Super Caps, Ultra Kondensatoren

[Sinclair]

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.

[rubin-alt]

Zitat von Sinclair

...
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 ).

Dann schnapp dir mal ein Voltmeter und eine Uhr mit Sekundenzeiger.
Du darfst dann mal sehen, wann dein Cap auf die Idee kommen sollte, sobald der Anlasser draussen ist auf die LiMa zu warten. Denn bis diese genug Saft liefert hat er sich schon längst von der Batterie versorgt.

Und macht alle bitte nicht den Fehler zu glauben es wird erst der Cap leergesaugt und dann die Batterie. Denn das haut nämlich physikalisch gar nicht hin. Denn das hat was mit der Spannung und Innenwiderständen zu tun. Er gibt klar zuerst die Ladung ab (logischerweise) - aber nicht komplett und die Batterie hilft nach (=zeitgleich).
Geht der Anlasser raus, saugt der Cap sich voll -> Batterie erholt sich und gibt dem Cap noch mehr. Haben sich beide beruhigt (= Ebbe und Flut), dann schiebt erst später die LiMa Saft hinterher ...

Technisch würden sicherlich 3x 25F mehr helfen als 1x 100F

[amnat]

Nehmen wir also 'mal einen - nicht ganz billigen - Klotz von 50 - 100 F.
Am langsam drehenden Anlasser würden im Mittel überschägig
I = 100 F * (12,65 V - 9 V) / 1,5 s = 100 As/V * 3,65 V / 1,5 s = 243 A fließen können.
Das wäre viel zu wenig!

Ein solcher Klotz hätte voll ja auch insgesamt nur eine Ladung von Q = C * U = 100 F * 12 V = 0,3 Ah

[Sinclair]

Zitat von amnat

Nehmen wir also 'mal einen - nicht ganz billigen - Klotz von 50 - 100 F.
Am langsam drehenden Anlasser würden im Mittel überschägig
I = 100 F * (12,65 V - 9 V) / 1,5 s = 100 As/V * 3,65 V / 1,5 s = 243 A fließen können.
Das wäre viel zu wenig!

Ein solcher Klotz hätte voll ja auch insgesamt nur eine Ladung von Q = C * U = 100 F * 12 V = 0,3 Ah

korrekt gerechnet,
aber wieso reichen Dir 243A nicht ?
10V*243A sind ~2,5 KW !
Wieviel KW verbraucht denn Dein Anlasser ?

[Sinclair]

Zitat von rubin

Dann schnapp dir mal ein Voltmeter und eine Uhr mit Sekundenzeiger.
Du darfst dann mal sehen, wann dein Cap auf die Idee kommen sollte, sobald der Anlasser draussen ist auf die LiMa zu warten. Denn bis diese genug Saft liefert hat er sich schon längst von der Batterie versorgt.

Und macht alle bitte nicht den Fehler zu glauben es wird erst der Cap leergesaugt und dann die Batterie. Denn das haut nämlich physikalisch gar nicht hin. Denn das hat was mit der Spannung und Innenwiderständen zu tun. Er gibt klar zuerst die Ladung ab (logischerweise) - aber nicht komplett und die Batterie hilft nach (=zeitgleich).
Geht der Anlasser raus, saugt der Cap sich voll -> Batterie erholt sich und gibt dem Cap noch mehr. Haben sich beide beruhigt (= Ebbe und Flut), dann schiebt erst später die LiMa Saft hinterher ...

Technisch würden sicherlich 3x 25F mehr helfen als 1x 100F

ich denke, wir liegen nicht weit auseinander;
mir ging es darum, zu erläutern, dass die SuperCap-Nachladung kurz nach dem Start kein Thema sein sollte: egal, wie in Abhängigkeit der Innenwiderstände die Batterie und die Lima sich die Nachladung aufteilen:
die absolute Ah-Zahl der Cap-Nachladung ist so gering, dass die Nachladung, selbst wenn die Batterie in Vorleistung geht, im knappen min-Bereich erledigt ist, und der Batterie ihr Ladungsdefizit sehr schnell ausgeglichen wird.

