Elbil-tråden

[sverreb]

30 minutes ago, Simen1 said:

- Regen på wattpedalen er veldig kjekt når man bare ligger og justerer hastigheten, men bremseeffekten bør skrues automatisk ned på glatt føre.

Hvis bremsing med motoren kan gjøres driftssikkert nok så ser jeg ikke noe poeng i å ha bremseskiver, kalipere og et helt rukkelverk til det. Siden batteriet ikke klarer å svelge unna noe voldsom bremseeffekt kan man rute overskuddsenergien andre steder. Jeg foreslår at det rutes videre til to steder:

1. Varmeelement i væskekretsen til batteriet (brukes når batteriet kan ha godt av økt temperatur)

2. En heftig vannkoker (kjekt på f.eks banekjøring). Noen som tar regnestykket på hvor mange gram vann den må varme opp fra f.eks 25°C og fordampe for å bli kvitt bremseenergien fra 2 tonn bil som bremser opp fra 200 til 0 km/t? Med diffusoren som kjøleribbe for vannet kunne man sikkert redusert vannforbruket en hel del på banekjøring.

Induktive bremser har en bremseeffekt som er proporsjonal med hjulhastigheten, så en bil uten mekaniske bremser har i praksis null bremseeffekt ved lav fart. D.v.s. at den ikke kan stå på bremsene eller eller stoppe helt opp annet enn ved parasittisk friksjon. M.a.o. no-go.
Kan man gjøre de induktive bremsene pålitelige nok kan man imidlertid kanskje kunne endre dimensjoneringen av de mekaniske bremsene.
En løsning for garantert tilgjengelighet kan imidlertid ikke være basert på å varme opp et reservoar eller bruke opp en begrenset resurs slik du foreslår over. Du kan ha dette i tilegg, men til sist må du ha en måte å være sikker på at du kan dumpe overskuddsenergien som vil si at du trenger en varmeveksler til luft som kan dumpe varme like raskt som bremsene produserer den. (Som jo er det mekaniske bremser også gjør) . En varmeveksler blir mer effektiv pr. enhet masse jo høyere temperatur den kan holde, så å gå via vann gjerne ikke ideellt. Her vil vannets høye spesifikke varmekapasitet jobbe mot deg.

Den kinetiske energien i en 2t bil i 200km/h er ca 3MJ. Vann har en spesifikk varmekapasitet på ca 4200 J/KKg (litt temperaturavhengig)  og fordampingsvarme på 2.26MJ/kg. Dette gir: (Ek = kinetisk energi, cp = Spesifikk varmekapasitet, dT = temperaturøkning dHvap = fordampingsvarme, m= masse)
Ek=m*cp*dT+m*dHvap => m= Ek/(cp*dT+dHvap) => m= 1160g

 

I.e. energien for å bremse en gang fra 200km/h til 0 er nok til å fordampe ca 1.2kg vann ved 25C

Endret 12. mars 2021 av sverreb

[oophus]

unik42 skrev (15 minutter siden):

Eneste jeg ikke liker er at jeg ikke kan bestemme (altså stille inn i cruisecontrollen) hvilken fart bilen skal holde gjennom rundkjøringer. 25mt/t er altfor tregt, så du må gi gass og overstyre automatikken.

Ja, slike ting burde være mulig over tid å oppdatere flytende gjennom HERE teknologien. V2X og/eller Car2X er implementert gjennom ME2.1, så det blir artig å se hvordan dette fungerer etterhvert. Dog i Norge så er det tydeligvis ikke lov ennå, eller noe slikt, så vi må nok vente litt. 

Men teoretisk sett så burde man kunne flagge slikt automatisk og justere dette til å bli optimalt over tid. 

[Simen1]

@oophus Både pris og vekt er en utfordring. Trenger man f.eks 1 kWh* superkondensator for å bremse opp fra 200-0 så veier det 100-300 kg. Man kan redusere vekta ved å gå ned på kapasiteten.

 

NB. Jeg har ikke tatt meg tid til å regne på faktisk energibehov ennå, så det er bare et guesstimate.

