Zakaj so električni avtomobili prava stvar

Če bo EU in ostali veliki bolj postrani gledali na vse to, jih znajo kakšni Kitajci prehiteti po desni, BYD precej razvija električna vozila

This environmentally friendly car capable of driving up to 200 kilometers distance in a fully charged battery. The maximum speed can be up to 160 kilometers per hour.

če pa bi recimo Kitajci skupaj stopili (imajo ogromno avtomobilskih tovarn), pa bi lahko trda predla vsem ostalim, takrat bi se prebudili vsi in odprt boj se bo začel.

Povej še kje točno je nujen Neodim.

WarpedGone je 17. dec 2012 ob 16:06 izjavil:

Ne, nisi odgovoril.
Tesla je odvisen od cen litija in Li baterij, ni pa sploh odvisen od cene neodima, kot si zgoraj (slučajno, ponesreči, narobe) trdil.

Niti slučajno, ne po nesreči in tudi ne narobej. Pri motorjih se doseže najbolše razmerje KW/teža z uporabo neodima.

Three phase, four pole AC induction motor with copper rotor

Yup, trifazen asinhronc, še vedno en najbolj razširjenih elektromotorjev na planetu.

Glede na to, da ideje v in-wheel motorji trenutno nihče ne jemlje resno (prevelika nevzmetena masa), je pač logično, da se motor pozicionira na karoserijo. Tam pa kakšna dodatna kilca niti ni tako kritična. Cenovno je pa to tako ali tako daleč najbolje...

Modelarji imamo 2kW+ na 100g teže, za 10-12s preverjeno :)

Tud Tesla ne da 8kW/kg trajno ;)
Zelo verjetno tud pol tega ne.

Modelarski motorji so pa itak BLDC, ti pa imajo znano zelo velike gostote moči. Neodim pa te fore, težko je to direktno primerjat z asinhroncem

Kar je čisto trezno. Komponente imajo neko toplotno kapaciteto, ki zadostuje, da prehitiš tri kamione na avtocesti, nikakor pa ni primerna za afnanje po dirkališču. Ko je dosežena neka problematična temperatura, se moč toliko omeji, da je dodatno gretje enako odvajanju toplote oz. zmogljivosti hladilnega sistema. Kul.

Bo pa Formula-E v letu, dveh srečevala te izzive v dirkaškem kontekstu.

Imajo pa edini vse potrebne rude za izdelavo

Ma daj ne klobasaj. Neodimij je glih tok pogost ko baker.

Pri motorjih se doseže najbolše razmerje KW/teža z uporabo neodima.

Ma ja. To velja samo za fixed-speed motorje, ki ne rabijo regeneracije. Pri vseh ostalih režimih ta jajca odpovedo.
Nd magneti pa imajo tudi precej za en drek karakteristike, če jih pregreješ, določeni odpovedo že pri 40°C, boljši tam proti 80°C. Za avto popolnoma neuporabno.

Kakorkoli pa neodimijev rotor ni niti najmanj primeren za uporabo pri spremenljivih hitrostih. Pri višjih namreč moraš spustiti magnetno moč, da lahko še naprej navijaš tok skozi navitje.

Ni pa še jasno kaj točno v celi verigi se najprej segreje čez mejo. Vsi trije osnovni faktorji so tekočinsko hlajeni. Fabrika ne komentira.

Rotor motorja lahko prenese toliko in toliko in potem reče da se ne gre več, sam pa tudi nima nekega dobrega hlajenja, razen čez samo os.

Teh teslinih kW je realno za polovico ali še več manj, vse ostalo je samo do kraja navit in poddimenzioniran asinhronc, kateremu bo zaradi vibracij in hudih termičnih stresov razpokala kletka dok si rekel keks.

Rotor motorja lahko prenese toliko in toliko in potem reče da se ne gre več, sam pa tudi nima nekega dobrega hlajenja, razen čez samo os.

Ja, ta je eden izmed kandidatov.

Teh teslinih kW je realno za polovico ali še več manj, vse ostalo je samo do kraja navit in poddimenzioniran asinhronc, kateremu bo zaradi vibracij in hudih termičnih stresov razpokala kletka dok si rekel keks.

Pretiravaš brez potrebe. Model S res šele začenja svojo pot, nemalo Roadsterjev z komplet zračno hlajenim motorjem pa je že čez 150k km brez kake težave z motorjem.

