Super Caps, Ultra Kondensatoren

Sinclair · 13.09.2009, 16:21

Beim Fuffi mit Doppelbatteriesystem sehe ich es inzwischen als gut lösbar an:

Konzept:
Der UltraCap mit möglichst 50F und 15V kommt direkt hinten parallel zur unteren Starterbatterie. Zuerst wird die Masse angeschraubt. Dann kommt der Pluspol des Caps über eine 55W (12)-Halogenbirne in einer Fassung direkt an die Pluspolklemme der Batterie ran; man wartet den Ausgleichsvorgang ab, bis die Lampe ein paar Sekunden ganz aus ist. Dann wird die Lampe mit Kabel vom Batteriekabelquerschnitt überbrückt (und damit der PowerCap dauerhaft mit mOhm-Serienwiderständen parallel zur Starterbatterie betrieben).

Falls eine Werkstatt die Batterie abklemmen wollte, muss es konstruktiv so gelöst sein, dass die Einheit aus Batterie und PowerCap stets elektrisch verbunden bleibt und als Einheit vom Wagen getrennt wird.

Somit werden alle Sicherheitssysteme der Elektrik, wie Hochstromsicherungen und Absprengklemme am Pluspol weiter benutzt.

Falls jemand einen Megapulse an der Starterbatterie betrieben haben sollte, wird der nicht mehr wirken, bestenfalls intern "dicke Backen" bekommen.

Im Fuffi-Fall mit Doppelbatteriesystem hängt bei mir nur ein Megapulse direkt parallel zur oberen Bordbatterie. Da diese über gewisse Kabellängen und den Trennschalter erst mit der unteren Starterbatterie verbunden ist, wird die Kabelinduktivität wohl reichen, die Megapulse-Funktion an der oberen Bordbatterie aufrecht zu halten, auch wenn die untere Bordbatterie massiv Parallel-Kondensator gestützt ist.

Alles in allem: es ist technisch schon ein verführerische Idee, zu wissen, dass alle normal ablaufenden, und damit sec-kurzen Startvorgänge energetisch und innenwiderstandsmäßig dann komplett aus dem PowerCap gezogen werden und damit vom Innenwiderstand und Erhaltungszustand der Starterbattterie weitgehend unabhängig werden.

Bei Fahrzeugen mit Einfachbatterie würde ich wohl auch den PowerCap hinten parallel zur Batterie bauen, permanent angeschlossen, und auf einen Megapuls dann halt verzichten (den manche eh für Woodoo halten).

Falls einmal die Einheit aus PowerCap und Starterbatterie getrennt werden müsste, sollte man obige 12V/55W-Halogenlampe zur kontrollierten Entladung des PowerCap benutzen.

Ob sich der Aufwand lohnt: wohl am ehestens bei denen,
- die beim Fuffi mit Doppelbatteriesystem in kürzeren Zeitabständen als 4 Jahren die untere Starterbatterie zu ersetzen haben und

- bei Fahrzeugen (und Fahrzyklen !) mit Einfachbatterie: wenn dort die Lebensdauer der Batterie unter drei Jahre fällt.

allesschrauber · 13.09.2009, 16:27

Alternativ gibts so schöne Trennschalter aus dem motorsportbereich, 1000A können die kurzzeitig ab, also könnte man sowas in das Kabel schalten was von der Batterie kommt, so ist diese weiterhin fest mit dem Batteriepol verbunden.
Spart außerdem das ab und anklemmen und damit den verschleiß an den Polen und Klemmen.

amnat · 13.09.2009, 19:30

Elektrik 2000er 750iL Batteriephänomen - Seite 9 - BMW 7er-Forum

Rolfi · 13.09.2009, 23:21

Sinclair,

vielen Dank für Deinen objektiven und informativen Beitrag.

Zitat:

Alles in allem: es ist technisch schon ein verführerische Idee, zu wissen, dass alle normal ablaufenden, und damit sec-kurzen Startvorgänge energetisch und innenwiderstandsmäßig dann komplett aus dem PowerCap gezogen werden und damit vom Innenwiderstand und Erhaltungszustand der Starterbattterie weitgehend unabhängig werden.

Frage:
was passiert nach dem Startvorgang, wenn Lima und Batterie wieder übernehmen bei der erneuten Ladung des caps? Vertragen diese Komponenten diesen doch wahrscheinlich sehr schnellen Ladevorgang?

Gruss, Rolf

amnat · 14.09.2009, 00:15

Zitat:

Zitat von Rolfi

... Es würden sich erhebliche Verbesserungen für Kurzstreckenfahrer und auch kalte Wintertage ergeben. ...

Hallo Rolfi, ich bin d'raufgekommen, daß das ohne Energierückgewinnung natürlich nicht zutrifft.

Der einzige Vorteil wäre, daß bei schwacher Batterie der Anlasser gleichmäßiger durchzieht.
Voller bzw. kräftiger im Sinn von mehr Kapazität würde sie dadurch nicht.

Sinclair · 14.09.2009, 01:43

Zitat:

Zitat von Rolfi

Sinclair,

vielen Dank für Deinen objektiven und informativen Beitrag.

Frage:
was passiert nach dem Startvorgang, wenn Lima und Batterie wieder übernehmen bei der erneuten Ladung des caps? Vertragen diese Komponenten diesen doch wahrscheinlich sehr schnellen Ladevorgang?