[Simen1]

sverreb skrev (1 time siden):

Induktive bremser har en bremseeffekt som er proporsjonal med hjulhastigheten, så en bil uten mekaniske bremser har i praksis null bremseeffekt ved lav fart. D.v.s. at den ikke kan stå på bremsene eller eller stoppe helt opp annet enn ved parasittisk friksjon. M.a.o. no-go.
Kan man gjøre de induktive bremsene pålitelige nok kan man imidlertid kanskje kunne endre dimensjoneringen av de mekaniske bremsene.
En løsning for garantert tilgjengelighet kan imidlertid ikke være basert på å varme opp et reservoar eller bruke opp en begrenset resurs slik du foreslår over. Du kan ha dette i tilegg, men til sist må du ha en måte å være sikker på at du kan dumpe overskuddsenergien som vil si at du trenger en varmeveksler til luft som kan dumpe varme like raskt som bremsene produserer den. (Som jo er det mekaniske bremser også gjør) . En varmeveksler blir mer effektiv pr. enhet masse jo høyere temperatur den kan holde, så å gå via vann gjerne ikke ideellt. Her vil vannets høye spesifikke varmekapasitet jobbe mot deg.

Den kinetiske energien i en 2t bil i 200km/h er ca 3MJ. Vann har en spesifikk varmekapasitet på ca 4200 J/KKg (litt temperaturavhengig)  og fordampingsvarme på 2.26MJ/kg. Dette gir: (Ek = kinetisk energi, cp = Spesifikk varmekapasitet, dT = temperaturøkning dHvap = fordampingsvarme, m= masse)
Ek=m*cp*dT+m*dHvap => m= Ek/(cp*dT+dHvap) => m= 1160g

I.e. energien for å bremse en gang fra 200km/h til 0 er nok til å fordampe ca 1.2kg vann ved 25C

Takk for regnestykket. Runt kiloen var omtrent det jeg regnet med (tror jeg har regnet på det før). Tanken var ikke å ha induktive bremser a la bremseskive med induktive kalipere hvis det var det du tenkte på, men å bruke motoren (som forsåvidt også benytter varianter av induksjon) til å bremse opp fra 200-10 eller noe sånt og aktiv motoreffekt fra 10-0 eller noe sånt. Sånn at man kan fjerne mekaniske bremser og alt rukkelraklet og uavfjæret / roterende masse det medfører. Derfor jeg tok opp driftssikkerhet først som sist.

For banekjøring vil vann bli en forbruksvare, men for veibruk (performance-modeller) så jeg for meg dimmensjonering av vanntanken for én nødbremsing fra maks-hastighet til 0 og deretter hastighetssperre på det resten av systemet klarer å takle. Hverken topphastighet eller nødbremsing er noe man som skjer ofte på vanlige veier (håper jeg), sånn at en hastighetssperre i ettertid av det vil neppe være noen praktisk begrensning man kommer ofte borti.

Banekjøring blir som du sier en annen sak. Da bør vanntanken være mye større og kjølingen av vannet mye bedre.

Hadde vært gøy å se dette i praksis på en bane. Nødbremsing etterfulgt av en dampsky som til forveksling ser ut som en sky av svidd gummi.

[oophus]

Simen1 skrev (23 minutter siden):

@oophus Både pris og vekt er en utfordring. Trenger man f.eks 1 kWh* superkondensator for å bremse opp fra 200-0 så veier det 100-300 kg. Man kan redusere vekta ved å gå ned på kapasiteten.

Ja, men syns det er spennende å følge med der også. Samt man trenger jo ikke så mye kapasitet om formålet er å ta inn maks effekt i 5-6 sekunder om gangen, og det samme den andre veien med akselerasjon i 5-6 sekunder av gangen. 

 

Endret 12. mars 2021 av oophus

[Kajac]

Ser ut som ID.4 dessverre slekter litt for mye på ID.3 når det kommer til negative ting  

[sverreb]

23 minutes ago, Simen1 said:

Takk for regnestykket. Runt kiloen var omtrent det jeg regnet med (tror jeg har regnet på det før). Tanken var ikke å ha induktive bremser a la bremseskive med induktive kalipere hvis det var det du tenkte på, men å bruke motoren (som forsåvidt også benytter varianter av induksjon) til å bremse opp fra 200-10 eller noe sånt og aktiv motoreffekt fra 10-0 eller noe sånt. Sånn at man kan fjerne mekaniske bremser og alt rukkelraklet og uavfjæret / roterende masse det medfører. Derfor jeg tok opp driftssikkerhet først som sist.

