Como escolher um BMS para uma bateria de lítio marítima

Comece pela carga da casa marítima, não pelo tipo de barco.

Uma bateria de serviço marítima pode alimentar iluminação, refrigeração, eletrônicos de navegação, bombas, equipamentos de comunicação e aparelhos alimentados por inversores. Como várias cargas podem operar simultaneamente, a seleção do BMS deve começar com a configuração real da bateria e a demanda elétrica a bordo, e não apenas com base no tipo de embarcação, na capacidade da bateria ou na tensão nominal indicada.

Este guia se concentra no banco de baterias de serviço. As baterias de arranque do motor têm um perfil de serviço de alta corrente e curta duração diferente e devem ser avaliadas separadamente.

1. Confirme a configuração da bateria.

Antes de selecionar um BMS, confirme a composição química da bateria e o número exato de células conectadas em série (contagem S). A tensão nominal é apenas um ponto de partida; o BMS deve ser compatível com a composição química real das células e a configuração do conjunto de baterias.

• Química das baterias
• Contagem exata de células em série (contagem S)
• Tensão nominal da bateria
• Capacidade da bateria
• tensão máxima de carregamento
• Local de instalação

Por exemplo, uma indicação de voltagem como “48 V” não define, por si só, a quantidade exata de células em série. Utilize o projeto da bateria ou as especificações da mesma para confirmar a configuração das células antes de selecionar o BMS.

2. Dimensionar o BMS com base na corrente real de bordo.

A capacidade da bateria em ampères-hora (Ah) não determina, por si só, a corrente nominal do BMS. Para um banco de baterias de serviço marítimo, identifique os equipamentos que consomem energia da bateria e determine quais cargas podem operar simultaneamente.

• Corrente de entrada CC contínua do inversor
• Corrente de surto do inversor e duração do surto
• Refrigeração e bombas
• Navegação, comunicação e outros sistemas eletrônicos de corrente contínua.
• Outras cargas auxiliares que podem operar simultaneamente

Verifique a corrente contínua esperada no lado da bateria sob as condições operacionais previstas. Avalie separadamente os requisitos de pico de corrente de curta duração para que um pico temporário do inversor ou da carga não seja confundido com a capacidade nominal contínua exigida do BMS.

3. Verifique as fontes de carregamento e a corrente máxima de carregamento.

O BMS também precisa ser compatível com o lado de carregamento do sistema de baterias. Deve fornecer a corrente de carga máxima do equipamento de carregamento instalado na embarcação.

• Alternador ou carregador CC-CC
• Carregador de cais
• Controlador de carga solar
• Outros equipamentos de carregamento a bordo

Se mais de uma fonte de carregamento puder operar simultaneamente, inclua as possíveis condições de carregamento combinado na análise do sistema. As configurações do carregador também devem ser adequadas à composição química da bateria e à tensão do conjunto.

4. Confirme os requisitos de comunicação.

Caso seja necessário trocar dados da bateria com um visor, inversor, carregador ou outro equipamento de bordo, forneça a marca e o modelo do equipamento, juntamente com as informações ou funções de controle que precisam ser trocadas.

Uma interface CAN por si só não garante a compatibilidade com um dispositivo marítimo específico. A interface física, o protocolo, as mensagens necessárias e o mapeamento de dados precisam ser compatíveis com o equipamento em questão.

NMEA 2000 é um padrão de comunicação marítima baseado em CAN. Suas mensagens de rede são organizadas em Números de Grupo de Parâmetros (PGNs). Caso seja necessária a integração com NMEA 2000, confirme os dispositivos de destino e os PGNs requeridos antes da produção.

A NMEA também afirma que os produtos que leem ou transmitem informações NMEA 2000 devem ser certificados pela NMEA. Portanto, a adaptação de protocolos específicos para um projeto e a alegação de que um produto específico é "Certificado NMEA 2000" não devem ser consideradas a mesma coisa, a menos que a certificação exata do produto tenha sido verificada.

5. Verificar o ambiente da instalação marítima

O desempenho ambiental de um sistema de baterias marítimas depende da instalação completa, e não apenas do BMS. Antes da seleção, defina as condições ao redor da bateria e do BMS.

• temperatura ambiente esperada
• Exposição à umidade e condensação
• Possibilidade de infiltração de água
• Condições de vibração
• Estratégia de encapsulamento e vedação da bateria
• Proteção de conectores e terminais
• Condições de ventilação e térmicas

Se o projeto exigir uma classificação específica de proteção contra entrada de água, temperatura ou vibração, solicite a documentação do BMS exato ou do sistema de baterias completo. Não presuma que um BMS seja à prova d'água simplesmente porque será usado em uma embarcação ou iate.

