Il ripristino del sistema di energia cinetica

[RIAZ]

grazie NLC per la tua spiegazione molto educativa.

Ci parli della necessità di adattare il trasmettitore al ricevitore per ottimizzare il trasferimento di potenza. Ciò corrisponde per segnali o correnti alternate alla corrispondenza dell'impedenza ...

Ma, se lo permetti, non siamo completamente nella stessa situazione. Siamo più nel caso della turbina eolica.

Abbiamo un trasmettitore (il motore usato come generatore) e un ricevitore (la batteria) ma tra i due abbiamo un dispositivo sofisticato che, pensavo nella mia ingenuità (e ignoranza della sua privacy) aveva la funzione di '' ottimizza il trasferimento di energia qualunque sia il livello di potenza. Per la turbina eolica, il sistema in questione recupererà nel miglior modo possibile l'energia elettrica che il vento soffia a 10 m / so 20 m / s. Prendo il caso di piccole macchine a passo fisso. Per i più grandi, è più complicato perché giochiamo anche sul passo delle pale per ottimizzare le prestazioni aerodinamiche e controllare la velocità. È come avere un dimmer tra il motore elettrico e le ruote.

Nel nostro caso quindi, per una data velocità di rotazione (legata alla velocità del veicolo), il generatore fornirà una tensione ad una data frequenza. Affinché tale velocità venga mantenuta è necessario "opporre" a questo generatore un carico (un'intensità quindi) che determinerà la potenza "recuperata". Questa potenza è uguale alla "potenza di caduta" meno la potenza richiesta per avanzare alla velocità data.
Il ruolo della scatola elettronica e della trasformazione dell'energia elettrica prodotta dal generatore in vari casi di tensione e frequenza correnti, in corrente continua in grado di caricare la batteria.

L'autista ha il ruolo di Eole e decide quanta energia vuole recuperare lasciando che la velocità passi più o meno.

Può succedere, e lo ignoro completamente, che il caso assicuri questo trasferimento di potere con una resa che non è sempre la stessa in base ai diversi casi sopra menzionati.

In questo caso sarebbe comunque necessario fare un calcolo accademico per conoscere la soglia di potenza inferiore al di sotto della quale non si dovrebbe andare.

In sintesi,
-> le leggi della fisica ci dicono che più lentamente andiamo in discesa, più energia c'è per recuperare.
-> la realtà dell'elettronica e dell'elaborazione dati combinate, consente un recupero di questa energia con lo stesso livello di efficienza qualunque sia il livello di potenza in cui ci si trova.

[NLC]

Ho detto nel mio messaggio che il veicolo elettrico era molto vicino alla turbina eolica.
Ma come dici tu, su un EV non vogliamo necessariamente che la frenata sia sempre sul massimo recuperabile, a seconda del freno motore più o meno intenso di cui abbiamo bisogno in un determinato momento. Lo scopo della frenata rigenerativa (e quindi della frenata del motore) è quello di recuperare ciò che si perderebbe nel calore sulle pastiglie dei freni in base alla frenata necessaria in un istante T.

Ad esempio è possibile che su una discesa dell'X%, la migliore velocità di controllo si trovi ad una velocità di 40 km / h, ad esempio, ma che l'utente desideri guidare a 60 km / h, nel qual caso la potenza recuperabile non non è al massimo possibile, ma è già meglio di niente!

Al contrario, l'obiettivo della turbina eolica è di arrestarsi il più possibile sull'MPP poiché l'obiettivo è quello di estrarre la massima energia possibile dalla macchina per una data velocità del vento.

L'autista ha il ruolo di Eole e decide quanta energia vuole recuperare lasciando che la velocità passi più o meno.

Può succedere, e lo ignoro completamente, che il caso assicuri questo trasferimento di potere con una resa che non è sempre la stessa in base ai diversi casi sopra menzionati.

Sì, nel caso di un'auto da schematizzare è un po 'come la turbina eolica a passo fisso. Possiamo ottenere ciò che vogliamo dal generatore, ma ciò influisce sulla sua velocità, dal momento che gli chiediamo la coppia. E quindi il punto di massima potenza non è mai nello stesso posto a seconda di ciò che l'elemento esterno è in grado di fornire al generatore (il vento nel caso della turbina eolica, inerzia e / o velocità e / o pendenza) su un veicolo elettrico.

