PDA

Visualizza la versione completa : La batteria che si carica in 2 minuti



eroyka
15-04-2011, 07:21
In un recente articolo su Nature Nanotechnology due scienziati della University of Illinois at Urbana-Champaign (http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2011.38.html) hanno dichiarato di aver trovato un metodo per caricare le batterie a ioni litio del 90% in soli 2 minuti.

Una scoperta che se confermata sui grandi numeri sarà una vera spinta per l'arrivo dei veicoli elettrici nelle nostre strade.
Per approfondire http://blogs.worldwatch.org/revolt/a-new-fast-charge-battery-could-jumpstart-the-electric-vehicle-market/ (in inglese).

Roy

Giorgio Giovanardi
04-05-2011, 11:26
Non pare realistico che si possano caricare batterie per autotrazione nel tempo di 2 minuti; ci si renda conto che percaricare una batteria da 16 Kw (media per un'auto piccola) in 2 minuti serve una potenza
di 480 KW! E' assolutamente irrealistico.
Queste sono notizie che denotano un grave forma di ignoranza anche per chi le propone.
Con stima.
Giorgio Giovanardi

luigiduca
04-05-2011, 11:44
Non pare realistico che si possano caricare batterie per autotrazione nel tempo di 2 minuti; ... E' assolutamente irrealistico.
...
Con stima.
Giorgio Giovanardi

Questo è un problema evidenziato dagli stessi ricercatori intervistati in uno dei due link sottoposti: copioincollo il passo rilevante.

"In talking to The Economist, Braun estimates that the increase in production cost above current batteries, once the process reaches commercial scale, would be 20–30 percent. This technology may already be sought after for certain applications at such a premium, and if costs fall any farther, other applications may also become viable. For electric cars, the benefit of reduced charging time is especially valuable, but costs are already high compared to other vehicles. The use of this kind of battery might make electric vehicles even more of a luxury product, at least for a time.

-How scalable is it?

Endlessly.
If these batteries take off, they could eventually find their way into everything from cell phones to public buses, and become as large a part of our daily lives as other batteries are currently.

-What is the biggest obstacle to success?

Increased amperage.
Aside from the cost premium, the major obstacle to uptake of these batteries is the larger current necessary to charge the batteries so quickly. Electric vehicles, in particular, would need to be adapted to properly handle the swift movement of so many electrons.

-The final word(s):

A potential game-changer.
Widespread uptake of electric vehicles, if paired with low-carbon electricity production, would go a long way toward reducing greenhouse gas emissions to the point necessary to avert the worst effects of climate change. A rapid-charge battery of this sort certainly isn’t sufficient for achieving such a goal, but it is absolutely necessary."

Il fatto che si POSSA caricare la batteria da autotrazione in 2 minuti non signifca che lo si DEBBA fare.
In ogni caso sarebbe ipotizzabile, se le batterie reggessero la tensione, sviluppare delle stazioni di rifornimento in grado di caricare le batterie direttamente in media tensione, sviluppando le modalità e le procedure per farlo in sicurezza, oppure dei punti dove poter cambiare direttamente il pacco batteria che verrebbe ricaricato in loco in condizioni di sicurezza (ma ne servirebbero molti meno in stock dato che si ricaricano più in fretta). Il fatto che non si possa fare OGGI non significa che non ci si possa arrivare in tempi ragionevoli se le grandi industrie decidono di affrontare la questione.

Con stima

Luigi

kknull
04-05-2011, 11:59
è chiaro che per applicazioni domestiche è irrealistico, ma qui si fa riferimento a stazioni di ricarica su larga scala. Ci sono già standard (da più di dieci anni) che fanno riferimento a stazioni in grado di erogare centinaia di KW (FAQ: Standards - ChargePoint Network (http://www.mychargepoint.net/faq-standards.php)), un traguardo di 500KW non mi sembra così irrealistico...

Giorgio Giovanardi
04-05-2011, 12:05
Purtroppo (o per fortuna) la scienza si deve occupare di quello che la tecnologia mette a disposizione adesso, in questo momento; ogni divagazione su quello che potrà essere possibile domani si chiama fantascienza.
Ringraziando per le risposte.
Giorgio Giovanardi

kknull
04-05-2011, 12:12
Idea molto approssimativa di scienza.
La invito a rispondere al mio post

fra888
04-05-2011, 12:30
va be però se ci pensiamo è un vero passo avanti, attualmente si potrebbero installare degli erogatori da 100 kw che le caricherebbero una batteria in 10 min sarebbe già un bel risultato.

AlessioJo
04-05-2011, 12:38
Non pare realistico che si possano caricare batterie per autotrazione nel tempo di 2 minuti; ci si renda conto che percaricare una batteria da 16 Kw (media per un'auto piccola) in 2 minuti serve una potenza
di 480 KW! E' assolutamente irrealistico.
Queste sono notizie che denotano un grave forma di ignoranza anche per chi le propone.
Con stima.
Giorgio Giovanardi

assolutamente vero...
ma se facciamo in 10 minuti , anzichè 2 minuti , occorre una potenza di circa 100 KW ( niente male la riduzione )...

se compariamo quanto bisogna spendere per una pompa di benzina ( a livello di lavori di muratura , il pozzo prende un certo spazio , manutenzione ) a quanto bisogna spendere per una pompa " elettrica " , non so proprio chi la spunta...

ps quel che si può fare , secondo me , nel futuro più prossimo , è il "cambio di batterie" alla pompa "elettrica" : si arriva alla pompa elettrica con le batterie scariche e li cambi con delle batterie cariche ( si elide il problema della grossa potenza a cui deve far fronte la stazione di carica , però ne nasce un altro , ovvero le batterie non sono leggere da trasportare.. )

luigiduca
04-05-2011, 13:20
Alessio: la Renault credo che stia sviluppando degli standard in questo senso.
Mi pare che sia ormai operativa la sperimentazione Renalut in Israele con il progetto "Better Place" di Agassi (no, non il tennista, un altro), è un po' che non lo cerco più in rete, magari vado a dare un occhiata.

