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Daniel.Antonelli
24-01-2009, 08:55
Ciao a tutti, e tanto per cominciare, grazie a chi mette a disposizione le sue conoscenze per "seminare" in attesa che qualcosa, prima o poi germogli.

Approfitto proprio di questo per fare con voi una riflessione sui veicoli semi-elettrici, in particolare pensando ad automobili commerciali da equipaggiare con motori di supporto.

Premetto che seppur avendo fatto studi di ingegneria (civile) mi sento del tutto ignorante in materia sia meccanica che elettrica-elettronica, cercherò di parlare quindi di "princìpi".

La mia idea era questa: applicare all'asse (anteriore o posteriore, quello senza trazione) un motore elettrico di modesta potenza (il 20% del motore termico?) sincronizzato con l'asse, che fornisca solamente coppia, anche a bassi giri, alleggerendo così il carico del motore termico.

La mia riflessione, partita dall'idea dell'elettrico puro, si era arenata in particolare sul costo elevatissimo (in proporzione al resto) dell'inverter per motori trifase con una potenza in grado di muovere un'auto, e in generale alla complessità dell'elettronica che c'è dietro un veicolo elettrico.

La cosa che mi sembrava rivoluzionaria, e che invece ho scoperto essere antiquata, è il sistema di regolazione della velocità del motore, che anziché essere elettronico, sarebbe "meccanico", con il principio di funzionamento dei motori a spazzole.

Forse sto per bestemmiare (per un elettrotecnico) ma se il circuito elettrico è interrotto, anzi invertito, da una serie di contatti alternati che girano insieme ad un asse, avrò corrente alternata sincronizzata con quell'asse.
Se non ho capito male era il sistema antico per produrre corrente alternata.

Mi rimane da capire meglio come sia costruito un sistema per il recupero in frenata, ma rimane sempre come principio che quel motore, in presa meccanica diretta sull'asse, può trasmettere coppia, girare a vuoto o applicare un carico a seconda del collegamento elettrico che ha a monte.

Credo che con questo principio non servano sistemi di regolazione, ma solo un interruttore (o commutatore...) che rilevi se si sta accelerando, procedendo in folle (per il motore elettrico) o se si vuole rallentare...

Spero di esser stato chiaro e di non aver scritto troppe boiate...

Ciao a tutti

tonini_mingoni
24-01-2009, 12:28
...tipo questo?

Poulsen Hybrid (http://www.poulsenhybrid.com/poulsen.html)

Ciao

Fox

Daniel.Antonelli
24-01-2009, 14:20
In linea di principio l'idea è simile, ovvero un motore elettrico di supporto.

Ma l'idea che mi piaceva mettere in discussione è quella "dell'inverter meccanico".

In più occasioni ho letto che l'ideale sarebbe riuscire a montare motori asincroni in corrente alternata trifase, per svariati motivi: solidità della tecnologia, minore costo per la maggiore diffusione, peso... questo è quello che credo di aver capito.

Il "problema", se vogliamo, è il costo sproporzionato di inverter e elettronica di controllo della velocità.

Io proponevo come "soluzione" un contatto alternato sull'asse posteriore dell'auto, che invertisse la corrente con una frequenza uguale (o proporzionale) a quella della rotazione, facendo girare il motore in modo sincronizzato.... questo non farebbe accelerare o rallentare la macchina, ma diminuirebbe il carico del motore termico o dei freni, in sostanza è come se la macchina diventasse più leggera!

Spero di aver chiarito bene la differenza...
Cmq grazie del link, mi fa piacere sempre scoprire che qualcuno riesce a consolidare un'idea rendendola un prodotto.
Ciao

tonini_mingoni
24-01-2009, 14:33
... quello che proponi è quello che viene chiamato "asse elettronico" ... cioè permette di collegare 2 o più coppie di ruote non con un'albero meccanico, ma con una gestione elettrica/elettronica.
Molti azionamenti oggi possono fare l'asse elettrico.


Ciao

Fox

mariomaggi
24-01-2009, 14:35
Daniel.Antonelli,
ti scrive uno che aveva fatto delle ricerche in passato, poi nel 1973 ho iniziato a trattare inverter elettronici.

si era arenata in particolare sul costo elevatissimo (in proporzione al resto) dell'inverter per motori trifase
credo che tu sia rimasto indietro di decenni, oggi i silicio o il carburo per realizzare chip di potenza sono disponibili a prezzi accettabili, e l'affidabilita' (MTBF) e' di molto superiore ad un sistema elettromeccanico.
Ciao
Mario

Daniel.Antonelli
24-01-2009, 15:27
Grazie per la correzione, ma non avendo trovato molti inverter in e-commerce, quanto sono i prezzi accettabili per una potenza, ad esempio di 15kw?

