È possibile utilizzare un'auto convenzionale per caricare un'auto elettrica?


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Un amico che guida una Leaf recentemente si è avvicinato molto a una carica, il che ha spinto un altro amico a chiedere se era possibile "avviare" una Leaf da un'altra macchina. Ovviamente non puoi farlo nel solito modo, ma in linea di principio potresti usare un'altra macchina come generatore per caricare la batteria. In pratica, c'è un modo conveniente per farlo?


Anche se tu potessi, perché dovresti?
Capitano Kenpachi,

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Perché se sei a corto di carica, sarebbe relativamente facile far apparire un'altra macchina e darti abbastanza carica per tornare a casa.
ShadSterling

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Ma le auto a gas sono stupide e stupide.
Capitano Kenpachi,

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Forse, ma per ora sono molto più facili da trovare rispetto alle stazioni di ricarica e molto più portatili delle prese di corrente.
ShadSterling

Risposte:


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No, non puoi.

Bene, potresti essere in grado, ma non in modo fattibile in alcun modo probabile.

I veicoli elettrici hanno comunemente due circuiti elettrici separati.

Uno che funziona ai normali 12V, che si lega a tutti i comuni componenti elettronici di tutti gli altri tipi di auto. Lampadine, radio, in molti casi anche un motorino di avviamento per il motore a benzina se in effetti ne ha uno (cosa che la Foglia non ha se non sbaglio).

L'altro funziona a una tensione compresa tra 96 ​​V e quasi 300 V (a seconda della marca e simili), che guida i motori.

Perchè? Puoi chiedere.

Bene, se il motore elettrico è 30kW, il che è molto modesto per dove sono diretti le auto elettriche, ma immagino che una Foglia sia da qualche parte vicino a quella, sarebbe:

  • 30000 W / 12V = 2500 A a 12V
  • 30000 W / 48 V = 625 A a 48 V.
  • 30000 W / 96 V = 312,5 A a 96 V.
  • 30000 W / 150 V = 200 A a 150 V.
  • 30000 W / 300 V = 100 A a 300 V.

Come puoi vedere, ottenere quella potenza per i motori richiede una corrente abbastanza folle a soli 12V e relaisticamente inizia a diventare davvero fattibile a 150V. Alcune auto hanno quindi una batteria da 96 V, credo, e guidano i motori in modo tale che il cablaggio finale, per la maggior parte verso il motore, funzioni effettivamente a centinaia di volt.

Ma anche se il controller lo fa proprio accanto alle batterie, 2500 A per l'ingresso a 12 V significherebbe aggiungere ulteriori fasci di supporto, se si guarda la sezione trasversale del metallo necessaria per sostenere tale perdita in qualche modo libera.

Quindi, se vuoi farlo, devi:

  1. Un convertitore step-up da 12V a tutto ciò che è necessario (che può differire tra le marche, a meno che non si usi l'ingresso 230VAC)
  2. Avvia il tuo motore a 3000 giri / min + per ottenere la massima potenza dell'alternatore (sprecando molto carburante)
  3. Cavi spessi
  4. un'enorme quantità di pazienza (e carburante), poiché l'alternatore di solito può fornire solo da 1,5 a 5kW di potenza, a seconda delle dimensioni e del tipo della tua auto, di cui alcuni sono sempre sprecati dall'auto stessa. (E quelle batterie di solito vanno da 10kWh a 80kWh, AFAIK)

MODIFICA / Aggiunta basata sul tuo commento:

Per chiarire, dalla memoria un Prius plug-in ha una potenza di riserva di 4kWh, con una portata effettiva di circa 15 km di strade pianeggianti (qui nei Paesi Bassi è un ottimo posto per ottenere quei numeri), che è di circa 10 miglia, dare o prendere. In alcune situazioni potrebbero essere 15 miglia e credo che il cielo blu riferisca loro stesse 18 miglia. Indipendentemente da ciò, il requisito di carica in miglia per tale auto è probabilmente tra 0,3 e 0,8 kWh a seconda del viaggio. Forse la foglia ha una media di 0,25 kWh per miglio, perché non ha un sistema di alimentazione da trasportare, ma conosco solo le persone con prati plug-in e plug-in Outlander e i dati di fabbrica non sono affidabili.

