WirelessCharger 3.0

Wanneer aan de voorwaarden "Start van opladen" is voldaan, begint WirelessCharger 3.0 met het leveren van het huidige doel zoals ingesteld binnen de gekozen bedrijfsmodus. De MPU-uitgangsstroom loopt zeer snel op en loopt door de batterij, die de laadspanning instelt (een lage laadtoestand leidt tot een kleinere interne weerstand en tot een lagere spanning). De laadspanning is een constante terugkoppeling voor het laadproces die ervoor zorgt dat de stroom zijn doel bereikt zolang de ingestelde spanningsdrempel niet wordt bereikt. 

• Constante stroomfase (CC): Wanneer de batterij wordt ontladen, levert de MPU de doelstroom en wordt de laadspanning ingesteld door de interne weerstand van de batterij. Wanneer de batterij wordt opgeladen, neemt de interne weerstand toe, waardoor de gemeten laadspanning geleidelijk toeneemt.
• Spanningsdrempel: Het is het draaipunt van waaruit het belangrijk is om de laadstroom te verminderen, om de laadspanning te beperken en om de spanningslimiet van het batterijgegevensblad niet te overschrijden. De spanningsdrempel is in veel gevallen ongeveer de spanning die wordt bereikt bij 80% SoC.
• Constante spanningsfase (CV): Wanneer de batterij voor meer dan 80% is opgeladen, staat de laadspanning op het punt de spanningsdrempel te overschrijden, dan gedraagt WirelessCharger 3.0 zich als een spanningsregelaar en verlaagt de MPU-stroomuitgang, precies zoals nodig, om de laadspanning onder de spanningsdrempel te houden. Naarmate het laadproces vordert, blijft de interne weerstand van de batterij stijgen, daarom blijft WirelessCharger 3.0 de laadstroom verminderen totdat aan een stopvoorwaarde is voldaan. Het opladen tijdens de CV-fase gaat langzamer.

De veiligste aanbevolen instellingen zijn die welke rechtstreeks worden uitgewisseld tussen een Battery Management System (BMS) en de MPU in het kader van een BMS-only werkingsmodus: de batterij vertelt de lader permanent wat hij nodig heeft, via een CAN-communicatie. Andere instellingen zijn mogelijk, door andere werkingsmodi te gebruiken. Het is belangrijk om het gegevensblad van de fabrikant van de batterij te raadplegen en de aanbevolen waarden voor de laadstroom en de laadspanning te volgen: hierdoor blijft het levenscyclusnummer van de batterij behouden en wordt elke gevaarlijke situatie voorkomen:

• De laadstroominstelling moet altijd lager zijn dan de maximale laadstroomwaarde die in het gegevensblad van de batterij wordt vermeld.
• De instelling van de spanningsdrempel moet altijd lager zijn dan de maximale voltage waarde vermeld in het gegevensblad van de batterij.
• De overspanningsinstelling moet bij voorkeur lager zijn dan de maximale spanningswaarde die wordt vermeld in het gegevensblad van de batterij en bij een waarde die strikt boven de instelling van de spanningsdrempel ligt.

WirelessCharger 3.0 is gebaseerd op laadstations die compatibel zijn met alle MPU's, ongeacht het type accu, het type voertuig of de geselecteerde werkingsmodus. Hetzelfde laadstation kan een Li-ion-accu opladen direct nadat het een loodzuuraccu heeft opgeladen op een ander type voertuig in dezelfde fabriek. 

Alleen het totale aantal voertuigen en hun behoefte aan opladen mag in aanmerking worden genomen voor een evaluatie van het benodigde aantal laadstations. 

Er zijn toepassingen die één laadstation voor elk voertuig vereisen. Andere toepassingen kunnen één laadstation voor vier voertuigen aan. Gemiddeld zijn er twee tot drie voertuigen per laadstation.

Het Battery Management System (BMS) is een specifiek stuk hardware in alle Li-ion accu's. Het bestaat niet in loodzuuraccu's. Het is onder meer gericht op het balanceren en beschermen van de batterijcellen en, in de meeste gevallen, op communicatie met de lader om de juiste laadstroom op alle SoC-niveaus te krijgen, elk batterijgevaar te vermijden en het aantal levenscycli van de batterij te maximaliseren. De communicatie van een BMS en een lader wordt gedefinieerd door een protocol dat oploopt tot de definitie van specifieke bytes in een vaste volgorde (bijv.: stroom, dan spanning, dan SoC, dan temperatuur, enz.) 

