Стабилизация бортового напряжения

[дядя Фёдор]

Всем привет.

Поскольку многие моменты работы электроники зависят от качества и стабильности напряжения в бортовой сети, я решил поднять отдельно эту тему.

Понятно, что генератор развивает максимальную мощность только при определённых оборотах (штатный гена выдаёт 80А и 13В при 6000 об/мин) и бывает, что далеко не во всем интервале оборотов двигателя хватает его мощности (подробнее о параметрах автогенераторов: http://principact.ru/content/view/174/72/).
Убедиться в этом просто, если на ХХ попытаться включить всё что можно из электрических потребителей, то в результате (может правда не у всех) бортовое напряжение просядет до 12,5В, лампы при этом могут начать мерцать, а движок колбасить, что говорит о том, что при таком режиме качество напряжения уже влияет на работу двигателя. И это несмотря на то, что многие датчики и цепи контроллера питаются от стабилизированного +5В.
Генератор - электрическая машина переменного тока и стало быть генерит переменное напряжение с частотой пропорциональной частоте вращения, которое затем выпрямляет диодный мост куда входит и конденсатор. Штатный конденсатор в диодном мосте 2,2 мкФ, если и сглаживает пульсации напряжения, то ровно настолько, чтобы это не отражалось на работе радио.

Полазив по инету, обнаружил весьма интересную тему с установкой в бортовую сеть мощного суперконденсатора (ионистора) на высокую ёмкость от 50 Фарад и выше.
Основная задача такого кондёра - это обеспечение мощного пускового тока в момент старта двигателя, что особенно актуально в зимнее время. В течение доли секунды суперконденсатор выдаёт ток, превышающий ток от АКБ, что гарантирует резвый проворот коленвала и пуск двигателя. В итоге меньшая нагрузка на АКБ и более долгий срок её службы (всё это относится в целом к исправному авто, когда пуск может быть осуществлён за один раз).
К тому же в момент пуска с таким тандемом (АКБ+кондёр) просадка напряжения в бортовой сети меньше и несколько сглаженней, что позволяет остальной электронике (контроллер, МЗ, свечи) работать в более благоприятном режиме и соответственно с большой вероятностью запустить движок.

Обсуждение плюсов и минусов установки суперкондёра:
http://www.autolada.ru/viewtopic.php?t=85497&postdays=0&postorder=asc&start=0

После запуска двигателя конденсатор играет роль сглаживающего фильтра, убирающий пульсации и скачки напряжения и стабилизирующий его на определённом уровне. Достоинства высокоёмких конденсаторов давно оценили любители хорошей музыке в авто.

В общем идея мне понравилась и я по случаю (http://www.elit-cap.com/files/rus/start.htm) прикупил себе сей девайс: 12ПП-4/0,001. Правда установка его на авто несколько затянулась из-за желания окончательно убедиться в отсутствии негативных последствий и попыток придумать оптимальную схему для его подключения к бортовой сети. Схемы, предлагаемые производителем, меня не устраивают из-за наличия в них либо очень мощного реле (ток коммутации более 100А) либо выключателя массы. Хотелось бы реализовать схему, при которой конденсатор можно было отключать от бортовой сети на время долгой стоянки и обеспечивать удалённое (из салона или даже по радио) подключение и плавный автозаряд конденсатора.

Вопросы по заряду можно посмотреть в теме по "буферный конденсатор"
/forum/showthread.php?t=888

Но по ходу дела у меня возникли некоторые проблемы с нужными комплектующими для подключения кондёра в бортовую сеть по моей схеме, поэтому было решено для начала подключить кондёр напрямую без каких-либо дополнительных коммутаций. Благо кто-то уже так делал. Разряд АКБ на полностью заряженный кондёр хоть и существует, но весьма незначительный (меньше 10мА). Моя старая полностью заряженная АКБ за неделю стояния с кондёром разрядилась с 12,72 до 12,68В (0,04В). Так что особых проблем с разрядом АКБ на суперкондёр не предвидется.

Дело за подключением, а для этого нужен достаточно толстый кабель (желательно медный и в хорошей изоляции). Поскольку конденсатор будет работать в паре с АКБ, то сечение кабеля можно взять примерно такое же как у провода от АКБ к стартёру и подключать кондёр параллельно АКБ прямо на стартёр и массу.

Продолжение следует...

[Leroy]

Кондер 50 фарад.. это жесть!! Если Земля имеет емкость всего 1 фарад. Это чтож за такой конденсатор то аццкий?О_о

[дядя Фёдор]

Всем привет,

собственно вот он суперкондёр на фото.
Поскольку места для его установки под капотом не хватает, пришлось прикрепить его к АКБ. Главное, чтобы его не сорвало с места, поэтому для начала попытаемся закрепить его сверху на АКБ лентами с фиксаторами.

[puzo]

Интересна цена сего чуда.... И как без него 99,99999% автовладельцев обходится?

[дядя Фёдор]

Интересна цена сего чуда.... И как без него 99,99999% автовладельцев обходится?

Привет,

вместе с пересылкой обошлось около 5 000 р.

Суперконденсаторы появились сравнительно недавно, но постоянно совершенствуется технология их изготовления, что приводит к уменьшению их размеров и стоимости при увеличении удельной ёмкости. Так что процент пользователей рано или поздно будет расти.
Ведь недаром сей девайс устанавливается на гибридные приводы...

[greimi]

интерестно, а как наш геныч будет себя чувствовать с кондёром? кондёр работает по принципу заряд-разряд, а следовательно это постоянный потребитель энергии, как и акб. и на скока по времени сохраняется заряд? от большого тока стартеру ни чё не будет? вещь конечно интересная, тока кудаб её воткнуть под капотом? а если поставить в багажнике, будет аврийный источник питания для сиги, на случай отключения акб

[puzo]

В первом посту так много букв и ссылок! Читать лениво. А можно в двух словах преимущества этого устройства? Ну там надёжный пуск, договечность аккумулятора и т.д. Вот у меня нету кондёра, аккумулятор родной, 6-й год, пускается машина на ура. Я не против прогресса, просто объясните - зачем?

[Alex_26_rus]

наверное надо прикрыть тему,ща баян пойдет,обсуждения надо удалить,а темка пусть останется,для инфы общей.вы как?

[puzo]

Да ради бога. Я просто хотел понять зачем оно. Покупать и ставить себе всё равно не стал бы.

[DJ_ALLIGATOR]

На аккум поставил? А как капот закрывать? Не закроется же

[дядя Фёдор]

наверное надо прикрыть тему,ща баян пойдет,обсуждения надо удалить,а темка пусть останется,для инфы общей.вы как?

Привет,
Вам конечно виднее, какие темы прикрывать, а какие нет...
Но чтобы избежать лишних вопросов и обсуждений, я специально указал в первом посте ссылки для тех кому будет интересна эта тема и не лень почитать, что народ уже по этому поводу высказывал.
Мне лично интересно и самому проверить этот девайс в работе.
Ведь у любого блока питания и AC/DC преобразователя ставят сглаживающие конденсаторы по питанию, а в авто ограничились каким-то мелким номиналом.
Конденсатор запасает энергию и выдаёт её при необходимости, а поскольку напряжение в бортовой сети плавает, то хороший буфер здесь не должен помешать.

А если в двух словах, то:
Кто-то умудрялся заводить движок без АКБ, только за счёт заряженного дома кондёра.
АКБ, работающую вместе с кондёром можно поставить и менее ёмкую.
И это наверное ещё не всё...
Представьте ситуацию: чуть резче, чем обычно бросили сцепление - обороты движка упали ниже ХХ - бортовое напряжение просело (ещё и включено много чего) - искра на свечах хуже - мощность падает ещё... Кто-то справится с ситуацией, а кто-то заглохнет.
А вот 4 кДж запасённой электроэнергии не позволят дойти до крайности.
Хорошая статейка в тему: http://www.krasvolga.narod.ru/pap003.htm

[дядя Фёдор]

На аккум поставил? А как капот закрывать? Не закроется же

Привет,

у кого-то в десятке поместилось ( в конце страницы http://www.autolada.ru/viewtopic.php?t=85497&postdays=0&postorder=asc&start=75).
Хотя я тож считаю, что так не совсем правильно.
Вот думаю крепить кондёр сразу основательно на кронштейне вместо адсорбера, а адсорбер на правую сторону перекинуть, там места хватает.
Как сделаю всё - выложу фотки.

