船舶用バッテリーパックBMSの連続電流定格の選び方

船舶用バッテリーパックの場合、BMSの連続電流定格は、分析に基づくよりも習慣的に選ばれることが多い仕様の一つです。定格が低すぎると、実際の負荷がかかった際に、保護回路の誤作動、過熱、寿命の短縮といったリスクが生じます。逆に定格が高すぎると、パックのコストとサイズが不必要に大きくなります。重要なのは、定格を船舶上での実際の使用状況に合わせることです。

この記事は、船舶用バッテリーパックの製造業者およびOEMエンジニアが、パック設計時にBMSの連続電流定格を選択する際に役立つように書かれています。

船舶用パック設計において電流定格が重要な仕様である理由

BMSはバッテリーパックと直列に接続されるため、パックが負荷に供給する電流と充電器から受け取る電流はすべてBMSを経由します。連続電流定格は、BMSの保護回路が定格低下、過熱、またはトリップすることなく、BMSが連続的に流せる電流の最大値を定義します。定格がパックの実際の連続需要を下回ると、その結果はテスト時ではなく、実際の使用時に発熱、早期の保護イベント、および信頼性の低下として現れます。

バッテリーパック製造業者にとっての実務的な課題は、パックが実際に動作する条件下で、放電側と充電側の両方における実際の電流プロファイルに基づいて定格容量を決定することである。

船舶用バッテリーパックの代表的な3つの電流レベル

船舶用バッテリーパックは、大きく分けて3つの連続電流レベルに分類されます。これらはあくまで目安であり、固定されたルールではありません。適切な数値は接続される負荷によって異なります。

パックがサポートしなければならない総連続負荷に基づいて、どのティアに該当するかを特定し、次にピーク負荷を別途確認します。これは、短時間の大電流消費（モーターやウインドラスの始動など）は、連続負荷とは異なる要件を持つためです。

データシートの定格だけでは全てが分からない理由：密閉型筐体内の熱条件

船舶用バッテリーの収納部は、多くの場合、密閉され、ぎっしりと詰め込まれており、換気が不十分です。BMSとセルから発生する熱は、放熱が限られているため蓄積されます。その結果、密閉された船舶用筐体内でBMSが維持できる連続電流は、開放環境やベンチテストで測定されたデータシートの値よりも低くなる可能性があります。

充電電流と放電電流は同じではない

船舶用バッテリーパックは、陸上電源、オルタネーターまたは発電機、太陽光、風力など、複数の充電源から電力を供給されることが多く、場合によってはそれらが同時に使用されるという点で特殊です。充電電流は最大放電電流よりも低いことが多く、そのためバッテリーパックの製造業者は放電側のみでBMS（バッテリー管理システム）のサイズを決定することがあります。

急速充電を行う場合、これは間違いとなる可能性があります。高出力の陸上充電器やDC-DC充電器は、充電電流をBMS（バッテリー管理システム）の定格値に近づいたり、影響を与えたりするレベルまで押し上げる可能性があります。確実な方法は、BMSを最大連続放電電流と最大充電電流の両方に対して規定し、それぞれを個別に確認することです。特に、高出力または複数の充電源を備えた船舶において。

評価の指定に関する実践的なアプローチ

• 実際の負荷プロファイルから始めましょう。バッテリーパックが支えなければならない連続負荷を合計し、ピーク負荷を別途特定します。これにより、放電側の要件が設定されます。
• インストール環境を考慮してください。パックが密閉された換気の悪い区画に置かれているかどうか、また周囲温度がどのくらいかを考慮してください。これは有効な連続定格に影響します。
• 充電側は別途確認してください。急速充電機器を含め、すべての充電源と最大充電電流を特定してください。
• 適切な余白を設けてください。想定される連続負荷に対してある程度の余裕を持たせるのは賢明ですが、適切な余裕量はデューティサイクル、熱条件、および使用するBMSによって異なります。一般的な乗数を適用するのではなく、BMSサプライヤーに余裕量を確認してください。

DALY BMSの船舶用バッテリーパック向け最新オプション

DALY AシリーズおよびTシリーズBMSは、船舶用補助バッテリーパック、標準ハウスバンク、大型ハウスバンクに適した連続電流範囲をカバーしています。特定のバッテリーパックに適した連続定格電流、および密閉筐体内の熱条件とプロジェクトの充電要件における動作については、個々のバッテリーパックの設計に応じて確認する必要があります。

→ AシリーズスマートBMSを見る：https://www.dalybms.com/smart-bms/

→ Tシリーズ アクティブバランシングBMSを見る：https://www.dalybms.com/active-balancing-products/

よくある質問

Q1船舶用ハウスバンクBMSに必要な連続電流定格はどれくらいですか？

標準的なハウスバンクの連続電流容量は80～100A程度、大型または高負荷のハウスバンクは100～150A程度ですが、正確な数値はパックがサポートする総連続負荷によって異なります。まず負荷プロファイルを特定し、次にBMSサプライヤーに定格を確認してください。

Q2密閉型バッテリーコンパートメントは、BMSの定格電流に影響を与えますか？

はい。密閉された換気の悪い区画では熱が蓄積され、BMSが維持できる連続電流は、ベンチテストで測定したデータシートの値よりも低くなる可能性があります。その値はBMSのモデルや設置条件によって異なるため、実際の筐体と周囲温度に対して定格値を確認し、データシートの熱仕様を確認してください。

Q3BMSのサイズは、充電電流に合わせて選定すべきでしょうか、それとも放電電流に合わせて選定すべきでしょうか？

どちらの場合も、最大連続放電電流と最大充電電流に対する定格値を指定し、それぞれを個別に確認してください。これは、高出力または複数の充電源を備えた機器において特に重要です。これらの機器では、急速充電によって充電電流が高くなる可能性があるためです。

Q4想定される負荷量に、どれくらいの余裕を持たせるべきでしょうか？

普遍的な安全係数は存在しません。適切なマージンは、使用サイクル、設置場所の熱条件、および特定のBMSによって異なります。固定の乗数を適用するのではなく、実際のパック設計に基づいてBMSサプライヤーにマージンを確認してください。

船舶用バッテリーパックのBMS仕様およびOEM供給に関するお問い合わせは、下記までご連絡ください。dalybms@dalyelec.com / kittyxu@dalyelec.com