1. مبانی AGV: مقدمه ای بر وسایل نقلیه هدایت شونده خودکار

1.1 مقدمه

خودروی هدایت‌شونده خودکار (AGV) یک ربات متحرک است که می‌تواند یک مسیر از پیش برنامه‌ریزی‌شده یا مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها را دنبال کند و باتری لیتیومی 24 ولتی یک سری باتری محبوب است که در AGV استفاده می‌شود.این ربات‌ها معمولاً در کاربردهای تولید و لجستیک مورد استفاده قرار می‌گیرند، جایی که می‌توان از آنها برای حمل و نقل مواد، اجزا و کالاهای نهایی در سراسر یک مرکز یا بین مکان‌های مختلف استفاده کرد.

AGV ها معمولاً مجهز به حسگرها و سایر تجهیزات ناوبری هستند که به آنها امکان می دهد تغییرات محیط خود را شناسایی کرده و به آنها پاسخ دهند.به عنوان مثال، آنها ممکن است از دوربین ها، اسکنرهای لیزری یا سایر حسگرها برای شناسایی موانع در مسیر خود استفاده کنند و مسیر یا سرعت خود را بر اساس آن تنظیم کنند.

بسته به کاربرد و نیازهای خاص، AGV ها می توانند در اشکال و اندازه های مختلف تولید شوند.برخی از AGV ها برای حرکت در مسیرها یا مسیرهای ثابت طراحی شده اند، در حالی که برخی دیگر انعطاف پذیرتر هستند و بسته به موقعیت می توانند در اطراف موانع حرکت کنند یا مسیرهای مختلفی را دنبال کنند.

AGV ها را می توان برای انجام طیف وسیعی از وظایف مختلف، بسته به نیاز برنامه، برنامه ریزی کرد.به عنوان مثال، آنها ممکن است برای انتقال مواد خام از یک انبار به یک خط تولید یا برای انتقال محصولات نهایی از یک مرکز تولید به یک مرکز توزیع استفاده شوند.

AGV ها همچنین می توانند در برنامه های کاربردی دیگر مانند بیمارستان ها یا سایر تنظیمات مراقبت های بهداشتی استفاده شوند.به عنوان مثال، آنها ممکن است برای انتقال لوازم پزشکی، تجهیزات یا زباله در سراسر یک مرکز، بدون نیاز به دخالت انسان استفاده شوند.آنها همچنین می توانند در محیط های خرده فروشی استفاده شوند، جایی که می توان از آنها برای انتقال کالا از یک انبار به یک فروشگاه خرده فروشی یا مکان دیگر استفاده کرد.

AGV ها می توانند مزایای زیادی نسبت به روش های دستی سنتی جابجایی مواد داشته باشند.به عنوان مثال، آنها می توانند نیاز به نیروی انسانی را کاهش دهند که می تواند به کاهش هزینه ها و افزایش کارایی کمک کند.آنها همچنین می توانند به کاهش خطر آسیب یا تصادف کمک کنند، زیرا می توانند در مناطقی کار کنند که ممکن است انجام این کار برای انسان ایمن نباشد.

AGVها همچنین می‌توانند انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری بیشتری را ارائه دهند، زیرا می‌توانند برای انجام وظایف مختلف در صورت نیاز دوباره برنامه‌ریزی یا پیکربندی شوند.این می تواند به ویژه در محیط های تولیدی یا لجستیکی مهم باشد، جایی که تغییرات در تقاضا یا نیازهای محصول ممکن است به انواع مختلفی از تجهیزات جابجایی مواد نیاز داشته باشد.

به طور کلی، AGV ها ابزاری قدرتمند برای بهبود کارایی و بهره وری در طیف وسیعی از صنایع و کاربردهای مختلف هستند.با ادامه پیشرفت فناوری، این احتمال وجود دارد که در آینده شاهد AGV های پیشرفته و توانمندتری باشیم که باعث بهبود بیشتر قابلیت ها و مزایای این ماشین های همه کاره می شود.

1.2 باتری LIAO: تولید کننده پیشرو باتری AGV

باتری LIAOیک تولید کننده پیشرو باتری در چین است که راه حل های باتری قابل اعتماد و حرفه ای را برای صنایع مختلف مانند AGV، روبات ها و انرژی خورشیدی ارائه می دهد.این شرکت در ارائه باتری LiFePO4 برای جایگزینی باتری های سرب اسید در بسیاری از کاربردها تخصص دارد.از سری محصولات محبوب آنها می توان به باتری لیتیومی 24 ولتی اشاره کرد که به طور گسترده در AGV استفاده می شود.مانلی باتری با تعهد خود به کیفیت و رضایت مشتری شریک قابل اعتمادی برای مشاغلی است که به دنبال راه حل های باتری قابل اعتماد هستند.

2. تجزیه و تحلیل مشخصات فنی باتری لیتیوم 24 ولت در AGV

2.1 ویژگی های جریان شارژ و دشارژ باتری لیتیومی 24 ولت

جریان شارژ و دشارژ باتری‌های لیتیومی AGV اساساً ثابت است، که با وسایل نقلیه الکتریکی که ممکن است جریان‌های بالا و پایدار لحظه‌ای را در شرایط کاری واقعی تجربه کنند، متفاوت است.باتری لیتیومی AGV به طور کلی با جریان ثابت 1 تا 2 درجه سانتیگراد شارژ می شود تا زمانی که ولتاژ حفاظتی برسد و شارژ پایان یابد.جریان تخلیه باتری لیتیومی AGV به جریان های بدون بار و بارگیری تقسیم می شود که حداکثر جریان بارگذاری شده معمولاً از نرخ تخلیه 1C تجاوز نمی کند.در سناریوهای ثابت، جریان شارژ و دشارژ کاری AGV اساساً ثابت است مگر اینکه ظرفیت بار آن تغییر کند.این حالت شارژ و دشارژ در واقع برای آن مفید استباتری لیتیومی 24 ولت,به ویژه برای استفاده از باتری های لیتیوم آهن فسفات، به ویژه از نظر محاسبه SOC.

2.2 ویژگی های عمق شارژ و دشارژ باتری لیتیومی 24 ولت

در زمینه AGV، شارژ و دشارژ باتری لیتیومی 24 ولتی معمولاً در حالت "شارژ کم عمق و تخلیه کم عمق" است.از آنجایی که وسیله نقلیه AGV مکرراً کار می کند و برای شارژ باید به یک موقعیت ثابت بازگردد، تخلیه تمام برق در طول فرآیند تخلیه غیرممکن است، در غیر این صورت، خودرو نمی تواند به موقعیت شارژ بازگردد.به طور معمول، حدود 30 درصد از برق برای جلوگیری از تقاضای برق بعدی ذخیره می شود.در عین حال، به منظور بهبود راندمان کار و فرکانس استفاده، وسایل نقلیه AGV معمولاً از شارژ سریع جریان ثابت استفاده می کنند، در حالی که باتری های لیتیومی سنتی به شارژ "جریان ثابت + ولتاژ ثابت" نیاز دارند.در باتری های لیتیومی AGV، شارژ جریان ثابت تا ولتاژ حفاظتی حد بالایی انجام می شود و خودرو به طور خودکار تشخیص می دهد که باتری کاملاً شارژ شده است.با این حال، در واقعیت، مشکلات "قطبی شدن" ممکن است منجر به ظهور "ولتاژ کاذب" شود، به این معنی که باتری به 100٪ ظرفیت شارژ خود نرسیده است.

3. افزایش کارایی AGV با باتری های لیتیومی 24 ولتی به جای باتری های اسید سرب

وقتی نوبت به انتخاب باتری برای برنامه های AGV می رسد، عوامل مختلفی باید در نظر گرفته شود.یکی از حیاتی ترین تصمیمات این است که آیا از باتری لیتیومی 24 ولتی یا باتری سرب اسیدی 24 ولتی استفاده کنید.هر دو نوع مزایا و معایب خود را دارند و انتخاب به نیازهای خاص برنامه بستگی دارد.

یکی از مهمترین مزایای باتری های لیتیومی 24 ولتی مانند باتری 24 ولتی 50 آمپر ساعتی lifepo4 طول عمر بیشتر آنها است.باتری‌های لیتیومی را می‌توان چندین بار بیشتر از باتری‌های اسید سرب شارژ و دشارژ کرد، که آن‌ها را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای AGV تبدیل می‌کند که در آن باتری احتمالاً در مدت طولانی به‌شدت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

یکی دیگر از مزایای باتری های لیتیومی وزن کم آنهاست.AGV ها به باتری نیاز دارند که بتواند نیروی کافی برای حرکت وسیله نقلیه و هر باری که حمل می کند را تامین کند، اما باتری نیز باید سبک وزن باشد تا قدرت مانور خودرو به خطر نیفتد.باتری‌های لیتیومی معمولاً بسیار سبک‌تر از باتری‌های اسید سرب هستند و آنها را به گزینه‌ای عالی برای AGV تبدیل می‌کند.

علاوه بر وزن، زمان شارژ یکی دیگر از عوامل مهمی است که باید در نظر بگیرید.باتری های لیتیومی را می توان بسیار سریعتر از باتری های اسید سرب شارژ کرد، به این معنی که AGV ها می توانند زمان بیشتری را در استفاده و زمان کمتری برای شارژ صرف کنند.این می تواند بهره وری را بهبود بخشد و زمان خرابی را کاهش دهد.

منحنی دشارژ عامل مهم دیگری است که باید هنگام انتخاب باتری برای کاربردهای AGV در نظر گرفت.منحنی دشارژ به ولتاژ باتری در چرخه دشارژ اشاره دارد.باتری‌های لیتیومی نسبت به باتری‌های اسید سرب منحنی دشارژ صاف‌تری دارند، به این معنی که ولتاژ در طول چرخه تخلیه ثابت‌تر می‌ماند.این می تواند عملکرد ثابت تری را ارائه دهد و خطر آسیب به لوازم الکترونیکی AGV را کاهش دهد.

در نهایت، تعمیر و نگهداری یکی دیگر از ملاحظات مهم است.باتری‌های اسید سرب نسبت به باتری‌های لیتیومی نیاز به تعمیر و نگهداری بیشتری دارند که می‌تواند هزینه مالکیت را در طول عمر باتری افزایش دهد.از سوی دیگر، باتری های لیتیومی معمولاً بدون نیاز به تعمیر و نگهداری هستند که می تواند در زمان و هزینه صرفه جویی کند.

به طور کلی، استفاده از باتری لیتیومی 24 ولت مزایای زیادی دارد، مانندباتری 24V 60Ah lifepo4،در برنامه های AGVطول عمر بیشتری دارند، سبک‌تر هستند، سریع‌تر شارژ می‌شوند، منحنی تخلیه صاف‌تری دارند و نیاز به نگهداری کمتری دارند.این مزایا می تواند منجر به بهبود عملکرد، بهره وری و صرفه جویی در هزینه در طول عمر باتری شود و آنها را به گزینه ای عالی برای کاربردهای AGV تبدیل کند.

حالت شارژ و دشارژ "شارژ کم عمق و تخلیه کم عمق" برای افزایش عمر باتری های لیتیوم یون مفید است.با این حال، برای سیستم باتری لیتیوم آهن فسفات، مشکل کالیبراسیون الگوریتم SOC ضعیف نیز وجود دارد.

2.3 عمر مفید باتری لیتیومی 24 ولت

باتری‌های لیتیوم فسفات آهن عمر طولانی دارند و تعداد چرخه‌های شارژ و دشارژ کامل سلول‌های باتری بیش از 2000 بار است.با این حال، تعداد چرخه‌های بسته باتری بر اساس مسائلی مانند قوام سلول باتری و اتلاف حرارت جریان کاهش می‌یابد که ارتباط نزدیکی با ولتاژ و طراحی ساختاری و همچنین فرآیند بسته باتری دارد.در باتری های لیتیومی AGV، عمر چرخه در حالت "شارژ کم عمق و تخلیه کم عمق" به طور قابل توجهی بیشتر از حالت شارژ و دشارژ کامل است.به طور کلی، هرچه عمق شارژ و دشارژ کم‌تر باشد، تعداد چرخه‌ها بیشتر می‌شود و عمر چرخه نیز با فاصله چرخه SOC ارتباط نزدیکی دارد.داده ها نشان می دهد که اگر یک بسته باتری سیکل شارژ و دشارژ کامل 1000 بار داشته باشد، تعداد چرخه ها در بازه 0-30٪ SOC (30٪ DOD) می تواند از 4000 بار بیشتر شود و تعداد چرخه ها در 70٪ تا فاصله 100٪ SOC (30٪ DOD) می تواند بیش از 3200 بار باشد.مشاهده می شود که عمر چرخه ارتباط نزدیکی با فاصله SOC و عمق دشارژ DOD دارد و عمر چرخه باتری های لیتیوم یونی نیز با دما، جریان شارژ و دشارژ و سایر عوامل مرتبط است که قابل تعمیم نیست.

در نتیجه، باتری‌های لیتیومی AGV یکی از اجزای اصلی ربات‌های متحرک هستند و ما باید آن‌ها را عمیقاً تجزیه و تحلیل و درک کنیم، مخصوصاً همراه با سناریوهای مختلف استفاده از ربات‌های مختلف، تا ویژگی‌های عملکردی آنها را تعیین کنیم و درک خود را از لیتیوم تقویت کنیم. استفاده از باتری، به طوری که باتری های لیتیومی بهتر می توانند به روبات های متحرک خدمت کنند.