Le courant continu dans la production est rentable À Dingolfing, en Bavière, une installation expérimentale montre comment la technologie DC peut également être utilisée avec succès dans la production automobile.

Installation à courant continu dans la production chez BMW avec robots de soudage et convoyeurs
Production automobile chez BMW à Dingolfing avec des robots et une carrosserie

Défi Vers une transition énergétique dans la production grâce aux réseaux de courant continu

Les exigences croissantes en matière de durabilité, de neutralité carbone et d'utilisation respectueuse des ressources mettent de plus en plus l'accent sur une transition énergétique dans la production. Dans l'industrie automobile en particulier, il existe de nombreuses étapes de production qui nécessitent une grande quantité d'énergie.

La technologie DC permet d'utiliser efficacement les énergies renouvelables et de préserver au mieux les ressources énergétiques et matérielles.

Ligne de fabrication dans la production automobile chez BMW

Dans l'industrie, de nombreux récepteurs fonctionnent grâce à des variateurs de vitesse sur un circuit intermédiaire à tension continue. Pour tous ces récepteurs, on renonce dans un réseau DC à la conversion AC/DC qui entraîne des pertes. De plus, les énergies renouvelables telles que le photovoltaïque et les systèmes de stockage peuvent être intégrées de manière beaucoup plus efficace dans un réseau de courant continu. La récupération de l'énergie de freinage par le biais de la récupération est un autre aspect qui rend les réseaux de courant continu intéressants pour la production industrielle.
C'est ainsi que l'idée d'établir un réseau de courant continu est née très tôt au sein du BMW Group.
Même si l'approche d'une alimentation en courant continu n'est pas fondamentalement nouvelle, la mise en œuvre d'un réseau DC industriel dans un environnement de production présente quelques obstacles et particularités techniques à surmonter.

Grâce à une coopération de longue date, Phoenix Contact assiste l'équipe de projet de BMW avec des produits et des solutions pour les travaux de planification et d'étude.

Manfred Klotz - Phoenix Contact, Industrie et Key Account Manager pour l'industrie automobile
Robot de fabrication dans une production automobile alimentée en courant continu

Solution Voici à quoi peut ressembler un réseau de courant continu dans l'industrie automobile

Le coup d'envoi des recherches sur l'utilisation du courant continu dans une cellule de production de l'usine du BMW Group à Dingolfing a été donné en 2016. Tout comme le BMW Group, Phoenix Contact est également membre de l'Open Direct Current Alliance (ODCA) et s'engage depuis des années déjà pour l'établissement de la technique du courant continu. Grâce à la gamme de solutions existante, Phoenix Contact a donc pu apporter rapidement son soutien lors de la mise en place du réseau DC.

Module de puissance DC dans l'installation de test à courant continu dans l'usine de BMW Group à Dingolfing

Puissants modules 19"

Pour mettre en place une infrastructure de courant continu dans un environnement de production, il faut d'abord convertir le réseau AC public en un réseau DC. Avec les alimentations performantes pour le montage en rack de Phoenix Contact, cela ne pose aucun problème.
Les modules peuvent être reliés entre eux pour obtenir une puissance totale allant jusqu'à 1,5 MW, ce qui garantit une grande flexibilité. Mais le champ d'application des modules est encore plus vaste. Les appareils au format 19" peuvent relier les différents réseaux partiels DC, comme l'installation photovoltaïque, l'éclairage ou l'infrastructure de charge DC, au bus DC de niveau supérieur. Grâce à la large plage de tension de sortie de 30 à 1000 V DC, il est de plus possible de faire monter lentement en puissance l'ensemble du réseau DC. Les paramètres de performance des modules sont facilement paramétrables via la plateforme PLCnext de Phoenix Contact. Ainsi, à l'avenir, les différents secteurs DC pourront être couplés entre eux de manière à servir le réseau.

Alimentation et câblage dans un environnement d'installation avec réseau de courant continu

Alimentations pour réseaux DC

Si une tension d'alimentation auxiliaire de 24 V DC est nécessaire dans un réseau DC, il est possible d'utiliser les alimentations pour rail DIN QUINT POWER. Celles-ci convainquent par leur large plage d'entrée DC, qui s'étend de 450 à 900 V DC. Les charges individuelles peuvent être alimentées dans la classe de puissance de 240 à 960 W. La commutation et la protection, ainsi que la précharge de secteurs DC sur une infrastructure DC existante sont des défis techniques pour lesquels Phoenix Contact a dès aujourd'hui la bonne réponse.

Disjoncteur de puissance DC CONTACTRON ELR HDC dans une armoire électrique

Disjoncteurs de puissance DC multifonctionnels

La commutation et la protection, ainsi que la précharge de secteurs DC sur une infrastructure DC existante constituent également des défis techniques pour lesquels Phoenix Contact a dès aujourd'hui la bonne réponse. Le disjoncteur de puissance DC CONTACTRON ELR HDC a été développé précisément pour ces applications. Afin d'élever notamment les charges capacitives à une tension commune et d'éviter ainsi les pics de courant et de tension pendant le processus de commutation, il dispose d'une fonction de précharge. Par ailleurs, l'appareil surveille la tension et le courant pendant le fonctionnement et dispose d'une fonction de coupure à trois niveaux en cas de surintensité, jusqu'à des temps de coupure très rapides en cas de court-circuit. Les opérateurs peuvent facilement régler les paramètres essentiels via l'interface USB. De plus, le commutateur offre une capacité de mise en réseau avec une interface IO-Link.

Connecteur ArcZero dans une installation expérimentale en production automobile

Connecteurs DC sécurisés

Une différence cruciale entre le courant continu et le courant alternatif est l'arc électrique qui se produit lors des opérations de séparation en charge. Dans les applications à courant alternatif, le courant et la tension oscillent. Ainsi, 100 passages à zéro avec inversion des pôles par seconde se produisent. Ce n'est pas le cas dans les applications à courant continu, de sorte qu'un arc électrique éventuel ne disparaît pas automatiquement. Dans ce schéma de liaison à la terre, les dommages au niveau des contacts et des boîtiers sont plus importants et les risques pour les opérateurs sont plus élevés. Le connecteur ArcZero est le seul connecteur de ce type à supprimer activement l'arc électrique en courant continu. Il fonctionne avec un automate électronique intelligent actif, ce qui garantit un nombre élevé de cycles d'enfichage. Grâce à cette approche technologique unique en son genre, il est devenu possible d'effectuer des branchements et débranchements fréquents et sûrs sous charge, sans arc électrique, sur les réseaux de courant continu.

Les solutions de Phoenix Contact sont également utilisées dans l'usine de BMW Group à Dingolfing. Nous faisons ainsi œuvre de pionnier pour la percée des réseaux DC.

Avantages des réseaux DC dans la production Voilà pourquoi le courant continu est rentable dans la fabrication

  • Efficacité énergétique nettement accrue par rapport aux installations à courant alternatif

  • L'utilisation de l'énergie de récupération au sein des cellules robotisées de test réduit la consommation d'énergie

  • Économie de matières premières grâce à une section de conducteur plus petite et moins de câbles

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Nous nous ferons un plaisir de vous aider à réaliser votre réseau DC ainsi que de vous conseiller sur les produits et les solutions.