[mixail33]

ребята, скажите какие признаки пробоя диодов в генераторе? На авто при включенных фарах напруга в сети 13 воль, иногда падает до 12.8 Что сие означает?

[дядя Фёдор]

Привет,
ребята, скажите какие признаки пробоя диодов в генераторе? На авто при включенных фарах напруга в сети 13 воль, иногда падает до 12.8 Что сие означает?

скорее всего дело в регуляторе напряжения, а для проверки диодов надо б осциллограмму посмотреть. При пробитых диодах картинка характерная, рисунок II:
Подробнее можно посмотреть тут:
http://www.autoprospect.ru/vaz/2115-samara/7-3-4-kontrolnye-proverki-generatora.html

Кстати, у "МастерКит" продаются цифровые USB-осциллографы для компьютера, я как-то разорился и прикупил себе такой вот для домашнего творчества: http://www.masterkit.ru/main/set.php?code_id=324348

[Russ3000]

Занимался разработкой, испытаниями и внедрением суперконденсаторов, штука исключительно хорошая, только дороговато, есть кондер на 100Ф 16В.
Самый большой делали на 1Ф 300В, вообще их мерят в килоДжоулях, на локомотив ставили 3 х 40кДж, заводился даже если аккумулятор дохлый совсем.
В глухой буфер не все суперконденсаторы можно ставить.
Ну и музыка будет почище играть.
Сейчас выпускают для вертолетов и военки, на легковые не хватает мощностей.

[дядя Фёдор]

Добрый день,

Занимался разработкой, испытаниями и внедрением суперконденсаторов, штука исключительно хорошая, только дороговато, есть кондер на 100Ф 16В.
Самый большой делали на 1Ф 300В, вообще их мерят в килоДжоулях, на локомотив ставили 3 х 40кДж, заводился даже если аккумулятор дохлый совсем.
В глухой буфер не все суперконденсаторы можно ставить.
Ну и музыка будет почище играть.
Сейчас выпускают для вертолетов и военки, на легковые не хватает мощностей.

а Вы часом не с Псковского завода радиодеталей «Плескава»?
Я туда запрос направлял насчёт покупки суперконденсатора ИКЭ 9/14 и звонил даже, но без результата. В итоге взял у "Элит", но вот только до сих пор так и не поставил, так как подходящего места не нашёл. Хотел его параллельно стартёру воткнуть, чтоб запускалось легче. Пока лежит - ждёт своего часа.
А про "глухой буфер" подробнее можно?

[Russ3000]

Да, именно оттуда, завод развалили давно, энтузиасты сохранили производство ИКЭ и перенесли в другое место, пока флагман современного суперконденсаторосторения, пытаюсь склонить их к производству конденсаторов для ширпотреба, но пока глухо (раньше военку просто заставляли делать ширпотреб распряжением сверху, появились титановые лопаты и санки-ледянки пораболой).
Про глухой буфер; суперконденсаторы не очень любят постоянно находиться под напряжением, при определенных условиях происходят разные химические процессы разрушающие конденсатор, да и используют их в предельных режимах, практически без запаса по напряжению, можно ориентироваться на ток утечки, зарядить его малым током, 100мА, до 16В и промерить ток утечки, ежели меньше 10-15 мА, то можно ставить навсегда впараллель, первое подключение к аккумулятору необходимо производить через сопротивление или лампочку.

