EN
Seiring dengan meningkatnya elektrifikasi kapal, sistem baterai lithium menjadi sumber daya penting untuk kapal listrik, feri, kapal kerja, kapal pesiar dan kapal laut lainnya.
Namun, merancang sistem yang dapat diandalkan sistem baterai laut melibatkan lebih dari sekadar memilih baterai dengan kapasitas yang cukup.
Baterai harus berfungsi sebagai bagian dari sistem propulsi dan energi yang lengkap sambil memenuhi persyaratan untuk keselamatan, manajemen termal, pengisian, komunikasi dan lingkungan operasi laut.
Berikut ini adalah 5 pertimbangan utama saat merancang sistem baterai kapal.
Langkah pertama adalah menentukan jumlah energi dan daya yang benar-benar dibutuhkan kapal.
Kapasitas baterai biasanya diukur dalam kWh kWh, sedangkan daya yang dibutuhkan bergantung pada motor penggerak dan beban listrik lainnya di atas kapal.
Kapasitas baterai yang dibutuhkan bergantung pada faktor-faktor seperti:
- Ukuran dan berat kapal
- Daya Motor
- Kecepatan jelajah
- Jarak operasional yang diinginkan
- Kondisi Operasi
- Beban listrik tambahan
- Kapasitas cadangan yang diperlukan
- Kesempatan pengisian daya
Sebagai contoh, sebuah kapal listrik kecil mungkin memerlukan sistem baterai yang relatif ringkas, sedangkan kapal komersial atau kapal kerja berukuran besar mungkin memerlukan sistem baterai berkapasitas tinggi dan bertegangan tinggi.
Oleh karena itu, ukuran baterai harus didasarkan pada kebutuhan daya lengkap kapal, bukan sekadar memilih baterai terbesar yang tersedia.
Poin penting:
Sistem baterai kelautan yang berukuran tepat perlu menyeimbangkan kapasitas energi, keluaran daya, jangkauan operasional, berat, dan ruang pemasangan yang tersedia.
Tegangan merupakan faktor kritis lain dalam desain sistem baterai kelautan.
Untuk sistem propulsi listrik berdaya tinggi, peningkatan tegangan sistem dapat membantu mengurangi arus pada keluaran daya yang sama.
Misalnya:
Daya = Tegangan × Arus
Pada tingkat daya yang sama, sistem bertegangan lebih tinggi memerlukan arus lebih rendah.
Hal ini dapat membantu mengurangi:
- Ukuran kabel
- Kehilangan daya listrik
- Penghasilan Panas
- Kebutuhan arus powertrain
Bergantung pada ukuran kapal dan kebutuhan propulsi, sistem baterai kelautan dapat menggunakan berbagai platform tegangan, mulai dari sistem bertegangan rendah hingga arsitektur bertegangan tinggi.
Sistem baterai maritim bertegangan tinggi yang dirancang dengan baik dapat mengintegrasikan:
- Modul Baterai
- BMS bertegangan tinggi
- Kontakor
- Rangkaian pra-pengisian
- Distribusi HV
- Perlindungan fusible
- Komunikasi CAN
- Pemantauan Keamanan
Arsitektur tegangan oleh karena itu harus dipilih bersamaan dengan motor, inverter, pengisi daya, dan komponen lain dari sistem propulsi listrik.
Kinerja baterai dapat sangat dipengaruhi oleh suhu.
Kapal maritim dapat beroperasi di lingkungan yang sangat berbeda, mulai dari iklim utara yang dingin hingga wilayah tropis yang panas dan lembap. Propulsi berdaya tinggi juga dapat menghasilkan panas signifikan selama operasi terus-menerus dan pengisian cepat.
Untuk sistem baterai maritim berdaya tinggi, pendinginan Cair dapat memberikan manajemen termal yang lebih terkendali dibandingkan mengandalkan hanya pendinginan pasif atau udara.
Sistem baterai berpendingin cair dapat membantu mempertahankan suhu operasi yang lebih stabil di seluruh sel dan modul baterai.
Sistem manajemen termal yang dirancang dengan baik dapat mencakup:
- Plat pendingin
- Sirkulasi Pendingin
- Pompa
- Penukar panas
- Sensor suhu
- Perangkat lunak pengendali termal
Mempertahankan suhu baterai yang sesuai dapat membantu meningkatkan kinerja sistem, keandalan, dan masa pakai.
Untuk aplikasi propulsi kelautan berdaya tinggi, manajemen termal harus dipertimbangkan sejak tahap awal perancangan arsitektur baterai, bukan ditambahkan di kemudian hari.
Keamanan merupakan salah satu pertimbangan paling penting dalam merancang sistem baterai lithium kelautan.
Sistem baterai kelautan perlu terus-menerus memantau kondisi operasional baterai serta melindungi sistem dari situasi tidak normal.
BMS yang dirancang secara tepat dapat memantau parameter seperti:
- Tegangan sel
- Tegangan paket
- Saat ini
- Suhu sel
- Status Pengisian (SOC)
- Tingkat Kesehatan (SOH)
- Status isolasi
- Kondisi pengisian dan pengosongan
Sistem ini juga dapat memberikan perlindungan terhadap kondisi seperti:
- Tegangan lebih
- Tegangan rendah
- Listrik yang berlebihan
- Overtemperature
- Hubungan pendek
- Kondisi sel yang tidak normal
Untuk sistem tegangan tinggi, fungsi perlindungan dan keselamatan listrik tambahan dapat mencakup kontaktor, rangkaian pra-isian, sekering, pemantauan insulasi, serta fungsi penghentian darurat.
Sistem baterai juga harus dirancang sesuai dengan peraturan kelautan yang berlaku, persyaratan kapal, dan standar sertifikasi untuk pasar target.
Baterai kelautan hanyalah salah satu bagian dari arsitektur kelistrikan kapal.
Sistem baterai perlu berkomunikasi dan beroperasi secara tepat dengan:
- Motor Listrik
- Pengendali motor/inverter
- Pengisi Daya Terpasang
- Konverter DC/DC
- Sistem manajemen energi
- Sistem kendali kapal
- Sistem pengisian daya di darat
Oleh karena itu, persyaratan pengisian daya harus dipertimbangkan selama perancangan sistem baterai.
Bergantung pada kapal dan aplikasinya, sistem ini dapat mendukung berbagai solusi pengisian daya, termasuk pengisian arus bolak-balik (AC) atau pengisian cepat arus searah (DC).
Misalnya, sistem baterai kelautan berdaya tinggi dapat mengintegrasikan solusi CCS2 ketika diperlukan pengisian cepat.
Komunikasi CAN juga memungkinkan sistem manajemen baterai bertukar informasi dengan sistem kendali kendaraan atau kapal, termasuk:
- SOC
- Tegangan
- Saat ini
- Suhu
- Informasi kesalahan
- Status pengisian
- Batasan baterai
Sistem baterai yang terintegrasi dengan baik dapat membantu memastikan bahwa baterai, sistem propulsi, dan sistem pengisian daya beroperasi sebagai satu solusi utuh.
Sistem baterai laut yang andal bukan sekadar paket baterai litium berukuran besar.
Sistem ini merupakan sistem lengkap yang dirancang khusus sesuai kebutuhan kapal tertentu.
Pertimbangan utamanya meliputi:
| Faktor Desain | Pertanyaan Utama |
|---|---|
| Energi & Tenaga | Berapa banyak energi dan daya propulsi yang dibutuhkan? |
| Tegangan | Arsitektur tegangan mana yang sesuai dengan sistem propulsi? |
| Pengelolaan Termal | Bagaimana baterai akan didinginkan selama operasi dan pengisian daya? |
| Keamanan | Fungsi BMS dan proteksi tegangan tinggi apa yang diperlukan? |
| Pengisian Daya & Integrasi | Bagaimana baterai akan berkomunikasi dengan motor dan sistem pengisian daya? |
Bagi produsen peralatan asli (OEM) dan produsen peralatan kelautan, desain sistem baterai khusus sering kali lebih cocok dibandingkan menggunakan paket baterai standar.
CTS Battery menyediakan sistem baterai lithium khusus untuk aplikasi kelautan listrik dan hibrida.
Solusi baterai kelautan kami dapat disesuaikan sesuai kebutuhan kapal, termasuk:
- Tegangan dan kapasitas baterai
- Dimensi paket baterai
- Konfigurasi BMS
- Komunikasi CAN
- Pengelolaan Termal
- Sistem pendingin cair
- Perlindungan tegangan tinggi
- Integrasi Sistem Pengisian
- Desain pelindung mekanis
Untuk aplikasi propulsi maritim berdaya tinggi, CTS Battery dapat menyediakan solusi terintegrasi yang mencakup:
Sistem Baterai Litium + Sistem Pendingin Cair + Sistem Pengisian Daya
Hal ini memungkinkan sistem baterai dirancang sesuai kebutuhan propulsi dan pengisian daya kapal sejak awal.
Bagi produsen peralatan asli maritim (OEM), produsen kapal, dan integrator sistem, bekerja sama dengan produsen baterai maritim khusus yang berpengalaman dapat membantu memastikan bahwa sistem baterai cocok secara tepat dengan kapal dan sistem propulsi.
Mencari sistem baterai litium maritim khusus untuk proyek berikutnya Anda? Hubungi CTS Battery untuk membahas kebutuhan Anda.