黄宇超

上海国际港务(集团)股份有限公司尚东集装箱码头分公司

1 引言

AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)是自动化集装箱码头主要运输工具，AGV电池组均为锂电池，在码头AGV行驶区域设有机会充电装置或者换电装置。目前，厦门远海和青岛自动化码头采用机会充电方式，某大型自动化码头采用的是锂电池更换的方式。机会充电一般在电池的电量低于指定电量时，车队管理系统会自动给AGV下发充电指令，AGV回到充电桩处进行充电；电池更换方式则是当AGV的电池电量低于指定电量时，AGV VMS(Vehicle Management System，运输车调度系统)给AGV下达换电任务，AGV根据VMS的调度按生成的路径前往换电站进行电池更换，整个进出换电站的电池包更换过程不到10 min，完成电池包更换后，AGV可以持续高效运行。

通过对国内外自动化码头已有的充换电方式进行分析比较，在借鉴其他码头成功经验基础上，设计了满足现场生产的换电站布局模式。

2 换电站的组成

2.1 硬件设备

换电站的硬件设备主要由换电机器人、充电机组和充换电仓位组成。

机器人是换电站的重要组成部分，主要通过行走、升降和货叉伸缩3个机构的动作完成电池包换电，需要对各个电机的驱动器精准控制(见图1)。机器人控制系统由核心控制单元集中控制，在控制层采用Profibus现场总线技术，与底层的I/O、驱动模块以及人机界面进行通讯，用以太网协议与BES系统采进行通讯。

1.主框架 2.电控柜 3.行走机构 4.升降机构 5.货叉机构

充电机组用于对更换下的乏电电池包充电，并通过CAN通讯传输电池包的各项内部数据，传给BES系统，作为换电、故障判断及维护的重要依据。……