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Die Erfindung betrifft ein Transportsystem mit einem elektrisch betriebenen Fahrzeug zum Befördern einer Vielzahl von elektrischen Batteriemodulen, sowie ein Verfahren zum Befördern einer Vielzahl von elektrischen Batteriemodulen mittels eines Transportsystems mit einem elektrisch betriebenen Fahrzeug.
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Die Reichweiten batteriebetriebener Fernverkehr-LKWs sind begrenzt und für deren Einsatzgebiet nur bedingt effizient nutzbar. Das Haupteinsatzgebiet batteriebetriebener LKWs liegt deshalb derzeit im Nahverkehr, bzw. Verteilerverkehr.
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Die
DE 20 2016 006 076 U1 offenbart ein System, mit einem Kraftfahrzeug und einem an dem Kraftfahrzeug anbringbaren Anhänger, wobei die tragende Konstruktion eines Anhängerrahmens des Anhängers im Wesentlichen aus miteinander verbundenen Elementen aus einem Schichtverbundwerkstoff, insbesondere einem Sandwichverbundwerkstoff besteht, und der Anhängerrahmen zumindest eine Aussparung für die Aufnahme von jeweils einem oder mehreren Akkupacks eines Batteriesystems aufweist. Das Batteriesystem ist im Sandwichboden unter der Ladefläche angebracht. Der Anhänger ist elektrisch angetrieben.
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Batteriemodule werden üblicherweise in Batterie-Produktionswerken gefertigt, die oft von den PKW-Produktionswerken, in denen die Batteriemodule zu Batteriesystemen integriert und in PKWs verbaut werden sollen, weit entfernt liegen. Die Batteriemodule müssen deshalb oft über großen Entfernungen transportiert werden.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein umweltgerechtes und effizientes Transportsystem mit einem elektrisch betriebenen Fahrzeug zum Befördern einer Vielzahl von elektrischen Batteriemodulen zu schaffen.
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Eine weitere Aufgabe ist es, ein effizientes Verfahren zum Befördern einer Vielzahl von elektrischen Batteriemodulen mittels eines solchen Transportsystems anzugeben.
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Die vorgenannten Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Transportsystem mit einem elektrisch betriebenen Fahrzeug zum Befördern einer Vielzahl von elektrischen Batteriemodulen vorgeschlagen, wenigstens umfassend eine Aufnahmeeinheit für die zu befördernden Batteriemodule, welche zumindest teilweise elektrisch geladen sind, wobei die Aufnahmeeinheit an dem Fahrzeug angeordnet ist, und eine elektrische Schnittstelleneinheit zum Anschluss der Batteriemodule an ein elektrisches Antriebssystem des Fahrzeugs, wobei die Batteriemodule elektrisch gebündelt mit der elektrischen Schnittstelleneinheit elektrisch verbunden sind. Dabei ist im bestimmungsgemäßen Betrieb vorgesehen, das elektrische Antriebssystem zumindest während des Beförderns der Batteriemodule zum Betrieb des Antriebssystems zumindest teilweise mit zumindest einem Teil der Batteriemodule elektrisch zu versorgen.
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Der Langstrecken-Transport von Batteriemodulen für batterieelektrische Fahrzeuge von deren Batterie-Produktionsstätten zu den PKW-Produktionswerken kann durch die Nutzung und Versorgung von elektrisch angetriebenen LKWs mit gebündelter Batteriemodul-Kapazität, welche beispielsweise auf einem Sattelauflieger verladen sind, umweltgerechter und effizient durchgeführt werden.
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Durch das Bündeln von Batteriemodulen, welches bisher nur stationär umgesetzt wird, kann so ein wichtiger Beitrag zur Stabilisierung des Stromnetzes und gleichzeitig zur Wirtschaftlichkeit von Elektromobilität geleistet werden.
