Jumping Jack Flash weblog

Pinout prese/spine di ricarica SCAME, serie LIBERA, tipo 3C (e altre storie)

Posted in auto elettriche, minicar elettriche, scooter elettrici by jumpjack on 17 settembre 2020

Le prese e spine di ricarica “Tipo 3c” prodotte dalla SCAME e facenti parte della serie “LIBERA” aderiscono a uno standard ormai vecchio e in disuso per la ricarica dei mezzi elettrici, ma possono trovarsi ancora in giro in qualche vecchia colonnina o vecchio cavo.

Essendo state soppiantate dalle “Tipo 2” prodotte dalla “Mennekes”, è difficilissimo trovare in rete il pinout, che però è ancora (per il momento) disponibile sul sito della casa madre SCAME, da cui è stata ricavata questa immagine:

Scame libera type 3c pinout

NOTA: nella figura sopra il pinout è indicato come visto da chi deve collegare i fili, quindi dall’interno della spina/presa.

Prerogativa delle prese SCAME 3C era di essere dotate di “shutter”, sportellini a molla a protezione elettrica/meccanica dei pin, indispensabili per la normativa italiana; alcuni paesi europei richiedono gli shutter, altri no.

 

Quando il “Tipo 2” ha vinto la “guerra degli standard”, sono state realizzate prese Tipo 2 dalla Mennekes dotate di un unico grosso “sportellone” che chiude tutta la presa, mentre la SCAME produce prese di tipo 2 con gli shutter sui singoli pin.

Scame tipo 2

Esattamente come le “tipo 2”, le Scame “tipo 3c” possiedono (possiedevano) 7 pin e supportano la ricarica monofase e trifase:

  1. Fase1
  2. Terra
  3. Neutro
  4. Control Pin
  5. Proximity Pilot
  6. Fase2
  7. Fase3

In inglese:

  1. Line 1
  2. Earth
  3. Neutral
  4. Control Pin
  5. Proximity Pilot
  6. Line 2
  7. Line 3

Per la ricarica monofase vengono utilizzati solo i primi 5 pin.

 

Esiste inoltre un terzo tipo di spina per la ricarica: prodotta dalla Yazaki, aderisce allo standard SAE J1772,  ed è dotata di soli 5 pin:

 

pinout yazaki

pinout yazaki

In passato esistevano poi molti altri tipi di connettori, ormai in disuso: Marechal, AVCON, EnergyBus,….


 

Fonti:

Diario elettrico Renault Captur ibrida plugin: il manuale

Posted in auto elettriche, diario elettrico plugin by jumpjack on 11 settembre 2020

(Manuale elettronico, cartaceo, inglese elettronicoinglese cartaceo)


In attesa della consegna della macchina, posso fare quella cosa che non si fa mai appena si compra una macchina: aprire il vano portaoggetti e passare due ore a leggere il manuale…

Invece posso passarci comodamente uno o due mesi a leggere e studiare il manuale elettronico online (la consegna è entro il 30 novembre).

Ci sono parecchie cose strampalate in questo manuale… ma forse sono io che non sono ancora abituato alle ibride.

Però ci sono anche dei veri e propri errori.

Errata/Corrige

Pag. 4.7: livello liquido di raffreddamento

  • Completate tale livello a freddo prima che arrivi al riferimento «MINI».
  • Vorrebbe dire “RABBOCCATE tale livello…”

Pag. 5.10: sostituzione ruota bucata

  • Sbloccate le viti della ruota con la chiave 1. Posizionatela in modo da esercitare una pressione verso l’alto.
  • Sarebbe “Sbloccate le viti della ruota con la chiave 1. Posizionatela in modo da esercitare una pressione dall’alto”.

Pag. 5.25: Apertura auto con carta wireless

  • Se la batteria è troppo carica per garantire il corretto funzionamento, sarà comunque possibile per avviare e aprire/ chiudere il veicolo. 
  • Ovviamente sarebbe “Se la batteria è troppo scarica per garantire il corretto funzionamento, sarà comunque possibile per avviare e aprire/ chiudere il veicolo”. 

Manuale elettronico:

Non ricaricate il veicolo per la guida in modalità ibrida. Ciò faciliterà il consumo di carburante per consentirvi il rifornimento.

sarebbe

Non ricaricate il veicolo, utilizzate la guida in modalità ibrida. Ciò faciliterà il consumo di carburante per consentirvi il rifornimento.


Dopo aver premuto il pulsante 2: il contatto è inserito, il messaggio READY scompare…

sarebbe

Dopo aver premuto il pulsante 2: il contatto è disinserito, il messaggio READY scompare…

 

 

Indicazioni più o meno insolite trovate nel manuale


Il motore e lo standby/sospensione

Il motore a combustione si avvia automaticamente, anche al minimo, per fungere da generatore e mantenere il livello di carica della batteria di trazione;


Mentre il veicolo è fermo, per motivi di sicurezza, il motore a combustione è disattivato se:

  • il cofano è aperto;
  • la cintura del conducente non è allacciata.

Durante la guida, il sistema arresta il motore (modalità di sospensione [standby]) quando il veicolo si ferma o si muove a bassa velocità (ingorgo, semaforo e così via), [ma solo se si verificano TUTTE queste condizioni contemporaneamente]:

  • il cambio è in posizione D, M or N;
  • il pedale del freno è premuto (sufficientemente forte); [premere invece il freno debolmente per impedire forzatamente lo spegnimento del motore]
  • il pedale dell’acceleratore non è premuto;
  • la velocità è nulla per 1 secondo circa

ma anche:

  • la porta conducente è chiusa;
  • la cintura del conducente è allacciata;
  •  la retromarcia NON è stata inserita;
  • il cofano motore è bloccato;
  • la temperatura esterna non è troppo bassa o troppo alta;
  • la batteria è sufficientemente carica;
  • la differenza tra la temperatura interna del veicolo e quella impostata dalla climatizzazione automatica non è eccessiva;
  • non è in funzione il parcheggio assistito;
  • l’altitudine non è troppo elevata;
  • la pendenza non è troppo forte (per i veicoli equipaggiati con cambio automatico);
  • la funzione «Visibilità» non è attivata;
  • la temperatura motore è sufficiente; [cosa???]
  • il sistema anti-inquinamento non è in corso di rigenerazione;

e ci sono anche dei puntini di sospensione alla fine dell’elenco

 

Gli equipaggiamenti del veicolo restano in funzione per l’intero intervallo di spegnimento del motore. Quando il motore passa in stand-by, l’assistenza dello sterzo potrebbe disattivarsi.

In caso di messa in standby del motore, il freno di stazionamento assistito (a seconda della versione del veicolo) non si inserisce automaticamente.

Non guidate quando il motore è in stand-by.

