Конденсаторное пусковое устройство для автомобиля BERKUT JSC-800C

С наступлением зимы традиционно возрастает интерес к различным пусковым и зарядным устройствам и другим приспособлениям, обеспечивающим (или облегчающим) пуск двигателя при проблемах со штатным аккумулятором. Предлагаю вниманию читателей сайта обзор достаточно интересного бустера BERKUT JSC-800C, внутри которого находятся не аккумуляторы, а суперконденсаторы (ионисторы).

Краткое описание устройства позволю себе процитировать с сайта производителя:

Это специальное пусковое автомобильное устройство конденсаторного типа предназначено для аварийного запуска двигателя транспортного средства в случае неисправной АКБ. Главным достоинством устройства, отличающим его от прочих аналогов, является отсутствие аккумуляторов. Вместо них применены электроконденсаторы сверхбольшой емкости (ионисторы). Применение конденсаторного накопителя заряда позволяет гарантированно запустить двигатель автомобиля как с основательно разряженной АКБ, причем даже в том случае, когда ее остаточная емкость составляет всего 10%, так и без аккумулятора с предварительной зарядкой от АКБ или розетки прикуривателя другого автомобиля, а также от зарядного устройства с разъемом микро USB. Пусковое устройство рекомендовано для любых типов транспортных средств с бензиновым двигателем до 6000 см.куб. и дизельным двигателем до 4000 см.куб и напряжением бортовой сети 12В.

Основные технические характеристики, заявленные производителем:

— Напряжение на клеммах: 12 В

— Пусковой ток: 800 A

— Тип конденсаторов: пусковые, импульсные

— Время зарядки от АКБ: до 5 мин

— Время зарядки от прикуривателя 12V: 15-20 мин

— Время зарядки от Мини USB 5V: 2-3 часа

— Количество попыток запуска при полной зарядке: не более одного пуска

— Диапазон температур для запуска и хранения: -40 °C +65 °C

— Вход Micro USB: 5V (2А)

— Вход для зарядки: 12V (10А)

— Размеры блока: 222x181x55 мм

— Масса: 1,84 кг

Пруф покупки

Если театр начинается с вешалки, то данный девайс уж точно с идущего в комплекте с ним кейса :). Выполненный из очень прочного пластика толщиной не меньше 5 мм, снабженный ребрами жесткости, надежными петлями и замками, резиновой прокладкой по периметру крышки и специальным выступом напротив в нижней части, он один имеет массу полтора килограмма и производит неизгладимое впечатление :). Раньше я подобные чемоданы, только желтого цвета, видел у некоторых тепловизоров Fluke со стоимостью от полумиллиона деревянных :).

Устройство, кстати, продается и в комплектации без кейса, почти на две тысячи рублей дешевле. Ради интереса посмотрел у китайцев — они за подобные чемоданчики тоже просят от двух тысяч рублей, плюс пересыл.

Бустер при внешнем осмотре также оставляет приятные впечатления — тяжелый, плотно сбитый. Пластик хорошего качества, никаких щелей и заусенцев. Очень похоже, что провода имеют силиконовую изоляцию (пробовал прикладывать паяльник — изоляция не плавится), маркировка 6AWG.

Масса соответствует заявленной.

На обратной стороне корпуса есть нескользящие ножки и нанесена краткая инструкция по использованию.

Крокодилы металлические, на концах зубастые захваты розового цвета из немагнитного материала — похоже, что медь. От корпуса крокодила они изолированы пластиковыми прокладками, провод подведен только с одной стороны. Пружины достаточно тугие.

В комплекте, помимо кейса и устройства, есть короткий провод в гнездо прикуривателя, инструкция, гарантийный талон и небольшой ключик 10х12, никаких упоминаний о котором в инструкции я не нашел. Уж не клеммы ли аккумулятора предполагается им подтягивать? 🙂

Полная инструкция

Перейду непосредственно к тестам и испытаниям, начав с проверки различных вариантов заряда встроенных конденсаторов. Для этого имеется три способа. Первый — через разъем microUSB от обычного пятивольтового адаптера питания для телефонов и прочей электроники. Я использовал сетевой адаптер на 2 ампера, USB тестер показал, что потребляемый ток составляет 2,2 А и ограничен, скорее всего, возможностями адаптера. В характеристиках заявлено, что время полной зарядки устройства таким методом составляет 2-3 часа. Скорее всего, это указано для маломощных источников питания и разряженных в ноль конденсаторов. У меня же устройство от остаточного напряжения 7 вольт до максимума зарядилось за 30 минут. Не быстро, конечно, но если никакие другие варианты невозможны — то это точно лучше, чем ничего.

Второй метод подготовки бустера к пуску — зарядка через имеющийся в комплекте кабель с разъемом в гнездо прикуривателя. В качестве источника напряжения я использовал аккумулятор от шуруповерта, напряжение под нагрузкой на котором составляло 11 с небольшим вольт. Зависимость тока потребления во время зарядки конденсаторов оказалась достаточно вычурной.

