AGV充電方式的四種形式
AGV一般是由電池作為儲能載體。過去，能夠被AGV使用的電池種類有鉛酸/純鉛、鎳氫、鎘鎳、鋰離子電池。不過出于安全性的考慮，大部分AGV產(chǎn)品使用的都是鉛酸蓄電池，AGV的續(xù)航能力也因此十分有限。
隨著儲能技術的成熟，超級電容在AGV上的應用逐步推廣。電容最大的特性是“物理線性放電”，充電效率高，使用壽命長。由于成本較高及容量因素限制，一般會與電池進行配套使用。
近年來，磷酸鐵鋰和三元電池因體積小、續(xù)航高正在不斷取代傳統(tǒng)的鉛酸電池。因此，現(xiàn)階段主流應用在AGV小車上的是以磷酸鐵鋰、三元電池等組成的車載蓄電池組。AGV小車在運行過程中的所有能耗均由這些車載蓄電池組提供，常采用24V或48V直流工業(yè)蓄電池電能為動力。運行時，蓄電池組電壓會逐漸降低，電池儲存的電能逐漸減少，因此，在循環(huán)運行過程中需要補充電能。
在尚且不能大幅提高電池容量下，AGV的充電方式正在不斷革新，成為AGV長時間續(xù)航工作的關鍵，也成為AGV高效率作業(yè)的關鍵。當前，AGV的充電方式主要分為換電池充電、手動充電、自動充電及無線充電四種形式：
換電池充電：
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，但要專人看管，需多一倍的電池組，浪費人力財力，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。
手動充電：
當AGV電力不足時，由地面控制中心指揮，駛向指定充電區(qū)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(tài)。手動充電AGV的特點是安全可靠，簡單易行，但需要專人看管，浪費人力，而且自動化程度降低。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，如白天上班8 小時使用AGV，下班休息時讓AGV充電，適用于酸性常規(guī)電池。
自動充電：
自動充電分為自動在線充電與自動離線充電兩種方式，自動在線充電即AGV小車在日常任務實施中依據(jù)生產(chǎn)制造節(jié)奏，使用時間間隔，根據(jù)操作系統(tǒng)自行挑選電池充電。這種方式很大程度的增加了使用率，現(xiàn)階段尤其是伴隨鋰電池的使用，很多的客戶挑選這類電池充電方法。要指出的是，在線極速充電目前有兩種，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，地面快充的優(yōu)勢是不容易影響附近裝配工人，缺點則要挖管溝、排線，重新修改則繁雜一些;而側邊充電恰好相反，它具有協(xié)調(diào)能力，出故障便捷排查、更換電池充電位置，具有更好的協(xié)調(diào)能力。自動離線充電則是在AGV小車日常任務完成后，或是要相隔一段時間才有新日常任務時，待機之時會全自動挑選充電直到充滿;在物流運輸工作中節(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。
無線充電：
值得注意的是，隨著AGV智能化水平越來越高，越來越多無線充電產(chǎn)品被應用在各個品類的AGV中。AGV無線充電最大的優(yōu)勢在于無裸露電極，充電更安全，無需精確對準，充電成功率更高。這類充電方式常用于滿足更多柔性化場景自主移動機器人上。
快速發(fā)展——AGV充電技術的不斷革新
AGV充電技術正處在不斷創(chuàng)新的階段，致力于AGV充電技術的企業(yè)也迎來百花齊放的時期。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AGV為廠商提供最佳充電方式，AGV廠商則通過后臺調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)需要充電的AGV數(shù)量選擇充電方式，當需要充電的AGV數(shù)量大于設定值時，采用優(yōu)先級的調(diào)度方式。
