Zakaj so električni avtomobili prava stvar

WarpedGone je 23. jan 2015 ob 09:04 izjavil:

Tle v evropi je hkrati prepovedano prižiganje zavornih luči, če se nisi dotaknil pedala za zavoro, kar pomeni da avto enostavno ne sme prehitro zgubljat hitrost zaradi regeneracije, da ne povzročaš prevelike nevarnosti na cesti.

Cemu pa to? Smiselno bi bilo prizgati luci, ko se zacne avto hitreje ustavljati. Cist vseen a se dotikas zavore al ne. V spominu imam, da so imeli prvi tovornjaki, ki so imeli hidravlicne retarderje probleme s tem, ker se jim ob vklopu retarderja niso prizigale zavorne luci.

Del regeneracije, če govorimo o več kot 20 kW mora biti jasno na pedalu za zavoro (ob prižganih zavornih lučeh). To sicer rezultira o malo bolj "spužvastem" občutku na zavori ampak razlika res ni tako občutna, da bi to lahko obešal na veliki zvon.

A misliš da LeMans prototipi gredo v max regen ko spustijo gas pedal? Regeneracija je tudi tam jasno da zvezana na pedal zavore.

Osnovna moč regeneracije je samo toliko kot jo je pri običajnih vozilih z zaviranjem motorja, tista cela znanos različnih moči regeneracije, ki se jo gre VW mi ni jasna, očitno tega ne znajo varno narediti na pedalu zavore kot Toyota.

Če šlataš zavorni pedal, mora zavorna luč goret, sicer pa ne. Takšna je zahteva za EU homologacijo, v ameriki je po ameriško.
Zgoraj je bil govoro o tesli, ki ima na zavornem pedalu le 'klasične' zavore, regeneracijo pa na 'gas' pedalu.
Klasično v narekovajih ker so v P85D sedaj to elektromehanske (Bosch iBooster) in ne več hidravlične.

Saj obstajajo vmesne variante, ampak nekako za določeno maso moraš pristati na nekem kompromisu razmerja med močjo in kapaciteto.

Tule je tabela kje se trenutno nahajo superkondenzatorji in baterije:
Supercapacitor @ Wikipedia

Dejansko so kondenzatorji in baterije po specifikaciji lahko veliko bližje kot v tej tabeli, take baterije so npr. A123 celice, ki jih uporabljajo za KERS v F1 in Porsche v LeMans-u. Za enako aplikacijo Toyota uporablja superkondenzatorje.

Logično. Kondenzatorji še dolo ne bodo uporabni za masovno shranjevanje, če sploh kdaj bodo. So pa super za določene aplikacije.

WarpedGone je 23. jan 2015 ob 12:11 izjavil:

Moč baterije je problem le, dokler imaš majhno zalogo energije, zato je v aplikacijah kjer potrebuješ relativno več moči kot shranjene energije lahko kondenzator v prednosti.
Neki kar se dejansko da kupit na trgu: Maxwell, 2.85V, 3400F kondezator.
Shrani ~4Wh energije in tehta pol kile. Max tok skozi enga: 2000A (pri max 2,85V je to max 4kW moči). 10 takih zaporedno ti štarta mašino, življnska doba v ciklih je praktično neskončna, časovno pa primerljiva z baterijami, mogoče mal dalša.

Cena? 1 komad 60 EUR, za 1kWh jih nucaš 250, tule jih prodajo za 12.800 EUR.
Cena današnjih superkondenzatorjev je torej nekje okrog 10k€/kWh.
Teslina baterija za končenga kupca pride 40k USD, za 85kWh, kar da ceno 1kWh v rangu 200 EUR brez marže, davkov in vključujoč ceno podpornih sistemov za baterije. Tudi kondenzatorji bi vseeno potrebovali nekaj režije tko da je cenovni faktor okrog 50.

I.e. ista količina energije v kondeznatorjih je 50x dražja kot enaka energija shranjena v LiIon bateriji.

Recimo da teslina baterija tehta 600kg, to da 140Wh/kg.
Ta 4Wh kondenzator vaga pol kile, kar da manj kot 8Wh/kg. Ista količina energije v kondenzatorju tehta 20x več kot v bateriji.

