¿Cómo podemos hacer que un banco supercapacitador de 48 V, 8000 F se descompone más lentamente cuando se opera un motor EV con la siguiente especificación:
Deseo usar este motor para hacer funcionar un automóvil eléctrico de 120 a 200 km por carga. Tenga en cuenta que mi EV se diseñará para una velocidad máxima de 120 km / h.
Los condensadores son bastante eficientes para almacenar y luego liberar energía. Un condensador en particular solo puede contener algo de energía máxima. Para drenar por más tiempo, debe drenarla a una potencia menor, lo que significa menos energía por unidad de tiempo.
Si tiene un tanque de agua de 100 galones, y retire el agua a razón de 1 galón por minuto, el tanque estará vacío en 100 minutos. La misma lógica básica funciona con condensadores, o cualquier otra cosa que almacene algo.
Usted afirma tener un capacitor de 8000 F que se puede cargar a 48 V. La energía total que puede almacenar es:
E = ½ C V 2
½ (8000 F) (48 V) 2 = 9.22 MJ
Si drena su tanque de 9.22 MJ a 15 kJ por segundo, se agotará en 614 segundos, o aproximadamente 10 minutos. Como el circuito necesita un voltaje mínimo para funcionar, no se puede utilizar toda la energía en la tapa, por lo que el tiempo de funcionamiento real será menor que el indicado por la energía total en la tapa. Dicho de otra manera, cuando el tapón baja, ya no puedes sacar energía. Algo de energía permanecerá en la tapa.
Entonces, para responder a su pregunta de cómo hacer que 9.22 MJ dure más tiempo al extraer de él a una velocidad de 15 kW, la respuesta es que no puede . Para que dure más tiempo, debes aumentar la cantidad de energía almacenada o consumirla a un ritmo menor.
La solución obvia es usar baterías en lugar de condensadores. Con la tecnología actual, tienen una densidad de energía mucho mayor en términos de peso, tamaño y costo.
Primero debe estudiar el tema, ANTES de comprometerse con CUALQUIER estándar de desempeño. En este caso, te has metido en todo tipo de problemas.
Lo primero que debería haber hecho fue investigar la eficiencia energética de los automóviles. Pruebe aquí, por ejemplo. Si lo lee y presta atención, verá que hay un número razonable para un automóvil eléctrico. (pequeño y liviano) es del orden de 5 mi / kwH, o aproximadamente 8 km / kWh. Tenga en cuenta que esto es casi seguro que no a velocidades de 120 km / h.
Dado que un kWh es 1 kw x 3600 seg, eso es una eficiencia energética de aproximadamente .45 MJ / km. Agregue un factor de 1 / 0.93 para la eficiencia del motor, y en números redondos necesita .5 MJ / km.
Para verlo de otra manera, su motor se especifica para 15 kW. En una hora requerirá 15 kWh de energía total. Para la eficiencia indicada, serán 8 km / kWh x 15 kW, para una velocidad máxima de 120 km / h. Por lo tanto, el motor tiene el tamaño adecuado para un vehículo como un EV-1. Excepto que el desempeño del EV-1 dado en el enlace bien puede haber ocurrido a una velocidad promedio más baja. Si es así, no obtendrás ni 120.
Ahora. ¿Qué tan grande es tu batería / supercapa? Dado que $$ E = \ frac {CV ^ 2} {2} $$ supongamos que, para funcionar a toda velocidad, la batería / supercapta necesita un voltaje no inferior al 90% del máximo, y la energía total disponible es $$ E = \ frac {8000 * 48 ^ 2 (1 ^ 2-.9 ^ 2)} {2} $$ o 1.75 MJ.
¿Ves un problema? Espero que sí.
Su supercap proporcionará suficiente energía para conducir unos 3 km aproximadamente.
Por supuesto, si estás usando un vehículo muy pequeño y muy liviano, lo harás mucho mejor que esto, pero me sorprendería si obtuvieras un factor de 10 mejor. No hablas sobre cómo vas a hacer este vehículo, y quizás será super-optimizado solo para bajo arrastre y 1 conductor. Si es así, puede tener una oportunidad, pero no será un vehículo práctico de forma remota.
En cuanto a tu pregunta original, ha sido respondida, no puedes. O más bien, si espera apagar la potencia nominal, bueno, potencia es potencia. Si puede hacer un vehículo con un arrastre muy bajo que utilice una potencia de motor inferior a la máxima para lograr las velocidades que desea, entonces consumirá menos potencia de la especificada.
Mucha suerte. Lo vas a necesitar.
Lea otras preguntas en las etiquetas supercapacitor