 

Disattivazione della sospensione/standby del motore basta almeno UNA delle seguenti condizioni:

– all’apertura della porta del conducente;
– se la cintura di sicurezza del conducente è slacciata;
– il pedale del freno è rilasciato, [cambio in] posizione D o M innestata;
Pedale del freno rilasciato, [cambio] su N e freno di stazionamento disinserito;
– Freno di stazionamento nuovamente inserito, [cambio in P] o posizione N inserita con freno di stazionamento inserito;
– [cambio in] posizione R;
– il pedale dell’acceleratore è premuto;
– in modalità manuale, le levette di cambio marcia vengono attivate.

[In caso di panico si può sempre disattivare lo standby automatico premendo il pulsante A sotto allo chermo… Ma è solo temporaneo, si riavvierà automaticamente la prossima volta che salite in macchina]


FUNZIONE «AUTOHOLD»

A veicolo fermo (ad esempio, a un semaforo rosso, un incrocio, un ingorgo, ecc.), la funzione garantisce la forza frenante anche se il conducente rilascia il pedale del freno.
La forza frenante viene allentata non appena il conducente accelera sufficientemente con marcia innestata.

(in altre parole: c’è un “freno a mano automatico a pulsante” oltre a quello manuale)


Rifornimento di benzina

Per il rifornimento carburante, il motore deve essere arrestato (non in stand-by): arrestare TASSATIVAMENTE il motore.


Lavavetri

Nota: non utilizzare acqua pura (rischio di danneggiare la pompa di adescamento, depositi di calcare sulla pompa e sugli ugelli).
Spruzzatori
Per regolare l’altezza degli ugelli dei lavavetri del parabrezza, rivolgetevi alla Rete del marchio.


Pneumatici

Non bisogna mai sgonfiare un pneumatico caldo.


Velocità massima consentita

Veicoli utilizzati a pieno carico (Massa Max. Ammessa a Pieno Carico) e con traino di rimorchio

La velocità massima non deve essere superiore a 100 km/h e la pressione degli pneumatici deve essere aumentata di 0,2 bar

[Non è proprio chiarissimo; vuol dire che solo quando si traina un rimorchio, e se si supera di un po’ la massima massa rimorchiabile, allora in questo caso bisogna limitare la velocità (spiegato meglio nel par. 6.8).]


Batteria di servizio a 12 V

A seconda della versione del veicolo, un sistema verifica in continuazione lo stato di carica della batteria. Se lo stato di carica scende, il messaggio «Modo salva batteria» viene visualizzato sul quadro della strumentazione, seguito dal messaggio «Batteria debole avviare motore». In tal caso, avviate il motore e il messaggio sul quadro della strumentazione scompare.
Nota: il messaggio «Modo salva batteria» può essere visualizzato dopo un periodo compreso tra 5 e 30 minuti di utilizzo a motore spento per avvisare l’utente che gli utilizzatori (illuminazione interna, radio, navigazione, ventilazione, l’alimentazione di accessori, ecc.) possono essere automaticamente disattivati.
Lo stato di carica della batteria può diminuire soprattutto se utilizzate il veicolo:
– su brevi percorsi;
– nella guida in città;
– quando la temperatura diminuisce;
– dopo un utilizzo prolungato di utenze elettriche (autoradio, ecc.) a motore spento.

Qualsiasi intervento sulla batteria (smontaggio, scollegamento, ecc.) deve obbligatoriamente essere effettuato da un professionista specializzato.
Rischio di ustioni da scariche elettriche.
Rispettate tassativamente le periodicità delle sostituzioni riportate nel libretto di manutenzione, senza mai superarle.
Il tipo di batteria è specifico. Assicuratevi di sostituirla con una dello stesso tipo.

Manutenzione

  • Non scollegate la batteria mentre il motore è acceso.
  • Spegnere il caricabatteria prima di collegare o scollegare la batteria;

Lavaggio

Lavate frequentemente il vostro veicolo, a motore spento:

  • la resina
  • le sostanze industriali
  • il fango
  • il guano degli uccelli
  • il sale

Ciò che non bisogna fare

Lavare il veicolo sotto il sole o a basse temperature.

[…]
Circolare nella neve o nel fango senza lavare il veicolo, particolarmente i passaruota e il sottoscocca.


 

Pneumatici e catene da neve

Per motivi di sicurezza, è proibito montare catene da neve sull’asse posteriore.

[Più che proibito, è inutile, ma vabbè]

L’uso di pneumatici di dimensione superiore a quelli d’origine rende impossibile il montaggio delle catene.

Il montaggio delle catene è possibile solo con pneumatici di dimensione identica a quelli presenti d’origine sul vostro veicolo.


Luci non sostituibili dall’utente

Il veicolo è dotato di luci a LED, rivolgetevi al rappresentante del marchio per la sostituzione.


Luci di direzione esplosive?!?

Le lampadine sono sotto pressione e possono scoppiare al momento della sostituzione.


 

Utilizzo di trasmittenti/riceventi (telefoni, apparecchi CB)

I telefoni o apparecchi CB dotati di antenna integrata possono creare interferenze con i sistemi elettronici che equipaggiano il veicolo d’origine, si raccomanda pertanto di utilizzare soltanto apparecchi con antenna esterna.


Frenata rigenerativa

Dopo la completa ricarica della batteria e durante i primi chilometri di utilizzo del veicolo, il freno motore [frenata rigenerativa] è in una condizione temporanea di ridotta efficacia. La guida dovrà essere adattata di conseguenza.


Guida in strade allagate

Non guidate su una strada allagata se l’altezza dell’acqua supera la parte inferiore dei cerchi.


 

Danni alle ruote e all’impianto elettrico

In caso di incidente o di urto sull’infrastruttura del veicolo (esempio: contatto con un paracarro, un marciapiede o altri tipi di arredo urbano) potete danneggiare il circuito elettrico o la batteria di trazione.

Fate controllare il vostro veicolo da un Rappresentante del marchio.


Danni allo sportellino di ricarica

In caso d’urto, anche leggero, contro lo sportellino di ricarica e/o il coperchio, fateli controllare quanto prima da un rappresentante del marchio.


 

Riserva (benzina)

Le prestazioni del veicolo saranno ridotte se il livello del serbatoio del carburante scende troppo in basso. Se il serbatoio del carburante è vuoto, rifornirlo con almeno 8 litri, altrimenti la modalità ibrida rimarrà non disponibile.


Informazioni utili varie

 

Ricarica

La carica [programmata] inizia [solo] se il contatto è disinserito, se il veicolo è collegato a una fonte di alimentazione autorizzata e il freno di stazionamento assistito è inserito.