Nazivna moč v avtomobilskem motorju je kaj točno?

Obremenitev rotorja je direkt funkcija vrtljajev, ki grejo do 14.000 pri 210kmh. Ja, takšne hitrosti se z temi avtomobili dosegajo redko a se zato o nesrečah pri takih hitrostih še tolk bolj govori. Razbit rotor težko rezultira v čem drugem kot blokiranem diferencialu in posledično karambolu.

Tudi zgodba o 'neopaznih razpokah' ne drži vode. Vsako odstopanje od ideala je povratna zanka, ki nad poškodovane dele prinaša le še večje obremenitve, kar pomeni zelo hiter prehod od "vse OK" do "konec veselja".

Moč ki jo lahko mašina vrže ven brez okvare, ob tolko pa tolko ur. ISO testiranja so imela neko cifro, za točno, ne vem.

ISO testiranja nazivne moči avtomobilskih motorjev?
Kolikor sm uspel zasledit, se za avtomobile VEDNO navaja maks moč zmerjenja na gredi z dinamometrom. Pogoji so pa bledo razvidni skozi pogoje vzdrževanja in garancije, ter servisne zgodovine oz. zgodovine okvar.

PMPO ni primerljiv koncept ker "podaja" neki v slogu trenutne električne moč, tle gre pa vseeno za mehanski output.

Niti ne. Odvisno od same konstrukcije motorja, če ni narejen na mejo (kar teslin zagotovo je), razen povečanega gretja, take okvare opazil ne boš.

Govor je o teslinem motorju. Zasledil sem kup raznoraznih okvar, za okvaro motorja sm slišal natanko enkrat. Kaj točno je blo narobe ni blo povdano, le da so ga zamenjali.

14.000rpm pri rotorju prera cca 20centi pomeni resno velike tenzijske sile v materialu in vsaka razpoka pomeni adijo veselje.

Nekaj poljudega branja o roadsterjevem motorju:

So we set out to create our own copper rotor fabrication process. It took us a few years, but it worked: our rotors are readily mass produced in our own factory in Taiwan, and their performance is quite nice. (How we do it is a secret. I don't keep a lot of things secret from you, but this is some of our secret sauce! That's why we didn't outsource the construction of this piece.)

Glede ročnega navijanja motorja, je pa stvar zavita v meglo.

For hand-winding vs robot-winding motors, I believe robots can do better job at it than humans and they definitely can do it much quicker. I believe only reason Roadster motor is hand-winded for sport version is that they simply didn't have robot to do the job and could afford manual labor for that few cars.

14.000rpm pri rotorju prera cca 20centi pomeni resno velike tenzijske sile v materialu in vsaka razpoka pomeni adijo veselje.

Odvisno od gradnje, načeloma spoji, pri katerih začne zadeva razpadati/pokati, ne držijo zadeve skupaj

Pozdravljeni

Me je zadnjih par prispevkov, v katerem je govora o teslinem asinhroncu, spodbudilo, da dodam par mojih drobtinic.

Najprej me je presenetilo, da je rotor očitno tlačno lit z bakreno kratkostično kletko. Še kakšnih dvajset let nazaj je veljalo, da je tovrstna izdelava rotorjev zelo problematična zaradi visokih temperatur bakra in/ali njegovih zlitin pri litju (so cca 2x višje, kot pri aluminiju oz. alu zlitinah). To ne pomeni, da se takšnih motorjev ni proizvajalo, le da se kratkostične kletke niso vlivale, temveč so se posamezne palice vstavljale v utore rotorja, kratkostični obroči so se pa na palice ali prispajkali, ali pa privarili. Težavo pri litju predstavlja lak, s katero so lakirane lamele rotorja oz. dinamo pločevina, iz katere se štancajo rotorske in statorske lamele. Funkcija laka je električna izolacija med lamelami. Na ta način se zmanjša oz. izniči vrtinčne tokove, ki bi drugače samo dodatno segrevali rotor (povečanje izgub). Ko sem pred več kot dvajsetimi leti začel profesionalno pot v mariborski Elektrokovini, smo občasno tak problem imeli posebej pri manjših rotorjih, pri katerih je bila kletka sorazmerno masivna v primerjavi z rotorskimi lamelami. Pri tako visokih temperaturah, kot nastopajo pri litju bakra, laki na organski osnovi odpadejo, v poštev pridejo premazi na osnovi keramike ali pa oksidna plast. Po domače povedano, uporabljaš zarjavele lamele. Poleg tega si predstavljam, da je verjetno potrebno rotorje žariti zaradi homogenizacije (izenačitve kristalne strukture) kratkostične kletke, kar predstavlja še dodatno termično obremenitev izolacijske plasti med lamelami.

