Hybridikonversiot? - Sähköautot - Nyt!
Onko kukaan miettinyt hybridikonversion mahdollisuuksia lain tai järkevyyden kannalta? En ole aloittamassa projektia, mutta asia kiinnostaa näin teoriapohjalta.
Polttomoottoreissahan suurin ongelma on moottorin huono hyötysuhde. Jos hyväksytään tämä parhaimmillaankin noin 30 % hyötysuhde, niin seuraavana asiana tulee moottorin toimintaperiaate. Matka-ajossa tehontarve on murto-osa kiihdytyksessä vaaditusta hetkellisestä tehosta. Toki nykyisissä moottoreissa on kohtalaisen laaja toiminta-alue turbotekniikan ja moottorinohjauksen ansiosta, mutta silti samat häviöt ovat myös pientä tehoa vaativassa käytössä kuin kiihdytyksessä.
Useissa laivoissa ongelma on ratkaistu diesel-moottoreilla, joilla pyöritetään generaattoreita. Varsinainen propulsio tehdään suurella sähkömoottorilla. Tehontarpeesta riippuen osa polttomoottoreista voidaan sammuttaa tai käynnistää. Tästä hyvänä esimerkkinä vaikkapa ABB:n tekeleet.
Olen miettinyt vastaavaa toimintaa sähköautojen osalta. Mikä on esimmäinen vastaan tuleva asia tässä sovelluksessa tekniikan tai lain puolesta? - Jokin aggregaattikäyttöön optimoitu pienehkö moottori pyörittämässä generaattoria. Näistä ei ole tarkempaa kokemusta, mutta muista pienistä moottoreista vaikkapa Rotax EFI 400, johon generaattorin saa kiinni variaattorin tilalle. - Latausjärjestelmä optimoidaan antamaan oikea kuormitus oikealla kierroslukualueella. Generaattorin kääminnällä taas minimoidaan dc-dc erotusten tarve, eli step-downeilla kohtalaisella hyötysuhteella latauksen säädöt. Ideaalitilanteessa moottori käy vain silloin, kun akkuja ladataan. - Akusto korkealla jännitteellä, joten hetkellinen teho saadaan suureksi ja lataus- ja purkuvirrat järkeviä LiFePo4:lle. Akuston ei tarvitse kestää kuin muutamia minuutteja täydellä teholla, eli painossakin pääsee alaspäin. - Moottorit suoraan akselille/akseleille, esim. samalla idealla kuin YASA:n moottorit.
- Regeneroivilla jarruilla parannetaan hyötysuhdetta.
Millaiseen hyötysuhteeseen tuolla olisi mahdollista päästä verrattuna normaaliin polttomoottoriautoon? Teoriassahan tuo olisi äärimmäisen toimiva ratkaisu, mutta miten on käytäntö nykyisellä tekniikalla?
Katselin, että toteutukseen voisi käyttää vaikkapa muuten kehnommin toteutettuja automalleja ajalta ennen vähäpäästöisyyttä. Vaikkapa VW golf mk2 sycro, jonka jakovaihteisto taitaa hajota normaalisti ennemmin tai myöhemmin. Tässä tapauksessa voimansiirto heivattaisi menemään ja moottorit tulisivat jakovaihteistojen tilalle. Eivät ole jousittamatonta massaa kuten normaalisti napamoottorit, mutta toimivat silti suoravetoisina. Jos hyötysuhdetta vertaa alkuperäiseen nelivetoon, niin akselistostakin tulevat häviöt ovat pienemmät.
Millaiseen hyötysuhteeseen latausmekanismi on mahdollista rakentaa? Entä kestääkö nykyiset LiFe:t pienehköllä virralla tässä käytössä tulevat syklit?
Tai saako akuston tehtyä riittävän kevyeksi riittävään hetkelliseen tehoon? Jos moottoriteho olisi hetkellisesti vaikkapa 200 kW, niin hetkellinen virta melkoinen vaikka akuston jännite olisikin korkea. Painoa tulee joka tapauksessa akuille että kestävät hetkellisen tehon.
Ja viimeinen asia. Mitä laki sanoo tuollaiseen? Jos ulkoisen lataumahdollisuuden jättää pois, voisiko lakia tulkita siten, että akselisto on korvattu "sähkövedolla"?
Ps. Olen tietoinen, ettei tuon esimerkin moottoreiden ohjaus ole ameriikan temppu. Tämä on tarkoitettu lähinnä teoreettiseksi mietinnäksi eikä käytännön toteutukseen.
Piilota Hybridikonversiot? luonutMikä on esimmäinen vastaan tuleva asia tässä sovelluksessa tekniikan tai lain puolesta?
Lain puolesta vastaan voi tulla melkein mitä vain… Mutta tekniikan puolesta homma kaatuu hyötysuhteeseen. Yleisesti kaikkein parhaat hyötysuhteet pienehköissä (< 100 kW) polttomoottoreissa löytyvät ehkä vähän yllättäen autonmoottoreista. Aggregaattia voi käyttää toki yhdessä kuormituspisteessä, mutta parhaat autodieselit toimivat hyvällä hyötysuhteella yllättävän laajalla kuormitusalueella, jolloin tätä vakiokuormituksen etua ei ole.
Lisäksi sarjahybridissä tulee kaksi muunnosta mekaanisen energian ja sähkön välillä sekä mahdolliset varastointihäviöt. Nämäkin syövät hyötysuhdetta ihan tuntuvasti.
Tässä muuten on se syy, miksei kaupasta saa sarjahybridejä. Teknisestihän ratkaisu olisi paljon helpompi ja mukavampi kuin vaikkapa Opel Amperan käyttämä vaihteistoratkaisu eri toimintamoodeineen. (Ja Amperakin on ilmeisesti aika juoppo polttomoottorilla kulkiessaan, mutta se ei välttämättä liity tähän.)
Laivoissa dieselsähköisen järjestelmän hyödyt tulevat hiukan toista kautta. Erittäin suuri diesel voidaan tehdä hyötysuhteeltaan paljon paremmaksi kuin pieni diesel. Lisäksi vaihtoehtoiset säätötavat ovat vielä häviöllisempiä, koska nuo suuret dieselit eivät ole kovin laajalla alueella säädettävissä. Dieselsähköinen järjestely on kannattava silloin, kun säätötarvetta on paljon. Isoja meriä kyntävät alukset käyttävät suoraa vetoa, koska kaikki voidaan optimoida tietylle kierrosnopeudelle ja teholle.
Piilota luonut
Pakokaasu (vieras), 10 Aug 2012 10:40
Tässä muuten on se syy, miksei kaupasta saa sarjahybridejä
Itse asiassa kaupasta voi ostaa ladattavan sarjahybridin: Fisker Karman. (Opel Ampera/Checrolet Volt eivät sellaisia ole, vaikka heidän markkinointimateriaalinsa
siihen suuntaan vihjaakin).
Piilota luonut
Pete (vieras), 11 Aug 2012 14:27
Itse asiassa kaupasta voi ostaa ladattavan sarjahybridin: Fisker Karman.
Olet oikeassa, unohdin koko vehkeen!
Tosin siinä ei tuo taloudellisuus ole ehkä ollutkaan ihan ykkösenä; EPA:n mukaan kulutus on 20 mpg, kun auto kulkee bensiinillä. Euroyksiköihin muutettuna tuo olisi vaatimattomat 11,8 l/100 km. Tämä ei kuitenkaan ole ihan reilua, koska EPA-testi on EU-kulutustestejä rankempi, ero on tyypillisesti 20-25 %. Ehkä paremmin todellisuutta kuvaa se, että hybrideistä parhaat pääsevät 50 mpg:n lukemiin, ts. Karma vie 2,5-kertaisen määrän dinomehua antiikkimoodissa kulkiessaan.
Karma ei toisaalta ole oikein hyvä datapiste mihinkään. EPA:n testi antaa sähkönkulutukseksi 65 kWh/100 mi eli noin 400 Wh/km. Samalla testillä vaikkapa Leaf saa tulokseksi 210 Wh/km.
