Re: [問題] 煞車能量轉換動力可行嗎？
來離題談其他的東西
電機與機械，其實有很多東西是對稱的
但電機的作法都會更有彈性
舉例來說，當引擎在轉動時，最大扭力會發生在某個轉速
因此我們發明了變速箱，但是變速箱是跳躍式的改變齒輪比
同樣有最大扭力問題的對稱電機，馬達
它若設計了電阻，可以用可變電阻
它若用了頻率相關電路，可以用變頻
後來我發現我這說法有漏洞：機械式的齒輪比，也可以平滑變化
也就是無段變速，斜坡齒輪 XD
如果都學通會發現，大家一直都在爭奪某一個數學公式的最佳 implement 解
而其極限是最大功率轉移，這有其極值；一如熵的計算，無法再更多了
如果你宣稱自己能超越這個值，多少是陷入了永動機困境
能量守恒用最簡單的方法告訴你，不管你怎麼把能量用各種方式轉變
我重新從各種路徑去做積分，都是這個數值
也就是說，損耗掉的，都是發熱
最少損耗的設計，也就是最不發熱的設計
在機械動能轉換裡，一個很大的困擾是，一定要有運動距離，才有做功，W = FS
因此，如果剎車要能回收能量，那麼就不能馬上剎停，必需有剎車距離
如果要馬上剎停，反而要耗費能量去剎車，而無法回收能量
（這發生在有能量回收的油電車上）
我們再舉隨身電源的功率轉移為例
我的隨身電源，若裡面充到 20V
而我要充的對象是 10V
20 > 10, 很容易嘛，我降壓到 10 就好，多出的電壓可以用燒掉的，或用分壓
但反過來，當我只剩 9V，那就是殘電了，不能去充 10V 的電器
你說沒電？其實充 5V 的還可以
電就是只能高壓向低壓流動啊
當然現在這困境有解：就變壓，升壓嘛
那我 9V 若使用倍壓電路，就是 18V，又可以去充 10V 的電器
可是內部電流呢？電器吃 1A，就是電池內吃 2A
V1I1 = V2I2 ，能量守恒
同樣的公式在機械也有，也就是省力費時，費力省時的齒輪比轉換公式
這都是能量守恒的具體實現
如果能完全轉換就算了，糟糕的是轉換都有損失，所以我才要計較
若內部剩 3V, 我想升給 10V 用呢？這個損失可能比上次 9V升給 10V用還要更多
齒輪也是啊，給我一根摃桿，我可以舉起地球；但這根摃桿我要花幾百萬年去舉.. 呵呵
目前轉換效率最好的就是電了
但機械不是全無優點，機械應該是用在巨大能量上吧..
所以純電車馬力就輸點
有人提到壓縮空氣，那也是最終會進入爭奪同一個公式的最佳 implement
至於哪個公式，我不當學生很久了，就不回憶了
我只模糊記得，每次我都會推導成同一個公式
而且如果有能力微觀，會發現它們都很像
比如，把電流想像成鍊條
那麼機械的齒輪鍊條在電機裡一樣存在
全都鍊路在一起，又無法脫出能量守恒
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 49.217.174.186 (臺灣)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/car/M.1661855336.A.56A.html
> 如果剎車要能回收能量，那麼就不能馬上剎停，必需有剎車距離
愈是能及早預估出剎車距離，則能量回收可以安排得愈好
突然有狀況必需馬上剎停，則能量就只好馬上燒掉
在公路上，狀況都是突然出現
軌道電車的能量回收是最好做的，因為都可以事先預估好
因此連電容器要多大，壽命能多久，都可以先精算出來
推
08/30 18:36,
1年前
, 1F
08/30 18:36, 1F
你是說幾秒就把手機充滿那個？
那它的代價是什麼你說說
不用代價的話早就全改成那個了
我記得的是，市電轉 usb type c 大功率的充電器，它必然伴隨著大體積
而後來有革命是發生在材料科技的改進
有文章詳細說明為什麼那個材料有幫助
而如果不用那材料，又為什麼就會大體積？原因我忘了，可能是過熱
溫度若高，則加大體積會比較好散熱
而這個材料如果是稀土，就變成光材料就很貴
但至少可以說'實現此一設計並非不可能，只是貴'
回頭舉彈簧為例，這個比較視覺化
彈簧要儲存能量，就是要有形變
如果形變少就要儲存能量，相反的釋放能量時形變也少
然後你要用怎樣的齒輪比來設計能量釋放及儲存？
難題從這裡換到那裡了...
