無人搬運(yùn)車的充電管理系統(tǒng)以及充電管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無人搬運(yùn)車的充電管理系統(tǒng)以及充電管理方法，該無人搬運(yùn)車以搭載電池組的電力作為驅(qū)動(dòng)源而以無人狀態(tài)行駛并在充電站中對(duì)搭載電池組進(jìn)行充電。
【背景技術(shù)】
[0002]日本JP2-49341U的無人搬運(yùn)車搭載鉛蓄電池作為無人搬運(yùn)車的電池組。在該無人搬運(yùn)車中，定期地更換完成滿充電的新電池組?；蛘?，從充電站的充電器對(duì)搭載狀態(tài)的電池組自動(dòng)充電以使電池組成為滿充電。
[0003]另外，日本JP2007-74800A的無人搬運(yùn)車搭載并非滿充電而部分充放電也能夠使用的鎳氫電池、鋰離子電池作為電池組。該無人搬運(yùn)車在電池組的剩余容量變?yōu)槌潆婇_始容量時(shí)開始充電，在剩余容量達(dá)到充電停止容量時(shí)停止充電，由此控制充電狀態(tài)。
[0004]另外，日本JP3-27732A的無人搬運(yùn)車分別按每個(gè)無人搬運(yùn)車搭載有容量和電壓分別不同的電池組。而且，安裝有與電池組種類對(duì)應(yīng)的ID標(biāo)簽。在充電站根據(jù)ID標(biāo)簽來判斷所搭載的電池組種類，以適當(dāng)?shù)某潆婋妷?、充電電流等充電條件來進(jìn)行充電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]另外，發(fā)明者研宄了在日本JP2-49341U所記載的鉛蓄電池的無人搬運(yùn)車的搬運(yùn)工序中投入日本JP2007-74800A所記載的鋰離子電池的無人搬運(yùn)車這一情況。在鉛蓄電池的無人搬運(yùn)車的搬運(yùn)工序的充電站中已經(jīng)設(shè)置了鉛蓄電池用的自動(dòng)充電器。在該自動(dòng)充電器中為了對(duì)鉛蓄電池充電而安裝有將充電電壓最大升壓至28V的電源裝置。因此，如日本JP2007-74800A那樣，在將替代鉛蓄電池而搭載了鋰離子電池作為電池組的無人搬運(yùn)車投入到上述搬運(yùn)工序時(shí)，需要將設(shè)置于充電站的自動(dòng)充電器全部切換為安裝有鋰離子電池用的調(diào)整了充電時(shí)最大電壓的電源裝置的自動(dòng)充電器，這導(dǎo)致成本上升。
[0006]因而，作為過渡，考慮將搭載了鉛蓄電池的無人搬運(yùn)車與搭載了鋰離子電池的無人搬運(yùn)車以混合存在的狀態(tài)來使用。在該情況下，如日本JP3-27732A那樣，還考慮以下情況:使無人搬運(yùn)車具有與搭載電池組對(duì)應(yīng)的ID標(biāo)簽，自動(dòng)充電器根據(jù)ID標(biāo)簽來判斷電池組種類并切換充電電壓，由此與電池組種類對(duì)應(yīng)地進(jìn)行充電。然而，存在以下問題:(I)與具有ID標(biāo)簽相應(yīng)地使電池組和充電器的成本均上升；(2)在切換電池組時(shí)，如果搞錯(cuò)ID標(biāo)簽，則有可能施加過電壓；以及(3)與對(duì)自動(dòng)充電器設(shè)置電壓切換控制相應(yīng)地使成本上升等。
[0007]本發(fā)明是關(guān)注這種以往的問題點(diǎn)而完成的。本發(fā)明的目的在于提供一種無人搬運(yùn)車的充電管理系統(tǒng)以及充電管理方法，適合于對(duì)搭載電池組種類混合存在的無人搬運(yùn)車進(jìn)行充電。