Gruss, Rolf

ich denke, dass die Lichtmaschine intern schon auch strombegrenzt arbeitet (ihre Anker/Wicklungserregung ist nicht unendlich hoch). Die Last, die der zusätzliche PowerCap der Lima bietet, ist dann wahrscheinlich vergleichbar einer sehr guten nagelneuen Batterie mit kleinem Innenwiderstand; und Spitzenströme werden auch durch die Kabellängen begrenzt. Im Detail muß man dann die Summe aller milli-Ohm-Werte sich vor Augen führen.

BlacKi · 14.09.2009, 04:42

Zitat:

Zitat von amnat

Hallo Rolfi, ich bin d'raufgekommen, daß das ohne Energierückgewinnung natürlich nicht zutrifft.

Der einzige Vorteil wäre, daß bei schwacher Batterie der Anlasser gleichmäßiger durchzieht.
Voller bzw. kräftiger im Sinn von mehr Kapazität würde sie dadurch nicht.

genau, die batterie leidet im winter und bei kurzstrecken unter strommangel. und bei kurzstrecken ist kaum ladezeit vorhanden. in beiden fällen hat sie keinen saft, den sie dem kondesator geben könnte.

selbst wenn das anfangs funktionieren sollte wird die batterie vom kondensator laden irgendwann leer sein.

eine gute isolation der batterie bringt da viel mehr im winter, bei extremen kurzstrecken hilft nur laden von zeit zu zeit, entweder durch ladegerät oder längere strecke fahren.

rubin-alt · 14.09.2009, 09:03

Die LiMa beginnt erst nachdem das GM ein [OK] gibt mit dem Laden. Vorher ist sie draussen um beim Anlassen den Generator nicht unnötig zu belasten. Wird die LiMa aktiv, steigert sie Ihre Ladeleistung in 10A-Schritten. Hat das Kombi eine Spannung von >12,4 erhalten geht die Service-Intervall-Anzeige aus, oder nach 30Sekunden.

Rolfi · 14.09.2009, 10:50

amnat, Blacki

richtig, mein Denkfehler, habe amnat per U2U geantwortet.

Damit sind meine Fragen beantwortet, ich denke man kann den thread schliessen.

Gruss an alle, Rolf

Sinclair · 14.09.2009, 20:58

Zitat:

Zitat von BlacKi

genau, die batterie leidet im winter und bei kurzstrecken unter strommangel. und bei kurzstrecken ist kaum ladezeit vorhanden. in beiden fällen hat sie keinen saft, den sie dem kondesator geben könnte.

selbst wenn das anfangs funktionieren sollte wird die batterie vom kondensator laden irgendwann leer sein.

eine gute isolation der batterie bringt da viel mehr im winter, bei extremen kurzstrecken hilft nur laden von zeit zu zeit, entweder durch ladegerät oder längere strecke fahren.

Der Ausgangspunkt der gesamten Diskussion ist, dass der SuperCap so dimensioniert wird (50-100F), dass er bei einwandfreiem Fahrzeug, bei dem etwa 1-1.5 sec Anlaßzeit ausreichen die Maschine zu starten, soviel Ladung speichert (respektive Energie), dass dies für einen kompletten Anlaßvorgang ausreicht.
Nimmt man weiterhin an, dass die ältere Batterie bei Kurzstreckenfahrzyklen zwar stets schlecht geladen ist (im Sinne der Ah-Zahl), jedoch noch keinen Zellenkurzschluß haben soll (was mehrheitlich wohl stets zutrifft), so hat auch die schlappe Batterie mit hohem Innenwiderstand, aus dem heraus kein Startvorgang mehr zu bewerkstelligen wäre, doch immerhin die Fähigkeit, im praktischen minuten- bis stundenlangen Leerlauf vor dem Kaltstart, mit einer erwartbaren Klemmenspannung von 12V den SuperCap voll geladen zu bevorraten. Ist nun das Fahrzeug einwandfrei in Schuß, wird diese SuperCap-Ladung ausreichen, einen 1,5 sec Startvorgang erfolgreich zu absolvieren. Kurz danach setzt die Lima-gestützte Nachladung ein.
Wenn man also nicht gerade alle min neustartet, sollte der SuperCap eine spürbare Startsicherheitsverbesserung bei Kurzstreckenfahrprofilen bringen.

Der SuperCap hat nämlich, im Gegensatz zur Batterie, stets einen sehr geringen Innenwiderstand im 10 mOhm-Bereich, praktisch unabhängig vom Ladungszustand !

Ich habe bei meinem Fahrzeug einige sec nach dem Starten auch im Leerlauf 14V, so dass ich an der sofortigen Batterienachladung nicht zweifele. Der SuperCap wird damit stets sofort von der hochlaufenden Lima nachgeladen und nicht von der Batterie. Wenn die Maschine nur 30 sec läuft, ist diese Nachladung erledigt. SO häufig startet man bestimmt nicht hintereinander weg (es sei denn, als morgentlicher Zeitungsausträger im 7er

).

In 5 Jahren habe ich bei meinem Fahrzeug auch keinen längeren Startvorgang als 1,5 sec wahrgenommen, zumal die Anlaßautomatik danach auch selbständig sofort den Anlasser wegschaltet.