guajro
04-05-2011, 13:30
purtroppo il mondo della scienza è ancora sottomesso all'idea che la scienza sia vincolata a ciò che viene comunemente definito possibile. per fortuna la selezione fa sì che chi non crede nelle possibilità future non sia in grado di produrre idee vincenti.
tra l'altro non mi sembra così straordinaria nè innovativa l'idea di caricare batterie con alte potenze, e come si diceva sopra è solo una questione, tutt'altro che scientifica, di commercializzazione, dal momento che esistono sia le tecnologie che l'esperienza e la normativa per realizzare stazioni di ricarica efficaci

luigiduca
04-05-2011, 13:37
Purtroppo (o per fortuna) la scienza si deve occupare di quello che la tecnologia mette a disposizione adesso,

Concetto curioso, in realtà è quasi sempre il contrario: la tecnologia converte in "cose pratiche" o comunque rende sfruttabile ciò che la scienza scopre e le conoscenze che sviluppa. Nel caso in specie sono gli scienziati che studiano le interazioni e i processi chimici che rendono possibile accumulare e rilasciare così rapidamente l'energia elettrica e sarà la tecnologia, se mai, a rendere fruibile a tutti queste scoperte e sfruttare questi fenomeni indagati dagli scienziati.



ogni divagazione su quello che potrà essere possibile domani si chiama fantascienza.

Sappi che se invece si fa nelle università o nei laboratori di ricerca si chiama "ricerca di base".

Cordialità

doodley
04-05-2011, 13:47
Per Giorgio Giovanardi:"Tutti sanno che una cosa è impossibile da realizzare, finché arriva uno sprovveduto che non lo sa e la realizza". Albert Einstein.
Quanto alle auto elettriche sono assolutamente d'accordo con la teoria del cambio batterie di cui parla AlessioJo. Il problema sarebbe costringere tutte le case automobilistiche a utilizzare batterie della stessa forma e posizionate nello stesso posto, poi un modo per robotizzare il processo di sostituzione si trova senza meno

Docrates
04-05-2011, 15:27
purtroppo al velocità di ricarica è solo uno degli aspetti che per il momento limitano l'uso delle batteria che come già stato giustamente detto potrebbe essere scambiata dal "benziaio". Molto più limitante a mio giudizio sono nell'ordine:
1) la bassa densità di energia per unità di volume
2) Il numero di cicli di ricarica limitato (mediamente 500 per le litio di qualità medio alta) e l'alto costo di sostituzione delle stesse.

Sperando di sbaglairmi, temo che passeranno ancora molti anni prima di avere una larga diffusione del sistema elettrico.

PS. Temo inoltre che non sia così vantaggioso il loro utilizzo: la conversione di petrolio->forza motrice->energia elettrica->ricarica batterie->forza di trazione auto è sicurmente meno vantaggiosa della conversione pertrolio->forza di trazione (ha almeno 3 passaggi in meno !).
Penso che vedremo prima la Deloren che funziona a bucce di banana di Ritorno al futuro....

Progettista
04-05-2011, 16:53
Mi permetto di segnalare che la filiera "dei veicoli elettrici" si baserà:

sole>>>>fotovoltaico>>>>elettricità
sole>>>>solareconcentrazione>>>>elettricità
sole>>>>idroelettrico>>>>elettricità
Eolico>>>>>elettricità

(Eventuale) sole>>>>fotosintesi>>>idrogeno>>>fuelcell>>>elettricità


Solo i ns "politici" e le grandi multinazionali del petrolio NON VOGLIONO seguire questi step, ma la Rete li sconfiggerà.

Saluti
Progettista

Stregatto
04-05-2011, 17:27
Quello che mi lascia perplesso non è la potenza necessaria per ricaricare una batteria in pochi minuti, ma l'amperaggio richiesto.
Posto di perdere il 10% della capacità della batteria in perdite ohmiche, per ricaricare una batteria da 20 kWh in 5 minuti (cioè con una potenza di 240 kW) bisogna mettere in conto una dispersione in calore di 24 kW di potenza per 5 minuti, cioè di 2 kWh.
Non è tanto la batteria a riscaldarsi (2 kwh dispersi in 200 chili di batteria fanno 10 wh/kg, che sono ancora tollerabili) ma tutto il cablaggio.
Per ridurre la corrente e il riscaldamento nella ricarica si dovranno usare motori e batterie capaci di funzionare sotto alte tensioni (cioè batterie montate in serie) e queste tensioni pongono problemi di sicurezza.

Alla fine il problema principale resta però quello della capacità delle batterie. Quanti quintali di batterie al litio si è disposti a caricare in un'auto ? Quanto costano ?
Metà del prezzo di un'auto elettrica è quello delle batterie, il che significa che il prezzo raddoppia rispetto a un'auto a benzina. Questo è il vero ostacolo.

Io resto dell'idea che esiste già una forma ideale di accumulo dell'energia, quello dei combustibili liquidi.
Non si vogliono usare combustibili fossili perchè aumentano la CO2 dell'atmosfera ? Allora sintetizziamoli a partire da CO2 e idrogeno prodotto per elettrolisi. CO2 e idrogeno possono essere fatti reagire per produrre una vasta categoria di composti, dal metano agli idrocarburi superiori al metanolo. Si chiama sintesi di Fischer-Tropsch, che è nota da 70 anni.
E lasciamo perdere le batterie, che sono un passo indietro,

Giuli
04-05-2011, 18:49
Ricarica rapida, penso non sia possibile.
Probblemi delle rete elettrica,
Sovratemperatura batterie,
Le batterie alla lunga si rovinano e costano, costano moltisiimoo ....

Meglio cambio pacco batterie "Alla pompa benzina"

Docrates
04-05-2011, 20:49
Mi permetto di segnalare che la filiera "dei veicoli elettrici" si baserà:

sole>>>>fotovoltaico>>>>elettricità
sole>>>>solareconcentrazione>>>>elettricità
sole>>>>idroelettrico>>>>elettricità
Eolico>>>>>elettricità

(Eventuale) sole>>>>fotosintesi>>>idrogeno>>>fuelcell>>>elettricità


Solo i ns "politici" e le grandi multinazionali del petrolio NON VOGLIONO seguire questi step, ma la Rete li sconfiggerà.