[0008]在本發(fā)明的無人搬運(yùn)車的充電管理系統(tǒng)的一個(gè)方式中，該無人搬運(yùn)車以搭載電池組作為驅(qū)動(dòng)源而以無人狀態(tài)行駛并在充電站中對(duì)上述搭載電池組進(jìn)行充電，上述無人搬運(yùn)車搭載充電控制器，充電控制器監(jiān)視上述搭載電池組的剩余容量。而且，在上述電池組的剩余容量變得低于規(guī)定值的時(shí)間點(diǎn)，上述充電控制器使得在充電站中對(duì)搭載電池組的充電開始，在充電過程中上述搭載電池組的充電量達(dá)到預(yù)先設(shè)定的容量的時(shí)間點(diǎn)，上述充電控制器將車輛的充電路徑設(shè)為切斷狀態(tài)。
【附圖說明】
[0009]圖1是示出表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的無人搬運(yùn)車的行駛路徑的例子的概念圖。
[0010]圖2是表示搭載鉛蓄電池作為電池組的無人搬運(yùn)車和充電站的自動(dòng)充電器的概要的說明圖。
[0011]圖3是表示搭載鋰離子二次電池作為電池組的無人搬運(yùn)車和充電站的自動(dòng)充電器的概要的說明圖。
[0012]圖4是表示充電時(shí)的無人搬運(yùn)車的由鉛蓄電池構(gòu)成的電池組裝置與充電站的充電器的關(guān)系的說明圖。
[0013]圖5是表示充電時(shí)的電池組電壓的變化與所提供的充電電流的變化的充電特性圖。
[0014]圖6是表示充電時(shí)的無人搬運(yùn)車的由鋰離子二次電池構(gòu)成的電池組裝置與充電站的充電器的關(guān)系的說明圖。
[0015]圖7是說明鋰離子電池組的電壓變化的推移的說明圖。
[0016]圖8是示出表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的無人搬運(yùn)車的行駛路徑的例子的概念圖。
[0017]圖9是表示第二實(shí)施方式的充電時(shí)的無人搬運(yùn)車的由鋰離子二次電池構(gòu)成的電池組裝置與充電站的充電器的關(guān)系的說明圖。
[0018]圖10是表示第二實(shí)施方式的充電時(shí)的電池組電壓的變化與所提供的充電電流的變化的充電特性圖。
[0019]圖11是表示無人搬運(yùn)車與自動(dòng)充電裝置的充電時(shí)的動(dòng)作的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0021](第一實(shí)施方式)
[0022]例如圖1所示，搬運(yùn)工序中的無人搬運(yùn)車的行駛路徑是經(jīng)由揀貨站(PickingStat1n)PS與生產(chǎn)線側(cè)的組裝站BS的所設(shè)定的環(huán)行軌道的行駛路線R。在搬運(yùn)工序中，在該行駛路線R上行駛多臺(tái)無人搬運(yùn)車I。由設(shè)備側(cè)控制裝置2控制各無人搬運(yùn)車I的行駛。無人搬運(yùn)車I在揀貨站PS裝載組裝站BS中所需的部件。而且，無人搬運(yùn)車I在行駛路線R上行駛并搬運(yùn)到組裝站BS，將在揀貨站PS裝載的部件卸下。而且，無人搬運(yùn)車I再次在行駛路線R上行駛并返回到揀貨站PS。無人搬運(yùn)車I反復(fù)進(jìn)行這種循環(huán)行駛。
[0023]如圖2、圖3所示，無人搬運(yùn)車I例如在車輛中央設(shè)置有電池組箱5，該電池組箱5收容由二次電池(例如鉛蓄電池、鋰離子二次電池)構(gòu)成的電池組B。圖2示出的無人搬運(yùn)車IA裝備鉛蓄電池作為電池組BI。圖3示出的無人搬運(yùn)車IB裝備鋰離子二次電池作為電池組B2。無人搬運(yùn)車I以電池組B作為驅(qū)動(dòng)電源而行駛。因此，在電池組B的充電容量低于規(guī)定范圍時(shí)，無人搬運(yùn)車I在行駛路線R上的充電站CS停止時(shí)通過自動(dòng)充電器3對(duì)電池組B充電。自動(dòng)充電器3從直流電源21提供充電電力。
