Суперконденсатор или аккумулятор? Разбираемся, что лучше / Автомобили и другие средства передвижения и аксессуары / iXBT Live
Для работы проектов iXBT.com нужны файлы cookie и сервисы аналитики. Продолжая посещать сайты проектов вы соглашаетесь с нашей Политикой в отношении файлов cookie
Сегодня производители автомобильной электроники все чаще используют в видеорегистраторах суперконденсаторы вместо аккумуляторных батарей. Чем вызвано такое технологическое решение и какому устройству стоит отдать предпочтение? Расскажу подробнее о преимуществах и недостатках каждого типа в данной статье.
Что такое суперконденсатор и как он работает?
Суперконденсатор (также называется ионистор) – это разновидность источника питания, который представляет собой электрохимический элемент, состоящий из двух электродов и расположенного между ними электролита. Принцип работы суперконденсатора заключается в кратковременном сохранении энергии в электролите, энергия накапливается во время зарядки за счет поляризации заряженных частиц электролита.
В целом суперконденсаторы являются источником импульсной, а не постоянной мощности и идеально подходят для кратковременного питания маломощных электронных приборов. В видеорегистраторах суперконденсатор поддерживает питание при отключении основного источника энергии – он будет подзаряжать регистратор ровно столько времени, сколько потребуется для завершения и сохранения видеозаписи, если, например, заглохнет автомобиль. Это позволит предотвратить выключение видеорегистратора и потерю видеоматериала.
Сравнение суперконденсатора и аккумулятора
Чтобы узнать, какое устройство лучше – видеорегистратор с суперконденсатором или с аккумулятором, сравним ключевые параметры этих источников питания.
- Срок службы
Аккумуляторные батареи со временем теряют емкость из-за чего спустя несколько сотен циклов заряда-разряда или 1-2 года регулярного использования заряжать их придется чаще, чем сразу после покупки. В этом плане суперконденсаторы не подвержены износу – они могут пройти до миллиона циклов без снижения первоначальной емкости.
- Скорость зарядки
Суперконденсаторы накапливают полный заряд за минимальный срок, что значительно сокращает время подзарядки – понадобится всего несколько минут. Для восполнения заряда аккумулятора потребуется несколько часов.
- Стабильность работы
Аккумуляторные батареи не могут похвастаться надежной и стабильной работой в любых условиях, все дело в их неустойчивости к воздействию высоких и низких температур. Если видеорегистратор останется в автомобиле в жаркий или морозный день, то аккумулятор вполне вероятно вздуется от перегрева или резкого перепада температур. В худшем случае замена аккумулятора потребуется уже после первой ночевки видеорегистратора в авто при минусовой температуре.
С регистраторами на суперконденсаторах такая неприятность исключена – они сохраняют работоспособность при температуре от -50 до +70° С и выдерживают даже экстремальные температурные перепады.
После сравнения ключевых характеристик можно сделать вывод, что суперконденсаторы превзошли аккумуляторы по всем пунктам.
Стоит отметить, что среди минусов регистратора с суперконденсатором автовладельцы иногда отмечают невозможность автономной работы без подключения к бортовой сети автомобиля. Однако на фоне других преимуществ этот недостаток не кажется особо существенным, тем более в современном мире видеорегистратор не используется за пределами автомобиля, так как для ситуативной съемки значительно проще и удобнее пользоваться камерой смартфона.
Итог: суперконденсатор или аккумулятор?
В современных реалиях выигрывают видеорегистраторы с суперконденсаторами, так как именно они смогут обеспечить сохранность видеозаписей в любых условиях эксплуатации, за счет чего являются более надежным и стабильным решением.
Сегодня на рынке автомобильной электроники можно за вполне доступную цену найти видеорегистраторы с суперконденсаторами и самым современным функционалом.
Новости
Публикации
После всеми известными событиями прошлого года,
отечественная отрасль начинает наверстывать упущенное и возобновлять
собственное производство.
