Sähköautot - Nyt!

Ja jotta termit eivät mene sekaisin, niin invertteri on tasavirrasta vaihtovirraksi muuttava laite. Jännitteenalennin on nimeltään regulaattori.

ja vaikka termit meniskin sekaisin, niin invertteri se asustaa täyspäisten valitsemien dc-dc muuntimien sisuksissakin.. regut tuppaa muuttamaan sen ylimääräsen energian lämmöks, joten niillä on ihan turha ruveta pilkkomaan jostain 500 voltista 12 volttia, varsinkaan noilla virroilla mitä tossa tavotellaan.. ihan asiallisia kapistuksia, jos tarttee siitä 12 voltista tehdä mp3-soittimelle 3-6 volttia muutamalla milliampeerilla ;)

Kuitenkin invertteri on invertteri vain siinä käyttötarkoituksessa että sillä tehdään vaihtosähköä. Regulaattoreita on hakkurityyppisiä tai lineaarisia, joista jälkimmäinen hukkaa ylimääräisen jännitteen lämmöksi.

tän kinaamisen jatkamista suunnitellessani sit ratkasin tonki ongelman.. kolmellakympillä saa atx-virtalähteitä tietokoneisiin, joista irtoaa hakattuna ja reguloituna reilu 30 ampeeria 12 volttiin ja bonuksena sille ipodille 3,3 ja 5 volttia.. jos akkujännite on jossain 300 voltin korvilla, niin senku tökkää virtajohdon kiinni.. ekana noista hakkurivirtalähteistä kuitenki löytyy se tasasuuntaaja ja pari konkkaa tasailemaan sen tuotoksia..

ps. ja niinku sanoin, löytyyhän se regulaattori näistäkin, mutta vasta sen suurimman työn tehneen invertterin ja uuden tasasuuntauksen jälkeen ;)

Tietokoneen virtalähteitä löytyy tosiaan yli kilowattiin asti, että tehosta ei tule ongelmaa. Suurempi ongelma on siinä, että ne ovat kuluttajaluokan laitteita joiden suunniteltu elinkaari on alle viisi vuotta.

Jos on pakko lähteä kaivamaan tikulla asiaa siitä virtalähteen rakenteesta, niin järjestys on seuraava:
tasasuuntaus -> suodatus -> vaihtosuuntaus -> korkeataajuusmuuntaja -> tasasuuntaus -> suodatus.

Tietokoneen virtalähteissä ei käytetä lineaariregulointia suurimpia virtoja vaativiin linjoihin koska hukkateho olisi liian suuri. Regulointi tapahtuu ohjaamalla suoraan vaihtosuuntaajaa. Kyseisen laitteen nimi ei kuitenkaan ole invertteri, samoin kuin autoakaan ei kutsuta vaihdelaatikoksi vaikka siellä konepellin alla sellainenkin on.

Muita vaihtoehtoisia hakkuriregulaattoreita joissa ei käytetä vaihtosuuntaajaa on esim. buck-boost jossa virta kulkee kelan läpi aina yhteen suuntaan. Rakenne on yksinkertaisempi, pienempi ja halvempi kohtuullisilla muuntosuhteilla ja silloin kun ei tarvita kuin yksi jännite ulos. Esimerkiksi tietokoneen emolevyn prosessoria ympäröivät regulaattorit ovat tämänkaltaisia. Näillä tehdään 12 voltista se 1,0 - 2,0 volttia mitä prosessori käyttää ja virrat ovat muutamassa sormenpään kokoisessa kelassa kymmeniä ampeereita. 95 W prosessori nappaa 1,5 voltin käyttöjännitteellä 63 A.

eli otetaan yhtäaikaa ajoakusta vaikka se 300 volttia moottorille ja 14,4 apulaitteille? sulla tarvis olla jokaisessa sarjaan kytketyssä ryhmässä joku huonohyötysuhteinen muunnin tekemässä sen 14,4 volttia potentiaalivapaaksi, että niitä vois yhtäaikaa kuormittaa.. ja jos niitä rupee kuormittamaan yksitellen, niin sitä kuormitettavaa kennoa(/4:n settiä) pitäis vaihtaa muutaman sekunnin välein ja semmosta systeemiä ei o vielä nähty toimivana edes kahden akun 24 volttisissa kuorma-autoissa. aina tuntuu toinen akku kuolevan käsiin, vaikka kuinka nerokkaasti yrittää molempia kuormitella 12 voltin tarpeisiin.

kyllä se vaan menee tonne yksinkertasemman dc-dc muuntelun puolelle, missä ei myöskään pidä tuijottaa tiukasti jotain nollakuormien hyötysuhteita, kun se 20-30% hukkaa nollasta ei o silti sitä nollaa enempää ;)

Se hyötysuhteen hukka tulee kyllä sen virtalähteen tyhjäkäyntivirrasta. Yleensä mitä suuremmalla kuormalla DC-DC muunninta ajetaan, sen paremmalla hyötysuhteella se toimii, kunnes tietenkin sitten kun kuorma nousee ihan laitteen ylärajoille.

