[Świstak]

Po dłuższej nieobecności na forum zauważyłem że jednym z problemów powracających jak bumerang jest akumulator rozruchowy. Jest mi to problem obcy od kilku lat, bo nie mam już takiego akumulatora... Bo jest on zupełnie zbędny.

Zacznijmy od rzeczy oczywistych - mamy trzecią dekadę XXI wieku, a typowe akumulatory kwasowo-ołowiowe zostały opracowane w połowie XIX wieku przez Wilhelma Josefa Sinstedena i niewiele w ich konstrukcji się od tamtej pory zmieniło. Może inaczej - zmieniło się sporo ale nie podstawy, a nie wszystkie zmiany są korzystne dla końcowego użytkownika. Szczególnie ostatnie dziesięciolecia to oszczędności w materiale, ekologia i niestety również ekonomia która choćby nie wiem jak ładnie ubrana w zielone papierki - zawsze finalnie obciąża końcowego użytkownika. Najlepiej traktowane egzemplarze wytrzymują 10 lat, ale kamperowcy nie traktują ich dobrze i typowa żywotność bez porannych niespodzianek to 3-5 lat.

Akumulator rozruchowy to dość szczególna odmiana akumulatora kwasowo-ołowiowego - musi zapewnić nie tylko pojemność kilkunastu amperogodzin, ale przede wszystkim ogromny chwilowy zastrzyk energii potrzebny do rozruchu. Gdyby nie to - mógłby być znacznie lżejszy zapewniając tą samą pojemność i większą żywotność. Ale niestety potrzebny jest zarówno potężny kop dla rozrusznika, jak i pojemność do podtrzymania elektroniki w czasie czuwania. To duże wyzwanie dla prawie 200 letniej konstrukcji. Uznałem że zbyt duże i rozdzieliłem obowiązki na żonę i męża....

Kilkanaście lat temu opracowane zostały superkondensatory zdolne do chwilowego oddawania ogromnych prądów. Ich wartości są wręcz absurdalne jeśli wziąć pod uwagę gabaryty i wagę takich bloczków. Pamiętam że gdy pierwszy raz miałem takie cudo w rękach, trzy razy liczyłem zera i byłem święcie przekonany że to pomyłka w druku, ale jednak nie... To po prostu nowoczesna technologia, która nie wykorzystuje przemian chemicznych jak w przypadku akumulatorów kwasowych ale zjawiska fizyczne, a to już zupełnie inna bajka. To jak przeskok między lokomotywą parową ze spalaniem zewnętrznym, a typowym silnikiem spalinowym ze spalaniem wewnętrznym - niby i tu i tu następuje przemiana energii za pośrednictwem ciepła, ale jednak zupełnie inaczej.
Zaletami superkondensatorów są:
- mała waga i gabaryty
- liczba cykli pracy liczona w milionach lub miliardach
- odporność na niskie temperatury
- odporność na całkowite rozładowanie
- odporność na wstrząsy i wibracje
- powolne starzenie się.
Nie są pozbawione też wad:
- niskie napięcie pracy
- mała pojemność
- nieodporność na przeładowanie
- wysoki koszt zakupu.
Są to jednak wady którym łatwo zaradzić:
- aby zwiększyć napięcie pracy możemy połączyć kilka kondensatorów szeregowo tak aby sumaryczne napięcie pracy połączonych kondensatorów było wyższe niż maksymalne napięcie w instalacji - dla kondensatorów praca przy niższym napięciu od maksymalnego nie jest szkodliwa
- aby zapewnić odpowiednią pojemność zastosujemy dodatkowy tani akumulator podtrzymujący lub (co zalecam) energię do podtrzymania elektroniki będziemy czerpać z powiększonego akumulatora nadwoziowego
- równolegle z każdym kondensatorem zamontujemy kawałeczek elektroniki zabezpieczającej poszczególne elementy łańcucha szeregowego przed przeładowaniem czy właściwie przed przekroczeniem napięcia maksymalnego
- policzymy ile nas to będzie kosztować jednorazowo i po ilu wymianach zwykłego kwasiaka się nam to zwróci. Nawet nie weźmiemy pod uwagę popalonych kwasem portek, sarośniętych kwasem klem, zgnitej podstawy akumulatora, kosztu taksówkarzy którzy alarmowo przyjadą nas odpalić "na kable"

[Świstak]

"Czy to zadziała w moim nowoczesnym kamperze?"
Tak, zadziała. I to jak cholera. Dlaczego? Bo on wciąż ma silnik spalinowy z rozrusznikiem, a im nowocześniejsze auto - tym apetyt na energię podczas rozruchu większy.
"A w 3 litrowcu zadziała?"
Zadziała nawet w lokomotywie, trzeba tylko dobrać odpowiednie kondensatory. Tu zasada jest prosta - im większe, tym lepsze. Dla przykładu moje auto z silnikiem 4,2 litra. Zrobiłem sobie 2 małe bloczki po 6 kondensatorów aby łącznie uzyskać 24V czyli napięcie typowe dla ciężarówki, ale w typowym kamperze wystarczy jeden bloczek 6 sztuk kondensatorów. Maksymalne napięcie pracy superkondensatora to (zależnie od producenta) 2,4 - 2,7V, zatem połączenie 6 sztuk da nam 14,4 - 16,2V. Dla spokoju ducha zamiast sześciu można dać siedem.....

