DE102021101023A1

DE102021101023A1 - Automatisiertes Parksystem für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102021101023A1
Application number: DE102021101023.3A
Authority: DE
Inventors: Steffen Nussbaum
Original assignee: Nussbaum Custom Lifts GmbH
Current assignee: Nussbaum Custom Lifts GmbH
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-01-19
Publication date: 2022-07-21

Abstract

Automatisiertes Parksystem für eine Vielzahl neben- und/oder hintereinander auf zumindest einem Parkdeck zu parkender Fahrzeuge, wobei die Fahrzeuge jeweils auf Paletten (1) stehen, die in Längs- und/oder Querrichtung verfahrbar sind und die Paletten (1) von einer Übergabestation für die Aufnahme oder Abgabe eines Fahrzeuges zu einem Stellplatz (A, B, C, D) im Parkdeck verfahren werden. Wesentlich dabei ist, dass in die Palette (1) eine wiederaufladbare Batterie (5) eingebaut ist, die sich im Wesentlichen horizontal nahe der Palettenkontur erstreckt, dass von dieser Batterie (5) einerseits eine elektrische Entladeleitung (6) zu einer an der Palette (1) montierten Anschlussdose (7) zum Aufladen eines auf der Palette stehenden Elektrofahrzeuges abgeht, dass diese Anschlussdose (7) nahe eines Seitenrandes der Palette (1) positioniert ist und dass andererseits von der Batterie (5) eine elektrische Aufladeleitung (8) zu einem an der Palette (1) montierten Palettenanschluss (9) abgeht zum Aufladen der Palettenbatterie (5) an einem im Parkdeck oder dessen Umgebung angeordneten Ladepunkt (L) mit einem zum Palettenanschluss (9) passenden Ladepunktanschluss (13).

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisiertes Parksystem für eine Vielzahl neben- und/oder hintereinander auf zumindest einem Parkdeck zu parkender Fahrzeuge, wobei die Fahrzeuge jeweils auf Paletten stehen, die in Längs- und/oder Querrichtung verfahrbar sind und die Paletten von einer Übergabestation für die Aufnahme oder Abgabe eines Fahrzeuges zu einem Stellplatz im Parkdeck verfahren werden.
Es geht dabei sowohl um selbstfahrende Paletten, die mit einem eigenen Antrieb ausgerüstet sind, wie auch um passive Paletten, die durch externen Antrieb verfahren werden.
Beispielsweise ist es durch die EP1 020591 B1 bekannt, Paletten nebeneinander und in mehreren Etagen übereinander in einem Gestell verschiebbar anzuordnen und übereinander angeordnete Paletten zur Durchführung ihrer Verschiebe- oder Hubbewegung wahlweise mit unten oder oben benachbarten Paletten zu verkuppeln. Man benötigt dann nicht mehr eigene Verschiebeantriebe für jede Etage, sondern nur noch einen Antrieb, weil die darüber oder darunter befindlichen Paletten durch ihre Verkopplung automatisch mitverschoben werden.
Des Weiteren ist es durch die EP3094796B1 bekanntgeworden, bei einem Parksystem der eingangs beschriebenen Gattung mit erhöhten Paletten zu arbeiten. Diese erhöhten Paletten können von einem niederflurigen Rangierfahrzeug unterfahren werden, um die Palette - leer oder mit einem auf der Palette stehenden Fahrzeug - von der Übergabestation zu einem bestimmten Stellplatz oder zurück zu transportieren. Das Rangierfahrzeug ist robotisch gesteuert und weist einen omnidirektionalen oder differenziellen Antrieb auf, sodass es mithilfe einer Steuereinheit selbsttätig zwischen den in Gassen angeordneten Paletten hindurchfahren und den gewünschten Stellplatz oder die Übergabestation anfahren kann.
Daneben ist aus der US 2007/0098528 ein mehrstöckiges Parksystem mit Aufzug bekannt, bei dem jedes Fahrzeug auf einer eigenen Palette abgestellt wird und bei dem alle Paletten autonom verfahrbar und rangierfähig sind. Durch eine entsprechende Steuerung können die Paletten innerhalb einer Parkebene in der Art eines Schiebepuzzles beliebig rangiert werden, sodass nur wenig freie Rangierfläche benötigt wird, um eine beliebige Palette zum Aufzug rangieren zu können. Da jedoch für jedes einzelne Fahrzeug eine eigene, autonom angetriebene und gesteuerte Palette benötigt wird, ist dieses System vergleichsweise aufwändig und teuer.
