Chargeur sans fil 3.0

Recharge sans fil

Le Chargeur sans fil 3.0 : Un système de recharge sans contact, fiable et sans usure mécanique

Grâce à la nature même de la technologie, le Chargeur sans fil 3.0 fonctionne sans contacts physiques, contrairement aux systèmes traditionnels de recharge par contact, éliminant ainsi toute usure mécanique liée au transfert d’énergie. En conséquence, il n'y a pas de maintenance nécessaire pour cette partie du système.

Étant donné que la saleté et les débris sont présents dans presque tous les environnements industriels, ainsi que dans d'autres environnements d’opération du Chargeur sans fil, nous avons conçu le système pour minimiser son exposition. Nous ne faisons pas circuler d’air à travers les unités électroniques de puissance pour le refroidissement, ce qui élimine toute exigence de maintenance pour le nettoyage. Le refroidissement est basé uniquement sur la convection passive. L’absence de ventilateurs, qui ont une durée de vie limitée, supprime également la nécessité de maintenance à ce niveau, tout en éliminant les ventilateurs comme source potentielle de pannes. La surveillance permanente des états de fonctionnement des unités électroniques de puissance nous permet de détecter non seulement les pannes et les modes de protection actifs, mais aussi de déclencher des alertes et des actions appropriées avant que les pannes ne surviennent et entraînent des coûts supplémentaires. L’unité IPS (Inductive Power Supply) et les pads possèdent des indices de protection IP élevés, ce qui facilite le nettoyage, si nécessaire.

Le Chargeur sans fil 3.0 est ainsi conçu pour être facile à manipuler, extrêmement robuste, largement insensible aux conditions ambiantes, sans usure mécanique, et nécessite un minimum d'attention après sa mise en service. Si une intervention est nécessaire, le système le signale lui-même. La maintenance est réduite au minimum, l’absence d’usure mécanique et la simplicité des actions à entreprendre font du Chargeur sans fil une solution véritablement conviviale en termes de maintenance, avec un excellent coût total de possession (TCO). Ainsi, le Chargeur sans fil 3.0 assure un retour sur investissement progressif au fil du temps.

Avantages et caractéristiques du Chargeur sans fil 3.0 :

Recharge en cours de processus / Recharge d'opportunité :
Aucun temps d'arrêt, pas de véhicules supplémentaires, batteries plus petites.
Recharge sans intervention :
Le processus de recharge peut être entièrement automatisé, sans intervention humaine nécessaire.
Influences ambiantes et sécurité :
Aucune surface de contact ouverte susceptible d'être affectée par les influences ambiantes. Le système est sécurisé, ce qui en fait une solution avec un niveau de sécurité élevé. Les composants exposés sont généralement classés IP54 ou supérieur.
Affichages et interfaces clairs et faciles à comprendre :
Facilité d’utilisation pour les opérateurs grâce à des LEDs ou des affichages colorés, indiquant clairement les états. L'affichage sur l'unité stationnaire d'Inductive Power Supply montre les états. Les interfaces CAN open / CAN 2.0B et Ethernet permettent une surveillance en temps réel des données opérationnelles, l’accès aux données enregistrées et une interaction facile entre le Chargeur sans fil et les contrôleurs côté véhicule et/ou le système de gestion de batterie.
Tolérances de positionnement larges :
Le Chargeur sans fil est très tolérant par rapport au positionnement des pads.

Le Chargeur sans fil 3.0 est une solution de recharge sans contact qui assure une efficacité maximale, une fiabilité sans faille, et des coûts de maintenance extrêmement bas tout au long de son cycle de vie.

Spécification

Résumé de quelques caractéristiques pratiques du WirelessCharger 3.0

Puissance:
Puissance de sortie : 3 kW maximum, 60 A maximum et 59 V maximum
Efficacité énergétique : jusqu’à 93 % de puissance de sortie par rapport à la puissance d’entrée secteur

Tolérances de positionnement et entrefer :
Tolérance de l’entrefer : de 10 à 40 mm pour une efficacité maximale
Tolérance de position : +/- 25 mm pour une efficacité maximale
Tolérance de position : +/- 40 mm en fonction de la taille de l’entrefer
Tolérance d’angle : jusqu’à 40° avec un espacement de 40 mm

Interaction des côtés mobiles et stationnaires :
Communication interne : communication inductive, non soumise à des interférences radio

Interfaces:
Communication externe : Ethernet, CAN 2.0B/CANopen, avec plusieurs matrices de données disponibles

Programmation:
Serveur web convivial avec quatre modes de fonctionnement

Gestion de la chaleur :
Refroidissement 100 % passif : électronique sans ventilateur, pour une durée de vie plus longue
Gestion de la température : Les températures des tampons et des batteries sont gérées en 2 étapes (avertissement, erreur)

Alimentation inductive :
IP54, peut être monté directement sur le mur sans le coût supplémentaire d’une armoire

Interface physique (IPS) :
La station de charge dispose d’un écran et d’un grand rétroéclairage d’état (jusqu’au mur)