Allerdings, Rubin, Stelle Dir mal eine Batterie mit 0,1 Ohm Innenwiderstand vor (also eine recht schlappe). Beim 1,5sec-Startvorgang, der aus dem Cap einen 100A-Strom rauszieht, kann die Batterie nur im 20A-Bereich mitmachen, also praktisch nicht viel (und alleine zum Starten allemal unzureichend). Nach dem Startvorgang, wenn der Cap auf vielleicht 9V runter ist, bleibt deren Nachladung in dieser kleinen Größenordnung erhalten und der Nachladevorgang würde etwa 5 sec dauern. In der Zeit wird die Lima schon mithelfen. Bei dieser grenzwertigen Zahlenlage wäre der SuperCap sicherlich Starthilfe-rettend.

Bzgl. der Granulariät der seriell/parallel zu schaltenden Caps:
da sie offenbar auf Grundzellen mit 2,5V max. Spannung basieren, ist in der Tat eine Zielkapazität im ~50-100 F Bereich bei möglichst geringem Innenwiderstand (10mOhm ?) und Bauvolumen zusammenzubauen; da kann man auch im Hinblick auf minimalen Innenwiderstand optimieren.

[rubin-alt]

Ich spür was du denkst, aber um es dennoch anzuführen: Die LiMa braucht min. 10, wenn nicht sogar 15 Sekunden bis sie genug Strom liefert um die Batterie (Cap zuerst) zu laden. Der Wagen frißt nämlich auch sehr viel Saft und zuerst muss erst mal dafür genügend Strom vorhanden sein, bis sich das Stromnetz mit der zugehörigen Spannung bis nach hinten aufgebaut hat.

[Sinclair]

Zitat von rubin

Ich spür was du denkst, aber um es dennoch anzuführen: Die LiMa braucht min. 10, wenn nicht sogar 15 Sekunden bis sie genug Strom liefert um die Batterie (Cap zuerst) zu laden. Der Wagen frißt nämlich auch sehr viel Saft und zuerst muss erst mal dafür genügend Strom vorhanden sein, bis sich das Stromnetz mit der zugehörigen Spannung bis nach hinten aufgebaut hat.

es sind im Startmoment nur im Zündungskreislauf bereits 20-30A, daher hatte ich auch keine schlechtere Batterie als mit 0,1Ohm Innenwiderstand annehmen wollen, weil sonst die Batterie nicht mal den Zündungsbedarf decken würde, ohne unter 9V zu gehen.

Der SuperCap ist also in dem Innenwiderstandsbereich oder Ladezustandsbereich sehr hilfreich, wo die nicht so potente Batterie zwar noch den Zündungstrom decken kann, aber nicht mehr den Anlasserstrom (also ein Strombereich von ~1:5 immerhin);
in diesen Grenzen sollte das SuperCap-Konzept zusätzlich hilfreich sein.

[knuffel]

Zitat von Sinclair

in diesen Grenzen sollte das SuperCap-Konzept zusätzlich hilfreich sein.

Hmm...

Eventuell doch eine zweite Batterie....?

Gruß
Knuffel o.S.

[Sinclair]

Zitat von knuffel

Hmm...

Eventuell doch eine zweite Batterie....?

Gruß
Knuffel o.S.

wir reden hier stets über schon schlappe Batterien, also solche mit hohen Innenwiderständen und schlechtem mittleren Ladezustand.

In einem Fall hättest Du recht, wenn Du die nagelneue zweite Batterie nur im akuten Versagensfall parallelschaltest, dann reißt Du es raus. Aber eine zweite, immer parallel-geschaltet, altert genauso mit.

[BlacKi]

Zitat von rubin

Der Wagen frißt nämlich auch sehr viel Saft und zuerst muss erst mal dafür genügend Strom vorhanden sein, bis sich das Stromnetz mit der zugehörigen Spannung bis nach hinten aufgebaut hat.

also, mit batterie ohne lima kann ich trotz standard radio laufen lassen gut 3stunden fahren mit lüftung an.

das ist meine erfahrung.