Este sistema de aplicativos sem fio ajuda os departamentos a entender melhor as baterias, usá-las de maneira mais inteligente e descartá-las com segurança
RAMFAN
Por Robert Avsec para FireRescue1 BrandFocus
Corpos de bombeiros estão sempre procurando por equipamentos de energia que sejam mais leves, ocupem menos espaço no compartimento de seus aparelhos de incêndio e mais ergonômicos (ou seja, menos estresse fisiológico sobre o bombeiro carregá-lo e usá-lo). Com a introdução de baterias de íons de lítio (Li-ion) capazes de alimentar essas ferramentas (por exemplo, serras, ferramentas hidráulicas de resgate e ventiladores/sopradores), os fabricantes atenderam com sucesso a esses desejos. Não é de admirar que as baterias de íon de lítio tenham se tornado o armazenamento de energia portátil preferido dos bombeiros em todo o mundo.
RAMFAN torna o gerenciamento de bateria mais fácil, seguro e eficiente
RAMFAN torna o gerenciamento de bateria mais fácil, seguro e eficiente
Mas essa popularidade veio com um custo. Corpos de bombeiros que seguiram a “rota de íons de lítio” para alimentar seus equipamentos portáteis tiveram um aumento significativo em seu orçamento operacional; alguns departamentos maiores viram seus investimentos em baterias de íon de lítio ultrapassarem US$ 100 mil. Com muitos corpos de bombeiros agora migrando para sua segunda geração de ferramentas movidas a íons de lítio, os líderes desses departamentos têm uma preocupação crescente: como aumentar o ROI (retorno do investimento) das baterias de íons de lítio?
Muitos desses líderes do corpo de bombeiros estão ficando desconfortáveis com um paradigma em que as baterias de íon-lítio são vistas como itens consumíveis. Cada vez mais, os líderes do corpo de bombeiros desejam entender melhor as baterias de íons de lítio, usá-las de maneira mais inteligente e descartá-las com segurança quando chegar a hora.
Um primer rápido em baterias de íon de lítio
Muitas pessoas pensam que uma tensão mais alta significa mais potência e esse não é o caso. A potência é medida em watts (W), e os watts são calculados multiplicando a tensão (V) pela corrente (amps ou A). Portanto, embora seja possível obter a mesma energia de uma bateria de 18V e uma bateria de 54V, o pacote de 54V pode fazê-lo com 2/3 menos amperes do que o pacote menor de 18V.
Agora a energia é boa, mas os bombeiros estão mais interessados em quanto tempo uma bateria irá alimentar a ferramenta que eles estão usando (ou seja, tempo de execução). Para isso, os bombeiros precisam entender que o tempo de execução é igual a watts-hora: quantos watts uma bateria pode fornecer por uma hora? Para calcular watt-hora, multiplique a voltagem (V) pela ampere-hora nominal (Ah) do pacote.
A bateria de íon de lítio típica é construída usando várias células cilíndricas, de forma semelhante às pilhas AA do controle remoto da TV, mas a semelhança termina aí. Uma bateria de íons de lítio não é apenas muito maior, mas também contém um “coquetel químico” de íons de lítio que fornece uma densidade de energia maior, ao contrário da baixa densidade de energia, mas uma bateria alcalina barata que você compra para o controle remoto da TV.
As células de bateria não são máquinas de produção perfeitamente idênticas, pense nelas como “química em lata”. Os fabricantes de células de bateria de íon-lítio usam o termo nominal para descrever um padrão da indústria que eles usam para avaliar a tensão média aproximada de suas baterias (ou seja, essencialmente, a classificação média das células produzidas com uma determinada química). Geralmente, todas as células de bateria de íon de lítio comumente usadas têm uma tensão nominal de 3.6 V. Existem muitas opções, além da voltagem, para células com diferentes classificações de amperes-hora. E existem diferentes classificações de corrente de descarga máxima, dependendo de quanto tempo um fabricante deseja que a bateria dure em uma ferramenta específica e quão rápido a bateria pode usar sua energia (ou seja, maior potência) durante a operação de uma ferramenta.
Os fabricantes de baterias de íon-lítio obtêm maior voltagem da célula montando várias células individuais em série. Para obter a tensão para tal bateria, você multiplica a tensão da célula individual (3.6 V nominal) pelo número de células em série. Por exemplo, uma configuração de bateria 10S ─ dez células em série ─ torna-se uma bateria de 36 V (dez células vezes 3.6 V por célula). Para aumentar a amperagem-hora (Ah), um montador de baterias conectará células ─ ou uma série de células ─ em paralelo para atingir suas metas de tempo de execução. Por exemplo, para uma configuração 2P (2 células em série), usando células de 4.0 Ah, resulta em uma bateria de 8.0 Ah (duas células vezes 4.0 Ah/célula é igual a 8.0 Ah).
