在深圳谋生十几年,几年前因家里做点小生意的需要,买了一台江淮和悦RS两箱MPV,1.8升三菱4G93发动机,至今已经跑了23万多公里,大小问题也出过一些,感觉国产车也就这样了。因我本人在深圳是从事电子产品开发工作,职业病的习惯在车上装了很多小电子产品,电子狗、DVD导航、行车电脑、胎压监控、DTMB移动电视(非CMMB)……也许正是因为这下原因导致了我的电瓶不耐用,已经换了三个电瓶,两个月前已经感觉正在用的第三个电瓶启动性能不好了,停车两三天再打火会出现打不着或是启动机费劲的情况,严重时一启动就全车掉电,还好我车上一直备用急救电源,但这也不是长久之计。
最近打算更换电瓶,一打听才发现今年电瓶涨价非常厉害,原来换一个电瓶带回收旧电瓶不超过300,今年竟然要400多,心疼呀,遂放弃更换电瓶的想法,怎么办呢?分析了电瓶的状况:车子停了时间越长了电压要掉到10-11V,如果是新电瓶,这个电压也是可以打着火的,因为电瓶还是能够提供启动所需的电流(只要电流足够,8V电压启动马达也可以工作而发动汽车)。现在电瓶老化,有电压而没有足够电流,容量下降,所以我只要能解决启动电流就解决了启动的问题。放眼当下的电瓶替代方案:锂离子电池、铁锂电池、三元锂电池……不是改动麻烦(充电均压、充放共极等)就是价格成本奇高(实际上这些替代都会高出铅酸电瓶成本)。经过分析对比将目光聚焦到超级电容上面(也叫超级法拉电容、超级法拉、超法,下面的内容皆以超法称之)。
超级电容的主要特点是:瞬间放电电流大,可以达到几百安培到几千安培;使用寿命长,可到达到10-50万次以上的充放电循环。
开始着手准备超级电容,我的基本目标是,超级电容要能脱离电瓶独立成功打火,总成本控制在300元以内。查阅车辆和国内车友改装资料,马达启动时所需功率大概在1.5KW左右,根据公式换算,最小超级电容容量在14V时60F(低压超级电容常见电压有2.3V、2.5V、2.7V等,14V是6个2.5V电容串连所得,),那么单颗电容容量至少应该在350F,低于此容量恐怕不能独立启动车辆(电容串联后的关系式:单个电压相加,单个容量等分,如6个2.5V的350F的电容串联后,得到的耐压是2.5V*6=15V,容量是350F÷6≈58F)。据此,比较有把握的是选择提升一个容量等级的电容,即2.7V 500F(考虑到耐压余量选择2.7V的电容——发电机调节后的电压约为14.4V,分摊到每个电容上的电压为2.4V,还有0.3V的余量)。
了解了一下电商平台上的车用超级电容成品在300-600左右,真心不便宜。自诩为电子专业人士,坚持原汁原味的DIY精神,也唯有如此才能控制成本。首次从某宝上买到所谓全新韩国三和的2.7V 500F的电容,甚是便宜,14元一个包邮,到手一看确实全新,引脚未焊接,但仔细一看,外皮字迹边缘模糊不清,恐怕是仿品,就价格而言便宜的有点离谱,此规格国产全新件不会低于35元一个,我也是出于贪念才买的。好吧,抱着侥幸的心理还是测试一下,考虑到可能会退货,故没有直接在引脚上焊锡(电子零件的行规是焊锡后不退),而是直接使用焊锡丝把6个电容串联起来,使用笔记本16V的电源串联汽车55W的灯泡充电、放电多次进行所谓的激活,最后将电容充满电到16V静置24小时,测得电压下降到12以下,放置三天电压只有10点几伏,显然6个电容漏电较大,其中有一个电压接近0V,很难充进电,假冒韩国三和无疑,再问卖家是不是韩国三和电容,装死不回话,无需多说,果断退货。