Een batterij met een CAN 2.0B-poort kan al dan niet compatibel zijn met WirelessCharger3.0. CAN 2.0B-poort: het hangt allemaal af van de gegevensdefinitie (de datamatrix) die moet overeenkomen met de gegevens die in de oplader zijn ingebed. Indien nodig kan de BMS-gegevensmatrix worden bijgewerkt (raadpleeg de batterijleverancier) om overeen te komen met een van de protocolopties die bij WirelessCharger 3.0 worden geleverd. Als alternatief kan het BMS via CAN 2.0B met de PLC/VCU spreken, zodat de PLC/VCU de MPU instrueert via Ethernet in PLC-only modus. 

De vele mogelijkheden van protocollen en de vele werkingsmodi die beschikbaar zijn met WirelessCharger 3.0 bieden u het maximale scala aan mogelijkheden voor een geschikte eigen laadoplossing. Mochten uw behoeften afwijken van de geïmplementeerde behoeften, neem dan contact met ons op voor aanvullende opties.

Volledig opladen: Het laadproces wordt uitgevoerd met weinig tijdsdruk. Het doorloopt de volledige CC- en CV-laadfasen, om aan het einde van het laadproces bijna 100% SoC te bereiken. 

Gelegenheidsladen of "In-Process" laden: Er zijn extra laadstations beschikbaar om gedurende een vrij korte periode op te laden, met een vrij hoge stroom, wanneer een voertuig stationair draait tussen twee uit te voeren taken. De voordelen zijn reëel met een snelstartende lader zoals WirelessCharger 3.0, en het heeft meestal de voorkeur voor batterijen die niet tot meer dan 80% SoC zijn opgeladen. 

Tussentijds opladen: Het laadproces is ingesteld om de batterij gedeeltelijk opgeladen te houden, aangezien slechts een fractie van de batterijcapaciteit bedoeld is om te worden gebruikt (kleine ontladingsdiepte of DoD). Het opladen van een batterij met minder dan 80% SoC zou het aantal levenscycli aanzienlijk kunnen verbeteren, maar vereist frequentere oplaadsequenties, allemaal in CC-fase met een kortere oplaadtijd (vergeleken met het langere opladen van de CV-fase). 

De uiteindelijke keuze van de oplaadvolgorde(s) hangt af van vele factoren die verband houden met de toepassingsbehoeften en de betrokken hardware. Het is specifiek voor elk toepassingstype en elk voertuigontwerp, maar het is vooral een onderwerp voor het beheer van systeemsoftware.

Er is geen magnetisch veld rond een stationair pad, zolang het niet naar een mobiel pad is gericht: dit is onmogelijk. Een voorwaarde voor WirelessCharger 3.0 om zijn werking te starten, is inderdaad het tot stand brengen van een communicatie tussen de mobiele elektronica (MPU) en het laadstation (IPS), die alleen kan worden uitgevoerd als er een nabijheid is van twee pads met een goede uitlijning. Dit is een specifiek veiligheidsontwerp van WirelessCharger 3.0, dat onafhankelijk is van enig radiosysteem en daarom niet onderhevig is aan radio-interferentie tijdens het gebruik. 

Er is een magnetisch veld rond de pads wanneer stroom wordt overgedragen. Omdat onze ontwerpers zich hier terdege van bewust zijn, hebben ze een veldsterkte uitgewerkt die niet hoger is dan de wettelijke limieten en aanbevelingen zoals die in 2010 door de ICNIRP (International Commission for Non-Ionizing Radiation) zijn gegeven. 

De ICNIRP-aanbeveling wordt  wereldwijd erkend en vormt de basis voor de meeste nationale wetgeving en normen. De velden zijn niet te vergelijken met radiogolven zoals die voorkomen in radiocommunicatie of met mobiele telefoons: dit zijn elektromagnetische golven die zijn ontworpen om te worden uitgezonden om grote afstanden te overbruggen. Er moet ook worden opgemerkt dat magnetische velden, zoals gebruikt in WirelessCharger 3.0 als middel voor stroomoverdracht, zijn gekoppeld aan hun bron, dus ze zijn altijd beperkt tot de nabijheid van de pads.

De meeste soorten accu's kunnen worden gebruikt met WirelessCharger 3.0 (loodzuur, Li-ion NMC, Li-ion LFP, enz.). Batterijen met of zonder communicatiepoort kunnen ook worden gebruikt. Accumulatoren kunnen natuurlijk worden gebruikt, omdat dit de geschikte naam zou moeten zijn om te gebruiken als we spreken van oplaadbare energieopslagoplossingen, maar over het algemeen wordt het woord "batterij" gebruikt in de industrie. Laten we dus blijven spreken van "batterijen" in plaats van "accu's". 

Enkele batterijfabrikanten beperken de oplaadmogelijkheden door een te activeren communicatiebyte op te leggen (via CAN), waardoor de werkingsmodi worden beperkt tot BMS-only Mode of BMS&PLC Mode.