Максимальное значение потребляемого тока слегка превысило 10 ампер, а время заряда от 7 вольт до максимума составило чуть меньше 3 минут, что, во-первых, сильно меньше указанного в технических характеристиках, и во-вторых просто здорово — ждать три минуты точно никого не убьет. Даже если ионисторы были бы разряжены полностью, то все равно получилось бы минут 6. Немаловажно, что зарядный ток находится в безопасных для гнезда прикуривателя границах.

И, наконец, зарядка через силовые провода с крокодилами. Именно этот метод используется в случае не до конца разряженной штатной батареи автомобиля. График зарядного тока ниже.

На первом участке графика (первые 30 секунд) ток резко падает от 35 ампер почти до нуля. При этом конденсаторы заряжаются непосредственно от внешнего аккумулятора, DC-DC преобразователь не задействуется. Не могу с полной уверенностью сказать, чем ограничен ток — возможно, моя батарея от шуруповерта не смогла выдать больше, возможно, внутри устройства есть токоизмерительный шунт и именно он сыграл роль ограничителя. После того, как эта возможность заряда исчерпана, подключается DC-DC преобразователь и потребление тока от внешнего аккумулятора идет на уровне 10-15 ампер. Итого зарядка ионисторов от напряжения 7 вольт до максимума произошла за время, чуть меньшее 2 минут. Отлично.

Следующий этап проверки устройства — разряд конденсаторов на внешнюю нагрузку. И вот тут начинается самое сложное. Электронная нагрузка, имеющаяся у меня в наличии, может «переварить» максимум 200 ватт. Устройство же, при принудительном подключении заряженных конденсаторов к выходным клеммам (кратковременным, затем долгим удержанием кнопки «Пуск»), отключается по таймеру через 53 секунды. За это время конденсаторы успевают разрядиться до 7 вольт (вот почему я все тесты заряда делал от этого напряжения). Тем не менее, даже так можно получить некоторое количество полезной информации об устройстве. Ниже график напряжения на выходных клеммах при разряде постоянным током 10 ампер.

Вспомнив пару формул из школьного курса физики (q=C*U и q=I*t, где q — заряд, С — емкость конденсатора, I — ток, t — время), в одно действие вычисляем емкость встроенной батареи ионисторов — 107 фарад. Так как помимо внешней нагрузки есть еще и потребители внутри устройства (как минимум, силовое реле), то в реальности чуть больше. Также видно, что полностью заряженные ионисторы имеют напряжение почти 16 вольт.

Так как у нас сейчас плюсовая температура, а стартер моей машины запускает двигатель около одной секунды, для проверки способности устройства отдавать большие токи автомобиль, как бы нелепо это не звучало, совершенно не подходит. Некий «усредненный» стартер потребляет порядка 200-400 ампер, поэтому пришлось поломать голову над вопросом, что же можно использовать в качестве такой нагрузки. Случайно вспомнил, что после ремонта осталась небольшая бухта кабеля 3х2,5мм2, навскидку метров 20. Соединил все три жилы параллельно, проверил сопротивление — чуть меньше 40 мОм. Супер, то что надо.

Итак, производим полную зарядку, включаем устройство, накидываем крокодил… барабанная дробь…

Пиковый ток примерно 330 ампер, далее он снижается вместе с падением напряжения на ионисторах. Видно, что напряжение (второй канал, зеленый график) падает до 2 вольт — именно в этот момент отпускает силовое реле. До полного разряда на мою импровизированную нагрузку потребовалось 9 секунд. Если бы нагрузка могла поддерживать ток на первоначальном уровне, то заряда батареи ионисторов хватило бы секунды на 4. На мой взгляд, это вполне достойный результат — исправный двигатель точно должен запуститься за это время.

В спецификациях устройства заявлено, что оно обеспечивает пусковой ток до 800 ампер. Проверять это на практике я не стал по нескольким причинам. Во-первых, даже если не пожалеть бухту с кабелем и отрезать кусок (а мне его жалко) — немного страшновато экспериментировать с такими токами. Даже так, как есть, кабель при каждом разряде немного грелся, а тепловыделение пропорционально квадрату тока. Во-вторых, я когда то давно проверял ток, потребляемый стартером моего автомобиля (шестерка 3,5 литра) при минус 20 — было примерно 400 ампер. Поэтому практически такие токи вряд ли могут потребоваться. А вот полной уверенности, что устройство (в первую очередь — контакты силового реле) переживёт такой ток у меня не было. Увы, но последнее время производители (отечественные в том числе) абсолютно не стесняются указывать завышенные цифры. Тем более, понимая, что в реальной жизни вряд ли многие смогут это проверить.

Еще до того, как мне пришло в голову воспользоваться куском кабеля в качестве нагрузки, я провел эксперименты с вилкой для проверки аккумуляторов. Так как эта часть обзора уже была написана, не стал её удалять, а убрал под спойлер.

Дополнительная информация
Кроме малоподходящей для тестирования бустера электронной нагрузки, нашел нагрузочную вилку для проверки аккумуляторов. График разрядного тока (желтая линия) выглядит так.

