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Re: [情報] KERS和光頭胎存在技術衝突

看板FORMULA1 (F1 賽車)作者 (湯尼阿塔.TF108)時間16年前 (2008/11/07 23:56), 編輯推噓31(31推 0噓 26→)
留言57則, 30人參與, 最新討論串1/1
全文吃光 關於這個KERS的問題 身為電機人 又想往車輛跑的小咖我 鑒於一陣子來都沒有產出什麼建設性的文章 生活又悶 在這邊分享KERS的相關技術 如果有機械 電機 材料 電力等等的先進們 還請補遺 K E R S 動態 能量 回收 系統 基本上，一台車輛如果要行進一段距離，最簡單的能量計算公式將會是 E = F(力量)* L(距離) {感謝指正} 如果算上時間 P(功率)=F * V(速度) 不過這些前提都是等速運動，而其中加減速都沒差異 問題是： 汽油是能量 => 提供汽車移動 而煞車則是將動能透過夾碟子(碟煞)釋放成熱能 所以如果頻繁的加減速將導致需要更多的能量。 因此常常說要省油就不能重踩油門，不過那是對於市售車。 賽車的引擎要比市售車要強力得多，對市售車來說，是降低能量消耗=>省油 對於賽車來說，確實也是省油，但另一方面則是，當引擎+(另一個驅動來源 ex馬達) 兩者相加的輸出功率可以大於單一引擎輸出。這樣就是比較有Power了[這就是主要貢獻] 而兩種方案 馬達+電池 or 飛輪 飛輪我比較不熟！畢竟他等於只是將輪胎的旋轉動能，回傳到一個很重的飛輪上面。因此 需要一個機械空間，而且飛輪有他物理上的能量限制,加上軸承有阻力，所以會被軸承消 耗掉，基本上它的能量密度算是比較低的，但他在車輛總POWER輸出上，有什麼貢獻就看 有沒有機械魔人解說了。 (飛輪的轉動慣量I 還有你的軸承轉速w 0.5*I*w^2) 如同市售的Hybrid Car, 馬達+電池方案的好處是，馬達的輸出功率將直接與引擎輸出 加上去，等於在你電池可以提供的功率範圍內，你的總POWER UP!!! 而我這邊估計賽車應該不會使用電池，會採用UltraCapacity，因為電池有他充電速率 的限制，雖然電池的能量密度高，充放電的速度卻有限制，等同於提供的功率可能不是 受到馬達限制，而是受到電池限制。 而超級電容UltraCap則可以快充快放，問題是，做為交換，充電容量與能量密度就低很 多了。 在這邊比較一下 Type FlyWheel Motor(Batter) Motor(UltraCap) 能量儲存 輪胎機械->飛輪機械 機械->電能 機械->電能 能量密度 低 高 低 [同樣一公斤 所儲存的能量] 輸出功率 幾乎是高 受限於電池OR馬達 回收功率 全(端看機械) 受限於馬達OR電池 而這邊解釋一下，為何會有電池或馬達的限制。 如果我們手上有200V的電池與電容 A可以瞬間放電100A B只能瞬間放電50A 電容可500A 而我們有馬達是50kw 30kw 15kw 如果我們用 A(200*100=20kw)電池 加上15kw的馬達 最大功率將會是15kw 而換用500A的電容(500A*200V=100kw) 其中的限制就是馬達的15kw了 至於電池與電容在馬達可以用多久，關係到他的容量。 如果A配15kw的馬達，小電池下可能可以用個幾分鐘，加速時多15kw，但是煞車時回收功 率也是15kw。 而電容配上50kw的馬達就可以超級power，而且回收的時候也可以回收50kw，但是加速能 用的時間大概只有幾秒。 以上大概是概略性的解說，因為賽車幾乎不需要多大的能量儲存，反正幾乎都是這個彎 的剎車，所得到的能量，下個直線就給他用掉，不大可能聚氣一整場，就為了最後一個 直線，這樣就要一個大馬達，大電池，很重的呀！ 所以車隊的難題A:電池?電容?+馬達？ 功率要選多少？ 機械又該如何設計 接下來跟新聞比較有相關，新聞說KERS將被擺在後面，基本上很合理 F1單倉賽車的前段幾乎沒什麼空間，要放上馬達時在是太難了，這樣可能有個"槌頭鼻" 嚴重破壞空氣動力，而且後軸的是驅動輪，直接放馬達也頗合理。 而我們從車輛的動態也知道，剎車力到幾乎都是前輪提供的！開車騎車踩下煞車，都會有 頭往下沉的感覺，表示重量轉移到前輪了，摩擦力=正向力*摩擦係數 前輪正向力up，所以剎車力量多數在前輪，而KERS放後面表示只能回收40%-的能量。 更糟糕的來了，車輛動態，假設後輪打滑，那就開始SPIN了，而KERS放在後面，等於如果 控制策略沒搞好，很有機會把後輪搞到接近鎖死而過度oversteer!!那就是災難呀！ 不過麻煩的是，FIA規定只能有一組馬達，不然我心目中最好的配置將會是後軸引擎， 前輪有兩個輪內馬達，這樣有四個輪子的驅動能力，也可以回收到將近70%前輪的剎車， 問題是輪內馬達一放，Unsprung的重量大增(簧下重量還是簧上重量)，懸吊得重新設計 呀！ 至於輪胎抓地力問題，就有請其他機械狂人來吧！ -- 電機->宅,機械->狂?? 雖然這樣說話很好玩 但是貼標籤的感覺怪怪的 orz 上面有點語無倫次，如果有人願意排版整理那就感謝了！ -- Practice Makes Perfect. Panasonic Toyota Racing Team 11-Jarno Trulli 12-Timo Glock http://blog.pixnet.net/tonyatta -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 59.115.167.82
推
11/07 23:57, , 1F
囧 End
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推
11/08 00:08, , 2F
詳細推
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推
11/08 00:09, , 3F
認真推
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推
11/08 00:15, , 4F
看不懂推
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推
11/08 00:15, , 5F
威
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推
11/08 00:23, , 6F
討厭彈簧推，彈簧是念土木結構的惡夢啊！
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推
11/08 00:26, , 7F
專業推!! <= 不這樣推人家就知道我們看不懂了......
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推
11/08 00:28, , 8F
看不懂推...
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推
11/08 00:29, , 9F
看不懂推~~~~
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推
11/08 00:35, , 10F
看不懂推
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推
11/08 00:46, , 11F
看不懂推
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推
11/08 00:54, , 12F
看不懂推 orz
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推
11/08 01:00, , 13F
只能說你很厲害....不過在下也是看不懂.....推
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推
11/08 01:04, , 14F
兩者相加功率不ㄧ定會比較大....好比50度的水加50度的水
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推
11/08 01:19, , 15F
Hybrid 還沒辦法做到將兩種動力源在最大輸出時相加...
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11/08 01:21, , 16F
不是一加一就一定等於二倍...又飛輪最主要的功用為平衡
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11/08 01:22, , 17F
引擎動力，有些競賽車輛會選擇輕量化飛輪，其主要為較
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11/08 01:24, , 18F
容易拉高轉速...但在低速時則引擎震動會相當大...
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11/08 01:28, , 19F
市售車之HYBRID SYSTEM中若是其中一種動力源為ICE...
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會盡量選擇較省油之引擎(Atkinson Cycle、HCCI...)
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以盡量不消耗燃油為目的...若是想追求大動力則ICE不見
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得會輸給Hybrid...小弟個人之淺見...看看就好
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的確不是1+1=2 但如何讓他接近2 就是工程問題了
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推
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小弟在前些日子參加了一個研討會...會中一位GM工程師
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提到...ICE在最你所想要的最佳輸出時，馬達不見得會是
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是你所想要的最佳輸出，所以往往只能取一平衡點...
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11/08 01:45, , 27F
不過話又說回來豐田還真是屌翻了...GM把整台Prius光光.
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所得到的結論是...簡單又好用的關鍵零組件大都已經被
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11/08 01:47, , 29F
豐田所申請的專利綁死了...
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推
11/08 02:25, , 30F
看不懂但原PO好厲害推~~~~ (優質好文長知識呀~)
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推
11/08 02:29, , 31F
邊看文邊作筆記，好嘉在略懂.不整理會看不懂(俺是唸生物的
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推
11/08 02:50, , 32F
推一個 真專業!!!
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11/08 08:33, , 33F
豐田光Prius就生出將近500+的專利 其他人要做
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Parallel-Series Hybrid幾乎快被卡死
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所以很多廠商都直接改攻電動車
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11/08 08:36, , 36F
但是依照馬達的扭力轉速曲線 挑得正確 低速可以彌補引擎
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但是嘴巴再怎麼說也是Generally.. 工程都是個別case..
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推
11/08 09:02, , 38F
哇 以後是不是大家都會像瑪琍賽車一樣 一直蛇行噴射呀?!
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11/08 09:12, , 39F
想了一下 這篇文章要專不專 要淺不淺的
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推
11/08 11:14, , 40F
認真推。
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推
11/08 11:23, , 41F
很有趣 推一個
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推
11/08 11:24, , 42F
推你這篇! 平平是電機人我懂的比你少很多= =
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推
11/08 11:36, , 43F
馬達放後面 一方面屁股變重了 煞車比重多了 也許再針對
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11/08 11:38, , 44F
懸掛和空力套件設計 可以將衝突減低？
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11/08 11:39, , 45F
KERS放後面等於有一份等同KERS重量的壓艙重量與空間放上
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11/08 11:40, , 46F
車隊要設計到以前 得要放上其他的東西抵消 或大改
11/08 11:40, 46F
推
11/08 12:34, , 47F
推一下~專業的東西果然還是需要科班出身的來講~
11/08 12:34, 47F
推
11/08 12:44, , 48F
要深不深要淺不淺就可謂深入淺出阿 相當的好阿
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11/08 12:57, , 49F
但是我看起來就向潛艇上上下下的.. 寫出東西還差很多
11/08 12:57, 49F
推
11/08 13:08, , 50F
不好意思挑個錯誤，應該是 能量(E)=力量(F)x行走距離(L)
11/08 13:08, 50F
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11/08 13:11, , 51F
功率(P)=力量(F)x速度(V)
11/08 13:11, 51F
推
11/08 13:44, , 52F
解說詳細推
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※ 編輯: tonyatta 來自: 140.112.20.23 (11/08 14:23)
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11/08 14:24, , 53F
果然那個時候腦袋不清楚 ma還有FL搞混了
11/08 14:24, 53F
推
11/08 18:54, , 54F
看不懂<囧 還是要推!!!!!!!
11/08 18:54, 54F
推
11/10 15:09, , 55F
金價跨無 推~
11/10 15:09, 55F
推
11/10 20:10, , 56F
推一下 不過 E,P兩式應該是"等加速度"為前提(也就是F為定值
11/10 20:10, 56F
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11/10 20:12, , 57F
但是Ｆ非定值也可利用積分去算出來E和P
11/10 20:12, 57F
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