Hybriddrift (Dieselelektrisk drift båt)

Robot, CNC, Pneumatik, Hydraulik, mm
Zephyrlius
Inlägg: 14
Blev medlem: 30 juni 2015, 10:08:08

Hybriddrift (Dieselelektrisk drift båt)

Inlägg av Zephyrlius »

Hänvisar till tidigare skapade trådar gällande detta problem, för den intresserade se historisk info i nedan trådar.

https://www.maringuiden.se/forum/topic/ ... erprojekt/

https://www.maskinisten.net/viewtopic.p ... d157b3e53c

Hoppas det är okej att länka.

I korthet är problemet såhär, jag har en dålig drivlina och min tanke i dagsläget är att byta ut denna mot remdrift som jag ritar ihop själv o använder standardkomponenter till det mesta. Fördelen med denna är också att den tar ut en del vibrationer från motor. Observera att denna båt har vinkelväxel så det är ingen rak drivlina vi pratar om.

I dagsläget sitter motorn fel i förhållande till vinkelväxeln (fel kardanvinklar)

Innan jag drar igång med den lösningen ville jag stämma av lite här mer er som har lite bättre förståelse för el hur komplicerat/dyrt det skulle vara om man istället byggde om till diesel elektrisk drift.

Jag är isf inte av vibrationsskäl intresserad av någon hybrid med elmotor i serie utan att elmotorn ska vara den enda motor som är ansluten till propelleraxeln och sedan fungerar dieselmotorn som ett elverk ihop med en kraftig generator.

Detta är inte riktigt mitt kompetensområde så rätta mig gärna om jag svamlar,

Då kommer mina första funderingar AC eller DC?

Det finns 3,5kw bortslösa dc 48v till skapligt pris och med färdiga styrningar till. Det är ju ganska tacksamt för 4st seriekopplade batterier.

Men hur skulle man då göra generatordelen bäst?

Eller så kör man AC-motor o frekvensomriktar för att styra varvet? den dyrare vägen? eller svamlar jag?

Kom gärna med input.

Vi pratar en 6m 1.2ton tung långsamtgående båt. Den har en dieselmotor på 16hk.

Jag förstår krångleriet med att använda motorn som generator med allt vad det innebär för varvtalsstyrning/effektavkänning.

Kan man tänka sig att använda generator-elmotor som en växel? förstår ni hur jag tänker alltså typ acgenerator o acmotor sedan styr varvtalet hos dieseln farten på elmotorn.
JB007
Inlägg: 12
Blev medlem: 15 september 2015, 00:58:10

Re: Hybriddrift (Dieselelektrisk drift båt)

Inlägg av JB007 »

Du kan ju kolla lite på ett lenonardo system Dieselmotor - DC generator - DC motor man styr med att variera fältströmen på generatorn
Zephyrlius
Inlägg: 14
Blev medlem: 30 juni 2015, 10:08:08

Re: Hybriddrift (Dieselelektrisk drift båt)

Inlägg av Zephyrlius »

Absolut ett intressant system. Det ger ju dieselelektrisk drift på ett enkelt sätt.

En DC-generator är det samma sak som en DC-motor eller behöver man köpa en dedikerad DC-generator?

Om man vill använda ren eldrift i detta system hur skulle man gå tillväga rent praktiskt?

Och hur blir det med laddning mot batteribank? (Det kanske räcker med 95A generatorn som sitter på motorn).

Det passar ju perfekt som en elektrisk växel :) men skulle man kunna få med eldriften också på ett enkelt sätt vore det helt perfekt.

Den sida jag kikat lite på för elmotorer är goldenmotor.com och sedan BLDC-motorer.

Om man skulle ha en asynkronmotor kopplad till dieselmotorn och en likadan kopplad till drivlinan skulle det i praktiken fungera som en elektrisk 1:1 - växellåda?

Kanske en dum följdfråga men om man skulle köra DC-generator direkt till DC-motor och variera varvtalet, hur beter sig då den drivlinan skulle DC-motorn variera varvtalet mot motorns varvtal?
Användarvisningsbild
arvidb
Inlägg: 4537
Blev medlem: 8 maj 2004, 12:56:24
Ort: Stockholm

Re: Hybriddrift (Dieselelektrisk drift båt)

Inlägg av arvidb »

Zephyrlius skrev:Jag är isf inte av vibrationsskäl intresserad av någon hybrid med elmotor i serie utan att elmotorn ska vara den enda motor som är ansluten till propelleraxeln och sedan fungerar dieselmotorn som ett elverk ihop med en kraftig generator.
Jag tror att detta kallas just seriehybrid. Parallellhybrid är när båda motorerna driver tillsammans.
Zephyrlius skrev:Kanske en dum följdfråga men om man skulle köra DC-generator direkt till DC-motor och variera varvtalet, hur beter sig då den drivlinan skulle DC-motorn variera varvtalet mot motorns varvtal?
Det bör den göra ja. Utspänningen från DC-generatorn är beroende av varvtalet, och varvtalet på DC-motorn är beroende på inspänningen. Givet att det är permanentmagnetmotorer. Motorer med separat fältlindning styrs annorlunda (har inte full koll på detta).
Zephyrlius skrev:Om man skulle ha en asynkronmotor kopplad till dieselmotorn och en likadan kopplad till drivlinan skulle det i praktiken fungera som en elektrisk 1:1 - växellåda?
En asynkronmotor går inte att använda som generator utan lite extra styrning, om jag fattat rätt. Du måste ha något som sätter igång fälten i motorn innan den går som generator. Igen - har inte full koll på detta.


Om du vill kunna köra med ren eldrift och ändå ska investera i batterier så kanske det är lämpligt att använda dieseln på ett fast varvtal och med fast last, där den har som bäst verkningsgrad? Kolla på LiFePO4-batterier, dessa kan ev. bli billigare i längden än blybatterier eftersom de tål djupare urladdning (kräver lägre total kapacitet) och fler cykler. Men nu är vi väl inne på 50000:- snarare än 5000:-.

(Jag har ingen erfarenhet av sådana här konverteringar men tycker att det skulle vara skitkul att genomföra en någon gång - bara så du får ett hum om vad mina tips är värda. ;))
Janson1
Inlägg: 1338
Blev medlem: 1 december 2016, 09:06:02
Ort: Marks Kommun

Re: Hybriddrift (Dieselelektrisk drift båt)

Inlägg av Janson1 »

Jag har tittat på din länk till Maskinisten och har lite undringar: Om du nu skall ha en elmotor som skall driva propellern, går det att undvara kardanen? Vilken medeleffekt (ungefär) brukade du köra på när dieselmotorn satt i?
Hur långa körpass rör det sig om? Vill du kunna köra på bara el en stund, ett längre tag, eller inte alls? Prislapp på hela skapelsen. Hur mycket kan du göra själv? Har du någon/några komponenter redan?
Användarvisningsbild
TomasL
EF Sponsor
Inlägg: 45167
Blev medlem: 23 september 2006, 23:54:55
Ort: Borås
Kontakt:

Re: Hybriddrift (Dieselelektrisk drift båt)

Inlägg av TomasL »

Fans en segelbåt på 70-talet som hade en diesel hydraulisk drivlina, kommer dock inte på vad den hette.
Motorn satt midskepps på styrbord sida, typ och drev en hydraulpump vilken i sin tur drev en hydraulmotor som var kopplad till S-Drevet.

Hittade ett papper om elhybrid-drift på segelbåtar
http://www.diva-portal.org/smash/get/di ... TEXT01.pdf

https://www.vetus.com/en/power-hydrauli ... lsion.html
Zephyrlius
Inlägg: 14
Blev medlem: 30 juni 2015, 10:08:08

Re: Hybriddrift (Dieselelektrisk drift båt)

Inlägg av Zephyrlius »

Om jag skulle välja att gå på elmotor som alternativ så skulle det innebära att undvara kardanen. Så skulle även vara fallet med remdrift.

Tanken är att elmotorn skulle sitta direkt på propelleraxeln, framåt. Det finns plats för en elmotor där.

Eftersom denna drivlina inte fungerade speciellt bra utan skakade mycket så blev det naturligt att man låg lite lägre i hastighet.

Oftast körs runt 3-4,5knop, maxhastighet 7-8knop. Önskvärt hade nog varit 5-6knop.

Vilken medeleffekt som nyttjas när man kör med dieselmotorn är svårt att säga.

Se effektkurvan för motorn.
m2_06_3-399x399.jpg
Kollar man där på området 4-16hp mot farten kan man tänka sig så skulle man nog vilja ha runt 10kw elmotor vid direktdrift för att kunna få ut effekten. Tänker att man vill hamna runt 2000-2500rpm med dieselmotorn som max. Sedan låter/vibrerar den för mycket i förhållande till vad som är värt.

Kollar man på hur långa resorna brukar vara så ligger dom oftast under timmen i marschfart.

Tanken var väl främst att nyttja elmotorn som växellåda för att slippa vibrationer men även att i framtiden kunna uppgradera med större batteriebank för eldrift och reglage för att kunna varvtalsstyra vid eldrift.

