Бустер (jump starter) - портативное аккумуляторное пуско-зарядное устройство для автомобиляБустер (jump starter) - портативное аккумуляторное пуско-зарядное устройство для автомобиля

Бустер (jump starter)

портативное аккумуляторное пуско-зарядное устройство для автомобиля


Каждый автовладелец когда-нибудь сталкивается с проблемой: аккумулятор разряжен, завести двигатель невозможно. Решения известны – «прикурить» от другого автомобиля, подключить к зарядному устройству и подождать часок-другой, тд-тп, но все они связаны с определенными условиями, не всегда выполнимыми – в принципе или хотя бы в приемлемые сроки.

В ряде случаев выручить может портативное пуско-зарядное устройство со встроенной батареей (далее для краткости будем использовать название «бустер», на английском еще называют jump starter). Зачастую бустеры напоминают хорошо известные и широко применяемые владельцами мобильных гаджетов пауэрбанки, только имеют, помимо 5-вольтового, еще и 12-вольтовый выход. Но иногда портативность бывает относительной – в смысле наличия ручки для переноски, а сам бустер может быть оснащён встроенными аккумуляторами вполне почтенной ёмкости и иметь только выход на 12 В.

Подобные устройства в продаже имеются в широчайшем ассортименте и по самым разным ценам: от десятков до сотен долларов. Вес может быть от 200-300 граммов до десяти и более килограммов, размеры соответствующие – от карманных до «чемоданных».

Немного теории

Считать, что тяжеленный и громоздкий автомобильный аккумулятор можно в полной мере заменить недорогой коробочкой размером со смартфон, только немного потолще, может человек либо очень наивный, либо слепо верящий в «волшебную силу нанотехнологий».

Очень много путаницы вносит внесистемная единица ампер-час (применительно к мобильным гаджетам чаще говорят о миллиампер-часах). Казалось бы: не самый дорогой современный пауэрбанк может иметь батарею с заявленной ёмкостью в 20-30 ампер-часов, и есть автомобильные аккумуляторы в 40-45 ампер-часов – ведь вполне сравнимо! Но только на взгляд дилетанта.

Аккумулятор запасает энергию, применительно к электричеству говорить следует о ватт-часах, то есть учитывать еще и напряжение. Считается, что li-ion аккумулятор имеет на выводах 3,7-3,8 В, автомобильная батарея – 12,6 В, или в три с лишним раза больше, то есть при равной заявленной емкости в ампер-часах запас энергии тоже будет отличаться втрое, причем не в пользу литий-ионной батареи.

Отметим еще: автомобильные аккумуляторы относятся к стартерным, потому что они рассчитаны на запуск двигателя электростартером, который потребляет очень большие, в сотни ампер, токи. Конечно, это происходит кратковременно – несколько секунд, максимум 3-4 десятка секунд, да и то с перерывами, но такие токи требуют особого подхода как к конструкции самой батареи, так и к соединительным проводам. Вспомните, какие клеммы имеются у автомобильных АКБ, какой толщины провода к ним подходят и какими зажимами подключаются, а потом сравните с выходными 12-вольтовыми разъемами большинства бустеров.

Мы подошли к одному из важнейших параметров автомобильного аккумулятора (даже более важному, чем емкость) – предельному току. Даже у средненьких серийных АКБ он достигает 500-600 А, у лучших превышает 750 А. Правда, реальный пусковой ток стартера легкового автомобиля с бензиновым двигателем не самого рекордного объема всё же обычно меньше: если двигатель уже был прогрет, то примерно 150-250 А, если давно остыл – 300-400 А. Но если двигатель еще и был проморожен, то и ток может быть больше, и отдавать его придется не секунду или две, а гораздо дольше.

У дизелей токи будут заметно больше, в том числе за счет немалого потребления свечами для накала.

Теперь вернемся к li-ion аккумуляторам. У лучших образцов популярного типоразмера 18650 (такой нередко используется в пауэрбанках) максимальный ток достигает лишь 30-35 А. У более крупных 26650 бывает и 60-70 А, однако и этого мало: чтобы получить 200 А, придется соединить параллельно минимум три таких ячейки. Причем соединять надо не тоненькими проводочками, а серьезными шинами.

Теперь о напряжении. Использовать DC-DC преобразователи, как делается в пауэрбанках для выходов 5-вольтового (смартфоны-планшеты) и 19-20-вольтового (ноутбуки), не получится: там речь идёт об относительно малых токах, не сравнимых со стартерными; для сотен ампер принципиальной разницы в плане схемотехники нет, однако габариты и цена возрастают многократно: крошечным дешёвым преобразователем в виде микросхемы уже не обойдешься.

