Sélection de batteries pour robots collaboratifs (Cobots)

Vous êtes confronté à de nombreuses décisions lors du choix des batteries pour robots collaboratifsL'adaptation des spécifications de la batterie, telles que la tension, la capacité et le taux de décharge, aux besoins du cobot vous aide à obtenir une automatisation fiable. Batteries lithium-ion et phosphate de fer lithium Démarquez-vous grâce à nos batteries haute performance pour la robotique. Bénéficiez de technologies de pointe pour le stockage d'énergie, la charge sécurisée et des systèmes de gestion de batterie performants. Les options rechargeables conviennent à la plupart des applications. Batteries à semi-conducteurs promettent des améliorations futures. Le recyclage reste l'un des défis du marché des batteries robotisées.

Points clés à retenir

• Choisissez la bonne tension et la bonne capacité de batterie pour assurer un fonctionnement efficace des robots collaboratifs et éviter les dommages.

• Sélectionnez des batteries avec des taux de décharge appropriés pour répondre aux demandes de puissance de pointe et éviter la surchauffe.

• Prioriser des dispositifs de sécurité comme la protection thermique et les systèmes avancés de gestion de batterie pour protéger les robots des dangers.

• Tenez compte du poids et de la taille des batteries pour maintenir la mobilité et l’efficacité des robots collaboratifs.

• Surveillez régulièrement l’état de la batterie et suivez un programme de maintenance strict pour prolonger la durée de vie de la batterie et réduire les temps d’arrêt.

Partie 1 : Critères de sélection des batteries

1.1 Tension et capacité

Choisir la tension et la capacité adéquates pour les batteries des robots collaboratifs est essentiel pour une automatisation fiable. Les spécifications des batteries doivent être adaptées aux exigences des moteurs et aux besoins opérationnels de vos cobots. En choisissant des batteries à la tension adéquate, vous garantissez le bon fonctionnement des moteurs du robot et évitez les dommages dus à une sous-tension ou une surtension. La capacité détermine la durée de fonctionnement de votre cobot avant de nécessiter une recharge, ce qui a un impact direct sur la productivité de votre installation.

Astuce: Vérifiez toujours les plages de tension et de capacité recommandées par le fabricant pour votre batteries robotiquesCela vous aide à éviter les temps d’arrêt et à maximiser le stockage d’énergie.

Voici un tableau présentant les spécifications recommandées pour les robots collaboratifs :

Adapter la tension et la capacité de la batterie aux besoins de votre cobot améliore l'efficacité opérationnelle. La charge CC à courant élevé transforme les robots, passant du statut d'outils programmés à celui de collaborateurs permanents dans des environnements de production intelligents. La conception des systèmes doit gérer les profils tension/courant pour différentes chimies, comme les batteries LiFePO4, NMC, LCO, LMO, LTO et les batteries à semi-conducteurs, grâce à la logique CC/CV. L'intégration de systèmes de gestion de batterie permet un ajustement des paramètres en temps réel, optimisant ainsi les performances et l'efficacité.

Les bornes de recharge doivent échanger l'état de charge de la batterie (SoC), sa température, le nombre de cycles, la vitesse de charge, le temps estimé de charge complète, les codes d'erreur, la qualité des contacts et les alertes de température. Cet échange permet à vos robots de fonctionner dans des conditions optimales et favorise l'automatisation continue.

1.2 Taux de décharge (taux C/E)

Le taux de décharge, souvent appelé taux C ou taux E, indique la vitesse à laquelle une batterie peut fournir de l'énergie. Vous devez sélectionner des batteries robotiques dont le taux de décharge correspond aux besoins de puissance de pointe de votre cobot. Un taux de décharge trop faible peut entraîner une perte de puissance lors de tâches intensives. Un taux trop élevé peut entraîner une surchauffe et une réduction de la durée de vie de la batterie.