Tko, kratek odgovor zakaj so baterije povosod, kondenzatorji pa redki :)

A niso kondenzatorji v prednosti kar se tice masa/kwh?

http://www.image-share.com/ijpg-2830-58...
Kaj pomen energy density kaj pa power density.

Kondenzator bi bil lahko uporaben pri hibridih, ker tam mora biti baterija večja bolj kot ne zaradi zahtevane moči. Prius uporablja samo 40% od skupne 1.3 kWh kapacitete, pa še to samo če jo napolniš na full iz kakšnega hriba, pri normalni vožnji je v uporabi bolj kot ne samo 20%. 260 Wh kapacitete bi se pa že lahko dobilo iz kondenzatorja velikosti Priusove baterije. Ampak vprašanje kako je z živlejnsko dobo v letih ne ciklih.

Drži, za 260Wh polje nucaš ene 70 zgoraj linkanih TopOfTheLine 4Wh zadev,ki:
- tehtajo ~40kg
- zasedejo ~40L prostora
- koštajo 3500 EUR + podporna elektronika ki zelo variabilno napetost pretvarja v neki 'konstanti podobnega'
- dajo iz sebe tja do 200kW moči (izpraznitev v ~4 sekundah)

Za življensko dobo trdijo:

Projected DC Life at 25°C2 (held continuously at Rated Voltage): 10 years
Shelf Life (Stored uncharged at 25?10°C) 4 years

V čem je fora da jih bol zmatra če so prazni, kot pa če so polni?

Aja, pa "note 2" je zanimiv - to ni garantirana ampak tipična vrednost.

-valvoline- je 23. jan 2015 ob 15:33 izjavil:

http://www.image-share.com/ijpg-2830-58...
Kaj pomen energy density kaj pa power density.

Energy density je kapaciteta baterije, ki nam pove, koliko energije lahko shrani na kilogram,in se meri v Wh/kg.
Power density pa nam pove kakšno moč v watih je sposobna oddati na kilogram teže, in se meri v W/kg.

Medtem ko EU polit-birokrati šraufajo mizerne 20kW CCS zadeve in onanirajo na stotine njih, kitajci zadevo kapirajo. Kljub temu da še nimajo EVjev z velikimi baterijami, ki bi se lahk filal s polno močjo polnilnih postaj, bojo postavk državno omrežje:

4x 120 kilowatts DC. Chinese GB standard.
8 charging plugs per location.
Cost: 0.65-0.8 yuan per kWh (10-13 Dollar cent).
About to open the Beijing-Shanghai line (1262 km), with charger every 50 km on average.
Jiangsu section (close to Shanghai): 11 locations in 6 cities: Suzhou, Wuxi, Taizhou, Yangzhou, Huai'an and Suqian.

Vir

Prvo v delu že stoji (obratuje baje bol bogo), drugo so zaenkrat le besede.

Tipci na slikah so le protokol, dvomim da bojo tam ljudje čakali, da te vštekajo ... Sicer pa ja, na kitajskem je vse mogoče.

V osebnem avtomobilu ma hibrid par "zero-sum-game problemov". Bolši kot je električni sklop, bol brezveze s sabo vlačiš ICE in bolši kot je ICE bol brezveze s sabo vlačiš baterijo. Oboje košta, vaga in zaseda plac. Oboje je v uporabi relativno malo in večino časa sedi na parkirplacu. V življenski dobi avto redko pokuri več goriva kot je bila njegova nabavna cena tko da so plusi hibridov v avtomobilih vprašljivi.

Precej drugače je lahko pri tovornih vozilih, sploh takih ki laufajo po cele dneve skupaj, po možnosti še pogosto ustavljajo in speljujejo itd. Tak scenarij je za ICE mašino precej neoptimalen, sklopke in zavore so skoraj konstantno v uporabi, hkrati pa pri tovornih vozilih nekaj 100kg dodatne teže skoraj ne pomeni nič, pod trebuhom imajo pogosto prazen prostor.

www.Wrightspeed.com


Tretji soustanovitelj Tesla Motors Ian Wright, že nekaj let postavlja svojo firmo za hibridizacijo tovornih vozil. Sestavili so na pogled precej luštn paket za srednje težka tovorna vozila:
- mikroturbina, ki poganja generator (kuri zemeljski plin, lahko tut kej druzga)
- od 40 do 80 kWh baterija
- dva motorja na zadnji osi
- dvostopenjski menjalnik, ki prestavo zamenja v par desetinkah, brez sklopke

Trdijo, da se nabavna cena lahko povrne v 4ih letih, tekoči stroški pa naj bi bili cca polovico nižji od stroškov dizelskega vozila.