[Świstak]

Gdzie to kupić?
Gdzie taniej... Ja swoje kupiłem z jakiejś rozmontowanej zgrzewarki, ale na różnych portalach są już oferowane nowe podzespołu, czasami razem z odpowiednią elektroniką zabezpieczającą

---

Screenshot 2023-04-30 at 10-15-45 Bufor mocy AUDIO 6x SUPERKONDENSATOR 3000F zestaw.png

Plik ściągnięto 5 raz(y) 937,17 KB

Screenshot 2023-04-30 at 10-15-32 Bufor mocy AUDIO 6x SUPERKONDENSATOR 3000F zestaw.png

Plik ściągnięto 3 raz(y) 1,1 MB

Screenshot 2023-04-30 at 10-14-46 Superkondensator 3000 Farad 2 7V Imax 2165A 3000F.png

Plik ściągnięto 2 raz(y) 992,74 KB

Screenshot 2023-04-30 at 10-14-23 Superkondensator 3000 Farad 2 7V Imax 2165A 3000F.png

Plik ściągnięto 2 raz(y) 962,91 KB

[Świstak]

Ile to wytrzyma?
Wierzę że dłużej niż samochód.

Co muszę przerobić?
W sumie niewiele. Przy codziennej eksploatacji w starym aucie bez miliona alarmów i kosmicznego radia - w zasadzie nic. Wyrzucamy akumulator, montujemy kondensatory, łądujemy je przed pierwszym rozruchem i modlimy się żeby nie wyrwało rozrusznika z podstaw. Nie żartuję - oporność wewnętrzna superkondensatorów jest tak mała, że mimo niewielkich gabarytów i wagi są w stanie oddać potężne prądy w impulsie bez istotnego spadku napięcia na wyjściu. Typowy akumulator rozruchowy (zwłaszcza już troszkę zużyty) ma w stanie jałowym 12V, ale gdy kręcimy rozrusznikiem - napięcie na klemach spada do 9V dlatego mimo że światła i kontrolki świecą jasno po włączeniu stacyjki, to w chwili kręcenia rozrusznikiem wszystko przygasa. Tu tego efektu nie będzie, oczywiście pod warunkiem że mamy okablowanie samochodu w dobrym stanie. Ale to już temat na inną opowieść....


Oto test superkondensatorów po 11 dolarów sztuka. Klient troche narzeka że na e-bay można kupić po 8 dolarów, ale to stary film. Jeszcze sprzed wszystkich cudów gospodarczych... Zalecam też troszkę lepszą obudowę, bo stara skarpetka wygląda trochę nieprofesjonalnie. Nawet zimowa.

[Świstak]

A jeśli okaże się że to trochę za mało?
Zawsze można połączyć dwie takie baterie równolegle. I tak zaoszczędzimy 90% wagi i jeszcze bardziej wydłużymy żywotność zestawu.


Dość zachwytów - czas na narzekanie....
Wielką zaletą superkondensatorów jest ich mała rezystancja wewnętrzna - dzięki temu są w stanie bardzo szybko się rozładowywać oddając cenną energię rozrusznikowi. Oznacza to też że w przeciwieństwie do akumulatorów można je też bardzo szybko naładować. Dosłownie w kilka sekund, ale trzeba mieć czym.
Gdy superkondensatory są całkowicie rozładowane, dla podłączonego prostownika wyglądają jak kawał grubego drutu. Te "inteligentne" nie będą ich chciały nawet zacząć ładować bo trupem zajmować się nie będą, a te prostsze dadzą wszystko co mogą, a nawet więcej niż mogą i .... coś się sfajczy - albo bezpiecznik, albo prostownik. Trzeba w jakiś sposób ograniczyć prąd ładowania. Ja używałem zasilacza laboratoryjnego w którym mogłem ustawić limit prądu, ale to trochę niewygodne..

