CN110461692B - 用于在电驱动的机动车的装配期间运送该机动车的方法和车辆 - Google Patents

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Abstract

在一种运送方法中，运送车辆(12)在装配电驱动的机动车期间运送该电驱动的机动车(14)。在此，所述运送车辆(12)使用储存在机动车(14)的动力电池(40)中的能量。运送车辆为此目的具有与机动车(14)的动力电池(40)连接的电接口(44)和变流器(45)。该变流器将由动力电池(40)通过电接口(44)提供的电压降低到适合于运送车辆(12)的值。从动力电池40获取的能量可以尤其被用于运送车辆(12)的自身的驱动装置和/或用于运送车辆的其它电负载。用于运送车辆(12)的车载电池可以由此被设计成小很多的尺寸或甚至完全取消。

Description

用于在电驱动的机动车的装配期间运送该机动车的方法和 车辆
技术领域
本发明涉及一种用于在装配电驱动的机动车期间运送该电驱动的机动车的方法和车辆，所述电驱动的机动车特别是乘用车或载货汽车。运送车辆可以例如是无驾驶员/自动引导的运输车辆、具有自身的驱动装置的装配平台或者是架空轨道系统的车辆。
背景技术
在生产车间中装配机动车时使用运送系统，该运送系统的任务是，在彼此连续的加工站之间运送机动车。对于机动车，例如在不同的加工站中将车桥、驱动轴、减振器、制动器和其它部件组装成行驶机构/底盘。在其它加工站中向涂漆的车身中装入电缆束和内部设备。即使在行驶机构/底盘与车身的组合之后(通常被称为“车身-底盘装配(Hochzeit)”)，还有许多其它装配步骤必须在加工站中执行，例如门和舱盖的安装。由此处于装配中的机动车通常多次地在不同运送系统之间转换。
除了其它方面，运送系统的选择取决于待执行的装配步骤的类型和装配的进展。尤其在需要由工人手动地执行的装配步骤中使用具有对于工人可通行的装配平台的运送车辆。大多时候，具有可通行的装配平台的运送车辆没有自身的驱动装置，而是形成在运送期间被在侧面起作用的外部摩擦轮驱动的被推动单元(Schubverband)。同时也已知具有自身的驱动装置的具有可通行的装配平台的运送车辆。例如在文献DE 40 20 286 C2和DE 102005 034 582 A1中描述了这种运送车辆。
还已知用于在装配期间运送机动车的无驾驶员的运输系统(FTS)，该运输系统包括多个无驾驶员的运输车辆、主控制器以及用于运输车辆的位置检测和用于在运输车辆和主控制器之间的通信的多个装置。
从文献DE 2017 103 931 A1已知一种运送系统，在该运送系统中，这种无驾驶员的运输车辆额外地具有可通行的装配平台并且可以分别移动经过不同顺序的加工站。
轨道连接/安装的运送系统也被广泛使用，其也可以被设计为架空轨道。
由于机动车通常重量很大，因此被用于在装配期间运送机动车的运送车辆也必须结实地构造。尽管运送速度低，被装有重物的运送车辆仍需要很多驱动能量。由于在装配车间中不能应用内燃机，因此运送车辆通常都由电动机驱动。在轨道连接的运送车辆中，电流经常通过贴靠在滑接导线上的滑动触点来供给。该滑接导线可以铺设在地面中或沿支承轨道延伸。相反地，非轨道连接的运送车辆通常具有自身的电池，该电池必须被有规律地充电。
然而，在轨道连接的运送系统中通过滑接导线传输电流伴随着高昂的安装费用。在非轨道连接的运送车辆中，电池的携带同样伴随着缺点，因为电池昂贵且沉重并且还由于必需的充电过程而限制了运送车辆的可用性。
在装配期间运送电驱动的机动车时也出现相同的问题。由于有些情况下动力电池具有比内燃机高的重量，因此在运送电驱动的机动车时为运送车辆供给电能的问题迄今也还未令人满意地解决。
发明内容
本发明的目的是，以更低成本和更高效率的目标来改进在装配电驱动的机动车期间对于电驱动的机动车的运送。
根据本发明，所述目的通过一种运送方法实现，在该运送方法中，运送车辆在装配电驱动的机动车期间运送该电驱动的机动车。根据本发明，运送车辆使用储存在机动车的动力电池中的能量。
