3. Guida alla progettazione del sistema e alla selezione del BMS
Questo capitolo descrive gli aspetti da considerare rispetto all’interazione della batteria con il BMS e del BMS con i carichi e i caricabatterie per proteggere la batteria stessa. Tali informazioni sono essenziali per la progettazione del sistema e per poter scegliere il BMS più adatto allo stesso.
3.1. Numero massimo di batterie configurate in serie, parallelo o serie/parallelo
In un sistema è possibile utilizzare fino a 20 batterie Lithium Battery Smart di Victron in totale, indipendentemente dal BMS Victron utilizzato. Ciò consente di avere sistemi di accumulo di energia da 12, 24 e 48 V con una capacità massima di 102 kWh (84 kWh per un sistema da 12 V), a seconda della capacità utilizzata e del numero di batterie. Per i dettagli sull'installazione, consultare il capitolo Installazione.
Controllare la tabella seguente per sapere come raggiungere la massima capacità di accumulo (utilizzando come esempio batterie da 12,8 V/330 Ah e 25,6 V/200 Ah):
Tensione del sistema | 12,8 V/330 Ah | Energia nominale | 25,6 V/200 Ah | Energia nominale |
|---|---|---|---|---|
12 V | 20 in parallelo | 84 kWh | na | na |
24 V | 20 in 2S10P | 84 kWh | 20 in parallelo | 102 kWh |
48 V | 20 in 4S5P | 84 kWh | 20 in 2S10P | 102 kWh |
3.2. Segnali di allarme della batteria e azioni del BMS
Le tensioni delle celle e la temperatura della batteria sono monitorate dalla batteria stessa. Se non rientrano nell'intervallo normale, viene inviato un allarme al BMS.
Al fine di proteggere la batteria, quindi, il BMS spegne i carichi e/o i caricabatterie oppure genera un preallarme non appena riceve un segnale di allarme dalla batteria.
Questi sono i possibili avvisi e allarmi della batteria, nonché le corrispondenti azioni del BMS:
Segnale di allarme della batteria | Azione BMS |
|---|---|
Avviso di preallarme per bassa tensione cella | Il BMS genera un segnale di preallarme |
Allarme bassa tensione cella | Il BMS spegne i carichi |
Allarme alta tensione cella | Il BMS spegne i caricabatterie |
Allarme bassa temperatura batteria | Il BMS spegne i caricabatterie |
Allarme alta temperatura batteria | Il BMS spegne i caricabatterie |
La batteria comunica tali allarmi al BMS tramite i cavi BMS.
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Il BMS riceve un segnale di allarme da una cella della batteria
Se il sistema contiene più batterie, tutti i cavi BMS di tali batterie sono collegati in serie (collegamento a cascata). Il primo e l’ultimo cavo BMS sono collegati al BMS.
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Il BMS riceve un segnale di allarme da una cella in una configurazione a batterie multiple
La batteria è dotata di cavi BMS lunghi 50 cm. Se questi cavi sono troppo corti per raggiungere il BMS, possono essere prolungati mediante i cavi di estensione del BMS.
Il BMS può controllare carichi e caricabatterie in due modi:
Inviando un segnale elettrico o digitale di accensione/spegnimento al caricabatterie o al carico.
Collegando o scollegando fisicamente un carico o una sorgente di carica dalla batteria. Sia direttamente che mediante un BatteryProtect oppure un relè Cyrix Li-ion.
Tutti i tipi di BMS disponibili per le batterie al litio si basano su una o su entrambe queste tecnologie. I tipi di BMS e le loro funzionalità sono descritti brevemente nei prossimi capitoli.
 Il BMS invia un segnale di accensione/spegnimento a un carico o a un caricabatterie |  Il BMS si collega o si scollega da un carico o da un caricabatterie |
3.2.1. Segnale di preallarme
Lo scopo del preallarme è quello di avvisare l'utente che il BMS sta per spegnere i carichi perché una o più celle hanno raggiunto la soglia configurabile (tramite VictronConnect) di Preallarme per sottotensione delle celle. Ad esempio, se si desidera un avviso tempestivo prima dello spegnimento dei carichi mentre si manovra l'imbarcazione o prima che si spengano le luci quando è buio. Si consiglia di collegare il preallarme a un dispositivo di allarme chiaramente visibile o udibile. Quando il preallarme si attiva, l'utente può accendere un caricabatterie per evitare che il sistema CC si spenga.
Comportamento di commutazione
In caso di imminente spegnimento per sottotensione, si accende l'uscita di preallarme del BMS. Se la tensione dovesse continuare a diminuire, i carichi verranno spenti (disconnessione del carico) e, allo stesso tempo, l'uscita di preallarme si spegnerà di nuovo. Se la tensione sale di nuovo (l’operatore ha attivato un caricabatterie o ha ridotto il carico) l’uscita di preallarme si spegnerà dopo che la tensione più bassa della cella sia salita al di sopra dei 3,2 V.
Il BMS garantisce un ritardo minimo di 30 secondi tra l'attivazione del preallarme e la disconnessione del carico. Questo ritardo serve a concedere all'operatore un tempo minimo per evitare lo spegnimento.
Si prega di notare che le batterie più vecchie potrebbero non supportare il preallarme.
3.3. Modelli di BMS
È possibile scegliere tra 7 diversi modelli di BMS da usare con le Lithium Battery Smart . A continuazione sono spiegate le differenze fra i vari modelli e le loro più comuni applicazioni. Vedere anche la Panoramica del BMS per ulteriori informazioni.
Tipo di BMS | Tensione | Caratteristiche | Applicazioni più comuni | |
|---|---|---|---|---|
SmallBMS | 12, 24 o 48 V | Controlla i carichi e i caricabatterie tramite segnali on/off. Genera un segnale di preallarme. Nota: lo smallBMS in precedenza si chiamava miniBMS. | Piccoli sistemi senza inverter/caricabatterie. | |
 VE.Bus BMS V2 | 12, 24 o 48 V | Controlla il MultiPlus o il Quattro tramite VE.Bus. Controlla i carichi e i caricabatterie tramite segnali on/off. Genera un segnale di preallarme. Morsetti remoti On/Off Porta del Pannello Remoto per la comunicazione con un dispositivo GX o DMC per controllare lo stato dell'interruttore dell'inverter/caricabatterie (on/off/charger-only). Morsetti di entrata e uscita dell'alimentazione ausiliaria per alimentare un dispositivo GX. | Sistemi dotati di inverter/caricabatterie. | |
VE.Bus BMS | 12, 24 o 48 V | Controlla il MultiPlus o il Quattro tramite VE.Bus. Controlla i carichi e i caricabatterie tramite segnali on/off. Genera un segnale di preallarme. | Sistemi dotati di inverter/caricabatterie. | |
Lynx Smart BMS 500  Lynx Smart BMS 1000 A (M10) | 12, 24 o 48 V | Disponibile in due versioni: 500 A (con sistema di sbarre M8) o 1000 A (con sistema di sbarre M10) Controlla i carichi e i caricabatterie tramite segnali di accensione/spegnimento Può controllare inverter/caricabatterie, caricabatterie solari, caricabatterie Orion XS CC-CC e alcuni caricabatterie CA tramite DVCC Genera un segnale di preallarme. Contattore integrato da 500 A o 1000 A utilizzato come ulteriore meccanismo di sicurezza e disponibile anche come interruttore del sistema principale controllabile da remoto. Monitoraggio batteria Bluetooth Si può collegare a un dispositivo GX tramite VE.Can On/Off/Standby remoto tramite l'app VictronConnect o un dispositivo GX Installato nel polo positivo e negativo del sistema Lettura istantanea via Bluetooth | Sistemi più grandi con integrazione digitale o quando è necessario un relè di sicurezza integrato. Anche per sistemi con inverter/caricabatterie se è presente il dispositivo GX. | |
 Smart BMS CL 12/100 | 12 V | Porta dell’alternatore dedicata da 100 A. Controlla i carichi e i caricabatterie tramite segnali on/off. Genera un segnale di preallarme. Bluetooth integrato. Installato nel polo positivo del sistema. | Sistemi relativamente piccoli con alternatore. | |
 Smart BMS 12/200 | 12 V | Porta dell’alternatore dedicata da 100 A. Porta del sistema CC dedicata da 200 A. Controlla i carichi e i caricabatterie tramite segnali on/off. Genera un segnale di preallarme. Bluetooth integrato. Installato nel polo positivo del sistema. | Sistemi relativamente piccoli con alternatore e carichi CC. | |
 BMS 12/200 | 12 V | Porta dell’alternatore dedicata da 80 A. Porta del carico e del caricabatterie dedicata da 200 A. Installato nel polo negativo del sistema. Tenere presente che per molti sistemi non è la soluzione ideale. | Sistemi relativamente piccoli con alternatore e carichi CC ma senza inverter/caricabatterie. Nota: Questo BMS sta per uscire di produzione: piuttosto utilizzare un Smart BMS CL 12/100 o un Smart BMS 12/200. |
3.3.1. SmallBMS
Lo smallBMS è dotato di un «sezionatore di carico», un «sezionatore di carica» e un contatto di preallarme.
In caso di bassa tensione della cella, lo smallBMS invierà un segnale di «disconnessione del carico» per spegnere il carico (o i carichi).
Prima di spegnere il carico, invierà un segnale di preallarme che indicherà l'imminente bassa tensione della cella.
In caso di alta tensione della cella, o alta o bassa temperatura della cella, lo smallBMS invia un segnale di “disconnessione del carico” per spegnere il o i caricabatterie.
Per ulteriori informazioni consultare la pagina del prodotto smallBMS.
Lo smallBMS |  Lo smallBMS controlla carichi e caricabatterie tramite i segnali di “disconnessione del carico” e “disconnessione della carica” |
3.3.2. Il VE.Bus BMS V2
Il VE.Bus BMS V2 è la nuova generazione del Sistema di Gestione delle Batterie (BMS) VE.Bus. È stato progettato per interfacciarsi e proteggere le batterie Lithium Battery Smart di Victron nei sistemi dotati di inverter o inverter/caricabatterie Victron con comunicazione VE.Bus e offre nuove funzionalità, quali porte di ingresso e uscita di alimentazione ausiliaria per l'alimentazione di un dispositivo GX, porte di on/off remoto e comunicazione con dispositivi GX. Supera le limitazioni del suo predecessore per quanto riguarda la commutazione da remoto dello stato dell'inverter/caricabatterie, cioè tramite un dispositivo GX o un dongle VE.Bus Smart.
Proprio come il smallBMS, possiede anche un contatto di “disconnessione del carico”, uno di “disconnessione della carica” e uno di “preallarme”.
In caso di bassa tensione della cella, il VE.Bus BMS V2 invia un segnale di “disconnessione del carico” per disattivare il carico (o i carichi) e disattiva anche l’inversione dell’inverter/caricabatterie tramite la comunicazione VE.Bus.
Prima di spegnere il carico, invierà un segnale di preallarme che indicherà l'imminente bassa tensione della cella.
In caso di alta tensione della cella o di alta/bassa temperatura della batteria, il VE.Bus BMS V2 invia un segnale di “disconnessione della carica” per spegnere il o i caricabatterie e disattiva anche il caricabatterie dell'inverter/caricabatterie.
Oltre al VE.Bus BMS V2, la dotazione comprende un rilevatore di rete e un cavo RJ45 UTP corto, necessari per la rilevazione della rete quando il BMS spegne l’inverter/caricabatterie.
Nota
Il rilevatore di rete non è necessario per la gamma di inverter/caricabatterie MultiPlus-II o Quattro-II.
Per ulteriori informazioni, vedere il manuale del VE.Bus BMS V2, che si trova nella pagina prodotto del VE.Bus BMS.
 VE.Bus BMS V2, rilevatore di rete del VE.Bus BMS e cavo RJ45 UTP |
Il VE.Bus BMS V2 scollega i carichi e i caricabatterie tramite la “disconnessione del carico” e la “disconnessione della carica” e controlla l’inverter/caricabatterie |
3.3.3. Il VE.Bus BMS
II VE.Bus BMS si utilizza in sistemi che contengono anche uno o vari inverter/caricabatterie Victron Energy. Comunica direttamente con gli inverter/caricabatterie tramite il VE.Bus. È anche dotato di un contatto di “disconnessione del carico”, di “disconnessione della carica” e di “preallarme”.
