3. Projeto do sistema e guia de seleção do BMS
Este capítulo descreve como a bateria interage com o BMS e como este interage com as cargas e os carregadores para proteger a bateria. Esta informação é importante para projetar o sistema e para selecionar o BMS mais adequado para o referido sistema.
3.1. Número máximo de baterias em série, em paralelo ou em configuração série / paralelo
Um sistema pode utilizar até 50 baterias Victron Lithium NG no total, independentemente do Victron BMS NG usado. Isto proporciona sistemas de armazenagem de energia de 12 V, 24 V e 48 V com até 384 kWh (192 kWh para um sistema de 12 V), dependendo da capacidade utilizada e do número de baterias. Consulte na secção Instalação mais detalhes de instalação.
Consulte a tabela abaixo para ver como pode obter a capacidade de armazenagem máxima (com baterias de 12,8 V / 330 Ah, 25,6 V / 300 Ah e 51,2 V / 100 Ah como exemplo):
Tensão do sistema | 12,8 V / 300 Ah | Energia nominal | 25,6 V / 300 Ah | Energia nominal | 51,2 V / 100 Ah | Energia nominal |
|---|---|---|---|---|---|---|
12 V | 50 em paralelo | 192 kWh | na | na | na | na |
24 V | 50 em 2S25P | 192 kWh | 50 em paralelo | 384 kWh | na | na |
48 V | 48 em 4S12P | 184 kWh | 50 em 2S25P | 384 kWh | 50 em paralelo | 256 kWh |
3.2. Os sinais de alarme do BMS e ações do BMS
A própria bateria monitoriza as tensões das células, a corrente e a temperatura da bateria. O BMS processa estes dados continuamente, para além de os apresentar através da aplicação VictronConnect e/ou de um dispositivo GX, emite as advertências e alarmes necessários, por exemplo, quando uma tensão de célula baixa for iminente ou a temperatura for demasiado baixa para permitir o carregamento da bateria.
Para proteger a bateria, o BMS desliga os consumidores e/ou os carregadores ou emite um pré-alarme para dispor de tempo suficiente para tomar as medidas adequadas.
Avisos e alarmes possíveis da bateria e ações BMS respetivas:
Sinal de alarme do BMS | Ação BMS |
|---|---|
Advertência de pré-alarme de tensão da célula baixa (≤ 3,0 V) | O BMS gera um sinal de pré-alarme |
Alarme de tensão da célula baixa com um atraso mínimo de 30 s (≤ 2,8 V) | O BMS desliga as cargas |
Alarme de tensão da célula alta (≥ 3,6 V) | O BMS desliga os carregadores |
Alarme de temperatura da bateria baixa (<5 ºC) | O BMS desliga os carregadores |
Alarme de temperatura da bateria alta (>50 ºC) | O BMS desliga os carregadores |
A bateria comunica os seus dados ao BMS através dos cabos respetivos.
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O BMS recebe uma tensão de célula baixa a partir de uma célula de bateria
Caso o sistema contenha várias baterias, todos os cabos BMS da bateria serão conectados em série (em cadeia). O primeiro e o último cabo BMS são conectados ao BMS.
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O BMS recebe uma tensão de célula alta a partir de uma célula numa configuração de múltiplas baterias
A bateria é equipada com cabos BMS de 50 cm de comprimento. Se esses cabos forem muito curtos para alcançar o BMS, poderão ser estendidos com cabos de extensão BMS.
Existem duas maneiras de o BMS controlar as cargas e os carregadores:
Enviar um sinal elétrico ou digital de ligar/desligar ao carregador ou à carga.
Ligar ou desligar fisicamente uma carga ou fonte de carregamento da bateria. Tanto diretamente como usando um BatteryProtect ou relé Cyrix Li-ion.
Os tipos de BMS disponíveis para a bateria NG são baseados numa ou ambas as tecnologias. Os tipos de BMS e a sua funcionalidade são descritos brevemente nas seguintes secções.
 O BMS envia um sinal de ligar/desligar para uma carga ou carregador |  O BMS liga-se ou desliga-se de uma carga ou carregador |
3.2.1. O sinal de pré-alarme do BMS
O objetivo do pré-alarme é alertar que o BMS está prestes a desligar as cargas, porque uma ou mais células atingiram o limiar do pré-alarme de subtensão de célula (3,0 V, predefinição). Recomendamos ligar a saída de pré-alarme do BMS a um dispositivo de alarme visual ou acústico. Quando o pré-alarme é acionado, o utilizador pode ligar um carregador para evitar que o sistema de corrente contínua (CC) se desligue.
Comportamento de ligação
Em caso de paragem iminente por subtensão, a saída de pré-alarme do BMS liga-se. Se a tensão continuar a diminuir, as cargas são desligadas (desconexão da carga) e, ao mesmo tempo, a saída do pré-alarme desliga-se novamente. Se a tensão subir novamente (o operador ativou um carregador ou reduziu a carga), a saída do pré-alarme desliga-se quando a tensão da célula mais baixa for superior a 3,2 V.
