Hva er ulempene ved å øke spenningen i elbilene?

[Redaksjonen.]

Hva er ulempene ved å øke spenningen i elbilene?

[KjeRogJør]

Dobles spenningen trengs halve tverrsnittet på ledere, da strømmen halveres for samme effekt. Og vekten reduseres. Krav til isolasjon øker.

Man kan halvere behovet for kobber, noe som er beleilig med anstrengt råstofftilgang i fremtiden. Og kobber trengs det mye mere av i en elektrisk fremtid.

Endret 19. mai 2021 av KjeRogJør

[5ZHK7SO3]

Høyere varmgang i batterier er ikke bra.

Mye tlf leveres med 65w ladere på høyere spenning. De batteriene holder ikke lenge.

[unik42]

15 hours ago, KjeRogJør said:

Dobles spenningen trengs halve tverrsnittet på ledere, da strømmen halveres for samme effekt. Og vekten reduseres. Krav til isolasjon øker.

Man kan halvere behovet for kobber, noe som er beleilig med anstrengt råstofftilgang i fremtiden. Og kobber trengs det mye mere av i en elektrisk fremtid.

OG!!! Siden varmetapet i lederne er bestemt av strøm og motstand i lederne, vil også det synke. Dog, brukes tynnere ledere vil jo motstanden øke.

[martin91]

Kort oppsumert høyere spenning har ingen betydning for ladehastighet på biler. Tesla lader med 250kw, Porsche med 270kw (trolig bare for å slå Tesla) Hver celle kan bare motta en viss effekt uansett om de er koblet i serie eller paralell. På lastebil derimot må nok spenningen økes da disse faktisk må opp i nærheten av 400kw om de skal få litt påfyll i løpet av hviletiden de uansett må ha

[FrihetensRegn]

Kjør på med høy spenning, løsningen på problemene kommer av seg selv etter hvert. Det kommer nye passive og aktive kjøleløsninger, nye isolatorer etc. Og ladestasjoner med 800V kan bruke flytende nitrogen til å holde varmen nede.

 

5ZHK7SO3 skrev (6 timer siden):

Høyere varmgang i batterier er ikke bra.

Mye tlf leveres med 65w ladere på høyere spenning. De batteriene holder ikke lenge.

Mobiltelefoner leveres med lading på over 100W, denne økningen har kommet fordi man har kommet opp med løsninger for å håndtere denne effekten.

Endret 20. mai 2021 av FrihetensRegn

[KjeRogJør]

unik42 skrev (9 timer siden):

OG!!! Siden varmetapet i lederne er bestemt av strøm og motstand i lederne, vil også det synke. Dog, brukes tynnere ledere vil jo motstanden øke.

Ohms lov sier at, spenningen over endepunktene av en leder er proposjonal med strømmen gjennom lederen, forutsatt at temperaturen er konstant.  Så, stiger temperaturen i lederen øker motstanden, og strømmen avtar. Den uønskede temperaturøkningen i lederen er tap, og potensiell brannårsak.

Lederen "stjeler" effekt fra der den er ønsket. Dette måles som spenningsfall over lederen, og viser ohms lov i praksis.

 

Man ønsker ikke å dimensjonere kretser som behandler høye effekter, med tap. Man vil ha effekten avsatt i den nyttige lasten, batteriet, og motoren(e).

Ved dobling av spenning, halveres strømmen, ved samme effekt.

Det betyr selvfølgelig at lastens motstand(dc), eller resistans(ac), også må dobles, ellers øker strømmen gjennom lederen, og temperaturen stiger osv. vil bli den naturlige konsekvens. Har man tenkt å lade med høyere effekt en før, eller ta ut mere effekt en før, da må også ledernes tverrsnitt opp.

Så, det er to valg her, har man tenkt å doble effekten ved lading, og bruk, må man bruke mere kobber.

Har man derimot tenkt å spare kobber, (blir nødvendig etterhvert) da gjør man ikke det første.

Men dette vet i allefall de som holder på med slikt, og mange andre.

 

Endret 20. mai 2021 av KjeRogJør

[Simen1]

KjeRogJør skrev (På 19.5.2021 den 19.43):

Dobles spenningen trengs halve tverrsnittet på ledere, da strømmen halveres for samme effekt. Og vekten reduseres. Krav til isolasjon øker.

Man kan halvere behovet for kobber, noe som er beleilig med anstrengt råstofftilgang i fremtiden. Og kobber trengs det mye mere av i en elektrisk fremtid.

Bytter man ut kobber med aluminium må man ca doble tverrsnittet, men likevel vil aluminiumet veie ca halvparten så mye som kobberet, og koste en tiendel.

martin91 skrev (1 time siden):

Kort oppsumert høyere spenning har ingen betydning for ladehastighet på biler. Tesla lader med 250kw, Porsche med 270kw (trolig bare for å slå Tesla) Hver celle kan bare motta en viss effekt uansett om de er koblet i serie eller paralell. På lastebil derimot må nok spenningen økes da disse faktisk må opp i nærheten av 400kw om de skal få litt påfyll i løpet av hviletiden de uansett må ha

De tyngste semitrailerne bør de nok opp i 800-1000 kW ladeeffekt for å matche kjøretid og hviletid.

[KjeRogJør]

Simen1 skrev (19 minutter siden):

Bytter man ut kobber med aluminium må man ca doble tverrsnittet, men likevel vil aluminiumet veie ca halvparten så mye som kobberet, og koste en tiendel.

De tyngste semitrailerne bør de nok opp i 800-1000 kW ladeeffekt for å matche kjøretid og hviletid.

