Как завести машину на остатках энергии разряженного АКБ?
Когда севший аккумулятор бесполезно «щелкает» стартером и тускло светит лампочками приборной панели, без помощи извне, как правило, не обойтись. Однако существует необычный способ завести двигатель исключительно на остатках энергии его же собственной разряженной батареи, не прибегая к «электричеству со стороны»!
Энергия – штука гибкая…
Н ачнем, 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».
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.
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.
Пусковые устройства: пользуемся бустерами правильно!
Карманный аккумуляторный «пускач» в последние годы стал хорошо известным почти каждому автолюбителю гаджетом. А чтобы он всегда был готов к бою и не подвел в нужный момент, желательно понимать принципы его работы, а также знать и соблюдать ряд несложных правил использования и хранения.
Как устроено портативное пусковое устройство?
В принципе, начинка портативного пускового устройства, в простонародье именуемого «джамп-стартером», «бустером» или «пускачом», не слишком отличается от начинки пауэрбанка, который сегодня, в эпоху быстроразряжающихся смартфонов, лежит в кармане у каждого второго.
Главное отличие «пускачей» от телефонных пауэрбанков – чрезвычайно высокая токоотдача батареи, позволяющая кратковременно выдавать в пике ток в несколько сотен ампер, а также наличие защит от переполюсовки и короткого замыкания. Эти устройства выпускаются сегодня самыми разными брендами и неплохо себя зарекомендовали в автомобильной среде, реально выручая в ситуациях, когда аккумулятор сел, а ехать нужно срочно.
Для всестороннего рассказа о «джамп-стартерах» как о классе устройств мы взяли две литий-полимерные модели (Li-Po) от известной своими компрессорами марки BERKUT — более компактный JSL-12000 и более мощный JSL-20000:
Ток потребления стартера
Для начала немного познавательной информации – для многочисленной категории автовладельцев, которые до сих пор сомневаются в возможности гаджетов размером с пару пачек сигарет крутить автомобильный двигатель вместо привычной батареи массой 15-17 килограммов. «Как карманный «пускач» выдаст ток в 300-400 ампер, которые потребляет стартер?!» — возмущаются они, подозревая лукавство. Но на деле все достаточно просто и легко объяснимо.
Во-первых, начнем с тех самых пресловутых «сотен ампер» среднестатистического стартера. На такую величину ток подскакивает чрезвычайно коротким импульсом, лишь при страгивании ротора стартера с места. Сразу после того, как началось вращение, и шестерня бендикса придала движение коленвалу, средний ток потребления стартера среднестатистического легкового автомобиля падает до значений в несколько раз меньше пускового. Обычно исправный современный двигатель пускается секунды за полторы, а то и быстрее – после щелчка втягивающего реле аккумулятор отдает 250-300 ампер не более 0,1-0,2 секунды, после чего этот ток падает вдвое, а при начале устойчивого вращения якоря стартера – до 60-70 ампер.
Не все сегодня помнят выключатель массы под названием «ВК-318» — а ведь это популярнейшее устройство стояло в советские времена под капотом в каждой второй машине. И, к сведению, рассчитан тот выключатель был всего лишь на 50 ампер! Как же через него шли 200-300 ампер пускового тока? Да очень легко – именно потому, что реальный высокотоковый импульс крайне непродолжителен и не успевает перегреть даже контакты 50-амперного выключателя. Если представить процесс запуска мотора как токово-временную зависимость, в очень упрощенном виде получится подобный график:
Во-вторых, стандартный свинцово-кислотный аккумулятор автомобиля весит под два десятка кило вовсе не с целью отдать все ресурсы своей массы стартеру! После запуска мотора в батарее остаётся, упрощенно говоря, 95% ее энергии. Поэтому из любого автомобиля можно вынуть его штатный АКБ, поставить на его место батарею в 2-3 раза меньшей емкости, и двигатель, скорее всего, без особенных затруднений заведется. Избыточный запас емкости нужен для беспроблемной работы электросистемы авто при частых запусках и «минусовом» электробалансе, который возникает в холода и при постоянных коротких поездках, типичных для города. Если все эти нюансы убрать, то для «сферически-вакуумного» пуска почти любого мотора было бы достаточно батарей размером с два кулака. И в подтверждение этого возможности «джамп-стартера» весьма наглядно показывает нагрузочная вилка. Берем «пускач» BERKUT JSL-12000 и подключаем к вилке, спираль которой имеет сопротивление 0,05 ома:
При напряжении 12 вольт разрядный ток составит 12/0,05=240 ампер. Вольтметр, подключенный параллельно нагрузке, показывает падение напряжения с 12 вольт до 11, что является нормой для пуска мотора от традиционного свинцового АКБ!
