Turbo equivalente em motores elétricos

Existe alguma coisa funcionalmente equivalente a um turbo para motores elétricos?

Obviamente, não estou pedindo algo que reutilize os gases de escape para forçar mais ar, porque não há gases de escape nem a necessidade de ar.

O que eu estou perguntando é se há algo que pode usar "desperdício de energia" para dar um impulso de potência imediato a um motor elétrico, que é o que o turbo de motores a combustão faz, em termos funcionais.

O "pegue um pouco da força de saída para reutilizá-lo como entrada" pode ser interpretado como uma frenagem regenerativa, mas as grandes diferenças são:

1. A frenagem regenerativa retira o poder das rodas enquanto o turbo retira energia do motor, que seria desperdiçado de outra forma.
2. O poder do turbo aumenta a potência normal do motor, enquanto a potência da frenagem regenerativa vai para o armazenamento a ser usado pelo motor normalmente sem qualquer aumento de desempenho.

Se você vir um turbo como potência suplementar à potência máxima do motor, veria os supercapacitores como algo próximo também. Os supercapacitores podem fornecer uma alta corrente ao motor (portanto, alta potência) que as baterias não podem fornecer por um curto período de tempo, tornando o carro mais rápido por um curto período (mais semelhante ao que uma injeção de óxido nitroso faria) à custa de superaquecimento, diminuição da eficiência e redução da vida útil do motor elétrico.

frenagem regenerativa

Esta pergunta e resposta sobre o assunto tem algumas informações muito boas nele também a resposta revela um paradoxo matemático com frenagem regenerativa

• O que é a frenagem regenerativa e por que não a usamos?

Este Q & A é um pouco fora de seu tópico, mas tem migalhas de pão em relação à recaptura de energia perdida através de um turbo para carregar uma massa e recuperação de energia cinética através da frenagem na Fórmula 1.

• Por que não há gerador de turbina a gás de escape em veículos híbridos?

Não, não há equivalente. Um turbo é usado porque os motores de combustão são inerentemente ineficientes: eles convertem energia química em energia mecânica, usando um desvio desajeitado por meio do calor . Infelizmente, o calor é praticamente o pior meio possível de armazenar energia: pelas leis da termodinâmica, você só pode convertê-lo em outras formas de energia se também aumentar a entropia. Se você faz a física, você descobre que a eficiência máxima é a eficiência de Carnot

η = 1 - ^{T _C} / _{T H}

onde T _C e T _H são os pontos frios e quentes da temperatura do ciclo do motor, ou seja, o ar circundante versus a temperatura de combustão. Note-se que a fracção se aproxima de zero como T _H sobe ^* , isto é, a perda pode ser feita muito pequena, permitindo que a combustão acontecer a alta temperatura. Mas você não pode tornar a temperatura infinitamente alta e, portanto, alguma energia é inevitavelmente perdida.

Você pode considerar o turbo como um dispositivo que recupera parte da energia perdida ^† ou, mais precisamente, você pode apenas vê-lo como um meio de aumentar a pressão de operação e, assim, a temperatura e, assim, reduzir um pouco a perda. De qualquer forma, um turbo é apenas um meio de resolver o problema de que um motor de combustão não é eficiente . (Na prática, você não encontrará nenhum mecanismo com eficiência melhor que 30%.)

Não há necessidade de fazer isso para um motor elétrico - porque eles são eficientes! Eles convertem energia elétrica em mecânica através de campos magnéticos, e esse processo é muito melhor controlado. Você pode se aproximar de 100% de eficiência sem precisar ter qualquer temperatura ou aproximar-se do infinito.
Claro, existem algumas pequenas perdas na resistividade elétrica dos enrolamentos de cobre, nas correntes parasitas e no atrito do rolamento, mas elas podem ser muito pequenas devido ao design de precisão.

Se alguma coisa, pode fazer sentido procurar um turbo-análogo para baterias , porque estas são realmente a parte fraca de um carro elétrico, em termos de eficiência. Talvez faça sentido acrescentar algum tipo de recuperação de calor a estes.

^* _{No caso de você observar que a perda também desaparece se T C torna-se nula : correto, mas não há muito você pode fazer sobre T C . O resfriamento do ar abaixo da temperatura ambiente exigiria uma geladeira gigante, o que, é claro, no geral, desperdiçaria ainda mais energia. Resfriamento após um supercharger faz sentido, porque a temperatura já é maior do que o ambiente aqui, ou seja, isso pode ser feito passivamente.}

^† _{No final, “recuperar energia residual” é discutível: você pode sempre considerar o motor e o turbo juntos como um motor termodinâmico, e sua eficiência total não pode ser melhor do que a Carnot.}

Você pode capturar o calor do motor elétrico e convertê-lo em mais energia usando um dispositivo termoelétrico. Pesquisa da Universidade da Flórida

Existem algumas boas respostas aqui que cobrem completamente o tópico. Uma coisa que não foi mencionada, no entanto, é o KERS - sistemas de recuperação de energia cinética. Efetivamente você tem uma grande massa (volante) que gira quando o veículo está em movimento. Geralmente sob freios ou vac (sem acelerador), o sistema propulsor alimenta energia neste volante. Quando necessário, o volante então engata através de uma embreagem e pode alimentar a energia de volta para a transmissão.

Embora não seja estritamente uma tecnologia EV (e, na verdade, não tenho certeza se algum EV usa KERS), é outro caminho possível.

A maioria dos sistemas de tração elétrica Buck down a tensão que vai para o motor elétrico da bateria.Por exemplo, um controlador de motor de carrinho elétrico de 48V dará o motor até 48V, mas não mais.Resumo e fervendo teoria do motor elétrico para esta tensão de pilha é a velocidade e corrente é torque .O termo jargão TURBO é usado quando o controlador é modificado para, por vezes, agir como um amplificador de tensão dando mais volts do que a bateria faz .Isto dá mais velocidade, mas não mais torque.Isto é como carrinhos elétricos podem ser e modded para ir mais rápido, mantendo o mesmo motor ea mesma bateria. Você tem que saber o que você está fazendo caso contrário você vai explodir o motor apenas como adicionar turbo para um motor a gasolina. O grau de impulso é a quantidade de amplificação de tensão que o controlador está configurado para.25% é uma figura razoável de uma bola.