Электротранспорт и его перспективы.

Цитата: Senya от 04.01.2024 14:29:59Нет на них 30% потерь. И даже 10% нет. 

Конечно нет ...Да и не может столько ..Но речь зашла про 5% (что тоже очень много на высоком напряжении  и на десятках - сотнях киловатт в промке)) ... Вы-же обиделись , и вступились за IGBT.   .... А те-же частотники ....стандартные . Ну например система вентиляции . 380В . Три фазы . Схема проста - трёхфазный выпрямитель , 6 диодов работает на конденсатор  , примерно 540 вольт .(Вот здесь есть где поработать , с диодами .На них большие потери) . Далее постоянка с конденсатора .Через   IGBT  генерируется нужная частота на трёхфазный двигатель . Напряжение - выше не поднимешь ..Вот и приходится довольствоваться тем , что есть . Но вообще-то здесь про электротранспорт (даже не про электромобили , про которые все считали  ) . Там сотни вольт всего .  Не киловольты . Киловольты - да , на подстанциях используются .
PS А про IGBT... Там ведь до таких ухищрений доходит , что пластины закладывают в реакторы (для повышения пробивных напряжений ).... "чё-то там нейтроны шалят... то-ли лишние примеси  выбивают , дефекты кристаллической решётки нормализуют...то-ли ещё  что-то похожее ". Не в активную зону , конечно .. Есть специальные камеры ... Туда "суют всё , что попадается под руку , для облучения" .
PPS  Наврал я всё про нейтроны ...(давно читал , подзабыл ) .Там не нейтронами а протонами .
Исходный монокристаллический FZ NTD-кремний — как у NPT-структур — (FZ NTD — Float Zone Neutron Trans multation Doped) монокристаллический бездефектный кремний, выращенный бестигельной зонной плавкой и модифицированный до требуемого сопротивления радиационным облучением методом изотопной трансформации Si30 в P31. (Это   у IR . Не знаю всех новшеств ).

Цитата: Superwad от 04.01.2024 07:47:05

ЦитатаLi-Ion аккумуляторная батарея состоит из десяти отсеков по восемь ячеек. Емкость — 12 кВт-ч, напряжение — 300 В, принудительно охлаждается кондиционером. Предусмотрены режимы активной зарядки на ходу (On-The-Go, включается кнопкой Charge) и сохранения энергии (кнопка Save). Батарея герметична и ремонтопригодна. Гарантия, как и на все электрокомпоненты, — пять лет или 100 000 км пробега

Это к вопросу охлаждения ТН. Охлаждается и ещё как.

А у меня на Приусе 6,5 кВт*ч и 200 Вольт. И никакого ТН нету. Потому что NiMH - до +60 градусов Цельсия чувствуют себя вполне прилично :)

У "классических" Li-Ion (LiCoO2) очень низкая максимальная рабочая температура - порядка +45 градусов Цельсия. У Li-Ti, вроде как, до +60. А у LiFePO4 - вообще до +65, а у некоторых моделей и до +75.

То есть проблема - в конкретном виде аккумуляторов и желании напихать побольше энергии (всё же плотность энергии у LiCoO2 повыше, чем у LiFePO4). Но если не устраивать извращений в стиле спорт-каров (на память сразу приходит Порше с его радиаторами охлаждения ДВС под днищем авто) - то всё прекрасно решается правильным выбором батареи. Это я ещё не вспоминаю про ZEBRA, которую наоборот, специально разогревать приходится.


PS: Про расход по трассе - от массы авто не особо зависит, больше всё же от скорости и площади поперечного сечения. У дизельных фур гружёных расход топлива - порядка 30 л/100 км, а они десятки тонн тянут. При этом расход того же Туарега дизельного - порядка 10 л/100 км, а он явно не в три раза меньше тащит. Класс D от класса C по площади лба не особо сильно отличаются.

PPS: А инвертору - один чёрт, обычного радиатора с вентилятором для охлаждения достаточно. При любом типе аккумуляторов. И двигателям - тоже. Асинхронники ещё на ЗиУ-5 без всяких ТН прекрасно охлаждались и работали. Работали много и тяжело.

