Como instalar baterias de lítio para barcos

Com as crescentes demandas de energia nos iates de cruzeiro atuais, Duncan Kent analisa as baterias de lítio para barcos e explica o que é necessário para garantir um sistema seguro e sem problemas

Aqueles que navegam muito, como os cruzeiros em águas azuis, se beneficiarão da capacidade adicional das baterias de lítio para barcos, alimentadas por diversas fontes

Como instalar baterias de lítio para barcos

Para iates de cruzeiro em águas azuis, a solução moderna para aumentar a procura eléctrica é instalar um banco de baterias de iões de lítio, especialmente se se pretende eliminar a utilização de GPL para cozinhar.

No entanto, as instalações de iões de lítio podem ser complexas e problemáticas e, se não forem feitas corretamente, podem representar um grave risco de incêndio.

Em primeiro lugar, o único tipo de química de células de íons de lítio atualmente recomendado como seguro para uso a bordo de um barco é o Lítio-Ferro-Fosfato (LiFePO4), geralmente abreviado para LFP.

Estas células são praticamente à prova de fogo por si mesmas, tendo sido testadas extensivamente pelas autoridades de bombeiros em vários países, embora ainda possam causar incêndio (como qualquer bateria) se instaladas ou usadas incorretamente.

Baterias de lítio para barcos tornam o cozimento por indução a bordo uma possibilidade

O uso de misturas automotivas de íons de lítio com elementos como níquel, cobalto e manganês é fortemente desencorajado para uso em barcos, pois são muito mais propensos a 'fuga térmica' caso falhem.

Isto exclui efectivamente a utilização de baterias antigas de automóveis eléctricos, uma vez que não existe uma forma real de transferir o mesmo sistema de protecção complexo sob o qual foram originalmente concebidas para funcionar.

Iates com propulsão elétrica geralmente terão um sistema de tensão mais alta (geralmente 48V, 72V ou 96V), que precisa de um sistema de controle cuidadosamente planejado.

Para esses fins, é tentador incorporar células de íons de lítio de maior densidade de energia, como Lítio-Cobalto (LiCoO2), mas isso exigiria projeto e instalação profissionais e seria muito caro.

Além disso, se você não pode segurar seu barco com esse tipo de bateria instalada, por que faria isso?

Os principais benefícios das baterias LFP são que elas aceitam uma recarga muito rápida e de alta corrente e podem ser descarregadas quase vazias sem a necessidade de serem recarregadas regularmente até 100% do estado de carga (SoC), como é necessário com chumbo -Baterias ácidas (LA).

Na verdade, eles ficam mais felizes em ficar entre 20% e 80% do SoC na maior parte do tempo. Você pode até descarregar o LFP completamente sem causar nenhum dano, embora a maioria dos sistemas de gerenciamento de bateria (BMS) integrados os desligue em cerca de 12 V, o que equivale a cerca de 10% do SoC.

Fuga térmica e incêndio são o risco de baterias de lítio para barcos mal instaladas. Crédito: Alamy Stock Photo

O mesmo acontece quando estão totalmente carregados – o BMS deve desligar a fonte de carregamento automaticamente em cerca de 14,2 V para evitar que sejam sobrecarregados.

As baterias LFP também fornecerão um número muito maior de ciclos de carga do que a bateria LA de capacidade equivalente e, finalmente, também são consideravelmente mais leves do que qualquer tipo de bateria LA, o que pode fazer uma grande diferença no equilíbrio e desempenho de um iate à vela.

Com a capacidade de aceitar e descarregar correntes muito altas, qualquer fiação associada e proteção de circuito para baterias LFP devem estar à altura da tarefa e adaptadas para atender.

Todos os bancos LFP exigem um sistema de gerenciamento de bateria abrangente que oferece proteção contra polaridade reversa, balanceamento de células individuais, tensão de carga e limitação de corrente, gerenciamento e desconexão de emergência, detecção de temperatura da bateria e do alternador, limitação e gerenciamento de corrente de descarga – além de alarmes visuais/audíveis.

Também é importante notar que, com muitas marcas das chamadas baterias LFP 'drop-in' (aquelas com BMS integral), nem sempre é possível juntar mais de duas em série ou paralelo para formar um banco maior.

O ácido de chumbo continua a ser a opção preferida para baterias de arranque, uma vez que os sistemas de gestão de baterias LFP podem impedir uma produção suficientemente rápida. Crédito: Graham Snook/Yachting Mensal