Hakkurin "kivien" ohjaamiseen hukkuu virtaa, jonka se laite nappaa vaikka siitä ei otettaisi wattiakaan. Pienillä kuormilla sen seuraus on, että muuntimen hyötysuhde lähestyy nollaa kun kuorma lähestyy nollaa.

Jostain kilowattiluokan hakkurista voi sellaisenaan odottaa 50 W luokkaa olevaa pohjakuormitusta, jolloin sen hyötysuhde ylittää 80% kun kuorma nousee 200 Wattiin tai noin viidesosaan nimellistehosta. Näkyy muuten hyvin tietokoneiden virtalähteistä, kun katselee valmistajien julkaisemia käyriä.

Sitten kun auto seisoo valot ja vehkeet sammutettuna, ja pistät vaikka radion päälle (5 W) niin hups, akusta lähteekin 55 W koska hyötysuhde on huimat 9%.

Onha niitä akkuja muitakin kuin starttiakkuja - sellaisia jotka on tarkoitettu käytettäväksi syklisesti eli vaikka ns. tyhjäksi asti. Jos tällaista akkukapasiteettia on vaikka 200 Ah niin siinä on jo periaatteessa 2,4kWh valoille ja apulaitteille.
Jos kulutus on 400W, niin periaatteessa virtaa on 6h:ksi (käytännössä hieman vähemmän).
Lisäksi tämän tyyppiset akut, vaikka lyijyakkuja olisivatkin, ovat suhteessa kevyempiä ja energiaintensiivisempiä kuin starttiakut.
Lataus voisi tapahtua samalla kuin ajoakkujenkin. Pikalataus ei varmaankaan ole näille akuille aivan yhtä "täyttäväää" kuin esim. Li-akuille.

Tuollainen sykliseen käyttöön tarkoitettu 12V/200Ah:n lyijyakku painaa n. 60-70kg, joten sen kampeaminen kyytiin ei ole minusta ollenkaan järkevää. Li-akkuna saman kapasiteetin akku painanee n. 25-30kg(?), kuitenkin tämäkin ratkaisu verottaa merkittävästi auton jo muutenkin niukkaa kantavuutta.

Minusta tämän rakenteen suurin ongelma on että siinä kuljetetaan mukana auton massaa lisäävää akkukapasiteettia jonka energiasisältöä ei voida hyödyntää tehokkaasti kuin poikkeustapauksissa.
Esim. 1: Matka-ajossa ajoakku tyhjenee tunnissa parissa, mutta 12V:n akussa on tällöin jäljellä energiamäärä jolla voisi ajaa vielä jopa parikymmentä kilometriä mikäli se vain olisi ajoakussa.
Esim. 2: Kaupunkiajossa ja ruuhkaryöminnässä 12V/200Ah:n akku on 5-6h:n jälkeen tyhjä ja on pysähdyttävä lataamaan siitä huolimatta että ajoakussa olisi puhtia jäljellä vaikka kuinka, koska juuri mikään (valot, pyyhkijät, huurteenpoisto) ei enää toimi.

Itse kannatan ajatusta että ajon aikana auton 12V-sähköjärjestelmää syötetään ajoakusta DC-DC-muuntimella ja lisäksi 12V puolella olisi pieni esim. 20Ah:n Li-akku huolehtimassa parkissa olevan auton varsin pienestä sähkönkulutuksesta. Yhdistelmän; 1000-1500W:n DC-DC-muunnin ja 12V/20Ah:n Li-akku, massa jää kuitenkin reilusti alle 10kg:n ja lähes kaikki autossa oleva akkukapasiteetti on käytettävissä kulloisestakin ajotilanteesta riippumatta. Tämän järjestelmän heikkous on siinä että se hukkaa DC-DC-muuntimen häviöiden verran enemmän energiaa kun kaksoisakku-järjestelmä. Toisaalta DC-DC-muuntimien hyötysuhde on 90% ja ylikin poislukien suuren, lähes täyden tehon, ja aivan 0-tehon tuntumassa olevat kuormitus tilanteet.