Цитата: basilevs от 05.01.2024 12:30:15А у меня на Приусе 6,5 кВт*ч и 200 Вольт. И никакого ТН нету. Потому что NiMH - до +60 градусов Цельсия чувствуют себя вполне прилично :)

У "классических" Li-Ion (LiCoO2) очень низкая максимальная рабочая температура - порядка +45 градусов Цельсия. У Li-Ti, вроде как, до +60. А у LiFePO4 - вообще до +65, а у некоторых моделей и до +75.

Сколько емкость вашей батареи и сколько зарядный ток? Там мелочь, которая спокойно рассеивается на обычном воздушном радиаторе. Ниссан Диф спокойно обходится воздушним пассивным охлаждением. Но это клоп класса пробки гонять - это в магазин за хлебом ездить, не более.

Цитата: basilevs от 05.01.2024 12:30:15То есть проблема - в конкретном виде аккумуляторов и желании напихать побольше энергии (всё же плотность энергии у LiCoO2 повыше, чем у LiFePO4). Но если не устраивать извращений в стиле спорт-каров (на память сразу приходит Порше с его радиаторами охлаждения ДВС под днищем авто) - то всё прекрасно решается правильным выбором батареи. Это я ещё не вспоминаю про ZEBRA, которую наоборот, специально разогревать приходится.

Да всё просто. Имеем 150 кВт входящей мощности с колонки, 5 % резистивные потери на батарее, итого получаем 7,5 кВт выделяемого тепла. Чем отводить будем? А это не самая на сегодня большая мощность колонки, уже есть и по мощнее:
240 кВт - 12 кВт тепла
350 кВт - 17,5 кВт тепла,
а тут Тесла уже про мегаватт зарядки речь идёт, а это уже 50 кВт тепла нужно отводить. 

Цитата: basilevs от 05.01.2024 12:30:15PS: Про расход по трассе - от массы авто не особо зависит, больше всё же от скорости и площади поперечного сечения. У дизельных фур гружёных расход топлива - порядка 30 л/100 км, а они десятки тонн тянут. При этом расход того же Туарега дизельного - порядка 10 л/100 км, а он явно не в три раза меньше тащит. Класс D от класса C по площади лба не особо сильно отличаются.

PPS: А инвертору - один чёрт, обычного радиатора с вентилятором для охлаждения достаточно. При любом типе аккумуляторов. И двигателям - тоже. Асинхронники ещё на ЗиУ-5 без всяких ТН прекрасно охлаждались и работали. Работали много и тяжело.

Я писал расход топлива со своего авто. И его вес, а если учесть не самый лучший С_х, то очень даже сравнительно получается. На прямой трассе у меня 4-4,5 л/100 км с 4 чел. на борту на скорости 100-120 км/ч. Воронеж-Ростов-на-Дону с кондиционером полной загрузкой 4,7-4,9 л/100 км, скорость 130- 110 км/ч.

Испытания электромобилей в реальных условиях

Ничего лучшего на сегодня информации об реальных данных испытания электромобиля в реальных условиях высокоточной лабораторной измерительной аппаратурой я не нашёл., а так имеем


Зарядка/разрядка батареи - потери 15 %,
Охлаждение /отопление (скорее всего это работа ТН) -15 %
Потери инвертора - 2 %
Другая нагрузка - 8 % (освещение, магнитолы и пр.)
А на моторе еще имеем 7 % потерь в виде магнитных и тепловых потерь.
Итого на потери идёт аккурат 40 % электричества, которое оплачивается из своего кармана.
Только тут нет ещё одной хитрой цифирки - потери на инверторе при преобразовании из переменки в постоянку на колонке (или на внешнем/встроенном инвенторе). А там владельцы спокойно закладывают разницу в 18 % между тарифом зарядки медленной и быстрой (по крайне мере у нас в РБ так - быстрая 49 коп/кВт*ч, медленная 40 коп/кВт*ч.

Цитата: Superwad от 05.01.2024 15:06:24Только тут нет ещё одной хитрой цифирки - потери на инверторе при преобразовании из переменки в постоянку на колонке (или на внешнем/встроенном инвенторе).

