Wie man ein BMS für eine Lithium-Hausbatterie für Schiffe auswählt

Beginnen Sie mit der Hausbanklast, nicht mit dem Bootstyp.

Eine Bordbatterie kann Beleuchtung, Kühlung, Navigationselektronik, Pumpen, Kommunikationsgeräte und Wechselrichter-betriebene Geräte versorgen. Da mehrere Verbraucher gleichzeitig in Betrieb sein können, sollte die Auswahl des Batteriemanagementsystems (BMS) anhand der tatsächlichen Batteriekonfiguration und des Bordstrombedarfs erfolgen und nicht allein anhand des Bootstyps, der Batteriekapazität oder der Nennspannung.

Dieser Leitfaden konzentriert sich auf die Bordbatterie. Starterbatterien haben ein anderes Kurzzeit-Hochstrom-Belastungsprofil und sollten separat bewertet werden.

1. Batteriekonfiguration bestätigen

Vor der Auswahl eines Batteriemanagementsystems (BMS) müssen die Batteriechemie und die genaue Anzahl der in Reihe geschalteten Zellen (S-Zahl) überprüft werden. Die Nennspannung ist nur ein Ausgangspunkt; das BMS muss zur tatsächlichen Zellchemie und Packungskonfiguration passen.

Batteriechemie
Exakte Serienzellenzählung (S-Zählung)
Nennspannung der Batterie
Batteriekapazität
Maximale Ladespannung
Installationsort

Eine Spannungsangabe wie „48 V“ gibt beispielsweise nicht die genaue Reihenanzahl der Zellen an. Überprüfen Sie die Zellkonfiguration anhand des Batteriedesigns oder der Batteriespezifikation, bevor Sie das Batteriemanagementsystem (BMS) auswählen.

2. Dimensionieren Sie das BMS anhand des tatsächlichen Bordstroms.

Die Batteriekapazität in Amperestunden (Ah) allein bestimmt nicht die Stromstärke des Batteriemanagementsystems (BMS). Bei einer Bordbatterie auf einem Boot müssen die Geräte identifiziert werden, die Strom von der Batterie beziehen, und es muss ermittelt werden, welche Verbraucher gleichzeitig betrieben werden können.

Gleichstrom-Eingangsstrom des Wechselrichters
Wechselrichter-Stoßstrom und Stoßdauer
Kälteanlagen und Pumpen
Navigation, Kommunikation und andere Gleichstromelektronik
Andere Hilfsverbraucher, die gleichzeitig betrieben werden können

Prüfen Sie den zu erwartenden Dauerstrom auf der Batterieseite unter den vorgesehenen Betriebsbedingungen. Bewerten Sie die Anforderungen an kurzzeitige Stoßstromstärken separat, damit ein vorübergehender Wechselrichter- oder Laststoß nicht mit der erforderlichen Dauerstromstärke des Batteriemanagementsystems (BMS) verwechselt wird.

3. Überprüfen Sie die Ladequellen und den maximalen Ladestrom.

Das Batteriemanagementsystem (BMS) muss auch auf die Ladeseite des Batteriesystems abgestimmt sein. Es muss den maximalen Ladestrom der an Bord installierten Ladeeinrichtung bereitstellen.

Lichtmaschinen- oder DC/DC-Ladegerät
Landstromladegerät
Solar-Laderegler
Sonstige Bordladeeinrichtungen

Können mehrere Ladequellen gleichzeitig betrieben werden, muss der mögliche kombinierte Ladezustand in die Systemprüfung einbezogen werden. Die Ladeeinstellungen müssen zudem auf die Batteriechemie und die Akkuspannung abgestimmt sein.

4. Kommunikationsanforderungen bestätigen

Falls Batteriedaten mit einem Display, Wechselrichter, Ladegerät oder anderen Bordgeräten ausgetauscht werden müssen, geben Sie bitte die Marke und das Modell des Geräts sowie die auszutauschenden Informationen oder Steuerungsfunktionen an.

