Ultracaps: Tuning peso, addio batterie al piombo.

Ciao!

Una messa a punto del peso ha senso in due modi: è interessante tanto per gli appassionati di accelerazione quanto per chi cerca di risparmiare carburante, poiché migliora il rapporto peso-potenza del veicolo e riduce l'energia necessaria per la frenata.

Gli ultracondensatori si basano su una nuova tecnologia e sono disponibili da poco nel settore della componentistica. Sono condensatori con una capacità e una densità di potenza estremamente elevate. La densità energetica, invece, è inferiore a quella delle batterie al piombo.

Ecco le caratteristiche fondamentali dei supercondensatori: http://www.udomi.de/fuelcell/ultracap-basics.html

Per chi desidera utilizzare la batteria di avviamento esclusivamente per l'avviamento e non vuole alimentare dispositivi che consumano energia anche con il motore spento, i supercondensatori sono ideali. Naturalmente, è comunque necessaria una piccola batteria di supporto, poiché anche con il motore spento, la rete di bordo deve essere mantenuta a una tensione costante.

A quanto ne so, finora sono disponibili solo singole 'celle' da 2,3V e con diverse capacità, ad esempio qui: (clicca sull'ultracapacitore) http://www.billig-digitalkamera.de/B_22xxx501973_ULTRACAP600F23V.htm

Per la mia auto, una stima approssimativa indica che sarebbero sufficienti 7 'celle' da 2,3V/100F per l'avviamento. Come batteria di supporto, sarebbero ideali 10 celle NiMH ad alta corrente con elettronica di ricarica. Tuttavia, il costo sarebbe più alto di una batteria nuova: 7 * 30€ solo per gli ultracondensatori. Ma se si considera quanto alcuni appassionati spendono per una minima accelerazione in più, questa cifra è irrisoria.

Beh, l'effetto di risparmio di peso non è eccezionale: forse 15-20 kg. Ma in compenso, abbassa anche il baricentro e la tendenza all'instabilità dell'auto, dato che le batterie nei modelli compatti Volkswagen sono spesso posizionate in alto.

Saluti.
Holger.

Semplicemente togliete la panca posteriore e tutti i materiali isolanti, ecc.

Non costa nulla e offre di più...


Ciao Gremlin.

L'ho già fatto molto tempo fa, compresa la ruota di scorta e gli accessori. Quindi, ora la parte posteriore della mia auto è molto alta, soprattutto quando il serbatoio è vuoto. Tuttavia, aggiunge solo circa 20-30 kg di peso.

Ciao,

Questi sistemi vengono testati dai produttori di automobili da tempo e funzionano piuttosto bene. Tuttavia, nelle auto più recenti, esiste un problema significativo di consumo di corrente in standby, poiché numerosi moduli devono rimanere attivi anche quando l'accensione è spenta, "ascoltando" il bus CAN (wake on CAN o Wake on MOST) e quindi non possono essere completamente disattivati. Immagina come altrimenti potrebbe funzionare il telecomando per aprire le portiere. Oggi, la capacità della batteria è determinata più dal consumo di corrente in standby che dalla fase di avviamento.

Chiedi a EPCOS, hanno proprio quello che stai cercando.

Cordiali saluti.
Christian.

Beh, la tendenza odierna verso sempre più accessori e funzionalità va contro la riduzione del peso. Chi punta in modo inequivocabile a una buona accelerazione e a un minor consumo di carburante, dovrebbe consapevolmente rinunciare a tutti quei accessori di lusso pensati per il comfort e la comodità.

Acquisterei sempre un'auto che non abbia l'aria condizionata, alzacristalli elettrici o chiusura centralizzata, purché soddisfi le mie altre esigenze. Va bene, un alzacristallo elettrico sul lato del guidatore è comodo anche senza l'aria condizionata, dato che in estate viaggio sempre con i finestrini aperti in città e fuori città devo alzarli manualmente.

EPCOS offre già batterie pronte per la sostituzione nei veicoli?

Saluti.

Beh, la tendenza odierna verso sempre più accessori inutili va contro la riduzione del peso. Chi punta in modo inequivocabile a una buona accelerazione e a un minor consumo di carburante, dovrebbe consapevolmente rinunciare a tutti quei giocattoli di lusso pensati per il comfort e la coccola.


