Конденсатор для запуска двигателя автомобиля
Конденсаторы в помощь АКБ при холодном пуске мотора.
Всем привет!
В первую очередь поздравляю с Наступившими Новым годом и Рождеством! И желаю, чтобы этот год принес все самое хорошее за себя и за 2020!
Недавно решился на эксперимент, подтолкнули наступившие морозы и небольшие пробеги из-за пандемии, работаю на дому. При таком режиме АКБ не успевает полноценно зарядиться и через несколько дней простоя заводится мотор с трудом (аккумулятору 3 года, плотность электролита меняю по сезонам). Решил помочь ему, пристроив конденсаторы.
Сразу говорю, текста много, в основном теория, результаты в конце статьи.
В сети много теории на этот счет, конкретно всего несколько примеров, кто подключал и наблюдал за результатами.В основном советуют поставить ионисторы (суперконденсаторы) на несколько сотен фарад и приводят расчеты.
Сам по образованию электрик и с физикой в школе дружил, потому были сомнения по достоверности данных. В теории все красиво, есть только одно НО — суперконденсаторы низковольтные приборы (2,5 — 5В), и чтобы набрать необходимое напряжение необходимо подключить их последовательно, что приводит к уменьшению общей емкости по сравнению с параллельным подключением (при нем емкость суммируется):
Вот здесь и кроется главный подвох!
Самый большой ток при пуске стартера в первые доли секунды, который имеет огромный пусковой ток и под нагрузкой проворачивает двигатель, далее ток заметно падает. А при последовательном подключении ионисторов их общее сопротивление в цепи суммируется согласно закону Ома, а сопротивление заряженного ионистора — это практически бесконечность!
Следовательно, в первые мгновения, когда на АКБ максимальный пик нагрузки, суперконденсаторы не смогут выдать максимальный ток. И из физики же, при последовательном сопротивлении ток цепи одинаков для компонентов, при параллельном он суммируется, конденсаторы, каждый выдавая в первые мгновения максимальный ток, в целом выдают ток в 20 раз больший (в моем случае)!
Рассуждая подобным образом, пришел к выводу, что суперконденсаторы не совсем подходят, к тому же большие емкости стоят больших денег.
Решил попробовать конденсаторы, в местном магазине купил 20 шт. на 3300 мкф на 16 вольт (самые выгодные по цене/емкость), собрал на плате из двусторонненго текстолита, с торца прикладывая конденсаторы и припаиваю контакты к двум разным сторонам.
Получилась батарея на 66000 мкф 16 В, с одной стороны минус, с другой — плюс. Припаял имеющиеся провода на 4 и 3 мм2 (провода короткие, долгое время большой ток пропускать не будут).
Получилось следующее (в корпус пока не стал собирать):
Для сомневающихся в моих наблюдениях, могу ответить так — для уверенного пуска двигателя при подключенном АКБ не нужны большие емкости, я при полудохлом АКБ спокойно заводился, подключив зарядник на 20А, нужна небольшая поддержка аккумулятора, формулы же расчета времени работы суперконденсаторов не включают в расчет АКБ.
У данного решения есть и минусы, главный из которых — температура использования, летом их лучше снимать, во избежания перегрева и выхода из строя вплоть до взрыва.
В данном решении нет никакой магии, это всего лишь пусковой конденсатор, присутствующий в любом электродвигателе и не устанавливаемый на авто из-за недостаточной надежности при эксплуатации в жаркий период. Потому подключать данный сборку рекомендую только при низких температурах!
Удачи всем, особенно тем, кто попробует собрать данный девайс! Дерзайте!
Что такое конденсаторный «пускач» для автомобиля и в чем его отличие от привычных «пускозарядников»
Кондесаторные пусковые устройства почти неизвестны российским автомобилистам. Каждый раз вижу удивленные взгляды и отвечаю на вопросы, что это и как это работает. Постараюсь простыми словами рассказать, в чем принципиальное отличие конденсаторного «пускача» от привычных аккумуляторных пуско-зарядных устройств.
Итак, в качестве вводной, задача любого пускача, будь он конденсаторный или аккумуляторный, запустить двигатель автомобиля в случаях просадки штатного аккумулятора. Естественно, что оба типа «пускачей» требуют исправного двигателя и не предназначены для того, чтобы крутить стартер в течение получаса, пока где-то там проскочит искра или наконец просочится топливо.