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Das Transportsystem weist eine Aufnahmeeinheit auf, welche beispielsweise als Sattelauflieger oder als übliche LKW-Ladefläche ausgebildet sein kann, auf welcher die zu befördernden Batteriemodule auf spezifischen Ladungsträgern geladen sind. Die Batteriemodule werden üblicherweise im Batterie-Produktionswerk zumindest teilweise elektrisch geladen. Die Batteriemodule werden in der Aufnahmeeinheit elektrisch gebündelt verschaltet und mit einer elektrischen Schnittstelleneinheit elektrisch verbunden, sodass das elektrische Antriebssystem des LKWs mit zumindest einem Teil der Batteriemodule betrieben werden kann.
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Die Aufnahmeeinheit kann auch eine Thermomanagementeinheit zum Temperieren der Batteriemodule, insbesondere während des Betriebs des elektrischen Antriebssystems, aufweisen.
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In die Aufnahmeeinheit integrierte Ladeschnittstellen können beispielsweise während Standzeiten des LKWs, insbesondere Ruhezeiten des Fahrers, als mobile Ladeinfrastruktur für elektrisch betriebene Fahrzeuge, insbesondere PKWs, dienen.
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Erfindungsgemäß kann so ein effizienter, umweltgerechter Batteriemodul-Transport mittels eines elektrisch betriebenen LKWs unter Nutzung der Batterie-Kapazität der zu befördernden Batteriemodule durchgeführt werden.
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Vorteilhaft kann die Aufnahmeeinheit, beispielsweise ein Sattelauflieger, mit den gebündelten Batteriemodulen als mobile Ladestation eingesetzt werden.
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So kann eine bereits vorhandene Ladeinfrastruktur durch die Nutzung mobiler Ladepunkte vorteilhaft erweitert werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Transportsystem kann ein Baustein zur nachhaltigen Produktion und Logistik batterieelektrischer Kraftfahrzeuge zur Verfügung gestellt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Transportsystems kann die elektrische Schnittstelleneinheit in die Aufnahmeeinheit integriert sein. Dadurch kann die Aufnahmeeinheit, welche beispielsweise als abkoppelbarer Sattelauflieger ausgebildet sein kann, die gebündelten Batteriemodule als autonome Energiequelle zum Betrieb des elektrischen Antriebssystems des Fahrzeugs, beispielsweise der Zugmaschine des LKWs bereitstellen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Transportsystems kann eine Thermomanagementeinheit zur Temperierung der Batteriemodule vorgesehen sein. Insbesondere kann die Thermomanagementeinheit in die Aufnahmeeinheit integriert sein. Mittels der Thermomanagementeinheit können die Batteriemodule sowohl während des Transports als auch insbesondere während des Betriebs des elektrischen Antriebssystems temperiert und so in einem für den Betrieb der Batteriemodule günstigen Temperaturbereich gehalten werden. Dadurch kann die Lebensdauer der Batteriemodule günstig beeinflusst werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Transportsystems kann wenigstens eine Ladeschnittstelle, insbesondere für elektrisch betriebene Fahrzeuge, insbesondere für elektrisch betriebene Personenkraftfahrzeuge, vorgesehen sein. Insbesondere kann die Ladeschnittstelle in die Aufnahmeeinheit integriert vorgesehen sein. Die Ladeschnittstelle ist mit den Batteriemodulen elektrisch verbunden. In die Aufnahmeeinheit integrierte Ladeschnittstellen können so beispielsweise während Standzeiten des LKWs, insbesondere wenn Ruhezeiten des Fahrers eingehalten werden müssen, als mobile Ladeinfrastruktur für elektrisch betriebene Fahrzeuge, insbesondere PKWs, dienen. Auch kann die Aufnahmeeinheit als Sattelauflieger von der Zugmaschine des Fahrzeugs abgekoppelt werden und so als mobile Ladestation für eine gewisse Zeit unabhängig eingesetzt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Transportsystems kann das Fahrzeug eine weitere elektrische Schnittstelleneinheit aufweisen, welche mit der elektrischen Schnittstelleneinheit der Aufnahmeeinheit elektrisch verbunden ist. Darüber kann das elektrische Antriebssystem des Fahrzeugs besonders günstig mit elektrischen Leistung der Batteriemodule versorgt werden. Die elektrische Schnittstelleneinheit des Fahrzeugs kann auch speziell an das elektrische Antriebssystem des Fahrzeugs angepasst sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Transportsystems kann ein Ladungsträger zur Aufnahme der Batteriemodule, insbesondere zur elektrischen Bündelung der Batteriemodule, vorgesehen sein. Insbesondere kann der Ladungsträger aus der Aufnahmeeinheit entfernbar vorgesehen sein. Der Ladungsträger kann im Batterie-Produktionswerk mit den Batteriemodulen beladen werden. Der Ladungsträger kann so ausgerüstet sein, dass die Batteriemodule besonders effektiv elektrisch gebündelt verschaltet werden können. Dadurch kann das Anschließen der Batteriemodule an die elektrische Schnittstelleneinheit der Aufnahmeeinheit besonders günstig gestaltet werden.