Schließlich ist durch die DE102019103933.9 ein automatisiertes Parksystem bekannt geworden, bei dem das Parkdeck festinstallierte Transportmodule aufweist, die praktisch lückenlos neben- und hintereinander angeordnet sind und mehrere nach oben vorstehende Förderelemente mit horizontaler Transportrichtung aufweisen. Durch diese Förderelemente können die Paletten individuell in Längs- und Querrichtung verfahren werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein automatisiertes Parksystem der eingangs beschriebenen Gattung hinsichtlich seines Anwendungsbereiches zu erweitern. Insbesondere soll das Parksystem neben herkömmlichen Fahrzeugen auch für Elektrofahrzeuge geeignet sein. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass die Zeit, während der Fahrzeuge parkiert sind, genützt werden könnte, um bei Elektrofahrzeugen die Batterie aufzuladen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in die Palette eine wiederaufladbare Batterie eingebaut ist, die sich im Wesentlichen horizontal nahe der Palettenkontur erstreckt, dass von dieser Batterie einerseits eine elektrische Entladeleitung zu einer an der Palette montierten Anschlussdose zum Aufladen eines auf der Palette stehenden Elektrofahrzeuges abgeht, dass diese Anschlussdose nahe eines Seitenrandes der Palette positioniert ist und dass andererseits eine elektrische Aufladeleitung zu einem an der Palette montierten Palettenanschluss abgeht zum Aufladen der Batterie an einem im Parkdeck oder dessen Umgebung angeordneten Ladepunkt mit einem zum Palettenanschluss passenden Ladepunktanschluss.
Diese Merkmalskombination erlaubt es, die Parkzeit von Elektrofahrzeugen effektiv zur Aufladung ihrer Batterie zu nutzen. Nach dem Auffahren des Fahrzeuges auf seine Palette braucht lediglich die Anschlussleitung des Fahrzeuges in die an der Palette montierte Anschlussdose eingesteckt zu werden, sodass die Fahrzeugbatterie von der Palettenbatterie geladen werden kann. Dieses Einstecken der Fahrzeug-Anschlussleitung ist problemlos möglich, da die Anschlussdose nicht unterhalb des Fahrzeuges, sondern am Seitenrand der Palette positioniert ist.
Die Kapazität der Palettenbatterie ist so bemessen, dass mehrere Elektrofahrzeuge aufgeladen werden können. Geht die in der Palettenbatterie gespeicherte Ladung ihrem Ende entgegen, wird dies zweckmäßig rechtzeitig optisch oder akustisch angezeigt oder es wird automatisch der Transport der Palette zum Ladepunkt herbeigeführt.
Damit die Wiederaufladung der Palettenbatterie weitgehend automatisch erfolgen kann, empfiehlt es sich, dass der Palettenanschluss und/oder der damit korrespondierende Ladepunktanschluss quer zur Einfahrtrichtung der Palette in den Ladepunkt beweglich, insbesondere federnd gelagert ist zur automatischen Verbindung beider Anschlüsse beim Heranfahren der Palette an den Ladepunkt. Zu dem gleichen Zweck kann der Palettenanschluss und/oder der Ladepunktanschluss auch in Einfahrtrichtung der Palette beweglich, insbesondere federnd gelagert sein. Die elektrische Verbindung zwischen der Palettenbatterie und dem Ladepunkt zwecks Wiederaufladung kann dadurch völlig automatisiert werden.
Die bewegliche Lagerung des Palettenanschlusses und/oder des Ladepunktanschlusses kann mittels eines Trägerelementes erfolgen, das schwenkbar gelagert und/oder flexibel gestaltet ist. Zweckmäßig wird das Trägerelement elastisch in einer Neutralposition gehalten, kann aber einen Versatz zwischen den miteinander korrespondierenden Anschlüssen ausgleichen.
Konstruktiv zweckmäßig ist es, wenn am Trägerelement, am Palettenanschluss und/oder am Ladepunktanschluss ein trichterähnliches Einlaufelement zum automatischen Zusammenführen des Palettenanschlusses und des Ladepunktanschlusses beim Heranfahren der Palette an den Ladepunkt angeordnet ist.