Poi mi farebbe piacere anche un commento sull'idea di sincronizzare il motore all'asse, per eliminare ogni sistema di controllo del motore, se non acceso/vuoto/freno

biker.twin
24-01-2009, 16:03
mi sa che gira gira diciamo sempre le stesse cose
http://www.energeticambiente.it/veicoli-elettrici-e-ibridi/14714394-muoviamoci-3.html

biker.twin
24-01-2009, 16:07
ah dimenticavo: la maggior parte dei veicoli non hanno un asse folle, le ruote(posteriori) sono direttamente collegate ai cuscinetti sulle sospensioni.
Stò valutando la possbilità di integrare nel cerchione il motore, ma c'è il problema dello spazio occupato dai freni, credo però che fra cerchio e parafango interno sipossa inserire un motore fissato alle sospensioni

mariomaggi
24-01-2009, 16:53
Daniel.Antonelli,

"seminare" in attesa che qualcosa, prima o poi germogli.
ci sono decine di migliaia di tecnici che ci stanno lavorando seriamente, i risultati ci sono gia' o sono dietro l'angolo.
Non si puo' partire ogni volta da zero!

Un motore elettrico per auto elettrica non puo' essere che regolato elettronicamente, tutte le altre soluzioni non sarebbero energeticamente efficienti, quindi vanno scartate a priori.

Hai mai visto vendere un motore di un'auto in e-commerce? E perche' mai vorresti trovare inverter per auto in e-commerce, se quello non e' il canale giusto per la vendita di questa tipologia di prodotto?

Ciao
Mario

triac60
24-01-2009, 17:23
Grazie per la correzione, ma non avendo trovato molti inverter in e-commerce, quanto sono i prezzi accettabili per una potenza, ad esempio di 15kw?

Poi mi farebbe piacere anche un commento sull'idea di sincronizzare il motore all'asse, per eliminare ogni sistema di controllo del motore, se non acceso/vuoto/freno
Il prezzo dell'inverter non lo vedo assolutamente un problema e neanche la gestione elettrica/elettronica del motore, nel settore dell'automazione industriale esiste di tutto e di più.
Il problema piuttosto è che pur potendo utilizzare un normale motore asincrono trifase per allegerire il carico del motore endotermico, non lo puoi utilizzare a piacimento come freno o come generatore a tutti i regimi di rotazione, poichè utilizzato come generatore entrerà in coppia solo al superamento del regime di rotazione di targa, fino ad allora è come se (meccanicamente) sull'asse non ci fosse, o quasi, parlo chiaramente del'utilizzo come freno o generatore.
Il discorso invece secondo me si può fare con un altro tipo di motore/generatore, per esempio con un brushless a magneti permanenti, e non con motori antediluviani.

Daniel.Antonelli
24-01-2009, 17:55
Hai perfettamente ragione, ma allora dobbiamo smettere di inventare?



ci sono decine di migliaia di tecnici che ci stanno lavorando seriamente, i risultati ci sono gia' o sono dietro l'angolo


E' chiaro che la tecnologia e la ricerca offrono già soluzione a qualunque problema.
Avremmoaddirittura la tecnologia per costruire anche un'auto ad energia nucleare... ci fanno i carri-armati!

Ma le questioni sono due: una è il rapporto costi/benefici: se devo spendere 5000 euro per risparmiare gli stessi 5000 durante il corso di vita della macchina... lascio stare.

La seconda è quella di sintetizzare, semplificare... i robot esistono da 20 anni, perché ancora oggi non li abbiamo in casa? perché sono macchine troppo complesse, se non ingombranti e cmq costose, ed è per renderli alla portata di tutti che stanno lavorando.

Io non ho trovato un inverter che costi meno di un motore di pari potenza.
Eppure si dovrebbe trattare di un circuito che apre e chiude con una frequenza che nel caso più semplice è la stessa della rotazione delle ruote. Dovrebbe costare pochi spiccioli e sarebbe alla portata di tutti. Poi di elettronica in più ne possiamo mettere quanta vogliamo.

Se non elettromeccanico potrebbe essere elettronico come nei motori dc brushless.

Ormai dovrebbe esistere come optional per ogni auto a poche centinaia di euro un kit motore elettrico integrato nei cerchi da montare al posto delle ruote posteriori....

Le funzionalità dell'elettronica in commercio vanno molto al di sopra delle reali necessità di elettrificare un'auto.

Parlo sicuramente da ignorante e da profano, ma parlo per la mia piccola esperienza da artigiano e vi faccio un esempio.
Ogni giorno mi trovo a fare manutenzione a macchinari per lavorare il legno che a suo tempo sono costati centinaia di milioni di lire. Ogni pezzo è quello giusto ed è stato messo lì per un preciso motivo. Quelle macchine sono state comprate in base a dei parametri di qualità, completezza, e nell'ottica di una possibile futura espansione.
Ma dopo 20 anni ancora ne usiamo solo circa il 30% delle funzionalità!
E quando si guastano, spesso è solo perché sono più complesse di quello che a noi servirebbe. Si guastano i meccanismi ausiliari, i controlli, i relè... i motori, i carrelli, gli azionamenti pneumatici sono ancora nuovi.
O per fare un altro esempio, quando mi si guastava il motorino, un mitico garelli, o era la benzina, o era il carburatore... non c'era nient'altro che si potesse rompere. Tanto di cappello ai moderni scooter a iniezione elettronica, ma se si guasta lo lasci una settimana in officina.

Per farla breve... sono pienamente consapevole della limitatezza e scarsezza della mia riflessione, ma anche l'attenzione alla semplificazione mi sembra non di poco conto.

tonini_mingoni
25-01-2009, 01:24
Hai perfettamente ragione, ma allora dobbiamo smettere di inventare?


