Um carro convencional pode ser usado para carregar um carro elétrico?

9

Um amigo que dirige um Leaf recentemente chegou muito perto de ficar sem carga, o que levou outro amigo a perguntar se era possível "dar um salto inicial" em um Leaf de outro carro. Obviamente, você não poderia fazer isso da maneira usual, mas, em princípio, poderia usar outro carro como gerador para carregar a bateria. Na prática, existe uma maneira conveniente de fazer isso?

ShadSterling
fonte
Mesmo se você pudesse, por que você faria?
Capitão Kenpachi
1
Porque, se você ficou sem carga, seria relativamente fácil conseguir outro carro para aparecer e fornecer carga suficiente para chegar em casa.
ShadSterling
4
Mas carros movidos a gás são nojentos e estúpidos.
Capitão Kenpachi
2
Talvez, mas por enquanto eles são muito mais fáceis de encontrar do que estações de carregamento e muito mais portáteis que tomadas.
ShadSterling

Respostas:

12

Não, você não pode.

Bem, você pode, mas não de uma maneira viável, de qualquer maneira provável.

Os veículos elétricos geralmente têm dois circuitos elétricos separados.

Um rodando a 12V normal, que se liga a todos os eletrônicos comuns que todos os outros tipos de carros possuem. Lâmpadas, rádios, em muitos casos, também um motor de partida para o motor a gasolina, se ele tiver um (o que o Leaf não possui se não me engano).

O outro funciona com uma voltagem que varia entre 96V e 300V mais próximo (dependendo da marca e tal), que aciona os motores.

Por que? Você pode perguntar.

Bem, se o motor elétrico for 30kW, o que é muito modesto para onde os carros elétricos estão indo, mas eu imagino que um Leaf esteja em algum lugar próximo a isso, seria:

  • 30000W / 12V = 2500A em 12V
  • 30000W / 48V = 625A em 48V
  • 30000W / 96V = 312,5A em 96V
  • 30000W / 150V = 200A a 150V
  • 30000W / 300V = 100A em 300V

Como você pode ver, fornecer essa potência aos motores requer uma corrente bastante insana em apenas 12V e, relaisticamente, apenas começa a se tornar realmente viável a 150V. Alguns carros têm uma bateria de 96V, acredito, e acionam os motores de forma que a fiação final, na parte mais longa em direção ao motor, funcione efetivamente a centenas de volts.

Mas, mesmo com o controlador fazendo isso ao lado das baterias, 2500A para entrada de 12V significaria adicionar feixes de suporte extras, se você olhar para a seção transversal de metal necessária para sustentar um pouco livre de perdas.

Então, se você quiser fazer isso, precisará:

  1. Um conversor de aumento de 12V para o que for necessário (que pode diferir entre as marcas, a menos que você use a entrada 230VAC)
  2. Opere seu motor a 3000rpm + para obter a saída máxima do alternador (gastando muito combustível)
  3. Cabos grossos
  4. uma enorme quantidade de paciência (e combustível), já que o alternador normalmente pode fornecer apenas de 1,5 a 5kW de energia, dependendo do tamanho e do tipo do seu carro, dos quais alguns são sempre desperdiçados pelo próprio carro. (E essas baterias geralmente variam de 10kWh a 80kWh, AFAIK)

EDIT / adição com base no seu comentário:

Para esclarecer, a partir da memória, um Prius plug-in tem 4kWh de energia sobressalente, com um alcance real de cerca de 15 km de estradas planas (aqui na Holanda é um lugar muito bom para obter esses números), que é cerca de 10 milhas, mais ou menos. Em algumas situações, podem ser 15 milhas, e acredito que eles relatam o céu azul a 30 quilômetros de distância. Independentemente disso, o requisito de cobrança de milhagem para esse carro provavelmente está entre 0,3 e 0,8 kWh, dependendo da viagem. Talvez a folha tenha uma média de 0,25 kWh por milha, porque não tem sistema de combustível para carregar, mas eu conheço apenas pessoas com plug-in priusses e plug-in outlanders, e os dados da fábrica não são confiáveis.

É improvável que o carregamento do carro possa realmente fornecer 1,5kW para o exterior, pois os alternadores são projetados para aproximadamente ({tudo o que o carro precisa} + {o que poderia ser adicionado}) * 1.3; de modo que geralmente não deixa mais do que 50% da potência real do alternador, geralmente menos, para ser obtida do carro, enquanto trabalha na velocidade do motor em que o alternador está no máximo.

Observe como digo "alternador no ponto ideal" essa velocidade quase nunca é o melhor ponto de operação descarregado do motor, portanto seu consumo de combustível será muito abaixo do ideal.