È improbabile che la ricarica dell'auto possa effettivamente fornire 1,5kW all'esterno, poiché gli alternatori sono progettati per circa ({tutto ciò di cui l'auto ha bisogno} + {cosa potrebbe eventualmente essere aggiunto}) * 1.3; in modo che di solito non rimanga più del 50% della potenza effettiva dell'alternatore, di solito inferiore, da ottenere dall'auto, mentre gira alla velocità del motore alla quale l'alternatore è ottimale.

Nota come dico "alternatore al livello ottimale" questa velocità non è quasi mai il miglior punto di funzionamento del motore senza carico, quindi il tuo consumo di carburante sarà decisamente non ottimale.

Se potessi fare una stima del mondo reale, potresti eventualmente eliminare 600 W (= 50 A già !!) da qualsiasi auto di medie dimensioni, forse 1kW da una grande, un'auto piccola / efficiente non ti divertirà a darti più di 400 W al massimo . Quindi, facciamo un cielo blu, sapendo che non funzionerà mai in modo positivo:

Hai una sorgente di 1kW a 12V, o sai cosa, cielo blu: 15V.

Ciò significa: 1000 W / 15 V = ~ 66 A.

Supponiamo che tu abbia cavi da 10mm ^ 2 (abbastanza spessi per i jumper) che corrono verso il convertitore che lo trasforma in 300VDC (di nuovo, cielo blu, prendi la massima tensione possibile, per consentire una corrente più bassa, che consente perdite più basse, ma lo vedremo abbastanza presto), questi cavi misurano 3 metri in totale (quindi 1,5 metri ciascuno) e sono collegati all'alternatore, quindi nessuna perdita all'interno dell'auto stessa (di nuovo molto cielo blu).

Il cavo ha quindi circa 2 mili Ohm al metro, offre una riduzione di 132 millivolt al metro, è una riduzione totale di 0,39 V (ingiustamente arrotondata per il cielo blu) nei cavi. Peanuts, giusto? Significa, tuttavia, che la tua potenza è già diminuita di 26 W:

Potenza al convertitore: ~ 66A * (15 V - 0,39 V) = ~ 974 W.

E questo non sta nemmeno considerando la resistenza di contatto da 5 a 35 milli Ohm per morsetto, che porterebbe via un minimo di altri 44 W. Ma lo ignoreremo anche questo.

Ora, la conversione in alta tensione non è senza perdita di dati. Tecnicamente su queste scale il massimo che puoi sperare in qualsiasi budget realistico è l'efficienza dell'85%. Quindi, arrotonderemo felicemente fino al 90%.

Potenza di uscita sul convertitore a 300 V: 0,9 * 974 W = ~ 877 W.

A soli 300 V: 877 W / 300 V = ~ 2,9 A, che è possibile trasportare facilmente oltre 5 metri in una coppia di cavi da 3 mm ^ 2, poiché saranno circa dai 6 ai 7 milli Ohm al metro, con una perdita di oltre 10 metri percorso completo di soli 0,7 W, e poiché a questo punto abbiamo già immaginato una perdita di quasi 80 W, possiamo facilmente ignorarlo. Lo stesso vale per le perdite del connettore. Si presume inoltre che sia zero.

Quindi, in macchina ci è permesso in questo mondo di cielo blu di immaginare che sia un bel flusso costante di 877 W a 300 V.