...quindi io userei la parola "semplificazione"...

...ma purtroppo in tutti i processi produttivi industriali , rifacendomi al tuo esempio , non è possibile costruire una macchina per la lavorazione del legno che vada bene solo alla tua azienda (alle altre potrebbe non andare) , perchè la venderebbero solo a te e di sicuro costerebbe molto di +.

La logica dei grandi numeri sai che è solo quella per ottimizzare e abbattere i costi per costruire e commercializzare un prodotto.

L'inverter da 15kw nominali siamo appunto su circa 5000€ , ma rifacendomi all'esempio di prima ormai negli inverter sono integrate varie logiche elettroniche (a costo quasi 0) , e non è possibile avere un'inverter "stupido" , povero o "semplice" con lo solo la parte di potenza...

La gestione tra motore termico e elettrico non sarà comunque semplice...

...nella tua proposta iniziale vedo forse la soluzione un sistema come il kers (quello che verà utilizzato dal prossimo campionato di F1.

Fox

gattmes
26-01-2009, 14:38
Forse sto per bestemmiare (per un elettrotecnico) ma se il circuito elettrico è interrotto, anzi invertito, da una serie di contatti alternati che girano insieme ad un asse, avrò corrente alternata sincronizzata con quell'asse.
Se non ho capito male era il sistema antico per produrre corrente alternata.

Ciao.... e ben arrivato.
Se ho ben capito quello che intendi.. posso dirti che è quello che già ora si fa su i motori in corrente continua.

Vedo che manca materiale al riguardo... (lo faremo).. ma se in pratica guardi in manualistica ( http://www.energeticambiente.it/elettronica/ ) le discussioni circa l'induttanza... e elettromagnete puoi avere un'idea di base: in modo semplicistico possiamo dire che un motore sfrutta il funzionamento di un elettromagnete.. o di un relè.
Sostanzialmente "dentro" si generano dei campi magnetici... in pratica alcuni poli che si respingono (uguale polarità), altri che si attirano (opposta polarità)... si parla di "coppie" polari... espansioni polari, poli, ecc.
Secondo le scelte costruttive (e non solo) ci possono essere magneti elettrici.. ma anche magneti permanenti, quindi anche combinazioni varie. Rimanendo con i piedi... per terra (nel senso letterale) i magneti permanenti.. tali sono come polarità... ovvero il "nord" sta da una parte e il "sud" dall'altra. Un elettromagnete deve invece la sua polarità al senso della corrente... ed invertendola... beh .. è chiaro, no?
Ora dei "magneti" (non importa di che tipo) sono fisicamente e generalmente "monati" su qualcosa che noi consideriamo fisso.. e che prende nome di "statore".. altri su qualcosa di mobile, quantomeno rispetto al precedente... che prende il nome di "rotore".
Chiaramente sfruttando attrazione e/o repulsione.. il rotore si muove!
Possiamo facilmente immaginare che due oggetti che si attraggono si possono avvicinare fino ad un certo punto... poi basta! Una macchina elettrica così fatta potrebbe fare solo un movimento (lineare o angolare) molto limitato... per esempio vedere i relè...
Nel motore quando una coppia magnetica statore/rotore si avvicina quasi a toccarsi si fa in modo che uno dei due poli cambi polarità, invertendo la corrente... di conseguenza si ottiene una repulsione.. e quindi un'altra parte di movimento. Se questo viene fatto arbitrariamente.. si ha una situazione come nei motori passo-passo... che fanno un passo alla volta appunto (per farla breve)..
Se viene fatto con una certa sincronia con la posizione delle coppie polari, allora si ottiene una ruotazione continua... in quanto le coppie continueranno ad inseguirsi (per le parti che si attraggono) e a scappare (per quelle che si respingono)..
Quindi è chiaro che per questi motori DC (tralasciando cose "strane") il termine DC non avrebbe senso: in realtà un motore DC è un motore AC dove i terminali di ogni avvolgimento passano prima attraverso un sistema a collettore e spazzole che provvede ad invertire, in sincronia con la rotazione, le polarità interne di uno dei due poli delle varie coppia.. non appena l'asse ha fatto una determinata rotazione!

Questo è .. diciamo.. abbastanza semplice da realizzare meccanicamente. Tuttavia determina:
1) strisciamenti meccanici (spazzole/collettore), ovvero attriti, ovverro freni/perdite sulla rotazione
2) oggetti soggetti ad attrito e quindi consumo, con problemi di manutenzione / sostituzione o regolazione periodiche.
3) problemi nella gestione delle tensioni d'apertura (quando un contatto apre una configurazione e ne chiude un'altra)... con possibili scintillamentei che producono vari effetti (calore, erosioni.. perdite energetiche comunque)
4) problemi nella gestione della corrente.... l'intero sistema va dimensionato per le correnti in gioco (oltre che tensioni)
5) e tanti altri simpatici problemini.. quali disturbi EMI, ecc.