Potência é igual a calor
Com o aumento do uso de baterias de íons de lítio em ferramentas elétricas, é bem conhecido no mundo das baterias que altas correntes de descarga (ampères) resultam em calor. Para aplicações de tempo de execução curto, como ferramentas hidráulicas de resgate (normalmente rajadas curtas < 30 segundos) ou ferramentas elétricas (por exemplo, furadeiras ou serras por < 10 segundos), há pouco tempo para desenvolver muito calor, portanto, as baterias não precisam necessariamente ser projetadas para gerenciar, ou mesmo medir, os níveis de calor interno.
A maioria dos bombeiros deve saber, com base em incidentes recentes de incêndio envolvendo veículos elétricos (EV) e treinamento de supressão de incêndio para EVs, que as baterias de íons de lítio não “funcionam bem” com altas temperaturas. Quando eles acendem, é quase impossível extinguir devido à sua fonte interna de combustível (o lítio não precisa de oxigênio adicional para queimar). Os bombeiros devem evitar o uso de qualquer bateria de íon de lítio fora de sua faixa de calor projetada.
Como evitar o acúmulo de calor com as baterias de íon-lítio A melhor maneira de os bombeiros evitarem problemas de acúmulo de calor com as baterias de íon-lítio é garantir que eles usem apenas a bateria projetada pelo fabricante para a ferramenta que estão usando. Para enfatizar este ponto, vejamos a diferença nos requisitos de energia entre uma ferramenta hidráulica de resgate e um ventilador/ventilador PPV.
A remoção típica de veículos consiste em uma série de cortes e espalhamentos, geralmente compartilhados entre duas a três ferramentas ─ cada uma com sua própria especialidade operacional (por exemplo, cortador e espalhadores). Isso significa que a carga elétrica é “compartilhada” entre as baterias das ferramentas em uso, cada uma das quais pode ser acionada por menos de 30 segundos por vez (Cut pilar. Corte dobradiça. Coloque o cortador para baixo. Agarre o espalhador. Prossiga para rolar para frente). Quando cada ferramenta está sendo usada, as baterias dessas outras ferramentas têm a chance de esfriar.
Uma bateria de íon de lítio, mesmo maximizando sua capacidade de descarga, não desenvolve calor suficiente para se preocupar em 30 segundos ─ supondo que o fabricante tenha projetado um sistema de gerenciamento de bateria que regule a corrente máxima de descarga dentro dos limites seguros da bateria específica modelo de célula usado em seu pacote.
Depois de ligar um ventilador/ventilador PPV, no entanto, um bombeiro espera que ele funcione em velocidade máxima por pelo menos 30 minutos (1,800 segundos, ou 60 vezes mais do que uma operação típica de uma ferramenta de resgate). Não só isso, mas para mover mais de 12,000 cfm (20.000 m3/h), um ventilador/ventilador PPV precisa de cerca de 2 hp (1.4 kW). Para fornecer tanta energia para o tempo de execução esperado da bateria de 176 Wh de uma ferramenta de resgate, um ventilador PPV exigiria cinco desses pacotes para atingir a marca. Essa diferença no tempo de execução operacional é onde existem as principais diferenças entre as baterias de íons de lítio usadas para uma ferramenta de resgate hidráulico e um ventilador/ventilador PPV.
Melhorando o ROI do seu corpo de bombeiros para baterias de íons de lítio RAMFAN tem construído ventiladores para combate a incêndios desde a década de 1980 ─ primeiro desenvolvendo o ventilador "defumador" de bordo de ultra-alta pressão para os EUA Navy ─ e hoje é o fabricante líder do setor de ventiladores/sopradores PPV alimentados por bateria para o serviço de bombeiros. Com essa experiência, a RAMFAN desenvolveu o PRO Connect, melhor sistema de gerenciamento de bateria (BMS) para as baterias Li-Ion usadas em seus produtos.
Usando a tecnologia de conectividade sem fio proprietária da RAMFAN, o PRO//connect simplifica o gerenciamento do ciclo de vida das baterias de íons de lítio para sua próxima geração de ferramentas de combate a incêndios usando a mais recente tecnologia de comunicação de campo próximo (NFC) e Bluetooth de baixa energia (BLE). O PRO Connect oferece aos bombeiros a capacidade de rastrear a condição de suas baterias ao longo do tempo, medir as condições internas, rastrear contagens de ciclos, atualizar o firmware do BMS, solucionar problemas e até mesmo realizar a manutenção básica de suas baterias.
Todas as baterias RAMFAN serão equipadas, como especificação padrão, com hardware PRO//connect integrado aos pacotes e funcionarão com o aplicativo móvel PRO//connect - disponível nas versões iOS e Android.
Solicite informações do Witmer Public Safety Group, Inc.
