3. Projeto do sistema e guia de seleção do BMS
Este capítulo descreve os aspetos a considerar relativamente à forma como a bateria interage com o BMS e como este interage com as cargas e com os carregadores para manter a bateria protegida. Essa informação é essencial para o projeto do sistema e para escolher o BMS mais adequado para esse sistema.
3.1. Número máximo de baterias em série, em paralelo ou em configuração série / paralelo
No total, podem ser usadas até 20 baterias Lithium Battery Smart da Victron num sistema, independentemente do BMS da Victron usado. Isto proporciona sistemas de armazenamento de energia de 12 V, 24 V e 48 V com até 102 kWh (84 kWh para um sistema de 12 V), dependendo da capacidade usada e do número de baterias. Consulte o capítulo Instalação para obter detalhes sobre a instalação.
Consulte a tabela abaixo para ver como pode obter a capacidade máxima de armazenagem (com baterias de 12,8 V / 330 Ah e 25,6 V / 200 Ah como exemplo):
Tensão do sistema | 12,8 V / 330 Ah | Energia nominal | 25,6 V / 200 Ah | Energia nominal |
|---|---|---|---|---|
12 V | 20 em paralelo | 84 kWh | na | na |
24 V | 20 em 2S10P | 84 kWh | 20 em paralelo | 102 kWh |
48 V | 20 em 4S5P | 84 kWh | 20 em 2S10P | 102 kWh |
3.2. Sinais de alarme da bateria e ações BMS
A própria bateria monitoriza as tensões da célula e a temperatura da bateria e envia um sinal de alarme ao BMS se alguma estiver fora do intervalo normal.
Para proteger a bateria, o BMS desliga as cargas e/ou os carregadores ou emite um pré-alarme quando receber o sinal apropriado da bateria.
Avisos e alarmes possíveis da bateria e ações BMS respetivas:
Sinal de alarme da bateria | Ação BMS |
|---|---|
Advertência de pré-alarme de tensão da célula baixa | O BMS gera um sinal de pré-alarme |
Alarme de tensão da célula baixa | O BMS desliga as cargas |
Alarme de tensão da célula alta | O BMS desliga os carregadores |
Alarme de temperatura da bateria baixa | O BMS desliga os carregadores |
Alarme de temperatura da bateria alta | O BMS desliga os carregadores |
A bateria comunica estes alarmes ao BMS através dos cabos respetivos.
 |
O BMS recebe um sinal de alarme 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.
 |
O BMS recebe um sinal de alarme de uma célula numa configuração de bateria múltipla
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 de lítio 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. Sinal de pré-alarme
O objetivo do pré-alarme é avisar o utilizador que o BMS está prestes a desligar as cargas porque uma ou mais células atingiram o limite configurável (através da aplicação VictronConnect) do pré-alarme de subtensão da célula. Por exemplo, gostaria de receber um aviso antecipado de que as cargas vão ser desligadas durante as manobras do barco ou que as luzes vão ser apagadas quando estiver escuro. Recomendamos que conecte o pré-alarme a um dispositivo de alarme claramente visível ou audível. Quando o pré-alarme for acionado, o utilizador pode ligar um carregador para evitar que o sistema CC se desligue.
Comportamento de ligação
No caso de um desligamento por subtensão iminente, a saída de pré-alarme do BMS será ligada. Caso a tensão continue a diminuir, as cargas são desligadas (desconexão da carga) e, ao mesmo tempo, a saída do pré-alarme é desligada novamente. Caso a tensão aumente novamente (o operador ativou o carregador ou reduziu a carga), a saída do pré-alarme será desligada, assim que a tensão mais baixa da célula subir acima de 3,2 V.
O BMS garante um atraso mínimo de 30 segundos entre a ativação do pré-alarme e a desconexão da carga. Este atraso é para permitir que o operador tenha um tempo mínimo para evitar o desligamento.
Lembre-se de que as baterias mais antigas não são compatíveis com o pré-alarme.
3.3. Os modelos BMS
Existe uma seleção de sete modelos BMS diferentes que podem ser utilizados com a bateria Lithium Battery Smart. O resumo seguinte explica as diferenças e a sua aplicação típica. Consulte também a Descrição Geral do BMS para obter mais informação.
Tipo de BMS | Tensão | Características | Aplicação típica | |
|---|---|---|---|---|
SmallBMS | 12, 24 ou 48 V | Controla as cargas e os carregadores através dos sinais de ligar/desligar. Gera um sinal de pré-alarme. Nota: o smallBMS era denominado anteriormente por miniBMS. | Sistemas pequenos sem inversores/carregadores. | |
 VE.Bus BMS V2 | 12, 24 ou 48V | Controla MultiPlus ou Quattro através do VE.Bus. Controla as cargas e os carregadores através dos sinais de ligar/desligar. Gera um sinal de pré-alarme. Terminais de ligar/desligar remoto Porta do painel remoto para comunicar com um dispositivo GX ou DMC de modo a controlar o estado do interruptor do inversor/carregador (ligar/desligar/apenas carregador). Terminais auxiliar de entrada e saída da potência para alimentar um dispositivo GX. | Sistemas com inversores/carregadores. | |
VE.Bus BMS | 12, 24 ou 48 V | Controla MultiPlus ou Quattro através do VE.Bus. Controla as cargas e os carregadores através dos sinais de ligar/desligar. Gera um sinal de pré-alarme. | Sistemas com inversores/carregadores. | |
Lynx Smart BMS 500  Lynx Smart BMS 1000 A (M10) | 12, 24 ou 48 V | Disponível em duas versões: 500 A (com barramento de M8) ou de 1000 A (com barramento M10) Controla cargas e carregadores através do sinais de ligar/desligar Pode controlar inversores/carregadores, carregadores solares, carregadores de bateria Orion XS CC-CC e alguns carregadores CA através de DVCC Gera um sinal de pré-alarme. Contactor de 500 A ou 1000 A integrado, utilizado como um mecanismo de segurança e também adequado como interruptor remoto do sistema. Monitor de bateria «Bluetooth» Pode ligar-se a um dispositivo GX através de VE.Can 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 | |
 Smart BMS CL 12/100 | 12 V | Porta do alternador dedicada com 100 A. Controla as cargas e os carregadores através dos sinais de ligar/desligar. Gera um sinal de pré-alarme. «Bluetooth». Instalada no positivo do sistema. | Sistemas relativamente pequenos com um alternador. | |
 Smart BMS 12/200 | 12 V | Porta do alternador dedicada com 100 A. Porta do sistema CC dedicada com 200 A. Controla as cargas e os carregadores através dos sinais de ligar/desligar. Gera um sinal de pré-alarme. «Bluetooth». Instalada no positivo do sistema. | Sistemas relativamente pequenos com um alternador e cargas CC. | |
 BMS 12/200 | 12 V | Porta do alternador dedicada com 80 A. Porta de carga e carregador dedicada com 200 A. Instalada no negativo do sistema. Em diversos sistemas isto não é o ideal. | Sistemas relativamente pequenos com um alternador e cargas CC sem inversor/carregador. Nota: Este BMS está no final da sua vida útil; utilize em alternativa um Smart BMS CL 12/100 ou Smart BMS 12/200. |
3.3.1. O smallBMS
O smallBMS está equipado com uma «desconexão de carga», uma «desconexão de carregamento» e um contacto de pré-alarme.
No caso de baixa tensão da célula, o smallBMS enviará um sinal de «desconexão de carga» para desligar a(s) carga(s).
Antes de desligar a carga, irá enviar um sinal de pré-alarme indicando baixa tensão iminente da célula.
Em caso de tensão da célula elevada ou baixa ou alta temperatura da bateria, o smallBMS envia um sinal de "desconexão de carga" para desligar o(s) carregador(es).
Para mais informações consulte a página do produto smallBMS.
O smallBMS |  O smallBMS controla cargas e carregadores através de sinais de «desconexão de carga» e «desconexão de carregamento» |
3.3.2. O VE.Bus BMS V2
O VE.Bus BMS V2 é a geração seguinte do Sistema de Gestão da Bateria (BMS) do VE.Bus. Foi concebido para interagir e proteger a bateria Lithium Battery Smart da Victron em sistemas com inversores Victron ou inversores/carregadores com comunicação VE.Bus e oferece novas funcionalidades, como portas auxiliares de entrada e saída para alimentar um dispositivo GX, portas de ligar/desligar remoto e comunicação com dispositivos GX. Supera as limitações do seu antecessor ao mudar o estado do inversor/carregador remotamente, ou seja, através de um dispositivo GX ou de um «dongle» VE.Bus Smart.
Como o smallBMS, também dispõe de um contacto de «desconexão de carga», de «desconexão de carregamento» e de «pré-alarme».
Em caso de baixa tensão da célula, o VE.Bus BMS V2 envia um sinal de «desconexão da carga» para desligar a(s) carga(s) e também para desligar o inversor/carregador através da comunicação VE.Bus.
Antes de desligar as cargas, irá enviar um sinal de pré-alarme de baixa tensão iminente da célula.
Em caso de uma tensão da célula alta ou de alta / baixa temperatura da bateria, o VE.Bus BMS V2 envia um sinal de «desconexão de carregamento» para desligar o(s) carregador(es) e também para desativar o carregador do inversor/carregador.
O VE.Bus BMS V2 inclui um detetor de rede e um cabo UTP RJ45 curto V2, que são necessários para a detetar a rede depois de o BMS desligar o inversor / carregador.
Nota
O detetor de rede não é necessário para as séries MultiPlus-II ou Quattro-II de inversores/carregadores.
Para obter mais informação, consulte o manual VE.Bus BMS V2 disponível na página de produto VE.Bus BMS.
 VE.Bus BMS V2, detetor de rede elétrica VE.Bus BMS e cabo RJ45 UTP |
O VE.Bus BMS V2 vai desligar as cargas e os carregadores através da «desconexão de carga» e «desconexão de carregamento» e controla o inversor/carregador |
3.3.3. VE.Bus BMS
O VE.Bus BMS é usado num sistema que também integra um ou vários inversores/carregadores da Victron Energy. O VE.Bus BMS comunica diretamente através do VE.Bus com os inversores/carregadores. Também dispõe de uma «desconexão de carga», uma «desconexão de carregamento» e um contacto de «pré-alarme».
Em caso de baixa tensão da célula, o VE.Bus BMS irá enviar um sinal de «desconexão da carga» para desligar a(s) carga(s) e também irá desligar o inversor do inversor/carregador.
Antes de desligar as cargas, irá enviar um sinal de pré-alarme de baixa tensão iminente da célula.
Em caso de tensão da célula alta ou de alta / baixa temperatura da bateria, o VE.Bus BMS envia um sinal de «desconexão de carregamento» para desligar o(s) carregador(es) e também desliga o carregador do inversor/carregador.
O VE.Bus BMS inclui um detetor de rede e um cabo UTP RJ45 curto, que são necessários para a detetar a rede depois de o BMS desligar o inversor / carregador.
Nota
O detetor de rede não é necessário para as séries MultiPlus-II ou Quattro-II de inversores/carregadores.
Para obter mais informação, consulte o manual VE.Bus BMS disponível na página de produto VE.Bus BMS.
VE.Bus BMS, detetor de rede elétrica V.Bus BMS e cabo RJ45 UTP |
O VE.Bus BMS irá desligar as cargas e carregadores através de «desconexão de carga» e «desconexão de carregamento» e controla o inversor/carregador |
3.3.4. O Lynx Smart BMS
O Lynx Smart BMS, disponível numa versão de 500 A (com barramento de M8) ou de 1000 A (com barramento M10), é usado em sistemas de média a grande dimensão com cargas de CC e CA através de inversores ou inversores/carregadores, por exemplo, em iates ou veículos recreativos. Este BMS está equipado com um contactor que desliga o sistema de CC, uma «desconexão de carga», uma «desconexão de carregamento», um contacto de «pré-alarme» e um monitor de bateria. Além disso, é possível conectar a um dispositivo GX e controlar equipamentos da Victron Energy através de DVCC.
Em caso de uma tensão da célula baixa, o Lynx Smart 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 da célula alta ou de baixa / alta temperatura da bateria, 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 informações, consulte o manual do Lynx Smart BMS, que pode ser encontrado na página do produto Lynx Smart BMS.
O Lynx Smart BMS
O Lynx Smart BMS 1000 A (M10) |
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. |
3.3.5. O Smart BMS CL 12/100
O Smart BMS CL 12/100 está equipado com uma «desconexão de carga», uma «desconexão de carregamento» e um contacto de «pré-alarme». O BMS também dispõe de uma porta de alternador dedicada que «limita a corrente» respetiva. Pode ser configurada com várias correntes até 100 A.
No caso de baixa tensão da célula, o Smart BMS CL 12/100 enviará um sinal de «desconexão de carga» para desligar a(s) carga(s).
Antes de desligar a carga, irá enviar um sinal de pré-alarme indicando baixa tensão iminente da célula.
Em caso de tensão da célula alta ou de baixa / alta temperatura da bateria, o Smart BMS CL 12/100 envia um sinal de «desconexão de carregamento» para desligar o(s) carregador(es).
A porta do alternador controla e limita a corrente do alternador.
Para mais informações consulte a página do produto Smart BMS CL 12/100.
O Smart BMS CL 12/100 |  O Smart BMS CL 12/100 desliga as cargas e os carregadores por meio dos sinais de «desconexão de carga» e «desconexão de carregamento». Também controla e limita o alternador |
3.3.6. O Smart BMS 12/200
O Smart BMS 12/200 está equipado com uma «desconexão de carga», uma «desconexão de carregamento» e um contacto de «pré-alarme». O BMS também inclui uma porta dedicada para o sistema e o alternador. A porta do alternador vai limitar a corrente deste dispositivo. Pode ser configurada com várias correntes até 100 A. A porta do sistema é utilizada para conectar o sistema CC, permitindo carregar e descarregar a bateria.
Em caso de baixa tensão da célula, o Smart BMS 12/200 enviará um sinal de «desconexão de carga» para desligar a(s) carga(s) e desconectará a porta System+.
Antes de desligar a carga, irá enviar um sinal de pré-alarme indicando baixa tensão iminente da célula.
Em caso de tensão da célula alta ou de baixa / alta temperatura da bateria, o Smart BMS 12/200 envia um sinal de «desconexão de carregamento» para desligar o(s) carregador(es).
A porta do alternador controla e limita a corrente do alternador.
Para obter mais informações, consulte a página do produto Smart BMS 12/200.
 O Smart BMS 12/200 |  O Smart BMS12 / 200 desconecta ou desliga as cargas e os carregadores por meio dos sinais de «desconexão de carga» e «desconexão de carregamento». Também controla e limita o alternador. |
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 equivale a, pelo menos, duas vezes a potência nominal da bateria. Por exemplo, um alternador de 400 A pode ser conectado em 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.
Utilize um BMS com uma porta de alternador com limitador da corrente integrado, como o Smart BMS CL 12/100 ou o Smart BMS 12/200.
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 e a temperatura da bateria e as tensões da célula, podem ser monitorizados através de Bluetooth usando a aplicação VictronConnect. No entanto, a monitorização do estado da carga não está integrada na bateria. Para monitorizar o estado da carga, use o Lynx Smart BMS ou adicione um monitor de bateria, como um BMV ou um SmartShunt, ao sistema.
Se utilizar um monitor com uma bateria de lítio, deve ajustar as seguintes configurações:
A eficiência de carga em 99 %
O expoente de Peukert em 1,05
Para obter mais informações sobre monitores de bateria, consulte a página do produto monitor de bateria.
Quando adiciona um monitor da bateria ao sistema, é importante a forma como o monitor da bateria é alimentado. Existem duas opções:
|  O cabo de alimentação do monitor da bateria está ligado ao BMS |
|  O cabo de alimentação do monitor está ligado à bateria |