KR101540553B1 - 무인 반송차의 충전 관리 시스템 및 충전 관리 방법 - Google Patents

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Abstract

탑재 배터리를 구동원으로 하여 무인으로 주행하고, 충전 스테이션에서 상기 탑재 배터리를 충전하는 무인 반송차의 충전 관리 시스템에 있어서, 상기 무인 반송차는, 상기 탑재 배터리의 잔류 용량을 감시하는 충전 제어기를 탑재하고, 상기 충전 제어기는, 상기 배터리의 잔류 용량이 소정값보다도 낮아진 시점에서, 충전 스테이션에 있어서 탑재 배터리에 대해 충전을 개시시키고, 충전 중에 상기 탑재 배터리의 충전량이 미리 설정한 용량에 도달한 시점에서 차량의 충전 경로를 차단 상태로 한다.

Description

무인 반송차의 충전 관리 시스템 및 충전 관리 방법 {CHARGING MANAGEMENT SYSTEM FOR UNPILOTED CONVEYANCE VEHICLE AND CHARGING MANAGEMENT METHOD}
본 발명은, 탑재한 배터리의 전력을 구동원으로 하여 무인으로 주행하고, 충전 스테이션에서 탑재한 배터리에 충전을 행하는 무인 반송차의 충전 관리 시스템 및 충전 관리 방법에 관한 것이다.
JP2-49341U의 무인 반송차는, 납축 전지를 무인 반송차의 배터리로서 탑재한다. 이 무인 반송차는, 정기적으로 만충전 완료된 새로운 배터리로 교환된다. 또는, 충전 스테이션의 충전기로부터 탑재 상태의 배터리에 대해 만충전으로 되도록 자동 충전된다.
또한, JP2007-74800A의 무인 반송차는, 만충전이 아닌 부분 충방전이라도 사용 가능한 니켈 수소 전지나 리튬 이온 전지를 배터리로서 탑재한다. 이 무인 반송차는, 배터리의 잔류 용량이 충전 개시 용량으로 되었을 때 충전이 개시되고, 잔류 용량이 충전 정지 용량에 도달하였을 때 충전이 정지됨으로써, 충전 상태가 제어된다.
또한, JP3-27732A의 무인 반송차는, 무인 반송차마다, 용량 및 전압이 각각 다른 배터리를 각각 탑재하고 있다. 그리고, 배터리 종별에 대응하는 ID 태그가 장착되어 있다. 충전 스테이션에서는, ID 태그에 따라서 탑재된 배터리 종별이 판정되어, 적절한 충전 전압, 충전 전류 등의 충전 조건에서 충전된다.
그런데, 발명자들은, JP2-49341U에 있는 바와 같은 납축 전지의 무인 반송차의 반송 공정에, JP2007-74800A에 있는 바와 같은 리튬 이온 전지의 무인 반송차를 투입하는 것을 검토하고 있다. 납축 전지의 무인 반송차의 반송 공정의 충전 스테이션에는, 납축 전지용 자동 충전기가 설치된다. 이 자동 충전기에는, 납축 전지를 충전하기 위해 최대 28V까지 충전 전압을 높여 가는 전원 장치가 조립되어 있다. 이로 인해, JP2007-74800A와 같이, 배터리로서 납축 전지 대신에 리튬 이온 전지를 탑재한 무인 반송차를, 상기한 반송 공정에 투입하기 위해서는, 충전 스테이션에 설치한 자동 충전기를, 리튬 이온 전지용으로 충전시 최대 전압을 조정한 전원 장치를 조립한 것으로 전면적으로 전환할 필요가 있어, 비용이 높아진다.
따라서, 과도적으로는, 납축 전지를 탑재한 무인 반송차와 리튬 이온 전지를 탑재한 무인 반송차를 혼재시켜 사용하는 것이 생각된다. 이 경우, JP3-27732A와 같이, 무인 반송차에 탑재 배터리에 대응한 ID 태그를 갖게 하여, 자동 충전기는 ID 태그에 기초하여, 배터리 종별을 판정하여 충전 전압을 전환함으로써, 배터리 종별에 대응하여 충전하는 것도 생각된다. 그러나, (1) ID 태그를 갖게 하는 만큼, 배터리·충전기 모두 비용이 높아지고, (2) 배터리를 교체할 때, ID 태그를 오인하면, 과전압을 걸어 버릴 우려가 있고, (3) 자동 충전기에 전압 전환 제어를 설치하는 만큼, 비용이 높아지는 등의 과제가 있었다.
본 발명은, 이러한 종래의 문제점에 착안하여 이루어졌다. 본 발명의 목적은, 탑재하는 배터리 종별이 혼재하는 무인 반송차의 충전에 적합한 무인 반송차의 충전 관리 시스템 및 충전 관리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 탑재 배터리를 구동원으로 하여 무인으로 주행하고, 충전 스테이션에서 상기 탑재 배터리를 충전하는 무인 반송차의 충전 관리 시스템의 하나의 형태는, 상기 무인 반송차는, 상기 탑재 배터리의 잔류 용량을 감시하는 충전 제어기를 탑재한다. 그리고, 상기 충전 제어기는, 상기 배터리의 잔류 용량이 소정값보다도 낮아진 시점에서, 충전 스테이션에 있어서 탑재 배터리에 대해 충전을 개시시키고, 충전 중에 상기 탑재 배터리의 충전량이 미리 설정한 용량에 도달한 시점에서 차량의 충전 경로를 차단 상태로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태를 나타내는 무인 반송차의 주행 경로의 예를 나타내는 개념도이다.
도 2는 납축 전지를 배터리로서 탑재한 무인 반송차 및 충전 스테이션의 자동 충전기의 개략을 도시하는 설명도이다.
도 3은 리튬 이온 2차 전지를 배터리로서 탑재한 무인 반송차 및 충전 스테이션의 자동 충전기의 개략을 도시하는 설명도이다.
도 4는 충전시에 있어서의 무인 반송차의 납축 전지로 이루어지는 배터리 장치와 충전 스테이션의 충전기와의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 5는 충전시의 배터리 전압의 변화와 공급하는 충전 전류의 변화를 나타내는 충전 특성도이다.
도 6은 충전시에 있어서의 무인 반송차의 리튬 이온 2차 전지로 이루어지는 배터리 장치와 충전 스테이션의 충전기와의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 7은 리튬 이온 배터리의 전압 변화의 추이를 설명하는 설명도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태를 나타내는 무인 반송차의 주행 경로의 예를 나타내는 개념도이다.
도 9는 제2 실시 형태의 충전시에 있어서의 무인 반송차의 리튬 이온 2차 전지로 이루어지는 배터리 장치와 충전 스테이션의 충전기와의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 10은 제2 실시 형태에 있어서의 충전시의 배터리 전압의 변화와 공급하는 충전 전류의 변화를 나타내는 충전 특성도이다.
도 11은 무인 반송차와 자동 충전 장치의 충전시의 동작을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부의 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
(제1 실시 형태)
반송 공정에 있어서의 무인 반송차의 주행 경로는, 예를 들어 도 1에 도시하는 바와 같이, 픽킹 스테이션(PS)과 라인 사이드의 조립 스테이션(BS)을 경유하는 설정된 주회 궤도의 주행 루트(R)이다. 반송 공정에서는, 이 주행 루트(R) 상을 복수의 무인 반송차(1)가 주행한다. 각 무인 반송차(1)의 주행은 설비측 제어 장치(2)에 의해 제어된다. 무인 반송차(1)는, 픽킹 스테이션(PS)에 있어서 조립 스테이션(BS)에서 필요로 하는 부품을 싣는다. 그리고 무인 반송차(1)는, 주행 루트(R) 상을 주행하여 조립 스테이션(BS)으로 반송하고, 픽킹 스테이션(PS)에서 적재한 부품을 내린다. 그리고 무인 반송차(1)는, 다시 주행 루트(R) 상을 주행하여 픽킹 스테이션(PS)으로 복귀한다. 무인 반송차(1)는, 이러한 순환 주행을 반복한다.
무인 반송차(1)는, 도 2, 도 3에 도시하는 바와 같이, 2차 전지(예를 들어, 납축 전지나 리튬 이온 2차 전지)로 이루어지는 배터리(B)를 수용하는 배터리 박스(5)를, 예를 들어 차량 중앙에 장비하고 있다. 도 2에 도시하는 무인 반송차(1A)는, 납축 전지를 배터리 B1로서 장비한다. 도 3에 도시하는 무인 반송차(1B)는, 리튬 이온 2차 전지를 배터리 B2로서 장비한다. 무인 반송차(1)는, 배터리(B)를 구동 전원으로 하여 주행한다. 이로 인해, 배터리(B)의 충전 용량이 소정 범위로부터 저하되었을 때에는, 무인 반송차(1)가 주행 루트(R) 상의 충전 스테이션(CS)에서 정지하였을 때, 배터리(B)가 자동 충전기(3)에 의해 충전된다. 자동 충전기(3)는, 직류 전원(21)으로부터 충전 전력이 공급된다.
본 실시 형태의 무인 반송차의 충전 관리 시스템에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 종래 일반적으로 채용되어 있는 납축 전지 등의 배터리 B1을 구동 전원으로 하는 무인 반송차(1A)가 사용된다. 그리고, 본 실시 형태의 전제로 되는 반송 공정에서는, 이 무인 반송차(1A)의 배터리 B1에 대해 충전하는 종래 일반적으로 채용되어 있는 납 배터리용 자동 충전기(3A)가 충전 스테이션(CS)에 설치되어 있다. 그리고, 본 실시 형태에서는, 상기 전제로 하는 반송 공정에 있어서, 도 3에 도시하는 바와 같이, 새롭게 리튬 이온 2차 전지에 의한 배터리 B2를 구동 전원으로 하는 무인 반송차(1B)를 순차 투입하는 것을 상정하고 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 무인 반송차(1)의 배터리 교환을 전면적으로 실시하는 것이 아니라, 배터리 B1을 순차 배터리 B2로 교환 장착함과 함께, 충전 스테이션(CS)의 자동 충전기(3)도, 납 배터리용으로부터 순차 리튬 이온 배터리용으로 확대 도입할 수 있도록 해 가는 것이다. 이하에서는, 종래 일반적으로 채용되어 있는 배터리 B1을 구동 전원으로 하는 무인 반송차(1A)를 「PB형 무인 반송차」라 칭한다. 새롭게 투입되는 배터리 B2를 구동 전원으로 하는 무인 반송차(1B)를 「LB형 무인 반송차」라 칭한다.
우선, 전제로 하는 반송 공정에 있어서의 PB형 무인 반송차(1A) 및 충전 스테이션(CS)의 자동 충전기(3A)에 대해 설명한다. PB형 무인 반송차(1A)의 배터리 박스(5)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 납축 전지를 직렬 접속하여 구성한 배터리 B1을 갖는다. 이 배터리 B1의 전력이, 동력원으로서 도시하지 않은 주행 모터 등에 공급된다. 이 배터리 B1의 충방전 상태는, 차량 탑재되는 도시하지 않은 제어 장치에 의해 감시된다. 제어 장치는, 배터리 B1의 전압, 온도 등을 검출하고, 배터리 B1의 충전 용량을 연산한다. 그리고, 연산한 충전 용량(배터리 전압)으로부터, 충전이 필요한지 여부를 판정한다. 배터리 B1에 있어서는, 예를 들어 배터리 전압이, 21V보다도 저하된 경우에, 충전이 필요하다고 판정된다.
제어 장치는, 충전이 필요하다고 판정하면, PB형 무인 반송차(1A)를 상기한 주행 루트(R) 상의 충전 스테이션(CS)에 정차시킨다. 그리고, 충전 스테이션(CS)에 있는 자동 충전기(3A)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, PB형 무인 반송차(1A)가 충전 스테이션(CS)의 소정 위치에 정지한 것을 확인하면, 급전 콘택터(23)를 PB형 무인 반송차(1)에 대해 진전 구동한다. 급전 콘택터(23)가 수전 콘택터(13)에 접속되면, 충전 가능한 상태로 된다.
자동 충전 장치(3A)는, 예를 들어 충전 전압값을 29V까지 승압 가능한 직류 전원(21)과, 급전 콘택터(23)와 수전 콘택터(13)가 접속되면 기동하고, 직류 전원(21)으로부터 배터리 B1에 공급하는 충전 전류값 및 전압값을 제어하는 충전 제어 장치(20)를 구비한다.
충전 제어 장치(20)는, 급속 충전에 의해 배터리 B1에 충전한다. 급속 충전이라 함은, 보통 충전시의 충전 전류보다도 큰 충전 전류를 배터리 B1에 공급하는 정전류·정전압 방식의 충전 방법이다. 급속 충전은, 단시간의 충전을 필요로 하는 반송 공정에는 바람직하다. 단, 충전 제어 장치(20)는 정전류·정전압 방식의 보통 충전도 가능하다. 정전류·정전압 방식의 충전에서는, 충전 초기에는 정전류의 충전 전류를 공급하는 정전류 충전(CC 충전)을 실행한다. 충전의 계속에 의해 배터리 전압이 만충전 전압(예를 들어, 29V)까지 상승한 시점으로부터는, 전압 일정으로 하는 정전압 충전(CV 충전)을 소정 시간이 경과할 때까지 실행한다. 도 5는, 충전시의 배터리 전압의 변화와 공급하는 충전 전류의 변화를 나타내는 특성도이다. CC 충전에 의해 배터리 전압은 서서히 승압된다. 배터리 전압이 만충전 전압(예를 들어, 29V)까지 상승하면, 그 시점으로부터 충전 전류를 저하시키면서 전압 일정으로 하는 정전압 충전(CV 충전)을 소정 시간이 경과할 때까지 실행한다. 소정 시간이 경과하면, 충전 제어 장치(20)는 직류 전원(21)을 정지시켜 충전을 정지한다. 그리고, 급전 콘택터(23)를 퇴피시켜 무인 반송차(1)의 수전 콘택터(13)와의 접속을 분리한다. 그 후, PB형 무인 반송차(1A)는, 충전 스테이션(CS)으로부터 이탈시키는 방향으로, 주행 루트(R) 상을 주행한다.
LB형 무인 반송차(1B)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 리튬 이온 전지에 의한 배터리 B2를 구비한다. 또한, LB형 무인 반송차(1B)는, 차량 탑재되는 충전 제어기(11)를 구비한다. 충전 제어기(11)는, 배터리 B2의 충전 상태를 감시·연산하고, 제어하는 제어기이다.
충전 제어기(11)는, 충전이 필요하다고 판정하면 수전 준비 동작을 개시한다. 수전 준비 동작에서는, 충전 제어기(11)가 수전 제어 릴레이(12A)에 대해 지령하여, 배터리 B2와 충전 콘택터(13)를 접속하는 충전 경로에 설치한 파워 스위치(12)를 차단 상태로부터 도통 상태로 하여 충전 가능한 상태로 한다. 충전이 개시되어, 배터리 전압이 소정 전압으로 승압한 단계에서, 충전 제어기(11)는 수전 제어 릴레이(12A)에 대해 지령하여, 파워 스위치(12)를 도통 상태로부터 차단 상태로 하여, 충전을 정지한다.
배터리 B2는, 예를 들어 리튬 이온 2차 전지이다. 배터리 B2는, 부스 바(BB)에 의해 직렬 접속된 전지 모듈(BM)을 포함한다. 도 6에서는, 3개의 전지 모듈(BM)이 직렬 접속된다.
복수의 리튬 이온 단전지(셀)가 병렬 또는 직렬로 전지 모듈(BM)이 구성된다. 이 전지 모듈(BM)의 전압은, 충전 상태에서 약 8V 강이다. 배터리 B2에는, 3개의 전지 모듈(BM)이 직렬 접속되어 있으므로, 배터리 B2의 출력 전압은, 25V 정도로 된다. 따라서, 배터리 B2의 과충전 전압은, 예를 들어 25.02V, 과방전 전압은, 예를 들어 18V로 설정되고, 충전 개시 및 충전 완료의 각 전압은, 과충전 전압과 과방전 전압 사이인, 예를 들어 21V 및 24V로 각각 설정되어 있다. 이와 같이, 과방전 전압과 충전 개시 전압 사이의 전압차를 충분히 크게 하여, 배터리 B2가 과방전 전압에 이르지 않도록, 전지를 보호하고 있다.
또한, 충전 제어기(11)는 통신부(14)(예를 들어, 광통신)를 통해, LB 배터리 B2의 충전량(전압), LB 배터리 B2의 입출력의 전류량(암페어 아워, AH), LB 배터리 B2의 이상 이력 등을, 외부에 송신 가능하게 하고 있다.
또한, 충전 제어기(11)는 배터리 전압이 충전 개시 전압보다도 저하된 경우에는, LB형 무인 반송차(1B)를 주행 루트(R) 상의 충전 스테이션(CS)에 정지시킨다. 그리고, 충전 스테이션(CS)에 있는 자동 충전기(3A)는, LB형 무인 반송차(1B)가 충전 스테이션(CS)의 소정 위치에 정지한 것을 확인하면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 급전 콘택터(23)를 LB형 무인 반송차(1B)까지 신장시킨다. 급전 콘택터(23)가 수전 콘택터(13)에 접속되면, 충전 가능한 상태로 된다.
배터리 B2가 충전 완료 상태로 되면 파워 스위치(12)가 개방되어, 자동 충전기(3A)의 충전 전류가 정지한다. 그리고 급전 콘택터(23)를 퇴피시켜 LB형 무인 반송차(1B)의 수전 콘택터(13)와의 접속을 분리한다. 그 후, LB형 무인 반송차(1B)는 충전 스테이션(CS)으로부터 이탈하여, 주행 루트(R) 상을 주행한다.
반송 공정에 있어서는, 충전 스테이션(CS)에, 배터리 B1용의 자동 충전기(3A)가 설치된다. 주행 루트(R) 상에 배터리 B1을 탑재한 PB형 무인 반송차(1A)와, 새롭게 투입된 배터리 B2를 탑재한 LB형 무인 반송차(1B)가 혼재한 상태에서, 픽킹 스테이션(PS)으로부터 조립 스테이션(BS)으로 부품을 탑재하여 반송하고 있다.
PB형 무인 반송차(1A)는, 배터리 전압이 저하되어 충전이 필요한 경우에는, 주행 루트(R) 상의 충전 스테이션(CS)에 정지되어, 전술한 순서에 의해 충전된다.
그리고, 배터리(B)가 만충전으로 되면, 자동 충전기(3A)는 충전 종료라고 판단하여, 급전 콘택터(23)를 퇴피시켜 PB형 무인 반송차(1A)의 수전 콘택터(13)와의 접속을 분리한다. 그 후, PB형 무인 반송차(1A)가 충전 스테이션(CS)으로부터 이탈하는 방향으로, 주행 루트(R) 상을 주행한다.
LB형 무인 반송차(1B)는, 차량 탑재되는 충전 제어기(11)에 의해 배터리 전압이 저하되어 충전이 필요하다고 판정된 경우에는, 충전 제어기(11)의 지령에 의해 수전 제어 릴레이(12A)를 동작시켜, 파워 스위치(12)를 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 한다. 또한, 충전 제어기(11)의 지령에 의해, LB형 무인 반송차(1B)가 충전 스테이션(CS)에 정지한다. 충전 스테이션(CS)에 있는 자동 충전기(3A)는, LB형 무인 반송차(1B)가 충전 스테이션(CS)의 소정 위치에 정지한 것을 확인하면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 급전 콘택터(23)를 LB형 무인 반송차(1B)까지 신장시킨다. 급전 콘택터(23)가 수전 콘택터(13)에 접속되면, 충전 가능한 상태로 된다.
자동 충전 장치(3A)는, 급전 콘택터(23)와 수전 콘택터(13)가 접속되면 직류 전원(21)을 기동시켜, 직류 전원(21)으로부터 충전 배터리 B2에 공급하는 충전 전류값 및 전압값을 제어한다. 구체적으로는, 배터리 B1에의 충전과 마찬가지로, 도 5에 나타내는 바와 같이, 충전 초기에는 정전류의 충전 전류를 공급하는 정전류 충전(CC 충전)을 행하도록 작동한다.
배터리 전압은 충전 개시 전압으로부터 충전에 따라 상승한다. 배터리 전압의 상승은 차량 탑재되는 충전 제어기(11) 및 설비측의 충전 제어 장치(20)에 의해 감시된다. 배터리 전압이 충전 완료 전압에 도달하면, 차량 탑재되는 충전 제어기(11)는 수전 제어 릴레이(12A)를 동작시켜 파워 스위치(12)를 차단하여, 배터리 B2와 수전 콘택터(13)의 접속을 끊어, 충전 동작을 종료시킨다. 충전 스테이션(CS)의 자동 충전기(3A)는, 급전 콘택터(23)를 통해 배터리 B2로 흐르는 전류가 파워 스위치(12)에 의한 차단에 의해 제로로 저하됨으로써 직류 전원(21)을 정지시켜, 충전 동작이 정지한다.
이어서, 충전 스테이션(CS)의 자동 충전기(3A)는, 급전 콘택터(23)를 퇴피시켜 LB형 무인 반송차(1B)의 수전 콘택터(13)와의 접속을 분리한다. 콘택터(13, 23)끼리의 접속이 분리되면, LB형 무인 반송차(1B)는 충전 스테이션(CS)으로부터 이탈하여, 주행 루트(R) 상을 주행한다.
배터리 B2를 탑재하는 LB형 무인 반송차(1B)의 배터리 전압은, 도 7에 나타내는 바와 같이 추이한다. 즉, 배터리 전압이, 충전 개시 전압보다도 낮아진 시점 t0, t2, t4에서, 충전 제어 릴레이(12A)의 동작에 의해 파워 스위치(12)를 폐쇄하고, 수전 완료 전압보다도 높아진 시점 t1, t3에서, 충전 제어 릴레이(12A)에 의해 파워 스위치(12)를 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 전환한다. 이로 인해, 배터리 전압은, 충전시마다, 충전 릴레이 온(ON) 전압보다도 낮은 상태로부터 충전 릴레이 오프(OFF) 전압보다도 높은 상태로 상승한다. LB형 무인 반송차(1B)가 주행 루트(R)를 주행하면 배터리 전력이 소비되어, 배터리 전압은, 충전 릴레이 오프 전압보다도 높은 상태로부터 충전 릴레이 온 전압보다도 낮은 상태로 서서히 저하된다.
본 실시 형태에 있어서는, 이하에 기재하는 효과를 발휘할 수 있다.
(1) 탑재 배터리(B)를 구동원으로 하여 무인으로 주행하고, 충전 스테이션(CS)에 있어서 탑재 배터리(B)에 대해 충전을 행하는 무인 반송차(1)의 충전 관리 시스템이다. 무인 반송차(1)는 탑재 배터리(B)로서 리튬 이온 배터리 B2를 구비함과 함께, 탑재 배터리 B2의 잔류 용량을 감시하는 충전 제어기(11)를 탑재한다. 그리고, 충전 제어기(11)는 배터리 B2의 잔류 용량이 소정값보다도 낮아진 시점에서, 충전 스테이션(CS)에 있어서 탑재 배터리 B2에 대해 충전을 개시시킨다. 그리고, 충전 제어기(11)는 충전 중에 탑재 배터리 B2의 충전량이 미리 설정한 용량에 도달한 시점에서 차량의 충전 경로 중에 설치한 수전 제어 스위치로서의 파워 스위치(12)를 차단 상태로 전환함으로써 탑재 배터리 B2에 대한 충전을 종료시키는 것을 특징으로 하고 있다.
즉, 무인 반송차(1)측에 탑재되는 충전 제어기(11)에 의해, 탑재 배터리 B2의 충전이 종료되었다고 판정한 시점에서, 수전 제어 스위치로서의 파워 스위치(12)에 의해 충전 경로가 차단되어 충전을 종료시키므로, 충전 스테이션(CS)에 설치한 자동 충전기(3A)는, 무인 반송차(1)에 탑재되어 있는 배터리 종별에 대응하여 충전 조건을 변경할 필요가 없다. 이로 인해, 충전 스테이션(CS)에 설치하는 충전기로서, 반송 공정에 기설되어 있는 납축 전지용 충전기(3A)를 그대로 리튬 이온 배터리 B2의 충전기로서 이용할 수 있다. 또한, 종래 기술과 같이, 탑재 배터리(B)의 종별을 판별하는 장치류가 불필요해져, 충전기의 비용을 낮출 수 있다. 또한, 충전시의 최종 전압의 설정값이 높은, 예를 들어 납축 전지용 충전기(3A)를 사용해도, 리튬 이온 배터리 B2에 대해 과충전을 피하면서 충전할 수 있다.
(2) 충전 제어기(11)는, 탑재 배터리 B2의 잔류 용량이 미리 설정하는 소정값보다도 낮아진 시점에서, 차량의 충전 경로 중에 설치한 수전 제어 스위치로서의 파워 스위치(12)를 차단 상태로부터 도통 상태로 전환하도록 하고 있다. 이로 인해, 리튬 이온 배터리 B2보다도 가동 전압 영역이 넓은 납축 전지용 충전기(3A)를 리튬 이온 배터리 B2의 충전기로서 이용하는 경우에, 리튬 이온 배터리 B2에서 사용하고자 하는 전압 영역을 충전 제어기(11)로부터의 지정에 의해 임의로 설정할 수 있다. 결과적으로, 리튬 이온 배터리 B2의 특성상의 사용 효율이 높은 중간 용량의 영역을 항상 사용할 수 있어, 리튬 이온 배터리 B2의 수명을 길게 할 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 도 8∼도 11에 기초하여, 본 발명을 적용한 무인 반송차의 충전 관리 시스템 및 충전 관리 방법의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 또한 도 8은 주행 루트의 개요를 도시하는 설명도이다. 도 9는 시스템 구성도이다. 도 10은 충전시의 배터리 전압 및 충전 전류의 변화를 나타내는 특성도이다. 도 11은 무인 반송차와 자동 충전 장치의 충전시의 동작을 나타내는 흐름도이다.
이 제2 실시 형태에서는, 신규로 배터리 B2를 탑재한 LB형 무인 반송차(1B)에 전용의 LB형 자동 충전기(3B)를 추가 설치한 구성을 제1 실시 형태에 추가하였다. 또한, 제1 실시 형태와 동일 장치에는 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략 또는 간략화한다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 무인 반송차(1)의 주행 루트(R) 상의 충전 스테이션(CS)에는, PB형 무인 반송차(1A)의 배터리 B1에 대해 충전을 실시하는 PB형 자동 충전기(3A)와, 배터리 B2를 탑재한 LB형 무인 반송차(1B)에 전용의 LB형 자동 충전기(3B)가 설치되어 있다. 배터리 B2용으로서 신규로 추가한 LB형 자동 충전기(3B)는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 배터리 B2의 상한 전압(예를 들어, 25.02V)까지 승압 가능한 직류 전원(21A)과, 직류 전원(21A)으로부터 배터리 B2에 공급하는 충전 전류값 및 전압값을 제어하는 충전 제어 장치(20A)와, 무인 반송차(1)의 통신부(14)와 통신 가능한 통신부(24)를 구비한다.
LB형 자동 충전기(3B)의 충전 제어 장치(20A)는, 급전 콘택터(23)와 수전 콘택터(13)가 접속되고, LB형 무인 반송차(1B)의 수전 제어 릴레이(12A)의 동작에 의해 파워 스위치(12)가 폐쇄되어, 배터리 B2의 충전 전의 전압을 검출한 후에 기동된다. 충전 제어 장치(20A)는, 급속 충전에 의해 배터리 B2에 충전한다. 급속 충전이라 함은, 보통 충전시의 충전 전류보다도 큰 충전 전류를 배터리 B2에 공급하는 정전류·정전압 방식의 충전 방법이다. 급속 충전은, 단시간의 충전을 필요로 하는 반송 공정에는 바람직하다. 단, 충전 제어 장치(20)는 정전류·정전압 방식의 보통 충전도 가능하다. 정전류·정전압 방식의 충전에서는, 충전 초기에는 정전류의 충전 전류를 공급하는 정전류 충전(CC 충전)을 실행한다. 충전의 계속에 의해 배터리 전압이 만충전 전압(예를 들어, 25V)까지 상승한 시점으로부터는, 전압 일정으로 하는 정전압 충전(CV 충전)을 소정 시간이 경과할 때까지 실행한다.
도 10은, 충전시의 배터리 전압의 변화와 공급하는 충전 전류의 변화를 나타내는 것이다. CC 충전에 의해 배터리 전압은 서서히 승압된다. 배터리 전압이 충전 상한 전압(예를 들어, 25V)까지 상승하면, 그 시점으로부터 충전 전류를 저하시키면서 전압 일정으로 하는 정전압 충전(CV 충전)을 소정 시간이 경과할 때까지 실행한다. 소정 시간이 경과하면, 충전 제어 장치(20A)는, 직류 전원(21A)을 정지시켜 충전을 정지한다. 또한, CC 충전을 실행하여, 무인 반송차(1B)의 배터리 전압이 충전 상한 전압까지 상승한 시점에서, 충전 완료로서, 충전을 정지할 수도 있다. 이와 같이, 충전 상한 전압까지 배터리 전압을 상승시킨 시점에서, 충전을 종료시키는 경우에는, 그 후에 소정 시간만큼 실행되는 정전압 충전(CV 충전)을 생략할 수 있어, 충전 시간을 단축할 수 있다.
통신부(24)는, LB형 무인 반송차(1B)의 통신부(14)와의 사이에서, 배터리 B2의 충전량(전압), 배터리(B)의 입출력의 전류량(암페어 아워, AH), 배터리(B)의 이상 이력, 무인 반송차(1)의 수전 제어 릴레이의 온/오프 제어 신호, 그 밖의 지령 신호 등을 통신 가능하게 하고 있다.
이하에서는, 도 11의 제어 흐름도에 기초하여, LB형 무인 반송차(1B)에 탑재된 배터리 B2에의 충전시의 순서를 설명한다. 도면 중의 좌측의 열은 LB형 무인 반송차(1B)의 동작 흐름을 나타내고, 우측의 열은 설비측의 LB형 자동 충전기(3B)의 동작 흐름을 나타내고 있다. 그리고, 도면 중의 중앙에서 대치하고 있는 부호 NP1, NP1은, 각각 LB형 무인 반송차(1B)와 설비측의 LB형 자동 충전기(3B)의 광통신에 의한 통신부를 나타내고 있다.
LB형 무인 반송차(1B)는, 차량 탑재되는 충전 제어기(11)에 의해 배터리 전압이 저하되어 충전이 필요하다고 판정된 경우에는, 주행 루트(R) 상의 충전 스테이션(CS)의 LB용 자동 충전기(3B)를 향하도록 주행이 제어되어, 소정 위치에서 정지한다(S1).
그리고, LB형 무인 반송차(1B)와 LB용 자동 충전기(3B)의 통신부(14, 24)끼리가 서로 안정적으로 통신 동작이 가능한지 여부를 판정한다(S2, S22). 그리고, 통신 안정 영역이라고 판정한 경우에는, LB용 자동 충전기(3B)측과 LB형 무인 반송차(1B)측 사이에서, 자동 충전 조건의 확인 동작을 실행한다(S3, S23). 자동 충전 조건의 확인은, LB용 자동 충전기(3B)측으로부터 LB형 무인 반송차(1B)측을 향해, 배터리 B2가 정상인지 이상인지 문의를 실행하여, LB형 무인 반송차(1B)측으로부터 정상 응답이 돌아옴으로써 성립한다.
이어서, LB용 자동 충전기(3B)로부터 급전 콘택터(23)를 LB형 무인 반송차(1B)를 향해 신장시켜 LB형 무인 반송차(1B)의 수전 콘택터(13)에 접속시킴과 함께 LB형 무인 반송차(1B)에 대해 콘택트 온 지령을 출력한다(S24). LB형 무인 반송차(1B)는 충전 조건을 확인하고(S4), 수전 제어 릴레이(12A)를 작동시켜 배터리 B2와 충전 콘택터(13)를 접속하는 충전 경로에 설치한 파워 스위치(12)를 폐쇄한다(S5). 콘택터(13, 23)끼리가 접속되고, 파워 스위치(12)가 폐쇄됨으로써, LB용 자동 충전 장치(3B)는 LB형 무인 반송차(1B)의 배터리 전압을 확인한다(S25).
이어서, LB용 자동 충전기(3B)는 직류 전원(21A)을 기동하여, LB형 무인 반송차(1B)에 대해 충전 준비가 완료되었는지 문의한다(S26). LB형 무인 반송차(1B)는 충전 준비가 완료되었는지 여부를 확인하고(S6), 충전 준비 완료이면, 정상 응답 신호를 LB용 자동 충전기(3B)에 대해 출력한다(S7). LB용 자동 충전기(3B)는 LB형 무인 반송차(1B)측으로부터의 정상 응답 신호에 기초하여, 직류 전원(21A)으로부터의 직류 전력을 급전 콘택터(23), 수전 콘택터(13), 파워 스위치(12)를 통해 LB형 무인 반송차(1B)의 배터리 B2에 공급하여 충전을 개시한다(S27).
LB용 자동 충전기(3B)는 충전 타이머를 기동시켜(S28), 타이머로 설정한 전압 및 시간이 경과한 단계에서, 직류 전원(21A)을 정지시켜, 충전을 정지시킨다(S29). 한편, LB형 무인 반송차(1B)는, 배터리 전압에 의해 충전 상태를 감시하고(S8), 충전이 정지된 단계에서, 충전 완료를 확인한다(S9).
이어서, LB용 자동 충전기(3B)는, 직류 전원(21A)을 정지시키고, LB형 무인 반송차(1B)에 대해 콘택트 오프 지령, 및 충전 회로를 분리해도 될지 여부를 문의한다(S30). LB형 무인 반송차(1B)는, 수전 제어 릴레이(12A)를 작동시켜 배터리 B2와 충전 콘택터(13)를 접속하는 충전 경로에 설치한 파워 스위치(12)를 개방하고(S10), LB형 무인 반송차(1B)의 충전 준비 완료를 오프하여, LB용 자동 충전기(3A)에 대해 정상 응답(분리 OK)을 출력한다(S11).
LB용 자동 충전기(3B)는, LB형 무인 반송차(1B)로부터의 정상 응답에 기초하여, 급전 콘택터(23)를 수축시켜 LB형 무인 반송차(1B)측의 수전 콘택터(13)와의 접속을 해제하고(S31), LB형 무인 반송차(1B)에 대해 이탈 가능 지령을 출력한다(S32). LB형 무인 반송차(1B)는, 이탈 가능 지령에 기초하여, LB형 무인 반송차(1)를 충전 스테이션(CS)으로부터 이탈시켜 주행시킨다(S12). 그리고, LB형 무인 반송차(1B)를 주행 루트(R)로 복귀 주행시킨다.
본 실시 형태에 있어서는, 제1 실시 형태에 있어서의 효과 (1)에 더하여 이하에 기재한 효과를 발휘할 수 있다.
(3) 충전 스테이션(CS)은, 무인 반송차(1)에 대해 통신부(14, 24)를 통해 신호의 송수신을 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 충전 스테이션(CS)에 있어서, 차량 탑재되는 충전 제어기(11)는 충전 스테이션(CS)으로부터의 지령에 기초하여, 차량의 충전 경로 중에 설치한 수전 제어 스위치로서의 파워 스위치(12)를 개폐 제어한다. 이로 인해, 무인 반송차(1B)의 수전 콘택터(13) 및 수전 제어 스위치를, 충전 스테이션(CS)과 통신을 실시할 때에만 유효하게 할 수 있어, 수전 제어 스위치를 동작시키는 수전 제어 릴레이(12A)의 전력 소비를 삭감하여, 배터리 B2를 유효 활용할 수 있다. 또한, 수전 콘택터(13)가 활전으로 되는 시간을 충전시로만 제한할 수 있으므로, 즉, 수전 콘택터(13)가 충전시 이외에는 활전 상태로 되지 않으므로, 단자의 보호를 최소화 또는 불필요하게 할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.
예를 들어, 상기 실시 형태는, 적절하게 조합 가능하다.
본원은, 2012년 8월 2일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2012-171713호 에 기초하는 우선권을 주장하고, 이들 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims (7)

  1. 제1종의 탑재 배터리를 구동원으로 하여 무인으로 주행하고, 충전 스테이션에 설치된 자동 충전기에 의해 상기 제1종의 탑재 배터리를 충전하는 제1종의 무인 반송차와, 상기 제1종의 탑재 배터리보다도 만충전 전압이 낮은 제2종의 탑재 배터리를 구동원으로 하여 무인으로 주행하고, 상기 자동 충전기에 의해 상기 제2종의 탑재 배터리를 충전하는 제2종의 무인 반송차가 혼재하는 가운데 무인 반송차의 충전을 관리하는 충전 관리 시스템에 있어서,
    상기 제1종의 무인 반송차는, 충전시에 상기 제1종의 탑재 배터리의 전압을 제어하는 제어기를 탑재하고 있지 않고, 상기 제1종의 탑재 배터리는, 상기 자동 충전기에 설치된 제1 충전 제어기에 의해 전압이 제어되어 충전되고,
    상기 제2종의 무인 반송차는, 상기 제2종의 탑재 배터리의 전압을 제어하는 제2 충전 제어기를 탑재하고,
    상기 제2 충전 제어기는, 상기 제2종의 탑재 배터리의 전압이 상기 제2종의 탑재 배터리의 만충전 전압보다도 낮은 소정 전압보다도 낮아진 경우에는, 상기 충전 스테이션에 있어서 상기 제2종의 탑재 배터리에 대해 상기 자동 충전기에 의한 충전을 행하고, 충전 중에 상기 제2종의 탑재 배터리의 전압이, 상기 제1종의 탑재 배터리의 만충전 전압보다도 낮고, 또한 상기 소정 전압보다도 높은 전압에 도달한 시점에서 차량의 충전 경로를 차단 상태로 하는, 무인 반송차의 충전 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 충전 제어기는, 충전 중에 상기 제2종의 탑재 배터리의 전압이, 상기 제1종의 탑재 배터리의 만충전 전압보다도 낮고, 또한 상기 소정 전압보다도 높은 전압에 도달한 시점에서 차량의 충전 경로 중에 설치한 수전 제어 스위치를 차단 상태로 전환하는, 무인 반송차의 충전 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 충전 제어기는, 상기 제2종의 탑재 배터리의 전압이 상기 소정 전압보다도 낮아진 시점에서, 상기 수전 제어 스위치를 차단 상태로부터 도통 상태로 전환하는, 무인 반송차의 충전 관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 충전 제어기는, 상기 제2종의 무인 반송차가 상기 충전 스테이션에 정지하기 전에, 상기 제2종의 탑재 배터리의 전압이 상기 소정 전압보다도 낮아진 시점에서, 상기 수전 제어 스위치를 차단 상태로부터 도통 상태로 전환하는, 무인 반송차의 충전 관리 시스템.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 스테이션은, 무인 반송차에 대해 통신부를 통해 신호의 송수신을 가능하게 구성되고,
    상기 충전 스테이션에 있어서, 상기 제2 충전 제어기는 충전 스테이션으로부터의 지령에 기초하여, 차량의 충전 경로 중에 설치한 상기 수전 제어 스위치를 개폐하는, 무인 반송차의 충전 관리 시스템.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2종의 탑재 배터리는, 리튬 이온 배터리인, 무인 반송차의 충전 관리 시스템.
  7. 제1종의 탑재 배터리를 구동원으로 하여 무인으로 주행하고, 충전 스테이션에 설치된 자동 충전기에 의해 상기 제1종의 탑재 배터리를 충전하는 제1종의 무인 반송차와, 상기 제1종의 탑재 배터리보다도 만충전 전압이 낮은 제2종의 탑재 배터리를 구동원으로 하여 무인으로 주행하고, 상기 자동 충전기에 의해 상기 제2종의 탑재 배터리를 충전하는 제2종의 무인 반송차가 혼재하는 가운데 무인 반송차의 충전을 관리하는 충전 관리 방법에 있어서,
    상기 제1종의 무인 반송차는, 충전시에 상기 제1종의 탑재 배터리의 전압을 제어하는 제어기를 탑재하고 있지 않고, 상기 제1종의 탑재 배터리는, 상기 자동 충전기에 설치된 제1 충전 제어기에 의해 전압이 제어되어 충전되고,
    상기 제2종의 무인 반송차에 대해 상기 제2종의 탑재 배터리를 충전하는 경우에,
    상기 제2종의 무인 반송차에 탑재된 제2 충전 제어기는, 상기 제2종의 탑재 배터리의 전압을 제어하고, 상기 제2종의 탑재 배터리의 전압이 상기 제2종의 탑재 배터리의 만충전 전압보다도 낮은 소정 전압보다도 낮아진 경우에는, 상기 충전 스테이션에 있어서 상기 제2종의 탑재 배터리에 대해 상기 자동 충전기에 의한 충전을 행하고,
    충전 중에 상기 제2종의 탑재 배터리의 전압이, 상기 제1종의 탑재 배터리의 만충전 전압보다도 낮고, 또한 상기 소정 전압보다도 높은 전압에 도달한 시점에서 차량의 충전 경로를 차단 상태로 하는, 무인 반송차의 충전 관리 방법.
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