А с чего бы выпрямление много кушало? Прямой переход 0,6 вольта для кремниевых диодов, при 380 действующего вообще ни о чём.

Цитата: Superwad от 05.01.2024 15:06:24А там владельцы спокойно закладывают разницу в 18 % между тарифом зарядки медленной и быстрой (по крайне мере у нас в РБ так - быстрая 49 коп/кВт*ч, медленная 40 коп/кВт*ч.

А вот тут возможно собака и порылась, резистивные потери растут как квадрат тока.

Цитата: Senya от 05.01.2024 16:43:27А с чего бы выпрямление много кушало? Прямой переход 0,6 вольта для кремниевых диодов, при 380 действующего вообще ни о чём.

Зануда On .... Два диода , впослед . И 380?  Но , не очень принципиально . Хотя там всякие реактивности-активности ещё ... Зануда Off .

Цитата: Superwad от 05.01.2024 14:44:58Сколько емкость вашей батареи и сколько зарядный ток? Там мелочь, которая спокойно рассеивается на обычном воздушном радиаторе. Ниссан Лиф спокойно обходится воздушным пассивным охлаждением. Но это клоп класса пробки гонять - это в магазин за хлебом ездить, не более.

Прекрасный пример, который говорит о том, что грамотно спроектированная батарея может жить на пассивном охлаждении. Если батарея спроектирована специально под электромобиле (как на Лифе), а не набрана из "пальчиков", как на Тесле - то и охлаждается она лучше.

Nissan Leaf обходится воздушным охлаждением потому, что специально под него спроектирована. Переход к бОльшим мощностям решается простым масштабированием - ставим радиаторы и вентиляторы побольше. Так же, как это решается на ДВС - где просто у TLC радиатор сильно больше, чем у Smart.

Цитата: Superwad от 05.01.2024 14:44:58Да всё просто. Имеем 150 кВт входящей мощности с колонки, 5 % резистивные потери на батарее, итого получаем 7,5 кВт выделяемого тепла. Чем отводить будем? А это не самая на сегодня большая мощность колонки, уже есть и по мощнее:
240 кВт - 12 кВт тепла
350 кВт - 17,5 кВт тепла,

Это лишь вопрос размера радиатора и скорости потока воздуха через него. Радиатор обычного ДВС рассеивает десятки киловатт - и ничего. Сколько рассеивается воздушным охлаждением на каком-нибудь АШ-62 - даже подумать страшно.

Цитата: Superwad от 05.01.2024 14:44:58Я писал расход топлива со своего авто. И его вес, а если учесть не самый лучший С_х, то очень даже сравнительно получается. На прямой трассе у меня 4-4,5 л/100 км с 4 чел. на борту на скорости 100-120 км/ч. Воронеж-Ростов-на-Дону с кондиционером полной загрузкой 4,7-4,9 л/100 км, скорость 130- 110 км/ч.

Считая теплоту сгорания дизеля за 50 МДж / л и КПД автомобильного дизеля 40% - получается 50 МДж/л * 4,5 л * 0,4 = 90 МДж / 100 км. На скорости 100 км/ч это 3600 секунд, 90 МДж / 3600 сек = 25 кВт.

То есть 25 кВт - это то, что потребно вашему авто, будь оно электромобилем, для движения со скоростью 100-120 км/ч по трассе.

Цитата: Superwad от 05.01.2024 15:06:24

Главные потери Well-to-wheel - они за пределами этой картинки. Возьмём за основу ТЭС - и сразу получаем, что в самом предельном и удивительном случае у нас КПД 60% только на самой генерации. А ещё 20% потерь в сетях - это как минимум. И уже получается, что Grid Energy, входящая энергия для данной картинки - это уже максимум (в самом идеальном случае) 0,6*0,8 = 48% от исходной теплоты сгорания топлива. А на самом деле - ещё меньше.