In caso d’urto, anche leggero, contro lo sportellino di ricarica e/o il coperchio, fateli controllare quanto prima da un rappresentante del marchio.

È vietato l’uso di un gruppo elettrogeno.

A seconda del veicolo, è possibile utilizzare il cavo di 10 A o 16 A

Non lasciate mai il punto di ricarica appeso al cavo. Utilizzate gli alloggiamenti 5 per fissarlo.

Non utilizzare cavi di carica di veicoli precedenti poiché non sono compatibili.

Per la vostra sicurezza, è proibito utilizzare cavi di ricarica diversi da quelli raccomandati dal costruttore.

Il veicolo è dotato di una presa di ricarica che consente di caricare fino a 3,5 kW. Si trova sul lato destro del veicolo.

Evitate di caricare e di parcheggiare il veicolo in condizioni estreme di temperatura (caldo o freddo).

In condizioni estreme, il caricamento può richiedere diversi minuti prima di iniziare (tempo necessario per il raffreddamento o il riscaldamento della batteria di trazione).

Se il veicolo resta parcheggiato per più di due giorni a temperature inferiori a -25°C circa, la ricarica della batteria di trazione potrebbe essere impossibile.

Se il veicolo resta parcheggiato per più di tre mesi con un livello di carica vicino allo zero, la ricarica della batteria potrebbe essere impossibile.

Per salvaguardare la durata della vita della vostra batteria di trazione, evitate di lasciare il veicolo parcheggiato per più di un mese con un livello di carica elevato, in particolare nei periodi di calore eccessivo.

La ricarica della batteria deve essere effettuata preferibilmente al termine della guida e/o in un luogo temperato. In caso contrario, l’operazione potrebbe essere più lunga o persino impossibile.

La ricarica può essere effettuata sotto la pioggia o la neve;

Se l’impianto non è dotato di una protezione contro le sovratensioni, si sconsiglia di ricaricare il veicolo durante un temporale (fulmini…).

Collegamento del cavo:

Connessione : Collegate l’estremità del cavo alla fonte di alimentazione, afferrate la [spina del cavo] e collegate il cavo al veicolo.

Disconnessione: con il veicolo sbloccato (=aperto con la chiave), premete il contattore 14 per sbloccare il cavo di ricarica del veicolo, afferrate la spina  e staccate il cavo di carica dal veicolo. Una volta premuto il pulsante di sbloccaggio del cavo di carica, si hanno 30 minuti di tempo a disposizione per scollegarlo prima che si blocchi di nuovo.

Rispettate rigorosamente l’ordine delle operazioni di scollegamento

Per non disturbare il sistema di controllo della carica, non installare fasce antistatiche sul veicolo.

Il cavo di carica è bloccato automaticamente al veicolo. Ciò rende impossibile lo scollegamento del cavo dal veicolo.

È essenziale srotolare correttamente il cavo di carica per limitarne il riscaldamento.

Dopo circa il 95% della carica, il tempo di carica rimanente non viene più visualizzato.

La visualizzazione sul quadro della strumentazione scomparirà dopo alcuni secondi. Riapparirà di nuovo quando si apre una porta.

Spia luminosa sulla presa di ricarica

  • Bianco fisso: attesa inserimento cavo
  • Giallo lampeggiante: cavo inserito, ricarica NON avviata, controlli in corso
  • Blu lampeggiante: ricarica in corso
  • Blu fisso: ricarica programmata ma non in corso
  • Verde fisso: ricarica completata
  • Rosso fisso: guasto
  • Rosso lampeggiante: guasto

Ricarica programmata

Nota: la carica inizia se il contatto è disinserito (=auto spenta), se il veicolo è collegato a una fonte di alimentazione autorizzata e il freno di stazionamento assistito è inserito.

Pulizia di luci, sensori e telecamere

Utilizzate un panno morbido o del cotone. Se non fosse sufficiente, imbevetelo leggermente di acqua saponata, poi risciacquate con un panno morbido o cotone.
Terminate l’operazione asciugando delicatamente con un panno morbido ed asciutto.
Non utilizzare detergenti a base di alcool o attrezzi (per es.: un raschietto).

 

Avvisatore acustico a bassa velocità

Per avvisare le persone della presenza del veicolo, è disponibile di un avvisatore acustico. In modalità di funzionamento elettrico, il sistema si attiva automaticamente. Il suono si attiva quando il veicolo viaggia a una velocità compresa tra 1 km/h e 30 km/h.

 

In caso di incendio

In caso di incendio, abbandonare ed evacuare immediatamente il veicolo, quindi contattare i servizi di emergenza, avendo cura di precisare che si tratta di un veicolo ibrido.

In caso di necessità del vostro intervento, utilizzate esclusivamente agenti estinguenti di tipo ABC o BC compatibili con impianti elettrici in fiamme. Non utilizzare acqua o altri agenti estinguenti.

 

Motore che si spegne automaticamente

Mentre il veicolo è fermo, per motivi di sicurezza, il motore a combustione è disattivato se:

– il cofano è aperto;

– la cintura del conducente non è allacciata.

 

Non si può cambiare da soli una ruota in caso di foratura

In caso di cambio di una ruota

Per motivi di sicurezza, il veicolo deve essere sollevato solo da un rappresentante del marchio.

 

L’acqua

Non guidate su una strada allagata se l’altezza dell’acqua supera la parte inferiore dei cerchi.

Non lavate mai il veicolo mentre è in carica. Rischio di scarica elettrica con conseguenze anche mortali.

 

Rifornimento di carburante

L’apertura dello sportellino 2 potrebbe richiedere almeno dieci secondi.

Se il sistema di gestione dei vapori del carburante rileva un’anomalia, sul quadro della strumentazione viene visualizzato il messaggio di avviso «Dif. serbatoio vedere manuale» e lo sportellino 2 rimane bloccato.

Rivolgetevi al Rappresentante del marchio.

Nota: cinque ore circa dopo il disinserimento del contatto, il veicolo potrebbe emettere rumori per diversi minuti. Il sistema di gestione dei vapori del carburante esegue l’autodiagnosi.

Per evitare schizzi, riempite il serbatoio entro 30 minuti dall’apertura dello sportellino.

Se effettuate il pieno, dopo il primo arresto automatico è possibile fare al massimo ancora due scatti, ciò per mantenere vuoto il volume d’espansione all’interno del serbatoio.

Quando si utilizza il veicolo, se non viene effettuato un rifornimento di minimo 10 litri almeno una volta ogni tre mesi, il motore a combustione si avvia automaticamente per evitare conseguenze sulla qualità del carburante. Sul quadro della strumentazione verrà quindi visualizzato il messaggio «Carbur. vecchio Riempire 10 L min».