Чаще всего автомобилисты используют аккумуляторные пуско-зарядные устройства, которые позволяют и гаджеты в путешествии заряжать, обладая большой емкостью, и с ноутбуком в палатке работать, и холодильник подключать, если «пускозарядник» позволяет. Но у аккумуляторных устройств есть несколько минусов:
1. Аккумуляторы имеют свойство стареть, а значит со временем дорогое устройство надо будет утилизировать и поменять на новое.
2. Аккумуляторное устройство чувствительно к температурам. Если на улице минус, а вы забыли его в холоде не ночь, то эффективность работы будет снижена.
3. Заряжается аккумуляторный «пускозарядник» довольно долго, и если вы не позаботились об этом заранее, то быстро зарядить его, а потом донести до автомобиля и завести мотор не получится.
В плюсах, конечно, возможность использовать устройство в быту, например, подключать автокомпрессор для накачивания давления в системе водоснабжения и т.п. Я лично постоянно его использую, как в бытовых работах, так и для зарядки устройств в путешествиях.
И тут мы подошли к первому принципиальному отличию конденсаторного пускового устройства: У НЕГО НЕТ АККУМУЛЯТОРА!
Как тогда оно работает? Вот! В этом и фишка, и она отражена в названии. Работает такое устройство с помощью конденсатора, способного быстро аккумулировать энергию и быстро ее отдать.
Конденсаторы, например, часто применяются в топовых аудиосистемах автомобилей, когда надо компенсировать пиковые потребности в мощности. Конденсаторы быстро набирают и быстро отдают эту мощность, необходимую для серьезных аудио-инсталляций.
То есть, конденсаторный «пускач» можно быстро зарядить и использовать. Зарядка, как правило, происходит в течение минуты или двух. И, более того, зарядиться такое устройство может даже от севшего аккумулятора, если в нем сохранилась хотя бы десятая часть энергии, которой, естественно, не хватит даже раз прокрутить стартер. Можно зарядить и через обычный прикуриватель.
В чем подвох?! Почему конденсаторные «пускачи» не выжили с рынка аккумуляторные?!
Конденсаторный «пускач» отдает энергию в разы быстрее, чем берет, а берет он ее, как вы помните, очень быстро. То есть, двигателю дается мощный «пинок», стартер начинает крутиться, но недолго, и в этот момент мотор должен «схватить». Если есть даже маленькая неисправность или надо подольше прокрутить стартер, то ничего не выйдет.
Впрочем, если мотор не запустился с первого раза, то «пускач» снова отправляется заряжаться от того же севшего аккумулятора и попытка повторяется до нужного результата. Кстати, чтобы избежать разряда во время прогрева свечей накала дизельных двигателей, у конденсаторных пускачей предусмотрен режим «дизель». Не у всех моделей, но у Беркута такой режим есть, и я его использовал.
Еще один плюс «конденсатора» – он не стареет так быстро, как АКБ в пуско-зарядном устройстве. Его не надо хранить в тепле и в заряженном состоянии. Он может валяться в гараже, в холоде, в сырости (в родном защищенном кейсе), а при необходимости быстро зарядиться и помочь.
Минусы?! Конечно есть! От конденсаторного пускового устройства нельзя подзарядить гаджеты, к нему нельзя подключить ноутбук, его нельзя оставить надолго подключенным к мертвой АКБ и тем самым немного «оживить» ее подачей напряжения.
Опыт моей личной эксплуатации разных устройств со своим автопарком, в котором бывало по 5 своих автомобилей и еще пара тестовых сверху, показал, что чаще всего я использую аккумуляторный «пускозарядник», потому что он всегда заряжен и готов к работе, а аккумуляторы периодически садятся, т.к. не все автомобили постоянно в работе.
Но были случаи, когда зимой аккумуляторный пускозарядник разряжался или с помощью него хватало только прокрутить стартер, чуть расшевелив мотор с загустевшим маслом, а потом в ход шел «конденсатор» и спасал ситуацию, не требуя танцев с бубном и ожидания зарядки АКБ.