Поэтому для автономного электроинструмента и моделей с электрооборудованием, имеющим большое потребление (типа дронов/коптеров), предлагаются литий-полимерные аккумуляторы с большими предельными токами, причем объединенные в батареи-пакеты. У лучших образцов кратковременные токи разряда могут достигать 100С (здесь С – заявленная емкость в ампер-часах, то есть аккумулятор с емкостью 3000 мА·ч может отдать ток до 300 А), а долговременные токи в 20-30С являются вполне рядовым значением, тогда как у упомянутых выше даже для непродолжительных периодов времени обычно получается не более 10-15С, редко 20С.

Но у такого обозначения есть и иной смысл: например, 30С означает, что батарея может быть безопасно разряжена соответствующим током в течение 1/30 часа, то есть ее хватит всего-то на 2 минуты. Для 100С соответственно получается с полминуты – в принципе, для запуска двигателя времени достаточно.

Подобные пакеты хорошо подходят и для бустеров: три последовательно соединенные ячейки (такие батареи обозначаются 3S) дадут напряжение, близкое к номинальному для свинцово-кислотной батареи значению 12,6 В. Вообще-то одна li-po ячейка в зависимости от степени заряженности и нагрузки может иметь напряжение на выводах от 3 вольт (ниже есть риск повреждения) до 4,2 вольт (перезаряд сверх этой величины также опасен), что для 3S даст от 9 до 12,6 В – но именно на выводах пакета, а до нагрузки дойдет меньше, за минусом падения на «средствах доставки» (проводах, разъемах, защитных элементах), которое также будет зависеть от тока. Номинальным же считается 3,7 В на ячейку, или 11,1 В на пакет 3S.

Здесь надо еще раз сказать про несовершенство единицы «ампер-час». Если соединить последовательно три li-ion ячейки с обозначенной емкостью 5 А·ч (или 5000 мА·ч), то получим батарею с такой же емкостью 5 А·ч, а вовсе не 15 А·ч. Зато суммируется запасаемая энергия: для ячейки это 5 А·ч х 3,7 В = 18,5 Вт·ч, а для пакета 3S уже втрое больше – 55,5 Вт·ч.

Понятно, что при прочих равных такая батарея будет тем дороже, чем больше заявленный предельный ток. Например, 11,1-вольтовый li-po «пакет» на 5000 мА·ч для токов до 50С (т.е. до 250 А) на китайской интернет-площадке продается примерно за $35, для токов до 30С (т.е. до 150 А) – за $30. Теперь сравним с приведенными выше токами стартера легкового автомобиля и делаем вывод: если бустер с близкой заявленной емкостью предлагается за такие же или меньшие деньги, то он однозначно годится лишь на роль вспомогательного источника, а вовсе не самостоятельной стартерной батареи.

Кстати, 3S li-po батарею на 100С или хотя бы 90С с емкостью в 4000-5000 мА·ч автор за полчаса поиска так и не нашел, максимум на 2000-2500 мА·ч, то есть предел тока тот же – 200-250 А.

При последовательном соединении аккумуляторных ячеек любого типа неизбежно возникает проблема: параметры каждой из них хоть немного, но отличаются от соседних, поэтому при заряде общим током какая-то ячейка неизбежно будет недозаряжена, другая перезаряжена, при разряде одна разрядится глубже, чем другая, из-за этого со временем одна из ячеек начнёт деградировать, а из-за нее и вся батарея тоже.

Во избежание подобного применяют схемы балансировки, контролирующие напряжение каждой ячейки, для подключения которых из некоторых li-po батарей выходят не только два толстых силовых провода, но и тонкие дополнительные провода, количество которых зависит от числа ячеек в пакете.

Правда, в дешевых устройствах часто обходятся без всякой балансировки, что не лишено логики: любое усложнение конструкции - это затраты, а каждый ли покупатель согласится переплачивать за не очень понятные ему дополнительные функции, которые нельзя «пощупать»?

А что на практике?

На практике проблемы с пуском двигателя из-за разряженного аккумулятора в тёплое время года возникают редко, в основном в результате простоя – либо очень длительного, либо более короткого, но с подключенными нагрузками (забыли погасить освещение салона).

Еще одна возможная причина неприятностей – состарившаяся или неисправная АКБ; конечно, решать ее лучше радикально: покупкой новой, вот только до магазина еще надо доехать. Бывают неисправности у генератора; «хронический» недозаряд батареи может возникнут при коротких редких пробегах, во время которых включается много дополнительных нагрузок с немалым потреблением - фары, подогрев сидений/руля и прочее.

