DE102014210392A1 - Verfahren und Vorrichtungen zum Laden von eingelagerten Batterien - Google Patents

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Markus Kohlberger
Dirk Liepold
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lademodul (10) zum Laden von eingelagerten Batterien (11), umfassend Kontaktierungsmittel (26), um einen elektrischen Kontakt zu Terminalen (24) einer Batterie (11) herzustellen, und eine Ladeeinheit (20), welche eingerichtet ist, die kontaktierte Batterie (11) aufzuladen, wobei das Lademodul (10) zur Aufnahme an einem Lagerbediengerät (16) eingerichtet ist und wobei das Lademodul (10) ferner eingerichtet ist, die Batterie (11) aufzuladen, während es an dem Lagerbediengerät (16) aufgenommen ist. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Verfahren zum Laden von eingelagerten Batterien sowie ein System zum Aufladen von eingelagerten Batterien.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden von eingelagerten Batterien, sowie ein Lademodul zum Laden von eingelagerten Batterien, welches Kontaktierungsmittel umfasst, um einen elektrischen Kontakt zu Terminalen einer Batterie herzustellen, und eine Ladeeinheit, welche eingerichtet ist, die kontaktierte Batterie aufzuladen. Des Weiteren befasst sich die Erfindung mit einem System zum Aufladen von eingelagerten Batterien, welches ein Lager mit einem Lagerbediengerät sowie ein Lademodul umfasst.
  • Nach der Herstellung eines Batterie-Packs, eines Batteriemoduls oder einer Batteriezelle werden diese vor ihrer weiteren Verarbeitung bzw. bis zu ihrer weiteren Verwendung üblicher Weise in einem Lagersystem aufbewahrt, zum Beispiel in einem Hochregallager. Dabei wird im Folgenden, wie in der Umgangssprache üblich, unter dem Begriff Batterie sowohl eine Primärbatterie als auch eine Sekundärbatterie verstanden. Des Weiteren werden im Folgenden unter dem Begriff Batterie sowohl ganze Batterie-Packs, Batteriemodule und Batteriezellen zusammengefasst.
  • Die nach ihrer Herstellung eingelagerten Batterien verlieren im Laufe der Zeit einen Teil ihrer Ladung. Damit diese keine Schäden davontragen, müssen die Batterien, bevor eine untere Spannungsgrenze unterschritten wird, ihrer Verwendung zugeführt oder zwischenzeitlich aus dem Lager entnommen und wieder aufgeladen werden. Dabei entsteht das Problem, dass die eingelagerten Batterien teilweise einen stark abweichenden Ladezustand aufweisen. Werden derart unterschiedlich geladene Batterien zu größeren Einheiten zusammengefügt, beispielsweise mehrere Batteriezellen zu einem Batteriemodul oder mehrere Batteriemodule zu einem Batterie-Pack, ist je nach Lagedauer bzw. je nach Zeit seit dem letzten Nachladen eine aufwändige Spannungsangleichung, auch Balancing genannt, erforderlich.
  • Zur effizienten Lagerung der Batterien werden üblicherweise Hochregallager eingesetzt, die eine hohe Flächennutzung erlauben. Die Regalbedienung erfolgt dabei in der Regel mit personengeführten Regalbediengeräten oder mit automatischen Lagerbediengeräten.
  • Aus DE 10 2009 034 371 A1 ist eine Ladevorrichtung für Elektroenergiespeicher bekannt, die eine Aufnahmevorrichtung zum Aufnehmen einer oder einer Mehrzahl von Elektroenergiespeichern aufweist. In den Fächern des Regals werden die Elektroenergiespeicher an ein Ladesystem angeschlossen. Die Fächer des Regals weisen zu diesem Zweck Anschlüsse auf, die mit den Polen der Elektroenergiespeicher korrespondieren und die im Zuge des Einlagervorgangs automatisch einen elektrischen Kontakt herstellen. Auf diese Weise lassen sich die Elektroenergiespeicher in dem Regal aufladen, wobei ein Ladesteuergerät zur Durchführung eines geeigneten Ladeprogramms vorgesehen ist.