In questo caso sarebbe comunque necessario fare un calcolo accademico per conoscere la soglia di potenza inferiore al di sotto della quale non si dovrebbe andare.

Non ho capito bene cosa intendi. Su un veicolo elettrico non esiste una soglia di potenza inferiore, poiché tutto dipende dall'intensità della frenata o del freno motore che si desidera

In sintesi,
-> le leggi della fisica ci dicono che più lentamente andiamo in discesa, più energia c'è per recuperare.

Non sono uno specialista in fisica, ma questa affermazione è vera solo perché più la velocità è importante e più si hanno perdite aerodinamiche, vero? Perché trascurando queste perdite non vedo bene perché una massa M a partire da un'altezza H avrebbe più energia potenziale se scendesse lentamente?

Se alludi a perdite aerodinamiche, l'affermazione è ancora falsa in pratica, perché anche la curva di efficienza di un motore elettrico è una campana e scendere a una velocità molto bassa farebbe funzionare il motore in un'area in cui l'uscita non è straordinaria, quindi il recupero di energia è meno efficiente rispetto a una velocità più elevata, anche se si verificano perdite aerodinamiche un po 'più elevate.

-> la realtà dell'elettronica e dell'elaborazione dati combinate, consente un recupero di questa energia con lo stesso livello di efficienza qualunque sia il livello di potenza in cui ci si trova.

Tutto dipende da ciò che chiami livello di potenza
Direi che più bassa è la potenza di input meccanica, più sarà difficile convertirla con una buona efficienza.

[RIAZ]

grazie NLC, Penso che siamo d'accordo sulla sostanza e che per sapere davvero, dovremmo prendere misure per vedere come un determinato sistema si comporta.

Non devi essere uno specialista di fisica per capire perché più desideri recuperare energia potenziale durante una discesa, più veloce devi guidare.

Sappiamo intuitivamente che più veloce vogliamo guidare, più abbiamo bisogno di aumentare la trazione applicata al veicolo. Se spingi un carrello puoi sperimentarlo.

Se vogliamo qualificare la forza necessaria per far avanzare un'auto possiamo dire che deve bilanciare le forze a causa dell'attrito meccanico che è approssimativamente lineare (proporzionale alla velocità) e della resistenza aerodinamica (resistenza a avanzamento nell'aria) che crede nel quadrato della velocità.

Più veloce vai, più forza deve essere applicata al veicolo.

Si potrebbe dire che questo aumento è compensato dal fatto che andremo meno (per un dato percorso).
Naturalmente è falso, è sufficiente ricordare ciò che sicuramente abbiamo appreso in secondo luogo e che dice che:
lavoro di una forza (in joule) = forza (in Newton) X distanza (in metri). Ti ringrazio per l'aspetto vettoriale della cosa ...

Quindi più veloce guidi, più energia spendi. Possiamo vederlo ogni giorno con la sua auto, il computer di bordo esprime direttamente questo risultato dando un consumo istantaneo in litri / 100 km. Questo è anche il motivo per cui i TGV un giorno (non così futuro come quello ...) a 200 km / h, ma questo è per un altro argomento ...

Nel caso del nostro potenziale recupero di energia, che è il lavoro del peso dell'auto sulla differenza di altezza tra la cima e il fondo della discesa e quindi ha un valore finito, possiamo vedere che meno consumiamo energia per far avanzare il veicolo, più rimane da mettere nella batteria ...

[NLC]

[...] Nel caso del nostro potenziale recupero di energia, che è il lavoro del peso dell'auto sulla differenza di altezza tra la cima e il fondo della discesa e quindi ha un valore finito, possiamo vedere che meno energia consumiamo per guidare il veicolo, più c'è da mettere nella batteria ...

Mi ripeto ma in realtà non funziona così! Perché a bassa velocità la potenza meccanica disponibile è bassa, in realtà la hai per molto più tempo, ma non puoi usarla con una buona efficienza!