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Befördern einer Vielzahl von elektrischen Batteriemodulen mittels eines Transportsystems mit einem elektrisch betriebenen Fahrzeug vorgeschlagen, wenigstens umfassend die Schritte Beladen einer Aufnahmeeinheit mit den zu befördernden Batteriemodulen, welche zumindest teilweise elektrisch geladen sind, wobei die Aufnahmeeinheit an dem Fahrzeug angeordnet ist; Elektrisches Bündeln der Batteriemodule; Verschalten der Batteriemodule mit einer elektrischen Schnittstelleneinheit zum Anschließen der gebündelten Batteriemodule an ein elektrisches Antriebssystem des Fahrzeugs; und Versorgen des elektrischen Antriebssystems zum Betreiben desselben zumindest während des Beförderns der Batteriemodule zumindest teilweise mit zumindest einem Teil der Batteriemodule.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Aufnahmeeinheit des Transportsystems, welche beispielsweise als Sattelauflieger oder als übliche LKW-Ladefläche ausgebildet sein kann, mit den zu befördernden Batteriemodulen mittels spezifischer Ladungsträgern beladen. Die Batteriemodule werden üblicherweise im Batterie-Produktionswerk vorher zumindest teilweise elektrisch geladen. Die Batteriemodule werden in der Aufnahmeeinheit elektrisch gebündelt verschaltet und mit einer elektrischen Schnittstelleneinheit elektrisch verbunden, sodass das elektrische Antriebssystem des LKWs mit zumindest einem Teil der Batteriemodule betrieben werden kann.
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Erfindungsgemäß kann so ein effizienter, umweltgerechter Batteriemodul-Transport mittels eines elektrisch betriebenen LKWs unter Nutzung der Batterie-Kapazität der zu befördernden Batteriemodule durchgeführt werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Transportsystem kann ein Baustein zur nachhaltigen Produktion und Logistik batterieelektrischer Kraftfahrzeuge zur Verfügung gestellt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können die Batteriemodule über eine Thermomanagementeinheit, insbesondere eine in die Aufnahmeeinheit integrierte Thermomanagementeinheit, temperiert werden. Die Aufnahmeeinheit kann auch selbst eine Thermomanagementeinheit zum Temperieren der Batteriemodule, insbesondere während des Betriebs des elektrischen Antriebssystems, aufweisen. Mittels der Thermomanagementeinheit können die Batteriemodule sowohl während des Transports als auch insbesondere während des Betriebs des elektrischen Antriebssystems temperiert und so in einem für den Betrieb der Batteriemodule günstigen Temperaturbereich gehalten werden. Dadurch kann die Lebensdauer der Batteriemodule günstig beeinflusst werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können in Standzeiten des Fahrzeugs elektrisch betriebene Fahrzeuge, insbesondere elektrisch betriebene Personenkraftfahrzeuge, über wenigstens eine Ladeschnittstelle geladen werden, insbesondere eine in die Aufnahmeeinheit integrierte Ladeschnittstelle geladen werden. Die Ladeschnittstelle ist mit den Batteriemodulen elektrisch verbunden. In die Aufnahmeeinheit integrierte Ladeschnittstellen können beispielsweise während Standzeiten des LKWs, insbesondere Ruhezeiten des Fahrers, als mobile Ladeinfrastruktur für elektrisch betriebene Fahrzeuge, insbesondere PKWs, dienen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die Aufnahmeeinheit mit den zu befördernden Batteriemodulen als mobile Ladestation eingesetzt werden. Auch kann die Aufnahmeeinheit als Sattelauflieger von der Zugmaschine des Fahrzeugs abgekoppelt werden und so als mobile Ladestation für eine gewisse Zeit unabhängig eingesetzt werden. So kann eine bereits vorhandene Ladeinfrastruktur durch die Nutzung mobiler Ladepunkte vorteilhaft erweitert werden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigt:
- 1 eine Systemübersicht eines Transportsystems mit einem elektrisch betriebenen Fahrzeug zum Befördern einer Vielzahl von elektrischen Batteriemodulen nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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In der Figur sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figur zeigt lediglich ein Beispiel und ist nicht beschränkend zu verstehen.
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1 zeigt eine Systemübersicht eines Transportsystems 100 mit einem elektrisch betriebenen Fahrzeug 10 zum Befördern einer Vielzahl von elektrischen Batteriemodulen 30 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Das Transportsystem 100, welches beispielsweise als LKW mit einer Zugmaschine als elektrisch betriebenem Fahrzeug 10 und einem Sattelauflieger ausgebildet sein kann, umfasst wenigstens eine Aufnahmeeinheit 12 für die zu befördernden Batteriemodule 30. Die Batteriemodule 30 sind üblicherweise im Batterie-Produktionswerk zumindest teilweise elektrisch geladen worden. Die Aufnahmeeinheit 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Sattelauflieger an dem Fahrzeug 10 angeordnet.
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Ein Ladungsträger 32 ist zur Aufnahme der Batteriemodule 30 vorgesehen. Zweckmäßig kann der Ladungsträger 32 aus der Aufnahmeeinheit 12 entfernt werden, um die Batteriemodule 30 im Batterie-Produktionswerk auf den Ladungsträger 32 zu laden und dann den beladenen Ladungsträger 32 in die Aufnahmeeinheit 12 zu laden. Der Ladungsträger 32 kann so ausgerüstet sein, dass die Batteriemodule 30 besonders effektiv elektrisch gebündelt verschaltet werden können.
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Weiter umfasst das Transportsystem 100 eine elektrische Schnittstelleneinheit 14 zum Anschluss der Batteriemodule 30 an ein elektrisches Antriebssystem 24 des Fahrzeugs 10. Die Batteriemodule 30 sind elektrisch gebündelt mit der elektrischen Schnittstelleneinheit 14 elektrisch verbunden. Dadurch kann die Aufnahmeeinheit 12, welche beispielsweise als abkoppelbarer Sattelauflieger ausgebildet sein kann, die gebündelten Batteriemodule 30 als autonome Energiequelle zum Betrieb des elektrischen Antriebssystems 24 des Fahrzeugs 10, beispielsweise der Zugmaschine des LKWs bereitstellen.
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Im bestimmungsgemäßen Betrieb ist nun vorgesehen, das elektrische Antriebssystem 24 zumindest während des Beförderns der Batteriemodule 30 zum Betrieb des Antriebssystems 24 zumindest teilweise mit zumindest einem Teil der Batteriemodule 30 elektrisch zu versorgen. Auf diese Weise kann die Reichweite des Fahrzeugs 10 signifikant erhöht werden, da die Kapazität der für den Betrieb des elektrischen Antriebssystems 24 nötigen Fahrzeugbatterie durch die gebündelten Batteriemodule 30 der Aufnahmeeinheit 12 wesentlich erhöht wurde.
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Die elektrische Schnittstelleneinheit 14 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in die Aufnahmeeinheit 12 integriert und weist eine elektrische Verbindungsleitung 18 zu einer optionalen weiteren elektrischen Schnittstelleneinheit 16 auf, welche mit der elektrischen Schnittstelleneinheit 14 der Aufnahmeeinheit 12 elektrisch verbunden ist. Die weitere elektrische Schnittstelleneinheit 16 des Fahrzeugs 10 kann auch speziell an das elektrische Antriebssystem 24 des Fahrzeugs 10 angepasst sein.
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Zur Temperierung der Batteriemodule 30 ist eine in die Aufnahmeeinheit 12 integrierte Thermomanagementeinheit 20 vorgesehen. Mittels der Thermomanagementeinheit 20 können die Batteriemodule 30 sowohl während des Transports als auch insbesondere während des Betriebs des elektrischen Antriebssystems 24 temperiert und so in einem für den Betrieb der Batteriemodule 30 günstigen Temperaturbereich gehalten werden. Dadurch kann die Lebensdauer der Batteriemodule 30 günstig beeinflusst werden
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Weiter sind drei in die Aufnahmeeinheit 12 integrierte Ladeschnittstellen 22, insbesondere für elektrisch betriebene Fahrzeuge, insbesondere für elektrisch betriebene Personenkraftfahrzeuge, vorgesehen. Die Ladeschnittstellen 22 sind mit den Batteriemodulen 30 elektrisch verbunden. Die in die Aufnahmeeinheit 12 integrierte Ladeschnittstellen 22 können so beispielsweise während Standzeiten des LKWs, insbesondere wenn Ruhezeiten des Fahrers eingehalten werden müssen, als mobile Ladeinfrastruktur für elektrisch betriebene Fahrzeuge, insbesondere PKWs, dienen. Auch kann die Aufnahmeeinheit 12 als Sattelauflieger von der Zugmaschine des Fahrzeugs 10 abgekoppelt werden und so als mobile Ladestation für eine gewisse Zeit unabhängig eingesetzt werden.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Aufnahmeeinheit 12 mit den zu befördernden Batteriemodulen 30, welche zumindest teilweise elektrisch geladen sind, beladen. Die Aufnahmeeinheit 12 ist dabei während des Beladens bereits an dem Fahrzeug 10 angeordnet oder wird nach dem Beladen an das Fahrzeug 10 angekoppelt.
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Die Batteriemodule 30 werden elektrisch gebündelt und mit der elektrischen Schnittstelleneinheit 14 zum Anschließen der gebündelten Batteriemodule 30 an das elektrische Antriebssystem 24 des Fahrzeugs 10 elektrisch verbunden.
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Das elektrische Antriebssystem 24 kann so zum Betreiben desselben zumindest während des Beförderns der Batteriemodule 30 zumindest teilweise mit zumindest einem Teil der Batteriemodule 30 versorgt werden.
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Die Batteriemodule 30 werden über die in die Aufnahmeeinheit 12 integrierte Thermomanagementeinheit 20, temperiert.
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In Standzeiten des Fahrzeugs 10 können elektrisch betriebene Fahrzeuge, insbesondere elektrisch betriebene Personenkraftfahrzeuge, über die in die Aufnahmeeinheit 12 integrierte Ladeschnittstellen 22, welche mit den Batteriemodulen 30 elektrisch verbunden sind, geladen werden.
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Die Aufnahmeeinheit 12 mit den zu befördernden Batteriemodulen 30 kann zur Erweiterung einer vorhandenen Ladeinfrastruktur als mobile Ladestation eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug
- 12
- Aufnahmeeinheit
- 14
- elektrische Schnittstelleneinheit
- 16
- elektrische Schnittstelleneinheit
- 18
- Verbindungsleitung
- 20
- Thermomanagementeinheit
- 22
- Ladeschnittstelle
- 24
- elektrisches Antriebssystem
- 30
- Batteriemodul
- 32
- Ladungsträger
- 100
- Transportsystem
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202016006076 U1 [0003]
