Cách chọn hệ thống quản lý pin (BMS) cho pin lithium dùng trong nhà trên biển

Hãy bắt đầu với tải trọng ngân hàng trên tàu biển, chứ không phải loại thuyền.

Ắc quy dùng cho tàu thuyền có thể cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng, làm lạnh, thiết bị điện tử định vị, máy bơm, thiết bị liên lạc và các thiết bị sử dụng nguồn điện biến tần. Vì nhiều tải có thể hoạt động cùng lúc, việc lựa chọn hệ thống quản lý pin (BMS) nên bắt đầu bằng cấu hình pin thực tế và nhu cầu điện trên tàu, chứ không chỉ dựa vào loại tàu, dung lượng pin hoặc điện áp định mức ghi trên nhãn.

Hướng dẫn này tập trung vào hệ thống ắc quy chính của nhà. Ắc quy khởi động động cơ có đặc điểm hoạt động ngắn hạn với dòng điện cao khác biệt và cần được đánh giá riêng.

1. Xác nhận cấu hình pin

Trước khi chọn hệ thống quản lý pin (BMS), hãy xác nhận thành phần hóa học của pin và số lượng chính xác các cell được mắc nối tiếp (số lượng S). Điện áp định mức chỉ là điểm khởi đầu; BMS phải phù hợp với thành phần hóa học thực tế của cell và cấu hình bộ pin.

Hóa học pin
Số lượng chính xác của chuỗi tế bào (số lượng S)
Điện áp danh định của pin
Dung lượng pin
Điện áp sạc tối đa
Vị trí lắp đặt

Ví dụ, nhãn điện áp như “48 V” tự nó không xác định chính xác số lượng cell mắc nối tiếp. Hãy sử dụng thiết kế bộ pin hoặc thông số kỹ thuật pin để xác nhận cấu hình cell trước khi chọn BMS.

2. Tính toán kích thước BMS dựa trên dòng điện thực tế trên xe.

Dung lượng pin tính bằng ampe-giờ (Ah) không tự quyết định định mức dòng điện của hệ thống quản lý pin (BMS). Đối với hệ thống pin dùng trong tàu thuyền, cần xác định thiết bị tiêu thụ điện từ pin và xác định những tải nào có thể hoạt động cùng lúc.

Dòng điện đầu vào DC liên tục của biến tần
dòng điện đột biến và thời gian đột biến
Hệ thống làm lạnh và máy bơm
Thiết bị định vị, liên lạc và các thiết bị điện tử DC khác.
Các tải phụ khác có thể hoạt động đồng thời

Kiểm tra dòng điện dự kiến liên tục phía pin trong điều kiện hoạt động dự định. Đánh giá riêng các yêu cầu về xung điện ngắn hạn để tránh nhầm lẫn giữa xung điện tạm thời của biến tần hoặc tải với định mức liên tục cần thiết của hệ thống quản lý pin (BMS).

3. Kiểm tra nguồn sạc và dòng điện sạc tối đa

Hệ thống quản lý pin (BMS) cũng cần phải phù hợp với phía sạc của hệ thống pin. Cung cấp dòng điện sạc tối đa từ thiết bị sạc được lắp đặt trên tàu.

Máy phát điện hoặc bộ sạc DC-DC
Bộ sạc bờ
Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời
Các thiết bị sạc khác trên xe

Nếu có thể vận hành nhiều nguồn sạc cùng lúc, hãy xem xét điều kiện sạc kết hợp có thể xảy ra trong quá trình đánh giá hệ thống. Các cài đặt của bộ sạc cũng phải phù hợp với loại pin và điện áp của bộ pin.

4. Xác nhận các yêu cầu liên lạc

Nếu cần trao đổi dữ liệu về pin với màn hình hiển thị, bộ biến tần, bộ sạc hoặc thiết bị khác trên xe, hãy cung cấp nhãn hiệu và kiểu máy của thiết bị cùng với thông tin hoặc chức năng điều khiển cần trao đổi.

Giao diện CAN đơn thuần không đảm bảo khả năng tương thích với một thiết bị hàng hải cụ thể. Giao diện vật lý, giao thức, các thông điệp cần thiết và việc ánh xạ dữ liệu đều cần phải phù hợp với thiết bị mục tiêu.

NMEA 2000 là một tiêu chuẩn truyền thông hàng hải dựa trên CAN. Các thông điệp mạng của nó được tổ chức dưới dạng Số nhóm tham số (PGN). Nếu cần tích hợp NMEA 2000, hãy xác nhận các thiết bị mục tiêu và các PGN cần thiết trước khi sản xuất.

Nguồn chính thức:Hiệp hội Điện tử Hàng hải Quốc gia (NMEA) —Tiêu chuẩn NMEA 2000.

NMEA cũng nêu rõ rằng các sản phẩm đọc hoặc truyền thông tin NMEA 2000 phải được NMEA chứng nhận. Do đó, việc điều chỉnh giao thức dành riêng cho dự án và tuyên bố rằng một sản phẩm cụ thể được “Chứng nhận NMEA 2000” không nên được coi là cùng một tuyên bố trừ khi chứng nhận sản phẩm chính xác đã được xác minh.

5. Kiểm tra môi trường lắp đặt trên biển

Hiệu suất môi trường của hệ thống pin dùng trong hàng hải phụ thuộc vào toàn bộ hệ thống lắp đặt, chứ không chỉ riêng hệ thống quản lý pin (BMS). Trước khi lựa chọn, cần xác định rõ các điều kiện xung quanh pin và BMS.

Nhiệt độ môi trường dự kiến
Tiếp xúc với độ ẩm và sự ngưng tụ
Có khả năng nước xâm nhập
Điều kiện rung động
Chiến lược bao bọc và niêm phong pin
Bảo vệ đầu nối và đầu cực
Điều kiện thông gió và nhiệt độ

Nếu dự án yêu cầu xếp hạng chống xâm nhập, nhiệt độ hoặc độ rung cụ thể, hãy yêu cầu tài liệu cho hệ thống quản lý pin (BMS) hoặc hệ thống pin hoàn chỉnh cụ thể đó. Không nên cho rằng một hệ thống BMS chống thấm nước chỉ vì nó sẽ được sử dụng trong ứng dụng trên thuyền hoặc du thuyền.

6. Nếu nhiều bộ pin nhà sẽ được kết nối song song.

Hệ thống ắc quy nhà ở mắc song song cần được kiểm tra thêm. Các bộ ắc quy được kết nối với một đường dây DC chung có thể không chia sẻ dòng điện đều nhau nếu trạng thái sạc, điện trở trong, điện trở cáp hoặc điều kiện kết nối của chúng khác nhau.

Số lượng bộ pin
Thành phần hóa học, hàm lượng lưu huỳnh và dung tích của mỗi gói.
Dòng điện liên tục và dòng điện cực đại dự kiến trên mỗi gói
Kiến trúc kết nối song song theo kế hoạch
Điều kiện điện áp trước khi kết nối
Chiến lược hợp nhất và ngắt kết nối
Cần có sự liên lạc giữa các thiết bị và các thiết bị khác.

Không nên cho rằng các bộ pin lithium độc lập có thể được kết nối song song chỉ vì điện áp định mức của chúng giống nhau. Hãy xác nhận rằng cấu hình BMS chính xác và kiến trúc pin hoàn chỉnh hỗ trợ hoạt động song song như dự định trước khi kết nối.

7. Nên gửi DALY những gì để được tư vấn về hệ thống quản lý pin (BMS) cho nhà di động trên biển.

Vui lòng gửi các thông tin dự án sau để có thể liên kết khuyến nghị với hệ thống tàu và pin thực tế:

Đầu vào dự án	Những thứ cần chuẩn bị
Ắc quy	Thành phần hóa học, số lượng S chính xác, điện áp định mức và dung lượng.
Trọng tải	Dòng điện dự kiến của pin trong thời gian liên tục; dòng điện và thời gian tối đa trong thời gian ngắn.
Biến tần	Thương hiệu/mẫu mã; yêu cầu đầu vào DC liên tục và xung điện
Đang sạc	Nguồn sạc; dòng sạc tối đa; kiểu bộ sạc (nếu có).
Hệ thống song song	Số lượng gói cước và kiến trúc kết nối dự kiến
Môi trường	Vị trí lắp đặt, nhiệt độ dự kiến, độ ẩm, hiện tượng ngưng tụ và rung động
Giao tiếp	Thiết bị mục tiêu; giao diện/giao thức/PGN cần thiết nếu biết.
Thuộc về thương mại	Số lượng mẫu, thử nghiệm hoặc sản xuất

Với những thông tin đầu vào này, DALY có thể xem xét các yêu cầu của dự án, xác định các tùy chọn BMS phù hợp hiện có, xác nhận các yêu cầu về truyền thông và cung cấp thông tin sản phẩm cũng như báo giá liên quan. Việc lựa chọn mô hình cuối cùng nên dựa trên các thông số dự án đã được xác minh và tài liệu về cấu hình BMS chính xác.

Câu hỏi thường gặp

Q1Tôi có thể lựa chọn hệ thống quản lý pin (BMS) cho hệ thống lưu trữ năng lượng trên tàu biển chỉ dựa trên dung lượng pin không?

Không. Dung lượng pin (Ah) và định mức dòng điện của BMS là các thông số khác nhau. Hãy xác nhận dòng điện hoạt động liên tục thực tế của pin, yêu cầu dòng điện đột biến ngắn hạn và dòng điện sạc.

Q2Liệu một hệ thống quản lý pin (BMS) có thể tự động điều khiển cả hệ thống pin dự phòng trong nhà và quá trình khởi động động cơ không?

Đừng cho rằng như vậy. Pin dự phòng cho hệ thống điện nhà và pin khởi động động cơ có cấu hình tải khác nhau. Việc khởi động động cơ cần được kiểm tra riêng biệt dựa trên điện áp khởi động, dòng khởi động, thời gian cấp điện và thông số kỹ thuật chính xác của hệ thống quản lý pin (BMS).

Q3Liệu cổng CAN có nghĩa là hệ thống quản lý pin (BMS) sẽ hoạt động với mọi thiết bị NMEA 2000?

Không. Giao diện, giao thức, PGN cần thiết và ánh xạ dữ liệu phải tương thích với thiết bị mục tiêu. Các tuyên bố về chứng nhận sản phẩm cũng cần được xác minh đối với thiết bị cụ thể.

Q4Hệ thống quản lý pin (BMS) dành cho tàu thuyền có tự động chống thấm nước không?

Không. Hãy kiểm tra xếp hạng bảo vệ môi trường hoặc chống xâm nhập được ghi trong tài liệu cho sản phẩm cụ thể. Vỏ máy và toàn bộ quá trình lắp đặt bộ pin cũng góp phần bảo vệ môi trường.

Q5Có thể dễ dàng kết nối nhiều bộ pin lithium dùng trong gia đình với nhau theo kiểu song song không?

Không chỉ vì chúng có cùng điện áp định mức. Hãy xác nhận sự phù hợp của bộ pin, điều kiện điện áp, phân chia dòng điện, bảo vệ, dây dẫn và liệu cấu hình BMS/hệ thống cụ thể có hỗ trợ kiến trúc song song đã lên kế hoạch hay không.

Giới thiệu về DALY

DALY thiết kế và sản xuất hệ thống quản lý pin lithium cho các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM), nhà sản xuất bộ pin và các nhà tích hợp hệ thống. Đối với các dự án pin dùng trong nhà trên biển, hệ thống quản lý pin (BMS) được khuyến nghị nên được lựa chọn dựa trên cấu hình pin thực tế, tải điện, hệ thống sạc, yêu cầu truyền thông và điều kiện lắp đặt, chứ không chỉ dựa vào tên ứng dụng.

Yêu cầu đánh giá lựa chọn hệ thống quản lý pin (BMS) cho nhà tàu biển

Hãy gửi thông tin về pin, tải, sạc, ghép nối song song, môi trường và thông tin liên lạc của bạn cho DALY. Nhóm kỹ thuật sẽ xem xét các yêu cầu và đưa ra khuyến nghị lựa chọn hệ thống quản lý pin (BMS), tài liệu sản phẩm liên quan và báo giá.