Interface physique (MPU) :
L’électronique mobile dispose de 3 LED pour faciliter les tests et la mise en service

Longueurs de câble :
Les câbles de tampon WirelessCharger 3.0 peuvent être coupés sur place à la longueur souhaitée

Optimisation possible de la taille du MPU :
La taille du MPU peut être réduite en retirant le dissipateur thermique si un autre refroidissement est disponible ou si le châssis peut être utilisé pour la dissipation de la chaleur. Demandez une version spécifique si nécessaire

Téléchargements

WirelessCharger 3.0 - Program 9200

PDF | 2.94 Mo

Langue: Anglais

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WirelessCharger 3.0 - Powerful | Reliable | Efficient

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Langue: Anglais

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FAQ

Comment fonctionne le processus de charge ?

Lorsque les conditions de "Démarrage de la charge" sont remplies, le Chargeur sans fil 3.0 commence à délivrer le courant cible tel qu'il est défini dans le mode de fonctionnement choisi. Le courant de sortie du MPU augmente très rapidement et traverse la batterie, ce qui détermine la tension de charge (un faible état de charge conduit à une résistance interne plus faible et à une tension plus faible). La tension de charge est un retour constant pour le processus de charge, ce qui permet au courant d'atteindre sa cible tant que le seuil de tension défini n'est pas atteint.

Phase de courant constant (CC) :

Lorsque la batterie est déchargée, le MPU délivre le courant cible et la tension de charge est déterminée par la résistance interne de la batterie. Au fur et à mesure que la batterie se charge, sa résistance interne augmente, ce qui augmente progressivement la tension de charge mesurée.

Seuil de tension :

Il s'agit du point pivot à partir duquel il devient important de réduire le courant de charge, afin de limiter la tension de charge et de ne pas dépasser la limite de tension spécifiée dans la fiche technique de la batterie. Le seuil de tension correspond souvent à la tension atteinte à environ 80 % de l'état de charge (SoC).

Phase de tension constante (CV) :

Lorsque la batterie est chargée à plus de 80 %, la tension de charge commence à dépasser le seuil de tension, et le Chargeur sans fil 3.0 se comporte comme un régulateur de tension. Il réduit alors la sortie de courant du MPU, juste ce qu'il faut, pour maintenir la tension de charge en dessous du seuil de tension. À mesure que le processus de charge progresse, la résistance interne de la batterie continue d'augmenter, et le Chargeur sans fil 3.0 réduit davantage le courant de charge, jusqu'à ce qu'une condition d'arrêt soit atteinte. La charge durant la phase CV est plus lente.

Quels paramètres dois-je utiliser ?

Les réglages les plus sûrs sont ceux échangés directement entre un Système de Gestion de Batterie (BMS) et le MPU dans le cadre d'un mode de fonctionnement dédié au BMS : la batterie indique en permanence au chargeur ce dont elle a besoin, via une communication CAN. D’autres réglages sont possibles en utilisant d'autres modes de fonctionnement. Il est important de se référer à la fiche technique du fabricant de la batterie et de suivre les valeurs recommandées pour le courant de charge et la tension de charge : cela préserve la durée de vie de la batterie et évite toute situation dangereuse.

Réglages recommandés :

Réglage du courant de charge :
Le courant de charge doit toujours être inférieur à la valeur maximale de courant de charge indiquée dans la fiche technique de la batterie.
Réglage du seuil de tension :
Le réglage du seuil de tension doit toujours être inférieur à la valeur maximale de tension indiquée dans la fiche technique de la batterie.
Réglage de la surtension :
La surtension doit de préférence être inférieure à la valeur maximale de tension spécifiée dans la fiche technique de la batterie, et doit être strictement supérieure au réglage du seuil de tension.

De combien de bornes de recharge ai-je besoin ?

Le Chargeur sans fil 3.0 est basé sur des stations de charge compatibles avec tous les MPUs, quel que soit le type de batterie, le type de véhicule ou le mode de fonctionnement sélectionné. La même station de charge peut recharger une batterie Li-ion immédiatement après avoir chargé une batterie plomb-acide sur un véhicule différent dans le même site.

Seul le nombre total de véhicules et leurs besoins en recharge doivent être pris en compte pour évaluer le nombre nécessaire de stations de charge.

Il existe des applications nécessitant une station de charge pour chaque véhicule. D'autres applications peuvent fonctionner avec une station de charge pour quatre véhicules. En moyenne, il y a deux à trois véhicules pour chaque station de charge.

Quel type de communication peut-on établir avec le BMS ?

Le Système de Gestion de Batterie (BMS) est un composant spécifique à toutes les batteries Li-ion. Il n’existe pas dans les batteries plomb-acide. Il a pour objectif, entre autres, d’équilibrer et de protéger les cellules de la batterie et, dans la plupart des cas, de communiquer avec le chargeur afin d’obtenir le courant de charge approprié à tous les niveaux de SoC (State of Charge), d’éviter tout danger pour la batterie et de maximiser le nombre de cycles de vie de la batterie. La communication entre un BMS et un chargeur est définie par un protocole qui va jusqu’à la définition de certains octets dans un ordre spécifique (par exemple : courant, puis tension, puis SoC, puis température, etc.).

