AGV/AMR霍克充電站：傳導(dǎo)式充電裝置占比超90%
2023-08-30 來自: 王澤龍 182 1045 0914
AGV/AMR霍克充電站：傳導(dǎo)式充電裝置占比超90%
充電裝置(Charging device)是指能夠滿足工業(yè)應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人充電功能的相關(guān)裝置。
現(xiàn)階段，在尚且不能大幅提高電池容量下，AGV/AMR的充電方式正在不斷革新，成為AGV/AMR長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航工作的關(guān)鍵，也成為AGV/AMR高效率作業(yè)的關(guān)鍵。
按充電時(shí)間可分為：隨機(jī)充電和全周期充電
隨機(jī)充電即在AGV的各停泊站，無時(shí)間限制地隨時(shí)充電。如果有較多的充電點(diǎn)，保證AGV在工作過程中損耗的電能得到及時(shí)的補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的淺充淺放，將極大的延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，且可減小所需蓄電池的容量。
全周期充電則要求AGV退出服務(wù)并進(jìn)入指定的充電區(qū)且當(dāng)蓄電池電荷降至指定范圍時(shí)方可進(jìn)行充電。也有的AGV采用上述兩種相結(jié)合的充電方式。
按充電區(qū)域可分為：在線充電和離線充電
在線充電即AGV不駛離工作線路，不需要專門的時(shí)間進(jìn)行充電。而是利用工作過程中短暫的停駐時(shí)間進(jìn)行充電。這種完全利用碎片時(shí)間，不占用工作時(shí)間的充電方式實(shí)際上就是隨機(jī)充電的延伸。只是把充電站點(diǎn)嵌入到AGV的工作流程中，更進(jìn)一步的提升AGV的工作效率。
離線充電即AGV退出服務(wù)，駛?cè)氤潆妳^(qū)或?qū)ｉT的充電臺(tái)位進(jìn)行充電。在物流運(yùn)輸工作中節(jié)奏遲緩、工作量并不大的環(huán)境下，這類方法使用的尤其多。
按操作方法分類可分為：手動(dòng)、換電池和自動(dòng)充電
當(dāng)AGV電力不足時(shí)，由地面控制中心指揮，駛向指定充電區(qū)或臺(tái)位，由專職人員手動(dòng)完成AGV與充電器之間的電器連接，然后實(shí)施充電。完成后也是人工去脫離連接電路恢復(fù)工作狀態(tài)。手動(dòng)充電AGV的特點(diǎn)是安全可靠，簡(jiǎn)單易行，設(shè)備成本較低。常用于自動(dòng)化程度要求不是很高，車少人多，標(biāo)準(zhǔn)工作制的場(chǎng)合。且為保證AGV的續(xù)航能力需要配備較大容量的電池。無法實(shí)現(xiàn)AGV全天24小時(shí)連續(xù)工作。
更換電池充電即當(dāng)AGV電力不足時(shí)，由專職人員手動(dòng)更換電池組，AGV即可投入使用。換下的電池組通過充電后待用。其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單快捷，可實(shí)現(xiàn)AGV全天24小時(shí)連續(xù)工作。但需多一倍的電池組，成本高且方式原始。常用于對(duì)工作響應(yīng)的及時(shí)性要求較高、車不足的場(chǎng)合。以上兩種方式都需要專人看管，浪費(fèi)人力，而且自動(dòng)化程度降低。一旦漏充，就會(huì)造成AGV無法工作。
值得注意的是，伴隨著行業(yè)的發(fā)展，為了進(jìn)一步提高AGV的使用效率，縮短充電換電時(shí)間，業(yè)內(nèi)也有企業(yè)推出了自動(dòng)換電裝置。以?？低曂瞥龅腁GV快換裝置為例，自動(dòng)換電站采用模塊化設(shè)計(jì)，由換電倉(cāng)及電池倉(cāng)兩部分組成，可快速完成移動(dòng)機(jī)器人電池的自動(dòng)更換，全程無需人工干預(yù)，相比原先機(jī)器人充電需要1.5h，自動(dòng)換電只需2min。更值得一提的是，換電過程中，機(jī)器人不斷電，可保持與上層系統(tǒng)正常通信。換電完成后即回歸工作崗位，業(yè)務(wù)無需間斷。
自動(dòng)充電即當(dāng)AGV需要補(bǔ)充電力時(shí)，會(huì)自動(dòng)報(bào)告并請(qǐng)求充電，由地面控制中心指揮，駛向指定充電區(qū)或臺(tái)位，車載充電連接器與地面充電系統(tǒng)自動(dòng)連接并實(shí)施充電。充電完成后AGV小車自動(dòng)脫離充電系統(tǒng)，駛向工作區(qū)或待命區(qū)投入正常運(yùn)行。自動(dòng)充電AGV適用于工作周期長(zhǎng)，車多人少，自動(dòng)化程度高的場(chǎng)合。
