World Class Charging Systems
BELATRON HF De nieuwe maatstaf voor hoogfrequente laadsystemen
BENNING World Class Charging Systems
BELATRON HF laadsystemen hoogfrequent-techniek van BENNING Hoogfrequent-techniek van BENNING: hoog rendement in een compact ontwerp
Maximaal vermogen uit enkelfasige netaansluiting
BELATRON laadsystemen zijn gebaseerd op hoogfrequenttechniek. Hierbij wordt de in gelijkstroom omgezette netvoeding naar de hoge werkfrequentie van ca. 50kHz opgevoerd. Vergeleken met ongeregelde en thyristorgestuurde laders levert deze techniek een zeer hoog uitgangsrendement. Bovendien worden volume en gewicht met factor 5 gereduceerd. Door gebruik van de modernste HF-technologie benadert de rendementsfactor cos ϕ de waarde 1, resp. 0,9 bij driefasige apparatuur. Dit wordt bereikt door middel van een z.g. sinusbooster. Ten behoeve van paneel-inbouw en minimale onderhoudsinspanningen zijn de BELATRON HF vermogenscomponenten in één enkel zelfstandig powerblock ondergebracht.
Door het ca. 20% hogere laadrendement kan uit een standaard enkelfasige 230V netaansluiting een maximaal uitgangsvermogen gehaald worden. Hierdoor kan zelfs een 24V BELATRON HF lader met een laadstroom van 120A nog enkelfasig aangesloten worden.
Dit modulaire ontwerp garandeert het hoogste rendement. Laders met meerdere kleinere vermogenscomponenten bereiken opgeteld wellicht hetzelfde vereiste vermogen, maar niet met een vergelijkbaar rendement.
Enkelfasige 230V apparatuur is in principe beduidend goedkoper dan driefasige 400V laders. Door voor de BELATRON HF te kiezen ontstaat dus een relevant investeringsvoordeel. En doordat ook de netstroom onder de 16A blijft, worden kostbare extra investeringen in de structuur van uw interne elektranet voorkomen, zoals aangepaste bekabeling, zwaardere voedingscontacten en zekeringgroepen. Ook zijn de laders daardoor minder plaatsgebonden, dus grotere plaatsingsflexibiliteit.
Ua
net
besturing
terugkoppeling
Principewerking van een hoogfrequent-lader
Veel informatie en bedieningsgemak door statuslichten en grafisch display met softkeys Ten behoeve van een snelle voortgangscheck van de oplading werd een uniek signaleringssysteem ontwikkeld. Middels een in verschillende kleuren oplichtend kleurvlak is de laadstatus in één oogopslag helder afleesbaar, ook op enige afstand. De instelling en bediening van de lader verloopt via softkeys met een overzichtelijke en gebruiksvriendelijke menustructuur. Meldingen verschijnen in duidelijke tekst in de landstaal. Het van achter aangelichte grafisch display heeft een hoog contrast en is ook onder een grote zichthoek nog steeds goed leesbaar. Door de menugestuurde bediening worden instelfouten voorkomen en praktische kengetallen kunnen eenvoudig opgeroepen worden. Zo kunnen bijv. belangrijke meetwaardes van voorgaande laadcycli eenvoudig uit het ladergeheugen tevoorschijn gehaald worden en kunnen instelwaardes snel worden gecontroleerd of gewijzigd. Ook status- en foutmeldingen komen helder in beeld.
GEEL = hoofdlading actief ORANJE = nalading actief schakelklok met weekkalender
GROEN = laden gereed
ROOD = storing
batterijdata
basisinstellingen
BENNING World Class Charging Systems
BELATRON HF laadsystemen hoogfrequent-techniek van BENNING Het BELATRON-principe: het enige laadprogramma met dl/dt schakeling Ten opzichte van ongeregelde laders is de invloed van de stuur-elektronica ontelbare malen groter. De elektronica is van doorslaggevende betekenis bij de bepaling van de beste laadstroom bij een gegeven batterijtoestand (capaciteit, temperatuur, leeftijd, mate van ontlading). Er wordt gezocht naar het optimum van meerdere criteria, zoals kortste laadtijd, impact op batterijtemperatuur en levensduur. Volgens het BELATRON-principe wordt het laden gestopt zodra de batterij geen stroom meer opneemt. Hiermee worden schadelijke onder- of overladingen vermeden. Andere laadprogramma’s werken in de regel met compromissen
op dit gebied, omdat alle gebruikelijke laadcriteria zoals batterijspanning en vermogen temperatuurafhankelijk zijn. Daarnaast zijn de batterijwaardes leeftijdsafhankelijk en kunnen zonder meting niet nauwkeurig bepaald worden.
C[Ah] U[V]
I[A]
V/E I/%
I Puls
Laadtijd [h] Lading met BELATRON-laadprogramma
UPuls
t Puls-laadprogramma
Puls-laadprogramma Het laadsysteem BELATRON HF kan ingesteld worden met een Puls-laadprogramma, waarmee een natuurlijke zuurcirculatie wordt opgewekt, de z.g. ionische zuurcirculatie. Bij deze innovatieve techniek wordt door een aantal extra stroompulsen in de nalaad-fase middels natuurlijke gassing het elektrolyt in beweging gebracht. Hierdoor zijn verkorte laadtijden mogelijk, die voorheen slechts bereikt werden met extra luchttoevoersystemen op de lader en op elke batterij. De economische voordelen bestaan dus niet alleen uit het wegvallen van relevante extra investeringen in luchtsystemen, maar ook uit lagere onderhoudskosten vanwege de kwetsbaarheid van de oude systemen. Door de bijbehorende lage laadfactor wordt ook nog eens de levensduur van de batterij verlengd en is het waterverbruik beduidend lager.
BENNING World Class Charging Systems
BELATRON HF laadsystemen hoogfrequent-techniek van BENNING Quick Charge-laadprogramma voor continue inzet zonder wisselbatterij Dit speciale BELATRON laadprogramma maakt het mogelijk een batterij binnen 2 - 3 uur volledig op te laden of door korte tussenladingen steeds flink bij te laden. Hierdoor kan bij langdurige of continue inzet de noodzaak van wisselbatterijen voorkomen worden.
Door de continue inzet, slechts onderbroken door tussen ladingen tijdens werkpauzes, wordt bespaard op wisselbatterijen, wisseltijd en ook op investeringen en beheerskosten van laadstations. Per saldo resulteert dit in lagere operationele kosten.
De basis wordt gevormd door de speciale Quick Charge laadkarakteristiek. Langdurige ervaringen hebben inmiddels uitgewezen dat bij juiste toepassing de relatief hoge stromen voor moderne batterijen geen enkel probleem vormen.
U[V] C[Ah] T[°C]
I[A] HL
NL
t[s] Quick Charge Puls-laadkarakteristiek
Laadtechniek en de invloed ervan op de batterijtemperatuur
Elektromagnetische Compatibiliteit (EMC) - een maatstaf voor productkwaliteit
Een relatief groot deel van de temperatuurstijging bij het laden ontstaat door „vuile“ gelijkstroom. Bij conventionele laadapparatuur wordt de gelijkstroom vervuild met een laagfrequente 100Hz wisselstroom. Deze stroomrimpel wordt omgezet in warmte, waardoor de batterijtemperatuur stijgt. Dit heeft een negatief effect op de levensduur van de batterij.
Door de hoge kwaliteitsmaatstaf die ten grondslag ligt aan het ontwerp van de BELATRON HF, wordt vanzelfsprekend aan alle Europese normen m.b.t. de EMC en netvervuiling voldaan. Een graadmeter hiervoor is de arbeidsfactor cos ϕ, die bij volgens de normen geproduceerde HF laders > 0,9 behoort te zijn. Door de sinus-vormige stroomopname ontstaat hierdoor een rendement van 90-93%.
BELATRON HF systemen laden met een nagenoeg vlakke stroomrimpel, zodat de temperatuurstijging tot zelfs 30% minder is. Onafhankelijke deskundigen (ZVEI) vertalen dit in een positief effect op de levensduur van 10%.
Apparatuur dat niet aan de EMC-eisen voldoet mag niet worden aangesloten op het openbare stroomnet. Een vaak onderbelicht aspect daarbij is dat verzekeraars bij schadegevallen waarbij niet-EMC apparatuur betrokken is, de wettelijke aansprakelijkheidsdekking ter discussie stellen.