- Jari W

Koska laitteessa tarvitaan vain yhtä jännitettä, voidaan käyttää tietokoneiden emolevyltä tuttua ratkaisua jossa jänniteregulointi tehdään modulaariseksi.

Eli suomeksi sanottuna, siellä on esim. 10 kappaletta FET+kela pareja, jotka kukin kykenevät hoitamaan esim. 100 W (Emolevyissä ehkä kuitenkin luokkaa 10 - 15W), jolloin kaikki yhdessä voivat reguloida 1000 W ja kun tarvitaan hyvin vähän virtaa, kaikki muut paitsi yksi sammuvat.

Jos yhden fetin ajamiseen tarvitaan vaikkapa yhden watin verran tehoa, kuluu kaikkien fettien ajamiseen 10 W ja hyötysuhde 500 W antoteholla olisi täten 98%. Mutta sitten kun tarvitaan esim. vain 50 W, hyötysuhde kaikki hakkurit pällä on vain 83%. Kun kaikki turhat moduulit sammutetaan, hyötysuhde pomppakin takaisin 98%:iin.

No olisko hieman "lapinlisää" noissa hinnoissa.

Ja mistä tuon 200 000€ revit… Audi A4 on huomattavasti edullisempi, ja siitä tietääkseni tuolliaset LED-ajovalot löytyvät.

Eiköhän n. 1000e:llä saa jo melkoisen hyvät led-valot tehtyä… Valmiita ratkaisuja ei taida vain paljoa olla.

Täältä saattaisi löytyä sopivia LED valaisimia, vieläpä suomalainen firma: http://www.obelux.fi

Audi R8:ssa on kaukovalotkin toteutettu LEDeillä

"In Audi’s case, the LEDs are manufactured by Philips Lumileds and integrated into a headlamp by Automotive Lighting in Germany"

Ensimmäisen linkin mukaan 300 watin hehkulamput voidaan korvata 14 watin LEDeillä.

Ai sen saa jo nelkkuunkin, minä vaan R8 hintaa ja sen lyhtyjä aikanani kyselin. Samaan kärryyn maksavat paremmat jarrutkin yhden halvemman audin verran, ihan huono olisi sähköautoksi se :)

Viisaampana surffasin ja A4:seen saa tosiaan 1800e lisäkustannuksella xenonit ja LED-päiväajovalot. Ovatko nuo sitten ainoastaan fiinit huomiovalot vai näkeekö niillä pimeämmälläkin, siitä ei ole aavistustakaan.

Joo, pikkusen alkaa mennä aiheen sivusta. Tuning puolen juttuja. Tietysti se näyttävyyskin on tärkeä, mutta…

Niinpä. Millä keinolla saavutetaan 150 tai 300 km ajokapasiteetti halvemmalla. Joko vähentämällä kWh kulutusta vai lisäämällä akkuja. Siitä tässäkin on kyse. Esimerkki: 7.5kWh eteen tarvitaan TS-LCP200-akkuja 11 kpl ja minun hintatietojen mukaan á 286 € = 3256 €. Kyllä tällä hinnalla jo jotain energiapihistelyä saa aikaiseksi. Oli se sitten valojen, lämmityksen, aerodynamiikan tai minkä ikinä saralla.

Mutta saako yli 7,5 kWh edestä? Hyvä kysymys. Mutta jos sähköautot on tarkoitettu akut päivitettäviksi/vaihdettaviksi niin olisiko hyvä strategia keskittyä ensinnä näihin energian pihistelykeinoihin, kun akkujen kanssa todennäköisesti saa säätää vielä myöhemmin. Myös GM säätää Volttia niin pihiksi kuin mahdollista, itse hörähdin epäuskoisesti kun luin niiden säätävän tuulilasinpyyhkimien ja stereoiden energiatehokkuuden kanssa.

