Autobatterien durch Kondensatoren ersetzen?

Ja, es ist möglich, ein Auto mit Ultra-Kondensatoren zu starten. Diese Kappen scheinen keine Zykluslebensdauer zu haben, die die herkömmlichen Blei-Säure-Batterien haben. Die Anlaufstromfähigkeit dieser Kappen 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 erhalten, was in Ordnung ist, wenn Sie 6 davon mit einer Nennspannung von jeweils 2,7 V verwenden.
• Verwenden Sie sie nicht bei alten Autos mit Generator und elektromechanischem Regler, da ihre Spannungen nach modernen Maßstäben einfach nicht genau sind.
• Es wäre ratsam, eine Ausgleichselektronik einzubauen, um die Spannung an jeder Kappe unter 2,7 V zu halten.

Das ist alles noch nicht so schlimm, aber deshalb habe ich das noch nicht gemacht. Die Ultra Cap hat eine brillante Leistungsdichte, aber eine schlechte Energiedichte im Vergleich zur Bleisäure. Es ist, als würde man Kraft mit Ausdauer vergleichen. Moderne Autos mit anständigen Ladesystemen haben wahrscheinlich höhere Schleichströme, die auftreten, wenn der Schlüssel abgezogen ist. Mit anderen Worten, Sie werden eher feststellen, dass Ihr Auto nicht anspringt, nachdem es einige Wochen nicht benutzt wurde. Das schnelle Aufladen ist jedoch einfach.

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

Autobatterien werden in Amperestunden (Ah) angegeben, Einheiten umrechnen:

1 Farad = 1 Ampere-Sekunde pro Volt

Eine Stunde hat 3600 Sekunden, also bei 12 Volt:

1 Ah = 3600 /12 = 300F

Selbst eine billige Autobatterie hat ungefähr 60 Ah ... Ihr Kondensator-Boost-Pack hat eine ungefähr 50- mal geringere Kapazität als die Batterie!

Viel Glück beim Starten des Autos, wenn es mehr als ein oder zwei Sekunden braucht, um den Motor zu drehen ...

Wie kann ein Kondensator anstelle einer Autobatterie funktionieren?

Kaum : )

Wie funktioniert ein Kondensator überhaupt?

Der Kondensator funktioniert, indem er ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden hält, im Gegensatz zu einer Blei-Säure-Zelle, die Energie in chemischen Reaktionen zwischen Elektrolyt und Platten speichert.

Gibt es irgendwelche Änderungen, die Sie vornehmen müssen, um einen Kondensator anstelle einer Batterie zu verwenden?

Die Batterie ist großartig bei der Spannungsstabilisierung, der Kondensator hält einfach jede Spannung, an die Sie ihn anschließen. Es ist im Grunde eine sehr kleine Batterie (in Bezug auf die Kapazität), aber sehr leistungsstark (in Bezug auf den Spitzenstrom). Wenn Ihr Auto mit stark wechselnden Spannungen leben kann (oder wenn Sie genug Kapazität haben, um sich nie unter 80 zu entladen), sind keine Änderungen erforderlich.

Würde es irgendwelche Vorteile geben, einen Kondensator gegenüber einer Batterie zu verwenden?

Nein. Deshalb machen wir das nicht.

Es scheint im Video, dass die Kondensatoren direkt wieder auf 14,1 VDC aufgeladen werden. Wie lange hält ein Kondensator seine Ladung (allgemein gesagt - ich weiß, dass dies in erster Linie von der parasitären Ableitung abhängt, die ihm vom Fahrzeug auferlegt wird)? Ich denke, die bessere Frage ist, wird der Kondensator im Laufe der Zeit genug Ladung halten, um das Starten des Fahrzeugs zu unterstützen?

Es geht lediglich darum, genügend Kapazität bereitzustellen. Wenn die Stand-by-Zentralverriegelung oder die Selbstentladung zu wenig entladen, brauchen Sie einfach mehr davon, damit sie länger halten.

Lassen Sie mich nun erklären, warum Blei-Säure-Zellen so großartig sind. Sie schließen es einfach an einen Stromkreis an - und das war's. Immer wenn die Spannung im Stromkreis höher ist als die durch die Zellchemie vorgegebene Spannung, entleert eine Blei-Säure-Zelle sie und speichert die Energie (wenn sie vollständig aufgeladen ist, gibt sie sie nur als Wärme ab). Immer wenn die Spannung darunter fällt, gibt es die Energie ab. Es hält die Spannung mehr oder weniger dort, wo es ihm gefällt, und hält über fast seine gesamte Kapazität eine ziemlich konstante Spannung. Also packen wir sie in Batterien (im Sinne von Reihe), die insgesamt etwa 12 V mögen. Man kann sagen, dass Blei-Säure selbstregulierend ist.

