DE102008054478A1

DE102008054478A1 - Antriebssystem für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug

Info

Publication number: DE102008054478A1
Application number: DE102008054478A
Authority: DE
Inventors: Christian Stammberger; Peter Streipardt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2010-06-17

Abstract

Es wird ein Antriebssystem (8) für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, insbesondere für ein Flurförderfahrzeug vorgeschlagen, umfassend einen ersten elektrischen Speicher (1), der als herkömmlicher Energiespeicher ausgeführt ist und mittels eines Ladegerätes (2) durch ein Stromnetz aufladbar ist, wobei der erste elektrische Energiespeicher (1) der Grundenergieversorgung für den Fahrantrieb (4) und - falls vorhanden - der Hubeinrichtung (5) und weiterer Verbraucher im Fahrzeug dient, wobei zumindest ein zweiter leistungsfähhiger elektrischer Energiespeicher (3) vorgesehen ist, der als Energiepuffer arbeitet und der effizienten Speicherung der beim Bremsen, im Schubbetrieb und für den Fall eines Flurförderfahrzeugs der bei einer Lastabsenkung während des Betriebs der Hubeinrichtung (5) gewonnenen elektrischen Energie sowie der schnellen Abgabe dieser Energie an das Antriebssystem dient.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Antriebssystem für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, insbesondere für ein Flurförderfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Elektrisch angetriebene Fahrzeuge, beispielsweise Flurförderfahrzeuge umfassen in der Regel einen Bleiakkumulator, der mittels eines Ladegerätes aufgeladen wird und den Fahrantrieb sowie die Hubeinrichtung des Fahrzeugs mit der zum Betrieb erforderlichen elektrischen Energie versorgt. Hierbei wird beim Bremsen und im Schubbetrieb sowie bei einer Lastabsenkung während des Betriebs der Hubeinrichtung durch generatorischen Betrieb des zumindest einen Elektromotors Energie zurück gewonnen; die zurückgewonnene Energie wird in den Bleiakkumulator eingespeist.
Ein Flurförderfahrzeug sollte mindestens eine Schicht, d. h. acht Stunden mit einer Batterieladung betrieben werden können, wobei sich aus dieser Anforderung eine erforderliche Mindestbatteriegröße ergibt. In nachteiliger Weise sind Bleiakkumulatoren bedingt teil- und schnelladefähig; zudem kann die elektrische Energie mit einem Wirkungsgrad von nur ca. 80 bis 85% aufgenommen und wieder abgegeben werden. Effizientere Energiespeicher wie beispielsweise Li-Ionen-Batterien oder Supercaps weisen einen Wirkungsgrad von bis zu 95% auf, sind aber sehr teuer und können aus wirtschaftlichen Gründen nicht als ausschließlicher Energiespeicher eingesetzt werden.
Aus der DE 10 2007 037 690 A1 ist ein Flurförderfahrzeug, insbesondere eine Hybrid-Fahrersitz-Zugmaschine bekannt, mit wenigstens einem einen in einem elektrischen Leistungskreis fließenden Antriebsstrom aufweisenden, elektrisch angetriebenen Fahrmodus, wobei eine Antriebsmaschine zum Antreiben wenigstens eines Laufrades als Elektromotor ausgebildet ist und wobei wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine zum Erzeugen einer das Fahrzeug antreibenden Antriebsenergie vorgesehen ist.
Hierbei ist mindestens ein von der Verbrennungskraftmaschine antreibbarer Stromgenerator zum Erzeugen der Antriebsenergie und/oder elektrischer Energie für Speichermittel, insbesondere für wenigstens eine Batterie oder einen Akkumulator, vorgesehen, wobei wenigstens in einem Bremsmodus bzw. Rekuperationsmodus des Flurförderfahrzeuges, insbesondere in einem Generator-Modus des Elektromotors, eine Reduktion der Ladespannung und/oder des Ladestroms des Stromgenerators vorgesehen ist. Ferner ist bei dem bekannten Flurförderfahrzeug eine Kontrolleinheit zum Kontrollieren der Ladespannung und/oder des Ladestroms des Stromgenerators vorgesehen, welche in Abhängigkeit von der Stromrichtung des elektrischen Antriebsstroms im Leistungskreis ausgebildet ist. Dadurch sollen zum Einen die Rekuperationsvorgänge exakt steuerbar sein; zum Anderen kann die Ladespannung stets einen in Abhängigkeit der Batteriespannung und des Stromverbrauchs optimalen Wert aufweisen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, insbesondere für ein Flurförderfahrzeug, anzugeben, welches einen kostengünstigen herkömmlichen Energiespeicher bzw. einen Bleiakkumulator umfasst und eine effiziente Speicherung der beim Bremsen, im Schubbetrieb und bei einer Lastabsenkung während des Betriebs der Hubeinrichtung gewonnenen elektrischen Energie ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Antriebssystem für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, insbesondere für ein Flurförderfahrzeug vorgeschlagen, umfassend einen ersten, herkömmlichen, durch das Stromnetz mittels eines Ladegerätes aufladbaren elektrischen Energiespeicher, beispielsweise einen Bleiakkumulator, welcher der Grundenergieversorgung für den Fahrantrieb und – falls vorhanden – die Hubeinrichtung und weiterer Verbraucher Im Fahrzeug dient und zumindest einen zweiten, leistungsfähigen elektrischen Energiespeicher, der beispielsweise als Li-Ionen-Batterie oder als Supercap ausgeführt sein kann.
Gemäß der Erfindung dient der zweite Energiespeicher der effizienten Speicherung der beim Bremsen, im Schubbetrieb und für den Fall eines Flurförderfahrzeugs der bei einer Lastabsenkung während des Betriebs der Hubeinrichtung gewonnenen elektrischen Energie.
Hierbei arbeitet der zweite Energiespeicher als Energiepuffer und speichert die zurück gewonnene Energie kurzfristig; bei Bedarf, beispielsweise bei Anfahr- oder Hubvorgängen, wird diese Energie an die entsprechenden Verbraucher abgegeben. Der Energiefluss im Antriebssystem wird von der Fahrzeugsteuerung oder von einer separaten Steuereinheit gesteuert.
Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen zweiten Energiespeicher wird der erste Energiespeicher entlastet, der dadurch in vorteilhafter Weise kleiner und somit leichter ausgelegt werden kann. Somit kann das elektrisch angetriebene Fahrzeug einerseits kostengünstig mit Energie aus dem Stromnetz aufgeladen werden und andererseits kann die zurück gewonnene Energie sehr effizient und schnell durch den zweiten Energiespeicher aufgenommen und bei Bedarf wieder abgegeben werden.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption werden die Vorteile eines kostengünstigen, herkömmlichen Energiespeichers, beispielsweise eines Bleiakkumulators mit den Vorteilen eines leistungsfähigen Energiespeichers kombiniert, was in einer effektiven Speicherung der Energie resultiert, die beim Bremsen, im Schubbetrieb und für den Fall eines Flurförderfahrzeugs bei einer Lastabsenkung während des Betriebs der Hubeinrichtung zurück gewonnen wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das elektrisch angetriebene Fahrzeug leichter ist, als ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach dem Stand der Technik.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems zeigt, beispielhaft näher erläutert.
In der Figur ist ein Antriebssystem 8 eines als Flurförderfahrzeug ausgeführten elektrisch angetriebenen Fahrzeugs dargestellt. Gemäß der Erfindung umfasst es einen ersten, herkömmlichen elektrischen Energiespeicher 1, der mittels eines Ladegerätes 2 durch das Stromnetz aufgeladen werden kann. Vorzugsweise ist der erste Energiespeicher 1 als Bleiakkumulator ausgeführt. Ferner ist ein zweiter, leistungsfähiger elektrischer Energiespeicher 3 vorgesehen, der vorzugsweise als Li-Ionen-Batterie oder als Supercap ausgeführt ist. Beide Energiespeicher 1, 3 sind mit einer Steuerung 6 verbunden.
Erfindungsgemäß dient der erste Energiespeicher 1 der Grundenergieversorgung für den Fahrantrieb 4 und die Hubeinrichtung 5 des Flurförderfahrzeugs, wobei der zweite elektrische Energiespeicher 3 als Energiepuffer arbeitet und der effizienten Speicherung der beim Bremsen, im Schubbetrieb und bei einer Lastabsenkung während des Betriebs der Hubeinrichtung 5 gewonnenen elektrischen Energie sowie der schnellen Abgabe dieser Energie an das Antriebssystem (d. h. an den Fahrantrieb und/oder an weitere Verbraucher, beispielsweise an die Hubeinrichtung) dient. In der Figur sind die Bedienelemente zur Steuerung der Fahr- und Hubfunktionen mit dem Bezugszeichen 7 versehen.

1: erster Energiespeicher
2: Ladegerät
3: zweiter Energiespeicher
4: Fahrantrieb
5: Hubeinrichtung
6: Steuerung
7: Bedienelemente
8: Antriebssystem

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102007037690 A1 [0004]

Claims

Antriebssystem (8) für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, insbesondere für ein Flurförderfahrzeug, umfassend einen ersten elektrischen Speicher (1), der als herkömmlicher Energiespeicher ausgeführt ist und mittels eines Ladegerätes (2) durch ein Stromnetz aufladbar ist, wobei der erste elektrische Energiespeicher (1) der Grundenergieversorgung für den Fahrantrieb (4) und – falls vorhanden – der Hubeinrichtung (5) und weiterer Verbraucher Im Fahrzeug dient, dadurch gekennzeichnet, dass es zumindest einen zweiten, leistungsfähigen elektrischen Energiespeicher (3) aufweist, der als Energiepuffer arbeitet und der effizienten Speicherung der beim Bremsen, im Schubbetrieb und für den Fall eines Flurförderfahrzeugs der bei einer Lastabsenkung während des Betriebs der Hubeinrichtung (5) gewonnenen elektrischen Energie sowie der schnellen Abgabe dieser Energie an das Antriebssystem dient.
Antriebssystem (8) für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im zweiten Energiespeicher (3) gespeicherte Energie bei Anfahrvorgängen und/oder für den Fall eines Flurförderfahrzeugs bei Hubvorgängen an den Fahrantrieb (4) bzw. an die Hubeinrichtung (5) abgegeben wird.
Antriebssystem (8) für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Energiespeicher (1) als Bleiakkumulator ausgeführt ist.
Antriebssystem (8) für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Energiespeicher als Li-Ionen-Batterie oder als Supercap ausgeführt ist.
Antriebssystem (8) für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiefluss im Antriebssystem (8) von der Fahrzeugsteuerung oder von einer separaten Steuereinheit gesteuert wird.