Proyecto de vehículo alimentado por condensador

En primer lugar, tu premisa es, bueno, incorrecta. Los ultracondensadores no están destinados a ser utilizados como almacenamiento de energía a granel. No son para eso. Dan resultados no útiles y no ofrecen ningún beneficio sobre los métodos tradicionales de almacenamiento de energía. Los ultracondensadores tienen alta densidad de potencia, NO densidad de energía. El objetivo de los ultracondensadores es que se usan EN TANDEM con una batería recargable de algún tipo. Los condensadores manejan las cosas cuando el motor exige una tonelada de corriente, pero esto no dura mucho, y esto elimina la necesidad de que una batería se vea obligada a suministrar este alto consumo de corriente pico.

Dices que quieres probar que son viables para el almacenamiento de energía de vehículos eléctricos. Pero no lo son. No estás demostrando nada. Nadie duda de que tienen suficiente densidad de potencia para alimentar un vehículo; de hecho, se utilizan en muchos vehículos, en particular en autobuses, en combinación con baterías y para una alta recuperación de energía de la frenada regenerativa. La potencia no es el problema y no es la razón por la que los condensadores no son adecuados para los vehículos eléctricos.

La única razón por la que no son utilizables para vehículos eléctricos es que NO tienen el almacenamiento de energía necesario. El problema al que se enfrentan los vehículos eléctricos siempre ha sido la autonomía. Nunca ha sido falta de potencia. Al hacer este automóvil, no hará nada más que demostrar lo que ya sabemos: que tienen mucha o poca capacidad de almacenamiento de energía para ser prácticos. Cuando o si se comercializan nuevos capacitores basados ​​en grafeno, entonces si se puede construir un automóvil a escala 1/10 que tenga igual o mejor alcance, o si tiene menos, de alguna manera lo justifica con alguna otra ventaja que un automóvil basado en batería.

Una demostración mucho mejor sería usar los capacitores correctamente y comparar un automóvil con una batería sola y un automóvil con una batería y capacitores. Sin siquiera hacer mucho de nada, verá que los condensadores agregan rango a un vehículo alimentado por batería si se agregan.

Además, esto es lo único que no entiendo. Todo el mundo quiere hacer capacitor esto, capacitor aquello. ¿Por qué? ¿Cuál es la ventaja de usar condensadores? Las baterías tienen curvas de descarga planas, se pueden recargar con una eficiencia superior al 99 % y cada día son más baratas.

Antes de que diga la carga rápida y los ciclos casi ilimitados, que creo que es probablemente la razón más común por la que se quiere usar capacitores, esta no es una expectativa razonable. Si no comprende cómo funcionan los condensadores, puede parecer que serían revolucionarios, pero desafortunadamente, las realidades físicas no son tan soleadas.

Los condensadores de grafeno no hacen nada para abordar el mayor problema que empequeñece incluso la densidad de energía: es electrolítico. Los condensadores electrolíticos se secan. Y más rápido cuanto más calientes se ponen. Realmente rápido. La mayoría tiene clasificaciones de 1000-2000 horas a 85°C. El secado de los capacitores es la razón por la que la mayoría de los dispositivos electrónicos fallan. Y, curiosamente, si tuviera un teléfono inteligente alimentado por un supercondensador de grafeno, tendría que reemplazarlo varias veces antes de que la batería deba reemplazarse una vez, porque las baterías no se secan como lo hacen los condensadores electrolíticos.

Si está pensando, "podríamos simplemente sellar el condensador"... no podemos. Los electrolitos, por la propiedad que los hace útiles y conductores en primer lugar, producen gas hidrógeno como subproducto de la conducción de corriente. Debemos proporcionar una forma de que este gas escape del condensador, o explotará.

El condensador que está utilizando tiene una vida nominal de 1500 horas. Solo tiene el ciclo de vida y la "vida útil de 10 años de CC" si se mantiene a 25 °C durante toda la vida útil. Eso es, bueno, ridículo. Las aplicaciones automotrices requieren temperaturas mucho más altas y, más allá de eso, el uso de capacitores los calienta. Entonces, incluso si fueran condensadores mágicos de grafeno con el mismo almacenamiento de energía que una batería, una batería durará más que ellos, lo que plantea la pregunta: ¿por qué? ¿Por qué condensadores? ¿Cual es el punto?

En cuanto al buen uso de los ultracaps, funciona así: las baterías son más felices y aportarán más julios de energía si se descargan de forma constante y cuanto menor sea la corriente, mejor. Por lo tanto, al combinar ultracondensadores para manejar demandas de alta potencia con una batería para manejar el almacenamiento de energía (que usa ambos para lo que están diseñados), obtiene un vehículo mucho más efectivo que no solo puede manejar una alta aceleración o frenado regenerativo eficiente (Al descargar la energía en los condensadores en lugar de la batería, ya que pueden absorber tan rápido como pueden dispensar), pero en realidad extraerán más energía útil de la batería del mismo tamaño.

Ignoremos el hecho de que estás usando ultracapcitores de la peor manera posible aparentemente sin razón alguna. Tienes razón, se necesita el convertidor buck-boost, y bidireccional ya que los ultracondensadores no están pensados ​​para ser usados ​​así y no tienen para nada una curva de descarga plana (que se soluciona usándolos correctamente, con batería). Pero los convertidores elevadores son menos eficientes cuanto menor es el voltaje de entrada, y 2,85 V es demasiado bajo para empezar, y solo empeorará. Lo haría mucho mejor con varios condensadores en serie, porque ese voltaje es simplemente demasiado bajo para ser práctico.

Finalmente, no puede limitar la corriente de un motor sin escobillas y hacer que funcione correctamente. Necesitan la corriente que demandan, punto. Es más que probable que la corriente máxima de bloqueo sea demasiado grande para que la proporcione un convertidor reductor-elevador, independientemente de si se necesita solo por un milisegundo o no. Debe tener una conexión directa desde los condensadores/baterías al controlador del motor. Limitar la corriente, en el mejor de los casos, utilizará la misma energía de manera menos eficiente para hacer lo mismo. Se necesitan tantos julios para que el vehículo se mueva a cierta velocidad desde un punto muerto, y limitar la corriente no hace nada para cambiar eso. Vas a descargar tanto de los condensadores sin importar qué,