AGV/AMR霍克充電站：傳導(dǎo)式充電裝置占比超90%
2023-08-30 來(lái)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(wú)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(guò)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(zhuān)門(mén)的時(shí)間進(jìn)行充電。而是利用工作過(guò)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(mén)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(lèi)方法使用的尤其多。
按操作方法分類(lèi)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(zhuān)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(chē)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(wú)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(zhuān)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(guò)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(chē)不足的場(chǎng)合。以上兩種方式都需要專(zhuān)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(wú)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。以海康威視推出的AGV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(wú)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(guò)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(wú)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(chē)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(chē)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(chē)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(lèi)是側(cè)邊電池充電，另一類(lèi)是充電電極朝下地面電池充電。
在線自動(dòng)充電兩類(lèi)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(wú)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(chē)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(guò)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(wú)法在低溫凝露、潮濕、易燃易爆等環(huán)境下正常工作。
無(wú)線充電即非接觸充電裝置，不需要用電纜將車(chē)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(wú)導(dǎo)電接點(diǎn)外露。無(wú)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(lái)的弊端。更加安全，適用性更廣。現(xiàn)階段的AGV無(wú)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(wú)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(guò)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(guò)電纜以及充電觸點(diǎn)的連接來(lái)將車(chē)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(chē)型AGV，而插針形式多見(jiàn)于Kiva類(lèi)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(lái)越廣泛，大有趕超之勢(shì)。
整體來(lái)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(lái)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(guò)不同選型的產(chǎn)品為廠商提供最佳充電方式。但無(wú)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(lái)企業(yè)需要重點(diǎn)突破的方向。
未來(lái)，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(guò)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(guò)開(kāi)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)。