Ovviamente la commutazione è fissa e decisa in fase di progetto (salvo sistemi più complicati)

Nei motori dove è presente l'elettronica (senza spazzole, inverter, ecc.) tutto questo si può fare non soltanto evitando parte dei problemi sopra esposti (e forse introducendone altri minori...) ma sopratutto in modo modificabile.. e senza "aprire" il motore.
Di conseguenza.. una cosa che non ho ancora scritto .. ma che è ampiamente trattata in molti messsaggio.. visto che le macchine elettriche sono generalmente reversibili.. diventa molto più semplice con l'elettronica non solo gestire meglio parametri quale coppia, ecc.... ma anche il passaggio di funzionamento tra motore a generatore....

UnioneFaLaForza
26-01-2009, 17:00
Ogni giorno spunta uno con un'idea diversa ma alla fine uguale a tutte come dice bene biker, ognuno vuole andare per la sua strada e nessuno capisce che cosi si fa il gioco di chi ha interesse a non sviluppare il veicolo elettrico...o si unisconon le forze o non si va da nessuna parte...siete duri a capire...

Daniel.Antonelli
26-01-2009, 21:16
Ringrazio ancora tutti per l'attenzione e le risposte a questo thread, ma mi accorgo dalle risposte di aver commesso un errore da principiante, sottovalutando il titolo "della questione".

Dalle risposte mi sembra che si "legga" il problema sotto vari punti di vista, quello tecnologico, quello economico, quello della genialità del veicolo ibrido. Sicuramente complice il mio innato difetto di essere prolisso.

Ma la novità, o cmq l'idea che mi piaceva condividere con voi, ma soprattutto mettere in discussione, era quella di eliminare ogni controllo, banalizzandolo alla semplice sincronia con le ruote trainate (nato pensando appunto al concetto più banale di motore dc, o quello più "tecnologico" del brushless).

Per chiarire la questione "inverter" e complessità delle macchine, pensavo al fatto che i motori brushless hanno una loro "elettronica di comando" integrata (praticamente un inverter elettronico) molto più banale (ed economico) di quelli di controllo per le macchine industriali di taglia paragonabile ad un motore da trazione.
L'elettronica di un brushless porta il motore ad un regime di rotazione in cui la corrente è sincronizzata con il suo stesso asse: se l'elettronica leggesse la rotazione di un altro asse, il motore si porterebbe a quel regime di rotazione. O sbaglio??
Io all'inizio, da bruto che sono, avevo pensato a quest'idea realizzata in modo elettro-meccanico.

Questo creerebbe non poche semplificazioni, e permetterebbe di trasformare, quasi senza intervento, ogni automobile in un veicolo ibrido a costi ridicoli.

Per fare un esempio, la pinza dei freni montata sulle ruote posteriori è un arnese che imprime alle ruote una coppia contraria alla rotazione.
E se ci fosse un dispositivo, elettrificato, che fornisse alle stesse ruote una coppia positiva, costante, di.... 10Nm?

Spero di essermi spiegato meglio.
Buona serata a tutti

biker.twin
27-01-2009, 07:28
[quote=tonini_mingoni;118910946La gestione tra motore termico e elettrico non sarà comunque semplice...

...nella tua proposta iniziale vedo forse la soluzione un sistema come il kers (quello che verà utilizzato dal prossimo campionato di F1.

Fox[/quote]

il kers però è un sistema meccanico, non elettromeccanico. Credo che questo non sia un bel traguardo per il mondo elettrico

seriousone
27-01-2009, 08:00
Per fare un esempio, la pinza dei freni montata sulle ruote posteriori è un arnese che imprime alle ruote una coppia contraria alla rotazione.
E se ci fosse un dispositivo, elettrificato, che fornisse alle stesse ruote una coppia positiva, costante, di.... 10Nm?


Uhm... sicuro? io sono ignorantissimo in materia ma direi che il funzionamento del freno non è quello... tramite attrito rallenta progressivamente la rotazione (o la blocca, nel caso del freno a mano), non credo si possa parlare di coppia. In ogni caso se il tuo era un esempio per far capire la successiva proposta io, sempre da ignorantissimo, direi che è un po' troppo semplificata... a parte che 10Nm mi paiono pochi ma poi non possono essere costanti, la trazione del motore varia continuamente e rischierebbero di spingere sempre troppo o troppo poco. Poi c'è da considerare il problema del differenziale,in curva non puoi spingere le due ruote allo stesso modo. E poi il cambio, le retromarce per esempio, come le vedresti? Ammiro il tuo entusiasmo e tante volte anche a me piace fantasticare di soluzioni innovative e futuristiche, ma spesso mi trovo poi a scontrarmi con realtà molto più complesse di quanto prevedo io :)
Ciao

gattmes
27-01-2009, 10:54
invece propio di coppia si può parlare! In termini "tecnici" si usano sempre nomi & cognomi ..
Ci si rifà quindi a forze (o "coppie" di forze..), potenze, energie ecc..... con le loro unita di misura... siano essi Nm, KW.. Joule...
Non si parla "astrattamente" di freno... spinta... elasticità.... scatto.... (ecc.)