Sähköauton ajelun tulisi olla huoletonta ja sellaista se on vain jos ei tarvitse pelätä "yllättäviä" (kylmää, sataa), että riittääkö ajokapasiteetti perille.

tosta 7,5 kilosta oli laskettu se 6 lämmitykselle..

parilla tonnilla pattereita vs muodikkaat pilkkihaalarit koko perheelle, kumpi sitte on parempi..

puolen vuotta jos laskis suomessa lämmityskaudeks ja oli teho mikä tahansa, niin ei sitä koko talvea täysillä tarvi paahtaa

Aika pitkälle pääsee ilman minkäänlaista lämmitystä. Toki se ei ole niin mukavaa, kuin aina kökötellä tulet varpailla. Toisaalta latauksen hyötysuhdetta hyödyntäen saadaan jo ihan normaalin sisäilmalämppärin verran lämpöenergiaa sisälle jo ennen liikkeellelähtöä.

Ajatellaans, että se laturi paahtaa 5 tuntia 3200W teholla (ajettu 100km edellisenä päivänä). Tuosta noin 15% tuupitaan lämpönä kabiiniin. =>2400 Wh lämpöä. toki tuosta ei 100% saada hyötykäyttöön… Sanotaan nyt vaikka, että efektiivinen hyöty voisi olla 1500-1800 Wh.

Normaali sisälämppäri painaa 1000W teholla 30 min ja auto on ikkunoistaan kirkas. Tuo on vasta 500 Wh. Tämä teho ja energia keskittyy vain puolen tunnin ajalle, joten se lämmittää ilmaa hyvin mutta pintoja vain hieman.

Pidemmälle ajalle jaettu laimeampi teho tekee kuitenkin sen efektin, että auto on sisäpinnoiltaankin ihan mukavan kosketuskuiva ja lämmin. Tällöin se pitää myös lämmön paremmin sisäilmassa. Ensimmäinen 10-15 minuuttia menee auotssa ilman lämmitystä. Tai jos on tosi kylmää, niin otetaan 1000W vastus ylläpitämään lämpöä sisäilmankierron kanssa. Vastus kuivaa ilmaa ja pitää siten ikkunat paremmin auki. Ja taas vaikuttaa ajonopeuskin. Mitä hiljempaa ajetaan, sitä heikompi on jäähtymisefekti.

Polttomoottorin polttoainetalous paranee esilämmityksellä, joten sähkönä hukattu energia ei rasita kokonaiskulutusta. Sähköautossa taas moottorin hötysuhde ei juurikaan muutu lämpötilojen myötä. Joten esilämmityksestä ei ole hyötyä. Akuston hyötysuhde taas on riippuvainen esilämmityksestä, mutta se hoituu jo latauksen aiheuttaman hukkaenergian voimin. Tärkeää on saada akku sisältäpäin lämpimäksi.

Eli: Lämmitys ei ole mikään merkittävä asia alle 2 tunnin työmatka-ajoissa.

-Jukka

Mites se moottorin / laturin / alennusvaihteen yms hukkalämmön käyttäminen lämmitykseen?
Jos auto haukkaa sen 15kW, ja kokonaishyötysuhde vaikka 85%, niin silloinhan saadaan 2,25kW ihan "ilmasta" lämpöä. Vaatisi vain vesikierron moottoriin & muihin lämpöä tuottaviin laitteisiin.
Ongelmanahan tässä on se, että kaupunkinopeuksissa ei sähkönkulutuksen ollessa 5kW luokkaa, ei lämpö tahdo riittää

Sitten, jos lämpöäa tarvitaan vielä lisää, niin sehän kannattaa tehdä lämpöpumpulla, ts. ilmastointikoneella joka käy "väärinpäin". Näin siis pihistelyn kannlalta, kyseisen laitteiston kustannuksia en tiedä.

Kolmas idea: Sen sijaan että varastoitaisiin energiaa kalliisiin litum-akkuihin lämmitystä varten, voitaisiin käyttää lämpöakkua talvisin. Eli kun auto on latingissa, voisi sähkövastus ladata myös lämpöakun (joka voisi olla joko veteen, bariumhydroksidin tai natriumasetaatin olomuodonvaihdokseen perustuva) täyteen, jolla sitten voisikin lämmittää sisäilmaa sen muutaman tunnin huomattavasti edullisemmin kuin sähköllä lämmittäen. Esim. 20 litraan vettä saa varastoitua mukavan määrän lämpöenergiaa. Ja halvasti. Tämän lämpöakun voisi tietysti poistaa autosta silloin kun sitä ei tarvita turhana painolastina.

Lämpöakku on hyvä idea. Tässä linkissä http://www.fskab.com/ANNEX10/WS_pres/WS3/neuschuetz.pdf on BMW 5 sarjaan saatava lämpöakku 800Wh, hinta 750EUR