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技术方案

本发明专利技术公开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。该充电系统包括至少一个工作AGV小车和至少一个备用AGV小车，每个AGV小车包括内置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。电容管理系统、地标读卡器通过通讯电缆将信号传输给小车控制器，小车控制器通过通讯电缆将信号传输给无线模块。AGV小车还包括接收电源装置和供电电源装置；该无等待智能充电系统还包括与AGV小车中的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。本发明专利技术可以实现快速充电，满足AGV小车无等待不间断工作，且电源系统无需更换电池，实现无人化管理。

No waiting intelligent charging system based on lithium ion capacitor and charging method thereof

The invention discloses a non waiting intelligent charging system based on a lithium ion capacitor and a charging method thereof. The charging system comprises at least one AGV car and at least one spare AGV car, each car includes AGV lithium ion capacitor capacitor built-in power management system, landmark card reader, car controller, communication cable and wireless module. The capacitance management system and the landmark card reader transmit the signal to the cart controller through the communication cable, and the cart controller transmits the signal to the wireless module through the communication cable. AGV car also includes receiving a power supply device and power supply device; the no wait intelligent charging system also includes the realization of PC wireless communication and wireless module AGV car, for landmark reads the landmark position signal. The invention can realize fast charging, and can satisfy the AGV car without waiting and uninterrupted operation, and the power supply system needs no batteries to be replaced, and unmanned management is realized.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种充电系统，特别涉及一种无等待智能充电系统及其充电方法。
技术介绍
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。专利技术
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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。本专利技术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；(2)电容管理系统监测锂离子电容电源剩余电量，通过工作AGV小车中的通讯电缆将锂离子电容电源中的剩余电量信号传输给小车控制器，小车控制器将此信号传输给无线模块，再通过工作AGV小车中的无线模块将信号以无线通讯方式传输给上位机，上位机判断工作AGV小车中锂离子电容电源的剩余电量值；当检测到剩余电量不足以满足工作AGV小车回到运行路径的停车场充电时，上位机发出信号，备用AGV小车的无线模块接收此信号，并将信号通过通讯电缆传输给备用AGV小车B的小车控制器，小车控制器控制备用AGV小车准备发出；(3)上位机通过工作AGV小车中的无线模块传输的地标信号判断备用AGV小车行驶路径中是否有路径相向的工作AGV小车，若存在路径相向的工作AGV小车，即备用AGV小车运行路径与工作AGV小车的运行路径相反，工作AGV小车的存在会阻挡备用AGV小车的行驶，则备用AGV小车处于等待状态，待工作AGV小车驶出其共有路径后，备用AGV小车出发；若不存在路径相向的工作AGV小车或者备用AGV小车与工作AGV小车的行驶路径相同，上位机调度备用AGV小车，使其行驶到步骤2的工作AGV小车当前位置；(4)备用AGV小车的供电电源装置与工作AGV小车的充电电源装置对接，通过光电感应判断备用AGV小车的供电电源装置与工作AGV小车的充电电源装置对接是否成功；当对接成功后，备用AGV小车的锂离子电容电源给工作AGV小车的锂离子电容电源进行快速充电；(5)充电过程中，工作AGV小车中电量数据信号通过通讯电缆传输给小车控制器，小车控制器将电量数据信号通过工作AGV小车中的无线模块反馈给上位机，上位机判断工作AGV小车电量；当工作AGV小车电量已满，上位机发送信号，并通过备用AGV小车中的无线模块将信号发送至备用AGV小车的小车控制器，从而控制备用AGV小车原路返回，而工作AGV小车继续执行生产任务。本专利技术的有益效果在于：基于锂离子电容器的高功率密度，锂离子电容器可以进行大电流快速充放电。因此，备用AGV小车中的锂离子电容电源可以快速对工作AGV小车中的锂离子电容电源进行充电，实现AGV小车无等待不间断工作，且大电流充放电过程不会降低锂离子电容器的性能。本专利技术考虑AGV小车工作需求，通过合理设置，消除了AGV小车电源更换的麻烦，从而真正意义上实现AGV小车无人化管理。附图说明图1为基于锂离子电容器的无等待智能充电系统的示意图；图2为无等待智能充电系统的工作示意图；图中附图标记，1-锂离子电容电源，1.1-电容管理系统；2-地标读卡器；3-小车控制器；4-无线模块；5-上位机；6-地标；7-通讯电缆；8-接收电源装置；9-供电电源装置；A-工作AGV小车；B-备用AGV小车。具体实施方式下面结合实施例，更具体地阐述本专利技术的内容。本专利技术的实施并不限于下面的实施例，对本专利技术所做的任何形式上的变通或改变都应在本专利技术的保护范围内。实施例1一种基于锂离子电容器的无等待智能充电系统，该系统有4个AGV小车，包括3个用于运载货物的工作AG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于锂离子电容器的AGV小车无等待智能充电系统，其特征在于：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，每个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小车中的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。

【技术特征摘要】
1.一种基于锂离子电容器的AGV小车无等待智能充电系统，其特征在于：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，每个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小车中的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。2.根据权利要求1所述的无等待智能充电系统，其特征在于：所述锂离子电容电源由多个锂离子电容单体通过串并联构成。3.根据权利要求2所述的无等待智能充电系统，其特征在于：所述备用AGV小车中锂离子电容电源的单体数量大于工作AGV小车中锂离子电容电源的单体数量。4.根据权利要求1所述的无等待智能充电系统，其特征在于：所述接收电源装置安装于工作AGV小车尾部或者侧身。5.根据权利要求4所述的无等待智能充电系统，其特征在于：所述接收电源装置为充电刷板。6.根据权利要求1或4所述的无等待智能充电系统，其特征在于：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。7.根据权利要求6所述的无等待智能充电系统，其特征在于：所述供电电源装置为供电刷块。8.根据权利要求1所述的无等待智能充电系统，其特征在于：所述地标有多个，分布于AGV小车运行路径中。9.根据权利要求1或8所述的无等待智能充电系统，其特征在于：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。10.一种权利要求1-9中任意一项所述的无等待智能充电系统的充电方法，其特征在于：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的位置信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁亚青，廖运平，蔡晓庆，谢斌，马东东，
申请(专利权)人：上海展枭新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31