Questa è una chiave ....che può aprire alcune porte nella mente (seriousone!)... se si comincia a capirla e ad usarla.... pobabilmente non passa molto tempo che vi ritrovate da un concessionario ad acquistare una Civic, Insight o Prius...
...praticamente potrebbe avere gli effetti di una operazione di cataratta... come dicono gli anglofoni: is up to you

seriousone
27-01-2009, 11:35
invece propio di coppia si può parlare! In termini "tecnici" si usano sempre nomi & cognomi ..
Ci si rifà quindi a forze (o "coppie" di forze..), potenze, energie ecc..... con le loro unita di misura... siano essi Nm, KW.. Joule...
Non si parla "astrattamente" di freno... spinta... elasticità.... scatto.... (ecc.)

Sul discorso tecnico non discuto e ammetto la mia beata ignoranza... solo che appunto parlare di "pinza" dei freni mi faceva pensare più ad un attrito(quindi forza) che non ad una coppia di forze.



Questa è una chiave ....che può aprire alcune porte nella mente (seriousone!)... se si comincia a capirla e ad usarla.... pobabilmente non passa molto tempo che vi ritrovate da un concessionario ad acquistare una Civic, Insight o Prius...
...praticamente potrebbe avere gli effetti di una operazione di cataratta... come dicono gli anglofoni: is up to you
E tu che ne sai che non ce l'ho già? :p
Scherzi a parte purtroppo al momento non ho i soldi per permettermi una macchina nuova, tantomeno una Prius (può sembrarti strano, ma 25000 euri per me sono tanti e mi mettono in difficoltà). Appena la congiuntura economico-lavorativa si farà un po' più positiva mi piacerebbe aprire un'attività in proprio, e nel caso di un leasing auto sicuramente una prius sarebbe la prima opzione. Per il momento mi accontento della mia buona Ibiza con 170000 km.
Ciao.
Roberto

Daniel.Antonelli
27-01-2009, 14:34
Ciao seriousone, grazie per le osservazioni, e pensando mentre scrivo cerco di risponderti una cosa alla volta:



direi che è un po' troppo semplificata... a parte che 10Nm mi paiono pochi ma poi non possono essere costanti, la trazione del motore varia continuamente e rischierebbero di spingere sempre troppo o troppo poco. Poi c'è da considerare il problema del differenziale,in curva non puoi spingere le due ruote allo stesso modo. E poi il cambio, le retromarce per esempio, come le vedresti?


10 Nm sono una quantità del tutto arbitraria e non ponderata, per dare l'idea di un momento che, a prescindere dalla velocità, rimane costante (cosa che avviene in un motore elettrico): che sia troppo o troppo poco rispetto al MT (in un post precedente avevo ipotizzato un 20% del motore) imprimerà sempre un'accelerazione inver proporzionale all'inerzia del veicolo e sarà quindi sempre un "alleggerimento" per il mt.

Per quanto riguarda il differerenziale assolutamente il problema non esiste, ed è qui la semplificazione. Essendo la "forza" del ME molto minore del MT (a regime), l'andatura delle ruote posteriori, come quella di tutto il veicolo, sarà sicuramente determinata dal controllo standard del veicolo (acceleratore, sterzo, differenziale sulla trazione). Certo, ora che ci penso, non so valutare se porterebbe la macchina a sottosterzare a basse velocità, ma sicuramente lo farebbe in modo lievissimo... qualcuno ci aiuta?
Ricordo comunque che l'idea è quella di controllare il motore tramite un banale feedback sulla ruota, quindi se una ruota gira più veloce ed una più piano, continueranno a farlo, ma con più forza!

Per il cambio... le ruote "trascinate" girano con continuità, in relazione alla velocità, non sentono le scalate del cambio, ma solo la strada!

Per la retromarcia basta un relè sull'impianto elettrico che disattivi il motore, e questo girerebbe a vuoto.

In frenata, pensavo ad una leggera resistenza quando si rilascia l'acceleratore ed all'applicazione di un carico quando si schiaccia il pedale del freno.

A proposito di questo, qualcuno mi sa dire se nei motori dc brushless vale qualcosa di simile ai motori asincroni trifase, ovvero che variando tensione-intensità cambiano velocità-coppia? e come si può fare per variarli (trasformatore)?
Perché variando la velocità di regime da progetto del motore elettrico si dovrebbe migliorare la resa del recupero in frenata, potendosi "avvicinare" al regime del motore, problema che prima Triac sottolineava.

Buon elettrico a tutti!

Sestante di Venezia
27-01-2009, 15:46
buongiorno, sono nuovo del forum e vi comunico che io ho adottato un motore elettrico asincrono che tramite un apposito software permette all'inverter di fare aumentare il carico di freno o il carico di spinta al motore stesso. premetto che non sono un tecnico anche se l'idea e le specifiche di cosa doveva fare il motore le ho decise io. la mia situazione è quella di avere una barca passeggeri che volevo fare funzionare in modo ibrido. la soluzione è stata quella di inserire un motore elettrico tramice cinghia gommata, direttamente sull'asse dell'invertitore. quando voglio viaggiare elettricamente distacco tramite frizione meccanica il motore diesel. in tutti gli altri momenti, il motore elettrico viene trainato dal motore endotermico ed io riesco a ricaricare le batterie, mantenendo in moto anche il motore elettrico. il tutto funziona grazie ai pannelli fotovoltaici. in breve i pannelli mi danno quanto basta per far funzionare il motore elettrico, che a sua volta mi permette di alleggerire il carico del motore endotermico. il freno al motore diesel viene "tarato" manualmente tramite l'inverter, in base al fatto che abbia corrente marina a favore o contraria, e questo mi permette di alleggerire maggiormente il motore diesel o optare per la ricarica più veloce delle batterie. quando mi fermo in porto i pannelli mi ricaricano le batterie. non so se sono stato utile.

