【比較】バッテリー交換での充電

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「バッテリー交換での充電」と「ワイヤレス充電」比較説明 

バッテリー交換での充電とは、残量が減ると作業者がAGVを止めて、
バッテリーを予備バッテリーと交換する方法です。使用済みで残量の少ないバッテリーは、
充電器で充電して繰り返し使用します。特に24時間稼動のAGVに多い運用です。

搬送は自動化でも、充電が手動では現場への負担が大きく安全性・生産性が低くなります。
それぞれの特長とワイヤレス充電導入による改善効果を下記に記載します。



《バッテリー交換作業が不要になる

AGVは人の代わりにモノの搬送をサポートする重要なシステムであり、1日中活躍しています。
バッテリーをどんどん消費するので、1日の稼働の途中や、1直/2直の直間などに
バッテリー充電が必要になります。


バッテリーの重量は種類にもよりますが、通常20~30kgにもなります。
AGV には12V タイプのバッテリーが2つ搭載されていることが多いため、
バッテリー交換での充電は大変な重労働です。さらに、これが複数台のAGVともなると、
現場への負担はとても大きいです。

ワイヤレス充電ならバッテリー交換作業が不要となり現場の負担を軽減できます


《バッテリー交換によるロスタイム削減

バッテリーを交換する時間はAGVが使えない時間です。
ライン稼動中の場合は、AGVが復旧するまでラインを止めるためロスタイムが発生します。
直間や昼休みなど、休み時間に交換する場合はロスタイムの影響は少ないです。

 

しかし、バッテリーは使用しているうちに劣化が進み、容量の上限が下がっていきます。
導入当初は、休憩時間にバッテリーを交換する運用をしていても、劣化が進むことで
日中のライン稼働時に交換が必要になる場合があります。

 

ワイヤレス充電ならバッテリー交換不要なので、ロスタイムが発生せず生産性が向上します。


《鉛バッテリーの寿命を改善》

ワイヤレス充電でサイクル毎にチョコ充電をするとバッテリーの寿命はどうなるのか?
というご質問をよく受けます。バッテリーは使用状況や使用方法によっても寿命が変化するため
一概に寿命が延びる、
延びないなどは答えにくいです。

一般的にバッテリーの劣化原因とされているのが「サルフェーションです。
バッテリー内部で、放電時に生成される硫酸鉛が絶縁体の結晶となり電極に被膜をはります。
逆に充電時は被膜が剥がれていきますが、被膜が剥がれきらずに電極に残って蓄積する事で、
バッテリー劣化が進みます。

一日数回のバッテリー交換運用の場合、数時間放電して充電する深い放充電運用です。
チョコ充電の場合は、放電と充電を短いサイクルで繰り返すので、被膜が電極表面に残りづらく
バッテリーに優しい運用が可能です。

 

ワイヤレス充電でチョコ充電運用は、バッテリーに優しく寿命を改善できる


《安全性の向上》

バッテリー交換では想定外のトラブルがつきものです。

① 電極を間違えて接続しショートしてしまった

② バッテリー交換時に、指をバッテリーで挟み怪我をしてしまった

③ バッテリーが重く、腰を痛めてしまった

④ バッテリー接続用のコネクタが高頻度の着脱で破損してしまった

⑤ バッテリー充電で違う充電器を使用してしまい過電流でバッテリーが膨張


上記の事例をよく聞きます。

普段から慣れている交換作業でも、ちょっとしたミスで大きな事故や怪我につながり、
労災などの対応が必要になる可能性があります。


ワイヤレス充電はバッテリー交換を不要にし安全性向上に繋がります。



《予備品などのコスト削減、スペース活用など》

バッテリー交換での運用の場合、コストが高くなるケースが多いです。


まず予備バッテリーについては、AGVで使用しているバッテリーの1.5~2倍の
予備バッテリーを用意して、交換しながら運用されているケースが多いです。
また、バッテリーを充電するためには複数の充電器が必要です。

さらに、深い放充電でバッテリー交換を繰り返していると劣化も進みますので、
新品バッテリー購入の頻度が上がります。バッテリー交換時に、誤ってコネクタの破損や
事故が起こる可能性もあります。


ワイヤレス充電はバッテリー交換不要のため、予備バッテリーは最小限でよく、
固定の充電器も不要です。チョコ充電によりバッテリーに優しい運用も可能です。

またコストだけではなく、予備のバッテリーや充電器を置くためのスペースが不要になる事で、
限られたスペースを他に有効活用もできます。


ワイヤレス充電はコスト削減、スペースの有効活用など様々な改善効果を期待出来ます


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