Mobiele accusystemen voor 24/7 betrouwbare stroom

"Veilige en voorspelbare accusystemen door geavanceerde BMS-techniek"

DCPower4C levert mobiele accusystemen die onder andere worden toegepast in mobiele medische karren binnen ziekenhuizen. Deze systemen moeten altijd beschikbaar zijn, zonder uitval. Daarom is een betrouwbaar, veilig en slim energiesysteem essentieel.

Een accusysteem bestaat uit één of meerdere accu’s, een hotswap systeem voor ononderbroken spanning, conversie naar de gewenste uitgangsspanning en een display waarop gebruikers de actuele status kunnen aflezen.

PCiD ontwikkelde hiervoor de volledige elektronica en firmware, inclusief het battery management systeem (BMS) dat veiligheid en levensduur garandeert. Daarnaast bouwden we hotswap modules, display functionaliteit, USB-PD voedingen en tooling voor productie en automatische firmware programmering.

Klant

DCPower4C, Kerkrade (NL)

Sector

Mobiele accusystemen (o.a. medische toepassingen)

Periode

2015 - heden

Bouwstenen

Elektronica, firmware & software

Onze aanpak

De samenwerking begon met de ambitie om een compleet productportfolio te ontwikkelen: één ecosysteem waarin accu’s, hotswap modules, displays en voedingen naadloos samenwerken.

DCPower4C groeide snel en had behoefte aan tempo, schaalbaarheid en diepgaande kennis van BMS-techniek. In nauwe samenwerking brachten we ideeën terug tot haalbare concepten. Zo maakten we keuzes op basis van veiligheid, vermogensniveaus en toekomstbestendigheid. Bovendien ontwikkelden we alle hardware en firmware volledig in eigen beheer.

Ingezette expertises:

Elektronica & PCB-design
Embedded C/C++ programmeerwerk
Hoogvermogen DC/DC converters (60-1000W)
CAN bus & SMBus communicatie
EMC-compliant ontwerpen
Productie programmeertools & testsoftware

5 deelprojecten

DCPower4C koopt losse accucellen in; PCiD ontwikkelde het Battery Management Systeem dat die cellen veilig bruikbaar maakt. Het BMS vormt samen met de accu de “slimme batterij” en waarborgt werking, levensduur en veiligheid. Essentieel in 24/7 (medische) toepassingen.

Functionaliteiten:

Monitoring van stroom, spanning en temperatuur
Berekening van State of Health (veroudering)
Betrouwbare weergave van resterende gebruiksduur, onafhankelijk van belasting
Meerdere beveiligingslagen (hardware en software) tegen te diep ontladen, overladen, te hoge stroom en verkeerde aansluiting.
Communicatie via CAN bus & SMBus voor integratie in karren

Voor systemen met meerdere accu’s ontwikkelden we een hotswap module waarmee accu’s één voor één gewisseld kunnen worden zonder spanningsonderbreking. Het systeem:

combineert tot vier accu’s tot één stabiele uitgangsspanning
zorgt ervoor dat het systeem blijft draaien tijdens het wisselen van accu’s
kiest automatisch de beste bron en schakelt naadloos over

Daarnaast zet het hotswap systeem de accuspanning (die daalt tijdens ontladen) om naar een constante en instelbare uitgangsspanning, afgestemd op de toepassing van de klant.

Functionaliteiten:

Ononderbroken voeding bij accuwissel
Tot vier accu’s parallel aangesloten
Instelbare uitgangsspanning (applicatie-afhankelijk)
Hoogvermogen buck/boost conversie tot 1000W
Aansluiting voor extern display
USB-poort voor monitoring en firmware updates

Dit maakt het systeem geschikt voor werkplekken die altijd moeten functioneren.

Het display toont realtime informatie over alle aangesloten accu’s, per stuk en gecombineerd. Denk aan weergave van resterende capaciteit, geschatte gebruiksduur (berekend op basis van actuele belasting) en status & meldingen.

Daarnaast kan het display volledig aangepast worden aan de specifieke wensen van klanten, zoals het logo of custom lay-out.

Interfaces & mogelijkheden:

CAN-interface voor communicatie met BMS en hotswap
Custom layout & branding per afnemer
Optionele LoRa integratie (in ontwikkeling) voor:
– remote monitoring van volledige accuvloten
– preventief onderhoud
– status- en foutmeldingen centraal inzien
– asset management in één overzicht

Hiermee ontstaat controle over alle mobiele accu’s binnen een ziekenhuis of organisatie: vanaf één centrale plek.

Veel moderne apparatuur gebruikt tegenwoordig USB-C Power Delivery. PCiD ontwikkelde een voeding die:

de accu verbindt met USB-PD-apparaten (bijv. laptops, tablets, medische apparatuur)
automatisch het juiste USB-PD profiel kiest
via CAN informatie krijgt over resterende batterijcapaciteit

Kenmerken:

USB-PD 3.0 tot 100W
Configureerbare power profiles per toepassing
CAN-interface voor uitlezen accustatus

Zo sluit het mobiele energiesysteem naadloos aan op moderne mobiele workflows.

Het resultaat

De samenwerking tussen DCPower4C en PCiD heeft geleid tot een toekomstbestendig accusysteem voor mobiele energievoorziening dat voortdurend doorontwikkeld kan worden:

Continu beschikbaar

dankzij hotswap en betrouwbare spanningsvoorziening

Schaalbaar

modulair in capaciteit, vermogen, display en communicatiemogelijkheden

Veilig en voorspelbaar

door geavanceerde BMS-techniek

Klaar voor beheer op afstand

alle accu's op afstand monitoren met LoRa

Snelle time-to-market

nieuwe wensen snel vertaald naar hardware- en softwareaanpassingen

"Het resultaat is een modulair accusysteem dat voorspelbaar presteert, schaalbaar inzetbaar is en continu beschikbaar blijft."

"Sinds meer dan 10 jaar is PCiD onze partner voor hard- en softwareontwikkeling. Hierbij blinken ze uit in open communicatie en hebben ze een sterk oog voor kwaliteit en detail!"