AGV/AMR霍克充电站：传导式充电装置占比超90%
2023-08-30 来自: 王泽龙 182 1045 0914
AGV/AMR霍克充电站：传导式充电装置占比超90%
充电装置(Charging device)是指能够满足工业应用移动机器人充电功能的相关装置。
现阶段，在尚且不能大幅提高电池容量下，AGV/AMR的充电方式正在不断革新，成为AGV/AMR长时间续航工作的关键，也成为AGV/AMR高效率作业的关键。
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退出服务并进入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。
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。在物流运输工作中节奏迟缓、工作量并不大的环境下，这类方法使用的尤其多。
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。
值得注意的是，伴随着行业的发展，为了进一步提高AGV的使用效率，缩短充电换电时间，业内也有企业推出了自动换电装置。以海康威视推出的AGV快换装置为例，自动换电站采用模块化设计，由换电仓及电池仓两部分组成，可快速完成移动机器人电池的自动更换，全程无需人工干预，相比原先机器人充电需要1.5h，自动换电只需2min。更值得一提的是，换电过程中，机器人不断电，可保持与上层系统正常通信。换电完成后即回归工作岗位，业务无需间断。
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。
在线自动充电目前有两种，一类是侧边电池充电，另一类是充电电极朝下地面电池充电。
在线自动充电两类方式优劣势对比
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无线充电产品因其技术复杂，成本较高，目前在整个行业应用很少。
无线充电主要方式
当前，移动机器人行业采用的充电方式以自动充电为主，充电装置以传导式充电装置为主，其市场占比超过90%。根据CMR产业联盟数据，新战略移动机器人产业研究所统计，2022年AGV/AMR行业传导式充电装置出货约17500套，市场规模约1.25亿元。
传导式充电即接触式充电，所有的充电电路都是需要通过电缆以及充电触点的连接来将车辆连接到电源系统,这样便可直接充电。接触式充电也分为两种，一种是传统的刷板刷块式，另一种是插针式，前者多应用于重载和叉车型AGV，而插针形式多见于Kiva类仓储AGV。此前，刷板刷块式是市场主流的技术方式，但目前插针式充电技术应用已越来越广泛，大有赶超之势。
整体来看，AGV/AMR充电技术正处在不断创新的阶段，致力于AGV/AMR充电技术的企业也迎来百花齐放的时期。新充电方式的出现也并不意味着传统充电方式要被淘汰，各种充电方式适配的AGV/AMR和应用场景各不相同，AGV充电解决方案商们通过不同选型的产品为厂商提供最佳充电方式。但无论哪种形式，高效持久的充电方案一直为行业所关注，也是未来企业需要重点突破的方向。
未来，充电技术将朝着以下三个方向发展。
充电接口、充电部件等标准化：充电装置的主要部件采用模块化设计，通过简单的方式能够实现扩容的需求，也能大大缩短维护和保养的时间。充电连接器要在更小尺寸中传输更大的电流，同时确保连接安全可靠。充电装置能够一台主机与多个对接装置连接，实现对多台移动机器人同时充电，组合灵活方便，对场地和空间的利用更加高效。
快充技术发展：更短充电时间，更大的充放比成为移动机器人需求重点，充电装置的核心-充电模块在输出稳定性、保护功能、转换效率等方面具有更高的要求，充电模块采用冗余方式，满足更大容量电池的快充需要。
多维度安全互联、数据互通：随着5G通讯的发展和覆盖，通过开发高效、可靠、准确的云平台，对于安全有效的电池管理和控制非常重要;可以将多方的数据进行互通和共享，包括移动机器人本体、充电站、管理终端等进行安全互联。