Turbo equivalente su motori elettrici

Esiste qualcosa di funzionalmente equivalente a un turbo per motori elettrici?

Ovviamente, non sto chiedendo qualcosa che riutilizzi i gas di scarico per forzare più aria, perché non ci sono gas di scarico né la necessità di aria.

Quello che sto chiedendo è se c'è qualcosa che può usare "energia di scarto" per dare un POTERE IMMEDIATO a un motore elettrico, che è quello che fanno i turbo dei motori a combustione, in termini funzionali.

Il "prendere un po 'della forza di uscita per riutilizzarlo come input" può essere interpretato come frenata rigenerativa, ma le grandi differenze sono:

1. La frenata rigenerativa riprende potenza dalle ruote mentre il turbo prende energia dal motore stesso, che altrimenti sarebbe sprecato.
2. La potenza del turbo si aggiunge alla potenza normale del motore mentre la potenza della frenata rigenerativa va in deposito per essere utilizzata normalmente dal motore senza alcun aumento delle prestazioni.

Se vedessi un turbo come potenza supplementare alla potenza massima del motore, vedrei anche i supercondensatori come qualcosa di simile. I supercondensatori possono fornire al motore una corrente elevata (quindi un'elevata potenza) che le batterie non possono erogare per un breve periodo, rendendo quindi l'auto più veloce per un breve periodo (più simile a quello che farebbe un'iniezione di protossido di azoto) a spese di surriscaldamento, riduzione dell'efficienza e riduzione della durata del motore elettrico.

frenata rigenerativa

Questa domanda e risposta sull'argomento contiene anche delle informazioni molto buone e la risposta rivela un paradosso matematico con frenata rigenerativa

• Cos'è la frenata rigenerativa e perché non la usiamo?

Questo Q&A è un po 'fuori tema ma ha il pangrattato per quanto riguarda la riconquista di energia persa attraverso un turbo per caricare una pastella e il recupero di energia cinetica attraverso la frenata in Formula 1

• Perché nessun generatore di turbina a gas di scarico nei veicoli ibridi?

No, non esiste alcun equivalente. Un turbo viene utilizzato perché i motori a combustione sono intrinsecamente inefficienti: convertono l'energia chimica in energia meccanica, usando una deviazione scomoda via calore . Sfortunatamente, il calore è praticamente il peggior modo possibile per immagazzinare energia: secondo le leggi della termodinamica, puoi convertirlo in altre forme di energia solo se aumenti anche l'entropia. Se fai la fisica, scopri che la massima efficienza è l' efficienza di Carnot

η = 1 - ^{T _C} / _{T H}

dove T _C e T _H sono i punti di temperatura fredda e calda del ciclo del motore, ovvero l'aria circostante rispetto alla temperatura di combustione. Si noti che la frazione si avvicina allo zero man mano che T _H aumenta ^* , vale a dire che la perdita può essere ridotta abbastanza lasciando che la combustione avvenga ad alta temperatura. Ma non puoi aumentare la temperatura all'infinito , e quindi una certa energia viene inevitabilmente persa.

Puoi considerare il turbo come un dispositivo che recupera una parte dell'energia persa ^† o, più precisamente, puoi semplicemente vederlo come un mezzo per aumentare la pressione di funzionamento e quindi la temperatura, e quindi ridurre in qualche modo la perdita. Ad ogni modo, un turbo è solo un mezzo per risolvere il problema che un motore a combustione non è efficiente . (In pratica, non troverai alcun motore con efficienza migliore del 30%.)

Non è necessario farlo per un motore elettrico, perché sono efficienti! Trasformano l'energia elettrica in meccanica tramite campi magnetici e tale processo è controllato molto meglio. Puoi avvicinarti al 100% di efficienza senza dover avere alcuna temperatura o così avvicinarti all'infinito.
Certo, ci sono alcune piccole perdite nella resistività elettrica degli avvolgimenti in rame, nelle correnti parassite e nell'attrito dei cuscinetti, ma queste possono essere ridotte al minimo con un design di precisione.

Semmai, potrebbe avere senso cercare un turboanalogo per le batterie , perché queste sono in realtà la parte debole di un'auto elettrica, dal punto di vista dell'efficienza. Forse avrebbe senso attingere a una sorta di recupero del calore disperso da questi.

^* _{Nel caso in cui si rilevi che la perdita svanisce anche se T C diventa pari a zero : corretto, ma non c'è molto si può fare su T C . Raffreddare l'aria al di sotto della temperatura ambiente richiederebbe un frigorifero gigante, che ovviamente sprecherebbe ancora più energia. Il raffreddamento dopo un compressore ha comunque senso, perché qui la temperatura è già più alta di quella ambientale, quindi ciò può essere fatto passivamente.}

^† _{Alla fine, "recuperare energia di scarto" è discutibile: puoi sempre considerare il motore e il turbo insieme come un motore termodinamico e la sua efficienza totale non può essere migliore di Carnot.}

Potresti catturare il calore dal motore elettrico e convertirlo in più energia usando un dispositivo termoelettrico. Ricerca dell'Università della Florida

Ci sono già alcune buone risposte che praticamente trattano interamente l'argomento. Una cosa che non è stata menzionata è tuttavia KERS - sistemi di recupero di energia cinetica. In effetti hai una grande massa (volano) che si gira mentre il veicolo è in movimento. Generalmente sotto i freni o il vuoto (nessuna valvola a farfalla) la trasmissione alimenta energia in questo volano. Se necessario, il volano si innesta tramite una frizione e può reinserire tale energia nella trasmissione.

Sebbene non sia strettamente una tecnologia EV (e, in effetti, non sono sicuro che un EV utilizzi KERS), è un'altra possibile strada.

La maggior parte dei sistemi di trazione elettrici Abbassa la tensione che arriva al motore elettrico dalla batteria. Ad esempio un controller del motore del carrello elettrico da 48 V fornirà il motore Fino a 48 V ma non di più. e la corrente è la coppia. Il termine gergo TURBO viene utilizzato quando il controller viene modificato per agire talvolta come un amplificatore di tensione che fornisce più volt di quanto non faccia la batteria. Ciò fornisce più velocità ma non più coppia. per andare più veloce mantenendo lo stesso motore e lo stesso pacco batteria. Devi sapere cosa stai facendo altrimenti farai saltare il motore proprio come l'aggiunta di turbo a un motore a benzina. Il grado di boost è la quantità di amplificazione di tensione che il il controller è impostato per.Il 25% è una cifra ragionevole per il parco palla.