Daniel.Antonelli
27-01-2009, 16:57
Ciao sestante, molto interessante il tuo sistema, ma per chi mangia a pranzo pane e ingegneria credo che vorrebbe sapere qualche caratteristica del tuo sistema:
Produttore, modello, potenza, coppia max, giri al minuto a regime, nome dell'inverter, tensione di funzionamento (volts), tipo di batterie... e perché no quanto hai speso...
cmq questa discussione, nello specifico, tratta di un altra ipotesi di ibrido.

seriousone
28-01-2009, 08:00
Sì effettivamente comincio a capire cosa vuoi fare e i vantaggi che porterebbe... mi pare una buona idea, se si riesce a realizzare mi piacerebbe sperimentarla.


Per la retromarcia basta un relè sull'impianto elettrico che disattivi il motore, e questo girerebbe a vuoto.


Secondo me questo relè deve intervenire anche quando si supera il valore X (i 10Nm del nostro esempio) di coppia del motore termico. Altrimenti non si rischia che il termico debba "trascinare", oltre alle ruote dietro, anche il motore elettrico? questo non riesco a capirlo... Quando per esempio il termico produce 20Nm il buon elettrico da 10Nm alleggerisce comunque? non viene "tirato" dall'altro? Gattmes ora mi sgriderà ma purtroppo non so espirmere il mio dubbio in termini tecnici :p

Ciao!

gattmes
28-01-2009, 09:20
Cominciamo a gurdare più in la del naso, allora... e a mettere due paletti.. come base di calcoli (di eventuale fattibilità)

Domanda:... questo ipotetico "relè"... a che tensione e corrente deve lavorare...
In pratica, dopo i Nm... proviamo a definire tensioni e correnti (potenze anche) in gioco nel sistema...... così vediamo due cose... "carine"....

Daniel.Antonelli
28-01-2009, 09:23
Ciò a cui fai riferimento tu fa espresso in termini di potenze e non di coppie.
La "coppia" è il termine comune con cui si esprime il concetto fisico di "momento", ovvero quello di una forza che anziché imprimere un'accelerazione lineare, ne imprime una angolare. A questo va associato il concetto di velocità per arrivare ad esprimere una potenza.

Mi spiego meglio in termini pratici. Immagina che anziché motori fossero due persone a spingere la macchina: una più grande, robusta e prestante, e un'altra più piccola.

Quando si inizia a spingere entrambi contribuiscono a far partire la macchina: il primo spinge 20N, l'altro 5N. La macchina si muoverà come se avesse una spinta da 25N.

Il problema si pone quando l'auto è in moto a 20 Km/h: qui dipende se le persone, più che spingere, riescono a stargli dietro. In termini moto grezzi, la forza che continuano a fare, moltiplicata per la velocità a cui riescono a sostenere questa forza esprime la potenza.

E' chiaro che se la macchina ha raggiunto quella velocità è perché qualcuno ce la sta spingendo, nel nostro caso il primo tizio. Il più piccolo, se ce la fa a stargli dietro contribuirà per quel poco che può, se non riesce a mantenere quella velocità sarebbe lui ad essere tirato dalla macchina.

Ovvero il motore elettrico andrà dimensionato, più che in base alla sola coppia o alla sola potenza, in modo che possa contribuire, magari poco, ma anche ai regimi di rotazione più alti.

Per un approfondimento:
Coppia motrice - Wikipedia (http://it.wikipedia.org/wiki/Coppia_motrice)

seriousone
28-01-2009, 10:24
Uhm... credo di aver capito finalmente :), grazie per le spiegazioni!
Praticamente si trasforma il veicolo in un 4wd, in proporzioni differenti ma le ruote spingono sempre tutte. Ora che ci penso, da qualche parte nel forum mi pare di aver letto che un sistema simile sia stato adottato dai fuoristrada ibridi della Lexus, quindi sicuramente è fattibile a patto di trovare il giusto bilanciamento. Però così si torna al discorso iniziale, che per il giusto bilanciamento c'è bisogno di un inverter o controller che gestisca la trazione. O sbaglio?
E invece un'altra domanda un dispositivo del genere a che tipo di omologazione sarebbe assoggettato? in realtà il motore non verrebbe modificato... bisognerebbe comunque riomologare e reimmatricolare il veicolo?
Ciao!

gattmes
28-01-2009, 13:21
...non è comunque una rispossta alla mia domanda...


... il motore elettrico andrà dimensionato..
io vorrei far(Vi) dimensionare, per adesso, quell'ipotetico "relè" e quindi..
.. torno a ripete:


definire tensioni e correnti (potenze anche) in gioco nel sistema..


