AGV充电方式及特点

 

AGV常采用24V或48V直流工业蓄电池电能为动力。

 

       在讨论AGV的充电方式的时候，必须从延长蓄电池的使用寿命和保证AGV连续工作两个角度去考虑。

 

我们先谈谈蓄电池的使用寿命

 

       蓄电池的寿命一般是这样定义的，浮充状态下为3-5年或3-8年，并不是说蓄电池在频繁放电状态下使用多少年。对处于非浮充状态下工作的蓄电池，其寿命是按照循环放电次数和放电深度两个因素衡量，如表1所示。简单地以能使用多少年来衡量，是不正确的。

表1：蓄电池放电深度与使用寿命之间的关系（25℃）

image.png

       对于蓄电池的循环放电次数来说，必须是在蓄电池放电后充足电能，要充足电能充电时间至少需要24小时（依据YD/T799-2002的规定）。对于充电不足的情况，其循环放电次数很难确定，肯定要低于表1中描述的数据。

 

蓄电池放电深度的定义

 

       放电深度对电池使用寿命的影响也非常大。电池放电深度越深，其循环使用次数就越少,如表1所示，因此在使用时应避免深度放电。

 

   图1蓄电池放电曲线

 

       上图是蓄电池生产厂家提供的150AH/12V蓄电池放电曲线。在实际使用时根据不同的负载电流选定不同的放电终止电压。在该放电曲线中，以10小时放电和5小时放电曲线为例，对于10小时放电（负载电流为15A）来说，如果放电到终止电压11V（44V），此时蓄电池放出的容量大约为100%。一般情况下，为了保护蓄电池尽量避免其深度放电，放电深度最好≤80%，终止电压在46V左右，放电时间约为8小时。对于5小时的放电率来说（负载电流为25.2A），终止电压10.8V（43.2V）放出100%容量，在实际使用时放电深度≤80%，终止电压在45.6左右，放电时间为4小时。

 

为了更好地分析各种充电方式的特点，我们对AGV的充电方式按以下四种分类讨论：

 

（1）按充电时间可分为：随机充电和全周期充电

 

          随机充电即在 AGV的各停泊站，无时间限制地随时充电。如果有较多的充电点，保证AGV在工作过程中损耗的电能得到及时的补充，实现对蓄电池的浅充浅放，将极大的延长蓄电池的使用寿命，且可减小所需蓄电池的容量。

 

       全周期充电则要求AGV退出服务并进人指定的充电区且当蓄电池电荷降至指定范围时方可进行充电。

 

       也有的AGV采用上述两种相结合的充电方式。

 

（2）按充电区域可分为：在线充电和离线充电

 

       在线充电即AGV不驶离工作线路，不需要专门的时间进行充电。而是利用工作过程中短暂的停驻时间进行充电。这种完全利用碎片时间，不占用工作时间的充电方式实际上就是随机充电的延伸。只是把充电站点嵌入到AGV的工作流程中，更进一步的提升AGV的工作效率。

 

       离线充电即AGV退出服务，驶入充电区或专门的充电台位进行充电。

 

（3）按操作方法分类可分为：手动、换电池和自动充电

 

       当AGV电力不足时，由地面控制中心指挥，驶向指定充电区或台位，由专职人员手动完成AGV与充电器之间的电器连接，然后实施充电。完成后也是人工去脱离连接电路 恢复工作状态。手动充电AGV 的特点是安全可靠，简单易行，设备成本较低。常用于自动化程度要求不是很高，车少人多，标准工作制的场合。且为保证AGV的续航能力需要配备较大容量的电池。无法实现AGV全天24小时连续工作。

 

       更换电池充电即当AGV电力不足时，由专职人员手动更换电池组，AGV即可投入使用。换下的电池组通过充电后待用。其特点是简单快捷，可实现AGV全天24小时连续工作。但需多一倍的电池组，成本高且方式原始。常用于对工作响应的及时性要求较高、车不足的场合。以上两种方式都需要专人看管，浪费人力，而且自动化程度降低。一旦漏充，就会造成AGV无法工作。

 

       自动充电即当AGV需要补充电力时，会自动报告并请求充电，由地面控制中心指挥，驶向指定充电区或台位，车载充电连接器与地面充电系统自动连接并实施充电。充电完成后AGV小车自动脱离充电系统，驶向工作区或待命区投入正常运行。自动充电AGV适用于工作周期长，车多人少，自动化程度高的场合。

 

（4）按充电器电气连接方法分为：接触式充电和无线充电

 

       接触式充电即所有充电回路需要用电缆和充电触头将车辆与供电系统连接，以便可以直接对其进行充电。接触式充电可提供较大的充电电流，以实现快速充电。目前是离线充电的首选方式。但其不适用于频繁的随机充电，且存在充电触头磨损，需要定期更换。并可能在充电过程中产生火花，存在安全隐患。另外因为充电触头系暴露部件，无法在低温凝露、潮湿、易燃易爆等环境下正常工作。

 

       无线充电即非接触充电装置，不需要用电缆将车辆与供电系统连接，它抛弃了充电触头，充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。无线充电技术使充电端与AGV 储能系统之间实现电气隔离，从根本上消除直插式充电方法带来的弊端。更加安全，适用性更广。现阶段的AGV无线充电产品，充电效率已和接触式充电系统相当。因其无触点磨损且智能化程度较高，非常适合在线充电。已完全做到了即来即充，即走即停。进一步提高了AGV使用过程的自动化程度。但其技术复杂，成本较高。且10KW以上的无线充电器体积较大，不适合AGV使用。