[дядя Фёдор]

Добрый день,
Да, именно оттуда, завод развалили давно, энтузиасты сохранили производство ИКЭ и перенесли в другое место, пока флагман современного суперконденсаторосторения, пытаюсь склонить их к производству конденсаторов для ширпотреба, но пока глухо....
Жаль, конечно, что у нас так варварски относятся к наукоёмким производствам, но радует, что остались ещё энтузиасты способные что-то сохранить и развивать.
А суперкондесаторы (ИМХО) рано или поздно получат широкое распространение, как только по достоинству оценят их преимущества. Народ на форумах жалуется лишь на высокую их стоимость и габариты, но это лишь дело времени и технологии. Как только цена за суперкондёр сравняется с АКБ, а их связка позволяет увеличить ресурс АКБ в 3-4 раза, выгода станет более чем очевидной, не говоря о других плюсах конденсаторов.
Я конечно не ТОП-менеджер, но сдаётся мне, что массово выпуская и продавая суперконденсаторы для легковых машин, можно быстрее выйти на этот рынок, а не ждать пока его завоюют японцы или китайцы.
Тут, конечно, есть одна проблема, чтоб автолюбители брали этот суперконденсаторы, надо бы продумать различные варианты установки их на автомобиль, то бишь удобные конструкции для крепления и подключения, чтобы у рядового автомобилиста не было проблем с инсталяцией этого девайса. А то я уже голову сломал, как оптимальнее и прочнее закрепить этот кондёр под капотом. Казалось нашлось и место и крепление наконец сделал, а нет: что-то куда-то упирается и опять надо выдумывать.
Я так понял, что у Вас 100Ф банка диаметром 230 мм установлена, нельзя ли подробнее рассказать как и куда удалось её привинтить?

Про глухой буфер; суперконденсаторы не очень любят постоянно находиться под напряжением, при определенных условиях происходят разные химические процессы разрушающие конденсатор....
А я где-то читал, что конденсаторы с двойным электрическим слоем лучше оставлять под некоторым напряжением и не желательно их полностью разряжать и хранить "пустыми".
Ладно... пошёл мерить ток утечки у своего кондёра...

[Russ3000]

Я так понял, что у Вас 100Ф банка диаметром 230 мм установлена, нельзя ли подробнее рассказать как и куда удалось её привинтить?


Пока никуда, на прошлой девятке вместо бачка омывателя пристроил, обмотал пупырчатым полиэтиленом и прикрутил резиновыми жгутами. На 14 место есть, адсорбер я выкинул т.к. он совсем забился, можно поколдовать и вместо него поставить или если нулевик прикрутить, то вместо фильтра воздушного.
На той машине испытания прошли успешно, в самый лютый мороз на дохленьком (специально подобрали) аккумуляторе заводилась с полоборота.
Еще есть батарея на соленой воде, залил литр и 14В 5А току дает 8 часов, потм можно воду поменять и опять работает, возил на всякий случай, можно совсем без аккумулятора заводить авто, конденсатор заряжать от батарейки и пускать двигатель, емкости хватает на поддержание сетевого напряжения в движении, батарейку совсем похерили, хотя есть много мест куда ее приспособить можно, мужик яхтсмен выпросил у меня одну и был счастлив, им в море постоянно надо огни жечь на мачте, нужен был первичный ситочник, а так черпанул морской воды и работает ну и накрайняк пописать мона :)
А я где-то читал, что конденсаторы с двойным электрическим слоем лучше оставлять под некоторым напряжением и не желательно их полностью разряжать и хранить "пустыми".
Ладно... пошёл мерить ток утечки у своего кондёра...

Производителям виднее, я на выставках доказывал что это конденсатор заряжая его обратной полярностью, ему все равно где + а где -, поэтому считаю, что держать его можно и разряженным, мы даже клеммы коротили при перевозке чтобы КЗ не было, провода легко плавит и пожар мона устроить.

[Russ3000]

Да вот о стабилизации тут кумекал на досуге, аккумулятор заряжать нужно плавающим напряжением, зависящим от температуры, на борту желательно иметь постоянное напряжение, погорели у мну дорогие лампочки, включил в лютый мороз сразу после пуска двигателя, генератор был еще холодный и выдавал видимо повышенное напряжение, думаю как сделать стабилизатор DC-DC для прихотливых потребителей - лампочек, радио и пр. Стартер крутить конечно надо от аккумулятора напрямую и разные вентиляторы и приводы стекол не боятся перепадов напряжения, а сами в свою очередь являются источником сильных помех в бортовую сеть. Одним конденсатором тут не обойдешься, хорошо, что радиотехника так далеко за эти годы шагнула, есть из чего выбрать, вот пока придумываю общую концепцию построения такой приблуды.