Potem komentar k obremenitvi rotorja pri najvišjih vrtljajih. Navaja se, da je to pri 14.000 min^-1 in da ima rotor premer okoli 200mm. Šel sem računat maksimalno glavno napetost za homogeni disk pri omenjenih vrtljajih in premeru. Napetost je malo višja, kot 70 Mpa (70 N/mm^2), kar ni nekaj pretresljivega. V realnem rotorju so zaradi geometrije (utori za kratkostično kletko) lokalno te napetosti višje. Je pa lahko omenjeno število vrtljajev zgornja omejitev zaradi nečesa drugega. Ne vem, kakšna je razdalja med ležaji teslinega motorja. Ravno razdalja med ležaji, premer (oz. vitkost) rotorja, njegova masa in material (modul elastičnosti) definirajo lastne frekvence upogibnega nihanja rotorja. In po naravi mora motor vozila zanesljivo obratovati pri poljubnem številu vrtljajev med 0 in maksimalnim številom vrtljajev, torej mora delovati v podkritičnem področju. To pomeni, da mora prva lastna frekvenca upogibnega nihanja rotorja ležati višje od maksimalnega števila vrtljajev. V diplomi sem se ukvarjal ravno z upogibnim nihanjem rotorja elektromotorja, ki je imel medležajno razdaljo ~260mm in premer rotorja 98mm (trajna moč 25 KW pri 6000 min^-1). S pomočjo končnih elementov izračunana lastna frekvenca je bila pri ~1380 Hz oz 13.200min^-1. Zadevo smo preverili s prototipnim motorjem, ki pa smo ga gnali samo do 6000min^-1, ker nismo imeli boljšega frekvenčnega pretvornika. Mogoče je ravno zaradi lastne frekvence upogibnega nihanja zgornja meja teslinega motorja pri 14.000 min^-1?

Ročno navijanje s profilirano žico pa se mi zdi malo verjetno. Načeloma se tuljave elektromotorjev navija izven statorja na posebnih šablonah. Tuljave se šele po navijanju povlečejo v utore statorja in pri takem načinu dela se mi zdi skoraj nemogoče, da bi pri profilirani žici lahko dobro držal smer same žice (da se ne bi torzijsko – svedrasto zvijala). Uporablja pa se drug trik. Tam, kjer bi žica bila prevelikega premera (potreben velik presek žice) in bi slabo napolnila statorski utor se uporabi v tuljavi več vzporednih žic manjšega premera in se tako doseže potreben presek in hkrati dober »polnilni faktor« oz. izpolnitev statorskega utora. Kako se običajno tem rečem streže, je vidno na filmčkih spodaj...





Toliko z moje strani...

LP

Jože

Zanimivo... niti ene omembe krmilnika elektromotorja.

Torej kdo jim proizvaja krmilnike? Sami jih očitno ne...

No ja, pol govorimo o Infineonovem power stageu. To sem obveščen iz zanesljivih virov iz Beljaka, da so oni delal IGBT module za roadsterje.

Ne razumeš... ne govorim o golih transistorjih. Ampak o celotni močnostni stopnji.

Se prej sploh nisem posvečal, zanimivo, da je šasija aluminijasta. Okej, saj pri velikih luxobargih to ni tako redko (A8 je že 3. generacijo aluminijast), ampak po drugi strani nekaj veliko avtomobilov ni aluminijastih. Zadnje čase gre trend v visokonatezno jeklo, vsaj za glavne komponente, Mercov SLS pa recimo meša običajno in visokonatezno jeklo z aluminijem (lepljeno med seboj).

Teža pri uporabi visokonateznega jekla ni več tolikšna prednost aluminija, obenem je pa jeklena šasija še bolj toga in se bolje upira plastičnim deformacijam (nesreče).

