Les super-capacités

Laf_ange a écrit:

Donc une capacité chargé a fond ce décharge plus ou moins rapidement même s'il n'y a pas de charge

Je ne comprends pas comment elle peut se décharger s'il n'y a pas eu de charge au préalable puisqu'il n'y a rien à décharger non plus (2°)

ALagrange (Alex) a écrit:

Laf_ange a écrit:

Donc une capacité chargé a fond ce décharge plus ou moins rapidement même s'il n'y a pas de charge

Je ne comprends pas comment elle peut se décharger s'il n'y a pas eu de charge au préalable puisqu'il n'y a rien à décharger non plus (2°)

ca depends d ou on se place dans le circuit, c est la convention emetteur recepteur .

il aurai pu dire "Donc une capacité remplie a fond ce décharge plus ou moins rapidement même s'il n'y a pas de charge"

("pas de charge"="a vide"="les pattes en l air")

les capas à base de micro tubes de carbone ne devraient pas trop se déchager car l'air est un excellent isolant (qunad il est bien sec)
Pour ce qui est de la baisse de tension, il faut imaginer que l'on considère ces supers caps à base de millions de km, comme une succession de caps ; quand une est trop déchargée, on la met hors cicuit et on passe aux autres
Si tout était prêt, elles seraient déjà sur le marché ...

mes escuses: je ne voulait pas faire un nouveau post mais ajouter ça à
https://velorizontal.1fr1.net/assistance-electrique-f22/specifiques-a-la-fitnesscar-t5787.htm
j'y ferais des renvois, gardons ce fil pour la question des batteries...

avec 5km et 36kilojoules de supers capacités, cela permettrait, dans le cas d'une fitnesscar en conduite en ville, de récupérer la plupart des coups de freins après des descentes de pont ou de grandes vitesse à raison de 18 secondes à 2000 watts
si l'ensemble pèse 150Kg
cela ferait un dénivélé négatif pouvant temporairement être stocké de
24m
avec pertes: descente de 30m = hauteur de peuplier
permet de remonter de 20m.
(sans pédaler et ayant pas utiliser l'élan, donc en restant à 25km/h

soit la hauteur d'un ouvrage style pont (hauteur d'un arbre).
cette énergie de 20m de hauteur correspond aussi à une relance de 0 à 22m/s
soit 78km/h
ou bien 4 relances à 40km/h

cette énergie de 36000 joules fait aussi... 10wh, soit de rouler sans pédaler 1.5 à 2km entre 20 et 30km/h

pour la fitnesscar ça serait intéressant pour gérer tout les forts coups de freins et les relances en conduite urbaine et la plupart des pentes raides mais courtes associés aux infrastructure.

je ne pensais pas qu'on atteigne déjà des ordres de grandeur de milliers de farads...
ça doit être cher

je propose le post

https://velorizontal.1fr1.net/assistance-electrique-f22/specifiques-a-la-fitnesscar-t5787.htm
pour regrouper les question SPÉCIFIQUES à la fitnesscar.

je vous rapelle que l'intérêt des super capacités n'est pas de concurrencer les batteries: elles ne stockent pas encore assez d'énergie, mais de récupérer les pointes d'intensité lors de freinage pour
- soit les engranger petit à petit dans la batterie qui alors à le temps de faire "gloups"
- soit repartir après sur l'énergie du coup de frein.

pour récupérer la descente d'un col, il faut ... des batteries, car les super capa ne sembleraient suffire que pour moins de 100m de dénivelé...

je reprend le texte


Associations des montées et des descentes.

