Barco eléctrico
categoría:
Barco eléctrico
fecha del proyecto:
Junio, 2024
ubicación:
España
Sistema fiable de baterías de litio para embarcaciones eléctricas modernas
El sistema de baterías de litio para embarcaciones eléctricas se está convirtiendo en una tecnología fundamental para la propulsión marina moderna y el desarrollo de buques con cero emisiones.
Los sistemas de baterías marinas, las baterías eléctricas para embarcaciones y las soluciones de baterías de propulsión marina sustituyen cada vez más a la energía diésel convencional en los buques costeros y de pasajeros.
Este proyecto presenta una descripción técnica detallada del primer proyecto de barco totalmente eléctrico de Brogen y explica la arquitectura del sistema de baterías de litio, la configuración y el rendimiento operativo que subyacen al éxito de su despliegue.
Resumen del proyecto
El primer proyecto de barco totalmente eléctrico de Brogen en España representa un hito importante en la transición hacia un transporte marítimo sostenible. El proyecto demuestra cómo un sistema de baterías de litio correctamente diseñado para embarcaciones eléctricas puede proporcionar una potencia de propulsión fiable cumpliendo estrictos requisitos de seguridad marítima.
El buque funciona con un sistema de propulsión totalmente eléctrico alimentado por una batería marina de litio de alta capacidad. Este sistema sustituye a los motores diésel tradicionales y favorece el funcionamiento limpio del buque en puertos y rutas costeras. La implementación requirió una cuidadosa coordinación entre el diseño de la batería, los sistemas de control y la integración del buque.
El proyecto también sirve de modelo de referencia para el futuro despliegue de baterías eléctricas en buques de todos los sectores marítimos comerciales.
Diseño técnico del sistema de baterías de litio para embarcaciones eléctricas
El sistema de baterías de litio para embarcaciones eléctricas instalado en este proyecto se diseñó utilizando una arquitectura modular que permite flexibilidad, fiabilidad y un funcionamiento seguro en condiciones marinas exigentes.
La estructura de ingeniería incluye módulos de baterías, bastidores de soporte mecánico, componentes de protección eléctrica y unidades de control integradas. Cada subsistema desempeña una función específica para mantener un funcionamiento estable del sistema.
La configuración de la batería utiliza la química del fosfato de hierro y litio, que se selecciona ampliamente para aplicaciones marinas debido a sus fuertes características de seguridad, comportamiento térmico estable y larga vida útil.
El diseño también incluye estructuras de grupos de baterías independientes. Esta disposición mejora la fiabilidad del sistema al aislar los fallos y evitar la propagación de los problemas eléctricos por todo el sistema.
Especificaciones técnicas clave del sistema de baterías para barcos eléctricos
La configuración de las baterías utilizadas en el proyecto español de buque eléctrico se desarrolló para mantener un rendimiento estable de la propulsión y, al mismo tiempo, un funcionamiento eléctrico seguro.
La siguiente tabla resume la configuración de la batería principal utilizada en el proyecto.
Configuración del sistema de baterías de litio
| Número de serie. | Proyecto | Descripción |
|---|---|---|
| 1 | Modo combinado | 2 × LF105 4P180S |
| 2 | Tensión nominal | 576 V |
| 3 | Capacidad nominal | 2 × 420 Ah, Capacidad utilizable: 2 × 336 Ah al 80 por ciento de DOD |
| 4 | Rango de tensión | 522 a 630 V |
| 5 | Energía nominal | 483,84 kWh |
| 6 | Peso | Alrededor de 4,4 t, incluido el portapilas |
Esta configuración proporciona una capacidad energética total de 483,84 kWh, que permite la propulsión completa del buque y el suministro eléctrico a bordo.
Los bastidores de baterías se instalan con un soporte estructural reforzado para soportar las vibraciones y el movimiento marino durante el funcionamiento.
Características y parámetros de la célula de la batería del barco eléctrico
El rendimiento de las celdas de las baterías es un factor crítico para determinar la fiabilidad global de un sistema de baterías marinas. En este proyecto se utilizan celdas de litio hierro fosfato que ofrecen un rendimiento constante y un comportamiento estable frente a los ciclos.
En la tabla siguiente se resumen los parámetros de la célula y el pack de baterías utilizados en el sistema.
Parámetros de la célula de la batería
| Aspectos | Parámetros | Comentario |
|---|---|---|
| Tipo de célula | Fosfato de hierro y litio cuadrado | |
| Capacidad nominal | 105 Ah a 1,0C de descarga | |
| Tensión nominal | 3.2V | |
| Impedancia interna | Inferior o igual a 0,5 mΩ | |
| Peso celular monomérico | 1980 ± 100 g | |
| Rango de tensión de una sola célula | 2,5 V a 3,65 V | Tensión de funcionamiento 2,9 V a 3,5 V |
| Temperatura de funcionamiento | Carga 0°C a 55°C Descarga menos 20°C a 55°C | |
| Índice máximo de descarga de carga continua | 1C o 1C | |
| Ciclo de vida | Mayor o igual a 3500 veces con ciclo de pinza | Entorno de prueba 25 ± 2°C Ritmo de prueba carga en escalera y ciclo de descarga de 1C |
| Talla | 201 mm × 130,8 mm × 37,2 mm máximo |
Estas características de la célula garantizan una producción de energía fiable en condiciones ambientales variables.