因此替代使用具有自身的大而沉重的电池的运送车辆，根据本发明的运送车辆使用待运送的机动车的本来就存在的动力电池。因此运送车辆本身不再需要自身的电池或仅还需要相对小的电池。对此另选地，运送车辆可以保留其自身的以前大小的电池。然而该电池不得不充电的次数将比以往少得多，由此显著提高了运送车辆的可用性。
在经常不具有自身电池的轨道连接的运送车辆的情况下，可以完全免除通过滑动触点和滑接导线进行的能量供给。这使得显著节省安装成本。在这种情况下当然也通常有利的是，在运送车辆上设置较小的电池。
“机动车”在当前情况下被理解为已经安装有动力电池的各种组件，其在装配过程中被补充以形成完整的和可以正常工作的机动车。
特别优选的是，运送车辆具有自身的电驱动装置并且将储存在机动车的动力电池中的能量用于供给该驱动装置。由运送车辆携带的较小的电池随后仅被需要以用于即使在运送车辆不运送电驱动的机动车的相对短的时间期间也能运动。
然而储存在动力电池中的电能也可以额外地或另选地被用于驱动运送车辆之外的其它任务。作为能量负载在此例如考虑运送车辆的辅助部件，该辅助部件用于导航、控制或与上一级的系统控制器的通信，还考虑升降台或其它移动装置，其用于使机动车相对于运送车辆的行驶机构/底盘升高、转动或以其它方式移动。如果运送车辆具有对于工人可通行的装配平台，那么被工人在装配平台上应用的工具同样可以使用储存在机动车的动力电池中的能量。然而，由于运送车辆的驱动装置通常明显消耗比所述辅助部件或工具更多的电能，因此当将被运送的机动车的动力电池用于电驱动装置时，本发明的优点特别显著。
尤其是如果运送车辆是无驾驶员的运输车辆并且该运输车辆可以分别移动经过不同顺序的加工站，则通过滑接导线或感应供给电能是非常昂贵的或甚至是不可能的。则使用被运送的机动车的动力电池特别有利。这种无驾驶员的运输车辆可以具有全向驱动装置，该全向驱动装置可以使运输车辆从现在的位置/停顿位置出发朝向任意的方向行驶。
运送车辆对储存在动力电池中的电能的使用可以在动力电池被装入机动车的车身中之前的时间点开始。如果将来即使在当前没有机动车被运送的情况下也要实现独立的运动，则运送车辆使用动力电池的过程开始得越早，则需要保留在运送车辆中的电池的尺寸就可以设计得越小。
本发明还涉及一种用于在装配电驱动的机动车期间运送该电驱动的机动车的运送车辆。根据本发明，运送车辆被设计为使用储存在机动车的动力电池中的能量。运送车辆为此目的具有电接口，该电接口被设计为用于与机动车的动力电池连接。此外，运送车辆具有适配单元，该适配单元被设计为用于将由动力电池提供的电压适配于运送车辆的车载电网。关于方法所列出的优点和进一步的考虑在此也相应地适用。
电接口可以例如是插座，可以向该插座中插入与动力电池连接的电缆。然而也考虑通过感应无线传输电能或考虑一种插头，一旦安装上动力电池，该插头就直接插入形成在动力电池上的插座中。
适配单元是必需的，因为通常不可能直接将动力电池连接到运送车辆的车载电网上。为此必须先保证车载电网的电参数(电压、频率)与动力电池的电参数相一致。
适配单元大多时候具有变流器/电源转换器，该变流器被设计为用于降低由动力电池通过电接口提供的电压。借助于变流器降低电压通常是必需的，这是因为汽车的动力电池产生直流电压，该直流电压通常处于几百伏特的数量级。另一方面，出于安全性原因运送车辆仅被允许以明显较低的电压、例如24伏特或48伏特运行。如果运送车辆需要直流电，则变流器可以是直流电转换器。反之，如果运送车辆需要交流电，则使用交流电转换器作为变流器。
附图说明
下面根据附图详细说明本发明的实施例。图中示出：
图1示出用于运送机动车的运送系统，其中，多个运送车辆彼此独立地在加工站之间行驶；
图2示出根据第一实施例的根据本发明的用于运送机动车的运送车辆的透视图，其中，运送车辆具有对于工人可通行的装配平台；
图3示出根据第二实施例的根据本发明的用于运送机动车的运送车辆的透视图，其中，运送车辆不具有对于工人可通行的装配平台；
图4示出根据第三实施例的根据本发明的用于运送机动车的运送车辆的透视图，其中，运送车辆首先仅运送机动车的动力电池；
图5示出在图4中所示的、在装配机动车车身之后的运送车辆；
图6示出根据第四实施例的根据本发明的用于运送机动车的运送车辆的透视图，其中，运送车辆是单轨系统的一部分；
图7示出根据第五实施例的根据本发明的用于运送机动车的运送车辆的透视图，其中，运送车辆是形成轨道的架空轨道系统的一部分。
具体实施方式
1.第一实施例
图1在示意性俯视图中示出根据第一个实施例的根据本发明的运送系统10。运送系统10包括多个无驾驶员的运输车辆12，其分别具有用于待运送的机动车14的保持件13和工人16可在其上行走/可通行的装配平台15。在所示出的实施例中,运输车辆12自由地在车道网络N中行驶，在该车道网络中这些运输车辆借助于导航装置(例如基于无线电的导航系统)、激光扫描仪、摄像机或超声波传感器定向。由此运输车辆12可以分别行驶经过不同顺序的加工站1801至1816。图1中的矩形19表示用于待装配的部件或其它材料的储备容器。
在接收站1800中，运输车辆12被装载有准备好待装配的机动车14。加工站1801至1816部分地依次连续地、部分地彼此平行地布置并且不必被所有运输车辆12行驶经过。
在图1中所示的运送系统中，假定工人16只在运输车辆在接收站1800中接收了机动车14并且到达第一加工站1801之后才登上运输车辆12。运输车辆12这样长时间地停留在所述第一加工站1801中，直到在那里进行的加工结束。工人16可以通过运输车辆12上的输入装置用信号通知上述情况。对此另选地，也可以设置固定的时钟信号/周期，在该时钟信号/周期结束之后车辆12从第一加工站1801中驶出。工人16现在可以停留在运输车辆12上并且在运输车辆向前移动到下一个加工站1802期间继续加工。
在第三加工站1803中，机器人21辅助加工。第三加工站1803位于平行区域P的入口处，该平行区域包括三个彼此平行的加工站1804，1805和1806。在这些加工站中执行不是在所有机动车14中都需要的加工步骤。为了行驶经过加工站1805，1806，运输车辆12可以侧向地移动一预设的距离。
在随后的加工站1807中可以驶入并同时加工多个运输车辆12。这些运输车辆可以在那里在加工期间或者以缓慢的速度继续其行驶或者停留在合适的位置上。如果机动车14在加工站中的加工持续不期望的长时间，则运输相关的机动车14的运输车辆12离开加工区域1807并经过返回段R被再次输送到加工区域1807。由此，运输车辆12不必等待由在前行驶的运输车辆12所运输的机动车14的加工的结束。
在图1中右侧可见两个加工站1808，1809，这两个加工站用于后加工/后处理。这些加工站1808，1809仅被下述的运输车辆12行驶经过：即工人16已经确认被该运输车辆运输的机动车14有缺陷。
随后的加工站1810和1811重新被所有运输车辆12行驶经过。而加工站1812仅被确定的运输车辆12行驶经过并且在加工之后重新倒退离开。
随后是加工站1813，从该加工站出发，运输车辆12或者直接地或者经由另一个加工站1814驶向交付站1820，在该交付站中机动车14被验收。
用两条斜线在图1中示出封锁部B，该封锁部位于加工站1813和交付站1820之间的直接路段上。运输车辆12因此不能使用车道网络N的这个部分。因此所有运输车辆12被破例地/特别地经过加工站1814引导。
在图1的下部还示出两个另外的加工站1815和1816。然而这些加工站不用于加工机动车14，而是代表用于运输车辆12的维修站。
图2在透视图中示出单独的运输车辆12，该单独的运输车辆是图1中所示的运送系统10的一部分。运输车辆12具有自身的全向驱动装置，该全向驱动装置在所示出的实施例中包括四个行驶-转动-模块/行驶-转向-模块20。如在放大的视图中可以看出的那样，每个行驶-转动-模块20具有电机单元21和通过带22驱动的驱动轮24，它们共同形成驱动单元。该驱动单元能相对于保持件26围绕竖直轴线28转动，这在现有技术中是已知的。为了使驱动单元围绕竖直轴线28转动，设有另一个电机，该另一个电机在图2中未示出。行驶-转动-模块20被这样嵌入装配平台15中，使得仅驱动轮24向下伸出。
如果所有行驶-转动-模块20的驱动单元位于图2中所示的、相对于其竖直轴线28的转动位置中，则运输车辆12在驱动轮24转动时沿其纵向运动，这通过箭头30表示。如果所有驱动单元都相对于其竖直轴线28转动90°，那么运输车辆12可以从停顿位置/现在的位置出发、即在没有预先的转弯行驶的情况下、垂直于其纵向30行驶，这在图2中通过用点画出的箭头32表示。通过相应操控行驶-转动-模块20也可以实现斜线/对角行驶或原位转动。
在装配平台15的上侧上设有多个容器34，在这些容器中准备好工人16为了加工所需要的待装配的部件、其它材料或工具。
在装配平台15中集成有控制单元36，该控制单元与运送系统10的中央控制装置38无线地通信。控制单元36包括：导航系统和防碰撞装置，运输车辆12可以利用该导航系统在制造厂房中自我定向。具有这些功能的控制单元36本身由无驾驶员的运输系统(FTS)已知，因此这里不对其详细说明。运输车辆12由此能够在制造厂房中自由地在加工站1801至1816之间运动。优选地，运输车辆12在上述行驶中不被限制于预设的轨道。然而原理上也可以考虑下述的控制方式，在其中运输车辆12沿预设的车道运动，该车道可以通过铺设在地面中的滑接导线或类似件而预设。
在装配平台15中还集成有电池37。然而该电池相对于传统的自由行驶的运输车辆而言是小而轻的并且因此仅具有相对低的电容量。电池为运输车辆12的驱动装置和所有其它电负载供给电能。
运输车辆12的保持件13承载待装配的电驱动的机动车14。在所示出的实施例中，机动车14的固定在保持件13上的车身还未被放在行驶机构/底盘上，但是机动车14的动力电池40已经定位在车身的底板区域中。
在所示出的实施例中，动力电池40是锂离子蓄电池，其产生大约360伏特的直流电压并且具有大约30千瓦小时的电容量。在装入机动车14的车身中之前被充电的动力电池40具有特殊的连接插座42，该连接插座不被设置为用于连接到机动车14的驱动电机。在保持件13上设有电接口44，该电接口在此同样被设计为连接插座。
在机动车14在接收站1800中被放到运输车辆12上之后，工人16借助于连接电缆46将动力电池40的连接插座42与运输车辆12的电接口44连接。运输车辆12的控制单元36被编程为使得其识别出施加在电接口44上并且由动力电池40产生的电压。借助于继电器开关，所有电负载现在与其自身的电池37断开并且替代地与动力电池40连接。此后，运输车辆12的驱动装置和所有其它电负载不再从自身的电池37、而是从机动车14的动力电池40获取需要的电能。自身的电池37因此在整个行驶期间直至机动车14在交付站1820中验收都不再被耗电。当然也可以不完全将自身的电池37与运输车辆12的车载电网断开，而是部分地继续使用该电池。
其它电负载可以涉及例如控制装置36以及与其连接的传感器和通信装置。被运输平台15携带的还可以有螺丝刀和其它工具，其同样需要电能并且现在可以从动力电池40获取电能。此外，运输车辆12经常具有移动装置、例如升降台，其同样需要电能。
由于运输车辆12出于安全原因仅允许以小于120伏特的较低电压运行，因此其具有直流电压转换器45，该直流电压转换器将由动力电池40供应的直流电压降低到较低的值、例如48伏特或96伏特。相反地，如果运输车辆12具有以交流电压运行的车载电网则需要将直流电压转换为具有预设频率的交流电压。
3.其它实施例
图3示出根据第二个实施例的运输车辆12，其中，工人不可在装配平台15上行走。这些运输车辆尤其可以用于在制造厂房中彼此隔开较远的区域之间或在制造厂房之间运输待装配的机动车14。此外，图3中所示的运输车辆12不具有自身的电池。因此，运输车辆12在没有机动车14时不能自主运动，而是在这段时间内通过外部的拉动或推动装置拉动或推动。
图4示出根据第三个实施例的运输车辆12，其中，保持件13被设计为用于首先仅接收动力电池40。在这种状态下已经可以借助于连接电缆46将动力电池40与运输车辆12连接，如在图4中所示。
如果随后放置机动车14的车身(见图5)，则可能需要短暂地断开动力电池40和运输车辆12之间的电连接，以便能够引导连接电缆46穿过在车身中的开口。
除了借助于连接电缆46而手动建立的连接之外，也可以考虑在电池40和运输车辆12上的插接式连接，经由该插接式连接可以在将动力电池40放到保持件13上时自动建立电连接。
图6示出根据第四个实施例的轨道连接的运送车辆12，该运送车辆是单轨运送系统的一部分。在所示出的实施例中，运送车辆12同样具有较小的电池，但是不具有滑动触点，并且在运输轨道48上也没有设置能和滑动触点一起实现电供应的滑接导线。
运送车辆12也在此在使用自身的电池37的情况下经过较短的空驶。在将具有已经装配在其中的动力电池40的机动车14放置在上面之后，如在前述的实施例中那样借助于连接电缆46在动力电池40和运送车辆12之间建立电连接。此后，运送车辆12的驱动装置和所有其它电负载仅使用机动车14的动力电池40作为能量源。
图7示出根据第五个实施例的运送车辆12，该运送车辆和图6中所示的实施例的区别仅在于，运送系统是电动架空轨道，在其中，运送车辆12以悬挂的方式固定到运输轨道48。

Claims (12)

1.一种运送方法，在所述运送方法中运送车辆(12)在电驱动的机动车的装配期间运送该机动车(14)，其特征在于，所述运送车辆(12)使用储存在机动车(14)的动力电池(40)中的能量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，运送车辆(12)具有自身的电驱动装置(20)并且使用储存在机动车的动力电池(40)中的能量来供给该电驱动装置(20)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，运送车辆是无驾驶员的运输车辆(12)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，运输车辆(12)分别移动经过不同顺序的加工站(1801至1816)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，运送车辆(12)具有能供工人(16)行走的装配平台(15)，并且工人(16)在装配平台(15)上应用的工具使用储存在机动车(14)的动力电池(40)中的能量。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，在动力电池(40)被装入机动车(14)的车身中之前的时间点将运送车辆(12)与动力电池(40)电连接。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在动力电池(40)被装入机动车(14)的车身中之前的时间点将运送车辆(12)与动力电池(40)电连接。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，将运送车辆(12)与动力电池(40)的连接端(42)电连接，该连接端不被设置为用于连接到机动车(14)的电动机。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将运送车辆(12)与动力电池(40)的连接端(42)电连接，该连接端不被设置为用于连接到机动车(14)的电动机。
10.一种用于在电驱动的机动车的装配期间运送所述机动车(14)的运送车辆(12)，其特征在于，所述运送车辆(12)被设计为使用储存在机动车(14)的动力电池(40)中的能量，并且运送车辆为此目的包括：
电接口(44)，该电接口被设计为与机动车(14)的动力电池(40)连接，和
适配单元(45)，该适配单元被设计为用于使由动力电池(40)提供的电压适配于运送车辆(12)的车载电网。
11.根据权利要求10所述的运送车辆，其特征在于，适配单元包括变流器(45)，该变流器被设计为用于降低由动力电池(40)通过电接口(44)提供的电压。
12.根据权利要求10或11所述的运送车辆，其特征在于，运送车辆(12)具有自身的电驱动装置(20)并且使用储存在机动车的动力电池(40)中的能量来供给电驱动装置。
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