Как завести машину на остатках энергии разряженного АКБ?
Энергия – штука гибкая…
Начнем, как обычно, издалека…
Электрическая энергия – действительно «штука гибкая». Одно и то же количество энергии из одного и того же источника всегда может быть представлено в разном виде – с большим током и низким напряжением или большим напряжением, но низким током. Ну и в любых промежуточных вариантах, разумеется. Можно взять аккумулятор с энным напряжением и максимальным током и выдать эти напряжение и ток на нагрузку, как есть. А можно подключить к батарее электронный преобразователь и получить напряжение в сотни или тысячи раз выше изначального, но с пропорционально меньшим током. И это будет то же самое количество энергии (с поправкой на потери при преобразовании, разумеется). Иными словами, из одного напряжения и тока легко сделать другое напряжение и ток.
И вот близкий автомобилистам пример для понимания (предупреждаем зануд и буквоедов об условности цифр!) — есть у нас, к примеру, 12-вольтовая батарея, которая в заряженном состоянии способна обеспечить нужный нам ток в 300 ампер. Но она разряжена наполовину – ее напряжение составляет 6 вольт, а потенциальный отдаваемый ток едва равен половине от штатного. Такая батарея непригодна для запуска двигателя, хотя «сферически-вакуумный» запас энергии в ней все еще вполне достаточен для наших целей.
Можно ли что-то сделать? Да. Можно подключить к этой батарее электронный преобразователь напряжения, делающий 12 вольт из 6 вольт, и «перелить» остаток энергии в 12-вольтовый аккумулятор вдвое меньшей емкости, заполнив его полностью. И вот он уже будет вполне пригоден для запуска мотора!
Однако когда мы с грустным цветом лица откроем капот автомобиля с разрядившимся аккумулятором, который не в силах провернуть стартер, все эти теоретические варианты с извлечением остатка энергии из севшей батареи будут для нас столь же бессмысленны, сколь погода на Луне… Нет второго аккумулятора, куда энергию можно «перелить», нет такого преобразователя и, самое главное, нет на это времени, ибо аккумуляторы не заряжаются мгновенно…
Впрочем, накопитель энергии, который способен зарядиться почти мгновенно, существует – это всем известный конденсатор!
Конденсаторные «пускачи» — как они устроены?
Аккумуляторные пусковые устройства — они же «джамп-стартеры», они же «пускачи», они же «бустеры», известны российским автолюбителям уже, наверное, лет десять. Гаджеты, безусловно, полезные, но главный и общий их недостаток вне зависимости от производителя и модели – невозможность хранения в машине зимой, ибо от мороза литий-ионные аккумуляторы «пускачей» разряжаются и портятся. Таскать устройство туда-сюда большинству людей лень, а если держать его дома, есть риск, что «джамп-стартера» не окажется под рукой именно тогда, когда он жизненно необходим…
И вот некоторое время назад в продаже появились так называемые конденсаторные пусковые устройства. В основу элементной базы этих устройств легли современные суперконденсаторы или ионисторы, характеризующиеся большими токами заряда и разряда при сравнительно компактных размерах. Важной особенностью этих устройств является длительный срок службы (не менее 100 тысяч циклов заряда-разряда) и малая зависимость от окружающей температуры. Эти гаджеты можно оставлять на неограниченное время в багажнике автомобиля – в том числе и зимой. В отличие от «джамп-стартеров» на литиевых батареях, конденсаторные устройства не разряжаются на холоде, ибо не используются для длительного хранения энергии. Они приводятся в боеготовность непосредственно перед пуском, заряжаясь от штатного подсевшего аккумулятора машины. Такой прибор можно спокойно держать в багажнике круглый год и не беспокоиться, что он не сумеет вам помочь оттого что разрядился летом или оттого, что его аккумулятор вздулся и испортился от мороза зимой.