Молодая и динамически развивающаяся группа компаний…
На рынке компьютерных корпусов существует выбор на любой вкус и кошелек, но компания 1STPLAYER выделяется на их фоне своим нестандартным подходом к разработке. У 1STPLAYER достаточно много…
За последнее время мы перебрали с вами весьма внушительные по качеству USB-микрофоны FiFine K690 и Maono PD400X, а также не менее достойный бюджетный Maono DM30, который меня тоже удивил. Сегодня…
Большое количество кораблей могут удивить своими размерами. Танкер под названием Knock Nevis делает это эффектнее остальных. Построенный в 1979 году, он по-прежнему является самым большим морским…
Если вы хотите, чтобы ваши ножи оставались острыми и готовыми к кухонным делам, то тогда вам нужен инструмент для заточки ножей. При выборе точилки следует учитывать некоторые факторы, о которых…
Российский
бренд ELTRONIC выпустил новую модель с нестандартным для общей модельной
линейки дизайном. Внешний вид ELTRONIC 20-63 CRAZY BOX значительно отличается
от других моделей: два динамика по.
Суперконденсатор (ионистор) заменяет резервный акумулятор
Среди последних новинок науки и техники необходимо отметить появление конденсатора нового типа – ионистор, который также называют суперконденсатор. Что же это за зверь, и можно ли его использовать в автомобильном видеорегистраторе и других электронных приборах в качестве резервного источника питания?
Может ли ионистор заменить аккумулятор?
Из школьного курса физики известно, что конденсатор может запасать энергию, накапливая заряд электричества. Вот только величина этого заряда очень мала, поэтому его хватает только на хорошую искру при коротком замыкании. Также школьники используют металлобумажные конденсаторы переменного тока на 400…1000 Вольт для того, чтобы лупить друг друга электротоком, предварительно зарядив его в розетке 220 В. А в основном конденсаторы используют как радиокомпонент в электронных приборах.
Форм-фактор ионисторов, которые используются в качестве резервных аккумуляторов
Но в конце прошлого века в секретных лабораториях был придуман новый тип конденсатора, в котором вместо металлической ленты используется электролит и другие хитрые химические вещества.
Благодаря такой конструкции новый тип конденсатора при малых размерах имеет громадную емкость, которую уже можно использовать для накопления заряда, достаточного для кратковременной работы электронных устройств с малым потреблением тока. Он получил название ионистор из-за того, что функционирует благодаря ионному переносу в химической среде между электродами.
Вот такой мощный ионистор на 3000 Фарад может завести автомобиль
В наше время ионисторы используются как резервный источник питания. Например, на Алиэкспресс за 5…10 баксов можно купить 5-вольтовый ионистор, который получает полную зарядку всего за 10…100 секунд. Однако он может питать средний светодиодный фонарик в течение 20…30 минут.
Обзор китайского ионистора
Теперь разберемся, сможет ли суперконденсатор заменить аккумулятор в автомобильном видеорегистраторе? В регике нет компонентов, которые бы потребляют большой ток – сервоприводы, электродвигатели, мощные лампы освещения.
Поэтому расход тока достаточно мал – 50…100 мА. Средней паршивости ионистор сможет обеспечить работу видеорегистратора в течение 3…10 минут. Это более чем достаточно, чтобы дописать до конца видеоролик и корректно завершить работу.
В этом видеорегистраторе установлен суперконденсатор на 7,5 Фарад вместо аккумулятора
Так что, если вы колеблетесь — покупать ли видеорегистратор с суперконденсатором вместо встроенного аккумулятора, то все сомнения напрасны. Этот прибор выполнит все необходимые функции в вашем автомобиле, даже если в случае ДТП будет отключена бортовая сеть. Однако регистратор такого типа нельзя будет использовать как обычную переносную видеокамеру вне салона автомобиля – для уличной видеосъемки потребуется внешний источник питания.
