Em foco: revelando a 'arte negra' das baterias de íon de lítio

“Posso falar sobre íons de lítio o dia todo”, diz Nick Holland (diretor – divisão marítima OEM EMEA da Navico Grupo). “É uma arte meio obscura para muitas pessoas. Dizem que não vão lá porque “parece uma lata de minhocas”. Bem, não é.

A Holanda está envolvida com a Mastervolt, parte do Grupo Brunswick, há mais de uma década. A empresa iniciou sua jornada para baterias de íons de lítio em 2009.

“Como entramos no mercado, a curva de aprendizado para nós – para mim e para a equipe de engenharia – foi vertical”, diz Holland. “Agora estamos com nossa bateria de quarta geração.”

Holland observa que a faixa de corrente (vários tamanhos e tensões diferentes) está em desenvolvimento há quatorze anos e, nesse período, a tecnologia se concentrou na construção de parâmetros de segurança dentro da própria bateria. Por isso, Mastervolt criou um sistema de gerenciamento de bateria que permite que cada dispositivo que coloca energia no banco de baterias (e na própria bateria) converse com cada um individualmente.

Tecnologia de bateria inteligente

“Você precisa de uma tecnologia realmente inteligente que funcione de forma totalmente automatizada e de proteção ao redor da instalação e da bateria para torná-la segura”, diz Holland. “Isso significa que a tecnologia precisa ser automatizada e cobrir todas as eventualidades. Portanto, se houver sobretensão, a bateria precisa ser capaz de desligar as fontes de carregamento. Se você tiver uma descarga muito profunda (o que pode acontecer se a bateria não estiver configurada corretamente), você precisará desconectar as cargas da bateria para parar de extrair mais corrente de uma bateria já profundamente descarregada. Você precisa desligar a bateria se houver algo como superaquecimento em uma das células.

“Podemos desconectar cargas”, continua ele. “Podemos enviar um comando de 'parar carga' por um período de tempo – digamos, dez minutos enquanto a temperatura diminui ou enquanto a bateria se equaliza. Há muitas coisas inteligentes que podemos fazer.

“Para poder fazer isso, você precisa de alguns produtos adicionais, e é aí que Navico O grupo entra. Você precisa de relés e interruptores de bateria adicionais e maneiras de ligar alguns desses dispositivos externos. Temos uma bateria que pode fazer isso sozinha. Está falando com os dispositivos de carregamento. Está falando com os alternadores, os carregadores de bateria, os carregadores solares, qualquer coisa que gere energia que vai para o banco de baterias de íons de lítio.

“A bateria sabe exatamente o que está acontecendo dentro dela e dentro das células. Assim, a bateria pode dizer 'espere um minuto, estou ficando cheio, pare de me enviar muita energia'. A bateria desligará o alternador mesmo que o motor ainda esteja funcionando. Se a bateria estiver sendo carregada por um carregador de bateria, a mesma coisa. Se estiver cheio, pode dizer ao carregador ou dez carregadores - pode dizer a todos “Estou cheio, pare de carregar”.

A Holanda já citou desenvolvimento da bateria permitindo que o Fathom se concretize, (um sistema completo de gerenciamento de energia eletrônica, essencialmente um sistema silencioso que gera, armazena, converte e distribui energia CA), mas ele observa que nem todas as baterias de íons de lítio são desenvolvidas como as da Mastervolt.

“As pessoas deveriam se preocupar com as baterias de íons de lítio, dependendo de onde as obtêm. É uma tecnologia que já existe há bastante tempo e existem diferentes tipos de tecnologia de íons de lítio. Algumas delas têm densidade muito alta, mas são muito instáveis, outras são completamente estáveis, mas não de densidade muito alta, e você obtém algumas coisas no meio.

“Os fabricantes responsáveis ​​que vendem a tecnologia tendem a ser cautelosos quanto aos tipos de íons de lítio que colocam em suas baterias. Usamos LifePO4, que é uma tecnologia comprovada. É relativamente estável e possui propriedades de densidade muito boas. Portanto, é uma ótima bateria.

Embora as propriedades possam ser comprovadas, Holland alerta contra más instalações.

“Já vi problemas ocorrerem muitas vezes ao longo dos anos, em que pessoas instalavam baterias sem formação adequada, sem qualquer protecção ou porque pouparam custos – talvez por total falta de conhecimento ou por preguiça.

“Normalmente, quando você tem um problema em um barco com bateria de íon de lítio, 99% das vezes, o problema não é devido a uma bateria ruim. Tudo se resumirá a uma instalação deficiente que não teve a proteção e segurança necessárias em sua parte externa para impedir que um evento acontecesse. Um evento pode ser um incêndio a bordo de um navio. Você precisa ter etapas em vigor antes de ter calor suficiente no sistema para iniciar um incêndio.

Esta questão foi destacada em MIN em junho de 2022, como alguns as companhias de seguros recusavam-se a segurar barcos com auto-instalações a bordo.

“Todo mundo está dirigindo esses Teslas e eles não estão pegando fogo. E todos nós temos telefones celulares em nossos bolsos e todos eles têm baterias de íon de lítio e não pegam fogo, isso porque todas essas coisas têm proteção para impedir que isso aconteça e é o mesmo com um navio. Se você tiver a proteção certa, que foi criada pelas pessoas certas que sabem do que estão falando, você não terá problemas.”

Maturidade da instalação

Devido à rica tecnologia interna da bateria, Holland diz que a instalação amadureceu ao longo dos anos. Onde antes os instaladores tinham que introduzir proteção no sistema por meio de um laptop, “os padrões em termos do que queremos que a bateria faça (se isto, então faça aquilo) agora são automatizados dentro da própria bateria. Os 'eventos' da bateria são integrados ao . Mas você ainda precisa de um elemento de conhecimento para instalá-los. É por isso que temos um programa de formação bastante abrangente para os nossos instaladores, os nossos parceiros técnicos, os nossos revendedores – para que possam instalar sistemas seguros e fiáveis.

“Para cada instalação de íons de lítio, criaremos um esquema para o cliente – tudo estará lá. Temos um conjunto de práticas e passamos por uma série de etapas para instalar as baterias, para comissioná-las. Depois temos um processo de testes para garantir que todos os aspectos de segurança funcionem. Criamos eventos 'falsos' para testar se a bateria pode desligar os carregadores, os alternadores, os reguladores solares, os geradores eólicos, os hidrogeradores. Essa é a primeira coisa que fazemos. Garantimos que podemos controlar tudo na rede e, em seguida, podemos fazer outras coisas, como ligar as coisas novamente. Não precisamos da intervenção do usuário para começar a fazer coisas se algo der errado. Todos os aspectos de segurança e proteção estão integrados.

“Não há muito que eu não tenha visto sobre íons de lítio ao longo dos anos”, conclui Holland. “Se você apenas entender e como fazê-lo corretamente, é realmente seguro.”