Diario elettrico Greengo Icaro – 8 agosto 2020: ultima puntata

Posted in auto elettriche, minicar elettriche by jumpjack on 7 settembre 2020

greengo icaro venduta

Anche l’avventura con questo mezzo elettrico è terminata.

Dopo il mio primo scooter elettrico, lo Zem Star 45 da 1500W (rottamato), dopo l’Ecojumbo 5000W (parcheggiato a tempo indeterminato), anche la Greengo Icaro è arrivata a fine vita: acquistata per 8000 euro, messa in vendita dopo un anno a 5000, poi a 4000, poi a 3000, poi a 2000…. infine svenduta a 1000 euro a un venditore/riparatore di Icaro, che così si è assicurato 5000 euro di ricambi…

Dopo varie vicissitudini descritte in questo diario e su www.forumelettrico.it , alla fine ha ceduto la batteria di trazione (ma probabilmente era fin dall’inizio questo il problema che mandava in tilt la centralina): una cella, dopo due mesi di fermo macchina, segnava 0,00V. In compenso la batteria da 12V è rimasta sempre perfettamente carica, dopo la sostituzione del “saver” che la ricarica automaticamente dalla batteria di trazione in caso di scarica eccessiva; batteria di trazione che comunque in 9 mesi di fermo non è mai scesa sotto la tensione complessiva di 75V.

Adesso si passa alle ibride plugin: per i prossimi 3 anni, in attesa che le auto arrivino a 80 kWh di serie e le colonnine diventino diffuse come i benzinai, probabilmente passerò, grazie agli incentivi speciali 2020, a una Renault Captur plugin con 60 km di autonomia in full-electric. Fino all’anno scorso un’ibrida di questo tipo costava tra 40.000 e 50.000 euro e aveva 2000 euro di incentivi; la Captur parte da 33.000 euro con 4500 euro di incentivo statale e altri 4000 di sconto-concessionario, arrivando a circa 24.000 euro.

Come calcolare scientificamente i consumi di un’auto

Posted in auto elettriche, minicar elettriche, scooter elettrici by jumpjack on 17 settembre 2019

La formula generica del “carico stradale”

Per sapere quanto consuma un’auto prima di acquistarla, ci si può basare sulle  informazioni raccolte da enti come l’americano EPA, che effettua sulle auto prove e misure che permettono di compilare tabelle come questa.

In questa tabella sono riportati i coefficienti legati al “carico stradale” (o comunque si traduca “road load”), ossia i coefficienti di questa equazione:

F = A + Bv + Cv^2

Si tratta di una forma molto compatta della formula completa che esprime la forza totale che agisce su un veicolo in movimento a velocità costante, che è del tipo:

F = (Am + Bmv + CmV^2)  +  (0.5 * rho * Cd *  A * V^2 )  +   (m *g *  dh/ds)

o anche

F = m * g * Crr    +    0.5 * rho * Cd * A  * v^2  + m * g* sin(alfa)  = K +  Hv^2

 

L’attrito volvente (rolling friction)

Se gli esponenti in quest’ultima formula non tornano con la prima (manca il  termine in v) è perchè il coefficiente di attrito di rotolamento Crr in realtà non è perfettamente costante ma varia anch’esso con la velocità, anche se in modo più complesso rispetto a Cd: è quasi costante fino a velocità di 70-80 km/h, aumenta quasi linearmente per velocità fino a 100-120 km/h, poi aumenta esponenzialmente; quindi l’equazione che lo definisce deve avere termini costanto, in v (lineare) e in v^2 (esponenziale), che vanno quindi a complicare l’equazione K +  Hv^2 aggiungendo il termine in v.

Il coefficiente Crr (o Cr) è dato dal rapporto tra la forza di attrito volvente Frr, che si oppone al moto, e la forza-peso che agisce sulla ruota, Fz, quindi è un numero adimensionale (fonte 1):

Crr = Frr/Fz

Valori tipici di Crr si aggirano intorno a 0.010 (o 10 kilogrammi per tonnellata), ma alcuni pneumatici progettati specificamente per ridurre i consumi possono scendere a 0.008 (8 kg/t) (fonte 4).

 

Valori tabulati dei coefficienti di carico stradale

L’EPA compila queste tabelle, in cui sono presenti appunto i suddetti coefficienti A, B e C.  Normalmente servirebbero per programmare il dinamometro su cui viene messa un’auto per testarla, ma si possono (forse?) anche usare per determinare teoricamente la potenza assorbita a una data velocità (essendo P = F*v); in queste tabelle vengono forniti due gruppi di parametri: i “target coefficients” e i “set coefficients”; i primi sono forniti dal costruttore, insieme al valore RLHP50 (Total Road Load Horse power at 50 mph); questi dati vengono usati preliminarmente per impostare il dinamometro che dovrà testare il veicolo; effettuata un primo test, è possibile dedurre quali sono le perdite intrinseche del veicolo (in pratica, i contributi di Crr e Cd) queste perdite vanno quindi sottratte ai coefficienti “target”, in modo da ottenere i coefficienti “set”, cioè quelli effettivamente da impostare sul dinamometro affinchè simuli correttamente il carico stradale. In pratica, il dinamometro deve essere tarato in modo da esercitare sull’auto una forza che simuli attrito dell’aria e attrito delle ruote, usando però solo le ruote, quindi deve essere opportunamente tarato per “simulare il vento”. Quindi, per calcolare i consumi di un’auto a velocità costante, nella formula F = A + Bv + Cv^2 bisogna inserire i “set coefficients“.

Dalla Fonte 7:

The target coefficients (A, B, and C) utilized for the dynamometer testing were directly derived from the coastdown testing. […] Immediately following this warm-up, the dynamometer coastdown correlation procedure was executed to determine the vehicle losses. [… ]The vehicle losses and target coefficients were used to derive the dynamometer set coefficients required for testing, which dictate the actual loading of the dynamometer onto the vehicle under test. 

 

Sull’inerzia rotazionale delle ruote

Le ruote non si oppongono al moto solo tramite l’attrito volvente, ma anche tramite la loro inerzia; nel primo caso si ha una forza che agisce sia in accelerazione che a velocità costante; nel secondo caso la forza agisce solo in accelerazione; se cioè si imprime al veicolo una forza Fa per accelerarlo, bisognerà considerare la forza Fd che l’inerzia esercita per decelerarlo, e sarà non solo l’inerzia dovuta alla massa del veicolo, ma anche quella dovuta alla rotazione delle parti rotanti: motore, albero di trasmissione e ruote. Il contributo di forza dovuto agli organi rotanti si può calcolare considerando la “massa inerziale virtuale” che corrisponde alla forza necessaria per mettere in rotazione questi organi; sommandola alla massa effettiva, si ha la “massa equivalente”.

