cos'è la batteria AGV?
Capiamo innanzitutto cos’è l’AGV. AGV sta per Veicolo a guida automatizzata, ovvero un veicolo da trasporto dotato di dispositivi di guida elettromagnetici, ottici o altri dispositivi di guida automatica. Può viaggiare lungo un percorso di guida specificato, fornendo protezione di sicurezza e varie funzioni di movimentazione dei materiali. Con la diffusa applicazione della tecnologia 5G e dell’intelligenza artificiale nel campo della robotica industriale, i robot mobili AGV sono ampiamente utilizzati nelle linee di produzione flessibili. Costituiscono la scelta ottimale per molte imprese manifatturiere per migliorare l’efficienza produttiva e ridurre i costi di produzione, mostrando una crescita esplosiva negli ultimi anni. I carrelli AGV presentano vantaggi quali movimento rapido, alta efficienza, struttura semplice, forte controllabilità e buona sicurezza.
Le batterie AGV sono progettate specificatamente per l'uso nei veicoli a guida automatizzata. Queste batterie forniscono l'energia necessaria per guidare l'AGV. Gli AGV possono muoversi autonomamente in scenari come linee di produzione, magazzini e centri logistici. Se il livello della batteria è basso, l’AGV non sarà in grado di funzionare correttamente.
Vantaggi dell'AGV (veicolo a guida automatizzata)
Conveniente: Gli AGV offrono un costo contenuto con un elevato ritorno sull’investimento nell’attuale campo della robotica mobile industriale. Il rapporto costo-efficacia è un fattore chiave nel processo decisionale per i clienti e gli AGV rappresentano spesso una soluzione più economica.
Alta efficienza: I carrelli AGV possono raggiungere la ricarica automatica, consentendo il funzionamento continuo 24 ore su 24 e migliorando significativamente l'efficienza della movimentazione di prodotti e materiali.
Risparmio di sforzi di gestione: Gli AGV implementano la gestione digitale, fornendo informazioni dettagliate sull'avanzamento del trasporto dei materiali attraverso pannelli dati, migliorando così l'efficienza della gestione.
Alta affidabilità: Rispetto alla movimentazione manuale con le sue inefficienze e incertezze intrinseche nei percorsi, nelle velocità e nella sicurezza dei carrelli elevatori e dei rimorchi, gli AGV offrono percorsi e velocità di viaggio controllati, posizionamento preciso e sistemi di gestione centralizzati. Ciò migliora notevolmente l’efficienza della movimentazione dei materiali e il sistema di gestione centrale consente un monitoraggio completo, migliorando significativamente l’affidabilità.
Elevati standard di sicurezza: Gli AGV sono dotati di funzionalità di sicurezza avanzate, tra cui la gestione intelligente dei percorsi stradali, la prevenzione delle collisioni, gli avvisi, la frenata di emergenza e la segnalazione dei guasti.
Ampia gamma di applicazioni: Gli AGV svolgono un ruolo cruciale in vari processi produttivi come lo stoccaggio e l'assemblaggio. Sono diventate una delle configurazioni più simboliche delle moderne fabbriche intelligenti.
Caratteristiche delle batterie AGV
Caratteristiche delle batterie AGV:
Le batterie AGV possiedono caratteristiche di sicurezza, affidabilità, rispetto dell'ambiente ed efficienza energetica, soddisfacendo vari requisiti ad alte prestazioni.
Sicurezza: Le batterie AGV utilizzano tecnologie sicure ed efficienti durante l'uso per evitare sovraccarico, sovracorrente e scarica eccessiva.
Affidabilità: Le batterie AGV possono funzionare in modo affidabile in ambienti ad alta, bassa temperatura e altamente corrosivi, migliorando l'affidabilità complessiva.
Rispetto dell'ambiente: Durante l'utilizzo, le batterie AGV non contengono componenti tossici, prevenendo l'inquinamento ambientale.
Efficienza energetica: Le batterie AGV sono progettate per supportare un funzionamento efficiente mantenendo un basso consumo energetico.
Tipi di batterie per robot AGV
1.Batterie al nichel-cadmio: l'elettrodo positivo è idrossido di nichel, l'elettrodo negativo è cadmio e l'elettrolita è una soluzione di idrossido di potassio. Le batterie al nichel-cadmio possono subire più di 500 cicli di carica-scarica, rendendole economicamente durevoli. Hanno una bassa resistenza interna, consentendo una ricarica rapida, fornendo grandi correnti al carico durante la scarica e mostrando variazioni di tensione minime durante la scarica. Lo svantaggio più significativo delle batterie al nichel-cadmio è il verificarsi di un grave “effetto memoria” se non gestite correttamente durante la carica e la scarica, riducendone significativamente la durata.
2.Batterie al nichel-metallo idruro: utilizzano una grande quantità di materiali metallici con buona conduttività, possono gestire scariche ad alta potenza, hanno un ciclo di vita elevato, sono prive di inquinamento e resistenti al sovraccarico e allo scaricamento eccessivo. La densità energetica delle batterie al nichel-metallo idruro è doppia rispetto a quella delle batterie al nichel-cadmio. Presentano prestazioni di autoscarica migliori rispetto alle batterie al nichel-cadmio, possono mantenere la carica per un tempo più lungo dopo la ricarica e hanno un elevato valore di riciclaggio. Tuttavia, lo svantaggio include gli elevati costi delle materie prime e la bassa efficienza di ricarica. Anche in stato di inattività, l'efficienza di carica delle batterie al nichel-metallo idruro è inferiore al 100%. Dopo che la carica supera l'80%, la velocità della reazione secondaria aumenta rapidamente, portando a un rapido aumento della generazione di calore e causando potenzialmente una fuga termica.
3.Batterie al litio: queste batterie utilizzano litio metallico o lega di litio come materiali per elettrodi positivi e negativi e una soluzione elettrolitica non acquosa. Hanno un'elevata densità di energia, mantengono un'alta tensione (tensione media di 3,6 V), che è tre volte quella delle batterie al nichel-cadmio e al nichel-metallo idruro. Le batterie al litio hanno una tensione piatta e ad alta capacità, un ampio intervallo di temperature operative (da -20°C a 60°C), lunghi cicli di carica-scarica e un tasso di mantenimento della capacità di almeno il 70% dopo 500 cicli. Sono ampiamente utilizzati per la loro sicurezza, il basso effetto memoria, le dimensioni ridotte, il peso leggero e si trovano comunemente nei dispositivi di uso quotidiano come i telefoni cellulari.
4.Batterie al piombo: le batterie al piombo presentano una buona reversibilità, caratteristiche di tensione stabili, ampia applicabilità, materie prime abbondanti e bassi costi di produzione. Tuttavia, presentano evidenti svantaggi, tra cui rischi per la sicurezza con potenziali esplosioni durante collisioni intense, che rappresentano una minaccia per la vita umana. Il piombo, un componente significativo, può causare inquinamento ambientale se non adeguatamente gestito dopo lo smaltimento. Le batterie al piombo presentano anche un effetto memoria, con un funzionamento frequente in stato di scarica incompleta che porta ad una rapida riduzione della capacità al di sotto del valore nominale.
·Come scegliere le batterie al litio AGV?
Protocollo di comunicazione: attualmente, le batterie al litio AGV supportano protocolli di comunicazione come RS485, RS232 e CAN. La selezione del modulo di controllo del sistema di gestione della batteria (BMS) della batteria deve basarsi sul protocollo di comunicazione.
Voltaggio: considerare la tensione di uscita nominale e la tensione massima all'estremità di uscita e essere chiari sulla tensione e sulle materie prime della batteria al litio. La tensione nominale della batteria non deve essere inferiore alla tensione nominale del motore elettrico. La tensione completamente carica della batteria non deve superare la tensione massima dell'apparecchiatura della macchina.