Собственно, поэтому я и считаю, что гибриды в плане топливной эффективности куда выше чистых электричек. Чистые электрички хороши только в двух случаях:
а) надо вынести всю срань от выбросов сгорания топлива подальше (но самой срани будет всё равно много)
б) электроэнергия вырабатывается не из сгорания углеродов - а из ГЭС/ВЭС/СЭС. Тогда - да, эффективная штука.


PS: Картинка хорошая, кстати.

Цитата: basilevs от 06.01.2024 00:55:51Главные потери Well-to-wheel - они за пределами этой картинки. Возьмём за основу ТЭС - и сразу получаем, что в самом предельном и удивительном случае у нас КПД 60% только на самой генерации. А ещё 20% потерь в сетях - это как минимум. И уже получается, что Grid Energy, входящая энергия для данной картинки - это уже максимум (в самом идеальном случае) 0,6*0,8 = 48% от исходной теплоты сгорания топлива. А на самом деле - ещё меньше.

Собственно, поэтому я и считаю, что гибриды в плане топливной эффективности куда выше чистых электричек. Чистые электрички хороши только в двух случаях:
а) надо вынести всю срань от выбросов сгорания топлива подальше (но самой срани будет всё равно много)
б) электроэнергия вырабатывается не из сгорания углеродов - а из ГЭС/ВЭС/СЭС. Тогда - да, эффективная штука.


PS: Картинка хорошая, кстати.

https://www.youtube.com/watch?v=XWpfbf7vVaE

Цитата: basilevs от 06.01.2024 00:48:36Переход к бОльшим мощностям решается простым масштабированием - ставим радиаторы и вентиляторы побольше.

Это совершенно не так, лимитирует коэффициент теплопередачи, т.к. максимальная температура поверхности радиатора ограничена допустимой температурой перехода. При определённой плотности отводимой мощности жидкостная система охлаждения становится легче воздушной.

Цитата: Senya от 05.01.2024 16:43:27А с чего бы выпрямление много кушало? Прямой переход 0,6 вольта для кремниевых диодов, при 380 действующего вообще ни о чём.

А вот тут возможно собака и порылась, резистивные потери растут как квадрат тока.

Без разницы на чём теряется, главное что эти потери приходится оплачивать со своего кармана!!! И их невозможно предотвратить, увы...

Цитата: basilevs от 06.01.2024 00:48:36Прекрасный пример, который говорит о том, что грамотно спроектированная батарея может жить на пассивном охлаждении. Если батарея спроектирована специально под электромобиле (как на Лифе), а не набрана из "пальчиков", как на Тесле - то и охлаждается она лучше.

Это пример того, что при масштабировании могут быть уже другие проблемы. И простыми пассивными способами их уже не решить. О чём и приводил пример выше.

Цитата: basilevs от 06.01.2024 00:48:36Это лишь вопрос размера радиатора и скорости потока воздуха через него. Радиатор обычного ДВС рассеивает десятки киловатт - и ничего. Сколько рассеивается воздушным охлаждением на каком-нибудь АШ-62 - даже подумать страшно.

Вообще-то это тепло выделяется при зарядке электромобиля на стоянке. Какие потоки воздуха??? Да ещё и на ограниченно площади теплосъёма, а ещё и нижняя сторона (а если есть зазор, то куда выводить горячий воздух из-под днища???

Цитата: basilevs от 06.01.2024 00:48:36Считая теплоту сгорания дизеля за 50 МДж / л и КПД автомобильного дизеля 40% - получается 50 МДж/л * 4,5 л * 0,4 = 90 МДж / 100 км. На скорости 100 км/ч это 3600 секунд, 90 МДж / 3600 сек = 25 кВт.

То есть 25 кВт - это то, что потребно вашему авто, будь оно электромобилем, для движения со скоростью 100-120 км/ч по трассе.

Я сравниваю два авто одинаковых потребительских качеств и не заморачиваюсь с пересчётом на эквивалент. Нет смысла в этом. Мой авто весит в снаряге 1880 кг, аналог чистый электромобиль - 2440 кг. Лишний вес тоже потребляет. Смотрел видео одного человека - на 130 км/ч электромобиль очень даже кушает более 30 кВт*ч/100 км (приблизительно моего класса авто).

Цитата: Superwad от 03.01.2024 22:14:03Я рассматривал не С класс, а D класс и приводил данные приблизительно одноклассников. Мой авто в снаряге 1880 кг, аналогичный электрик будет на 30 % тяжелее -2 440 кг. Лишний вес тоже нужно возить, электричество будет тратиться на каждый лишний килограмм. Так что в 25 легко можно вложиться в городе (я приводил данные по городу). На трассе мой авто на ровной дороге легко дает 4 л/100 км (на скорости 100-120 км/ч) с 5 людьми на борту.

 
что за авто? а то как только вы написали, что ваш авто на трассе легко дает 4 литра ... при массе 1880 кг и скорости 100-120 ...  
 
для примера ... BMW 520D ... 1620 кг пустой + водитель 100 кг (я лично) ... дает 4 литра только на ровном сухом автобане при равномерном прямолинейном движении при 100 км/час ... при плюсовой температуре ... проверял на прошлой неделе ... было +6°С ... 
 
как только 120 км/час, то поднимается до 5 литров ... чуть вверх-вниз ... до 5,5-6 литров ... средний по больнице 5,6 литра ... все это на темпомате/круизконтроле ... да, вокруг берлина все плоское ... высота над уровнем моря 25-30 метров ...
 
сегодня было -7°С ... на той же дорогое при 100 км/час 5,3 литра ... при 120 км/час - 6,2 литра ...

Цитата: Superwad от 03.01.2024 22:14:03Средняя мощность электрокара на сегодня составляет 193,7 кВт. Далее считаем - КПД электромотора 93 %, 7 % потери. Пусть 5 % будут резистивными потерями, а 2 магнитными. Получаем 193,7 - 5% - 9.6 кВт тепловой мощности нужно снимать с электромотора, причём как со статора, так и с ротора.

 
тапка в пол ... 10 кВт за 6 секунд = 17 Втч = 60 кДж ... энергия стехиометрического сгорания 1,5 грамма керосина ... легко аккумулируются структурными элементами двигателя ... и отдаются в окружающую среду ...

Цитата: Фёдор144 от 08.01.2024 18:43:03что за авто? а то как только вы написали, что ваш авто на трассе легко дает 4 литра ... при массе 1880 кг и скорости 100-120 ...  
 
для примера ... BMW 520D ... 1620 кг пустой + водитель 100 кг (я лично) ... дает 4 литра только на ровном сухом автобане при равномерном прямолинейном движении при 100 км/час ... при плюсовой температуре ... проверял на прошлой неделе ... было +6°С ... 
 
как только 120 км/час, то поднимается до 5 литров ... чуть вверх-вниз ... до 5,5-6 литров ... средний по больнице 5,6 литра ... все это на темпомате/круизконтроле ... да, вокруг берлина все плоское ... высота над уровнем моря 25-30 метров ...
 
сегодня было -7°С ... на той же дорогое при 100 км/час 5,3 литра ... при 120 км/час - 6,2 литра ...

1.5 DСi. Рено Дастер. Ещё раз посмотрите - указал расход на РОВНОЙ дороге, и да на круизе. По трассе М4 в России от Воронежа до Ростова-На-Дону средний расход составил с конциционером 4,7-4,9 л/100 км. Про ровную в одной плоскости дорогу там не приходится говорить. Ну и понимаете, что Сх у меня вообще далеко от прилизанных электромобилей...
А ещё вспоминаю 1.6D атмосферник 1 Джетта VW с коробкой 4+1 - после настройки и ремонтов капитальных - на трассе с 4+1 ребенок на скорости в 90 км/ч легко влезал в 4 л/100 км.

Цитата: Superwad от 09.01.2024 11:46:391.5 DСi. Рено Дастер.

Дастер 1.5 DCi в максимальной комплектации весит 1400 кг, а вовсе не 1880. У него максимальная допустимая полная масса меньше 2 тонн (1956 кг, если быть точным).

Дастер - отличная машина, спору нет. Мне он тоже нравится. Но авто длинной 4м34см (на 10 см длиннее ВАЗ-21099, на 10 см короче Vesta седан) - никакой не "класс D", тут самообольщаться не надо. Это небольшой компактный вседорожник (SUV), удачной конструкции.