À noter: Vérifiez toujours les exigences de courant de décharge de vos applications. Pour les robots collaboratifs, un courant de décharge nominal d'au moins 27 A et un courant de décharge maximal de 47 A sont généralement requis pour les batteries hautes performances.

Technologies de batterie avancées comme LiFePO4 et NMC, offrent des taux de décharge stables et prennent en charge une charge rapide, ce qui est essentiel pour l'automatisation dans les environnements industriels.

1.3 Poids et taille

Le poids et la taille de la batterie influencent la conception et la mobilité des robots collaboratifs. Il est essentiel de trouver un équilibre entre la capacité de la batterie et la nécessité de disposer de cobots légers et agiles. Augmenter la capacité de la batterie augmente le poids, ce qui impacte la mobilité et la consommation d'énergie. Des compromis de conception sont nécessaires pour équilibrer la capacité de la batterie et la mobilité du robot.

Voici un tableau montrant comment la capacité de charge utile est liée aux domaines d’application et aux fonctionnalités clés :

• La conception légère des batteries au lithium améliore considérablement la mobilité des robots.

• En réduisant le poids global, ces batteries améliorent la maniabilité et l’efficacité énergétique.

• Ceci est particulièrement important dans les applications qui nécessitent des mouvements fréquents, comme l’assistance médicale ou les inspections industrielles.

Des stratégies axées sur la consommation d’énergie sont étudiées pour améliorer l’efficacité du marché des batteries robotiques.

1.4 Caractéristiques de sécurité

Les dispositifs de sécurité des batteries protègent vos robots collaboratifs contre l'emballement thermique, les incendies et autres dangers. Il est conseillé de privilégier des batteries de conception améliorée qui minimisent l'accumulation et la propagation de chaleur. Un espacement, une isolation thermique et des mécanismes de dissipation thermique adéquats sont essentiels.

Les systèmes avancés de gestion de batterie surveillent la tension, le courant et la température. Ces systèmes interviennent pour prévenir les conditions pouvant entraîner un emballement thermique. Les batteries plus sûres, comme le LiFePO4, offrent une meilleure stabilité thermique et un risque d'incendie réduit.

• Les capteurs de gaz permettent une détection précoce de l’emballement thermique.

• Les systèmes de détection d’emballement thermique vous alertent avant que des pannes ne surviennent.

• Les batteries à semi-conducteurs remplacent les électrolytes liquides par des matériaux solides non inflammables, améliorant ainsi la sécurité.

Vous pouvez en apprendre davantage sur la durabilité et les pratiques de sécurité des batteries sur le marché des batteries robotiques ici.

1.5 Durabilité et durée de vie

La durabilité et la durée de vie sont des facteurs clés dans le choix des batteries robotiques pour les robots collaboratifs. batteries de robots Offrent entre 4 et 10 heures d'autonomie par charge. La durée de vie d'une batterie de robot varie généralement entre 500 et 3,000 XNUMX cycles de charge. Privilégiez les batteries hautes performances offrant une longue durée de vie et des performances stables.

• Le coût des batteries de robots hautes performances est important, ce qui peut restreindre leur utilisation, en particulier pour les petites entreprises.

• Les batteries des robots ont une durée de vie limitée et nécessitent un remplacement régulier, ce qui contribue au coût total de possession.

• Les problèmes de sécurité liés aux pannes de batterie peuvent augmenter les coûts opérationnels et compliquer l’adoption de robots collaboratifs.

Le recyclage des batteries en fin de vie contribue à réduire l’impact environnemental et soutient la durabilité sur le marché des batteries robotiques.

1.6 Marque et coût

La réputation de la marque et le prix jouent un rôle majeur dans le choix de votre batterie. Privilégiez les marques reconnues pour leur qualité, leur fiabilité et leur support sur le marché des batteries robotiques. Si les batteries hautes performances peuvent coûter plus cher, elles offrent une durabilité, une sécurité et une efficacité supérieures. Investir dans des technologies de batterie avancées et des options rechargeables peut réduire votre coût total de possession à long terme.

