CN113212190A - 布置充电装置的方法、仓储设施和地面运输工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在仓储设施中布置感应式充电装置的方法，在所述仓储设施中使用一个或多个能感应式充电的地面运输工具，其中，对于在所述仓储设施中使用的地面运输工具的平均充电时间预定目标值，并且将感应式充电装置在所述仓储设施中布置成，使得所述地面运输工具在所述仓储设施中使用时能够至少以对于平均充电时间的所述目标值感应式充电。此外，本发明还涉及一种仓储设施和一种地面运输工具。

Description

布置充电装置的方法、仓储设施和地面运输工具
技术领域
本发明涉及一种仓储设施，其中设置有用于地面运输工具的感应式充电装置。本发明尤其涉及一种用于在仓储设施中布置感应式充电装置的方法以及涉及该仓储设施本身。本发明同样涉及一种具有能感应式充电的蓄能器的地面运输工具。
背景技术
电运行的地面运输工具的蓄能器必须在使用车辆之后再次充电。因此，在使用地面运输工具的仓储设施的环境中，例如可以设置静态的充电设备。车辆在其使用后以完全或部分排空的蓄能器与充电设备连接，以便对蓄能器再次充电。在仓库环境中，充电线缆的使用也由于空间需求而被证实是不利的。作为对蓄能器的线缆连接的再次充电的备选，也可以设置对停止的地面运输工具的感应式充电。在感应式充电时，地面运输工具放置在感应式充电装置处或旁边，以便感应地、例如通过形成的具有初级线圈和次级线圈的线圈装置接收电能。在此也涉及地面运输工具的静态的充电，然而是感应的而不是线缆连接的。
现在如果想要动态地而非静态地在仓储设施中对地面运输工具充电，则存在一系列技术上的难点，这些技术上的难点在实施时必须予以考虑。在实施时的一个特别的问题是，地面运输工具的行车道在仓储设施中通常不受空间限制。因此，不存在如例如在轨道交通中固定地预定的车道或交叉区域，这些车道或交叉区域可以配备有用于动态充电、即用于在地面输送工具运行期间进行充电的充电装置。
下文中，术语“地面运输工具”一般性地理解，据此，在仓储设施中的每个被驱动的、可移动的运输工具可以理解为地面运输工具，特别是自行驶的或自动转向的AGV(自动导引车)也可以视为地面运输工具。感应式充电装置在内容上有所不同，在此涉及的是用于静态的充电过程的感应式充电装置或者也适用于动态的充电过程的感应式充电装置。原则上也可以是如下感应式充电装置，其可以静态地和动态地使用。
发明内容
从本发明的目的在于，以简单的手段提供一种用于在仓储设施中布置感应式充电装置的方法以及一种这样的仓储设施本身。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的方法、具有权利要求10的特征的仓储设施以及通过具有权利要求15的特征的相应的地面运输工具解决。有利的设计方案形成从属权利要求的主题。
设置和确定根据本发明的方法，以便在仓储设施中布置感应式充电装置。在仓储设施中，根据规定使用一个或多个能感应式充电的地面运输工具。根据本发明，该方法的特征在于如下两个方法步骤：
在第一方法步骤中，对于在所述仓储设施中使用的地面运输工具的平均充电时间预定目标值。平均充电时间计算如下时间段，该时间段例如以小时表示或者以相对量、例如小时每层来表示。平均充电时间说明，在一般地使用时，在仓储设施中使用的地面运输工具平均能充电多久。第二方法步骤确保，将感应式充电装置在所述仓储设施中布置成，使得所述地面运输工具在所述仓储设施中使用时能够至少以对于平均充电时间的所述目标值感应式充电。感应式充电装置在仓储设施中的布置基本上涉及感应式充电装置在仓储设施中的空间布置。根据本发明，感应式充电装置在仓储设施中的空间分布使得地面运输工具在仓储设施中使用时能够至少以平均充电时间的目标值感应式充电。因此，根据本发明，为了在仓储设施中布置感应式充电装置，特别考虑两个方面，一方面是对于平均充电时间的目标值，另一方面是感应式充电装置在仓储设施中的布置。这两者一起允许对地面运输工具可靠地进行充电，至少达到目标值，从而地面运输工具在其使用结束之后不会完全放电，而是至少以平均充电时间充电到目标值。在该用于布置充电装置的方法中，已发现的令人意想不到的优点是，对于从供电网络中提取电功率而言实现了显著更均匀的负载分布。如果迄今为止所有地面运输工具在班次结束后同时被充电，由此从供电网络中进行大的功率提取，则在班次结束时的功率提取现在会明显更小，因为地面运输工具已经以平均充电时间被充电。
