Barco elétrico
categoria:
Barco elétrico
data do projeto:
Junho de 2024
Localização:
Espanha
Sistema confiável de baterias de lítio para barcos elétricos modernos
O sistema de baterias de lítio para barcos elétricos está se tornando uma tecnologia essencial para a propulsão marítima moderna e o desenvolvimento de embarcações com emissão zero.
Os sistemas de baterias marítimas, as baterias para embarcações elétricas e as soluções de baterias para propulsão marítima estão substituindo cada vez mais a energia a diesel convencional em embarcações costeiras e de passageiros.
Este projeto apresenta uma visão geral técnica detalhada do primeiro projeto de barco totalmente elétrico da Brogen e explica a arquitetura, a configuração e o desempenho operacional do sistema de baterias de lítio, que estiveram por trás de sua implantação bem-sucedida.
Visão geral do projeto
O primeiro projeto de barco totalmente elétrico da Brogen na Espanha representa um marco importante na transição para o transporte marítimo sustentável. O projeto demonstra como um sistema de baterias de lítio adequadamente projetado para barcos elétricos pode fornecer potência de propulsão confiável, ao mesmo tempo em que atende aos rigorosos requisitos de segurança marítima.
A embarcação opera utilizando um sistema de propulsão totalmente elétrico, alimentado por uma solução de baterias marítimas de lítio de alta capacidade. Esse sistema substitui os motores a diesel tradicionais e possibilita a operação limpa da embarcação em portos e rotas costeiras. A implementação exigiu uma coordenação cuidadosa entre o projeto das baterias, os sistemas de controle e a integração na embarcação.
O projeto também serve como modelo de referência para a futura implantação de baterias em embarcações elétricas nos setores marítimos comerciais.
Projeto de Engenharia do Sistema de Baterias de Lítio para Barcos Elétricos
O sistema de baterias de lítio para barcos elétricos instalado neste projeto foi projetado utilizando uma arquitetura modular que proporciona flexibilidade, confiabilidade e operação segura em condições marítimas adversas.
A estrutura de engenharia inclui módulos de bateria, suportes mecânicos, componentes de proteção elétrica e unidades de controle integradas. Cada subsistema desempenha uma função específica para manter a operação estável do sistema.
A configuração da bateria utiliza a composição química de fosfato de ferro e lítio, amplamente utilizada em aplicações marítimas devido às suas excelentes características de segurança, comportamento térmico estável e longa vida útil.
O projeto também inclui estruturas independentes para grupos de baterias. Esse arranjo aumenta a confiabilidade do sistema, isolando falhas e impedindo que problemas elétricos se espalhem por todo o sistema.
Principais especificações técnicas do sistema de baterias do barco elétrico
A configuração da bateria utilizada no projeto de embarcação elétrica da Espanha foi desenvolvida para garantir um desempenho estável de propulsão, mantendo ao mesmo tempo a segurança do funcionamento elétrico.
A tabela a seguir resume a configuração principal da bateria utilizada no projeto.
Configuração do sistema de baterias de lítio
| Número de série. | Projeto | Descrição |
|---|---|---|
| 1 | Modo combinado | 2 × LF105 4P180S |
| 2 | Tensão nominal | 576 V |
| 3 | Capacidade nominal | 2 × 420 Ah, Capacidade útil: 2 × 336 Ah a 80% de DOD |
| 4 | Faixa de tensão | 522 a 630 V |
| 5 | Energia nominal | 483,84 kWh |
| 6 | Peso | Cerca de 4,4 t, incluindo o suporte da bateria |
Essa configuração oferece uma capacidade energética total de 483,84 kWh, o que é suficiente para a propulsão total da embarcação e o abastecimento elétrico a bordo.
Os suportes das baterias são instalados com um suporte estrutural reforçado para resistir à vibração e ao movimento do navio durante a operação.
Características e parâmetros das células de bateria para barcos elétricos
O desempenho das células da bateria é um fator crítico para determinar a confiabilidade geral de um sistema de baterias marítimas. O projeto utiliza células de bateria de fosfato de ferro e lítio, que proporcionam saída consistente e comportamento de ciclagem estável.
A tabela abaixo resume os parâmetros das células e do conjunto de baterias utilizados no sistema.
Parâmetros das células da bateria
| Aspectos | Parâmetros | Comentário |
|---|---|---|
| Tipo de célula | Fosfato de lítio e ferro em forma quadrada | |
| Capacidade nominal | 105 Ah com descarga a 1,0 C | |
| Tensão nominal | 3,2 V | |
| Impedância interna | Menor ou igual a 0,5 mΩ | |
| Peso da célula monomérica | 1980 ± 100 g | |
| Faixa de tensão de uma única célula | 2,5 V a 3,65 V | Tensão de operação: 2,9 V a 3,5 V |
| Faixa de temperatura de operação | Carregamento: 0 °C a 55 °C; Descarga: -20 °C a 55 °C | |
| Relação máxima entre carga e descarga contínuas | 1C ou 1C | |
| Vida útil | 3.500 vezes ou mais, com ciclo de fixação | Ambiente de teste: 25 ± 2 °C. Taxa de teste: ciclo de carga escalonada e descarga a 1C |
| Tamanho | 201 mm × 130,8 mm × 37,2 mm, no máximo |
Essas características das células garantem uma produção de energia confiável em diversas condições ambientais.