For banekjøring vil vann bli en forbruksvare, men for veibruk (performance-modeller) så jeg for meg dimmensjonering av vanntanken for én nødbremsing fra maks-hastighet til 0 og deretter hastighetssperre på det resten av systemet klarer å takle. Hverken topphastighet eller nødbremsing er noe man som skjer ofte på vanlige veier (håper jeg), sånn at en hastighetssperre i ettertid av det vil neppe være noen praktisk begrensning man kommer ofte borti.

Banekjøring blir som du sier en annen sak. Da bør vanntanken være mye større og kjølingen av vannet mye bedre.

Hadde vært gøy å se dette i praksis på en bane. Nødbremsing etterfulgt av en dampsky som til forveksling ser ut som en sky av svidd gummi.

Jeg tror vel den vanntanken din bare er til hinder. For å dumpe varme fra de induktive* bremsene kan du like godt legge et resistivt varmeelement (Den samme som du ville hatt i vanntanken din) i en aluminium eller stålkonstruksjon med stor overflate til luft. Denne kan da fint gå langt over 100C og vil dermed gi mye mye høyere kjøleeffekt via konveksjon enn hva en vanntank kan (I.e. før du begynner å tape vann p.g.a. fordamping).

I vanlige friksjonsbremser fungerer bremseskivene som varmeveksler, og siden de fint tåler høy temperatur har man effektiv kjøling uten å måtte ha en åpen kjøleløsning (Som i en løsning som slipper ut oppvarmet materie). I tilegg til å måtte fylle vann vil jo denne ha diverse problemer ved å stå i et bevegelig system så vannet vil skvette rundt i tanken og fort finne veien ut uten å ha blitt til damp først. (Den må jo være åpen, med store åpninger til luft for å unngå dampeksplosjon, og vil måtte tåle å ikke være full)

Siden de induktive bremsene ikke kan stoppe bilen helt** må du nok uansett ha friksjonsbremser ett sted. Vi har også et krav om at bremsene alltid skal kunne låse hjulene, noe induktive bremser ikke kan.

* Når jeg sier induktive bremser mener jeg alt som induserer en strøm av bevegelse. Normalt vil man bruke en motor som generator i et slikt system.

**) Man kan riktig nok tenke seg å kjøre motoren i bremsemodus som du foreslår, men det vil varme opp motoren ekstremt raskt og vil bruke energi av batteriet. Det vil også medføre en suboptimal motorkonstruksjon om du skal kunne holde hjulene stille mot noen grad av kraft (Som i å stå stille i en bakke f.eks). Et to minutters trafikal stopp i en bakke kan bli en vesentlig kjøleutfordring siden du ikke har fartsvind.  Se forøvrig steppermotorer som er optimert for denne typen belastning. (Og se hvor varme de blir når de står stille)

Endret 12. mars 2021 av sverreb

[oophus]

Kajac skrev (3 minutter siden):

Ser ut som ID.4 dessverre slekter litt for mye på ID.3 når det kommer til negative ting  

En majoritet av de negative tingene ser du at han lister opp som kan fikses gjennom SW senere, og det er jo nettopp derfor disse ikke er sendt ut til kunder i store kvanta nå før ME2.1. Utsettelsen handlet jo om å få oppdatetert software før de ble sluppet. 

[Simen1]

oophus skrev (23 minutter siden):

Ja, men syns det er spennende å følge med der også. Samt man trenger jo ikke så mye kapasitet om formålet er å ta inn maks effekt i 5-6 sekunder om gangen, og det samme den andre veien med akselerasjon i 5-6 sekunder av gangen.