Analogamente alla turbina eolica, è esattamente lo stesso principio: è come se ti dicessi che meno ruota rapidamente, meno energia perdiamo per attrito nei cuscinetti, quindi più mettiamo nella batteria. C'è qualcosa che non va da qualche parte, giusto?

Se non concludere in materia di veicoli elettrici, comunque, se il recupero di energia è davvero efficace o meno, è essenziale se non altro per avere un effetto freno motore. Hai mai provato a scendere un passaggio per diversi chilometri in folle senza un freno motore?

[RIAZ]

Analogamente alla turbina eolica, è esattamente lo stesso principio: è come se ti dicessi che meno ruota rapidamente, meno energia perdiamo per attrito nei cuscinetti, quindi più mettiamo nella batteria. C'è qualcosa che non va da qualche parte, giusto?

Dai, hai ragione, non ci passeremo la vigilia, ....

sebbene ...

Ovviamente, non è possibile ottenere più energia con vento debole che con vento forte.
L'analogia con la turbina eolica è limitata alla capacità del sistema di recuperare l'energia meccanica disponibile con una costante efficienza (o meno) nella gamma di potenza meccanica delimitata da considerazioni aerodinamiche.

Quello che vorrei sapere è quanti siamo disponibili per la ricarica con meccanica da 100 W sull'albero del mulino a vento, poi lo stesso con la meccanica da 200 W, quindi 300, 400 .... ecc
Dovremmo anche integrare il fatto che una ricarica lenta a bassa potenza può essere più efficiente della ricarica breve e intensa ...

Cavolo, non siamo a letto!

Misure che ti dico!

[Snickers]

Un'altra traccia, mi sembra che VW sul suo prototipo VW 1L avesse installato il recupero inerziale (probabilmente il volano). Infine può essere interessante su un modello termico a basso consumo. Meno di 1l / 100km nel caso citato.

Conservazione per inerzia, non è eccezionale in termini di massa da caricare ... immagazziniamo nel volante circa 60 Wh / Kg o 216 KJ / Kg

Un veicolo di 1000 Kg a 100 km / h = 390 KJ
Probabilmente hai bisogno di un volano da 2 kg + convertitore + frizione + ... = 15-20 kg probabilmente

Per il modello elettrico, non vi è alcun problema a effettuare ricariche puntuali abbastanza violente con batterie LIPo di ottima qualità.

Penso che la rigenerazione / frenata sia particolarmente valida per non usare / alleggerire il sistema di frenatura. La rigenerazione media raramente supererà il 5-10% ...
perché in effetti freniamo molto poco e su un'auto in condizioni normali.

[Olivier22]

perché in effetti freniamo molto poco e su un'auto in condizioni normali.

Guidi in città Snickers a volte?

Conservazione per inerzia, non è eccezionale in termini di massa da caricare ... immagazziniamo nel volante circa 60 Wh / Kg o 216 KJ / Kg

Un veicolo di 1000 Kg a 100 km / h = 390 KJ
Probabilmente hai bisogno di un volano da 2 kg + convertitore + frizione + ... = 15-20 kg probabilmente

Bene, l'energia dipende dal diametro del volano (o volani DES perché ci vogliono almeno 2 controrotanti per annullare gli effetti giroscopici) e la loro velocità. Possiamo sicuramente renderlo più leggero e veloce.
Detto questo, non so dove hai ottenuto questi valori ma è già molto impressionante (solo 2 kg la ruota !!!!)

E solo 20 kg di sovrappeso per risparmiare un'accelerazione da 0 a 100 (ovviamente dopo una frenata equivalente) ... È fantastico!
Sono sicuro che i consumi sarebbero così bassi che potremmo ridurre la capacità del serbatoio di 20 kg mantenendo la stessa autonomia

Tuttavia, penso che i tuoi 20 kg siano un po 'ottimisti.

Il più tecnicamente difficile, penso, è trovare una conversione adatta ... Al fine di
- fornire sempre la stessa potenza al volante durante la frenata, mentre l'auto rallenta;
-e naturalmente adattare la potenza fornita al volante alla pressione sul pedale;
- accoppiare in terzo luogo il sistema con il freno convenzionale (sarebbe utopico e rischioso abbandonarlo completamente)
-quattro, per integrare ABS ...