Максимальный ток составил чуть больше 120 ампер, за 11 секунд напряжение на выходе (зеленая линия) упало до 7 вольт. Стартер автомобиля еще способен прокручивать двигатель при таком напряжении. К сожалению, найти нагрузку на ток 300 или 400 ампер я не смог. Но, думаю, при токе 300 ампер заряда хватило бы секунды на 3 работы стартера, если двигатель автомобиля исправен и хорошо заводится — этого точно должно хватить для уверенного пуска.

Если проинтегрировать ток по времени, то получим полный заряд, прошедший через нагрузку.

За 11 секунд примерно 1000 кулон. Опять же, вспомнив «школьную» формулу q=C*U, еще раз проверим емкость конденсаторов. 1000 Кл/(16-7) В=111 фарад. Это значение отлично согласуется с полученным ранее, оно чуть больше, так при таком большом разрядном токе потребление внутри бустера влияет на результат значительно меньше.

Как же это устройство с такой небольшой емкостью встроенных конденсаторов должно на практике обеспечивать пуск двигателя? Ведь первое, что приходит в голову — конденсаторы при подключении к разряженной батарее автомобиля должны очень быстро отдать ей весь свой заряд. Разумеется, производитель всё продумал. После того, как устройство полностью заряжено (неважно, каким методом), оно переходит в режим отслеживания напряжения на силовых клеммах, при этом конденсаторы при помощи силового реле от этих клемм отключены. Но как только напряжение на входе резко снизится (а это обязательно произойдет при включении стартера), срабатывает силовое реле и батарея ионисторов подключается к проводам с крокодилами. Таким образом весь (ну или почти весь) накопленный заряд пойдет на вращение стартера. Это можно имитировать, просто подключив и отключив любой источник напряжения к силовым крокодилам. График ниже.

Щуп осциллографа все время подсоединен к крокодилам Беркута. Сначала напряжение на них отсутствует, далее я подключаю к клеммам аккумулятор с напряжением 11 вольт, потом его отключаю и через доли секунды срабатывает реле, подавая напряжение с заряженных конденсаторов на клеммы.

Хотя аккумулятор моего автомобиля заряжен далеко не полностью (в силу сценария его использования), но пуск двигателя вполне обеспечивает. Тем не менее, совсем никак не протестировать устройство на автомобиле было бы неправильно. Поэтому что есть.

На графике напряжения бортовой сети видно, что до запуска оно составляет 12 с небольшим вольт. В момент срабатывания стартера оно падает до 8 вольт. И если бы не подсоединенный к клеммам Беркут — оно бы примерно таким и оставалось до момента запуска двигателя через, примерно, 0,7 с. Но примерно через 20 мс силовое реле внутри бустера подключает заряженные конденсаторы к батарее и напряжение на ней резко растет до 12,5 вольт.

Токовые клещи накинуты провод бустера. Что же ток?

Пиковое значение в первый момент составляет 750 ампер! Ну почти вожделенные 800 :). Пока работает стартер, ток от бустера не падает ниже 200 ампер. Скорее всего, стартер крутился полностью за счет заряда конденсаторов! Примерно через 0,7 с двигатель запускается и ток становится отрицательным — конденсаторы Беркута заряжаются от генератора автомобиля. Можно с полной уверенностью утверждать, что устройство работает так, как и должно.

В завершение обзора немного расчлененки.

Батарея ионисторов собрана из соединенных последовательно пяти штук. Поскольку общая емкость 110 фарад, каждый из них имеет емкость 550 фарад. Выводы под резьбу, видимо, использованы высокотоковые конденсаторы.

Соединения с реле на болтах, выполнены кабелем 6AWG. Клеммы выглядят качественно, кабель обжат хорошо. В боковой стенке корпуса силовые провода закреплены отдельным съемным элементом, удерживаемым двумя саморезами.

На силовом реле нанесена маркировка 800А. Может я и зря сомневался в способности устройства отдать заявленный ток без риска быть поврежденным.

Общий вид на плату с обратной стороны.

В целом всё выполнено весьма аккуратно, придраться не к чему.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Чаще всего обзоры на сайте заканчиваются кратким резюме, в котором автор рекомендует (или наоборот — не рекомендует) рассмотренный товар к покупке. В данном случае я воздержусь от оглашения своего мнения на этот вопрос. Свою задачу вижу в предоставлении максимума информации о Беркуте — его реальные характеристики и их соответствие заявленным, внутреннее устройство, логика работы и способность выполнить пуск двигателя при разряженном аккумуляторе. Стоит ли оно своих денег, нужно ли его покупать — думаю, на эти вопросы каждый сможет ответить сам. Так же приглашаю в комменты всех желающих с идеями что оно должно ещё делать за такую цену, какое количество новых аккумуляторов можно на эти деньги купить, во сколько раз дешевле (и, непременно, во сколько раз лучше) можно сделать самому или заказать знакомому слесарю, чем лучше бы заняться автору обзора, на что тратить свои деньги и т д и т п :)))))))). Впрочем, если кого-то интересует именно содержательная часть обзора и непосредственно сам девайс — буду очень рад любым конструктивным замечаниям.