为了找到正牌行货的超级电容,连续多次到深圳赛格电子市场,找到了韩国几个品牌的代理,确定500F的电容价格几乎不低于50元一个,2013年的存货可以35拿到,另外国产超法的经销商此规格电容也要近50元一个,算一算,6个超级电容加上线材和其他配什么的,要去到三四百呀,非我初衷,放弃不靠谱的全新件。
调整思路,最后确定选择美国Maxwell(麦克维尔)的二手拆机件,为什么选择他?谁叫他牛掰呀,耐操,便宜,性价比高。反复对比沟通后从一个卖家购得6个3000F的超法(卖家额外送了一个备用,实际为7个),经测试,确实如卖家所说,24H的漏电压降不超过0.1V,杠杠的,充满电后55W灯泡放近半小时,其中16V放电到10V近十几分钟,应该说容量还是不错的。
上面做了那么多的铺垫,开始进入正题:
开始装连接片
至此,加装超法的工程已基本完工,所需要的功能已经实现,先这样吧,还有一些美中不足的地方,见我后面的完善报告。
使用了十来天后,觉得以下几点有必要完善一下:
发动机舱内正极电缆不够安全:从电瓶穿到驾驶室,靠电瓶一端没有保险装置,万一驾驶室内的电缆发生短路了会产生危险(电瓶端无保险熔断,很危险),所以在电瓶的正极端后面串了一个150A的保险。
关于均衡(均压)的问题,实际上我早买了散件准备自己焊接的,尽量DIY嘛。超法上我也预留了均压板的连线,考虑到车子发电机的电压为14.4V以下,完全在电容组的耐压范围内(2.7V*6=16.2V),而且这六个电容的一致性较好,故暂未使用均压板,使用一段时间再说。
关于放置位置:这是重点哦。
只有一个地方——驾驶室内。超法对温度比较敏感,工作极限温度是70℃,高温首先会降低电容容量,长时间高温后会造成电容漏液开路失效。很多车友和网上的店家说可以放到发动机舱,只要把隔热做好就可以,等云云……,那只是商家为了买家方便安装才这样说。殊不知机舱温度每年有一半的行驶时间会高于70℃。有的车友对电容进行隔热包装后再放进发动机舱内,电容外面隔热做的再好,只能使电容升温速度变慢,最终电容温度会和机舱温度一样高,并且由于隔热层的原因,电容内部温度降低的时间会延长——机舱冷下来了,电容里面还是热的。物理知识好的同学应该能明白这个道理,关于热传递的内容。所以,要改装要DIY,安全是很重要的基础,不要怕麻烦。
关于加装超法所谓的好处,大家不要盲目迷信:
1、主要作用是改善启动性能;
A、新车、新电频:延长电瓶的使用寿命,加装超法后可能不会有任何感觉,所以很多车友装了之后觉得没任何感觉,怀疑是不是上当受骗了,完全没必要这样想,超法对延长电瓶寿命是肯定的。
B、对于老化严重启动困难的电瓶,装了超法可以起到立竿见影的效果。
2、另一个较大的作用是音响改装:发烧级的汽车改装音响系统,功放峰值(如超重低音时)电流可以从几十安培(A)到百安培(A),给电瓶和发电机带来较大的超负载,增加了超法后,功放的瞬间峰值大电流可以由超法提供,从而保护电瓶和发电系统,效果也是立竿见影的,对比安装前后车子灯光亮度闪动程度可以看出来。
3、至于很多车友谈到使用超法后马上有以下效果,感觉太过于夸张,很大程度是心理作用:
A、功率提升:暂未发现
B、提速迅速:暂未发现
C、降低油耗:暂未发现
ABC三点归根结底还是一点:对于极少数工况特别差的发动机,理论上超发可以起到稳定整车电压、电流,从而降低发动机点火系统失火率,提高发动机燃油效率和稳定性,在我的车子上体现是:怠速时转速平均降低了20-40转\分钟。
最后的总成本在我预算内。
另附测试视频(包含半成品启动测试和正式安装后的启动测试):http://www.iqiyi.com/w_19rtwqgjhp.html