移動機器人AGV/AMR 各種充電方式
AGV/AMR的充電方式正在不斷革新，成為AGV/AMR長時間續(xù)航工作的關(guān)鍵，也成為AGV/AMR 高效率作業(yè)的關(guān)鍵。
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充電時間分類 : 隨時充電 / 全周期充電
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隨時充電是在 AGV的各停車地點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(xiàn)對蓄電池的淺充淺放，極大延長了蓄電池的使用壽命，同時可以降低機器人自身的蓄電池的容量，從而降低電池成本。
全周期充電要求AGV暫停工作狀態(tài)并進(jìn)入指定的充電區(qū)，當(dāng)蓄電池電量降至指定范圍內(nèi)方可進(jìn)行充電。
移動機器人可同時采用上述兩種充電方式相結(jié)合，大大提升了工作效率從而降低了成本。
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充電區(qū)域分類 : 在線充電 / 離線充電
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在線充電是AGV不需要到達(dá)指定區(qū)域進(jìn)行充電。而是利用工作過程中短暫的停留碎片化時間進(jìn)行充電。不占用工作時間的充電方式，把充電站點嵌入到AGV的工作流程中，更進(jìn)一步提升AGV的工作效率。
離線充電是AGV暫停工作狀態(tài)駛?cè)氤潆妳^(qū)域進(jìn)行充電。在物流運輸工作量并不大的環(huán)境下，這類方法使用的尤其多。
操作方法分類:手動 / 換電池 / 自動充電
當(dāng) AGV電量不足時，由控制中心調(diào)度到達(dá)指定充電區(qū)域，由專職人員手動完成充電。充電完成后人工拔掉充電器。手動充電AGV 的特點是安全可靠，簡單易行，設(shè)備成本較低。常用于自動化程度要求不高，車少人多的標(biāo)準(zhǔn)工作場合。同時該車輛需要配備較大容量的電池為保證 AGV的續(xù)航能力。
更換電池充電即當(dāng) AGV電量不足時，車輛移動至指定區(qū)域人工或機械臂更換電池組，AGV可以快速恢復(fù)到工作中。換下的電池組通過充電后等待下一次更換。特點是簡單快捷，可實現(xiàn) AGV全天 24小時連續(xù)工作，需多備一組電池，從而減少車輛的投放數(shù)量，提高車輛工作時長。
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(shè)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(yù)，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(tǒng)正常通信。換電完成后即回歸工作崗位，業(yè)務(wù)無需間斷。
自動充電即當(dāng)AGV需要補充電時，會自動報告并請求充電，按指令行駛到充電區(qū)域，車載充電連接器與地面充電系統(tǒng)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(tǒng)，駛向工作區(qū)或待命區(qū)投入正常運行。
在線自動充電目前有兩種，一類是側(cè)邊電池充電，另一類是充電電極朝下地面電池充電。
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充電器連接分類:接觸式充電 / 無線充電
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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(tǒng)連接，以便可以直接對其進(jìn)行充電。接觸式充電可提供較大的充電電流，以實現(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時充電，存在充電觸頭磨損，需要定期更換。并可能在充電過程中產(chǎn)生火花，存在安全隱患。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(huán)境下正常工作。
無線充電是非接觸充電裝置，不需要用電纜將車輛與供電系統(tǒng)連接，充電無金屬外露同時無需接觸，更加安全，適用性更廣。現(xiàn)階無線充電因成本較高，目前在整個行業(yè)應(yīng)用很少。
無線充電分為電磁感應(yīng)充電、磁共振充電、無線電波充電。
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充電機類型市場規(guī)模占比
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整體來看，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/AMR和應(yīng)用場景各不相同，AGV 充電解決方案商們通過不同選型的產(chǎn)品為廠商提供最佳充電方式，AGV/AMR廠商則通過后臺調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)需要充電的數(shù)量選擇充電方式,當(dāng)需要充電的 AGV/AMR 數(shù)量大于設(shè)定值時，采用優(yōu)先級的調(diào)度方式。
當(dāng)前，移動機器人行業(yè)采用的充電方式以自動充電為主，充電裝置以傳導(dǎo)式充電裝置為主，其市場占比超過 90%。
傳導(dǎo)式充電也稱接觸式充電,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(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(shù)方式，但目前插針式充電技術(shù)應(yīng)用已越來越廣泛，大有趕超之勢。根據(jù)CMR產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)，新戰(zhàn)略移動機器人產(chǎn)業(yè)研究所統(tǒng)計，2022年中國市場，刷板刷塊式應(yīng)用比例約為58%，插針式應(yīng)用比例約為 42%。
在產(chǎn)品價格方面，不同類型的 AGV/AMR 對充電機要求不同,因此價格區(qū)間也較大;交貨周期方面，根據(jù)新戰(zhàn)略移動機器人產(chǎn)業(yè)研究所調(diào)研統(tǒng)計，行業(yè)的平均交貨周期在2-4周左右。
隨著工業(yè)制造自動化和智能化，AGV/AMR在提升生產(chǎn)效率方面扮演著越來越重要的角色，但AGV運行的基本要求始終未變:安全性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，其中安全性中就包含著充電安全。無論哪種形高效持久的充電方案一直為行業(yè)所關(guān)注，也是未來企業(yè)需要重點突破的方向。
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未來，充電技術(shù)將朝著以下三個方向發(fā)展。
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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，通過簡單的方式能夠?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(xiàn)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(shù)發(fā)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(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:云端智慧功能及展望:隨著5G通訊的發(fā)展和覆蓋，通過開發(fā)高效、可靠、準(zhǔn)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(shù)據(jù)進(jìn)行互通和共享，包括移動機器人本體、充電站、管理終端等進(jìn)行安全互聯(lián)。在云平臺的幫助下，細(xì)胞監(jiān)測功能可以得到顯著提升。云功能應(yīng)包括但不限于電池監(jiān)測、SOC和 SOH估計以及故障預(yù)測。基于云的解決方案將提供無限量的數(shù)據(jù)存儲。此外還有一些目前離線無法實現(xiàn)的潛在功能，如數(shù)據(jù)采集、電池壽
