无线供电解决方案为电子商务时代的物流提供保障

似水流年

无线供电解决方案为电子商务时代的物流提供保障



如今，全球电子商务市场正在持续增长，并且随着 5G 技术的发展，该增长预计将进一步加快。而在这一快速扩张的背后提供支持的就是巨大的配送中心，通过这些配送中心，消费者只需点击“购买”按钮，货物就能送到他们手中。这些设施正越来越多的通过使用IoT（物联网）和AI（人工智能）等机器人技术来实现自动化/人力节省。目前，在大型配送中心和工厂中， AGV（自动导向车）的使用已成为了关注的焦点。

在电子商务网站上，您可以一天 24 小时订购货物。拥有大型配送中心的零售商如今正面临着工作人员负担越来越重的挑战，因为工作人员需要快速处理订单。未来几年，这些配送中心的货物处理量预计会进一步增加。为了应对这一课题，全球各地的配送中心越来越多地通过使用机器人来实现自动化/人力节省。这一趋势在劳动力短缺严重的日本尤为明显。当地政府宣布，他们的目标是在 2030 年前实现物流领域的完全无人操作。
商业/服务机器人的全球市场规模

引自株式会社富士经济《2018 全球机器人相关市场的现况与前景预测》
由于劳动力严重短缺和劳动力成本不断上升，机器人的作用越来越大，相应地商业/服务机器人市场也在不断增长。物流/搬运机器人在市场中占有相当大的份额。
在这样的背景下，AGV 的运用越来越多，例如用于在物流仓库和工厂生产线上等搬运物品。AGV 是无需人工操作就能按规定路线自动行驶的电动车，作为可更智能地使用与规划未来物流中心和工厂所不可缺少的元素，AGV 正吸引着广泛的关注。近年来，甚至还发布了能够自动行驶且同时使用传感器和软件来避开障碍物的型号；它们被称为机器人。
但是，在广泛运用 AGV 之前还存在各种课题。其中一个课题就是充电问题。物流仓库或工厂的 AGV 数量越多，需要行驶的路线就越多，这使得控制管理变得更加复杂。在这种情况下，充电工作需要手动更换电池，这就增加了人为失误的可能性。此外，根据现场情况，通过电缆充电的接触式手动电池充电方式可能会产生火花，甚至会发生严重的事故。为了解决此问题，无线供电传输被越来越多地引入。

无线供电的引入所带来的不仅是无需更换电池，也不会产生火花等好处，还能实现不间断充电。不间断充电是指物流仓库或工厂的 AGV在工作中对电池进行充电，从而有助于延长 AGV 的电池使用寿命并增加了AGV总的工作时间。TDK开发了一个用于 AGV 的 1 kW 无线供电系统，该系统采用磁谐振耦合方式（※１），在 AGV 行驶方向上实现了 ±30 mm 的容许线圈位移范围，以及 20 至 40 mm 的宽线圈间功率传输距离。因为线圈位置即使偏移也能很好的工作，所以最适宜在不间断充电方式下工作。
还有，它既可在户外使用，也可在工厂的恶劣条件下使用，因为线圈组的防尘防滴设计符合 IP65（※２） 的电力传输端和电力接收端标准。此外，通过恒压/恒流 (CVCC) ※３ 控制可直接对电池充电，通过通信控制则可自由设置电压/电流，使得它可以在各种环境下使用，这是另一个优势。
AGV 日常工作过程比较/常规充电与不间断
充电方式的比较

不间断充电支持在工作中对电池进行充电，从而有助于延长 AGV 的电池使用寿命并增加了AGV总的工作时间。

除了采用磁谐振方式的 AGV 无线供电解决方案外，TDK 还开发了用于可穿戴设备和移动设备的电磁感应方式（※４），以及用于 EV（电动汽车）/PHEV（插电式混合动力汽车）的磁谐振方式，由此提供了丰富的无线供电产品。这些丰富产品系列的核心都是TDK创业的铁氧体技术的一个活用（※5），该技术是 TDK 的立身之本。铁氧体的性质对无线供电的传输效率有很大的影响，铁氧体是电力传输/接收线圈的核心材料。TDK 通过充分利用磁技术，包括其铁氧体核心技术，满足各种无线供电需求。
TDK 提供的各种无线供电解决方案

TDK 已经推出了用于移动设备（包括智能手机）的商业化系统以及用于工业设备的中型输出系统。此外 TDK 还致力于开发用于 EV/PHEV 的大型输出系统。
无线供电系统 「WPX1000」

用于 AGV 的 WPX1000 无线供电系统由 TDK-Lambda 使用 AirTLansTM品牌进行销售。
术语
※1. 磁谐振方式：通过在功率传输端和接收端形成谐振电路，同时调整两端，使它们以相同的谐振频率共振，以此来传输功率。
※2. IP65：日本工业标准 (JIS) 规定的防水/防尘性能等级。
※3. CVCC（恒压/恒流）控制：允许在预先设定的电压值/电流值范围内根据负载状况来实现恒压 (CV) 模式或恒流 (CC) 模式自动控制方式。
※4. 电磁感应方式：一种非接触式供电方式，它使用一个电力接收线圈组来捕获由电力传输线圈产生的磁场。
※5. 铁氧体：由金属氧化物粉末通过陶瓷烧结方式而形成的一种磁性材料。TDK 成立于 1935 年，目标是将铁氧体商业化。

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