Comments 72
А вот вопрос к специалистам.
1кв.мм меди может без проблем пропустить 8А. Он будет конечно греться, но выделяемое тепло будет успевать отводиться. А если взять многожильный медный кабель с сечением провода 2400А/8А = 300 кв. мм (примерно 1см толщина проводящего слоя) как он себя поведет? Или тупое масштабирование здесь не работает?
Хотя если исследователи работают над подобной задачей, значит не работает. "Но почему?" - кто может объяснить?
А что мешает передавать высокое напряжение, а перед аккумулятором снижать? Кажется так Тесла сделал /sarcasm off
КПД мешает, который и так не очень велик, а тут еще киловатт 50 в тепло уйдет на преобразователях.....
Реально - можно в течении 5-8 минут по 120 квадратам подавать ток 2-5кА если провод охлаждать и отводить порядка 20 кВт тепла.........
а вот при токе более 1МА такой кабель успевает испарится меньше чем за секунду....
Это называется передавать мощность а не абстрактный ток. Именно поэтому ЛЭП высоковольтны. А то, что тут пытаются прокачать через шланг 2,4кА то не понятно, для какого напряжения? Например, напряжение батареи Теслы около 400в. 2,4кА для такого напряжения будет 960кВт.
В автомобильных зарядках две большие группы - AC и DC. Последние в среднем гораздо более мощные, скорее всего как раз потому что не ограничены инвертором и выпрямителем. Тот же Tesla Supercharger - на постоянном токе.
Машины обычно умеют оба типа для универсальности, хотя каждый ещё разделён на несколько протоколов.
. 2,4кА для такого напряжения будет 960кВт
Вот мы и подходим к мегаваттной зарядке))) Что собственно и предсказывалос. Для заряда стокиловаттной батарейки за 6 минут (примерно как у бензов), нужен ровно мегаватт мощщи.
И вот я думаю... Кабель какого сечения должен подходить к "АЗС" допустим на 20 машин? Или проще сразу высоковольтную ЛЭП тянуть к каждой АЗС?
Вот где деньги-то :-)
Да все намного проще...
Ставим что то вроде этого... а бензин, дизель или газ в уже готовом огромном баке АЗС используем для зарядки.
Возникает другой вопрос: откуда мегаватт у этих исследователей? Их начальство за электросчётчик, раскрученный так, что он будет выведен на орбиту земли, по голове не погладит.
И энергию же не обязательно потреблять, как в ИТЭР — 500 МВт в резисторы. Они могут коммутировать через свой чудо-кабель энергию для других экспериментов. А был бы сверхпроводящий — и вовсе красота, энергия крутилась бы в кабеле как белка в колесе. Правда на АЗС такое колесо не поставишь.
10 ампер на квадрат – это приближение для довольно узкого диапазона сечений, чтобы электрику в уме считать проще было.
"Почему" – да просто потому, что отвод тепла с поверхности, а её площадь для жилы растёт медленнее, чем сечение. Много жил не сильно лучше: между ними теплу некуда уйти, одна радость – хоть согнуть можно.
Медная лента (не шина) могла бы решить эту проблему, возможно частично. Например для быстрой скрытой проводки - двойная плоская медная лента с клейким слоем и в тонком изоляторе - наклеили на стену, и обоями заклеили. Нужна тогда система переходников на поворотах (хотя ленту можно согнуть под 90гр), и переходники к розеткам/выключателям. Или можно придумать новые роз/выкл - специально для ленты. Интересно, такое уже существует? Теоретически из-за большей площади охлаждения ленты, можем получить меньшие сечения, и экономию на меди. Еще вариант - развернуть многожильный провод в плоскость. Получаем шлейф для проводки... хм, почему бы тогда в этот шлейф не включить и цифровые сигналы... Похоже, я изобретаю то, что уже давно придумано
Ноутбуки с испарительной камерой уже выпускаются, причём по массогабаритным показателям они ничем не уступают конкурентам
А как они собираются охлаждать кабель который идет от розетки до самого аккумулятора внутри кузова автомобиля?
Они сделаю стартап, вырастут и сольют.
Может так же как и до нее?)) А вот аккумулятор посложнее будет охладить... хотя сейчас есть вариант иммерсионного охлаждения как у электросуперкара Miss R
А что у нас там с высокотемпературными сверхпроводниками? Тут помнится кто то мотор для РУ самолётика в домашних условиях пытался из них делать...
Не проще ли их использовать и охлаждать чем отводить кучу тепла в мусор? Там конечно тоже будет энергия уходить на поддержание жидкого азота, но явно меньше
По ним емнип с допустимыми токами всё плохо, google "критическая плотность тока сверхпроводника".