Vet ikke om aluminium er så egnet i bevegelige kabler,...men i faste ledere er det en mulighet, volumet øker, det vil merkes i motorer. Men burviklinger i rotor i ac-motorer har slike.  Volumet til aluminium gjør det stadig aktuelt med lav strøm.

Superledere blir velkomne den dagen de kan brukes uten ekstra kjøling, og ekstra finansiering. Gjerne i bevegelige utgaver også. Da kan det bli kakefest...😋

Endret 20. mai 2021 av KjeRogJør

[Simen1]

FrihetensRegn skrev (1 time siden):

Kjør på med høy spenning, løsningen på problemene kommer av seg selv etter hvert. Det kommer nye passive og aktive kjøleløsninger, nye isolatorer etc. Og ladestasjoner med 800V kan bruke flytende nitrogen til å holde varmen nede.

 

Mobiltelefoner leveres med lading på over 100W, denne økningen har kommet fordi man har kommet opp med løsninger for å håndtere denne effekten.

800V-ladere bruker jo høy spenning nettopp for å redusere varmeutviklingen, så hva skal de med flytende nitrogen da? Vet du hvor dyrt og krevende det er å bygge et anlegg for stabil forsyning av flytende nitrogen? Nitrogene høres ut som en dårlig løsning.

100W lading på telefoner selger kanskje bra, men det har sine ulemper, blant annet levetid. Jeg vil mye heller ha en telefon der man kan velge at ladeeffekten begrenses og ladingen stopper på f.eks 80% for å unngå unødvendig slitasje på batteriet.

[hekomo]

Redaksjonen. skrev (På 18.5.2021 den 20.30):

Hva er ulempene ved å øke spenningen i elbilene?

Se der ja. TU "is on a roll"!

[Trestein]

De burde kanskje fokusere på det positive. 

Mindre forbruk av kobber og lavere strømstyrke må telle for ressursbruk.

Dessuten er ladehastighet begrenset ved 400V. Det går nok ikke lenge før vi ser biler som lader over 300KW. Mener at Porsche er designet for 350KW. 

Det vw sa på power day? var at ladehastighet skulle økes til det dobbelte innen et par år. Det kommer vel 175Kw ladehastighet på vag sine 80kwh pakker senere i år. Vil tippe at de øker til 800V senere. Nextmove påstod av id4 fikk 800V biler til østerike men nettsiden ble fjernet like etterpå. 

[sverreb]

 16 hours ago, FrihetensRegn said:

Kjør på med høy spenning, løsningen på problemene kommer av seg selv etter hvert. Det kommer nye passive og aktive kjøleløsninger, nye isolatorer etc. Og ladestasjoner med 800V kan bruke flytende nitrogen til å holde varmen nede.

Flytende nitrogen er et forferdelig dårlig kjølemedium. Det har et kokepunkt på -196C, et frysepunkt på -210C og en spesifikk varmekapasitet på 2kj/kgK. det gir deg et effektit arbeidsområde på bare 14K og 28kJ/kg i tilgjengelig kjøleevne uten faseoverganger. (Faseoverganger er uønsket siden de kompliserer kjøleloopen vesentlig siden det medfører store endringer i volum)

Vann har til sammenligning 100k arbeidsområde og 4.2kJ/kgK for en total utnyttbar kjøleevne på smått monstrøse 420kJ/kg.

Det er heller ikke slik at lavere temperatur er bedre. Man vil ha en balanse mellom lav motstand i ledere (proporsjonal med temperatur) og høy mobilitet i halvledere (omvendt proporsjonal med temperatur) og være innenfor matrielle tålegrenser (Stort sett best omkring 0-40C) Vann er derfor et ideellt kjølemedium. Kjøler man så langt ned som til -200C da må du regne med at elektronikken ikke virker lengre. (Hvis du tenker på de som driver LN2 kjøling av elektronikk, så er målet for de for det meste* å lage en bratt termisk gradient for å kompensere for høy termisk impedans, ikke for at elektronikken i seg selv skal bli så kald, slike systemer)
 

15 hours ago, Simen1 said:

Bytter man ut kobber med aluminium må man ca doble tverrsnittet, men likevel vil aluminiumet veie ca halvparten så mye som kobberet, og koste en tiendel.

Tror ikke vi skal henge oss unødig opp i lederne. Det meste av besparelsen er nok i kraftelektronikken. Avlevert strøm er dimensjonerende for både mengden halvledere og kjølebehov og dermed total matrialbruk i laderegulatorene (både ombordladere og DCFC). Gitt kraftelektronikk som tåler en kV koster det dermed det i praksis det samme å lage en regulator som leverer 200kW ved 800V som en som leverer 100kW ved 100V. Grunnen til at 800V nå er det nye 400V for elbiler er at nye kraftelektronikkomponenter som tåler så høy spenning nå er såpass rimelig at det ikke lengre er noe videre å spare på å holde spenningen lavere.

Så kan det hende at høyere spenning også gir muligheter til bedre masse/effekt ratioer på motorer, men det skal jeg ikke uttale meg veldig bastant om.
*) Med unntak av en del sensorer som er lagd for ekstremt lav temperatur for å redusere termisk støy

[oophus]

Trestein skrev (14 timer siden):

Dessuten er ladehastighet begrenset ved 400V. Det går nok ikke lenge før vi ser biler som lader over 300KW. Mener at Porsche er designet for 350KW. 

Porsche har noen 450kW test-stolper hos seg selv som de har ladet på/ved. 

[Edmund Knutsen]

Skal du se på ladehastigheten er det nesten uinteressant å se på max effekt for noen sekunder! Det er ladekurven/gjennomsnittlig ladeeffekt du må sjekke.