Astuce: Comparez les marques en fonction de la garantie, de l'assistance et des performances éprouvées dans les applications d'automatisation et de collaboration.

Vous devez également tenir compte de la disponibilité des programmes de recyclage et de l’engagement de la marque en matière de durabilité.

Partie 2 : Types de batteries robotiques

2.1 Batteries au lithium-ion

Tu trouves batteries lithium-ion Au cœur du marché des batteries robotiques. Ces batteries offrent une densité énergétique élevée et une conception légère, ce qui les rend idéales pour les robots collaboratifs. Les chimies lithium-ion telles que NMC, LCO, LMO et LTO supportent des tensions de plateforme de 3.6 V à 3.7 V par cellule. Vous bénéficiez d'une longue durée de vie, atteignant souvent 1,000 2,000 à XNUMX XNUMX cycles. Une charge rapide et des performances fiables vous aident à maintenir l'automatisation dans des environnements exigeants. Les batteries lithium-ion restent le choix privilégié pour la plupart des batteries robotiques en raison de leur équilibre puissance-efficacité.

2.2 Phosphate de lithium et de fer

Batteries au lithium fer phosphate (LiFePO4) Se distinguent par leur sécurité et leur durabilité. Vous bénéficiez de performances robustes à haute température et dans des conditions difficiles. Les batteries LiFePO4 offrent une composition chimique stable et ne brûlent ni n'explosent en cas de dommage. Ces batteries offrent des tensions de plateforme d'environ 3.2 V par cellule et une durée de vie supérieure à 2,000 4 cycles. Vous contribuez également au développement durable, car les batteries LiFePOXNUMX sont non toxiques et ne contiennent pas de métaux lourds. Leur longue durée de vie et leur résistance à l'emballement thermique en font un choix de premier ordre sur le marché des batteries robotiques.

Astuce: Les batteries LiFePO4 vous aident à réduire les risques et à améliorer la fiabilité des applications robotiques collaboratives.

• Les batteries LiFePO4 sont reconnues comme des batteries vertes sur le marché.

• Vous pouvez en apprendre davantage sur la durabilité et le recyclage des batteries robotiques ici.

2.3 NiMH et plomb-acide

Vous pouvez rencontrer des batteries NiMH et plomb-acide dans les systèmes existants. Les batteries NiMH sont plus abordables et sûres, mais leur densité énergétique et leur durée de vie sont plus faibles. Les batteries plomb-acide offrent des solutions fiables et économiques, mais elles sont plus lourdes et leur durée de vie est plus courte. Ces types de batteries sont moins courants dans les batteries robotiques modernes en raison de leurs limitations en termes de densité énergétique et de poids.

2.4 Comparaison des avantages et des inconvénients

Voici un tableau comparant les principaux types de batteries utilisées sur le marché des batteries robotiques :

Vous devez choisir vos batteries en fonction des besoins de votre application, des exigences de sécurité et du coût total de possession. Les batteries rechargeables, dotées d'une technologie avancée, favorisent l'automatisation et la durabilité dans le secteur. marché des batteries robotiques.

Partie 3 : Besoins des applications de robots collaboratifs

3.1 Environnement de travail

Vous devez tenir compte de l’environnement de travail lorsque sélection de batteries pour robots collaboratifsLes cobots interviennent dans des environnements variés, notamment les établissements médicaux, les usines, les systèmes de sécurité, les infrastructures de transport et les chaînes de montage d'électronique grand public. Chaque environnement impose des exigences spécifiques aux batteries au lithium. Par exemple, les applications médicales requièrent un fonctionnement propre et silencieux ainsi qu'un stockage d'énergie fiable. Les secteurs industriels ont besoin de batteries résistantes à la poussière, aux vibrations et aux variations de température. Les systèmes de sécurité nécessitent une alimentation électrique stable pour une surveillance continue. Les infrastructures de transport nécessitent des batteries robustes qui prennent en charge la mobilité et l'automatisation des trains ou des systèmes de circulation intelligents. Il est important d'adapter la composition chimique des batteries, comme le LiFePO4 ou le NMC, aux exigences spécifiques de votre application.

Conseil : choisissez des batteries dotées de fonctions de sécurité avancées et de gestion thermique pour les environnements à température élevée ou à risque d'incendie.

3.2 Modèles d'utilisation

Les habitudes d'utilisation influencent la dégradation de la batterie et ses performances globales. Il est essentiel de surveiller la fréquence de charge, de décharge et de fonctionnement des cobots sous forte charge. L'analyse des données et la surveillance des cellules permettent d'anticiper les besoins de maintenance et d'optimiser la durée de vie de la batterie. Le tableau ci-dessous illustre l'impact de différents facteurs sur l'état de la batterie des robots collaboratifs :

Vous pouvez prolonger la durée de vie des batteries grâce à des stratégies de charge intelligentes et à des systèmes de surveillance. Ces pratiques contribuent à la durabilité des batteries robotisées.

3.3 Mobilité et intégration

La mobilité et l'intégration posent des défis lors du déploiement de batteries dans des robots collaboratifs. Il est essentiel de concilier stockage d'énergie et conception légère pour garantir l'efficacité des déplacements des cobots dans des applications telles que la livraison médicale, l'inspection industrielle et l'assemblage de produits électroniques grand public. L'intégration de batteries au lithium exige une attention particulière aux coûts, à la logistique et à la sécurité.

• Coût : Le coût initial des batteries au lithium peut entraver l’adoption des robots mobiles.

• Logistique : Le transport de ces batteries nécessite des mesures de sécurité strictes en raison des risques d'incendie et d'emballement thermique.

• Préoccupations en matière de sécurité : les problèmes tels que les courts-circuits, les surtensions et la surchauffe doivent être gérés pour garantir un fonctionnement sûr.

Vous devez sélectionner des batteries qui prennent en charge une intégration transparente avec les systèmes d’automatisation et les contrôleurs robotiques. Chimies avancées du lithium, tels que LiFePO4 et NMC, offrent des performances fiables pour les cobots mobiles dans des environnements exigeants.

Partie 4 : Sécurité et conformité

4.1 Normes de l'industrie

Le choix des batteries pour robots collaboratifs doit respecter des normes industrielles strictes. Des normes telles que IEC 62133, UL 2054 et UN 38.3 définissent les exigences relatives aux batteries au lithium utilisées dans les applications d'automatisation et industrielles. Ces normes traitent des risques électriques, thermiques et mécaniques. Pour garantir la conformité, choisissez des batteries testées pour les courts-circuits, les surcharges et les chutes. Les fabricants du marché fournissent des documents attestant du respect de ces normes. Vous devez également consulter la déclaration de votre fournisseur sur les minéraux de conflit afin de garantir un approvisionnement éthique. Lire la déclaration sur les minéraux de conflit.

4.2 Manipulation et stockage

Vous protégez vos robots collaboratifs en suivant les meilleures pratiques de manipulation et de stockage des batteries. L'évaluation des risques couvre l'ensemble du cycle de vie, de l'installation à la fin de vie. Des dangers peuvent survenir même lorsque les robots ne fonctionnent pas. Vous devez :

• Débranchez, retirez ou videz les batteries avant le stockage ou le transport.

• Stockez les batteries séparément des robots dans des conteneurs ventilés et à température contrôlée.

• Respectez les réglementations relatives aux matières dangereuses pour les batteries au lithium.

Vous optimisez la sécurité en gardant les batteries à l'abri de la chaleur et de l'humidité. Vous contribuez également au développement durable en recyclant les batteries en fin de vie. En savoir plus sur la durabilité dans la gestion des batteries.

4.3 Gestion des risques

Vous gérez les risques en identifiant les dangers et en appliquant des stratégies d'atténuation. Les dangers courants incluent les risques électriques (court-circuit, surcharge), thermiques (incendie, température élevée), mécaniques (écrasement, chute) et les défaillances système. Vous réduisez les risques en :

1. Maintenir les batteries chargées ou les remplacer si nécessaire.

2. Maintenir la séparation entre les robots et les obstacles.

3. Assurer un facteur de forme de robot sûr.

4. Utilisation de surfaces de sol stables.

5. Limitation de vitesse et de force/couple.

6. Activation des freins automatiques en cas de perte de contrôle.

Vous améliorez la sécurité et la fiabilité du marché en utilisant des chimies de lithium avancées comme LiFePO4 et NMC. Ces batteries prennent en charge l'automatisation et répondent aux exigences des applications industrielles.

Partie 5 : Maintenance et remplacement

5.1 Surveillance et diagnostics

Vous devez surveiller l'état de la batterie pour garantir le bon fonctionnement des robots collaboratifs de votre installation. Les systèmes de surveillance prédictive utilisent les données des systèmes de gestion de batterie (BMS) pour suivre les performances et détecter les problèmes en amont. Ces systèmes fonctionnent pour des robots individuels et des flottes, vous aidant à gérer plusieurs unités au sein de vos opérations. Les fabricants proposent des plateformes de gestion multi-robots qui s'intègrent aux BMS pour un meilleur diagnostic. En savoir plus Fonctionnalités et intégration du BMS ici.

• Les systèmes de surveillance prédictive analysent la tension, la température et le nombre de cycles.

• Les outils de gestion multi-robots vous aident à optimiser le stockage d'énergie et à réduire les temps d'arrêt.

• La détection précoce des défauts vous permet de planifier la maintenance avant que les pannes ne surviennent.

Conseil : des diagnostics réguliers améliorent la durée de vie de la batterie et favorisent la durabilité sur le marché.

5.2 Calendrier d'entretien

Il est essentiel de suivre un programme d'entretien strict pour garantir des performances optimales des batteries au lithium. Des contrôles réguliers et des remplacements réguliers permettent d'éviter les pannes imprévues et les temps d'arrêt coûteux. Voici un programme recommandé pour les robots collaboratifs :

• Le remplacement programmé de la batterie maintient vos robots alignés et prêts pour la production.

• Négliger la maintenance peut entraîner une perte de données de position et un travail de réétalonnage supplémentaire.

5.3 Directives de remplacement

Vous devez remplacer les batteries conformément aux recommandations du fabricant pour garantir leur fiabilité sur le marché. Un remplacement correct des batteries est crucial. Si vous omettez ou retardez le remplacement, vous risquez de perdre des données critiques et d'augmenter les temps d'arrêt.

• Remplacez les piles une fois par an ou après 3840 XNUMX heures de fonctionnement.

• Changez les piles de secours tous les 1.5 an (5760 heures) pour conserver les paramètres d'usine.

• Suivez toujours la procédure correcte pour éviter de perdre des données de positionnement et d’alignement.

Remarque : le remplacement régulier favorise l'efficacité du stockage de l'énergie et permet à vos robots de fonctionner à des performances optimales.

Partie 6 : Liste de contrôle pour la sélection des batteries

6.1 Processus étape par étape

Vous pouvez simplifier le choix de vos batteries pour robots collaboratifs en suivant un processus clair. Cette approche vous permet d'adapter vos besoins techniques aux objectifs opérationnels :

1. Sélectionnez ChimieIdentifiez la chimie de batterie la mieux adaptée à votre application, comme LiFePO4, NMC ou NiMH. Tenez compte de la sécurité, de la densité énergétique et de la durée de vie.

2. Vérifier la tension nominale: Choisissez une batterie avec la tension nominale correcte pour garantir des performances optimales du moteur.

3. Déterminer la capacité:Calculez la capacité requise pour que votre robot fonctionne pendant la période souhaitée sans interruption.

4. Vérifier la compatibilité de charge:Utilisez un chargeur intelligent qui correspond à la chimie et à la configuration de votre batterie choisie.

