Come scegliere un BMS per una batteria di servizio al litio per imbarcazioni

Iniziate con il carico della casa galleggiante, non con il tipo di imbarcazione.

Una batteria di servizio per imbarcazioni può alimentare illuminazione, refrigerazione, elettronica di navigazione, pompe, apparecchiature di comunicazione ed elettrodomestici alimentati da inverter. Poiché diversi carichi possono funzionare contemporaneamente, la scelta del BMS (Battery Management System) dovrebbe partire dalla configurazione effettiva della batteria e dal fabbisogno elettrico di bordo, piuttosto che basarsi unicamente sul tipo di imbarcazione, sulla capacità della batteria o sulla tensione nominale.

Questa guida si concentra sul banco batterie di servizio. Le batterie di avviamento del motore hanno un profilo di funzionamento a corrente elevata di breve durata differente e devono essere valutate separatamente.

1. Confermare la configurazione della batteria

Prima di selezionare un BMS, verificare la composizione chimica della batteria e il numero esatto di celle collegate in serie (conteggio S). La tensione nominale è solo un punto di partenza; il BMS deve essere compatibile con la composizione chimica effettiva delle celle e con la configurazione del pacco batteria.

• chimica delle batterie
• Conteggio esatto delle celle della serie (conteggio S)
• Tensione nominale della batteria
• Capacità della batteria
• Tensione di carica massima
• Luogo di installazione

Ad esempio, un'etichetta di tensione come "48 V" non definisce di per sé il numero esatto di celle in serie. Utilizzare il progetto del pacco o le specifiche della batteria per confermare la configurazione delle celle prima di selezionare il BMS.

2. Dimensionare il BMS in base alla corrente reale di bordo

La capacità della batteria in ampere-ora (Ah) da sola non determina la corrente nominale del BMS. Per un banco batterie per servizi nautici, è necessario identificare le apparecchiature che assorbono corrente dalla batteria e determinare quali carichi possono funzionare contemporaneamente.

• Corrente continua di ingresso CC dell'inverter
• Corrente di picco dell'inverter e durata della corrente di picco
• Refrigerazione e pompe
• Navigazione, comunicazione e altri dispositivi elettronici a corrente continua
• Altri carichi ausiliari che possono funzionare simultaneamente

Verificare la corrente continua prevista sul lato batteria nelle condizioni operative previste. Valutare separatamente i requisiti di corrente di picco di breve durata, in modo che un picco temporaneo dell'inverter o del carico non venga confuso con la corrente nominale continua richiesta dal BMS.

3. Verificare le fonti di ricarica e la corrente di ricarica massima

Il BMS deve inoltre essere compatibile con il lato di carica del sistema di batterie. Deve fornire la massima corrente di carica possibile dalle apparecchiature di ricarica installate sull'imbarcazione.

• Alternatore o caricabatterie CC-CC
• Caricatore da riva
• regolatore di carica solare
• Altre apparecchiature di ricarica a bordo

Se è possibile utilizzare più di una fonte di ricarica contemporaneamente, è necessario includere la possibile condizione di ricarica combinata nella revisione del sistema. Le impostazioni del caricabatterie devono inoltre essere adatte alla chimica della batteria e alla tensione del pacco batterie.

4. Confermare i requisiti di comunicazione

Se è necessario scambiare dati relativi alla batteria con un display, un inverter, un caricabatterie o altre apparecchiature di bordo, fornire la marca e il modello dell'apparecchiatura insieme alle informazioni o alle funzioni di controllo che devono essere scambiate.

Un'interfaccia CAN da sola non garantisce la compatibilità con uno specifico dispositivo marino. L'interfaccia fisica, il protocollo, i messaggi richiesti e la mappatura dei dati devono essere tutti compatibili con l'apparecchiatura di destinazione.

NMEA 2000 è uno standard di comunicazione marittima basato su CAN. I suoi messaggi di rete sono organizzati come numeri di gruppo di parametri (PGN). Se è richiesta l'integrazione NMEA 2000, è necessario confermare i dispositivi di destinazione e i PGN richiesti prima della produzione.

NMEA afferma inoltre che i prodotti che leggono o trasmettono informazioni NMEA 2000 devono essere certificati da NMEA. Pertanto, l'adattamento del protocollo specifico di un progetto e l'affermazione che un determinato prodotto è "certificato NMEA 2000" non devono essere considerati la stessa cosa, a meno che non sia stata verificata l'esatta certificazione del prodotto.

5. Verificare l'ambiente di installazione marina

Le prestazioni ambientali di un sistema di batterie marine dipendono dall'intero impianto, non solo dal BMS. Prima della selezione, è necessario definire le condizioni ambientali in cui opereranno la batteria e il BMS.

• Temperatura ambiente prevista
• Esposizione all'umidità e alla condensa
• Possibilità di infiltrazioni d'acqua
• Condizioni di vibrazione
• Strategia di incapsulamento e sigillatura della batteria
• Protezione del connettore e del terminale
• condizioni di ventilazione e termiche

Se il progetto richiede una specifica classificazione di protezione dall'ingresso di agenti esterni, temperatura o vibrazioni, richiedete la documentazione relativa al BMS o al sistema di batterie completo in questione. Non date per scontato che un BMS sia impermeabile solo perché verrà utilizzato su una barca o uno yacht.

6. Se più pacchi batteria di servizio verranno collegati in parallelo

I sistemi di batterie di servizio in parallelo richiedono controlli aggiuntivi. I pacchi batteria collegati a un bus CC comune potrebbero non condividere la corrente in modo equo se il loro stato di carica, la resistenza interna, la resistenza dei cavi o le condizioni di connessione differiscono.

• Numero di pacchi batteria
• Composizione chimica, numero di zolfo e capacità di ogni confezione
• Corrente continua e di picco previste per pacco
• Architettura di connessione parallela pianificata
• Condizioni di tensione prima del collegamento
• Strategia di fusione e disconnessione
• Comunicazione necessaria tra i pacchi e le altre apparecchiature

Non dare per scontato che pacchi batteria al litio indipendenti possano essere collegati in parallelo solo perché la loro tensione nominale è la stessa. Prima di effettuare il collegamento, verifica che l'esatta configurazione del BMS e l'architettura completa della batteria supportino il funzionamento in parallelo previsto.

7. Cosa inviare GIORNALMENTE per una raccomandazione sul BMS (Battery Management System) per batterie di servizio marine

Invia le seguenti informazioni sul progetto in modo che la raccomandazione possa essere collegata all'imbarcazione e al sistema di batterie specifici:

Input del progetto	Cosa fornire
Batteria	Chimica, conteggio esatto di S, tensione nominale e capacità
Carico	Corrente continua prevista della batteria; corrente massima di breve durata e durata
Inverter	Marca/modello; ingresso CC continuo e requisiti di picco
Addebito	Fonti di ricarica; corrente di carica massima; modello del caricabatterie, se disponibile
Sistema parallelo	Numero di pacchetti e architettura di connessione prevista
Ambiente	Luogo di installazione, temperatura prevista, umidità, condensa e vibrazioni
Comunicazione	Apparecchiatura di destinazione; interfaccia/protocollo/PGN richiesti, se noti
Commerciale	Quantità campione, pilota o di produzione

Grazie a questi input, DALY può esaminare i requisiti del progetto, identificare le opzioni BMS disponibili più adatte, confermare i requisiti di comunicazione e fornire le informazioni sul prodotto e il relativo preventivo. La selezione finale del modello deve basarsi sui parametri di progetto verificati e sulla documentazione relativa all'esatta configurazione del BMS.

Domande frequenti

Q1Posso scegliere un sistema BMS per batterie di servizio marine basandomi esclusivamente sulla capacità delle batterie?

No. La capacità della batteria in Ah e la corrente nominale del BMS sono parametri diversi. Verificare la corrente continua effettiva della batteria, i requisiti di picco di breve durata e la corrente di carica.

Q2Un singolo BMS può gestire automaticamente sia l'avviamento del banco di servizio che quello del motore?

Non darlo per scontato. Una batteria di servizio e una batteria di avviamento motore hanno profili di carico diversi. L'avviamento del motore deve essere verificato separatamente in base alla tensione di avviamento, alla corrente di avviamento, alla durata della corrente e alle specifiche esatte del BMS.

Q3La presenza di una porta CAN significa che il BMS funzionerà con tutti i dispositivi NMEA 2000?

No. L'interfaccia, il protocollo, i PGN richiesti e la mappatura dei dati devono essere compatibili con l'apparecchiatura di destinazione. Anche le dichiarazioni di certificazione del prodotto devono essere verificate per il dispositivo specifico.

Q4Un sistema BMS marino è automaticamente impermeabile?

No. Verificare la classificazione ambientale o di protezione dall'ingresso di agenti esterni documentata per il prodotto specifico. Anche l'involucro e l'installazione completa del pacco batterie contribuiscono alla protezione ambientale.

Q5È possibile collegare in parallelo più pacchi batteria al litio per uso domestico?

Non solo perché hanno la stessa tensione nominale. Verificare la compatibilità dei pacchi batteria, le condizioni di tensione, la ripartizione della corrente, la protezione, il cablaggio e se l'esatta configurazione del BMS/sistema supporta l'architettura parallela pianificata.

Informazioni su DALY

DALY progetta e produce sistemi di gestione delle batterie al litio per OEM, produttori di pacchi batteria e integratori di sistemi. Per i progetti di batterie di servizio per applicazioni nautiche, il BMS consigliato deve essere selezionato in base alla configurazione effettiva della batteria, al carico elettrico, al sistema di ricarica, ai requisiti di comunicazione e alle condizioni di installazione, piuttosto che basandosi unicamente sul nome dell'applicazione.

Richiedi una revisione della selezione del BMS per batterie di servizio marine.

Inviate a DALY le informazioni relative a batteria, carico, ricarica, pacco parallelo, ambiente e comunicazione. Il team tecnico esaminerà i requisiti e fornirà una raccomandazione per la scelta di un BMS, la documentazione di prodotto pertinente e un preventivo.

• E-mail:dalybms@dalyelec.com