Joda, spennende å følge med på ny teknologi, men akkurat her tror jeg ikke superkondensatorer har så mye for seg. Som @sverreb regnet ut må man absorbere 3MJ for å bremse en 2t bil fra 200-0 km/t (og selvsagt samme tilbake til 200, gitt 0 tap). 3 MJ er 0,83kWh. Selv de råeste laboratorie-superkondensatorene ville altså veid minst 83 kg, uten øvrig elektronikk / chassi etc. Det veier ennå for mye. Men vannkoker-konseptet mitt trenger ikke likeretter og kan veie så lite som 1,2 kg vann + beholder og varmeelementer, altså bare noen få kg for å ha praktisk verdi i f.eks en veiregistrert bil som skal brukes på autobahn. Alternativt 10-20 kg i en som skal leke seg på Nurnburgring.

[oophus]

Simen1 skrev (12 minutter siden):

Joda, spennende å følge med på ny teknologi, men akkurat her tror jeg ikke superkondensatorer har så mye for seg. Som @sverreb regnet ut må man absorbere 3MJ for å bremse en 2t bil fra 200-0 km/t (og selvsagt samme tilbake til 200, gitt 0 tap). 3 MJ er 0,83kWh. Selv de råeste laboratorie-superkondensatorene ville altså veid minst 83 kg, uten øvrig elektronikk / chassi etc. Det veier ennå for mye. Men vannkoker-konseptet mitt trenger ikke likeretter og kan veie så lite som 1,2 kg vann + beholder og varmeelementer, altså bare noen få kg for å ha praktisk verdi i f.eks en veiregistrert bil som skal brukes på autobahn. Alternativt 10-20 kg i en som skal leke seg på Nurnburgring.

83kg når man kan fjerne 250kg av batteripakkene i fremtiden syns jeg da høres greit ut? Verdien av å få fjernet mye vekt i batteriene ved at man får effekten man er ute etter gjennom disse syns jeg høres bedre ut enn vann-tank-ideen? 

[Simen1]

sverreb skrev (3 timer siden):

Jeg tror vel den vanntanken din bare er til hinder. For å dumpe varme fra de induktive* bremsene kan du like godt legge et resistivt varmeelement (Den samme som du ville hatt i vanntanken din) i en aluminium eller stålkonstruksjon med stor overflate til luft. Denne kan da fint gå langt over 100C og vil dermed gi mye mye høyere kjøleeffekt via konveksjon enn hva en vanntank kan (I.e. før du begynner å tape vann p.g.a. fordamping).

I vanlige friksjonsbremser fungerer bremseskivene som varmeveksler, og siden de fint tåler høy temperatur har man effektiv kjøling uten å måtte ha en åpen kjøleløsning (Som i en løsning som slipper ut oppvarmet materie). I tilegg til å måtte fylle vann vil jo denne ha diverse problemer ved å stå i et bevegelig system så vannet vil skvette rundt i tanken og fort finne veien ut uten å ha blitt til damp først. (Den må jo være åpen, med store åpninger til luft for å unngå dampeksplosjon, og vil måtte tåle å ikke være full)

Siden de induktive bremsene ikke kan stoppe bilen helt** må du nok uansett ha friksjonsbremser ett sted. Vi har også et krav om at bremsene alltid skal kunne låse hjulene, noe induktive bremser ikke kan.

* Når jeg sier induktive bremser mener jeg alt som induserer en strøm av bevegelse. Normalt vil man bruke en motor som generator i et slikt system.

**) Man kan riktig nok tenke seg å kjøre motoren i bremsemodus som du foreslår, men det vil varme opp motoren ekstremt raskt og vil bruke energi av batteriet. Det vil også medføre en suboptimal motorkonstruksjon om du skal kunne holde hjulene stille mot noen grad av kraft (Som i å stå stille i en bakke f.eks). Et to minutters trafikal stopp i en bakke kan bli en vesentlig kjøleutfordring siden du ikke har fartsvind.  Se forøvrig steppermotorer som er optimert for denne typen belastning. (Og se hvor varme de blir når de står stille)

Poenget med vanntanken er å utnytte vannets høye fordampningsvarme (og varmekapasitet) og dermed unngå brennheite overflater mot luft som potensielt kan antenne gasser eller lekket drivstoff etter en kollisjon, eller rett og slett sette fyr på gress eller skade noen som kommer borti enkelte steder på den parkerte bilen. Erstatter man 1 kg vann med 1 kg aluminium må det varmes til 500°C for å ta opp like mye varmeenergi. Enig i at det luftes lett bort til luft, men i praksis betyr det at man må bruke 3-5kg aluminium som erstatning for 1 kg vann. Jeg ser helt klart fordelen med at aluminiumet ikke blir brukt opp, men tenkte bare at nødbremsning fra topphastighet er en såpass sjelden hendelse at man kan tåle å måtte kjøre i "limp mode" til et sted man kan fylle vann. Under mer normal bruk koker ikke vannet bort. Da fungerer radiatoren som en kjøleribbe på lik linje med aluminium.