Limitation de la vitesse en descente. Elle est facultative mais dépend d'un choix: utiliser ou non l'énergie stockée dans l'altitude pour la "remettre" dans les batterie. L'intensité maximale de charge des batteries conditionne la vitesse "descensionelle": avec 150 kilogrammes, chaque m/s (-3600m/h) de vitesse descensionelle apporte 1476 watts de puissance brute. donc 1kw environ compte tenu du rendement mécanique de l'alternateur-frein.
si les batteries peuvent absorber 500 watts, et que le rendement de charge est 75%, on peut descendre en se freinant uniquement avec l'alternateur jusqu'à 666 watts, soit 1600m/h, mais comme en fitnesscar on pédale en descente pour ne pas stopper le régime aérobie, on ajoute aussi 150 watts, ce qui compense la perte de conversion, donc il ne faut pas dépasser 500 watts d'apport par dénivélation soit 1200m/h
500watts font 14A sous 36 volts. on ne perd pas trop de temps sur les couples montées raides, et pentes raides avec donc 250 watts de décharge et 500 watts de charge au niveau de la batterie: donc les batteries devront accepter un courant de charge de 15A
Si on a des batteries qui tolérent 0.2C en charge, soit il faut que 0.2C fois 36 = 500: C= 70Ah
avec certaines batteries, qui tolérent C/2 on aura 30Ah pour atteindre la condition requise.
soit une réserve d'énergie de 2.5 à 1.3 watts, divisé par 2 (on évite de décharger à moins de 50%), on a 0.7 kwh kwh (30Ah) à 1.2 (70ah)
cette réserve d'énergie signifie, avec 250 watts 2.8h (70Ah) à 4h30 environ.
traduite en dénivelé négatif: batterie déchargée à 50% on récupère 1Ah tout les 85 mètres (en descendant en 1200m/h mais en compensant les pertes en pédalant à 150 watts environ: retenons, 75m (il y a aussi un peu de pertes de roulement). il faut descendre 1125 à 2600 mètre de dénivelé pour remplir de la moitié à plein la batterie de 30, 70Ah
à l'arrêt: la batterie est "vide" (vide à 50%), si on pédale à 100 watts (150 watts réels), on apporte 2.7A. 5h30 de pédalage pour remplir 15Ah, 13h pour 35Ah (batteries de 30 ou 70Ah de mi charge à pleine charge: ce peut être l'heure de fitness quotidien garé chez soi, la batterie étant vidée lors de la randonnée de week-end (mais on peu tricher, se brancher sur le nucléaire, regardez moins la télé...)
La batterie est pleine, en bas d'une côte: on monte à 800m/h environ, en tirant 250 watts, disons 300 (n'oubliez pas, le pédaleur apporte 150 watts environ)
côte raide: on monte à 800m/h
on descend à 1200m/h
On perd ainsi 1Ah tous les 96m de dénivelé: on vide à moitié la batterie après 1440m de dénivelé (avec celle de 30Ah) et après 3360m de dénivelé (avec celle de 70Ah). On devrait alors, en montant vers 800m/h (c'est à dire en prenant son temps), plus que compenser les pertes de conversion en pédalant en côte à 150 watts (et en dépensant 250 à 300 watts moteur), puis en redescendant sur frein alternateur, en récupérant 500 watts, et en pédalant, en descente à 150 watts.
la différence 96m moins 85m sugère que l'on charge plus les batteries en descente qu'on les décharge en côte: c'est ce qui devrait se produire si on a des rendements optimisés et qu'on tente de toujours récupérer. retenons qu'avec cette stratégie, le bilan sera nul (on produit autant que l'on dépense)

Col de 1000m; on monte à 800m/h 1h15, puis on descend à 1200m/h 50mn total 2h05

comparons au vélo, à 185 watts, 85Kg, on monte à 800m/h; 1h15 pour monter 1000m environ
on descend, en général vers 2500m/h (plus vite les patins crament) 24'
temps de franchissement du col 1h21
Le vélo va effectivement plus vite, mais il s'agit là d'un cas extrême, et aussi on n'est pas obligé de remplir autant les batteries à la descente qu'on les a vidé en côte.



on le voit: c'est en descente que la fitnesscar serait que 30% plus rapide qu'en côte sur les pentes raides. on peut aller plus vite mais en perdant le reste sur les freins: en descendant 2 fois plus vite, on ne récupère que "la moitié"


Sur le PLAT

Deux sortes de plat:
le plat urbain: trop d'arrêts: le mode vélo est débrayé: on ne pédale que sur l'alternateur, alimentant avec 150 watts en continu.l'alternateur (au moins 100 récupérés)
Le moteur dépense au pire 300 watts en continu, mais en réalité, en ville on n'est à puissance maximale que un tiers du temps, il y a beaucou de temps "morts" ou finalement le moteur est au repos. En pratique, 100 à 150 watts continu devraient compenser la consommation du moteur
il y a un espoir que les super condensateurs deviennent abordables. Un super condensateur de 5Kg de masse devrait pouvoir accumuler 10wh, ce qui équivaut à récupérer l'énergie de la descente d'un ouvrage style pont au dessus d'un canal (ne pas augmenter de vitesse en descendant de 30m de dénivelé), de repartir sur la récupération d'un coup de frein à grande vitesse (10wh = un passage de 75km/h à 0): le super condensateur serait le pied pour passer en douceur auprès des piétons sur une véloroute et repartir immédiatement à la vitesse initiale.
Un condensateur de 10wh serait l'idéal pour la conduite de type urbaine, lissant ainsi l'empérage de la récupération d'énergie, qui en ville est irrégulière et comporte beaucoup de pointe de puissance.