В таких случаях бустер действительно может помочь – и помогает, судя по отзывам; но надо не пытаться сразу запустить двигатель от него, а сначала дать подзарядиться от бустера штатному аккумулятору, чтобы при пуске они работали вдвоем.

Правда, тут есть проблема: чтобы заряжать автомобильную АКБ от бустера, надо, чтобы бустер (с учетом всех потерь на соединениях) выдавал большее напряжение, чем имеется на выводах батареи. Желательным является напряжение 13-13,5 В (для более быстрого заряда 14-14,5 В, именно столько выдает генератор автомобиля), но такого на выходе бустера с li-po пакетом 3S не может быть в принципе, то есть существенно восполнить заряд штатной АКБ вашей машины от подобного бустера не получится, даже если его емкость будет очень большой.

Наконец, автор столкнулся с еще одной «вариацией на заданную тему»: решил поставить АКБ на профилактическую зарядку, сняв ее с автомобиля. Подобное делалось не раз на разных машинах, при этом сбивались часы, настройки радио, тд-тп, что было вполне привычно и предсказуемо, но однажды «свои пять копеек» внесла и сигнализация: после возврата батареи на место машина благополучно встала в режим охраны по команде с брелока, но по прошествии некоторого времени брелок был «забыт», на команды с него реакции не было. Конечно, проблема была решена благополучно и быстро, но пришлось немного попрыгать с бубном под дикие завывания сирены – удовольствие ниже среднего, второй раз такого не захочешь.

Тогда-то и появилась идея обзавестись бустером, который заодно можно было бы использовать как пауэрбанк для смартфона. Причем сразу был поставлен лимит: не дороже $22-25. Объяснение простое: автор не верит (причины приведены выше) в способность даже вдвое более дорогого бустера стать панацеей в условиях суровой зимы, чтобы завести промерзший за ночь автомобиль с севшим «в ноль» после нескольких попыток завестись на морозе штатным аккумулятором – тут однозначно и безоговорочно может спасти либо «чемодан с батареями» (очень дорого, громоздко, неудобно), либо пускозарядное устройство с питанием от сети (тоже недешево и не слишком удобно, да еще и розетка не везде доступна), либо заблаговременное изъятие аккумулятора и перенос его в теплое места с последующим возвратом под капот на морозе (нет уж, это без меня).

Конечно, можно просто купить новый автомобильный аккумулятор, но это тоже не гарантирует на 100% от проблем, и наличие в запасе бустера, пусть недорогого и не самого могучего, позволит чуть спокойнее ждать завтрашнего дня в самую морозную ночь.

Муки выбора

Чтобы не переплачивать, взор был обращен в сторону известного китайского интернет-ресурса. При кажущемся обилии предложений оказалось, что действительно разных моделей не так уж много – для подсчета с избытком хватит пальцев двух рук, просто они предлагаются под разными названиями, с разными заявленными параметрами, а порой и с сильно отличающимися ценами.

Самые заманчивые по цене предложения – это наборы «для умелых рук»: корпуса, электроника, иногда еще и внешние провода с «крокодилами», но без аккумуляторов. За вечным недосугом заниматься подобным творчеством желания не было, хотя наверняка кому-то такое нравится - раз предложения есть, то и спрос имеется.

Выбор по параметрам особо не прокатывает: например, в заголовке могут крупным шрифтом значиться внушительные токи и приличная емкость, а пониже и помельче, в спецификации, прописаны значения в несколько раз меньше. Бывает, что даже в спецификации и для емкости, и для максимального выходного тока и вовсе по две строчки с существенно разными значениями.

Убедившись, что правду в сведениях от продавцов всё равно не найдешь, автор решил выбирать «от обратного»: не нужно никаких дополнений, прямо не связанных с главной задачей, вроде питания для ноутбуков, изощренных светильников (исключая разве что небольшой яркий светодиод, такая подсветка пригодится не только в машине), кейсов, дополнительных переходников. Нужен лишь компактный бустер с двумя выходами – на 5 и 12 вольт, и чтоб в комплекте были провода с «крокодилами» для подключения к бортсети автомобиля.

С такой постановкой задачи определиться стало проще, подходящие предложения быстро были найдены, осталось лишь выбрать наиболее интересное по цене (чуть менее $20, включая доставку), сделать заказ и дождаться получения.