Mekaniske park-bremser trenger ikke dimmensjoneres for mye kjøling. De kan være knøttsmå. Fristende å sammenligne med tråsykkelbremser.

Edit: Har man en batteripakke på 500 kg så kan man dumpe 3MJ varmeenergi der uten å heve temperaturen nevneverdig. Den vil fungere som et greit som en buffer for termisk energi (i tillegg til regenerert elektrisk energi), til man får ventilert varmen kontrollert bort gjennom radiatorer. Men det trengs selvsagt heftigere radiator for banekjøring.

 

Endret 12. mars 2021 av Simen1

[Simen1]

oophus skrev (1 time siden):

83kg når man kan fjerne 250kg av batteripakkene i fremtiden syns jeg da høres greit ut? Verdien av å få fjernet mye vekt i batteriene ved at man får effekten man er ute etter gjennom disse syns jeg høres bedre ut enn vann-tank-ideen? 

Hvor i all verden har du 250 kg fra? Mener du superkondensatorer skal erstatte batterikapasitet? I så fall er det over hodet ikke det vi diskuterte. Batterier brukes ikke til å regenerere maksimal bremseeffekt uansett. De er ikke i nærheten av å kunne svelge unna nok energi.

Endret 12. mars 2021 av Simen1

[oophus]

Simen1 skrev (7 minutter siden):

Hvor i all verden har du 250 kg fra? Mener du superkondensatorer skal erstatte batterikapasitet? I så fall er det over hodet ikke det vi diskuterte. Batterier brukes ikke til å regenerere maksimal bremseeffekt uansett. 

Leste du ikke den første posten jeg hoppet inn med da? Jeg tok opp en fremtid der batteriene er dobbelt så energitette. Jeg tviler på at man fortsetter ferden til ~200kWh i bilene på det tidspunktet, så man får fjernet rundt 250kg til andre ting da. Det er ikke snakk om å erstatte batterikapasitet, men å beholde batterikapasitet dog for halvparten av vekten en gang i fremtiden. Når man så har fått fjernet 250kg, så syns jeg 80 kg for superkondensatorer ikke er så ille. 0,5kWh hadde jo vært nok det, til å gi en god effekt for bedre rekkevidde med mye mer effektiv regenerativ bremsing. Man trenger jo ikke skalere slikt større enn at det skal være nok til å ta opp energi i en 4-5 sekunder innunder en hard nedbremsning. 

Simen1 skrev (12 minutter siden):

Batterier brukes ikke til å regenerere maksimal bremseeffekt uansett. De er ikke i nærheten av å kunne svelge unna nok energi.

Nettopp. Regenerativ bremsing er vell mellom 15-70% effektiv basert på hvor hardt man bremser om jeg husker rett fra en undersøkelse tidligere. Dog med en superkondensator så kan du være ved 70% hele tiden med korrekt bruk (noe av det må sperres av for å starte ved korrekt SoC).  
 

[Simen1]

Jeg synes det blir feil å motregne på den måten for å fremheve at 83 kg er grei vekt for et bremsesystem. Man tar gjerne i mot vektreduksjonen på 250 kg, uten å bruke det som unnskyldning for å lesse på med andre tunge ting.

Superkondensatoren på 83++ kg vil bare ha regenererende funksjon når man nødbremser. Batteriet svelger unna det aller meste av normal bremsing, altså noe sånt som 90-99% av av all bremseenergi. De 83 kiloene vil altså i all hovedsak være dødvekt som øker rullemotstanden og tilfører veldig sjeldent noe særlig bremseenergi.

