EN
Ahogy a tengeri elektromosítás egyre jobban elterjed, a lítiumakkumulátor-rendszerek egyre fontosabb energiahordozóvá válnak az elektromos hajók, kompkik, munkahajók, jachtok és egyéb tengeri járművek számára.
Azonban egy megbízható tengeri akkumulátorrendszer tervezése sokkal többet jelent, mint egyszerűen egy elegendő kapacitású akkumulátor kiválasztása.
Az akkumulátornak egy teljes hajtási és energiarendszer részeként kell működnie, miközben teljesíti a biztonsági, hőkezelési, töltési, kommunikációs és tengeri üzemeltetési környezetre vonatkozó követelményeket.
Itt vannak 5 kulcsfontosságú szempont egy tengeri akkumulátorrendszer tervezésekor.
Az első lépés annak meghatározása, hogy a hajó ténylegesen mennyi energiára és teljesítményre van szüksége.
Az akkumulátor kapacitását általában kWh egységben mérik, míg a szükséges teljesítmény a hajtómotor és egyéb fedélzeti villamos fogyasztók alapján határozható meg.
A szükséges akkumulátor-kapacitás a következő tényezőktől függ:
- Hajó mérete és tömege
- Motor teljesítmény
- Becsületes sebesség
- Kívánt üzemelési távolság
- MŰVELETI FELTÉTELEK
- Segédvillamos fogyasztók
- Szükséges tartalék kapacitás
- Töltési lehetőségek
Például egy kis elektromos csónak viszonylag kompakt akkumulátorrendszert igényelhet, míg egy nagyobb kereskedelmi hajó vagy munkahajó nagy kapacitású, magas feszültségű akkumulátorrendszert igényelhet.
Ezért az akkumulátor méretének a hajó teljes teljesítményigénye alapján kell meghatározódnia, nem pedig egyszerűen a legnagyobb elérhető akkumulátor kiválasztásával.
Fontos pont:
Egy megfelelően méretezett tengeri akkumulátorrendszernek egyensúlyt kell teremtenie az energiatartalom, a teljesítménykimenet, az üzemeltetési hatótávolság, a tömeg és a rendelkezésre álló telepítési hely között.
A feszültség egy másik kritikus tényező a tengeri akkumulátorrendszerek tervezésében.
A nagyobb teljesítményű elektromos hajtási rendszerek esetében a rendszerfeszültség növelése segíthet csökkenteni az áramot ugyanazon teljesítménykimenet mellett.
Például:
Teljesítmény = Feszültség × Áram
Ugyanazon teljesítményszint mellett egy magasabb feszültségű rendszer kisebb áramot igényel.
Ez segíthet csökkenteni:
- Kábelméret
- Elektromos veszteségek
- Hőtermelés
- Hajtáslánc áramigényei
A hajó méretétől és a hajtási igényektől függően a tengeri akkumulátorrendszerek különböző feszültségplatformokat használhatnak, alacsonyfeszültségű rendszerektől kezdve magasfeszültségű architektúrákig.
Egy megfelelően tervezett feszültségű tengeri akkumulátorrendszer integrálhatja:
- Akku modulok
- Feszültségű BMS-t
- Kapcsolók
- Előtöltő áramkört
- Feszültségű elosztást
- Dobozvédő védelem
- CAN kommunikáció
- Biztonsági figyelés
A feszültségarchitektúrát ezért együtt kell kiválasztani a motorral, az inverterrel, a töltővel és más elektromos hajtási rendszer-alkotóelemekkel.
Az akkumulátor teljesítményét erősen befolyásolhatja a hőmérséklet.
A tengeri járművek nagyon eltérő környezetekben is üzemelhetnek: a hideg északi éghajlatoktól a forró és párás trópusi régiókig. A nagy teljesítményű hajtás továbbá jelentős hőt is termelhet folyamatos üzemelés és gyors töltés közben.
Nagy teljesítményű tengeri akkumulátorrendszerek esetében folyadék hűtés a folyadékhűtés pontosabb hőkezelést biztosíthat, mint a passzív vagy levegőhűtésre való kizárólagos támaszkodás.
Egy folyadékhűtött akkumulátorrendszer segíthet stabilabb működési hőmérséklet fenntartásában az akkumulátorcellák és -modulok egészén.
Egy jól megtervezett hőkezelési rendszer tartalmazhatja:
- Hűtőtáblák
- Hűtőfolyadék keringés
- Szivattyúkat
- Hőcserélők
- Hőmérsékletérzékelők
- Hőszabályozó szoftvert
A megfelelő akkumulátortemperatúra fenntartása hozzájárulhat a rendszer teljesítményének, megbízhatóságának és élettartamának javításához.
Nagy teljesítményű tengeri hajtási alkalmazások esetén a hőkezelést már a kezdeti akkumulátor-architektúra tervezésekor figyelembe kell venni, ne pedig később hozzáadni.
A biztonság az egyik legfontosabb szempont egy tengeri lítium-akkumulátorrendszer tervezésekor.
Egy tengeri akkumulátorrendszernek folyamatosan figyelnie kell az akkumulátor üzemeltetési feltételeit, és védelmet kell nyújtania a rendellenes helyzetek ellen.
Egy megfelelően megtervezett BMS figyelheti a következő paramétereket:
- Cellafeszültség
- Csomagfeszültség
- Jelenlegi
- Elemhőmérséklet
- Töltöttségi állapot (SOC)
- Állapot (SOH)
- Szigetelés állapota
- Töltési és kisütési feltételek
A rendszer továbbá védelmet nyújthat az alábbi feltételek ellen:
- Túlfeszültség
- Alulfeszültség
- Túláramlás
- Túlmelegedés
- Rövid kör
- Abnormális cellaállapotok
Magasfeszültségű rendszerek esetén további védő- és villamosbiztonsági funkciók közé tartozhatnak például a kontaktorok, az előtöltő áramkörök, az biztosítékok, a szigetelés-ellenőrzés és a vészhelyzeti leállítási funkciók.
A telepítési rendszert a célpiacra vonatkozó érvényes tengerészeti szabályozások, hajózási követelmények és tanúsítási szabványok szerint is tervezni kell.
Egy tengerészeti akkumulátor csak egy része a hajó elektromos architektúrájának.
A telepítési rendszernek kommunikálnia és megfelelően működnie kell a következőkkel:
- Elektromos motorok
- Motorvezérlők/inverterek
- Fedélzeti töltők
- DC/DC átalakítók
- Energiakezelő rendszerek
- Hajóvezérlő rendszerek
- Parti töltőrendszerek
A töltési követelményeket ezért a telepített akkumulátorrendszer tervezésekor is figyelembe kell venni.
A hajó típusától és az alkalmazástól függően a rendszer különböző töltési megoldásokat támogathat, például váltakozóáramú (AC) töltést vagy egyenáramú gyors töltést.
Például egy nagy teljesítményű tengeri akkumulátorrendszer integrálhat egy CCS2 töltési megoldást gyors töltés esetén.
A CAN-kommunikáció lehetővé teszi az akkumulátorkezelő rendszer számára, hogy információkat cseréljen a jármű vagy hajó vezérlő rendszerével, például:
- SOC
- Feszültség
- Jelenlegi
- Hőmérséklet
- Hibainformációk
- Töltési állapot
- Akkumulátor-korlátok
Egy jól integrált akkumulátorrendszer segíthet biztosítani, hogy az akkumulátor, a hajtásrendszer és a töltőrendszer egy teljes megoldásként működjön.
Egy megbízható tengeri akkumulátorrendszer nem csupán egy nagy litium-akkumulátor-csomag.
Ez egy teljes rendszer, amelyet a hajó specifikus igényei köré terveztek.
A kulcsfontosságú szempontok a következők:
| Tervezési tényező | Kulcskérdések |
|---|---|
| Energia és Teljesítmény | Mennyi energia és hajtási teljesítmény szükséges? |
| Feszültség | Milyen feszültségarchitektúra illeszkedik a hajtásrendszerhez? |
| Hőkezelés | Hogyan lesz hűtve az akkumulátor üzemelés és töltés közben? |
| Biztonság | Milyen BMS- és nagyfeszültség-védő funkciók szükségesek? |
| Töltés és integráció | Hogyan kommunikál a telep a motorral és a töltőrendszerrel? |
Gyártóknak és hajófelszerelés-gyártóknak, egyedi akkumulátorszerkezet-tervezés gyakran alkalmasabb, mint egy szabványos akkupakk használata.
A CTS Battery egyedi lítium-akkumulátorszerkezeteket kínál elektromos és hibrid hajóalkalmazásokhoz.
Tengeri akkumulátormegoldásainkat a hajó igényei szerint lehet testre szabni, például:
- A telep feszültsége és kapacitása
- Akkupakk méretei
- BMS-konfiguráció
- CAN kommunikáció
- Hőkezelés
- Folyadékhűtéses rendszerek
- Feszültségvédelem magas feszültség mellett
- Töltőrendszer integráció
- Mechanikai burkolat tervezése
Magasabb teljesítményű hajóhajtásra szolgáló alkalmazásokhoz a CTS Battery integrált megoldást kínál, amely tartalmazza a következőket:
Lítium-akku rendszer + Folyadékhűtéses rendszer + Töltőrendszer
Ez lehetővé teszi, hogy a telepített akkumulátorrendszer a hajó hajtási és töltési igényeire optimalizálva legyen már a tervezés kezdetétől fogva.
Tengeri OEM-eknek, hajógyártóknak és rendszerintegrátoroknak egy tapasztalt egyedi tengeri akkumulátor-gyártóval való együttműködés segíthet biztosítani, hogy az akkumulátorrendszer megfelelően illeszkedjen a hajóhoz és a hajtási rendszerhez.
Egyedi tengeri lítium-akku rendszert keres a következő projektjéhez? Lépjen kapcsolatba a CTS Battery-vel igényei megbeszélése érdekében.