ZEV - Auto Elettrica, fattibilità.

[bluebox]

di solito per trotterellare non ne servono po tanti. Spero in effetti che scendano i prezzi delle batterie ad alte prestazioni. Per l'autonomia poi se fossero macchine per casa lavoro la troverei adeguata. Ho tanti amici che fanno 80-100 km al giorno e spendono un capitale in costi auto. Senza contare poi lo stress. Il mio sogno in realta è una ibrida, con un motore 1000cc turbo a metano a ciclo diesel... (un bel rapporto di compressione a 25/1 e vedrai che anche il metano si accende). Un centinaio di cavalli con bombole in composito leggere e capienti. Quattro bei motori elettrici e soprattutto nessun tipo di cambio meccanico o differenziali. La cosa che mi interessa è la progressione da subito dei motori elettrici ed il recupero di energia.

Originariamente inviato da lucusta

questi sono solo i dati dichiarati;
se quei 365km di autonomia sono contati esclusivamente su un ciclo misto EU, si trasformano in meno di 260 per un uso normale, il che' fa' ipotizzare che abbia un pacco da 60KW.

considerando la leggerezza e la limitata impronta frontale, oltre che ad un'aerodinamica migliore di una utilitaria, mettendo il tutto su una di queste "normale" si scende ancora, arrivando a 220km di autonomia stimabile (piu' o meno in linea con altre vetture elettriche).

a 200km/h fara' meno di 75km....
i 300cv dichiarati sono diversi rispetto ad un motore endotermico... potrebbero arrivare a 400 di picco, ma essere meno di 100 reali, percio' sfruttati solo nelle accellerazioni piu' elevate.
contando la velocita' massima, e' presumivile che siano circa 110cv reali, visto che e' questo l'assorbimento di potenza che si avrebbe a quella velocita' (piu' o meno quanti la lotus elise con il 1800 semplice, che fa' 120 cv e va' tanto quanto questa).

il costo purtroppo e' dovuto essenzialmente all'esclusivita' del mezzo, ma anche facendolo in grande serie, a meno di 50000 euro non credo si possa scendere, e la maggior parte e' dovuto al pacco delle batterie, visto che il resto e' un motore elettrico e un po' di elettronica, quindi una utilitaria ti costerebbe poco meno, con un pacco del genere, al massimo la meta', per 220km di autonomia e 150km/h....

[lucusta]

intanto la nissan dichiara che vuole commercializzare batterie litio con catodo al magnesio:
http://www.autoblog.it/post/14000/ni...atterie-li-ion
saranno in dotazione alla piccola flotta di sviluppo che la renault sta' per testare in israele:
http://www.autoblog.it/post/13973/re...imo-in-israele
ma in effetti c'e' un fiume di parole e niente fatti all'orizzonte!

io intanto mi sto' interessando ai biocarburanti e mix particolari con etanolo idrato.
non e' la stessa cosa di una ZEV, ma un piccolo passo in piu', anche perche' l'etanolo idrato 90° (il classico alcool denaturato che si trova ai supermercati),
puo' essere vantaggioso in quanto potrebbe permettere rapporti di compressione nell'ordine dei 45:1, aumentando drasticamente il rendimento dei motori ad accensione a scintilla (ma ci vorrebbe un motore della pesantezza di un diesel per sopportare certi carichi).
dai calcoli che ho fatto, e' sicuramente fattibile girare con alcool etilico denaturato 90° (e in effetti io lo facevo 20 anni fa' con il vespino quando c'erano gli scioperi dei benzinai), ma se non si usa un rapporto di compressione tale da sfruttare gli ottani dell'alcool idrato, si finisce solo con un consumo del 60% superiore, pur con un discreto aumento delle prestazioni (alcool etilico assoluto 116AKI, alcool idrato 90° arriva fino a 200AKI, visto che l'acqua e' il miglior antidetonante che la natura ci offre.. non brucia, e quando vaporizza aumenta 18 volte il suo volume).

in pratica il motore endotermico potrebbe ancora essere un'alternativa pulita, ma a patto di essere cambiato radicalmente, sia nella meccanica, sia nei carburanti.
tu sogni un'auto ciclo diesel alimentata a metano? (approposito, l'uso di doppio carburante all'unisono e' oggetto di diverse tesi, e sembra che giovi molto al ciclo)
io sogno un'auto ad amoniaca, cosi' oltre che essere economica (l'amoniaca costa industrialmente meno della benzina da cracking), e' anche ecologica, visto che produce azoto e vapore acqueo.

altri appunti sui biocarburanti:
http://www.ecoblog.it/post/5965/etan...e-ogm#continua
http://www.ecoblog.it/post/5956/micr...-fatto-in-casa
http://www.ecoblog.it/post/5939/verdure-spaziali

il primo mi sembra comunque poco realistico...
ci sono piante con molta cellulosa che sono naturali, e hanno una crescita di 50cm al giorno; sono alcune specie di banbu' cinesi, che riescono a crescere fino a 20 metri; in cina sono piante infestanti; per quanto riguarda l'impianto biotecnologico per la produzione di etanolo da cellulosa tramite enzimi, al progetto ha partecipato anche un ingegnere 70enne italiano, che ha progettato l'impianto.
il secondo mi sembra improponibile: se tutti avessimo un impiantino del genere a casa, dovremmo fare a meno di tutti i dolci del mondo per riuscire a mandare avanti tali attrezzi, e io sono goloso e ai dolci non rinuncio!
il terzo e' letteralmente "incredibile"... sembra la recensione del fil "i fantastici 4"... un pomodoro di 10Kg solo perche' il seme e' stato su un satellite in orbita... mha'!?!?

ultimo appunto per i romani:
http://www.ecoblog.it/post/5945/mote...uto-ecologiche
alla fiera di roma, questo fine settimana, c'e' motecheco, dove ci saranno in mostra e saranno descritte le nuove tecnologie per il risparmio energetico e ecologico delle auto:
tecnologia stop&go, ibride, a recupero di calore dai gas di scarico, turboelettriche, termoelettriche ad effetto Seebeck... insomma, dovrebbe essere interessante, anche perche' si tratta di prodotti reali o prototipi funzionanti e non di progetti.

[lucusta]

segnalo questo kit di costruzione per "un'auto" elettrica a celle solari; costo 4500$.
http://sunnev.com/

[dawid999]

non so se già è stato segnalato da qualcuno:

http://www.teslamotors.com/

[FlatEric]

Ormai Tesla è come l'herpes, sulla bocca di tutti Peccato per il costo esorbitante (spero scenda di prezzo appena le A123 cominceranno ad essere prodotte in volumi) e il range limitato (sarebbe comunque una seconda macchina per forza).

A noi comuni mortali basta aspettare qualche plug-in hybrid

[lucusta]

intanto io ho trovato dei motori HUB (integrati nelle ruote), da 10KW; usare degli HUB permetterebbe di costruire auto elettriche con migliori criteri per questo tipo di veicoli, potendo sfruttare lo spazio lasciato libero dal motore/cambio/differenziale per le batterie (ricordo che un grande problema delle batterie non e' solo la loro capacita' specifica in rapporto al peso, ma anche la capacita' specifica in rapporto al volume, ossia tanto spazio per poca energia); permetterebbe di creare una batteria estraibile, intercambiabile in maniera veloce, bypassando l'autonomia limitata.

l'uso di HUB permette comunque di "ibridare" le normali auto, permettendo di mettere su una trazione anteriore a motore endotermico, un paio di HUB alle ruote posteriori, che coadiuvano il lavoro di quelle anteriori.

[FlatEric]

Originariamente inviato da lucusta

intanto io ho trovato dei motori HUB (integrati nelle ruote), da 10KW; usare degli HUB permetterebbe di costruire auto elettriche con migliori criteri per questo tipo di veicoli, potendo sfruttare lo spazio lasciato libero dal motore/cambio/differenziale per le batterie (ricordo che un grande problema delle batterie non e' solo la loro capacita' specifica in rapporto al peso, ma anche la capacita' specifica in rapporto al volume, ossia tanto spazio per poca energia); permetterebbe di creare una batteria estraibile, intercambiabile in maniera veloce, bypassando l'autonomia limitata.

l'uso di HUB permette comunque di "ibridare" le normali auto, permettendo di mettere su una trazione anteriore a motore endotermico, un paio di HUB alle ruote posteriori, che coadiuvano il lavoro di quelle anteriori.

Gli HUb nelle ruote hanno un pò di problemi in verità. Prima di tutto aumentano la massa non sospesa della ruota, peggiorandone aderenza e dinamica di guida. Poi levano spazio ai dischi freno, che sarebbe meglio tenere, un disco ha poteri frenanti dell'ordine del migliaio di watt ed oltre, e permette una frenata più sicura, mentre con i motori elettrici per gestire tutta quella potenza bisogna avere: a)motori b)azionamenti c)supercap.
Poi sono anche soggetti a molte più sollecitazioni, che sebbene in un motore elettrico potrebbero essere sopportate, sicuramente non gli fan bene.
Una soluzione ottima invece è l'hub integrato nel corpo macchina: 4 motori ma giusto all'interno del parafango, con un semiasse per connetterlo alla ruota

Cmq gli hub sono fighissimi ma al giorno d'oggi sono abbastanza costosi...nel centro ricerche dove sono stan pensando alla macchina per l'EcoCar Challenge ( http://www.ecocarchallenge.org/ ) e ci stavano pensando, ma il boss non è molto dell'idea per costi e poca esperienza che abbiamo nel campo...peccato

[lucusta]

e be', per l'ecocarchallenge credo anche io che siano un po' delicati...
gli hub di cui parlo integrano gia' il freno a disco, molto grande, tra' l'altro, e per le masse... e si, pesano, una 20ina di kg, ma non credere che una ruota di un'auto pesi molto di meno...
comunque sono sistempi per auto stradali, da non elevate prestazioni, infatti al massimo, fino ad ora, ne avevo trovati da 4KW, quello da 10KW non era male per elettrificare un solo ponte di un'auto normale.

[FlatEric]

Beh, se hanno il freno a disco allora ok...è una questione di sicurezza Quoto per elettrificare una macchina già esistente, ma se si deve fare una macchina da zero secondo me meglio utilizzare un hub con semiasse, l'apporto delle masse sospese su tenuta e comfort di marcia è abbastanza sensibile (cmq dovresti aggiungerli alla ruota, e il cerchione dovrà essere per forza realizzato con caratteristiche meccaniche più stringenti dato che deve sopportarne il peso anche in condizioni di accelerazioni verticali molto sostenute), tanto vale utilizzare una soluzione praticamente equivalente ma più robusta, affidabile e sicura

[lucusta]

tu parti dalla considerazione di prestazioni elevate, io di qualche KW, giusto per la minima mobilita'.
20Kw ( 2 ruote motorizzate) sono poco piu' che sufficenti ad un'andatura minima autostradale, 40kw sono gia' tanti, non per la potenza erogata, ma per le caratteristiche delle baterie ( per alimentare 4 motori da 40kw ci vuole un bel pacco!).

io ho sempre il pallino di usare una cinquecento del '70 per questa modifica...

[FlatEric]

Beh, ma le mie considerazioni esulano dalla performance, è tutta una questione di sicurezza e tenuta, che anche su una macchina normale è sempre benvoluta

[bjt2]

Originariamente inviato da lucusta

tu parti dalla considerazione di prestazioni elevate, io di qualche KW, giusto per la minima mobilita'.
20Kw ( 2 ruote motorizzate) sono poco piu' che sufficenti ad un'andatura minima autostradale, 40kw sono gia' tanti, non per la potenza erogata, ma per le caratteristiche delle baterie ( per alimentare 4 motori da 40kw ci vuole un bel pacco!).

io ho sempre il pallino di usare una cinquecento del '70 per questa modifica...

Originariamente inviato da FlatEric

Beh, ma le mie considerazioni esulano dalla performance, è tutta una questione di sicurezza e tenuta, che anche su una macchina normale è sempre benvoluta

La potenza frenante di 4 freni a disco è circa 700-800 CV... Ecco perchè quella mini one modificata o quell'auto inglese che ho postato, ha quei motori di quella potenza: per poter fare a meno dei freni. L'elettronica e il motore sono tutte integrate nella ruota. Niente ingranaggi trasmissioni e freni. E' anche in grado di tenere ferma un'auto in salita automaticamente. Chiaro che per il freno di stazionamento ha un meccanismo meccanico...

[FlatEric]

Si, ma perché dover sovradimensionare il motore elettrico (=costi in più), dover usare i supercapacitori per gestire la potenza in frenata (=costi in più ed ingombro in più) per poi avere peggiori prestazioni dinamiche (massa non sospesa maggiore a causa dei motori) e tendenzialmente problemi di affidabilità? Con delle pinze sottodimensionate ed i motori hub della giusta potenza (per avere un buon tradeoff tra peso, prestazioni e costo) non sulla ruota ma con un semiasse (non ci sono trasmissioni, solo semiasse, quindi le perdite di trasmissione sono praticamente irrilevanti) si è a posto, e tecnicamente il tutto è molto più sicuro (nel caso manchi tensione ad un motore non frenerebbe più) e decisamente molto meno costoso. Per di più loro usano 600 kW per frenare una mini...pensa se devi frenare già solo una punto od una golf. Bisogna vedere poi tra l'altro con che spazi di frenata Quella mini è figosa da vedere ed un buon showcase, ma le soluzioni non sono del tutto "intelligenti"

[bjt2]

Originariamente inviato da FlatEric

Si, ma perché dover sovradimensionare il motore elettrico (=costi in più), dover usare i supercapacitori per gestire la potenza in frenata (=costi in più ed ingombro in più) per poi avere peggiori prestazioni dinamiche (massa non sospesa maggiore a causa dei motori) e tendenzialmente problemi di affidabilità? Con delle pinze sottodimensionate ed i motori hub della giusta potenza (per avere un buon tradeoff tra peso, prestazioni e costo) non sulla ruota ma con un semiasse (non ci sono trasmissioni, solo semiasse, quindi le perdite di trasmissione sono praticamente irrilevanti) si è a posto, e tecnicamente il tutto è molto più sicuro (nel caso manchi tensione ad un motore non frenerebbe più) e decisamente molto meno costoso. Per di più loro usano 600 kW per frenare una mini...pensa se devi frenare già solo una punto od una golf. Bisogna vedere poi tra l'altro con che spazi di frenata Quella mini è figosa da vedere ed un buon showcase, ma le soluzioni non sono del tutto "intelligenti"

Il motore più la ruota pesano 24 Kg. Pensa un motore più piccolo, più i dischi. Pensa al calore in più da smaltire. E pensa all'impossibilità di una frenatura a completo recupero di energia. Motori così grossi sono sfruttati anche in accelerazione e la casa inglese usa batterie mi pare della altairnano, senza ultracapacitori, che possono sopportare correnti anche di 200C in carica... Quindi hai prestazioni da urlo (700 CV) con un costo irrisorio (si parla di un euro cent a Km)... E poi meno componenti hai meglio è... Per l'affidabilità...
A proposito di affidabilità: a parte che i motori sono 4 e comunicano tra di loro, compensando eventuali mancanze, ma poi ogni motor ha un doppio circuito ridondante raffreddato ad acqua. Nel caso dovesse bruciarsene uno, si accenderebbe una spia, ma comunque il motore continuerebbe a funzionare...

[hibone]

ma un singolo motore con trasmissione anteriore e una dinamo vincolata agli assi posteriori non risolverebbe le cose?!

[FlatEric]

Originariamente inviato da bjt2

Il motore più la ruota pesano 24 Kg. Pensa un motore più piccolo, più i dischi. Pensa al calore in più da smaltire. E pensa all'impossibilità di una frenatura a completo recupero di energia. Motori così grossi sono sfruttati anche in accelerazione e la casa inglese usa batterie mi pare della altairnano, senza ultracapacitori, che possono sopportare correnti anche di 200C in carica... Quindi hai prestazioni da urlo (700 CV) con un costo irrisorio (si parla di un euro cent a Km)... E poi meno componenti hai meglio è... Per l'affidabilità...
A proposito di affidabilità: a parte che i motori sono 4 e comunicano tra di loro, compensando eventuali mancanze, ma poi ogni motor ha un doppio circuito ridondante raffreddato ad acqua. Nel caso dovesse bruciarsene uno, si accenderebbe una spia, ma comunque il motore continuerebbe a funzionare...

Una ruota in lega penso che non ne pesa più di 12-15 Kg con il disco e le pinze, quindi metterci quasi due volte il peso non è una gran mossa. Non so se hai capito di cosa parlo, parlo sempre di 4 motori, solo che non sono nella ruota ma all'interno del parafango, collegati alla ruota con un semiasse, quindi tutti i vantaggi dei motori hub sono invariati, con in più il vantaggio di migliore dinamica di tenuta e sicurezza maggiore (se sei a 140 km/h e un motore che fa da freno ti salta, anche se ridondato, sono sempre cavoli, e se si brucia non fà più niente un motore elettrico, manco attrito) data dai freni. Per non parlare dei problemi di omologazione (è richiesta per l'omologazione in europa un backup meccanico per tutti gli elementi safety-critical).
Anche se hai i freni puoi sempre decidere se frenare completamente di motore elettrico, e quindi l'energia la recuperi (entro i limiti di potenza dei motori elettrici).
Per le Altairnano...datasheet decenti ce ne sono? Dove sono io ora stiamo provando un pò di batterie di nuova generazione (A123, Cobasys) ma delle Altairnano non si parla...esistono?
A proposito di affidabilità, un motore non è allegro ad essere sottoposot a tutte le vibrazioni a cui è sottoposta una ruota

@hibone: con 4 motori indipendenti elimini la necessità di differenziali ed altre componenti meccaniche. In più si può fare controllo trazione in modo praticamente perfetto. Hanno indubbi vantaggi, solo che sono ancora un pò costosi i motori hub.

[lucusta]

approposito delle altairnano.. si sa' piu' nulla? dovevano uscire 8 mesi fa' in produzione massiccia...

hibone, questo era il sistema usato da una ford da competizione tipo indianapolis:
aveva un volano doppio concentrico in fibra di carbonio e piombo (cerchio esterno in piombo e volano in fibra, concentrici e ruotanti inversamente l'uno con l'altro, per eliminare le forze centripedi).
in effetti accumulava energia grazie ad una dinamo/motore siemens dal rendimento 99.5 e dalla potenza di oltre 400KW, leggerissima e che viaggiava alla velocita' della dinamo: 100.000 rpm!
fu' usata anche in gara, ma aveva il problema che se il volano incominciava a vibrare, si poteva tompere, provocando una esplosione (senza calore, logico, solo dei pezzi), pari a 4 o 5 Kg di tritolo...

era un esperimento interessante comunque, soprattutto per la sua dinamo.

[hibone]

Originariamente inviato da FlatEric

@hibone: con 4 motori indipendenti elimini la necessità di differenziali ed altre componenti meccaniche. In più si può fare controllo trazione in modo praticamente perfetto. Hanno indubbi vantaggi, solo che sono ancora un pò costosi i motori hub.

però c'è anche un significativo aumento della probabilità di guasto

ps.

che sono le

forze centripedi

[FlatEric]

Ahahah si i volani sono una delle possibili device di stoccaggio di energia, sono dannatamente buone, peccato che abbiano il brutto vizio di girare a velocità stratosferiche Tutta questione di sicurezza

Cmq hibone, non è vero, la probabilità di guasto di un singolo motore elettrico è, semplificando, uguale per qualsiasi motore elettrico: solo che se ne hai solo uno, rimani a piedi, con 4 devi essere proprio sfi....sfortunato per rimanere a piedi Basta appunto avere l'accortezza di non sollecitarlo eccessivamente con vibrazioni, il che avverrebbe se montato direttamente nel cerchione, invece se montato appena all'interno del parafango e collegandolo con un semiasse le vibrazioni sono minori.

Le Altairnano oggi sono andato sul sito e il link per il datasheet mi ha dato errore 404 Tra le nuove batterie al litio solo le A123 esistono davvero in commercio (anche se per ora in volumi ridotti, e tendenzialmente per forniture a case automobilistiche, o alla DeWalt), io ne ho anche avuta una in mano di quelle che dovrebbero essere le versioni destinate al mercato automotive

[lucusta]

ops...hibone, scusa, sono reduce da 2 giori a 16 ore per dei problemi con un PC.. sto' incominciando a perdere colpi...

comunque erano le forze centrifughe e l'effetto giroscopico (quello che fa' rimanere le biciclette dritte quando girano le ruote)...