[0024]如圖2所示，在本實(shí)施方式的無人搬運(yùn)車的充電管理系統(tǒng)中，使用以往通常采用的以鉛蓄電池等的電池組BI作為驅(qū)動(dòng)電源的無人搬運(yùn)車1A。而且，在作為本實(shí)施方式的前提的搬運(yùn)工序中，在充電站CS設(shè)置對(duì)該無人搬運(yùn)車IA的電池組BI充電的、以往通常采用的鉛電池組用自動(dòng)充電器3A。而且，在本實(shí)施方式中，在作為上述前提的搬運(yùn)工序中，如圖3所示，假設(shè)依次新投入以由鋰離子二次電池構(gòu)成的電池組B2作為驅(qū)動(dòng)電源的無人搬運(yùn)車IBo即，在本實(shí)施方式中，不需要全面實(shí)施無人搬運(yùn)車I的電池組更換，而是將電池組BI依次更換為電池組B2，并且充電站CS的自動(dòng)充電器3也能夠從鉛電池組用依次擴(kuò)展導(dǎo)入為鋰離子電池組用。以下，將以往通常采用的以電池組BI作為驅(qū)動(dòng)電源的無人搬運(yùn)車IA稱為“PB型無人搬運(yùn)車”。將新投入的以電池組B2作為驅(qū)動(dòng)電源的無人搬運(yùn)車IB稱為“LB型無人搬運(yùn)車”。
[0025]首先，說明作為前提的搬運(yùn)工序中的PB型無人搬運(yùn)車IA和充電站CS的自動(dòng)充電器3A。如圖4所示，PB型無人搬運(yùn)車IA的電池組箱5具有將鉛蓄電池串聯(lián)連接而構(gòu)成的電池組BI。該電池組BI的電力作為動(dòng)力源被提供給未圖示的行駛電動(dòng)機(jī)等。由車載的未圖示的控制裝置監(jiān)視該電池組BI的充放電狀態(tài)?？刂蒲b置檢測電池組BI的電壓、溫度等并運(yùn)算電池組BI的充電容量。然后，根據(jù)運(yùn)算得到的充電容量(電池組電壓)來判斷是否需要充電。在電池組BI中，例如在電池組電壓降低至低于21V的情況下，判斷為需要充電。
[0026]當(dāng)判斷為需要充電時(shí)，控制裝置使PB型無人搬運(yùn)車IA在上述行駛路線R上的充電站CS停車。然后，如圖4所示，當(dāng)確認(rèn)PB型無人搬運(yùn)車IA在充電站CS的規(guī)定位置處停止時(shí)，設(shè)置于充電站CS的自動(dòng)充電器3A驅(qū)動(dòng)供電觸點(diǎn)23向PB型無人搬運(yùn)車I伸長。當(dāng)供電觸點(diǎn)23與受電觸點(diǎn)13相連接時(shí)，成為可充電狀態(tài)。
[0027]自動(dòng)充電裝置3A例如具備:直流電源21，其能夠使充電電壓值上升至29V ；以及充電控制裝置20，其在供電觸點(diǎn)23與受電觸點(diǎn)13連接時(shí)啟動(dòng)，控制從直流電源21提供給電池組BI的充電電流值和電壓值。
[0028]充電控制裝置20通過快速充電對(duì)電池組BI充電?？焖俪潆娛侵笇⒈绕胀ǔ潆姇r(shí)的充電電流大的充電電流提供給電池組BI的恒定電流-恒定電壓方式的充電方法。在需要短時(shí)間充電的搬運(yùn)工序中期望快速充電。但是，充電控制裝置20也能夠進(jìn)行恒定電流-恒定電壓方式的普通充電。在恒定電流-恒定電壓方式的充電中，在充電初期執(zhí)行提供恒定電流的充電電流的恒定電流充電(CC充電)。從通過持續(xù)充電而電池組電壓上升至滿充電電壓(例如29V)為止的時(shí)間點(diǎn)起，執(zhí)行電壓固定的恒定電壓充電(CV充電)直至經(jīng)過規(guī)定時(shí)間為止。圖5是表示充電時(shí)的電池組電壓的變化與所提供的充電電流的變化的特性圖。通過CC充電而電池組電壓逐漸升壓。當(dāng)電池組電壓上升至滿充電電壓(例如29V)時(shí)，從該時(shí)間點(diǎn)起執(zhí)行降低充電電流并使電壓固定的恒定電壓充電(CV充電)直至經(jīng)過規(guī)定時(shí)間為止。當(dāng)經(jīng)過規(guī)定時(shí)間時(shí)，充電控制裝置20使直流電源21停止而停止充電。然后，使供電觸點(diǎn)23縮回來使供電觸點(diǎn)23與無人搬運(yùn)車I的受電觸點(diǎn)13之間的連接斷開。之后，PB型無人搬運(yùn)車IA在行駛路線R上向朝向從充電站CS脫離的方向行駛。<