Производители вполне серьезно рассматривают замену аккумулятора суперконденсатором или двойным электрохимическим ионистером. Вопрос прорабатывается инженерами и даже когда-то применялся в практических целях. Сейчас использование такого устройства ограничено в областях применения техническим прогрессом. Так можно ли заменить АКБ автомобиля конденсатором? При каких условиях? На это и многое другое дадим ответы в нашей статье.
Плюсы и минусы конденсатора по сравнению с аккумулятором
АКБ и конденсатор — это устройства, которые накапливают электричество от генератора тока, отдают при необходимости, например, для запуска автомобиля. Каковы же достоинства, недостатки конденсатора по сравнению с аккумулятором?
Плюсы использования:
- Ионистер отдает пиковый ток практически мгновенно.
- Заряжается суперконденсатор буквально за секунды. Недаром NASA использует их в космическом пространстве.
- Безопаснее жидкостного аккумулятора. В отличие от литиевых, свинцовых батарей, заряд накапливается на твердом теле.
- Надежно и долговечно. Конденсаторы позволяют производить до миллиона перезарядок. Вместо 1—2 тысяч у электрохимических батарейных АКБ.
- Эффективность отдачи энергии 98 %.
- Ионистеры устойчивы к экстремально низким или высоким температурам, механическим повреждениям.
Недостатки в сравнении с АКБ:
- Большой коммерческий суперконденсатор накапливает лишь 20 % от энергии АКБ похожего размера.
- Малая плотность энергии на единицу массы.
- Низкая автономность без внешнего питания.
- Высокая скорость саморазряда.
- Самый мощный ионистер не сможет питать бортовую сеть даже в течение нескольких минут.
Почему конденсатор редко используют вместо аккумулятора
Есть одно серьезное препятствие на пути использования этого средства запуска. Конденсаторы «не держат заряд».
У аккумулятора и конденсатора изначально разные цели использования. АКБ должен как можно более длительное время не разряжаться, выдавая энергию по частям. Если по какой-то причине генератор выйдет из строя, то аккумулятор позволит проехать машине около получаса. То есть она гарантированно доберется до дома или СТО. С ионистерами этот фокус не пройдет.
Разряд конденсатора будет постоянным из-за утечек, работы элементов бортовой сети даже при ожидании.
Величина напряжения у аккумулятора практически неизменна при полностью заряженном и полуразряженном состоянии. Кондер меняет напряжение от силы заряда. Иногда в очень широких пределах, что вредно для бортовой электроники.
Как заменить
Заменить АКБ как стартовое устройство, реально. Берем суперконденсаторы БУ Maxwell 1200F. Сборка из 6 штук по 200 фарад каждый, 2,7 вольт на один конденсатор.
Общий вольтаж системы — 16,2 вольт.
Технические характеристики:
- Срок службы около от 10 лет гарантированно.
- Миллион циклов перезарядки.
- Ток максимальный — 930 А.
- Температура работы от -45 до +65 градусов.
За сутки напряжение на заряженном устройстве снижается с 14,7 вольт до 12,3 вольт. Потом разряжается все медленнее и через 6 месяцев остается 9 вольт.
При установке на Хонду Фит одного такого устройства без аккумулятора, заряженного до 14,5 вольт, конденсатора хватает на 3 ч. После этого напряжение падает до 11,5 единиц. Если установить автозапуск по падению напряжения, автомобиль автоматически запустится и генератор зарядит конденсатор.
Гибридная связка менее мощного аккумулятора с конденсаторной сборкой будет крутить стартер бодрее при низких температурах.
Использование суперконденсаторов позволит запустить машину даже с «дохлым» АКБ. Поддержание заряда суперконденсаторов не требует мощного аккумулятора. Если кондеры подключить параллельно с АКБ автомобиля, то срок службы аккумулятора возрастет многократно. Токовый удар сгладится.
Какой нафиг ионистЕр?! ИонистОр! И, вообще, зачем заменять аккумулятор ионистором, если их надо использовать только в паре, т.е. параллельно аккумулятору подсоединяется блок ионисторов, которые и воспринимают основную нагрузку. В параллельной сборке даже на подсевшем аккумуляторе можно запускать стартер, за счёт подзаряда ионистора.
ВНИИЖТ тоже так думал при параллельной работе АКБ и ионистора,а мы заменили токи и сняли осциллографов и заставили работать по другому систему пик тока берет только конденсатор а батарея подключается в момент вращения коленвала что позволяет использовать любые аккумуляторы патент на полезную модель 94522 система запуска дизелей тепловозов очень жалко что не оставил себе Элтоновский 12 вольтовые для авто зимой бывает нужен
Во первых ионистор, а не ионистер.
Во вторых ионистор — это не конденсатор.
И в третьих — это не замена аккумулятору, а средство для уменьшения просадок напряжения.
Никакие ионисторы не смогут заменить аккумуляторы. Просто в силу физических процессов, в них происходящих. Любая энергия- это скорость и масса. Кинетическая энергия, к примеру. Так вот, в аккумуляторе работают ИОНЫ, а в ионисторе- электроны. Переносчиками энергии. Ионы- это суть ядра молекул. Штуки, по сравнению с электронами многократно более массивные. Отсюда и высоченная энергоёмкость иона по отношению к бегунку- легкоптаху.
Электрическая ёмкость накопителя определяется не массой заряженных частиц, а их зарядом.
Основная проблема это максимум 70 градусов. Под капотом как правило всегда гораздо больше, а далеко от стартера нет смысла ставить. Отсюда вывод — есть смысл ставить только на Севере зимой, где в основном гаражное хранение с отоплением для техники которая регулярно используется. Ставить нужно на машины открытого хранения и редко используемые, и всё равно избыточная мощность ионисторов при вязком масле может привести к поломке стартера или венца маховика, на морозе сталь становиться хрупкой. Моё мнение — для гражданской техники лучше использовать подогреватели. Если техника для ЧС, то использовать нужно «прикуриватели» на ионисторах, будет экономия на отоплении ангаров.
Такая связка, АКБ+конденсатор, была достаточно распространена в конце 80х прошлого века в СССР. Это не было вызвано какими то техническими требованиями, причина была в катастрофическом дефиците аккумуляторов. Ионисторов тоже не было, поэтому пользовались батареей конденсаторов емкостью 100000…200000мкФ. Практически мертвый АКБ с подключенным конденсатором 0,1…0,2Ф, позволял заводить автомобиль, и даже несколько раз «дринькнуть», с промежутками разумеется, чтобы емкость зарядилась. Попадались конденсаторы, если правильно помню и понимаю, от электросети самолетов, 27В 150000мкФ. Причем 27В это было номинальное напряжение. Или 120000мкФ, не помню уже за давностью лет.
Почему все молчат что при последовательно соединении кондеров напряжение увеличивается а ёмкость падает 200 делить на 6 будет 33 фарады а не 1200 это в 36 раз меньше. Физика 7 класс 86 год Мурманск, но ер школы нужен?
6 последовательно соединённых кондера дают 33 фарады а не 1200 как пишут некоторые это ошибка в 36 раз, 33 фарады это 33 а пера но не в час а секунду, школа 7 класс
Коля, еще раз перечитай учебник физики. 1 Кулон это 1Ампер в секунду. Заряд равен произведению СхU = 33Ф х12В = 396 Кулонов, т.е. 396 Ампер в секунду.
Коля, перечитай еще раз учебник физики. Заряд Q= СхU. 33 Ф х 12В = 396 Кулон. Соответственно кондер отдаст 396 Ампер за секунду.
АКБ , конденсатор, ионстор. Всё это одно и тоже, требующее частой подзарядки. Это похоже на топтание на одном месте.только разный принцип действия. Вопрос лишь в том как создать мощный ,безопасный и неиссякаемый источник энергии. Да и сами электромоторы уже кажутся примитивными.
Во-первых, простая электроника уже есть — это регулятор напряжения после генератора. Он просто не даст слишком большой ток. Дело в том, что разряженный аккумулятор ненамного лучше конденсатора — тоже очень большой зарядный ток, и эта ситуация предусмотрена.
Во-вторых, при параллельном соединении с аккумулятором конденсаторы никогда не будут полностью разряжены — они вытянут энергию даже из полудохлого аккумулятора, но подзарядятся практически до номинального напряжения.
Я в своё время диссертацию писал по теме пуска двигателей карбюраторных и дизельных от 2,5 литров до 40 литров. Энергоблок был разработан совместно НИИСТА, ТЕХНОКОР, ПЛЕСКАВА и Курским аккумуляторным заводом. Сейчас применяется уже на машинках военских…
Ионисторные батареи с успехом используются, например, в Белоруссии в троллейбусах. Ее хватает проехать от конечной до конечной, на которых стоят мощные зарядные станции, заряжающие батарею за несколько минут.
Кроме того, ионисторные батареи просто идеально вписываются в гибридные электромобили и легко позволяют рекуперировать энергию торможения в городском цикле, и разгоняться с места, что снижает расход топлива в городе почти вдвое.
А почему никто не обратил внимание на то, что автор упомянул о «практическом использовании» конденсаторов вместо АКБ в автомобилях?
Я встречал информацию, что французы сделали грузовик с переменным «бортовым напряжением» 380 В. Так там не было АКБ, а были суперконденсаторы.
Вообще очень интересная была бортовая сеть: Силовая часть проводки на 380 В получается очень тонкая. К каждому «потребителю» запустили «фазу» и управляющую «шину». На каждом потребителе стоял «микропроцессор» который по сигналу «шины» определял включение «потребителя».
Короче всё получилось настолько интересно, что абсолютно ясно какое будущее у электричества авто. В эту концепцию очень дешево и сердито(380В — конечно сердито) врисовываются и электромобили, и «бортовые микропроцессоры»(в т.ч. и управления ДВС) и вообще ВСЁ.
А вы тут рассуждаете, как сделать конденсатор на 12в 🙁
Ребята. Езжу на ионистре Феникс 100 фарад в паре с мотоциклетным АКБ 12вольт 12 ампер., уже три года. Шкода фабия.
2016 или 2017 г. в командировке на Диксоне сам собирал и обкатывал подобную сборку из 24 штук 2,7 V, 3000 F. Запараллелил две последовательных сборки по 12 штук = 32 V max, 500 F. Сборка делалась для запуска техники в том числе и вездеходов «витязь ДТ 10» у которого на борту танковый 12 цилиндровый турбированный движок и 4 штуки 190 АКБ. По результатам могу сказать все получилось, одной зарядки хватало на 3 — 4 запуска этого вездехода без АКБ.