Vekta 83 kg er forresten basert på energitettheten til superkondensatorer på prototypestadiet, i laboratorier. Det er ikke sikkert det egner seg for bruk i bil under ulike temperaturer, vibrasjoner osv, eller at det lar seg masseprodusere billig. Vi kan like gjerne ta utgangspunkt i litt mer nøkterne men reelle superkondensatorer som da ville veid 250 kg for 3 MJ (den energien som må absorberes for å bremse 2 tonn fra 200 km/t til full stopp.)

Poenget med vann er at det er vesentlig lettere enn den mengden stål man trenger i vanlige skivebremser og kalipere, samt at vannet kan plasseres et sted som er avfjæret og ikke øker vekta av roterende masse slik skivebremser gjør. I kombinasjon med vanlig regenerering via likeretter til batteri (10~100 kW) så sparer man en hel del vekt sammenlignet med skivebremser + vanlig regenerering. Og det vil fungere fint til kjøring på vei.

[sverreb]

2 hours ago, Simen1 said:

Poenget med vanntanken er å utnytte vannets høye fordampningsvarme (og varmekapasitet) og dermed unngå brennheite overflater mot luft som potensielt kan antenne gasser eller lekket drivstoff etter en kollisjon, eller rett og slett sette fyr på gress eller skade noen som kommer borti enkelte steder på den parkerte bilen. Erstatter man 1 kg vann med 1 kg aluminium må det varmes til 500°C for å ta opp like mye varmeenergi. Enig i at det luftes lett bort til luft, men i praksis betyr det at man må bruke 3-5kg aluminium som erstatning for 1 kg vann. Jeg ser helt klart fordelen med at aluminiumet ikke blir brukt opp, men tenkte bare at nødbremsning fra topphastighet er en såpass sjelden hendelse at man kan tåle å måtte kjøre i "limp mode" til et sted man kan fylle vann. Under mer normal bruk koker ikke vannet bort. Da fungerer radiatoren som en kjøleribbe på lik linje med aluminium.

 

Jeg skal ikke diskutere så mye omkring banekjøring. Det blir et særtilfelle, og meg bekjent blir konsumerbart vann alt brukt i noen disipliner (det blir brukt som spraykjøling på bremseskiver)

For alminnelig bruk må vi ha i tankene at dette er noe som må etterfylles jevnlig, og siden det i praksis er en kjele må den også renses jevnlig siden alt som ikke er vann i vannet blir igjen og blir isolasjon. Vannet vil naturligvis også dampe av helt av seg selv over tid. Så vedlikehold av dette blir... noe irriterende.

Ha også i tankene at fordampningsvarmen er nesten hele varmekapasiteten du har å jobbe med. Energien  for å heve temperaturen fra romtemperatur til 100C for 1kg vann er bare 315kJ, eller tilsvarende til å bremse fra litt over 60 km/t, så vanntanken din må være vesentlig større enn 1l om du skal unngå avkoking i vanlig bruk. Allerede ved å bremse fra 80km/t vil du miste 80g vann, og fra 110 bruker du 270g (om du bare hadde en liter og det startet på 25c, mer om det er andre ganged du bremser og vannet ikke har kjølt seg ned enda). Nå må vi anta at du kan rute en del av dette til batteriet normalt, men igjen dette er bremser og skal alltid virke, og det er rett som det er at forholdene ikke er der for at batteriene kan motta store mengder effekt. (å bremse til null fra 110km/t over 10s, som jo neppe er drastisk medfører nesten 100kW i bremseeffekt) . M.a.o. du må regne med å dampe av store mengder vann i helt alminnelig bruk, og siden 100C ikke er fryktelig varmt så blir ikke konveksjonen så stor.

I tilegg er vann et uggent matriale som medfører masse problemer om man ikke laster det opp med masse korrosjonsdempere og annet ugg, dette blir verre jo varmere det blir, så denne tanken som du skal fylle kommer til å være utsatt for korrosjon.

V takler helt fint å ha noen varme overflater, det er hva bremser er i dag. Skivebremser kan fint komme opp i 500C, men de kjøles fort ned igjen. Flytter du varmen ved å frikople varmeelementet fra hjulakslingen kan du isolere dette enda bedre, f.eks ved å sette opp en resistor i en intern vindtunnell. Jo varmere du kan drive den resistoren (og 1000C burde være helt greit gjørbart) jo mindre masse trenger du. Etter hvert blir også varmeavvisningen rask nok til at selv det du dumper til luft MENS du bremser hjelper.

