Холодный пуск ДВС
Читайте также:
Холодный пуск ДВС от суперконденсаторов
Ионисторы все чаще попадают в число основных элементов автомобильных электронных систем. Суперконденсатор для автомобиля решает задачу запуска двигателя, за счет чего сокращается нагрузка на аккумулятор. Кроме этого, за счет оптимизации монтажных схем уменьшается масса транспортного средства.
Широкое применение ионисторы для автомобиля нашли в изготовлении гибридных авто. У них работа генератора зависит от двигателя внутреннего сгорания, и машина приводится в движение с помощью электромоторов. Ионистор для автомобиля в такой схеме является источником быстро получаемой энергии при начале движения и ускорении. В процессе торможения происходит подзарядка накопителя.
Сейчас суперконденсатор вместо аккумулятора используется лишь частично. Впрочем, в ближайшем будущем полная замена наверняка станет реальной, потому что ученые активно занимаются разработкой таких технологий.
Когда нужен ионистор для запуска двигателя?
Суперконденсатор для авто требуется в случаях, когда есть риск того, что штатная аккумуляторная батарея не справится с задачей запуска двигателя внутреннего сгорания. Например, ионистор для автомобиля помогает в следующих ситуациях:
— аккумулятор хронически недополучает заряд в условиях частых поездок на короткие расстояния;
— мощности АКБ бывает недостаточно для запуска двигателя. Чаще всего такая проблема встает в зимнее время;
— необходимо снизить пиковые нагрузки на аккумулятор для продления его ресурса.
Даже когда батарея полностью вышла из строя, некоторые используют ионистор вместо аккумулятора. Он решает задачу запуска двигателя, а в дальнейшем бортовая сеть питается в основном от генератора. Впрочем, суперконденсатор вместо аккумулятора рекомендуется применять только в аварийном режиме, пока не появится возможность установить новую АКБ.
В штатной ситуации ионистор для запуска двигателя используется в следующем формате. Он подключается параллельно аккумуляторной батарее и в момент пуска принимает на себя основную нагрузку. Заторможенный стартер может потреблять очень большой ток (сотни ампер). Выработкой именно этого начального пускового тока для неподвижного стартера и коленвала будет заниматься суперконденсатор для автомобиля. Когда основная нагрузка будет обеспечена, ионистор вместе с батареей произведут запуск мотора в более спокойном режиме.
Ионисторы для автомобиля не только продлевают ресурс аккумуляторов, но и положительно сказываются на работе бортовой электроники. При использовании суперконденсаторов для авто снижается провал напряжения в момент запуска, поэтому все электронные компоненты работают в более стабильном режиме. По этой же причине улучшается работа системы зажигания.
При движении связка из аккумулятора и суперконденсатора для автомобиля будет сглаживать возникающие в бортовой сети перепады напряжения. Они возникают из-за того, как ведет себя различное электрооборудование при разной нагрузке и оборотах двигателя. Наличие ионистора в цепи минимизирует негативное влияние таких скачков. Подробнее узнать о возможности использования ионистора вместо аккумулятора, а также параллельно с ним вы можете у наших консультантов.
Источник статьи: http://www.ultracapacitor.ru/holodniypusk/
Суперконденсаторы на транспорте и в электронике: есть ли смысл и перспективы?
Основным видом устройств для хранения электрической энергии сейчас являются химические источники – аккумуляторы. Однако существует еще как минимум один интересный вид устройств, суперконденсаторы или ионисторы. В отличие от батарей, принимающих и вырабатывающих электроэнергию за счет химических реакций между электродами, они ничего не вырабатывают, а запасают и отдают заряд в готовом виде.
Обычный конденсатор, как правило, имеет емкость от нескольких пико- (триллионных долей) до единиц милли- (тысячных долей) фарад. Энергоемкость такого заряда ничтожна в сравнении с аккумуляторами. У ионисторов эта величина на порядки больше. В продаже можно встретить суперконденсаторы, способные накапливать заряд в 5000 фарад (5 кФ). Это немало, примерно 18,2 кДж или 5,15 Втч, что сравнимо с емкостью литиевых ячеек.
Плюсы суперконденсаторов
В сравнении с аккумуляторами, у суперконденсаторов имеются преимущества. В первую очередь, это скорость зарядки. Литиевые батареи не очень хорошо переносят токи величиной порядка 1C (C – емкость в Ач), при таких токах они склонны перегреваться, быстро деградировать и могут даже взорваться. Из-за этого проблематично зарядить батарею меньше, чем за час.
Суперконденсатор может заряжаться очень быстро. Нередко на практике скорость процесса ограничена возможностями источника (розетки) и кабелей, которые подают ток. Это значит, что питаемое ионистором устройство можно очень быстро зарядить полностью.
Второе преимущество заключается в долговечности. Литиевые ячейки демонстрируют срок службы порядка 1000 циклов заряда/разряда без существенной потери емкости. Суперконденсатор способен пережить и 10, и 100 тысяч, и даже миллион циклов без последствий.