В путешествия на Север, когда от работоспособности автомобиля и штатного аккумулятора зависит и здоровье, и комфорт, я вожу с собой оба типа устройства, чтобы быть готовым к любой ситуации с запуском двигателя. Если, конечно, солярка залита качественная, а мотор исправен.
В остальное время конденсаторное пусковое устройство лежит себе в гараже, не требуя обслуживания, зарядки или какого-либо особенного хранения, но при этом оставаясь в готовности. И так будет многие годы, за которые сменится не одно поколения аккумуляторных устройств…
На что рассчитывать водителю, когда «умер» аккумулятор
В чем отличие литий-полимерных и конденсаторных пусковых устройств? — ответ читайте в опубликованном ниже сравнительном тест-обзоре от экспертов портала «Автовзгляд»:
Зима — время, когда автомобильные пусковые устройства особенно востребованы, ведь в холодное время года мороз практически ежедневно экзаменует миллионы автомобилей на предмет надежной работы. Даже если опасаешься утром не завестись, каждый вечер снимать с машины аккумулятор, таскать его домой, а утром монтировать обратно — не вариант.
Временным выходом — до замены «уставшей» АКБ или проверки машины у хорошего автоэлектрика — может стать использование автомобильного пускового устройства. Хотя автор этих строк держит в машине такого типа штуковину из иных соображений: на случай, если кому-то из соседей по автостоянке или просто на дороге потребуется экстренное «прикуривание». Автомобильный «пускач» для этих целей приспособлен гораздо лучше, нежели машина целиком. Надо сказать, что такие аппараты бывают двух типов: литий-полимерные и конденсаторные.
И у тех, и у других есть свои особенности, которые нагляднее всего видны на примере гаджетов от одного бренда — таким образом исключаются различные маркетинговые «помехи» и можно сфокусироваться на «чистом железе». Для этой цели мы выбрали линейку автомобильных пусковых устройств бренда «Berkut». Во-первых, потому что марка эта достаточно широко распространена на нашем рынке, а во-вторых потому, что в ее «репертуаре» есть по несколько автомобильных «пускачей» обоих типов.
Начнем с литий-полимерных пуско-зарядных аппаратов — Berkut JSL-12000 и Berkut JSL-18000. В основе конструкции каждого из них, само собой, литий-полимерный аккумулятор. Только у одного устройства его емкость 12 А*ч, а у другого — 18 А*ч. Соответственно, первый выдает максимальный пусковой ток на уровне 400 Ампер, а второй — 600 Ампер. Чтобы воспользоваться устройством такого типа, его нужно предварительно зарядить от бытовой электросети напряжением 220 Вольт либо от бортовой розетки 12V. Модель JSL-12000 набирает полный заряд за четыре часа, а более мощный JSL-18000 — за семь.
После этого каждый из них обеспечивает по 10—15 попыток пуска мотора. Разница между ними в том, что Berkut JSL-12000 рекомендуется применять для запуска бензиновых двигателей рабочим объемом не более 3,5 л и 2 л в случае с дизельным силовым агрегатом, а Berkut JSL-18000 справится и со «взрослыми» моторами: с бензиновым до 7 литров рабочего объема, либо с 4,5-литровым дизельным.
У конденсаторных пусковых устройств своя специфика. В первую очередь — конструктивная. Тут аккумуляторы отсутствуют в принципе. Вместо них применены сверхъемкие конденсаторы — так называемые ионисторы.
В линейке Berkut три конденсаторных аппарата. Они различаются по своим энергетическим параметрам: Berkut JSC-300 выдает пусковой ток в 300 Ампер, Berkut JSC-450 — в 450 Ампер, а Berkut JSC-800 — в 800 Ампер. Соответственно, первый предназначен для запуска двигателей объемом вплоть до 3-литрового бензинового и 2,5-литрового дизельного, второй — до 4,5-литрового бензинового и 3-литрового дизельного и третий способен завести 7-литровый бензиновый или 5-литровый дизельный мотор.
Несомненным преимуществом конденсаторных устройств перед литий-ионными являются условия их хранения без всякого контроля и подзарядки неограниченное время при любых погодных условиях и температурах от −40 до +65 С.
