El- og hybridbiler smider to tredjedele af bremseenergien væk. Et svinghjulslager er løsningen – også for benzinbiler, siger udviklingsfirma.
Glem alt om elektrisk genvinding af bremseenergi i el- og hybridbiler. Sådan lyder den provokerende melding fra en amerikansk iværksætter med støtte fra et britisk universitet.
Han mener, at energitabet i el- og hybridbiler er alt for stort, og arbejder nu på en mekanisk løsning.
»Vi kan ikke se nogen grund til at vi ikke skulle nå ned på 1.000 dollar, som realistisk pris for en enhed, der kan eftermonteres på en Toyota Prius, når vi når op i volumenproduktion omkring omkring 2014,« siger Chris Ellis, der er direktør i udviklingsfirmaet Hykinesys i USA, til ing.dk.
Alt for store tab
Energikæden i en opbremsning og acceleration med regenerative bremser i en elbil lyder sådan: Mekanisk energi omformes til elektrisk i en generator (minus tab). Den elektriske energi omformes via effektelektronik (minus tab) til kemisk energi i et batteri (minus tab). Når bilen igen accelereres, omformes kemisk energi (minus tab) til elektrisk, som omformes via effektelektronik (minus tab) til mekanisk energi i elektromotoren (minus tab).
Alt i alt kan genvindingen af energi i denne kæde højest nå op på 35 pct. Oveni kommer at hybridbilernes batterier er så små, at bilerne kun kan accelerere forsigtigt, før forbrændingsmotoren alligevel tvinges til at starte og hjælpe med.
Fundamental fysik siger, at hver gang energi skifter form, er der et tab, forklarer Chris Ellis og Dr. Keith Pullen fra City University, London, i en artikel i det anerkendte biltekniske magasin ATZ Auto Technology.
Af den årsag vil et rent mekanisk system altid være langt mere effektivt end et blandet mekanisk/elektrisk/kemisk system.
Et rent mekanisk system omformer bilens rullende inerti til roterende inerti i et svinghjulssæt, som kan gøres lille nok til, at det kan placeres mange forskellige steder i bilen.
Jaguar skal være første forsøgsbil
Chris Elllis er særlig glad for den pointe, at et godt svinghjulssystem vil udjævne forskellen i energiforbrug mellem lette og tunge biler. Ved konstant hastighed på landevej bruger en bil på 1.000 kg og en bil på 1.500 kg næsten det samme – alt andet lige. I byer vil den tunge bil bruge mere end den lette, men ikke med et svinghjulssystem.
»Vi vil først og fremmest satse på at komme ind på markedet for eftermontering af vores system. Allerførst går vi efter tunge og dyre biler,« forklarer Chris Ellis.
Rent teknisk består systemet af to svinghjul, som roterer hver sin vej. Svinghjulene tilkobles bilens hjul gennem aksler og planetgear evt. i kombination med en hjulmotor/generator forbundet til en motor/generator på svinghjulet. Styringen af energiflowet til og fra svinghjulssættet sker elektrisk.
Hykinesys har endnu ikke en prototype af systemet klar, men inden for otte måneder regner Chris Ellis med at lave om på det. Første forsøgsbil bliver en Jaguar XJ8, som skal have et svinghjulssæt bygget ind på reservehjulets plads.
Om ti måneder skal en præserie af svinghjulssæt være klar.
Ifølge Chris Ellis ligger hans firma Hykinesys »i forhandlinger« med hhv. en stor europæisk bilproducent og en kinesisk.
Chris Ellis får meget omtale og har fået offentliggjort mange artikler om svinghjulslagre i anerkendte tidsskrifter.
På forsiden af virksomhedens hjemmeside står der: "coming soon". Ligesom prototypen.
Såvidt jeg har forstået, bruger man ikke kun den genindvundne energi ved nedbremsning kun for at spare energi. Men man bruger den også som en del af nedbremsningen af bilen og derved sparer på de fysiske bremser. Men jeg kender ikke økonomien i det, men det må betyde længere mellem service besøg! Og mindre forurening af bremsestøv.
Til nye el-baserede biler er han en kende for sent ude, for nyproduktionen anno 2014 har jo batterier der kan optage energien stort set uden tab.Jo, men med en generator med en lille størrelse , ift bremseeffekten, er det jo alligevel kun en brøkdel af bremseenergien der bliver forsøgt pakket ned i akkumulatoren!
Det her må være som at udvikle en ny dims til hjuldamperen, på et tidspunkt hvor alle andre tror på skruen.
Så er der 80% tab den ene vej, genvinder man op til 80 % af bremse energien.
De hårde opbremsninger tager de mekaniske bremser sig af, mekaniske bremser alle elbiler har udover deres regen bremser.
Jo, men med en generator med en lille størrelse , ift bremseeffekten, er det jo alligevel kun en brøkdel af bremseenergien der bliver forsøgt pakket ned i akkumulatoren!
IBM mente dengang de slap deres PC løs at den menneskelige hukommelse var på 1 MB og mere var der ikke brug for i et sådant apparat.
Svar til forskellige.
En 50 - 100 KW motor i en personbil er ikke en lille, men derimod en rigelig stor "generator" i forhold til de opbremsninger man har 95% af tiden.
For det meste bremser vi jo ikke hårdere end vi accelerer med den samme motor.
men jeg tvivler s'gu på mulighederne for at gøre noget ved det!
Alt andet lige skal belønningen af systemet være større en tabet ved den ekstra vægt i bilen. Det er måske meget smart at lægge det ved reservehjulet, da lige netop reservehjulet på en Porsche Cayenne kan veje godt til.
