1. أساسيات AGV: مقدمة للمركبات الموجهة الآلية

1.1 مقدمة

المركبة الموجهة الآلية (AGV) عبارة عن روبوت متنقل قادر على اتباع مسار مبرمج مسبقًا أو مجموعة من التعليمات، وبطارية الليثيوم 24 فولت هي سلسلة بطاريات شائعة تستخدم في AGV.تُستخدم هذه الروبوتات عادةً في تطبيقات التصنيع والخدمات اللوجستية، حيث يمكن استخدامها لنقل المواد والمكونات والسلع التامة الصنع في جميع أنحاء المنشأة أو بين مواقع مختلفة.

عادةً ما تكون مركبات AGV مجهزة بأجهزة استشعار ومعدات ملاحية أخرى، مما يسمح لها باكتشاف التغيرات في بيئتها والاستجابة لها.على سبيل المثال، قد يستخدمون الكاميرات أو الماسحات الضوئية الليزرية أو أجهزة الاستشعار الأخرى لاكتشاف العوائق في طريقهم وضبط مسارهم أو سرعتهم وفقًا لذلك.

يمكن أن تأتي مركبات AGV في مجموعة متنوعة من الأشكال والأحجام المختلفة، اعتمادًا على التطبيق والمتطلبات المحددة.تم تصميم بعض مركبات AGV للتحرك على طول مسارات أو مسارات ثابتة، في حين أن البعض الآخر أكثر مرونة ويمكنه التنقل حول العوائق أو اتباع مسارات مختلفة اعتمادًا على الموقف.

يمكن برمجة AGVs لأداء مجموعة واسعة من المهام المختلفة، اعتمادًا على احتياجات التطبيق.على سبيل المثال، يمكن استخدامها لنقل المواد الخام من المستودع إلى خط الإنتاج، أو لنقل المنتجات النهائية من منشأة التصنيع إلى مركز التوزيع.

يمكن أيضًا استخدام AGVs في تطبيقات أخرى، مثل المستشفيات أو أماكن الرعاية الصحية الأخرى.على سبيل المثال، يمكن استخدامها لنقل الإمدادات الطبية أو المعدات أو النفايات في جميع أنحاء المنشأة، دون الحاجة إلى تدخل بشري.ويمكن استخدامها أيضًا في بيئات البيع بالتجزئة، حيث يمكن استخدامها لنقل البضائع من المستودع إلى متجر البيع بالتجزئة أو أي موقع آخر.

يمكن أن توفر مركبات AGV عددًا من المزايا مقارنة بالطرق اليدوية التقليدية للتعامل مع المواد.على سبيل المثال، يمكنها تقليل الحاجة إلى العمالة البشرية، مما يمكن أن يساعد في تقليل التكاليف وزيادة الكفاءة.ويمكنها أيضًا المساعدة في تقليل مخاطر الإصابة أو الحوادث، حيث يمكنها العمل في مناطق قد لا يكون من الآمن للبشر القيام بذلك فيها.

يمكن أن توفر AGVs أيضًا قدرًا أكبر من المرونة وقابلية التوسع، حيث يمكن إعادة برمجتها أو إعادة تكوينها لأداء مهام مختلفة حسب الحاجة.يمكن أن يكون هذا مهمًا بشكل خاص في بيئات التصنيع أو الخدمات اللوجستية، حيث قد تتطلب التغييرات في الطلب أو متطلبات المنتج أنواعًا مختلفة من معدات مناولة المواد.

بشكل عام، تعد مركبات AGV أداة قوية لتحسين الكفاءة والإنتاجية في مجموعة واسعة من الصناعات والتطبيقات المختلفة.مع استمرار تقدم التكنولوجيا، فمن المحتمل أن نشهد مركبات AGV أكثر تقدمًا وقدرة في المستقبل، مما يزيد من تحسين قدرات وفوائد هذه الآلات متعددة الاستخدامات.

1.2 بطارية LIAO: الشركة الرائدة في تصنيع بطاريات AGV

بطارية لياوهي شركة رائدة في تصنيع البطاريات في الصين تقدم حلول بطاريات موثوقة واحترافية لمختلف الصناعات مثل AGV والروبوت والطاقة الشمسية.تتخصص الشركة في توفير بطارية LiFePO4 لتحل محل بطاريات الرصاص الحمضية في العديد من التطبيقات.ومن بين سلسلة منتجاتها الشهيرة بطارية الليثيوم 24 فولت، والتي تستخدم على نطاق واسع في AGV.بفضل التزامها بالجودة ورضا العملاء، تعد Manly Battery شريكًا موثوقًا للشركات التي تبحث عن حلول بطاريات يمكن الاعتماد عليها.

2. تحليل الخصائص التقنية لبطارية الليثيوم 24 فولت في AGV

2.1 الخصائص الحالية للشحن والتفريغ لبطارية الليثيوم 24 فولت

إن تيار الشحن والتفريغ لبطاريات الليثيوم AGV ثابت بشكل أساسي، وهو ما يختلف عن السيارات الكهربائية التي قد تواجه تيارات عالية مؤقتة ومستمرة في ظروف العمل الفعلية.يتم شحن بطارية الليثيوم AGV بشكل عام بتيار ثابت يتراوح من 1 درجة مئوية إلى 2 درجة مئوية حتى يتم الوصول إلى جهد الحماية وإنهاء الشحن.ينقسم تيار التفريغ لبطارية الليثيوم AGV إلى تيارات مفرغة ومحملة، مع الحد الأقصى للتيار المحمل الذي لا يتجاوز عادة معدل تفريغ 1C.في السيناريوهات الثابتة، يتم إصلاح تيار الشحن والتفريغ العامل لـ AGV بشكل أساسي ما لم تتغير سعة التحميل الخاصة به.يعد وضع الشحن والتفريغ هذا مفيدًا بالفعلبطارية ليثيوم 24 فولت,وخاصة بالنسبة لاستخدام بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد، وخاصة من حيث حساب SOC.

2.2 خصائص عمق الشحن والتفريغ لبطارية الليثيوم 24 فولت

في مجال AGV، يكون شحن وتفريغ بطارية الليثيوم 24 فولت عادةً في وضع "الشحن الضحل والتفريغ الضحل".نظرًا لأن مركبة AGV تعمل بشكل متكرر وتحتاج إلى العودة إلى وضع ثابت للشحن، فمن المستحيل تفريغ كل الكهرباء أثناء عملية التفريغ، وإلا فلن تتمكن السيارة من العودة إلى وضع الشحن.عادة، يتم حجز حوالي 30% من الكهرباء لمنع الطلب اللاحق على الكهرباء.في الوقت نفسه، من أجل تحسين كفاءة العمل وتكرار الاستخدام، تعتمد مركبات AGV عادةً شحن تيار ثابت سريع، في حين تتطلب بطاريات الليثيوم التقليدية شحن "تيار ثابت + جهد ثابت".في بطاريات الليثيوم AGV، يتم إجراء الشحن الحالي المستمر حتى يصل جهد الحماية إلى الحد الأعلى، وتحدد السيارة تلقائيًا أن البطارية مشحونة بالكامل.لكن في الواقع، قد تؤدي مشاكل “الاستقطاب” إلى ظهور “الجهد الزائف”، مما يعني أن البطارية لم تصل إلى 100% من قدرتها على الشحن.

3. تعزيز كفاءة AGV باستخدام بطاريات الليثيوم 24 فولت بدلاً من بطاريات الرصاص الحمضية

عندما يتعلق الأمر باختيار بطارية لتطبيقات AGV، هناك عدة عوامل يجب أخذها في الاعتبار.أحد أهم القرارات هو استخدام بطارية ليثيوم 24 فولت أو بطارية حمض الرصاص 24 فولت.كلا النوعين لهما مزايا وعيوب، وسيعتمد الاختيار على المتطلبات المحددة للتطبيق.

واحدة من أهم مزايا بطاريات الليثيوم 24 فولت، مثل بطارية lifepo4 24 فولت 50 أمبير، هي عمرها الافتراضي الأطول.يمكن شحن بطاريات الليثيوم وتفريغها عدة مرات أكثر من بطاريات الرصاص الحمضية، مما يجعلها خيارًا مثاليًا لتطبيقات AGV حيث من المحتمل أن يتم استخدام البطارية بكثافة على مدى فترة طويلة.

ميزة أخرى لبطاريات الليثيوم هي وزنها الخفيف.تتطلب مركبات AGV بطارية يمكنها توفير طاقة كافية لتحريك السيارة وأي حمولة تحملها، ولكن يجب أيضًا أن تكون البطارية خفيفة الوزن لتجنب المساس بقدرة السيارة على المناورة.عادة ما تكون بطاريات الليثيوم أخف بكثير من بطاريات الرصاص الحمضية، مما يجعلها خيارًا ممتازًا لمركبات AGV.