Piilota luonutPakokaasu (vieras), 11 Aug 2012 16:22
Juttelin Karman omistajan kanssa Espoossa. Kuulemma hän pääsee hienosti työpaikaltaan kotiinsa Porvooseen pelkällä sähköllä, jolla hän oli muutenkin päässyt vähintään 60km kun oli oikein polkenut. Normaalisti pääsee luokkaa 80km ilman bensaa. Jos en ihan väärin muista niin muuten kulutus olisi ollut pari-kolme litraa sadalla. Kovin oli siis tyytyväinen laitteeseen. Ihmetteli suuresti jenkkimittausten tuloksia, jotka eivät ollenkaan vastanneet hänen kokemuksiaan.
Piilota luonutIlta Sanomat kertoo tänään: taas paloi Fisker Karma, viime perjantaina Kalifornian Woodsidessa, kertoo Jalopnic piste com sivusto. Omistaja parkkeerasi auton, ja meni kauppa-asioille. Palatessaan asioilta, Fisker Karma oli parkkipaikalla ilmiliekeissä, ja vaurioitui pahoin.
Piilota luonut
Hannu-EV (vieras), 13 Aug 2012 16:57
Mikähän siinä mahtoi syttyä? "Damage was limited to the driver's side front corner of the car" kertoo tiedote. Keskellä olevista akuista ei siis ainakaan ole kyse. Perin omituista. Koko juttu sivustolla green dot autoblog dot com.
Tiedote-osuus, kun ei noi prkl linkit kuitenkaan toimi eikä kukaan jaksa naputella käsin:
Fisker understands damage was limited to the driver's side front corner of the car, away from the lithium ion battery and electric motors. The car was not being charged at the time.
In an electric vehicle, immediate suspicion is focused on the battery and high voltage components. The location of the damage to the vehicle in this incident appears to rule out that suspicion. Fisker has not had any battery or high voltage fire incidents with any of its vehicles.
Ja vielä samalta sivustolta:
—-
As we suspected yesterday, the first official word from Fisker about the Karma that caught fire in Woodside, CA this weekend is that the li-ion batteries are apparently not to blame. Fisker has released a statement, which you can find below, that says that independent investigators from Pacific Rim Investigative Group are looking into the cause of the blaze and that:
Evidence revealed thus far supports the fact that the ignition source was not the Lithium-ion battery pack, new technology components or unique exhaust routing.
The area of origin for the fire was determined to be outside the engine compartment. There was no damage to the passenger compartment and there were no injuries.
More information will be released when Fisker and the investigators have something to report. To see a video of the fire and read our original report, here you go.
According to the National Fire Protection Association (PDF), between 2005 and 2009, 1,150 spontaneous vehicle fires happened each year, half of those in passenger vehicles. So, just under 600 a year take place in an average year, out of a national fleet of around 250 million vehicles. Two Karma fires in four months is thus noteworthy, especially given the newness of the technology and general worries about the safety of li-ion batteries, but it's not something to panic about. We await further details of this investigation.
—-
Aika hämmentävää se olisikin jos litium-_akut_ jotenkin onnistuisivat syttymään tuleen. Sen ymmärrän, että oikosulku aiheuttaa kuumuutta ja se tulta tai että mikä tahansa BMS voi syttyä millä hetkellä tahansa tai jopa laturin voi kuvitella kärvähtävän, mutta itse akut on kyllä harvinaisen turvallisia vekottimia. Ainakin niille pitää vähintäänkin tehdä jotain todella tyhmää, että niistä on mitään vaaraa kenellekään.
Piilota luonutVideo uudesta Fisker Karma palosta on sivustolla greencarresport piste com.
On hyvin mahdollista, kuten monet asiantuntijat epäilevät, kuuma pakoputkisto, joka on vedetty ohjaajan puolen lokasuojan läpi, ahtaasti, lämpenee liikaa, ja mahdollisesti sytyttää jotain palamaan ( jarruletkut, polttoaineletkut jne. ). Fisker ei ole julkisuuteen kertonut syytä Houstonin paloon toukokuussa.
