Sv: Ctek istedet for dc-dc til vedlikehold av 12v

[Piccolotn]

Hei.

Jeg er ny på forumet, men har lest gjennom endel av emnene. Mye spennende lesing! Jeg ble spesielt imponert over han som har konvertert en 2CV selv, og fått den registert!

Jeg er medlem i en båtsport klubb, og leker litt med tanken om å konvertere en utenbordsmotor til el. Den skal da brukes kun som demo, og antar at 5-6 minutters drift på full belastning er maksimalt av det som er realistisk.

Har veldig lite kunnskap om elmotor, konstant belastning, voltstyrke, forskjellige typer batteriers egenskaper osv, så jeg kunne godt tenke meg å sparre litt med dere om dette er et prosjekt som kan være realistisk. Prøver å komme med så mye fakta jeg kan.

Båten er en Winrace 13 fot, som veier ca 60 kilo uten motor.
Motoren er en tunet 15 hk Yamaha som nå yter 17-18hk ved 5500 rpm.
Toppfarten på båten er ca 39 knop med en sjåfør på 50 kg. Båten planer så vidt med en person på 90 kg, men toppfarten blir da bare 35 knop. Bensintanken er på 12 liter, og veier derfor ca 13-14 kilo. Motoren veier ca 45 kilo. Vekten av blokken, veiven, forgasser osv vil antakelig gå opp i opp med en elmotor? Propellen er en overflatepropell i stål, og hvis jeg kan konvertere motoren uten å sende propellen til vridning av bladene, så er det en fordel. Propellen gir altså en fart på ca 39 knop når motoren klarer å nå maksturtallet på 5500 rpm

Jeg har sett for meg at det skal gå å ta av hele blokken, og sette en elmotor rett på akslingen.

Skal man vise frem en slik båt, så bør den også imponere de få minuttene den går. Båten tåler opp til 40 hk og hastigheter opp mot 55 knop.

Hva slags motor kan man bruke til dette? Finnes det motorer som spinner opp til 8-9000 rpm?
Finnes det elmotorer som tåler å bli belastet så mye over så lang tid? De må kanskje være veldig overdimmensjonert?
Vekten av batteriene blir antakelig den største utfordringen her. Noe mer enn 60 kilo batterier vil gjøre at jeg antakelig må begynne å forsterke båten, og da starter jo den negative spiralen med kiloene...

Vil batteriene kunne lages som en "kassett", så man kan lade på land, og så sette batteriene i båten når man skal kjøre? Da spares mye vekt i lader, kabler osv.

Jeg har sett at 72V blir brukt i elbil. Kan jeg regne slik når jeg skal gjøre et overslag over hvor mye batteri jeg trenger:
Jeg vil sammenlikne skyvkraften til en 33 hk motor. (Blir brukt i klassene V-25 og GT-30) Altså ca 25 Kilowatt. 25000/72 = ca 350Ah. Pr minutt trengs ca 5,9A. For 6 minutter trengs da ca 36A

Jeg har en 33 hk motor også, med større propell. Den skyver båten opp i 50 knop ved ca 5700 rpm.
Men den motoren veier 54 kilo, så de kiloene ønsker jeg å spare...

Hvor mye kan man ta ut av batteriene? Antar at ulike batterier fungerer veldig forskjellig her. Litihium har jeg forstått har lav vekt i forhold til hvor mye de leverer, men har også forstått at de krever mye ekstra komponenter for å lades rett, og for å få lik belastning osv. Dessuten er det veldig kostbart.

Hvis jeg teoretisk sett bare satt 6 stk 60Ah startbatterier i båten, noe som for øvrig vil veie alt for mye, ville jeg kunne fått så mye kraft ut av disse? De vil kanskje ha problemer med å levere nok strøm også?

Nå har dere antakelig fått et innblikk i hvor lite jeg kan om dette, men det hadde vært veldig lærerikt om noen kunne tenke seg å fortelle om dette i det hele tatt er mulig. Og evt hvordan. Jeg bruker antakeligvis også feil uttrykk/begrep noen ganger...

Håper det er noen som synes dette er interessant og ønsker å dele litt kunnskap :-)


Mvh
Jon Harald Carlsen

[bosonic]

Hei Jon Harald
og velkommen til forumet

Veldig interessant prosjekt dette. Det trenger ikke koste skjorta dette, men når du først skal promotere el-racing så er det jo fristende å putte inn litt ekstra?

Normalt sett så vil en elmotor med lik ytelse virke kraftigere enn bensinmotoren. Det er forskjellige typer å velge imellom men jeg vil anbefale en seriemotor med tannreimsutveksling slik at du kan optimalisere utvekslingen. Det er jo ikke så enkelt å treffe riktig på første forsøk.

Du kan ikke benytte vanlige startbatterier til dette prosjektet. De ville bli snart ødelagt.

Dersom du benytter 72V som et eksempel så kan du bruke 6 stk NorthStar G-2200 som er på 47Ah og veier 16kg. (totalt 96Kg)
Du kan trekke ca 200A i ca 6min og dette er en effekt på 72V x 200A = 14.4kW (ca 19 hk)

Dette er et AGM blybatteri og selges av flere leverandører. Lithium er jo mye lettere, men dyrere.
Det er mange fordeler med å velge høyere drivspenning. Men dette avhenger av hvilke motor man skal velge osv.
Det er mange avveininger å ta før man kan sende bestillingen for å si det sånn
Har du et tak på hvor mye du vil investere?
Tipper at du vil komme langt med 20 -25 tusen kroner.

[Baltor]

Jeg og velkommen Jon Harald.
Det er sikkert mange som kan hjelpe med motorløsning, jeg slenger fram noen tanker om batteri:
De realistiske alternativene er:

6v Saft 100Ah NiCad. Dette blir tungt, og mye mer energi enn du trenger.

LiFePO4. Små lette celler som tåler store strømtrekk er dyre.
Men ladingen er ikke vanskelig hvis du har god tid, det finnes hobbyladere med innebygd balansering.

AGM traksjonsblybatteri: disse er store og tunge hvis de skal tåle så store strømtrekk. Du ender med altfor mange kilo.

Startbatteri: Disse er laget for store strømtrekk i noen minutter, og er billige i pris.

Mye penger: Litium
Lite penger: Startbatterier

[Baltor]

Du kan ikke benytte vanlige startbatterier til dette prosjektet. De ville bli snart ødelagt.

Men 200A er lite for et startbatteri, blir det ødelagt er det fordi en liker denne farten og kjører lengre enn 5-6 minutter.
(hadde ikke lest innspillet ditt Bosonic)

[El rayo]

Finnes det motorer som spinner opp til 8-9000 rpm?

Ja, vekselstrømsmotoren i Th!nk årsmodell 1999 - 2002 er spesifisert til maks 10.000 RPM. I bilen er den elektronisk begrenset til 7.600, men det kan omprogrammeres. Kontinuerlig effekt i 1 time: "17 kW/150 A/3500 RPM", maks dreiemoment i 1 minutt: "100 nm/280 A/10.000 RPM". I min Th!nk som er helt original har jeg sett effekt (fra batteriet) på 30 kW i noen sekunder. Antar at det er 10% tap i motor og motorstyring, så effekt ut er 27 kW.

Motoren er oppgitt å tåle batterispenning på 120V, men her er det store sikkerhetsmarginer. Motor og fartsregulator (kalles også controller, motorstyring, inverter) er vannkjølte, men det er aluminium så du bør sannsynligvis ha ferskvannskjøling.

I bilen brukes 114 V nominellt, NiCd. Motorstyringen veier 15,2 kg og tåler 3 ganger så mye som motoren. Det finnes lettere, luftkjølte motorstyringer. Motoren veier 38 kg. Brukte Th!nk motorer er tilgjengelige til en rimelig pris.

Tror jeg ville vurdert skivemotor, samme type som i 2EL (han har 13 kW om jeg husker rett), den er veldig lett i vekt.

I programmet "Grønne mekanikere" på National Geographic eller Discovery monterte de elmotor i to vidt forskjellige båter i Venezia. Den ene var en liten speedbåt med utenbordsmotor. De brukte blybatteri og det ble for tungt, det var også problemer med plasseringen av batteriet; tyngdepunktet ble feil og det var noe av årsaken til at båtenen ikke planet.

Jeg tror du må bruke litiumbatteri for å få den farten du ønsker, andre batterityper blir for tunge.

Startbatterier/bilbatterier tåler 200 A+ i 10 sekunder, så må de hvile i flere minutter før et nytt startforsøk.

[hens]

Konvertering av utenbordsmotor er ikke veien å gå. Det blir masse unyttig vekt og tap.
Løsningen er nok et "Arneson"drev med overflatepropell. Dimensjonering av propell kan bli enkelt, da feltjustering kan endre dreiemomentkurven slik at den passer.
Elmotoren har maksimalt dreiemoment ved lave turtall, og det å plane opp båten blir derfor ikke noe problem.  Så synker dreiemomentet med økende hastighet.
Jeg har en elmotor som gir kontinuerlig effekt på 12 Kw ved 30 volt, eller omkring 4-500 ampere, men den kan kjøres med langt høyere spenning og strøm, en kort stund.  Vekt 30 kilo,  ENORMT dreiemoment og 8000 o/m. (Hoppetussemotoren)
   
De gamle motorene i White Zombie hadde et skilt hvor det sto 72 volt 200A, eller 14,4 kw.......!  Se forøvrig:  www.plasmaboyracing.com
Så ganger en spenning med 5 og strømmen med 10, og kjører i 11 sekunder.

Har du råd er nok lithiumbatterier det som egner seg best. For å prøve ut kan Exide Orbital være en billig løsning. Spør hos Sønnak, og forklar hva du skal bruke de til.

Forøvrig egner elmotoren seg ypperlig i deplasementbåter, jeg har 15 års erfaring med elmotor i min seilbåt.

[Baltor]

Konvertering av utenbordsmotor er ikke veien å gå. Det blir masse unyttig vekt og tap.

Men vær klar over at det finnes ganske spreke elektriske påhengsmotorer på foreksempel 4KW. (48V)
http://www.torqeedo.com
Kanskje en slik kan trimmes opp med høyere spenning?
Hva sier du Hens?
Dette firmaet leverer også ferdige Litium 24 v pakker i vanntett boks, med innebygde BMS-er, ment for småbåter.
Norsk representant er Nofuel

[Piccolotn]

Takk for mange reflekterte og gode tilbakemeldinger.

Det er batterier som blir den store utfordringen skjønner jeg. Og hvor mye penger jeg har.. I utgangspunktet har jeg ikke tenkt på et budsjett en gang. Bare lekt med tanken.

Så vidt jeg kan forstå på dere, så er dette faktisk mulig å få til hvis man feks bruker skivemotor ala 2EL, og Litium batterier. Det blir en kostbar løsning, men vil sannsynligvis fungere bra.

Surfet litt rundt, og fant disse: (reklametekst)
"Apollo A-1200 Xtreme VRLA Batteri 48 Ah - L197 - B165 - H179mm - V14,7kg
Dette batteriet innholder 48Ah og har en kortsluttningstrøm på 1600A.
Indre motstand er på 4,5mO og det kan gå tomt over 500 ganger C3 til 80% uten å ta skade."

Hvis jeg kan ta ut 70% av disse batteriene, så ender jeg opp med en batteripakke som er stor nok teoretisk. Og vekten blir ca 88 kilo. Vekten blir antakelig litt for høy, men siden elmotoren har så bra dreiemoment så vil jeg kanskje plane likevel?

Jeg liker å tilnærme meg nye ting ved å prøve å få det "enkleste" til å virke først, og så utvide...

Hvis jeg seriekobler 6 stk startbatterier. Feks Apollo A1200. Og setter inn en regulator. Er det det som heter DC/DC converter?
Da vil jeg få en løsning med regulerbar gass, men ingen sikkerhetsmekanismer.

Hvis jeg da er disiplinert og slipper gassen umiddelbart når effekten merkes å bli dårligere, så kan jeg unngå å ødelegge disse batteriene.

Det forutsetter også at alle batteriene MÅ være likt ladet, eller vil det jevne seg ut selv?

Et Arnesen-drev ville vært mer effektivt. En bakdel ville vært at motoren måtte vært inni båten sammen med batteriene. Båten er liten, og det er også flytemidler der... Dessuten ville styringen blitt endel tyngre. Idag er det wirestyring.

Har surfet litt på Torqueedo. Har også sett på youtube at to slike kan dytte en nokså stor båt i plan. Spørsmålet er hvordan de fungerer sammen med en overflatepropell. Det er ganske store undervannshus på disse, som jeg antar vil lage stor motstand i høy fart.

Jeg er nok ikke blant de første som har tenkt denne tanken. Jeg har prøvd å finne noen som har gjort dette før på nettet, men ikke funnet noen. :-/

Mvh
Jon Harald

[bosonic]

Jeg støtter ditt batterivalg 100%. Dette batteriet har jeg faktisk selv testet ut som starbatteri i forskjellige biler og anleggsmaskiner. Det fungerte helt utmerket.
Batteriene er det siste du kjøper, da blybatterier må betraktes som ferskvarer.
Min erfaring er at det er gode muligheter til å prute på prisen når det gjelder batterier til spesielle ting! Dette prosjektet er jo et drømmeprosjekt for en batterileverandør.

Det som du benevner "en regulator" kalles en controller (eller motorstyring) på fagspråket.
Det er et godt utvalg på gode og "rimelige" controllere opp til og med 72V, derfor er det av prismessige grunner gunstig å ikke gå høyere i spenning enn 72V.
Jeg har kjøpt controllere fra Kelly, de er rimelige og fullt brukbare.

Kelly KD72500 er min anbefaling. Den kan yte 500A i 1min og 200A kontinuerlig, og er dermed bra tilpasset batteriene.
http://kellycontroller.com/kd7250024-72v500aseriespm-p-242.html
Et annet godt alternativ er Altraxcontrolleren:
http://www.cloudelectric.com/product_p/co-axe7245.htm   
I tillegg til controller må du ha:
- hovedkontaktor
- killswitch
- dødmannsknapp
- throttle
- hovedsikring
- nøkkelbryter
- kabler og kontakter
- lader
Samt instrumentering som voltmeter og amperemeter
Voltmeteret gir en indikasjon på hvor mye energi du har tilbake på batteriene, men du kan også montere et eget energimeter til dette formålet.

Skivemotoren som sitter i 2EL er en grei motor til sitt bruk, men i dette prosjektet er det ugunstig å bruke denne, da du vil få en noe puslete akselerasjon og toppfart.
Med en serieviklet motor vil derimot båten fremstå som utrolig rask. Denne motortypen er i tillegg svært robust og tåler godt å bli overbelastet, noe skivemotoren ikke liker noe særlig.
Seriemotorens egenart gjør at den yter mest effekt når den får størst motstand. Det er samme typen som blir brukt som startmotoren på biler.
Økes spenningen utover nominell spenning vil turtallet øke. Jeg vil derfor anbefale denne motoren som er konstruert for 36-48V men kan brukes opp til maks 96V.
Maks effekt 35hk (+)
http://www.cloudelectric.com/product_p/mo-es-33.htm   
Ulempen er muligens den relativt høye vekten på ca 26 kg.

Et annet alternativ til motor er denne børsteløse permanentmagnetmotoren
http://www.cloudelectric.com/product_p/mo-me-0913.htm   
Denne motoren krever en egen type controller.

Denne laderen vil fungere OK:
http://cgi.ebay.com/EV-Motorcyc-Smart-Charger-72V-10A-Lead-acid-battery-/110579809381?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item19bf11fc65   
(Jeg har selv testet den)

Å kun bruke en lader til å lade disse avanserte blybatteriene som Apollo, NorthStar, Hawker Genesis og Odyssey vil ikke være gunstig.
Disse batteriene er av typen AGM og er meget følsom for overspennig.
(Jeg har selv utviklet en krets som sørger for at dette ikke skjer.)