Ford inventează cablul care poate încărca mașinile electrice în aproximativ 5 minute

Bursul, on 15 noiembrie 2021 - 21:55, said:

...Psihologie...

Un conductor mai gros are o greutate mai mare. S-au studiat materiale supraconductoare, iar un conductor cât al unui radio portabil poate suporta curenți de sute de amperi, dar asta la temperaturi de zeci de grade sub zero. În momentul în care s-ar obține aceste materiale la temperaturi mai apropiate de cele normale, controlul temperaturii cablului cu ajutorul unui sistem de răcire ar fi mult mai eficient decât un conductor mai gros: ar fi mai ușor, ar necesita un consum mai mic de metal și problema ar fi doar menținerea temperaturii în limitele între care se manifestă fenomenul de supraconductibilitate.

Pai hai sa calculam asa, din cap, cu rotunjiri si aproximari, pentru un ordin de marime cat de cat.
O baterie cu capacitate de 100kWh are nevoie de o putere de 1MW sa se incarce in 6 minute.
Asta inseamna un 5kA, daca se incarca la 230V. Asta pentru a vedea curentul minim necesar sa treaca prn acel cablu.

Sa mai presupunem o putere pierduta prin cablu de 1kW. Daca nu se raceste, cumva cu apa, un cablu cu dimensiuni rezonabile, nu poate disipa 1kW in regim continuu(fara a ajunge la temperaturi mari, sa te frigi de el), dar sa acceptam ca exista un ciclu termic care sa permita o pierdere de 1kW, sa putem merge mai departe cu calculele.
la 5000A si 1kW cadere de putere, inseamna o cadere de tensiune de 0.2V, adica o rezistenta a cablului de 0.2/5000=0.4mOhm.
Sa mergem pe o lungime a cablului de 2m dus, 2m intors (ca-i circuit), adica un total de 4m.
Asta inseamna 10^-4 ohm/m.
Acum putem calcula sectiunea cuprului.
Rezistivitatea cuprului e de 1.7*10^-8 ohm*m ,dar punem 2 sa calculam in cap.
Asia sectiunii de cupru in mp e 2*10^-8/10^-4=0.0002 mo=200cm²
Ditai carcalacu de cupru, de grosimea unei sine de tren.

Densitate cupru, punem 10g/cm³,
Un cablu de 4m si 200cm² are 200*400 cm³=80 000 cm³ adica 800 kile.
Cam greu!


Acuma, daca cresti tensiunea de 10 ori, scade si greutatea cablului de 10 ori, insa.. stiu eu.. 2000V e cam periculos, daca nu se face un contact perfect acolo. Trebuie disjunctoare serioase si contacte serioase, pornire "lenta" si alte tehnici de energetica.
Mai e si chestia ca poti raci cablul cu apa. care sa curga prin cablu, caz in care poti creste pierderile si de 10 ori, poate mai mult, ducand cablul la o greutate de 8kile de cupru, greutate teoretica. Mai e si apa, mai e si izolatia, apa tre sa circule cu viteza mare sa poata raci.
Sau mai e varianta vapour chamber care sa duca caldura in alta parte unde sa fie racita, se poate gandi un dizain, insa fiabilitatea unui vapour chamber lasa de dorit, nu poti sa o flexezi de prea multe ori pana sa crape si nu e o chestie deloc ieftina, in conditiile actuale de realizare tehnologica. Dar e posibil ca insasi firele de cupru sa fie facute poroase(sa joace rolul de evaporator al apei), cumva, invelite intr-un acordeon rezistent la presiune, eventual chiar o convectie a "aburului" din interior, insa mai necesita inca o izolatie suplimentara termica deoarece vapour chamberul asta atinge temperatura maricica, daca se doreste si eficienta in transfer termic. Materiale bune izolatoare termice exista si sunt chiar usoare.
Probabil ca e o solutie mai "usoara" care sa inlocuiasca racirea cu apa, ce ar putea fi fezabila macar ca si brevet de inventie, sa pape si gura loc ceva bani cand s-or inventa bateriile care sa se incarce in 6 minute.
Dar adevarata inventie ar fi bateria care se incarca repede, nu cablul. Sau supercap cu densitate energetica mare, sa poata inlocui bateriile clasice.

E cablu cu heatpipe-uri.
"Cablul are un sistem unic de răcire cu lichid care poate transforma lichidul în vapori, ceea ce îi îmbunătățește capacitatea de a disipa căldura."
[ https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7c/Heatpipe_cpu_thermal_unit_cross_section.jpg - Pentru incarcare in pagina (embed) Click aici ]

Edited by Leo2006, 15 November 2021 - 22:42.

Eu cred că povestea asta are legătură cu comoditatea oamenilor.  Și cu slăbiciunea femeilor (sexu’  slab,  csf ncsf) care nu prea pot manevra cabluri de încărcare groase.

Un cablu de încărcare va conține ambii conductori.   Trebuie să fie bine izolați, mult peste un cablu electric normal. Inert dpdv chimic,  rezistent la supraîncălzire  alea alea.
Un cablu mai serios,  la o stație de încărcare stațiinară, pe trifazic,  de 5 x 16mm2  în manta din silicon,  cred că ar cântări lejer peste 1,5kg/ml.   Poate mai mult. Adăugăm și cupla, încă un kilogram,  deja este o chestie grea, dificil de manevrat, plus că majoritatea oamenilor sunt fricoși,  se sperie cănd manevrează ditamai odgoanele.