È altamente improbabile che l'auto stessa non abbia elettronica, poiché avrà un intervallo di ingresso (ad es. Da 250 V a 350 V). Quindi, c'è di nuovo la perdita di conversione, ma probabilmente andando dall'altra parte, forse da 300 V a 180 volt? In ogni caso, se si tratta solo di un calo o di un aumento, si può presumere che abbia circa la stessa efficienza dell'85%. Ancora una volta, lo faremo fino al 90%.

Quindi, verso la batteria otteniamo: 877 W * 0,9 = ~ 789 W.

È facile ora supporre che qualsiasi tipo di batteria lo assorba e quindi fornisca quel diritto al motore. Le auto molto lungimiranti hanno una qualche forma di cella a base di litio condizionata, che offrirebbe un assorbimento di base fino al 97% in pratica se caricata a 1/10 della loro capacità. Fortunatamente a 18kWh questo è 1/10 o meno, quindi va bene. Come nota, al momento in cui scrivo ci sono alcuni marchi che usano ancora NiCd, che hanno un'efficienza di ricarica molto più bassa. Sarebbe più giusto dire che, in un prodotto di stoccaggio finito con celle a base di litio, è probabile che penda circa il 92%, a causa del condizionamento e del margine richiesti nel tempo. (Oltre 10 anni questo margine è ancora molto ottimista, tra l'altro!).

Ma userò solo il 97% come numero finale: energia accumulata dalla batteria per unità di tempo: 0,97 * 789 = 765 W.

Miglia all'ora addebitate, se mi fosse permesso di tornare a un po 'più realistico del cielo blu perfetto, con 382,5 Wh per miglio, sarebbe di 2 miglia all'ora.

Supponi di essere rimasto a sole 4 miglia di distanza da un posto in cui ti sentiresti a tuo agio finché non sarà sufficientemente carico per continuare, avresti bisogno di almeno 2 ore, ma poi sapendo che se è un po 'più freddo della "temperatura specifica" per il parti, potresti finire per finire a mezzo miglio prima di arrivarci se sei troppo stretto nei tempi.

E per rispondere completamente al tuo commento: tieni presente che se stai aspettando un amico per rimorchiarti o un amico per caricarti, stai aspettando quell'amico, a prescindere. Quindi stai effettivamente aggiungendo 2 ore a quel tempo di attesa. E dovrà essere amico di un'auto che fornisce 1kW in un punto adatto ai ponticelli, quindi stai già eliminando un gruppo di amici proprio per quel requisito, rendendo le tue possibilità ancora più snelle. Anche se, trovo, che le persone con auto più piccole in alcune culture tendono ad essere più felici di aspettare 4 ore rispetto alle persone con auto più grandi ad aspettare 2, ma non sono un sociologo, quindi lo terrò fuori considerazione .

Oh, e anche spendere almeno 20 volte (sentendo che è più simile a 100 volte) la quantità di carburante che rimorchia qualcuno con un veicolo elettrico in modalità "rilascio" / "senza frizione" oltre 4 miglia costerebbe.


Inoltre, immagino che 2500 A genererebbero una quantità folle di calore contro 100 A
Zaid

@Zaid Questa è una conseguenza delle perdite elevate. Se si dispone di un cavo di secrezione incrociata da 10 cm a 2500 A, le perdite possono essere limitate e anche il calore, ma un cavo del genere non sarà fattibile in alcun modo. Un normale cavo di tipo automobilistico (solitamente fino a 10mm ^ 2 - anche se si verificano 40mm ^ 2) genererebbe sicuramente una buona quantità di perdite e calore.
Asmyldof,

Non voglio guidare l'auto con una batteria da 12 V, voglio solo caricare la batteria. Una tipica presa a muro a 110 V è limitata a 15 A, ovvero 1,65 kW, e può fornire una carica completa durante la notte. Se un'altra auto fosse in grado di fornire 1,50 kW e fosse disponibile un adattatore appropriato, immaginerei che sarebbe possibile ottenere qualche miglia di carica in meno di un'ora. Nella tua risposta non vedo perché non sia possibile, solo perché non sarebbe facile. Se hai un amico nelle vicinanze e dovrai aspettare ore per un rimorchio, potrebbe essere meglio essere in grado di caricare dall'auto degli amici piuttosto che aspettare.
ShadSterling