Данные пускачи можно без всякой опаски хранить в багажнике автомобиля. Литий-полимерные же устройства нельзя хранить в разряженном состоянии, и в заморозки в автомобиле держать их не имеет смысла, поскольку при хранении в низких температурах батарея теряет свои пусковые свойства и свой пиковый ток такое устройство не выдаст.
Еще одним важным отличием является высокая скорость зарядки конденсаторных пускачей. Им даже не нужна 220-вольтовая электросеть. Так, самое мощное конденсаторное пусковое устройство заряжается на 100% от обычного автомобильного аккумулятора за каких-то 3—5 минут! От автомобильного прикуривателя в салоне — не более, чем за 15—20 минут, от 5-вольтового мини-USB (в компьютере, к примеру) — за 2—3 часа.
Прелесть конденсаторных «беркутов» серии JSC в том, что их можно на 100% зарядить даже от «полумертвого» аккумулятора твоей же машины, который уже не в состоянии сам ее завести. Пусть в штатной бортовой батарее останется хотя бы 5% энергии — этого хватит на полную зарядку конденсаторного Berkut. Но, если по каким-то причинам двигатель не завелся, конденсаторный девайс потребует новой полной зарядки. Да, она продлится, скорее всего, не долго. Но время займет. Литий-полимерный конкурент в подобной ситуации обеспечит еще, как минимум, десяток попыток пуска.
Ну и нельзя не сравнить вес литий-полимерных и конденсаторных пуско-зарядных устройств. У литий-полимерных он минимален. JSL 12000, например, весит всего 450 грамм, а JSL 18000 — чуть более 600.
Благодаря своей компактности литий-полимерные устройства вполне можно использовать в качестве внешнего аккумулятора для подзарядки мобильного гаджета или ноутбука. Тем более, что производитель предусмотрел такую возможность, оснастив оба девайса соответствующими USB-разъемами. «Конденсаторы» же весят в 2—3 раза больше: Berkut JSC-300 – 1,23 кг, Berkut JSC-450 – 1,38 кг и Berkut JSC-800 – 1,84 кг.
Одним словом, выбор современного автомобильного пуско-зарядного устройства всегда превращается в нелегкую дилемму. Что предпочесть: меньший вес, компактность и большее число попыток пуска или большие габариты, но отсутствие необходимости заряжать устройство заранее, а также беззаботное хранение в багажнике? Решить, что тут однозначно лучше, а что хуже в принципе невозможно. Каждому автовладельцу приходится при этом ориентироваться исключительно на свои предпочтения и условия возможной эксплуатации.
Видео-обзор литий-полимерных и конденсаторных пусковых устройств BERKUT:
Наша страница на DRIVE2:
Комментарии 61
На что рассчитывать водителю, когда «умер» аккумулятор? На трезвый разум и светлую голову нужно расчитывать, но уж точно не на маркетинг и современные гаджеты!
Любой аккумулятор нужно содержать в чистоте, клеммы при этом должны быть как у кота яйца, а также не забывать проверять нужный заряд и рабочее напряжением бортовой сети, исправным должно быть и электрооборудование! Тогда он будет работать ещё долго.
А вот что касается заряда и разряда АКБ, то тут начинается котовасия и многие автолюбители не понимают разницу между Са-Са и обычным сурьмянистым АКБ. Са-Са аккумуляторы это сыромятина, которая требует до сих пор большой доработки. Инженеры придумали, а до конца не додумали, тут услышали звон маркетологи, созвонились, предложили, по рукам-по рукам и попёр бизнес под идейным соображением. Сегодня от идеи до внедрения проходят пару дней! Большое значение при выборе АКБ имеет правильная (проффесиональная) подача информации от продавца, который порою сам не понимает настоящей разницы между этими АКБ, порою даже несоображают что они несут! По этому люди попадают на большие бабки не понимая что берут и заряжают всю эту новую лабуду теми устройствами, что есть в гараже и ни какое другое устройство тут уже не поможет, а бренд тем более. Если АКБ не правильно заряжен, что особенно это касается именно Са-Са, то его хватить до первого небольшого простоя автомобиля, а зимой это даже не вариант и ни чего ты с ним не сделаешь если накосячил с зарядкой. Такой АКБ только на помойку!
Са-Са АКБ — идея хорошая, но эта хрень сегодня, полная!
Поэтому не путайте мух с котлетами и доносите информацию до людей правильно и правильную!