Цитата: Superwad от 09.01.2024 11:46:391.5 DСi. Рено Дастер. Ещё раз посмотрите - указал расход на РОВНОЙ дороге, и да на круизе. По трассе М4 в России от Воронежа до Ростова-На-Дону средний расход составил с конциционером 4,7-4,9 л/100 км. Про ровную в одной плоскости дорогу там не приходится говорить. Ну и понимаете, что Сх у меня вообще далеко от прилизанных электромобилей...
А ещё вспоминаю 1.6D атмосферник 1 Джетта VW с коробкой 4+1 - после настройки и ремонтов капитальных - на трассе с 4+1 ребенок на скорости в 90 км/ч легко влезал в 4 л/100 км.

 
ауди Q8 е-tron 2,8 тонны ... при прямолинейном равномерном движении со скоростью 100 км/час потребляет (у меня) 14,2 кВтч ... 120 км/час - 15,5 кВтч ... 
 
при сжигании 4-х литров дизеля выделяется примерно 40 кВтч энергии ... умножаем на кпд 35-40% (при таком движении) и получаем те же 15-16 кВтч ...

Цитата: basilevs от 09.01.2024 12:00:59Дастер 1.5 DCi в максимальной комплектации весит 1400 кг, а вовсе не 1880. У него максимальная допустимая полная масса меньше 2 тонн (1956 кг, если быть точным).

Дастер - отличная машина, спору нет. Мне он тоже нравится. Но авто длинной 4м34см (на 10 см длиннее ВАЗ-21099, на 10 см короче Vesta седан) - никакой не "класс D", тут самообольщаться не надо. Это небольшой компактный вседорожник (SUV), удачной конструкции.

У меня в техпаспорте указано - снаряженный вес - 1880 кг, класс авто SUV.

Цитата: Superwad от 09.01.2024 14:54:56У меня в техпаспорте указано - снаряженный вес - 1880 кг, класс авто SUV.

Ну, это они что-то напутали. Это как у меня в Приусе - тупо просуммировали мощность ДВС и электромоторов. Аж самому завидно, сколько там л.с. получается.  А реально - в два раза меньше.

По Дастеру можно ориентироваться на официальный сайт Dacia (в ЕС он идёт под румынким брендом):
https://www.dacia.ro/gama-dacia/duster-ph2/dimensiuni-si-date-tehnice.html

Смотреть Greutate (вес), а именно MASA PROPRIE (Собственный вес). Для дизельного 4х4 это 1439 кг.

Цитата: Фёдор144 от 09.01.2024 14:48:00ауди Q8 е-tron 2,8 тонны ... при прямолинейном равномерном движении со скоростью 100 км/час потребляет (у меня) 14,2 кВтч ... 120 км/час - 15,5 кВтч ... 
 
при сжигании 4-х литров дизеля выделяется примерно 40 кВтч энергии ... умножаем на кпд 35-40% (при таком движении) и получаем те же 15-16 кВтч ...

А показания откуда взяты по расходу - с бортовой сети? А там учтено работа вспомогательных устройств, того же ТН, без которого система быстро закипит, потери на инверторе??? Потери на электромоторе мы не учитываем, хотя из той цифры что вы указали 7 % уйдёт в тепло на электромоторе. Поэтому прямой перевод некорректен. Да и как указано выше из розетки надо взять 140 кВт*ч чтобы получить 100 кВт*ч на батарее заряда (в теплое время года!!! в мороз эта величина не нормируется и легко вылезает за 40-50 % от номинального пробега). Да и КПД современного дизеля от 40 до 50 % будет. На моём вообще нет точки максимальной топливной экономичности - она одинаковая на всём диапазоне.
ЗЫ. Смотрел украинского ремонтника, спеца по электромобилям. Основные поломки - подшипники электромотора и кз - залив жидкости обмоток электромотора. И пробеги то не сильно такие уж и огромные 70-120 тыс. км. Самый прикол был ID.4 с рассыпавшимися  подшипниками на ... 20 км пробега!!!