Grazie ai costi operativi più bassi, alle emissioni ridotte e alla promessa di una maggiore indipendenza energetica, l'uso di trattori elettrici sta guadagnando terreno in tutto il mondo. Il cuore di queste macchine innovative è costituito da un componente fondamentale: il sistema di gestione della batteria (BMS). Il BMS dei veicoli elettrici assicura che la batteria del trattore, la fonte di energia di questi veicoli fuoristrada, funzioni in modo efficiente e affidabile negli ambienti agricoli e di gestione del territorio più esigenti .
Con l'elettrificazione di un numero sempre maggiore di macchinari per l'agricoltura e la gestione del territorio, familiarizzare con il ruolo del sistema di gestione della batteria di un trattore può aiutare a capire cosa comporta e perché un buon BMS EV è essenziale per ottenere il massimo dal proprio trattore elettrico .
Nozioni di base sulla batteria del trattore
Le macchine elettriche sono alimentate dall'elettricità, ma per avere una funzionalità senza fili è necessaria una batteria. Come un'autovettura EV, il modulo della batteria diun trattoreEV è in genere costituito da più celle agli ioni di litio disposte in modo tale che la loro energia possa essere caricata o scaricata simultaneamente. Ma non tutte le batterie di grande formato sono uguali e il loro design, le dimensioni e il peso variano a seconda dei produttori .
Il sistema di gestione della batteria è un altro importante elemento di differenziazione. I produttori progettano i loro BMS per veicoli elettrici con caratteristiche proprie, prestando attenzione alle capacità e alle specifiche adatte al tipo di batteria, all'uso previsto e alle prestazioni richieste dalla macchina .
Per fare un esempio reale, Monarch Tractor, produttore del primo trattore al mondo 100% elettrico, con conducente opzionale e intelligente, ha un pacco batterie agli ioni di litio che è stato testato e convalidato in molte applicazioni agricole difficili. Questo perché gli agricoltori e i gestori del territorio dipendono da attrezzi come falciatrici, bidoni per rimorchi, spandiconcime, coltivatori, sarchiatrici e frese per funzionare in modo affidabile nell'inconsistente ambiente fuoristrada in cui lavora il trattore. Ognuno di questi attrezzi e di queste operazioni ha esigenze specifiche per la batteria. Monarch ha sviluppato un sistema di gestione della batteria che consente di alimentare il trattore in modo sicuro fino a 14 ore, a seconda dell'azienda, dell'attrezzo e dell'operazione, per soddisfare le esigenze delle aziende agricole specializzate e dei gestori del territorio .
Che cos'è un sistema di gestione della batteria?
La batteria del trattore è responsabile dell'immagazzinamento dell'energia e della sua scarica per svolgere il lavoro, ma per ottimizzarne le prestazioni, la sicurezza e la longevità si affida a un sistema BMS (battery management system). Ciò avviene monitorando e controllando vari parametri e segni vitali come tensione, corrente, temperatura e stato di carica. Il BMS influisce direttamente sulla sicurezza, sull'efficienza e sulla durata di vita della batteria di un trattore, incidendo sui costi complessivi di manutenzione e massimizzando l'utilizzo dell'energia.
Un BMS è utilizzato in molti dispositivi: smartphone, computer portatili, droni, apparecchiature mediche portatili, apparecchiature di alimentazione di riserva e veicoli elettrici come automobili, biciclette elettriche e trattori. Questi tipi di dispositivi e macchinari utilizzano una batteria che può essere ricaricata per il riutilizzo e il BMS regola l'energia prodotta dalla batteria, assicurando che sia disponibile una potenza adeguata per svolgere il lavoro per un periodo di tempo senza sovraccaricare il sistema e quindi proteggendo la tecnologia e l'investimento del proprietario.
I sistemi di monitoraggio della batteria variano da un produttore all'altro e alcuni sono più avanzati di altri. Ad esempio, il sistema di controllo BMS di Monarch è caratterizzato da prestazioni di propagazione termica leader nel settore. Le prestazioni di propagazione termica si riferiscono alla capacità di un sistema di batterie di resistere alla diffusione del calore da una cella all'altra. Se il calore si diffonde troppo rapidamente e facilmente da una singola fonte all'interno del pacco batteria, come una cella, alle celle vicine, può potenzialmente portare a un incendio se non viene gestito correttamente. Una buona prestazione di propagazione termica è un'importante prevenzione di sicurezza .
Diversi fattori possono influenzare le prestazioni di propagazione termica di una batteria, tra cui il design delle celle, la densità di imballaggio, l'isolamento termico tra le celle e i materiali utilizzati nel pacco batteria. Sapere che la batteria del vostro trattore ha prestazioni di propagazione termica avanzate è un ulteriore livello di sicurezza e di protezione delle prestazioni del vostro trattore alimentato a batteria .
Sistema di gestione della batteria vs. Sistema di monitoraggio della batteria
Non è raro confondere un sistema di gestione della batteria con un sistema di monitoraggio della batteria. Un sistema di monitoraggio è spesso parte di un BMS completo, ma i due termini non sono intercambiabili. Lo scopo principale di un sistema di monitoraggio della batteria è quello di misurare e fornire dati in tempo reale sulla batteria. Non avvia azioni basate sui dati raccolti. Questa responsabilità spetta al BMS.