BENNING World Class Charging Systems
BELATRON HF laadsystemen hoogfrequent-techniek van BENNING Technische data Laadsystemen BELATRON HF uitgangsspanning
[V] 24
36
48
80
nominale laadtijd nat Std. 8 u ZC 6 u
nominale laadtijd nat Std. 10 u ZC 8 u Puls 8 u
nominale laadtijd nat Std. 12 u ZC 10 u Puls 10 u
nominale laadtijd lgel Std. 12 u Std. 12 u
nominale laadstroom
[Ah]* 120 - 140 140 - 180 180 - 280 280 - 395 395 - 500 500 - 600 600 - 690 690 - 750 750 - 840 840 - 960 120 - 140 140 - 180 180 - 280 280 - 395 395 - 500 500 - 600 600 - 690 690 - 750
[Ah]* 130 - 175 175 - 210 210 - 290 290 - 425 425 - 575 575 - 730 730 - 810 810 - 1000 1000 - 1090 1090 - 1250 1250 - 1400 130 - 175 175 - 210 210 - 290 290 - 425 425 - 575 575 - 730 730 - 810 810 - 1000 1000 - 1090
[Ah]* 180 - 220 220 - 280 280 - 380 380 - 560 560 - 720 720 - 950 950 - 1110 1110 - 1330 1330 - 1450 1450 - 1650 180 - 220 220 - 280 280 - 380 380 - 560 560 - 720 720 - 950 950 - 1110 1110 - 1330 1330 - 1450
[Ah]* 100 - 130 130 - 160 160 - 220 220 - 300 300 - 400 400 - 500 500 - 640 640 - 720 720 - 800 800 - 900 900 - 1000 100 - 130 130 - 160 160 - 220 220 - 300 300 - 400 400 - 500 500 - 640 640 - 720 720 - 800
[A] 20 25 35 50 65 85 100 120 130 150 170 20 25 35 50 65 85 100 120 130
750 - 840 120 - 140 140 - 180 180 - 280 280 - 395 395 - 500 500 - 600 600 - 690 690 - 750 750 - 840 120 - 140 140 - 180 180 - 280 280 - 395 395 - 500 500 - 600 600 - 690 690 - 750 750 - 840
1090 - 1250 130 - 175 175 - 210 210 - 290 290 - 425 425 - 575 575 - 730 730 - 810 810 - 1000 1000 - 1090 1090 - 1250 130 - 175 175 - 210 210 - 290 290 - 425 425 - 575 575 - 730 730 - 810 810 - 1000 1000 - 1090 1090 - 1250
1450 - 1650 180 - 220 220 - 280 280 - 380 380 - 560 560 - 720 720 - 950 950 - 1110 1110 - 1330 1330 - 1450 1450 - 1650 180 - 220 220 - 280 280 - 380 380 - 560 560 - 720 720 - 950 950 - 1110 1110 - 1330 1330 - 1450 1450 - 1650
800 - 900 100 - 130 130 - 160 160 - 220 220 - 300 300 - 400 400 - 500 500 - 640 640 - 720 720 - 800 800 - 900 100 - 130 130 - 160 160 - 220 220 - 300 300 - 400 400 - 500 500 - 640 640 - 720 720 - 800 800 - 900
150 20 25 35 50 65 85 100 120 130 150 20 25 35 50 65 85 100 120 130 150
* richtwaardes, voorschriften van de batterijleverancier in acht nemen ZC=zuurcirculatie technische wijzigingen voorbehouden
nominale netstroom
behuizing
gewicht
ladertype
[I] 2,3 3 4 6 7,8 10 12 14 5,7 6,5 7,5 3,5 4,3 6 8,5 11,3 15 6,5 8 8,5
FWG 3 FWG 3 FWG 3 FWG 3 FWG 3 FWG 3 FWG 3 FWG 3 FWG 6 FWG 6 FWG 6 FWG 3 FWG 3 FWG 3 FWG 3 FWG 3 FWG 3 FWG 6 FWG 6 FWG 6
[kg] 22 22 22 22 22 22 22 22 36 36 36 22 22 22 22 22 22 36 36 36
E 230 G 24 / 20 B-FBHF E 230 G 24 / 25 B-FBHF E 230 G 24 / 35 B-FBHF E 230 G 24 / 50 B-FBHF E 230 G 24 / 65 B-FBHF E 230 G 24 / 85 B-FBHF E 230 G 24 / 100 B-FBHF E 230 G 24 / 120 B-FBHF D 400 G 24 / 130 B-FBHF D 400 G 24 / 150 B-FBHF D 400 G 24 / 170 B-FBHF E 230 G 36 / 20 B-FBHF E 230 G 36 / 25 B-FBHF E 230 G 36 / 35 B-FBHF E 230 G 36 / 50 B-FBHF E 230 G 36 / 65 B-FBHF E 230 G 36 / 85 B-FBHF D 400 G 36 / 100 B-FBHF D 400 G 36 / 120 B-FBHF D 400 G 36 / 130 B-FBHF
10 4,5 6 8 11,6 15 7,5 8,8 10,3 10,8 12,5 7,6 9,5 13,3 7,8 9,6 12 14,3 17 18,2 21
S 22 FWG 3 FWG 3 FWG 3 FWG 3 FWG 3 FWG 6 FWG 6 FWG 6 FSG 12 FSG 12 FWG 3 FWG 3 FWG 3 FWG 6 FWG 6 FWG 6 FSG 12 FSG 12 FSG 12 FSG 12
36 22 22 22 22 22 36 36 36 71 71 22 22 22 36 36 36 71 71 71 71
D 400 G 36 / 150 B-FBHF E 230 G 48 / 20 B-FBHF E 230 G 48 / 25 B-FBHF E 230 G 48 / 35 B-FBHF E 230 G 48 / 50 B-FBHF E 230 G 48 / 65 B-FBHF D 400 G 48 / 85 B-FBHF D 400 G 48 / 100 B-FBHF D 400 G 48 / 120 B-FBHF D 400 G 48 / 130 B-FBHF D 400 G 48 / 170 B-FBHF E 230 G 80 / 20 B-FBHF E 230 G 80 / 25 B-FBHF E 230 G 80 / 35 B-FBHF D 400 G 80 / 50 B-FBHF D 400 G 80 / 65 B-FBHF D 400 G 80 / 85 B-FBHF D 400 G 80 / 100 B-FBHF D 400 G 80 / 120 B-FBHF D 400 G 80 / 130 B-FBHF D 400 G 80 / 150 B-FBHF
lader
Afmetingen behuizingen [mm] type FWG 3 *) FWG 3T *) FWG 6 *) FWG 6T *) FSG 12 S 22
hoogte 443 443 560 560 780 1093
*) maten zonder kabelhouder
breedte 392 392 392 392 458 553
diepte 278 428 278 428 452 410
BENNING World Class Charging Systems
BELATRON HF laadsystemen hoogfrequent-techniek van BENNING Kostenoptimalisatie: reduceren van directe en indirecte laadkosten
Energieonttrekking [kWh]
Laadapparatuur onttrekt wisselstroom uit het net en geeft gelijkgerichte stroom af aan de batterijen. De verhouding tussen het onttrokken en afgegeven vermogen wordt het rendement genoemd. De nieuwe BELATRON HF generatie bereikt door toepassing van de allernieuwste elektronica (quasi-resonantie techniek) een rendement van 93%. Dit ligt daardoor ca. 20% hoger dan bij conventionele laders met vergelijkbaar uitgangsvermogen. In de praktijk betekent dit niet alleen minder energieverlies, maar ook een lagere behoefte aan beschikbaar netvermogen.
Een batterij van 24V en een capaciteit van 1100Ah kan nog steeds met een enkelfasige 230V lader opgeladen worden. Hierdoor ontstaan aanzienlijke kostenvoordelen m.b.t. het bedrijfs-elektranet door lagere spanning (230V i.p.v. 400V), lichtere bekabeling, grotere plaatsingsflexibiliteit, minder kosten voor primaire contacten en last but not least, lagere daaruit voortvloeiende installatiekosten. Vooral bij nieuwbouwprojecten kan door gebruik van moderne laadapparatuur relevante kosten bespaard worden; en bij uitbreidingen van bestaande gebouwen kan vaak een kostbare uitbreiding van het maximale netvermogen vermeden worden.
thyristor-techniek BELATRON HF
Laadtijd [h] Vergelijk van de energieonttrekking bij de lading
Rekenvoorbeeld Een rekenvoorbeeld: • Batterij 48V 600Ah • Ontladen tot 80% • Gemiddelde laadspanning 2,37 V/C • Laadfactor 1,18
De voor een volledige lading benodigde energie bedraagt 32,2kWh (Pout ). De verhouding tussen de benodigde energie voor een volle lading en de door de lader van het net onttrokken energie bedraagt (Pin ) Pin = Pout /η Afhankelijk van het rendement (η) van de toegepaste laadtechniek kunnen de volgende vermogens uit het net onttrokken worden: Laadsysteem BELATRON HF met η = 0,93: 34,6kWh Conventioneel ongeregeld laadsysteem met η = 0,78: 41,3kWh
Dit betekent dus een energiebesparing van 6,7kWh per lading. Bij een kWh-prijs van € 0,12 levert dit een concrete besparing op van € 0,80 voor elke lading. De levensduur van een lader bedraagt gewoonlijk 2 - 3 batterijgeneraties. In de meeste gevallen resulteert alleen de energiebesparing al vaak in een 100% ROI (Return on Investment) nog binnen de levensduur van de eerste batterij. Worden de besparingen op het batterijonderhoud hier nog bij opgeteld, dan is de ROI-periode zelfs maar zo’n 2 jaar. Daarin worden de voordelen van de langere levensduur van de batterij dus nog niet meegenomen! Zouden we dat wel doen, dan is de terugverdientijd zelfs minder dan 2 jaar.
BENNING World Class Charging Systems
BELATRON HF laadsystemen hoogfrequent-techniek van BENNING BELATRON HF laadsystemen BENNING ontwikkelt en produceert al meer dan 50 jaar laadsystemen voor tractiebatterijen. Met al ruim tien jaar ervaring op het gebied van hoogfrequent-techniek werd in 1997 met de introductie van de BELATRON HF een nieuwe standaard neergezet. Maar daarna werd niet stil gestaan. Voortgezette research heeft daarbij geleid tot de nieuwste generatie BELATRON. Met de nieuwe BELATRON HF worden de begrippen rentabiliteit, betrouwbaarheid en bedieningsgemak nog verder benadrukt. Dit wordt aangevuld met nog vergrote inzetflexibiliteit en uitgebouwde informatiefunctie.
Technische kenmerken: arbeidsfactor cos ϕ van nagenoeg 1
Het zwaartepunt bij de ontwikkeling werd gevormd door de consequente vertaling van de marktbehoeften van de klant. Steeds minder worden koopbeslissingen bepaald op basis van aanschafprijs alleen, maar wegen alle operationele kosten over de gehele levensduur steeds meer mee. Dat geldt voor de kleingebruiker, maar in extenso voor de beheerder van grotere vloten.
Het voordeel voor u: • nagenoeg volledige benutting van het netvermogen waardoor de
aansluitingseisen lager worden • verwaarloosbare netvervuiling, waarmee volledig voldaan wordt aan de sinus-vormige stroomopname (actieve correctie van de arbeidsfactor) eisen van uw energieleverancier (EN 61000-3-2)
minimaal vermogensverlies
• lager energieverbruik
volledig afgevlakte laadstroomrimpel
• verminderde temperatuurstijging van de batterij voor langere levensduur
Puls-laadprogramma
• natuurlijke (ionische) zuurcirculatie i.p.v. kunstmatige
(voorkomt investeringen in slangsystemen en luchtpompen) BELATRON-laadprogramma
• het laadproces houdt voor de beste lading steeds rekening met de
feitelijke conditie van elke batterij (leeftijd, temperatuur, laadspanning, diepontlading, etc.) grafisch display
• menugestuurde bediening via softkeys en meldingen in heldere taal:
gebruiksgemak en foutpreventie laadstatus-signalering
• laadstatus snel en op afstand afleesbaar
BENNING World Class Charging Systems
BELATRON HF laadsystemen hoogfrequent-techniek van BENNING 19" paneelbouw: industriestandaard met BELATRON HF van BENNING
Toekomstzekerheid heet BELATRON HF: kenmerken en opties
Realisatie en beheer van laadstations voor grote voertuigvloten gaat doorgaans gepaard met hoge investerings- en operationele kosten. Vanwege de 19" modulaire opbouw van de BELATRON HF laders, kunnen zowel de eenmalige als de dagelijkse kosten in aanzienlijke mate teruggebracht worden. Door de zeer compacte BELATRON HF powerblocks is een geweldige vermogenspotentie te plaatsen met een minimaal ruimtebeslag. Het inbouwbereik van een enkel 19" rack loopt van 6 laadsystemen van kleinere omvang (bijv. 24 V/120 A) tot aan een Quick Charge systeem van wel 80 V/600 A.
Kenmerken: · groot display met voortgangssignalering · grafisch display met softkeys · BENNING plug & charge: volautomatische lading · USB interface · real time klok voor tijdgestuurde laderstart · service en gebruikerssoftware · zelfprogrammerende powerblocks voor snelle uitwisseling
Hierdoor is het mogelijk om bij een decentrale opstelling van de racks de toekomstige laadplekken reeds in een eerder stadium voor te bereiden. De 19" inbouwmodules kunnen dan in een latere fase met minimale inspanningen geplaatst en in gebruik genomen worden. En omdat de BELATRON het spanningsverlies van kabelverlenging zonder extra’s kan compenseren (tot wel 50 m), heeft het systeem maximale inzetflexibiliteit.
Toekomstzekerheid vanwege: · 19" paneelbouw-techniek · updating mogelijk door Flash-Eprom · upgrading mogelijk met Batcom · management integration Opties:
· Zuurcirculatie-module · Ladergestuurd navullen van de batterij
De kwaliteit en het vermogen van een lader wordt niet alleen door de productnaam en gebruikte hoogfrequenttechniek bepaald, want alleen de som en samenhang van alle perfecte details leiden tot het verwachte voordeel. Om een vergelijk makkelijker te maken treft u onderstaand een checklijst aan waarmee u de voor u belangrijke criteria makkelijk kunt overzien. BHF19’’ 4-voudige-lader
ja / nee
[ ]
[ ] [ ] op afstand afleesbare laadstatus [ ] [ ] grafisch display met menugestructureerde bediening en hulpfuncties [ ] [ ] cos ϕ > 0,9 [ ] [ ] eenfasig tot 24 V/120 A, respectievelijk 48 V/65 A [ ] [ ] dl/dt afschakeling voor exacte herkenning van een vollading [ ] [ ] rendement ≥ 93 % [ ] [ ] I x R compensatie tot 50 m zonder aanpassing van de kabeldoorsnedes en stekkersystemen [ ] [ ] temperatuurgestuurd laadproces mogelijk [ ] [ ] programmeerbare startvertraging [ ] [ ] schakelklok met weekkalender [ ] [ ] communicatie met batcom mogelijk [ ] [ ] opname in het Tractie Management systeem mogelijk
Nederland CELECTRIC B.V. Nobelstraat 34 · 3846 CG Harderwijk Postbus 226 · 3840 AE Harderwijk Tel +31 (0)341 - 467.700 Fax +31 (0)341 - 467.710 www.celectric.nl · e-mail:
[email protected] België CELECTRIC B.V. Brandekensweg 13, Unit 11A B-2627 Schelle (Antwerpen) Tel +32 (0)3 - 877.54.60/61 Fax +32 (0)3 - 877.54.62 www.celectric.be · e-mail:
[email protected]
784115.04 NL 02/2009 paus Design & Medien, Bocholt
Alles wat uw HF laadsysteem nodig heeft:
Technische wijzigingen voorbehouden. Gedrukt op chloorvrij papier.
Door de modulaire opzet kan ook eventuele reparatietijd door omwisseling van een gehele module tot een minimum teruggebracht worden, door omwisseling van een gehele module. Dat kost slechts enkele minuten. Herprogrammering is daarbij niet nodig. Een bijkomend voordeel, zeker bij inzet in tijdkritische omgevingen.