Saluti
Progettista

Che Iddio lo volesse !!!!
Se solo fosse stato investito nel solare un decimo di quello che è stato buttato via per la fusione a caldo adesso le nostre macchine andrebbero a sintesi clorofilliana come le margherite.
Purtroppo la realtà è diversa. Invidio il tuo ottimismo, io ormai spero solo nel 21 Dicembre 2012 e che una meteora distrugga il virus letale chiamato uomo.

N!co
04-05-2011, 21:40
Purtroppo (o per fortuna) la scienza si deve occupare di quello che la tecnologia mette a disposizione adesso, in questo momento; ogni divagazione su quello che potrà essere possibile domani si chiama fantascienza.
Ringraziando per le risposte.
Giorgio Giovanardi


secondo la sua tesi quindi TESLA nient'altro sarebbe che un sognatore fantasioso?
E' appunto la scienza che permette di arrivare a ciò che in questo momento è impensabile, se no il progresso non esisterebbe. La sua affermazione è alquanto approssimativa per non dire altro , saluti

Cactaceo
05-05-2011, 08:51
Quello che mi lascia perplesso non è la potenza necessaria per ricaricare una batteria in pochi minuti, ma l'amperaggio richiesto.


Centro.
la dimensione dei cavi di ricarica diventa ingestibile.
Anche usando pacchi da 480V (abbastanza pericolosi) e tempi sui 10 minuti si tratta sempre di trasferire 6 KA.
Che ci attacchiamo alla macchina, una barra di rame?



Io resto dell'idea che esiste già una forma ideale di accumulo dell'energia, quello dei combustibili liquidi.
Non si vogliono usare combustibili fossili perchè aumentano la CO2 dell'atmosfera ? Allora sintetizziamoli a partire da CO2 e idrogeno prodotto per elettrolisi. CO2 e idrogeno possono essere fatti reagire per produrre una vasta categoria di composti, dal metano agli idrocarburi superiori al metanolo. Si chiama sintesi di Fischer-Tropsch, che è nota da 70 anni.
E lasciamo perdere le batterie, che sono un passo indietro,

Su questo non sono daccordo.
Le auto devono essere elettriche, perchè è l'unico sistema di recuperare l'energia in frenata e in discesa, e il recupero è tanto.
Continuo a sostenere l'ibrida di tipo seriale come soluzione migliore, con batterie di piccole dimensioni che fungano da "polmone" energetico e piccoli spostamenti urbani (30-40Km di autonomia elettrica) affiancati a un generatore ad alta efficienza per la ricarica "in continuo" per i lunghi tragitti. Da alimentare a metano, o con uno dei combustibili ecoderivati che indicavi (non l'idrogeno, che è pericoloso e poco gestibile, e necessiterebbe di una catena di distribuzione completamente nuova) meglio sarebbe una bella turbinetta a gas. Hanno già fatto un auto così, solo che è una supersportiva ad alte prestazioni che costa quanto un attico a Roma. :cry:
Calando prestazioni e pretese estetiche direi che si potrebbe produrre una monovolume familiare intorno ai 25K€, che non sarebbero troppi, e una citycar sui 18K€.

Giorgio Giovanardi
05-05-2011, 09:18
Salute a tutti,
vedo con piacere che la mia provocazione, se tale si può chiamare, ha provocato una ampia discussione con interventi dotti, intelligenti ed anche polemici.
Il mio intendimento era di ragionare sulle possibilità della scienza a fornire risposte immediate ed eclatanti alle attese umane; a mio parere, essendo la ricerca scientifica molto diffusa e matura, lo scibile e le conoscenze sono sempre più estesi e qualificati per cui si presume possano essere previsti i tempi approssimati per il raggiungimento di significativi ed importanti risultati, passando attraverso piccoli e costanti progressi.
In sostanza, pur non escludendo in assoluto il lampo di genio che sconvolge una intera branca della scienza, ritengo tale evento sempre più raro ed improbabile.
Ad esempio, e per rimanere nel tema iniziale della discussione, l’auto elettrica attuale non è molto diversa da quella con la quale Jenatzy nel lontano 1899 superò i 100 km/h, nonostante che da quella data ai nostri giorni si sia verificato il più grande progresso scientifico della storia dell’umanità; e non è assolutamente credibile che, nella fattispecie, l’avanzamento tecnologico sia stato artatamente frenato da oscuri interessi.
Tutto ciò mi fa credere che sia molto difficile che vengano avanti in futuro improvvise soluzioni miracolistiche o colpi di genio che possano sconvolgere la vita umana; credo piuttosto in un continuo anche se sempre meno lento avanzamento di ogni branca dell’umano progresso.
Cordialità
Giorgio Giovanardi

gattmes
05-05-2011, 10:56
Facciamo conto che io sia un marziano ("orbita geostazionaria.....") e quindi non formattato con il Vs "file system".

In tal caso leggendo quanto avete postato potrei pensare:

ci si renda conto che percaricare una batteria da 16 Kw (media per un'auto piccola) in 2 minuti serve una potenza
di 480 KW! E' assolutamente irrealistico.
Da quel che ho appreso delle vostre tecnologie terrestri per trasmissione di quello che definite "energia elettrica" usate dei materiali che chiamate metalli (spesso uno che chiamate rame), contenuti in oggetti che chiamate fili e ad agitazione termica, di ciò che chiamate "atomi" e "molecole" (ossia a ciò che chiamate "temperature"), molto vicine a quelle riscontrabili sulla superficie del Vs piccolo pianeta.
Di conseguenza di energia se ne perde in ciò che chiamate "resistenza". Non devo quindi sottolineare altro in quanto da qualche centinaio di giri (che chiamate "anni") intorno alla Vs stella (chiamata "sole") avete già definito che le perdite dipendono dal quadrato del flusso di particelle (da voi definite con carica elettrica "negativa" e che chiamate "elettroni") ... che definite "corrente"... che circola nei fili e nella loro resistenza. Chiaramente riducendo il tempo (che per Voi, li, può essere considerato immutabile/costante) aumenta la corrente.... e le perdite conseguenti "quadraticamente".
Gli oggetti che usate per accumulare energia in forma elettrica, che chiamate "batterie" o "accumulatori", presentano poi una resistenza interna.... ma anche delle "perdite"...
Morale: quel numero calcolato potrebbe essere maggiore... moooolto maggiore (600 kW?, 700 kW, 800 kW??)


per applicazioni domestiche è irrealistico, ma qui si fa riferimento a stazioni di ricarica su larga scala. [omissis] un traguardo di 500KW non mi sembra così irrealistico...Dipende se ciò ha senso. Intanto 500 kW sono assolutamente insufficienti per l'esempio dei 16 kWh in 2 minuti (vedi mia considerazione precedente). Ammesso poi di voler utilizzare questi Vs primitivi sistemi "a batteria", un accumulatore ricaricabile in breve tempo assume importanza non per la ricarica a veicolo fermo, ma a veicolo in movimento (avete sbagliato obiettivo!). Per non citare cose poco note, porto ad esempio quanto dovrebbe esserVi noto: la ricarica rigenerativa, specialmente in fase di decelerazione ("frenata"), dove la "corrente" (carica) potrebbe assumere valori simili a quelli in accelerazione" (scarica)


Purtroppo (o per fortuna) la scienza si deve occupare di quello che la tecnologia mette a disposizione adesso, in questo momento; ogni divagazione su quello che potrà essere possibile domani si chiama fantascienza.La Vs tecnologia ha già a disposizione... e da parecchi anni:
1) sistemi per ... rifornire (dall'esterno)... i "veicoli" mentre si usano o sono in movimento
2) sistemi per produrre a bordo l'energia che serve (non mi riferisco a "vetuste" tecnologie quali quelle che chiamate "fuel cell", ecc.)
3)...
...
Che poi tutto ciò mi suoni come potrebbe a voi suonare un carro di epoca romana è un fatto... ma è anche un fatto che la tecnologia che usate ora non è degna delle Vs conoscenze: riparametrando a quanto "comunemente" Vi è noto della Vs tecnologia... e come se usaste la propulsione a vapore oggi per i Vs veicoli!!!


va be però se ci pensiamo è un vero passo avantiCerto... dall'età del bronzo a quella del ferro!
Ma poi che senso ha? Perfino quando Vi permettono di usare tecnologia un po' più recente, spacciata per "innovativa", Voi non vi degnate minimamente di farlo.
Non siete d'accordo? Allora -ditemi- quanti di Voi hanno un veicolo ibrido? Facciamo la conta? Qualcuno non sa neanche cosa sono... nel senso che molti spesso credono anche di saperlo... ma sanno solo quello che , complici molte riviste di settore, si vuole che sappiano!


se compariamo quanto bisogna spendere per una pompa di benzina ( a livello di lavori di muratura , il pozzo prende un certo spazio , manutenzione ) a quanto bisogna spendere per una pompa " elettrica " , non so proprio chi la spunta...Come dire: l'energia nucleare a fissione costa meno, fa scendere le bollette degli italiani (che in realtà pagano come gli altri europei, spesso anche meno [qui approfondimenti] (http://www.energeticambiente.it/fissione/14739285-i-numeri-matematica-non-sono-unopinione-occhio-alle-bugie-su-costi-bollette-ecc.html))... dimenticando (non computando) tutto i costi che ruotano intorno alla filiera (NB non mi riferisco a quelli in caso di incidenti [non voglio affrontare questo aspetto/discorso/calcolo: mi fermo "prima"]: considero i costi come se la tecnologia fosse 100% sicura, facendo 1+1=2... se poi "deve" [omissis] far 1,9 o 2,1 allora è un altro discorso)


quel che si può fare , secondo me , nel futuro più prossimo , è il "cambio di batterie" alla pompa "elettrica" : si arriva alla pompa elettrica con le batterie scariche e li cambi con delle batterie caricheQuel che potete fare è ben diverso, più pratico e più efficace. Rimanendo su una soluzione in linea con quel che Vi è dato di sapere della Vs tecnologia potrebbe essere quella che tende a ridurla a minimi termini la batteria - diciamo- un po' come prevenire è meglio di curare.


purtroppo il mondo della scienza è ancora sottomesso all'idea che la scienza sia vincolata a ciò che viene comunemente definito possibile [omissis]
tra l'altro non mi sembra così straordinaria nè innovativa l'idea di caricare batterie con alte potenze, e come si diceva sopra è solo una questione, tutt'altro che scientifica, di commercializzazione, [omissis]
Mhhhh interessante... Sicuro di non avere qualche.... lontano parente alieno (e relativo "patrimonio genetico")?


sarà la tecnologia, se mai, a rendere fruibile a tutti queste scoperte e sfruttare questi fenomeni indagati dagli scienziati.ah ah... la Vs tecnologia poco, se non quasi nulla, può fare verso alte Vs "cose".. che di scienza poco hanno il sapore. Del resto per... chiarirVi.... preferite sparare che dialogare...


Quanto alle auto elettriche sono assolutamente d'accordo con la teoria del cambio batterie di cui parla AlessioJo. Io cambierei anche le trombe... così la musica del motore che esce è migliore.:)


Sperando di sbaglairmi, temo che passeranno ancora molti anni prima di avere una larga diffusione del sistema elettrico. :eek: Nooo.. non credevo che tu vivessi così tanti anni "distante" dal mio tempo!


secondo la sua tesi quindi TESLA nient'altro sarebbe che un sognatore fantasioso?Per progettare, inventare... bisogna essere più artisti che tecnici (Einstain è stato anche bocciato in matematica...)



dimensione dei cavi di ricarica diventa ingestibile.[omissis]
Le auto devono essere elettriche, perchè è l'unico sistema di recuperare l'energia in frenata e in discesa, e il recupero è tanto.Mhhhh ... forse guajro non è l'unico ad avere qualche.... lontano parente alieno (e relativo "patrimonio genetico")

Continuo a sostenere l'ibrida di tipo seriale come soluzione migliore, con batterie di piccole dimensioni che fungano da "polmone" energetico e piccoli spostamenti urbani (30-40Km di autonomia elettrica) affiancati a un generatore ad alta efficienza per la ricarica "in continuo" per i lunghi tragitti. Da alimentare a metano, o con uno dei combustibili ecoderivati che indicavi (non l'idrogeno, che è pericoloso e poco gestibile, e necessiterebbe di una catena di distribuzione completamente nuova) meglio sarebbe una bella turbinetta a gas.
qua sottolineo in rosso invece le influenze dei "geni" terrestri (il resto del testo rimane invece più alieno, quindi per me più digeribile :drink_nl:)

N!co
05-05-2011, 14:13
ottima risposta capillare di gattmess..

comunque l'articolo nel primo topic non riesco a caricarlo!

