Teknikvalen bakom X Shores elbåt Eelex 8000: ”En Tesla Model S för havet”

2020-10-13 06:00  

Avancerad batterikylning, slopade luftsteg på skrovet och rak propelleraxel i stället för drev. På bara några år har X Shores elbåt Eelex 8000 genomgått omfattande förändring. Ny Teknik fick en provkörning och teknisk djupdykning.

Batteri- och drivlinetekniken för elbilar har de senaste tio åren drivits framåt i hög takt, mycket tack vare pionjärer som Tesla. Är motsvarande utveckling att vänta även bland fritidsbåtar?

Det dyker upp allt fler startups med löftet om en tyst, utsläppsfri men ändå snabb båtupplevelse. En storstad som Amsterdam förbjuder alla dieselmotorer i båtar från 2025. Till och med branschgiganten Volvo Penta har lovat att erbjuda elektrifierade drivlinor från nästa år.

Men att elektrifiera en motorbåt skiljer sig fundamentalt från att elektrifiera en personbil. Vatten har cirka 800 gånger högre densitet är luft. En eldrivlina ställer helt nya krav på hur motorbåtar behöver byggas – och i processen för att hitta bästa vägen framåt måste ingenjörer testa nya idéer.

X Shore vill driva teknikutvecklingen

Den svenska elbåtstillverkaren X Shore, grundat av Konrad Bergström, är att av bolagen som vill vara med och driva tekniken.

Ny Teknik fick en teknisk djupdykning och provkörning av elbåten Eelex 8000 – samt en inblick i vad det innebär att utveckla en batterielektrisk båt från grunden. Rent hårdvarumässigt är den nu att betrakta som klar, berättar Jenny Keisu och operative chefen Oscar Fors. Fyra iterationer tog det.

Oscar Fors, operativ chef, och Jenny Keisu, vd, klev in i X Shore i samband med vårens kapitalrunda på 52 miljoner kronor. Foto: Johan Kristensson

Eelex 8000 är en öppen båt med ett litet tak över förarplatsen. Utrymmena är plana och den eventuella inredningen helt och hållet modulär. Två skenor i golvet gör att man kan möblera efter behag.

Båtens främsta kännetecken, bortsett från den batterielektriska drivlinan, är den distinkta premiumambitionen. Här finns massor av kolfiber, ombordstigningshandtaget har ett ålhuvudsornament i brons och ljudsystemet kommer från Bowers & Wilkins. Precis som i en Tesla sköts det mesta utom gas och styrning via en enorm skärm. I X Shores fall är den 24 tum stor.

Prislappen är också premium: 2,5 miljoner kronor.

I låg fart går båten i princip helt tyst. Foto: Johan Kristensson

120 kWh batteri

Ålhuvudsornament i all ära. När gasreglaget trycks i botten och båten sticker iväg som skjuten ur en kanon – men helt utan förbränningsmotorns karakteristiska vrålande – är det svårt att hålla mungiporna borta från öronen. Riktigt tyst är det dock bara i låg fart. Vid full gas kommer båten snabbt upp i planing (kring 12 knop) och ljudnivån blir en annan på grund av vatten och vind. Men det går förstås fortfarande att föra samtal utan problem.

Elmotorn är på 220 kW och batteriets kapacitet 120 kWh. Motorn är placerad ungefär i mitten av båten. En växellåda reducerar varvtalet med en faktor 2,8 och kraften överförs med hjälp av en 40 millimeter tjock rak propelleraxel till den enorma propellern med en diameter på 19 tum och med 27 tums stigning. En mer normal propeller för denna båtstorlek hade varit 15 tum/20 tums stigning, enligt Oscar Fors.

Propelleraxelns upphängning i skrovet. Bakom den syns växellåda och elmotor och till höger två 12-voltsbatterier. Foto: Johan Kristensson

Elmotorns raka vridmomentskurva ger samma fördelar till sjöss som på land. I den fart då skrovet planar, 12–17 knop, levererar motorn 470 newtonmeter, ungefär dubbelt så mycket som en motsvarande bensinmotor. Vridmomentet växlas upp av växellådan så att runt 1 200 Nm hamnar i propellern.