Tatt i betraktning at vannløsningen trenger tank (som nok er godt over 1l), fylleventil, avdampingsventil (som nok nå dimensjoneres godt opp tatt i betraktning at du har en temmelig kraftig vannkoker under den) så er ikke nødvendigvis en 10-15 kg heatsinking for en varmedump dramatisk, og da har du en solid-state løsning.

 

Endret 12. mars 2021 av sverreb

[Simen1]

Takk for en masse interressante betraktninger. Jeg er egentlig ganske overbevist og klar for å trekke forslaget. (Har jo unngått å nevne frost av en grunn ) Men jeg må bare få ta opp et siste lille punkt her:

sverreb skrev (44 minutter siden):

Allerede ved å bremse fra 80km/t vil du miste 80g vann, og fra 110 bruker du 270g (om du bare hadde en liter og det startet på 25c, mer om det er andre ganged du bremser og vannet ikke har kjølt seg ned enda). Nå må vi anta at du kan rute en del av dette til batteriet normalt, men igjen dette er bremser og skal alltid virke, og det er rett som det er at forholdene ikke er der for at batteriene kan motta store mengder effekt. (å bremse til null fra 110km/t over 10s, som jo neppe er drastisk medfører nesten 100kW i bremseeffekt) .

Under normal bruk tenkte jeg at det vanlig regenerering ville ta opp det meste av energien slik at det er lite som må rutes til vannkokeren.

Også er vel siste halmstrå at jeg heller ville rutet de 10 sekundene med 100kW til batteriet når det er varmt nok til å mota så mye elektrisk, og når det er kaldere burde energien dumpes som varme i batteripakken som pga vekt bare blir noen få grader varmere.

[oophus]

Simen1 skrev (2 timer siden):

Jeg synes det blir feil å motregne på den måten for å fremheve at 83 kg er grei vekt for et bremsesystem. Man tar gjerne i mot vektreduksjonen på 250 kg, uten å bruke det som unnskyldning for å lesse på med andre tunge ting.

Du får jo fordelen av høy effektivitet under regen som brukes under tidspunktet med høyest forbruk i tillegg? 

 

Simen1 skrev (2 timer siden):

Batteriet svelger unna det aller meste av normal bremsing, altså noe sånt som 90-99% av av all bremseenergi.

Det der er tøys. Rekorden i F1 er 70% "round trip" effektivitet. I vanlige personbiler så er man mellom 16-70% på regen alene. Veldig avhengig av optimal temperatur og SoC samt hvor hardt man bremser. 

 

Simen1 skrev (2 timer siden):

Superkondensatoren på 83++ kg vil bare ha regenererende funksjon når man nødbremser.

Ja, du vil jo ikke se dette i en Zoe liksom, men jeg brukte "supersportsbiler" tidligere. 

Hadde jo vært veldig spennende om KERS systemet i F1 ikke hadde 60kW maks boost. Der har jo svinghjul også vært innom. 

Simen1 skrev (2 timer siden):

I kombinasjon med vanlig regenerering via likeretter til batteri (10~100 kW) så sparer man en hel del vekt sammenlignet med skivebremser + vanlig regenerering.

I Rasa så lurer jeg på om de faktisk har kuttet ut skivebremser. Men er litt usikker. Isåfall kan det jo være pga den kun veier 580 kg. 

Endret 12. mars 2021 av oophus

[sverreb]

24 minutes ago, Simen1 said:

Også er vel siste halmstrå at jeg heller ville rutet de 10 sekundene med 100kW til batteriet når det er varmt nok til å mota så mye elektrisk, og når det er kaldere burde energien dumpes som varme i batteripakken som pga vekt bare blir noen få grader varmere.