F.B.I.
05-05-2011, 20:32
ottima risposta capillare di gattmess..


Mah, a me pare teresina...:bye1:

Stregatto
06-05-2011, 06:05
Le auto devono essere elettriche, perchè è l'unico sistema di recuperare l'energia in frenata e in discesa, e il recupero è tanto.
Continuo a sostenere l'ibrida di tipo seriale come soluzione migliore, con batterie di piccole dimensioni che fungano da "polmone" energetico e piccoli spostamenti urbani (30-40Km di autonomia elettrica) affiancati a un generatore ad alta efficienza per la ricarica "in continuo" per i lunghi tragitti. Da alimentare a metano, o con uno dei combustibili ecoderivati che indicavi (non l'idrogeno, che è pericoloso e poco gestibile, e necessiterebbe di una catena di distribuzione completamente nuova) meglio sarebbe una bella turbinetta a gas.
Insomma il passaggio per l'elettrico ti sembra una scelta obbligata perchè permette il recupero di energia in frenata.
Ma quanta energia si recupera sul totale consumato ? In città una bella frazione, in autostrada quasi niente.
Ma supponiamo pure di volere fare il recupero. Ci sono solo le batterie per questo ? Mi viene in mente un articolo letto recentemente in cui si parla di un sistema KERS usato da certe auto sportive (Porsche e Mercedes), che evita le batterie. Sull'asse motore è montato un generatore di corrente che in fase di rallentamento agisce da freno generando energia elettrica che, invece di venire immagazzinata in una batteria (con punte di energia di centinaia di kW) viene subito utilizzata in un motore/generatore elettrico per lanciare un volano. In fase di accelerazione il volano cede la sua energia cinetica al motore/generatore che produce della corrente che viene usata dal primo motore/generatore coassiale al motore, per aiutare il motore. L'accumulo di energia viene fatto nel volano, che non soffre di effetto memoria, è più efficiente di un accoppiamento motore termico/generatore/batteria, permette rapidi trasferimenti di potenza che una batteria non potrebbe sopportare. E questo nell'attività sportiva è essenziale.
Se lo scopo è solo di sfruttare i transitori di velocità per recuperare energia, per me questo è il sistema migliore.
E permette di andare avanti con i soliti motori a combustione interna e i soliti serbatoi di benzina (o, naturalmente, di ecofuel ottenuto per sintesi)

http://www.gentemotori.it/Saloni-Auto-Foto/Porsche-911-GT3-R-Hybrid-quel-kers-in-piu

A proposito di combustibili sintetici, partendo dall'idrogeno la forma di utilizzo più razionale mi pare l'ammoniaca, che si può sintetizzare da idrogeno (ottenuto per elettrolisi) e da azoto (preso dall'atmosfera) con un processo chimico ben noto e che è una forma di accumulo di energia molto più efficiente dell'idrogeno.(La reazione fra idrogeno è azoto è poco esotermica, per cui l'ammoniaca prodotta contiene la maggior parte del potere calorifico dell'idrogeno di partenza; inoltre l'ammoniaca si può liquefare a pressioni moderate; è una specie di GPL). L'ammoniaca brucia dando acqua e azoto, senza ossidi di carbonio. Gli ossidi di azoto eventuali si potrebbero levare con il solito catalizzatore deNOx.

mariomaggi
06-05-2011, 07:16
eroyka,

Una scoperta che se confermata sui grandi numeri sarà una vera spinta per l'arrivo dei veicoli elettrici nelle nostre strade.
non sono d'accordo su questo punto. I supercondensatori a carica rapida - gia' acquistabili oggi - possono risolvere molti dei problemi gia' evidenziati nei post qui sopra, ma il rapporto vantaggi/svantaggi non e' abbastanza interessante e quindi sono ancora poco impiegati. Se si arrivera' a produrre la batteria ipotizzata - spero di si - bisognera' risolvere difficili problemi di stabilita' nel tempo di parti soggette a rapidi sbalzi termici e conseguenti dilatazioni irregolari. Non e' pensabile la realizzazione di una batteria per auto in tecnologia criogenica (tipo SMES superconduttivo), ne' di trasferire la tecnologia dei KERS/supervolani su auto esclusivamente elettriche.

Cactaceo, hai mezzo uno zero di troppo, sono 600 A e non 6 kA

Ciao
Mario

Cactaceo
06-05-2011, 11:44
Insomma il passaggio per l'elettrico ti sembra una scelta obbligata perchè permette il recupero di energia in frenata.


Esatto, ma non solo. L'elettricità è la forma di energia più fruibile e malleabile che esista. I motori sincroni possono essere controllati a coppia costante da fermi fino a elevato numero di giri, permettendo l'eliminazione di cambi, frizioni e anche differenziali se si mettono uno per ruota. si può realizza anche un bel 4WD (che schifo non fa, per tenuta e controllo del mezzo).



Ma quanta energia si recupera sul totale consumato ? In città una bella frazione, in autostrada quasi niente.


Ma in città si concentra il 60% dell'uso delle auto, e probabilmente oltre l'70% del consumo.



Ma supponiamo pure di volere fare il recupero. Ci sono solo le batterie per questo ? Mi viene in mente un articolo letto recentemente in cui si parla di un sistema KERS usato da certe auto sportive (Porsche e Mercedes), che evita le batterie. Sull'asse motore è montato un generatore di corrente che in fase di rallentamento agisce da freno generando energia elettrica che, invece di venire immagazzinata in una batteria (con punte di energia di centinaia di kW) viene subito utilizzata in un motore/generatore elettrico per lanciare un volano.


I volani non possono accumulare sufficiente energia da fare qualche decina di Km senza accendere il motore termico.



A proposito di combustibili sintetici, partendo dall'idrogeno la forma di utilizzo più razionale mi pare l'ammoniaca, che si può sintetizzare da idrogeno (ottenuto per elettrolisi) e da azoto (preso dall'atmosfera) con un processo chimico ben noto e che è una forma di accumulo di energia molto più efficiente dell'idrogeno.(La reazione fra idrogeno è azoto è poco esotermica, per cui l'ammoniaca prodotta contiene la maggior parte del potere calorifico dell'idrogeno di partenza; inoltre l'ammoniaca si può liquefare a pressioni moderate; è una specie di GPL). L'ammoniaca brucia dando acqua e azoto, senza ossidi di carbonio. Gli ossidi di azoto eventuali si potrebbero levare con il solito catalizzatore deNOx.