Dacă admitem că dimensiunea asta ar fi cam maximul acceptabil pentru a rămâne accesibil și doamnelor,  putem să facem calculele (realiste) pe 5A/mm2.
Asta înseamnă un transfer de 80A  per conductor,  timp nelimitat.   

În principiu,  putem urca mult mai mult încărcarea.   Eu,  de exemplu,  am sudat și pe prelungitor de 2x1mm/2   Adică am transferat 25-30A  pentru perioade de 1-2 minute fără să dau foc cablului.   O janghină chinezeasă.   Deci “merge”  și de 4 ori mai mult,  numai că nu mai ai siguranță în exploatare.

De fapt,  problema este strict termică.   Dacă poți disipa căldura din conductor în timp util,  se poate înzeci încărcarea de curent a conductorului.

Din ce îmi dau eu seama,  cablul la care lucrează Ford este unul care ține conductorii imersați într-un lichid.   Probabil un ulei.   Nu apă.  
Acesta preia căldura și ori o disipă prin convecție,  ori lichidul este răcit prin recirculare într-un sistem de răcire situat în stația de alimentare.   Nu-i cine știe ce dificultate de inginerie.

Edited by tomaso, 16 November 2021 - 00:04.

voi stiti ca deja sunt destule statii de incarcare care suporta pana la 350 kw (500amp) nu?
la o simpla cautare pe google
https://www.google.c...bih=625&dpr=1.5

chiar folosesc liquid cooling si nu e chiar ceva SF

Atreides7, on 15 noiembrie 2021 - 21:07, said:

Ana e Ana. Atat intelege ca atat a vrut societatea de la ea. A recompensat-o mai mult pt ca zambeste frumos decat pt ca stie si intelege iar ea a percutat.  Dar tu ce scuza ai?

underb, on 16 noiembrie 2021 - 00:24, said:

Niciuna. De care perete sa ma dau cu capul? ...oricum am comis-o...

nu exista masini care sa incarce cu 350kW, cat poate oferi statia, dar daca ar exista, ar baga cam 35kw in 6 minute, suficient pentru 200kw de mers la o viteza legala, cu o masina cu un coef. aero. decent
mi se pare mai mult decat suficient
o masina cu baterie de 100kwh facem minim 400-500km cu o incarcare de 20min, dupa calculele de mai sus
asa, orientativ si ipotetic


iar Tesla, cu ale lor superchargere (250kw) se lauda cu 1600km/ora viteza de incarcare

concluzia: deja suntem foarte evoluati, traim doar in tara gresita
desi culmea, exista si la noi superchargere si se vor mai construi

Edited by megastorm, 16 November 2021 - 00:31.

Cablu de genul e clar ceva ce va fi folosit pe viitor, insa articolul ca sa nu zic copy/paste-ul nu are treaba cu functionarea in afara laboratorului. la 2000 amperi sau cat naiba au calculat aia in laborator ia foc toata masina de la portul de incarcare pana la baterie, ce rost are in cat timp incarci teoretic.

Tesla prinde valorile alea pe cateva minute.
Curba depinde de baterie (chimie).

Racirea actuala nu tine de cabluri, ci de partea de transformare AC-DC.
Acum ai 2 conductori grosi + si -, la care mai ai masa, CC si PP.

Atreides7, on 16 noiembrie 2021 - 00:27, said:

Atreides7, on 15 noiembrie 2021 - 22:13, said:

E ok

underb, on 16 noiembrie 2021 - 00:56, said:

iti garantez reciprocitate daca pici pe terenul meu, acum iti multumesc pentru intelegere

megastorm, on 16 noiembrie 2021 - 00:18, said:

Răcirea pe bază de lichid se referă la o răcire a electronicii din stație,  nu a cablului.    Cel puțin așa se înțelege din specificațiile tehnice publicate pe site.

Maine-poimaine o sa inventeze incarcarea wireless in mers, cu magneti inserati in asfalt si ditamai bobina sub masina.....

Viitorul va fi cu mult diferit decat ce presupunem noi. Acum se forteaza la limita tehnologiile vechi de inmagazinare chimica a energiei electrice pe considerentul ca poluatorul trebuie scos in afara zonelor urbane.
Daca o masina electrica o incarci la 3 zile, asta presupune ca la fiecare 3 zile tot parcul de electrice trebuie sa treaca pe la o statiile de alimentare si asta mai inseamna ca toate parcarile orasului trebuie sa fie pline de statii de incarcare ca sa nu se produca blocaje de asteptare. Daca se va reusi sa incarci masina intr-un minut atunci reteaua electrica construita pe capacitatile de consum din anii 80 va ceda. Se va merge din blocaje in alte blocaje. Dezvoltarea masinilor electrice si minatul va genera o criza energetica globala.
Suntem intr-o criza energetica globala care e doar la inceput.

Edited by Leo2006, 16 November 2021 - 06:05.

o fi un cablu mai gros!

maccip, on 15 noiembrie 2021 - 22:29, said:

Ai calculat aiurea. Pentru conductori electric de cupru o densitate de 10 A pe mm patrat e acceptabil, adica sectiunea de 5 cm patrati suporta 5000 amperi. Greutatea cablului la 2 m este de aporximativ 10 kg cu izolatie cu tot si fara sa se incalzeasca.