Суперконденсаторы мало боятся температур, слабо зависят от них. Они не очень токсичны, большинство используемых в конструкции веществ химически не так активны, как литий, а потому безопаснее. То есть, большинства минусов аккумуляторов у ионисторов нет. Но, к сожалению, есть другие.
Минусы суперконденсаторов
Главный минус суперконденсаторов – удельная емкость. Она пока что намного ниже, чем у аккумуляторов. Упомянутые в начале ионисторы на 5000 Ф имеют длину 21 см, диаметр 6 см, и весят 800 грамм. Для сравнения, литиевая ячейка схожей емкости, формата 18500, имеет длину 5, диаметр 1,8 см, и весит около 30-35 грамм. Разница по объему – почти в 50 раз, по весу – около 25.
Вторым минусом является цена. Ценник на упомянутые суперконденсаторы на 5000 Ф в начале 2019 доходит до $100, что при емкости 5 Втч дает удельную стоимость $20/Втч. Удельная стоимость емкости лития уже опустилась до уровня чуть ниже $200/кВтч или $0,2/Втч. Разница – в 100 раз. То есть, если батарея современного электромобиля на литиевых элементах стоит $10 тыс., то при использовании ионисторов – подорожает до миллиона. Кроме того, она будет в 50 раз больше и в 25 – тяжелее.
Можно использовать сборки конденсаторов меньшей емкости (например, 500 Ф), и тогда цена может упасть на порядок-два. Удельная емкость будет почти не дороже лития. Но в таком случае объем и масса сборки окажутся еще внушительнее, ни в какой автомобиль такая батарея, имеющая хотя бы 100 кВтч емкости, не влезет.
Третий ключевой минус – зависимость напряжения на суперконденсаторе от остаточного заряда. У литиевых батарей, по мере разрядки, вольтаж падает примерно от 4,2 до 3 вольт. Ионистор же разряжается до нуля, а это значит, что для получения стабильного напряжения для питания устройств требуется повышающий преобразователь-стабилизатор, который занимает место и приводит к потерям части энергии (из-за КПД
Кажется, что при таких недостатках у ионисторов нет никакого шанса стать заменой аккумуляторам. Ведь смартфон или ноутбук с дорогой батареей, весящей несколько кило, никому не нужен, а в авто суперконденсаторы вообще не поместить. Но не все так печально.
Перспективы для суперконденсаторов
Несмотря на все имеющиеся недостатки, не позволяющие использовать ионисторы для питания авто или портативной электроники, у них есть право на жизнь. Конечно, ни автомобиля, способного проехать сотни километров, ни смартфона, заражающегося за 5 минут и работающего неделю, сделать с ними не выйдет. Но если взглянуть шире, есть и другие сферы применения суперконденсаторов.
Ученые уже не один год проводят исследования графеновых технологий, которые позволят увеличить емкость суперконденсаторов на порядок и больше. Вряд ли это произойдет в ближайшие год или два, но когда технологию освоят, отставание от аккумуляторов уже не будет столь существенным.
Да, суперконденсаторы не заменят литий, потому что аккумуляторы тоже прогрессируют, а ионисторы вряд ли станут на пару порядков вместительнее в обозримом будущем. Но они способны выполнять роль буферного источника питания, а также могут использоваться в городском транспорте. Подобные решения уже разрабатываются и выпускаются.
Белорусский «Белкоммунмаш» в 2017 представил электробус АКСМ-Е433 Vitovt, оборудованный ионисторами. Он способен пройти на одном заряде 12 км, а время полной зарядки батареи из суперконденсаторов составляет 7 минут. Учитывая, что городской автобус останавливается через каждые несколько сотен метров, а его маршрут редко превышает пару десятков километров – можно заряжать его на конечных остановках (белорусы так и сделали).
Батарея АКСМ-Е433 весит около 1,5 тонн, что много по меркам авто. Но если ученые добьются повышения емкости ионисторов на порядок, то аналогичная сборка ионисторов сможет проехать не 12, а 120 км, или же иметь прежнюю дальность, но при массе до 150 кг. Это откроет перспективы перед электрическим внутригородским и междугородным транспортом ближнего сообщения, а также электромобилями для города.
Появление суперконденсаторов с на порядок большей удельной емкостью скажется позитивно и на электронике. В ноутбук или смартфон такой ионистор, все равно, вряд ли поместится, но в роли буферного накопителя энергии (внешнего аккумулятора) ионистор сгодится. Можно будет перед выходом из дома за зарядить его за минуту, положить в сумку, и уже в пути передать энергию носимому электронному устройству.
Безусловно, в нынешнем виде ионистор – весьма узкоспециализированное устройство, которое имеет ограниченное применение. Пока что суперконденсаторы можно использовать только там, где надежность, долговечность и скорость зарядки гораздо важнее автономности и цены. Городской автобус – как раз такой случай. Но если ученым удастся воплотить в реальность свои планы, а промышленность сможет наладить массовый выпуск суперконденсаторов по новым технологиям, нас ждет серьезное соперничество на рынке накопителей энергии.
Даже если ионисторы и не смогут вытеснить химические источники, превзойдя их по параметрам (или хотя бы сравнившись по удельной емкости), в некоторых сферах они составят существенную конкуренцию. Определенно, в таком случае суперконденсаторам – быть. И на транспорте, и в области портативной электроники.
Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/hyperu/superkondensatory-na-transporte-i-v-elektronike-est-li-smysl-i-perspektivy-5c9c9be5bb024c00b36596f2
Суперконденсаторы
Статьи
Суперконденсатор – это современное накапливающее энергию устройство. Суперконденсатор способен:
— накапливать энергию как батарея;
— быстро разряжаться и заряжаться как конденсатор.
В результате электрохимическое устройство отличается:
— в 10 раз большей емкостью в сравнении с конденсатором;
— в 10 раз большей мощностью импульсного разряда в сравнении с традиционной аккумуляторной батареей.
Ионистор или молекулярный накопитель энергии по сути является конденсатором большой емкости.
Преимущества суперконденсаторов:
— быстрота зарядки и разрядки;
— малое внутреннее сопротивление;
— срок службы (минимум 10 лет);
— отсутствие ограничений по числу циклов зарядки и разрядки;
— диапазон рабочих температур (от -45ºС до +65ºС);
— простые способы зарядки без необходимости контроля;
— взрыво- и пожаробезопасность, экологическая безопасность, отсутствие токсичных веществ.
Где применяются суперконденсаторы:
Активное производство и продажа ионисторов объясняется тем, что на современном этапе развития человечеству требуются более эффективные способы накопления и хранения электроэнергии. Суперконденсатор хорош тем, что он обеспечивает импульсное выделение энергии за короткий временной промежуток – от 0,1 с до 10 с.
Ионистор становится незаменимым устройством в том случае, когда нужно обеспечить гарантированный пуск двигателя внутреннего сгорания автомобиля, строительной и прочей спецтехники, железнодорожной техники и так далее. Если раньше проблема запуска ДВС при разряженном штатном аккумуляторе или неблагоприятных погодных условиях требовала больших усилий, серьезных расходов и изобретательности, то сегодня для этого достаточно купить суперконденсатор.
Продажа ионисторов ориентирована не только на владельцев автомобилей и спецтехники вместо аккумулятора, для запуска двигателя. Суперконденсатор сегодня покупают и для обеспечения бесперебойной работы систем электроснабжения особо важных объектов. К примеру, в Москве их часто используют в:
— системах жизнеобеспечения медицинских и прочих учреждений;
— системах связи;
— для автомобиля, вместо аккумулятора;
— опасных производствах.
Суперконденсатор можно использовать вместе с солнечными батареями и гидрогенераторами.
Сегодня многие производители электротранспорта предпочитают приобрести ионистор в качестве замены аккумуляторов. В том числе, такой технологией пользуется отечественный производитель средств общественного транспорта «ТролЗа». Если электропривод троллейбуса питает суперконденсатор, то он становится независимым от контактной сети, что крайне важно для больших городов. Электротранспорт с ионисторами подзаряжается только на остановках с помощью выдвижных элементов, а на основном протяжении маршрута он приближается по маневренности к автобусам с ДВС.
Купить суперконденсаторные модули можно и для сборки электромобилей. В них данные устройства используются в качестве источника импульсной мощности при разгоне.
Если вы думаете, что суперконденсаторные модули доступны только крупным и богатым компаниям, то это уже давно не так. Молекулярный накопитель энергии сегодня может купить и небольшая организация, и даже частное лицо. Установленная на суперконденсатор цена определяется его техническими характеристиками. В первую очередь, это емкость и напряжение. Если вы хотите приобрести ионистор, то цена и прочие параметры всех моделей приведены в прайс-листе.
Что могут суперконденсаторы
Некоторые считают, что ионисторы, способны заменить любую аккумуляторную батарею в любом устройстве. На самом деле это не совсем так. Эти устройства решают свои специфические задачи, но полной заменой аккумуляторов стать пока не могут.
Приведем простой пример. Обычный суперконденсатор при весе 1 кг способен накопить в 25-30 раз меньше энергии, чем недорогой свинцовый аккумулятор. Однако у суперконденсаторов задача совсем иная. Суперконденсатор способен многократно и без какого-либо ущерба отдавать любую мощность. Ограничение здесь есть ровно одно – соединительные провода должны выдержать эти мощности. Если обычный аккумулятор заставить отдавать большую мощность за короткий промежуток времени, то он быстро выйдет из строя, и к тому же разрядится только наполовину. При этом суперконденсаторы заряжаются за считанные секунды. Обычной аккумуляторной батарее на это нужно несколько часов.
Эти особенности и определяют сферу применения суперконденсаторов. Ультраконденсаторы хороши как источники питания для устройств, которые потребляют большую мощность в течение короткого временного промежутка. Например, сюда можно отнести автомобильные стартеры, электроинструменты и электронную аппаратуру. Ультраконденсаторы сохраняют работоспособность при отрицательных температурах, что важно в наших условиях эксплуатации. М олекулярный накопитель энергии используется для запуска военной и гражданской техники.
Чтобы купить ионисторы — звоните по телефону +7 (495) 792-66-82
Источник статьи: http://www.ultracapacitor.ru/