Там вроде даже ВТСП ленты 12х0.1мм могут 500А пропустить через себя. Это всего 1.2кв.мм. сечения, если их слоями несколько выложить то ток можно хороший получить, те же 2.5КА как в статье. Разве что нужно учесть взаимное магнитное поле.
Они ЕМНИП хрупкие до ужастей, плюс не забыть об охлаждении, и ещё, при какой температуре ВТСП 12х0.1мм пропускает 500А — не 4К часом? А в производстве 4К ты не получишь, максимум 77К, а зависимость плотности тока от температуры отрицательная. Всё вместе сложить, и получится неподъемный кабель, а то и вообще негибкий — back to stage one.
может отводить 24,22 кВт тепла
Если минут 10 заряжать (умножить обещанные 5 на маркетинговый коэффициент, равный двум), получается 4 киловатт-часа, выкинутые на помойку, я правильно посчитал? Пол-литра бенза, однако.
Тут важно ещё - а сколько же успеет заправить. КПД.
Скорее всего речь идёт о напряжениях в 400В, соответственно мощность зарядки 1МВт (ох, не дай бог там что коротнёт!). Т.е. КПД зарядки - 97%.
За 10 минут это даст 200 КВт*ч - 25 "литров бензина". Слегка "выплеснуть" пол-литра (порядка 20 руб) при дозаправке "до полного" (чуть больше 1000 руб) не так уж и страшно.
Применяем триз - если у вас проблемы с кабелем, что будет, если кабеля вообще нет? Машина въезжает в мощный разъем зарядной станции. Кабеля нет, профит. А что, есть такие зарядные станции на 2500А? И э-мобили, способные переварить 2500А?
Им и так придётся так или иначе договариваться. Правительства по всему миру хотят отказаться от значительного количества бензинового транспорта в очень короткие сроки, а это значит, что все сопутствующие проблемы с инфраструктурой решить нужно в ещё более короткие сроки, чтобы инерция спроса успела пройти.
Если не получится договориться кооперативно — то отставшим придётся скопировать решение самого крупного оператора на рынке.
Объясните несведущему. Если такая уж проблема в столь большом токе зарядки, почему бы не решить ее элегантнее? Ведь батарея в автомобиле - не цельный черный ящик, а состоит из множества элементов. Если разбить их, грубо говоря, на десять частей, и на время зарядки эти части перекоммутировать последовательно - ток зарядки сразу снизится в десять раз. Только напряжение нужно будет повысить, но это для электротехники не проблема.
А после зарядки перекоммутировать их обратно параллельно.
Вопрос неплох, но нет гарантий, что так ещё не делают. Кроме того, погуглил немного и нашел, что выходное напряжение Tesla Supercharger — 480В, если его увеличивать в 10 раз, это уже 4800В, тут потребуется полноценный допуск по электробезопасности, чтобы управлять такой хреновиной. Вряд ли обычные водители захотят маяться с допусками до 6кВ, чтобы только быстро зарядить свою машину. Ну и оператор АЗС с требованиями допуска такого уровня — это дорого.
Если разбить их, грубо говоря, на десять частей, и на время зарядки эти части перекоммутировать последовательно - ток зарядки сразу снизится в десять раз.
Аккумуляторы - не кондесаторы. Они не перераспределят заряд равномерно при последовательном подключении - а скорее наоборот. Поэтому можно легко недозарядить одни и перезарядить другие. Внутри аккумулятора отдельные банки ещё можно сделать более-менее одинаковыми и обеспечить "химическую связь" через общий электролит. А вот для отдельных - это создаст реальную опасность порчи или даже возгорания.
Поэтому последовательная зарядка аккумуляторов - не очень хорошая идея. Потребуется сложная автоматика, которая должна взаимодействовать с зарядной станцией (что бы ступеньками уменьшать напряжение по мере заряда различных частей).
И ещё непонятно, что там за хладагент и насколько он безопасен.
И всё ради того, чтобы не создавать массово электрофицированные ночные стоянки.
А ведь для подключения нескольких быстрых зарядок на одной заправочной станции всё равно придётся прокладывать новые ЛЭП и строить новые подстанции. И всё это будет нагружать сеть в основном в часы-пик.
Тем временем «Правительство Великобритании объявило о новом требовании, которое предусматривает оснащение новых домов и предприятий зарядными устройствами для электромобилей с 2022 года.»
24 киловатта зелёного тепла, выброшенного в атмосферу. Плюс затраты энергии на предварительное захолаживание кабеля, прокачку хладагента во время зарядки и последующее охлаждение после зарядки.
И ещё непонятно, что там за хладагент и насколько он безопасен.
И всё ради того, чтобы не создавать массово электрофицированные ночные стоянки.