Примеров проверок «бустеров» на реальных двигателях в интернете немало, но в большинстве из них «пускач» является вспомогательным, поскольку часть тока все же обеспечивает подсевший аккумулятор. В этой ситуации трудно оценить реальную эффективность портативного гаджета – особенно сомневающимся. Поэтому лучше всего способности карманного «пускача» демонстрирует полное отсутствие аккумулятора – если подключить устройство не параллельно штатной батарее, а ВМЕСТО нее. Эксперимент в целом неопасный, но все же не слишком корректный, поэтому для забавы проводить его не стоит – тем более, что мы все за вас уже сделали!
Снимаем минусовую клемму с батареи и подключаем к ней минусовой контакт «пускача». Холодный двигатель уверенно заводится раз за разом. BERKUT JSL-12000 с батареей емкостью 12 А/ч сделал 17 запусков подряд, BERKUT JSL-20000 с батареей 20 А/ч — 26 запусков. При том, что, собственно, пуск обычно нужен всего один!
Следи за контактом!
Многие владельцы «джамп-статеров» сталкивались при первых использованиях с неприятным казусом – гаджет новенький, свежезаряженный, а стартер почему-то не крутит…Все дело в плохом контакте «крокодилов» с клеммами. У стандартной клеммы автомобильного аккумулятора площадь контакта составляет не менее 500 квадратных миллиметров. А наброшенный на клемму «крокодил» касается ее лишь точечно, на площади в несколько квадратных миллиметров. Потери энергии слишком велики…
Вот как выглядят клеммы простой конфигурации, к которым подключиться легко:
А вот так выглядят клеммы сложной конфигурации, состоящие сплошь из углов и граней и частично закрытые пластиком:
Если исправный двигатель не крутится от «пускача», проблема, скорее всего, лишь в плохом подключении «крокодилов». Нужно шевелить их, меняя положение снова и снова, проверяя пуском и отыскивая точку хорошего контакта. В конечном итоге она будет обнаружена – главное, чтобы после этих поисков в «джамп-стартере» осталась энергия. Поэтому суперкомпактные «пускачи» с батареями емкостью 6 000-8 000 миллиампер-часов – не лучший выбор для сложных условий, когда совпадают и неудачные клеммы, и зимние холода.
Также не забывайте про выжим сцепления при повороте ключа, если у вас автомобиль с ручной КП (хотя у некоторых моделей непременный выжим обязателен в любой ситуации, поскольку через кнопку под педалью сцепления штатно идет разрешающий запуск сигнал). Выжим облегчит работу «джамп-стартера».
Держи в тепле!
Литиевые батареи чувствительны к температуре окружающей среды – это знает каждый, кто хоть раз забывал свой мобильник на морозе. Через пару часов вы найдете его либо разряженным почти в ноль, либо даже выключенным. Однако на «пускачи» этот факт в понимании многих почему-то не распространяется, хотя батареи в них, как правило, имеют ту же технологию… Увесистый брикетик «пускача» многим лень таскать с собой из дома в машину и обратно в ожидании, когда он понадобится, и его просто оставляют в бардачке или багажнике. В результате, полежав на морозе, гаджет разряжается, а его батарея частенько вздувается и приходит в частичную негодность. Ну и самое главное – устройство в критическую минуту просто не сможет выполнить ту задачу, ради которой и приобреталось…
Заряжаем гаджеты!
Большинство «джамп-стартеров» помимо основной функции пуска двигателя включают в себя еще и USB-гнездо и фонарик для подсветки подключения к АКБ в темноте. Но у современных «пускачей» коммуникационные возможности гораздо шире — не зря они поставляются в приличного размера «кейсах», ибо в комплекте с множеством аксессуаров являются еще и многофункциональными мобильными зарядными станциями для практически любых гаджетов. Ведь заряжать разные портативные устройства от гнезда прикуривателя очень часто неудобно, поскольку на большинстве машин питание на прикуриватель или 12-вольтовую розетку подается лишь после поворота ключа зажигания. А порой бывает, что нужно оставить устройство зарядиться, вынув ключ и заперев двери. При использовании «пускача» гаджеты можно заряжать мощно, быстро и в любом месте. Например, если вы оставляете машину без присмотра, заряжающийся ноутбук можно пристроить в багажник!
BERKUT JSL-12000 имеет на корпусе два гнезда USB на 1 и 2 ампера, а также два гнезда под штыревой разъем – 12 вольт/10 ампер и 19 вольт/3,5 ампера. Шнуры и переходники, идущие в комплекте, позволяют заряжать практически любые современные ноутбуки с 19-вольтовым аккумулятором (самое распространенное напряжение), а также смартфоны и планшеты с коннекторами microUSB, USB Type C и Apple Lightning.
BERKUT JSL-20000 имеет иной зарядный потенциал и иную комплектацию. Он интересен поддержкой стандартов быстрой зарядки Quick Charge и USB Type C. На его корпусе имеется два гнезда USB Quick Charge на 5/9 вольт, а также гнездо USB Type C, способное выдать совместимым устройствам напряжение 5/9/12/15/20 вольт, после того, как заряжаемый гаджет через зарядный шнур обменяется с «пускачом» информацией о поддерживаемых им стандартах напряжения.
Также у BERKUT JSL-20000 есть и штыревой разъем 12 вольт/10 ампер, в который вставляется переходник с розеткой, а-ля прикуриватель. С его помощью можно питать любые автомобильные гаджеты с соответствующим штекером. Например, использовать видеорегистратор в качестве камеры вне машины – вдруг потребуется!
Езжай за новой батареей!
Вернемся к автомобильному аккумулятору. Свинцово-кислотные АКБ очень плохо переживают глубокий разряд. А если он вдобавок еще и зимний, и длительный – то пиши пропало. Приехать вечером, забыть в машине включенный потребитель энергии и столкнуться с разряженным АКБ наутро – в такой ситуации шанс у батареи на восстановление после отогрева и заряда еще есть. Но если вы зимой оставили машину припаркованной на дальней стоянке или в неотапливаемом гараже с включенными габаритами на недельку и, вернувшись, не увидели даже тусклого свечения ламп на приборной панели – батарея практически гарантированно не жилец! Сульфатация и замерзание электролита повреждают АКБ настолько, что она безвозвратно теряет от половины своей емкости. Переживший подобное аккумулятор очень плохо принимает и держит заряд и подведет в любой момент – после запуска двигателя «пускачом» вам, в общем-то, нужно отправляться в магазин за новой батареей.
«Джамп-стартер» поможет вам «не остаться без колес», успеть туда, куда вы спешили, и гарантированно завестись для обратной поездки. В принципе, таким макаром даже можно несколько дней покататься на убитом аккумуляторе, заводясь при необходимости от «пускача», которого легко хватает на полтора-два десятка пусков … Но по-хорошему, чем скорее вы замените батарею на новую – тем лучше.