WirelessCharger 3.0 – Inductive Battery Charging

WirelessCharger 3.0 to system sprzężenia indukcyjnego, który zapewnia zautomatyzowane, w pełni bezobsługowe i wydajne ładowanie akumulatorów różnego rodzaju pojazdów, tj. wszelkiego rodzaju robotów AGV lub autonomicznych robotów mobilnych (AMR / Cobot).

Zoptymalizowane, wydajne ładowanie

W przypadku baterii litowych proces ładowania jest zoptymalizowany dzięki stałej interakcji pomiędzy pokładowym systemem zarządzania akumulatorami (BMS) a zasilaczem indukcyjnym (IPS). Zasilacz dostarcza tylko chwilowo wymaganą moc.

W przeciwieństwie do konwencjonalnych systemów ładowania - styków ładowania i "podłączanych" systemów indukcyjnych - ładowarka bezprzewodowa nie wykorzystuje żadnych wtyczek ani styków i jest całkowicie bezingerencyjna.

Pojazd może ustawić się mniej więcej nad podkładką indukcyjną (ISP), jedynym wymaganiem jest cewka stacjonarna. Ładowanie może być w pełni zautomatyzowane.

Zapewniając możliwość automatyzacji ładowania w trakcie procesu, WirelessCharger 3.0 jest idealne do zastosowania ładowania okazjonalnego. Krótkie i częste odstępy pomiędzy ładowaniem, zmniejszają obciążenie termiczne akumulatorów, wydłużają ich żywotność i umożliwiają zmniejszenie pojemności akumulatorów. Ładowanie staje się zintegrowanym procesem, nie ma wydłużonych czasów przestoju na ładowanie, czasu dojazdu do wyznaczonych miejsc ładowania czy nawet wymiany akumulatora.

Wireless Charger - Functional Structure

Aspekty bezpieczeństwa

Geometria bezprzewodowej ładowarki WirelessCharger 3.0 Conductix-Wampfler pozwala na to, aby indukcyjna płytka stacjonarna (ISP) oraz indukcyjna płytka przenośna (IMP) zawierały pole magnetyczne głównie w szczelinie powietrznej pomiędzy nimi.

Brak przypadkowego włączenia dzięki różnym środkom ostrożności, takim jak walidacje, parowanie, zdefiniowana orientacja ładowania. Gdy pojazd znajduje się poza pozycją ładowania, zasilanie wyłącza zasilanie indukcyjnej podkładki stacjonarnej, tak samo, gdy komunikacja nie jest dostępna.

Ze względu na charakter przenoszenia mocy nie ma odsłoniętych powierzchni styku. Podkładki są całkowicie zamknięte i zapewniają wysoki stopień ochrony IP.

Ładowarki bezprzewodowe zawsze działają zgodnie z dostarczonymi lub wstępnie zdefiniowanymi wymaganiami, więc to pojazd decyduje o szybkości transferu energii. Zazwyczaj w przypadku akumulatorów litowych są one zgodne z wymaganiami ładowania dostarczonymi do Mobile Power Unit (MPU).

Status systemu przekazywany jest do stacjonarnych lub mobilnych jednostek sterujących poprzez interfejsy CAN i/lub Ethernet. Stan systemu łatwo rozpoznać poprzez wyświetlacz na zasilaczu indukcyjnym (IPS) i efekty świetlne.

Z założenia wyjście jest ograniczone prądowo. Komponenty pokładowe są galwanicznie odseparowane od komponentów stacjonarnych.

Komunikacja pomiędzy mobilną i stacjonarną stroną ładowarki bezprzewodowej za pomocą komunikacji indukcyjnej nie jest zakłócana przez komunikację radiową, np. WiFi, używane w pobliżu.

Zasada działania

Każdy system bezprzewodowej ładowarki składa się z dwóch części, pierwotnej/stacjonarnej i wtórnej/mobilnej, które są sprzężone magnetycznie, podobnie jak konwencjonalny transformator. Strona pierwotna/stacjonarna składa się z zasilacza indukcyjnego (IPS) i indukcyjnej podkładki stacjonarnej (ISP). Strona wtórna/strona mobilna pojazdu, składa się z indukcyjnej wkładki mobilnej (IMP) i mobilnej jednostki zasilającej (MPU), zainstalowanej w pojeździe.

W przeciwieństwie do konwencjonalnego transformatora, w którym cewka pierwotna i cewka wtórna są sprzężone mechanicznie, ładowarka bezprzewodowa WirelessCharger 3.0 jest systemem luźno sprzężonym, działającym w oparciu o szczelinę powietrzną.

Wireless Charger - Inductive Power Transfer Principle

Ładowanie okazjonalne / Ładowanie w trakcie procesu

Ładowanie okazjonalne lub ładowanie w trakcie procesu oznacza wykorzystanie dostępnych przedziałów czasowych podczas operacji. Zazwyczaj są to krótkie, ale częste postoje. Oznacza to, że nigdy nie ładuje się akumulatora całkowicie, a jedynie do pewnego stopnia.

WirelessCharger 3.0 to system, który umożliwia pojazdom takim jak AGV (Automated Guided Vehicles) pełne działanie na tej zasadzie w warunkach idealnych.

Minimalne magazynowanie energii na pokładzie, wystarczające do osiągnięcia następnej okazji do ładowania, staje się praktycznie wystarczające do obsługi pojazdów AGV.

Oferuje to różne praktyczne scenariusze:

  • Pokładowy magazyn energii jest zredukowany do minimum, aby uzyskać większą ładowność i/lub przestrzeń
  • Krótkie, ale częste ładowanie zmniejsza obciążenie termiczne akumulatorów, co zwykle wydłuża żywotność
  • Idealnie podczas planowania eksploatacji unika się stanów pełnego naładowania lub bliskich wyzerowaniu (SOC), które są najbardziej obciążające dla akumulatorów, więc poprawa żywotności akumulatora jest w zasięgu ręki
  • Nawet jeśli ładowanie odbywa się rzadziej i jest możliwe tylko w dużych odstępach czasu, pojemność pokładowych magazynów energii można znacznie zmniejszyć w porównaniu z ładowaniem nocnym. Prowadzi to do znacznej redukcji masy i objętości oraz zwiększa wydajność pojazdu. Nie można też zapomnieć o niższych kosztach
  • Nie trzeba martwić się o kable i wtyczki do obsługi