Onderwerp: Electrisch motoren met mijn Leisure 22

Maar even een nieuw draadje, in plaats van het fluistermotordraadje te vervuilen.
Na lang twijfelen, zoeken, uitproberen is voor de electrische voortstuwing van mijn Leisure 22 de keus gevallen op de Haswing Protruar 5.0. Een 24 volt motor, dus komt er ook een 24volt Lfpo4 accupakket.





De eerste proefvaart, nog met oude loodaccu´s:



Waarom deze motor? Hij is betaalbaar, eenvoudig, en heeft voldoende vermogen om mijn boot vooruit te krijgen. Op vol vermogen haal ik iets meer als 5knoop, dit haalde ik met de oude motor, een evinrude 4T 6pk volgas ook. Ik heb voor de grap eens een kraanweegschaal tussen de boot en een anker aan een lange lijn geplaatst, en eens gekeken hoe hard beide motoren ´trekken. Zegt wetenschappelijk gezien niet zo veel, maar was wel nieuwsgierig.






Nadat de ankerlijn was uitgerekt kwam ik met de Evinrude uit op ongeveer 60-65kilo. De Haswing deed het iets beter , 65-70kg> bij beide motoren is dit bij volgas. Ik heb het bij de Haswing ook geprobeerd te filmen, maar op één of andere manier heeft mijn telefoon dat filmpje niet opgeslagen. En er stond veel wind, en ik heb hiervoor een paar oude loodaccu´s gebruikt. Doen we nog een keer over met de toekomstige Lfpo4 accu.

De motor hangt natuurlijk meestal achterop de boot, en het is roofgoed. Maar hoe nu zoń motor goed op slot zetten? Meestal wordt er een buitenboordmotorslot gebruikt, maar een beetje boef neemt hem dan met motoorplankje en al mee. Want deze plankjes zitten meestal maar met een paar boutjes vast, heb je zo los. Bij mij zit de motor dus met een dikke ketting aan de boot vast Hiervoor heb ik een 2 delig blokje geprint, dat om de schacht van de motor past, en aan de binnenkant van een stevig hangslot. Het hele spul kan vrij bewegen, maar rammelt niet.

Voor de accu zocht ik nog een mooie oplossing, en dat wordt een kuststof bak. Deze vond ik in een afvalcontainer, en er passen makkelijk 8 314Ah Lfpo4 cellen + een BMS in.
Deze cellen en BMS:
www.nkon.nl/rechargeable/lifep...uEAQYASABEgLqJvD_BwE

jkbms-ess.com/nl-eu/products/j...lEAQYBSABEgJurvD_BwE






nu nog even wachten op de accu´s, kabels maken, etc.



Martijn

Die trekproef is een leuke om over te bomen. Immers zijn er veel draadjes geweest over het 'vermogen' van elektromotoren tegen het elektrische vermogen.

Want wat bewijst dat in dit geval?
De trekkracht bij stilliggende boot is tussen de 2 motoren zo ongeveer gelijk!

De vraag rijst: hoe kan het nou dat een elektromotor bij 2400W (3.2 pk) dezelfde stuwkracht levert als een benzinemotor van 5 pk. Waar is het betere rendement door verklaarbaar?

Ik wil daar graag aan rekenen.

-Welk vermogen produceert de benzinemotor? Ik heb het toerental geprobeerd te meten adhv een android-app. Daar komt 4200 toeren uit en dat vind ik aannemelijk. Ik kan niet precies het maximum toerental vinden van deze motor, maar ik denk dat we kunnen schatten dat de motor met deze schroef en stilliggende boot ongeveer 4.5 pk produceert. Het is normaal dat een varend schip een hoger toerental bereikt, in mijn ervaring is dat 30% meer. Dat zou dus wel in de buurt van het max. toerental van de motor zijn, dus daar is de 6pk wel beschikbaar.

-Welk vermogen produceert de elektromotor? Heb je toevallig ook een stroom- en spanningsmeting gedaan tijdens de paaltrekproef? Ik ga er nu vanuit dat motor goed aan zijn vermogen komt, dat is ook mijn ervaring van een vergelijkbare test met zo'n motor. Dat is dus 3.2 pk. (overigens is de enige verklaring hiervoor dat de schroef iets gunstiger maat heeft voor deze toepassing, dan de benzinemotor)

We kunnen niet anders dan concluderen dat de elektromotor met zijn kleinere vermogen toch harder trekt. De verklaring kan 'm alleen zitten in een beter schroefrendement. Dat is ook wel logisch: een benzinebuitenboordmotorschroef is over het algemeen kleiner dan die van een e-bbm, en draait sneller. Daarvan is het rendement dus lager.

Om dat te verduidelijken zal ik een ander experiment aanroepen:
Ik heb recentelijk met een aantal bootjes uit de haven paaltrekproeven gedaan.
-Roeiboot met dieselmotor 8pk met grote 15" schroef: 120kg
-Opblaasboot met benzinemotor 8pk met kleine schroef: 80kg
Is wel duidelijk hè?


Dat betekent niet dat de vergelijking tussen een boot met dieselmotor op een normale schroefas hetzelfde zal uitpakken!
Daar is het schroefrendementsverschil tussen de brandstof- en elektromotor niet of nauwelijks verschillend!

---

De enige vraag die blijft is: is de elektromotor ook sterker bij varende boot?
Ik denk het tegendeel: de benzinemotor is dan toch sterker. Het rendementsverschil is niet voldoende om het verschil in vermogen te maken. Maar waarom haalt het bootje nou geen hogere snelheid met de benzinemotor?
Dat kan aan 2 dingen liggen:
-óf ik onderschat het verschil in toerental tussen stilliggende boot en varende boot
-óf de toename in vermogen is niet voldoende om de boot serieus harder te laten gaan. Deze zal ik nog iets nader verklaren:

Zelfs ver onder de rompsnelheid van een boot gaat de toename van snelheid gaat veel meer dan linear met het vermogen omhoog. Dat is namelijk kwadratisch of zelfs nog iets meer. In de buurt van de rompsnelheid is het nóg veel zwaarder.

Om dat te quantificeren haal ik er een staatje bij van mijn grote schip:
toerental (tpm) vermogen (pk) snelheid (km/u)
700 22 10.5
800 32 +45% 11.8 +12%
900 45 +40% 12.5 +6%
1000 60 +33% 13.0 +4%

Hieraan kun je wel zien dat de toename van vermogen steeds minder snelheidsvermeerdering oplevert.
In de buurt van de rompsnelheid (en dat is 5.0kn bij de Leisure 22 toch al), wordt het nog slechter.
Ik weet het, want ik had een Leisure 23, en daar kon ik met een dieselmotor van 8pk slechts 5.5kn halen. 2 pk meer, en nauwelijks meer snelheid.

Maar het antwoord is dus hoogstwaarschijnlijk wel: Martijn's keuze van elektromotor is vermoedelijk een goede vervanger voor de benzinemotor die hij had!
Dat wordt wel een klein beetje in de hand geholpen doordat een benzine-buitenboordmotor een vrij slecht rendement levert, maar dat geeft niet.

Mooi werk dus, Martijn. Nu nog een mooie accubank die je uren-lang voort kan stuwen. Laat de stilte je maar tegemoet komen!

mrtnm schreef :
Je hebt de links gekopieerd als tekst uit het andere topic, en daarbij is een deel van de link verdwenen, omdat lange links ingekort worden in de tekst.

Moet zijn:
www.nkon.nl/rechargeable/lifep...o4-3-2v-grade-a.html
jkbms-ess.com/nl-eu/products/j...ery-pack-jk-b1a8s20p

daan1508 schreef :
Sorry voor de lange quote, maar ik wil mijn bijdrage graag bij die van Daan1508 houden. Wat ik overigens voor het grootste deel een goede bijdrage vind.

Op één ding na.

Je gaat wel heel makkelijk voorbij aan de vraag waarom de elektromotor blijkbaar een grotere schroef aan kan. Dat is namelijk omdat een elektromotor bij een heel laag toerental al maximaal koppel levert. Zou je dit bij een benzinemotor, of diesel proberen, dan zal de motor het toerental, waarop het zijn maximale koppel levert, niet halen.
Dus ook bij een inboord diesel met schroefas is het rendement van een diesel met schroef wel degelijk verschillend van een elektromotor met geschikte schroef. Stinkrammeldingen hebben een heel andere vermogensopbouw karakteristiek dan elektromotoren.
Zijn al lange draadjes over geschreven (waar ik de conclusies van sommige bijdragen ook niet persé deel).

Mrtnm: veel dank voor dit topic van jou!

Heel interessant, al deze bespiegelingen. Ik heb ook een 6pk bbm, een Mercury, maar dat zal niets uitmaken. Die heeft best moeite met mijn bootje, 23 voet, 1000kg multiplex. Die boot is vooral heel gevoelig voor tegenwind en steile golvend door haar hoge en brede opbouw, waardoor ik soms flink gas moet geven om haar boven de 4 knopen te houden. Ook heeft die motor erg veel moeite om de boot af te remmen wanneer dat nodig is. Ik denk dus regelmatig aan een grotere schroef, of een electrische oplossing. Maar kom er eigenlijk niet zo goed verder mee. Ik ben ook wel benieuwd naar het totale kostenplaatje. Ik zou wel willen dat ik er juist bij slechte omstandigheden op kan rekenen dat de accu's het, zeg, minimaal 2 uur uithouden bij vrijwel volgas.
Ik lees dus graag mee!

blauweaaf schreef :
Wat je voor je Mercury nodig hebt is niet zozeer een grotere schroef, maar ééntje met een kleinere spoed.
Ik heb jarenlang met een Victoire 22 met een Mercury 6 pk met een zogenaamde werkschroef gevaren. Dat was een ideale combinatie. De boot accelereerde sneller, had veel meer vermogen achteruit dan met vorige motoren. Ook geen problemen met tegenwind.
Ga eens naar een Mercury-dealer en vraag naar een werkschroef voor je 6 pk. Hij weet dan wel wat je bedoelt.

Maar overstappen op electrisch kan natuurlijk ook. Jouw keus.

De verbrandingsmotor kan in deze bollard-pull test met deze schroef onvoldoende koppel leveren om op toeren te komen. Het toerental waarbij deze motor haar maximale vermogen kan leveren wordt daardoor niet gehaald.

De Electromotor heeft onderin wel koppel beschikbaar en levert dus gewoon meer vermogen als je er meer stroom naartoe stuurt (door aan de "gashandel" te draaien).

Een electromotor met gelijk vermogen als een verbrandingsmotor kan daardoor van een grotere schroef worden voorzien. En grotere schroeven zijn efficienter: je kunt beter veel water een beetje verplaatsen dan weinig water véél verplaatsen

Prima keuze voor TS en leuke test!

Steef Ton schreef : Nachtvlinder schreef :

Ik begrijp jullie gedachtengangen, maar ben het er toch niet mee eens.
Want: een elektromotor is net zo goed als een dieselmotor koppelbeperkt én vermogenbeperkt.

-Bij een dieselmotor is het koppel beperkt doordat er een einde is aan de hoeveelheid lucht.
Eventueel is er een toerentalafhankelijke koppelbeperking omdat de motor onderin toeren slechter ademt.
In de praktijk valt dat mee, zie grafiek van koppel van een Yanmar 2cilinder:


Die is. Eh. Hartstikke vlak. Sorry jongens, maar bij net boven stationair toerental is er 90% van het koppel van bij vol toeren beschikbaar. Dus de dieselmotor heeft bij elk toerental het volle koppel.


-Bij een elektromotor is het koppel beperkt doordat er niet meer stroom dan een bepaalde hoeveelheid toegelaten mag worden. Meer dan dat, en de windingen verbranden. Dat is vervolgens niet toerentalafhankelijk (maar was bij de dieselmotor ook niet, net bewezen). Hoogstens doordat er misschien een ventilator op de motoras meeloopt.

Er is wel een verschil:
Sommige elektromotoren zijn zowel koppelbeperkt als vermogenbeperkt. Beide heeft te maken met de afvoer van warmte. Dat kan wel zo uitpakken:
-bij vol toeren en vol vermogen wordt 80% van het koppel benut
-bij 80% toerental, kan er nog steeds vol vermogen worden gemaakt, dit maal met 100% van het koppel

Juist dáár loopt de elektromotor wel voor. En ook juist dáárom kan de elektromotor bij bollard-pull-scenario beter presteren. En dat is natuurlijk wel een voordeel!!


Maar uiteindelijk wordt de schroef daar niet groter door.
De keuze voor schroef bepaal je op basis van het maximum vermogen (en dus niet koppel!!!!!!) dat de motor kan leveren, en de snelheid die je wil dat het schip kan halen.
Hoe de bollard-pull dan uitpakt? Alleen bij een sleepboot belangrijk.

In de praktijk is het verminderde vermogen bij bollard-pull ook geen echte beperking. Het is in ieder geval niet de reden waarom een elektromotor een beter rendement heeft.

Dit alles is natuurlijk níet waar voor een benzinemotor. Juist die motoren hebben wel een sterk variërende koppelkromme...

