Odpowiednik turbo w silnikach elektrycznych

Czy istnieje coś funkcjonalnie równoważnego turbosprężarce do silników elektrycznych?

Oczywiście nie proszę o coś, co ponownie wykorzystuje gazy wydechowe, aby wtłaczać więcej powietrza, ponieważ nie ma spalin ani nie potrzeba powietrza.

Pytam o to, czy istnieje coś, co może wykorzystać „marnotrawstwo energii” w celu NATYCHMIASTOWEJ WZMOCNIENIA MOCY silnika elektrycznego, czyli tego, co robią turbo silników spalinowych pod względem funkcjonalnym.

„Weź część siły wyjściowej, aby ponownie wykorzystać ją jako wejście”, można zinterpretować jako hamowanie regeneracyjne, ale duże różnice to:

1. Hamowanie regeneracyjne odbiera moc z kół, podczas gdy turbosprężarka pobiera moc z samego silnika, który w przeciwnym razie zostałby zmarnowany.
2. Moc turbodoładowania zwiększa normalną moc silnika, podczas gdy moc hamowania odzyskowego trafia do magazynu, z którego silnik korzysta normalnie bez żadnego wzrostu wydajności.

Jeśli zobaczysz turbosprężarkę jako dodatkową moc w stosunku do maksymalnej mocy wyjściowej silnika, zobaczyłbym też superkondensatory jako coś bliskiego. Superkondensatory mogą dostarczać do silnika duży prąd (a więc dużą moc), którego akumulatory nie są w stanie dostarczyć przez krótki czas, dzięki czemu samochód jedzie szybciej przez krótki czas (bardziej podobny do tego, co zrobiłby wtrysk podtlenku azotu) kosztem przegrzanie, zmniejszona wydajność i w inny sposób skrócenie żywotności silnika elektrycznego.

hamowanie regeneracyjne

To pytanie i odpowiedź dotycząca przedmiotu zawiera bardzo dobre informacje, a odpowiedź ujawnia matematyczny paradoks z hamowaniem regeneracyjnym

• Co to jest hamowanie regeneracyjne i dlaczego go nie wykorzystujemy?

To pytanie jest nieco poza twoim tematem, ale zawiera informacje na temat odzyskiwania utraconej energii przez turbodoładowanie, aby naładować ciasto i odzyskać energię kinetyczną poprzez hamowanie w Formule 1

• Dlaczego nie ma generatora turbiny spalinowej w pojazdach hybrydowych?

Nie, nie ma żadnego odpowiednika. Turbo jest stosowane, ponieważ silniki spalinowe są z natury nieefektywne: przekształcają energię chemiczną w energię mechaniczną, wykorzystując niewygodny objazd przez ciepło . Niestety ciepło jest właściwie najgorszym możliwym sposobem magazynowania energii: zgodnie z prawami termodynamiki można ją przekształcić w inne formy energii tylko wtedy, gdy zwiększy się entropię. Jeśli wykonujesz fizykę, przekonasz się, że maksymalna wydajność to sprawność Carnota

η = 1 - ^{T _C} / _{T H}

gdzie T _C i T _H to punkty zimnej i gorącej temperatury cyklu silnika, tj. otaczające powietrze w porównaniu do temperatury spalania. Należy pamiętać, że frakcja zbliża się do zera, jak T _H wzrasta ^* , czyli strata może być dość mała, pozwalając spalanie zdarzyć w wysokiej temperaturze. Ale nie można sprawić, by temperatura była nieskończenie wysoka, a zatem nieuchronnie traci się część energii.

Możesz rozważyć turbo jako urządzenie, które odzyskuje część utraconej energii ^†, lub, bardziej rzecz ujmując, możesz po prostu postrzegać ją jako środek do zwiększenia ciśnienia roboczego, a tym samym temperatury, a tym samym nieco zmniejszającego straty. W każdym razie turbosprężarka jest tylko środkiem do rozwiązania problemu, że silnik spalinowy nie jest wydajny . (W praktyce nie znajdziesz silnika o wydajności lepszej niż 30%).

Nie trzeba tego robić w przypadku silnika elektrycznego - ponieważ są one wydajne! Przetwarzają energię elektryczną w mechaniczną za pomocą pól magnetycznych, a proces ten jest znacznie lepiej kontrolowany. Możesz zbliżyć się do 100% wydajności bez konieczności zbliżania się do temperatury nieskończoności.
Pewnie, istnieją małe straty w oporności elektrycznej uzwojenia miedzianego, w prądach wirowych i tarciem łożyska, ale można je bardzo zmniejszyć dzięki precyzyjnemu projektowi.

Jeśli już, sensowne może być poszukiwanie turbo-analogu dla akumulatorów , ponieważ są one faktycznie słabą częścią samochodu elektrycznego pod względem wydajności. Być może sensowne byłoby podjęcie w tym celu pewnego rodzaju odzyskiwania ciepła odpadowego.

^* _{W przypadku, gdy zauważają, że utrata znika także jeśli T C staje się zerowa : poprawna, ale nie wiele można zrobić T C . Chłodzenie powietrza poniżej temperatury otoczenia wymagałoby gigantycznej lodówki, która oczywiście ogólnie po prostu marnowałaby jeszcze więcej energii. Chłodzenie po doładowaniu ma jednak sens, ponieważ tutaj temperatura jest już wyższa niż temperatura otoczenia, tzn. Można to zrobić pasywnie.}

^† _{W końcu „odzyskiwanie energii odpadowej” jest dyskusyjne: zawsze można uznać silnik i turbodoładkę za jeden silnik termodynamiczny, a jego całkowita wydajność nie może być lepsza niż Carnota.}

Możesz wychwycić ciepło z silnika elektrycznego i przekształcić je w więcej energii za pomocą urządzenia termoelektrycznego. Badania University of Florida

Jest już kilka dobrych odpowiedzi, które w całości obejmują ten temat. Jedną z rzeczy, o których nie wspomniano, jest KERS - systemy odzyskiwania energii kinetycznej. W efekcie masz dużą masę (koło zamachowe), która obraca się, gdy pojazd jest w ruchu. Zasadniczo pod hamulcami lub odkurzaczem (bez przepustnicy) układ napędowy doprowadza energię do tego koła zamachowego. W razie potrzeby koło zamachowe włącza się następnie za pomocą sprzęgła i może przywrócić tę energię z powrotem do układu napędowego.

Chociaż nie jest to wyłącznie technologia EV (i w rzeczywistości nie jestem pewien, czy którykolwiek EV korzysta z KERS), jest to inna możliwa droga.

Większość elektrycznych układów trakcyjnych Zmniejsz napięcie, które dochodzi do silnika elektrycznego z akumulatora. Na przykład sterownik silnika elektrycznego wózka 48 V daje silnikowi do 48 V, ale nie więcej. Podsumowując i gotując teorię silnika elektrycznego dla tego napięcia stosu jest prędkość a prąd to moment obrotowy. Żargonowe określenie TURBO jest używane, gdy kontroler jest zmodyfikowany, aby czasami działał jak wzmacniacz napięcia, który daje więcej woltów niż bateria. To daje większą prędkość, ale nie większy moment obrotowy. Tak właśnie mogą być i modyfikowane są wózki elektryczne aby jechać szybciej, zachowując ten sam silnik i ten sam zestaw akumulatorów. Musisz wiedzieć, co robisz, w przeciwnym razie wysadzisz silnik tak, jak dodając turbodoładowanie do silnika benzynowego. Stopień wzmocnienia to stopień wzmocnienia napięcia, które kontroler jest skonfigurowany dla.25% to rozsądna liczba.