Dieses trichterähnliche Einlaufelement kann einen etwa V-förmigen horizontalen Einfahrschlitz aufweisen, der in Einfahrtrichtung der Palette in ein Langloch übergeht und der an seiner Unter- und/oder Oberseite eine in Vertikalrichtung wirksame Rampe aufweist. Auf diese Weise können die miteinander korrespondierenden Kontakte beim Heranfahren der Palette an den Ladepunkt kontinuierlich horizontal und vertikal in ihre richtige Zuordnung gebracht und zusammengesteckt werden.
Grundsätzlich spielt es keine Rolle, ob der bewegliche Träger an der Palette oder am Ladepunkt montiert ist. Aus praktischen Erwägungen empfiehlt es sich aber, das Trägerelement wie auch das trichterähnliche Einlaufelement am Ladepunkt zu positionieren.
Die Anschlussdose zum Aufladen eines auf der Palette stehenden Elektrofahrzeuges ist an die fahrzeugspezifischen Anschlusskabel angepasst. Zweckmäßig bietet daher die Anschlussdose Gleichstrom bis ca. 600 V, insbesondere bis ca. 450 V und/oder Wechselstrom bis ca. 230 V und/oder Drehstrom bis ca. 400 V, etwa entsprechend einer sogenannten Wallbox.
Dagegen empfiehlt es sich, für den Palettenanschluss, dass er nur für Gleichstrom bis maximal ca. 600 V, insbesondere bis ca. 450 V ausgelegt ist, damit die Palettenbatterie schnellstmöglich geladen werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung; dabei zeigt

1 ein Schrägbild der erfindungsgemäßen Palette bei abgenommenen Deckblechen;
2 eine Ausschnittvergrößerung im Bereich der Anschlussdose für die Fahrzeugaufladung und dem Palettenanschluss zum Aufladen der Palettenbatterie;
3 ein Parkdeck für vier Fahrzeuge mit vier Ladepunkten;
4 eine Ausschnittvergrößerung an einem Ladepunkt;
5 eine Detailzeichnung des Palettenanschlusses aus 4;

1 zeigt eine Palette 1 bei abgenommenen Deckblechen. Man erkennt die aus Längs- und Querstreben 2 bestehende rahmenartige Grundkonstruktion, die in ihren Maßen auf die Länge und Breite der zu parkenden Fahrzeuge angepasst ist.
Vorliegend handelt es sich um eine Palette 1, wie sie in den smart®-Towern eingesetzt wird. Sie ist nur einseitig mit Rädern 3 und 4 bestückt, weil sie auf der anderen Seite von horizontal ausfahrbaren Armen eines zur Paletten-Einlagerung und -Auslagerung dienenden Fahrstuhles untergriffen und so in ihre Parkposition bzw. aus dieser herausgefahren wird.
Wesentlich ist nun, dass in diese Palette zumindest eine Batterie, im Ausführungsbeispiel zwei Batterien 5 eingebaut sind. Diese Batterien erstrecken sich horizontal und im Wesentlichen innerhalb der Palettenkontur. Sie füllen dabei den Freiraum zwischen benachbarten Längs- und Querstreben der Palette 1 aus. Sie liegen entweder auf einer Bodenplatte der Palette oder sind an deren Längs- und/oder Querstreben 2 aufgehängt.
Die Batterien 5 sind einerseits über Entladeleitungen 6 - siehe 2 - an eine Anschlussdose 7 angeschlossen, die am Seitenrand der Palette 1 montiert ist. Sie dient zum Aufladen eines auf der Palette stehenden Elektrofahrzeuges, fungiert also als sogenannte Wallbox.
Zum anderen sind die Batterien 5 über eine Aufladeleitung 8 mit einem Palettenanschluss 9 verbunden. Diese Aufladeleitung 8 verläuft weitgehend innerhalb der Hohlprofile der Palette und ist deshalb in 2 gestrichelt dargestellt.
Der Palettenanschluss 9 ist an der Unterseite der Palette 1 montiert, und zwar zweckmäßig nicht starr, sondern zumindest in Fahrtrichtung der Palette elastisch nachgiebig. Im Ausführungsbeispiel weist der Palettenanschluss 9 eine Trägerplatte 9a auf, die die zur Stromübertragung notwendigen Kontaktstifte trägt und am Palettenanschluss 9 in Fahrtrichtung verschiebbar geführt ist, wobei sie durch Federn 9b in ihrer vorderen Position verspannt ist.
