Cómo convertí mi Albatross Mk3 Runabout en un 25

Aug 31, 2023

Myles Lubbock explica cómo convirtió su Albatross Mk3 Runabout para que funcione solo con energía eléctrica...

Habiendo comprado un barco de proyecto sin terminar de una pareja que había comenzado a convertir una embarcación de aluminio memorable en un barco eléctrico, me enfrenté a la decisión de volver al motor de combustión interna (gasolina) o continuar con el vehículo eléctrico. Me decidí por lo último.

Ahora, después de tres años de trabajo, mi Proyecto eBoat de un Albatross 691 está completo. El barco tiene un motor refrigerado por agua de 30kW (40hp), funciona a 96V y puede extraer 500A a toda velocidad.

El primer año del proyecto se centró en la integración del motor y el controlador, el segundo año se realizaron pruebas con baterías de plomo-ácido a 48 V y el tercer año se centró en las baterías de iones de litio a 96 V. Pruebas recientes han visto al barco alcanzar un poco menos de 30 mph.

Navegará felizmente por los ríos Broads a 6 mph durante unas cuatro horas, por lo que tiene la capacidad de honrar el diseño original de la embarcación de la década de 1950.

En verano de 2019 me topé con uno de esos barcos 'Marmite' que, dada su falta de originalidad, no atrae a la curtida fraternidad Albatross.

Era un proyecto inconcluso de una pareja que quería convertir uno de estos clásicos vehículos de aluminio a propulsión eléctrica, pero desafortunadamente, por una razón u otra, no pudieron llevarlo a cabo, así que lo compré.

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Albatross Marine fue una compañía formada poco después de la Segunda Guerra Mundial, que utilizó las habilidades y los materiales disponibles en ese momento con buenos resultados. Una construcción de aluminio remachado era el diseño del casco y pesaba unos modestos 72 kg.

La compañía fue formada por Archie Peace y el honorable Peter Hives, hijo del presidente de Rolls Royce, y tenía su sede en St Olaves, cerca de Great Yarmouth, en Norfolk.

El barco original estaba equipado con motores Ford Anglia 93A y 100E marinizados en el interior, de aproximadamente 20-50 hp, dependiendo de las especificaciones y las actualizaciones, más tarde fundamentalmente mejorado a un motor Coventry Climax de 1220 cc donde una entrega de potencia más significativa y sorprendente de hasta 70 hp podría lograrse con la unidad de potencia mucho más ligera.

Taller de Albatross Marine en pleno apogeo. Foto: Marina Albatros

Esto se convirtió en un caballo de batalla común para el esquí acuático, así como en una elegante oferta para yates mediterráneos de gran tamaño. Los clientes incluyeron a Brigitte Bardot, Aristóteles Onassis, el Príncipe Rainiero de Mónaco, Grace Kelly, George Formby, el Príncipe Felipe, el actor Jon Pertwee y el Príncipe de Grecia.

Las técnicas de construcción de fibra de vidrio y los motores fuera de borda allanaron el camino hacia el final de esta marca de posguerra a principios de la década de 1960. Sin embargo, iba a haber luz al final del túnel; John y Charlotte Fildes han hecho un excelente trabajo al revivir el nombre de Albatross Marine con una tienda de repuestos en línea, muchos conocimientos, experiencia y consejos.

Además de suministrar piezas originales y de reproducción, también restauran los barcos originales a su antigua gloria, ¡si no un poco mejor, en mi opinión! La historia de Albatross Marine es fascinante y se puede encontrar más en su sitio web: AlbatrossMarine.co.uk

Día uno, recoger

El primer año se centró en la especificación, el diseño y la instalación. Me aventuré a Londres para recoger el bote, y unos cientos de metros más adelante tuve que detenerme y hacer un balance de mi compra. ¡Guau, qué maravilla, aunque no necesariamente del gusto de todos!

Todo el crédito de restauración debe ir a John y Charlotte, de Albatross Marine, quienes estoy seguro de que dedicaron numerosas horas a esta embarcación para llevarla a esta etapa. Poco después de recoger el barco, tuve que tomar algunas decisiones: a) devolverlo a su antiguo esplendor con un motor Coventry Climax (¡raro como los proverbiales dientes de gallina!) o b) continuar con la búsqueda de convertir el barco a propulsión eléctrica.

Como tenía interés en los aparatos electromecánicos y me dijeron que tratar de poner mis manos en un Coventry Climax era tan desafiante y costoso como un viaje a la luna, decidí proceder con la electricidad. ¿Qué tan difícil podría ser?

Salidas de potencia originales para motores Ford 93A y 100E

En primer lugar, busqué costos de empresas de conversión especializadas para hacer la integración. Todos preguntaron: ¿qué capacidad, voltaje, velocidad de propulsión y rango quieres lograr? Hice algunos cálculos rudimentarios de paquetes de cigarrillos y pronto me horroricé cuando me di cuenta del peso y el costo de lo que quería.

Una empresa citó: "Las lanchas rápidas siguen siendo una frontera, debido a la baja densidad de energía de la batería y las limitaciones de voltaje máximo". 'La batería para su proyecto sería demasiado pesada.'

Conociendo la química de las baterías y este campo tecnológico avanzaba rápidamente, pensé que podía comprometer el alcance, pero quería honrar la capacidad original de planear e, idealmente, tirar de un esquiador acuático. Puse algunas ideas en representaciones gráficas en un intento de comprender el alcance de lo que estaba tratando de lograr.

Ciclo de trabajo supuesto y consumo de energía

Después de mucho ir y venir, se me ocurrieron algunas aproximaciones para motores, controladores y baterías para darme un punto de partida:

Teniendo esto como punto de partida podría buscar el equipo para la instalación. Además de la complejidad de ubicar el equipo, me enfrenté a la pregunta de si necesitaba aumentar o disminuir el engranaje hacia el eje de transmisión.

Me dijeron que necesitaba una relación de 2:1 (motor:prop) para maximizar la eficiencia del motor. Pruebas de río Inicialmente opté por baterías de plomo-ácido de 48 V, una combinación de cuatro baterías de ocio de 12 V extremadamente grandes y pesadas conectadas en serie. Durante el primer año, esta parecía la ruta más sensata y rentable.

Disposición eléctrica

Mientras tanto, también se adoptó un sistema de relación de transmisión accionado por correa de 2:1. Se costó una suma impresionante de 'dinero de pasatiempo' para rediseñar el software del controlador para incluir características sutiles para rendir homenaje al diseño original, que incluyen controles gemelos de acelerador, pie y mano, un cuentarrevoluciones analógico para mostrar la velocidad de hélice en un buen Calibre tipo Smiths.

También se tuvo que diseñar un nuevo cableado desde cero para acomodar desconexiones de servicio, contactores, así como un sistema de carga doméstico seguro. En el segundo año se realizaron las primeras pruebas con las baterías de plomo-ácido de 48V.

Mi amigo Mike Bishop, propietario de un Albatross Mk3 y un Continental, se ofreció como acompañante en mi viaje inaugural en el Orwell en Levington Marina. Antes de hacerlo, registré el barco con la Autoridad de Norfolk Broads y obtuve la certificación BSS.

Estimaciones de energía y química de la batería

Pensé que un segundo par de ojos bien experimentados y un seguro a terceros serían una inversión que valdría la pena. CC Marine en Beccles estuvo feliz de complacerlo. Los ensayos iniciales fueron buenos, benignos y bastante tranquilos. Funcionó bien, pero no alcanzó ni cerca de su potencial deseado.

Grabé un máximo de alrededor de 8 mph en mi ciclocomputador Garmin a toda velocidad. Tenía algo que pensar. En el lado positivo, estaba completamente seco en el compartimiento del motor. Tenía una maniobrabilidad muy útil de la que carecía el diseño original debido a que el eje de transmisión estaba directamente unido al cigüeñal.

Un aspecto negativo fue el zumbido de la caja de cambios de transmisión por correa: los vehículos eléctricos deberían ser silenciosos. Más importante aún, ¡a toda velocidad solo veía 8 mph! Los motores eléctricos están intrínsecamente vinculados al voltaje, por lo que no importa cuánta corriente tenga a mano, el motor no girará más de aproximadamente 45 veces el voltaje.

Motor y sistema de engranajes instalados in situ con diseño de batería

En mi caso, eso fue alrededor de 2000 rpm en el motor y solo 1000 rpm en la hélice, ¡poco más que un tictac! Transmisión En el tercer año del proyecto, eliminé la caja de cambios accionada por correa y decidí utilizar la transmisión directa.

Esto al menos duplicaría mi producción en la hélice y mejoraría la eficiencia al perder las masas giratorias y perder un poco de masa. Esto significaba que perdería eficiencia a bajas revoluciones, pero era un compromiso que estaba dispuesto a aceptar ya que ahora mi objetivo era llegar al menos a 2000 rpm; de hecho, en algún lugar al norte del pico de 4000 rpm es hacia donde me dirigía.

A un costo aún mayor, las baterías de plomo-ácido fueron reemplazadas por módulos de iones de litio. Opté por cuatro paquetes que ofrecen un voltaje nominal de 90V. En teoría, esto alcanzaría las 4.300 rpm en la hélice y, dado que el peso de la batería era aproximadamente la mitad del peso del plomo-ácido, sentí que íbamos en la dirección correcta.

Tercer año de instalación: accionamiento directo y baterías de iones de litio

Pasé una gran parte del tercer año tratando de entender un sistema de administración de batería (BMS) adecuado para esta aplicación.

En términos simples, un buen BMS controlará el voltaje y la temperatura de la celda, la corriente que entra y sale de todo el paquete y tomará decisiones sobre si el paquete de baterías es estable.

Si no, el circuito se interrumpe a través de interruptores automáticos. Además de mantener el paquete funcionando en una ventana operativa 'segura', un BMS adecuado equilibrará los voltajes de las celdas; una buena secuencia de celdas en serie asegura que todos los eslabones de la cadena sean fuertes.

El otoño pasado, nos hicimos a la mar con un barco más ligero y potente. Por desgracia, algo todavía estaba mal. La hélice solo giraría a unas 1.500 rpm, lo que no es suficiente para "superar el montículo" y planear.

Después de mucho deambular por el Orwell, ajustando los parámetros del software, encontré una falla técnica con el algoritmo de control de velocidad, lo liberé y partimos, como debe ser, como un cohete... ¡era eléctrico! Grabé 28.8 mph en el Garmin y planeó desde aproximadamente 1600 rpm.

Albatros a toda velocidad en el Orwell

Hicimos cuatro carreras a toda velocidad y registramos la mayor cantidad de datos posible. Misión casi cumplida. Muy útil, los datos se pueden grabar desde el controlador.

En el siguiente diagrama, puede ver que la velocidad de la hélice registrada ese día fue de alrededor de 4000 rpm, la corriente máxima de aproximadamente 400 A y, dado que el voltaje del paquete fue de 90 V, podemos calcular que la potencia alcanzó un máximo de aproximadamente 36 kW.

Un viaje por el río para un nido benigno fue la última salida para 2022. Boté el bote en Brundall Marine y me dirigí hacia Cantley a lo largo del río Yare. Mi objetivo era navegar a 5-6 mph mientras monitoreaba el consumo de energía para tener una idea del alcance y el consumo actual en aras de la eficiencia.

Datos registrados para la ejecución de energía en el Orwell

Este resultó ser un ejercicio que valió la pena; Me di cuenta de que había una diferencia significativa entre 5 mph y 6 mph en términos de consumo de energía. Comencé el viaje a 96 V y terminé alrededor de 91 V, por lo que aproximadamente el 50 % del estado de carga es perfecto para un paseo por el río de cuatro horas.

La próxima actualización será adoptar un sistema de carga doméstico que se pueda cargar en casa o en los Broads. Además, alberga las baterías de iones de litio en cajas a prueba de salpicaduras con administración de baterías en exhibición a través de tapas de policarbonato.

Hasta que no haya tirado con éxito a un esquiador acuático, no estaré del todo feliz, pero con un poco de suerte, debería estar en las cartas para principios de 2023. ¡Y, por supuesto, dándole un nombre apropiado!

Esta función apareció en la edición de mayo de 2023 de Practical Boat Owner. Para obtener más artículos como este, incluidos bricolaje, consejos para ahorrar dinero, excelentes proyectos de embarcaciones, consejos de expertos y formas de mejorar el rendimiento de su embarcación, suscríbase a la revista de navegación más vendida de Gran Bretaña.

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