In generale, per un veicolo, se non si hanno i dati esatti, si può considerare come massa equivalente:

Meq = Mreale + 0,04*Mreale

Bisogna cioè aggiungere alla massa reale del veicolo il 4% di essa (fonte 4), ossia se un veicolo pesa 1000 kg, per metterlo in movimento servirà una forza pari a

F = (1000 + 40) * A

anzichè semplicemente

F = 1000 * A

Per la ruota in sè, la massa equivalente è data da:

Meq = Mreale + 0.5*Mreale

Bisogna cioè aggiungere alla massa effettiva della ruota il 50% della stessa, per tenere conto dell’inerzia rotazionale.

La formula generica sarebbe:

Meq = Mreale + I/R^2

Ma per calcolarla bisognerebbe conoscere il momento di inerzia I della ruota, espresso in kg/m^2 , dato che non sempre è disponibile o calcolabile.

Esempio. Per uno pneumatico 175/70/R13 MXT si ha:

  • Mcerchione = 6.1 kg
  • Icerchione = 0.125 kg.m2
  • Mpneumatico = 7 kg
  • Ipneumatico = 0.456 kg.m2
  • Raggio = 0.28 m

Facendo i calcoli:

  • Massa rotazionale del cerchione = 0.125/(0.28^2) = 1.59 kg
  • Massa rotazionale dello pneumatico = 0.456/(0.28^2) = 5.81 kg
  • Totale massa rotazionale: 7.40 kg
  • Percentuale rispetto a massa inerziale: 7.40/13.1 = 57%

La massa totale di cerchione e pneumatico è di 13.1 kg, ma la massa equivalente è 20.5 kg

I quattro pneumatici aggiungerebbero quindi una massa virtuale rotazionale di 4*7.4 kg, che rispetto a un veicolo di 1500 kg, sono il 2%.

Si tratta però solo del contributo di  cerchioni e  pneumatici, a cui poi bisogna aggiungere quelli di motore e trasmissione, ovviamente non calcolabili direttamente. Di qui l’uso del suddetto “valore tipico” del 4%.

 

Fonti

  1. Rolling Resistance Modelling From Functional Data Analysis to Asset Management System –  Lasse G. Andersen  – PhD Dissertation  – 2015
  2. Road load determination of passenger cars – Gerrit Kadijk, Norbert Ligterink – 2012
  3. “Rolling Resistance”, in “The Automotive Chassis (Second Edition), Jörnsen Reimpell , Jürgen W. Betzler – 2001”
  4. “The tyre – Rolling resistance and fuel saving”, Michelin, 2003
  5. TEST PROCEDURE – Driving Resistance – Green Ncap – 2019
  6. Determination and Use of Vehicle Road-Load Force and Dynamometer Settings – US EPA – 2015
  7. The Measured Impact of Vehicle Mass on Road Load Forces and Energy Consumption for a BEV, HEV, and ICE Vehicle – R. Carlson, Idaho National Laboratory et. al. – 2013

Diario elettrico Greengo/Zhidou Icaro – 23 agosto 2019: in riserva

Posted in auto elettriche, minicar elettriche by jumpjack on 23 agosto 2019

Ormai vado in giro con questa macchinina da più di un anno, ma ancora non mi era mai capitato di rimanere a secco; però sono un po’ di giorni che vado a lavoro senza ricaricarla, per vedere se per caso non ricaricandola più al 100% si risolve il problema del depotenziamento alla partenza (potrebbe dipendere dalla batteria troppo carica appena finita la ricarica).

Solo che ieri avrei proprio dovuto ricaricarla, perchè stamattina segnava 40% di autonomia rimasta (=40km) e per andare/tornare da lavoro ne devo fare 20; e gli ultimi 20 sono segnati in rosso sull’ “indovinometro”, cioè sarebbero la riserva.

Quindi? Che faccio, parcheggio e prendo l’auto a benzina? No, vabbè, dai, siamo qui per sperimentare, no? Vado.

Primo esperimento: vado al Centro Elettrico Terradura, unica colonnina di ricarica disponibile nel raggio di 10km e lungo la strada per andare a lavoro.

Spiacente, “oggi” non funziona.

Perfetto, e ho anche sprecato 3 o 4 preziosi km per andarci.

E vabbè, andiamo in ufficio. Arrivo con 30%/30km residui; al ritorno entrerò sicuramente in riserva.

Secondo esperimento: vediamo un po’ come funziona il servizio di “ricarica di emergenza per auto elettriche” di E-Gap, attivo da quest’anno.

Le tariffe:

Una vera follia: dai 300 ai 400 centesimi per kWh, a fronte dei 45 alle colonnine pubbliche, i 17 della ricarica domestica diurna e i 7 della ricarica domestica notturna.

Ma c’è di peggio. Dov’è attivo il servizio di ricarica a Roma? Nella zona in cui la colonnina più lontana è a 500 metri, forse 1 km: il centro storico!

Ok, visto che la cosa peggiore che può succedermi è che l’auto entri in modalità lumaca a 1 km da casa, non ci penso proprio a buttare 20 euro per l’esperimento.

Terzo esperimento: andare in riserva

Poco dopo essere partito dall’uffucio, a pochi chilometri da casa, ecco che la lancetta va sul rosso.

Cosa succede?

Niente di niente: la macchina va esattamente come prima, velocità massima 65km/h di tachimetro, assorbimento fino a 250A in partenza.

Percorro altri 2 km… 3… 4… Ne restano ormai 15. Non succede niente; nessuna spia. Ok, ormai sono a 500m da casa, iniziamo con la sperimentazione “pesante”, cioè quella con prospettiva di tornare a casa a piedi (poi come farò a ricaricare la macchina, non lo so; ci penserò… 🙂 ). Inizio a gironzolare intorno casa per salite e discese. 14%… 13%… 12%.. 11%… 10%… ZAC! Potenza improvvisamente segata! Quando affondo l’acceleratore, l’auto rallenta invece di accelerare.

Corrente di picco massima ammessa: circa 50 Ampere.

Corrente continua: 7 Ampere! Cioè 500W al motore.

Velocità massima consentita: 20 km/h.

Nessuna indicazione luminosa o sonora, nè sul cruscotto, nè sul tablet.

Per l’appunto ero in cima a una salita dietro casa, quindi è bastato scendere “in folle” per tornare a casa.

Fine del test.

Risultati del test:

  • L’autonomia disponibile della Greengo/Zhidou Icaro A1 da 6 kW è 90%/90km percorribili con prestazioni standard; gli ultimi 10%/10km si fanno invece a 20 km/h e con 0.5 kW di potenza massima.
  • Nessun preavviso visivo o sonoro di entrata in riserva (sulle D1, almeno quelle in versione Sharing, c’è invece un avviso quando si arriva al 20%).
  • Costo ricarica di emergenza E-Gap: 15-20 euro.
  • Attesa: da 1.5 ore a 24 ore secondo il prezzo pagato (da 300 a 400 centesimi a kWh).