Kondensator hingegen ist viel einfacher. Es hält einfach jede Spannung, die Sie an es anlegen, und wenn es Ihre Spannung erreicht, stoppt es. Wenn Sie dann mit dem Entladen beginnen, fällt es ab. Weil die Spannung des Kondensators ziemlich proportional zur Ladung im Inneren ist. Grob gesagt halb entladen = halbe Spannung. Das ist ein absoluter Albtraum, wenn Sie einen Kondensator als primäre Stromversorgung verwenden möchten, da Sie entweder mit einer beliebigen Spannung von maximal bis fast 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 wollen, dann setzen Sie einfach die kleinste Batterie ein, die den Motor am Laufen hält. Sie können es vor jedem Rennen aufladen, sodass es um ein Vielfaches kleiner sein kann als in einem Straßenauto. // Bearbeiten: Wenn Ihr Rennwagen über ein klassisches Zündsystem verfügt, kann es durch einen Magnetzünder ersetzt werden, wodurch nach dem Starten des Motors letztendlich keine Batterie mehr erforderlich ist. Schauen Sie sich Flugzeugkolbenmotoren an, sie verwenden Magnetzünder wegen der Zuverlässigkeit. Und schön leicht sind sie auch :)

Ich bin Ingenieur, also...

Kurze Antwort: Es kommt darauf an.

Längere Antwort?

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

-> 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 3 Hauptzwecken. Starten des Autos (hoher Strom, kurze Dauer), Betreiben von Geräten im Auto während des Betriebs (im Allgemeinen niedriger Strom, aber auch sehr geringer Wirkungsgrad erforderlich, da die Lichtmaschine den größten Teil davon übernimmt und die Batterie hauptsächlich als zusätzlichen Regler verwendet) und schließlich die "passiven" (wie zum Betrieb des Autos nicht erforderlichen) Systeme wie die Uhr und die Lichter, die bei ausgeschaltetem Motor funktionieren (niedriger Strom, lange Dauer).

Ein Kondensator ist für die ersten beiden in Ordnung, aber für den dritten (und oft wichtigsten) wirklich scheiße. Haben Sie jemals den Motor abgestellt und brauchten die Lichter innen oder außen? Wie wäre es, wenn Sie das Auto einschalten und alle gespeicherten Sender Ihres Radios aufheulen und die Uhr falsch läuft oder die anderen Einstellungen, die Sie vorgenommen haben, plötzlich nicht mehr funktionieren, weil Sie die Batterien gewechselt haben? Major PIA.

-> Wie funktioniert ein Kondensator überhaupt?

Ein Kondensator funktioniert, indem er ein Dielektrikum (eine Substanz, die den Elektronenfluss isoliert/verhindert) zwischen zwei Elektroden (irgendwelche Drähte) positioniert hat. Wenn sich das elektrische Potential (die Anzahl der Elektronen, die die gewünschten Protonen auf der anderen Seite "anziehen") aufbaut, wächst die Kapazität bis zur Grenze des Geräts (seiner "Kapazität"), dann hört es entweder auf zu arbeiten oder, was wahrscheinlicher ist, explodiert wie eine Lipo-Batterie. Stellen Sie es sich wie einen Wasserkrug auf einem Wasserbrunnen 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 alle haben vergessen, Leckagen zu erwähnen. Alle Energiespeichergeräte (Batterie, Kondensator, wütende Frau, was auch immer) geben die ursprünglich gespeicherte Energie ab. Einige schnellere Lecks (wütende Frau), einige langsamere Lecks (Batterie). Von einer Blei-Säure-Batterie kann erwartet werden, dass sie im besten Fall mehrere Wochen oder Monate eine Ladung OHNE ZIEHEN hält. Ein Kondensator hält nicht annähernd so lange, bestenfalls ein paar Tage oder Wochen. Die Frau geht einfach, also ist das fast null, aber dann ist sie das Problem von jemand anderem, also keine Sorge.

Leckage in einem Kondensator ist das Ergebnis der "Wanderung" von Elektronen durch das Dielektrikum. Egal wie gut das Dielektrikum ist, es ist immer noch kein PERFEKTER Isolator, also WIRD es auslaufen.

In den letzten 40 bis 50 Jahren der Arbeit an Superkondensatoren ging es darum, dieses Dielektrikum nahezu perfekt zu machen und herauszufinden, dass wir später an der Oberfläche arbeiten können. Aber genau wie ein gerades Stück Draht immer noch einen ETWAS Widerstand bietet (und daher heiß wird), gilt das Gleiche umgekehrt für einen Kondensator. Sie möchten, dass das Dielektrikum nahezu null dick ist, eine maximale Oberfläche hat und einen unendlichen Widerstand hat. Aber sobald der Abstand nur noch Nanometer beträgt (ganz zu schweigen von Femptometern – 1/1000 von 1/1000 Nanometer, was wahrscheinlich für einen echten Superkondensator erforderlich ist), beginnt die Physik ein wenig verrückt zu werden. Quantentunneln kommt ins Spiel und die Dinge werden komplizierter. Um Ihnen eine Vorstellung zu geben, ein einzelnes Wasserstoffproton ist etwa 1,7 fm ... und ein Elektron ist VIEL kleiner als das.

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