{"id":31162,"date":"2026-10-09T09:11:00","date_gmt":"2026-10-09T01:11:00","guid":{"rendered":"https:\/\/manlybattery.com\/?p=31162"},"modified":"2026-10-05T18:16:06","modified_gmt":"2026-10-05T10:16:06","slug":"batterie-lifepo4-vs-agli-ioni-di-litio-per-rov-e-auv","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/manlybattery.com\/it\/lifepo4-vs-lithium-ion-batteries-for-rovs-and-auvs\/","title":{"rendered":"LiFePO4 vs batterie agli ioni di litio per ROV e AUV"},"content":{"rendered":"

LiFePO4 vs batterie agli ioni di litio per ROV e AUV<\/h1>\n\n\n\n

Scegliere tra LiFePO4 e altro Batterie agli ioni di litio<\/a><\/strong> per ROV e AUV inizia con la missione, non solo con il nome della chimica. LiFePO4 favorisce la stabilit\u00e0 termica, la lunga durata del ciclo e la ripetizione delle operazioni, mentre i prodotti chimici a base di nichel come NMC possono fornire un vantaggio quando l'energia deve essere concentrata in una massa o un volume strettamente vincolato. Le linee guida del Dipartimento dell\u2019Energia degli Stati Uniti identificano in modo simile i vantaggi della durata del ciclo e della stabilit\u00e0 termica dell\u2019LFP, rilevando al contempo il suo potenziale operativo e la densit\u00e0 di energia inferiori rispetto ai prodotti chimici ricchi di nichel.<\/p>\n\n\n\n

ROV e AUV impongono inoltre requisiti che le normali applicazioni di batterie mobili non impongono. I carichi dei propulsori possono produrre grandi oscillazioni di corrente, la resistenza AUV \u00e8 legata direttamente all'energia immagazzinata e uno zaino destinato alla profondit\u00e0 necessita di un'architettura di pressione adeguata piuttosto che di un semplice involucro impermeabile. La gestione della batteria, i connettori, i percorsi termici, le comunicazioni, la documentazione di trasporto e l\u2019integrazione del veicolo sono quindi importanti quasi quanto la chimica delle cellule.<\/p>\n\n\n\n

\"Produttore<\/a><\/figure>\n\n\n\n

LiFePO4 vs batterie agli ioni di litio: quale \u00e8 meglio per ROV e AUV?<\/h2>\n\n\n\n

Non esiste una chimica universale per ogni veicolo sottomarino. A Batteria LiFePO4<\/a><\/strong> \u00e8 particolarmente interessante laddove contano cicli frequenti, stabilit\u00e0 termica e funzionamento prevedibile a lungo termine, mentre le batterie NMC o simili agli ioni di litio meritano considerazione laddove il veicolo deve trasportare quanta pi\u00f9 energia possibile entro rigorosi limiti di peso e volume.<\/p>\n\n\n\n

La decisione ingegneristica dovrebbe rispondere a una domanda pi\u00f9 utile: di quale combinazione di energia, potenza, durata di servizio, architettura della pressione e turnaround della missione ha bisogno il veicolo?<\/p>\n\n\n\n

LiFePO4 fa parte della famiglia degli ioni di litio<\/h3>\n\n\n\n

LiFePO4 \u00e8 esso stesso una chimica degli ioni di litio. Il termine \u201cLiFePO4 vs ioni di litio\u201d \u00e8 comune nelle ricerche commerciali, ma tecnicamente il confronto \u00e8 solitamente tra fosfato di litio ferro e altri prodotti chimici catodici agli ioni di litio come NMC o NCA.<\/p>\n\n\n\n

NREL tratta LFP e NMC come due sostanze chimiche all'interno della pi\u00f9 ampia famiglia di batterie agli ioni di litio. Questa distinzione \u00e8 importante perch\u00e9 gli ingegneri ROV e AUV dovrebbero confrontare le caratteristiche effettive di celle e pacchi piuttosto che presumere che \u201cioni di litio\u201d descriva una tecnologia standardizzata.<\/p>\n\n\n\n

In questo articolo, \u201caltre batterie agli ioni di litio\u201d si riferisce principalmente a prodotti chimici a base di nichel a densit\u00e0 di energia pi\u00f9 elevata come NMC, se non diversamente specificato.<\/p>\n\n\n\n

Confronto rapido: densit\u00e0 di energia, sicurezza, durata del ciclo e tensione<\/h3>\n\n\n\n
Fattore di progettazione<\/th>LiFePO4<\/th>Chimiche agli ioni di litio a densit\u00e0 di energia pi\u00f9 elevata come NMC<\/th><\/tr>
Densit\u00e0 energetica<\/td>Tipicamente inferiore, che pu\u00f2 richiedere pi\u00f9 massa o volume per la stessa energia immagazzinata<\/td>Tipicamente pi\u00f9 alto, utile dove lo spazio e il peso sono strettamente limitati<\/td><\/tr>
Stabilit\u00e0 termica<\/td>Forte caratteristica della chimica LFP<\/td>Richiede un'attenta selezione delle celle e protezione termica, in particolare con sostanze chimiche ad alto contenuto di nichel<\/td><\/tr>
Ciclo di vita<\/td>Adatto per servizi di carica\/scarica ripetuti<\/td>Dipende fortemente dalla chimica della cella, dalla finestra operativa, dalla temperatura e dalla velocit\u00e0 di scarica<\/td><\/tr>
Voltaggio del pacco<\/td>Determinato dal conteggio delle cellule in serie e dall'architettura del sistema<\/td>Determinato dal conteggio delle cellule in serie e dall'architettura del sistema<\/td><\/tr>
Valore ROV\/AUV<\/td>Attraente per implementazioni ripetute, cicli di lavoro commerciali e progetti attenti alla sicurezza<\/td>Attraente quando massimizzare l'energia all'interno di un veicolo compatto \u00e8 un vincolo primario<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Queste differenze sono tendenze progettuali piuttosto che garanzie. La qualit\u00e0 delle celle, i limiti BMS, il raffreddamento, la struttura dell'involucro, la strategia di carica, la velocit\u00e0 di scarica e la temperatura operativa possono modificare sostanzialmente le prestazioni della batteria finale. La ricerca del DOE sulla sicurezza delle batterie rileva specificamente il compromesso tra la stabilit\u00e0 termica e la durata del ciclo di LFP e la sua ridotta densit\u00e0 di energia.<\/p>\n\n\n\n