5. Évaluer le taux de sortie:Confirmez que la batterie peut gérer les besoins de décharge continue de votre robot.

Conseil : un processus structuré réduit les risques et améliore la fiabilité de vos projets d'automatisation.

6.2 Questions des fournisseurs

Lors de l'approvisionnement en batteries pour robots collaboratifs, vous devez poser des questions ciblées aux fournisseurs pour garantir la qualité et le support :

• Quelle expérience avez-vous avec les packs de batteries au lithium pour l'automatisation ?

• Comment optimiser la conception des produits pour la fabricabilité ?

• Pouvez-vous contribuer à améliorer l’efficacité de la production et à réduire les coûts ?

• À quelles certifications et normes de sécurité répondent vos produits ?

• Comment soutenez-vous les initiatives de développement durable et de recyclage ?

  Pour en savoir plus sur la gestion durable des batteries, consultez notre approche de la durabilité.

Documentation 6.3

Vous avez besoin d’une documentation complète pour garantir la conformité et la traçabilité :

• Spécifications du système avec tension, courant, capacité et paramètres opérationnels

• Schémas de circuits montrant toutes les connexions électriques et les dispositifs de protection

• Plans de gestion thermique détaillant les systèmes de production de chaleur et de refroidissement

• Dessins mécaniques avec matériaux de boîtier et détails de montage

• Rapports d'analyse de sécurité couvrant les modes de défaillance et les mesures d'atténuation

• Nomenclature avec certifications des composants

• Spécifications logicielles pour les systèmes de gestion de batterie

• Évaluations de la compatibilité électromagnétique

• Documents contrôlés par version signés par des ingénieurs qualifiés

• Passeport produit numérique (DPP) avec un identifiant produit unique, conformément à la norme ISO/IEC 15459:2015, et des données lisibles par machine pour la transparence de la chaîne d'approvisionnement

Remarque : une documentation appropriée favorise la conformité réglementaire et renforce la confiance avec les parties prenantes.

Lors du choix des batteries pour robots collaboratifs, il est important de se concentrer sur la tension, la capacité et la sécurité. Cette liste de contrôle vous aide à faire des choix éclairés pour vos projets d'automatisation. Les batteries lithium-ion et lithium-fer-phosphate offrent des performances et une fiabilité exceptionnelles pour les robots collaboratifs en milieu industriel. Consultez les fournisseurs pour des solutions sur mesure et examinez les pratiques de gestion durable des batteries.

QFP

Quelle est la meilleure chimie de batterie pour les robots collaboratifs ?

Vous devriez choisir LiFePO4 ou NMC pour la plupart robots collaboratifsCes compositions chimiques offrent une sécurité élevée, une longue durée de vie et une densité énergétique fiable. Le LiFePO4 offre des performances stables dans les environnements exigeants. Le NMC permet des conceptions légères et une charge rapide.

À quelle fréquence faut-il remplacer les batteries au lithium des cobots ?

Vous devez remplacer les batteries au lithium une fois par an ou après 3840 XNUMX heures de fonctionnement. Un remplacement régulier garantit le bon fonctionnement de vos robots et évite les temps d'arrêt imprévus. Pour un résultat optimal, suivez toujours les recommandations du fabricant.

Quelles caractéristiques de sécurité devez-vous rechercher dans batteries robotiques?

Tu devrais chercher systèmes avancés de gestion de batterie, protection thermique et chimies stables comme LiFePO4Ces fonctionnalités contribuent à prévenir la surchauffe, les incendies et les pannes électriques. Des dispositifs de sécurité appropriés protègent vos robots et votre installation.

Comment garantir la durabilité lors du choix des batteries ?

Choisissez des batteries à longue durée de vie et fabriquées à partir de matériaux recyclables. Renseignez-vous auprès de vos fournisseurs sur leurs programmes de recyclage et leurs certifications environnementales.

Pouvez-vous comparer les chimies des batteries au lithium pour les cobots ?