Sui combustibili sono poco ferrato in chimica. Ma io propenderei a orientarmi verso combustibili che possono essere estratti da materiali di rifiuto, come il bioetanolo, il metano, il biodisel.
E' inutile partire dall'idrogeno, che va prodotto con dispendio di energia. E' come un cane che si morde la coda, quell'energia la devi comunque produrre in qualche modo.
Ricordiamoci che ogni passaggio costa in termini di perdite.

Cactaceo
06-05-2011, 11:50
eroyka,

non sono d'accordo su questo punto. I supercondensatori a carica rapida - gia' acquistabili oggi - possono risolvere molti dei problemi gia' evidenziati nei post qui sopra, ma il rapporto vantaggi/svantaggi non e' abbastanza interessante e quindi sono ancora poco impiegati.


I supercondensatori mi ispirano parecchio. Quali sarebbero gli svantaggi?
Tensioni di lavoro eccessive? Autoscarica eccessiva?


eroyka,

Cactaceo, hai mezzo uno zero di troppo, sono 600 A e non 6 kA

Mario

Mmmmm si, è vero, ho fatto il conto al volo mentre scrivevo e mi devo essere incartato in qualche esponenziale.:dontgetit:
CMQ anche 600A sono un bel flusso da far passare....

mariomaggi
07-05-2011, 07:37
Cactaceo,
spannometricamente i supercondensatori hanno un peso che e' 10 volte quello di una batteria ad alte prestazioni.
La batteria mantiene una tensione abbastanza costante durantela scarica, il supercondensatore ha una tensione proporzionale alla carica.
Altre info qui (http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_double-layer_capacitor)


CMQ anche 600A sono un bel flusso da far passare....
teniamo presente che si tratta di corrente continua ad alcune centinaia di volt, piu' difficile da commutare rispetto all'alternata. Mettere il convertitore AC/DC a ricarica rapida sull'auto e' improponibile, si potrebbe farlo solo sul tetto dei furgoni in quanto occuperebbe - ottimisticamente - non meno di 500 litri di volume, escluso il volume dei cavi/connettori/protezioni di legge; anche il peso non sarebbe ridotto.
Consideriamo poi che si sta delineando una struttura delle reti smart grid che prevede l'utilizzo istantaneo dell'energia contenuta nelle batterie delle auto collegate per la ricarica, per compensare eventuali necessita' di potenza sulla rete durante i transitori. In pratica l'auto resta collegata alla smart grid durante la carica, per esempio per il 99% del tempo si carica, e per l'1% si scarica contribuendo a compensare i buchi di tensione.


Ciao
Mario

gattmes
08-05-2011, 18:43
esatto, quoto Mario...
forse quando le bat erano solo al Piombo (con qualche nicchia NiCd) i pesi erano diversi, ma le evoluzioni e le ultime novità in fatto di bat (non solo litio o altre performanti [Zebra], ma anche chimiche al nichel hanno fatto passi avanti.... prendere a riferimento i mAh delle stilo nell'ultimo quarto di secolo: da 500 a oltre 3000.) hanno riequilibrato la faccenda. Rimaneva in ultimo il problema dell'efficienza e i picchi di ricarica (ma anche , qui... coma da titolo/tema dsicussione, si stanno facendo passi avanti, pur con i problemi sottolineati da Mario e che sono da considerare)


Originariamente scritto da Stregatto http://www.energeticambiente.it/images/mm/buttons/viewpost.gif (http://www.energeticambiente.it/pile-e-batterie/14740159-la-batteria-che-si-carica-2-minuti-post119211102.html#post119211102)
Ma quanta energia si recupera sul totale consumato ? In città una bella frazione, in autostrada quasi niente.
Sbagliato, enormemente sbagliato.
Vi fate "gabbare" da 4R ? Per questo (a torto) molti non hanno un'ibrida. Ma non voglio ripetermi con i soliti dati: provate a guidarne una in autostrada e ... osservate il display.. sorpresa!
E ogni volta che si recupera a 130 km/h le energie sono ben maggiori di un rallentamento cittadino!

Tuttavia... questo si.... lasciatemi ripetere il mio solito "catechismo":
scindere la considerazione delle batterie da quella del veicolo (mica Vi preoccupate delle raffinerie e di tutta la logistica di trasporto dai "pozzi"! intendo anche energeticamente parlando).
Due argomenti diversi da affrontare separatamente. L'auto finisce ai morsetti dell'inverter [così come un TV, lavatrice, magnetron (pardon! Microonde) "finisce" alla spina... non alla centrale dell'ennnel], dove si dovrebbe "vedere" una targa con xxx V (da-a) , xx A max... ed una eventuale classe energetica (qualcosa che esprime i kWh a chilometro medi)
A ragione, se prendete una Seicento Elettra e ci mettete il litio... le Zebra.... le NiMH, ecc. al posto delle PB.... funziona tutto come prima, mica dovete modificare inverter, motore,e cc.


corrente continua ad alcune centinaia di volt, piu' difficile da commutare rispetto all'alternata.Qua vi "passo" questa:
premettendo che in bassa tensione si tende ad usare mosfet e in alta IGBT, in ogni caso si hanno problemi a commutare velocemente grandi correnti. Basti pensare alle induttanze "disperse" (quelle dei collegamenti fisici interni ai dispositivi, ma anche esterni tipo piste, ecc.) degli stessi componenti sulle quali si genera un "contropilotaggio" (*) quando si vuole un tanto più brusco cambio di corrente.
Tuttavia sono possibili "paralellaggi" (dove una minima simmetria è d'obbligo) che riducono drasticamente il problema: in pratica (esempio per mos), non potendo diminuire un'induttanza di source se ne può diminuire la corrente gestita (suddividendola).. o se vogliamo, vista da altra angolazione, si mettono più induttanze di source in parallelo [omissis] (provare a far due calcoli).
Quindi si "riuscirebbe" (condizionale) a commutare velocemente anche grandi "amperaggi". Quel che rimane però è che lo spettro in frequenza aumenta (tanto più i fronti sono ripidi) come le emissioni corrispondenti (che sempre perdite d'energia sono.... oltre a essere limitate da apposite norme).
Voglio dire che ad esempio, in base alle mie conoscenze, non avrei grossi problemi a commutarVi 500A in 100 mS.... ma ne avrei poi a rispettare le EMI (ecc.)
(* eccetto casi a favore, vedi rettificazione sincrona. NB tutto già "pubblico": usato sicuramente dal sottoscritto [in circuito che ho chiamato "autopilota"], ma anche pubblicato [poco dopo, quasi in... "parallelo"... pure questo] da una "application" della IR)
Questo per la corrente; aumentando le tensioni poi iniziano a "rompere" anche le capacità (es. drain-source e/o collettore-emittore)...

