[发明专利]一种基于锂离子电容器的无等待智能充电系统及其充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种充电系统，特别涉及一种无等待智能充电系统及其充电方法。

背景技术

随着工业4.0的到来，全球开始大力发展，制造商、系统整合厂商业者不断挖掘新的商机，其中物流仓储机器人极具发展潜力，成为未来市场的一大风向标。物流仓储机器人通常采用蓄电池供电。特别地，如AGV智能小车，通常采用铅酸和锂离子电池作为供电电源。然而，无论是铅酸电池还是锂离子电池，都不能连续提供AGV小车电能。为了满足使用工况，采用铅酸电池的AGV小车通常配备两块电池。当一块电池用完之后，通过人工替换，AGV小车利用另一块电池获得电量，完成仓储任务。尽管这种方法能够实现AGV小车不间断工作，但是人工更换电池有悖于AGV小车的无人化管理，尤其在环境恶劣的仓储领域，更是难以实现人工更换电池；此外，安装可替换的铅酸电池使AGV小车内部电路系统设计结构复杂，设计成本增加，因此充电成为AGV小车运作最为棘手的问题。采用锂离子电池的AGV小车，由于锂离子电池充电时间长，因此AGV小车通常在晚间进行充电，白天完成生产任务。这种作业模式大大降低了AGV小车的工作效率，不能满足密集型仓储领域的需求；此外，还有在各个工位站点设置充电桩，可以在小车电量不足时及时进行电量补给，但是这种充电系统设计成本高，难以实现工业化。

发明发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于锂离子电容器的无等待智能充电系统及其充电方法，基于锂离子电容器的高功率密度，锂离子电容电源可以快速充电，实现AGV小车无等待不间断工作；且本方案无需更换电池，能够真正实现无人化管理，满足密集型仓储领域的需求。

锂离子电容器采用锂离子电池和超级电容器混合结构，正极采用超级电容器正极材料，负极采用锂离子电池负极材料。锂离子电容器功率密度高，接近于超级电容器，因此具备大电流充电接受能力；能量密度是超级电容器的两倍，循环寿命高达百万余次。此外，锂离子电容器自放电率低，常温25℃放置3个月，电压下降≤5％；具有宽使用温度范围(-30℃～70℃)的运行安全性、可靠性且免维护。

基于此，本发明公开一种基于锂离子电容器的无等待智能充电系统，该系统包括若干个AGV小车，所述AGV小车包括至少一个工作AGV小车和至少一个备用AGV小车，工作AGV小车与备用AGV小车的数量取决于实际工况需求。所述AGV小车包括内置有电容管理系统的锂离子电容电源，地标读卡器，小车控制器，通讯电缆和无线模块，所述电容管理系统、地标读卡器分别通过通讯电缆将信号传输给小车控制器，所述小车控制器通过通讯电缆将信号传输给无线模块；所述工作AGV小车还设置有与本小车内锂离子电容电源连接的接收电源装置，所述备用AGV小车还设置有与本小车内锂离子电容电源连接的供电电源装置；该无等待智能充电系统还包括与AGV小车中无线模块实现无线通讯的上位机，用于地标读卡器读取位置信号的地标。

进一步地，所述锂离子电容电源是由多个锂离子电容单体通过串并联构成。

进一步地，所述备用AGV小车中锂离子电容电源单体数量大于工作AGV小车中锂离子电容电源单体数量。

进一步地，所述接收电源装置安装于工作AGV小车尾部或者侧身。

进一步地，所述接收电源装置为充电刷板。

进一步地，所述供电电源装置安装于备用AGV小车的头部或者侧身，且与接收电源装置的安装位置相对应，即接收电源装置安装于工作AGV小车尾部时，供电电源装置安装于备用AGV小车的头部；接收电源装置安装于工作AGV小车的左侧(或右侧)时，供电电源装置安装于备用AGV小车的右侧(或左侧)，使工作AGV小车的接收电源装置与备用AGV小车的供电电源装置方便对接，保证充电成功。

进一步地，所述接收电源装置为供电刷块。

进一步地，所述地标有多个，分布于AGV小车运行路径中。

进一步地，所述地标为磁钉地标，二维码地标，磁钢地标或者S-N极性地标中的任意一种。

本发明还公开一种采用上述无等待智能充电系统的充电方法，该方法包括如下步骤：

(1)工作AGV小车中的地标读卡器读取小车运行路径中地标，并将此信号传输给工作AGV小车的小车控制器，小车控制器将此信号通过通讯电缆传输给无线模块，并通过无线模块传输给运行系统中的上位机，上位机实时监测工作AGV小车的具体位置；