Il est facile de surdimensionner une source de continuité, en coût et en encombrement, tout comme de la sous-dimensionner, ce qui entraîne un arrêt échoué. Le document B offre la voie médiane disciplinée : convertir la charge protégée et la durée de pontage requise en un budget énergétique, le minorer selon le rendement de l'onduleur, la profondeur de décharge, la température et la perte de capacité en fin de vie, choisir la chimie et la topologie sur les axes qui régissent réellement un court pontage à fort courant, et concevoir le pack et le chargeur afin que la même commutation propre soit assurée à la centième coupure comme à la première.
Le budget énergétique de pontage part des watts, non des ampères-heures. Répertoriez chaque charge protégée et sa puissance réelle – l'automate ou le contrôleur, les modules d'entrée/sortie et de communication, les bobines des contacteurs, les capteurs, l'interface opérateur ou les équipements réseau – et incluez le courant d'appel momentané de tout appareil devant démarrer durant le pontage. Multipliez la puissance cumulée par la durée de pontage requise en heures pour obtenir des wattheures, divisez par la tension du bus continu pour les ampères-heures, puis appliquez le rendement du chemin : un étage onduleur peut afficher environ 0,85 de rendement, un chemin direct à onduleur continu étant plutôt meilleur.
Le diagramme en cascade animé traite un onduleur d'instrument représentatif de 24 V supportant 60 W pendant dix minutes : 60 W fois un sixième d'heure donnent 10 Wh, soit environ 0,42 Ah à 24 V ; après division par le rendement de l'onduleur de 0,85, limitation de la profondeur de décharge, réserve d'une marge de fin de vie et ajout d'une contingence, le besoin nominal passe à environ 0,8 Ah. Le multiplicateur entre l'énergie brute et la capacité installée relève de la même discipline que pour toute fonction de secours, et est tout aussi souvent omis.
Trois détarages se composent dans un onduleur et ne doivent pas être confondus. Le courant : la capacité nominale d'une cellule est mesurée à un courant de référence modeste, tandis qu'un pontage peut décharger à C/2 ou plus vite, où la capacité utilisable est plus faible et le coude de tension arrive plus tôt. La température : le froid augmente l'impédance interne et réduit la capacité disponible, la chaleur accélère le vieillissement ; une conception pour armoire retient l'ambiance saisonnière la plus défavorable. L'âge : la capacité diminue avec les cycles et la vie calendaire, le pontage doit donc encore s'achever à la fin de vie déclarée. Intégrer les trois dans le diagramme du document B – plutôt que d'appliquer un unique « coefficient de sécurité » optimiste – est ce qui fait de la durée de pontage nominale une garantie plutôt qu'un résultat du premier jour.
Comme le pontage est court, les concepteurs ajoutent souvent une contingence définie pour un redémarrage du groupe électrogène ou une seconde tentative d'arrêt contrôlé ; cela est peu coûteux dans un petit pack et évite le pire mode de défaillance, où l'onduleur s'éteint précisément pendant l'écriture de ses données protégées.
Le tableau de bord animé ajoute le supercondensateur aux trois chimies habituelles et les évalue toutes sur le transfert en deçà d'un cycle, l'impulsion à fort courant, la vie en armoire chaude, le cyclage après des coupures répétées et le rapport qualité-prix. Le plomb-acide est peu coûteux mais limité en courant et en température et se dégrade en cyclage peu profond. Le lithium est performant en courant et en poids mais nécessite une électronique de protection et entraîne des contraintes de transport. Les supercondensateurs sont inégalés sur la durée de vie en cycles et le transfert instantané, mais ne conservent que quelques secondes d'énergie et se déchargent sur plusieurs jours.