– I det kritiska planingsmomentet beter sig vår motor som en 500 hästars bensinmotor, säger Oscar Fors.

För mycket oljud med drevlösningen

Propelleraxeln går fritt under skrovet. Men det är inte en given lösning. Försök har gjorts att placera motorn längre bak och överföra kraften via drev monterade mot akterspegeln i stället. Fördelarna med drev är bland annat möjlighet till högre fart och större flexibilitet vid trimning under gång. Men de kräver också underhåll och olja för smörjning.

Genomskärning på elbåten X Shore, Eeelx 8000 Foto: Johan Kristensson

Drevlösningen väsnades dessutom för mycket. De som finns på marknaden i dag är inte designade för att gå i tysta elbåtar utan med högljudda förbränningsmotorer. Men kanske blir det ändring på den saken.

– Vi jobbar med ett företag som aktivt tittar på att ta fram nya drev. Det är superspännande för oss. Jag hoppas att vi kan berätta mer om ett halvår eller ett år, säger Oscar Fors.

Även skrovformen har genomgått omfattande förändring. Flera olika varianter har testats, bland annat med så kallade luftsteg. Luftsteg innebär att skrovet delas in i avsatser. Dessa skapar luftbubblor som minskar motståndet i vattnet. Och precis som i elbilsvärlden är allt som kan öka räckvidden åtråvärt. Svenska elbåtstillverkaren Candela jobbar ju till exempel med bärplansteknik.

Men stegen gjorde att propellern jobbade i luft med kavitation och oljud som följd. De testade olika typer av propellrar – men problemet kvarstod.

– Så denna version är utan steg undertill, säger Jenny Keisu.

Också själva taköverbyggnaden är rejält förändrad. Den ursprungliga versionen var alltför ranglig. Tillverkad i kolfiber och med fler vinklar och stag är den nu tillräckligt stabil att dra en wakeboardåkare i.

Läs mer: Ny elbåt från X Shore lanserad

Två separata batteripack

Nere i motorrummet är det påfallande gott om plats. Här finns en låst elektroniklåda med spänningsomvandlare och DC-DC-laddare. Drivsystemets spänning är 400 volt. Det är inget man som lekman varken får eller vill hantera.

Tanken med att innesluta allt i en låda är dock att även en lekman kan lyfta ur den och ersätta den med en ny, om till exempel spänningsomvandlaren skulle börja krångla.

Den stora rostfria lådan till vänster innehåller högspänningselektroniken (400 volt), till exempel inverter och laddare. Foto: Johan Kristensson

Här finns även två vanliga marinbatterier på 12 volt. Det ena driver infotainmentsystemet, navigationsutrustning, lanternor och belysning. Det andra styr kontaktorerna till högspänningsbatterierna och datorerna till Can-bussystemet. Laddning prioriteras därför till de mindre batterierna.

Längre bak i båten finns det betydligt större litiumjonbatteriet. Det består av två separata pack på vardera 60 kWh. De väger totalt 700 kilo och kostar nästan lika mycket mätt i tusenlappar.

Storleken är förklaringen till att eventuella sittbänkar och annan inredning utformats modulärt. För att lyfta ur dem ur luckan i golvet behövs en kran.

De båda batteripacken på 350 kilo stycket och totalt 120 kWh ryms under en lucka. Foto: Johan Kristensson

Cellerna är från Samsung och är cylindriska med formfaktorn 18650 (18 mm i diameter och 65 millimeter höga). Kemin är NCM (med katod av nickel, kobolt och mangan) i varianten 811, det vill säga den modernaste kemin med högst energitäthet och mest nickel. Packen är tillverkade av det österrikiska företaget Kreisel.

