Kuinka ladata sähköauton ajoakut nopeasti

Seuraa 
Viestejä3262
Liittynyt16.3.2005

Palstalla on joitakin erinomaisen laskutaidon omaavia keskustelijoita. Tässä pikku pähkinä: Millä teholla auton akusto on minuutissa ladattava, että siirretty energia vastaa täyden tankin eli viidenkymmenen bensiinilitran energiaa?

Sivut

Kommentit (28)

Vierailija

Jos oletamme, että kyseessä on ideaali akku joka pystyy vastaanottamaan kaiken siihen syötetyn energian häviömättömästi, niin tarvitaan 27 MW teho.

Sepi
Seuraa 
Viestejä3262
Liittynyt16.3.2005
Snaut
Jos oletamme, että kyseessä on ideaali akku joka pystyy vastaanottamaan kaiken siihen syötetyn energian häviömättömästi, niin tarvitaan 27 MW teho.

Jos ydinvoimala toimisi huoltoasemana, kerrallaan pihalla ei voisi olla pilvin pimein autoja tankkaamassa...

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005

50 litraa vastaa poltettuna karkeasti ottaen 500 kWh:n energiaa. Bensasta tulee hyödyksi 25% eli 125 kWh. 125 kWh kun ladataan minuutissa, tulee tehoksi 7,5 MW. Ajoakkujen esim 100V latausjännitteellä virtaa tarvitaan 100% hyötysuhteella 75000 A. 2A/mm2 johdinvirralla tarvitaan noin 37500 mm2 johtimet. Tuollaisen johtimen halkaisija lienee noin 20 sentin luokkaa ja niitä tarvitaan 2 kpl. Kuparijohtimena se painaa metriltä 80 kg. Luvut ovat epätarkkoja, mutta suuruusluokat ovat noin.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005

Nopein tapa saada 125 kWh sähköenergiana autoon on vaihtaa akut.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Vierailija
Paul M
50 litraa vastaa poltettuna karkeasti ottaen 500 kWh:n energiaa. Bensasta tulee hyödyksi 25% eli 125 kWh. 125 kWh kun ladataan minuutissa, tulee tehoksi 7,5 MW. Ajoakkujen esim 100V latausjännitteellä virtaa tarvitaan 100% hyötysuhteella 75000 A. 2A/mm2 johdinvirralla tarvitaan noin 37500 mm2 johtimet. Tuollaisen johtimen halkaisija lienee noin 20 sentin luokkaa ja niitä tarvitaan 2 kpl. Kuparijohtimena se painaa metriltä 80 kg. Luvut ovat epätarkkoja, mutta suuruusluokat ovat noin.

Itseasiassa sähköauton ja bensiiniauton kokonaishyötysuhde on hyvin lähellä toisiaan, eli sekä sähköllä että bensalla noin 22-23%. Tämä silloin kun huomioidaan koko ketju, eli myös bensan jalostus raakaöljystä, sähkön tuotto ja siirto sekä akun latauksen ja purun aiheuttamat häviöt. Itse sähkömoottorin hyötysuhde on toki luokkaa 85-95% eli ylivoimainen bensamoottorin 25% hyötysuhteeseen verrattuna.

Vierailija

ottaisin kyllä sähköauton hyötysuhteeseen mukaan bensa-autoon verratessa myös jarrutuksissa bensa-autoissa hukkaanheitetyt energiat

edit: jos auto ladattaisi vaikka 500 voltilla (ja akuthan pystyvät ottamaan täyden määrän energiaa vastaan kun niitä vaan pilkotaan pienempiin moduleihin), johdin voisi olla järkevän paksuinen ja latausaikaakin menisi siedettävät 5 minuuttai siedettävän energiamäärän saamiseksi.

tietty miksei niitä akkuja voisi ladata vaikka 1000 voltilla, jos latauskaapelissa olisi elektroniikka ja kytkemisen jälkeen tarkastaisi liitosten resistanssit.

Vierailija
Kyrsa
ottaisin kyllä sähköauton hyötysuhteeseen mukaan bensa-autoon verratessa myös jarrutuksissa bensa-autoissa hukkaanheitetyt energiat

En ole varma, onko tuo "jarrutusenergian" talteenotto mukana noissa yllä esittämissäni 22-23% kokonaishyötysuhdelukemissa. Olettaisin, että on koska kyse on nimenomaan kokonaishyötysuhteesta - täytyy tarkistaa.

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005

Kyllä kai akku-sähkömoottorin hyötysuhde on luokkaa >80%. Tehtävänasettelussa ei tarvitse miettiä sähkön valmistamisen hyötysuhdetta. Eli pysyn kannassani, että 50 litraa bensaa vastaa 125 kWh sähköä sähköauton akuissa ainakin kun hyötysuhteet kompensoidaan jarrutusenergian talteenotolla.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Vierailija
Paul M
Kyllä kai akku-sähkömoottorin hyötysuhde on luokkaa >80%. Tehtävänasettelussa ei tarvitse miettiä sähkön valmistamisen hyötysuhdetta. Eli pysyn kannassani, että 50 litraa bensaa vastaa 125 kWh sähköä sähköauton akuissa ainakin kun hyötysuhteet kompensoidaan jarrutusenergian talteenotolla.