Come risolvere il problema del restare a piedi senza ricorrere a costosissime ricariche di emergenza E-Gap?

Ci vorebbe l’equivalente di una “tanica di corrente”, da poter rapidamente ricaricare con 1-2 kWh raggiungendo a piedi una colonnina.

Tecnicamente, si tratterebbe di mettere insieme un inverter a 220V e una batteria; ma l’inverter dovrebbe essere da 3 kW (grosso quanto una 24ore e del costo, forse, di un migliaio di euro; non so il peso), e una batteria al litio da 1 kWh oggi come oggi peserebbe circa 5 kg e costerebbe 4 o 500 euro.

O sennò basterebbe una batteria da 1 kWh, ma da 72V, collegabile direttamente alla Icaro in caso di emergenza; ma su un’auto vera una batteria per connessione diretta dovrebbe essere da 300 o 400V!

La Icaro consuma 0.100 kWh/km, che probilmente diventano 0.050 in modalità lumaca; un’auto consuma in media 0.150 kWh/km, che forse si riducono a 0.100 a bassissima velocità.

Diario elettrico Greengo/Zhidou Icaro: 2 agoto 2019 – problemi al motore

Ieri mattina, nuovo tipo di problema, questa volta riguardante il motore: all’improvviso, durante la marcia a bassa velocità, l’auto ha iniziato ad accelerare a singhiozzo, nonostante il pedale dell’acceleratore fosse fermo, e l’ago del tachimetro ha iniziato ad andare su e giù a vanvera; mi sono fermato, ho spento e riacceso, e tutto ok, ma la cosa è un po’ preoccupante, perchè sembra decisamente un problema di lettura dei sensori di hall, quei 3 sensori che permettono al motorcontroller di sapere in ogni istante a che velocità e in che direzione si sta muovendo il motore; il che vuol dire che se le letture sono a vanvera, la centralina potrebbe “ingranare la retromarcia” in qualunque momento…

Stamattina ho dato una controllata a fili, cavi e cavetti, ma non mi sembra ci sia nessun falso contatto; però il problema si è ripresentato un paio di volte, e una volta anche quando ero in velocità. Mettendo un momento in folle su “N” e poi di nuovo in drive su “D” il problema sembra risolversi, ma il differenziale non è molto contento di queste accelerazioni/decelerazioni improvvise, quindi questo sembrerebbe proprio essere un motivo in più per disattivare la famigerata rigenerazione in frenata, che secondo la Kelly, che fabbrica il motorcontroller, potrebbe essere la causa degli improvvisi, salturari depotenziamenti.

L’alernativa sarebbe forse cambiare il cavo che contiene i fili del sensore di hall, che magari si è deteriorato; ma il cavo costa 30 euro e la spedizione dalla Cina 35 euro….

Vedremo.

——————

A proposito del problema del depotenziamento, sono arrivato per ora a  questa conclusione:

il depotenziamento ha due possibili cause: il BMS, e il motorcontroller;

  1.  pare che il BMS sia tarato per tagliare la potenza se legge una differenza di tensione superiore a un tot tra cella più alta e cella più bassa; in origine sono 300 V, ma pare che nelle versioni successive di auto e/o BMS abbiano modificato o tolto questo limite, come è stato fatto sulla mia Icaro. Sulla quale però ogni tanto, anche se più raramente, il problema si ripresenta. E quindi entra in gioco una seconda possibile causa.
  2. anche il motorcontroller è tarato per tagliare la potenza in base alla tensione, ma di tutta la batteria: succede sia in accelerazione, se la tensione scende troppo, che in frenata rigenerativa, se la tensione sale troppo.

Abbassamenti eccessivi non ne ho mai rilevati in accelerazione, nonostante i 250A tirati fuori al posto dei 150A di origine (a seguito di una mia rimappatura della centralina), ma in compenso a volte mi è capitato di trovare la batteria a 81V la mattina, appena caricata, e a volte addirittura a 85V se si era appena spento il caricabatterie; trattandosi di 24 celle, significa 3.375V  e 3,54V per cella; se in questa situazione esco dal parcheggio, che ha una rampa in discesa, la tensione probabilmente sale ulteriormente (non ho un logger, devo vedere tutto a occhio), e la centralina va in protezione. Nella schermata 2 del SW di configurazione si possono impostare le soglie di intervento del regen (voce 5, nota 4)

La spiegazione dice:

  • Under voltage [3]: Controller will cut back current at battery voltage lower than 1.1x he value, cut out at the vale, and resume operation at 1.05x value
  • Over voltage [4]: Controller will cut back regen current at 0.95x the value, cut out regen if voltage reachd the setting, and resume regen at 0.95x value.

Traduzioni:

  • Sottotensione [3]: il controller ridurrà la corrente quando la tensione di batteria scenderà sotto 1.1 volte il valore impostato, la taglierà completamente quando raggiungerà esattamente il valore impostato, e la ripristinerà solo quando la tensione risalirà ad almeno 1.05 volte il valore impostato.
  • Sovratensione [4]: Il controller ridurrà la rigenerazione quando la tensione raggiungerà il 95% del valore impostato, lo azzererà al raggiungimento del valore esatto, e ripristinerà al ragiungimento  del 95%.

In questo caso ci interessa il punto 2 (sovratensione), l’altro riguarda la corrente esratta dalla batteria in accelerazione.

La Icaro monta 24 celle LiFePO4; in genere le LiFePO4 (ma ce ne sono tante varianti) hanno tensione massima di 3.33V e tensione di ricarica finale di 3.65V; a livello di batteria quste tensioni equivalgono a 80V e 87,6V. La tensione di ricarica finale permane però solo finchè resta collegato il caricabatteria; quando si stacca, la tensione decade spontaneamente a 3.33V/80V.

Il 95% di questi due valori massimi è:

  • 80.0 * 0.95 = 76 V
  • 87.6 * 0.95 = 83.2 V

Non ho invece modo di sapere quali sono i valori di intervento del BMS, quindi devo supporre che il BMS non effettui nessun intervento, ed agire quindi solo sul motorcontroller, assicurandomi che riduca la tensione di regen quando la tensione supera i 76V, e lo tagli completamente se supera gli 80V.

Purtroppo non ricordo a quanto impostai questa soglia l’anno scorso, però so che sia in ufficio che a casa l’uscita dal parcheggio (occasione in cui spesso si verifica il depoteniamento automatico) c’è una rampa in discesa; se a casa sicuramente parto con la batteria a 80V (a volte anche 81V), in ufficio, dopo 10 km di viaggio, mi pare difficile partire con questa tensione, ma la verità è che non ho mai controllato, mi sono sempre limitato a controllare che la tensione di cella non SCENDESSE sotto livelli critici, non ho mai pensato a verificare che non salisse troppo.