La risposta breve per profilo di missione<\/h3>\n\n\n\n

Un AUV compatto che dovrebbe coprire lunghe distanze di rilevamento prima del recupero pu\u00f2 conferire un valore eccezionale alla densit\u00e0 di energia gravimetrica e volumetrica. WHOI ha sviluppato sistemi agli ioni di litio da circa 1 a 16 kWh per gli AUV della serie REMUS, con requisiti di missione che determinano il numero di moduli batteria installati.<\/p>\n\n\n\n

Un ROV di ispezione commerciale pu\u00f2 avere una priorit\u00e0 diversa. Pu\u00f2 trascorrere gran parte della sua vita lavorativa ripetutamente immergendosi, mantenendo la stazione, azionando luci e sensori, emergendo e tornando in servizio. In questo ciclo di lavoro, la frequenza di ricarica, il supporto della corrente di picco, la sostituzione della batteria, la durata utile e la protezione dai guasti diventano importanti insieme all\u2019energia totale.<\/p>\n\n\n\n

L'etichetta del veicolo da sola quindi non determina la chimica. Due AUV possono avere priorit\u00e0 energetiche completamente diverse, proprio come due ROV possono avere carichi di propulsori e carico utile molto diversi.<\/p>\n\n\n\n

In che modo le batterie LiFePO4 e agli ioni di litio influiscono sulle prestazioni delle missioni ROV e AUV<\/h2>\n\n\n\n

La chimica della batteria diventa utile solo quando le sue caratteristiche si traducono in prestazioni del veicolo. Per i ROV e gli AUV, i risultati importanti sono l'energia utilizzabile per la missione, l'erogazione di potenza di picco, la massa del veicolo, il comportamento termico, il ciclo di vita e la capacit\u00e0 di completare la missione con un margine di recupero adeguato.<\/p>\n\n\n\n

Densit\u00e0 energetica, peso e galleggiabilit\u00e0<\/h3>\n\n\n\n

La densit\u00e0 energetica conta di pi\u00f9 quando un AUV deve trasportare una quantit\u00e0 notevole di energia senza consentire al sistema batteria di dominare la massa o il volume interno del veicolo.<\/p>\n\n\n\n

Una maggiore massa della batteria pu\u00f2 richiedere modifiche al supporto strutturale e all\u2019assetto del veicolo. Un volume maggiore dell'involucro pu\u00f2 influenzare la geometria dello scafo, il materiale di galleggiamento, l'allocazione del carico utile e la progettazione idrodinamica. Per un AUV a lungo raggio, queste interazioni possono rendere la densit\u00e0 energetica a livello di pacco pi\u00f9 significativa di una scheda tecnica della cella vista isolatamente.<\/p>\n\n\n\n

I sistemi di batterie REMUS di WHOI illustrano questo approccio a livello di sistema. Diverse configurazioni REMUS utilizzano gruppi modulari di batterie agli ioni di litio e REMUS 6000 utilizza moduli batteria installati all'interno di alloggiamenti a pressione per operazioni che raggiungono i 6.000 metri.<\/p>\n\n\n\n

La lezione non \u00e8 che ogni AUV abbia bisogno della stessa chimica. \u00c8 che la densit\u00e0 energetica delle celle deve essere valutata dopo aver tenuto conto dell\u2019hardware BMS, dei cablaggi, dei supporti strutturali, dei materiali termici e dell\u2019involucro a pressione che rende le celle utilizzabili sott\u2019acqua.<\/p>\n\n\n\n

Corrente di picco, abbassamento di tensione e carichi del propulsore<\/h3>\n\n\n\n

UN Batteria ROV<\/strong> pu\u00f2 avere abbastanza wattora per l'immersione pianificata ed essere ancora sottodimensionato dal punto di vista elettrico.<\/p>\n\n\n\n

I propulsori non assorbono una corrente costante durante una missione. L'accelerazione, la manovra, il mantenimento della posizione in corrente, le correzioni verticali e il funzionamento simultaneo del propulsore possono spostare il sistema elettrico molto al di sopra della domanda di crociera per brevi periodi. Sonar, luci, manipolatori, processori di bordo, telecamere e altri carichi utili aggiungono i propri carichi.<\/p>\n\n\n\n

Un attuale esempio di ROV commerciale rende chiara la distinzione. Il pacco agli ioni di litio da 14,8 V, 18 Ah di Blue Robotics immagazzina 266,4 Wh ma \u00e8 anche specificato per corrente continua da 60 A e una raffica di 132 A per 10 secondi. Tali limiti attuali sono separati dalla capacit\u00e0 energetica.<\/p>\n\n\n\n