@Polyergic Il punto è che la maggior parte delle auto non ha 1,5kW disponibili per il mondo esterno, anche a 3000 ~ 6000rpm. E se lo facessero, dovresti convertirlo e perdere circa il 20% o più in quello, oltre a quello che anche una potenza costante di 1,5kW a 12V è molto più di quanto un cavo jumper dovrebbe resistere. E questo 1,5 kWh per la maggior parte delle auto elettriche è di circa 0,5 miglia, presupponendo un'efficienza di carica del 90% (è inferiore) che richiede ancora 2 ore di funzionamento molto dispendioso della vettura in ricarica per ottenere meno di un miglio.
Asmyldof,

Siamo sicuri che sarebbe persino necessario un convertitore? So che le auto elettriche consumano energia dalla batteria principale per mantenere carica la batteria da 12V. Funziona al contrario? Ne dubito a causa delle esigenze della batteria principale, ma si sarebbe in grado di caricare la batteria principale "saltando" la batteria da 12V, se così fosse.
Pesce di Poisson,

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Vecchio post ma voglio lasciare la mia esperienza da quando l'ho fatto nella vita reale. Ho una Fiat 500e (beh, mia moglie ce l'ha). Lo stesso, un giorno era così vicina a corto di batteria. Al giorno d'oggi c'è un'app chiamata chargepoint o altri che ti mostrerà le stazioni di ricarica e gli "sbocchi aperti" in cui puoi caricare la tua auto, quindi, ci sono così pochi cambiamenti che stai esaurendo senza farlo a nessuna stazione o presa. MA, volevo farlo comunque, "per ogni evenienza" e perché vivo in Florida e succede un uragano e ho sempre voglia di avere un piano B. Quindi ho comprato un inverter, da 3000W 12v a 110v. Semplice come quella. Ho una Jeep Grand Cherokee Limited 1999, con alternatore di serie di 120a, ma ho fatto un aggiornamento comune per l'alternatore (adattamento diretto) della schivata, che sarà di 160a, per meno di 90U $. Il caricabatterie standard da 110 V è 12a o 1350w. Quindi un inverter efficiente avrà bisogno di un po 'più di 100a a 12v per generare quel 12a a 110v. Ho collegato l'inverter con i cavi più corti e più grandi che potessi, e con la jeep accesa ho collegato la Fiat e HUALA, che carica. La sua carica a 110 V quindi si carica circa 6 miglia ogni ora. Scenario non migliore.

Un'altra cosa che ho pensato è di tirare la macchina. Se l'auto è accesa, genererà energia stessa durante lo spostamento, per ricaricare la batteria, in questo caso il rigeneratore della fiat potrebbe persino rigenerarsi fino a 36KWh (lo schermo dice che ...) quindi, tirando forte dall'auto sarà pieno caricare l'auto in meno di 40 minuti ... ahahah. Comunque, stavo pensando se potevo usare 2 inverter, per generare 240 V in 2 fasi, per caricare più velocemente la macchina, aggiungendo un alternatore secondario.


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Non sono un esperto di veicoli elettrici, ma credo che siano equipaggiati solo per la ricarica di elettricità domestica (110v, 220v). Poiché le auto non elettriche di solito hanno solo circuiti elettrici a 12 V, ciò non sarebbe possibile senza un "inverter" per aumentare la tensione fino alle tensioni di rete. Anche con questo, probabilmente dovresti sederti con "salti" per diverse ore per ottenere una carica per portarti a casa. Probabilmente sarebbe meglio rimorchiare il veicolo elettrico fino a un punto di ricarica.

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