In caso di bassa tensione della cella, il VE.Bus BMS invierà un segnale di “disconnessione del carico” per spegnere il carico (o i carichi) e spegnerà anche l'inverter dell'inverter/caricabatterie.
Prima di spegnere il carico, invierà un segnale di preallarme che indicherà l'imminente bassa tensione della cella.
In caso di alta tensione della cella o di alta/bassa temperatura della batteria, il VE.Bus BMS invia un segnale di “disconnessione della carica” per spegnere il o i caricabatterie e spegne anche il caricabatterie dell'inverter/caricabatterie.
Oltre al VE.Bus BMS, la dotazione comprende anche un rilevatore di rete e un cavo RJ45 UTP corto, che sono necessari per la rilevazione della rete quando il BMS spegne l’inverter/caricabatterie.
Nota
Il rilevatore di rete non è necessario per la gamma di inverter/caricabatterie MultiPlus-II o Quattro-II.
Per ulteriori informazioni, vedere il manuale del VE.Bus BMS, che si trova nella pagina prodotto del VE.Bus BMS stesso.
VE.Bus BMS, rilevatore di rete del VE.Bus BMS e cavo RJ45 UTP |
Il VE.Bus BMS scollega i carichi e i caricabatterie tramite la “disconnessione del carico” e la “disconnessione della carica” e controlla l’inverter/caricabatterie |
3.3.4. Il Lynx Smart BMS
Il Lynx Smart BMS, disponibile nella versione da 500 A (con sistema di sbarre M8) o 1000 A (con sistema di sbarre M10), è utilizzato in sistemi di medie e grandi dimensioni che contengono carichi CC e carichi CA tramite inverter o inverter/caricabatterie, ad esempio , su yacht o veicoli ricreativi. Questo BMS è dotato di un contattore che scollega il sistema CC, un contatto di "disconnessione del carico", di "disconnessione della carica", di "preallarme" e un monitor della batteria. Inoltre, può essere collegato a un dispositivo GX e le apparecchiature Victron Energy compatibili possono essere controllate tramite DVCC.
In caso di bassa tensione della cella, il Lynx Smart BMS invia un segnale di “disconnessione del carico” per spegnere il carico o i carichi.
Prima di spegnere il carico, invia un segnale di preallarme, che indica l’imminente bassa tensione della cella.
In caso di alta tensione della cella, o bassa/alta temperatura della batteria, il BMS invia un segnale di “disconnessione della carica” per spegnere il o i caricabatterie.
Se le batterie si scaricano (o vengono sovraccaricate) ulteriormente, il contattore si apre, scollegando efficacemente il sistema CC per proteggere la batteria.
Per ulteriori informazioni, consultare il manuale del Lynx Smart BMS, disponibile nella pagina prodotto del Lynx Smart BMS.
Il Lynx Smart BMS
Il Lynx Smart BMS 1000 A (M10) |
Il Lynx Smart BMS scollega i carichi e i caricabatterie tramite i segnali di “disconnessione del carico” e “disconnessione della carica” e controlla l’inverter/caricabatterie tramite un dispositivo GX. Se la batteria si scarica ulteriormente, il BMS la scollega dal sistema CC. |
3.3.5. Smart BMS CL 12/100
Lo Smart BMS CL 12/100 è dotato di un contatto di “disconnessione del carico”, un contatto di “disconnessione della carica” e un contatto di “preallarme”. Dispone anche di una porta dell’alternatore dedicata che esegue la “limitazione della corrente” dell’alternatore. Può essere impostato per varie correnti, fino a un massimo di 100 A.
In caso di bassa tensione della cella, lo Smart BMS CL 12/100 invierà un segnale di «disconnessione del carico» per spegnere il carico (o i carichi).
Prima di spegnere il carico, invierà un segnale di preallarme che indicherà l'imminente bassa tensione della cella.
In caso di alta tensione della cella, o alta/bassa temperatura della batteria, lo Smart BMS CL 12/100 invia un segnale di “disconnessione della carica” per spegnere il o i caricabatterie.
La porta dell'alternatore controlla e limita la corrente dell'alternatore.
Per ulteriori informazioni consultare la pagina del prodotto Smart BMS CL 12/100.
Smart BMS CL 12/100 |  Lo Smart BMS CL 12/100 spegne i carichi e i caricabatterie tramite i segnali di “disconnessione del carico” e di “disconnessione della carica”. Inoltre, controlla e limita l’alternatore |
3.3.6. Smart BMS 12/200
Lo Smart BMS 12/200 è dotato di un contatto di “disconnessione del carico”, un contatto di “disconnessione della carica” e un contatto di “preallarme”. Il BMS è anche dotato di una porta dedicata dell’alternatore e di sistema. La porta dell’alternatore esegue la “limitazione di corrente” della corrente dell’alternatore. Può essere impostata su svariate correnti, fino a un massimo di 100 A. La porta di sistema serve per collegare il sistema CC e si può utilizzare sia per caricare che per scaricare la batteria.
In caso di bassa tensione della cella, lo Smart BMS 12/200 invia un segnale di “disconnessione del carico” per spegnere il carico o i carichi e scollega la porta System+.
Prima di spegnere il carico, invierà un segnale di preallarme che indicherà l'imminente bassa tensione della cella.
In caso di alta tensione della cella, o alta/bassa temperatura della batteria, lo Smart BMS 12/200 invia un segnale di “disconnessione della carica” per spegnere il o i caricabatterie.
La porta dell'alternatore controlla e limita la corrente dell'alternatore.
Per ulteriori informazioni consultare la pagina prodotto dello Smart BMS 12/200.
 Smart BMS 12/200 |  Lo Smart BMS 12/100 scollega o spegne i carichi e i caricabatterie tramite i segnali di “disconnessione del carico” e di “disconnessione della carica”. Inoltre, controlla e limita l’alternatore. |
3.4. Carica mediante alternatore
Rispetto alle batterie al piombo-acido, quelle al litio hanno una resistenza interna molto bassa e accettano una corrente di carica molto più elevata. Occorre prestare particolare attenzione per evitare di sovraccaricare l'alternatore:
Assicurarsi che la corrente nominale dell'alternatore sia almeno doppia rispetto alla capacità nominale della batteria. Ad esempio, un alternatore da 400 A può essere collegato in sicurezza a una batteria da 200 Ah.
Utilizzare un alternatore dotato di un regolatore a temperatura controllata. In questo modo si evita il surriscaldamento dell'alternatore.
Utilizzare un dispositivo di limitazione della corrente, come un caricabatterie CC-CC o un convertitore CC-CC, tra l’alternatore e la batteria di avviamento.
Utilizzare un BMS dotato di porta dell’alternatore con limitazione di corrente integrata, come lo Smart BMS CL 12/100 o lo Smart BMS 12/200.
Per ulteriori informazioni sul caricamento delle batterie al litio dotate di alternatore, vedere il blog e il video Carica dell'alternatore al litio.
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Carica dall’alternatore
3.5. Monitoraggio della batteria
I parametri comuni della batteria, come la tensione della batteria, la temperatura della batteria e le tensioni delle celle, possono essere monitorati via Bluetooth utilizzando l'app VictronConnect. Tuttavia, il monitoraggio dello stato di carica non è integrato nella batteria. Per monitorare lo stato di carica è necessario utilizzare il Lynx Smart BMS o aggiungere al sistema un monitor della batteria come un BMV o uno SmartShunt.
Se si utilizza un monitor della batteria assieme a una batteria al litio, regolare queste due impostazioni:
Impostare l’efficienza di carica sul 99 %
Impostare il coefficiente di Peukert su 1,05
Per ulteriori informazioni sui monitor della batteria, vedere la pagina prodotto del Monitor della batteria.
Quando si aggrega al sistema un monitor della batteria, è importante sapere come alimentarlo. Esistono due opzioni:
|  Il cavo di alimentazione del monitor della batteria è collegato al BMS |
|  Il cavo di alimentazione del monitor della batteria è collegato alla batteria |