(o è tutto un discorso buttato li.. tanto per scambiare due parole?)

seriousone
28-01-2009, 14:19
o è tutto un discorso buttato li.. tanto per scambiare due parole?

per quanto mi riguarda sì, io so a malapena cos'è un relè... sono curioso, la tecnologia e l'ingegneristica mi affascinano, conosco la legge di ohm e poco di più, quello che so dico e quello che non so lo invento cercando di ragionare concretamente su quello che capisco e imparo dai discorsi dei più esperti. In definitiva, purtroppo, il mio contributo concreto in fase di progettazione è 0.
Posso fare il kamikaze che guida il prototipo che ne viene fuori, al massimo :)
Ciao.

Daniel.Antonelli
28-01-2009, 14:47
Allora allora... finora la discussione era pensata sul "sistema" di regolazione del motore, ma giustamente, senza un nessun riferiemento per affrontare i singoli problemi, potrebbe rimanere solo "aria fritta".
Accolgo la proposta e mi stavo mettendo a studiare, intanto i regimi di rotazione della mia macchina, ma non trovando la curva di coppia provo a fare i conti con la 1.4 16v da 95cv (70kw)

Allora, ho fatto al volo una paginetta di excel che posterò non appena sarà più comprensibile, e le cifre che mi interessava tirare fuori sono queste:

Campo di velocità delle ruote da 0 (zero) a 1500 rpm

Coppia alle ruote da 1550 Nm (prima marcia a 5000 giri) a 328 Nm (5a marcia a 2000 giri).

Non conosco i motori che sono disponibili in commercio, dovrei fare una ricerca (che farò) per vedere se esiste un motore che possa erogare, a meno di un rapporto di demoltiplica 1:10, ad es una coppia di 20 Nm ed arrivi a 15000 rpm...

Ricordo che tali valori sono da riferirsi alle due ruote motrici insieme, quindi sdoppiando anche il motore elettrico, basterebbero 2 da 10 Nm.

Invito chiunque abbia un po' di dimestichezza con questi numeri a farsi avanti per darci una mano, perché io è la prima volta che affronto un problema del genere, ed il dimensionamento di un meccanismo del genere è già un lavoro vero e proprio!!

Ah, e finisco, una volta trovato il motore potremo finalmente sapere a che tensione/corrente stiamo lavorando....

mariomaggi
28-01-2009, 15:26
Triac60,

non lo puoi utilizzare a piacimento come freno o come generatore a tutti i regimi di rotazione, poichè utilizzato come generatore entrerà in coppia solo al superamento del regime di rotazione di targa,non e' esatto quello che hai scritto.
Correggo: "lo puoi utilizzare a piacimento come freno o come motore a quasi tutti i regimi di rotazione, poichè utilizzato come generatore entrerà in coppia solo al superamento della velocita' di sincronismo corrispondente alla frequenza erogata in quel momento,"

Daniel,

Per chiarire la questione "inverter" e complessità delle macchine, pensavo al fatto che i motori brushless hanno una loro "elettronica di comando" integrata (praticamente un inverter elettronico) molto più banale (ed economico) di quelli di controllo per le macchine industriali di taglia paragonabile ad un motore da trazione.
L'elettronica di un brushless porta il motore ad un regime di rotazione in cui la corrente è sincronizzata con il suo stesso asse: se l'elettronica leggesse la rotazione di un altro asse, il motore si porterebbe a quel regime di rotazione. O sbaglio??Sbagli.


Le funzionalità dell'elettronica in commercio vanno molto al di sopra delle reali necessità di elettrificare un'auto.
No. La legge impone l'ABS, e probablimente in futuro verranno imposte altre funzioni. Per realizzare queste funzioni risulta molto comodo ed efficiente controllare elettricamente la trazione, senza sprecare energia nei freni quando possibile. Ma l'inverter che controlla deve avere un ottimo controllo vettoriale, altrimenti si arriva a soluzioni non ottimali, anche per i motori elettrici.

Riguardo ai motori integrati nelle ruote, per un veicolo lento non e' un problema, ma per un'auto veloce l'aggiunta di ulteriori "masse non sospese" comporta una perdita di aderenza, legata all'aumentata inerzia lungo l'asse verticale. Allora bisognerebbe aggiungere le sospensioni attive, con un servomotore che spinga verso il basso la ruota, dopo un sobbalzo.

Ciao
Mario

Daniel.Antonelli
28-01-2009, 15:43
Molto brevemente, ho trovato a meno di 600$ (USD) un paio di motori da circa 7-9 kw, tutti funzionanti a volts variabili (meglio: a scelta) ma in base alle condizioni suggerite per un uso continuo andavano
il primo a 48V (145A) ed erogava una coppia di 24 Nm fino a 2900 rpm,
ovvero circa 50Nm alla ruota con un rapporto 2,1:1.

Il secondo lavorava a 96V (94A) con una coppia di 17Nm a 4900 rpm,
ovvero alla ruota 56Nm con un rapporto 3,3.

Moltiplicato per 2 farebbero già in prima marcia circa il 7% del motore termico,
per arrivare al 17% in terza e il 23% in quarta.
e ricordo che stiamo parlando di un motore termico da 95 cv (dimenticavo prima: grande punto 1.4 16v star-jet), l'incidenza aumenterebbe giù sulla mia macchina che di kw ne ha solo 55 anziché 70.

