DE102013113809A1 - Truck with battery-electric drive - Google Patents
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Abstract
Bei einem batteriebetriebenen Flurförderzeug mit einem Batteriesystem zur Versorgung mit elektrischer Energie, wobei das Batteriesystem aus mindestens zwei Teilbatterien (3, 12, 16, 18, 21, 27, 28) bestehend aus Batteriemodulen aufgebaut ist und jedes der Batteriemodule wartungsfrei ist, sind die Teilbatterien (3, 16, 18) an mindestens zwei der folgenden Positionen (2, 15, 17, 22, 23) des Flurförderzeugs (1) angeordnet: – zwischen einer Vorderachse (6) und einer Hinterachse (7) direkt oberhalb eines unteren Fahrzeugbodens (11); – oberhalb einer Hinterachse (7); – im Dachbereich eines Fahrerschutzdaches (4)), insbesondere auf der Oberseite des Fahrerschutzdaches (4); – an einer Rückseite eines Fahrerschutzdaches (4) oben; – an einer Rückwand eines Fahrerschutzdaches (4); – an einer Vorderseite des Fahrerschutzdaches (4), insbesondere einer Fahrerkabine (24);In a battery-powered truck with a battery system for supplying electrical energy, the battery system is composed of at least two sub-batteries (3, 12, 16, 18, 21, 27, 28) consisting of battery modules and each of the battery modules is maintenance-free, are the sub-batteries (3, 16, 18) arranged at at least two of the following positions (2, 15, 17, 22, 23) of the truck (1): between a front axle (6) and a rear axle (7) directly above a lower vehicle floor ( 11); Above a rear axle (7); - In the roof area of a driver's roof (4)), in particular on the top of the driver's roof (4); - on a back of a driver's roof (4) above; - On a rear wall of a driver's roof (4); - At a front of the driver's roof (4), in particular a driver's cab (24);
Description
Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit batterieelektrischem Antrieb. Insbesondere betrifft die Erfindung ein batteriebetriebenes Flurförderzeug mit einem Batteriesystem zur Versorgung mit elektrischer Energie, wobei das Batteriesystem aus mindestens zwei Teilbatterien bestehend aus Batteriemodulen aufgebaut ist und jedes der Batteriemodule wartungsfrei ist. The invention relates to a truck with battery electric drive. In particular, the invention relates to a battery-powered truck with a battery system for supplying electrical energy, wherein the battery system is composed of at least two sub-batteries consisting of battery modules and each of the battery modules is maintenance-free.
Flurförderzeuge mit batterieelektrischem Antrieb weisen ein Batteriesystem auf, aus dem während des Betriebs die für den Fahrantrieb sowie für die Arbeitsvorrichtungen erforderliche elektrische Energie entnommen werden kann. Eine Arbeitsvorrichtung kann beispielsweise die Arbeitshydraulik sein, die zur Bewegung einer Lastaufnahmevorrichtung an einem Hubgerüst dient. Dabei besteht das Batteriesystem im Regelfall aus einer einzigen Traktionsbatterie, die in einem einzigen Batterieblock eine Mehrzahl von Batteriezellen zusammenfasst. Diese Batteriezellen sind beispielsweise Blei-Säure-Batterienzellen, die zum Erreichen der notwendigen und für Flurförderzeuge üblichen Spannungen, von beispielsweise 24,48 oder 80 V, in Reihe geschaltet werden. Gleichzeitig werden auch einzelne Batteriezellen oder als ein Modul zusammengefasste, in Reihe geschaltete Batteriezellen untereinander parallel geschaltet, um eine gewünschte Kapazität der gesamten Traktionsbatterie zu erreichen. Electric forklifts with battery electric drive have a battery system, from which during operation the required electrical energy for the drive and for the working devices can be removed. A working device may for example be the working hydraulics, which serves to move a load receiving device on a mast. As a rule, the battery system consists of a single traction battery, which combines a plurality of battery cells in a single battery block. These battery cells are, for example, lead-acid battery cells, which are connected in series to achieve the necessary and common for industrial trucks voltages, for example, 24.48 or 80V. At the same time, individual battery cells or module modules connected in series, battery cells are connected in parallel with each other to achieve a desired capacity of the entire traction battery.