Det øker nok i temperatur raskere enn du kanskje tror. Vann er et fantastisk matriale, og det meste som er ikke-vann har mye mye lavere spesifikk varmekapasitet ca 400J/Kkg er ofte et greit gjennomsnitt for metaller alminnelig brukt i batterier. fordelt på 300kg batteri gir 1MJ bremseenergi (som i full stopp fra 110km/h) 8K temperaturøkning. Siden batterier har et temmelig smalt akseptabelt temperaturvindu (målt i noen titalls kelvin) gjør du ikke det mye før du får problemer.

TIl sist kommer du til å måtte ha en effektiv måte å dumpe varme til omgivelsene hvis ikke blir det fryktelig vanskelig å være trygg på at du egentlig har bremser.

Det som er fint med matrialer som stål er at de kan helt greit tåle 5-800C, så de har kanskje ikke vanns monstrøse 4200J/KKg, men til gjengjeld kan de ta en magnitude høyere temperaturøkning uten videre problemer.

[Simen1]

sverreb skrev (1 time siden):

TIl sist kommer du til å måtte ha en effektiv måte å dumpe varme til omgivelsene hvis ikke blir det fryktelig vanskelig å være trygg på at du egentlig har bremser.

Til vanlig gatebruk kan man sikre god nok bremsefunksjon ved å begrense topphastigheten elektronisk når batteriet eller bremseskivene er i varmeste laget. Til gatebruk (autobahn) mener jeg det er helt greit å bare ha kapasitet til én nødbremsing fra høy hastighet og deretter ha elektronisk begrenset hastighet noen minutter til varmelagret blir kjølt ned igjen.

 

[sverreb]

1 hour ago, Simen1 said:

Til vanlig gatebruk kan man sikre god nok bremsefunksjon ved å begrense topphastigheten elektronisk når batteriet eller bremseskivene er i varmeste laget. Til gatebruk (autobahn) mener jeg det er helt greit å bare ha kapasitet til én nødbremsing fra høy hastighet og deretter ha elektronisk begrenset hastighet noen minutter til varmelagret blir kjølt ned igjen.

 

Det kommer an på. Hvis det er bare nødbrems som blir så varmt så ja, men selv normal bremsing kan innebære å dumpe en MJ, og da er det ikke sikkert det er greit å måtte vente til at en lavtemperatur heatsink dumper varmen. Høytemperatur heatsinker kan dumpe varme mye raskere. Men hvor effektivt er det å ha ekstra utstyr som bare er der for nødbremsing?

Husk at om du dropper farten på 3 sekunder eller ti gjør ingen forskjell for hvor mye som må dumpes. Det gjør en viss forskjell på hvor mye energi et ev. batteri kan ta opp siden det er effektbegrenset, men bremsene må virke uansett og batteriet er kanskje ikke i en tilstand hvor det kan ta i mot mye effekt, så da må du ha en heatsink uansett. Men om du har en lavtemperatur heatsink så vil den akkumulere mye varme uten å ha nok dT til å bli kvitt den igjen med noen grad av tempo.

Dette er en alminnelig problemstilling i engineering. Hvis du har et sikkerhetskrav du nesten alltid kan håndtere med enkelt utstyr så hjelper det ikke, du må uansett ha annet utstyr til stede for å håndtere de tilfellene det enkle utstyret kom til kort, siden en feil ikke er akseptabelt.

Her er forøvrig en temperaturgraf av en industriell skivebrems:

Som du ser, når den kommer opp i temperatur så dumper den ca 70K på 60s. Om vi tar det tallet og antar det også gjelder biler, så har vi 4 skiver a 10kg støpejern (460J/KKg) => >20kJ/s eller > 1MJ på 60 sekunder. I.e. et slikt system er i termisk ekvilibrium omkring 300C om man gasser opp til 110km/t og så bremser til null hvert minutt. (Og lar du skivene blir varmere øker kjøleeffekten proporsjonalt, d.v.s gjerne litt mer enn proporsjonalt side du da sikkert kjører fortere) , Sammenlign med hvor mye saktere det går når de er kalde.

Så som sagt, for effektiv kjøling er lav spesifikk varmekapasitet bra så lenge du kan holde deg innenfor matrialenes tålegrense siden temperaturen da øker for samme energi inn, og dT går opp slik at kjølingen øker. Trikset for å få mest mulig kjøling på minst mulig masse er dermed å maksimere temperaturen på radiator/konvektorinnretningen din.