O BMS garante um atraso mínimo de 30 s entre a ativação do pré-alarme e a desconexão da carga. Este atraso dá ao operador um tempo mínimo para evitar o corte de funcionamento.
3.3. Os modelos BMS
Atualmente, apenas está disponível o modelo BMS Lynx Smart BMS NG, mas em breve estão previstos modelos adicionais.
Tipo de BMS | Tensão | Características | Aplicação típica |
|---|---|---|---|
 Lynx Smart BMS 500A NG e Lynx Smart BMS 1000A NG | 12, 24 ou 48V | Controla cargas e carregadores através do sinais de ligar/desligar Pode controlar os inversores/carregadores e os carregadores solares e selecionar os carregadores CA e CC através do DVCC. Gera um sinal de pré-alarme Contactor de 500 A e 1000 A para desligar o positivo do sistema Monitor de bateria «Bluetooth» Pode ligar-se a um dispositivo GX através de VE.Can Pode ser combinado com todos os produtos de barra de barramento Lynx M10 interruptor «Ligar / desligar / em espera» remoto através da aplicação VictronConnect ou de um dispositivo GX Instalado no positivo e no negativo do sistema Leitura instantânea por Bluetooth | Sistemas maiores com integração digital ou quando for necessário integrar um relé de segurança. Também em sistemas com inversores/carregadores se o dispositivo GX estiver disponível |
3.3.1. O Lynx Smart BMS NG
O Lynx Smart BMS NG é usado em sistemas de média a grande dimensão com cargas CC e CA através de inversores ou inversores/carregadores como, por exemplo, em iates ou veículos recreativos. Este BMS está equipado com um contactor que desliga o sistema CC, um contacto de «desconexão de carga», de «desconexão de carregamento», de «pré-alarme» e um monitor de bateria. Além disso, pode ser ligado a um dispositivo GX e controlar o equipamento Victron Energy compatível através de DVCC.
Em caso de tensão da célula baixa, o BMS envia um sinal de «desconexão de carga» para desligar a(s) carga(s).
Antes de desligar a carga, envia um sinal de pré-alarme que indica a baixa tensão da célula iminente.
Em caso de tensão de célula alta ou de temperatura da bateria baixa / alta, o BMS envia um sinal de «desconexão de carregamento» para desligar o(s) carregador(es).
Se as baterias ainda forem descarregadas (ou sobrecarregadas) adicionalmente, o contactor abre-se, desligando efetivamente o sistema DC para proteger as baterias.
Para obter mais informação, consulte o manual Lynx Smart BMS NG, que pode encontrar na página de produto Lynx Smart BMS.
O Lynx Smart BMS NG |
O Lynx Smart BMS desliga as cargas e os carregadores através dos sinais de «desconexão de carga» e «desconexão de carregamento» e controla o inversor/carregador por meio de um dispositivo GX. Se a bateria for descarregada adicionalmente, o BMS desconecta a bateria do sistema CC. |
3.4. Carregar a partir de um alternador
Em comparação com as baterias de chumbo-ácido, as baterias de lítio têm uma resistência interna muito baixa e aceitam uma corrente de carga muito maior. É necessário ter um cuidado especial para evitar a sobrecarga do alternador:
Certifique-se de que a corrente nominal do alternador é, pelo menos, o dobro da capacidade nominal da bateria. Por exemplo, um alternador de 400 A pode ser ligado com segurança a uma bateria de 200 Ah.
Use um alternador equipado com um regulador com controlo de temperatura. Isto evita o sobreaquecimento do alternador.
Utilize um dispositivo limitador da corrente como um carregador CC-CC ou um conversor CC-CC entre o alternador e a bateria de arranque.
Para obter mais informações sobre o carregamento da bateria de lítio com um alternador, consulte o blogue e o vídeo do carregamento de lítio do alternador.
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Carregamento do alternador
3.5. Monitorização de baterias
Os parâmetros comuns da bateria, como a tensão, a temperatura, a corrente e tensões da célula podem ser lidos através de Bluetooth com a aplicação VictronConnect através do BMS. Se for utilizado um dispositivo GX (com Internet) em conjunto com um Lynx Smart BMS NG, os dados também serão disponibilizados no portal VRM.
Se, por alguma razão, utilizar um monitor de bateria adicional no sistema, certifique-se de que realiza corretamente as seguintes definições para o cálculo do SoC e da energia carregada e descarregada:
A eficiência de carga em 99 %
O expoente de Peukert em 1,05
Além disso, certifique-se de que o monitor externo da bateria é alimentado a partir do terminal de carga do BMS e não diretamente da bateria para evitar a descarga acidental desta.
Para obter mais informações sobre monitores de bateria, consulte a página do produto monitor de bateria.