Итак, конденсаторные пусковые устройства, как и следует из названия, содержат в себе батарею суперконденсаторов высокой емкости и электронный преобразователь, делающий из низкого напряжения севшего АКБ повышенное напряжение для заряда конденсатора. Упрощенно начинка конденсаторного «джамп-стартера» выглядит так:
Для заряда суперконденсаторов до напряжения в 12 вольт, пригодного для пуска мотора, достаточно даже почти пустого аккумулятора, севшего до 10% остатка энергии! При этом время заряда конденсаторного «бустера», разумеется, зависит от напряжения и мощности источника питания, а также емкости самих конденсаторных банок внутри устройства.
Вот, к примеру, сосед попросил вас «прикурить» его машину – в этом случае вы подключаете конденсаторный «пускач» к СВОЕМУ аккумулятору, который полностью заряжен, и он наполняет конденсаторы за несколько десятков секунд (40-60 секунд). Затем подключаете устройство уже к соседской батарее – и пускаете его мотор.
Если же вы хотите запустить машину от ЕЕ ЖЕ СОБСТВЕННОЙ разряженной батареи, то тут время наполнения конденсаторов уже может быть разным – в зависимости от степени разрядки АКБ. От батареи, которая уже не крутит стартер, но еще зажигает лампочки на приборной панели, «пускач» зарядится минуты за 2-3. От батареи, от которой «приборка» уже едва тлеет – минут за 5-7.
Впрочем, в любом случае с конденсаторным гаджетом вы становитесь совершенно автономным – не нужно искать «братана», который прикурит или дернет, и не нужно думать, не забыли ли вы «бустер» дома, как это часто происходит с батарейными моделями на «литий-ионе».
Конденсаторное пусковое устройство всегда с вами и может постоянно жить в багажнике круглый год, ибо совершенно не требует внимания и ухода и безразлично к морозу и жаре в диапазоне от -40 до +65.
Правда, и особенность есть! Которую нужно учитывать. Блок суперконденсаторов, даже очень большой емкости, не способен, как аккумулятор, делать десятки пусков двигателя подряд. Один заряд — один пуск: у конденсаторных гаджетов арифметика такая. Далее цикл придется повторить.
BERKUT JSC-450C
JSC-450C – характерный представитель класса конденсаторных «пускачей» от хорошо известной отечественным автомобилистам марки «Беркут». Устройство рассчитано на пуск бензиновых двигателей с 12-вольтовыми стартерами до 4,5 литров объемом и дизелей до 3 литров. Цифра «450» в названии означает номинальные 450 ампер выходного тока.
«Пускач» достаточно крупный, хотя и легкий. Оформлен он весьма лаконично, имея на корпусе лишь светодиодный индикатор зарядки, кнопку «пуск» и кнопку «дизель». Последняя не понадобится, если у вас мотор на бензине — эта клавиша включает особый дополнительный режим с предварительным прогревом свечей накаливания перед включением стартера. Для зарядки устройства можно пользоваться также встроенным разъёмом 12V через переходник в розетку прикуривателя, а также через разъём MicroUSB, где зарядный ток должен составлять 2 А при 5 В.
Как уже говорилось, особым достоинством конденсаторных пускачей является «морозостойкость», позволяющая им спокойно жить в багажнике и не проситься домой погреться. Проверяем!
Замораживаем устройство на сутки при минус 17 градусах, извлекаем из морозилки и заряжаем. На скорость заряда холод не повлиял – устройство за полминуты набрало заряд от полностью исправного аккумулятора, и минуты за две – от полуразряженного.
Теперь подключаем прибор к нагрузочной вилке с сопротивлением спирали 0,05 ом, обеспечивающей ток нагрузки в приблизительно 240 ампер. «Пускач» традиционной конструкции, работающий на литий-ионной батарее, аналогичный тест недавно провалил, что и неудивительно – литий с холодом не дружит, это общеизвестно. А вот конденсаторный справился легко, быстро приняв заряд и мощно его выдав, с просадкой напряжения лишь на вольт!
BERKUT JSC-600C
Еще один очень интересный подвид пусковых устройств – гибридные «джамп-стартеры». Гибрид является по принципу действия чисто конденсаторным «пускачом», но на случай, когда аккумулятор в автомобиле разряжен просто в ноль, и выдавить из него хоть каплю энергии не представляется возможным, в гибридном «джамп-стартере» имеется собственный встроенный маленький литий-ионный аккумулятор. От этого резервного аккумулятора можно буквально в течение 3-5 минут зарядить суперконденсаторы «гибридника» и завести мотор. Причем при полной зарядке резервной батареи запускать двигатель можно до 5 раз.
Чтобы встроенный мини-аккумулятор был всегда готов к работе, придется следить за степенью его заряженности, подключая устройство раз в три месяца через разъем MicroUSB к источнику USB на 5 В и 2 А. Особенно внимательно нужно смотреть за состоянием аккумулятора в зимнее время, так как с понижением температуры увеличивается его степень саморазряда. При этом хранить “гибридник” в машине зимой можно, чего не скажешь об обычных литий-полимерных пусковых устройствах, чей диапазон температур для хранения — от 0ºС до +30ºС. Разница в том, что в JSC-600C батарея отвечает за процесс заряда суперконденсаторов, а не за запуск двигателя, поэтому от неё не требуется такой мощной токоотдачи.
BERKUT JSC-600C — это как раз гибридное конденсаторное пусковое устройство. Гаджет чуть более габаритный, чем JSC-450C, хотя так же, как и младшая модель, совсем не тяжелый. Устройство облачено в толстую резиновую противоударную «рубашку», вдобавок к кнопкам «пуск» и «дизель» имеет кнопку включения встроенного фонарика, а дисплей с синей подсветкой отображает процент заряда конденсаторов и встроенной резервной батареи, а также напряжение на клеммах АКБ и ошибку подключения.
Так как срок службы литий-ионных аккумуляторов намного ниже конденсаторов, производитель заранее позаботился о возможности замены встроенной батареи, оборудовав для нее отдельный отсек для хранения внутри корпуса. Вот так выглядит встроенный резервный аккумулятор в «гибриднике» BERKUT JSC-600C. Представляет он собой спаренный блок из аккумуляторов популярного типоразмера 18650 – если что, такой несложно и заменить.
В принципе, рукастому автовладельцу будет несложно извлечь отслужившую литий-ионную батарею из устройства, открутив один-единственный крестовой шурупчик, и подключить новую.
Кстати, в случае полного разряда АКБ производитель рекомендует подключать конденсаторные устройства ВМЕСТО штатного аккумулятора. Иными словами, сперва нужно с помощью гаечного ключика на 10 снять клемму cо штатного АКБ и соединить напрямую с клеммой пускового устройства, далее можно запустить двигатель. Это делается для того, чтобы внутреннее сопротивление сильно разряженного АКБ не мешало запуску двигателя. После того, как двигатель заведётся, требуется отключить устройство, вернуть клемму на аккумулятор и хорошенько затянуть.
К слову, конденсаторные «пускачи» от «Беркута» комплектуются мощными фирменными тактическими чемоданчиками. Вес человека на фото – 120 кило, и кейс даже не скрипнул!
На сегодняшний день высокая цена на суперконденсаторы с большими разрядными токами не дает массово применять их в автомобильной технике и электронике, так как приводит к их существенному удорожанию. Но конденсаторые «джамп-стартеры» однозначно придутся по вкусу технически продвинутым автовладельцам, которые в полной мере будут способны оценить их преимущества и не впадут в панику от специфического алгоритма применения. Для максимально эффективного использования таких приборов желательно понимать их принцип действия и процессы, протекающие в них. Результатами наших испытаний мы остались довольны и можем смело рекомендовать эти устройства к приобретению.