Mmm, giusto per precisare: il peso del veicolo influisce solo sull'accelerazione e sulla frenata. Se si viaggia costantemente a 130 km/h in autostrada, è trascurabile se l'auto pesa 1 tonnellata o 2.

Pneumatici ottimizzati per la resistenza al rotolamento, una forma della carrozzeria efficiente, una pressione degli pneumatici adeguata e, soprattutto, una guida attenta fanno risparmiare carburante.
Comunque, non rinuncio a ;)optional importanti come il climatizzatore automatico, gli alzacristalli elettrici e la chiusura centralizzata, perché la mia auto nuova è più leggera di circa 160 kg rispetto alla mia precedente. }

Julian ha scritto:

Comunque, non rinuncio a caratteristiche utili come il climatizzatore automatico, gli alzacristalli elettrici e la chiusura centralizzata, dato che la mia auto nuova è più leggera di circa 160 kg rispetto alla mia precedente.

E rinuncio, tra le altre cose, proprio perché so che ogni auto, senza quel sistema, con lo stesso profilo di guida, consuma ancora meno e funziona meglio rispetto a quando ha quel sistema installato .

(Non potevo lasciare questa bozza inutilizzata.)

(Non potevo lasciare questa bozza inutilizzata ).

Allora, avresti dovuto essere coerente e risparmiare anche sulla regolazione della luminosità dell'intelligenza artificiale.

Se viaggi costantemente a 130 km/h in autostrada, è trascurabile se la tua auto pesa 1 tonnellata o 2 tonnellate.

Questo vale solo su terreno perfettamente pianeggiante. In salita, il consumo di carburante aumenta con il peso, poiché l'energia impiegata non viene completamente recuperata nelle discese successive. Una parte viene dissipata attraverso i freni.

A proposito di espedienti: la mia prima Trabant era nella versione 'standard' e aveva una pompa per il lavavetri azionata manualmente. Si tirava un pulsante a forma di fungo di circa 5 cm dal cruscotto, che era la corsa del pistone. Grazie alla forza elastica, questo scivolava lentamente di nuovo dentro e spruzzava, ma si poteva anche premere di più per spruzzare con maggiore intensità. Ha sempre funzionato alla perfezione e ha permesso di risparmiare un motore elettrico con il relativo cablaggio.

Saluti.
Holger.

La solita merda, ma è un giorno diverso.

Al momento, sto ottenendo consumi simili con la nostra Passat rispetto alla vecchia (al momento ancora indicati come elevati dal sistema MFA). Questo nonostante i 300 kg in più, le dotazioni aggiuntive e la tecnologia PD. Il peso maggiore può essere sfruttato molto bene per ottenere fasi di scorrimento più lunghe con la disattivazione dell'iniezione. Inoltre, sono necessarie più fasi di accelerazione a pieno carico, il che aumenta l'efficienza complessiva.

Saluti, WarLord.

WarLord ha scritto:

Inoltre, sono necessarie più fasi di funzionamento a pieno carico durante l'accelerazione, il che aumenta l'efficienza complessiva.

A te è andato perso un testo pubblicitario .
Persone poco esperte potrebbero interpretare quella frase come "il sovrappeso riduce il consumo", anche se tu non hai scritto questo.

@Arosa SDI:

Ritengo che i condensatori non siano particolarmente adatti per compensare una batteria di avviamento sottodimensionata, a causa della loro curva di scarica, poiché la loro tensione diminuisce linearmente con ogni joule prelevato.

Immediatamente, la tensione residua delle celle si abbassa al livello della batteria, e a quel punto, in sostanza, questa può alimentare da sola il motorino di avviamento.

A meno che non si inserisca un convertitore DC ad alta efficienza tra la batteria (Cs) e il motorino di avviamento, che trasformi una tensione di ingresso variabile in una tensione di uscita costante, il tutto gestendo correnti di carico di diverse centinaia di ampere.
A mio parere, il costo e il peso renderebbero l'idea del condensatore completamente irrealizzabile.

E rinuncio, tra le altre cose, proprio perché so che ogni automobile, a parità di condizioni di guida, consuma (ancora) meno e funziona meglio senza quel sistema.


Beh...

Rinuncerei a queste cose solo dopo la mia morte. E, con una temperatura esterna di 38°C e senza aria condizionata, anche un corpo in decomposizione si deteriorerebbe rapidamente...

comunque, l'Octavia con i suoi 90 cavalli corre veloce quanto la vecchia auto del nonno.
e questo nonostante un peso superiore di 300 kg.
Bisogna correggere il consumo in base all'energia. (10,5 litri di benzina - 6,2 litri di diesel).


Se è una buona cosa usare le maiuscole, è una domanda interessante.
Sarebbe estremamente vantaggioso, caricare le batterie direttamente da una batteria al litio-ione prima di iniziare, poiché quest'ultima è ancora più leggera di una batteria al piombo comparabile .

In qualche modo, devo proprio tornare a pensare alla vecchia e buona manovella }.

A proposito, un convertitore DC/DC non pesa quasi nulla... semplicemente, non devi costruirlo con un trasformatore ad anello di ferro.
A partire da una frequenza di clock di circa 150 kHz, il sistema diventa in grado di gestire anche carichi elevati.


Ciao Gremlin.

Ciao.

Ancora una cosa riguardo ai sottotitoli: tutto sembra ottimo, ma...

È necessario un circuito di controllo della carica/un sistema di controllo della massima tensione per le batterie, che non devono superare i 2,3 volt! La tensione di bordo di 12V nel veicolo, tuttavia, varia notevolmente. Semplicemente mettere un diodo in serie non funziona, perché alla prima impennata di tensione, si verificherebbe una scarica improvvisa se tutte le diodi si aprissero contemporaneamente.

Nel caso dei motori diesel, puoi tranquillamente dimenticartene, perché la pre-riscalda già si occupa di scaricare la batteria.


Nella versione a benzina: se il primo tentativo di avviamento fallisce, è necessario un cavo di avviamento. Se si utilizza il cavo in modo da consentire più tentativi o anche la pre-riscalda, la batteria al piombo risulta più economica. Potresti utilizzare una batteria al piombo più piccola, e penso che in questo modo si possa ottenere di più con meno.
Ad esempio, 20 ampere sono sufficienti per l'avviamento della maggior parte dei motori a benzina. La batteria non dura molto a lungo e non si ha una riserva per l'inverno o per periodi di inattività.

E il problema della corrente di riposo è, in realtà, l'argomento decisivo.

Qual è il vantaggio di avere un vantaggio di peso di 20 kg?

Non riesco nemmeno a percepire la differenza tra una tanica piena e una vuota.

Gremlin ha scritto:

Inoltre: un convertitore DC/DC non pesa poi molto...

semplicemente, non devi costruirlo con un trasformatore ad anello di ferro...
a partire da circa 150 kHz, la frequenza di clock, anche con carichi elevati, diventa tollerabile}.
Se "alta corrente" copre ora anche valori di circa 400 A, senza costare quanto 5 batterie di avviamento, forse sarebbe davvero fattibile... Qual è l'efficienza di componenti di questo tipo?

L'aumento di peso può essere sfruttato molto bene per ottenere fasi di planata più lunghe durante la disattivazione della spinta. Inoltre, sono necessarie più fasi di funzionamento a piena potenza durante l'accelerazione, il che aumenta l'efficienza complessiva.

Certo, certo. Il peso extra si compensa perché aumenta l'efficienza del motore. Ora metterò un vecchio radiatore in ghisa come peso morto nel bagagliaio, come in 'Manta, Manta'. Migliora la stabilità su strada .

Ancora una cosa riguardo ai condensatori: tutto sembra ottimo, ma: è necessario un circuito di controllo della carica/un sistema di controllo della massima tensione per i condensatori, che non devono superare i 2,3 Volt!

Pensate il contrario, esistono già moduli pronti per l'uso nel settore automobilistico. I condensatori vengono semplicemente collegati in serie, come le celle di una batteria al piombo. Per proteggere specificamente i condensatori in caso di capacità/correnti residue diverse, EPCOS offre un modulo di bilanciamento, che in pratica consiste in diodi Z di potenza collegati in parallelo a ciascuna cella, ma che diventano conduttivi solo in caso di differenze di tensione relativamente elevate, ovvero quando un condensatore è difettoso o danneggiato.

Nel diesel, puoi dimenticartene, perché in quel caso la pre-riscaldatura già si occupa di scaricare.

Se si utilizzano batterie NiMH ad alta corrente come batterie di supporto, il funzionamento è senza problemi. La fase di preriscaldamento richiede solo il 10-20% della potenza necessaria per l'avviamento.

Se il primo tentativo di avviamento fallisce, allora avrai bisogno di un cavo di avviamento.

Pensavate di nuovo male. L'energia nel condensatore di accumulo è sufficiente per diversi tentativi di avviamento. Funziona in linea di principio come il flash nelle fotocamere: anche lì viene caricato un condensatore per fornire una potenza impulsiva estremamente elevata. Successivamente, ci vuole un po' di tempo perché il condensatore si ricarichi, poiché la potenza viene prelevata dalle batterie molto lentamente.

Facciamo due conti: un avvio di 2 secondi, con una potenza di avviamento di 1 kW, richiede un'energia elettrica di 2000 Ws = 2000 Joule. In 10 batterie NiMH ad alta corrente da 5 Ah, è immagazzinata un'energia elettrica di 60 Wh = 216000 Ws = 216000 Joule. Considerando una perdita del 50% durante la ricarica, si ottengono comunque 100000 Joule. Quindi, con una carica completa, l'energia è sufficiente per circa 50 tentativi di avviamento.

L'efficienza di ricarica viene aumentata utilizzando un convertitore DC-DC di bassa potenza (100W sono più che sufficienti) al posto di una resistenza di carica. Questo convertitore adatta la tensione per caricare le batterie, mantenendo una potenza costante, in modo che anche le batterie di backup si scarichino con una potenza costante.

Ritengo che i condensatori non siano particolarmente adatti per compensare un accumulatore di avviamento sottodimensionato, a causa della loro curva di scarica, poiché la loro tensione diminuisce linearmente con ogni joule estratto.

Ritengo che i condensatori siano particolarmente adatti per la fase di avviamento, proprio grazie alla loro curva di scarica. Infatti, il fabbisogno di potenza durante l'avviamento diminuisce parallelamente alla tensione del condensatore, il che rende l'avviamento più fluido e rapido.

Evento scatenante:
Secondo 0: La corona dentata inizia a girare: il motorino di avviamento deve accelerare il motore, compresa la massa volanica, da fermo. Il motorino di avviamento si comporta come una resistenza ohmica di 0,05 Ohm.
Secondo 0,2: Il motorino di avviamento si oppone alla prima compressione. In un altro cilindro, in quel momento, non avviene ancora un'espansione in senso opposto, poiché la pressione in eccesso è sfuggita durante la fase di stallo.
Secondo 0,4: La prima compressione è superata e la prima espansione (senza accensione, solo effetto della molla a gas) accelera notevolmente l'ulteriore movimento rotatorio.
Secondo 0,5: La successiva compressione avviene in modo molto più efficiente, perché l'inerzia rotazionale è stata ora correttamente accelerata dalla prima espansione. L'assorbimento di corrente del motorino di avviamento diminuisce notevolmente.
Secondo 0,6: 1. Accensione, aumento del numero di giri di avviamento del 50% durante il primo quarto di giro dopo la prima accensione; il motorino di avviamento assorbe solo una frazione della sua corrente di avviamento (in una visione ipotetica al rallentatore, per quanto riguarda i tempi). Sarebbe davvero interessante misurare la corrente di avviamento con un oscilloscopio.

I condensatori hanno una resistenza interna molto più bassa rispetto alla batteria di avviamento standard. Di conseguenza, si verificano minori perdite di potenza durante il processo di avviamento, il che significa che la tensione non scende immediatamente a 8V o meno. La tensione diminuisce gradualmente, ma questo avviene in controtendenza rispetto all'aumento della velocità di rotazione del motorino di avviamento, quindi questo effetto viene attenuato. Nei condensatori correttamente dimensionati, la velocità di rotazione del motorino di avviamento non scende mai al punto di avviamento (a meno di problemi di avviamento dovuti a problemi del motore).

Come giustamente detto, l'argomento decisivo è il desiderio di avere una riserva di energia elevata quando il motore è spento, sia per le luci notturne che per un sistema audio di alta qualità. Io personalmente potrei farne a meno, dato che raramente utilizzo la batteria per periodi prolungati quando l'auto è ferma. Per altri potrebbe essere diverso. In caso di incidente con luci di emergenza che lampeggiano a lungo, anche i condensatori e la piccola batteria di supporto presentano uno svantaggio. La densità energetica è maggiore nelle batterie al piombo tradizionali, mentre la densità di potenza è maggiore nei condensatori.

Saluti.
Holger.