F.B.I.
12-05-2011, 19:04
Vi fate "gabbare" da 4R ? Per questo (a torto) molti non hanno un'ibrida. Ma non voglio ripetermi con i soliti dati: provate a guidarne una in autostrada e ... osservate il display.. sorpresa!
E ogni volta che si recupera a 130 km/h le energie sono ben maggiori di un rallentamento cittadino!
[/I]

Purtroppo non solo Quattroruote ma almeno una ventina di riviste automobilistiche scrivono più o meno gli stessi dati...
Poi se lo stesso venditore dell'auto salone conferma quanto detto dalle riviste, spiegando che quest'auto non è conveniente ne per chi la compra ne per chi la produce ma è semplicemente un investimento per abassare i costi di una tecnologia futura/miglirabile.
Sopratutto spiega lo stesso venditore queste auto sono state vendute grazie agli incentivi che alla fine di essi quest'auto ha subito vendite prossime allo zero...

mariomaggi
13-05-2011, 06:46
gattmes,

ci mettete il litio... le Zebra.... le NiMH, ecc. al posto delle PB.... funziona tutto come prima, mica dovete modificare inverter,
OK per un funzionamento grossolano, la macchina va comunque. Invece per un funzionamento ottimale con consumi minimizzati, la batteria deve far parte del veicolo in quanto e' parte integrante del sistema di trazione, e non puo' e non deve essere considerata come un oggetto a se stante. Non per niente le batterie piu' evolute hanno diversi sensori che colloquiano via CAN con l'inverter e con la centralina di controllo. A che scopo? Se la batteria non e' in quel momento in condizioni ottimali, il sistema non richiedera' alla batteria l'erogazione di correnti istantanee eccessive. Sul alcune auto con motore endotermico c'e' il controllo di trazione che limita la potenza in alcune situazioni, qui succede esattamente la stessa cosa, e' un pregio e non un difetto.


non avrei grossi problemi a commutarVi 500A in 100 mS.... ma ne avrei poi a rispettare le EMI (ecc.)
In ambiente industriale o civile sono d'accordo, su un'auto elettrica la questione e' facilmente risolvibile con una buona schermatura, che puo' essere costituita dallo stesso contenitore dell'inverter. I cavi al motore sono molto corti, possono essere schermati. I motori sono spesso raffreddati a liquido, quindi possono essere chiusi e quindi sono intrinsecamente schermati. Alcune batterie nascono in un contenitore metallico schermante, quindi il problema non si pone.
Ciao
Mario

gattmes
13-05-2011, 10:32
Le norme sono norme.. d'accordo che il Testo Unico 08, rimanda (forse) al prossimo anno (dico in generale) la materia.... ma non c'è solo la Legge italiana, bensì le normative internazionali.
Concordo che i livelli dipendo dal campo/applicazione, ma -fissato uno- o lo rispetti o non sei a norma (che in campo "veicoli" si può leggere "non sei omologato")

poi permettimi di non essere d'accordo su questo (qua mia opinione, diversamente da quanto scritto sopra)

Se la batteria non e' in quel momento in condizioni ottimali, il sistema non richiedera' alla batteria l'erogazione di correnti istantanee eccessive. Sul alcune auto con motore endotermico c'e' il controllo di trazione che limita la potenza in alcune situazioni, qui succede esattamente la stessa cosa, e' un pregio e non un difetto. La batteria generalmente non è "un oggetto", ma un "insieme di oggetti". Scrivo cose ovvie: di solito si usano motori a diverse decine (scooters) o centinaia (autoveicoli) di Volt (i motori omopolari al momento non sono impiegati nel settore), mentre la cella di una batteria è di qualche Volt.
Conseguentemente si sceglie (pur se altre strade sono possibili) la mera connessione in serie.
Ciò, per farla comprensibile, non è molto diverso dal canonico pannello solare, una serie di celle elementari. Tuttavia se una cella è in ombra tutto il pannello ne risente.
Per questo gli impianti FV spesso hanno configurazioni che riducono questi problemi.
Diminuire le prestazioni o bloccare il funzionamento se una cella ha dei problemi ultimamente non mi sembra l'ottimo. Inoltre, se accettabile su sistemi a bassa tensione (esempio 48V: 1 cella può essere 1/16 del sistema se al litio, 1/24 se al Pb... ecc.) lo considero assurdo invece su sistemi a più elevata tensione: ti fermi ... o non fai una salita (mica tutti vivono in pianura padana o nella puska ungherese!) perchè un elemento su più di 70 (ovvero un elemento che pesa meno dello 1,5% nell'oggetto ["batteria"] complessivo!!) fa i capricci?