表：AGV充電技術品牌商（本表粗略統(tǒng)計，如有未完善之處，請指正?。?/div>
AGV充電機迎來變革
充電機充電作為AGV主流充電方式，也越來越向智能化發(fā)展。無論是提高效率還是調(diào)整與AGV適配度，企業(yè)在AGV充電機上做出更多創(chuàng)新性的解決方案來適應AGV的蓬勃發(fā)展。
太行佳信：為AGV企業(yè)提供超4000套充電機
新鄉(xiāng)市太行佳信電氣技術有限公司成立于2003年，是國家高新技術企業(yè)，也是“蛟龍”號和“深海勇士”號載人潛水器的參研參試單位。太行佳信是最早一批為AGV廠商提供充電解決方案的企業(yè)之一，到目前為止，太行佳信已為AGV制造商和AGV系統(tǒng)用戶提供過4000臺套公司生產(chǎn)的AGV智能充電機等產(chǎn)品。截止2019年底的不完全統(tǒng)計，仍在運行且使用壽命超過十五年的太行佳信AGV智能充電機有50多臺。
1998年，太行佳信技術團隊主要成員率先在國內(nèi)實現(xiàn)AGV智能充電站國產(chǎn)化開發(fā)與設計， 為AGV提供電源系統(tǒng)全面解決方案。太行佳信成立以來，不斷進行產(chǎn)品的開發(fā)與升級，針對不同類型的蓄電池，可編程多種充電模式，滿足各類蓄電池的充電要求。充電機與蓄電池及AGV系統(tǒng)可采用開關量無源點、RS485總線、無線通信等多種通訊模式，實時記錄充電機的狀態(tài)及各項參數(shù)，供用戶查詢。
目前，太行佳信產(chǎn)品覆蓋AGV用各類蓄電池組及電池管理系統(tǒng)、智能快速充電站、蓄電池活化裝置、各類充電器、容量表、充電對接裝置、車載DC/DC變換器、車載DC/AC逆變器等產(chǎn)品。為國內(nèi)外多家AGV廠商及用戶提供智能充電站上千臺，運行現(xiàn)場超過兩百個。
據(jù)悉，公司的智能充電機等相關產(chǎn)品已經(jīng)通過了CE、UL、PSB等相關認證，而其海外業(yè)務也早已經(jīng)遍布臺灣地區(qū)、歐洲、北美、南美、中東及東南亞等地區(qū)，為國內(nèi)外AGV制造商和AGV系統(tǒng)用戶提供AGV電源系統(tǒng)的一體化解決方案。
泰坦智能：一體化充電方案成AGV能源系統(tǒng)趨勢
廣東泰坦智能動力有限公司是中國泰坦能源技術集團旗下的子公司，是一家專注于為新能源工業(yè)車輛提供專業(yè)的整體能源解決方案及后臺數(shù)據(jù)服務的高科技企業(yè)。作為國內(nèi)知名的AGV充電解決方案企業(yè)，泰坦智能不但依托泰坦集團雄厚的研發(fā)技術實力，先后推出了不同型號與應用的個性化定制產(chǎn)品。更重要的是，公司一直本著 “用戶第一，客戶至上，服務為本”的企業(yè)精神，以領先的技術，優(yōu)質的服務，不斷為AG行業(yè)的進步作貢獻。
基于對國產(chǎn)AGV多樣化需求的洞察，泰坦智能先后推出了大功率高頻智能鋰電充電機系列、鉛酸智能充電機系列、側充一體充電機系列、動力電池、BMS、無線數(shù)據(jù)交換單元，為AGV提供充電、動力電池、充電接口和后臺數(shù)據(jù)管理的整體解決方案。
其中，泰坦智能自主研發(fā)AGV充電機型整體充電解決方案是通過將集成設計方法結合到AGV能源部分的黑匣子中，打造一體化的動力解決方案。這樣，什么時候該充電、怎么充、有沒有充滿、電池怎么維護都通過智能化管理系統(tǒng)與優(yōu)化設計整合來實現(xiàn)，此外泰坦智能還充分考慮了多場景多目標容量與結構優(yōu)化的設計方法，在適應性、經(jīng)濟性、技術性、可靠性方面都得到AGV本體廠商的認可。
據(jù)悉，目前該產(chǎn)品已為國內(nèi)眾多AGV頭部多家公司供貨，部分產(chǎn)品已出口到歐美和亞洲太平洋地區(qū)，市場占有率高速增長。
瑞典Micropower集團：全球AGV高頻充電機專家
瑞典Micropower集團成立于1984年，是一家擁有近40年經(jīng)驗的工業(yè)用戶充電機、鋰電池整體解決方案的專業(yè)制造商，其總部位于瑞典韋克舍（Vaxjo），自2012年開始正式進軍中國市場，并先后在美、德、中等國紛紛設立起子公司。尤其是AGV應用較為成熟的歐洲市場是最為知名的供電解決方案商之一。
Micropower專注于高頻充電機，Micropower所生產(chǎn)的充電機外形緊湊小巧，安裝簡單。比同類充電機更為輕便，覆蓋3kW~ 40 kW功率區(qū)間。充電機不僅可以通過I/O卡、CAN通信等方式實現(xiàn)AGV在線充電時的信號傳輸，同時內(nèi)置無線通信組網(wǎng)和NFC功能，可以在最短時間內(nèi)用最簡單的方法設置或管理充電機。且充電機內(nèi)置多條充電曲線，可根據(jù)不同電池類型做出完美的匹配。除常規(guī)的鉛酸電池，鋰電池，也可以為鎳鉻電池甚至超級電容充電，并且可以根據(jù)客戶技術要求為其定制充電曲線。
在功率配置不足夠的電網(wǎng)環(huán)境下，采用自帶的DPL動態(tài)分配功率功能，不僅能保證多臺充電機同時工作，而且無需人工操作即可在最快的時間內(nèi)充滿整個車隊的電池。在一些極端氣溫條件下，通過溫度補償?shù)姆绞揭材軆?yōu)化鉛酸電池的使用。
Micropower AGV充電機除標準充電模式，還支持機會充電和快速充電。使AGV實現(xiàn)不間斷作業(yè)的同時憑借自身超低故障率，真正實現(xiàn)了產(chǎn)線的自動化高效運作。據(jù)悉，Micropower的產(chǎn)品通過CE及UL雙重認證，在AGV領域成功應用于汽車及零部件、煙草、化工等行業(yè)，每年向包括AGV客戶在內(nèi)的廠商提供超50萬臺充電機。
快充方式的多樣化選擇
為取得最佳利益,如何讓AGV充電技術在能適應更多場景又不損傷儲能載體的同時快速為AGV充電，保證其高利用率，成為不少AGV廠商對充電方式選擇的新要求。國外充電方案解決商憑借先進的充電技術迅速扎根本土，響應這一需求。
法勒自動化：接觸與非接觸，快充二選一
總部位于德國北威州卡門的法勒集團是一個覆蓋全球業(yè)務的家族企業(yè)，其供電產(chǎn)品線一直保持著與時俱進創(chuàng)新速度。而近年來，法勒也在大力進軍AGV 市場，并專注于研發(fā)適用于AGV的高品質充電解決方案，如何在不損害能源系統(tǒng)的情況下為AGV小車快速充電從而提高效率，是法勒集團面向AGV時考慮的重點問題。
法勒集團的接觸式充電系統(tǒng)vCONTACTS的出現(xiàn)正是立足于這個出發(fā)點。接觸式充電系統(tǒng)組成的電池充電站可以安裝在工業(yè)生產(chǎn)過程中允許AGV暫停的任意地方，刷板安裝在地面上，或者用支架側裝在AGV運行軌道的旁邊，刷塊則安裝于車輛上。一旦AGV行駛到充電位，使得刷塊和刷板接觸，就會對AGV進行充電。板上的滑入/滑出斜面能夠幫助刷塊平穩(wěn)的駛入或駛出，安裝在刷塊上的毛刷可以掃除刷板上的殘留物,允許誤差范圍在+2mm左右。
此外，為解決不同AGV廠商的需求，法勒還推出專為AGV電池充電應用開發(fā)的非接觸式供電系統(tǒng)vPOWER-F075系列，該系列產(chǎn)品包含取電器F075和整流器RE075兩個部分，輸出電壓24V，可提供最大31.25A的充電電流為電池充電，整流器RE075配置有CANopen通訊功能，可以通過CANopen接口向AGV上的PLC傳輸狀態(tài)信息和輸出參數(shù)信息做到自主監(jiān)控，實現(xiàn)了AGV自主充電的無人化管理。
不但如此，享有全球高品質服務供電解決方案商美譽的法勒集團還提供AGV小車充電解決方案定制服務。雖是新入局的AGV充電方案解決商，但法勒的百年招牌和技術實力為其贏得一大批AGV業(yè)內(nèi)本體廠商的青睞。
史陶比爾：AGV高效充電三大制勝武器
作為全球知名的電氣連接專家，史陶比爾依托在電連接領域50多年的經(jīng)驗積累，相比市場上一些充電連接存在發(fā)熱量大，易松動，充電壽命短，容差能力弱等問題，憑借MULTILAM技術，史陶比爾的充電連接方案具有更低的接觸電阻，更大的額定電流，高抗振和抗沖擊性，使用壽命更長。