---

Tegelijkertijd zou het er ook helemaal niet toe doen! Ik laat nu de vermogenskromme van een dieselmotor en die van een schroef zien:


Zie je dat overal in de curve, behalve bij het maximaal vermogen, het door-de-schroef-gevraagde vermogen véél lager is, dan dat wat de motor kan produceren?
Dat is ook goed te verklaren.

Motorvermogen gaat linear met het toerental, mits koppel constant is (en dat hebben we gezien).
Schroefvermogen gaat ~ 3e macht met het toerental.



Conclusie:
het is in mijn optiek geen voordeel dat

of dat
maar simpelweg wel een voordeel dat deze elektromotor een beter presterende schroefmaat heeft.

---

Waarom heeft een benzinebuitenboordmotor zo'n slecht werkende schroef?

Twee redenen:
-compact. Schroef wordt expres vrij klein gehouden met als voordeel weinig diepgang, kleiner te vervoeren, etc. Dus die schroef moet hard draaien en dus slecht rendement
-primair bedoeld voor planerende vaartuigen: het spelletje vermogensopbrengst verandert erg sterk als het water heel snel gaat langsstromen. Gunstiger als de schroef dan ook sneller draait.

Eigenlijk is het dus een beetje een appels met peren-test. Of je zou ook kunnen zeggen dat de buitenboordmotor die Martijn had, eigenlijk niet zo gunstig is voor gebruik op een zeilbootje.
En dat is natuurlijk ook zo! Maar het was ruim goed genoeg, en dat is ook prima.



Al met al zou je wel kunnen zeggen: voor langzaamvarende toepassing is een elektrische buitenboordmotor van vermogen x net zo sterk als een benzinebuitenboordmotor van vermogen x*1.5, simpelweg omdat de schroef beter past bij de toepassing.
Maar ik blijf er bij dat het in vergelijk met een gewone dieselmotor op schroefas heel anders uit zou pakken.
Daar zouden de opbrengsten toch dicht bij elkaar liggen.

Ik krijg er meteen zin van om dat te gaan proberen. Ik kan alleen niet meer presteren dan een bootje met dieselmotor op schroefas, en een elektrische buitenboordmotor. Nog een beetje appels met peren dus...

Duidelijk, ik moet toch nog een keer een werkschroef proberen.

Maar, voor dit draadje heb ik ook nog een domme vraag. Hoe ga je om met je 12 volt apparatuur als je een 24 volt accu maakt?

blauweaaf schreef : 24V -> 12V DC-DC omvormer plaatsen. Die heb je in vele groottes, prijzen en merken. Bijv. Victron maakt ze (Orion) maar ook te krijgen via de welbekende chinese webwinkels.

In ieder geval niet halverwege je accu bank gaan aftakken, dan krijg je onbalans in je accu pakket.

@Daan: nu vergelijk je opeens met een scheepsdiesel; TS heeft het over een benzine BBM!

Verder eens met je verhaal! Overigens kan een BLDC electromotor heel goed langdurig koppel leveren bij weinig toeren.

Sommige apparatuur die zelf een ingebouwde omvormer heeft accepteert een hele ruime spanning (bijv. 10-30V) en kan je gewoon direct op de 24V accu gebruiken.

Nachtvlinder schreef :
Vergelijk ik overigens ook, maar maakt niet uit: het toerental dat de motor hier bij bollard-pull draait is in de buurt van het maximum koppel-toerental.

Dan zal het schroefje lucht slaan en in z’n eigen turbulentie werken. Weliswaar hard slagroomkloppen maar niet het vermogen afgeven wat die motor kan leveren. Een grotere diameter schroef zou hier in het voordeel werken, zolang de benzinemotor voldoende koppel levert om in z’n gebied te komen om z’n max. vermogen te leveren. Dat zal hoogstwaarschijnlijk niet het geval zijn bij een grotere schroef.

Hebben we de koppelcurve van die BBM ergens?

De discussie lijkt flink af te drijven naar een vergelijkende beschouwing tussen verbrandingsmotor en elektromotor.

TS mrtnm heeft zijn keuze al gemaakt voor de Haswing Protuar 5.0 (op 24 V) en heeft deze reeds tot tevredenheid uitgeprobeerd.

Als ik goed gelezen heb wil hij een 24V LiFePo accupakket gaan samenstellen.

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Dat klopt, motor hangt al achterop de boot. De reactie van Daan had ik verwacht, ik ken hem wel een beetje. Hij gaat er inderdaad vrij diep op in, leuk en leerzaam om te lezen
De Evinrude is uit 2000, nog een echte Amerikaan. Hij levert bij 5500 toeren 6pk, maarrr... er zit een vrij inefficiënte schroef op, zgn wiervrije schroef. vooruit redelijk, maar achteruit deed hij niet zoveel. Weegt daarnaast ook nog eens 32kg. In het filmpje draait hij plankgas, geluid klopt niet helemaal.



De electromotor heb ik niet echt op vol vermogen kunnen testen, de loodaccu´s trokken dat niet meer. De motor is borstelloos, met permanente magneten in het anker. Verder wordt er waarschijnlijk gebruik gemaakt van een soort PWM regelaar.
Met een goede accu trekt deze motor op vol vermogen 105 ampere. Bij de allereerste test heb ik even ¨volgas¨ gegeven, tikte al vrij snel de 4,5-5 knoop aan, maar de accu´s storten dan behoorlijk in, dus meteen maar minder vermogen gevraagd. Moet nog even een maandje varen met deze accu´s totdat de Lfpo4 cellen er zijn. Dan verwacht ik dat de motor nog beter presteert.


Martijn

mrtnm schreef :
Dat van die schroef is wèl een serieuze nuance in het trekproefverhaal.
Met een 'werkschroef' was de verbrandingsmotor ruimschoots sterker gebleken dan de elektrische bbm, denk ik.
De schroef die nu op de Evinrude zit heeft bij de trekproef voornamelijk luchtbellen geslagen.

Wadloper schreef :
Heb je dat gemeten of neem je dat aan?

Steef Ton schreef :
De foto die mrtnm in zijn pots heeft geplaatst als voorbeeld van hoe zijn schroef eruit ziet, maakt duidelijk dat het hier gaat om een schroef die bedoeld is voor snel varen met (semi-)planerende boten. De schroefbladen van een werkschroef zien er wezenlijk anders uit.
Zo'n 'snelvaar' schroef heeft, door zijn vrij grote spoed bij het accelereren vanuit stilstaand in eerste instant nauwelijk grip op het water en wordt pas effectiever als de boot enig snelheid heeft. Bij een niet voorwaarts bewegende boot treedt bij een dergelijk schroef flinke cavitatie op (wat ik 'luchtbellen slaan' noemde).

Er zijn niet voor niets bb-motoren die de toevoeging 'sail power' dragen. Die bbm's hebben wèl een werkschroef.

ok, dank voor je antwoord.
Niet gemeten dus. Aanname.

Steef Ton schreef :
Ja. Een gefundeerde aanname, wel te verstaan. Maar ik proef scepsis in je antwoord.
Wat mrtnm zelf erover schrijft (" vooruit redelijk, maar achteruit deed hij niet zoveel") past precies in het plaatje.

Ik heb geen idee of je zelf ooit een boot met een bbm hebt gevaren, maar de meeste bbm's worden geleverd met een schroef die slecht werkt in combinatie met waterverplaatsers (boten die niet sneller kunnen varen dan hun rompsnelheid). Het verhaal is hier al vele malen aan de orde geweest.

Wadloper schreef :

Ja, heb ik. Veel en vaak. Ook met 'werkschroef'.

Ik noem je redenatie een 'aanname' omdat je net als veel anderen hier niet naar de andere motorvermogen karakteristiek van een elektromotor kijkt. Een stinkrammelding geeft zijn topvermogen af bij een heel klein toerentalgebied. Voor het koppel geldt, zeker voor benzinemotoren, zoals Daad1508 terecht opmerkt, hetzelfde. Dat geldt niet voor een elektromotor, zoals in de Haswing.

Bij auto's is het gemiddelde rendement tenminste dubbel dat van stinkrammeldingen (idd, gemeten en geanalyseerd door mij en mijn leerlingen). Bij bbm's zal het niet heel veel anders zijn (maar idd: dat is een aanname, 'gefundeerd').

terug naar het topic.
Geweldig leuk dat je jouw bevindingen hier publiceert, Mrtnm! Ik wilde enkel zeggen dat mijn bevindingen, met een bijna identiek soort motor (heette vroeger Amarew) precies dezelfde zijn. Mijn Amarew 120 heeft een vermogen van 1400W (= ongeveer 2pk), maar is heel veel sterker dan de Yamaha 2pk die ik vroeger gebruikte voor mijn rubberbootje.

Ik ben erg benieuwd jouw praktijk bevindingen te lezen, als je de Lfp's geïnstalleerd hebt.

Steef Ton schreef :
Zeg wat?

Zou het resultaat van een al te voortvarende auto-correctie van de gebruikte editor, maar ik heb niet het idee dat dit een bestaand woord is.