  • Aus DE 10 2010 053 824 A1 ist ein System zum Regeln von Ladezuständen einer Mehrzahl an Batterien während deren Lagerung in einer Lagereinrichtung bekannt. Das System umfasst eine Mehrzahl an Ladegeräten, die eingerichtet sind, mit je einer in der Lagereinrichtung gelagerten Batterie zum Aufladen verbunden zu werden. Das System weist außerdem eine mit den Ladegeräten verbundene Energiemanagementeinheit auf, die dazu eingerichtet ist, die Ladezustände der gelagerten Batterien zu erfassen und in Abhängigkeit hiervon für jede der gelagerten Batterien eine entsprechende Ladekurve zum Aufladen der Batterie zu ermitteln.
  • Nachteilig am Stand der Technik ist, dass zur Überwachung des Zustands der eingelagerten Batterien bzw. um die Batterien wieder aufzuladen, an jedem Lagerplatz eines Hochregallagers entsprechende Ladegeräte und Kontaktierungsmittel zum Kontaktieren der Terminale einer Batterie vorgesehen werden müssen. Die bekannten Verfahren sind somit sehr aufwändig und mit großen Kosten verbunden und erfordern ein Umrüsten der bestehenden Hochregallager. Des Weiteren würden Änderungen an den eingelagerten Batterien, durch die sich die Anordnung der Terminale der Batterien ändert, zu einem erheblichen Aufwand führen, da die entsprechenden Kontaktierungsmittel an jedem einzelnen Batterielagerplatz des Hochregallagers umgerüstet werden müssten.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es wird ein Lademodul zum Laden von eingelagerten Batterien vorgeschlagen, welches Kontaktierungsmittel umfasst, um einen elektrischen Kontakt zu Terminalen einer Batterie herzustellen, und eine Ladeeinheit, welche eingerichtet ist die kontaktierte Batterie aufzuladen, wobei das Lademodul zur Aufnahme an einem Lagerbediengerät eingerichtet ist und wobei das Lademodul ferner eingerichtet ist, die Batterie aufzuladen, während es an dem Lagerbediengerät aufgenommen ist.
  • Das vorgeschlagene Lademodul kann in dem Lager, beispielweise in einem Hochregallager, wie die eingelagerten Batterien auch, in einem Regal abgestellt werden. Dabei ist das Lademodul so ausgeführt, dass es von einem Lagerbediengerät, welches zum Ein- und Auslagern von Gegenständen in dem Lager eingerichtet ist, aufgenommen werden kann. Durch das Lagerbediengerät lässt sich das Lademodul zu jeder in dem Lager eingelagerten Batterie transportieren. Ist das Lademodul von dem Lagerbediengerät zu einer Batterie transportiert worden, stellt das Lademodul mit den Kontaktierungsmitteln einen elektrischen Kontakt zu den Terminalen der aufzuladenden Batterie her. Die Kontaktierungsmittel umfassen einen mechanischen Träger und elektrische Kontakte. Mit dem mechanischen Träger werden die elektrischen Kontakte an die Terminale der Batterie herangeführt, so dass eine elektrische Verbindung zustande kommt.
  • Zum Aufladen der kontaktierten Batterie umfasst das Lademodul eine Ladeeinheit. Die Ladeeinheit ist eingerichtet, einen Ladestrom bereitzustellen, um die kontaktierte Batterie aufzuladen.
