Как заряжалась KERS

[Real Stealth]

Переезжаем из темы про Австралию.

Выделенное я сам слабо понимаю, какой имеет смысл.

Фишка в том, что мощность генератора (не мотора) на самом деле не особо играет какую-то роль. Возможно, таким образом они сделали ограничение для тормозов, чтобы электрики не перекладывали на КЕРС работу тормозной системы.

Смысл том, что если система накапливает энергию более какой-то определённой регламентом цифры, то нет никакого достоверного способа проверить, что отдает она менее этой цифры и, таким образом, не нарушает регламент. Поскольку проверять разработки всех команд с учётом различных потерь в их системах занятие практически нереальное, особенно в гоночных условиях, то проще ограничить эффективность по верхнему (идеальному) пределу.

Поэтому более вероятен следующий подход: замеряется количество поступающей рекуперативной энергии, сверяется с тем, чтобы её количество не превышало оговоренное, затем проверяется количество отдаваемой энергии, которое в общем случае, должно быть меньше (или равно) сохранённой. Исходя из этого фиксируются параметры ёмкости аккумуляторов электрической системы или параметры функционирования механической. Естественно, при постоянном и частом использовании эффективность всей системы будет снижаться, но это-то как раз допустимо и очевидно явлется тем самым пресловутым инженерным вызовом, ради чего бодяга затевалась. Сохранить произовдительность системы в определенный промежуток времени на постоянном и эффективном уровне.

С какого это испугу? Про время не упоминается ни в одном документе. Оно просто получилось в результате расчета.

Регламент призывает контролировать именно энергию:

Да просто потому, что это проще реализуется. К тому же снятие "энергетических" измерений с вала для дальнейшего "засовывания" их в ECU задача намного более сложная, чем обратным образом, основываясь на физических законах, отсчитать одиночные воздействия (инициация КЕРС) в строго заданных временных интервалах (круги). Естественно, принимая, что максимальная энергия, отдаваемая наружу, строго дозирована и ранее поверена другими методами.

К тому же ECU параллельно, снимая с двигателя параметры мощности, может контролировать применение КЕРС в других заданных пределах, в частности невозможность включения КЕРС при скорости менее определенной.

[ViViX]

Про керс немного читал, но в общем понял что он заряжается во время торможений в течении круга, но в деле (в Австралии, Кими, Льюис) увидел совсем другое... Как было видно по картинке эта штучка заряжалась буквально за миллисекунду, такое впечатление что сам генератор его заряжал (независимо от торможения)... Обьясните если я не прав.

[Alexander_SoS]

Про керс немного читал, но в общем понял что он заряжается во время торможений в течении круга, но в деле (в Австралии, Кими, Льюис) увидел совсем другое... Как было видно по картинке эта штучка заряжалась буквально за миллисекунду, такое впечатление что сам генератор его заряжал (независимо от торможения)... Обьясните если я не прав.

ответ на твой вопрос, правда я это писал к другому контексту, но проблема восприятия информации, что нам дают на экране есть:

"Если быть объективным, следует отметить недочёт коментария Попова: Алексей плохо разобрался с тем, что касется KERS.

От сюда и ошибки - индикатор на графике показывает не заряд батареи, а время т.е. секунды, оставшиеся для использования на круге. Отсюда и мгновенная "зарядка" на стартовой прямой - это просто счётчик сбрасывался при пересечении старт-финиш. То, что Алексей говорил по поводу двух кнопок - одна для активации другая для зарядки - тоже звучит сомнительно.... Я что-то нигде не нашёл упоминания про вторую кнопку. Есть кнопка активации и переключатель выбора режима KERS."

[DAkhmed]

Тут сам автор изобретения всё рассказывает, причём достаточно популярно.

Смотри линк :)

В частности автор всего этого "супер" популярно объясняет, почему именно "супер".

