Autobatterien durch Kondensatoren ersetzen?

Ich habe mir kürzlich dieses Video auf YouTube angesehen, in dem der Typ einen größeren Kondensator durch einen kleineren Kondensator ersetzt, den er gekauft hat. Die größeren Kondensatoren waren tatsächlich anstelle einer abgenutzten Batterie. Beide Kondensatorpakete gaben ihm die erforderliche Spannung, um sein Fahrzeug zu starten, und schienen recht gut zu funktionieren.

Meine Fragen sind:

• Wie kann ein Kondensator anstelle einer Autobatterie funktionieren?
• Wie funktioniert ein Kondensator überhaupt?
• Müssen Sie Änderungen vornehmen, um einen Kondensator anstelle einer Batterie zu verwenden?
• Wäre die Verwendung eines Kondensators gegenüber einer Batterie von Vorteil?
• In dem Video wird angezeigt, dass die Kondensatoren wieder auf 14,1 VDC aufgeladen werden. Wie lange hält ein Kondensator seine Ladung (im Allgemeinen - ich weiß, dass dies von der parasitären Entladung des Fahrzeugs abhängt)? Ich denke, die bessere Frage ist, ob der Kondensator im Laufe der Zeit ausreichend geladen ist, um das Starten des Fahrzeugs zu unterstützen .

Ja, es ist möglich, ein Auto mit Ultra-Kondensatoren zu starten. Diese Kappen scheinen keine Zykluslebensdauer zu haben, die die traditionellen Blei-Säure-Batterien haben. Die Fähigkeit dieser Kappen, Anlaufstrom zu liefern, ist sehr gut. Es gibt ein paar Haken:

• Die Kappen sind derzeit teurer als die besten Blei-Säure-Batterien.
• Die Kappen sind in Reihe geschaltet, um die Nennspannung von 12 V zu erreichen. Dies ist in Ordnung, wenn Sie 6 Kappen mit einer Nennspannung von jeweils 2,7 V verwenden.
• Verwenden Sie sie nicht für alte Autos mit Generator und elektromechanischem Regler, da ihre Spannungen nach modernen Maßstäben einfach nicht genau sind.
• Es wäre ratsam, eine Ausgleichselektronik vorzusehen, um die Spannung an einer Kappe unter 2,7 V zu halten.

Das ist alles noch nicht so schlimm, aber aus diesem Grund habe ich das noch nicht getan. Die Ultra-Kappe hat eine brillante Leistungsdichte, aber im Vergleich zur Bleisäure eine schlechte Energiedichte. Es ist wie ein Vergleich von Kraft und Ausdauer. Moderne Autos mit vernünftigen Ladesystemen haben wahrscheinlich höhere Kriechströme, die auftreten, wenn der Schlüssel abgezogen ist. Mit anderen Worten, es ist wahrscheinlicher, dass Ihr Auto nicht anspringt, wenn es einige Wochen lang nicht benutzt wird. Das schnelle Aufladen ist jedoch einfach.

Ein typisches "Boost Pack" von Kondensatoren, wie in diesem Video gezeigt, ist 350 F (Farad).

Autobatterien werden in Ampere-Stunden (Ah) angegeben und in Einheiten umgerechnet:

1 Farad = 1 A-Sekunde pro Volt

Es gibt 3600 Sekunden in einer Stunde, also bei 12 Volt:

1 Ah = 3600/12 = 300F

Sogar eine billige Autobatterie hat eine Kapazität von ca. 60 Ah ... Ihr Kondensator-Boost-Pack hat eine um das 50-fache geringere Kapazität als die Batterie!

Viel Glück beim Starten des Autos, wenn es mehr als eine oder zwei Sekunden braucht, um den Motor umzudrehen ...

Wie kann ein Kondensator anstelle einer Autobatterie funktionieren?

Kaum : )

Wie funktioniert ein Kondensator überhaupt?

Der Kondensator hält im Gegensatz zur Blei-Säure-Zelle, die bei chemischen Reaktionen zwischen Elektrolyt und Platte Energie speichert, ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden.

Müssen Sie Änderungen vornehmen, um einen Kondensator anstelle einer Batterie zu verwenden?

Die Batterie stabilisiert die Spannung hervorragend, der Kondensator hält nur die Spannung, an die Sie ihn anschließen. Es ist im Grunde eine sehr kleine Batterie (in Bezug auf die Kapazität), aber sehr leistungsfähig (in Bezug auf den Spitzenstrom). Wenn Ihr Auto mit einer sich stark ändernden Spannung leben kann (oder wenn Sie eine ausreichende Kapazität einstellen, um niemals unter 80% zu entladen), sind keine Änderungen erforderlich.

Wäre die Verwendung eines Kondensators gegenüber einer Batterie von Vorteil?

Nein, deshalb machen wir das nicht.

In dem Video wird angezeigt, dass die Kondensatoren wieder auf 14,1 VDC aufgeladen werden. Wie lange hält ein Kondensator seine Ladung (im Allgemeinen - ich weiß, dass dies von der parasitären Entladung des Fahrzeugs abhängt)? Ich denke, die bessere Frage ist, ob der Kondensator im Laufe der Zeit ausreichend geladen ist, um das Starten des Fahrzeugs zu unterstützen.

Es ist nur eine Frage der Kapazitätsauslastung. Wenn die Standby- oder Selbstentladung der Zentralverriegelung zu niedrig ist, brauchen Sie nur mehr, damit sie länger halten.

Lassen Sie mich nun erklären, warum Bleisäurezellen so großartig sind. Schließen Sie es einfach an einen Stromkreis an - und fertig. Immer wenn die Spannung im Stromkreis höher ist als die von der Zellchemie vorgegebene Spannung, wird sie von einer Blei-Säure-Zelle entladen und gespeichert (wenn sie vollständig aufgeladen ist, wird sie nur als Wärme abgegeben). Wenn die Spannung abfällt, gibt sie die Energie ab. Es hält die Spannung mehr oder weniger dort, wo es mag, und hält die Spannung über fast die gesamte Kapazität ziemlich konstant. Also packen wir sie in Batterien (in der Bedeutung einer Reihe), die insgesamt ungefähr 12 V mögen. Man kann sagen, dass sich Blei selbst reguliert.

Kondensator auf der anderen Seite ist viel einfacher. Es hält einfach jede Spannung, die Sie an es anlegen, und wenn es Ihre Spannung erreicht, hört es auf. Wenn Sie dann mit dem Entladen beginnen, fällt es ab. Weil die Spannung des Kondensators ziemlich proportional zur inneren Ladung ist. Grob gesagt halb entladen = die halbe Spannung. Das ist ein absoluter Albtraum, wenn Sie Kondensator als primäre Stromversorgung verwenden möchten, da Sie entweder mit einer Spannung von maximal bis nahezu 0 arbeiten müssen oder einen Stromrichter einsetzen müssen, der die Spannung erhöht, um sie auf einem konstanten Niveau zu halten.

Wenn Sie in einem Rennwagen Gewicht sparen möchten, legen Sie einfach die kleinste Batterie ein, die den Motor am Laufen hält. Sie können es vor jedem Rennen aufladen, so dass es um ein Vielfaches kleiner sein kann als in einem Straßenauto. // edit: Wenn Ihr Rennwagen über ein klassisches Zündsystem verfügt, kann es durch einen Magnetzünder ersetzt werden, der letztendlich die Notwendigkeit einer Batterie beseitigt, sobald der Motor gestartet ist. Werfen Sie einen Blick auf Flugzeugkolbenmotoren, sie verwenden aus Zuverlässigkeitsgründen Magnete. Und sie sind auch ziemlich leicht:)

Ich bin Ingenieur, also ...

Kurze Antwort: Es kommt darauf an.

Längere Antwort?

Nun, es gibt ein paar wirklich wichtige Dinge, die in den obigen Antworten fehlen.

-> Wie kann ein Kondensator anstelle einer Autobatterie funktionieren?

Das Erste, was mir hier auffällt, ist, dass alle davon ausgehen, dass die Kondensatoren nur zum Starten des Autos verwendet werden. Eine Autobatterie dient drei Hauptzwecken. Starten des Autos (hoher Strom, kurze Dauer), Laufen von Ausrüstung im Auto, während es läuft (im Allgemeinen niedriger Strom, aber auch sehr geringer Wirkungsgrad erforderlich, da der Generator den größten Teil davon übernimmt und die Batterie meist als zusätzlicher Regler verwendet) und schließlich, die "passiven" (wie in, nicht erforderlich, um das Auto zu betreiben) Systeme wie die Uhr und die Lichter zu halten, die arbeiten, wenn der Motor ausgeschaltet ist (niedriger Strom, lange Dauer).

Ein Kondensator ist in Ordnung für die ersten beiden, saugt aber wirklich für die dritte (und häufig wichtigste). Haben Sie jemals den Motor abgestellt und brauchten die Lichter drinnen oder draußen? Wie wäre es, wenn Sie das Auto einschalten und alle gespeicherten Sender in Ihrem Radio hupen und die Uhr falsch einstellen würden oder die anderen Einstellungen, die Sie plötzlich vorgenommen haben, nicht funktionieren, weil Sie die Batterien gewechselt haben? Major PIA.

-> Wie funktioniert ein Kondensator überhaupt?

Ein Kondensator besteht aus einem Dielektrikum (einer Substanz, die den Elektronenfluss isoliert / verhindert), das zwischen zwei Elektroden (Drähten) angeordnet ist. Wenn sich das elektrische Potential (die Anzahl der Elektronen, die sich zu den fehlenden Protonen auf der anderen Seite "anziehen") erhöht, steigt die Kapazität an die Grenze des Geräts (seine "Kapazität"), dann hört es entweder auf zu arbeiten oder, wahrscheinlicher, explodiert wie ein Lipo-Akku. Stellen Sie es sich wie einen Wasserkrug auf einem Springbrunnen vor ... Sie können nur so viel Wasser einfüllen, bevor es überläuft, aber es ist sehr schnell und einfach nachzufüllen, wenn es niedrig oder leer ist, und es kann sehr schnell geleert werden .

Und jeder hat vergessen, Leckagen zu erwähnen. Alle Energiespeicher (Batterie, Kondensator, verärgerte Frau usw.) verlieren die ursprünglich gespeicherte Energie. Etwas schnelleres Auslaufen (verärgerte Frau), etwas langsameres Auslaufen (Batterie). Es ist zu erwarten, dass eine Blei-Säure-Batterie im günstigsten Fall mehrere Wochen oder Monate ohne Entnahme geladen bleibt. Ein Kondensator hält nicht annähernd so lange, höchstens ein paar Tage oder Wochen. Die Frau geht einfach, das ist also fast null, aber dann ist sie das Problem eines anderen, also keine Sorge.

Ein Leck in einem Kondensator ist das Ergebnis von Elektronen, die durch das Dielektrikum "wandern". Egal wie gut das Dielektrikum ist, es ist immer noch kein PERFEKTER Isolator, daher LECKT es.

Die letzten 40-50 Jahre der Arbeit an Superkondensatoren haben dazu geführt, dass dieses Dielektrikum nahezu perfekt ist und wir später an der Oberfläche arbeiten können. Aber genau wie ein gerades Stück Draht immer noch EINIGEN Widerstand zeigt (und somit heiß wird), gilt dies auch umgekehrt für einen Kondensator. Sie möchten, dass das Dielektrikum nahezu null ist, eine maximale Oberfläche und einen unendlichen Widerstand aufweist. Aber sobald die Entfernung auf gerade Nanometer abfällt (ganz zu schweigen von Femptometern - 1/1000 von 1/1000 Nanometern, was wahrscheinlich für einen echten Superkondensator erforderlich ist), wird die Physik etwas verrückt. Quanten-Tunneling wird komplizierter und komplizierter. Um Ihnen eine Vorstellung zu geben, ein einzelnes Wasserstoffproton ist ungefähr 1,7 fm ... und ein Elektron ist VIEL kleiner als dieses.

Diese Frage und ihre ausführliche Antwort ist also viel komplizierter als es zunächst klingt.