Je razlika al skuriš 100l nafte na 100 prevoženih km al sam 50.

V življenski dobi avto redko pokuri več goriva kot je bila njegova nabavna cena tko da so plusi hibridov v avtomobilih vprašljivi.

To isto še predvsem velja za EV...

Če pokuriš 5.5 l/100 in daš za avto 15 jurjev, plačaš ceno avta v gorivu po ~250.000 km. Ni tako nedosegljivo, sploh v življenjski dobi avta.

Uporabu sm napačn izraz, bol sm mislu na "lastniško dobo". Večina kupcev novih avtomobilov, z njimi ne prefura +250k km. So tudi taki ampak so manjšina. Kdor ma dovolj velik fetiš da kup nov avto, bo hotu met nov avto tut čez 5let in ne podrtije z 200k prevoženih. Kdor je kupu podrtijo z 250k prevoženimi pa tudi ne bo več z njo naredu naslednjih 250k.

W1, ni treba pretiravat, taki klasični dizli...

Vprašaj na komunali kakšna je povprečna poraba njihovih vozil s katerimi pobirajo smeti.
Ja, je ekstrem ampak ravno tak ekstrem največ profitira s hibridizacijo. In hkrati ta ekstrem na prevožen kilometer al pa časovno enoto v zrak skozla enormne količine zares strupenih stvari. In to tam kjer to hkrati dela največ škode: v (gosto) nasljenih predelih. Dolgoturaši, ki se po 4 ure skupaj vlačijo po AC s tempomati so druga skrajnost, kjer ma hibridizacija precej manj smisla. Tam je dizl mašina praktično v nebesih. Izpusti so na minimumu za ICE mašino, pa oddaljeni od naslij.

Z dodatno maso (tovor) je potrebno vse el. pogonske sklope predimenzionirati, če bi npr. dal električni del kar od Tesle bi bil to en velik fail.

Resno misiliš, da si dal na mizo neki kar še nihče ni pomislu? Od kje ti potreba po omenjanju teslinega avtomobilskega pogona?
Na zgornjem linku je lepo predstavljeno kaj so oni sestavili in kaj bodo prodajal. S teslo nima skupnega *nič*. Zgleda da jim je uspelo še to, kar tesli v času roadsterja ni: menjalnik, ki dela.

Tak klasičen tovornjak pride pod 50k EUR.

Super. Na zgoraj linkanem YT je tudi analiza čez prst: kamion za pobiranje smeti je sposoben dnevno pokurit 300l nafte. Pri 250 delovnih dni na leto je to 75.000L letno, pri ceni 1/L je to 75.000 EUR. Ocena je tudi, da se tekoči strošek obratovanja vozila ~ prepolovi. Ergo hibrid letno pokuri le še za 40k EUR. Povrnil se naj bi v 4ih letih, ergo je cena hibridnega sklopa v rangu 100k EUR.

Ti tovornjaki se ne furajo 200k km in odpeljejo na smetišče ampak se zvozijo dokler jih ne požre rja. Neredko se menja iztrošena mašina v šasiji, ki je še uporabna itd.
Lastniki teh zadev majo tut zelo dobro preračunane vse stroške obratovanja, kjer je nabavna cena le ena izmed postav v zelo dolgem seznamu.

Glavna neznanka v enačbi je robustnost konkretne izvedbe. A bo turibina res delala 10 let vsak brez težav. Enako elektromotorji, enako menjalnik in predvsem invertert. Baterija je dodatna spremenljivka, ki lahko profit pretvori v izgubo. Ampak tle je suho pametovanje samo prazno pametovanje. Odvisno od konkretne izvedbe zadev. Pri hibridnem pogonu za tovorna vozila teža in cena nista tako močni omejitvi kot pri osebnih avtomobilih zato je 'lažje' naredit stvar bol robustno, ki bo pričakovano delala dlje.