Что куплено


Бустер (jump starter) - портативное аккумуляторное пуско-зарядное устройство для автомобиля

В невзрачной коробке оказался сам бустер (без какой-либо маркировки) с одним выходом USB type A (female) для разных 5-вольтовых гаджетов, входом microUSB для зарядки внутренней батареи и встроенным фонариком на одном белом светодиоде. Кроме этого, были лаконичная инструкция на китайском и английском, 15-сантиметровый кабель USB-microUSB и конструкция для подключения к бортсети: два коротких провода, черный и красный, с обозначенным сечением 10AWG (5,26 мм², медь), на одном конце каждого зажим-«крокодил» такого же цвета, а другие концы сведены в разъем типа Amass EC5 (вилка с разной формой оболочек контактов для «+» и «-»). Соответствующая розетка имеется на торце бустера, она защищена силиконовой заглушкой. На красном проводе еще имеется коробочка, назначение которой уточним позднее.

Бустер (jump starter) - портативное аккумуляторное пуско-зарядное устройство для автомобиля

Металлические контакты «крокодилов» красно-желтого цвета, но это не чистая медь и не латунь: магнит к ним прилипает; возможно, омедненная сталь. Провод в каждом зажиме разделан аккуратно и старательно, он подходит к контакту на каждой «челюсти» зажима.

Бустер (jump starter) - портативное аккумуляторное пуско-зарядное устройство для автомобиля

Заявлено следующее (терминология – как на странице товара):

  • вес: 240 г (замер автора: сам бустер 225 г, 12-вольтовые провода с зажимами еще 130 г);
  • количество встроенных аккумуляторных батарей: 3;
  • ёмкость: 6000 мА·ч (и есть отдельная строчка: емкость аккумулятора 2000-3000 мА·ч);
  • токи: рабочий до 200 А, пиковый до 400 А.

Предельный ток для USB-выхода, равно как и максимальный ток заряда через вход microUSB попросту не обозначены. Но замеры всё равно пришлось бы делать для проверки.

Заряд возможен только от 5-вольтового источника, для подключения к бортсети потребуется соответствующий адаптер, который у автора есть.

Размеры тоже не указаны, но тут проще – измеряем: 139х78х18 мм. Как видите, размер вполне «карманный», и даже для не самого большого кармана (если, конечно, не брать в расчет прибамбас для 12-вольтового подключения).

Бустер (jump starter) - портативное аккумуляторное пуско-зарядное устройство для автомобиля

Пробуем определиться с реальными возможностями, прежде всего для 12-вольтового подключения. Пока теоретически.

Для разъема EC5, оснащенного латунными с позолотой контактами диаметром 5 мм, встречаются упоминания значений тока в длительном режиме и 120 А, и даже 210 А, однако в найденном на просторах инета datasheet цифры были совсем другие: 40 А номинальный и 90 А максимальный.

Причем для этих разъемов рекомендуются провода как раз с сечением 10AWG. Для таких проводов максимальный рабочий ток 55 А, но это при длительной работе, для десятков секунд вполне возможны токи и заметно больше, то есть и 90 А, и даже 100-120 А. Однако при токе в 333 А такой провод попросту расплавится в течение 10 секунд (именно сама медь, изоляция задымится гораздо раньше или при гораздо меньших токах).

Таким образом, для сборки «провода плюс разъемы» ток в 200 А даже для нескольких секунд представляется явным максимумом, а уж 400 А – мягко говоря, преувеличением.

И ведь точно такими же проводами и разъемами оснащены бустеры, для которых заявлены существенно большие токи, рабочий и пиковый – вот тут уж точно враньё; это лишний повод задуматься над тем, есть ли смысл переплачивать за героические значения токов в описаниях.

С учетом удельного сопротивления в 0,00328 Ом/м коротенькие провода – 17-сантиметровый черный и чуть более длинный красный – даже при токе в 200 А «съедят» совсем немного, всего четверть вольта, тут противоречий нет.

Бустер (jump starter) - портативное аккумуляторное пуско-зарядное устройство для автомобиля

Открываем коробочку на красном проводе. В ней плата с четырьмя элементами (по два на каждой стороне), маркировка стёрта. Очевидно, это сдвоенные диоды Шоттки с большим рабочим током. Смысл понятен - защита: если напряжение в бортсети превышает напряжение на выходе бустера (а именно это произойдёт, когда двигатель запустится и заработает генератор), ток не должен течь «в обратную сторону», то есть в бустер.

Почему не обычные диоды – а из-за малого прямого падения напряжения у диодов Шоттки: до нагрузки доберется немного большее напряжение, чем при использовании обычного выпрямительного диода, да и нагрев при одинаковом токе будет меньше. Поскольку имеем четыре пары параллельно соединенных диодов, предельный ток увеличивается пропорционально, но судить о его величине без маркировки можно только ориентировочно: у похожих по конструктиву сборок диодов рабочие токи достигают 40 А (кратковременные импульсные превышают 1000 А, но тут речь всего о нескольких микросекундах); то есть для четырех сборок получим рабочий ток в 160 А, но в отсутствие теплоотвода вряд ли он может быть длительным, и это может негативно сказаться при нескольких попытках запуска подряд.