6. Se vários conjuntos de baterias de serviço forem conectados em paralelo

Sistemas de baterias auxiliares em paralelo exigem verificações adicionais. Conjuntos de baterias conectados a um barramento CC comum podem não compartilhar a corrente igualmente se seus estados de carga, resistência interna, resistência do cabo ou condições de conexão forem diferentes.

• Número de baterias
• Composição química, número de unidades e capacidade de cada embalagem.
• Corrente contínua e de pico esperada por pacote
• Arquitetura de conexão paralela planejada
• Condições de tensão antes da conexão
• Estratégia de fusão e desconexão
• Comunicação necessária entre as embalagens e outros equipamentos.

Não assuma que baterias de lítio independentes podem ser conectadas em paralelo apenas porque suas tensões nominais são as mesmas. Confirme se a configuração exata do BMS e a arquitetura completa da bateria suportam a operação em paralelo pretendida antes de conectá-las.

7. O que enviar à DALY para obter uma recomendação de BMS para bateria de serviço marítimo

Envie as seguintes informações do projeto para que a recomendação possa ser vinculada à embarcação e ao sistema de baterias reais:

Contribuição para o projeto	O que fornecer
Bateria	Química, contagem exata de S, tensão nominal e capacidade
Carregar	Corrente contínua esperada da bateria; corrente máxima de curta duração e duração.
Inversor	Marca/modelo; entrada CC contínua e requisitos de pico
Carregando	Fontes de carregamento; corrente máxima de carregamento; modelo do carregador, se disponível.
Sistema paralelo	Número de pacotes e arquitetura de conexão planejada
Ambiente	Local de instalação, temperatura esperada, umidade, condensação e vibração.
Comunicação	Equipamento alvo; interface/protocolo/PGNs necessários, se conhecidos.
Comercial	Quantidade de amostra, piloto ou produção

Com essas informações, a DALY pode analisar os requisitos do projeto, identificar as opções de BMS disponíveis adequadas, confirmar os requisitos de comunicação e fornecer as informações e o orçamento relevantes do produto. A seleção final do modelo deve ser baseada nos parâmetros verificados do projeto e na documentação da configuração exata do BMS.

Perguntas frequentes

Q1Posso escolher um sistema de gerenciamento de baterias (BMS) para uso marítimo com base apenas na capacidade da bateria?

Não. A capacidade da bateria em Ah e a corrente nominal do BMS são parâmetros diferentes. Confirme a corrente contínua real da bateria, os requisitos de pico de curta duração e a corrente de carga.

Q2Um único sistema BMS pode controlar automaticamente tanto a bateria de equipamentos da casa quanto a partida do motor?

Não presuma isso. Uma bateria de serviço e uma bateria de arranque do motor têm perfis de carga diferentes. O arranque do motor deve ser verificado separadamente, considerando a tensão do motor de arranque, a corrente de arranque, a duração da corrente e a especificação exata do BMS (Sistema de Gestão da Bateria).

Q3Uma porta CAN significa que o BMS funcionará com todos os dispositivos NMEA 2000?

Não. A interface, o protocolo, os PGNs necessários e o mapeamento de dados devem ser compatíveis com o equipamento de destino. As alegações de certificação do produto também devem ser verificadas para o dispositivo específico.

Q4Um sistema BMS marítimo é automaticamente à prova d'água?

Não. Verifique a classificação de proteção ambiental ou contra entrada de água e poeira documentada para o produto específico. O invólucro e a instalação completa da bateria também contribuem para a proteção ambiental.

Q5É possível conectar vários conjuntos de baterias de lítio para uso doméstico em paralelo?

Não apenas porque possuem a mesma tensão nominal. Confirme a compatibilidade dos módulos, as condições de tensão, a distribuição de corrente, a proteção, a fiação e se a configuração exata do BMS/sistema suporta a arquitetura paralela planejada.

Sobre DALY

A DALY projeta e fabrica sistemas de gerenciamento de baterias de lítio para OEMs, fabricantes de baterias e integradores de sistemas. Para projetos de baterias de serviço marítimas, o BMS recomendado deve ser selecionado com base na configuração real da bateria, na carga elétrica, no sistema de carregamento, nos requisitos de comunicação e nas condições de instalação, e não apenas pelo nome da aplicação.

Solicite uma avaliação de seleção de BMS para baterias de serviço marítimo.

Envie à DALY as informações sobre sua bateria, carga, carregamento, baterias em paralelo, condições ambientais e comunicação. A equipe técnica poderá analisar os requisitos e fornecer uma recomendação para a seleção do BMS, a documentação relevante do produto e um orçamento.

• E-mail:dalybms@dalyelec.com