Un sistema di gestione della batteria utilizza i dati forniti dal sistema di monitoraggio per controllare attivamente la batteria, assicurandosi che le celle funzionino entro la loro finestra operativa di sicurezza, che comprende una serie di parametri vitali quali temperatura, tensione e corrente. Ciò contribuisce a mantenere le celle bilanciate, prevenendone il decadimento .
Quali sono i vantaggi diun BMS per veicoli elettrici?
Un BMS per veicoli elettrici, come quello di un trattore, garantisce prestazioni ottimali della batteria. Attraverso il monitoraggio continuo di tensione, temperatura e stato di carica e altri dati, un BMS protegge la batteria e i macchinari da condizioni potenzialmente dannose. Inoltre, segnala lo stato operativo della batteria a dispositivi esterni e calcola il livello di carica della batteria, mostrandolo all'operatore del trattore. Per fare un esempio pedestre, se avete mai guardato i livelli della batteria del vostro cellulare, avete sfruttato uno dei vantaggi di un BMS .
Le principali funzioni di protezione e i vantaggi di un BMS comprendono :
- Prevenzione di sovraccarichi e scarichi eccessivi, che possono danneggiare le celle della batteria e ridurne la durata.
- Bilanciare le tensioni delle celle per garantire una carica e una scarica uniformi .
- Migliorare le prestazioni complessive e l'efficienza energetica della batteria per prolungarne la durata durante ogni carica .
- Esecuzione di monitoraggio e diagnostica in tempo reale, per aiutare gli utenti a prendere decisioni informate sulla manutenzione della batteria .
- Protezione dai cortocircuiti, che previene il surriscaldamento e il rischio di incendio .
- Monitoraggio della temperatura per evitare il surriscaldamento e potenziali rischi per la sicurezza.
- Arresto del sistema della batteria per evitare situazioni pericolose.
- Comunicare i dati sullo stato della batteria ad altri sistemi o utenti.
Gestendo con attenzione i segnali vitali di una batteria, un BMS può anche abilitare funzionalità preziose che vanno oltre la semplice alimentazione di una macchina. Monarch Tractor, prima sul mercato con un trattore che è sia elettrico che intelligente, ha ottimizzato al meglio ciò che la batteria può fare per dare ancora più valore al suo trattore elettrico. Nel modello MK-V di Monarch, i vantaggi aggiuntivi supportati dal BMS includono:
Visibilità in movimento
Oltre a visualizzare la carica della batteria all'operatore sullo schermo intelligente, i gestori e i proprietari delle aziende agricole possono accedere all' applicazione Wingspan Ag Intelligence (WingspanAI) mentre sono in viaggio e ricevere aggiornamenti in tempo reale sullo stato e sulla carica della batteria. I gestori delle flotte possono monitorare lo stato di salute e i codici di errore dei loro MK-V. WingspanAI identifica i problemi, fornisce la diagnostica e propone le contromisure .
Potenza flessibile
Un BMS avanzato supporta la capacità dell'MK-V di erogare fino a 70 cavalli, quando necessario. L'MK-V eroga 40 CV alla presa di forza in modo continuo e i 30 CV aggiuntivi sono disponibili quando il trattore ne ha bisogno per i sistemi di trasmissione e idraulico. Ogni sistema si adatta e preleva ciò che gli serve, regolandosi accuratamente in base alle fluttuazioni delle richieste derivanti dall' attrezzo utilizzato e dai requisiti operativi. Fornendo 70 CV solo quando sono necessari, l'autonomia della batteria si allunga. La richiesta di una potenza costantemente superiore riduce l'autonomia, anche se gli agricoltori hanno riferito che l'impatto non è stato tale da influire negativamente sulla loro giornata lavorativa.
Potenza esportabile
Il BMS di Monarch consente all'MK-V di funzionare anche come muro di alimentazione portatile, portando energia esportabile in luoghi remoti di un'azienda agricola o di una proprietà, o fornendo energia di riserva quando la rete è interrotta. L'MK-V è dotato di tre prese di corrente, a 12, 110 e 220 V, che offrono ad agricoltori e gestori del territorio una fonte di alimentazione affidabile. Se il fornitore di energia di un trattore utilizza un sistema di tariffe dinamiche, il proprietario può caricare il trattore quando le tariffe sono più basse, in genere di notte, e poi utilizzare l'energia a basso costo per alimentare le operazioni durante il giorno .
Operazioni potenziate
Mentre i trattori elettrici continuano a portare redditività e sostenibilità all' agricoltura e alla gestione del territorio, il sistema digestione delle batterie BMS, svolge un ruoloinvisibile, ma importante, nel garantire la loro efficienza, sicurezza e longevità. Ottimizzando le prestazioni della batteria, monitorando i parametri vitali e fornendo dati in tempo reale attraverso dispositiviintelligenti, come ha fatto Monarch, il BMS migliora le capacità operative del trattore alimentato a batteria, consentendo ai proprietari di ottenere di più con i loro macchinari EV rispetto al passato. Mentre ci spingiamo verso un futuro più pulito, più sicuro e più redditizio nella gestione del territorio e nell'agricoltura, i trattori elettrici come l'innovativo MK-V e il suo avanzato BMS stanno alimentandoil movimento in modo efficiente ed efficace .