Бустер (jump starter) - портативное аккумуляторное пуско-зарядное устройство для автомобиля

Итак: если судить по подключению, реальный предельный ток на длительных промежутках времени можно оценить как 50-55 А, на интервалах в десятки секунд – 100-120 А, для нескольких секунд, возможно, допустимы и токи ближе к 200 А. Получаем типичную ситуацию «на кота широко, на собаку узко»: для подзарядки штатной АКБ автомобиля с избытком, здесь с запасом хватило бы 6-7 А, для стартера – в большинстве случаев чересчур мало.

То есть подтверждается алгоритм, который озвучен выше: сначала надо дать «севшей в ноль» штатной АКБ подзарядиться от бустера (как долго – зависит от целого ряда условий, но точно не несколько секунд), лишь потом пытаться запустить двигатель от связки «АКБ + бустер». Другое дело, что промерзшая свинцово-кислотная батарея очень плохо принимает заряд, а ведь бустер как раз чаще и нужен зимой... К тому же емкость собственной батареи бустера маловата, чтобы серьезно восполнить заряд АКБ, да еще и поучаствовать потом в запуске двигателя.

Внутреннее устройство

Используемый способ подключения к бортсети не вызывает оптимизма, но ведь на предельные токи будут влиять и «потроха» бустера.

Корпус вскрыть можно без особых проблем – крышки держатся защелками. Внутри небольшая плата со слаботочными разъемами, светодиодами (мелкими для индикатора и большим для фонарика) и управляющей электроникой.

В основе схемы пятивольтового питания – интегральный DC-DC преобразователь FR9888. В качестве управляющих ключей используется сдвоенный МОП-транзистор 9926A. Есть и еще одна микросхема без маркировки; очевидно, это счетверенный операционный усилитель, на котором сделаны компараторы.

Бустер (jump starter) - портативное аккумуляторное пуско-зарядное устройство для автомобиля

Хорошо виден пакет из трёх плоских аккумуляторов, из которого выходят толстые провода к разъёму EC5 (female) и более тонкие к плате. Но сами аккумуляторы оказались без маркировки – во всяком случае, ее нет на обеих внешних поверхностях пакета, а разбирать его автор не стал: не факт, что маркировка вообще есть, а «упаковать» потом пакет так же плотно может и не получиться.

Как и предполагалось выше, никакой следящей/защитной или управляющей электроники в 12-вольтовых цепях нет. Удалось рассмотреть маркировку на красном проводе, идущем от батареи к выходу EC5 – 12AWG, то есть на кусочках проводов длиной 7-8 см каждый всё же сэкономили: их сечение в полтора раза меньше, чем у проводов с «крокодилами» (10AWG). Поскольку предельные токи будут определяться самым слабым звеном, то для 12-вольтового выхода бустера максимальный долговременный ток будет на уровне 41 А, а не 55 А, ток плавления у проводов 12AWG – 235 A вместо 333 А у 10AWG.

Бустер (jump starter) - портативное аккумуляторное пуско-зарядное устройство для автомобиля

Качество монтажа можно оценить по фотографиям.

Тесты

В интернете есть много описаний тестов различных бустеров на «живых» автомобилях (ну, почти живых – с севшим аккумулятором), еще больше встречается кратких впечатлений владельцев. Диапазон мнений широчайший: от полного разочарования до не менее полного восторга.

Однако никакой тест, даже подробнейшим образом описанный или запечатленный на видео, не даст гарантии запуска конкретного автомобиля «здесь и сейчас», равно как не скажет однозначно, что бустер – это пустая трата денег. Причина понятна: слишком много всяких-разных условий, влияющих на результат, от температуры и длительности промерзания автомобиля зимой до состояния штатной АКБ и от типа двигателя (бензиновый, дизельный) до его кубатуры.

В общем, не нами сказано: нельзя объять необъятное. Нечего и пытаться, поэтому остаются лишь лабораторные тесты.

И начнем с наименее интересных для автовладельца, но самых простых: с процесса заряда от внешнего адаптера и опробования 5-вольтового выхода.

Бустер (jump starter) - портативное аккумуляторное пуско-зарядное устройство для автомобиля

Заряд встроенной батареи

Сначала о токе заряда: ток по входу microUSB с самого начала и почти до конца держится на уровне 0,93-0,96 А, кратковременно достигая 1-1,05 А. Отметим, что так будет и с адаптерами, поддерживающими разные режимы и технологии быстрого заряда – сам бустер по входу ничего подобного не поддерживает.

