¿Podemos conectar la dinamo a las cuatro ruedas del automóvil y también cargar la batería mientras conducimos el automóvil? ¿Cómo resolvemos el problema de convertir la energía cinética en energía potencial aquí?

No y sí.

No, en el sentido de que no se puede, no se puede generar más de la dinamo (generador) de lo que se ingresa a través de los motores para mover el automóvil.

Para decirlo de otra manera, no es “libre” mover un automóvil por la carretera en términos de energía, incluso si la carretera es perfectamente plana; incluso si ya te has puesto al día. La razón es porque hay pérdidas de energía en el vehículo y el entorno a través del cual se mueve. Estos son:

  • 1) Arrastre aerodinámico (esto es ENORME a altas velocidades porque es exponencial con la velocidad). El coche consume energía para moverse por el aire.
  • 2) Resistencia a la rodadura. La rodadura de las ruedas es resistida por la superficie. (y sus llantas porque se doblan … es por eso que las llantas de su auto están calientes después de un largo viaje en la carretera). El sonido que escuchas y la vibración que sientes en los neumáticos de un automóvil da como resultado miles de pequeñas “colinas” (golpes) que el neumático “sube” y “desciende” a medida que avanza. Es por eso que un tren con ruedas de acero duro y vías suaves es mucho más eficiente que los vehículos que no son de ferrocarril.
  • 3) Pérdidas del sistema del vehículo. Si pones 10KW de energía para conducir un automóvil durante una hora, algunos se perderán en los sistemas porque no convierten perfectamente toda la energía en movimiento. Algunos se pierden en el motor porque no es perfecto (alrededor del 90% de eficiencia para buenos motores de A / C, con un 10% de pérdida). Algunos se pierden en el controlador de su motor (alrededor del 98% incluso para carretillas elevadoras viejas, con un 2% de pérdida allí). Algunos se pierden en su batería (le brindamos baterías LiFePO eficientes, con un 93% de eficiencia, con una pérdida del 7%). Finalmente, no tiene muchos cambios, por lo que su tren de transmisión probablemente tendrá una eficiencia de aproximadamente el 96%, con un rendimiento de aproximadamente el 4%. Por lo tanto, solo obtiene un 79% o 7.9KW en las ruedas antes de que las pérdidas por encima entren en juego.
  • 4) La producción de energía posible máxima de su dinamo, asumiendo que era ideal y sin pérdidas sería de 7.9KW (no puede apagar más de lo que se pone). Sin embargo, si pudiera hacer eso, no dejaría energía para mover el auto. Cualquier energía que utilices para producir será sacada del auto.
  • 5) Su dinamo no será perfecto para convertir la energía de las ruedas en electricidad y el proceso de carga en la batería tampoco será perfecto. Se producirán pérdidas. Por lo tanto, quemará la energía en las pérdidas que de otro modo habría utilizado para mover el automóvil y, por supuesto, ha reducido la velocidad del automóvil (consulte el número 4).

SÍ, en el sentido de que puede usar su dinamo (de nuevo, el generador) para generar energía cuando de otra manera lo perdería. Todos desperdician energía incluso en un automóvil eléctrico cuando pisan los frenos. Allí, estás convirtiendo toda la energía que has acumulado en movimiento en calor inútil y derrochador mediante el uso de fricción en los discos / tambores en los frenos. Es por eso que los frenos de disco están ventilados y se desvanecen porque se calientan y porque ese calor puede afectar su efectividad cuando es demasiado grande. Entonces … puede usar su generador SOLAMENTE cuando desee detener el automóvil, convirtiendo su energía de movimiento en electricidad para cargar las baterías en lugar de convertirlo en calor en los frenos.

De hecho, la mayoría de los autos eléctricos (excepto muchos de fabricación casera) hacen esto. Lo mismo ocurre con las carretillas elevadoras modernas. Ambos son casi siempre conducidos con sistemas de A / C. Ambos utilizan su propio motor como generador para hacer lo que se denomina ” frenado regenerativo “, que regenera la energía al sistema al frenar. Por supuesto, todas las pérdidas anteriores entran en juego, así que no recuperas toda tu energía (esa es la energía del impulso hacia adelante del vehículo), solo parte de ella. Para el frenado regenerativo (“regeneración” en lenguaje de ingeniero “), el mayor problema es la incapacidad de la batería para absorber la energía de manera eficiente (o incluso completamente dependiendo del tipo de batería) porque es una gran cantidad de energía en muy poco tiempo Los ultracapacitores (ultracaps) pueden hacer que la regeneración sea más eficiente y completa porque son muy eficientes y pueden consumir grandes cantidades de energía en poco tiempo, aunque en general no pueden tomar una gran cantidad de energía en general (por eso las baterías aún están se está fabricando!). Con la tecnología actual, un automóvil eléctrico ideal tendría una buena batería grande en paralelo con un pequeño banco de ultracapas que pueden absorber más energía que de lo contrario se desperdicia en el frenado, ayudar al vehículo a acelerar mientras usa menos batería Régimen (el régimen más ineficiente) y disminuir los picos en la demanda que la batería vería de otra manera.

