Batterie ROV vs alimentation de surface : quelle architecture d'alimentation correspond à votre mission ?

Un Batterie pour ROV est généralement la meilleure solution lorsque la mobilité, un déploiement rapide et une attache plus légère et sans énergie sont importantes, tandis que la puissance de surface est plus logique lorsque le véhicule doit rester sous l'eau pendant de longues périodes sans s'arrêter pour changer de batterie. Les systèmes hybrides peuvent combiner des éléments des deux lorsque la mission a des charges variables ou nécessite une énergie de secours.

La décision n’est donc pas simplement la capacité de la batterie ou l’autonomie illimitée. L'architecture de puissance modifie le diamètre de l'attache, les pertes électriques, la masse du véhicule, l'équipement de surface, le flux de travail de charge, la capacité de puissance de pointe et même le comportement d'un ROV en cas de courant. Ces compromis au niveau du système doivent être définis avant qu'un OEM ne sélectionne la tension, les ampères-heures ou un fabricant de batterie.

Qu'est-ce qui change lorsqu'une batterie de ROV déplace l'alimentation à bord ?

Le déplacement de la source d'énergie principale sur le ROV sépare la puissance de propulsion de l'attache de surface. Cela peut réduire la quantité de cuivre requise dans l'attache et rendre l'attache plus fine, mais le véhicule doit désormais transporter suffisamment d'énergie stockée et de capacité de décharge pour la mission complète.

Les conceptions commerciales démontrent pourquoi cette distinction est importante. Deep Trekker place spécifiquement des batteries lithium-ion à l'intérieur de ses ROV afin que la puissance de propulsion n'ait pas à traverser l'attache, réduisant ainsi le diamètre de l'attache et la traînée potentielle.

Autonomie, capacité énergétique et courant de pointe

La capacité de la batterie ne raconte qu’une partie de l’histoire. Une spécification de puissance utile pour un ROV nécessite au moins trois chiffres électriques : l'énergie stockée en wattheures, la capacité de courant continu et la capacité de courant de crête de courte durée.

Les wattheures déterminent l’énergie théorique disponible au fil du temps. Les ampères-heures seuls peuvent être trompeurs, car un pack de 30 Ah à 24 V stocke beaucoup moins d'énergie qu'un pack de 30 Ah à 48 V.

Une relation de planification simple est :

Énergie nécessaire (Wh) ≈ charge électrique moyenne (W) × durée de fonctionnement (heures)

Si un ROV consomme en moyenne 500 W pour une mission de deux heures, la charge à elle seule représente environ 1 000 Wh avant de prendre en compte les pertes de conversion, l'énergie de réserve, la température, le vieillissement de la batterie ou la marge opérationnelle.

Le courant de crête est une exigence distincte. Les propulseurs accélérant ensemble, maintenant leur position à contre-courant ou fonctionnant aux côtés d'un manipulateur et d'un éclairage de haute puissance peuvent produire une courte charge bien supérieure à la moyenne de la mission. Une batterie ROV a donc besoin de suffisamment d’énergie pour son endurance et d’une capacité de courant suffisante pour éviter les chutes de tension ou les déclenchements de la protection BMS lors de manœuvres exigeantes.

Traînée d'attache, mobilité et masse du véhicule

Une batterie embarquée ajoute de la masse et du volume au véhicule, mais la suppression des conducteurs d'alimentation de propulsion peut simplifier l'attache.

Ce compromis devient plus important à mesure que la longueur de l’attache augmente. VideoRay documente directement la relation : des conducteurs plus gros améliorent la transmission de l'énergie électrique, mais des conducteurs plus gros produisent également une attache plus épaisse et une plus grande traînée. Deep Trekker identifie également le diamètre réduit de l'attache comme l'un des avantages du placement des batteries à bord.

C’est important car la traînée d’attache n’est pas simplement un inconvénient à la surface. L'eau se déplaçant sur une longue longe crée une force que le ROV doit surmonter. Une traînée accrue peut consommer une partie de l'autorité disponible du propulseur qui serait autrement utilisée pour le positionnement, l'inspection ou le transport de charge utile.

Pour les travaux d'inspection mobiles, une batterie embarquée sur un ROV peut donc affecter indirectement la maniabilité en modifiant ce que l'attache doit transporter.

Chargement, échanges de batteries et redressement de la mission

L'architecture alimentée par batterie change la question de “ La source de surface peut-elle continuer à fournir de l'énergie ? ” à “ Combien de temps de mission productive le flux de travail de la batterie peut-il prendre en charge ? ”

Pour les plongées d'inspection occasionnelles, le temps de recharge peut avoir peu d'impact opérationnel. Pour les missions quotidiennes répétées, les packs de rechange, le courant de charge, le temps de changement et le nombre de chargeurs peuvent déterminer la disponibilité totale du système.

Un pack échangeable peut séparer le temps de rotation du véhicule du temps de charge : un pack fonctionne pendant qu'un autre charge. Un pack fixe oblige l'opérateur à planifier des fenêtres de recharge ou une autre forme de recharge d'opportunité.

Deep Trekker, par exemple, utilise différentes stratégies de charge sur ses plates-formes ROV, notamment des batteries remplaçables sur le REVOLUTION et une prise en charge de la durée de fonctionnement sur certains autres systèmes. La leçon d’ingénierie plus large est que l’architecture de recharge doit être planifiée avec le calendrier de la mission plutôt que traitée après coup.

Qu'est-ce qui change lorsque la puissance de surface passe par le câble d'attache ?

L'alimentation de surface supprime le plafond énergétique à bord, mais elle déplace le défi technique vers le système d'attache et de distribution d'énergie. La résistance des conducteurs, la tension de transmission, l’efficacité de conversion, la surveillance de l’isolation, l’équipement de surface et la manipulation des attaches deviennent des variables de conception centrales.

Les systèmes commerciaux illustrent cette architecture. Oceanbotics convertit une entrée de surface de 100 à 240 V CA en 400 V CC régulé pour la transmission via son câble d'attache Topside Power System, tandis que les systèmes VideoRay Mission Specialist utilisent également une alimentation d'attache de 400 V CC.

Durée d'exécution continue et pertes d'attache

L'énergie de surface peut maintenir un ROV en fonctionnement sans revenir uniquement pour échanger ou recharger les batteries de propulsion, à condition que la source d'énergie de surface et le système restent disponibles. Cela ne supprime pas les pertes électriques.

Un conducteur d'attache a une résistance. Puissance perdue lorsque la chaleur augmente avec le carré du courant :

Perte de puissance = I²R

Cette relation est l’une des raisons pour lesquelles la transmission de basses tensions et de courants élevés devient de plus en plus difficile à mesure que la distance et la demande d’énergie augmentent.

Si le ROV demande plus de courant, la chute de tension aux bornes de l’attache augmente. Si les ingénieurs compensent en utilisant des conducteurs beaucoup plus gros, le poids et le diamètre des attaches peuvent également augmenter. L’architecture de puissance doit donc équilibrer l’efficacité électrique avec les exigences hydrodynamiques et de manipulation.

La documentation VideoRay capture ce compromis technique : des conducteurs d'attache plus gros offrent une plus grande capacité de transmission de puissance, tandis que des attaches plus épaisses créent plus de traînée.

Tension de transmission, conversion DC-DC et conception d'attache

Une tension de transmission plus élevée permet à la même puissance de circuler à travers l’attache avec un courant plus faible.

Par exemple, en ignorant les pertes à titre d’illustration :

• 2 000 W à 48 V nécessitent environ 41,7 A.
• 2 000 W à 400 V nécessitent 5 A.

Un courant plus faible modifie considérablement les pertes dans les conducteurs en raison de la relation I²R. Le véhicule peut ensuite utiliser une conversion DC-DC isolée pour ramener la haute tension d'attache vers les rails requis par les propulseurs, les contrôleurs, les capteurs, les lumières et l'équipement de charge utile.

Cette architecture n'est pas théorique. Les systèmes d'alimentation VideoRay utilisent 400 V CC via le câble d'attache, tandis qu'une architecture d'alimentation modulaire documentée pour ROV utilise une entrée de câble 400 V et la convertit en un bus embarqué régulé de 48 V avant de fournir des composants électroniques à basse tension.

Une tension plus élevée augmente également les exigences en matière d'isolation, de connecteur, de surveillance et de service. La tension de transmission doit donc être conçue dans le cadre du système électrique complet du ROV, et non augmentée indépendamment pour réduire les pertes de câble.

Équipement de surface, protection électrique et complexité de déploiement

Un véhicule à propulsion terrestre a besoin de plus qu’un câble. Le système peut comprendre un étage d'entrée CA, une conversion de puissance, un arrêt d'urgence, une protection contre les surintensités, une surveillance d'isolation ou de défaut à la terre, un enrouleur d'attache ou un système de gestion, des connecteurs et un convertisseur côté ROV.

La documentation Mission Specialist de VideoRay, par exemple, spécifie un GFCI/disjoncteur sur le système de surface et un moniteur d'isolation de ligne sur son circuit ROV 400 V CC.

La protection électrique mérite une attention particulière autour de l’eau. L'OSHA explique que la protection contre les défauts à la terre est conçue pour interrompre le courant lorsqu'un défaut crée un chemin de courant involontaire ; l'équipement de protection, la mise à la terre, l'isolation et la conception du système ont tous des rôles distincts.

Pour un OEM, cela signifie que “ l’alimentation continue ” ne doit jamais être interprétée comme un simple acheminement de la haute tension vers un câble plus long. L'architecture d'alimentation de surface nécessite une conception électrique, une protection de l'environnement, une gestion des défauts et des procédures d'exploitation adaptées au système réel.

Comment dimensionner une batterie de ROV pour la mission réelle ?

Taille un Batterie pour ROV à partir du profil de puissance de mission mesuré ou estimé, et non à partir des seuls ampères-heures. Le temps d'exécution est un problème d'énergie, tandis que l'accélération, le maintien en position, l'outillage et d'autres événements à forte charge sont également des problèmes de livraison de courant.

Une batterie qui ne satisfait qu’un seul côté de cette équation peut toujours ne pas convenir au véhicule.

Commencez par le cycle de service, pas les ampères-heures

Commencez par tout ce qui attire le pouvoir :

• propulseurs horizontaux et verticaux ;
• caméras et ordinateurs de bord ;
• lumières;
• capteurs sonar et de navigation ;
• charges de manipulateur ou d'outillage ;
• électronique de communication;
• pompes, actionneurs ou équipements de charge utile.

Ensuite, estimez la durée de fonctionnement de chaque charge et à quel niveau de puissance. Les propulseurs restent rarement à leur puissance maximale pendant toute une inspection, tandis que les lumières ou l'électronique de commande peuvent fonctionner en continu.

Cela produit un budget énergétique plus utile que la simple addition de la puissance maximale de chaque composant.

Pour les travaux de prototype et de validation, l’enregistrement réel de la tension et du courant est préférable. Un fabricant de batteries peut alors visualiser la charge normale, la charge à vide, les périodes de charge élevée soutenues et les pics transitoires plutôt que de concevoir à partir d'un seul numéro de plaque signalétique.

Tenir compte des pics de propulseur et des charges utiles

La consommation d'énergie moyenne détermine une grande partie de l'autonomie, mais le BMS et les cellules doivent tolérer le courant demandé au moment le plus difficile de la mission.

Prenons l'exemple d'un ROV d'inspection qui navigue avec une poussée modeste la plupart du temps, mais qui doit parfois résister au courant tout en faisant fonctionner un manipulateur. La batterie peut avoir suffisamment de wattheures pour plusieurs heures de fonctionnement moyen, tout en atteignant une limite de courant lorsque la demande de propulsion et d'outillage culmine simultanément.

La revue de conception doit donc définir :

courant continu maximum + courant de pointe attendu + durée de pointe

Ces valeurs affectent les cellules, le BMS, les jeux de barres internes, les connecteurs, les câbles, les fusibles et le comportement thermique du pack complet.

La même logique s'applique au chargeur. Une batterie LiFePO4 haute capacité ne prend pas automatiquement en charge le courant de charge souhaité ; le système de charge doit rester dans les limites de charge spécifiées de la batterie et dans la logique BMS.

Ajouter l'énergie utilisable, la température et la marge de vieillissement

Les wattheures indiqués sur la plaque signalétique ne doivent pas être traités comme une énergie de mission garantie.

La quantité utilisable peut être affectée par les seuils de protection de la batterie, l'efficacité de conversion, la température de fonctionnement, le vieillissement des cellules, le niveau de courant et la réserve que l'opérateur choisit de maintenir pour la récupération.

Au lieu d'appliquer un pourcentage universel à chaque batterie de ROV, les ingénieurs devraient établir une marge par rapport au risque de mission et valider le comportement du système. Un véhicule d'inspection en eau peu profonde qui peut être récupéré facilement ne nécessite pas nécessairement la même philosophie de réserve qu'un déploiement offshore difficile.

Les spécifications des batteries doivent également utiliser des limites environnementales réalistes. Si un projet doit fonctionner ou charger à des températures en dehors de la plage validée d’un pack standard, cette exigence appartient aux spécifications de la batterie avant que la conception du boîtier et du BMS ne soit finalisée.

Comment la batterie MANLY peut-elle prendre en charge une architecture de batterie ROV personnalisée ?

La batterie MANLY peut utiliser les batteries existantes Batterie robotique LiFePO4 plates-formes comme points de départ électriques pour les projets OEM de robots sous-marins. La batterie finale du ROV doit encore être conçue en fonction de la tension, du courant, de l'enveloppe mécanique, de la méthode de charge, des communications, de l'environnement d'exploitation et de l'enceinte sous pression du véhicule.

Une batterie de robot standard classée IP ne doit pas être représentée comme une batterie sous-marine classée en profondeur. La CEI 60529 définit les classifications de protection contre la pénétration des boîtiers ; il ne certifie pas en soi une enceinte pour une profondeur d'exploitation sous-marine spécifiée ou une pression hydrostatique externe.

Batterie robot 24 V 30 Ah LiFePO4 comme base de référence électrique compacte

Batterie robot MANLY 24V 30Ah LiFePO4

Paramètres de base : 25,6 V nominal, 30 Ah, 768 Wh, décharge continue 30 A, crête 60 A pendant 1 à 3 secondes, bus RS485/RS232/CAN en option, configuration standard IP65.

La principale raison d’envisager cette plate-forme lors des premières conceptions électriques du ROV n’est pas simplement sa capacité de 30 Ah. La combinaison de 768 Wh d'énergie stockée et de limites de courant continu et de courte durée clairement définies fournit à une équipe d'ingénierie suffisamment d'informations pour comparer le pack avec une trace de puissance préliminaire de la mission.

Avec une décharge continue de 30 A, l'architecture électrique peut être vérifiée par rapport à une demande soutenue du propulseur et de l'électronique ; le pic court de 60 A fournit une référence distincte pour la charge transitoire. MANLY prend également en charge les dimensions personnalisables, les matériaux du boîtier, les connexions de sortie et la communication en option, permettant à un projet OEM d'intégrer l'état de la batterie et les données de contrôle plutôt que de traiter le pack comme un boîtier d'alimentation isolé.

Cependant, pour un projet ROV, IP65 ne constitue pas une spécification de profondeur sous-marine. Cette plate-forme est logique en tant que référence électrique et BMS lorsqu'un projet nécessite une batterie LiFePO4 compacte de classe 24 V, tandis que le boîtier sous-marin fini, les connecteurs, la tolérance de pression, le chemin thermique et la validation au niveau du véhicule sont conçus pour la profondeur requise.

Batterie de robot LiFePO4 48 V 60 Ah comme référence à énergie plus élevée

Batterie robot MANLY 48V 60Ah LiFePO4

Paramètres de base : 51,2 V nominal, 60 Ah, 3 072 Wh, décharge continue de 60 A, crête de 90 A en moins d'une seconde ; Les configurations ABS/IP67 et métal/IP65 sont répertoriées.

À 3 072 Wh, cette plate-forme fournit quatre fois l'énergie nominale stockée de la plate-forme 768 Wh 24 V tout en faisant passer le véhicule à une architecture électrique de classe 48 V. L'importance pratique ne réside pas seulement dans une durée de fonctionnement théorique plus longue : pour la même puissance électrique, une tension système plus élevée peut réduire le courant sur le système de distribution côté batterie, en fonction de l'architecture réelle du véhicule et de la conception du convertisseur.

La spécification publiée prend en charge une décharge continue de 60 A et un pic de 90 A en moins d'une seconde. Deux configurations de boîtier sont répertoriées : une version ABS d'environ 24 kg classée IP67 et une version métallique d'environ 26 kg classée IP65. Des connecteurs de communication et configurables en option sont également disponibles.

Ces distinctions donnent aux OEM des points de départ utiles pour les études de packaging et de budget énergétique. Ils ne remplacent pas la validation sous-marine. Une application ROV 48 V nécessite toujours un boîtier et une interface électrique conçus pour la profondeur d'immersion, la pression, la flottabilité, le transfert de chaleur, le système de connecteur et la procédure de service prévus.

Le BMS, les communications et le boîtier sous-marin doivent être conçus ensemble

Un pack ROV personnalisé est un projet d’intégration de système, pas simplement une version étanche d’une batterie du catalogue.

MANLY Battery prend en charge la personnalisation OEM de la tension, de la capacité, du courant, des dimensions, des connecteurs, de la configuration du boîtier et des interfaces de communication. Ses plates-formes robotisées incluent des options CAN Bus, RS485 et RS232, permettant à la batterie d'échanger des données avec un contrôleur de véhicule lorsque le projet l'exige.

Ces données peuvent être utilisées pour concevoir des fonctions autour de l'état de charge, de la température, de la tension, du courant, des alarmes et de la logique de charge, en fonction de la mise en œuvre finale du BMS.

Pour une plateforme sous-marine, le fabricant de batteries et l'équipe d'ingénierie du ROV doit définir au moins :

• tension de fonctionnement et maximale ;
• wattheures de mission ;
• courant continu et transitoire ;
• dimensions de l'emballage et limites de masse ;
• Seuils de protection BMS ;
• protocole de communication ;
• interface de chargeur ;
• exigences en matière de connecteurs et de câblage ;
• températures de fonctionnement et de charge ;
• exigences en matière d'enceinte et de pression ;
• exigences de transport et de qualification des produits.

La qualification en matière de transport et la qualification sous-marine doivent rester distinctes. Aux États-Unis, la PHMSA déclare que les piles et batteries au lithium proposées au transport doivent être d'une conception ayant réussi les tests UN 38.3 applicables, tandis que la tolérance à la pression et la validation des systèmes sous-marins traitent différents dangers.

Pour un OEM recherchant un configurable Batterie LiFePO4, cette séparation est utile : les performances électriques, la conformité du transport, la protection contre la pénétration et la conception de la pression sous-marine peuvent être spécifiées et validées comme des exigences distinctes plutôt que d'être regroupées dans une seule allégation de “ batterie étanche ”.

Quand une architecture de puissance hybride pour ROV a-t-elle plus de sens ?

Une architecture hybride devient utile lorsque la charge de mission moyenne, les brefs pics de puissance, la durée d'exécution et les besoins de récupération ne peuvent pas être gérés efficacement par un seul chemin d'alimentation.

La mise en œuvre exacte varie. L'énergie de surface peut supporter la charge de base tandis qu'une batterie embarquée amortit la demande transitoire, ou une longe peut fournir une puissance de charge limitée tandis que la batterie reste la principale source de propulsion.

Alimentation de surface assistée par batterie

Une approche hybride consiste à dimensionner le chemin d'alimentation d'attache en fonction d'une partie stable ou prévisible de la demande du véhicule tout en utilisant le stockage embarqué pour prendre en charge de courts événements à forte charge.

La valeur technique est simple : l'attache n'a pas nécessairement besoin de supporter chaque pointe instantanée de propulsion ou d'outillage si la batterie et l'électronique de puissance sont conçues pour absorber la différence.

Ce concept montre également pourquoi le courant de crête ne doit pas être confondu avec la puissance moyenne de mission. Un véhicule peut consommer en moyenne quelques centaines de watts lors d'une inspection, mais en exiger beaucoup plus lors d'une brève manœuvre.

Les architectures électriques des ROV commerciaux démontrent déjà que différentes sources peuvent alimenter un système électrique embarqué commun. Une architecture modulaire VideoRay documentée, par exemple, prend en charge une alimentation longue durée ainsi que des sources de batterie embarquées redondantes de 48 V alimentant le réseau électrique régulé du véhicule.

Charge d'attache pendant les périodes de charge inférieure

Une deuxième approche utilise l’attache pour envoyer moins de puissance que ce dont le ROV pourrait avoir besoin à pleine charge. Lorsque la consommation du véhicule tombe en dessous de l'alimentation d'attache disponible, l'énergie excédentaire peut être dirigée vers le chargement de la batterie embarquée si le chargeur et le BMS sont conçus pour ce mode de fonctionnement.

Cette idée apparaît à plusieurs reprises dans les discussions sur l'ingénierie des ROV, car elle peut prolonger la durée de la mission sans forcer l'attache à transporter en permanence le courant maximal du propulseur. Les utilisateurs demandent spécifiquement si une batterie embarquée peut rester connectée tout en recevant une charge de la surface, ce qui montre que le partage d'énergie et le comportement de charge en cours de fonctionnement sont de véritables problèmes de conception plutôt que des sujets purement théoriques de diffusion.

La mise en œuvre n’est pas aussi simple que de connecter un câble de chargeur. Les ingénieurs doivent tenir compte de la puissance du chargeur, des limites de charge de la batterie, du comportement de charge simultanée, de la logique BMS, de la chute de tension des câbles, de la stratégie de mise à la terre ou d'isolation, et de ce qui se passe lorsque la demande du ROV dépasse l'offre d'attache.

Redondance et alimentation de récupération sécurisée

Une batterie embarquée peut également remplir un rôle plus restreint : maintenir en vie des systèmes sélectionnés après la perte du chemin principal d’alimentation en surface.

La charge de secours requise peut inclure l'électronique de contrôle, les communications, la navigation ou un autre sous-système critique pour la récupération plutôt que tous les propulseurs et charges utiles. Cette distinction peut réduire la quantité d’énergie qui doit être transportée à bord.

La redondance doit toujours être conçue autour de cas de défaillance définis. Une batterie ne garantit pas automatiquement la récupération après une panne d'attache ou de véhicule. La conception doit définir quel équipement reste alimenté, comment le ROV détecte la panne, combien de temps une alimentation de secours est requise et quelle action de récupération est physiquement possible.

Pour les projets OEM de batteries MANLY, une logique BMS personnalisée et des interfaces de communication peuvent être spécifiées autour du rôle prévu du pack, que la conception nécessite une énergie de propulsion primaire, un support de pointe ou une fonction d'énergie de secours dédiée.

Batterie ROV ou alimentation de surface : un cadre décisionnel mission par mission

L'architecture doit suivre la mission. Commencez par la durée de fonctionnement, la longueur de l'attache, les conditions actuelles, la puissance de la charge utile, la mobilité, l'équipement de support et la stratégie de récupération ; puis concevez le Batterie pour ROV ou un système d'énergie de surface autour de ces exigences.

Inspections mobiles courtes et déploiements à distance

L’alimentation par batterie embarquée est particulièrement intéressante lorsque l’équipe doit transporter le ROV vers un emplacement éloigné, le lancer rapidement et éviter les générateurs ou une console de surface à haute puissance.

Des exemples typiques incluent l'inspection de la coque, l'inspection des réservoirs ou des réservoirs, les contrôles en aquaculture, l'observation de sites confinés et les tâches de recherche de courte durée.

Une attache plus légère qui transporte principalement les communications plutôt que la puissance de propulsion peut réduire la manipulation et la traînée des câbles. Le compromis est un budget énergétique limité, le calendrier de la mission doit donc inclure l'énergie de réserve et soit la charge, soit le remplacement de la batterie.

Pour un programme OEM, un personnalisé compact Batterie LiFePO4 peut être conçu en fonction de l'enveloppe réelle du véhicule, du profil actuel et de la procédure de redressement planifiée plutôt que de maximiser la capacité au détriment du véhicule complet.

Inspection de longue durée, outillage et maintien en poste

La puissance de surface devient impérieuse lorsque s’arrêter pour changer les piles interromprait le travail lui-même.

L'inspection des pipelines, l'observation prolongée, les longues sessions de formation, l'outillage ou le maintien en poste prolongé peuvent imposer une demande d'énergie soutenue au véhicule. Oceanbotics positionne son système d'alimentation de dessus 400 V CC pour ce type de fonctionnement continu sans échange de batterie à bord.

La bonne question d’ingénierie n’est alors pas simplement “ Combien de temps peut-il fonctionner ? ” mais “ Le système d'attache et de conversion de puissance peut-il fournir la puissance continue et maximale requise à la longueur déployée ? ”

La résistance d'attache, la section du conducteur, la capacité du convertisseur, l'alimentation en surface, les limites thermiques et la protection électrique doivent tous rester à l'intérieur de leur enveloppe de conception.

Missions approfondies, à long terme ou mixtes

Les missions plus longues ou plus complexes devraient être évaluées au niveau du système plutôt que d’être automatiquement attribuées à l’alimentation par batterie ou par surface.

Les longues attaches augmentent l’importance de la traînée hydrodynamique et de la perte de transmission de puissance. La transmission haute tension peut réduire les pertes de courant et de conducteurs, mais elle introduit des exigences de conversion, d'isolation, de connecteur et de protection. Une batterie embarquée évite la transmission de la puissance de propulsion via le câble d'attache, mais l'énergie stockée et l'emballage du véhicule deviennent des variables limitantes.

Les missions mixtes peuvent donc justifier une troisième voie : utiliser l’énergie embarquée, l’énergie de surface, ou les deux dans des proportions adaptées à la trace de puissance réelle.

La sélection finale devra répondre à cinq questions :

1. Combien de wattheures la mission prévue nécessite-t-elle ?
2. Quelles sont les charges maximales continues et de courte durée ?
3. Quelle quantité d’attache le véhicule peut-il tolérer sur le plan hydrodynamique ?
4. Quelle infrastructure de surface l’équipe d’exploitation peut-elle déployer de manière réaliste ?
5. Que se passe-t-il lorsque le chemin d’alimentation principal est interrompu ?

Une fois ces réponses connues, la tension de la batterie, la capacité, le courant de décharge, les conducteurs d'attache, les convertisseurs, le matériel de charge et la communication BMS deviennent des résultats techniques plutôt que des suppositions.

FAQ

Une batterie de ROV peut-elle être chargée via l'attache pendant que le ROV est en fonctionnement ?

Oui, un système correctement conçu peut utiliser l’alimentation d’attache pour supporter les charges du véhicule et charger une batterie embarquée lorsque la puissance d’entrée disponible dépasse la consommation de courant. Le chargeur, le BMS, la limite de courant de charge de la batterie, la chute de tension d'attache et l'architecture d'isolation doivent tous prendre en charge un fonctionnement simultané. Cette approche peut prolonger l'endurance sans nécessiter que l'attache supporte chaque pic de propulsion, mais elle nécessite une conception délibérée de gestion de l'énergie plutôt qu'une connexion directe au chargeur.