Forse si può fare meglio... se si vuole che questi mezzi decollino una volta per tutte

gattmes
13-05-2011, 10:57
Ad esempio una delle direttive in materia è la 72/245/CE più volte modificata. Allego l'ultimo ritocco, da cui si possono "ripercorrere" tutti i precedenti

mariomaggi
13-05-2011, 21:12
gattmes,
non sto dicendo di non rispettare le norme, ma di mettere in pratica gli accorgimenti noti per evitare che i disturbi generati da IGBT e MOSFET possano uscire dall'ambiente schermato.
Se una cella della batteria e' ancora in uno stato non ottimale, non ha senso richiedere le massime prestazioni, e' ovvio che si accorcia la vita della cella stessa e quindi della batteria. Limitando le prestazioni si fara' ugualmente la salita, ma ad una velocita' inferiore.
Ciao
Mario

gattmes
15-05-2011, 13:43
Li
Limitando le prestazioni si fara' ugualmente la salita, ma ad una velocita' inferiore.dipende da quanto si devono limitare le prestazioni e dalla salita: se ti ritrovi con pendenze del 15% e oltre, quindi una "coppia" minima la devi sviluppare... o fornisci la corrispondente corrente al motore... oppure provi con la rincorsa :)
Ma mentre a Milano (ecc.) quest'ultimo metodo potrebbe essere sufficiente (esempio salita per uscire da un box) a Genova magari no (stai salendo a "Scarpino" o sui Giovi), idem a Trieste (es. sali sul colle di S. Giusto)...

mariomaggi
15-05-2011, 17:08
gattmes,
non confondiamo la corrente del motore con la corrente della batteria. E' ovvio che per superare una certa salita serve una certa coppia a cui corrisponde una certa corrente nel motore. La corrente di batteria invece puo' essere limitata anche senza limitare la coppia, riducendo la velocita' e lo stress nella batteria.
Ciao
Mario

gattmes
16-05-2011, 13:40
Ovviamente non confondiamo!...
Però, per esperienza, su salite impegnative con scooter 1,5 kW - 48 V nominali leggevo valori (mi riferisco dalle batterie) non distanti dai 100 A (parlo di acceleratore aperto quel che basta per avere movimento in avanti.. ossia "a salire")... e anche sulla Seicento ricordo che, in queste condizioni, l'econometro si sposta abbondantemente anche con la limitazione a 15 kW (cambio in D) e acceleratore premuto parzialmente...
Parlando di quest'ultima (anche se non è applicabile propriamente al caso) a batteria ben ben scarica in perfetta pianura si riesce ad andare a velocità apparentemente normali per l'uso cittadino (diciamo 35-40 km/h), ma al minimo "falsopiano" si ferma dopo pochi metri (diciamo che sono diventato un esperto nel calcolo "a mente" di .... rincorse :rolleyes: )
Comunque è facile fare due calcoli approssimativi (neanche poi tanto), data la massa e la pendenza... gli stessi che, guarda caso, tornano con i dati della pendenza massima superabile che, nel caso Seicento, è del 25% in condizioni "normali":
http://www.energeticambiente.it/fiat-seicento-elettra/14721372-fiat-seicento-elettra-informazioni-e-specifiche-tecniche-indice.html )

Tuttavia, per spezzare una lancia, ciò fa emergere una cosa: su un'auto normale quando rimani a secco ... sei certamente fermo. Su un'auto elettrica... dipende: se hai solo una piccola salita, basta qualche accorgimento (che arriva fino alla spinta di qualche passante) per "passarla"... se poi oltre c'è pianura... o ancor meglio discesa (ricarica parziale)... si può continuare a guidare per svariati chilometri !
Altro fatto: spesso basta far "rilassare" le batterie per un certo tempo (parlo di decine di minuti/ore.. non di 10secondi!)... per poter avere a disposizione "magicamente" altri Wh !

mariomaggi
16-05-2011, 17:03
Altro fatto: spesso basta far "rilassare" le batterie per un certo tempo (parlo di decine di minuti/ore.. non di 10secondi!)... per poter avere a disposizione "magicamente" altri Wh !
concordo, gira e rigira il concetto e' lo stesso, se l'automatismo ti permette di non stressare la batteria, non sei obbligato a farla "rilassare" e di fatto ottieni una percorrenza superiore.
Ciao
Mario

carest
17-05-2011, 11:45
Secondo me questo automatismo dovrebbe permettere di escludere la singola cella che ha il problema e poi compensare con l'inverter la minore tensione della batteria (o della serie): i BMS funzionano già così (ma occorre un contatto da vari amper su ogni cella) o limitano solo la corrente massima prelevabile dalla serie in cui c'è la cella difettosa?

gattmes
17-05-2011, 12:03
Carest: ""$£$?##ù"§§€€?== GFE|èéjghthio+//(!RRR ((((=)""E$£!|
:ranting:
(pur se non comprensibile, non è ot
credo tu sia in grado di decifrante il contenuto)

carest
18-05-2011, 12:17
Scusami gattmes, ma sinceramente non sono in grado di decifrarlo...
se vuoi darci la tua chiave di lettura te ne sarei grato.
Quindi vado per tentatvi:
- Ho scritto cavolate (cosa possibile, dato che io non lavoro con le batterie al litio e ho visto materialmente solo quelle del cellulare, del PC portatile, della telecamera, ecc.. quindi con 1 o pochi elementi tutti in serie o al massimo uno in parallelo nel PC), quindi puoi correggermi.
- Ho scritto cose non fattibili (cosa ugualmente possibile, dato che non lavoro neppure in ambito elettrico/eletronico, ma per me sono solo un hobby), bastava dirlo.
- Ho svelato qualche brevetto (in realtà l'idea mi è venuta da quando ho letto che la batteria della Tesla Roadster è formata da oltre 68.000 celle da PC collegate in serie e parallelo, quindi un sistema del genere poteva anche essere possibile, sempre secondo me), ma ho parlato solo di idea personale.

In realtà l'intervento di ieri l'ho fatto principalmente per rimanere aggiornato sullo sviluppo di questa discussione che ritenevo interessante.
Tempo fa volevo intervenire riportando nuovamente l'esperienza che la microvett fece ancora 4 anni fa con le batterie Altairnano e un carica batterie speciale da 10 minuti (per 18 kWh di batterie: Fiat Doblo by Altairnano makes 300km Journey - 2007 - Pictures 07JGG294108797 (http://www.carpictures.com/Fiat/Doblo-by-Altairnano-makes-300km-Journey-2007-07JGG294108797) ), quindi perfettamente in tema con la discussione, ma visto che poi la cosa non ha avuto sviluppi ulteriori (perchè le batterie hanno un rapporto peso/potenza basso e non hanno avuto quel calo di costo che ci si aspettava), ho preferito non intervenire.

saluti
carest

carest
23-05-2011, 11:25
F.B.I. la chiave di lettura mi è stata fornita con un messaggio privato.
Le soluzioni non sono semplici, ma però sono conosciute; si tratta solo di avere la volontà e la forza (anche economica) di portarle avanti.