Суперконденсаторы на запуск — Часть 1. Теория, муки выбора
Так уж завелось, что данная Q7 является, скорее, долгоиграющим проектом, чем рядовым транспортным средством. Чем и стараюсь радовать подписчиков. И с каждым внедрением чего-либо становится все сложнее осуществить новую задумку, никогда ранее не бывалую.
Так и сейчас, казалось бы, система о 2 АКБ фактически идеальна (за 4 года ни разу не подвела), но хотелось чего-то нового, еще более особенного. Хотя и второй АКБ на Q7 появился впервые именно у этого авто. Знаю многих довольных последователей!
Выходит, система запуска уже не уникальна, надо двигаться дальше.
Нет проблем — будем стартовать с суперконденсаторов!
И тут уже не скажем заветную фразу «Как тебе такое, Элон Маск?», так как крупнейший производитель ионисторов Maxwell нынче выкуплен как раз Теслой, дабы не плодить новые технологии без спроса.
Собственно, как доводится опытному инженеру, параметры основного компонента подбирались с потолка, и критерий был основной — емкость не ниже 3000F (да-да, тех самых Фарад, к которым нам в школе на уроках физики приравнивали емкость Земли). Технологии не стоят на месте и двуслойный электролитический конденсатор уже легко даст фору многим источникам тока. Кратковременного тока. А именно он-то нам и нужен.
На этом от теории отклонюсь, и приведу 3 основных варианта, между которыми были долгие муки выбора:
3. Китай-кондёр GCAP3400 — 3400Ф, 2.85В, 0.28мОм, от 20 евро на Алиэкспресс. На 2.7В дешевле.
Как уже можно понять, одного элемента недостаточно (2.85В макс) для пробуждения стартера. И выбор таки пал на Али (точная копия Максвелла, а то и сами их банки перемаркированные).
Вот только на момент подбора нашелся вариант 6-ячеечной батареи за 110 евро на ebay, соответственно, думать дольше не стал — через пару недель заказ был на руках.
К слову, фирма Skeleton выпускает свои конденсаторы в городе моего проживания (он же Таллин), в считанных километрах. На запрос сэмплов по розничной цене даже не стали отвечать. Ребята, если читаете, да вы жмоты. Да поглотит вас Маск.
Да, размеры приличные до неприличия — почти 40см в длину.
Для масштаба — фломастер и 26650 аккумулятор, имеющий фактически ту же энерговооруженность (3,7в*5Ач=18,5Втч у батарейки против 6*3,84Втч=23,04Втч у кондеров). Однако, батарейка никогда не сможет выдать то, на что рассчитан суперконденсатор.
Пошло вскрытие — даже балансиры оказались включены в цену (обязательная вещь!):
Конденсаторное пусковое устройство Inspector Charger. Будущее наступило…
Всем Здрасти! Сегодня кнопки жать обязательно!)
Конденсаторное пусковое устройство Inspector Charger — радикально отличается от своих собратьев пускачей на основе литий-ионных и литий-полимерных встроенных батарей! Задача у всех «пускачей» одна — запуск мотора, а вот подход к решению этой задачи разный!
Компания Inspector любезно предоставила нам на тестирование свою новинку — пусковое устройство Charger, из новой линейки пусковых устройств, на основании того, что я уже несколько лет являюсь пользователем их продукции и уже тестировал пуско-зарядное устройство.
На данный момент, на рынке присутствует всего 2 пусковых устройства на основе суперконденсаторов большой емкости (ионисторы), поэтому информации по ним маловато.
Заявленные характеристики Charger:
Пусковой ток 900А (Запомните, стартер возьмет ровно столько, сколько ему требуется для прокрутки мотора!)
Возможность запустить бензиновый мотор объемом до 6 литров, дизельный мотор до 3 литров, обязательное условие напряжение бортовой сети ТОЛЬКО 12 Вольт!
Подзарядка пускового устройства напрямую от аккумулятора автомобиля, от РОЗЕТКИ 12Вольт, от выхода USB 5В/2А.
На этом все, характеристики закончились) (Объясню все ниже по тексту)
Комплектация: пусковое устройство Inspector Charger, кабель подключения к розетки 12В(прикуриватель), чехол, документация, красивая коробка!