Čisto tako kot zanimivost: Trebanjski smetarski kamion ima porabo cca 40l/100km. Tako da številke niso tako hude, kot sem pričakoval :)

WarpedGone je 28. jan 2015 ob 15:07 izjavil:

Dnevna poraba je kolk? Kolk tonska zadeva?

Napišem takoj, ko mi odgovori. Je pa čisto klasičen smetarski kamion (280KM motor).

Naredi cca 100km/dan.
Teža kamiona 10300kg, teža tovora pa 3-5 ton.

Absolutno imaš bolj "ugodne" situacije, si pa upam trdit, da daleč od povprečja ni. Praktično cel dan vožnje gor pa dol po mestu (določeni dnevi vasi), ter vožnja do odlagališča.

S tem ne rešiš problem menjalnika, a trdiš da problema ni?

O kakšnem menjalniku sedaj to? Temu v dizlih ki švicajo xx ur na dan?
Menjalnik je problem dokler mora bit lahek in mahen. Ko te omejitve niso tako hude, so lahko pač zadeve tolk večje in zdržijo tolk večje sile in/ali tolk več prestavljanj.
Glavna hebena stranka je sklopka, ki pa ravno zato pogosto ni 'navadna suha sklopka' ampak bol sofisticirana zadeva. Ki je večja, težja in dražja ampak zdrži precej več.
Že relativno švoh elektromotor in mala baterija, ki nadomestita/pomagata le pri samem speljevanju iz mesta, sklopko odrešita velikega dela trplenja.
Te tovorne zadeve imajo tako zelo kratke najnižje prestave ravno zato, da sklopka lahko čimprej neha drset. Ko neha, je njenih problemov praktično konec in je edin preostal problem le še svinjarija iz auspuha zaradi zelo neoptimalnega izgorevanja ob močnem pospeševanju/speljevanju. Kjer pa elektromotor lahko tudi pokrajša nek delež tega.

Problme ICE zadev je da potrebuješ n-stopenjski menjalnik, če se gre v nek "mild" hibrid s samo enim motorjem, potrebuješ še vedno n-stopenjski menjalnik. V zadnjem času pa smo priča zelo dragih in mehansko kompliciranih avtomatskih menjalnikih (npr. DSG). Torej zato ker si prišparal nekaj na elektromotorju (samo eden) si moral zakomplicirat in podražit z mehanskim menjalnikom.

Če pa narediš hibrida z dvemi elektromotorji, pa ta kompliciran avtomatski menjalnik odpade, ker prestavno razmerje uravnava generator.

Yaris hibrid je živi dokaz tega kako je lahko tak princip pogona konkurenčen že TSI + DSG navezavi, kaj šele TDI + DSG. Drugi dokaz je Jetta Hybrid, ki jo VW prodaja čez lužo, torej 1.4 TSI + DSG + hibrid. Cena take Jette krepko presega (za več kot $5k) tako ceno Priusa kot tudi ceno Camry hibrid. S tem da mestnega EPA povprečja ne dosega niti tistega kar dosega Camry z 2.5l atmosferskim bencinarjem.

Najbolj smešno pa je da VW svoje Plug-in hibride gradi na istem hibridnem principu z DSG menjalnikom ...

Tak princip kot ga opisuješ se že nekaj časa napoveduje v obliki 48 V mild hibrida:
http://www.greencarcongress.com/2014/08...
http://www.greencarcongress.com/2013/09...

Me pa resno zanimajo cene teh komponent, ki so vseeno okoli 10 kW, torej:
- 10 kW Inverter
- baterija - ne bo poceni za 10 kW moč
- 1 elektromotor
- menjalnik
- prožen motor (beri: turbo), če gre za n-stopenjski menjalnik.