Le NiMH occupe le centre pratique pour les pontages de l'ordre de la minute : suffisamment à fort courant et basse impédance pour une commutation propre et un rail de tension stable, tolérant aux cycles peu profonds répétés, bien meilleur que le plomb-acide dans le froid, intrinsèquement sûr dans sa chimie aqueuse et exempt des contraintes d'expédition du lithium. Le message d'ingénierie clair est d'adapter le stockage à la durée du pontage – supercondensateurs pour le maintien sous la seconde, NiMH pour une continuité de quelques secondes à plusieurs dizaines de minutes, chimies plus grandes pour une autonomie de l'heure.
Les classes VFD, VI et VFI de la norme IEC 62040-3 imposent des exigences différentes au stockage. Une unité de veille passive VFD nécessite une batterie acceptant une charge en échelon soudaine après un transfert de quelques millisecondes ; une unité ligne interactive VI ajoute un régulateur automatique de tension qui traite les creux de tension sans solliciter la batterie, la réservant aux véritables coupures ; une unité à double conversion VFI maintient la batterie en flottement sur le bus continu en permanence, où la discipline de charge flottante est primordiale. Pour les instruments natifs au continu, un onduleur continu selon IEC 62040-5 soutient le rail 24 V directement, évitant les pertes de l'onduleur et convenant particulièrement bien aux chaînes NiMH à fort courant.
Choisir la topologie en premier précise si le pack voit des charges en échelon occasionnelles (VFD/VI) ou un flottement permanent (VFI/bus continu), ce qui définit à son tour le régime de charge d'entretien et l'environnement thermique attendu – les données nécessaires au dimensionnement du pack.
Pour une source de pontage, le format de cellule doit favoriser la puissance : les conceptions d'électrodes sub-C et autres à fort courant fournissent un courant soutenu avec un creux de tension moindre que les cellules AA optimisées en énergie de même capacité nominale. Le nombre de cellules en série fixe la tension du bus – vingt cellules pour un rail nominal de 24 V, dix pour 12 V – et une sélection par lots appariés maintient le coude uniforme afin qu'aucune cellule faible ne s'inverse lors de la décharge à fort courant. Des languettes nickel soudées, un support rigide et un PTC ou fusible thermique intégré conviennent à l'environnement de vibrations et de courant de défaut d'une armoire industrielle, tandis qu'une thermistance permet au chargeur de s'adapter à la température de l'armoire.
Le pack doit aussi être une unité définie et remplaçable, étiquetée avec la plage de charge protégée et la durée de pontage qu'il prend en charge, afin qu'un ingénieur de maintenance puisse vérifier le secours dans le cadre du test de vérification périodique de l'instrument plutôt que de découvrir son état lors d'une coupure réelle.
Une batterie de continuité est rechargée après chaque événement et maintenue prête entre eux, aussi son chargeur détermine-t-il sa durée de vie réelle. Une charge contrôlée à courant constant ramenant le pack à plein après une coupure, suivie d'un régime d'entretien doux à C/20 ou moins – ou d'un flottement compensé en température dans une conception VFI/bus continu – évite la surcharge soutenue qui assèche une cellule aqueuse ; une réduction par thermistance protège une armoire étanche en été. Le temps de recharge doit répondre au besoin de l'application d'être prête pour la coupure suivante, ce qui, sur les réseaux sujets aux coupures, peut signifier récupérer la majeure partie de la capacité de pontage en quelques heures.
Associer cette discipline de charge à un pack NiMH à fort courant et apparié et au détarage du document B produit un petit onduleur dont la commutation est propre, dont le pontage s'achève à chaque fois, et dont le dossier de preuves – assemblé dans le document C – est simple à documenter.
Weijiang Power conçoit des packs de pontage NiMH à fort courant pour les équipementiers de petits onduleurs et d'onduleurs continus : chaînes sub-C et C dimensionnées selon votre charge protégée et votre durée de pontage avec détarage complet en courant, température et fin de vie, cellules appariées basse impédance pour une commutation propre VFD/VI/VFI, charge prête pour thermistance pour armoires étanches, et documentation IEC 61951-2, IEC 62133-1 et UN 38.3. Envoyez votre liste de charges, votre intention de pontage (arrêt ou groupe électrogène) et la tension du bus pour un calcul dimensionné.