[дядя Фёдор]

Привет,
Да вот о стабилизации тут кумекал на досуге, аккумулятор заряжать нужно плавающим напряжением, зависящим от температуры, на борту желательно иметь постоянное напряжение....
вот пока придумываю общую концепцию построения такой приблуды.

я тож задумывался над этой проблемой, так как при моих нечастых поездках потихоньку разряжается АКБ, особенно зимой. Одно время помогал 3-х уровневый РН выдавая в сеть по 14,5-15 В. Но стали что-то лампочки перегорать быстро, а тут ещё и заставляют с ближним в качестве ходовых ездить.
Хорошее решение нашёл в инете: ТермоОптимизированный Регулятор Напряжения (ТОРН) http://adam-ae.narod.ru/torn_.htm
Но этот девайс обеспечивает лишь оптимальный режим для заряда АКБ, а в бортовой сети будет то напряжение гулять, что и для АКБ - вплоть до 16В.
В общем, пришёл к выводу, что надо бы АКБ от бортовой сети как-то отсоединять. DC-DC преобразователи я тож присматривал, но они дюже дорогие.
Идеи тоже есть, вот только с суперконденсатором надо разобраться, с ним я думаю можно варианты развязки придумать. Так чтобы АКБ заряжалась тем током, который она и требует, а вся электрика будет питаться от генератора в паре с суперкондёром.
Вот такой вот план "ГОЭРЛО".

[Russ3000]

Хорошее решение нашёл в инете: ТермоОптимизированный Регулятор Напряжения (ТОРН) http://adam-ae.narod.ru/torn_.htm
Но этот девайс обеспечивает лишь оптимальный режим для заряда АКБ, а в бортовой сети будет то напряжение гулять, что и для АКБ - вплоть до 16В.

Есть у меня он в аське значит и не захотел я такой делать по причине плавания бортовой сети, что для аккумулятора хорошо, для лампочек смерть :)
Есть такая идея: сколхозить такой регулятор, заменить лампочки на светодиодные где возможно, а на фары поставить стабилизаторы и плавное зажигание заодно, остальная электроника спокойно 16-17В выдержит. В свое время плотно работал с ГОСТом по помехам автомобильной сети когда разрабатывал и сертифицировал авто оборудование, там такие помехи ходят, будь здоров и все оборудование при сертификации испытывают жестко.
Конденсатор в таком случае просто параллельно аккумулятору, дабы в морозы помогать отдавать ток, по моим замерам у конденсатора внутреннее сопротивление порядка 4 миллиОм, что раз в 10 меньше чем у аккумулятора. Еще немаловажно, что конденсатор не боится мороза и отдает ток на мрозе так же мощно, как и при теплой погоде. Директору взумалось испытать конденсатор для КАМАЗа, стояли морозы под 30, на ночь оставили его на улице, проморозили как следует, аккумулятор дохлый совсем у него был и водитель не глушил его совсем на ночь. Утром попробовали заводить просто с аккумулятора (кондесатор отключили), вообще ничего, подключили конденсатор, водитель просил немного хоть водичкой теплой пролить, директор был непреклонен, дернули стартером, в итоге провернуло коренные, вобщем капиталить движок пришлось.

[Юра:11:]

для Ё-мобиля нужны суперконденсаторы, у меня со старым конденсатором при заводе машины магнитола отключалась, потом поставил конденсатор на музыку 1Ф и перестала отключаться при зажигании

[дядя Фёдор]

Привет,
...
Есть такая идея: сколхозить такой регулятор, заменить лампочки на светодиодные где возможно, а на фары поставить стабилизаторы и плавное зажигание заодно, остальная электроника спокойно 16-17В выдержит. ...