  • Das Lademodul ist so ausgeführt, dass das Kontaktieren einer Batterie und das Aufladen dieser Batterie erfolgen können, während das Lademodul an dem Lagerbediengerät aufgenommen ist. Dabei wird unter dem Begriff „an dem Lagerbediengerät aufgenommen“ verstanden, dass das Lademodul so von dem Lagerbediengerät festgehalten wird bzw. so mit dem Lagerbediengerät verbunden ist, dass das Lademodul von dem Lagerbediengerät transportiert werden kann. Während des Ladevorgangs verbleibt das Lademodul in diesem Zustand, es wird nicht in das Regal abgestellt.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Lademodul ein Ausgleichselement, um solche Terminale elektrisch kontaktieren zu können, welche in ihrer Größe oder in Anordnungsmerkmalen, wie Abstand oder Form, nicht zu der Anordnung der Kontaktierungsmittel passen. Das Ausgleichselement umfasst dazu sowohl elektrische Kontakte, um die Kontaktierungsmittel zu kontaktieren, als auch elektrische Kontakte, um die Terminale einer Batterie zu kontaktieren.
  • In weiteren Ausführungsformen wäre es denkbar, die Kontaktierungsmittel beweglich auszuführen, um die Kontaktierungsmittel an die Position der Terminale der Batterie heranzuführen.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Lademodul des Weiteren ein Messmodul, um einen Ladezustand der Batterie zu ermitteln. Dabei ist es denkbar, die Information über den Ladezustand zu nutzen, um einen Ladevorgang nur dann zu starten, wenn der Ladezustand unter einem vorgegebenen minimalen Ladezustand liegt. Des Weiteren ist es denkbar, das Messmodul zur Steuerung des Ladevorgangs zu verwenden, beispielweise um einen passenden Ladestrom auszuwählen oder den Ladevorgang vor Erreichen eines maximalen Ladezustands der Batterie zu beenden. Auch ist es denkbar, den gemessenen Ladezustand zu speichern und / oder an ein Verwaltungssystem zu übermitteln, so dass Messdaten über den Ladezustand der im Lager befindlichen Batterien an einer zentralen Stelle abgerufen werden können.
  • Ebenso ist es denkbar, anhand eines letzten bekannten Ladezustands der Batterie sowie der vergangenen Zeit einen erwarteten Ladezustand zu bestimmen und, sofern der gemessene Ladezustand deutlich unter diesem erwarteten Ladezustand liegt, auf eine Beschädigung der Batterie zu schließen und diese anschließend aus dem Lager zu entfernen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Lademodul des Weiteren einen Isolationstester, um die Funktionsfähigkeit der elektrischen Isolation der Batterie zu testen.
  • Mit dem Isolationstester kann das Lademodul vor und/oder während eines Ladevorgangs die elektrische Isolation in der Batterie testen. Wird dabei festgestellt, dass die elektrische Isolation beispielweise von den Terminalen der Batterie zum Gehäuse der Batterie einen vorgegebenen Grenzwert für den elektrischen Widerstand nicht erfüllt, so kann die Batterie als defekt eingestuft und aus dem Lager entfernt werden.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Lademodul eine elektrische Verbindung zu einem Stromnetz oder einen Energiespeicher. In der ersten Ausführungsvariante steht das Lademodul mit einem Stromnetz in Verbindung. Dazu können beispielsweise an dem Lagerbediengerät elektrische Kontakte vorgesehen sein, die das Lademodul kontaktieren und die Verbindung zum Stromnetz herstellen.
  • In der zweiten Ausführungsvariante umfasst das Lademodul selbst einen Energiespeicher, um elektrische Energie für das Laden einer Batterie zu speichern. Auf diese Weise sind weder elektrische Kontakte an dem Lagerbediengerät noch Stromleitungen von dem Lagerbediengerät zum Stromnetz erforderlich. Der Energiespeicher kann beispielsweise als eine Batterie ausgeführt sein, oder beispielsweise als Kondensator, insbesondere als Super-Cap.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden von in einem Lager eingelagerten Batterien, umfassend die Schritte:
    • a) Auswählen einer eingelagerten Batterie,
    • b) Entnehmen eines zum Aufladen dieser Batterie eingerichteten Lademoduls aus einem Lagerplatz des Lagers durch ein Lagerbediengerät,
    • c) Bewegen, insbesondere Fahren des Lagerbediengeräts mit dem Lademodul zu einem Lagerplatz der ausgewählten Batterie,
    • d) Verbinden von Terminalen der ausgewählten Batterie mit dem Lademodul,
    • e) Aufladen der ausgewählten Batterie, wenn deren Ladezustand unterhalb eines vorgegebenen Ladezustands liegt und
    • f) Trennen des Lademoduls von der ausgewählten Batterie und Einlagern des Lademoduls in einem Lagerplatz für das Lademodul durch das Lagerbediengerät.
  • Das Verfahren ist insbesondere geeignet im Zusammenhang mit Hochregallagern, die eine Vielzahl von Lagerplätzen für Batterien bereitstellen, wobei das Ein- bzw. Auslagern einer Batterie mit Hilfe eines Lagerbediengerätes durchgeführt wird. Das Lagerbediengerät ist bevorzugt automatisiert, d.h. das Lagerbediengerät ist eingerichtet, ohne direkte Mitwirkung von Bedienpersonal einen bestimmten Lagerplatz anzufahren und die darin befindliche Batterie zu entnehmen bzw. umgekehrt eine Batterie zu einem bestimmten Lagerplatz zu fahren und dort abzulegen. Da sich der Ladezustand der im Lager abgelegten bzw. eingelagerten Batterien mit der Zeit verringert, müssen die Batterien von Zeit zu Zeit nachgeladen werden. Dazu wird zunächst im Schritt a) des Verfahrens eine Batterie ausgewählt, die nachgeladen werden soll. Im nächsten Schritt b) des Verfahrens wird dann ein Lademodul, welches zum Aufladen dieser Batterie eingerichtet ist, aus einem Lagerplatz des Lagers durch das Lagerbediengerät entnommen und gemäß Schritt c) des Verfahrens zum Lagerplatz der aufzuladenden Batterie gefahren.
  • Im vierten Schritt d) des Verfahrens wird zwischen den Terminalen der Batterie und dem Kontaktierungsmittel des Lademoduls eine elektrische Verbindung hergestellt, so dass gemäß Schritt e) ein Aufladen der Batterie erfolgen kann, wenn deren Ladezustand unterhalb eines vorgegebenen Ladezustands liegt.
  • Nach dem Aufladen der Batterie, beispielsweise nach Erreichen eines vorgegebenen maximalen Ladezustands, wird das Lademodul von der Batterie getrennt und durch das Lagerbediengerät wieder in einem Lagerplatz, der für das Lademodul geeignet ist, eingelagert.
  • Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass für jeden eingelagerten Batterietyp mindestens ein geeignetes Lademodul vorgehalten wird. Gegebenenfalls können die Lademodule durch das Vorsehen von Ausgleichselementen an andere Batterietypen angepasst werden, bei denen beispielsweise die Terminale an anderen Stellen angeordnet sind.
  • Je nach Ausführungsvariante des Verfahrens können die erforderlichen Ladeparameter, wie beispielsweise der Ladestrom, anhand des Batterietyps fest vorgegeben werden oder durch das Lademodul festgelegt werden, beispielsweise in Abhängigkeit des Ladezustands.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens wird, wenn das Lagerbediengerät für einen Ein- oder Auslagervorgang benötigt wird, das Aufladen der Batterie gemäß Schritt e) unterbrochen, das Lademodul gemäß Schritt f) eingelagert und anschließend das Lagerbediengerät für das Ausführen des Ein- oder Auslagervorgangs verwendet. Dabei ist die Anwendung einer chaotischen Lagerhaltung denkbar, bei der das Lademodul an einem beliebigen geeigneten Lagerplatz eingelagert wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren bevorzugt zu einem Zeitpunkt durchgeführt, an dem kein oder nur ein verringerter Ein- und/oder Auslagerbetrieb im Lager stattfindet. Dafür eignen sich insbesondere Ruhezeiten, z.B. Pausen des Lagerpersonals, die Nachtzeit oder das Wochenende, da zu diesen Zeiten in der Regel keine oder nur wenige Arbeiten ausgeführt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Batterie nach dem Verbinden der Terminale mit dem Lademodul gemäß Schritt d) auf Beschädigungen geprüft und die Batterie aus dem Lager entnommen, wenn eine Beschädigung festgestellt wird.
  • Die Prüfung der Batterie kann beispielsweise das Messen von Parametern, wie beispielsweise der Temperatur während des Ladevorgangs oder eine Überprüfung der elektrischen Isolation, beispielsweise zwischen den Terminalen der Batterie und dem Gehäuse der Batterie, umfassen. Sollten die ermittelten Daten von vorgegebenen Sollwerten abweichen, wird auf eine Beschädigung der Batterie geschlossen. In diesem Fall wird der Ladevorgang abgebrochen, das Lademodul durch das Lagerbediengerät wieder an einem Lagerplatz eingelagert und anschließend durch das Lagerbediengerät die als beschädigt erkannte Batterie aus dem Lager entfernt.
  • Das Auswählen einer eingelagerten Batterie kann auf verschiedene Weisen erfolgen. So ist es in einer Ausführungsform der Erfindung denkbar, dass jede Batterie des Lagers nach einer festgelegten Reihenfolge ausgewählt wird. In einer weiteren Variante ist es denkbar, dass die Reihenfolge, mit der eine Batterie ausgewählt wird, zufällig gewählt wird. In einer anderen Variante der Erfindung ist es denkbar, einen zeitlichen Abstand zum letzten Laden bzw. zum Zeitpunkt des Einlagerns der Batterie zu definieren und eine Batterie auszuwählen, wenn dieser zeitliche Abstand überschritten wurde.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das verwendete Lademodul einen Energiespeicher, der die zum Aufladen der Batterie notwendige elektrische Energie liefert. Dabei ist vorgesehen, dass dieser Energiespeicher dann aufgeladen wird, wenn das Lademodul an einem für das Lademodul geeigneten Lagerplatz im Lager eingelagert ist. Dazu können beispielsweise an dem Lagerplatz des Lademoduls elektrische Kontakte vorgesehen werden, über die der Energiespeicher des Lademoduls aufgeladen werden kann.
  • In anderen Ausführungsformen des Verfahrens wird das Lademodul beispielsweise über elektrische Kontakte am Lagerbediengerät während des Ladevorgangs mit einem Stromnetz verbunden. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, den Lagerplatz des Lademoduls besonders auszugestalten, so dass beispielsweise eine chaotische Lagerung des Lademoduls denkbar wird, das heißt das Lademodul kann an einen beliebigen freien Lagerplatz des Lagers abgestellt werden.
  • Es ist ein weiterer Aspekt der Erfindung, ein System zum Aufladen von eingelagerten Batterien bereitzustellen. Das System umfasst ein Lager mit einem Lagerbediengerät sowie mindestens ein Lademodul. Dabei ist das System eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren zum Laden von Batterien in einem Lager auszuführen.
  • Vorteile der Erfindung
  • Mithilfe des erfindungsgemäßen Lademoduls ist es möglich, eingelagerte Batterien direkt an ihren Lagerplätzen aufzuladen, so dass diese zum Nachladen in ihren Lagerplätzen verbleiben können. Dadurch werden mögliche Beschädigungen der Batterien durch unnötige Ein- und Auslagervorgänge vermieden. Ferner kann das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren ohne Eingriffe des Lagerpersonals ausgeführt werden, so dass es in Ruhezeiten, beispielsweise in Pausen, während der Nacht oder am Wochenende, ausgeführt werden kann. Dies erlaubt es, das Lagersystem effizienter auszulasten und sorgt dafür, dass das Lagersystem während den Arbeitszeiten vollständig zum Ein- und Auslagern von Batterien zur Verfügung steht.
  • Das erfindungsgemäße Lademodul beziehungsweise das erfindungsgemäße System zum Aufladen von in einem Lager eingelagerten Batterien lässt sich leicht in bestehende Lagersysteme, insbesondere in bestehende Hochregallager integrieren, da keine flächendeckende Aufrüstung der Lagerplätze bzw. Regale mit Ladegeräten erforderlich ist. Gegenüber der bisherigen, weitverbreiteten Praxis, eingelagerte Batterien erst nach dem Auslagern wieder aufzuladen, ergeben sich zudem weitere Vorteile. So können die Batterien nun häufiger wieder aufgeladen werden, was es zum einen ermöglicht, die verwendeten Ladeströme zu reduzieren, was der Lebensdauer der Batterien zugute kommt. Zum anderen kann durch häufigeres Nachladen erreicht werden, dass die Ladezustände der einzelnen Zellen nicht so weit voneinander abweichen. Daher können aufwändige Balancing-Schritte, bei denen die Ladezustände bzw. die Spannungen von Batterien, die zu einem Modul zusammengesetzt werden, angeglichen werden, entfallen. Zudem kann bei jedem Nachladevorgang der Zustand der eingelagerten Batterien überprüft werden, so dass die Qualität der eingelagerten Batterien sichergestellt ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1 Das Aufladen einer eingelagerten Batterie mit einem Lademodul und
  • 2 Das Aufladen einer eingelagerten Batterie mithilfe einer weiteren Ausführungsform des Lademoduls.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Komponenten und Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Komponenten oder Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
  • In 1 ist ein Ausschnitt eines Lagers 12 dargestellt. In dem in 1 gezeigten Ausschnitt ist ein Regal 14 mit einer in dem Regal 14 aufgenommenen Batterie 11 erkennbar. Die Batterie 11 befindet sich auf einem Werkstückträger 15, über den diese durch ein Lagerbediengerät 16 in einem Fach 13 des Regals 14 eingelagert werden kann.
  • Das Lagerbediengerät 16 ist beweglich, um jedes Fach 13 eines Regals 14 im Lager 12 anzusteuern. Eine mögliche Auf-und-ab-Bewegung des Lagerbediengeräts 16 ist mit den Pfeilen 18 in der 1 angedeutet.
  • In der in 1 dargestellten Situation wurde bereits mit dem Lagerbediengerät 16 ein Lademodul 10, welches zum Aufladen der Batterie 11 eingerichtet ist, aus einem Fach 13 des Regals 14 entnommen und zum Lagerort der Batterie 11 transportiert. Das Lademodul 10 umfasst Kontaktierungsmittel 26, um einen elektrischen Kontakt zu Terminalen 24 der Batterie 11 herzustellen. Dabei werden zumindest ein dem Pluspol der Batterie zugeordnetes Terminal 24 und ein dem Minuspol der Batterie 11 zugeordnetes Terminal 24 elektrisch kontaktiert. In weiteren Ausführungsformen ist es zudem denkbar, in der Batterie 11 vorhandene Überwachungsvorrichtungen zu kontaktieren, um beispielsweise die Temperatur oder den Druck der Batterie 11 auslesen zu können.
  • In der in 1 dargestellten Situation sind die Terminale 24 der Batterie 11 so angeordnet, dass diese nicht direkt durch die Kontaktierungsmittel 26 berührt werden können. Eine Erklärung hierfür könnte sein, dass die Höhe der in 1 dargestellten Batterie 11 zu gering ist, um einen direkten Kontakt der Terminale 24 zu den Kontaktierungsmitteln 26 zu ermöglichen. Um die zu geringe Höhe dieses Batterietyps auszugleichen, ist ein Ausgleichselement 28 an den Kontaktierungsmitteln 26 des Lademoduls 10 angeordnet. In diesem Fall wird der eigentliche elektrische Kontakt zwischen dem Lademodul 10 und der Batterie 11 über das Ausgleichselement 28 hergestellt.
  • Das Lademodul 10 umfasst ferner eine Ladeeinheit 20 sowie ein Messmodul 34. Die Ladeeinheit 20 steuert nach erfolgreicher Kontaktierung der Batterie 11 den Ladevorgang und stellt den notwendigen Ladestrom zur Verfügung. Das Messmodul 34 bestimmt nach erfolgreicher Kontaktierung der Batterie 11 verschiedene Parameter der Batterie 11. Diese Parameter können beispielsweise die Spannung an den Terminalen 24 umfassen. Weitere mögliche Parameter, die durch das Messmodul 34 ermittelt werden können, umfassen beispielweise den Ladezustand, den Druck und die Temperatur der Batterie 11. Bevorzugt greift das Lademodul 10 zur Steuerung des Ladevorgangs auf die durch das Messmodul 34 ermittelten Parameter zurück, um den Ladevorgang zu steuern. So kann beispielsweise ein Ladevorgang nur dann ausgeführt werden, wenn der Ladezustand der Batterie 11 unter einem vorgegebenen minimalen Ladezustand liegt und der Ladevorgang kann beendet werden, wenn ein vorgegebener maximaler Ladezustand überschritten wurde oder der Ladevorgang kann abgebrochen werden, bevor der maximale Ladezustand der Batterie 11 erreicht wird.
  • In der in 1 dargestellten Ausführungsform des Lademoduls 10 wird die für das Aufladen der Batterie 11 benötigte elektrische Energie über eine elektrische Verbindung 22 zwischen dem Lademodul 10 und dem Lagerbediengerät 16 bereitgestellt. Das Lagerbediengerät 16 wiederum steht beispielsweise über eine Kabelverbindung mit einem Stromnetz in Verbindung. Die elektrische Verbindung 22 ist bevorzugt so ausgeführt, dass diese durch eine Berührung zwischen Kontaktelementen an dem Lademodul 10 und entsprechenden Kontaktelementen an dem Lagerbediengerät 16 hergestellt wird. Auf diese Weise ist die Stromversorgung des Lademoduls 10 während eines Ladevorgangs sichergestellt und gleichzeitig kann das Lademodul 10 durch das Lagerbediengerät 16, wie andere einzuladende Güter auch, einfach aufgenommen und wieder abgestellt werden.
  • In 2 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lademoduls 10 dargestellt. 2 zeigt im Wesentlichen die gleiche Situation wie in 1, jedoch ist das Lademodul 10 der 2 nicht mit einem Stromnetz verbunden. Zur Energieversorgung des Lademoduls 10 während eines Ladevorgangs umfasst das Lademodul 10 einen Energiespeicher 30. Dieser Energiespeicher 30 ist beispielsweise ebenfalls als eine Batterie 11 oder als Kondensator, insbesondere als Super-Cap, ausgeführt. Während eines Ladevorgangs einer Batterie 11, wie in 2 dargestellt, wird die Versorgung des Lademoduls 10 durch diesen Energiespeicher 30 sichergestellt. Nach Beendigung des Ladevorgangs der Batterie 11 wird das Lademodul 10 durch das Lagerbediengerät 16 in ein Fach 13 des Regals 14 bzw. des Lagers 12 abgestellt, welches mit Mitteln zum Aufladen des Energiespeichers 30 ausgerüstet ist. Nach dem Aufladen des Energiespeichers 30 steht das Lademodul 10 für einen erneuten Ladevorgang zur Verfügung.
  • Das in 2 dargestellte Lademodul weist außerdem einen Isolationstester 32 auf. Dieser ist optional und kann ebenso bei der in 1 dargestellten Ausführungsform vorhanden sein. Mit dem Isolationstester kann beispielsweise über eine Messung des elektrischen Widerstands zwischen den Terminalen 24 der Batterie 11 und dem Gehäuse der Batterie 11 die Funktionsfähigkeit der Isolation der Batterie 11 überprüft werden. Wird ein Isolationsfehler erkannt, kann die Batterie 11 aus dem Lager 12 entfernt werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbespiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereiches eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
  • 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 102009034371 A1 [0005]
    • DE 102010053824 A1 [0006]

Claims (12)

  1. Lademodul (10) zum Laden von eingelagerten Batterien (11), umfassend Kontaktierungsmittel (26), um einen elektrischen Kontakt zu Terminalen (24) einer Batterie (11) herzustellen, und eine Ladeeinheit (20), welche eingerichtet ist, die kontaktierte Batterie (11) aufzuladen, dadurch gekennzeichnet, dass das Lademodul (10) zur Aufnahme an einem Lagerbediengerät (16) eingerichtet ist, wobei das Lademodul (10) ferner eingerichtet ist, die Batterie (11) aufzuladen, während es an dem Lagerbediengerät (16) aufgenommen ist.