推
08/30 19:27,
1年前
, 2F
08/30 19:27, 2F
輸點啊，你總要同量級做比較吧..
給你更大顆的馬達就可以有更大的輸出
可以做不同量級比較嗎？
特斯拉轎車當然比吃油的機車馬力大，你要跟我這樣比嗎？
那實務上電動車騎起來不夠爽的感覺哪來的？
推
08/30 20:03,
1年前
, 3F
08/30 20:03, 3F
那段我是試乘的結果啦
那是必然的結果，而做得好就是要做到'人感覺不出來'
至少幾年前的車，我還是感覺得出來
→
08/30 20:04,
1年前
, 4F
08/30 20:04, 4F
噓
08/30 20:07,
1年前
, 5F
08/30 20:07, 5F
→
08/30 20:07,
1年前
, 6F
08/30 20:07, 6F
→
08/30 20:11,
1年前
, 7F
08/30 20:11, 7F
→
08/30 20:11,
1年前
, 8F
08/30 20:11, 8F
→
08/30 20:11,
1年前
, 9F
08/30 20:11, 9F
所以你可以完全把動能存起來，又可以完全回放沒有損失了？
來說說最大功率轉移好了
最簡模型是，發電機串聯一段內阻，再串聯負載形成迴路
明明就有最大功率轉移上限，因為必有內阻
你要沒有損耗完全轉移，就是在討論'無內阻'
所以有陣子超導體才那麼紅，一堆人以為超導體可以對自己幫上大忙
可是任何地方有個電阻都是線路上有了阻抗
你的電線超導了，但電線接到負載上有了接觸電阻，仍然是有了阻抗
你設計不同的線路，不同的轉換，就有不同的損耗
就以降壓來說，分壓法，多的燒掉很浪費
我知道有用 duty cycle 的方式，比燒掉好很多
但有其極限是真的
每次在列公式時，都會講'理論上，實際上'
可是真微觀到某個程度時會發現那不是什麼不完美，那是一定要有
就好像摩擦力
如果你對微觀的公式夠理解，那麼摩擦力也是可以計算的，而不能令其為 0
因為令其為 0 要支付其他代價
終究你不在這裡損耗就要在那裡損耗的，那不是什麼不完美..
→
08/30 21:38,
1年前
, 10F
08/30 21:38, 10F
→
08/30 21:38,
1年前
, 11F
08/30 21:38, 11F
→
08/30 21:38,
1年前
, 12F
08/30 21:38, 12F
→
08/30 21:38,
1年前
, 13F
08/30 21:38, 13F
→
08/30 21:40,
1年前
, 14F
08/30 21:40, 14F
→
08/30 21:40,
1年前
, 15F
08/30 21:40, 15F
→ DYE : 不然你以為現在常見的車充12V轉5V，你用1A輸出還白 08/30 21:50
→ DYE : 白發熱7W嗎？ 08/30 21:50
我猜到你要說這些，但你說這些的結果是'別人給你什麼，你才能用什麼'
我給你 IC，你才能用 IC，你是看著 data sheet 和我討論的嗎？
我要談的是推導公式，以及消耗的原因
如果你要談高效電路，那你就從設計原理談起，及設計為什麼會產生消耗分析給我看
這結果是因為元件太多而無法三言兩語講完
因為你熟那些 IC，所以你覺得你懂比我多
可是，你設計那些 IC 嗎？
我們該談的是，比如 switching 的設計，切換態原理
它必然伴隨鏈波，又必然需要穩壓
然後這段穩壓必然有損，因為這些電路裡仍然有電阻
最終最終，損失是因為元件的不完美
還是給你完美 RLC 元件，你仍然要有損失？
BJT 與 MOS 是有其不同，而 MOS 損失極少，運作在切換態很完美
可是切換的次數愈多，輸出愈平滑，而切換的過程會損失能量
有沒有可能不損失能量？
不是要你看著 data sheet，而是要你站在設計的觀點上說話
所以損耗的部份不是燒掉嗎？
我也說得出 switching 不是嗎？剛打好到現在，我可沒重新 google
我是知道，但挑著講;抱歉跳太快讓你以為我不知道這些電路的存在..