3 zeigt ein Schrägbild eines Parkdecks mit vier seitlichen Stellplätzen A, B, C und D für zu parkende Fahrzeuge. Der Freiraum im Zentrum dient für Fahrstühle, mit denen die auf Paletten stehenden Fahrzeuge aus der Einfahrtebene zum Parkdeck hochgefahren und sodann seitlich in einen der Stellplätze A bis D hineinbefördert werden. Nach dem Absetzen der Palette ist der Fahrstuhl wieder frei für den nächsten Einpark- oder Ausparkvorgang. Dieses Prinzip ist durch die smart®-Tower bekannt und wird deshalb hier nicht näher beschrieben.
Bei dem Parkdeck in 3 sind alle vier Stellplätze dieser Etage mit jeweils einem Ladepunkt L, im Ausführungsbeispiel also L1, L2, L3 und L4 bestückt. Der nähere Aufbau eines solchen Ladepunktes ergibt sich aus 4.
An einer ortsfesten Strebe 11 des Parksystems ist ein Trägerelement 12 mit seinem einen Ende horizontal schwenkbar gelagert. Sein anderes Ende trägt einen Ladepunktanschluss 13. Dieser Ladepunktanschluss korrespondiert mit dem zuvor beschriebenen Palettenanschluss 9 in 2 derart, dass letzterer beim Einfahren der Palette in ihren Stellplatz automatisch in den Ladepunktanschluss 13 hineinfährt und den Stromkreis zum Aufladen der Palettenbatterie 5 schließt.
Wesentlich ist nun, dass in Einfahrtrichtung der Palette vor dem Ladepunktanschluss 13 ein trichterähnliches Einlaufelement 14 angeordnet ist, das einen in Richtung zum Ladepunktanschluss sich verjüngenden V-förmigen Einfahrschlitz 14a aufweist, der in Richtung zum Ladepunktanschluss in ein Langloch 14b übergeht. Unterhalb des Einfahrschlitzes 14a befindet sich eine in Vertikalrichtung wirksame Rampe 14c. Sie stellt in Verbindung mit dem V-förmigen Einfahrschlitz 14a sicher, dass der Palettenanschluss 9 beim Einfahren der Palette auf ihren Stellplatz zuverlässig einfädelt und passgenau in den Ladepunktanschluss 13 hineinfährt. Dies soll in 4 dadurch angedeutet werden, dass der Palettenanschluss 9 ohne die zugehörige Palette auf halbem Weg im Einfahrschlitz des Einlaufelementes 14 dargestellt ist.
Wie 5 zeigt, trägt der Palettenanschluss 9 an seiner Unterseite eine konische Zentrierscheibe 9c. Diese Zentrierscheibe untergreift den Einfahrschlitz 14a und ist so bemessen und positioniert, dass sie beim Einfahren der Palette auf ihren Stellplatz in den V-förmigen Einfahrschlitz 14a des trichterähnlichen Einlaufelementes 14 eindringt und ggf. mithilfe der Rampe 14c das Trägerelement 12 und damit den Ladepunktanschluss 13 horizontal und vertikal passend ausrichtet, sodass der Palettenanschluss 9 schließlich ohne seitlichen Versatz in den Ladepunktanschluss 13 hineinfährt.
Die dabei eventuell erforderliche Bewegung des Palettenanschlusses 9 in Vertikalrichtung wird im Ausführungsbeispiel durch Eigenelastizität des relativ langen Trägerelementes 12 herbeigeführt. Selbstverständlich könnte stattdessen die Nachgiebigkeit in Vertikalrichtung auch durch eine vertikal verschiebbare Lagerung des Ladepunktanschlusses 13 erreicht werden.
Die elektronische Steuerung des Ladestromes für die Fahrzeugbatterie wie auch für die Palettenbatterie 5 ist an sich bekannt. Wesentlich ist in diesem Zusammenhang nur noch, dass bei dem erfindungsgemäßen Parksystem eine Überwachung des Ladungszustandes der Palettenbatterie vorgesehen ist und das bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes die betreffende Palette automatisch aus ihrem Stellplatz heraus und zu einem freien Ladepunkt gefahren wird. Das Aufladen eines auf der Palette stehenden Elektrofahrzeuges braucht dabei nicht unterbrochen zu werden.
Zusammenfassend bietet die Erfindung somit ein Parksystem sowohl für konventionelle wie auch für batteriebetriebene Fahrzeuge an, wobei das Parkieren zum Aufladen der Fahrzeugbatterie genützt werden kann. Durch das automatische Ankoppeln der Palettenbatterie an den Ladepunkt zeichnet sich die Erfindung auch durch hohe Bedienungsfreundlichkeit aus.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1020591 B1 [0003]
EP 3094796 B1 [0004]
US 2007/0098528 [0005]
DE 102019103933 [0006]

Claims

Automatisiertes Parksystem für eine Vielzahl neben- und/oder hintereinander auf zumindest einem Parkdeck zu parkender Fahrzeuge, wobei die Fahrzeuge jeweils auf Paletten (1) stehen, die in Längs- und/oder Querrichtung verfahrbar sind und die Paletten (1) von einer Übergabestation für die Aufnahme oder Abgabe eines Fahrzeuges zu einem Stellplatz (A, B, C, D) im Parkdeck verfahren werden, dadurch gekennzeichnet, dass in die Palette (1) zumindest eine wiederaufladbare Batterie (5) eingebaut ist, die sich im Wesentlichen horizontal nahe der Palettenkontur erstreckt, dass von dieser Batterie (5) einerseits eine elektrische Entladeleitung (6) zu einer an der Palette (1) montierten Anschlussdose (7) zum Aufladen eines auf der Palette stehenden Elektrofahrzeuges abgeht, dass diese Anschlussdose (7) nahe eines Seitenrandes der Palette (1) positioniert ist und dass andererseits von der Batterie (5) eine elektrische Aufladeleitung (8) zu einem an der Palette (1) montierten Palettenanschluss (9) abgeht zum Aufladen der Palettenbatterie (5) an einem im Parkdeck oder dessen Umgebung angeordneten Ladepunkt (L) mit einem zum Palettenanschluss (9) passenden Ladepunktanschluss (13).
Parksystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass beim Unterschreiten einer vorgegebenen Restladung in der Palettenbatterie (5) ein akustisches oder optisches Signal oder ein automatisches Verfahren der Palette (1) zum Ladepunkt (L) ausgelöst wird.
Parksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Palettenanschluss (9) und/oder der Ladepunktanschluss (13) quer zur Einfahrtrichtung der Palette (2) in den Ladepunkt (L) beweglich, insbesondere federnd, gelagert ist zur automatischen Verbindung beider Anschlüsse beim Heranfahren der Palette (2) an den Ladepunkt (L).
Parksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Palettenanschluss (9) und/oder der Ladepunktanschluss (13) in Einfahrtrichtung der Palette (2) in den Ladepunkt (L) beweglich, insbesondere federnd, gelagert ist zur automatischen Verbindung beider Anschlüsse beim Heranfahren der Palette (2) an den Ladepunkt (L).
Parksystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Lagerung des Palettenanschlusses (9) und/oder des Ladepunktanschlusses (13) mittels eines Trägerelementes (12) erfolgt, das schwenkbar gelagert und/oder flexibel gestaltet ist.
Parksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (12) elastisch in einer Neutralposition gehalten wird.
Parksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Trägerelement (12), und/oder am Palettenanschluss (9) und/oder am Ladepunktanschluss (13) ein trichterähnliches Einlaufelement (14) zum automatischen Zusammenfahren des Palettenanschlusses (9) und des Ladepunktanschlusses (13) beim Heranfahren der Palette (2) an den Ladepunkt (L) angeordnet ist.
Parksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das trichterähnliche Einlaufelement (14) einen etwa V-förmigen Einfahrschlitz (14a) aufweist, der in Einfahrtrichtung der Palette (2) in ein Langloch (14b) übergeht und der an seiner Unter- und/oder Oberseite eine in Vertikalrichtung wirksame Rampe (14c) aufweist.
Parksystem nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Trägerelement (12) und das trichterähnliche Einlaufelement (14) am Ladepunkt (L) positioniert sind.
Parksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussdose (7) zum Aufladen eines auf der Palette (2) stehenden Fahrzeuges für Gleichstrom bis ca. 600 V insbesondere bis ca. 450 V und/oder Wechselstrom bis ca. 230 V und/oder Drehstrom bis ca. 400 V ausgelegt ist.
Parksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Palettenanschluss (9) für Gleichstrom bis maximal ca. 600 V, insbesondere bis ca. 450 V ausgelegt ist.