Un ROV alimenté par batterie a-t-il toujours besoin d'une attache ?

Souvent, oui. Le déplacement de l’énergie de propulsion à bord ne supprime pas nécessairement le besoin de communications, de vidéo, de télémétrie, de récupération physique ou d’autres fonctions d’attache. Les ROV commerciaux alimentés par batterie peuvent donc utiliser une attache plus fine, car celle-ci n'a pas besoin de transporter de puissance de propulsion. Deep Trekker utilise spécifiquement des batteries embarquées pour réduire le diamètre de l'attache et la traînée associée.

Pourquoi certains ROV envoient-ils des centaines de volts via le câble d'attache ?

Une tension plus élevée réduit le courant nécessaire pour transmettre une quantité de puissance donnée. Un courant plus faible réduit les pertes de conducteurs I²R et peut réduire la quantité de cuivre nécessaire dans une longue attache. Les systèmes ROV commerciaux d'Oceanbotics et VideoRay utilisent des architectures d'attache de 400 V CC et convertissent l'énergie selon les besoins à bord. Les systèmes haute tension nécessitent également une isolation, des connecteurs, une surveillance et une protection appropriés.

Une batterie IP67 est-elle automatiquement adaptée à un ROV sous-marin ?

Non. IP67 est une classification de protection contre la pénétration d'un boîtier, et non une certification selon laquelle une batterie peut résister à une pression hydrostatique sous-marine spécifiée ou fonctionner à une profondeur océanique particulière. La norme CEI 60529 couvre la protection des boîtiers contre l'accès, les solides et la pénétration d'eau. Une batterie ROV a toujours besoin d’une validation de pression, de connecteur, d’étanchéité, thermique et de système complet pour sa profondeur prévue.

Quelles informations un OEM doit-il fournir à un fabricant de batteries pour un pack ROV personnalisé ?

Indiquez la tension nominale et maximale, les wattheures de mission, le courant continu, le courant de crête et la durée, la méthode de charge, les dimensions disponibles, la masse cible, les connecteurs, la communication BMS, la plage de température, l'exposition environnementale, le concept de boîtier sous pression, la procédure de service et les exigences de qualification. Un fabricant de batteries qualifié peut alors concevoir la tension, les cellules, le BMS, le câblage, les interfaces du boîtier et le comportement de charge autour du ROV plutôt que de considérer la capacité comme la seule exigence.

Conclusion

La décision la plus importante en matière de puissance du ROV se produit avant que la capacité de la batterie ne soit sélectionnée.

Un à bord Batterie pour ROV fonctionne bien lorsque la mission valorise la portabilité, la réduction de la traînée d’alimentation et le déploiement simple à distance. L’alimentation de surface convient aux opérations où la fourniture continue d’énergie l’emporte sur l’infrastructure d’attache et de surface supplémentaire. Les systèmes hybrides créent une autre voie d'ingénierie lorsque la puissance moyenne, la demande de pointe, la charge et la redondance doivent être gérées différemment.

Pour les projets OEM, les spécifications de batterie les plus utiles combinent l'énergie, le courant continu, le courant de crête, l'intégration mécanique, la communication BMS, la stratégie de charge et les exigences environnementales. Les plates-formes robotiques LiFePO4 24 V 30 Ah et 48 V 60 Ah de MANLY Battery fournissent deux lignes de base électriques existantes, tandis que la tension, la capacité, le courant, les dimensions, la communication, les connecteurs et l'intégration BMS personnalisés peuvent être développés autour du véhicule final.

Une batterie LiFePO4 personnalisée doit en fin de compte être conçue dans le cadre de l'architecture d'alimentation du ROV et non sélectionnée comme composant isolé.

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