суперконденсаторов снова против батарей | Хакадей
- по: Дэйв Раунтри
Суперконденсаторы определенно не то же самое, что батареи, мы все это знаем.
Они, как правило, имеют очень низкое рабочее напряжение, и из-за их принципа работы, заключающегося в накоплении заряда на параллельных пластинах, их кривая разряда весьма неблагоприятна для современных микроконтроллерных устройств. Эффективность хранения энергии на единицу объема также низка по сравнению с современными литий-полимерными (LiPo) батареями, поэтому в целом они не выглядят такими уж полезными для многих наших проектов. Однако, как демонстрирует последнее видео [Andreas Spiess], у них есть некоторые полезные функции, которые могут сделать их полезными для определенных встраиваемых приложений.
Низкое рабочее напряжение изначально выглядит как проблема для устройств, работающих от типичного напряжения 3,3 В, и возникает соблазн просто подключить несколько последовательно и работать вместе с ним. Но, как объясняет [Андреас] в своей типично ясной манере, необходимо было бы иметь сложный силовой каскад, работающий в понижающем режиме с напряжением конденсатора выше требуемого уровня, и в повышающем режиме, когда оно ниже требуемого уровня.
Слишком сложно — гораздо проще просто придерживаться низковольтной группы параллельных суперконденсаторов и всегда работать в режиме повышения. Даже при этом вы вряд ли получите более нескольких часов рабочего напряжения с постоянно активным устройством.
Так зачем вообще заморачиваться с суперконденсаторами, ведь использовать LiPo гораздо проще и лучше? Во многих случаях ответ определенно положительный. Но аккумуляторы LiPo нельзя заряжать при отрицательных температурах (за исключением некоторых специальных низкотемпературных продуктов), иначе аккумулятор может быстро разрушиться из-за осаждения металлического лития на аноде. Также нужно быть осторожным при их зарядке, особенно когда они сильно разряжены, так как их легко повредить без должного обращения. Аккумуляторы LiPo работают на химических принципах — ионы лития буквально должны перемещаться внутри конструкции, и со временем батарея изнашивается.
Преимущество суперконденсаторов заключается в очень длительном сроке службы (но иногда они дают утечку) намного более агрессивное поведение при зарядке и разрядке и могут работать при очень низких температурах.
Это делает их очень полезными, когда большое количество энергии доступно спорадически (для сверхбыстрых циклов зарядки) или в местах, где температура постоянно остается очень низкой, например, в горах, где солнечная энергия будет работать, хотя и медленно, но батареи LiPo определенно не будут работать. быть пригодным.
Доступны другие химические вещества для аккумуляторов, такие как литий-железо-фосфат, которые могут выдерживать холод. Также вы всегда можете просто изолировать аккумулятор с помощью встроенного нагревателя и предварительно нагреть аккумулятор до безопасной температуры зарядки. Итак, как и во всем, что касается электроники, важно правильно выбрать детали для вашего приложения, и все начинается с источника питания. Суперконденсаторы могут просто соответствовать соотношению цена/производительность для того специального приложения, которое вы имели в виду.
Суперконденсаторы на самом деле не подходят для многих приложений, таких как питание электровелосипеда или ноутбука, но они все равно это сделали.
против суперконденсаторов? Ответ оба. — Капацитех Энерджи
Автор Джо Слеппи
Остерегайтесь ложных решений. Есть приложения, в которых ответ на вопрос «Что мы используем: аккумуляторы или суперконденсаторы?» — «и то, и другое».
Давайте посмотрим, почему.
Аккумуляторы имеют недостаток, связанный с их конструкцией. Аккумуляторы борются за быструю доставку энергии. Быстрая подача энергии, необходимая для выравнивания нагрузки или обеспечения импульса тока, необходимого для включения двигателя, может привести к расточительному расходованию емкости аккумулятора и создать нагрузку на аккумулятор, что сократит срок его службы. По этой причине говорят, что батареи имеют низкую плотность мощности или низкую удельную мощность. Иными словами, использование батареи в приложениях, где есть короткие всплески или импульсы питания, может быть проблематичным.