Läs mer: Svenska elbåten satsar på räckvidd – inte hög fart

Icke-ledande kylvätska

Det Oscar Fors lyfter som mest intressant med packen är kylningen. I normala fall går kylmedlet i aluminiumkanaler mellan cellraderna, vilket även kräver en termiskt högkonduktiv pasta. Men eftersom kanalerna är s-formade är det bara upp till 30 procent som faktiskt ligger an mot cellen. Dessutom krävs ett membran som hindrar värmeöverföring om någon av cellerna skulle drabbas av termisk rusning.

I X Shores pack är i stället toppen och botten av cellerna tätade och kylvätskan flyter fritt runt cellerna. Kylvätskan kallas Novec och tillverkas av 3M. Den är icke-ledande och används även i datacenter. Kylvätskan pumpas genom batteripacken och kyls med sjövatten i en värmeväxlare placerad i motorrummet.

För att cellerna ska trivas behöver de även värmas vid kall väderlek. Är vattentemperaturen under 6 grader Celsius när båten startas aktiveras värmningen. Den fortsätter tills temperaturen på kylvätskan nått 11 grader.

– Vi värmer med energi från batteriet men det innebär ganska små förluster eftersom vi bara värmer tills dess batteriet avger tillräckligt med värme på egen hand. Vi brukar ligga på 32 grader när vi kör. Skulle det, Gud förbjude, bli över 57 grader stänger systemet automatiskt av, säger Oscar Fors.

Läs mer: Elbåtsutmanaren Zin – och fem andra ”havets Teslor”

Stockholm-Sandhamn på en laddning

Räckvidden anges till 100 nautiska mil (185 kilometer) vid 5 knops fart. I full fart är den måttliga 15-20 mil och i marschfart som är 24 knop kring 35–40 mil. Men varken Jenny Keisu eller Oscar Fors gillar att prata om räckvidd på det sättet.

– Vi brukar säga att du kan plana från centrala Stockholm till Sandhamn på en laddning. Men viktigare är att fundera på hur långt du normalt brukar köra under en dag, säger han.

X Shore Eelex 8000 2021 Edition. Foto: Johan Kristensson

I dagsläget finns endast möjlighet till vanlig AC-laddning med upp till 22 kW. Då tar det 5 timmar att ladda 80 procent. Snabbladdning med likström blir möjlig först vid nästa uppgradering av programvaran, som kommer till våren.

X Shore har slutit avtal med tolv gästhamnar om att den som kommer dit med en av deras båtar får gratis plats och laddning under ett dygn. Men infrastrukturen för snabbare laddning i svenska hamnar är och lär förbli en utmaning ett tag till.

Rent hårdvarumässigt är alltså Eelex 8 000 klar. Men mjukvaran kommer att fortsätta att uppdateras. Trådlösa uppdateringar (OTA) och ständig uppkoppling via mobilnätet gör det möjligt.

Vill bygga en ”Tesla Model 3”

Båten är dyr och långt ifrån den folkelbåt som är X Shores långsiktiga vision.

– Detta är en vad Tesla Model S är för bilindustrin, säger Jenny Keisu och konstaterar att det tog ett tag innan den billigare Model 3 kom.

Utmaningen ligger i att bygga billigare elbåtar i mindre storlek.

– Vår ambition är att bli bra på det och kunna erbjuda en Model 3 för en större kundgrupp, men det kommer att ta 3-4 år, säger han.

Fakta: X Shore

Gör: Batterielektriska fritidsbåtar

Ort: Frihamnen, Stockholm

Grundat: 1996 av entreprenören Konrad Bergström, men har legat i dvala tills 2016.

Kapital och rekryteringar: Tog in 52 miljoner kronor i våras och anställde i samband med det flera nya nyckelpersoner: Jenny Keisu, grundare av Summa Equity, blev vd, Oscar Fors, tidigare chef för Northvolts avdelning för batterisystem, blev operativ chef. Grundaren Konrad Bergström fortsätter som ordförande.

Johan Kristensson

Mer om: X Shore Elbåtar

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt