Суперконденсатор, или ионистор, представляет собой устройство, сочетающее в себе свойства аккумулятора и конденсатора. Он обладает рядом преимуществ, которые отсутствуют у традиционных аккумуляторных батарей. Я расскажу вам о прототипе автомобильной батареи на основе ионисторов, который уже готов к использованию. С его помощью можно не только запустить двигатель несколько раз, но и эксплуатировать автомобиль на протяжении неограниченного времени.
Понадобится
- Суперконденсаторы (ионисторы) с напряжением 2,7 В и ёмкостью 500 фарад.
- Плата для защиты от разбалансировки.
Этого хватит для первого опытного образца.
Первое испытание с запуском двигателя
Я приобрёл шесть суперконденсаторов и плату балансовой защиты. Эти компоненты могут продаваться по отдельности для каждого ионистора или в виде единой линейки, рассчитанной на шесть штук. Я собрал всё в единую систему.
Защитная плата предотвращает перезаряд суперконденсаторов, если напряжение превышает 2,7 В. Поэтому при последовательном подключении элементов она обязательна.
Затем я присоединил клеммы и установил батарею в автомобиль. Прежде чем это сделать, нужно было зарядить батарею небольшим током в 5-7 ампер до рабочего напряжения. Этот процесс занял 10-15 минут.
После включения зажигания машина завелась без проблем. Двигатель работал ровно, напряжение в бортовой системе было стабильным.
В ходе эксперимента были выявлены следующие особенности: батарея из ионисторов разряжалась довольно быстро при выключенном зажигании. Примерно через 5-6 часов напряжение снижалось до 10 В, что являлось недостатком. Однако это не мешало запуску двигателя, поскольку для ионистора любое значение напряжения считается рабочим, в отличие от аккумулятора.
Через сутки завести автомобиль уже не удалось. Я решил устранить этот недостаток в следующем проекте.
Схема
Вот схема второго прототипа батареи.
Стоит отметить, что в этом устройстве отсутствуют солнечная панель и второй аккумулятор. Вместо них используется ряд суперконденсаторов с балансировочной платой. Кроме того, в конструкции предусмотрены контроллер заряда аккумулятора, два переключателя, вольтметр и небольшой аккумулятор емкостью 7,5 ампер-часов.
Принцип работы устройства следующий: перед запуском автомобиля необходимо открыть капот и активировать верхний по схеме переключатель. Затем ионистор заряжается от аккумулятора через мощный резистор на 50 ватт и сопротивлением 1 Ом. Зарядка напрямую без этого резистора невозможна, так как это приведет к короткому замыканию аккумулятора.
Весь процесс занимает не более 15 минут, что для меня приемлемо. После этого можно запускать двигатель и отправляться в путь. Диод Шоттки, установленный параллельно резистору, отвечает за зарядку аккумулятора после запуска двигателя. Зарядка аккумуляторной батареи осуществляется через контроллер зарядки.
Для удобства использования достаточно один раз активировать устройство, чтобы оно работало, пока не будет выключено. Например, можно оставить его у магазина на пару часов без необходимости постоянно включать и выключать. Если ионистор начнет забирать энергию из аккумулятора и его напряжение упадет ниже 11,4 В, контроллер зарядки немедленно отключит устройство. Это предотвращает полный разряд аккумулятора, который может сократить срок его службы.
Переключатель, расположенный внизу схемы, позволяет подключить вольтметр либо к ионисторам, либо к аккумулятору.
Полностью рабочий экземпляр батареи на суперконденсаторах
Собрал всю схему в пластиковой коробке. Временно естественно, чисто покататься и испробовать новшество.
Вид устройства с верху.
Защитный контроллер.
Мощный токоограничивающий резистор.
Цифровой вольтметр виден через пластик.
Устанавливаем на автомобиль вместо штатной батареи.
Включаем зажигание и пробуем произвести пуск двигателя.
Мотор запустился быстро, без каких либо проблем.
Производится зарядка ионисторов и аккумуляторной батареи, о чем свидетельствуют показания вольтметра.
Заключение
Рассмотрим подробнее преимущества и недостатки суперконденсаторов.
Преимущества:
- 1. Более надёжная работа при пиковом пусковом токе по сравнению с аккумуляторами. Это обеспечивает уверенный запуск.
- 2. Способность функционировать при низком напряжении.
- 3. Небольшой вес, что позволяет легко переносить устройство домой на всякий случай.
- 4. Возможность зарядки от батареек для запуска, что позволяет продолжить движение.
Недостатки:
- 1. Значительный саморазряд. Хотя передвигаться можно, энергии будет недостаточно для включения габаритных огней или аварийной сигнализации на короткое время при заглушённом двигателе.
Это основные моменты, которые пришли мне в голову. Теперь о стоимости. На AliExpress суперконденсаторы предлагаются по доступной цене. Если учесть их количество и балансную защиту, их стоимость будет ниже, чем у кислотного аккумулятора.
На этом всё. Надеюсь, мой эксперимент был для вас полезным и интересным. Удачи всем!