Ecco perch\u00e9 un budget energetico per un ROV richiede almeno due calcoli: quanta energia consuma la missione e quanta corrente il sistema pu\u00f2 richiedere contemporaneamente<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Se il gruppo, il BMS, il cablaggio, il connettore o il dispositivo di protezione non sono in grado di supportare il carico transitorio, la tensione pu\u00f2 diminuire e la protezione potrebbe attivarsi anche se nella batteria rimane una notevole energia.<\/p>\n\n\n\n

Ciclo di vita, acqua fredda e missioni ripetute<\/h3>\n\n\n\n

Il ciclo di vita diventa economicamente importante quando un veicolo viene utilizzato e ricaricato frequentemente. Un pacco utilizzato per pi\u00f9 cicli di ispezione ogni settimana presenta un profilo di vita diverso rispetto a un AUV sperimentale utilizzato solo occasionalmente.<\/p>\n\n\n\n

Anche la temperatura deve essere trattata come una condizione operativa a livello di pacchetto. L'acqua di mare fredda non significa che le celle della batteria rimangono automaticamente alla stessa temperatura dell'acqua circostante, perch\u00e9 le celle si trovano all'interno di un involucro e generano calore sotto carico. Al contrario, una batteria che si raffredda tra una missione e l'altra pu\u00f2 avere restrizioni di carica e comportamento energetico diversi.<\/p>\n\n\n\n

I limiti appropriati sono quindi i limiti stabiliti dal produttore per la confezione effettiva. Ad esempio, le attuali specifiche della batteria del robot MANLY da 24 V 30 Ah e 24 V 50 Ah elencano un intervallo di ricarica compreso tra 0 \u00b0 C e 45 \u00b0 C, mentre gli intervalli di scarica specificati si estendono sotto lo zero.<\/p>\n\n\n\n

La moderna ricerca AUV considera anche la gestione termica della batteria come un problema ingegneristico dedicato perch\u00e9 il pacco funziona in un involucro ristretto con volume limitato e carichi di potenza impegnativi.<\/p>\n\n\n\n

Piattaforme MANLY con batteria LiFePO4 per la progettazione di sistemi di alimentazione ROV e AUV<\/h2>\n\n\n\n

Per un progetto OEM di robot subacquei, le batterie robotiche esistenti di MANLY Battery sono meglio trattate come piattaforme elettriche piuttosto che come gruppi sottomarini finiti con profondit\u00e0 nominale. MANLY supporta batterie robotiche personalizzate e include esplicitamente i robot subacquei tra le applicazioni per le quali \u00e8 possibile personalizzare tensione, capacit\u00e0, corrente, dimensioni e altre caratteristiche del pacchetto.<\/p>\n\n\n\n

Questa distinzione \u00e8 utile per gli ingegneri: stabilire prima l'architettura elettrica, quindi progettare o specificare l'involucro e la qualifica adeguati alla profondit\u00e0 e all'ambiente effettivi del veicolo.<\/p>\n\n\n\n

Batteria per robot MANLY 24V 30Ah LiFePO4<\/h3>\n\n\n\n

Specifiche principali:<\/strong> 25,6 V nominali, 30 Ah, 768 Wh, scarica continua 30 A, picco 60 A per 1\u20133 secondi, oltre 5.000 cicli specificati, bus RS485\/RS232\/CAN opzionale, custodia e connettori personalizzabili.<\/p>\n\n\n\n

La piattaforma da 24 V 30 Ah \u00e8 un utile punto di partenza quando un OEM necessita di un'architettura LiFePO4 a consumo moderato senza passare immediatamente a una batteria molto pi\u00f9 grande. La sua potenza nominale di 768 Wh offre agli ingegneri un budget energetico concreto con cui lavorare, mentre la potenza nominale di 30 A continui e 60 A di picco di breve durata consente di valutare i requisiti di potenza separatamente dal tempo di autonomia.<\/p>\n\n\n\n

Le interfacce di comunicazione opzionali sono particolarmente rilevanti per le apparecchiature autonome. I dati della batteria possono essere integrati in un controller di supervisione in modo che tensione, informazioni sullo stato, guasti e condizioni operative possano diventare parte della gestione della missione anzich\u00e9 rimanere isolati all'interno del pacco.<\/p>\n\n\n\n

MANLY consente inoltre di personalizzare dimensioni, alloggiamento, corrente di carica\/scarica BMS, connettori, custodia e cablaggio. Questa flessibilit\u00e0 \u00e8 preziosa per lo sviluppo di ROV o AUV perch\u00e9 la geometria della batteria \u00e8 spesso vincolata dal recipiente a pressione o dal vano veicolo disponibile.<\/p>\n\n\n\n

La specifica standard elenca IP65. Tale valutazione non deve essere interpretata come una valutazione della profondit\u00e0 sottomarina. Un progetto destinato all'immersione o all'elevata pressione idrostatica necessita comunque di una custodia a pressione adeguatamente progettata e qualificata o di un'architettura resistente alla pressione.<\/p>\n\n\n\n

Batteria per robot MANLY 24V 50Ah LiFePO4<\/h3>\n\n\n\n

Specifiche principali:<\/strong> 25,6 V nominali, 50 Ah, 1.280 Wh, scarica continua 50 A, picco 100 A per 1-3 secondi, oltre 3.500 cicli specificati, bus RS485\/RS232\/CAN opzionale, dimensioni personalizzabili, custodia, cablaggio e corrente BMS.<\/p>\n\n\n\n