Full hibrid:
- 70 kw Inverter
- baterija za 26 kW moč
- 40 in 70 kW elektromotor vpeta v PSD
- preprost motor, ki mora delovati učinkovito v čim širšem območju moči (ne vrtljajev)

Ročni menjalnik v hibridu se pri porabi ne obnese najbolje poglej porabo CR-Z

48V 10kW inverter in elektromotor za mild hibrid staneta v zelo velikih serijah (tolk plača proizvajalec avtov) cca 400-500€. Cena izdelave pa je tam 300-350€. (recimo da to vem, ker take stvari proizvajamo).
Z 48V napajalno napetostjo lahko računaš tja do 25kW. Samo to je že res precej na meji smiselnega (baterijski tok 500A na polni obremenitvi). In take zadeve so recimo sprejemljivo drage za implementirat.

Baterija za 10kW moči ni nič posebnega. Sploh ker se 10kW moči na elektromotorju troši šele ko elektromotor razvije obrate. V nizkih obratih je moč iz baterije bistveno manjša.
Pa seveda upoštevaj da ta obremenitev niti pod razno ni trajna. To so zelo kratki sunki moči.
Sploh če gre za Litijevo ali NiMh tehnologijo je taka baterija zelo kompaktna (in trajnejša od svinčene).

Na koncu tak sistem ni veliko dražji od klasičnega alternatorja in štarterja (govorimo o manj kot 1000€) pa tudi težji ne veliko. (Alternator in štarter odpadeta, in rotor motorja ponucaš kot del vztrajnika, in nadomestiš nekaj teže na vztrajniku z rotorjem.)
Učinkovitost takega motorja/generatorja pa je bistveno boljša. Ne pozabit da je izkoristek alternatorja pod 60%, pa potem imaš še izgube na jermenu (ki tukaj odpadejo).
Tudi start-stop je s takim motorjem veliko lažje implementirat.

Ta prehod na 48V je drugače že long overdue, če mene vprašaš. Nevem zakaj se to ni že prijelo.

Za full hibrid, kot ga ti opisuješ, potrebuješ tudi 2 inverterja, ne samo enega. High-voltage inverterji so precej dražje zverine. 70kW inverter stane 1000€ (v količinah seveda), 40kW pa kakih 600€. Potem imaš tukaj vmes še kake "DC-DC konverterje (tko kot Prius)... Zakomplicira se tudi z varnostjo. Pri 48V sistemu ne rabiš praktično nobene "zaščite". Ker se te napetosti ne smatrajo kot nevarne če se slučajno kdo dotakne nečesa. Ko si nad 48V pa se zadeve zaradi varnostnih standardov zelo zakomplicirajo, tako da to potegne za seboj še dodatne stroške.
Dva taka motorja pa staneta do 1000€ skupaj.

Tako je, 48V/500A lahko mirno šlataš z roko, pa ti ne bo nič, lahko prideš probat, če te zanima. Itak problem za električni udar predstavlja samo napetost, tok nima pomena. Tam od 70V naprej pa že čutiš "dregljaje" ko se dotakneš kontaktnih površin, okoli 100V te pa že pošteno zdrma :)
Sicer pa glavni problem je DC napetost, ker te "zgrabi" in drži, ne moreš spustit tako kot pri AC.

DC-DC pretvornika na 12V načeloma nebi več rabili, če bodo naredili prehod na 48V o katerem se govori že 20 let. Ampak tak DC-DC ni draga zadeva, cenejša kot alternator.

Realnost je da v avtu danes očitno čisto preveč denarja stane (ali pa toliko lahko računajo) kompliciran turbo mlinček in res da opcijski avtomatski menjalnik, ste pogledali cenik Škode Fabie

Dodatna oprema se v avtih mastno zaračunava, ker se lahko, ne zato ker toliko stane.
Avtomatski DSG menjalnik ni 2500€ dražji od ročnega, realno je 500€ dražji, ostalo je bonus za prodajalce.

Tudi 12V je nevarna zaradi možnosti požara, če varovalke niso pravilno dimenzionirane, in v primeru kratkega stika na napeljavi varovalka zataji, potem pride do pregretja izolacije na napeljavi in možnosti požara...
Tukaj ni nobene razlike med 12V in 48V.

Vzrok za samovžig večine avtov danes je prav električna napeljava, ne bencina ali kaj drugega.