Chegaram mais alguns pacotes - Baterias parte 2

Este é o carregador que usaremos na fase de testes, para baterias chumbo-ácidas simples:

  

O shunt 300A/75mV com o display de corrente e tensão também chegaram:

Continuando o papo sobre baterias...
Um cara está fazendo algo bem interessante para o seu projeto de conversão de uma Kombi nos EUA: reciclando baterias de notebook. Isso mesmo: https://youtu.be/m90ibjcvR68
Outro legal: https://youtu.be/aaTBuWXA4-4
O canal dele no youtube tem muitos videos interessantes, vale a pena conferir.

Um amigo meu de Uberlândia me dizia: sabe o que você conhece de baterias (chumbo-ácidas)?? Esqueça tudo, pois as de lítio são praticamente totalmente diferentes!

• Permitem maior profundidade de descarga;
• Maior densidade de energia - Wh/kg bem maior;
• Curva de descarga mais "previsível";
• Necessitam de sistema eletrônico de monitoramento - não queremos que elas explodam!

Insperado pelo nosso brother, também vou tentar a façanha de economizar construindo um banco de baterias com as 18650. Este é o modelo das células de lítio 3,7V usadas nos carros elétricos, nas baterias de notebook, carregadores portáteis, etc. Aceito doações! Se você não usa mais aquela bateria de notebook, manda pra cá!



Um pouco mais sobre consumo de carros elétricos: dois malucos resolveram bater o recorde do Tesla Model S P85D: https://youtu.be/Z5W4LJ5zL9g
Segundo as contas deles, conseguiram 106 Wh/km!
Para isso tiveram que rodar a uma média de 39 km/h. Percorreram 728km com uma recarga de 77,5kWh.



Por hoje é só.

Abraço,
Alessandro

Relembrando as aulas de Física - Mecânica

Fiz alguns cálculos frustrantes: com esse controlador limitando a potência do motor a 8,5 cv, não chegaremos a 100 km/h muito rápido... Desconsiderei perdas por atrito, aerodinâmica e eficiência.

Dados:
Pneu: 175/70 R14 - uma volta completa mede 1,89m.
A partir dos dados do cambio do fusca e das equações de torque do motor elétrico, fiz algumas estimativas de aceleração e velocidade para cada condição.
Créditos para o blog do eVectra: http://evectra.blogspot.com.br/

Abaixo os cálculos de redução total - marcha * diferencial:

Equações: 

T=P/w    ou    T=60*P/2*pi*w    ->   T=9,55*P/N

T - Torque em N.m (dividir por 9,8 para kgf.m)
P - Potência
w - velocidade angular
N - rpm


a=F/m

a - Aceleração em m/s²
F - Força em Newton
m - massa em kg


t=deltaV/a

t - tempo em segundos
deltaV - variação da velocidade em km/h
a - em m/s²


Fusca: 800 kg
Baterias: 200 kg


Resumindo: com o controlador limitando a potência em 8,5 cv, saindo de 2° marcha, demoraremos 108 segundos pra chegar a 66,6 km/h - muuuuuuito lerdo! Olha que não foram considerados o atrito e nem outras perdas.
Colocando um controlador que entregue potência nominal ao motor, o tempo cairia para 54 segundos... o que ainda não é grande coisa. Mas, como o propósito maior é a economia e sustentabilidade, vou esquecer um pouco disso.    :-p

Obs.: quem quiser acesso à planilha é só solicitar no campo de comentários lá em abaixo.

Figura curva de torque do motor elétrico - limitado a 8,5 cv com o controlador 24V   275A

Figura curva de torque e potência do motor a combustão

Segundo informações do fabricante, o Celta acelera de 0 a 100km/h em 14s. Uma máquina!

Comparando as duas curvas de torque, vemos que em rotações mais baixas o motor elétrico é melhor.

Agora vamos ver o lado bom: eficiência energética. Enquanto os elétricos tem mais de 80% de eficiência, olha só os motores a combustão:

Futuramente pretendo postar aqui uma comparação entre os sistemas DC e AC para VE's. Apesar de mais caros, os sistemas AC são mais eficientes, permitem implementar frenagem regenerativa com mais facilidade, tem menos manutenção (brushless), a curva de torque é melhor em rotações mais altas, dentre outras vantagens. Ah! E são utilizados nos VE's à venda no mercado.

Por hoje é só!

Abraço,

Alessandro

A escolha da bateria - parte 1

Como sempre uma variável importante é o custo!
A maioria dos veículos elétricos encontrados no mercado utilizam baterias de Lítio. Mas elas ainda são caras. Espero que por pouco tempo! Nosso amigo Elon Musk (sou muito fã desse cara) está trabalhando para mudar esta realidade, construindo a sua Giga Factory.