Ah, zanimivo. Vem da je Al guru na področju močnostne elektronike, ne spremljam pa, komu vse prodaja svoje umotvore.

Digitalne vode so crap ker so nezanesljive in brez feedbacka, je digital stuff, tako kot analogen, popolnoma neuporaben.

Analogni protection system pa mora vedno obstajati.

Ko majo ljudje avto doma v garaži, probavajo svašta. En se je najdu in na kolesa namontiral gladke pokrove:

Tested some simple disk wheel covers. They're not too pretty but reduce energy consumption about a 6.5% at 60 mph. I was cautious not to use the brakes and over heat the rotors as they have no vents at all. I will need to do some more extensive testing speed vs energy consumption and possibly measure rotor temperatures with & without covers after a stop.

Številki 6,5% nebi verjel na desetinko, bi pa verjel da je razlike okol 5% pri 100kmh. Komur se to zdi malo, ... to je razlika med porabo 10 in 9.5l na 100km.
Glavni problem tuki je, kako narest te pokrove, da:
- dejansko pomagajo
- omogočajo zadovoljivo hlajenje zavor
- zgledajo OK

Rešitev na zgornji sliki ima tretjinsko uspešnost ...

Takšni pokrovi, če ti niso všeč, ne bodo nikoli izgledali OK, kake grafike zadevo samo še poslabšajo. Hlajenja pa tudi ne boš spravil skozi brez večjih kontrukcijskih posegov v avto (dovod zraka od spreda in hlajenje z notranje strani npr. - potem imaš pa sicer problem kaj narediti s segretim zrakom, ki nima kam uiti). Morda bi bilo bolj smotrno narediti takšne pokrove, kot so jih imeli pri Audiju v času IMSA-e, pri Lancii pa občasno v časih Grupe B in v začetkih Grupe A v reliju:



Ampak pri temle je potem problem, da ti zadeva lahko še bolj podre aerodinamiko, ker prisilno izmečeš precej več zraka iz koles ven. Morda variabilna zadeva, ki se odpre samo pri zaviranju (kar ni težko, enostavno namontiraš pokrov z lopaticami in aktuator, ki pokrov premakne navzven).

Kako so vodno hlajene zavore na osebne avtomobilu rešitev? So prej problem.

Ja ampak to potem pomeni, da za brezveze voziš okrog recimo 100 litrov vode, ki jo moraš dolivati. Za zelo malo efekta oz. za efekt, ki ga lahko bistveno lažje in praktično brez posredovanja rešiš na ogromno drugih načinov. Razen če misliš vodno hlajeno tako, da bi imel v čeljusti in recimo v pestu kanale, po katerih bi tekla voda. Ampak to spet nisi naredil nič, ker bi zadeva praktično takoj zavrela (v čeljusti), preprečil bi pa zgolj pregrevanje čeljusti in olja v njem. Pesto bi težko hladil efektivno (rotirajoči spoji, ki jih je treba tesniti), pa itak potem hladiš s prestopom toplote. Hladiti moraš ploščice in zavorno površino samo, da se ne pregreje - če se pregreje ploščica, začne vreti vezivo v njej, v še hujšem (in bolj nevarnem oz. dragem primeru) se ti pa celotna zavorna masa odlepi in montažne platke.

Sploh pa pri regeneraciji energije obrabljanje zavornih ploščic na električnih avtih ne bi smel biti problem.

Diski in V-brejki so pa v popolnoma različnih svetovih, so neprimerljivi vodno vs. zračno hlajenim diskom na avtih.

Problem tukaj je le, da je bila tole naknadna modifikacija. Če bi recimo pri tesli že v štartu dizajnirali avto s polnimi platišči, bi pač diske hladili od zadaj. Tako kot to počnejo pri športnih avtih.

EDIT: pa itak zavorni diski na avtu nimajo ne vem kako velikih razlik v delovanju v odvisnosti od vremena. Če divjaš kot norec oz. če si na RES dolgem spustu, jih boš poleti pregrel nekoliko prej kot pozimi, pozimi ti bodo pa zelo hitro zarjaveli. Ampak pri povprečni vožnji pregrevanje ni problem (zgodi se na bistveno manj kot promilu voženj, takole čez palec), rjo pa zdrgneš v 100 metrskem zaviranju.

Rešitev v vodno hlajenih bremzah je čista fantazija.