Por supuesto. Se llama frenada regenerativa. Se encuentra en la mayoría de los coches eléctricos.


Como el nombre “frenado” implica, no funciona en condiciones normales de manejo. Eso sería contrario al punto, ya que la energía total se conserva. Cualquier energía que pones en la batería desde tu movimiento reducirá la velocidad del auto en la misma cantidad.

Pero hay ocasiones en las que quieres que el auto disminuya la velocidad. Los frenos ordinarios desperdician esa energía, convirtiéndola en calor. Pero como ya tiene una dinamo (ya que un motor eléctrico en reversa es una dinamo *), puede usarla para reducir la velocidad del automóvil y al mismo tiempo cargar la batería.

Es por eso que el Prius tiene un kilometraje mayor en la ciudad que en la carretera. Las ciudades implican muchas paradas, y pueden conservar algo de la energía que normalmente se perdería. Es por eso que la mayoría de los autos tienen menos millas por galón en la ciudad que en la carretera. Pero como la resistencia al viento es mucho menor a la velocidad de la ciudad, el automóvil en realidad hace unos pocos MPG en la ciudad que en la carretera.

Esto no es magia. No está violando la ley de conservación de la energía, y no está obteniendo el poder de forma gratuita. No se puede mantener la velocidad constante (en una carretera plana) y cargar la batería. Pero cuando desea reducir la velocidad (como en una colina), puede ahorrar energía para la próxima vez que desee acelerar al convertirla de cinética a potencial y viceversa. Hay muchas pérdidas en las conversiones, pero es mejor que un golpe en el ojo.


* En realidad es mucho más complicado que la teoría y la práctica, pero eso es lo esencial.

El problema teórico es: un coche en marcha contiene energía cinética. Esta energía se utilizará para permitir que el automóvil ruede, o se convertirá en calor al aplicar los frenos (si se desea reducir la velocidad), o se podría usar para producir energía eléctrica. Si instala generadores en las ruedas delanteras, siempre producirán energía eléctrica y reducirá la capacidad del automóvil para rodar fácilmente sin energía adicional. BMW ha introducido un sistema de carga inteligente para la batería del automóvil: el automóvil detecta situaciones típicas en las que parece haber más energía cinética de la necesaria (por ejemplo: el conductor aplica los frenos o el automóvil funciona con el freno del motor y aumenta la velocidad). Tan pronto como la batería está razonablemente cargada, el alternador / generador del motor se desconecta. Solo activa y carga la batería en las situaciones descritas anteriormente.

Como se mencionó, excepto al frenar, o al convertir EXCESS en velocidad, en energía (es decir, mantener una velocidad constante mientras se baja una colina lo suficientemente pronunciada como para provocar la aceleración) una dinamo en un juego de ruedas con accionamiento en otro equivale a una máquina de movimiento perpetuo y no es viable …

En resumen, la energía que produce la dinamo debería ser suministrada por el sistema de accionamiento. La dinamo aumentaría la resistencia a la rodadura, haciendo que el sistema de accionamiento tenga que trabajar más para compensar. En un “mundo perfecto” esto sería un lavado, pero en la práctica, debido a las diversas ineficiencias del sistema mencionadas anteriormente, gastaría más energía en el sistema de manejo de la que obtendría de la dinamo …

Dado que todo lo demás es constante, la mejor manera de mejorar la eficiencia en CUALQUIER vehículo es reducir la resistencia a la rodadura, ya sea disminuyendo la fricción mecánica, mejorando la racionalización o cualquier otro método que facilite empujar el automóvil por la carretera …

Puede . . . . .y se esta haciendo !! Se está utilizando en automóviles híbridos y eléctricos como sistema regenerativo. En los híbridos, los cuatro motores cum dínamos actúan como dinamos cuando el automóvil funciona con fósiles, y actúan como motores cuando el automóvil se vuelve eléctrico. Puedes google “DIFERENCIALES ELECTRONICOS”. Es un concepto similar y está siendo ampliamente utilizado.

¡Hay muchos avances en estos sectores y la mayoría de las personas no lo saben!

Si está interesado, tengo un blog para compartir ideas relacionadas con conceptos de vehículos inteligentes. Puedes pasar por eso, tiene algunas de mis propias ideas. Incluso puedes contactarme si quieres compartir una idea y discutir sobre ella y haré todo lo posible para darla a conocer públicamente a través de mi blog ^ _ ^

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Feliz Innovando !! Saludos

Sí y no ambos, pero aunque no estoy seguro de qué tan eficiente será el sistema. Pero en los trenes se usa el mismo mecanismo para proporcionar energía (para la iluminación, etc.) a vagones individuales, la dinamo generalmente está conectada a las ruedas que Carga baterías de plomo ácido conectadas en serie para dar alrededor de 110v. También en los vehículos de motor de combustión interna habituales, el dinamo / alternador es impulsado por el volante y carga la batería a través de la energía mecánica derivada del motor. En los vehículos eléctricos, la batería se carga mientras frena y disminuye la velocidad.
Pero aplicar este principio en un vehículo completamente eléctrico no va a funcionar. El dínamo / alternador también necesita una gran cantidad de fuerza mecánica para girar. Es más probable que desperdicien más energía del motor principal del vehículo y luego que la devuelvan.