La piattaforma da 24 V 50 Ah \u00e8 incentrata su un diverso involucro di energia e corrente. La sua capacit\u00e0 di 1,28 kWh crea pi\u00f9 spazio per cicli di lavoro pi\u00f9 lunghi o carichi elettrici di bordo aggiuntivi, mentre la potenza continua di 50 A e i sistemi di supporto di picco breve da 100 A sono progettati attorno a una domanda istantanea pi\u00f9 elevata.<\/p>\n\n\n\n

Questa combinazione \u00e8 rilevante quando la propulsione \u00e8 solo una parte del carico. Le apparecchiature di imaging, il sonar, l'illuminazione, il calcolo di bordo, il rilevamento e l'hardware di intervento attingono tutti dallo stesso budget energetico, a meno che il veicolo non utilizzi domini elettrici separati.<\/p>\n\n\n\n

Il bus CAN opzionale, RS485 e RS232 offrono inoltre a un OEM diversi percorsi di integrazione per la telemetria della batteria e il controllo di supervisione. Poich\u00e9 l'alloggiamento e la configurazione elettrica possono essere personalizzati, il fabbricazione di batterie<\/a><\/strong>r pu\u00f2 funzionare partendo da requisiti a livello di veicolo anzich\u00e9 costringere il progettista a costruire attorno a una geometria fissa del pacchetto.<\/p>\n\n\n\n

Come per la piattaforma da 30 Ah, la specifica IP65 del prodotto standard corrisponde a un grado di protezione dall'ingresso. L'effettiva implementazione subacquea richiede che il sistema finito sia progettato per la profondit\u00e0 pianificata, la strategia di tenuta, l'architettura della pressione, i connettori e i requisiti di qualificazione.<\/p>\n\n\n\n

Pacchi batterie MANLY LiFePO4 personalizzati per robot subacquei<\/h3>\n\n\n\n

Configurazione principale:<\/strong> \u00c8 possibile specificare tensione, capacit\u00e0, dimensioni, corrente BMS, custodia, cablaggio, connettori e comunicazioni personalizzati in base ai requisiti elettrici e meccanici del robot.<\/p>\n\n\n\n

Un pacchetto personalizzato diventa particolarmente utile quando il ROV o l'AUV non possono essere progettati attorno a una batteria rettangolare standard. MANLY pu\u00f2 regolare la tensione e la capacit\u00e0 insieme alle dimensioni fisiche, alla corrente di carica e scarica del BMS, al cablaggio, ai connettori e alle caratteristiche dell'involucro.<\/p>\n\n\n\n

Per un progetto OEM sottomarino, il processo di specifica dovrebbe iniziare con i dati del veicolo: tensione del bus CC, carico medio e di picco, Wh richiesti, strategia di ricarica, massa e volume consentiti, interfaccia del controller, temperatura operativa e camera di pressione pianificata. A produttore di batterie<\/strong> pu\u00f2 quindi tradurre tali vincoli in conteggio delle cellule, topologia del pacco, impostazioni BMS, percorsi correnti e imballaggio meccanico.<\/p>\n\n\n\n

Questo approccio previene anche un errore ingegneristico comune: scegliere prima un numero Ah elevato e poi cercare di adattarlo al veicolo.<\/p>\n\n\n\n

Cosa conta oltre la chimica in un pacco batterie sottomarino?<\/h2>\n\n\n\n

Una chimica cellulare adeguata non crea automaticamente una batteria sottomarina adeguata. Il pacchetto completo deve gestire la pressione idrostatica, l'esclusione dell'umidit\u00e0, la protezione elettrica, le condizioni termiche, le comunicazioni, i connettori e l'integrazione strutturale.<\/p>\n\n\n\n

Un tecnicamente appropriato Batteria AUV<\/strong> pu\u00f2 fallire la revisione della progettazione a livello di veicolo se la sua architettura di pressione o il suo sistema di monitoraggio non corrispondono alla missione.<\/p>\n\n\n\n

Custodia a pressione e valutazione della profondit\u00e0<\/h3>\n\n\n\n

L'impermeabilit\u00e0 e la capacit\u00e0 di profondit\u00e0 sono requisiti tecnici diversi.<\/p>\n\n\n\n

Le classificazioni IP descrivono forme definite di protezione dall'ingresso in condizioni di test specificate. Da soli non stabiliscono che un branco possa operare a 100 metri, 1.000 metri o 6.000 metri di profondit\u00e0 dell\u2019acqua di mare.<\/p>\n\n\n\n

I sistemi in acque profonde generalmente adottano uno dei due approcci generali: proteggere i componenti convenzionali della batteria all\u2019interno di un alloggiamento resistente alla pressione o utilizzare un\u2019architettura tollerante alla pressione\/compensata dalla pressione. Il REMUS 6000 dell\u2019OMS, ad esempio, posiziona i moduli delle batterie agli ioni di litio in alloggiamenti a pressione, mentre recenti ricerche hanno studiato le strutture delle batterie a bagno d\u2019olio con compensazione della pressione specificamente per ridurre la massa strutturale richiesta per i sistemi AUV in acque profonde.<\/p>\n\n\n\n

Questa differenza ha implicazioni dirette sull\u2019acquisto. Quando un OEM richiede a un produttore di batterie un pacco sottomarino, \u201cimpermeabile\u201d non \u00e8 un requisito sufficiente. La specifica dovrebbe indicare la profondit\u00e0 prevista, l'architettura della pressione, il metodo di prova, la durata, l'ambiente termico, la strategia del connettore e se la batteria stessa o un recipiente a pressione del veicolo fornisce protezione dalla pressione.<\/p>\n\n\n\n