[Świstak]

W normalnych warunkach, kondensatory mam na stałe podłączone do akumulatora nadwoziowego odpowiednio dobranym okablowaniem, więc mi się już nie rozładowują, ale gdyby jednak z jakiegoś powodu mi siadły do zera - używam do wstępnego naładowania przetwornicy step-up za kilkadziesiąt złotych i starego powerbanka do ładowania telefonu komórkowego.... Ważne żeby przetwornica miała możliwość ustawienia zarówno limitu napięcia wyjściowego jak i prądu wyjściowego który ustawiamy na 1..1,5A

---

Screenshot 2023-04-30 at 10-54-45 Przetwornica step-up_down buck-boost 1.25V-30V 5A.png

Plik ściągnięto 6 raz(y) 256,42 KB

[Świstak]

To w zasadzie wszystko.

No, może jeśli ktoś nie chce łączyć na stałe instalacji rozruchowej z nadwoziową można rozważyć równoległe podłączenie małego akumulatorka podtrzymującego z motocykla, UPSa kosiarki czy jakiegoś alarmu.... Może być ołowiowy, może być litowy, może być lifepo.... Nie będziemy go zbytnio obciążać przy rozruchu - wystarczy dać odpowiednio "cienkie" kable lub dodatkowo jakiś rezystor ograniczający prądy.

[Świstak]

To wszystko. Dzielcie się zdjęciami z realizacji!

[joko]

Jak poszedłem po najmniejszej linii oporu i kupiłem IDEAL Ultra Starter 1600. Wywaliłem aku rozruchowy , połączyłem instalację samochodu i zabudowy w jedną , więc obwody samochodu mają stałe zasilanie ( (LiFePO4 400Ah + 800Wp PV), a rozruch jest ze startera .
Zrobiony jest w oparciu o superkondensatory i ma już wbudowaną elektronikę odpowiedzialną za ładowanie i rozładowanie
Działa ..... a jak mówi stare ludowe przysłowie " jak działa to nie ruszać "

Starterek jest lekki, a z kampera wyleciał spory klocek (przy okazji jeszcze kilka innych drobnych gratów) .

Superkondensatorki są super
Dziwi mnie, że producenci kamperów jeszcze na to nie wpadli. Gdzie jak gdzie , ale w kamperach te kilkadziesiąt kilogramów robi różnicę.

[Świstak]

W nowych osobówkach montuje się je już fabrycznie w okolicy rozrusznika, ale nie jako główne źródło energii, lecz jako wspomaganie rozruchu. Lepiej kręci i można zaoszczędzić na okablowaniu głównym co przy obecnych cenach miedzi nie jest bez znaczenia.


Joko, ty leniu... A zdjęcia z realizacji gdzie???

[Banan]

Arkadeusz, jak się cieszę, że jesteś i się produkujesz

Oglądałem świstakowe, dziwowałem i... działa
Czekam, aż moje aku dokona żywota i też chcę takie

Browarek na ochłodę Świstaku

[Świstak]

Dzięki śliczne mój zakrzywiony przyjacielu!

[Świstak]

Chciałbym pokazać jeszcze jedno rozwiązanie które może unaocznić wady typowych akumulatorów ołowiowych. Panowie na poniższym filmiku odpalają auta z wiązki akumulatorków LiFePO i jak widać nie mają przy tym większych problemów.
Swojego czasu testowałem kilkanaście ogniw dokłądnie takich samych jak te pokazane na filmiku i przyznaję że żadnego z nich nie udało mi się zepsuć pomimo bestalskiego traktowania, jednak gdybym miał to zamontować na stałe - i tak dołożył bym równolegle baterię superkondensatorów.

Mała uwaga do poniższego filmu - po odpaleniu auta nie powinno się odłączać akumulatorów! Praca alternatora bez obciążenia może doprowadzić do uszkodzenia lub niepoprawnej pracy elektroniki!

[voice]

Ale widzę, że taki zestaw kondensatorów też nie jest tani ??

[Świstak]

Stała wymiana akumulatora na inny typ bez zastosowania superkondensatorów będzie nam jednak przysparzać znacznie więcej problemów.
Przy zastosowaniu innych akumulatorów należy również uwzględnić ich ładowanie w sposób bezpieczny dla samych akumulatorów. Po pierwsze muszą bezpiecznie przyjąć prąd generowany przez alternator. Jeśli mamy alternator 100A, to pakiet musi być dobrany w taki sposób aby ładowanie takim lub większym prądem nie było dla niego szkodliwe. Po drugie - musimy dokompletować BMS który będzie nadzorował równomierne ładowanie ogniw dbając aby na żadnej z cel nie przekroczyć maksymalnego napięcia oraz aby te napięcia równoważyć.
I tu spotykamy poważny problem - ogromne prądy rozruchu mogące przekraczać 500A. Ciężko znaleźć w rozsądnych pieniądzach BMS który to zapewni, dlatego ciężar ogromnych prądów rozruchu warto przerzucić na superkondensatory.