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

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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

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...

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？

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

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..

→ 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..

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？

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

我是從很粗淺的大方向去說的

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

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！

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