Die Anordnung dieser in einem Batterieblock ausgeführten Traktionsbatterie erfolgt dabei üblicherweise zentral in dem Fahrzeug zwischen den Achsen. Bei einem Gegengewichtsgabelstapler als Ausführungsform eines Flurförderzeugs wird dabei die Traktionsbatterie unter dem Sitz eines Fahrerarbeitsplatzes angeordnet. Bei Lagertechnikgeräten ergeben sich zwischen den Achsen unterschiedliche Positionen der Anordnung, je nach Ausführung des Flurförderzeugs, jedoch jeweils vor oder hinter einem Fahrerarbeitsplatz. The arrangement of these running in a battery block traction battery is usually carried out centrally in the vehicle between the axles. In a counterbalance forklift as an embodiment of an industrial truck while the traction battery is placed under the seat of a driver's workplace. In warehousing equipment different positions of the arrangement arise between the axes, depending on the design of the truck, but in front of or behind a driver's workplace.
Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist, dass die Traktionsbatterie einen großen, monolithischen Block darstellt, durch den zwingend auch die Fahrzeuggestaltung beeinflusst und bestimmt wird. Weiterhin ist bei Blei-Säure-Batterien nachteilig, dass die Orientierung der einzelnen Batteriezelle vorgegeben ist, da diese stehend angeordnet werden müssen. Weiterhin ist auch eine Zugänglichkeit für Wartungszwecke erforderlich. A disadvantage of this known prior art is that the traction battery is a large, monolithic block through which the vehicle design is necessarily influenced and determined. Furthermore, it is disadvantageous in lead-acid batteries that the orientation of the individual battery cell is predetermined, since these must be arranged upright. Furthermore, accessibility for maintenance is required.
Als modernere Ausführungsform von Batterien sind bei Flurförderzeugen wartungsfreie Batterien bekannt. Von besonderem Interesse sind dabei alternative Batterien auf Basis anderer chemischer Reaktionen, als bei Blei-Säure-Batterien, und unter diesen beispielsweise Lithium-Ionenbatterien. As a more modern embodiment of batteries maintenance-free batteries are known in industrial trucks. Of particular interest are alternative batteries based on other chemical reactions than lead-acid batteries, and among them, for example, lithium-ion batteries.
Es ist auch bekannt, in einem Batterieraum an einer Stelle eine Mehrzahl von gleichartigen Einzelbatterien anzuordnen, die jeweils für sich für Transportzwecke leichter zu handhaben sind. It is also known to arrange in a battery room at one point a plurality of similar single batteries, each of which is easier to handle for transport purposes.
Nachteilig an diesem letzteren Stand der Technik ist, dass diese Aufteilung auf gleichartige Einzelbatterien jedoch nur eine bedingte Flexibilität in Bezug auf die Anordnung der Einzelbatterien in dem Fahrzeug gewährt. A disadvantage of this latter prior art is that this distribution granted to similar single batteries, however, only a conditional flexibility with respect to the arrangement of the individual batteries in the vehicle.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein batteriebetriebenes Flurförderzeug mit mindestens zwei Batteriemodulen zur Verfügung zu stellen, das die zuvor genannten Nachteile vermeidet und eine größere Flexibilität in der Gestaltung des Fahrzeugs ermöglicht unter gleichzeitiger Verbesserung der Gesamtkapazität des Batteriesystems. The present invention is therefore an object of the invention to provide a battery-powered truck with at least two battery modules available, which avoids the aforementioned disadvantages and allows greater flexibility in the design of the vehicle while improving the overall capacity of the battery system.
Diese Aufgabe wird durch ein batteriebetriebenes Flurförderzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by a battery-powered truck with the features of
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem batteriebetriebenen Flurförderzeug mit einem Batteriesystem zur Versorgung mit elektrischer Energie, wobei das Batteriesystem aus mindestens zwei Teilbatterien bestehend aus Batteriemodulen aufgebaut ist und jedes der Batteriemodule wartungsfrei ist, die Teilbatterien an mindestens zwei der folgenden Positionen des Flurförderzeugs angeordnet sind: zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse direkt oberhalb eines unteren Fahrzeugbodens und/oder oberhalb einer Hinterachse und/oder im Dachbereich eines Fahrerschutzdaches, insbesondere auf der Oberseite des Fahrerschutzdaches, und/oder an einer Rückseite eines Fahrerschutzdaches oben und/oder an einer Rückwand eines Fahrerschutzdaches und/oder an einer Vorderseite des Fahrerschutzdaches, insbesondere einer Fahrerkabine. The object is achieved in that in a battery-powered truck with a battery system for supplying electrical energy, wherein the battery system is composed of at least two sub-batteries consisting of battery modules and each of the battery modules is maintenance-free, the sub-batteries at least two of the following positions of the truck are arranged: between a front axle and a rear axle directly above a lower vehicle floor and / or above a rear axle and / or in the roof area of a driver's roof, in particular on the top of the driver's roof, and / or on a back of a driver's roof above and / or on a rear wall a driver's roof and / or on a front of the driver's roof, in particular a driver's cab.
Vorteilhaft wird dadurch ein großer monolithischer Batterieblock vermieden und es ergibt sich eine größere Flexibilität in der Anordnung in dem Fahrzeug. Das Fahrzeug kann dadurch insgesamt freier gestaltet werden. Dies wird vorteilhaft insbesondere möglich durch moderne Batterietechniken, die keine Vorgaben machen in welche Richtung einzelne Batteriemodule bzw. Zellen ausgerichtet sein müssen, im Gegensatz zu Blei-Säure-Batteriezellen, die aufrecht stehen müssen. Beispiele solcher Batteriezellen bzw. Batteriemodule sind Lithium-Ionenbatterien. Solche wartungsfreien Batteriemodule haben auch die Eigenschaft, dass diese schnellladefähig sind. Dadurch können zumindest einige der Teilbatterien unter Umständen auch so eingebaut werden, dass sie nicht rasch gewechselt werden können. Anstatt eines Austausches bei einer Entladung der Teilbatterie kann hier eventuell eine schnelle Wiederaufladung erfolgen. Es ist insbesondere auch denkbar, dies zu kombinieren, indem nur ein oder zwei Teilbatterien ausgetauscht werden können und andere so eingebaut sind, dass ein Austausch nicht ohne weiteres möglich ist, wenn die Batterie entladen ist. Eine Teilbatterie kann dabei aus einem einzigen Batteriemodul aufgebaut sein, wobei ein Batteriemodul einer Zelleneinheit der Batterie entspricht. Es können jedoch auch eine beliebige Anzahl von Batteriemodulen zu einer Teilbatterie zusammengefasst sein. Dabei können mehrere Batteriemodule in Reihe geschaltet sein oder auch alternativ mehrere Batteriemodule parallel geschaltet sein. Dies kann auch beliebig kombiniert werden, indem beispielsweise eine erste Gruppe von Batteriemodule parallel geschaltet ist und eine zweite Gruppe von Batteriemodule ebenfalls parallel geschaltet ist und diese beiden Gruppen untereinander in Reihe geschaltet sind. Advantageously, this avoids a large monolithic battery block and results in greater flexibility in the arrangement in the vehicle. The vehicle can be made more free as a result. This is advantageous in particular possible by modern battery techniques that make no specifications in which direction individual battery modules or cells must be aligned, in contrast to lead-acid battery cells that need to stand upright. Examples of such battery cells or battery modules are lithium-ion batteries. Such maintenance-free battery modules also have the property that they are quick-charging. As a result, at least some of the sub-batteries may also be installed in this way that they can not be changed quickly. Instead of replacing a partial battery, a quick recharge may be required. In particular, it is also conceivable to combine this by only one or two sub-batteries can be replaced and others are installed so that an exchange is not readily possible when the battery is discharged. A sub-battery can be constructed from a single battery module, wherein a battery module corresponds to a cell unit of the battery. However, any number of battery modules can be combined to form a sub-battery. In this case, several battery modules can be connected in series or, alternatively, several battery modules can be connected in parallel. This can also be arbitrarily combined by, for example, a first group of battery modules is connected in parallel and a second group of battery modules is also connected in parallel and these two groups are connected in series.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Flurförderzeug ein Gegengewichtsgabelstapler und sind weitere Positionen für mindestens eine Teilbatterie direkt unter einem Fahrersitz mit Abstand zu dem Fahrzeugboden und/oder oberhalb eines Gegengewichts und/oder zumindest teilweise in einem Gegengewicht vorgesehen. In an advantageous development, the truck is a counterbalance forklift and further positions for at least one sub-battery directly under a driver's seat at a distance from the vehicle floor and / or above a counterweight and / or at least partially provided in a counterweight.
Bei einem Gegengewichtsgabelstapler lassen sich in dem Gegengewicht oder auf dem Gegengewicht besonders günstig Teile des Batteriesystems als Teilbatterie unterbringen. Dabei ergibt sich noch der vorteilhafte Effekt, dass das Gewicht der Teilbatterie die Funktion des Gegengewichts unterstützt. In a counterbalance forklift can be in the counterweight or on the counterweight particularly favorable parts of the battery system to accommodate a sub-battery. This results in the advantageous effect that the weight of the sub-battery supports the function of the counterweight.
Vorteilhaft haben die Teilbatterien unterschiedliche geometrische Abmessungen. Advantageously, the sub-batteries have different geometric dimensions.
Dadurch ergibt sich eine sehr große Flexibilität, da die Teilbatterien an zur Verfügung stehende Räume angepasst werden können und nicht umgekehrt bei der Entwicklung des Flurförderzeugs die Räume nach den Teilbatterien ausgelegt werden müssen. This results in a very large flexibility, since the sub-batteries can be adapted to available spaces and not vice versa in the development of the truck, the rooms must be designed by the sub-batteries.
Die Teilbatterien können unterschiedliche Spannungen aufweisen. The sub-batteries may have different voltages.
Die Spannungen können dann entweder durch eine geeignete Elektronik des Flurförderzeugs oder sonstige vorgesehene Elektronik umgesetzt werden, oder es können mehrere Teilbatterien so zusammengeschaltet werden, dass insgesamt sich ein Batteriesystem mit einer einheitlichen Spannung und großer Kapazität ergibt. Beispielsweise können zwei Teilbatterien in Reihe geschaltet werden, um die Spannung einer dritten Teilbatterie zu erreichen, mit der diese parallel geschaltet sind. The voltages can then be implemented either by a suitable electronics of the truck or other provided electronics, or it can be connected together several sub-batteries so that overall results in a battery system with a uniform voltage and large capacity. For example, two sub-batteries can be connected in series to achieve the voltage of a third sub-battery with which they are connected in parallel.
Vorteilhaft weisen die Teilbatterien zumindest zum Teil Spannungsumsetzer auf. Advantageously, the sub-batteries at least partially on voltage converter.
Durch diese setzt die Teilbatterie selbstständig ihre Spannung auf eine geforderte Spannung des Flurförderzeugs um. By means of these, the sub-battery automatically converts its voltage to a required voltage of the truck.
Die Teilbatterien können unterschiedliche Kapazitäten haben. The sub-batteries may have different capacities.
Auch hier kann durch entsprechende Verschaltung der Teilbatterien erreicht werden, dass sich insgesamt ein Batteriesysteme ergibt mit einer dem Flurförderzeug angepassten Versorgungsspannung und einer einheitlichen Kapazität, so dass effektiv und zahlenmäßig immer gleich viele Batteriemodule parallel und in Reihe wirken. Again, can be achieved by appropriate interconnection of the sub-batteries that results in a total of battery systems with a truck adapted supply voltage and a single capacity, so effectively and numerically always the same number of battery modules act in parallel and in series.
Vorteilhaft können die Teilbatterien eine Überwachungselektronik aufweisen. Advantageously, the sub-batteries may have a monitoring electronics.
Bei modernen, wartungsfreien Batterien wie Lithium-Ionenbatterien oder vergleichbaren Techniken ist jeweils zur Überwachung der Batterie eine Überwachungselektronik erforderlich. In modern, maintenance-free batteries such as lithium-ion batteries or similar techniques, monitoring electronics are required to monitor the battery.
In einer bevorzugten Ausführung können die Teilbatterien eine einheitliche Kommunikationsschnittstelle aufweisen, über die von der Überwachungselektronik die Daten der Teilbatterie, beispielsweise Sollspannung und/oder Istspannung und/oder Sollkapazität und/oder Istkapazität, zur Verfügung gestellt werden. In a preferred embodiment, the sub-batteries can have a uniform communication interface via which the data of the sub-battery, for example setpoint voltage and / or actual voltage and / or setpoint capacity and / or actual capacity, are made available by the monitoring electronics.
Eine solche Kommunikationsschnittstelle kann beispielsweise ein Kommunikationsbus sein, wie der CAN-Bus. Such a communication interface may for example be a communication bus, such as the CAN bus.
Eine oder mehrere der Teilbatterien können eine Steuervorrichtung aufweisen, die die Daten verarbeitet. One or more of the sub-batteries may include a controller that processes the data.
Das Flurförderzeug kann eine Steuervorrichtung aufweisen, die die Daten verarbeitet. The truck may have a controller that processes the data.
In dieser Steuervorrichtung können aus den Daten der Überwachungselektronik der einzelnen Teilbatterien die Daten für das gesamte Batteriesystem bestimmt werden, beispielsweise Sollspannung und/oder Istspannung und/oder Sollkapazität und/oder Istkapazität. Auch kann zentral und einheitlich für das gesamte Batteriesystem bzw. alle einzelnen Teilbatterien eine Batteriesteuerung durch die Steuervorrichtung durchgeführt werden. In this control device, the data for the entire battery system can be determined from the data of the monitoring electronics of the individual sub-batteries, for example, target voltage and / or actual voltage and / or nominal capacity and / or actual capacity. Also can be performed centrally and uniformly for the entire battery system or all individual sub-batteries battery control by the control device.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt Further advantages and details of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the schematic figures. This shows
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Das Fahrerschutzdach
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FR3014381B1 (en) | 2019-04-05 |
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Legal Events
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTSHIP PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE |
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