Akkujen lataus/purku tapahtuu parhaimmillaankin noin 60% hyötysuhteella. Eli vaikka tuotanto, siirto ym hyötysuhteita ei huomioitaisikaan (kuten oikeassa elämässä on syytä tehdä ja tässä suhteessa tehtävänasettelu jätti asian auki, eli voi huomioida tai sitten ei), niin 125 kWh ei riitä vastaamaan 50 bensalitraa. Tämä nykyakkuteknologialla, mutta ehkä tulevaisuudessa päästään parempaan.

vihertaapero
Seuraa 
Viestejä6081
Liittynyt7.3.2006

Voidaanhan asiaa tarkastella myös siten että ladattava energiamäärä olisi 125kWh ja lataustöpselinä normaali kolmivaihe 3x16A. Lisäksi oletetaan että akut ottavat kaiken mitä tarjotaan 100% hyötysuhteella, eli lämpiämistä ei tapahtuisi ja että akku ottaa kaiken vastaan alusta loppuun saakka. Tällöin 3x16Ax230V=11,04kW/h joten latausaika olisi 125kWh/11,04kW=n. 11h20min. Lisänippelitietona voidaan laskea myös latauksen hinta, eli kWh on n. 11c joten 125kWh maksaisi 13,75€.

Konsta: ...joten jäähdytysvesi on varmasti erittäin korkeaktiivista.
Brainwashed: En tosiaankaan pidä itseäni minään asiantuntijana...

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005

Millainen hyötysuhde on kondensaattorin lataamisessa/purkamisessa? Superkondensaattorit alkavat olla akkujen kapasiteettiluokassa. Eli auton akun kokoisessa (kevyempi) superkonkassa voi olla 1 kWh energiaa. Tuollaiset konkat sietävät 5000A varaus/purkausvirtoja.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

vihertaapero
Seuraa 
Viestejä6081
Liittynyt7.3.2006
Paul M
Millainen hyötysuhde on kondensaattorin lataamisessa/purkamisessa? Superkondensaattorit alkavat olla akkujen kapasiteettiluokassa. Eli auton akun kokoisessa (kevyempi) superkonkassa voi olla 1 kWh energiaa. Tuollaiset konkat sietävät 5000A varaus/purkausvirtoja.

Ei sattuisi olemaan linkkejä moiseen keksintöön, kuulostaa sangen lupaavalta. Onkohan moisessa minkälainen vuotovirta, eli kykeneekö säilyttämään energiaa pidempiä aikoja?

Konsta: ...joten jäähdytysvesi on varmasti erittäin korkeaktiivista.
Brainwashed: En tosiaankaan pidä itseäni minään asiantuntijana...

Vierailija

Olisiko mahdollista hapottaa akut uudelleen tankkausvaiheessa? Eli autoon kiinnitettäisiin jokin turvallinen liitin josta akkuihin virtaisi uutta elektrolyyttiä ja vanhat poistuisivat, ja ne sitten "ladattaisiin" uutta käyttöä varten. Onko mahdollinen muilla kuin lyijyakuilla, tai edes niillä?

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005
jak
Olisiko mahdollista hapottaa akut uudelleen tankkausvaiheessa? Eli autoon kiinnitettäisiin jokin turvallinen liitin josta akkuihin virtaisi uutta elektrolyyttiä ja vanhat poistuisivat, ja ne sitten "ladattaisiin" uutta käyttöä varten. Onko mahdollinen muilla kuin lyijyakuilla, tai edes niillä? :)

Ei riitä elektrolyytin vaihto. Lyijyakun levyt muuttuvat kemiallisesti lataamisessa. Pitäisi vaihtaa sekä elektrodit että elektrolyytti. Helpointa on vaihtaa kaikki kerralla eli vaihtaa koko akku. Olen kyllä muinoin täälläkin visioinut systeemiä, jossa nimenomaan elektrodeja vaihdettaisiin huoltoasemalla. Arvelin sopivaksi elektrodimateriaaliksi jotain hyvin aktiivista metallia kuten alumiinia, magnesiumia tai kalsiumia. Tuossa siis käytettäisiin paristotekniikkaa eikä akkutekniikkaa. Elektrodit taasen valmistettaisiin uudelleen jossain elektrolyysilaitoksessa suolaliuoksesta, joka on syntynyt elektrodien liuetessa elektrolyyttiin.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005
vihertaapero
Paul M
Millainen hyötysuhde on kondensaattorin lataamisessa/purkamisessa? Superkondensaattorit alkavat olla akkujen kapasiteettiluokassa. Eli auton akun kokoisessa (kevyempi) superkonkassa voi olla 1 kWh energiaa. Tuollaiset konkat sietävät 5000A varaus/purkausvirtoja.



Ei sattuisi olemaan linkkejä moiseen keksintöön, kuulostaa sangen lupaavalta. Onkohan moisessa minkälainen vuotovirta, eli kykeneekö säilyttämään energiaa pidempiä aikoja?

http://www.ecass-forum.org/eng/admission/adlc.html

Esimerkiksi linkissä http://www.esma-cap.com/Products/Capaci ... ng=English olevan kondensaattorin 10EC353 T vertailuenergia on 0,2 kWh ja paino 33 kiloa. Se lähentelee lyijyakun kapasiteettia ainakin. Joku 0,5 kWh:n lyijyakku taitaa painaa 20 kg.

Linkissä http://www.maxwell.com/ultracapacitors/index.html näkyy esite, jossa puhutaan mm. varauskerroista.

Linkissä http://www.nesscap.com/data_nesscap/Dow ... 0Guide.pdf näkyy vertailu esimerkiksi lyijyakun ja superkondensaattorin kesken. Näkyvät olevan samassa kapasiteettiluokassa, mutta konkalla tehon antokyky on noin 100-kertainen, eli varausaikakin on vain 1% lyijyakusta.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat