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​移动机器人AGV/AMR专用锂离子蓄电池(一)应用现状分析
来源:金源环宇 | 作者:金源环宇 | 发布时间: 157天前 | 720 次浏览 | 分享到:
工业应用移动机器人指应用在工业及物流领域中的,装备有导航装置,由车载控制系统控制,以轮式移动为特征,自带动力或动力转换装置的机器人。工业应用移动机器人主要由车体、驱动装置、执行机构、安全防护装置、控制系统、电源装置、导航装置、通信装置、人机交互系统及其他系统等组成。

工业应用移动机器人指应用在工业及物流领域中的,装备有导航装置,由车载控制系统控制,以轮式移动为特征,自带动力或动力转换装置的机器人。工业应用移动机器人主要由车体、驱动装置、执行机构、安全防护装置、控制系统、电源装置、导航装置、通信装置、人机交互系统及其他系统等组成。

工业及物流领域应用移动机器人 (AGV/AMR)包含 AGV、工业用AMR、AGC 等产品。AGV(Automated Guided Vehicle)、AMR(Automated Mobile Robot)、AGC (Automated Guided Cart),都是属于工业应用移动机器人的种类和范畴。

AGV/AMR 一般是由电池作为储能载体。根据《工业应用移动机器人锂离子蓄电池技术规范》团体标准中的定义,工业应用移动机器人锂离子蓄电池是指由多个锂离子电池单体按照电压、尺寸、极性端子排列、容量和倍率特性组合而成,含有电池管理系统,专为工业应用移动机器人提供电能的装置

过去,能够被 AGV/AMR 使用的电池种类有铅酸/纯铅、镍氢、镍、锂离子电池。不过出于安全性的考虑,此前大部分AGV/AMR 产品使用的都是铅酸蓄电池,铅酸蓄电池能量密度较低,AGV/AMR的续航能力也因此十分有限,约为 40 Wh/kg,电池体积大,质量重,使用寿命相对较短(通常充放电次系统示意图为 300~500 次),技术相对成熟,采购成本较低。

近年来,磷酸铁锂和三元锂电池因体积小、续航高,正在不断取代传统的铅酸电池。因此,现阶段主流应用在 AGV/AMR 上的是以磷酸铁锂、三元锂电池等组成的车载蓄电池组。AGV/AMR 小车在运行过程中的所有能耗均由这些车载蓄电池组提供,常采用 24V 或48V (或51.2V)直流工业蓄电池电能为动力。运行时蓄电池组电压会逐渐降低,电池储存的电能逐渐减少,因此,在循环运行过程中需要补充电能。

锂离子电池具有能量密度高,功率密度高、寿命长、环保等特点,已经在 AGV 行业中获得应用。AGV锂离子电池组的容量大、串并联节数多,需要电池管理系统对其进行有效控制与管理。现阶段,不少企业的电池模组均配备了 BMS(电池管理系统),不仅能够准确计算动力电池组的电池剩余电量还能保证其维持在合理的范围内,防止由于过充电或过放电对电池造成损伤,并随时显示储能电池的剩余能量。

电芯是锂电池组的核心,在目前成熟的锂电电芯产品中,有三种不同的封装结构分别为: 圆柱形、方形以及软包电芯,这三种形态的电芯都已经在市场上有自己的主流细分市场

圆柱:标准化较好,只有 18650、21700、26700、46800 等形式,自动化程度高、产品一致性强、成本较低。缺点是:径向导热差所以卷绕层数不能太多,因此单体容量少,需要数百数千个单体,需要较高的电池热管理技术。此外,由于成组时空间利用率低、钢壳比较重,因此成组时能量密度并不高。

方形:工艺较简单,对电芯有保护,成组难度小。但是没有标准化,型号太多、工艺难统一。能量密度比圆柱高。以前方形主要是用卷绕,现在比如说刀片电池开始用叠片工艺。

软包:纤薄的形式使能量密度更大,但强度低、制造工艺要求高,对成组的要求也高一些。

当前,在移动机器人行业,采用的电芯多以方形为主,圆柱形次之,软包应用较少。



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