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Ladekontakte und induktives Laden bei Fahrzeugen

Ladekontakte gegenüber den Vorteilen der Wiferion Batterie Ladestation bei Fahrzeugen

Heutige Batterien, die in fahrerlosen Transport Systemen und mobilen Robotern aufgeladen werden, beruhen meist auf dem jahrhundertealten System der Ladekontakte am Ende von Federn, das 1899 erstmals patentiert wurde.
Federbelastete Kollektorkontakte (Federkontakte) schleifen oder hängen unter dem eingesetzten mobilen Roboter und haben eine geringe Bodenfreiheit und enge Höhentoleranz, da sie physisch eine Rampe auf dem Sockel hinaufgleiten müssen: Wenn sie zu niedrig montiert sind, berühren sie den Boden oder schlagen seitlich gegen den Sockel. Wenn sie zu hoch montiert sind, haben Ladekontakte einen schwachen Federdruck oder haben überhaupt keinen Kontakt. Im Laufe der Zeit haben sie auch eine hohe Verschleißrate, weil die Ladekontakte ständig über die Ladeflächen gleiten.

charging contacts battery - ladekontakte batterie agv

Die magnetische Wirkung der Ladekontakte sind komplexe, schwere, sperrige und teure Systeme, deren Kapazität bei weitem nicht an die Kapazität großer Kupferkontakte heranreicht, die physisch gegeneinander drücken. Die Anwendungen somit sehr speziell und begrenzt.

Inductive battery charging - induktives batterieladen agv

Hochstrom Ladestation mit niedrigem Profil

Unser induktives Aufladesystem bietet eine präzise Hochstrom-Ladelösung für mobile Roboter und Automated Guided Vehicles (AGV / FTS). Es besteht im Gegensatz zum Ladekontakt aus einem Stationären Pad, das typischerweise auf dem Boden befestigt wird, und einer mobilen Einheit die auf dem Fahrzeug montiert ist. Wiferion nutzt dazu die auf Magnetresonanz basierende induktive Energieübertragung wobei keine zusätzliche Energie aus den Batterie benötigt wird. Das sehr niedrige Profil der stationären Ladeeinheit und des mobilen Pads ermöglichen wesentlich kompaktere Ladekonfigurationen als bei jedem anderen Batterieladesystem und somit mehr Anwendungsbereiche.

Vollkommen drahtlos Laden – funktioniert wie mit magnetischer Magie

Das induktive Ladesystem arbeitet nach den Prinzipien der Resonant-induktive Kopplung von Tesla.
Die Resonanz zwischen den Schwingkreisen führt zu einer verbesserten magnetischen Kopplung
zwischen Sende- und Empfangsspule bei der Übertragungsfrequenz.

Annäherung

Im Gegensatz zu Kollektorkissen die von Magneten angezogen werden oder Federkontakten, ist das induktive Laden komplett ohne Berührung/Kontakt einsatzfähig. Das verhindert auch die Abnutzung wie beispielsweise beim Ladekontakt System, da diese schlicht nicht vorhanden sind und keine Berührung stattfindet. Das Fahrzeug fährt sicher mit einer sehr hoher Bodenfreiheit.

Auch werden bei den Pads von Wiferion weitere Daten, wie z.b. der Gesundheitszustand der Batterien oder anderer frei konfigurierbaren Komponenten direkt mit übertragen. Dies ist bei einem Ladekontakt nicht zu finden.

Aufladen

Bei Ankunft aus allen Richtungen, beginnt der Ladeprozess automatisch sobald sich der Roboter oder das Fahrzeug in Reichweite befindet. Das geschieht nicht nur wenn das Fahrzeug über dem Zentrum der Ladebasis, sondern bereits während der Anfahrt aus verschiedenen Richtungen. Beim Ladekontakt wie z.b. Federkontakte muss die Richtung stimmen und sehr präzise angefahren werden.

Trennen der Verbindung

Wenn sich der Roboter wieder bewegt, endet der Ladevorgang auch automatisch. Es muss kein Ladekontakt oder Federkontakt zurückgestoßen werden, die ggf. sogar hängen bleiben könnten.
Der Roboter kann dann seinen Kurs mit den sicheren Pads und einer hohen Bodenfreiheit fortsetzen und das mit allzeit hohem Batterie Ladezustand.

Passform – Leichtgewicht

Dank der Bodenfreiheit und der kompakten Bauweise erreichen unsere induktiven Ladegeräte eine extrem hohe Effizienz und Sicherheit für verschiedene Fahrzeuge gleichzeitig, da die Spannungen immer von Mobilen induktionsgerät vorgegeben werden. Somit können mit einem Ladegerät verschiedenste Ansprüche an Ladestrom, Ladespannung und sogar Batterietechnologien nahtlos erfüllt werden. Sie haben somit keine sperrigen und schwere Federkontakte oder Ladekontakt, die nur auf eine einzige Spannung und Stromstärke ausgelegt sind. Infolgedessen führen sie den höchsten Strom für ihre relative Größe. Es sind genauso horizontale, wie vertikale einbauten in Ihr Fahrzeug möglich. Das charging pad ist bündig, als auch hinter der Verkleidung einsetzbar.

Skalierbar von klein bis riesig

Die Einsetzbarkeit von induktiven Ladesystemen ist vollständig skalierbar und konfigurierbar. Es gibt eine kleine Version mit 3kW Ladestrom die auch an der handelsübliche Schuko-Steckdose funktioniert, als auch eine 12kW Ladestrom Version. Beide Systeme haben alle Vorteile des induktiven Ladens und unterscheiden sich lediglich von den Dimensionen der drahtlosen Ladepads.

Entwickelt, um Ihre Fahrzeug in Bewegung zu halten

Mobile Roboter machen sich nur dann bezahlt, wenn sie sich bewegen. Unser Ladesystem trägt dazu bei, ihren Wert zu maximieren, indem sie schnelle Hochstrom-Ladungen ermöglichen, die ihre Leerlaufzeiten minimieren. Das kostengünstige, ultra-niedrige Profil der Charging Pads macht es einfach und kostengünstig, Ladestationen entlang des Roboterpfades an jeder Stelle zu platzieren, an der der Roboter normalerweise für mehr als wenige Sekunden pausiert. Kontaktloses Laden macht Batteriewechsel oder steckergebundenes Laden überflüssig.

Einfache Integration in ihr Flow Management

In den meisten Fällen werden die am Boden montierten induktiven Ladestationen an bestimmten Wegpunkten im Pfad des Roboters platziert. Der Roboter / das Fahrzeug hält dann an diesem spezifischen Ort an lädt automatisch mit dem Ladegerät. 

Zum Aufladen fährt der Roboter oder das FTS einfach über die Ladepads auf dem Boden. Wenn die Charging Pads des Roboters die Stationären Pads erreichen, beginnt der Ladeprozess unter einer Sekunde. Durch direkte Erfassung der Ladespannung oder durch Überwachung des in den Ladepads eingebauten Sensors kann der Roboter feststellen, wann er anhalten muss. Dann kann Strom zur Batterie fließen, um sie zu laden und Daten übertragen werden.

Was macht kabelloses Laden besser gegenüber Ladekontakten?

System Ladestärke Ladeerkennung Bodenfreiheit Verlässlichkeit Größe Intialen Kosten Folgekosten
Ladekontakte Höchste Ja Niedrig Niedrig Groß Niedrig Mittel
Federkontakte Niedrig Nein Niedrig Niedrig Groß Niedrig Hoch
Wiferion kabellos Laden Hoch Ja Höchste Höchste Kompakt Mittel Keine
wireless charging all vehicles with one charging spot - wiferion - batterieladetechnik

Ladegerät nur bei direkter Nutzung aktiv

Das induktive Ladesystem ist auch immer nur aktiv, sobald sich eine mobile Ladespule einer Stationären unmittelbar nähert. Somit sind Kurzschlüsse, Funkenflug oder Ähnliches auch durch die abgekapselten Systeme vollkommen ausgeschlossen.
Bei Ladekontakten gibt es schlechtesten Fall Schalter, die in den Kontakten und in den Ladestation eingebaut sind. Die Charging contacts müssen in diesem Fall manuell ein- und ausgeschaltet werden.

Kostenreduktion im Vergleich zu automatisiertem Laden mit Ladekontakten

Sie brauchen keine Redundanten Ladestationen für Routenzüge oder Gabelstapler mehr und somit auch keine Anexie gegenüber zerstörten und nicht mehr nutzbaren Ladekontakten. Durch die zuverlässigkeit des induktiven Ladens müssen die Fahrzeuge demnach auch keine Hybriden Verbrenner sein und sie können auch in die komplette Elektrifizierung beruhigt bei Ihrer Flotte vertrauen. Zusätzlich haben Sie durch die Variantenreduktion der Ladegeräte auch wesentlich weniger Kosten, da  induktive, kontaktlose Ladegeräte ein All-in-One Konzept mit unterschiedlichsten Spannungs- und Stromstärken in nur einer Ladestation umgehen können.

Stäubli WFT wireless charging agv - power system for robots

Einsatzgebiete der induktiven Alternative zu Kontaktfedern

Optimal zur Ladung von

  • Fahrerlosen Transportsystem (FTS)
  •  Shuttle Systeme
  •  nahezu allen batteriebetriebenen Fahrzeugen in Fertigungs- und Produktionsanlagen, Montagelinien, Hochregallagern, Warenverteilzentren und Vergnügungsparks
  •  Gabelstapler aufladen
  • Routenzüge laden
  •  Amusement Rides und Fahrgeschäfte
  •  Autonome Robotik

Features des kontaktlosen Ladens

  • Standard-Stromstärken bis zu 400 A
  • Standard-Übertragungsspannung von 24–120 V
  • Integrierte Daten Übertragung
  • Integrierte CAN Schnittstelle
  • Ausführungen als Vertikale oder Horizontale Lösung
  • Keine Ersatzteile nötig da Reibungs- und somit Verschleißfrei
  • Service Frei

Customizing des Ladeprozesses

  • konstruktive Unterstützung in jeder Projektphase
  • Berechnung des ROI in Ihrem individuellen Fall
  • kundenangepasste Lösungen und Integrationen

Ausgewählte Kunden und Partner mit induktiven Ladestationen

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Unsere Produkte

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Das induktive Ladesystem mit 3kW

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Das 12kW induktive Ladegerät

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    PRACTICAL REPORT: ENERGY SUPPLY FOR INDUSTRIAL TRUCKS AND AGVS IN INDUSTRY AND LOGISTICS

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