Consumo energetico: per applicazioni con elevato consumo energetico o scarica, dove la capacità della batteria al litio supera 1,5 kWh, si consiglia di utilizzare batterie al litio ferro fosfato, tenendo conto del fattore di sicurezza.
Potenza di uscita di carica e scarica, potenza di uscita di carica della batteria: per correnti di carica e scarica superiori a 60 A, si consiglia di utilizzare batterie al litio ferro fosfato. In condizioni normali, le batterie possono essere caricate a 0,5°C, che è una pratica comune. Tuttavia, in applicazioni specifiche, molte condizioni di lavoro dell'AGV richiedono carica e scarica rapide a causa dei tempi di ricarica brevi durante determinati processi di ricarica della batteria. Pertanto, per la ricarica rapida si consiglia una corrente elevata di 2C per soddisfare i requisiti di cicli di carica e scarica rapidi nell'applicazione.
Ambiente di applicazione: in ambienti naturali estremi come temperature elevate o condizioni stradali difficili, è possibile scegliere di utilizzare batterie al litio ferro fosfato. Per condizioni di temperatura estremamente bassa, si possono prendere in considerazione le batterie al litio ternarie.
Produttore: considerando fattori quali il costo del progetto, il costo del servizio post-vendita e la possibilità di incidenti durante il trasporto, è essenziale scegliere un produttore professionale di batterie al litio AGV per la personalizzazione. In particolare, prestare attenzione alla qualità delle celle della batteria, dei moduli BMS e dei processi di assemblaggio delle batterie AGV.
Come scegliere la capacità della batteria AGV
La tensione nominale delle batterie di ricarica AGV è generalmente compresa tra 24 V e 48 V, variando a seconda del modello AGV. La scelta della capacità appropriata della batteria AGV è fondamentale. Se la capacità della batteria è troppo ridotta, l’AGV richiederà ricariche frequenti, con ripercussioni sull’efficienza e sull’affidabilità dell’applicazione. D’altro canto, se la capacità della batteria è eccessiva, i costi di produzione potrebbero aumentare e il peso della batteria potrebbe superare la tolleranza dell’AGV.
La capacità delle batterie di ricarica dell'AGV determina direttamente l'orario di lavoro e la capacità di carico dell'AGV. In generale, la capacità delle batterie di ricarica dell'AGV dovrebbe soddisfare i requisiti di funzionamento dell'AGV, garantendo che possa funzionare ininterrottamente per tutta la giornata o per un ciclo di lavoro. Le capacità comuni per la ricarica delle batterie AGV includono 120 Ah, 200 Ah e così via. La scelta della capacità della batteria dipende da requisiti specifici e il calcolo dovrebbe considerare il tempo di utilizzo e le richieste di energia dell’AGV
Metodi di ricarica comuni per AGV
In base al tempo di ricarica:
- Ricarica opportunistica e ricarica a ciclo completo:
- La ricarica opportunistica consente agli AGV di ricaricarsi senza restrizioni presso le docking station in qualsiasi momento. Ciò aiuta a reintegrare l'energia consumata durante il lavoro, prolungando la durata della batteria e riducendo la capacità della batteria richiesta. La ricarica a ciclo completo richiede che gli AGV escano completamente dal servizio ed entrino in un’area di ricarica designata, caricandosi solo quando la carica della batteria scende a un intervallo specificato. Alcuni AGV utilizzano una combinazione di entrambi i metodi di ricarica.
- Ricarica opportunistica e ricarica a ciclo completo:
In base all'area di tariffazione:
- Ricarica a bordo e ricarica esterna:
- La ricarica a bordo significa che gli AGV rimangono sul percorso di lavoro, utilizzando brevi soste durante il processo di lavoro per la ricarica senza tempi di ricarica dedicati. Questo metodo non occupa tempo di lavoro ed è essenzialmente un'estensione della tariffazione opportunistica. Al contrario, la ricarica fuori bordo prevede che gli AGV entrino in un’area di ricarica o in una specifica stazione di ricarica dopo aver completato il lavoro.
- Ricarica a bordo e ricarica esterna:
Basato sui metodi operativi:
- Ricarica manuale, sostituzione batteria e automatica:
- Nella ricarica manuale, quando i livelli della batteria dell'AGV sono bassi, il centro di controllo a terra li indirizza verso aree o stazioni di ricarica designate per la ricarica manuale. Questo metodo è sicuro, affidabile e presenta costi di attrezzatura inferiori. È adatto a scenari con requisiti di elevata velocità di risposta, meno veicoli e più personale in condizioni di lavoro standard. Durante la sostituzione della batteria, quando i livelli della batteria dell'AGV sono bassi, gli operatori umani sostituiscono il pacco batteria, consentendo all'AGV di riprendere il funzionamento. Questo metodo è costoso e presenta complessità operative, adatto a scenari con requisiti di elevata velocità di risposta e veicoli insufficienti. La ricarica automatica prevede che gli AGV segnalino e richiedano automaticamente la ricarica quando è necessaria ulteriore potenza. Il centro di controllo a terra li indirizza verso aree o stazioni di ricarica designate per la ricarica automatica. Una volta completata la ricarica, gli AGV si staccano automaticamente dal sistema di ricarica e riprendono il normale funzionamento. La ricarica automatica è adatta a scenari con cicli di lavoro lunghi, più veicoli e meno personale, che richiedono un'elevata automazione.
- Ricarica manuale, sostituzione batteria e automatica:
In base al collegamento elettrico del caricabatterie:
- Contatto e ricarica wireless:
- La ricarica a contatto richiede l'utilizzo di cavi e connettori di ricarica per collegare il veicolo al sistema di alimentazione per una ricarica rapida. Tuttavia, questo metodo non è adatto per ricariche opportunistiche frequenti, poiché i connettori di ricarica possono usurarsi e richiedere una sostituzione regolare, con rischi per la sicurezza. La ricarica wireless è un metodo di ricarica senza contatto che non richiede cavi per collegare il veicolo al sistema di alimentazione. Elimina la necessità di connettori di ricarica e consente sia al caricabatterie che al dispositivo in carica di non avere punti conduttivi esposti. Questa tecnologia supera gli inconvenienti dei metodi di ricarica plug-in, raggiunge l’isolamento elettrico tra l’estremità di ricarica e il sistema di accumulo di energia AGV, migliorando la sicurezza e ampliandone l’applicabilità. Attualmente, i prodotti di ricarica wireless per AGV sono paragonabili ai sistemi di ricarica a contatto, offrendo funzionalità come la ricarica in movimento e gli arresti immediati, migliorando il livello di automazione dell’utilizzo dell’AGV. Tuttavia, la tecnologia di ricarica wireless è complessa, costosa e non adatta agli AGV con caricabatterie superiori a 10KW a causa delle loro dimensioni maggiori.
- Contatto e ricarica wireless:
Quando è necessario sostituire le batterie AGV?
Efficienza operativa:
- Quando il tempo di funzionamento dell'AGV si riduce gradualmente ogni giorno, indica la necessità di sostituire la batteria.
Condizioni di alimentazione:
- Se i veicoli AGV mostrano una potenza insufficiente all'avvio, indicando difficoltà a causa del notevole fabbisogno di potenza del motore, potrebbe essere un segnale che la batteria deve essere sostituita.
Situazioni di manutenzione:
- Alcuni veicoli AGV sono dotati di display o cruscotti. Quando la batteria al litio non funziona correttamente e l'indicatore si accende e le riparazioni non riescono a risolvere il problema, segnala la necessità di sostituire la batteria.
2 Risposte
Buongiorno, dobbiamo trovare una batteria simile a questo modello, APX12-250 (12V250Ah), marca Apex,
Per favore contattami per qualsiasi commento
Saluti
Ciao Arturo, grazie per il tuo commento. Possiamo produrre la batteria simile. Ti abbiamo inviato un'e-mail ieri. Si prega di controllare. Grazie.