Bancos de baterias inteligentes com células de íons de lítio

Bancos de baterias inteligentes são conjuntos com um ou mais packs de células de lítio disponíveis comercialmente para o uso prático em aplicações industriais, sistemas de armazenamento de energia elétrica e aplicações com energias renováveis, em geral.

Os bancos de baterias inteligentes possuem todos os circuitos eletrônicos necessários para a proteção, o controle e o monitoramento das células de lítio, incluindo os sistemas de BMS (battery management system) e uma interface de comunicação para a conexão aos conversores de potência (inversores CC-CA, por exemplo).

A função do BMS é regular o carregamento do banco de baterias, monitorando a corrente de carga e descarga, a tensão e a temperatura do banco como um todo e das células individualmente, entre outras coisas. Os conversores de potência devem ser configurados de acordo com as características de cada banco de baterias e devem se comunicar, normalmente via cabo, com o sistema BMS. Os principais fabricantes de bancos de baterias já fornecem sistemas BMS configurados para serem compatíveis com os principais inversores do mercado.

Diferentemente das baterias de chumbo ácido, que podem ser diretamente conectadas aos inversores, que são responsáveis pelo seu controle de carga e descarga, as baterias de lítio necessariamente devem estar acompanhadas de sistemas eletrônicos para a operação segura.

Para a aplicação em sistemas de energia, bancos de baterias inteligentes com um ou mais packs associados e integrados com circuitos de BMS já são encontrados no mercado, produzidos por empresas como Tessvolt, BYD e Dyness – marcas disponíveis comercialmente no Brasil.

A ligação direta de packs de baterias aos inversores é complicada, pois as células de íons de lítio são delicadas e requerem o balanceamento de carga e o monitoramento da tensão, da corrente e da temperatura. Por essa razão as baterias de íons de lítio necessariamente são acompanhadas de circuitos eletrônicos de BMS que se comunicam com os inversores por meio de interfaces de comunicação de dados.

Para o uso das baterias um protocolo de comunicação deve ser empregado entre o banco e o conversor de potência (inversor, por exemplo). O fabricante do banco de baterias deve fornecer um protocolo compatível com o conversor que vai ser empregado.

Diferentes fabricantes de inversores para aplicações em sistemas de energia possuem seus próprios protocolos para o controle e o monitoramento dos equipamentos, enquanto já existem iniciativas para a criação de protocolos universais que poderiam ser adotados por todos os fabricantes.