Бустер (jump starter) - портативное аккумуляторное пуско-зарядное устройство для автомобиля

Обычно заряд li-ion аккумуляторов осуществляется в два этапа: сначала постоянным током (длительно), потом (более короткое время) спадающим током при постоянном напряжении, что бывает отчетливо видно на графиках. Но в данном случае второй этап практически отсутствует: входной ток падает в 5-6 раз за считанные минуты, затем уменьшается медленнее – еще вдвое за полчаса, после чего фиксируется на уровне 70-80 мА (то ли для поддерживающего заряда, то ли для «внутренних нужд», то ли всё вместе).

Продолжается процесс в среднем около 6 часов, то есть быстрым заряд не назовешь. Но прямое сравнение с обычными пауэрбанками будет некорректным: так, одна из опробованных автором моделей при заявленной емкости 10 А·ч заряжалась током того же порядка примерно такое же время, но сравнивать опять-таки надо не абстрактные ампер-часы, а вполне конкретную энергию: в пауэрбанке был аккумулятор на 3,7 В, а в бустере батарея на 11,1 В, то есть даже при равном количестве заявленных ампер-часов надо «закачать» втрое большую энергию. Если смотреть с этой точки зрения, то заряд получается не столь уж долгим, но всё же жаль, что входной ток не сделали побольше.

Бустер (jump starter) - портативное аккумуляторное пуско-зарядное устройство для автомобиля

5-вольтовый выход

Напряжение холостого хода 5,1 В, выход USB задействуется при подключении нагрузки либо после нажатия кнопки. Но если нагрузка очень маленькая, выход через несколько секунд отключится.

Были опробованы нагрузки с токами 0,5 А, 1,0 А и 2,0 А, результаты сведены в таблицу.

Ток нагрузкиНапряжение в начале тестаНапряжение в конце тестаВремя до отключения
0,5 А5,0 В5,0 В7 часов 13 минут
1,0 А5,0 В5,0 В3 часа 35 минут
2,0 А4,9 В4,9 В1 час 40 минут

Как видите, в широком диапазоне токов на выходе в течение всего времени разряда поддерживается стабильное напряжение, равное или близкое к 5 В. Однако последняя строчка имеет скорее теоретическое значение: надо еще умудриться «отдать» в нагрузку (не лабораторную, а в реальный гаджет) ток в 2 ампера, для чего потребуется поддержка определенных режимов, задаваемых состоянием на линиях DATA. Оказалось, что единственный режим условно быстрой зарядки, поддерживаемый 5-вольтовым выходом, это DCP 5V 1.5A; современная технология Quick Charge в любой ее версии не поддерживается.

Есть и еще один аспект: работа на очень малые нагрузки вроде Bluetooth-гарнитур, которые при зарядке потребляют всего-то десятки миллиампер даже на начальном этапе, а ближе к концу процесса заряда и того меньше, и пятивольтовый выход может попросту отключиться, воспринимая подобное как отсутствие нагрузки. В таких случаях есть выход: включить фонарик, выход USB при этом тоже подключится; светодиод хоть и довольно мощный, но даже за несколько часов он не сможет существенно разрядить батарею бустера.

У автора есть немалый опыт работы с разными пауэрбанками, и если сравнивать по времени работы на нагрузку с током 1 ампер, то эквивалентом бустера будет пауэрбанк с заявленной ёмкостью 5000-6000 мА·ч, что близко к заявлению продавца о 6000 мА·ч (еще раз напомню о несовершенстве такой единицы и необходимости учитывать напряжение литий-ионной батареи).

12-вольтовый выход

Напряжение холостого хода 12,4 В.

Для теста использовался электронный эквивалент нагрузки, позволяющий задавать ток в широких пределах и поддерживать его вне зависимости от изменений напряжения. Максимальный ток у него велик – 60 А, но есть и лимит по мощности: всего 300 Вт, то есть при 12 В задать больше 25 А «слишком умное» устройство попросту не позволит.

Поэтому первым тестом будет аналог замера резервной ёмкости автомобильных АКБ: разряд производится током 25 А до напряжения 10,5 В при температуре 25±2°С, это считается имитацией случая, когда генератор неисправен, и машина едет на «голом», но изначально полностью заряженном аккумуляторе. Для справки: автомобильный аккумулятор с заявленной емкостью 70-75 А·ч может продержаться от 100 до 150 минут и даже более, в зависимости от модели.