Le plat "rase campagne". il serait dommage de ne pas choisir la prise directe: on pédale ainsi en mode vélo vers 25 à 30km/h, et on ajuste la résistance de pédalier (alternateur en récupération) pour charger le coeur à la bonne fréquence cardiaque., ainsi, on récupère encore un peu d'énergie. On peut aussi, comme en vélo, trouver le rapport de plateaux pignons qui donne la bonne fréquence cardiaque. Il n'y a pas alors de perte d'énergie. On peut aussi choisir de pédaler pareil, mais en allant moins vite (par exemple une véloroute), en choisissant la bonne cadence de pédalage qui respecte une vitesse lente: pour avoir une résistance suffisante, on récupère avec l'alternateur...

Je ne peux pas fusionner ces messages, mais je peux faire un complément:
pour 5 kg, je peux avoir 720-900 Wh de LiPo pouvant accepter 1C ce qui est insuffisant, ou 550-600 Wh de LiPo pouvant accepter 5C, ce qui fait entre 2650 et 3000W, donc assez pour cet usage. L'autonomie augmente fortement puisque cela fait entre 100 et 120 km avec en gros 5 Wh/km, ce qui est déjà beaucoup. Le rendement cyclique du LiPo est en gros identique à celui des supercaps, pas d'échauffement et seulement quelques % de pertes.
Seul défaut direct: le prix, mais je ne suis pas certain que 10 Wh de supercaps soit bon marché non plus...

jpl75 a écrit:

les capas à base de micro tubes de carbone ne devraient pas trop se déchager car l'air est un excellent isolant (qunad il est bien sec)
Pour ce qui est de la baisse de tension, il faut imaginer que l'on considère ces supers caps à base de millions de km, comme une succession de caps ; quand une est trop déchargée, on la met hors cicuit et on passe aux autres
Si tout était prêt, elles seraient déjà sur le marché ...

Pas compris la remarque sur les millions de km; en fait, si la capacité est de 100 Wh, dès que tu as perdu 10 Wh la tension a baissé de 10%, donc devient inexploitable pour recharger la batterie, c'est cela le problème soulevé, non? Il n'est pas question de mettre hors circuit des capas, mais de leur usabilité dans le circuit électrique je crois.

Avec les calculs de Jean, on peut voir l'utilité du lissage. C'est plus qu'évident, l'assistance ou la fitnesscar sont bien plus efficientes que n'importe quelle autre solution.

Comme je ne crois pas aux capas, mon espoir va sur les batteries capables de digérer du 10C, 20C ou n'importe quoi autour de ces valeurs, et ainsi de résoudre ce problème.
Le principe est clair: ne pas devoir descendre à 20 km/h parce que les batteries ne peuvent pas engranger plus de puissance. C'était le cas avec mon BionX d'origine, qui refusait de charger lorsque je descendais trop vite. Frustrant et limitant. Avec une batterie de 19 Ah plus de soucis, elle peut manger des Watt sans soucis.

c'est des info rassurantes... on sait que la fitnesscar est possible... mais elle coutera sans doute le prix d'une petite voiture... à l'achat seulement.
elle devrait être amortie en quelques années si elle évite justement, grace à sa performance de dépendre tout de même d'une voiture à pétrole que l'on garde pour faire quand même certains trajets.
avoir des batteries aussi performantes que tu le dis pourrait vraiment régler le problème des pentes et transformer en parcours "plat" tout parcours vallonné, voir montagneux, et ainsi de pouvoir emporter plus de poids (comme sur le plat on ne sent pas beaucoup les effets du poids. l'excès de dépense en montée est compensée par plus de récupération en descente)

je débat sur l'autre post du problème thermique et des échanges gazeux liés à l'accroisemment de métabolisme enfin obtenu (qui est justement le but de la fitnesscar pour brpuler les kilos de graisse en trop et augmenter son potentiel aérobie) qui par contre sont de mauvais augure pour la fitnesscar: il faut prévoir des maintenant de les anticiper, ou de plutôt utiliser l'été la fitnesscar en véhicule électrique basse énergie rechargé au soleil...

autre info
pour 3000 euros on peut avoir 900 watts de piles à combustible au méthanol, source un vendeur de camping car.

UCLA
George Gruner
printable supercapacitors power density 70kw/kg energy density 9 watthour/kg

Dommage que cela ne serve à rien pour les vélos, parce que c'est impressionnant !

Pour nous, il faut un max de Wh/kg, 200 serait bien et 9 est inutile... Mais en W/kg, vu les moteurs, on n'a besoin que de 1 kW/kg, et encore ce serait avec une toute petite batterie. Plus souvent on tourne dans les 0.2 kW/kg, donc 200 W/kg. N'importe quelle batterie fait mieux sans soucis actuellement.

De tels pics de puissance sont intéressants pour l'aviation je pense, pour les ULM électriques par exemple.