Vad det gäller pris så vill jag hamna under 15.000kr för delarna.

Men självklart så lågt som möjligt, båten är inte värd speciellt mycket.

Tanken är att göra allt arbete själv.

Om vi tänker såhär. Vi har ju dieselmotorn som är varvtalsstyrd. Den levererar 800-2500rpm. 0-10kW. tänker maxeffekt elmotor 10kW.

Den egentligen intressanta frågan är väl vilket varvtal elmotorn får i förhållande till dieselmotorns varvtal om man skulle använda sig av en DC-generator till DC-elmotor (Om det är den bästa vägen att gå?)

Min förståelse för hur kurvan ser ut för elmotorn och hur den beter sig är inte problemet, det jag saknar är förståelse för är hur en DC-motor beter sig om man använder den som en generator och hur det fungerar rent praktiskt (Eller om man ska köpa en dedikerad DC-generator) Vad nu som skiljer en sådan mot en DC-motor?.

Blir verkningsgraden/uteffektkurvan densamma om man vänder på maskinen så att säga eller hur ser formeln ut för generatordrift.

Om man skulle bygga en elektrisk växellåda av AC-motor-AC-generator hur skulle denna bete sig i jämförelse med DC-DC varianten?
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Janson1
Inlägg: 1338
Blev medlem: 1 december 2016, 09:06:02
Ort: Marks Kommun

Re: Hybriddrift (Dieselelektrisk drift båt)

Inlägg av Janson1 »

Som motor så tror jag nog mest på en trefasmotor med tillhörande styrning, den har nog högsta verkningsgraden och den har inga kol som slits ut. Jag tror dom finns för 48 volt också. Fyra 12 volts/60 Ah batteri blir nog ca 3 kwh totalt, vilket skulle innebära en knapp halvtimma på max effekt och betydligt längre på lågeffekt. Sedan generatorn: En generator är en ganska dyr pjäs oavsett. Först och främst, jag tycker man skall se detta som två separata system där det ena systemet driver båten och det andra systemet tankar upp drivbatterierna. Man kan ju ha 2 st bilgeneratorer 24 volt/så stora som möjligt som drivs av dieselmotorn vid behov, sedan kan man ev komplettera med solceller. En vindgenerator vet jag däremot inte om man vill ha i längden... Man kan ju köpa ett färdigt trefas elverk och en transformator och dra igång elverket då och då vid behov, samtidigt har man ett elverk till vintern om så behövs... 15000 kr är nog svårt att hålla hur man än gör? Det finns en båt i våran trakt (Isa af Lygnern) som är helt eldriven, den har batterier upp till ett par hundra volt och två trefas elmotorer, två fartreglage och två propellrar. Dom laddar med Markström endast och går dagsturer punkt A-A.
Det systemet var inte billigt men har fungerat väl.
Janson1
Inlägg: 1338
Blev medlem: 1 december 2016, 09:06:02
Ort: Marks Kommun

Re: Hybriddrift (Dieselelektrisk drift båt)

Inlägg av Janson1 »

Verkningsgradsmässigt så tror jag bästa verkningsgraden är motorn direkt på växellådan. Sämsta är hydraulpump/hydraulmotor. Om man optimerar varvtalet på dieselmotorn och inte varmkör utan startar motorn som sen direkt ger marcheffekt (2300-2400 rpm) till generatorn så är jag tveksam till om det blir bättre än "direkt" dieseldrift. Det är många ställen som skäl effekt, generatorn i sig själv har ju en fläkt och dess egna verkningsgrad är väl runt 85-90%, likaså motorn. Själva fartreglaget har nog över 95% verkningsgrad. Batterier: dom billigaste är nog blybatterier, jag vet inte dess förlust men dom skall ju överladdas lite? Litium däremot skall absolut inte överladdas, jag tror dom har betydligt bättre verkningsgrad, prislapp också... Det är förluster överallt, tom. kablarna. Ju fler pryttlar, ju mer förlustställen. Men det är tyst att åka elektriskt, i alla fall första halvtimman...
Micke_71
Inlägg: 947
Blev medlem: 18 september 2004, 22:47:23

Re: Hybriddrift (Dieselelektrisk drift båt)

Inlägg av Micke_71 »

Den typen av teknik finns i vissa fartyg och i dieselelektriska lok. Jag har faktiskt precis lyft ner ett växelhus till fartyg från maskinen här på jobbet. https://www.rolls-royce.com/~/media/Ima ... a=en&w=740

Elmotorn är ju den smala delen o fixa men det går en bra slant ändå för 10kw. Men hastighetsskillnaden på en båt i diplacementfart är inte så stor mellan 5 o 10kw. Du skapar bara mer svallvågor.