史陶比爾面向AGV行業(yè)推出了多系列的創(chuàng)新型充電解決方案，滿足從小型倉儲到大型港口AGV的不同充電需求。目前，史陶比爾集團面向AGV行業(yè)主要有以下三大產(chǎn)品：
其一是CombiTac模塊化連接器系統(tǒng)。CombiTac采用模塊化設計將各種連接類型集成在一個緊湊型框架中。得益于久經(jīng)考驗的MULTILAM技術，CombiTac可實現(xiàn)高達100,000次插拔壽命和400A的額定電流，具有連接高效穩(wěn)定，接觸電阻低，抗沖擊性和抗震性好特點，其模塊化結構也更易于再配置和維護。據(jù)悉，目前國內(nèi)多家知名倉儲AGV企業(yè)已經(jīng)采用CombiTac作為充電解決方案。
其二是大容差充電連接器。大容差充電連接器是基于CombiTac而設計開發(fā)的產(chǎn)品，除了擁有與CombiTac相配合的特性外，其最主要額作用在于容差設計(±15mm，±5°)可以覆蓋AGV主流導航方式的定位精度。
其三是QCC快速充電連接器。QCC是史陶比爾為特別為港口等AGV量身定制的自動、穩(wěn)定和高效的創(chuàng)新型快速充電系統(tǒng)。它有如下特點：通流能力強，額定電流800A；安全防護高，插合和未插合狀態(tài)下，防護等級分別可達到IP55和IP2X；壽命周期長，具有100,000次插拔；功能豐富，擁有多種工作模式且配有備用電源。目前，在新加坡港、漢堡港和美國長灘港，史陶比爾QCC均已得到廣泛應用。
無線充電悄然崛起
過去，無線充電技術一般都應用在功率比較小的手機、可穿戴設備等消費電子領域，應用在AGV無線充電系統(tǒng)的技術難度非常大。近年來，越來越多公司突破這一技術壁壘，將無線充電應用到了小至倉儲大致叉車的AGV各個領域。
青島魯渝能源：無線充電的AGV行業(yè)應用
青島魯渝能源科技有限公司是國內(nèi)最早從事無線電能傳輸技術研究的團隊之一，也是最早將無線充電產(chǎn)品應用到AGV行業(yè)的充電解決方案商之一。目前，公司在無線充電領域已累計申請80余項專利，成功實現(xiàn)了多領域AGV的應用。
過去，市場上普遍將無線充電技術只應用在功率比較小的消費電子領域，而應用在AGV無線充電系統(tǒng)實現(xiàn)高效率、小體積的技術難度非常大。魯渝能源通過多年來累計研發(fā)出一整套成熟穩(wěn)定的AGV無線充電解決方案，該方案突破了無線充電技術在AGV行業(yè)應用的的瓶頸，具有輸出電流大（最大200A），接收端體積小、低壓大電流輸出、效率高等特點。
據(jù)技術人員介紹，青島魯渝能源的AGV無線充電是利用磁場耦合諧振原理，系統(tǒng)由發(fā)射端、發(fā)射線圈、接收端、接受線圈這四部分組成。接收端和接受線圈安裝在AGV內(nèi)部，發(fā)射端和發(fā)射線圈集成為一個無線充電機。當配置有接收端和接受線圈的AGV向無線充電機靠近并兩線圈相對即可自動充電。從而實現(xiàn)高效率能量傳輸，無需插拔、無需接觸、靠近即可對AGV進行電能傳輸。
魯渝能源的AGV無線充電解決方案，顛覆了傳統(tǒng)叉車AGV充電方式，大大節(jié)約了人工檢修維護的成本。可以實現(xiàn)AGV充電過程安全可靠，大電流充電時無電火花，安全不漏電。AGV可隨停隨充隨走，高效利用碎片化時間進行充電，大大提高了AGV的作業(yè)效率。
柏壹科技：無線充電芯片的模組化進程
柏壹新能源科技（深圳）有限公司成立于2018年，是萬利加集團全資控股子公司。柏壹科技的主創(chuàng)人員由澳大利亞、美國及英國海歸博士、碩士及資深的科研精英構成。掌握近百項無線充電領域核心專利，將國內(nèi)罕有且較成熟的大功率技術，應用到了AGV無線充電芯片與一站式系統(tǒng)集成解決方案上，并推動AGV無線充電模組化的進程。