Se eu fizesse uma estimativa do mundo real, você poderia tirar 600W (= 50A já !!) de qualquer carro de tamanho médio, talvez 1kW de um carro grande, um carro pequeno / eficiente não vai gostar de lhe dar mais do que 400W no máximo . Então, vamos fazer um céu azul, sabendo que isso nunca funcionará positivamente:

Você tem uma fonte de 1kW a 12V, ou sabe o que, céu azul: 15V.

Isso significa: 1000W / 15V = ~ 66A

Digamos que você tenha cabos de 10 mm ^ 2 (bastante grossos para jumpers) rodando no conversor que o transforma em 300VDC (novamente, céu azul, você obtém a tensão mais alta possível, para permitir uma corrente mais baixa, o que permite perdas menores, mas veremos isso em breve), esses cabos medem apenas 3 metros no total (de 1,5 metro cada) e conectados ao alternador, sem perdas no interior do carro (novamente céu azul).

O cabo então tem cerca de 2 mili Ohm por metro, fornece uma redução de 132 milivolt por metro, é uma redução total de 0,39V (injustamente arredondado para céu azul) nos cabos. Amendoim, certo? Significa, no entanto, que sua energia já caiu 26W:

Potência no conversor: ~ 66A * (15V - 0,39V) = ~ 974W

E isso nem mesmo considerando a resistência de contato de 5 a 35 mili Ohm por braçadeira, o que levaria um mínimo de outros 44W. Mas ignoraremos isso também.

Agora, converter isso em alta tensão não é sem perdas. Tecnicamente, nessas escalas, o melhor que você pode esperar de qualquer orçamento realista é 85% de eficiência. Então, vamos contornar isso até 90%.

Potência de saída no conversor em 300V: 0,9 * 974W = ~ 877W.

A 300V, é apenas: 877W / 300V = ~ 2,9A, que você pode transportar facilmente acima de 5 metros em um par de cabos de 3 mm ^ 2, pois eles serão de cerca de 6 a 7 mili Ohm por metro, causando uma perda de mais de 10 metros de caminho completo de apenas 0,7 W e, como neste momento já imaginamos perdas próximas a 80 W, podemos ignorá-lo facilmente. O mesmo vale para perdas de conectores. Também assumido como zero.

Assim, no carro nos é permitido neste mundo de céu azul imaginar que é um fluxo constante agradável de 877W a 300V.

É altamente improvável que o carro em si não possua componentes eletrônicos, pois terá uma faixa de entrada (por exemplo, 250V a 350V). Então, há a perda de conversão novamente, mas provavelmente indo para o outro lado, de 300V a 180 volts, talvez? De qualquer forma, se for apenas soltar ou aumentar, pode-se supor que ele tenha a mesma eficiência de 85%. Mais uma vez, vamos elevar o céu em até 90%.

Então, em relação à bateria, obtemos: 877W * 0,9 = ~ 789W

Agora é fácil assumir que qualquer tipo de bateria absorve isso e entrega esse direito ao motor. Os carros muito avançados têm algum tipo de célula condicionada à base de lítio, o que ofereceria uma absorção básica de até 97% na prática, quando cobrado em 1/10 da sua capacidade. Felizmente, a 18kWh, isso é 1/10 ou menos, então tudo bem. Como nota, existem algumas marcas no momento em que escrevo que ainda usam NiCd, que têm uma eficiência de carregamento muito menor. Seria mais justo dizer que, em um produto de armazenamento acabado com células à base de lítio, é provável que fique em torno de 92%, devido ao condicionamento e margem necessários ao longo da vida útil. (Mais de 10 anos, essa margem ainda é muito otimista, a propósito!).

Mas, usarei apenas 97% como número final: Energia armazenada por bateria por unidade de tempo: 0,97 * 789 = 765W.

As milhas por hora cobradas, se eu puder voltar para um pouco mais realista do que o céu azul perfeito, com 382,5Wh por milha, seriam 2 milhas por hora.

Digamos que você tenha ficado a apenas 6 km de distância de um lugar onde ficaria confortável até que a carga seja suficiente para continuar, você precisaria de pelo menos 2 horas, mas sabendo que, se estiver um pouco mais frio que a "temperatura especificada" para o peças, você pode acabar ficando a meia milha antes de chegar lá, se estiver muito apertado no tempo.

E para responder completamente ao seu comentário: lembre-se de que, esteja você esperando por um amigo para rebocá-lo ou por um amigo para cobrar, você está esperando por esse amigo, independentemente. Então, você está adicionando efetivamente duas horas a esse tempo de espera. E terá que ser um amigo com um carro que forneça 1kW em um ponto com capacidade de jumper, para que você já esteja cortando um grupo de amigos apenas nesse requisito, tornando suas chances ainda mais reduzidas. Embora eu ache que as pessoas com carros menores em certas culturas tendem a ficar mais felizes em esperar 4 horas do que as pessoas com carros maiores em esperar 2, mas eu não sou sociólogo, então deixarei isso em consideração .

