AGV/AMR霍克充電站：傳導式充電裝置占比超90%

2023-08-30 　來自: 王澤龍 182 1045 0914

　　

　　AGV/AMR霍克充電站：傳導式充電裝置占比超90%

　　充電裝置(Charging device)是指能夠滿足工業應用移動機器人充電功能的相關裝置。

　　現階段，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長時間續航工作的關鍵，也成為AGV/AMR高效率作業的關鍵。

　　按充電時間可分為：隨機充電和全周期充電

　　隨機充電即在AGV的各停泊站，無時間限制地隨時充電。如果有較多的充電點，保證AGV在工作過程中損耗的電能得到及時的補充，實現對蓄電池的淺充淺放，將極大的延長蓄電池的使用壽命，且可減小所需蓄電池的容量。

　　全周期充電則要求AGV退出服務并進入指定的充電區且當蓄電池電荷降至指定范圍時方可進行充電。也有的AGV采用上述兩種相結合的充電方式。

　　按充電區域可分為：在線充電和離線充電

　　在線充電即AGV不駛離工作線路，不需要專門的時間進行充電。而是利用工作過程中短暫的停駐時間進行充電。這種完全利用碎片時間，不占用工作時間的充電方式實際上就是隨機充電的延伸。只是把充電站點嵌入到AGV的工作流程中，更進一步的提升AGV的工作效率。

　　離線充電即AGV退出服務，駛入充電區或專門的充電臺位進行充電。在物流運輸工作中節奏遲緩、工作量并不大的環境下，這類方法使用的尤其多。

　　按操作方法分類可分為：手動、換電池和自動充電

　　當AGV電力不足時，由地面控制中心指揮，駛向指定充電區或臺位，由專職人員手動完成AGV與充電器之間的電器連接，然后實施充電。完成后也是人工去脫離連接電路恢復工作狀態。手動充電AGV的特點是安全可靠，簡單易行，設備成本較低。常用于自動化程度要求不是很高，車少人多，標準工作制的場合。且為保證AGV的續航能力需要配備較大容量的電池。無法實現AGV全天24小時連續工作。

　　更換電池充電即當AGV電力不足時，由專職人員手動更換電池組，AGV即可投入使用。換下的電池組通過充電后待用。其特點是簡單快捷，可實現AGV全天24小時連續工作。但需多一倍的電池組，成本高且方式原始。常用于對工作響應的及時性要求較高、車不足的場合。以上兩種方式都需要專人看管，浪費人力，而且自動化程度降低。一旦漏充，就會造成AGV無法工作。

　　值得注意的是，伴隨著行業的發展，為了進一步提高AGV的使用效率，縮短充電換電時間，業內也有企業推出了自動換電裝置。以海康威視推出的AGV快換裝置為例，自動換電站采用模塊化設計，由換電倉及電池倉兩部分組成，可快速完成移動機器人電池的自動更換，全程無需人工干預，相比原先機器人充電需要1.5h，自動換電只需2min。更值得一提的是，換電過程中，機器人不斷電，可保持與上層系統正常通信。換電完成后即回歸工作崗位，業務無需間斷。

　　自動充電即當AGV需要補充電力時，會自動報告并請求充電，由地面控制中心指揮，駛向指定充電區或臺位，車載充電連接器與地面充電系統自動連接并實施充電。充電完成后AGV小車自動脫離充電系統，駛向工作區或待命區投入正常運行。自動充電AGV適用于工作周期長，車多人少，自動化程度高的場合。

　　在線自動充電目前有兩種，一類是側邊電池充電，另一類是充電電極朝下地面電池充電。

　　在線自動充電兩類方式優劣勢對比

　　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連接，以便可以直接對其進行充電。接觸式充電可提供較大的充電電流，以實現快速充電。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生火花，存在安全隱患。另外因為充電觸頭系暴露部件，無法在低溫凝露、潮濕、易燃易爆等環境下正常工作。

　　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電接點外露。無線充電技術使充電端與AGV儲能系統之間實現電氣隔離，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。現階段的AGV無線充電產品因其技術復雜，成本較高，目前在整個行業應用很少。

　　無線充電主要方式

　　當前，移動機器人行業采用的充電方式以自動充電為主，充電裝置以傳導式充電裝置為主，其市場占比超過90%。根據CMR產業聯盟數據，新戰略移動機器人產業研究所統計，2022年AGV/AMR行業傳導式充電裝置出貨約17500套，市場規模約1.25億元。

　　傳導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的連接來將車輛連接到電源系統,這樣便可直接充電。接觸式充電也分為兩種，一種是傳統的刷板刷塊式，另一種是插針式，前者多應用于重載和叉車型AGV，而插針形式多見于Kiva類倉儲AGV。此前，刷板刷塊式是市場主流的技術方式，但目前插針式充電技術應用已越來越廣泛，大有趕超之勢。

　　整體來看，AGV/AMR充電技術正處在不斷創新的階段，致力于AGV/AMR充電技術的企業也迎來百花齊放的時期。新充電方式的出現也并不意味著傳統充電方式要被淘汰，各種充電方式適配的AGV/AMR和應用場景各不相同，AGV充電解決方案商們通過不同選型的產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所關注，也是未來企業需要重點突破的方向。

　　未來，充電技術將朝著以下三個方向發展。

　　充電接口、充電部件等標準化：充電裝置的主要部件采用模塊化設計，通過簡單的方式能夠實現擴容的需求，也能大大縮短維護和保養的時間。充電連接器要在更小尺寸中傳輸更大的電流，同時確保連接安全可靠。充電裝置能夠一臺主機與多個對接裝置連接，實現對多臺移動機器人同時充電，組合靈活方便，對場地和空間的利用更加高效。

　　快充技術發展：更短充電時間，更大的充放比成為移動機器人需求重點，充電裝置的核心-充電模塊在輸出穩定性、保護功能、轉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、數據互通：隨著5G通訊的發展和覆蓋，通過開發高效、可靠、準確的云平臺，對于安全有效的電池管理和控制非常重要;可以將多方的數據進行互通和共享，包括移動機器人本體、充電站、管理終端等進行安全互聯。