  2. Lademodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Ausgleichselement (28) umfasst, um solche Terminale (24) elektrisch kontaktieren zu können, welche in ihrer Größe oder in Anordnungsmerkmalen, wie Abstand oder Form, nicht zu der Anordnung der Kontaktierungsmittel (26) passen.
  3. Lademodul (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lademodul (10) des Weiteren ein Messmodul (34) umfasst, um einen Ladezustand der Batterie (11) zu ermitteln.
  4. Lademodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lademodul (10) des Weiteren einen Isolationstester (32) umfasst, um die Funktionsfähigkeit der elektrischen Isolation der Batterie (11) zu testen.
  5. Lademodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lademodul (10) über eine elektrische Verbindung (22) mit einem Stromnetz in Verbindung steht oder einen Energiespeicher (30) umfasst.
  6. Verfahren zum Laden von in einem Lager (12) eingelagerten Batterien (11), umfassend die Schritte: a) Auswählen einer eingelagerten Batterie (11), b) Entnehmen eines zum Aufladen dieser Batterie (11) eingerichteten Lademoduls (10) aus einem Lagerplatz durch ein Lagerbediengerät (16), c) Bewegen des Lagerbediengeräts (16) mit dem Lademodul (10) zu einem Lagerplatz der ausgewählten Batterie (11), d) Verbinden von Terminalen (24) der ausgewählten Batterie (11) mit dem Lademodul (10), e) Aufladen der ausgewählten Batterie (11), wenn deren Ladezustand unterhalb eines vorgegebenen Ladezustands liegt, und f) Trennen des Lademoduls (10) von der ausgewählten Batterie (11) und Einlagern des Lademoduls (10) in einem Lagerplatz für das Lademodul (10) durch das Lagerbediengerät (16).
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Lagerbediengerät (16) für einen Ein- oder Auslagervorgang benötigt wird, das Aufladen der Batterie (11) gemäß Schritt e) unterbrochen wird, das Lademodul (10) gemäß Schritt f) eingelagert wird und anschließend das Lagerbediengerät (16) für den Ein- oder Auslagervorgang verwendet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zu einem Zeitpunkt durchgeführt wird, an dem kein oder nur ein verringerter Ein- und/oder Auslager-Betrieb im Lager (12) stattfindet.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verbinden der Terminale (24) mit dem Lademodul (10) gemäß Schritt d) die Batterie (11) auf Beschädigungen geprüft wird und dass die Batterie (11) aus dem Lager (12) entnommen wird, wenn eine Beschädigung festgestellt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswählen der Batterie (11) gemäß Schritt a) zufällig erfolgt, alle Batterien (11) nach einer festgelegten Reihenfolge ausgewählt werden oder eine Batterie (11) nach einem festen zeitlichen Abstand zum letzten Laden oder zum Einlagern ausgewählt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Lademodul (10) einen Energiespeicher (30) umfasst, der aufgeladen wird, wenn das Lademodul (10) eingelagert ist.
  12. System zum Aufladen von eingelagerten Batterien (11), umfassend ein Lager (12) mit einem Lagerbediengerät (16) sowie mindestens ein Lademodul (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das System eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11 auszuführen.
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DE102009034371A1 (de) 2009-07-23 2011-01-27 Li-Tec Battery Gmbh Ladevorrichtung für Elektroenergiespeicher, Versorgungsstation und Verfahren zum Laden von Elektroenergiespeichern
DE102010053824A1 (de) 2010-12-09 2011-08-25 Daimler AG, 70327 System und Verfahren zum Regeln des Ladezustands einer Mehrzahl an Batterien während deren Lagerung

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