BMS, stato di carica e comunicazioni<\/h3>\n\n\n\n

Un AUV deve prendere decisioni energetiche senza che un pilota controlli continuamente la batteria. Informazioni accurate sullo stato di carica hanno quindi un valore operativo che va oltre la semplice visualizzazione di una percentuale.<\/p>\n\n\n\n

Un BMS normalmente supervisiona le condizioni della cella e del pacco e pu\u00f2 gestire la protezione da sovraccarico, scarica eccessiva, sovracorrente, cortocircuito e condizioni di temperatura. In un sistema autonomo, i dati BMS possono anche informare decisioni come se il veicolo ha abbastanza energia per continuare un tratto di rilevamento, tornare a un punto di attracco o iniziare il recupero.<\/p>\n\n\n\n

La ricerca AUV sottoposta a revisione paritaria identifica la stima del SOC come una parte fondamentale dell\u2019ottimizzazione energetica delle batterie agli ioni di litio perch\u00e9 la carica rimanente non pu\u00f2 essere misurata direttamente come potrebbe essere il volume del carburante.<\/p>\n\n\n\n

CAN e RS485 possono collegare le informazioni sulla batteria al controller del veicolo. I pacchetti robot da 24 V 30 Ah e 24 V 50 Ah di MANLY offrono entrambi RS485, RS232 e bus CAN come interfacce di comunicazione opzionali.<\/p>\n\n\n\n

Per un OEM, le specifiche di comunicazione dovrebbero andare oltre la denominazione dell'interfaccia fisica. Definire gli oggetti dati, la frequenza di aggiornamento, gli stati di guasto, il comportamento del SOC, gli ID o i registri dei messaggi, l'interazione del caricabatterie e cosa dovrebbe fare il veicolo in caso di perdita della comunicazione.<\/p>\n\n\n\n

Sigillatura, connettori e percorsi termici<\/h3>\n\n\n\n

L'involucro \u00e8 solo una barriera tra la batteria e l'acqua di mare. Gli attraversamenti dei cavi, i connettori, i passaggi di pressione, le guarnizioni, le interfacce della custodia e le aperture di servizio fanno tutti parte dell'integrit\u00e0 ambientale del sistema.<\/p>\n\n\n\n

Anche la capacit\u00e0 attuale conta su quelle interfacce. Un connettore adeguato per una corrente media bassa pu\u00f2 diventare un collo di bottiglia termico durante una manovra ad alta spinta. La resistenza di contatto, la sezione del cavo, le impostazioni di protezione e la corrente nominale del connettore devono pertanto essere verificati rispetto allo stesso modello di corrente di picco utilizzato per dimensionare la batteria.<\/p>\n\n\n\n

La progettazione termica merita lo stesso approccio sistemico. Un recipiente a pressione sigillato pu\u00f2 limitare il trasferimento diretto di calore anche quando l\u2019acqua di mare circostante \u00e8 fredda. La ricerca AUV pubblicata ha quindi studiato strutture dedicate alla gestione termica delle batterie per controllare la temperatura delle celle in moduli compatti e sigillati.<\/p>\n\n\n\n

Come dimensionare una batteria per una missione ROV o AUV?<\/h2>\n\n\n\n

Dimensionare la batteria in base ai wattora e alla domanda di corrente, non solo agli ampere. Inizia con la potenza media del sistema e il tempo di missione, quindi prendi in considerazione l\u2019energia utilizzabile, la temperatura, l\u2019invecchiamento della batteria, le perdite di conversione, i carichi di picco e la riserva di recupero richiesta dal progetto.<\/p>\n\n\n\n

Questo metodo produce una specifica della batteria legata al veicolo reale invece di un obiettivo di capacit\u00e0 generico.<\/p>\n\n\n\n

Calcolare l'energia richiesta in wattora<\/h3>\n\n\n\n

La prima conversione \u00e8 semplice:<\/p>\n\n\n\n

Energia (Wh) = Tensione nominale (V) \u00d7 Capacit\u00e0 (Ah)<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Un pacco nominale da 25,6 V, 30 Ah immagazzina quindi:<\/p>\n\n\n\n

25,6\u00d730 = 768Wh<\/strong><\/p>\n\n\n\n

La piattaforma MANLY 24V 30Ah \u00e8 specificata esattamente a 768Wh perch\u00e9 \u201c24V\u201d descrive la classe del sistema mentre la tensione nominale del pacchetto elencata \u00e8 25,6V. La versione da 50 Ah utilizza la stessa tensione nominale di 25,6 V e immagazzina 1.280 Wh.<\/p>\n\n\n\n

L\u2019energia della missione pu\u00f2 quindi essere stimata da:<\/p>\n\n\n\n

Energia richiesta per la missione \u2248 Energia elettrica media \u00d7 Durata della missione<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Se un ROV produce in media 300 W in una missione di due ore, il punto di partenza matematico \u00e8 600 Wh. Questo s\u00ec non<\/strong> significa che una batteria da 600 Wh \u00e8 automaticamente sufficiente. Il dimensionamento finale deve ancora includere la finestra SOC utilizzabile del progetto, la politica di riserva, le perdite di conversione di potenza, il comportamento della temperatura, l\u2019invecchiamento previsto e qualsiasi contingenza specifica della missione.<\/p>\n\n\n\n