А сейчас я распишу, как это все выглядит — мы привыкли, что при пользовании классическими пусковыми устройствами, что в них встроенные аккумуляторы разной емкости, и конечно же, перед использованием подобного пускача, его требуется ЗАРЯДИТЬ, на это потребуется несколько часов, в зависимости от емкости батарей, ну и как следствие, если пусковое устройство разрядилось на «треть» заряда во время попыток завести мотор, потребуется снова подзарядка девайса, и снова это займет не 10 минут.
А в пусковых устройствах на конденсаторах отсутствуют аккумуляторы, там используются ионисторы, на подзаряд которых с 0 до полного заряда в 15.6 Вольта требуется примерно 5-6 минут при подключении от розетки 12В, а при подключении напрямую на акб, время на заряд в «боевое» положение потребуется около 2-3 минут, кстати говоря, после консультации со специалистом, предположили что речь идет о емкости конденсатора МИНИМУМ в 500 Фарад.
То есть, спрогнозирую ситуацию, у вас подсел аккумулятор в автомобиле, Вы подключаете к ПОДСЕВШЕМУ акб этот Charger, пускач заряжается от вашего акб в течении нескольких минут, и аккумулирует ОБРАТНЫЙ заряд, производя пуск мотора, главное условие, что напряжение акб должно быть не ниже 4 Вольт, сразу уточню, ниже 4 Вольт это металлолом. (Подключал этот девайс к аккумулятора с напряжением 3 Вольта — на дисплее девайса загорался значок «Ошибка»)
Еще одно ВАЖНОЕ отличие конденсаторного пускача от «классического» на литий-полимерных батареях в том, что есть функция «Принудительный пуск» — возможен запуск мотора при полностью севшем аккумуляторе или же при отсутствие акб в автомобиле вовсе, что исключается как вариант при пускачах на встроенных батареях.
Основное правило какое? Верно! Перед работой обязательно стоит ознакомиться с инструкцией!
Об устройстве: корпус крепкий, дисплей защищен «зернистой» пленкой, провода с «крокодилами» несъемные — порадовал момент, что на морозе провода сохраняют эластичность (на данный момент проверялось лишь при минус 5°), крокодилы массивные и довольно тугие, на лицевой части устройства 3 кнопки — On/Off, Charge (Зарядка), BOOST (Кнопка Принудительного пуска).
Устройство оборудовано защитой от переполюсовки, короткого замыкания и от перегрева (видимо сделано специально от тех, кто будет пытаться завести «труп» до победного)
Inspector Charger заряд не держит, то есть заряжается устройство НЕПОСРЕДСТВЕННО перед использованием, полного заряда 15.6 хватит часов на 5, затем напряжение пускача упадет до 12 Вольт и пуск мотора будет под вопросом, хотя…
Дорогой девайс? Да, дорогой. Этот самой мощный в линейке пускачей Inspector, ценник около 10000 рублей, это стоимость относительно хорошего пускача на литий-полимерных батареях, НО, конденсаторный пускач в определенных моментах выигрывает у конкурентов — срок службы больше 10 лет, вместо 3 лет у «классических» пускачей, за конденсатором нет необходимости следить и периодически подзаряжать встроенные батареи, разрешается перевозка любым транспортом, в том числе и воздушным, в отличии от взрывоопасных литиевых батареях, и температурный диапазон — конденсаторный пускач спокойно работает на морозе(!), а «классический» нет.
Добавлю ложку дегтя в бочку меда, кое какие моменты мне не понравились, а именно, из за конструкции клеммы несъемные с корпуса, зернистая защитная пленка на ярком солнце ухудшает обзор дисплея…
Кому девайс будет полезен? Первым делом это владельцам Вебасто и подобных установок в автомобиле, когда частенько требуется дать дополнительный заряд штатному акб. В целом, идея хорошая, на данный момент мы проверяли на легковых автомобилях — устройство запускало мотор, до грузовых пока что не добрался!
Как итог: да, с девайсом не идет в комплекте ударопрочный водонепроницаемый кейс, который к ценнику добавить лишние 3 тысячи рублей, нет ничего лишнего при устройстве, поэтому и ценник относительно адекватный с учетом начинки)
Ну как вам вещица?)