CN105871044A - 一种agv小车的电源装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于AGV小车的电源装置，该电源装置的动力单元为锂离子电容器模组。以及公开了该电源装置的控制方法。本发明充分发挥了锂离子电容器大电流充电接收能力，长循环使用寿命，宽温度适应性以及免维护的特性，弥补了传统蓄电池及超级电容器作为AGV动力单元的缺陷。可以满足AGV小车具备快速充电能力，保证AGV小车持续高效工作。可以免维护。可以保证AGV小车连续、稳定、安全的工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源装置，尤其是一种用于AGV小车的电源装置及其控制方法。
背景技术
自动导引运输车（AGV，Automated Guided Vehicles）是指能够沿自动导引装置行驶，具有运输功能的移动机器人。AGV运输速度快，自动化程度高，安全可靠，性价比好，因此在流通物流和3C电子制造等领域扮演着越来越重要的角色。动力单元作为AGV自动化输送的核心部件，其性能优劣直接决定着AGV能否稳定、高效可靠的运行。现有技术中AGV动力单元主要有铅酸电池、镍镉电池以及锂离子电池。铅酸电池性能稳定，价格低廉，但其容量低，维护周期短，低温充放电能力差；镍镉电池虽可进行大电流充放电，但其使用寿命短，对环境有污染，并存在记忆效应；20世纪90年代发展起来的锂离子电池较其他蓄电池能量密度高，自放电率低，但其大功率充电性能差，循环使用寿命短。超级电容器由于具有功率密度大，充放电速率快，循环使用寿命长等特点，近年来在新能源行业步入高速发展的阶段。近年来，超级电容器开始尝试用作AGV小车动力单元，如专利CN204596644U。但超级电容作为AGV小车动力单元依旧存在缺陷。超级电容器虽然可以为AGV装载，启动提供瞬时大电流，但其能量密度低，自放电率高，体积大，作为单一的AGV动力单元还存在不少问题。另外，采用超级电容与蓄电池混合储能的方式来供电AGV小车。超级电容提供电机启动或装载时大电流放电动力，蓄电池提供AGV启动后平稳运行的动力，从而弥补蓄电池在启动过程中的不足。然而该方法依旧不能避免超级电容自放电严重而导致能量损失的弊端，以及在AGV再启动前需要对超级电容器进行再充电。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种新的用于AGV小车的电源装置以及利用该电源装置对AGV小车的控制方法，该电源装置基于锂离子电容器模组，保证AGV动力单元具有较高频率下大电流充电能力，循环使用寿命长，温度适应性广及免维护等优点。
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，为解决以上技术问题，本发明公开了一种AGV小车的电源装置，该电源装置的动力单元为锂离子电容器模组。
进一步地，该电源装置还包括可与锂离子电容器模组形成供电闭合回路的稳压电源，该稳压电源通过稳压输出端子与AGV小车系统连接，为AGV小车提供稳恒电压。
进一步地，该电源装置还包括电池管理系统，所述稳压电源经电池管理系统后与锂离子电容器模组形成供电闭合回路，所述电池管理系统与AGV小车系统上的电源开关和锂离子电容器模组可构成闭合回路。
进一步地，所述电池管理系统连通AGV小车控制器的RS485通讯信号接口。所述电源管理系统用于检测锂离子电容模组中电压、电流、温度及剩余容量等信号，并将信号传递给AGV小车系统的RS485通讯信号接口。
进一步地，该电源装置还设置有制动板，其该制动板的输入端连接稳压电源，输出端通过信号端子与AGV小车系统中的制动电阻连通。
进一步地，该电源装置还设置有继电器，所述继电器可与锂离子电容模组和AGV小车系统连接形成闭合回路。
本发明还公开了一种采用前述的电源装置对AGV小车系统的控制方法，包括如下步骤：
（1）、将AGV小车系统中电源开关闭合，电池管理系统与锂离子电容模组首先形成闭合回路，电池管理系统检测锂离子电容模组电压，电流，温度及剩余容量信号，
当检测到锂离子电容模组电量足以正常工作时，电池管理系统的负极端导通，锂离子电容模组与稳压电源通过电池管理系统形成供电闭合回路，输出恒定电压，并通过稳压输出端子供给AGV小车，控制AGV小车运行；
当检测到锂离子电容模组电量不足以带动AGV小车完成整个运输操作时，电池管理系统发出信号通过RS485通讯信号接口反馈给AGV小车系统，AGV小车系统控制小车自动进入充电站并控制继电器开关闭合，锂离子电容模组进行充电；
（2）、当AGV小车减速制动时，制动再生电能通过稳压输出端子回馈到制动板，然后通过信号端子将其反馈到AGV小车系统的制动电阻上，并消耗该再生电能，完成制动。
本发明充分发挥了锂离子电容器大电流充电接收能力，长循环使用寿命，宽温度适应性以及免维护的特性，弥补了传统蓄电池及超级电容器作为AGV动力单元的缺陷。
由于锂离子电容器的大电流充电接受能力，因此可以满足AGV小车具备快速充电能力，保证AGV小车持续高效工作。
又由于锂离子电容器具有宽温度范围内的高安全性和高稳定性，因此该电源装置可以免维护，而不必类似于蓄电池，一年维护一次。
总之，采用本发明的电源装置及其运作控制方法，可以保证AGV小车连续、稳定、安全的工作。
附图说明
图1为AGV小车采用本发明电源装置的线路电路原理图。
具体实施方式
下面结合实施例，更具体地阐述本发明的内容。本发明的实施并不限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通或改变都应在本发明的保护范围内。
实施例1
如图1所示，该电源装置主要包括锂离子电容器模组（LIC）3、稳压电源4、稳压输出端子5、电池管理系统（BMS）6、制动板8、继电器14。
其中，锂离子电容器模组（LIC）3、电池管理系统（BMS）6通过接口1、2和AGV小车系统的电源开关7可形成闭合回路，电池管理系统（BMS）6用于检测锂离子电容器模组（LIC）3中的电压、电流、温度及剩余容量等信号，并将信号传递给AGV小车系统的控制器的RS485通讯信号接口。
所述稳压电源4经电池管理系统（BMS）6后与锂离子电容器模组（LIC）3形成供电闭合回路，并通过稳压输出端子5与AGV小车系统连通，为AGV小车系统的运行供电。
所述制动板8的输入端连接稳压电源4，输出端通过信号端子9、10与AGV小车系统中的制动电阻13连接。
所述继电器14可与锂离子电容模组（LIC）3通过接口11、12和AGV小车系统连接形成闭合回路。
该电源装置的运行控制方法如下：
（1）、将AGV小车系统中电源开关7闭合，电池管理系统（BMS）6与锂离子电容模组（LIC）3首先形成闭合回路，电池管理系统（BMS）6检测锂离子电容模组（LIC）3电压，电流，温度及剩余容量信号，
当检测到锂离子电容模组（LIC）3电量足以正常工作时，电池管理系统（BMS）6的负极端B-和P-导通，锂离子电容模组（LIC）3与稳压电源4通过电池管理系统（BMS）6形成供电闭合回路，输出恒定的电压24V，输出的电压通过24V稳压输出端子5供给AGV小车，控制AGV小车运行；
当检测到锂离子电容模组（LIC）3电量不足以带动AGV小车完成整个运输操作时，电池管理系统（BMS）6发出信号通过RS485通讯信号接口反馈给AGV小车系统，AGV小车系统控制小车自动进入充电站并控制200A继电器14开关闭合，充电端子15对锂离子电容模组（LIC）3进行充电；
（2）、当AGV小车减速制动时，制动所产生的能量转化为再生电能，该再生电能通过稳压输出端子5回馈到制动板8，然后通过信号端子将其反馈到AGV小车系统的制动电阻13上，并消耗该再生电能，完成制动。
Claims (7)
1.一种AGV小车的电源装置，其特征在于：该电源装置的动力单元为锂离子电容器模组。
2.根据权利要求1所述AGV小车的电源装置，其特征在于：该电源装置还包括可与锂离子电容器模组形成供电闭合回路的稳压电源，该稳压电源通过稳压输出端子与AGV小车系统连通。
3.根据权利要求2所述AGV小车的电源装置，其特征在于：该电源装置还包括电池管理系统，所述稳压电源经电池管理系统后与锂离子电容器模组形成供电闭合回路，所述电池管理系统与AGV小车系统上的电源开关和锂离子电容器模组可构成闭合回路。
4.根据权利要求3所述AGV小车的电源装置，其特征在于：所述电池管理系统连通AGV小车系统的RS485通讯信号接口。
5.根据权利要求2所述AGV小车的电源装置，其特征在于：该电源装置还设置有制动板，其该制动板的输入端连接稳压电源，输出端通过信号端子与AGV小车系统中的制动电阻连接。
6.根据权利要求1所述AGV小车的电源装置，其特征在于：该电源装置还设置有继电器，所述继电器可与锂离子电容模组和AGV小车系统连接形成闭合回路。
7.一种采用如权利要求1-6任意一项权利要求所述的电源装置对AGV小车的控制方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
（1）、将AGV小车系统中电源开关闭合，电池管理系统与锂离子电容模组首先形成闭合回路，电池管理系统检测锂离子电容模组电压，电流，温度及剩余容量信号，
当检测到锂离子电容模组电量足以正常工作时，电池管理系统的负极端导通，锂离子电容模组与稳压电源通过电池管理系统形成供电闭合回路，输出恒定电压，并通过稳压输出端子供给AGV小车，控制AGV小车运行；
当检测到锂离子电容模组电量不足以带动AGV小车完成整个运输操作时，电池管理系统发出信号通过RS485通讯信号接口反馈给AGV小车系统，AGV小车系统控制小车自动进入充电站并控制继电器开关闭合，锂离子电容模组进行充电；
（2）、当AGV小车减速制动时，制动再生电能通过稳压输出端子回馈到制动板，然后通过信号端子将其反馈到AGV小车系统的制动电阻上，消耗该再生电能，完成制动。
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