Ссылка: exponent.com
В качестве альтернативы, суперконденсаторы разработаны специально для очень быстрой подачи энергии, что делает их идеальным дополнением к батареям. В то время как батареи могут обеспечивать примерно в 10 раз больше энергии в течение гораздо более длительных периодов времени, чем суперконденсаторы (это означает, что они имеют более высокую удельную энергию), суперконденсаторы могут отдавать энергию примерно в 10 раз быстрее, чем батареи (это означает, что они имеют более высокую удельную мощность).
Аккумуляторы и суперконденсаторы, работающие вместе как одна команда, являются идеальной системой хранения энергии для многих применений в возобновляемых источниках энергии, электромобилях и многом другом.
Батареи и суперконденсаторы
Но прежде чем мы рассмотрим некоторые другие области применения, давайте сравним батареи и суперконденсаторы:
Наиболее важные моменты, о которых следует помнить, это то, что аккумуляторы заряжаются и разряжаются медленнее по сравнению с суперконденсаторами, а суперконденсаторы не могут разряжаться почти так же долго, как аккумуляторы. Одной из проблем, с которыми сталкиваются разработчики, является поиск физического пространства для использования как батарей, так и суперконденсаторов в их продукте или системе. Эта проблема в конечном итоге вынуждает идти на сложные инженерные и дизайнерские компромиссы.
Гибкие суперконденсаторы в автомобилях, на транспорте и в транспортных средствах
Суперконденсаторы все чаще используются в транспорте для источников питания электромобилей, информационно-развлекательных центров, подключенных транспортных средств (датчиков), рекуперативных тормозных систем и импульсных источников питания.
Например, есть автобусы, которые используют рекуперативное торможение, сохраняя переработанную энергию в суперконденсаторах. Также есть троллейбусы и трамваи, которые используют суперконденсаторы для хранения достаточного количества энергии, чтобы добраться от станции к станции.
также могут использоваться для рекуперативного торможения в традиционных автомобильных системах, а также в велосипедах и электровелосипедах. Велосипеды и электровелосипеды также выигрывают от активной подвески на основе гибких конденсаторов. В обоих случаях гибкие конденсаторы могут принимать необычные формы внутри конструктивных элементов автомобиля, велосипеда или электрического мотоцикла, чтобы помочь сэкономить место и преодолеть компромиссы.
Дизайнерам и инженерам не нужно решать, следует ли им размещать батареи, суперконденсаторы или их комбинацию в пространстве, предназначенном для систем накопления энергии. В примере с электромобилем заполнение этого пространства батареями может быть лучшим вариантом для достижения максимального запаса хода, но не лучшим вариантом для достижения максимального срока службы или лучшего в своем классе ускорения.
Заполнение пространства суперконденсаторами дает большой срок службы и ускорение, но ужасную дальность. Использование меньшего количества батарей, чтобы освободить место для суперконденсаторов, как это сделала Lamborghini, вынуждает конечных пользователей идти на компромиссы и может ограничить рынок для автомобиля.
Гибкие суперконденсаторные модули Capacitech позволяют разработчикам заполнить пространство, предназначенное для систем накопления энергии, энергоемкими батареями и подключить мощные суперконденсаторы к жгуту проводов, распределенному по всему автомобилю.
Ответ: и то, и другое
Существует ряд других приложений, в которых гибкие суперконденсаторы могут повысить ценность, например, роботы и экзоскелеты, чтобы иметь гибкую мощность, доступную для более плавных движений конечностей. Есть также много носимых предметов, таких как шлемы для наблюдения за спортивными травмами, носимые медицинские устройства, протезы, фитнес-браслеты и умные очки, которые могут принести пользу.
