我的车是威兰达双擎2.5四驱豪华版SUV,因为疫情的原因,车的使用减少了,有时20天都没有发动,已经有8次需要借助外接锂电池应急电源启动。由于锂电池应急电源平时放车上几个月都没有充电,电池发涨后不能用了,图1、图2.
因此,在网上想找一种平时不用充电保养电池,经久耐用的汽车应急启动电源,看见一种应用法拉超级电容制造的汽车应急启动电源Autowit,产品技术特点符合我的需求,但是感觉价格稍贵(599元),能不能自己制作一个?上网一搜索发现很多应用法拉超级电容自己动手Diy制作汽车应急启动电源的作品,从中得到了不少启发,但是很多作品尺寸太大太重,不适合我的口味,幸好万能的百度上有评测和拆解分析“Autowit”的视频,经过反复多次观看这个视频,基本明白它的工作原理和技术特点,因此,确定了自己制作(组装)的方法和步骤:
一、 结构和工作原理方框图
图3是我利用法拉超级电容自己动手制作的汽车应急启动电源,它的结构主要由这些零部件组成:
1、法拉超级电容组,2、升压器(模块),3、单延时器(模块),4、双延时器(模块)、5、100A继电器,6、蜂鸣器,7、蜂鸣器2 ,8、启动按钮,9、EC5插座,10、5.5×2.5DC插座, 11、电压显示表及开关,12、壳体,13、洞洞板,14、导线 等…
视频:https://club.autohome.com.cn/bbs/thread/5ceb9007fd6dd88e/104905828-1.html#pvareaid=6830288
图3.1是工作原理方框图:
1、将鳄鱼夹接到待启动汽车的电瓶“+”“—”极,→利用电瓶余电(5V~11V)→ 通过升压器(升压模块)把电压升压到14.5V → 对法拉电容组进行充电到14.5V。
2、电充满后,启动汽车过程:按下启动按钮*** → 信号触发单延时器和双延时器(双延时模块板)开始工作,蜂鸣器1开始响器断续声,T1延时15秒~20秒(上车准备启动汽车的时间)。
3、15秒后 → T1延时器通电10秒(蜂鸣器2响起)→ 100A继电器的85脚和86脚得电工作,使继电器的30脚与87脚导通 → 法拉超级电容正极14.5V大电流通过继电器30脚和87脚对汽车电瓶“+”“-” 极放电10秒(应当在这10秒内启动汽车),→延时10秒后延时器自动断开→法拉电容组重新充电…
二、 选零部件
1、法拉超级电容组(作用是储蓄电能量)
法拉超级电容的规格和技术参数有大有小,必须根据自己的汽车排量来选择,容量越大(F法拉数越大)可储蓄的电能量越大,如果是卡车和柴油车或者专业搞汽车维修的,可以选大一点的但是充电时间要长一点,我的是2.5排量的小车,我就参考“Autowit”的法拉超级电容组的规格和技术指标来选择,“Autowit”使用5个2.7V300F的法拉电容,串联后的电容组为13.5V60F,按照这个技术指标我在各网上搜寻,在XY网上选购了一组15V58F的二手货,(价格93元包邮)如图5。网上也有便宜一点和贵一点的。
2、升压器或叫升压模块(作用是把电瓶余电升压到12V以上后给法拉电容充电)
网上升压模块的规格和技术参数,各种各样,必须小心选择!必须要选择自动恒压恒流的才能充电!我第一块升压电路板的功率不够,一上电就“啪”的一声,显示OEP了,建议选100W以上的。我在TB网上选的(价格35.9元包邮)。图6、图7、非常适合使用。
使用前,一定要仔细看说明书:
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3、双延时器或叫双延时模块(作用T1是触发后延时N秒的上车启动前的准备时间,T2是启动汽车时间,因为15V58F的电容储蓄电能很少,必须在10秒左右完成启动动作,否则电能量会被亏电的电瓶拉低于12V)
我选的是双延时电路板,T1可以在0~100秒调整,T2固定10秒,我在PDD网上选购的,(价格12.8元包邮)。如图8,按照店家给的接线图接线就行了。设置双延时器延时20秒后才接通10秒。
改进后,另外增加了一个0-60秒的延时器(单延时模块)和断续发声的蜂鸣器1,作用是专门设置给蜂鸣器1供电20秒的,蜂鸣器1得电后鸣响20秒的断续声(到计时),方便上车准备启动汽车。20秒后延时器2的继电器闭合10秒,给100A继电器供电,同时蜂鸣器2鸣响连续声10秒,此时为启动汽车时间!
按点开关触发器时,同时触发单延时器和双延时器同时开始工作。
4、100A继电器(作用是大电流的开关)
我网购的汽车继电器12V-100A,价格14.5元包邮。图9
延时器2闭合后给100A继电器提供12伏电,100A继电器控制线圈得到12伏电后吸合导通10秒,法拉超级电容的14.6伏电压和大电流瞬间通过100A继电器,施加到待发动汽车上。
5、外壳
我是利用之前锂电池应急电源的盒子。实际网购价格20元左右。图10、图11
6、还有:触发按钮开关、5.5×2.5DC插座、蜂鸣器、EC5E插座、电压显示表、鳄鱼夹、导线、铜接头、洞洞板等…,网上都可以买到。
所有零部件的总费用约200元左右。因为我是摸着石头过河,浪费和损坏了一些,费用会多一点。
三、 组装和调试
1、组装需要的一些工具:老虎钳、剥线钳、大小螺丝刀、小刀、小电钻、万用表、电烙铁、焊锡等…
2、组装前先要根据各零部件的大小,以及各零部件之间的连接线关系,按照盒子的形状大小进行合理布置,既要位置放得下又要方便走线接线,更重要是安全和方便使用。
3、我是把需要固定和焊接的,如升压模块、延时模块、继电器安装在洞洞板上,形成一个大部件,最后再与法拉超级电容组连接。
实际上,整个电路比较简单,只要零部件都配置到齐,组装起来是很快的。
4、设置和调试,根据电容组的最高电压值设置升压板的输出电压值,这要在空载的情况下用万用表测量升压板的输出端的同时调整电位器,调输出电压到设置值(例如14.5V),电流值要根据升压模块的店家说明书规定的方法进行调整。建议最后一步才连接法拉超级电容的正极线,连接电容组之前先检查各零部件是否连线正确,然后通电试一下,测量输出电压、电流的值是否设置正确,延时电路板的延时时间是否设置正确,按下启动按钮,控制线路是否按预定时间触发继电器工作。
5、若前面的工作都到位了,就接好法拉超级电容的正极连线,然后进行总体通电试验,最好是在亏电汽车上进行试验,没有亏电的车也可以用其他电源模拟汽车电瓶进行试验。
模拟试验的情况如视频:https://club.autohome.com.cn/bbs/thread/5ceb9007fd6dd88e/104905828-1.html#pvareaid=6830288