La respuesta de @Aaron Hubbard cubre la recuperación práctica de la energía cuando se ralentiza muy bien.

Sin embargo, si el interrogador pretendía una máquina de movimiento perpetuo (el pensamiento de lo que me hizo reír en voz alta), es por eso que no funcionará:

Tal dinamo nunca podría producir la misma cantidad de carga que el motor que maneja el automóvil y, por lo tanto, la dinamo consumida para que la batería aún se agote; parte de la carga se usaría para mover el automóvil, de modo que se pierde y la conversión de eléctrico a cinético y de vuelta a eléctrico no es 100% eficiente, por lo que se perdería algo de energía como calor, desgaste de los neumáticos / carreteras, ruido y ruido electromagnético.

Por supuesto, el peso adicional de la dinamo también aumentaría la cantidad total de energía consumida, por lo que, en general, estaría mejor sin ese sistema, a menos que esté recuperando energía al frenar, como se detalla en la excelente respuesta de Aaron Hubbard. .

En realidad, los coches ya tienen esto: así es como funciona el frenado regenerativo. No sé si todos los híbridos y automóviles eléctricos tienen este sistema, pero incluso se ha utilizado en la Fórmula 1 (consulte la sección sobre KERS).
http://en.wikipedia.org/wiki/Reg

Este tipo de sistema se utiliza exclusivamente para frenar, ya que utilizarlo en cualquier otro momento sería simplemente conducir un generador con un motor. Las pérdidas de eficiencia darían lugar a una pérdida neta de energía.

Si y si. Los autos híbridos y eléctricos generan electricidad mientras se rompen y se almacenan en una batería. Esto ayuda a capturar algo de lo que pierde, pero no es suficiente para alimentar el automóvil. Por eso necesita un motor o para enchufarlo. (Si lo fuera, tendríamos un movimiento perpetuo).

Sí.

Puede cargar la batería conectando las ruedas al dinamo y la dinamo a la batería

Pero la energía que estás generando al hacerlo se extrae solo del motor.

Por lo tanto, no hay diferencia, ya sea que conecte la dinamo a las ruedas o engranajes o al eje de salida, no hay ganancia de energía.

Pero cuando aplicamos los frenos, la energía cinética del vehículo se pierde como energía térmica en este caso, si utiliza la dinamo para convertir la energía cinética en energía eléctrica, entonces podemos considerar eso como ganancia de energía. Dado que la dínamo produce una oposición no friccional para el vehículo, se detendrá (debe saber que cuando no hay carga en la dínamo no produce ninguna oposición para el momento de la rueda, pero cuando se carga la oposición ofrecida por la dínamo). es directamente proporcional a la carga, por lo que las ruedas se desaceleran)

Cómo funciona el frenado regenerativo – HowStuffWorks

Para tu referencia.

Si bien Bharat Mehta tiene los elementos básicos, creo que el OP está preguntando sobre el funcionamiento de un automóvil eléctrico.

Bueno, entre otros, GM te ha vencido al ponche. El Chevy Volt es un automóvil eléctrico, pero tiene un motor de gas y un generador separados que pueden proporcionar energía eléctrica para hacer funcionar el automóvil una vez que las baterías se han descargado hasta el punto de que no pueden alimentar el automóvil. Y si deja el motor en marcha, puede recargar las baterías del automóvil.

Respuesta corta … no puede ahorrar combustible en automóviles que no son eléctricos porque no usan motores de CA / CC 😉 Puede recargar la batería de su automóvil. Se trata de la capacidad de almacenar la carga generada como mencionó Gary. Piénselo, cuánto tiempo le lleva cargar sus baterías AA o su teléfono. Y al parecer, Tesla usa paquetes de baterías de li-ion, así que estamos SOL en eso …

Cada auto tiene eso ya.
Se llama un alternador.
https://en.wikipedia.org/wiki/Al
Lo que es un alternador es que es básicamente un dinamómetro junto con el motor y continuamente proporciona electricidad para la batería o las demás piezas eléctricas de un automóvil.
Nunca sintió curiosidad por saber cómo podrían durar las baterías de un automóvil sin necesidad de cargarlas por separado. 😛

Parte de cómo se conectan, también generó energía con éxito, dónde almacenará esa energía, En baterías, El costo de fabricación de dicho mecanismo será tan alto que nadie comprará ese automóvil. Y además de eso, estamos hablando de un eje giratorio. aquí, de modo que un Cg actuará hacia afuera y 4 motores conectados a un eje tal no es bueno. Y la mitad de la potencia se desperdiciará para generar esa potencia, por lo que la eficiencia mecánica será menor.

Cualquier ganancia de energía es directamente a expensas del motor del automóvil; Eso es lo que hace girar las ruedas. Sería una pérdida neta por ineficiencias.
No hay energía libre.

Por supuesto que puede hacer, incluso puede haber automóviles eléctricos más pequeños haciendo esto para sostener o al menos ayudar a recargar la batería de un automóvil eléctrico.