在線自動(dòng)充電目前有兩種，一類是側(cè)邊電池充電，另一類是充電電極朝下地面電池充電。
在線自動(dòng)充電兩類方式優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比
按充電器電氣連接方法分為：接觸式充電和無線充電
接觸式充電即所有充電回路需要用電纜和充電觸頭將車輛與供電系統(tǒng)連接，以便可以直接對(duì)其進(jìn)行充電。接觸式充電可提供較大的充電電流，以實(shí)現(xiàn)快速充電。目前是離線充電的首選方式。但其不適用于頻繁的隨機(jī)充電，且存在充電觸頭磨損，需要定期更換。并可能在充電過程中產(chǎn)生火花，存在安全隱患。另外因?yàn)槌潆娪|頭系暴露部件，無法在低溫凝露、潮濕、易燃易爆等環(huán)境下正常工作。
無線充電即非接觸充電裝置，不需要用電纜將車輛與供電系統(tǒng)連接，它拋棄了充電觸頭，充電器及用電的裝置都可以做到無導(dǎo)電接點(diǎn)外露。無線充電技術(shù)使充電端與AGV儲(chǔ)能系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)電氣隔離，從根本上消除直插式充電方法帶來的弊端。更加安全，適用性更廣?，F(xiàn)階段的AGV無線充電產(chǎn)品因其技術(shù)復(fù)雜，成本較高，目前在整個(gè)行業(yè)應(yīng)用很少。
無線充電主要方式
當(dāng)前，移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)采用的充電方式以自動(dòng)充電為主，充電裝置以傳導(dǎo)式充電裝置為主，其市場(chǎng)占比超過90%。根據(jù)CMR產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)，新戰(zhàn)略移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所統(tǒng)計(jì)，2022年AGV/AMR行業(yè)傳導(dǎo)式充電裝置出貨約17500套，市場(chǎng)規(guī)模約1.25億元。
傳導(dǎo)式充電即接觸式充電，所有的充電電路都是需要通過電纜以及充電觸點(diǎn)的連接來將車輛連接到電源系統(tǒng),這樣便可直接充電。接觸式充電也分為兩種，一種是傳統(tǒng)的刷板刷塊式，另一種是插針式，前者多應(yīng)用于重載和叉車型AGV，而插針形式多見于Kiva類倉(cāng)儲(chǔ)AGV。此前，刷板刷塊式是市場(chǎng)主流的技術(shù)方式，但目前插針式充電技術(shù)應(yīng)用已越來越廣泛，大有趕超之勢(shì)。
整體來看，AGV/AMR充電技術(shù)正處在不斷創(chuàng)新的階段，致力于AGV/AMR充電技術(shù)的企業(yè)也迎來百花齊放的時(shí)期。新充電方式的出現(xiàn)也并不意味著傳統(tǒng)充電方式要被淘汰，各種充電方式適配的AGV/AMR和應(yīng)用場(chǎng)景各不相同，AGV充電解決方案商們通過不同選型的產(chǎn)品為廠商提供最佳充電方式。但無論哪種形式，高效持久的充電方案一直為行業(yè)所關(guān)注，也是未來企業(yè)需要重點(diǎn)突破的方向。
未來，充電技術(shù)將朝著以下三個(gè)方向發(fā)展。
充電接口、充電部件等標(biāo)準(zhǔn)化：充電裝置的主要部件采用模塊化設(shè)計(jì)，通過簡(jiǎn)單的方式能夠?qū)崿F(xiàn)擴(kuò)容的需求，也能大大縮短維護(hù)和保養(yǎng)的時(shí)間。充電連接器要在更小尺寸中傳輸更大的電流，同時(shí)確保連接安全可靠。充電裝置能夠一臺(tái)主機(jī)與多個(gè)對(duì)接裝置連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)充電，組合靈活方便，對(duì)場(chǎng)地和空間的利用更加高效。
快充技術(shù)發(fā)展：更短充電時(shí)間，更大的充放比成為移動(dòng)機(jī)器人需求重點(diǎn)，充電裝置的核心-充電模塊在輸出穩(wěn)定性、保護(hù)功能、轉(zhuǎn)換效率等方面具有更高的要求，充電模塊采用冗余方式，滿足更大容量電池的快充需要。
多維度安全互聯(lián)、數(shù)據(jù)互通：隨著5G通訊的發(fā)展和覆蓋，通過開發(fā)高效、可靠、準(zhǔn)確的云平臺(tái)，對(duì)于安全有效的電池管理和控制非常重要;可以將多方的數(shù)據(jù)進(jìn)行互通和共享，包括移動(dòng)機(jī)器人本體、充電站、管理終端等進(jìn)行安全互聯(lián)。