柏壹公司的主營產(chǎn)品除了無線充電芯片和無線充電方案設計外，還包括提供無線發(fā)射器、無線接收器、移動電源、車載無線充以及大功率無線充電解決方案、自主品牌制造方案等。據(jù)悉，目前柏壹科技所研發(fā)的針對移動機器人的無線供電產(chǎn)品有以下三個優(yōu)勢：
首先，更智能化。柏壹科技的無線供電產(chǎn)品借助了時下物聯(lián)網(wǎng)化與大數(shù)據(jù)的概念，將客戶端不能檢測到的問題，通過技術鏈接，將所有的數(shù)據(jù)收集反饋，對問題做出及時的預測防范。
其次，更高效率。柏壹科技曾專門對AGV行業(yè)無線供電做出測試與調(diào)研，結果顯示，柏壹科技的無線供電產(chǎn)品可連續(xù)供電300小時，不但有效避免了AGV小車的斷充短板，其效率也超過行業(yè)平均水平的百分之五到七。
最后，更標準化。柏壹科技自踏入AGV行業(yè)以來， 便專注于將AGV無線充電向標準化、系列化與模塊化的定位研發(fā)，為客戶的安裝與使用帶來更大的便利。據(jù)悉，目前該公司已與國內(nèi)外各大AGV廠商合作無線充電技術，提供十瓦~千瓦級的轉輪功率、10公分轉輪距離，其效率約90%左右的無線充電模組。
前衛(wèi)無線：無線供電系統(tǒng)已分化出軌道式
重慶前衛(wèi)無線電能傳輸研究院有限公司是AGV充電解決方案商新晉企業(yè)之一，核心研發(fā)人員長期從事無線電能傳輸技術的基礎理論研究和實際應用開發(fā)工作。目前，公司技術及產(chǎn)品已經(jīng)推廣應用到軍工、物流、電動汽車、石油鉆探、消費電子及工業(yè)生產(chǎn)線等領域。
前衛(wèi)無線研發(fā)的AGV無線充電系統(tǒng)產(chǎn)品系列齊全，除了標準產(chǎn)品外，在不斷的探索行業(yè)痛點，精進充電技術后，前衛(wèi)無線最終將自主研發(fā)的軌道式無線充供電系統(tǒng)推向AGV各個細分領域。軌道式無線供電系統(tǒng)用于替代傳統(tǒng)滑觸線或蓄電池供電模式，實現(xiàn)了電網(wǎng)與用電設備的電氣隔離，主要解決設備的用電安全與用電的靈活性問題，避免了用電設備端的磨損、積碳、打火等問題，可實現(xiàn)設備終身免維護運行。
相較于其他無線充電產(chǎn)品而言，前衛(wèi)的軌道式無線充電系統(tǒng)有以下三大特色：
其一使用便捷：系統(tǒng)整機模塊化設計，可提供定制服務，安裝維護更加便捷。CAN等通訊模式，便于遠程監(jiān)測及控制。
其二傳輸通暢：原邊供電功率可達30kW，軌道長度可達200米；最多可為15個接收模塊同時供電。此外，軌道式無線能量傳輸距離可達3cm。
其三電力充沛：寬范圍電壓DC28V~DC60V輸出，電壓紋波<1%；支持RS485。穩(wěn)定的帶載能力，可承受5倍的額定負載沖擊。
目前，軌道式無線供電系統(tǒng)已被驗證非常適用快遞、物流分揀系統(tǒng)、定軌跡自動搬運車的移動充供電、無塵車間物料運輸車或流水線供電、室外應用移動設備在線供電等AGV應用場景。
未來，AGV充電會以何種趨勢發(fā)展？
第一、智能控制：如今的AGV充電技術的智能化程度不能夠說是完善，在一些AGV設備上并沒有太大效果。為了適應各個行業(yè)，AGV的充電方式還需改良智能控制的方式，減少人工干預風險。
第二、提高效率：近年來除了在線充電的不斷發(fā)展提高了AGV工作效率外，隨著AGV的多樣化進程，一些AGV企業(yè)的無線充電技術已經(jīng)向標準化、系列化與模塊化的定位研發(fā)，為AGV的安裝與使用帶來更大的便利。
第三、聯(lián)網(wǎng)信息交互：現(xiàn)如今AGV機器人越來越強調(diào)互聯(lián)網(wǎng)+的通訊時代，越來越多供電產(chǎn)品借助時下物聯(lián)網(wǎng)化與大數(shù)據(jù)的概念，將客戶端不能檢測到的電能問題，通過技術鏈接，將數(shù)據(jù)收集反饋，對問題做出及時的預測防范。
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