بالإضافة إلى الوزن، يعد وقت الشحن عاملاً حاسماً آخر يجب أخذه في الاعتبار.يمكن شحن بطاريات الليثيوم بشكل أسرع بكثير من بطاريات الرصاص الحمضية، مما يعني أن مركبات AGV يمكن أن تقضي وقتًا أطول في الاستخدام ووقتًا أقل في الشحن.وهذا يمكن أن يحسن الإنتاجية ويقلل من وقت التوقف عن العمل.

يعد منحنى التفريغ عاملاً مهمًا آخر يجب مراعاته عند اختيار بطارية لتطبيقات AGV.يشير منحنى التفريغ إلى جهد البطارية خلال دورة التفريغ.تتميز بطاريات الليثيوم بمنحنى تفريغ أكثر استواءً من بطاريات الرصاص الحمضية، مما يعني أن الجهد يظل أكثر اتساقًا طوال دورة التفريغ.يمكن أن يوفر هذا أداءً أكثر اتساقًا ويقلل من مخاطر تلف الأجهزة الإلكترونية الخاصة بـ AGV.

وأخيرا، الصيانة هي اعتبار حاسم آخر.تتطلب بطاريات الرصاص الحمضية صيانة أكثر من بطاريات الليثيوم، مما قد يزيد من تكلفة الملكية على مدى عمر البطارية.من ناحية أخرى، لا تحتاج بطاريات الليثيوم إلى الصيانة، مما يمكن أن يوفر الوقت والمال.

بشكل عام، هناك العديد من المزايا لاستخدام بطارية ليثيوم 24 فولت، مثلبطارية lifepo4 بقوة 24 فولت 60 أمبير, في تطبيقات AGV.فهي تتمتع بعمر افتراضي أطول، وأخف وزنًا، ويتم شحنها بشكل أسرع، ولها منحنى تفريغ مسطح، وتتطلب صيانة أقل.يمكن أن تؤدي هذه الفوائد إلى تحسين الأداء والإنتاجية وتوفير التكاليف على مدار عمر البطارية، مما يجعلها خيارًا ممتازًا لتطبيقات AGV.

يعد وضع الشحن والتفريغ "الشحن الضحل والتفريغ الضحل" مفيدًا لإطالة عمر خدمة بطاريات الليثيوم أيون.ومع ذلك، بالنسبة لنظام بطارية ليثيوم فوسفات الحديد، هناك أيضًا مشكلة تتمثل في ضعف معايرة خوارزمية SOC.

2.3 عمر خدمة بطارية الليثيوم 24 فولت

تتمتع بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد بعمر خدمة طويل، حيث يصل عدد دورات الشحن والتفريغ الكاملة لخلايا البطارية إلى أكثر من 2000 مرة.ومع ذلك، يتم تقليل عدد الدورات في حزمة البطارية بناءً على مشكلات مثل اتساق خلية البطارية وتبديد الحرارة الحالية، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالجهد والتصميم الهيكلي، بالإضافة إلى عملية حزمة البطارية.في بطاريات الليثيوم AGV، يكون عمر الدورة في وضع "الشحن الضحل والتفريغ الضحل" أعلى بكثير من وضع الشحن والتفريغ الكامل.بشكل عام، كلما كان عمق الشحن والتفريغ أقل عمقًا، زاد عدد الدورات، كما يرتبط عمر الدورة ارتباطًا وثيقًا بفاصل دورة SOC.تشير البيانات إلى أنه إذا كانت حزمة البطارية تحتوي على دورة شحن وتفريغ كاملة 1000 مرة، فإن عدد الدورات في الفاصل الزمني 0-30% SOC (30% DOD) يمكن أن يتجاوز 4000 مرة، وعدد الدورات في الفاصل الزمني 70% إلى يمكن أن يتجاوز الفاصل الزمني SOC بنسبة 100% (30% DOD) 3200 مرة.يمكن ملاحظة أن عمر الدورة يرتبط ارتباطًا وثيقًا بفاصل SOC وعمق التفريغ (DOD)، كما يرتبط عمر دورة بطاريات الليثيوم أيون ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحرارة وتيار الشحن والتفريغ وعوامل أخرى، والتي لا يمكن تعميمها.

في الختام، تعد بطاريات الليثيوم AGV أحد المكونات الأساسية للروبوتات المتنقلة، ونحن بحاجة إلى تحليلها وفهمها بشكل متعمق، خاصة عند دمجها مع سيناريوهات الاستخدام المختلفة للروبوتات المختلفة، لتحديد خصائصها التشغيلية وتعزيز فهمنا للليثيوم. استخدام البطارية، بحيث يمكن لبطاريات الليثيوم أن تخدم الروبوتات المتنقلة بشكل أفضل.