Men att hitta en bra generator o koppla på din dieselmotor kan vara lurigare för vettigare pengar.

Om du har 4batterier i serie och monterar på 4st 140A bilgeneratorer som var och en få ladda ett varsitt batteri. Så borde du klara 5kw.
Användarvisningsbild
gunne
Inlägg: 2070
Blev medlem: 17 juni 2004, 15:00:31
Ort: sthlm
Kontakt:

Re: Hybriddrift (Dieselelektrisk drift båt)

Inlägg av gunne »

Jag byggde ett elmotorsystem till min segelbåt förut. Dock bara batteridrivet och som backup hade jag ett 1 kW elverk som man kunde köra under drift. Då kunde man ligga på kanske 3 knop kontinuerligt med elverket igång.

Jag körde på ett sånt här kit: http://www.robotmarketplace.com/product ... bl275.html

Om jag skulle göra ett liknande projekt igen skulle jag köra dieselelverk -> laddare -> batterier -> elmotor. Kanske inte det effektivaste men hyffsat billigt.

Min motorinstallation råkade bli dränkt i busigt väder utanför gotland och jag lyckades få försäkringsbolaget att betala för att ersätta hela systemet. Det dränkta drivsteget är nog rökt men elmotorn borde man kunna kicka igång tror jag.

Är du intresserad av att köpa loss motorn (och drivsteget)? Jag kan skicka den till dig. Om du får igång den kan du få betala ett skäligt pris och om den är död så behöver du inte dega nåt alls.
Elman
Inlägg: 283
Blev medlem: 21 januari 2017, 12:41:55

Re: Hybriddrift (Dieselelektrisk drift båt)

Inlägg av Elman »

Roligt projekt..
tänkte bara tipsa om "Isa af lygnern" elbåt i sjön lygnern med turer ...skulle tro hon är en av Sveriges första riktiga elbåtar om man bortser från kanoter och 3m gummibåtar.. finns på info webben.

skippar man hydralisk,dropplådor och remdrifter, utan satsar direktdrivna så vinner man väl ca 10% i effekt förlust direkt?
Alla diesellok är har elektriska motorer i princip .hybriddrift i drivlinan är inget nytt med effekter på några tusen kw från 1950 talet .och dessa rullar i ännu Skillnaden är att nu finns bra batterier . :D
Skroten har ganska mycket med delar från Toyota Prius..
GFEF
Inlägg: 2370
Blev medlem: 4 december 2004, 18:44:04

Re: Hybriddrift (Dieselelektrisk drift båt)

Inlägg av GFEF »

Janson1

>Verkningsgradsmässigt så tror jag bästa verkningsgraden är motorn direkt på växellådan. Sämsta är hydraulpump/hydraulmotor.

Inte lätt att besvara vad som har bästa verkningsgraden.
En växellåda har också förluster.
Stora fartyg använder ofta lågvarviga dieselmotor direktkopplad till propeller borde bästa ekonomin.

Hydraulpump/hydraulmotor har rätt dimensionerade verkningsgrader över 90 % knappast sämre än mekanisk växellåda.
Janson1
Inlägg: 1338
Blev medlem: 1 december 2016, 09:06:02
Ort: Marks Kommun

Re: Hybriddrift (Dieselelektrisk drift båt)

Inlägg av Janson1 »

vad jag kan utläsa i tråden så måste (vill ha) han ha kvar den växellådan som sitter i båten. Min ide är att inte ha flera v-lådor utan bara "nödvändigt" och framför allt slippa kardanen. Om man nu skulle hitta batterier från en tex en Toyota Prius så borde det finnas elmotor, generator och styrsystem med från Prius, kan kanske vara värt att köpa en hel bil för slakt. Men jag tror detta kräver ganska mycket i kunskap både mekaniskt, elektriskt och mjukvarumässigt då jag är nästan säker på att det mesta behöver byggas om på något sätt. Sen tror jag inte ett batteripack från en Prius räcker, jag har för mig att dom va löjligt små från början så två tre packar eller en betydligt nyare Prius med större batteri, om man väljer laddhybrid kan man markströmstanka dom med, men nu börjar det bli dyrt?
Elman
Inlägg: 283
Blev medlem: 21 januari 2017, 12:41:55

Re: Hybriddrift (Dieselelektrisk drift båt)

Inlägg av Elman »

Gissar att dropp lådan är för att motorn skall hamna över propeller och roder över aktern och inte sticka vidare in i kupén/kabyssen där av problemet med att inte sätta en direktdrivlina med elmotor
Skriv svar