請問達人們電動機車為什麼不能對電瓶有邊騎邊充電功能?


ca5495 wrote:
以前想過利用汽車排氣...(恕刪)

想搜引擎排氣端溫度找到渦輪增壓所用廢氣溫度近千度,當然引擎高轉速渦輪才有效率可言,而發電機都在低轉速運轉所以排掉的熱能也相對低,回收的餘熱是否值得投入造個蒸汽機有待商確
電動機車很多都有安裝煞車回充的功能。只是電動機車本來就吃電,不像汽油機車可以內燃機帶動發電機發電。
不過要邊騎邊充,可以參考電動機車動電源。這個觀念就是在任何時刻,將高密度能量電池的電轉移到電動機車上,使得騎車的當時,電動機車都可以在滿電的狀態。所以當然可以邊騎邊充。
平時上班或是回家時,只要提重量輕的高密度能量電池去充電即可,無需擔心沒地方可以對機車充電。也不需擔心電表不準電力不夠,騎到一半要顧馬路。因為機車主電池在騎之前,都會被電動機車行動電源充滿電。

它與將一顆電池併到主電池上去一起用有很大的不同。併上去一起用,機車主電池與多加的電池電力都會一起損耗,兩顆電池電壓越來越低的結果就是機車馬力會逐漸變小。而且沒電是兩顆電池一起沒電。必需要一起進行充電動作,還是得找地方充電。併連頂多只能延長行使距離降低牽車的風險,但是機車電表無法準確估計電量的問題依然存在。保守的做法就是不騎時立即做充電動作。
shtseng1223 wrote:
電動機車很多都有安裝...(恕刪)


說真的,這個方法比兩個電池並聯還沒有效率

一個主電池+行動電源的架構如下:
行動電源 => 主電池 => 負載

但是行動電源要對主電池充電是必要家裝一個轉換器,所以是:
行動電源 => 轉換器 (85%) => 主電池 => 負載

轉換器好一點的效率最多也才96%
若不考慮體積,至少兩顆電池並聯的功率是100%輸出


理論上電池邊充邊放是不可能的,依照克希荷夫定律:流入等於流出
假設負載消耗10A,充電供應10A > 電池不充電,因為電流全留到負載去
假設負載消耗10A,充電供應12A > 電池以2A充電
假設負載消耗10A,充電供應8A > 電池以2A消耗電力

krado wrote:
說真的,這個方法比兩個電池並聯還沒有效率
一個主電池+行動電源的架構如下:
行動電源 => 主電池 => 負載
但是行動電源要對主電池充電是必要家裝一個轉換器,所以是:
行動電源 => 轉換器 (85%) => 主電池 => 負載
轉換器好一點的效率最多也才96%
若不考慮體積,至少兩顆電池並聯的功率是100%輸出


轉換效率早已超過96%,目前的2A充電DC-DC的轉換效率都可到98~99%。
而兩顆電池並聯必須是同樣型態電池,電壓也必須是相同的(例如都是58.4V鋰鐵或54.6V鋰三元)。裝兩顆電池並聯,你還是得找地方充電。不如找凱哥改一顆大鋰鐵就好了,家裡拉一條專用充電線。

而行動電源則沒有這個限制,可以是24V, 42V高密度鋰離子配機車內58.4V鋰鐵或鉛酸,況且好的鋰鐵電池不要過放,壽命可以很長。行動電源可以讓你的機車主電池免於過放的風險。而平時,你只要隨身攜帶重量輕的高密度電池回家充電即可(很多人是直接拿進去辦公室充電),就可以讓你的機車省去找地方充電的麻煩。此外,你有想過一般家用充電允許長時間充電幫電持做平衡保養嗎?行動電源是長時間放在機車內,好的行動電源更可以長時間幫你做平衡充電動作,提升機車主電池的壽命。這樣會沒有優勢嗎?何況電池日新月異,能量密度布斷的提升,到時只要更換行動電源的可攜電池,機車整體型能便能跟著提升。你會想新買兩顆電池來並聯更換嗎?

不要死背那些物理定律,"能量守恆"大家都懂,但不是唯一必需。有多少人會教你如何創造好的初始條件與邊界條件以產生理想的行為與結果。
shtseng1223 wrote:
轉換效率早已超過96...(恕刪)


我倒是很好奇哪家賣效率超過97%的直流轉換器? 多少V轉多少V ? 功率是多少W?
就我所知,功率輸出越高的轉換電路效率越差(因為線圈有銅損),若用PFC的成本太高,很多廠商都不裝
且轉換器、充電器在不同功率輸出的時候的效率是不同的

且行動電源的概念是在於「行動電源」儲存的能量遠大於主電池
儲存能量大的電池勢必體積就大,所以一般手機用的行動電源都比手機還大
如果要帶著一個比主電池還大的行動電源趴趴走,不如把主電池改成容易拆裝還比較實際不是嗎?

我記得鋰離子的能量密度跟鋰鐵是差不多的.....
且就你所說電池技術日新月異,主電池勢必也是要替換的

還有我不是死背那些定律
我本身就是電子工程師,連這都不知道是要怎麼工作.....
krado wrote:
我倒是很好奇哪家賣效率超過97%的直流轉換器? 多少V轉多少V ? 功率是多少W?
就我所知,功率輸出越高的轉換電路效率越差(因為線圈有銅損),若用PFC的成本太高,很多廠商都不裝
且轉換器、充電器在不同功率輸出的時候的效率是不同的
且行動電源的概念是在於「行動電源」儲存的能量遠大於主電池
儲存能量大的電池勢必體積就大,所以一般手機用的行動電源都比手機還大
如果要帶著一個比主電池還大的行動電源趴趴走,不如把主電池改成容易拆裝還比較實際不是嗎?
我記得鋰離子的能量密度跟鋰鐵是差不多的.....
且就你所說電池技術日新月異,主電池勢必也是要替換的
還有我不是死背那些定律
我本身就是電子工程師,連這都不知道是要怎麼工作.....


AC-DC與DC-DC有很多東西是不同的,電感與變壓器的使用也是一門很有趣的學問,學習一下磁滯曲線磁損耗如何優化計算這個很重要。至於線損問題根本不大,只要選對銅厚與銅線幾何尺寸,損耗根本於比MOS開關與DIODE小很多可以忽略。加上適度的控制電流,要上高效率不難。可以找一下我發表的電動機車行動電源一文。我不想打筆戰。

至於鋰離子與鋰鐵能量密度,自己google一下就知道了,怎麼會認為一樣呢?一顆15Ah/48V的鋰離子電池,不追求大電流輸出,4公斤就有了。eMoving 10Ah鋰鐵電池重量則是8.5公斤。而我們主推的婆婆媽媽用的則是2公斤7.5Ah,大概騎個15公里很容易。哪一種你會比較願意提回家充電?

我要強調的是行動電源是輔助用的,因為可以長時間對機車充電,電流不需太大,不用到高動力電池,所以成本不但相對便宜許多。而小電流輸出就可以了,所以電池要求低,壽命也比較長。如真要追求便宜,很多對岸的也都可以用。






bwca wrote:
不懂。為何邊放邊充很...(恕刪)
shtseng1223 wrote:
AC-DC與DC-D...(恕刪)

基於前一份工作是在一間做工業電源的小公司上班
雖然我不是Power部門,但我看過的電源電路也不少,動作原理也懂
AC-DC、DC-DC在我眼裡是一樣的東西

AC-DC常見的做法:
1. AC市電=>橋式整流=>直流電=>返馳式變換(flyback高頻)=>直流輸出
2. AC市電=>變壓器降壓(低頻)=>橋式整流=>直流輸出

DC-DC常見的做法:
1. 直流=>返馳式變換(flyback)=>直流
2. 直流=>開關式電感(升壓 step-up boost)=>直流

flyback電路原理圖(半波):


step-up boost電路原理圖:

不管哪種電路都是MOSFET(BJT)、二極體、電感器(變壓器)、電容器四種原件組成

就我自己的實際經驗,效率要弄到90%以上除非裝PFC提供功率因數,否則真的非常困難
因為電感在儲能的過程一定會消耗功率,部分電能會在線圈及MOFSET(BJT)上轉變成熱
而你說「線損問題根本不大」,怎我那些電源工程師的同事都跟我說電力轉換最大的問題在銅損以及開關損
現在的電源技術已經都遇到瓶頸了

另外工作範圍越大效率越差
假設兩個輸出相同dc-dc converter,一個輸入電源是10V~60V,另一個輸入電源是45V~50V。
前者的效率比後者還差
要用電池當電源輸入,勢必得選擇工作範圍大的converter


這是維基百科找到的 鋰離子聚合物電池
能量密度: 100–265W·h/kg、250–730W·h/L

這是網路上隨便找一家電池商的鋰鐵電池,看包裝應該是長利做的
FL1-2295140
能量密度: 108 Wh/Kg 、 215Wh/L

確實是不太一樣
我也沒要筆戰或否定行動電源的意思,只是基於自己的專業知識提出質疑罷了
krado wrote:
基於前一份工作是在一間做工業電源的小公司上班
雖然我不是Power部門,但我看過的電源電路也不少,動作原理也懂
AC-DC、DC-DC在我眼裡是一樣的東西
AC-DC常見的做法:


原理你都懂,但實作就是在找合適的原件,例如一顆高溫操作的schottky diode, Vf可以到0.3-0.4V,與一顆一般的schottky diode 低溫 Vf 0.8V就損耗差一倍了。同樣的道理MOS操作頻率減少一倍,損耗也會少一半,但磁滯損耗會增加。設計的好壞不外乎就是在這堆零件中找到合適與好的操作點。例如你列的兩種電路,flyback的磁滯損耗就注定效率不高,除非特殊材質。而boost的電桿損耗主要是DC+AC磁損耗,要壓到很小其實不難。

至於電池充電觀念,一般人不會選擇範圍相差過大的。這是人為可以控制的。我之所以說不要死讀書就是工程所做的就是在找元件與調整操作點。各種電路的拓墣只要花個幾分鐘你就會了。AC-DC DC-DC乍看下都差不多,那只是架構上來說,實際設計製作時,邊界條件是差很大的--零件與好的操作點當然也會取捨不一樣。

還有電源電路基本上受限於I^2R,因此高功率效率會衰減許多,而行動電源就是因為不需要I很大,所以效率自然可以相關高。一般人只是因為要求充電時間要短,充電功率高,自然得犧牲效率。找一下98% DC-DC電路,隨便找都一堆。花個一兩年專注實做一下,你就會覺得沒什麼了。
shtseng1223 wrote:
原理你都懂,但實作就...(恕刪)


Flyback只是隔離型拓撲的基礎,我當然知道效率差
像是Ringing choke、Half-forward、Forward、Resonant......
這些都是以Flyback為基礎改良所衍生出來的
非隔離拓撲也是以boost跟Buck為基礎做各種衍生

零件我也知道怎麼挑,二極體除了挑Vf還要挑VRRM、VRWM、IF、ISM....
還得確保電路能讓每個元件都保持在SOA裡面,不然電路十分不穩定

鋰電池的額定電壓一般是3.7V,終止放電2.5V,若要弄到48V得串13個
這樣工作電壓範圍是32.5V~48.1V,你不挑範圍大的Converter不就沒辦法充分發會這個行動電源的儲存電力?

shtseng1223 wrote:
找一下98% DC-DC電路,隨便找都一堆。

我就是找不到50W以上輸出還能98%效率的Converter才提出質疑,我還真希望你能把電路圖PO出來讓我開開眼界
我看過一堆廠商號稱自己的converter效率高達90%以上,結果我實際測試只有85%
就算真的有90%也只有出現在某個定電壓輸入、定功率輸出的組態下

網路上能找到一堆號稱98%、99%甚至是99.9%的控制電路都是單指那顆控制IC的工作效率,不包含周邊的功率元件,例如LT8705

去看一下明緯的dc-dc converter,60W的Module也才做到96%效率
這間公司已經算是台灣交換式電源供應器的領導品牌製造商,之前我那間公司打算仿他的Power還仿不出來

還有這些理論不是我死記,我大學念的是一間不怎麼樣的私立學校。
別人大學玩4年,我4年都在實驗室做研究,書也沒再念,這些知識都是至今靠實作累積出來的
課本都還9成新賣給學弟,裡面的公式除了一些常用到的之外我都不記得
那些理論也不是科學家空想推演出來,都是靠實驗得出的結果
如果真的那麼簡單的話人人都可以自己開公司賣電源了,科技期刊也不會有一大堆提升效率的研究論文
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