W czasach, gdy mobilność elektroniczna cały czas zyskuje na popularności, w niektórych obszarach nadal istnieje przestrzeń wymagająca opracowania funkcjonalnych i standardowych technologii. Jednym z przykładów jest sposób ładowania samochodów: nikt nie chce zaśmiecania ulic stacjami ładowania. Ładowanie indukcyjne jest co prawda w dużej mierze niewidoczne dla oczu, jednak posiada kilka znaczących wad. Volterio proponuje skuteczną i rozsądną alternatywę. Prototyp robota ładującego porusza się dzięki silnikom FAULHABER.

Stacje ładowania psują krajobraz centrów miast, a plątanina kabli i wtyczek niepotrzebnie zaśmieca wnętrze garażu. Bezstykowe ładowanie indukcyjne za pomocą cewki wbudowanej w podłoże garażu lub powierzchnię drogi jest pozbawione takich wizualnych i mechanicznych niedogodności. Niestety jednak jest ono bardzo kosztowne pod wieloma względami: ukrycie cewki wymaga wykonania wykopu, a następnie ponownego doprowadzenia powierzchni do stanu poprzedniego; maksymalna moc wyjściowa, w większości przypadków, to obecnie zaledwie 3kW, co daje bardzo długi czas ładowania; ponadto przy tego typu ładowaniu traci się znaczną część mocy w porównaniu z ładowaniem z kabla. Strata ta jest jeszcze większa, jeśli pojazd nie stoi zaparkowany dokładnie nad spiralą.

Idealne złącze

Technologia firmy Volterio oferuje doskonałe rozwiązanie wszystkich tych problemów. Nieaktywna ładowarka jest praktycznie niewidoczną konstrukcją w podłożu o wysokości zaledwie 6 centymetrów. Pojazd parkuje się na niej na czas ładowania. Teraz ramię robota wysuwa się teleskopowo. Na końcu ramienia znajduje się złącze, które łączy się z odpowiednią końcówką w podwoziu samochodu. Oba te komponenty zostały uprzednio sparowane poprzez zaszyfrowaną komunikację bezprzewodową. Ponieważ stożkowy okrągły łącznik nie jest złączem w tradycyjnym znaczeniu, pozwala na uzyskanie pełnego styku nawet, jeśli pojazd nie został zaparkowany w optymalnej pozycji. System ultradźwiękowy pozwala na zweryfikowanie, czy ramię robota precyzyjnie odnalazło docelowy komponent. Połączenie takie zostaje nawiązane w czasie krótszym niż 15 sekund.

Złącze musi po prostu znaleźć się w zasięgu 50 na 50 centymetrów, a pojazd można zaparkować nawet pod kątem. Można także wbudować całe urządzenie w podłoże w przypadku stawiania nowych garaży lub budowania nowych miejsc parkingowych. Wydajność ładowania ładowarki z połączeniem standardowym wynosi 22 kW. Oznacza to możliwość pełnego naładowania nawet największego akumulatora pojazdu w ciągu 4-5 godzin. Sama technologia została opracowana z myślą o pracy z wartościami prądu do 100 kW DC, co skraca czas ładowania do 1 godziny.

Pomysł leżący u podłoża konceptu Volterio zaczerpnięto z pracy magisterskiej napisanej przez Christiana

Flechla na Politechnice w Graz (Austria) w roku 2014. Dziś jest on dyrektorem zarządzającym w VOLTERIO GmbH, a jego produkt właśnie ma wejść do masowej produkcji. Ważnym aspektem projektu prototypu były trzy silniki poruszające ramieniami robota wzdłuż trzech osi: – Chcieliśmy skonstruować jak najbardziej płaskie urządzenie, więc od początku mieliśmy ograniczone możliwości, jeśli chodzi o przestrzeń. Wspomina młody inżynier. – Jednocześnie musieliśmy przemieścić znaczny ciężar. Tym samym silniki w połączeniu z odpowiednimi przekładniami, musiały zapewnić wysoki moment obrotowy, dużą prędkość oraz musiały być niewielkich rozmiarów.

Mocne, szybkie, niezawodne

W trakcie poszukiwań w Internecie szybko znalazł firmę FAULHABER, ponieważ niewiele firm jest w stanie sprostać takim wymaganiom odnośnie specyfikacji. – Rozmowy z innymi specjalistami upewniły mnie, że

FAULHABER to odpowiedni adres, co tylko potwierdziło się, kiedy rozpoczęliśmy współpracę. Firma FAULHABER sponsorowała cały projekt w zakresie rozległego doradztwa technicznego, wyboru odpowiedniego silnika oraz poprzez zaoferowanie właściwych urządzeń. Do prototypów wykorzystaliśmy silniki miniaturowe DC z przekładniami planetarnymi oraz odpowiednimi sterownikami ruchu. Firma FAULHABER dokonała ponadto wyboru innych napędów i udostępniła je nam dla celów testowych.

Wysoka wydajność silników serii CR to efekt niezwykle stabilnej komutacji grafitowej, małego zużycia eksploatacyjnego, mocnych magnesów neodymowych oraz wyjątkowo wysokiego współczynnika wypełnienia miedzi w uzwojeniu. Stację ładującą zaprojektowano dla około 20000 cykli. Oznacza to, że wymagany jest zaledwie około 1% z całego okresu żywotności napędów. Ich trwałość również jest nie bez znaczenia, ponieważ urządzenia Volterio muszą pracować niezawodnie nawet po długich okresach bezczynności oraz w niesprzyjających warunkach atmosferycznych. W trakcie długotrwałych testów prototyp działał bez zarzutu. W kluczowych aspektach technologia ta znacząco przewyższa konkurencyjne pomysły.

Zgadza się z tym kilku producentów wysokiej klasy samochodów. Przygotowują się oni już do wprowadzenia ładowarek do produkcji seryjnej. Volterio pracuje obecnie nad kolejnymi wyzwaniami: – Automatyczny proces ładowania może być wykorzystany na różne sposoby. – Wyjaśnia Christian Flechl. – Dotyczy to całego obszaru logistyki, a także pojazdów bez kierowcy. Opracowywane są także rozwiązania dla ciężarówek elektrycznych. Konstruujemy odpowiednie roboty ładujące i w dalszym ciągu będziemy polegać na cennym wsparciu ze strony FAULHABER.

Więcej informacji na stronie: https://www.faulhaber.com/en/markets/environmental-safety/charging-robot/