Dovrò quindi risistemare un po’ i parametri della centralina: o disattivo completamente il regen – cosa che renderebbe solo fastidioso, anzichè pericoloso, il problema dei sensori di hall –  oppure cambio la soglia di intervento in modo che la tensione di batteria non superi mai gli 80V a causa del regen.

 

 

Hacking Icaro – Centralina GSM: Man in the Middle Attack – puntata 2

Posted in auto elettriche, hacking, hardware by jumpjack on 11 luglio 2019

Una settimana di studi e teorie non sono valsi l’avere i pezzi tra le mani…

A quanto pare il passo dei due connettori non è di 2mm, ma di 1.27mm! Vale a dire 0.050″.

Quindi sia la striscia di cavi che le pin strip… sono completamente inutili, tocca ricominciare la ricerca da capo.

Per fortuna però ormai ho acquisito un po’ di esperienza nel decodificare i datasheet di questi cavi, e ci è voluto poco: quello che mi serve non è un cavo TCMD o TCSD (passo 2.0mm) , ma un cavo di una famiglia diversa: o FFMD o FFSD  (passo 1.27mm). Si tratta sempre di cavi IDC di tipo TigerEye, ma i pin hanno appunto passo 0.050″/1.27mm. “M” sta per “maschio” e “S” per socket, cioè femmina, poi per il resto la nomenclatura Samtec rimane la stessa, quindi un FFxD-25-D avrà due connettori uguali mentre un FFxD-25-T li avrà di sesso opposto; purtroppo da 2×22 pin non esistono, quindi devo prendere il numero subito superiore, 2×25. Altre famiglie sono FFTP e FMTP, che però hanno i cavi “twistati” a 2 a 2; non significa che i contatti siano “incrociati”, ma solo che i fili sono arrotolati l’uno sull’altro (credo per attenuare le interferenze elettomagnetiche), ma poi terminano da entrambi i lati nella stessa posizione.

Le sigle papabili sono quindi:

  • FFMD-25-T-xx.xx-01: maschio/femmina
  • FFMD-25-D-xx.xx-01: doppio maschio
  • FFSD-25-T-xx.xx-01: maschio/femmina
  • FFSD-25-D-xx.xx-01: doppia femmina

Twisted:

  • FFTP-25-T-xx.xx-01: twisted, maschio/femmina
  • FFTP-25-D-xx.xx-01: twisted,  doppia femmina
  • FMTP-25-T-xx.xx-01: twisted, maschio/femmina
  • FMTP-25-D-xx.xx-01: twisted, doppio maschio

Può darsi che alcune delle combinazioni maschio/femmina non esistano perchè coincidenti con altre sigle.

Purtroppo su https://www.toby.co.uk  un FFMD-25-T-08.00-01-N costa circa 32,00 sterline fra tasse e spedizione.

Su RS-components non ci sono cavi maschio/femmina in magazzino, ma ho visto che la strip-pin con passo 2.0mm che ho ordinato per sbaglio entrano senza sforzo nè gioco nel connettore-femmina della scheda GSM, quindi basterà sfilarne 22 uno per uno e infilarli in uno dei due connettori-femmina per ottenere un connettore maschio; il femmina/femmina più economico è un FFSD-25-D-04.00-01-N, cioè 2×25 pin lungo 4 pollici (10 cm) del costo di 13,54 euro, che con IVA e spedizione diventano 22,62€; prenderò questo e speriamo che stavolta i conti tornino.

 

connettore GSM nero con righello e pin

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E-Prix Formula E – Roma EUR – Sabato 13 Aprile 2019

Posted in auto elettriche by jumpjack on 27 febbraio 2019

Seconda edizione della “formula 1 elettrica” di Roma, quartiere EUR.

Qui di seguito la mappa delle tribune e le foto delle stesse, relative all’edizione scorsa, del 2018.

Ad oggi la FIA non ha ancora risposto in merito ai dubbi espressi sul fatto che anche quest’anno, stando alla mappa ufficiale, la tribuna d’onore non vedrà la pole position ma solo la coda della griglia di partenza; forse chi ha comprato il biglietto della tribuna 1, il più costoso, è ancora in tempo per avere un rimborso, o per sollecitare un cambio del circuito, o della tribuna, o della griglia di partenza, o di qualcosa!

Mappa circuito 2018:

 

Veduta aerea di tribuna 1 e partenza:

Mappa ufficiale 2019:

Dimensionamento aria condizionata

Posted in ambiente, auto elettriche by jumpjack on 27 gennaio 2019

Qualche appunto su come calcolare la potenza che deve avere un impianto di aria condizionata per veicoli.

Optimization of Vehicle Air Conditioning Systems Using Transient Air Conditioning Performance Analysis – Terry J. Hendricks – National Renewable Energy Laboratory – 2001

Nello studio ipotizzano un irradiazione solare (“cabin external solar load “) di 1600W. Ma si tratta di un autoveicolo a 4-5 posti; per la icaro forse bisognerebbe considerare 1000W, cioè un po’ più della metà, “per stare sicuri”.

Quest’altra ricerca indica circa 1300W solari assorbiti dall’abitacolo, nello screenshot a p.35:

Vehicle Transient Air Conditioning Analysis: Model Development & System Optimization Investigations -Terry J. Hendricks – 2001 – NREL

Le ricercche dicono anche che in un’auto parcheggiata al sole l’aria può raggiungere una temperatura di 75°C-80°C.
Dalla temperatura dell’aria dipende la sua entalpia, cioè la quantità di energia che possiede per unità di massa.

Considerando un umidità del 50% risulta:

  • 25°C: 50 kJ/kg
  • 35°C: 80 kJ/kg
  • 80°C: 583 kJ/kg

Ipotizzo che l’abitacolo della Icaro abbia un volume di 0.5 m3, che per una densità di 1.225 kg/m3 significa 0,61 kg.
Questo significa che alle varie temperature l’aria dell’abitacolo contiene queste quantità di energia (arrotondate), espresse in Wh invece che Joule:

  • 25°C: 9 Wh
  • 35°C: 14 Wh
  • 80°C: 100 Wh

Quindi per passare da 80°C a 25°C bisogna rimuovere 91 Wh; per farlo in un’ora servirebbero 91W, per farlo in un minuto servirebbero 91*60=5460W… oppure si può evitare a monte di raggiungere gli 80°C, scambiando costantemente aria con l’esterno: per passare da 35°C a 25°C in un minuto, infatti, basterebbero (14-9)*60=300W.