Да я это смотрел. Просто вопрос задал не просто так. Изменили материалы и назавали "супер". Законы физики ведь от этого не изменились. Что будет если новые материалы придумают, назовут гипер?

[Style]

Да я это смотрел. Просто вопрос задал не просто так. Изменили материалы и назавали "супер". Законы физики ведь от этого не изменились. Что будет если новые материалы придумают, назовут гипер?

Вопрос не только в материалах, но и в технологии. Именно из-за технологии и "супер" в отношении маховика (КПД 98%), а новые материалы дадут только количество и время храния энергии, но не новую технологию. А суперваритор, в отличие от простого вариатора, не только технологией, но и конструкцией отличается, хотя по сути одно и тоже - бесступенчатая коробка передач, но различия настолько серьёзны, что всё таки ... "супер". Ведь по сути супервариатор имеет КПД 100%, если откинуть потери на энергию, которая необходима для привода в действие собственной массы.

Причём если внимательно почитать Гулиа, то достатчоно ясно становится, что "супер", без второго "супер" просто не дееспособен. Так как система рассчитана на максимально возможный КПД с учётом законов физики.

[DAkhmed]

Вопрос не только в материалах, но и в технологии. Именно из-за технологии и "супер" в отношении маховика (КПД 98%). А суперваритор, в отличие от простого вариатора, не только технологией, но и конструкцией отличается, хотя по сути одно и тоже - бесступенчатая коробка передач, но различия настолько серьёзны, что всё таки ... "супер". Ведь по сути супервариатор имеет КПД 100%, если откинуть потери на энергию, которая необходима для привода в действие собственной массы.

Причём если внимательно почитать Гулиа, то достатчоно ясно становится, что "супер", без второго "супер" просто не дееспособен. Так как система рассчитана на максимально возможный КПД с учётом законов физики.

Вы знаете, если бы вариатор имел подобный КПД то изобретателю дали бы Нобелевку. Ну и перпетум мобиле из за угла показался бы.

[Style]

Вы знаете, если бы вариатор имел подобный КПД то изобретателю дали бы Нобелевку. Ну и перпетум мобиле из за угла показался бы.

Я же не сказал 100%, а 100% минус необходимая энергия, не надо вырывать слова из контекста. То есть реальный КПД - 92-98%. Но это в любом случае лучше, нежели все современные системы хранения энергии.

Поэтому, если брать КЕРС в Ф1, то механика лучше электрики выходит на много, но только не в нашем уравнении на данный момент, так как время и количество энергии почти ничтожное. Поэтому КПД всей системы не критичен. Но как только потребуется увеличить время и количество энергии в КЕРС, то механика резко выйдет вперёд, так как в электрическом виде хранения энергии очень большие потери при преобразовании энергии из механической в электрическую и потом обратно.

[Safety_car]

Про керс немного читал, но в общем понял что он заряжается во время торможений в течении круга, но в деле (в Австралии, Кими, Льюис) увидел совсем другое... Как было видно по картинке эта штучка заряжалась буквально за миллисекунду, такое впечатление что сам генератор его заряжал (независимо от торможения)... Обьясните если я не прав.

Не прав! Генератор? Какой генератор? ... Ну да ладно....

Если бы заряд батареи начинался не на торможении (когда надо гасить избыток кинетички), а в любой другой момент, это значило бы, что соотв. мощность отнимается у двигателя! Фокус в том, что запасать энергию в КЕРС надо за счет той ее часть, что тратится впустую (нагрев тормозов). Иначе вся затея - нонсенс.

[Safety_car]

Да я это смотрел. Просто вопрос задал не просто так. Изменили материалы и назавали "супер". Законы физики ведь от этого не изменились. Что будет если новые материалы придумают, назовут гипер?

Законы физики не способна изменить даже ФИА :excl: Вопрос не в материалах принципиально (читайте ссылки). Законы физики предсказывают наибольший момент инерции сплошным осесимметричным дискам, но у всякого материала есть предел прочности на розрыв силами инерции. В супермховиках используются цилиндр из скрученной ленты/лент, момент инерции которого не идеально-максимальный, но такой диск способен накопить гораздо больший момент за счет увеличения прочносим "на розрыв". (Это если вкратце.) А нов. материалы, в отличии от традиционных, позволяют такие супермаховики создавать.

P.S. Законы механики - частный случай законов физики, и потому тоже не подвластны ФИА.

[BorisG]

... а 100% минус необходимая энергия, не надо вырывать слова из контекста.

:lol:

Ну это же и есть определение КПД. При чем тут выдергивание их контекста? ;)

... То есть реальный КПД - 92-98%.

Правильнее сказать - предельный.

Так вот, есть несколько научных трудов, и я выше писал об этом, которые показывают предельно достижимый КПД вариатора, в зависимости от передаточного числа. Фирикцион, он и в Африке фирикцион. Числа, что ты приводишь, относятся к небольшим передаточным числам (в статье, на которую ты ссылаешься, приводится 1,8)

В нашем же реальном случае, передаточные числа, и то, при отборе на валу двигателя, начинаются от 3,3 и выше. Соответственно ниже и КПД.

... Поэтому, если брать КЕРС в Ф1, то механика лучше электрики выходит на много, но только не в нашем уравнении на данный момент, так как время и количество энергии почти ничтожное. Поэтому КПД всей системы не критичен.

Сразу видно, что ты только механик, и электрику воспринимаешь, только как лозунги. ;)

КПД для данного применения действительно не сильно критичен, поскольку энергия торможения и так вылетает "в трубу", т.е. в тепло. И никому особо никакого дела нет, сколько ее отобрали для дого, чтобы создать определенный регламентом запас.

Но фишка тут совсем в другом.

Потери в электрической КЕРС распределены по цепочке мотор-генератор - схема управления - аккумулятор.

С первыми двумя особых проблем нет, тут нет никаких особых новшеств, все давно изучено, и особых проблем с охлаждением не возникает ввиду высокого КПД.

Проблему высокого тока и малого времени заряда аккумулятора и потерь, связанных с этим, как я понимаю, решили банальным увеличением емкости аккумулятора. Эта проблема тоже обсуждалась. И все.

В дальнейшем, с появлением конденсаторов с высокой удельной емкостью (об этом в самом начале ветки), последняя проблема отпадет сама собой.

В механической КЕРС (имеется в виду маховик) проблема отвода тепла локальна, и камнем преткновения является именно вариатор с его очень большим необходимым передаточным числом.

Собственно, на мой взгляд, именно поэтому подавляющее большинство команд выбрали электрическую КЕРС. Электрическая же КЕРС применяется и в большинстве серийных дорожных машин, и в гоночных машинах других серий.

... Но как только потребуется увеличить время и количество энергии в КЕРС, то механика резко выйдет вперёд, так как в электрическом виде хранения энергии очень большие потери при преобразовании энергии из механической в электрическую и потом обратно.

Во-первых, по причинам, изложенным выше, я бы не стал так утверждать.

И во-вторых, еще раз, в электрической КЕРС основные потери не в преобразовании механической энергии в электрическую (КПД прецизионных мотор-генераторов очень высоки), а при накапливании и отдаче, т.е. пока в преобразовании электрической энергии в химическую.

Появление конденсаторов на нанотехнологиях уже не за горами, чтобы снять эту проблему.

Так что эра механической КЕРС может и не настать ;)

[BorisG]

Смысл том, что если система накапливает энергию более какой-то определённой регламентом цифры,

Еще раз, нет этой цифры.

Есть цифра, сколько система должна отдать, но нет - сколько накопить. И это правильно, поскольку команды вольны в выборе системы хранения.

Да просто потому, что это проще реализуется.

Как раз нет. Все с точностью до наоборот.

Для электроники снять электрические же значения (ток и напряжение), и по ним пересчитать отдаваемую энергию не составляет совершенно никакой проблемы. Задачка тривиальная.

[BorisG]

Перенесу и этот вопрос в эту тему.

Нет-нет, очень даже логично.

Поскольку учитывая сообразительность формульных инженеров ФИА в очередной раз могла прощёлкать читы вроде раздельного и контролируемого усилия на разные колёса. От чего очень долго и мучительно уходили фиг знает сколько лет :)

:lol:

А ить верно ведь суть раскусил. ;)

Контролируемые усилия на разные колеса (по сути, электронный дифференциал) есть основная фишка управляющей электроники прямого привода. И в применении к КЕРС этот факт исключением не является.

По сути это тот же запрещенный трекшен-контроль.

Видимо поэтому и вписали обсуждаемую фразу в регламент. ;)

[Mirrodin]

С точки зрения логики - только вертикально. При горизонтальном положении оси вращения мы получаем в поворотах весьма неслабый (учитывая скорость вращения и его вес) эффект гироскопа от маховика - он будет стараться сохранить своё положение в пространстве. :unsure: Более того, маховик должен находиться строго на осевой линии болида, опять же из-за эффекта гироскопа. :blush:

Ага, это будет что-то типа Powerball (кистевой тренажер) - чем сильнее крутишь, тем выше сила противодействия.

Смысл том, что если система накапливает энергию более какой-то определённой регламентом цифры, то нет никакого достоверного способа проверить, что отдает она менее этой цифры и, таким образом, не нарушает регламент. Поскольку проверять разработки всех команд с учётом различных потерь в их системах занятие практически нереальное, особенно в гоночных условиях, то проще ограничить эффективность по верхнему (идеальному) пределу.

А как же BorisG говорит, что за 6.6 сек аккумуляторы полностью не разряжаются?

[ViViX]

f1news шутить изволят?! :) http://www.f1news.ru/news/f1-49047.html

[Akado]

да похоже на шутку первоапрельскую

[CARBON]

f1news шутить изволят?! :) http://www.f1news.ru/news/f1-49047.html

За что я и люблю Торо Россо :) У парней отличное чувство юмора.

[Real Stealth]

Еще раз, нет этой цифры.

Есть цифра, сколько система должна отдать, но нет - сколько накопить. И это правильно, поскольку команды вольны в выборе системы хранения.

Ну ещё раз вспомним про пресловутые 60 кВт, больше которых, согласно регламента, система не может ни отдавать, ни брать. In or out по-другому перевести нельзя.

Для чего это сделано? Так как раз для того, чтобы иметь возможность использовать систему, ограничить/проконтролировать выход энергии с которой технически сложно.

Как раз нет. Все с точностью до наоборот.

Для электроники снять электрические же значения (ток и напряжение), и по ним пересчитать отдаваемую энергию не составляет совершенно никакой проблемы. Задачка тривиальная.

Хорошо, пусть сняли датчиками напряжение и ток, помножили в мозгах и что дальше? сравниваем с допустимым пределом, потом даем команду на блокировку подсистемы, если до этого раньше не поступило ручное воздействие и период времени использования оказался меньше допустимого, потом кнопку опять нажали, опять опрашиваем датчики, опять сравниваем с заданным параметром, выдаем блокировку системы по превышению. Попутно с этим ведем контроль времени круга. В итоге получается куча ненужных операций, делающих систему менее отказоустойчивой. Один датчик издох и вуаля...

В том варианте, который я предположил, достаточно одного параметра - времени, которое, кстати и без КЕРСа контролируется.

В пользу подобного решения также говорит и использование изменямой геометрии переднего крыла. Там уж точно считается количество воздействий в заданный интервал времени, по сути одна и та же операция при использовании КЕРСа.

А ить верно ведь суть раскусил. ;)

Контролируемые усилия на разные колеса (по сути, электронный дифференциал) есть основная фишка управляющей электроники прямого привода. И в применении к КЕРС этот факт исключением не является.

По сути это тот же запрещенный трекшен-контроль.

Видимо поэтому и вписали обсуждаемую фразу в регламент. ;)

Да, в июльской версии регламента фразы о точном месте съема энергии не было. А раздать управляемое воздействие по полуосям даже с учетом стандартного ECU - плёвое дело :)

[BorisG]

А как же BorisG говорит, что за 6.6 сек аккумуляторы полностью не разряжаются?

Я такого никогда не говорил.

Больше того, выше было разобрано, почему емкость аккумуляторов как минимум на порядок больше необходимой.

Т.е. аккумуляторы, ИМХО, не разряжаются больше, чем на 10%.

[Хлоп]

Ну ещё раз вспомним про пресловутые 60 кВт, больше которых, согласно регламента, система не может ни отдавать, ни брать. In or out по-другому перевести нельзя.

Для чего это сделано? Так как раз для того, чтобы иметь возможность использовать систему, ограничить/проконтролировать выход энергии с которой технически сложно.

Эх, жаль, а то можно было бы на аккумуляторы еще и вспомогательные системы посадить, чтоб не отбирать энергию у движка.

Кстати, а много на вспомогательные системы уходит?

[Ochkareff]

Я поддерживаю введение КЕРС, но если только он будет у всех команд.

[DieZeL]

про Торо Россо порадовало, я прям в восторге :lol:

[Real Stealth]

Я такого никогда не говорил.

Больше того, выше было разобрано, почему емкость аккумуляторов как минимум на порядок больше необходимой.

Т.е. аккумуляторы, ИМХО, не разряжаются больше, чем на 10%.

Для более точной оценки неплохо бы знать напряжение в выходной цепи. Тогда бы можно было примерно оценить суммарную ёмкость исходя из показателей промышленных образцов.

[BorisG]

Для более точной оценки неплохо бы знать напряжение в выходной цепи.

Ну по крайней мере порядок известен и в ветке он приводился.

Напряжение порядка 700 - 1200V Для оценки этого более, чем достаточно.

Как раз и удивлядись, что для 400kJ теоретически нужен аккумулятор совсем небольшой емкости.

Весь вопрос в токах заряда, они и диктуют параметры аккумулятора.

[Архивыч]

Мужики, я не спец, но не понимаю нескольких вещей. Изложу по порядку...

1. Супермаховик достаточно скромных размеров (вполне подходящих Ф1) может накапливать энергию намного больше необходимой.

2. Чтобы снимать-передавать энергию маховика нужно использовать супервариатор, который имеет один огромный недостаток - сильно греется.

Что мешает сделать электрическую систему, только вместо аккумуляторов использовать маховик...?

[Real Stealth]

Мужики, я не спец, но не понимаю нескольких вещей. Изложу по порядку...

1. Супермаховик достаточно скромных размеров (вполне подходящих Ф1) может накапливать энергию намного больше необходимой.

ну это, мягко говоря, сомнительно. Диаметр этой бни сантиметров тридцать-сорок при заявленной мощности.

2. Чтобы снимать-передавать энергию маховика нужно использовать супервариатор, который имеет один огромный недостаток - сильно греется.

Что мешает сделать электрическую систему, только вместо аккумуляторов использовать маховик...?

Эммм... Нобелевская премия за 2009 год? :)

А как это в физике будет реализовано, если электрический принцип системы как раз и заключается в том, что рекуперативная энергия уже на стадии сохранения из механически воспроизведённой преобразуется в электрическую?

При механическом подходе КПД остается на более высоком уровне за счет отсутствия дополнительного преобразования (не учитываем сейчас сопутствующие сложности в реализации самих систем: ну там всякие вольты и амперы в случае электрики и охлаждение и трение в случае механики).