推
08/30 21:42,
1年前
, 16F
08/30 21:42, 16F
→
08/30 21:42,
1年前
, 17F
08/30 21:42, 17F
所以我不是人就是了
我就是要談完美回充啊！
為什麼你才是重要的？
當一輛車在高速時，它累積了動能，剎車時動能消失，期望設計一套裝置保留動能
（不管保留為機械能或電能化學能等任何形式）
並且在駕駛授意下（比如紅燈轉綠燈）重新啟動
你覺得重點'從來沒有人要完美回充'，不是希望無損灌回動能
那你是希望汽車起步快？
那就根本不用設計儲能啊，來一場爆炸就好，讓動能快速炸出來
引擎室裡本來就一直在爆炸，也就是說不用儲能及回復
你重新踩下油門就好了
所以完美回充為什麼不是重點？
不就是因為能量損耗很可惜，才開啟這個話題的嗎？
※ 編輯: HuangJC (49.217.109.241 臺灣), 08/30/2022 23:22:53
> 分壓在變動負載下根本電壓會跟著變怎麼用啊？
加電晶體加 sensor 啊
注重在想討論的部份，不想討論的部份暫時給你完美化，很多實驗不是這樣設計？
因此加上電晶體時，我可以暫時不討論電晶體也消耗能量
我只是要告訴你，不是因為元件不完美，而是微觀到後面就是必需有這些損耗
最後放大絕，不想計算了，反正損耗就是發熱
所以損耗最小的設計，也就是最不發熱的設計
這時可以回頭摸摸電晶體了，根本不用計算，只要電晶體燙手，就是它消耗很多能量
※ 編輯: HuangJC (49.217.109.241 臺灣), 08/30/2022 23:43:11
→
08/30 23:58,
1年前
, 18F
08/30 23:58, 18F
我是從很粗淺的大方向去說的
噓
08/31 02:18,
1年前
, 19F
08/31 02:18, 19F
→
08/31 02:19,
1年前
, 20F
08/31 02:19, 20F
喔，打到你心中的神啦？
特斯拉馬力不算小啊
那你知道為什麼這幾年才設計出來嗎？
瓶頸在哪？
如果不解決供電，就只能像電氣化的火車，永遠接著電
我當然不會說火車馬力小啊，而且電氣化的火車出來多久了？
抱歉沒跟你說清楚，能源的問題還有儲存效率，轉化效率，傳輸效率
如果你要提重量，可以用 焦耳/公斤 為單位
要提儲存空間，可以用 焦耳/立方公分 為單位
如果不解決，就是續航力差
或者牽著一條電線
再以加油站/供電站 來說
要傳輸同樣多焦耳的能量到車上，油車多快，電車多快？
油車是直接把油傳過來，約十分鐘油箱灌滿
電車呢？有夠慢的對吧！但後來革命，用換電池的
也就是說直接更換是快的，但是換下來的電池要在充電站充很久
還有充電電池會老化的問題
它終究不像油車，能把電給結晶成流體，用灌的十分鐘灌好
若說電池老化，那你可以想像成油箱愈來愈淺，最後要更換油箱
若說有快充但發熱，可以想像成在灌油的過程裡，有油揮發掉了
（發熱就是效率損失，灌十公升油，有一公升揮發掉，你強調九公升灌很快
我看著十分之一揮發掉很心疼，這沒錯吧！）
你要用這方式跟我說馬力並不差，那是你不會抓重點了
推
08/31 05:39,
1年前
, 21F
08/31 05:39, 21F
五專五年，有十次選幹部機會，外掃服務股長我當三次
當上後，不是我能擺佈同學，是我常要親自去掃
從政累啊，你以為我會講，其實我做得更多；應該說是我拒絕吧！
噓
08/31 13:06,
1年前
, 22F
08/31 13:06, 22F
→
08/31 13:06,
1年前
, 23F
08/31 13:06, 23F
→
08/31 13:06,
1年前
, 24F
08/31 13:06, 24F
當然不是我發現，是你遺忘；我只是重新提醒而已
如果沒有你的遺忘，我有必要重提醒這個常識？
你不檢討自己的遺忘，反而諷刺起我提醒你常識了
※ 編輯: HuangJC (49.217.109.241 臺灣), 09/01/2022 11:17:37
討論串 (同標題文章)
完整討論串 (本文為第 2 之 2 篇)：