Os bancos de bateria são montados a partir de células pequenas, parecidas com uma pilha:

Abaixo uma foto do "chassi-bateria" do Tesla Model S:

Um curioso desmontou a tampa e tirou uma foto pra nós:

Agora, voltando para nossa realidade... Inicialmente pensei em usar bateria chumbo ácida, do tipo ciclo profundo. Ela é bem parecida com as baterias tracionárias, utilizadas em empilhadeiras elétricas e carrinhos de golf:

Aqui nós chegamos num ponto interessante... Profundidade de descarga (DoD) versus vida útil. Para que ela dure no mínimo 2000 ciclos, a profundidade de descarga não deve ultrapassar 30%.

Resgatando aquela planilha estimativa do 2° post, considerei 4 baterias de 99Ah @12V (C5), total 4,8 kWh.
Fazendo as contas: 30% * 4,8 = 1,6 kWh.
A 250 Wh/km (consumo do fusca) teremos 6,4 km de autonomia! Oooops! Não dá pra chegar em casa...

Para chegar em casa, 14,38km, são necessários: 0,25kWh/km * 14,38km = 3,6 kWh.
3,6/4,8 = 75% de descarga! Neste percentual a bateria só dura 700 ciclos. You loose fella! Fail!

Pra durar 2000 ciclos e chegar em casa todo dia, precisaríamos de um banco com 3,6/0,3 = 12 kWh - Custaria praticamente o triplo da estimativa inicial: R$5.200,00 * 3 = R$15.600,00!

Conclusão: Com bateria chumbo-ácida nosso projeto é financeiramente inviável:

No próximo post vou continuar a conversa sobre baterias.
Portanto a pesquisa e procura continuam!


Abraço
Alessandro

Qual é o consumo de um carro elétrico?

Muitos me perguntaram: qual é o consumo do carro elétrico?
Primeiro vamos recorrer à fonte de inspiração maior: Tesla Motors.

Disponível em http://www.teslamotors.com/models

Acima, em sua configuração "menos eficiente" (disponível para simular no site), o Model S tem uma autonomia de 185 milhas - 296 km, com uma bateria de 85 kWh.

Neste caso o consumo será: 85000 / 296 = 287 Wh/km

Pra se ter idéia, um banho de 5 minutos, na posição inverno, consome 458 Wh!! Daria pra rodar 1,6 km. 
E quanto custa¹? R$0,36. 
(custa¹: janeiro de 2017 - Energisa - MS - Impostos e custeio de iluminação pública inclusos = R$0,79 por kWh)

Agora simulando na situação de maior eficiência:

Temos uma autonomia de 383 milhas - 612,8 km, com uma bateria de 70 kWh.

Nesta configuração o consumo é 114 Wh/km.

Assim, com a mesma energia do banho de 5 minutos daria pra rodar 4 km, gastando R$0,36!!
Com um carro 1.0, bem econômico² a gasolina, gastaria-se R$1,05 para rodar os mesmos 4 km. Quase 3 vezes mais!!
(econômico²: 15 km/l  -  gasolina a R$3,95 o litro - Dourados - MS - 18/01/2017)



Outros carros elétricos (dados dos sites dos fabricantes):

• BYD e6: 201,6 Wh/km
• Nissan Leaf: 178,6 Wh/km

Considerando que o fusca:

• Não tem aquecedor e nem ar condicionado;   :-)
• Não tem uma boa aerodinâmica;   :-(
• Não tem investimentos de milhões de dólares em pesquisas;   :-(

Adotamos uma meta de performance de 250 Wh/km.


E o equivalente em km/l??
Lembra da planilha do post anterior? Resgatando os custos por km:

• Combustão: R$0,43 por km
• Elétrico: R$0,27 por km

Ou seja, o elétrico é 1,62 vezes (38%) mais barato. Multiplicando 1,62 * 9 km/l = 14,6 km/l equivalente. 
Lembrando que tudo isso depende de muitos outros fatores além do preço da gasolina e da eletricidade: peso total em kg, topografia, velocidade e direção do vento, aerodinâmica, temperatura, pressão dos pneus, peso do pé do motorista, e por aí vai...



Depois que a conversão estiver pronta eu posto a média em Wh/km real do fuscão!
Nos próximos posts vou falar um pouco da escolha da bateria.

Abraço,
Alessandro

Motivação

Cinco dias por semana, 21 dias por mês, 252 dias por ano... Ir e voltar do trabalho, quase sempre no mesmo caminho:

Almoçando em casa: 14,38 * 4 = 57,5 km por dia!

Mais algumas contas:

A inspiração para esta planilha veio do site: http://www.electro.net.br/

Abraço!

Alessandro

O motor e o controlador chegaram!

É sempre bom ver esses pacotes amarelos...

Pelas minhas contas cerca de 9.9 kW em 36V

Motor de corrente contínua - ligação série - 17 cv - 12,5kW

Escovas

Vendedor do Mercado Livre - Júnior: http://perfil.mercadolivre.com.br/JPCAMINHOES2014

Próximos passos:

1. Aguardar o fusca chegar (previsão 08/09/2015)
2. Conseguir duas baterias para testar em 24V
3. Ajeitar o local de trabalho, ferramentas, miscelâneos

Abraço!

Alessandro