Hannu-EV (vieras), 14 Aug 2012 05:23
Juttelin Karman omistajan kanssa Espoossa. Kuulemma hän pääsee hienosti työpaikaltaan kotiinsa Porvooseen pelkällä sähköllä, jolla hän oli muutenkin päässyt vähintään 60km kun oli oikein polkenut. Normaalisti pääsee luokkaa 80km ilman bensaa. Jos en ihan väärin muista niin muuten kulutus olisi ollut pari-kolme litraa sadalla. Kovin oli siis tyytyväinen laitteeseen. Ihmetteli suuresti jenkkimittausten tuloksia, jotka eivät ollenkaan vastanneet hänen kokemuksiaan.
Karmalle on ilmeisesti olemassa kaksi virallista settiä tuloksia, jotka on tehty eri mittaustavoilla:
EPA (USA:lainen normi):
- sähköllä 51 km
- sähköä menee 400 Wh/km
- bensiinillä 11,2 l/100 km
TÜV (ilmeisesti jokin euronormi):
- sähköllä 83 km
- sähköä menee 244 Wh/km (laskettu toimintasäteestä)
- bensiinillä 9,2 l/100 km
Syklit ovat aika erilaisia, ja jos saksalaiset ovat käyttäneet tavallisia eurosyklejä, niissä esimerkiksi ei ole ilmastointi tai sähkölaitteet päällä. Lisäksi nykyinen jenkkisykli kokeilee matalia lämpötiloja ja kovia nopeuksia. Sen antamat tulokset ovat keskimäärin realistisempia, jolloin tietysti suurempi osa autoilijoista pääsee annetun kulutuksen alle.
Bensiinillä oleva kulutusero on ihan tyypillinen hybridille euro- ja jenkkinormien välillä. Sähköllä oleva kulutusero on suurempi, mutta siinä voi myös olla aika suuria eroja testisyklissä. Karma esimerkiksi voi painavana autona olla erityisen herkkä pysähdysten määrän ja kiihdytysten/hidastusten profiilin suhteen. Tällöin ajotavalla on hyvinkin paljon vaikutusta, ja eri testisyklit antavat kovin erilaisia tuloksia.
Lopputulema näissä on se, että oikeastaan ainoat järkevät vertailut tehdään saman testisyklin välillä. Varsinkaan millään yhdistetyllä sähkö/bensa-kulutuslukemalla ei tee yhtään mitään. Aina on myös mahdollista, että Karman EPA-testissä on ollut jotain häikkää sähköllä mentäessä, mutta silloin seuraavan vuosimallin pitäisi viimeistään korjata numerot.
Piilota luonutPakokaasu (vieras), 14 Aug 2012 05:45
Testisyklien tekotapa vaihtelee aika tavalla eri mantereilla. En ole koskaan ymmärtänyt sitä että hybridin jota ei voi ladata verkosta, akusto saa olla ladattu täyteen testin alussa. Energiaa siis otetaan ihan ilmasta ja tulos kulutusmittauksessa on pienempi kuin reaalielämässä. Regenistä saatava hyötyhän on vain 0-15% joka euroissa mitattuna on häviävän pieni. Tällöin akustossa pitäisi olla ainoastaan hyödyn osoittava määrä ruutia testin alussa. Nykyisen EU-sähköautosyklin kohdalla regenin hyöty on noin 2-5% parhaimmillaan.
Piilota luonutEli loppuviimeksi voitaneen todeta, että todennäköisesti palon aiheutti mikäpäs muukaan kuin polttomoottori tai siihen liittyvä osa. Kannattaisi vaan pysyä täyssähköisissä eikä näissä välimalleissa, joissa vain on tuplamäärä hajoavia osia, joita ei kumpaistakaan pysty itse millään lailla huoltamaan…
Piilota luonutSyypääksi on ilmeisesti selvinnyt jokin mitätön tuuletin… green. autoblog. com/ 2012/08/19/fisker-karma-cooling-fan-fire-voluntary-recall/
Piilota luonut