目前新能源車的最主要問題是長時間大功率持續輸出(和輸入/補充能源)的能力.
許多題材都是為了解決這項問題.
介紹2條新聞
最近山葉 yamaha 好像狂發消息, 不知道是不是要炒作什麼題材
像是前一篇
[新聞] 山葉 yamaha 發表計畫年底將完成比賽用越野電動機車研發
https://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=622&t=6164057
用換電也是解決這項問題的一種方法.
[新聞] 山葉 yamaha 發表高壓水力機車概念
https://adventuremotorcycle.com/news/yamaha-xt500-h2o-water-powered-concept-motorcycle
https://auto.ltn.com.tw/news/15936/3
台灣的記者好像從內文是知道水的增壓要由馬達達成的, 卻又下了標題殺人法~
運用高壓空氣動力驅動車輛的概念早在 120 多年前, 十九世紀 90 年代就有人已經提出, 1990 年代就有人把設計出來的引擎裝在飛機上和賽車上,
本版有在從事汽機車業的同好也必然知道日常氣動工具的概念, 就是把氣動工具中的引擎放大, 再加個大高壓氣瓶裝在車上而已~
像是 "國家地理" 頻道的節目 "環保達人" 有一集就有製造一台氣動腳踏車 (其中氣動引擎是現成的商業量產品)
https://www.youtube.com/watch?v=cgAvySglsCY&feature=share
當然這輛腳踏車的加壓裝置是外掛插電的.
https://en.wikipedia.org/wiki/Compressed_air_car
印度有家達達汽車也有研發氣動車. (光看 350 巴 這個數字就讓人嚇到倒抽一口涼氣了~)
https://spectrum.ieee.org/energy/environment/deflating-the-air-car
照資料, 這種氣動引擎的效率達到 68%, 遠比現在的石化燃料內燃機高很多, 但比馬達低很多. 氣動引擎的問題例如動力不足, 續航不足, 高壓氣瓶的等級, 體積和安全等問題, 由於熱力學定律, 氣體快速膨脹會降溫失去能量, 效率不可能太高 (內燃機也有同樣的問題). 我看不出使用 "電=>加壓馬達=>高壓空氣動力驅動" 和 "電=>充電=>電池=>馬達" 相比的優勢是什麼? (除了不必電池, 少了一些成本和汙染).
把高壓氣動換成高壓水力,
這概念就稍微吸引人了.
高壓水力引擎效率照資料號稱 "幾乎沒有損失". 吾人也許可以將這種引擎效率等同於馬達.
那麼
(a) 電 => 充電 => 電池 ==> 馬達
(b) { 電 => 馬達加壓 } ==> 水壓 ==> 高壓水力驅動引擎
{ 電 => 馬達加壓 } 也許可分段為 { 電 => 充電 => 電池 => 馬達加壓 }, 或是這段外掛, 直接 { 電 => 馬達加壓 }, 就可以省下電池.
如果效率相同, 這兩者有什麼差別呢? (a) 不是更直接嗎?
我們可以合理猜測, 高壓水力的能量密度, 必定遠高於高壓空氣動力,
所以原本高壓空氣動力的問題 (例如動力不足, 續航不足, 高壓氣瓶的等級, 體積和安全等問題)
都可以解決 (看新聞中發表的概念圖, 它的水箱看起來還蠻小的, 而且也號稱 "擁有優異的操控表現，同時加速性能上也不需要擔心... 預期會有很好的騎乘體驗");
原本電動車長時間大功率持續輸出 (和輸入/補充能源) 的能力等問題, 也可以解決,
加壓馬達並不需要超大動力大功率持續輸出 (有疑問的朋友可以就近詢問你的機車維修站, 他們氣動工具的壓縮機/空氣加壓機的功率和開閉時機, 他們的動力工具輸出功率可以遠大於加壓馬達). 馬達加壓就是一種儲能的概念.
另外需要更輕量化的載具, 也許也可以考慮加壓馬達裝置是外掛的, 不裝載在車上的 (像是前面提到 "國家地理" 頻道的節目 "環保達人" 的那輛氣動腳踏車的例子).
用電 => 馬達 => 加壓高壓空氣儲能 => 洩出推動引擎+車輪/渦輪+發電, 也是能源轉型智慧電網架構中儲能裝置的一種概念之一:
儲能不必非電池不可 (當然現在電池太便宜了, 其他各種千奇百怪的儲能裝置都太貴或容量密度都太低了, 所以還是多選擇電池); 電池放電不必非直接驅動馬達不可~
現在有高壓水力的概念提出, 也許拿它當儲能裝置和電池相比值得考慮.
高壓水力的應用看起來很寬廣, 應該不只可以用在車上.
新聞說 2025 年會量產, 那就好好期待一下吧~
[新聞] 豐田 toyota 發表7倍續行容量電池概念
https://auto.ltn.com.tw/news/15938/3
氟離子電池號稱有鋰電池單位重量容量的7倍.
目前還卡在材料和操作高溫等問題.
這個連預估時程都沒有, 目前看看就好~
2020-08-19 21:58 發佈
bartholomew.simpson wrote:
[新聞] 山葉 yamaha 發表計畫年底將完成比賽用越野電動機車研發
https://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=622&t=6164057
不知道這套換電系統，能不能應用在速克達上ＸＤＤ
但儲能的機制是兩種不同的概念,
"壓縮空氣" 是熱動力學, 快速壓縮會增溫, 快速膨脹會降溫, 會有高熱問題和能量散失問題, 效率天生不會很好 (同理, 內燃機的問題更嚴重), 它還有別的問題, 像是高壓氣體鋼瓶 (一樓的連結都有介紹, 那個 "國家地理雜誌" "環保達人" 節目可以看一下, 他們土炮的腳踏車裝那兩個大鋼瓶只能慢慢跑一小段路, 看起來就很不吸引人);
"加壓液體" 是流體力學, 可以號稱 "幾乎沒有能量損失".
我稍微搜尋一下好像還找不太到有人拿 "加壓液體" 來應用在運輸和能源部門,
目前維基百科只找到這個條目勉強沾上邊
https://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_accumulator
這以力學原理來看很有發展的潛力~
不只在車上很好用, 也可以用在智慧電網儲電去推動發電渦輪,
搞的起來的話山葉 yamaha 就發了~
至於要討論環保的程度, 由於號稱 "幾乎沒有能量損失", 它就是等同於能量來源環保的程度, 也就是加壓馬達的用電 (或是也有人用石化內燃機引擎去加壓, 這就不予討論).
也就是等同目前的電車. 如果加壓裝置是外掛的, 不用電池, 那再減去製造回收電池的汙染, 和充放電的小量損耗.
(雖然製造回收電池的汙染比一般3C製品還少, 是很小的, 但也不是小到 0.
[維基百科 https://en.wikipedia.org/wiki/Compressed-air_energy_storage
... Compressed air systems have advantages over conventional {lead acid} batteries including longer lifetimes of pressure vessels and lower material toxicity. Newer battery designs such as those based on Lithium Iron Phosphate chemistry suffer from neither of these problems...] 翻成白話就是空氣車沒有鋰電池車環保)
他們預計今年底要發表的換電越野賽車如果搞的好的話,
"下放" 給街車也不是無法想像的事. 新聞露出的圖看來電池沒有很大~
應該不會太困難?
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