Se l’abitacolo è da 0.5m3 e si installa una ventola da 50 m3/h, in teoria tale ventola riesce a “svuotare” l’abitacolo 100 volte in un’ora; anche supponendo che abbia metà dell’efficienza di targa (25 m3/h), significa comunque cambiare completamente l’aria dell’abitacolo 50 volte in un’ora.

Probabilmente, però, la cosa funzionerebbe davvero bene solo se la presa d’aria fosse vicino al tettuccio, piuttosto che vicino ai piedi, perchè è lì che si accumula il calore, sia perchè sale verso l’alto, sia perchè “subito dietro” c’è il sole che batte.

Forse la cosa migliore da fare sarebbe allora attaccare al finestrino una ventola aspirante trasversale tipo questa:

Con soli 3.6W riesce a spostare addirittura 187 m3/h. Però è un po’ grande (240mm*70mm*70mm), quindi forse si può anche optare per una versione più compatta – PMB1275PNB2-AY Ventilatore: DC; blower; 12VDC; 75x75x30mm; 20,91m3/h; 40,5dBA:

 

Evitare che l’aria raggiunga gli 80°C, o rimuoverla 1-2 ore prima di andare a prendere l’auto al parcheggio sostituendola con quella estenrna a 35°C, permetterebbe quindi di avere un abitacolo già “vivibile” da subito, e di abbassare la temperatura a livelli confortevoli (25°C) in meno tempo e/o usando meno potenza, quindi scaricando meno la batteria.

Un ulteriore contributo al comfort potrebbe sicuramente essere fornito dal raffrescamento del sedile, visto che stare in un abitacolo freddo ma seduti su un sedile a 80°C è comunque estremamente sgradevole.

Raffrescatori di sedili ne esistono di diversi tipi; normalmente usano l’aria ambientale così com’è, ma se si inviasse invece alla ventola aria pre-raffreddata, e accendendo anche la ventola del coprisedile prima di entrare in auto, permetterebbe di trovare all’arrivo non solo un abitacolo a temperatura decente, ma anche un sedile fresco.

Per raffrescare l’aria del sedile potrebbe bastare un piccolo raffreddatore a celle di peltier tipo questo, della potenza di 120W:

Le ventole in basso estraggono il calore, quella piccola in alto soffia aria gelida (può arrivare, a regime, a 0°C!) dalla cella di peltier. Quelle in basso ono ventole speciali ad alta dissipazione, che non si limitano a soffiare aria sulle lamelle, ma fanno anche circolare liquido nei tubi che vanno a una piastra che va attaccata al processore… o nel nostro caso alla cella di peltier:

 

Quei “tubi” di rame si chiamano “heatpipe”, e non richiedono una pompa per funzionare; all’interno contengono una piccola quantità di acqua distillata, o altro liquido, che a contatto con la parte calda evapora (assorbendo calore) e “invade” l’intero condotto; il vapore che viene a trovarsi dalla parte di heatpipe a contatto col dissipatore si raffredda (cedendo all’ambiente il calore estratto dall’oggetto da raffreddare) e si ricondensa in acqua, lasciando spazio ad altro vapore che viene attirato in quella zona dalla zona calda; l’acqua di condensa, invece, viene ritrasferita alla parte calda da un materiale poroso che riveste il tubo, per effetto di capillarità; una volta tornata nella zona calda, evapora di nuovo, e così via.

Dal momento che il sistema funziona per pressione e per capillarità, è indipendente dall’orientamento, cioè non è necessario che la parte da raffreddare sia in basso affinchè il calore vada in alto: il vapore invade infatti automaticamente l’intero volume, in qualunque posizione sia orientato l’heatpipe, e la capillarità funziona in qualunque direzione.

 

 


Altra ricerca utile:

Comprehensive Modeling of Vehicle Air Conditioning Loads Using Heat Balance Method – Mohammad Ali Fayazbakhsh and Majid Bahrami – Simon Fraser University – 2013

 

 

Appunti su aria condizionata termoelettrica per veicoli (TE-HVAC o TEAC)

Posted in auto elettriche, hardware by jumpjack on 30 dicembre 2018

Thermo-Electric Heating, Ventilation and Air Conditioning

  1. Experimental validation of the optimum design of automotive air-to-air thermoelectric air conditioner (TEAC) – Alaa Attar, HoSung Lee, Sean Weera
  2. “Vehicular Thermoelectric Applications Session – DEER 2009” – John W Fairbanks – Department of Energy – Vehicle Technologies – Washington, D.C. – August 5, 2009: “total cooling power required to cool the zone of a single occupant is around 630 W while 3.5 to 4.5 kW is needed to cool the entire cabin”
  3. Modeling a Thermoelectric HVAC System for Automobiles,” Journal of Electronic Materials, vol. 38, no. 7, pp. 1093-1097, 2009: “For ambient temperatures of 25°C and 30°C, the conventional auto HVAC system has cooling capacity of five times higher than the thermoelectric HVAC system at the same input power”
  4. Design and Analysis of a Thermoelectric HVAC System for Passenger Vehicles” SAE International, Vols. 2010-01-0807, 2010.”, D. C. D. a. L. J. Wang – Esperimento con 6 celle peltier da 48W l’una (tot 288W): temperatura dell’abitacolo abbassata a 7°C!
  5. Thermoelectric Air Cooling For Cars” – Manoj S. Raut, Dr.P. V. Walke  (grande quantità di dati numerici e formule)

Dalla ricerca 5:

  • Calore specifico aria a 30°C: 1007 J/KgK
  • Densità aria: 1.164 kg/m3
  • Volume abitacolo: 1m3 –> 1.164 kg
  • Temperatura interna: 23°C
  • Temperatura esterna: 30°C
  • Differenza temperatura: 7°C

Per abbassare di 7°C la temperatura dell’aria che esce da un “raffreddatore termoelettrico” di 0.0054128 cm2 di diametro alla velocità di 5 m/s (=0.027064 m3/s = 97 m3/h) servono 222W di “potenza raffreddante” (Qc):

P = m * C * DeltaT

  • m= massa d’aria per secondo = rho * volume/secondo = 1.164 * 0.0270640.031502496 [kg/s]
  • C = calore specifico aria
  • DeltaT = Differenza di temperatura ingresso/uscita

P = 0.031502496 * 1007 * 7 = 222 W

L’autore usa 6 celle di peltier “TEC1-12704” in “disposizione mista serie/parallelo”, ognuna con potenza raffreddante minima di 36W alimentata a  15.4V/4.1A/63.14W (quindi 1:1.75 circa), ma a 12V assorbe invece 3.2A/38.4W

 

Questi i grafici presi da alcune schede tecniche:

Schede tecniche: