Batería ROV versus energía de superficie: ¿Qué arquitectura de energía se adapta a su misión?

Un Batería ROV Por lo general, es la mejor opción cuando importa la movilidad, el despliegue rápido y una correa más liviana y sin energía, mientras que la energía de superficie tiene más sentido cuando el vehículo debe permanecer bajo el agua durante largos períodos sin detenerse para cambiar la batería. Los sistemas híbridos pueden combinar elementos de ambos cuando la misión tiene cargas variables o necesita energía de respaldo.

Por lo tanto, la decisión no es simplemente la capacidad de la batería versus el tiempo de funcionamiento ilimitado. La arquitectura energética cambia el diámetro de la correa, las pérdidas eléctricas, la masa del vehículo, el equipo de superficie, el flujo de trabajo de carga, la capacidad de potencia máxima e incluso el comportamiento de un ROV en corriente. Esas compensaciones a nivel del sistema deben definirse antes de que un OEM seleccione el voltaje, los amperios-hora o el fabricante de la batería.

¿Qué cambia cuando una batería de ROV transfiere energía a bordo?

Mover la fuente de energía primaria al ROV separa la energía de propulsión de la atadura de la superficie. Eso puede reducir la cantidad de cobre requerida en la correa y hacerla más delgada, pero el vehículo ahora debe llevar suficiente energía almacenada y capacidad de descarga para completar la misión.

Los diseños comerciales demuestran por qué es importante esta distinción. Deep Trekker coloca baterías de iones de litio dentro de sus ROV específicamente para que la potencia de propulsión no tenga que viajar a través de la correa, lo que reduce el diámetro de la correa y la posible resistencia.

Tiempo de ejecución, capacidad de energía y corriente máxima

La capacidad de la batería cuenta sólo una parte de la historia. Una especificación de potencia de ROV útil necesita al menos tres números eléctricos: energía almacenada en vatios-hora, capacidad de corriente continua y capacidad de corriente máxima de corta duración.

Los vatios-hora determinan la energía teórica disponible a lo largo del tiempo. Los amperios-hora por sí solos pueden ser engañosos porque un paquete de 30 Ah a 24 V almacena mucha menos energía que un paquete de 30 Ah a 48 V.

Una relación de planificación simple es:

Energía requerida (Wh) ≈ carga eléctrica promedio (W) × tiempo de funcionamiento (horas)

Si un ROV tiene un promedio de 500 W para una misión de dos horas, la carga por sí sola representa aproximadamente 1000 Wh antes de tener en cuenta las pérdidas de conversión, la energía de reserva, la temperatura, el envejecimiento de la batería o el margen operativo.

La corriente máxima es un requisito aparte. Los propulsores que aceleran juntos, mantienen la posición contra corriente u operan junto a un manipulador y una iluminación de alta potencia pueden producir una carga corta muy por encima del promedio de la misión. Por lo tanto, una batería de ROV necesita suficiente energía para su resistencia y suficiente capacidad de corriente para evitar caídas de voltaje o disparos de protección BMS durante maniobras exigentes.

Arrastre de correas, movilidad y masa del vehículo

Una batería a bordo agrega masa y volumen al vehículo, pero quitar los conductores de energía de propulsión puede simplificar la conexión.

Esa compensación se vuelve más importante a medida que aumenta la longitud de la correa. VideoRay documenta la relación directamente: los conductores más grandes mejoran la transmisión de energía eléctrica, pero los conductores más grandes también producen una atadura más gruesa y una mayor resistencia. De manera similar, Deep Trekker identifica el diámetro reducido de la correa como una ventaja de colocar baterías a bordo.

Esto es importante porque el arrastre de la correa no es simplemente un inconveniente en la superficie. El agua que se mueve a través de una larga correa crea una fuerza que el ROV debe superar. Una mayor resistencia puede consumir parte de la autoridad disponible del propulsor que de otro modo se utilizaría para posicionamiento, inspección o transporte de carga útil.

Por lo tanto, para trabajos de inspección móviles, una batería ROV a bordo puede afectar indirectamente la maniobrabilidad al cambiar lo que la correa debe transportar.

Carga, cambios de baterías y cambio de misión

La arquitectura alimentada por baterías cambia la pregunta: “¿Puede la fuente de superficie seguir suministrando energía?” a “¿Cuánto tiempo de misión productiva puede soportar el flujo de trabajo de la batería?”

Para inmersiones de inspección ocasionales, el tiempo de recarga puede tener poco impacto operativo. Para misiones diarias repetidas, los paquetes de repuesto, la corriente de carga, el tiempo de cambio y la cantidad de cargadores pueden determinar la disponibilidad total del sistema.

Un paquete intercambiable puede separar el tiempo de entrega del vehículo del tiempo de carga: un paquete funciona mientras el otro carga. Un paquete fijo requiere que el operador planifique ventanas de recarga u otra forma de carga de oportunidad.

Deep Trekker, por ejemplo, utiliza diferentes estrategias de carga en sus plataformas ROV, incluidas baterías intercambiables en REVOLUTION y soporte de carga durante el tiempo de funcionamiento en otros sistemas. La lección de ingeniería más amplia es que la arquitectura de carga debe planificarse con el cronograma de la misión en lugar de tratarse como una ocurrencia tardía.

¿Qué cambia cuando la energía de superficie pasa a través del Tether?

La energía de superficie elimina el techo de energía a bordo, pero traslada el desafío de ingeniería al sistema de distribución de energía y de conexión. La resistencia del conductor, el voltaje de transmisión, la eficiencia de conversión, el monitoreo del aislamiento, el equipo de superficie y el manejo de las correas se convierten en variables centrales del diseño.

Los sistemas comerciales ilustran esta arquitectura. Oceanbotics convierte una entrada de superficie de 100 a 240 V CA en 400 V CC regulada para su transmisión a través de su conexión Topside Power System, mientras que los sistemas VideoRay Mission Specialist también utilizan energía de conexión de 400 V CC.

Tiempo de ejecución continuo frente a pérdidas de Tether

La energía de superficie puede mantener un ROV en funcionamiento sin regresar únicamente para cambiar o recargar las baterías de propulsión, siempre que la fuente de energía de superficie y el sistema permanezcan disponibles. No elimina las pérdidas eléctricas.

Un conductor de sujeción tiene resistencia. Potencia perdida cuando el calor aumenta con el cuadrado de la corriente:

Pérdida de potencia = I²R

Esa relación es una de las razones por las que la transmisión de alta corriente y bajo voltaje se vuelve cada vez más difícil a medida que aumentan la distancia y la demanda de energía.

Si el ROV exige más corriente, aumenta la caída de voltaje a través de la correa. Si los ingenieros lo compensan utilizando conductores sustancialmente más grandes, el peso y el diámetro de la correa también pueden aumentar. Por lo tanto, la arquitectura energética tiene que equilibrar la eficiencia eléctrica con los requisitos hidrodinámicos y de manejo.

La documentación de VideoRay captura ese compromiso de ingeniería: los conductores de amarre más grandes proporcionan una mayor capacidad de transmisión de energía, mientras que los amarres más gruesos crean más resistencia.

Voltaje de transmisión, conversión CC-CC y diseño de anclaje

Un voltaje de transmisión más alto permite que la misma potencia se mueva a través de la correa con una corriente más baja.

Por ejemplo, ignorando las pérdidas a modo de ilustración:

• 2000 W a 48 V requieren aproximadamente 41,7 A.
• 2000W a 400V requieren 5A.

Una corriente más baja cambia drásticamente las pérdidas de los conductores debido a la relación I²R. Luego, el vehículo puede utilizar una conversión CC-CC aislada para llevar el alto voltaje de conexión a los rieles requeridos por los propulsores, controladores, sensores, luces y equipos de carga útil.

Esta arquitectura no es teórica. Los sistemas de alimentación VideoRay utilizan 400 V CC a través de la conexión, mientras que una arquitectura de alimentación modular ROV documentada utiliza una entrada de conexión de 400 V y la convierte en un bus integrado regulado de 48 V antes de suministrar componentes electrónicos de menor voltaje.

Un voltaje más alto también aumenta los requisitos de aislamiento, conectores, monitoreo y servicio. Por lo tanto, el voltaje de transmisión debe diseñarse como parte del sistema eléctrico completo del ROV, no aumentarse de forma independiente para reducir las pérdidas del cable.

Equipo de superficie, protección eléctrica y complejidad de implementación

Un vehículo de superficie necesita más que un cable. El sistema puede incluir una etapa de entrada de CA, conversión de energía, apagado de emergencia, protección contra sobrecorriente, monitoreo de aislamiento o falla a tierra, un carrete de sujeción o sistema de gestión, conectores y un convertidor del lado del ROV.

La documentación Mission Specialist de VideoRay, por ejemplo, especifica un GFCI/disyuntor en el sistema de superficie y un monitor de aislamiento de línea en su circuito ROV de 400 VCC.

La protección eléctrica merece especial atención en el caso del agua. OSHA explica que la protección contra fallas a tierra está diseñada para interrumpir la corriente cuando una falla crea una ruta de corriente no deseada; El equipo de protección, la conexión a tierra, el aislamiento y el diseño del sistema tienen funciones distintas.

Para un OEM, eso significa que “energía continua” nunca debe interpretarse como simplemente encaminar alto voltaje a través de una conexión más larga. La arquitectura de energía de superficie requiere diseño eléctrico, protección ambiental, gestión de fallas y procedimientos operativos apropiados para el sistema real.

¿Cómo se debe dimensionar una batería de ROV para la misión real?

Tamaño un Batería ROV del perfil de potencia de la misión medido o estimado, no solo de amperios-hora. El tiempo de ejecución es un problema de energía, mientras que la aceleración, el mantenimiento de la estación, las herramientas y otros eventos de alta carga también son problemas de entrega actual.

Una batería que satisfaga sólo un lado de esa ecuación puede seguir siendo inadecuada para el vehículo.

Comience con el ciclo de trabajo, no con los amperios-hora

Comience con todo lo que genera poder:

• propulsores horizontales y verticales;
• cámaras y ordenadores de a bordo;
• luces;
• sensores de sonar y navegación;
• cargas de manipuladores o herramientas;
• electrónica de comunicaciones;
• bombas, actuadores o equipos de carga útil.

A continuación, calcule cuánto tiempo funciona cada carga y a qué nivel de potencia. Los propulsores rara vez permanecen a su máxima potencia durante una inspección completa, mientras que las luces o los sistemas electrónicos de control pueden funcionar continuamente.

Eso produce un presupuesto de energía más útil que simplemente agregar la potencia máxima de cada componente.

Para trabajos de prototipo y validación, es preferible el registro de voltaje y corriente reales. Luego, un fabricante de baterías puede ver la carga normal, la carga inactiva, los períodos sostenidos de alta carga y los picos transitorios en lugar de diseñar a partir de un único número de placa.

Cuenta para picos de propulsor y cargas de carga útil

El consumo medio de energía determina gran parte del tiempo de ejecución, pero el BMS y las células deben tolerar la corriente demandada en el momento más difícil de la misión.

Considere un ROV de inspección que navega con un empuje modesto la mayor parte del tiempo pero que ocasionalmente tiene que resistir la corriente mientras opera un manipulador. La batería puede tener suficientes vatios-hora para varias horas de funcionamiento promedio y aún así alcanzar un límite de corriente cuando la demanda de propulsión y herramientas alcanza su punto máximo simultáneamente.

Por lo tanto, la revisión del diseño debería definir:

corriente continua máxima + corriente máxima esperada + duración máxima

Esos valores afectan las celdas, BMS, barras colectoras internas, conectores, cables, fusibles y comportamiento térmico del paquete completo.

La misma lógica se aplica al cargador. Una batería LiFePO4 de alta capacidad no admite automáticamente ninguna corriente de carga deseada; el sistema de carga debe permanecer dentro de los límites de carga especificados para la batería y la lógica BMS.

Agregue energía utilizable, temperatura y margen de envejecimiento

Los vatios-hora indicados no deben considerarse como energía de misión garantizada.

La cantidad utilizable puede verse afectada por los umbrales de protección de la batería, la eficiencia de conversión, la temperatura de funcionamiento, el envejecimiento de la celda, el nivel de corriente y la reserva que el operador elige mantener para la recuperación.

En lugar de aplicar un porcentaje universal a cada batería de ROV, los ingenieros deberían establecer un margen del riesgo de la misión y el comportamiento validado del sistema. Un vehículo de inspección en aguas poco profundas que pueda recuperarse fácilmente no requiere necesariamente la misma filosofía de reserva que un difícil despliegue en alta mar.

Las especificaciones de la batería también deben utilizar límites ambientales realistas. Si un proyecto debe operar o cargarse a temperaturas fuera del rango validado de un paquete estándar, el requisito pertenece a la especificación de la batería antes de finalizar el diseño del gabinete y del BMS.

¿Cómo puede la batería MANLY admitir una arquitectura de batería ROV personalizada?

La batería MANLY puede usar la existente Batería robótica LiFePO4 plataformas como puntos de partida eléctricos para proyectos de robots submarinos OEM. La batería final del ROV aún debe diseñarse teniendo en cuenta el voltaje, la corriente, la envolvente mecánica, el método de carga, las comunicaciones, el entorno operativo y el recinto de presión del vehículo.

Una batería de robot con clasificación IP estándar no debe representarse como una batería submarina con clasificación de profundidad. IEC 60529 define las clasificaciones de protección de ingreso de gabinetes; por sí solo no certifica un recinto para una profundidad operativa submarina específica o una presión hidrostática externa.

Batería de robot LiFePO4 de 24 V y 30 Ah como base eléctrica compacta

Batería de robot MANLY 24V 30Ah LiFePO4

Parámetros principales: 25,6 V nominal, 30 Ah, 768 Wh, descarga continua de 30 A, pico de 60 A durante 1 a 3 segundos, bus RS485/RS232/CAN opcional, configuración estándar IP65.

La razón más importante para considerar esta plataforma durante el diseño eléctrico inicial del ROV no es simplemente su capacidad de 30 Ah. La combinación de 768 Wh de energía almacenada y límites de corriente continua y de corta duración claramente definidos brindan al equipo de ingeniería suficiente información para comparar el paquete con un rastro de energía de la misión preliminar.

Con una descarga continua de 30 A, la arquitectura eléctrica se puede comparar con la demanda sostenida del propulsor y la electrónica; el pico corto de 60 A proporciona una referencia separada para cargas transitorias. MANLY también admite dimensiones personalizables, materiales de gabinete, conexiones de salida y comunicación opcional, lo que permite que un proyecto OEM integre el estado de la batería y los datos de control en lugar de tratar el paquete como una caja de alimentación aislada.

Sin embargo, para un proyecto de ROV, IP65 no es una especificación de profundidad submarina. Esta plataforma tiene sentido como base eléctrica y BMS cuando un proyecto necesita una batería LiFePO4 compacta de 24 V, mientras que el gabinete submarino terminado, los conectores, la tolerancia de presión, la ruta térmica y la validación a nivel del vehículo están diseñados para la profundidad requerida.

Batería de robot LiFePO4 de 48 V y 60 Ah como base de mayor energía

Batería de robot MANLY 48V 60Ah LiFePO4

Parámetros principales: 51,2 V nominal, 60 Ah, 3072 Wh, descarga continua de 60 A, pico de 90 A en 1 segundo; Se enumeran las configuraciones ABS/IP67 y metal/IP65.

Con 3072 Wh, esta plataforma proporciona cuatro veces la energía nominal almacenada de la plataforma de 24 V de 768 Wh y, al mismo tiempo, mueve el vehículo a una arquitectura eléctrica de clase 48 V. La importancia práctica no es sólo un tiempo de funcionamiento teórico más largo: para la misma energía eléctrica, un voltaje de sistema más alto puede reducir la corriente en el sistema de distribución del lado de la batería, sujeto a la arquitectura real del vehículo y al diseño del convertidor.

La especificación publicada admite una descarga continua de 60 A y un pico de 90 A por debajo de un segundo. Se enumeran dos configuraciones de gabinete: una versión de ABS de aproximadamente 24 kg con clasificación IP67 y una versión de metal de aproximadamente 26 kg con clasificación IP65. También se encuentran disponibles conectores configurables y de comunicación opcionales.

Esas distinciones brindan a un OEM puntos de partida útiles para estudios de empaque y presupuesto de energía. No son sustitutos de la validación submarina. Una aplicación ROV de 48 V aún requiere una carcasa y una interfaz eléctrica diseñadas para la profundidad de inmersión, presión, flotabilidad, transferencia de calor, sistema de conector y procedimiento de servicio previstos.

BMS, comunicaciones y el recinto submarino deben diseñarse juntos

Un paquete ROV personalizado es un proyecto de integración de sistemas, no simplemente una versión impermeable de una batería de catálogo.

MANLY Battery admite la personalización OEM de voltaje, capacidad, corriente, dimensiones, conectores, configuración del gabinete e interfaces de comunicación. Sus plataformas de robot incluyen opciones CAN Bus, RS485 y RS232, lo que permite que la batería intercambie datos con un controlador de vehículo cuando el proyecto lo requiera.

Esos datos se pueden utilizar para diseñar funciones relacionadas con el estado de carga, temperatura, voltaje, corriente, alarmas y lógica de carga, según la implementación final del BMS.

Para una plataforma submarina, el fabricante de baterías y el equipo de ingeniería del ROV debería definir al menos:

• voltaje operativo y máximo;
• vatios-hora de misión;
• corriente continua y transitoria;
• dimensiones del paquete y límites de masa;
• Umbrales de protección BMS;
• protocolo de comunicación;
• interfaz del cargador;
• requisitos de conectores y cableado;
• temperaturas de funcionamiento y carga;
• requisitos de recinto y presión;
• Requisitos de transporte y calificación del producto.

La calificación de transporte y la calificación submarina deben permanecer separadas. En los Estados Unidos, PHMSA afirma que las celdas y baterías de litio ofrecidas para el transporte deben tener un diseño que haya pasado las pruebas aplicables UN 38.3, mientras que la tolerancia a la presión y la validación del sistema submarino abordan diferentes peligros.

Para un OEM que busca un configurable Batería de LiFePO4, esta separación es útil: el rendimiento eléctrico, el cumplimiento del transporte, la protección de ingreso y el diseño de presión submarina se pueden especificar y validar como requisitos distintos en lugar de agruparlos en una sola afirmación de “batería impermeable”.

¿Cuándo tiene más sentido una arquitectura de energía ROV híbrida?

Una arquitectura híbrida resulta útil cuando la carga promedio de la misión, los picos de energía cortos, el tiempo de ejecución y las necesidades de recuperación no pueden manejarse de manera eficiente mediante una única ruta de energía.

La implementación exacta varía. La energía de superficie puede transportar la carga base mientras una batería a bordo amortigua la demanda transitoria, o una correa puede proporcionar energía de carga limitada mientras la batería sigue siendo la fuente principal de propulsión.

Energía de superficie asistida por batería

Un enfoque híbrido es dimensionar la ruta de energía de la correa en torno a una porción constante o predecible de la demanda del vehículo mientras se utiliza el almacenamiento a bordo para soportar eventos cortos de alta carga.

El valor de ingeniería es sencillo: la correa no necesariamente necesita soportar cada pico instantáneo de propulsión o herramientas si la batería y la electrónica de potencia están diseñadas para absorber la diferencia.

Este concepto también muestra por qué la corriente máxima no debe confundirse con la potencia promedio de la misión. Un vehículo puede consumir en promedio unos cientos de vatios durante una inspección, pero exige considerablemente más durante una breve maniobra.

Las arquitecturas eléctricas comerciales de ROV ya demuestran que diferentes fuentes pueden alimentar un sistema eléctrico a bordo común. Una arquitectura modular VideoRay documentada, por ejemplo, admite energía de larga duración, así como fuentes de batería integradas redundantes de 48 V que alimentan la red eléctrica regulada del vehículo.

Carga Tether durante períodos de carga más baja

Un segundo enfoque utiliza la correa para enviar menos energía de la que el ROV podría requerir a plena carga. Cuando el consumo del vehículo cae por debajo del suministro de conexión disponible, el exceso de energía puede destinarse a cargar la batería a bordo si el cargador y el BMS están diseñados para ese modo de funcionamiento.

Esta idea aparece repetidamente en las discusiones de ingeniería de ROV porque puede extender la duración de la misión sin forzar a la correa a transportar continuamente la corriente máxima del propulsor. Los usuarios preguntan específicamente si una batería a bordo puede permanecer conectada mientras recibe carga desde la superficie, lo que demuestra que el comportamiento de compartir energía y cargar durante el funcionamiento son preocupaciones de diseño reales en lugar de temas puramente teóricos.

La implementación no es tan sencilla como conectar un cable de carga. Los ingenieros deben tener en cuenta la salida del cargador, los límites de carga de la batería, el comportamiento de carga simultánea, la lógica BMS, la caída de voltaje del cable, la estrategia de conexión a tierra o aislamiento y lo que sucede cuando la demanda del ROV excede el suministro de la correa.

Redundancia y energía de recuperación segura

Una batería a bordo también puede cumplir una función más limitada: mantener vivos los sistemas seleccionados después de la pérdida de la ruta principal de energía de superficie.

La carga de respaldo requerida puede incluir electrónica de control, comunicaciones, navegación u otro subsistema crítico para la recuperación en lugar de todos los propulsores y cargas útiles. Esa distinción puede reducir la cantidad de energía que se debe llevar a bordo.

La redundancia aún debe diseñarse en torno a casos de falla definidos. Una batería no garantiza automáticamente la recuperación después de cualquier falla en la correa o en el vehículo. El diseño debe definir qué equipos permanecen encendidos, cómo el ROV detecta la falla, cuánto tiempo se requiere energía de respaldo y qué acción de recuperación es físicamente posible.

Para proyectos OEM de baterías MANLY, se pueden especificar interfaces de comunicación y lógica BMS personalizadas en torno a la función prevista del paquete, ya sea que el diseño requiera energía de propulsión primaria, soporte máximo o una función de energía de respaldo dedicada.

Batería ROV o energía de superficie: un marco de decisión misión por misión

La arquitectura debe seguir la misión. Comience con el tiempo de operación, la longitud de la correa, las condiciones actuales, la potencia de la carga útil, la movilidad, el equipo de soporte y la estrategia de recuperación; luego diseñar el Batería ROV o sistema de energía de superficie en torno a esos requisitos.

Inspecciones móviles breves e implementaciones remotas

La energía de la batería a bordo es especialmente atractiva cuando el equipo necesita llevar el ROV a una ubicación remota, lanzarlo rápidamente y evitar generadores o una consola de superficie de alta potencia.

Los ejemplos típicos incluyen inspección de cascos, inspección de tanques o embalses, controles de acuicultura, observación de sitios confinados y tareas de búsqueda breves.

Una correa más ligera que transporte principalmente comunicaciones en lugar de energía de propulsión puede reducir la manipulación y el arrastre del cable. La compensación es un presupuesto de energía finito, por lo que el cronograma de la misión debe incluir energía de reserva y carga o reemplazo de la batería.

Para un programa OEM, un compacto personalizado Batería de LiFePO4 Se puede diseñar en torno a la envolvente real del vehículo, el perfil actual y el procedimiento de respuesta planificado en lugar de maximizar la capacidad a expensas del vehículo completo.

Inspección, herramientas y mantenimiento de estaciones de larga duración

La energía de superficie se vuelve convincente cuando detenerse para cambiar las baterías interrumpiría el trabajo en sí.

La inspección de tuberías, la observación prolongada, las sesiones de capacitación prolongadas, el uso de herramientas o el mantenimiento prolongado de la estación pueden generar demandas sostenidas de energía en el vehículo. Oceanbotics posiciona su sistema de energía superior de 400 V CC para este tipo de operación continua sin cambios de batería a bordo.

La pregunta de ingeniería correcta entonces no es simplemente “¿Cuánto tiempo puede funcionar?” pero “¿Puede el sistema de conversión de energía y correa entregar la potencia máxima y continua requerida en la longitud desplegada?”

La resistencia de la conexión, la sección transversal del conductor, la capacidad del convertidor, el suministro de superficie, los límites térmicos y la protección eléctrica deben permanecer dentro de su envolvente de diseño.

Misiones profundas, de larga duración o de tareas mixtas

Las misiones más largas o más complejas deberían evaluarse a nivel del sistema en lugar de asignarse automáticamente a la energía de la batería o de la superficie.

Las correas largas aumentan la importancia de la resistencia hidrodinámica y la pérdida de transmisión de potencia. La transmisión de alto voltaje puede reducir la pérdida de corriente y de conductores, pero introduce requisitos de conversión, aislamiento, conector y protección. Una batería a bordo evita la transmisión de potencia de propulsión a través de la correa, pero la energía almacenada y el embalaje del vehículo se convierten en variables limitantes.

Por lo tanto, las misiones de tareas mixtas pueden justificar una tercera vía: utilizar energía a bordo, energía de superficie o ambas en proporciones que se ajusten a la traza de energía real.

La selección final debe responder cinco preguntas:

1. ¿Cuántos vatios-hora requiere la misión planificada?
2. ¿Cuáles son las cargas máximas continuas y de corta duración?
3. ¿Cuánta atadura puede tolerar el vehículo hidrodinámicamente?
4. ¿Qué infraestructura de superficie puede implementar de manera realista el equipo operativo?
5. ¿Qué sucede cuando se interrumpe la ruta de energía primaria?

Una vez que se conocen esas respuestas, el voltaje de la batería, la capacidad, la corriente de descarga, los conductores de amarre, los convertidores, el hardware de carga y la comunicación BMS se convierten en resultados de ingeniería en lugar de conjeturas.

Preguntas frecuentes

¿Se puede cargar la batería de un ROV a través de la correa mientras el ROV está en funcionamiento?

Sí, un sistema diseñado correctamente puede utilizar la energía de la conexión para soportar las cargas del vehículo y cargar una batería a bordo cuando la energía de entrada disponible excede el consumo actual. El cargador, el BMS, el límite de corriente de carga de la batería, la caída de voltaje de la conexión y la arquitectura de aislamiento deben admitir el funcionamiento simultáneo. Este enfoque puede ampliar la resistencia sin necesidad de que la correa soporte cada pico de propulsión, pero necesita un diseño deliberado de administración de energía en lugar de una conexión directa al cargador.

¿Un ROV que funciona con baterías todavía necesita una correa?

Muchas veces sí. Mover la energía de propulsión a bordo no necesariamente elimina la necesidad de comunicaciones, video, telemetría, recuperación física u otras funciones de conexión. Por lo tanto, los ROV comerciales que funcionan con baterías pueden utilizar una correa más delgada porque la correa no tiene que transportar energía de propulsión. Deep Trekker utiliza específicamente baterías integradas para reducir el diámetro de la correa y la resistencia asociada.

¿Por qué algunos ROV envían cientos de voltios a través de la correa?

Un voltaje más alto reduce la corriente requerida para transmitir una cantidad determinada de energía. Una corriente más baja reduce las pérdidas del conductor I²R y puede reducir la cantidad de cobre necesaria en una conexión larga. Los sistemas ROV comerciales de Oceanbotics y VideoRay utilizan arquitecturas de conexión de 400 V CC y convierten la energía a bordo según sea necesario. Los sistemas de alto voltaje también requieren aislamiento, conectores, monitoreo y protección adecuados.

¿Una batería IP67 es automáticamente adecuada para un ROV submarino?

No. IP67 es una clasificación de protección de ingreso de gabinete, no una certificación de que una batería pueda soportar una presión hidrostática submarina específica u operar a una profundidad oceánica particular. IEC 60529 cubre la protección del gabinete contra acceso, ingreso de sólidos y agua. Una batería ROV aún necesita validación de presión, conector, sellado, térmica y del sistema completo para la profundidad prevista.

¿Qué información debe proporcionar un OEM a un fabricante de baterías para un paquete ROV personalizado?

Proporcione voltaje nominal y máximo, vatios-hora de misión, corriente continua, corriente máxima y duración, método de carga, dimensiones disponibles, objetivo de masa, conectores, comunicación BMS, rango de temperatura, exposición ambiental, concepto de carcasa de presión, procedimiento de servicio y requisitos de calificación. Luego, un fabricante de baterías calificado puede diseñar el voltaje, las celdas, el BMS, el cableado, las interfaces del gabinete y el comportamiento de carga alrededor del ROV en lugar de tratar la capacidad como el único requisito.

Conclusión

La decisión más importante sobre la energía del ROV ocurre antes de seleccionar la capacidad de la batería.

un a bordo Batería ROV funciona bien cuando la misión valora la portabilidad, la reducción de la resistencia de la correa de alimentación y la implementación remota simple. La energía de superficie se adapta a operaciones donde el suministro continuo de energía supera la infraestructura adicional de conexión y de superficie. Los sistemas híbridos crean otro camino de ingeniería cuando la potencia promedio, la demanda máxima, la carga y la redundancia deben manejarse de manera diferente.

Para proyectos OEM, la especificación de batería más útil combina energía, corriente continua, corriente máxima, integración mecánica, comunicación BMS, estrategia de carga y requisitos ambientales. Las plataformas robóticas LiFePO4 de 24V 30Ah y 48V 60Ah de MANLY Battery proporcionan dos líneas de base eléctricas existentes, mientras que se pueden desarrollar voltaje, capacidad, corriente, dimensiones, comunicación, conectores e integración BMS personalizados alrededor del vehículo final.

En última instancia, una batería LiFePO4 personalizada debería diseñarse como parte de la arquitectura de energía del ROV, no seleccionarse como un componente aislado.

Obtenga más información sobre la batería