Eine CAN-Schnittstelle allein garantiert keine Kompatibilität mit einem bestimmten Schiffsgerät. Die physische Schnittstelle, das Protokoll, die erforderlichen Nachrichten und die Datenzuordnung müssen alle mit dem Zielgerät übereinstimmen.

NMEA 2000 ist ein CAN-basierter Standard für die Schiffskommunikation. Seine Netzwerknachrichten sind als Parametergruppennummern (PGNs) organisiert. Falls eine NMEA-2000-Integration erforderlich ist, müssen die Zielgeräte und die benötigten PGNs vor Produktionsbeginn bestätigt werden.

Offizielle Quelle:National Marine Electronics Association (NMEA) —NMEA 2000-Standards.

Die NMEA schreibt außerdem vor, dass Produkte, die NMEA-2000-Informationen lesen oder senden, von der NMEA zertifiziert sein müssen. Daher sollten projektspezifische Protokollanpassungen und die Behauptung, ein bestimmtes Produkt sei „NMEA-2000-zertifiziert“, nicht als gleichwertige Aussage betrachtet werden, solange die Zertifizierung des Produkts nicht konkret überprüft wurde.

5. Überprüfen Sie die maritime Installationsumgebung

Die Umweltverträglichkeit eines Schiffsbatteriesystems hängt von der gesamten Anlage ab, nicht allein vom Batteriemanagementsystem (BMS). Vor der Auswahl sollten die Umgebungsbedingungen für Batterie und BMS definiert werden.

Erwartete Umgebungstemperatur
Feuchtigkeits- und Kondensationsbelastung
Möglichkeit des Wassereintritts
Schwingungsbedingungen
Batteriegehäuse und Dichtungsstrategie
Stecker- und Klemmenschutz
Belüftungs- und thermische Bedingungen

Falls für das Projekt bestimmte Anforderungen an Schutzart, Temperatur oder Vibration gestellt werden, fordern Sie die Dokumentation für das jeweilige Batteriemanagementsystem (BMS) oder das komplette Batteriesystem an. Gehen Sie nicht automatisch davon aus, dass ein BMS wasserdicht ist, nur weil es in einem Boot oder einer Yacht eingesetzt wird.

6. Wenn mehrere Hausbatterien parallel geschaltet werden.

Parallelgeschaltete Hausbatteriesysteme erfordern zusätzliche Prüfungen. An einen gemeinsamen Gleichstrombus angeschlossene Akkus teilen den Strom möglicherweise nicht gleichmäßig auf, wenn sich ihr Ladezustand, ihr Innenwiderstand, ihr Kabelwiderstand oder ihre Anschlussbedingungen unterscheiden.

Anzahl der Akkus
Chemie, S-Anzahl und Kapazität jeder Packung
Erwarteter Dauer- und Spitzenstrom pro Packung
Geplante parallele Verbindungsarchitektur
Spannungsbedingungen vor dem Anschluss
Fusions- und Trennstrategie
Erforderliche Kommunikation zwischen den Packs und anderen Geräten

Gehen Sie nicht davon aus, dass unabhängige Lithium-Akkus allein aufgrund ihrer gleichen Nennspannung parallel geschaltet werden können. Stellen Sie vor dem Anschluss sicher, dass die genaue BMS-Konfiguration und die gesamte Akkuarchitektur den beabsichtigten Parallelbetrieb unterstützen.

7. Was Sie DALY für eine Empfehlung zum Gebäudeautomationssystem (BMS) für ein Schiffshaus mit Batterie senden sollten

Bitte senden Sie die folgenden Projektinformationen, damit die Empfehlung auf das konkrete Schiff und Batteriesystem abgestimmt werden kann:

Projekteingabe	Was mitzubringen ist
Batterie	Chemische Zusammensetzung, genaue Schwefelanzahl, Nennspannung und Kapazität
Laden	Erwarteter Dauerstrom der Batterie; maximaler Kurzzeitstrom und maximale Kurzzeitdauer
Wechselrichter	Marke/Modell; Anforderungen an die kontinuierliche Gleichstromversorgung und Stoßstromstärke
Laden	Ladequellen; maximaler Ladestrom; ggf. Ladegerätmodell
Parallelsystem	Anzahl der Pakete und geplante Verbindungsarchitektur
Umfeld	Installationsort, zu erwartende Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Kondensation und Vibration
Kommunikation	Zielgerät; erforderliche Schnittstelle/Protokoll/PGNs, falls bekannt
Kommerziell	Muster-, Pilot- oder Produktionsmenge

Anhand dieser Angaben kann DALY die Projektanforderungen prüfen, geeignete Gebäudeleittechnik-Optionen ermitteln, die Kommunikationsanforderungen bestätigen und die entsprechenden Produktinformationen sowie ein Angebot bereitstellen. Die endgültige Modellauswahl sollte auf den verifizierten Projektparametern und der Dokumentation der genauen Gebäudeleittechnik-Konfiguration basieren.

Häufig gestellte Fragen

Q1Kann ich ein Bordbatteriesystem (BMS) für Boote allein anhand der Batteriekapazität auswählen?

Nein. Die Batteriekapazität in Ah und die Nennstromstärke des Batteriemanagementsystems (BMS) sind unterschiedliche Parameter. Bitte prüfen Sie den tatsächlichen Dauerstrom der Batterie, die Anforderungen an kurzzeitige Stoßstromspitzen und den Ladestrom.

Q2Kann ein Batteriemanagementsystem (BMS) automatisch sowohl die Bordbatterie als auch den Motorstart abdecken?

Gehen Sie nicht davon aus. Bordbatterie und Starterbatterie haben unterschiedliche Lastprofile. Der Motorstart sollte separat anhand der Anlasserspannung, des Anlassstroms, der Stromdauer und der genauen BMS-Spezifikation geprüft werden.

Q3Bedeutet ein CAN-Anschluss, dass das BMS mit jedem NMEA-2000-Gerät kompatibel ist?

Nein. Schnittstelle, Protokoll, erforderliche PGNs und Datenzuordnung müssen mit dem Zielgerät kompatibel sein. Produktzertifizierungsangaben sollten ebenfalls für das jeweilige Gerät überprüft werden.

Q4Ist ein maritimes BMS automatisch wasserdicht?

Nein. Bitte prüfen Sie die dokumentierte Schutzart (Umwelt- oder Schutzart) des jeweiligen Produkts. Auch das Gehäuse und der komplette Akku tragen zum Umweltschutz bei.

Q5Können mehrere Lithium-Hausbatterien einfach parallel geschaltet werden?

Nicht nur, weil sie die gleiche Nennspannung haben. Prüfen Sie die Kompatibilität der Akkupacks, die Spannungsbedingungen, die Stromverteilung, den Schutz, die Verdrahtung und ob die genaue BMS-/Systemkonfiguration die geplante Parallelarchitektur unterstützt.

Über DALY

DALY entwickelt und fertigt Lithium-Batteriemanagementsysteme für OEMs, Batteriehersteller und Systemintegratoren. Bei Bordbatterieprojekten für Schiffe sollte das empfohlene Batteriemanagementsystem (BMS) anhand der tatsächlichen Batteriekonfiguration, der elektrischen Last, des Ladesystems, der Kommunikationsanforderungen und der Installationsbedingungen ausgewählt werden und nicht allein anhand der Anwendungsbezeichnung.

Fordern Sie eine Überprüfung der Auswahl eines BMS für Ihr Schiffshaus und Ihre Batterie an

Senden Sie Ihre Informationen zu Batterie, Last, Ladevorgang, Parallelschaltung, Umgebungsbedingungen und Kommunikation an DALY. Das technische Team prüft Ihre Anforderungen und erstellt Ihnen eine Empfehlung zur Auswahl eines Batteriemanagementsystems (BMS), die entsprechende Produktdokumentation sowie ein Angebot.