该方法的一个优选的改进方案规定，感应式充电装置根据数量和位置在所述仓储设施中布置成，使得所述地面运输工具在所述仓储设施中使用时能够至少以对于平均充电时间的所述目标值感应式充电。为了能够达到对于平均充电时间的目标值，除了感应式充电装置在仓储设施中的空间布置之外，感应式充电装置的数量也是决定性的。在此要注意的是，在根据本发明的方法中和基于其的考虑中，总是从以下出发，即，为了达到平均充电时间的目标值，地面运输工具的运行在纯粹的仓储技术上预定的角度进行，并且不应被限制或改变。
优选地，除了数量和位置之外，还要注意感应式充电装置的充电功率，从而使得所述地面运输工具在所述仓储设施中使用时能够至少以对于平均充电时间的所述目标值感应式充电。在此重要的是“平均充电功率”的概念，其表示由在一般使用时在充电时由在仓储设施中使用的地面运输工具平均接收的功率。这当然取决于，每时间单位由感应式充电装置输出的功率以及每时间单位由地面运输工具可接收的充电功率。
在根据本发明的方法的一个优选的设计方案中，仓储设施被划分成一定数量的区域。根据一个或多个标准确定这些区域。第一标准规定，划分的区域具有局部均匀分布的平均区域停留时间。另一标准在于，将这些区域划分为仓储设施的功能区域，尤其划分为如下区域，在所述区域中，地面运输工具主要停止地或行驶地停留。用于划分区域的另一可能的标准在于，将仓储设施划分为装卸区域、转移区域和连接区域。上述三个标准可以在其应用中单独地或也可以组合地得到仓储设施的不同区域。如果将具有局部均匀分布的平均停留时间的标准作为标准，则在仓储设施中形成如下区域，在所述区域中对于一个位置的平均停留时间均匀分布。例如，如果方差(Varianz)小或者例如随着区域面积的增加而减小，则存在均匀分布。第二标准区分了仓储设施中的功能区域，其中，例如可以区分地面运输工具主要停止的区域和地面运输工具主要运动的区域。第三标准在一定意义上同样适用于功能区域，但是不是考虑到停止的或行驶的地面运输工具，而是在此考虑到分配给地面运输工具的任务和功能。根据对区域进行的划分可以检查各个区域对于达到目标值提供的贡献。由此出发，可以进行感应式充电装置的分配和其针对区域的选择，直至可靠地达到预定的目标值。
在该方法的一种优选改进方案中，为至少一个在仓储设施中使用的地面运输工具确定平均功率消耗，并且在充电装置以对于平均充电时间的目标值的确定充电功率时，对于车辆在所述仓储设施中的使用确定充电率(Ladequote)。地面运输工具的平均功率消耗的确定例如可以通过在仓储设施中的一个或多个使用期间测量一个或多个地面运输工具来进行。也可以由在仓储设施中进行的订单以计算方式确定典型的地面运输工具的平均功率消耗。如果确定了平均功率消耗，则可以在充电装置的充电功率确定的情况下确定对于地面运输工具在仓储设施中的使用的充电率。在充电装置的充电功率确定的情况下，在充电装置全部具有相同的充电功率的情况下，意味着使用单个充电装置的充电功率。如果充电装置具有不同的充电功率，则该量被调整到不同充电功率的平均值。如此确定的充电率作为分数表明功率消耗与充电功率的比例。如果地面运输工具例如在班次开始时具有完全充电的电池，则充电率指示在班次结束时电池的充电状态。
特别优选地，充电率也适合于确定感应式充电装置的数量。这意味着，蓄能器具有充电容量并且其充电率是已知的，因此可以容易地确定所需的感应式充电装置的数量。
优选地，从具有最高平均停留时间的区域开始确定充电装置的数量，在该区域之后，给具有下降的平均停留时间的区域装备感应式充电装置。以这种方式，感应式充电装置以下降的平均停留时间分布在仓储设施中。特别优选的是，在建立(gefunden)感应式充电装置的布置系统之后，通过以下方式检查该布置系统，即或是通过测量或者通过模拟来确定：对于地面运输工具而言在仓储设施中典型使用的情况下是否达到充电功率的平均目标值。如果不是这种情况，则在仓储设施中布置附加的感应式充电装置，直至达到目标值。
在一种特别优选的实施形式中，在仓储设施中除了感应式充电装置还使用静态充电装置。在该设计方案中，预定分别具有已知大小的能感应式充电的蓄能器的第一数量的地面运输工具和分别具有已知的充电容量的第二数量的感应式充电装置。第三数量的静态充电装置如下确定，使得每个至少以目标值充电的地面运输工具在用于静态充电的预定的充电时间内利用所述第二数量的充电装置完全充电。预定的充电时间可以是例如班次间歇，从而在班次间歇结束时，在感应式充电装置和静态的充电设备共同作用时，所有地面运输工具都被完全充电。
在一种优选的设计方案中，对于充电装置来说可以区分静态充电装置和动态充电装置。优选地，静态充电装置的数量被确定为，使得可以在保持平均充电时间的目标值的情况下减少用于在运行期间的充电过程的(动态的)感应式充电装置的数量。在此考虑是，能够尽可能减少所需的、能够在地面输送工具的运行期间使用的感应式充电装置的数量，从而添加几个静态充电装置此外允许保持平均充电时间的目标值。为了确定静态充电装置的数量，可以使用一个或多个下面的标准。一方面，可以考虑通过地面运输工具对静态充电装置的占用。在占用时可以根据通过地面运输工具对静态充电装置的平均占用率和/或最大占用率。所述占用率可以再次在实际应用中被测量或通过以计算方式求得。对于静态充电装置的数量的另一标准是所使用的地面运输工具的总数。如果地面运输工具的总数增加，则可以通过添加一些静态充电装置保持目标值不变，而不必改变动态的感应式充电装置的分布。
根据本发明的目的同样通过具有权利要求12的特征的仓储设施来解决。根据本发明的仓储设施具有感应式充电装置的布置系统，通过所述充电装置可以对在仓储设施中使用的地面运输工具进行感应式充电。在此，充电装置在仓储设施中这样设置，使得在所使用的地面运输工具中实现的充电时间至少等于目标值。感应式充电装置在此在仓储设施中的布置系统为所使用的地面运输工具提供了达到其目标值的可能性。所述目标值给出了在地面运输工具的一般使用中以时间平均值达到的值，但是在地面运输工具的非平均使用中也可能低于该值。
在仓储设施的一个优选的改进方案中，仓储设施中的底部区域用感应式充电装置覆盖，而仓储设施中的第二底部区域没有感应式充电装置。因此规定，为了在使用中实现对地面运输工具进行充电的目标值，仓储设施的仅一部分配备有感应式充电装置。在此优选地，设有感应式充电装置的底部区域不是单个连续的区域，而是分成多个设有感应式充电装置的区域。
根据本发明的目的同样通过具有权利要求15的特征的地面运输工具解决。根据本发明的地面运输工具配备有能感应式充电的蓄能器，其在地面运输工具的使用中也可由在仓储设施中设置的感应式充电装置充电。对于地面运输工具，设置用于在仓储设施中使用的地面运输工具的平均充电时间的目标值，其中，其蓄能器的容量定大小为，使得地面运输工具在其在仓储设施中使用时能至少以平均充电时间的目标值感应式充电。在根据本发明的地面运输工具中，其蓄能器的容量因此适配成，满足平均充电时间的目标值。优选地，感应式充电装置在所述仓储设施中在空间上布置成，使得所述地面运输工具在所述仓储设施中使用时能至少以所述平均充电时间的目标值感应式充电。
附图说明
下面借助于实施例详细解释本发明。图中：
图1示出用于在企业内部物流中布置用于地面运输工具的感应式充电系统的方法步骤，其中示出划分仓储设施区域的步骤，
图2示出对于仓储设施区域的不同划分的归一化的关于面积的停留时间，
图3示出了一种实现方案，其中充电线圈布置在区域4中，
图4示出了具有两个充电区域和一个堆放式仓储设施的感应式充电系统。
具体实施方式
借助示例性描述的用于在仓储设施中布置感应式充电装置的方法能以计算方式确定，是否可以在技术和经济上实现在特定的仓储设施中并且在其使用中使用感应式充电系统。在该方法中，以计算方式、通过模拟或通过测量确定：仓储设施的多少区域和哪些区域必须配备有感应式充电线圈，以便实现在仓储设施中使用期间可以通过充电线圈对地面运输工具进行期望的能量供应。在此，平均充电时间的预定的目标值可以被选择为这样高，使得可以弃用传统的对停止车辆的充电，由此可以实现全天没有停顿的不停的运行。但是也可以预定平均充电时间的目标值，所述目标值允许附加地使用静态充电装置。
图1示出了第一步骤，其中，仓储设施被分成六个区域。在该实施例中，数量6示例性地选择，也可以为仓储设施选择更多或更少的区域。典型地，仓储设施被划分为显著多于六个区域。对于随后利用感应式充电装置的实施来说，推荐的是，这些区域是简单连续的区域并且在技术上可以为了设置感应式充电装置而与其相邻的区域隔开。区域4例如示出通道区域，该通道区域与货架区域1、2和6隔开。在进一步的过程中，确定在这些区域中的平均停留时间，即所谓的平均区域停留时间。为此，例如对于点P1和P2，确定位于区域2中的地面运输工具总共停留在这些点中的一个或其附近有多长时间。由此得出停留时间，该停留时间例如也理解为停留概率。该停留时间始终被视为平均停留时间或范围停留时间，因为对于在该区域内的停留时间没有在时间上固定的预定值。与在道路或十字路口的情况下不同，在此不存在确定在点P1或P2中停留的外部规定，相反，由通过地面运输工具、从仓储位置进出的货物流和在仓储设施中预定的仓储位置对仓储设施的平均使用得出所述平均停留时间。原则上，关于点P1和P2，预期点P2具有比点P1更多的平均停留时间，例如因为地面运输工具或AGV在P2中等待，然后它可以在区域4中转弯。即使在例如使用仓库管理系统的仓库规划中，也为仓库引导力求尽可能有效地延伸的和短的路径。结果是，通道4附近的货架位置在规划中首先且优选被占据，这导致在区域P2中的停留概率较大。
除了这些区域内的平均停留时间之外，还可以确定，不同的区域1至6在何种程度上具有在局部
Figure BDA0002935288140000081
均匀分布的平均停留时间。这例如意味着，区域4在其整个面积上具有均匀的停留时间，其在位置上彼此之间没有太大的偏离。例如可以通过分布及其利用面积或所检查的点的数量的尺度的变化来获得对于均匀性的标准。图2a和2b示出了这种评估的结果。区域1至6中的每一个可以配设有平均停留时间的相对份额相关联，同样配设有可供使用的仓库面积的份额。因此，例如，区域4具有面积A4和平均停留时间D4。所有的停留时间D1，…D6被归一化至100％，这表示仅考虑位于仓储设施中的地面运输工具。面积A1至A6的总和得出总仓储设施面积。从附图中清楚的是，如果例如对于平均充电时间预定25％的目标值，足够的是，给所述区域A部分地设有感应的充电线圈。图2b示出了区域1至6的一种替代的分布，其中，在区域4中的停留时间D4‘显著更短。这里对于25％的目标值来说，不仅需要给区域4配备感应式充电装置，而且还需要给区域3的至少一部分配备感应式充电装置。对于在图2a中示出的区域，图3示出了一种实现方案，其中，在区域4中设置感应式充电装置。这些感应式充电装置是足够的，因为它们基本上完全覆盖区域4，以便明显超过25％的目标值。但是对于平均充电时间来说，25％的目标值的实际达到不仅取决于在区域中设置的感应式充电装置的数量，而且取决于其充电功率。这也必须与感应式充电的地面运输工具的蓄能器的容量处于正确的关系中。
图4示出了仓储设施区域的备选的第二实施方式，其具有货车装载桥12和堆放仓储设施14。在此，地面运输工具16在中央的通道区域18中配备有感应式充电装置。第二区域20同样配备有感应式充电装置，不使用的地面运输工具在此被充电。

Claims (16)

1.一种用于在仓储设施中布置感应式充电装置的方法，在所述仓储设施中使用一个或多个能感应式充电的地面运输工具，其特征在于，
对于在所述仓储设施中使用的地面运输工具的平均充电时间预定目标值，并且
将感应式充电装置在所述仓储设施中布置成，使得所述地面运输工具在所述仓储设施中使用时能够至少以对于平均充电时间的所述目标值感应式充电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述感应式充电装置根据数量和位置在所述仓储设施中布置成，使得所述地面运输工具在所述仓储设施中使用时能够至少以对于平均充电时间的所述目标值感应式充电。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述感应式充电装置根据其充电功率在所述仓储设施中布置成，使得所述地面运输工具在所述仓储设施中使用时能够至少以对于平均充电时间的所述目标值感应式充电。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在存在静态充电装置的情况下，在确定目标值时考虑所述静态充电装置的数量和/或其平均占用率。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将所述仓储设施划分为一定数量的区域，所述区域根据以下标准中的一个或多个来确定：
所述区域具有局部均匀分布的平均区域停留时间，
所述区域划分为所述仓储设施的功能区域，尤其是划分为如下区域，在所述区域中，所述地面运输工具主要停止地或行驶地停留，
所述区域被划分为装卸区域、转移区域和连接区域。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，对于在所述仓储设施中使用的地面运输工具中的一个地面运输工具确定平均功率消耗，并且在充电装置以平均充电时间的目标值来确定充电功率时，对于车辆在所述仓储设施中的使用确定充电率。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，利用所述确定的充电率来确定：要设置多少个感应式充电装置。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，确定数量的所述感应式充电装置从如下区域开始布置，所述区域具有最高平均停留时间并且从那里出发具有下降的平均停留时间。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，对于感应式充电装置的已建立的布置系统，检查对于地面运输工具在仓储设施中使用时是否达到充电功率的目标值。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，将静态充电装置的数量确定成，使得在保持对于平均充电时间的目标值的情况下，能够减少在运行期间用于充电过程的感应式充电装置的数量。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，根据以下标准中的一个或多个标准来确定静态充电装置的数量：
考虑通过地面运输工具对静态充电装置的占用率；
根据地面运输工具的总数量来确定静态充电装置的数量，以及
根据用于在运行中进行的感应式充电的对于平均充电功率的目标值。
12.一种仓储设施，其具有感应式充电装置的布置系统，在所述仓储设施中使用的地面运输工具能通过所述感应式充电装置感应式充电，其特征在于，所述感应式充电装置在所述仓储设施中布置成，使得由所使用的地面运输工具达到的充电时间至少对应于目标值。
13.根据权利要求12所述的仓储设施，其特征在于，所述仓储设施中的一个底部区域被感应式充电装置覆盖，而所述仓储设施中的第二底部区域没有感应式充电装置。
14.根据权利要求12或13所述的仓储设施，其特征在于，设有感应式充电装置的底部区域具有一个或多个设有感应式充电装置的区域。
15.一种地面运输工具，所述地面运输工具具有能感应式充电的蓄能器，即使当地面运输工具在使用中时，所述蓄能器也能由设置在仓储设施中的感应式充电装置再次充电，其特征在于，对于在所述仓储设施中使用的地面运输工具的平均充电时间预定目标值，并且所述蓄能器的容量被定大小为，使得所述地面运输工具在所述仓储设施中使用时能够至少以对于平均充电时间的所述目标值感应式充电。
16.根据权利要求15所述的地面运输工具，其特征在于，所述感应式充电装置在所述仓储设施中布置成，使得所述地面运输工具在所述仓储设施中使用时能够至少以对于平均充电时间的所述目标值感应式充电。
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