Hej Martin
Det var IBM´s alvorlige mening dengang for 30 år siden. Commodoren, Atarien og Sinclair ZX 80 klarede sig med 64Kb. Så en mega var en betragtelig forstørrelse med de første PCér af x86 serien.
Men en hver "moderne" designet el bil vil nok eliminere den overførig, og have motorer direkte i hjulene, med svært lille tab.
Jeg tror også på det princip, men dog med motorenheden trukket ind mod bilens midte
....den menneskelige hukommelse var på 1 MB....
Du går fra 108 km/t til fuld stop på 6 sekunder, mener du seriøst det er blød kørsel?
Det må være acceptabelt at smide så store energimængder væk, udfra en betragtning om at det meget sjældent vil forekomme.
Vil tro vi får svært ved at designe den konventionelle bremse ud af køretøjerne - ved heller ikke om det ville være ønskeligt.
Du går fra 108 km/t til fuld stop på 6 sekunder, mener du seriøst det er blød kørsel?
Det må være acceptabelt at smide så store energimængder væk, udfra en betragtning om at det meget sjældent vil forekomme.
Må give Benny ret her - det giver ingen mening at bruge en katastrofe opbremsning fra motorvejshastighed til stilstand som eksempel.
Dét man skal tænke på her er at stort set ingen opbremsninger er perfekt doseret med ens bremsekraft hele opbremsningen igennem; vældig mange opbremsninger kommer i nærheden af maksimaql bremsekraft et eller andet sted i bremseforløbet!
Elektromotorer/-generatorer kan overbelastes kortvarigt 200-300 procent, men overbelastningen må betales med en kraftigt forringet virkningsgrad! Hvis en elektromotor skal kunne bremse med 600 kW i nogle sekunder, skal den være normeret til mindst 200 kW - helt urealistisk for en mellemklassebil!
inden for de 2 gange 20 kvardratcentimeter der berører vejbanen.
har du dæk der skal pumpes op til 20 bar
Hvis vi forudsætter en bil der vejer 1000kg og kører 108Km/t = 30m/s, og man ønsker at bremse med -5m/s^2: Bremselængde 90m og 6 sekunder.
Bevægelsesenergi = 1/2mV^2=450Kj = 125Wh
Effekt = g*m*V(t). Max = 150KW
Hvis man så ser på hvad batteri og konvertere skal klare bliver det lidt heftigt.
Med 200V spænding bliver det max 750A. Sammenlignet med hurtigladning (20KWh batteri) på en time som kræver 100A, ligesom det kræver 100A hvis du vil bruge 20KW til fremdrift.
[\quote]
Hej Svend.
Nu må du jo lige tænke på, at der hvor den regenerative bremsning betyder noget, er de hundredvis af opbremsninger, der foretages i bytrafik og ikke den forhåbentlig enkelte hårde opbremsning du laver på motorvejen, når der pludselig er kø.
I byen må der for det meste ikke køres mere end halvdelen af din foreslåede hastighed og hvis du er lidt forudseende kan du nok også bruge lad os sige 12s på nedbremsningen ved rødt lys.
Så er effekten, der skal afsættes ca. 1/8 af de 150kW altså knapt 20kW. Det er ca. det min. Citroen AX kan afsætte og rent faktisk kan det lade sig gøre at køre tværs gennem København uden at bruge den mekaniske bremse og iøvrigt følge trafikken. Jo der er brug for en hård opbremsning engang imellem, men det er ikke der, energien ligger begravet.
Det der sætter effektbegrænsningen er såvidt jeg kan se på systemet den konverter, der skal omsætte motorspændindingen til batteriladespænding. Med et moderne AC-system kan det gøres meget bedre.
http://en.wikipedia.org/wiki/S...itor
Other advantages of electric double-layer capacitors compared with rechargeable batteries are extremely low internal resistance or ESR, high efficiency (up to 97-98%), high output power, extremely low heating levels, and improved safety. According to ITS (Institute of Transportation Studies, Davis, CA) test results, the specific power of electric double-layer capacitors can exceed 6 kW/kg at 95% efficiency [10]
Hjulmotorer...
Det her er spild af tid.
Vh Troels
Hej Troels, har du nogle links, eller spilder du vores tid?
Mvh
Preben
Hej Troels, har du nogle links, eller spilder du vores tid?
Diskussionen har været oppe før. Mener at der var en tråd om hjulmotorer.
Måske skyldes det, at internettet manglede forbindelse til ing´s server (og flere andre steder), hvilket også forklarer, hvorfor jeg ikke selv kunne finde debatten om hjulmotorer.
Vi er i samme situation som da vi gik fra hestevogn til biler! Vi skal udvikle et mere effektivt transportsystem! Hvor mest presserende problem er rækkevide på el - transportsystemer. Hvorfor betaler man ikke leje, af et opladet standartbatteri der er placeret centralt under bunden på bilen. Når vi er ved at være tom for strøm. Kører vi ind på en "tank/ladestation - og får et nyt batteri op under bunden. Systemt registrer hvor du har skiftet batteri og hæver beløbet på din konto! Når du kommer hjem i din garage/holdeplads lader du op. Når du holder på en P -plads - i byen- lader du op og betaler naturligvis for den strøm du har fået på. Hvor svært kan det være?
Hele snakken om batteriskift, ladebaner, trolly-agtige indslag og andet, er ikke realistisk. Det indfører både en omkostning såvel som mere bøvl og det får man ikke solgt til nogen (ud over Dong som ellers plejer at være mere fornuftige). Det lider under samme problem som RUF'en, der også ofte nævnes i sammenhæng med elbiler. Infrastruktur og dårligere produkter vil aldrig skabe vindere i et frit marked.
Jeg er sikker på , at hvis transportmiddelproducerende virksomhedder kan blive enige om et standart batteri