Le specifiche dei ROV commerciali mostrano perch\u00e9 il carico medio \u00e8 importante. Blue Robotics offre tempi di funzionamento BlueROV2 diversi per un utilizzo normale e leggero, mentre Blueye rileva esplicitamente che il tempo di funzionamento varia in base all'attrezzatura e all'utilizzo.<\/p>\n\n\n\n

Aggiungi picchi di propulsione, carichi utili e riserva di recupero<\/h3>\n\n\n\n

L\u2019energia determina per quanto tempo un sistema pu\u00f2 teoricamente funzionare. La capacit\u00e0 attuale determina se pu\u00f2 supportare il carico in un particolare momento.<\/p>\n\n\n\n

Il modello di missione dovrebbe includere propulsione, luci, sonar, telecamere, computer di bordo, comunicazioni, sensori, manipolatori, pompe e carichi scientifici ove applicabile. I propulsori dovrebbero essere valutati per un carico simultaneo realistico piuttosto che semplicemente moltiplicando la corrente massima per il numero di motori e presupponendo che la condizione persista per l'intera missione.<\/p>\n\n\n\n

Una recente discussione ingegneristica di Blue Robotics illustra la distinzione: un veicolo a otto propulsori pu\u00f2 subire ampie variazioni di corrente a seconda delle condizioni operative e dell\u2019aggressivit\u00e0 con cui il veicolo viene manovrato.<\/p>\n\n\n\n

Dopo aver compreso il profilo di carico, confrontarlo con la corrente continua del pacco, la durata della corrente di picco, l'interruzione del BMS, la classificazione del connettore, il cablaggio, il fusibile o l'interruttore e la tensione minima del bus accettabile.<\/p>\n\n\n\n

La riserva dovrebbe quindi essere definita dal modello di rischio operativo del veicolo. Un AUV che deve ritornare autonomamente da una tratta di indagine distante potrebbe necessitare di una politica di riserva diversa da un ROV di ispezione vincolato che opera accanto al suo punto di lancio.<\/p>\n\n\n\n

Controlla la ricarica, lo scambio della batteria e il completamento della missione<\/h3>\n\n\n\n

Il dimensionamento della batteria dovrebbe anche considerare cosa succede tra un\u2019immersione e l\u2019altra.<\/p>\n\n\n\n

Per il lavoro di ispezione che dura tutto il giorno, a volte la disponibilit\u00e0 operativa pu\u00f2 essere migliorata progettando batterie intercambiabili anzich\u00e9 massimizzare la capacit\u00e0 di un pacco. Blueye commercializza un pacchetto da 216 Wh per lo scambio sul campo e l'autonomia, e la batteria BlueROV2 pu\u00f2 anche essere sostituita tra un'operazione e l'altra.<\/p>\n\n\n\n

Un OEM dovrebbe quindi modellare l\u2019intero ciclo di lavoro: tempo di missione, recupero, ispezione, sostituzione del pacco, ricarica, raffreddamento o riscaldamento se necessario, e preparazione per il lancio successivo.<\/p>\n\n\n\n

Questo \u00e8 anche il punto in cui inizia il rapporto con il produttore di batterie<\/strong> diventa importante. Capacit\u00e0, corrente di carica consentita, progettazione del connettore, comunicazioni di ricarica, accessibilit\u00e0 del pacco e strategia del pacco di riserva possono influenzare l'utilizzo del veicolo anche quando non modificano direttamente le prestazioni subacquee.<\/p>\n\n\n\n

Requisiti di sicurezza e trasporto per le batterie agli ioni di litio nei progetti ROV\/AUV statunitensi<\/h2>\n\n\n\n

La conformit\u00e0 del trasporto, gli standard di sicurezza delle batterie e la qualificazione sottomarina sono requisiti diversi. Una batteria pu\u00f2 soddisfarne uno e richiedere comunque ulteriori test o ingegneria per gli altri.<\/p>\n\n\n\n

Per gli OEM statunitensi, la documentazione di approvvigionamento dovrebbe quindi identificare l\u2019esatta configurazione della batteria piuttosto che fare affidamento su una dichiarazione generale secondo cui le celle sono \u201ccertificate\u201d.\u201d<\/p>\n\n\n\n

L'ONU 38.3 \u00e8 un requisito di trasporto<\/h3>\n\n\n\n

Le batterie agli ioni di litio offerte per il trasporto negli Stati Uniti sono soggette alle normative sui materiali pericolosi. PHMSA indirizza gli spedizionieri al 49 CFR 173.185 e afferma che i modelli di batterie al litio offerti per il trasporto devono soddisfare i requisiti del Manuale di test e criteri delle Nazioni Unite applicabile, sottosezione 38.3.<\/p>\n\n\n\n

I produttori e i successivi distributori devono inoltre rendere disponibile il riepilogo del test della batteria al litio richiesto per le batterie applicabili. Le attuali linee guida del PHMSA spiegano che il riepilogo fornisce informazioni tracciabili sulla progettazione della cella o della batteria e sui test eseguiti.<\/p>\n\n\n\n

La norma UN 38.3 non deve essere presentata come una qualifica di profondit\u00e0, un test delle prestazioni marine o una prova che l'involucro della batteria pu\u00f2 resistere alla pressione idrostatica. Il suo scopo \u00e8 la sicurezza dei trasporti.<\/p>\n\n\n\n

La sicurezza del prodotto e la qualificazione marittima sono separate<\/h3>\n\n\n\n

Gli standard IEC hanno anche ambiti definiti anzich\u00e9 fungere da \u201ccertificazioni sottomarine\u201d universali.\u201d<\/p>\n\n\n\n

La norma IEC 62133-2 copre i requisiti di sicurezza per celle e batterie al litio secondarie sigillate portatili utilizzate in applicazioni portatili. La norma IEC 62619:2022 riguarda le celle e le batterie al litio secondarie per applicazioni industriali e include esplicitamente i veicoli marini tra le applicazioni motorie di esempio.<\/p>\n\n\n\n

Gli standard applicabili a uno specifico programma ROV o AUV dipendono dall'architettura finale della batteria, dall'apparecchiatura finale, dai requisiti del progetto, dal mercato previsto, dai requisiti di classificazione e dalle specifiche del cliente.<\/p>\n\n\n\n

I test approfonditi, la progettazione dei recipienti a pressione, la protezione dalla corrosione, l\u2019isolamento elettrico, la protezione dall\u2019ingresso, la qualificazione dei connettori e l\u2019analisi della sicurezza a livello di veicolo potrebbero quindi affiancarsi agli standard delle batterie anzich\u00e9 essere sostituiti da essi.<\/p>\n\n\n\n

Un responsabile produttore di batterie<\/strong> dovrebbe aiutare l'OEM a identificare quali affermazioni appartengono alla configurazione standard della batteria e quali richiedono la qualificazione dell'assemblaggio personalizzato finale.<\/p>\n\n\n\n

Documenta l'intero pacco batteria, non solo le celle<\/h3>\n\n\n\n

Il file di conformit\u00e0 deve seguire la configurazione della batteria che verr\u00e0 effettivamente spedita e installata.<\/p>\n\n\n\n

Il PHMSA richiede che il riepilogo del test UN 38.3 contenga informazioni identificative tra cui il produttore, l'impianto di prova, la descrizione del modello, la massa, la potenza in wattora, i dettagli del rapporto di prova e i test condotti. Una dichiarazione generica che le celle sottostanti hanno superato la norma UN 38.3 non equivale a un riepilogo completo del test per il progetto della batteria applicabile.<\/p>\n\n\n\n

Per un programma OEM, il controllo della configurazione fa quindi parte della progettazione della batteria. Le modifiche al tipo di cella, alla topologia in serie\/parallelo, all'hardware BMS, all'involucro, al cablaggio, ai connettori o ad altri elementi rilevanti devono essere esaminate per il loro impatto su test, documentazione, integrazione del veicolo e stato di trasporto.<\/p>\n\n\n\n

Questa disciplina diventa sempre pi\u00f9 importante man mano che un prototipo passa alla produzione ripetuta.<\/p>\n\n\n\n

Quale chimica della batteria \u00e8 adatta al tuo ROV o AUV?<\/h2>\n\n\n\n

Scegli l'alchimia identificando il vincolo che controlla maggiormente il successo della missione.<\/p>\n\n\n\n

Se un AUV ha bisogno di massimizzare l\u2019energia immagazzinata all\u2019interno di una massa e di un volume dello scafo strettamente limitati, le batterie agli ioni di litio ad alta densit\u00e0 di energia, come le celle adatte basate su NMC, meritano un\u2019attenta valutazione. L\u2019uso da parte dell\u2019OMS di sistemi modulari agli ioni di litio su diversi veicoli REMUS illustra il valore di adattare la capacit\u00e0 della batteria ai requisiti della missione e del carico utile piuttosto che utilizzare una configurazione universale.<\/p>\n\n\n\n

Se il progetto d\u00e0 priorit\u00e0 ai cicli ripetuti, alla stabilit\u00e0 termica, alla durata di servizio prevedibile e a un'architettura di alimentazione OEM configurabile, LiFePO4 fornisce una solida base ingegneristica. Il valore della chimica diventa particolarmente evidente quando viene abbinata al BMS, alla capacit\u00e0 di corrente di picco, alle comunicazioni e alla progettazione meccanica corretti.<\/p>\n\n\n\n

Per i ROV, prestare molta attenzione alla domanda di propulsione istantanea e al turnaround della missione. Per gli AUV, l\u2019energia immagazzinata, la massa del pacco, la precisione del SOC, la riserva di ritorno e l\u2019integrazione del sistema di pressione spesso hanno un peso maggiore.<\/p>\n\n\n\n

Le piattaforme robotiche LiFePO4 da 24 V 30 Ah e 24 V 50 Ah di MANLY Battery forniscono punti di partenza elettrici verificati rispettivamente a 768 Wh e 1.280 Wh, mentre voltaggio, capacit\u00e0, dimensioni, corrente BMS, cablaggio, connettori e comunicazioni personalizzati consentono di sviluppare un design OEM attorno al veicolo anzich\u00e9 forzare il veicolo attorno a un pacco fisso.<\/p>\n\n\n\n

La decisione finale dovrebbe quindi essere presa a livello del sistema completo: chimica + energia + corrente + BMS + architettura della pressione + progettazione termica + comunicazioni + qualificazione<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Domande frequenti<\/h2>\n\n\n\n

\u00c8 possibile utilizzare una batteria LiFePO4 direttamente sott'acqua?<\/h3>\n\n\n\n

Non semplicemente perch\u00e9 utilizza LiFePO4 o ha un grado di protezione IP. Le celle e il BMS necessitano di un'architettura della custodia adeguata all'immersione e alla pressione idrostatica previste. La ricerca AUV in acque profonde utilizza alloggiamenti resistenti alla pressione o strutture con compensazione della pressione proprio perch\u00e9 la normale protezione dall'ingresso non stabilisce un livello di profondit\u00e0 utilizzabile. I pacchetti robot MANLY possono fornire la piattaforma elettrica, mentre il sistema subacqueo finale deve essere progettato e qualificato per la profondit\u00e0 prevista.<\/p>\n\n\n\n

Gli AUV utilizzano normalmente batterie agli ioni di litio?<\/h3>\n\n\n\n

La tecnologia agli ioni di litio \u00e8 ampiamente utilizzata nei moderni AUV perch\u00e9 combina l\u2019accumulo di energia ricaricabile con energia utile e densit\u00e0 di potenza. Il programma REMUS dell\u2019OMS ha utilizzato sistemi di batterie agli ioni di litio che vanno da circa 1 a 16kWh, mentre la letteratura di ricerca attuale descrive le batterie agli ioni di litio come una delle principali tecnologie di accumulo di energia AUV. La chimica esatta e l\u2019architettura del pacco dovrebbero comunque essere selezionate in base al raggio di missione, alla massa, al volume, alla potenza, alla temperatura, alla profondit\u00e0 e ai requisiti di servizio.<\/p>\n\n\n\n

Un ROV pu\u00f2 funzionare con una batteria di bordo invece di ricevere energia tramite il cavo?<\/h3>\n\n\n\n

S\u00cc. Le architetture ROV alimentate a batteria sono gi\u00e0 utilizzate commercialmente; il BlueROV2, ad esempio, utilizza normalmente una batteria agli ioni di litio integrata mentre il suo cavo trasporta le comunicazioni. I ROV a propulsione di superficie sono un\u2019altra architettura valida. La decisione influisce sulle dimensioni del cavo, sulla massa a bordo, sulla potenza disponibile, sulla logistica di implementazione e sul tempo di funzionamento, quindi l'architettura di alimentazione dovrebbe essere selezionata prima di finalizzare la capacit\u00e0 della batteria ROV.<\/p>\n\n\n\n

Un valore Ah maggiore garantisce sempre al ROV un tempo di funzionamento pi\u00f9 lungo?<\/h3>\n\n\n\n

Solo quando si considerano anche la tensione, la capacit\u00e0 utilizzabile, il carico e le condizioni operative. Gli ampere-ora da soli non descrivono l'energia immagazzinata; i wattora lo fanno. Un pacco da 25,6 V 30 Ah immagazzina 768 Wh, ad esempio. L'autonomia dipende quindi dalla potenza media del veicolo, dall'uso dei propulsori, dai carichi utili, dalle perdite, dalla temperatura e dai requisiti di riserva. Anche la capacit\u00e0 della corrente di picco deve essere controllata separatamente perch\u00e9 una batteria pu\u00f2 avere abbastanza energia ma non essere comunque in grado di supportare una breve richiesta di alta potenza.<\/p>\n\n\n\n

Cosa dovrebbe fornire un OEM a un produttore di batterie per una batteria AUV personalizzata?<\/h3>\n\n\n\n

Inizia con la tensione nominale del bus CC, l'energia di missione richiesta in Wh, la corrente media e di picco, la massa e le dimensioni consentite, le temperature di funzionamento e di carica, le funzioni BMS, i requisiti CAN o RS485, le esigenze di connettori e cablaggio, la strategia di carica e l'architettura della pressione del veicolo. Anche i requisiti di approfondimento e di qualificazione previsti dovrebbero essere espliciti. MANLY pu\u00f2 personalizzare tensione, capacit\u00e0, dimensioni, corrente BMS, custodia, connettore, cablaggio e funzioni di comunicazione in base ai requisiti del robot OEM.<\/p>\n\n\n\n

Conclusione<\/h2>\n\n\n\n

L\u2019utile distinzione tra LiFePO4 e le altre batterie agli ioni di litio non \u00e8 che una sostanza chimica appartiene a ogni ROV e un\u2019altra appartiene a ogni AUV. Il fattore decisivo \u00e8 la missione.<\/p>\n\n\n\n

I progetti AUV vincolati dal volume dello scafo e dalla massa del veicolo dovrebbero dare un peso sostanziale alla densit\u00e0 energetica. I progetti ROV con cicli di ispezione ripetuti dovrebbero valutare la capacit\u00e0 attuale, la durata del ciclo, la logistica di ricarica e la sostituzione della batteria insieme ai Wh totali. Entrambi necessitano di un BMS e di un'architettura elettrica in grado di supportare la propulsione e i carichi utili.<\/p>\n\n\n\n

Le operazioni sottomarine aggiungono un altro livello: la protezione IP non pu\u00f2 sostituire un\u2019architettura di pressione verificata e la conformit\u00e0 ai trasporti UN 38.3 non pu\u00f2 sostituire la qualificazione subacquea.<\/p>\n\n\n\n

Per i team OEM che sviluppano un prodotto appositamente realizzato batteria rov<\/strong> O Batteria AUV<\/strong>, MANLY Battery pu\u00f2 basarsi su piattaforme robotiche LiFePO4 esistenti o sviluppare configurazioni personalizzate di tensione, capacit\u00e0, BMS, comunicazione, cablaggio, connettore e imballaggio. Definire prima il carico di missione e l'inviluppo meccanico; quindi la batteria pu\u00f2 essere progettata in base a ci\u00f2 di cui il veicolo ha effettivamente bisogno.<\/p>\n\n\n\n

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