Niente di insormontabile, ma peso, complessità, rischio aggiuntivo di guasto.


La frenata da 100 a 0 è ancora rara e durante la lenta frizione l'attrito a questa velocità contribuisce a frenare il veicolo quasi quanto il freno del motore.
Dove il recupero per inerzia sarebbe utile, è durante le frenate / accelerazioni ripetute, come in città, o su piccole strade in una guida abbastanza dinamica
In questo caso, non è necessario che il volante abbia la capacità di immagazzinare tutta l'energia cinetica dell'auto ad alta velocità; la piccola quantità continuamente erogata e quindi pompata da successive corse del pedale, se fosse salvata, ridurrebbe già considerevolmente i consumi.

[chatelot16]

tutte queste spiegazioni sulla massima potenza recuperabile sono interessanti quando la potenza arriva durante un determinato tempo

ma per una discesa non è dato il tempo di discesa ma la caduta

quindi la massima energia recuperabile è la differenza di altezza x il peso del veicolo x 9.81 m / s2 (in joule)

l'energia realmente recuperabile, è lo stesso meno le perdite per andare avanti: quindi più velocemente scendiamo più c'è perdita e meno recuperiamo

al contrario, meno si ha fretta, meno ci sono perdite da avanzare e più c'è da recuperare, a condizione che il motore ne sia capace, perché purtroppo il motore utilizzato come dinamo può avere una velocità minima al di sotto della quale le perdite sono maggiori nella produzione ...

[Olivier22]

Totalmente d'accordo con te Chatelot16, è elementare.

Per stabilire il collegamento con la massima quantità di energia che può essere immagazzinata dal recuperatore (sto parlando di meccanica, non elettrica), penso che poche discese potrebbero saturarlo. A parte, ovviamente in montagna, non è molto frequente incontrare dislivelli in quanto potrebbero farci raggiungere i 100 km / h in ruota libera (ovviamente esiste, in campagna collinare ecc., Ma deve rappresentare pochissimo nell'uso di un'auto)

Ho pensato un po 'a tutto questo (sistema meccanico, elettrico, idropneumatico) e mi appoggio a favore dell'idropneumatico, quindi parliamo in un altro argomento (auto ibrida idraulica)

(sì, lo so, complico ulteriormente il dibattito )

Motopompe con piattaforma inclinabile sui mozzi delle ruote, riserva di pressione (aria) e voilà. Freni regolabili, ruote indipendenti, ABS, controllo della pressione (coppia) e del flusso (velocità) in ogni momento ... Nessun problema.
Non ho ancora esaminato l'energia che può essere immagazzinata nel serbatoio a pressione; la cosa non deve essere troppo mostruosa, ma data la gamma di auto ad aria compressa (maggiore di 1 singola accelerazione ) Penso che andrà bene e il serbatoio potrebbe essere abbastanza piccolo.

La trazione principale non deve nemmeno essere idraulica (che sarebbe comunque meno efficiente della trasmissione meccanica). Piccoli motori / pompe possono funzionare in aggiunta alla trasmissione a giunto universale.

(ecco perché presento l'idea qui e non nell'argomento "veicolo ibrido idraulico: il veicolo sarebbe ibrido solo in fase di stop / start).

[NLC]

al contrario, meno si ha fretta, meno ci sono perdite da avanzare e più c'è da recuperare, a condizione che il motore ne sia capace, perché purtroppo il motore utilizzato come dinamo può avere una velocità minima al di sotto della quale le perdite sono maggiori nella produzione ...

Hai capito tutto, è quello che mi sto uccidendo ripetendo da giorni )))
La teoria non funziona in pratica!

E in più è inutile sega intellettuale, perché lo scopo primario dell'auto elettrica è muoversi, non scendere passa alle 2 l'ora per recuperare "il massimo dell'energia"
Che in pratica ripeto non funziona, dal momento che la resa di recupero sarebbe meno buona che a velocità più elevata, dove anche con le perdite di attrito più elevate avremo ancora più recupero!