Ah, e também gastar pelo menos 20 vezes (parece que é mais do que 100 vezes) a quantidade de combustível que reboca alguém com um veículo elétrico no modo "release" / "unclutched" por mais de 6 km.

Asmyldof
fonte
Além disso, eu imagino que 2500 A geraria uma quantidade insana de calor vs 100 A
Zaid
@Zaid Isso é uma consequência das altas perdas. Se você tiver um cabo de secção cruzada de 10 cm a 2500A, as perdas poderão ser limitadas e aquecer também, mas um cabo como esse não será viável de forma alguma. Um cabo do tipo carro normal (geralmente até 10 mm ^ 2 - embora 40 mm ^ 2 ocorra) definitivamente geraria uma boa quantidade de perda e calor.
Asmyldof
Não quero dirigir o carro com uma bateria de 12V, só quero carregar a bateria. Uma tomada de parede típica de 110V é limitada a 15A, que é 1,65kW, e pode fornecer uma carga completa durante a noite. Se outro carro puder fornecer 1,50 kW e um adaptador apropriado estiver disponível, eu imagino que seria possível obter algumas milhas no valor de carga em menos de uma hora. Não vejo na sua resposta por que não seria possível, apenas por que não seria fácil. Se você tiver um amigo por perto e precisar esperar horas por um reboque, talvez seja melhor poder cobrar do carro do amigo do que esperar.
ShadSterling
@Polyergic O ponto é que a maioria dos carros não tem 1,5kW disponível para o mundo exterior, mesmo entre 3000 ~ 6000rpm. E, se o fizessem, você precisaria convertê-lo e perder aproximadamente 20% ou mais, além disso, mesmo que a energia constante de 1,5kW a 12V seja muito mais do que um cabo de ligação deve suportar. E esses 1,5kWh para a maioria dos carros E são de cerca de 0,5 milha, assumindo uma eficiência de carga de 90% (é mais baixa) que ainda requer 2 horas de operação muito desperdiçada do carro de carregamento para chegar a menos de uma milha.
Asmyldof 20/10/2015
Temos certeza de que um conversor seria necessário? Eu sei que os carros elétricos usam energia da bateria principal para manter a bateria de 12V carregada. Isso funciona ao contrário? Eu duvido disso devido às necessidades da bateria principal, mas você seria capaz de carregar a bateria principal "pulando" a bateria de 12V, se fosse esse o caso.
Poisson Fish
3

Post antigo, mas quero deixar minha experiência desde que fiz isso na vida real. Eu tenho um Fiat 500e (bem, minha esposa tem). Mesmo dia, ela estava tão perto de ficar sem bateria. Atualmente, existe um aplicativo chamado chargepoint ou outros que mostram as estações de carregamento e as "saídas abertas" onde você pode carregar seu carro; portanto, há tão pouca mudança que você está ficando sem carga sem chegar a qualquer estação ou saída. MAS, eu queria fazê-lo de qualquer maneira, "por precaução" e porque eu moro na Flórida e furacões acontecem e eu sempre quero ter um plano B. Então, comprei um inversor, 3000W 12v a 110v. Simples assim. Eu tenho um Jeep Grand Cherokee Limited 1999, com alternador de ações de 120a, mas fiz uma atualização comum para o alternador (ajuste direto) do dodge, que será 160a, por menos de 90U $. O carregador 110v padrão é 12a ou 1350w. Portanto, um inversor eficiente precisará de um pouco mais de 100a em 12v para gerar esse 12a em 110v. Conectei o inversor com os cabos mais curtos e maiores que pude e, com o jipe, conectei o fiat, e o HUALA, ele carrega. Sua carga de 110v cobrará cerca de 6 milhas por hora. Não é o melhor cenário.

Outra coisa que pensei é puxar o carro. Se o carro estiver ligado, ele gerará energia quando estiver em movimento, para recarregar a bateria. Nesse caso, o regenerador do Fiat pode até regenerar até 36KWh (a tela indica que ...) então, puxando com força o carro ficará cheio carregue o carro em menos de 40 minutos ... hahaha. Enfim, eu estava pensando se poderia usar 2 inversores, para gerar saída de 240v em 2 fases, para carregar mais rápido o carro, adicionando um alternador secundário.

user24695
fonte
1

Não sou especialista em veículos elétricos, mas acredito que eles estejam equipados apenas para carregar a eletricidade da rede elétrica (110v, 220v). Como carros não elétricos geralmente possuem apenas circuitos elétricos de 12V, isso não seria possível sem um 'inversor' para aumentar a tensão até as tensões da rede elétrica. Mesmo com isso, você provavelmente teria que ficar sentado com 'jump jump' por várias horas para receber uma cobrança para chegar em casa. Você provavelmente seria melhor rebocar o veículo elétrico a um ponto de carregamento.

HandyHowie
fonte