Une batterie avec un port CAN 2.0B peut être compatible ou non avec le Chargeur sans fil 3.0. Port CAN 2.0B : cela dépend de la définition des données (la matrice de données) qui doit correspondre à celle intégrée dans le chargeur. Si nécessaire, la matrice de données du BMS peut être mise à jour (merci de vous référer au fournisseur de la batterie) pour correspondre à l’une des options de protocole proposées avec le Chargeur sans fil 3.0. Alternativement, le BMS peut communiquer avec le PLC/VCU via CAN 2.0B, afin que le PLC/VCU donne des instructions à l’MPU via Ethernet en mode PLC-only.

Les nombreuses options de protocoles et les nombreux modes de fonctionnement disponibles avec le Chargeur sans fil 3.0 vous offrent une large gamme d’options pour une solution de charge adaptée à vos besoins. Si vos besoins diffèrent de ceux déjà mis en œuvre, n’hésitez pas à nous consulter pour des options supplémentaires.

Quelles sont les séquences de charge typiques définies par les intégrateurs AGV/AMR ?

Charge complète :

Le processus de charge est effectué sans contraintes de temps importantes. Il passe par les phases de charge CC (Courant Constant) et CV (Tension Constante) pour atteindre près de 100% de SoC à la fin du processus de charge.

Charge d'opportunité ou "Charge en cours" :

Des stations de charge supplémentaires sont disponibles pour effectuer la charge pendant une période relativement courte, à un courant assez élevé, lorsque le véhicule est au ralenti entre deux tâches à accomplir. Les avantages sont réels avec un chargeur à démarrage rapide comme le Chargeur sans fil 3.0, et il est généralement préféré pour les batteries qui ne sont pas chargées au-delà de 80% de SoC.

Charge intermédiaire :

Le processus de charge est conçu pour maintenir la batterie partiellement chargée, car seule une fraction de la capacité de la batterie est destinée à être utilisée (petite Profondeur de Décharge ou DoD). Charger une batterie à moins de 80% de SoC pourrait améliorer significativement son nombre de cycles de vie, mais nécessitera des séquences de charge plus fréquentes, toutes effectuées en phase CC, avec un temps de charge plus court (comparé à la phase de charge plus longue en CV).

Le choix final des séquences de charge

Le choix des séquences de charge dépend de nombreux facteurs liés aux besoins de l'application et au matériel impliqué. Il est spécifique à chaque type d’application et à chaque conception de véhicule, mais il s'agit principalement d'un sujet de gestion du logiciel système.

Quels sont les effets sur le champ et sur la santé ?

Il n'y a pas de champ magnétique autour d'un pad stationnaire tant qu'il ne fait pas face à un pad mobile : cela est impossible. En effet, une condition préalable au démarrage de l'opération du Chargeur sans fil 3.0 est l'établissement d'une communication entre l'électronique mobile (MPU) et la station de charge (IPS), ce qui ne peut être réalisé que si les deux pads sont proches l'un de l'autre et bien alignés. Il s'agit d'une conception de sécurité spécifique du Chargeur sans fil 3.0, qui est indépendante de tout système radio et donc pas sujette à des interférences radio pendant son fonctionnement.

Il y a un champ magnétique autour des pads lorsque l'énergie est transférée. Comme nos concepteurs en sont pleinement conscients, ils ont défini une intensité de champ qui ne dépasse pas les limites légales et les recommandations fournies, par exemple, par la ICNIRP (Commission Internationale de Protection contre les Radiations Non Ionisantes) en 2010.

La recommandation de l'ICNIRP est reconnue dans le monde entier et constitue la base de la législation nationale et des normes dans la plupart des pays. Ces champs ne doivent pas être comparés aux ondes radio utilisées dans les communications radio ou les téléphones mobiles : ces dernières sont des ondes électromagnétiques conçues pour couvrir de grandes distances. Il faut également noter que les champs magnétiques, tels qu'ils sont utilisés dans WirelessCharger 3.0 pour le transfert d'énergie, sont liés à leur source, ils sont donc toujours limités à la proximité immédiate des pads.

Quels types de batteries ou d’accumulateurs puis-je utiliser ?

La plupart des types de batteries peuvent être utilisés avec WirelessCharger 3.0 (Plomb-acide, Li-ion NMC, Li-ion LFP, etc.). Les batteries avec ou sans port de communication peuvent également être utilisées. Les accumulateurs peuvent bien sûr être utilisés, car c'est le terme approprié pour parler de solutions de stockage d'énergie rechargeables, mais de manière générale, le mot "batterie" est couramment utilisé dans l'industrie. Continuons donc à parler de "batteries" plutôt que d' "accumulateurs".

Quelques fabricants de batteries limitent les possibilités de charge en imposant un byte de communication à activer (via CAN), réduisant ainsi les options des modes de fonctionnement au Mode BMS uniquement ou au Mode BMS&PLC.