Электромобили бывают разные... и вот военным ждать никак нельзя. Теперь если представить что военные электромобили будут тяжелее и больше, то без быстрой зарядки становится совсем грустно.
Военные будут ездить на соляре. Вся эта электроника ужасно хрупкая, что-нибудь разболтается от попадания по броне, и танк встал, а дизель как работал, так и дальше будет работать, пока броню не пробьют и сам корпус не распи***.
Несомненно будут... в некоторых странах до сих пор Т 34 используют, а где то лук и стрелы... но вот вывести из строя топливный танк гораздо проще и без попадания по броне (точнее она сам может просто тупо не завестись, так еще и прогреваться по идее должен), а электрический поедет в любом случае... и при любой атмосфере или без нее.
Да и вообще сдвинуть с места.
Объём баков танка второй мировой - порядка 500 л (и этого Тигру хватало на 100 км, Т-34 - на 400+). Для современных танков - раза в два больше около 800-1000.
В мегаджоулях соляры (35 МДж/л), с учётом КПД 20%, это будет 18 ГДж для танка второй мировой и 35-40 ГДж для современного танка.
В килограммах литиевых батарей (1 МДж/кг) это соответственно будет 18 тонн для Т-34 (почти удвоение массы) 35-40 тонн для Т-72 (тоже удвоение - тенденция-с!).
Так что танк на батарейках будет больше похож по своим ТТХ по подвижности и весу на Маус (но с "маленькой" (в сравнении) "стандартной" пушкой).
Старое видео... примерно это я имел ввиду когда говорил танк. Ведь танки в классическом виде сейчас все меньше смысла применять. Точнее даже после изобретения фауст-патрона и прочих "прожигателей брони" смысла в больших и грозных уже не было. Разве что придумывать защиту получше(желательно активную), и попытаться повысить "скорость-реакцию-навигацию".
Не просто так же даже в РФ начали роботы-танки применять (а они как понимаете не могут в случае если мотор забарахлил "самопочинится").
Так что если быть максимально точным - электрические танки с гибридной установкой на борту (удлинителем пробега который при возможности можно без последствий "отбросить" во время особо тяжелой операции). Возможно даже 100% беспилотные, или с одним - двумя "танкистами" на борту.
Старое видео... примерно это я имел ввиду когда говорил танк.
Это не танк. Танк это:
1) Носитель пушки прямой наводки способной поражать любые цели на поле боя (в т.ч. ДОТы) и быстро переносить огонь.
2) Носитель брони, делающей его фактически неуязвимым к любым пулемётам и навесной артиллерии
3) Имеющий высокую степень проходимости и подвижности по любому полю боя.
Эта хрень на видео ни одному условию не отвечает : пулемётик танку мало что сделает, ДОТ не разрушит; броня фанерная, хоть трижды супер умная, и увороты от близкого (порядка 20м) разрыва фугаса не спасут никак; да и сквозь полуразрушенную кирпичную стену эта хрень насквозь не проедет.
Фауст-патроны и прочие РПГ - для танков проблемой являются, но не очень большой - дальность очень маленькая. Куда большую проблему представляют собой ПТУРС (бъёт далеко) и беспилотники (незаметно подкрадываются).
Так что да, возможно то что мы привыкли называть танком как концепция и отомрёт, но то что придёт на смену - во всеми радарами, лидарами, ИИ и другими пожирателями энергии - точно от батарейки воевать сможет не более 5 минут (и точно будет весить тонн 20-40).
А ведь быстрые зарядочные станции можно сделать роботизированными. там ограничения на вес, толщину и гибкость кабеля совсем другие.
Рука манипулятор и тоннами может орудовать. А добиться точности подключения дело техники. И водителю не надо даже выходить из машины.
Эдакий киберпанк.
Не страдать фигней. Гибкий кабель 300-500мм двигать к разъёму зарядки авто механической рукой
Замечательная тема, которая варилась в мозгах 37 лет: жидкостно-паровое охлаждение. Для Университета Пердью будет интересна другая идея, над которой работают почти 50 лет, на основе советских научных заделов. Не фреон, а вода. Не простое охлаждение, а охлаждение до температуры точки росы. Не холодильная машина с испарением и конденсацией вокруг кабеля, а испарительное охлаждение до температуры точки росы на основе воды при нормальном давлении, не 400 С охлаждения, а 1000 С и выше.
Есть же в городах троллейбус/трамвай линии, почему бы к ним не прикрутить зарядные станции? Троллейбус-электробус на конечной заряжается минут 15 и снова в путь без проводов - значит там нормальные токи/напряжения?
Кабель с жидкостно-паровым охлаждением обеспечит 5-минутную зарядку электромобиля