Боюсь просто лампочки переводить на стабилизированное питание маловато для общего благополучия. Что-то мне кажется, что даже если остальная электроника и выдерживает повышенное напряжение, но при этом будет изрядно рассеивать тепло впустую. Ведь в контроллере стоят стабилизаторы и на 5В и множество датчиков от этого питаются. Таким образом тем выше напряжение в бортовой сети, тем больше рассеивается энергии на элементах, ухудшается тепловой режим, повышается нагрузка на генератор и электронику и как результат снижение ресурса и повышение расхода топлива - что тоже не маловажно по нынешним ценам на топливо.
В общем я по-тихоньку склоняюсь к мысли установки стабилизатора для бортовой сети и отдельной цепи заряда для АКБ. Ну а суперконденсатор тут в помощь...

Да кстати, а Псковские суперкондёры и в самом деле так стоЮт??
http://spb.pulscen.ru/products/impulsny_kondensator_6810733

[Russ3000]

Ну стабилизаторы типа 7805 не выдержат при испытаниях, там одно испытание в сеть 86В в течении 1 примерно секунды, горят огнем или крышку срывает, для остальной электроники 16,5В напряжение штатное, и если пименены импульсные источники, то при повышении напряжения у них повышается КПД. Другое дело лампы накаливания в фарах, жалко их просто, кста, в последней версии ТОРНа возможно прикрутить схему задержки включения ближнего света, что есть хорошо, мож и ничего городить не надо, пожалуй куплю такую и зиму поэкспериментирую с бортовой сетью, поищу схемотехнику стабилизаторов фар, теперь обычно выпускают оду "волшебную" микросхему. :)
По стоимости конденсаторов ничего сказать не могу, но видимо цена завышена раза в 2,5 от поставщика судя по 9/14.

[дядя Фёдор]

Всем привет,

ну вот сбылась очередная "мечта идиота" - наконец-то СуперКонденсатор на 55 Фарад занял своё место под капотом и включён в бортовую сеть. Пошаговые подробности этой интеграции буду потихоньку выкладывать в своём бортовом журнале на drive2. Надо сказать ещё та эпопея. Пришлось долго ломать голову как надёжнее зафиксировать сей агрегат поближе к АКБ и стартёру с наименьшими переделками. В итоге впритык место нашлось под корпусом воздушного фильтра между термостатом и крылом (фото 1). Там есть две шпильки от держателя ВФ - вот к ним крепится алюминиевая Г-образная рамка со скобами под резиновый крепёжный ремень. Дополнительно для жёсткости рамка ещё привинчина к дюралюминиевому уголку, на котором стоит АКБ.
Плюсовой кабель идёт напрямую на стартер (фото 2), а минус на корпус движка. На фото 2 как раз момент зарядки СК от "массы" через 12-Вольтовую 5-Ватную лампочку.
Не обошлось без косяков, оказалось, что корпус воздушного фильтра упирается прямо в токовывод СК ... Пришлось переносить крепеж ВФ на 3 см влево (хотя можно было купить корпус ВФ от 2110), заодно переделал крепёж фильтра на винтовые барашки (видел у кого-то и показалось практичным). Вместо третьей резиновой опоры ВФ удерживает пружина (фото 3)...
Подключаем массу, фильтр ставим на место и вперёд... to be continued...

[дядя Фёдор]

Всем привет.

Вот значит какие эффекты сразу проявились после установки СуперКонденсатора:

1. При пуске двигателя перестала выключаться музыка (стало быть напряжение просаживается меньше),
2. Сам пуск по ощущениям стал быстрее, но без спецприборов это не подтвердить,
3. Само напряжение в сети не изменилось (генератор, мост и РН работают нормально)
4. При падении оборотов на ПХХ (до 500 об/мин) перестала тускнеть панель приборов,
5. Машина стала бодрей работать на "низах", например, после того же ПХХ разгоняется динамичнее - может бензонасос быстрее давление добирает или зажигание лучше,
6. Вроде даже наметилась некая экономия топлива на ежедневном маршруте, но это надо отдельно проверять...

Вот пока такие пироги, поездим дальше - посмотрим что да как.

Всем удачи на дорогах.

[Smith52]

ну, пока все на уровне самоубеждения, но все-же надеюсь, что подтвердится)

[evgenii2115]

и сколько это все обошлось

[дядя Фёдор]

Привет,
и сколько это все обошлось
ну, если по деньгам смотреть, то в сумме компоненты около 6 т. руб встали...