Подключение «крокодилами» к входным клеммам нагрузки, контроль напряжения – на этих клеммах.

Ток 25 А: напряжение на выходе сначала 10,8 В, сразу медленно падает, граница в 10,5 В была пересечена через 25-26 секунд, а через без малого 4 минуты напряжение упало до 9 В, то есть стало критически низким с точки зрения сохранности li-po ячеек. Напряжение продолжало довольно быстро снижаться, при 8 В тест прервали. После отключения нагрузки напряжение повысилось до 9,3 В.

Итак: если строго придерживаться методики определения резервной емкости автомобильных батарей, то у бустера она ожидаемо получилась ерундовой – всего-то полминуты. Но нам не нужно ехать, используя бустер вместо штатной батареи, поэтому можно сориентироваться на границу в 9 вольт, обеспечивающую сохранность li-po батареи (желательно не менее 3,2-3,3 В на каждую из трёх последовательно соединенных ячеек, то есть 9,6-9,9 В, но мы-то измеряем не на самой батарее, а за минусом падения напряжения на диодах и проводах). И тогда время для бустера получается около 4 минут, что тоже немного.

Еще один вывод: в бустере нет системы отслеживания критического снижения напряжения на батарее и защиты от переразряда. Это грустно: очень сильный разряд неизбежно скажется на долговечности, а то и вовсе приведет к повреждению. Однако отсутствие такой защиты вполне ожидаемо: для отключения нужен какой-то ключ в цепи 12-вольтовой нагрузки; делать его для декларируемых токов в сотни ампер - это и лишние деньги, и лишнее уменьшение напряжения на нагрузке (а его и так маловато), не говоря уже про неизбежное увеличение габаритов и дополнительный нагрев.

Корпус за время теста и так нагрелся сильно, в самом горячем месте (дальняя от разъемов часть) на 33-35 градусов относительно исходной температуры. А диоды Шоттки в коробочке на красном проводе и вовсе накалились: температура некоторых участков платы с ними превысила 100°С! И это на «вольном воздухе» – крышки мы сняли; не исключено, что их пластик может покоробиться (у АБС диапазон эксплуатационных температур заканчивается после 90°С, лишь у некоторых модифицированных марок достигает 103-113 градусов), а в интернете встречаются жалобы, что размягчается даже припой (например, у ПОС-61 температура плавления 183°С), и диодные сборки, закрепленные только пайкой, сползают с посадочных мест. И даже провода 10AWG нагрелись - немного, но вполне ощутимо для пальцев.

Правда, и остыло всё это быстрее, чем сам бустер.

Теперь проверим возможности заряда штатной АКБ от бустера. Те, кто пользовался «зарядками» с амперметром для автомобильных АКБ, знают: потребляемый даже сильно разряженной батареей в самом начале ток обычно не превышает 5 А, очень редко 6 А, причем быстро снижается до 3-4 А и надолго остается на этом уровне.

Учитываем еще и сказанное выше про реально возможную разницу напряжений на АКБ и выходе бустера и делаем тест с током 4 А.

Ток 4 А: в начале напряжение 11,8 В, сразу начинает медленно падать – через 6 мин до 11,0 В, еще через 5 мин до 10,5 В. Тест был прерван, после снятия нагрузки напряжение 11,0 В. Нагрев и корпуса бустера, и коробочки с диодами Шоттки был ожидаемо слабый.

Собственно, тест можно было прервать уже минут через пять: понятно, что лишь очень сильно разряженная штатная АКБ может заряжаться от напряжения в 11 с небольшим вольт. Но батарея после нескольких неудачных попыток завести двигатель как раз и будет сильно разряженной.

Таким образом, 5-6 минут (максимум 10-11 при очень сильно разряженной штатной АКБ) – это и есть время, в течение которого есть смысл заниматься подзарядкой, причем не только с использованием данного бустера, но, скорее всего, и любого другого с 3S-пакетом li-po аккумуляторов, исключая разве что образцы с существенно большей емкостью, у которых напряжение будет падать не так быстро. Понятно, что за такое время и таким током заряд штатной АКБ сколь-нибудь заметно не пополнится, есть лишь надежда хотя бы немного «привести в чувство» промерзший аккумулятор.

Для справки: автором в свое время был опробован пауэрбанк («классический», в смысле не бустер) с 12-вольтовым выходом и возможностью подключения к бортсети в качестве дополнительного источника, в том числе для подзаряда штатной батареи, но не для старта двигателя. На этом его выходе при токах 4,0-4,4 А напряжение было около 13,4 В, и заряд АКБ происходил довольно бодро – замеры показали: начальное напряжение на ней было 12,3 В (то есть заметно разряжена), а за полчаса «подкормки» такими токами повысилось до нормы. Правда, цена такого пауэрбанка в разы выше, чем у рассматриваемого бустера.