Il problema vero è che ci dovrebbe "correggere" questi punti qualcuno che ci capisca di meccanica, e che conosca i motori elettrici per trovarne uno ideale......e soprattutto se vale l'idea iniziale di sincronizzare il motore alla ruota anziché comandarla a parte.

Mi sorge un dubbio... ma non è che il sincronismo già avviene spontaneamente con la trasmissione diretta, solo dando corrente al motore?

Daniel.Antonelli
28-01-2009, 15:52
Sbagli.


Mario, ti ringrazio per la correzione, ma mi piacerebbe capire se quello che sbaglio è nel concetto, o in quello che esprimi dopo, ovvero che comunque un controllo elettronico è necessario (e utile) al fine di avere un prodotto sicuro ed ottimale?

mariomaggi
28-01-2009, 16:42
Daniel,
dicevi: Sbaglio? E ti ho risposto "sbagli". Rivedi il concetto base. Il mio primo brushless l'ho esposto in fiera a Bologna nel 1980, qualcosa ne capisco.

Mi sorge un dubbio... ma non è che il sincronismo già avviene spontaneamente con la trasmissione diretta, solo dando corrente al motore?
Si, ma a discapito dell'energia. E' come quando cambi marcia verso l'alto e fai lavorare i sincronizzatori, prova a ragionare su dove finisce l'energia cinetica del motore che rotava a regime piu' alto.
Ciao
Mario

Daniel.Antonelli
28-01-2009, 17:26
Mi dispiace, speravo di trovare un chiarimento, visto che da solo non ci ero arrivato.
Non voglio aver ragione, ci mancherebbe che mi metta a contraddire un esperto, mi piacerebbe piuttosto imparare.
Continuerò a ragionarci sù da solo....

Daniel.Antonelli
30-01-2009, 10:54
Gattmes... quando fai una domanda vuoi una risposta...

ma io te l'ho dimensionato il motore elettrico, e ti ho detto quali range di corrente potrebbe utilizzare...

Quali erano le cose "carine da vedere"?
E poi qualcuno ce l'ha data una guardata ai conti o andiamo avanti pour parler...

gattmes
30-01-2009, 16:37
...il primo a 48V (145A) ed erogava una coppia di 24 Nm fino a 2900 rpm,
ovvero circa 50Nm alla ruota con un rapporto 2,1:1....
Supponiamo quello li...
Cominciamo a pensare a cosa dovrebbe essere quell' "ipotetico relè":
150A - 50V (che poi secondo me i 145A sono nominali.. quindi di picco saranno ben altri....)

Compitino:
cercare un oggetto consono (temperatura di funzionamento "automotive", condizioni ambientali.. tipo vibrazioni, accelerazioni, shock.. pure..) e rispondere alle seguenti domande:
1) dimensioni (e pesi)
2) costi
3) potenza persa per l'azionamento.... (e anche sulla potenza)
....

Daniel.Antonelli
30-01-2009, 17:00
Contattori (http://www.microelettrica.com/contactors/Italiano/LTC/LTC_ita_pag01.htm)

Non è il mio mestiere, ma qualcosa del genere dovrebbe andar bene.
Si, mi ha sorpreso il peso, ma è chiaro che 150A non possono passare nei fili della corrente di casa a meno che uno non voglia fare l'arrosto per cena...
Cmq 1,8 kg non dovrebbero essere granché rispetto ai 100 kg di batterie che mi dovrei portare appresso.

In ultimo, credo che a questo punto ne potrebbero nascere altre di discussioni, sui dimensionamenti per veicoli ibridi con elettrico in serie.

Io speravo di dire qualcosa di intelligente circa il controllo semplificato del veicolo, ma è chiaro che per sviluppare un'idea servono competenze che per ora non mi appartengono.

Io penso sempre che una mela può cadere in testa a chiunque, ma è indiscutibile che solo pochi arriverebbero a formularne una teoria sulla gravitazione universale.

gattmes
31-01-2009, 16:13
...è chiaro che per sviluppare un'idea servono competenze che per ora non mi appartengono...
Io sono dell'idea che è meglio capire le cose.... piuttosto che prenderle come "comandamenti"/oro colato...
La parola ignorante (nel suo "naturale" significato.. cioè ignorare qualcosa) ha valore diverso da.. altre nella sfera "mentalmente-incapace"
Tu puoi essere ignorante su certi argomenti esattamente come io lo sono su una "tonnellata" d'altri.... non per questo penso tu debba essere considerato incapace di "intendere e volere", quindi essere in grado di colmare questa o altra "mancanza"... anche se parzialmente/ a livello base ...e non da PhD (cioè non intendo che non si possa farlo a questi livelli! Ma semplicemente non si voglia o non serva..!)

Ecco perchè preferisco ...dicamo..dipanare ... alcune cose. Poi tu valuterai... senza "dictat".
Premesso questo .. hai trovato un dato: 1,8kg. Vero che rispetto ad altri pesi (es. hai indicato un ipotetico peso della bat. in 100kg) non è molto.. ma io non voglio comparalo con "altro"... bensi con "UN altro"...oggetto (facente stesse funzioni)
Vediamo ancora i costi... e i consumi (servono! Anche se indicativamente).

Poi passiamo a vedere se quel "relè" assolve a tutte le funzione desiderate... o serve altro......