Diseño de seguridad y estrategia de supervisión del sistema de baterías de litio marinas
La seguridad de las baterías es uno de los requisitos más críticos en la ingeniería de baterías marinas. El sistema de baterías de litio para embarcaciones eléctricas integra un sistema de gestión de baterías multicapa que supervisa los parámetros operativos en tiempo real.
El sistema realiza un seguimiento continuo de la tensión, la temperatura y la corriente en cada módulo de la batería. Esto permite al sistema de control detectar comportamientos anómalos y responder rápidamente para evitar posibles fallos.
El aislamiento eléctrico se aplica entre grupos de baterías para reducir el riesgo y mejorar las prestaciones de seguridad. También se utilizan carcasas protectoras para evitar la exposición a la humedad, las vibraciones y la corrosión.
Las funciones de gestión térmica mantienen temperaturas de funcionamiento estables en todo el sistema. Esto garantiza un rendimiento constante durante los ciclos de propulsión de larga duración.
Integración del sistema de baterías de litio con el sistema de propulsión del buque
El sistema de baterías de litio suministra energía directamente al sistema de propulsión del buque a través de una interfaz eléctrica controlada.
El suministro estable de tensión garantiza un rendimiento constante del motor y una conversión eficiente de la energía. La propulsión eléctrica alimentada por sistemas de baterías de litio produce mucho menos ruido y vibraciones que los motores diésel convencionales.
Las pruebas operativas confirmaron que el sistema mantenía una producción de energía estable durante el funcionamiento continuo del buque. El sistema de baterías también demostró una gran capacidad para equilibrar la energía y una respuesta fiable durante repetidos ciclos de carga y descarga.
Estos resultados confirman la fiabilidad práctica de los sistemas de baterías de litio para aplicaciones de propulsión marina.
Valor práctico del sistema de baterías de litio para futuros proyectos marinos
El proyecto español de buque eléctrico demuestra la viabilidad comercial de la tecnología de las baterías de litio en el transporte marítimo.
El proyecto pone de relieve cómo los sistemas de baterías eléctricas para buques pueden contribuir a los objetivos de sostenibilidad ambiental manteniendo al mismo tiempo la fiabilidad operativa. También demuestra que las soluciones de baterías de litio marinas de gran capacidad pueden desplegarse en entornos reales de buques sin comprometer la seguridad.
Desde el punto de vista de la industria, esta aplicación proporciona valiosos datos de referencia de ingeniería para constructores navales, integradores marinos y operadores de flotas que estén considerando estrategias de electrificación.
El proyecto apoya la transición hacia un transporte marítimo de bajas emisiones y sienta las bases para el futuro desarrollo de buques eléctricos.
Conclusiones: Energía para buques eléctricos
El sistema de baterías de litio para barcos eléctricos utilizado en el primer buque totalmente eléctrico de España demuestra el éxito de la integración del almacenamiento de energía de litio de alta capacidad en los sistemas de propulsión marinos.
Con una capacidad energética total de 483,84 kWh, un diseño estructural reforzado y una tecnología fiable de celdas de batería, el sistema proporciona una potencia de propulsión estable al tiempo que mantiene unas estrictas prestaciones de seguridad.
Este proyecto confirma que las soluciones de baterías de litio marinas son capaces de soportar operaciones reales de buques y desempeñarán un papel cada vez más importante en el futuro de la electrificación marítima.
Descargo de responsabilidad: Los detalles del proyecto que se muestran son ejemplos representativos. Las especificaciones y el rendimiento pueden variar en función de los requisitos del cliente y las condiciones de funcionamiento. Parte de la información puede ajustarse para proteger datos confidenciales del proyecto.
Preguntas frecuentes
¿En qué consiste la solución de Brogen para baterías marinas de vehículos eléctricos?
La solución de baterías para vehículos eléctricos marinos de Brogen es un sistema de energía de iones de litio de alto rendimiento diseñado para embarcaciones eléctricas, que permite la electrificación completa de barcos, transbordadores y otras aplicaciones marinas con un almacenamiento de energía seguro y eficiente.
¿Para qué tipos de recipientes puede utilizarse esta solución?
Es adecuado para una amplia gama de embarcaciones, incluidos yates, transbordadores, barcos de pesca, barcos de trabajo, cargueros y barcos de servicio en alta mar que operan en aguas interiores y costeras.
¿Qué configuraciones de batería hay disponibles para uso marino?
Brogen ofrece paquetes de baterías modulares, cadenas de baterías y sistemas de baterías en contenedores, con una capacidad energética escalable que va desde las configuraciones para pequeñas embarcaciones hasta los sistemas de propulsión marina a gran escala.
¿Cómo mantiene el sistema de baterías la seguridad durante el funcionamiento?
La seguridad se mantiene gracias al aislamiento eléctrico, la supervisión de la temperatura, el control de la tensión y los recintos de protección. El sistema de gestión de baterías supervisa continuamente las condiciones del sistema y responde a comportamientos anómalos.
Qué sectores pueden beneficiarse de los sistemas de baterías eléctricas para barcos
Los operadores de transporte de pasajeros, los proveedores de servicios portuarios, las flotas turísticas y las empresas de logística costera pueden beneficiarse de los sistemas de baterías de litio. Estos sistemas apoyan los objetivos de reducción de emisiones y reducen la dependencia del combustible a largo plazo.
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