Projeto de segurança e estratégia de monitoramento do sistema de baterias de lítio para uso marítimo
A segurança das baterias é um dos requisitos mais importantes na engenharia de baterias marítimas. O sistema de baterias de lítio para barcos elétricos integra um Sistema de Gerenciamento de Baterias (BMS) de múltiplas camadas que monitora os parâmetros operacionais em tempo real.
O sistema monitora continuamente a tensão, a temperatura e a corrente em cada módulo de bateria. Isso permite que o sistema de controle detecte comportamentos anormais e reaja rapidamente para evitar possíveis falhas.
É aplicado isolamento elétrico entre os grupos de baterias para reduzir os riscos e melhorar o desempenho em termos de segurança. Também são utilizados invólucros de proteção para evitar a exposição à umidade, à vibração e à corrosão.
As funções de gerenciamento térmico mantêm temperaturas operacionais estáveis em todo o sistema. Isso garante um desempenho consistente durante ciclos de propulsão de longa duração.
Integração do sistema de baterias de lítio com o sistema de propulsão da embarcação
O sistema de baterias de lítio fornece energia diretamente ao sistema de propulsão da embarcação por meio de uma interface elétrica controlada.
O fornecimento estável de tensão garante um desempenho consistente do motor e uma conversão eficiente de energia. A propulsão elétrica alimentada por sistemas de baterias de lítio produz significativamente menos ruído e vibração em comparação com os motores a diesel convencionais.
Os testes operacionais confirmaram que o sistema manteve uma produção de energia estável durante a operação contínua da embarcação. O sistema de baterias também demonstrou grande capacidade de equilíbrio energético e resposta confiável durante ciclos repetidos de carga e descarga.
Esses resultados confirmam a confiabilidade prática dos sistemas de baterias de lítio para aplicações de propulsão naval.
Valor prático do sistema de baterias de lítio para futuros projetos marítimos
O projeto de embarcação elétrica da Espanha demonstra a viabilidade comercial da tecnologia de baterias de lítio no transporte marítimo.
O projeto destaca como os sistemas de baterias para embarcações elétricas podem contribuir para as metas de sustentabilidade ambiental, mantendo ao mesmo tempo a confiabilidade operacional. Ele também demonstra que soluções de baterias marítimas de lítio de grande capacidade podem ser implantadas em ambientes reais de embarcações sem comprometer a segurança.
Do ponto de vista do setor, essa implementação fornece dados de referência valiosos em engenharia para construtoras navais, integradoras marítimas e operadoras de frotas que estejam considerando estratégias de eletrificação.
O projeto apoia a transição mais ampla para um transporte marítimo de baixas emissões e estabelece as bases para o desenvolvimento futuro de embarcações elétricas.
Conclusão: Energia para embarcações elétricas
O sistema de baterias de lítio para barcos elétricos utilizado na primeira embarcação totalmente elétrica da Espanha demonstra a integração bem-sucedida de sistemas de armazenamento de energia de lítio de alta capacidade em sistemas de propulsão marítima.
Com uma capacidade energética total de 483,84 kWh, projeto estrutural reforçado e tecnologia confiável de células de bateria, o sistema fornece potência de propulsão estável, mantendo ao mesmo tempo rigorosos padrões de segurança.
Este projeto confirma que as soluções de baterias de lítio marítimas são capazes de dar suporte às operações reais de embarcações e desempenharão um papel cada vez mais importante no futuro da eletrificação marítima.
Isenção de responsabilidade: os detalhes do projeto mostrados são exemplos representativos. As especificações e o desempenho podem variar dependendo dos requisitos do cliente e das condições operacionais. Algumas informações podem ser ajustadas para proteger dados confidenciais do projeto.
Perguntas frequentes
O que é a solução de baterias para veículos elétricos marítimos da Brogen?
A solução de baterias para veículos elétricos marítimos da Brogen é um sistema de energia de íons de lítio de alto desempenho projetado para embarcações elétricas, que viabiliza a eletrificação total de barcos, balsas e outras aplicações marítimas por meio de um armazenamento de energia seguro e eficiente.
Em que tipos de embarcações essa solução pode ser utilizada?
É adequado para uma ampla variedade de embarcações, incluindo iates, balsas, barcos de pesca, embarcações de trabalho, navios de carga e embarcações de serviço offshore que operam em águas interiores e costeiras.
Quais são as configurações de baterias disponíveis para uso marítimo?
A Brogen oferece conjuntos modulares de baterias, cadeias de baterias e sistemas de baterias em contêineres, com capacidade energética escalável que vai desde configurações para pequenas embarcações até sistemas de propulsão marítima em grande escala.
Como o sistema de baterias garante a segurança durante a operação?
A segurança é garantida por meio de isolamento elétrico, monitoramento de temperatura, controle de tensão e gabinetes de proteção. O Sistema de Gerenciamento de Baterias monitora continuamente as condições do sistema e responde a comportamentos anormais.
Quais setores podem se beneficiar dos sistemas de baterias para barcos elétricos
Operadoras de transporte de passageiros, prestadoras de serviços portuários, frotas turísticas e empresas de logística costeira podem se beneficiar dos sistemas de baterias de lítio. Esses sistemas contribuem para as metas de redução de emissões e diminuem a dependência de combustíveis a longo prazo.
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