Аналогичный тест с использованием бустера показал полную его несостоятельность для подзаряда АКБ, находящейся в «пограничном» состоянии – не полностью разряженной, а с напряжением 12,2 В. При подключении бустера через амперметр напряжение на клеммах АКБ повысилось всего-то до 12,3 В, а ток поначалу составил 0,15 А и затем стал быстро снижаться.

На самом амперметре тоже есть падение напряжения, но при таком токе оно будет пренебрежимо малым, что и подтвердил замер: при исключении амперметра из цепи напряжение повысилось всего на пару сотых долей вольта.

Подключение к реальному автомобилю

Столь малая длина 12-вольтовых проводов с «крокодилами» понятна – не только экономия, но и минимизация потерь при значительных токах. Однако сразу возникло сомнение: удобно ли будет подключаться. Причем красный провод надо подключать к соединительной клемме, надетой на «плюс» АКБ, а черный желательно даже не к клемме на «минусе» штатной батареи, а к массе – металлу корпуса (чистому, без краски).

Сами «крокодилы» сделаны неплохо: тугие пружины и острые зубцы дают надежду на хороший зацеп, форма пластмассовых корпусов обеспечивает неплохую защиту от случайных замыканий. Тем не менее, надо учитывать, что напряжение на 12-вольтовом выходе бустера присутствует всегда, поэтому во избежание коротких замыканий крайне желательно сначала надежно закрепить «крокодилы», и лишь потом вставлять синий разъем EC5 в гнездо бустера.

В общем, подключить бустер в качестве дополнительной батареи вполне можно.

Но если надо извлечь штатную АКБ (например, для очередного профилактического заряда, но не обесточив при этом бортсеть), для чего придется снять с нее клеммы, то короткие провода всё портят: автору не удалось найти точки для удобного и надежного подключения, пришлось повозиться и быть очень осторожным, что при манипуляциях с тяжелым аккумулятором в ограниченном пространстве не всегда легко.

Поэтому следующим этапом для автора будет покупка разъема EC5 (благо он доступен по цене около $1 в России, в Китае за те же деньги можно купить два таких разъема или пару male+female) и изготовление более длинного соединителя на ток ампер до 5-6 (с запасом; и не для старта, а для поддержания напряжения в бортсети плюс, возможно, подзаряда совсем уж «севшего» аккумулятора) с подключением к гнезду прикуривателя, соответствующие штекеры также есть в продаже, но можно использовать и оставшийся от какого-то сломанного, потерянного или ставшего ненужным электронного автоприбамбаса. Конечно, надо поставить и диод, как в 12-вольтовом соединителе бустера – здесь с запасом хватит одного на 15-20 ампер, и предохранитель (плавкий, он часто уже имеется в штекерах от разных устройств; номинал примерно 10 А, но надо проследить, чтобы он был ниже, чем у предохранителя, защищающего цепь прикуривателя в самом автомобиле). Может, есть такие готовые, но автор их не нашёл, хотя усердно и не искал: штекер имеется, прочие затраты минимальны, а работы на час максимум.

Итог

Бустер был куплен еще в ноябре, соответственно и большая часть обзора была написана в прошлом году. Но публикация откладывалась в надежде опробовать устройство в деле. К сожалению или к счастью, за прошедшую зиму этого так и не удалось сделать – то ли зима была мягкая, то ли аккумулятор хороший, то ли просто так сложилось.

Тем не менее, о покупке автор не жалеет, и именно по той причине, что уже упоминалась: имея в запасе «помощника», пусть и слабенького, можно было с чуть большей уверенностью смотреть в завтрашний день после морозных ночей. И, конечно, бустер использовался в качестве резервного питания для смартфона, только не надо забывать вовремя восполнять заряд, чтобы устройство всегда было в полной готовности для работы по «основной специальности».

И хранить его надо не в «бардачке» или багажнике, а носить с собой: li-ion батареи не любят ни сильного охлаждения, ни существенного нагрева, а то и другое в автомобиле вполне возможно - соответственно в морозную зимнюю ночь и в жаркий-солнечный летний день.

Даже провода для подключения к бортсети лучше не оставлять в автомобиле: на морозе их изоляция вполне может «задубеть», и при манипуляциях во время подключения растрескается; такое не раз наблюдалось с китайскими проводами для «прикуривания».


Илья


Опубликовано 04 апреля 2019 г.

Свежие темы Конференции

Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100