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Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit einer Fahrzeugsteuerung und einer Traktionsbatterie, die zur Energieversorgung eines Traktionsantriebs des Flurförderzeugs vorgesehen ist und die ein Batteriemanagementsystem umfasst, wobei die Fahrzeugsteuerung über eine Leistungsverbindung und eine Datenverbindung mit der Traktionsbatterie gekoppelt ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Traktionsbatterie für ein Flurförderzeug mit einer Fahrzeugsteuerung, wobei die Traktionsbatterie zur Energieversorgung eines Traktionsantriebs des Flurförderzeugs vorgesehen ist und ein Batteriemanagementsystem umfasst, wobei die Traktionsbatterie ferner einen Leistungsanschluss zum Herstellen einer Leistungsverbindung mit einer Fahrzeugsteuerung des Flurförderzeugs umfasst und ferner eine Datenschnittstelle zum Herstellen einer Datenverbindung mit der Fahrzeugsteuerung des Flurförderzeugs umfasst. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zum Betreiben eines Flurförderzeugs, welches eine Fahrzeugsteuerung und eine Traktionsbatterie umfasst, wobei die Traktionsbatterie einen Traktionsantrieb des Flurförderzeugs mit Energie versorgt und ein Batteriemanagementsystem umfasst, wobei die Fahrzeugsteuerung über eine Leistungsverbindung und eine Datenverbindung mit der Traktionsbatterie gekoppelt ist.
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Elektrisch angetriebene Flurförderzeuge sind allgemein bekannt. Sie umfassen eine Traktionsbatterie als Energiequelle, mit der ein elektrisches Antriebssystem und in vielen Fällen auch weitere Verbraucher des Flurförderzeugs mit elektrischer Energie versorgt werden. Bei Flurförderzeugen umfasst das Antriebssystem beispielsweise einen elektrischen Fahrmotor und einen elektrischen Pumpenmotor, der die Arbeitshydraulik und gegebenenfalls auch eine hydraulische Lenkeinrichtung versorgt. Die Traktionsbatterie eines Flurförderzeugs muss in regelmäßigen Abständen aufgeladen werden. Während des Ladevorgangs kann die Traktionsbatterie entweder im Fahrzeug verbleiben oder wird gegen eine aufgeladene Traktionsbatterie ausgewechselt.
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Traktionsbatterien umfassen ein Batteriemanagementsystem, bei dem es sich um eine elektronische Schaltung zur Überwachung, Regelung und zum Schutz der Akkumulatoren der Traktionsbatterie handelt. Beispielsweise kann ein Batteriemanagementsystem eine Ladezustandserkennung durchführen und auch einen Tiefentlade- und/oder Überladeschutz zur Verfügung stellen. Das Batteriemanagementsystem dient in vielen Fällen der einzelnen Überwachung der Akkumulatorzellen der Traktionsbatterie und bietet einen Schutz vor Überhitzung. Auf der Grundlage einer Temperaturkontrolle, einer Spannungsdiagnose und einer Ladezustandserkennung kann ein Entlade- und Ladevorgang der Batteriezellen gesteuert werden, wobei auch ein Ausbalancieren der einzelnen Batteriezellen bei ungleichen Ladungszuständen vorgesehen sein kein.
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Ein Flurförderzeug mit einer Traktionsbatterie, die ein Batteriemanagementsystem umfasst, ist beispielsweise aus der
DE 10 2018 107 498 A1 bekannt.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Flurförderzeug mit einer Traktionsbatterie, eine Traktionsbatterie für ein Flurförderzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Flurförderzeugs mit einer Traktionsbatterie anzugeben, wobei die Traktionsbatterie konstruktiv vereinfacht werden soll.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Flurförderzeug mit einer Fahrzeugsteuerung und einer Traktionsbatterie, die zur Energieversorgung eines Traktionsantriebs des Flurförderzeugs vorgesehen ist und die ein Batteriemanagementsystem umfasst, wobei die Fahrzeugsteuerung über eine Leistungsverbindung und eine Datenverbindung mit der Traktionsbatterie gekoppelt ist, wobei dieses Flurförderzeug dadurch fortgebildet ist, dass das Batteriemanagementsystem und die Fahrzeugsteuerung dazu eingerichtet sind, zumindest einen Messwert eines mit der Fahrzeugsteuerung verbundenen Sensors über die Datenverbindung zu kommunizieren, wobei das Batteriemanagementsystem ferner dazu eingerichtet ist, den zumindest einen Messwert auszuwerten und als Ergebnis dieser Auswertung einen Steuerbefehl zu generieren und diesen Steuerbefehl über die Datenverbindung an die Fahrzeugsteuerung zu kommunizieren.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf der technischen Erkenntnis, dass bei herkömmlichen Flurförderzeugen die Traktionsbatterie in vielen Fällen mit einer Vielzahl von technischen Komponenten ausgerüstet ist, welche redundant im Flurförderzeug vorhanden sind. Bei der Neuentwicklung von Flurförderzeugen wird die Traktionsbatterie in das Konzept des Flurförderzeugs integriert, sowohl in mechanischer als auch in elektronischer Hinsicht. Durch diesen integrierten Ansatz ist es möglich, redundante elektrische Komponenten, insbesondere auf Seiten der Traktionsbatterie, zu vermeiden. Dies ermöglicht eine konstruktive Vereinfachung der Traktionsbatterie und eine kostengünstigere Systemauslegung, ohne dass hierbei Einbußen im Hinblick auf die notwendigen Sicherheitsaspekte und Betriebsfunktionen hingenommen werden müssen.
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Die Fahrzeugsteuerung und das Batteriemanagementsystem sind über die Datenverbindung datentechnisch miteinander verbunden. So ist es vorteilhaft möglich, Funktionen des Batteriemanagementsystems in die Fahrzeugsteuerung zu verlagern. Messwerte von Sensoren, welche ausschließlich mit der Fahrzeugsteuerung gekoppelt sind, können von dem Batteriemanagementsystem ausgewertet werden, ohne dass es hierzu erforderlich ist, dass die entsprechenden Sensoren direkt mit dem Batteriemanagementsystem gekoppelt sind. Auf diese Weise kann bei herkömmlichen Flurförderzeugen in vielen Fällen redundant vorhandene Hardware, insbesondere Sensoren, eingespart werden. Das Batteriemanagementsystem büßt dabei keinerlei Funktionalität ein.
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Das Batteriemanagementsystem ist in vielen Fällen auf die Charakteristik der Traktionsbatterie, in welche das betreffende Batteriemanagementsystem integriert ist, zugeschnitten bzw. für diese konfiguriert. Dies bedeutet beispielsweise, dass in dem Batteriemanagementsystem Parameter hinterlegt sind, welche für die Einzelzellen, aus denen die Traktionsbatterie aufgebaut ist, oder auch die Historie der Traktionsbatterie (beispielsweise deren bisherige Beanspruchung oder ihr Alter) charakteristisch sind. Bei diesen Parametern handelt es sich beispielsweise um Grenzwerte für Strom und Spannung der Traktionsbatterie, beispielsweise während eines Lade- oder auch Entladevorgangs, oder um Temperaturgrenzwerte. Das Batteriemanagementsystem ist ein für die Traktionsbatterie maßgeschneidertes System. Diese Funktionalität bleibt vollständig erhalten, auch wenn Werte von Sensoren genutzt werden, die nicht in der Traktionsbatterie selbst vorhanden sind, sondern deren Werte von der Fahrzeugsteuerung des Flurförderzeugs bezogen werden, weil der betreffende Sensor mit der Fahrzeugsteuerung und nicht mit dem Batteriemanagementsystem selbst verbunden ist. Gemäß einer Ausführungsform ist also das Batteriemanagementsystem dazu eingerichtet, den Messwert des mit der Fahrzeugsteuerung verbundenen Sensors auf der Grundlage von in dem Batteriemanagementsystem hinterlegten und für die Traktionsbatterie charakteristischen Parametern auszuwerten.
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Nach erfolgter Auswertung wird von dem Batteriemanagementsystem ein Steuerbefehl generiert, welcher an die Fahrzeugsteuerung kommuniziert wird. Es ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der Messwert des mit der Fahrzeugsteuerung verbundenen Sensors, der über die Datenverbindung an das Batteriemanagementsystem kommuniziert wird, von dem Batteriemanagementsystem ausgewertet und als Ergebnis dieser Auswertung der Messwert selbst als Steuerbefehl generiert und über die Datenverbindung an die Fahrzeugsteuerung kommuniziert wird. Die Auswertung besteht gemäß einer solchen Ausführungsform beispielsweise darin, dass das Batteriemanagementsystem einen Vergleich mit einem vorbestimmten Grenzwert vornimmt und beispielsweise nur bei Über- oder Unterschreiten dieses Grenzwerts den Messwert als Steuerbefehl kommuniziert.
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Die Fahrzeugsteuerung des Flurförderzeugs ist ihrerseits dazu eingerichtet, auf den Steuerbefehl des Batteriemanagementsystems entsprechend zu reagieren. Beispielsweise steuert die Fahrzeugsteuerung eine Warnvorrichtungen an oder passt die die Fahrzeugcharakteristik bestimmenden Parameter der Fahrzeugsteuerung an. Vorteilhaft wird die Integration der Traktionsbatterie in das elektrische/elektronische und mechanische System des Flurförderzeugs verbessert. Da die Traktionsbatterie konstruktiv vereinfacht werden kann und redundante Systeme vermieden werden können, ist dies aus technischer und ökonomischer Sicht vorteilhaft.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Flurförderzeug dadurch fortgebildet, dass der Sensor zur Erfassung einer elektrischen Größe, die einen auf der Leistungsverbindung übertragbaren elektrischen Strom charakterisiert, eingerichtet und ausgelegt ist, wobei der Sensor insbesondere ein Strom- und/oder Spannungssensor ist, und wobei der Messwert mit der elektrischen Größe korreliert ist.
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Strom und Spannung sind Parameter, welche für einen Lade- und Entladevorgang der Traktionsbatterie wichtig sind und beispielsweise einen Einfluss auf deren Lebensdauer und Leistungsfähigkeit haben. Bei herkömmlichen Traktionsbatterien ist in vielen Fällen ein interner Strom- und/oder Spannungssensor vorgesehen, der mit dem Batteriemanagementsystem gekoppelt ist. Da solche Sensoren jedoch in vielen Fällen auch im Flurförderzeug selbst vorhanden sind und die gewünschten Werte mithilfe dieser Sensoren problemlos ermittelt werden können, kann die im Hinblick auf diese Sensoren redundante Systemauslegung vermieden werden. Dies senkt den konstruktiven Aufwand für die Traktionsbatterie und das Flurförderzeug.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Flurförderzeug ein Hauptschütz umfasst, welches eingerichtet und angeordnet ist, die Leistungsverbindung zu unterbrechen, wobei der Steuerbefehl eine Unterbrechung der Stromversorgung durch das Hauptschütz betrifft und die Fahrzeugsteuerung dazu eingerichtet ist, das Hauptschütz in Reaktion auf den empfangenen Steuerbefehl anzusteuern, insbesondere zu öffnen (bzw. zu trennen), wobei insbesondere die Traktionsbatterie frei von einem Schütz oder einer vergleichbaren elektrischen Schaltvorrichtung zur Trennung der Leistungsverbindung ist.
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Ein Hauptschütz dient dem Schutz der Traktionsbatterie und des Flurförderzeugs im Überlastfall. Es schützt deren elektrische Komponenten vor zu hohen elektrischen Belastungen. Ein Hauptschütz ist herkömmlich in vielen Fällen in der Traktionsbatterie selbst vorgesehen. Eine Sicherheitsfunktion auf gleichem Niveau kann jedoch ebenso bereitgestellt werden, in dem das in dem Flurförderzeug ohnehin vorhandene Hauptschütz zu diesem Zweck genutzt wird. In dem Flurförderzeug gemäß der genannten Ausführungsform erhält das Batteriemanagementsystem über die Fahrzeugsteuerung des Flurförderzeugs einen direkten Zugriff auf das Hauptschütz des Flurförderzeugs. Auf eine redundante Auslegung dieses elektrischen Bauteils kann verzichtet werden, so dass die Traktionsbatterie nicht nur technisch vereinfacht, sondern auch in ökonomischer Hinsicht verbessert werden kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Flurförderzeug eine akustische und/oder optische Warnvorrichtung, insbesondere einen Warnsummer, umfasst, wobei der Steuerbefehl eine Aktivierung der Warnvorrichtung betrifft und die Fahrzeugsteuerung dazu eingerichtet ist, die Warnvorrichtung in Reaktion auf den empfangenen Steuerbefehl zu aktivieren, wobei insbesondere die Traktionsbatterie frei von Warnvorrichtungen, insbesondere akustischen Warnvorrichtungen, ist.
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Auch Warnvorrichtungen, beispielsweise Warnsummer, Warnanzeigen oder dergleichen, müssen nicht redundant ausgelegt werden, wenn gemäß der genannten Ausführungsform das Batteriemanagementsystem auf die entsprechenden Warnvorrichtungen des Flurförderzeugs über die Fahrzeugsteuerung des Flurförderzeugs zugreifen kann. Auch diese Maßnahme erlaubt eine Ökonomisierung und technische Vereinfachung des Flurförderzeugs und der Traktionsbatterie.
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Ferner ist das Flurförderzeug gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dadurch fortgebildet, dass das Flurförderzeug eine elektrische Hauptsicherung umfasst, welche zur Unterbrechung der Leistungsverbindung im Überlastfall eingerichtet und zu diesem Zweck in die Leistungsverbindung integriert ist, wobei die Traktionsbatterie frei von elektrischen Sicherungen zur Absicherung der Leistungsverbindung ist.
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Herkömmliche Flurförderzeuge weisen vielfach Traktionsbatterien auf, welche über eine eigene elektrische Hauptsicherung verfügen, welche im Überlastfall auslöst. Da jedoch eine solche Hauptsicherung zur Absicherung der Leistungsverbindung mit der Traktionsbatterie ebenfalls im Flurförderzeug vorhanden ist, kann auf die redundante Auslegung der elektrischen Sicherungen verzichtet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Traktionsbatterie auswechselbar. Zu diesem Zweck sind beispielsweise auf der Seite des Flurförderzeugs und auf der Seite der Traktionsbatterie geeignete Steckverbindungen für die Leistungsverbindung und die Datenverbindung vorgesehen, so dass die Traktionsbatterie nach Lösen dieser Verbindungen schnell, beispielsweise gegen eine weitere Traktionsbatterie gleicher oder ähnlicher Bauart, ausgewechselt werden kann. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Traktionsbatterie fest in dem Flurförderzeug verbaut ist. Die Traktionsbatterie ist insbesondere nur im Rahmen eines Serviceereignisses auswechselbar. Dies bedeutet insbesondere, dass das Flurförderzeug und die Traktionsbatterie nicht dazu vorgesehen und eingerichtet sind, dass die Traktionsbatterie, beispielsweise für einen Ladevorgang, aus dem Flurförderzeug entnommen werden kann. Ein Austausch der Traktionsbatterie im Rahmen eines Serviceereignisses bleibt hiervon unberührt. Selbstverständlich ist es möglich und vorgesehen, dass die Traktionsbatterie im Servicefall ausgetauscht werden kann. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Traktionsbatterie und das Flurförderzeug nicht über Steckverbindungen miteinander gekoppelt sind. Dies betrifft sowohl die Leistungsverbindung als auch die Datenverbindung. Mit anderen Worten sind also die Verbindungsstrecken sowohl der Leistungsverbindung als auch der Datenverbindung frei von Steckverbindungen.
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Die gemäß der zuvor ausgeführten Ausführungsbeispiele getroffenen technischen Maßnahmen sind besonders vorteilhaft, wenn die Traktionsbatterie fest im Flurförderzeug verbaut ist. Flurförderzeug und Traktionsbatterie bilden ein integriertes elektrisches und mechanisches System, in welchem vorteilhaft Redundanzen vermieden werden können.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Traktionsbatterie für ein Flurförderzeug mit einer Fahrzeugsteuerung, wobei die Traktionsbatterie zur Energieversorgung eines Traktionsantriebs des Flurförderzeugs vorgesehen ist und ein Batteriemanagementsystem umfasst, wobei die Traktionsbatterie ferner einen Leistungsanschluss zum Herstellen einer Leistungsverbindung mit einer Fahrzeugsteuerung des Flurförderzeugs umfasst und ferner eine Datenschnittstelle zum Herstellen einer Datenverbindung mit der Fahrzeugsteuerung des Flurförderzeugs umfasst, wobei diese Traktionsbatterie dadurch fortgebildet ist, dass das Batteriemanagementsystem dazu eingerichtet ist, zumindest einen Messwert eines mit der Fahrzeugsteuerung verbundenen Sensors über die Datenverbindung zu empfangen, den zumindest einen Messwert auszuwerten, als Ergebnis dieser Auswertung einen Steuerbefehl zu generieren und diesen Steuerbefehl über die Datenverbindung an die Fahrzeugsteuerung zu senden.
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Auf die Traktionsbatterie treffen gleiche oder ähnliche Vorteile zu, wie sie bereits im Hinblick auf das Flurförderzeug selbst erwähnt wurden. Vorteilhaft kann die Traktionsbatterie durch Vermeidung von Redundanzen technisch vereinfacht werden, was ihre Herstellung ökonomischer gestaltet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Traktionsbatterie dazu eingerichtet oder vorgesehen, fest in einem Flurförderzeug verbaut zu werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Traktionsbatterie als eine fest eingebaute Traktionsbatterie in einem Flurförderzeug gemäß einem oder mehreren der zuvor genannten Ausführungsformen verwendet.
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Die Traktionsbatterie ist gemäß einer weiteren Ausführungsform dadurch fortgebildet, dass der empfangene Messwert mit einer von einem Sensor erfassbaren elektrischen Größe korreliert ist, und die elektrische Größe einen auf der Leistungsverbindung übertragbaren elektrischen Strom charakterisiert, wobei der Sensor insbesondere ein Strom- und/oder Spannungssensor ist.
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Ferner ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass der Sensor ein Stromsensor ist und im Batteriemanagementsystem ein Wert für einen Maximalstrom der Traktionsbatterie hinterlegt ist, wobei das Batteriemanagementsystem ferner dazu eingerichtet ist, den empfangenen Messwert mit dem Wert für einen Maximalstrom abzugleichen und falls der Messwert den Maximalstrom überschreitet, das Batteriemanagementsystem dazu eingerichtet ist einen Steuerbefehl über die Datenverbindung an die Fahrzeugsteuerung zu senden, wobei dieser Steuerbefehl einen Auslösevorgang eines in dem Flurförderzeug vorhandenen Hauptschütz bewirkt, wobei das Hauptschütz eingerichtet und angeordnet ist, die Leistungsverbindung zu unterbrechen.
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Die Vermeidung von zusätzlichen Sensoren in der Traktionsbatterie sowie die Möglichkeit des Batteriemanagementsystems mit der Fahrzeugsteuerung des Flurförderzeugs zu kommunizieren und entsprechende Sensoren auszulesen bzw. ein im Flurförderzeug vorhandenes Hauptschütz auszulösen, erlaubt eine technische Vereinfachung und somit eine ökonomische und effiziente Bauweise der Traktionsbatterie.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Traktionsbatterie dadurch fortgebildet, dass die Traktionsbatterie dazu eingerichtet ist, mit einem Flurförderzeug verbunden zu werden, welches eine elektrische Hauptsicherung umfasst, welche zur Unterbrechung der Leistungsverbindung im Überlastfall in die Leistungsverbindung integriert ist, wobei die Traktionsbatterie frei von elektrischen Sicherungen zur Absicherung der Leistungsverbindung ist. Der Verzicht auf eine zusätzliche elektrische Hauptsicherung in der Traktionsbatterie erlaubt es diese einfacher und somit effizienter zu konstruieren.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Flurförderzeugs, welches eine Fahrzeugsteuerung und eine Traktionsbatterie umfasst, wobei die Traktionsbatterie einen Traktionsantrieb des Flurförderzeugs mit Energie versorgt und ein Batteriemanagementsystem umfasst, wobei die Fahrzeugsteuerung über eine Leistungsverbindung und eine Datenverbindung mit der Traktionsbatterie gekoppelt ist, wobei dieses Verfahren dadurch fortgebildet ist, dass das Batteriemanagementsystem und die Fahrzeugsteuerung zumindest einen Messwert eines mit der Fahrzeugsteuerung verbundenen Sensors über die Datenverbindung kommunizieren, das Batteriemanagementsystem den zumindest einen Messwert auswertet, als Ergebnis dieser Auswertung einen Steuerbefehl generiert und diesen Steuerbefehl über die Datenverbindung an die Fahrzeugsteuerung kommuniziert.
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Auf das Verfahren zum Betrieben des Flurförderzeugs treffen gleiche oder ähnliche Vorteile zu, wie sie bereits im Hinblick auf das Flurförderzeug und die Traktionsbatterie erwähnt wurden, so dass auf Wiederholungen verzichtet werden soll.
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Das Verfahren ist vorteilhaft dadurch fortgebildet, dass der Sensor eine elektrische Größe erfasst, die einen auf der Leistungsverbindung übertragenen elektrischen Strom charakterisiert, wobei der Sensor insbesondere ein Strom- und/oder Spannungssensor ist und eine Stromstärke und/oder eine Spannung des auf der Leistungsverbindung übertragenen elektrischen Stroms erfasst, und wobei der über die Datenverbindung übertragene Messwert mit der elektrischen Größe korreliert ist.
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Ferner ist das Verfahren insbesondere dadurch fortgebildet, dass das Flurförderzeug ein Hauptschütz umfasst, welches die Leistungsverbindung unterbricht, wenn der Steuerbefehl eine Unterbrechung der Stromversorgung durch das Hauptschütz betrifft und die Fahrzeugsteuerung einen solchen Steuerbefehl empfängt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Verfahren dadurch fortgebildet, dass das Flurförderzeug eine akustische und/oder optische Warnvorrichtung, insbesondere einen Warnsummer, umfasst, wobei der Steuerbefehl eine Aktivierung der Warnvorrichtung betrifft und die Fahrzeugsteuerung die Warnvorrichtung aktiviert, wenn sie einen Steuerbefehl betreffend die Aktivierung der akustischen und/oder optischen Warnvorrichtung empfängt.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
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Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
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Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
- 1 ein Flurförderzeug mit einer Fahrzeugsteuerung und einer
- Traktionsbatterie in schematisch vereinfachter Darstellung, 2 einen schematisch vereinfachten Schaltplan für die Fahrzeugsteuerung des Flurförderzeugs und dessen Traktionsbatterie sowie
- 3 einen weiteren schematisch vereinfachten elektrischen Schaltplan für die Fahrzeugsteuerung und die Traktionsbatterie des Flurförderzeugs.
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In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
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1 zeigt ein Flurförderzeug 2, umfassend eine Fahrzeugsteuerung 4 und eine Traktionsbatterie 6. Die Traktionsbatterie 6 ist zur Energieversorgung eines nicht dargestellten Traktionsantriebs des Flurförderzeugs 2 vorgesehen und eingerichtet. Die Traktionsbatterie 6 umfasst ein Batteriemanagementsystem 8, welches als integraler Bestandteil der Traktionsbatterie 6 ausgebildet ist. Mit anderen Worten bilden also das Batteriemanagementsystem 8 und die Traktionsbatterie 6 ein integriertes Bauteil.
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Die Traktionsbatterie 6 ist ferner beispielsweise fest in den Flurförderzeug 2 verbaut. Insbesondere ist diese nur im Rahmen eines Serviceereignisses auswechselbar und ferner beispielsweise nicht dazu vorgesehen, im Flurförderzeug 2 aufgeladen zu werden. Die Fahrzeugsteuerung 4 ist über eine Leistungsverbindung 10 und über eine Datenverbindung 12 mit der Traktionsbatterie 6 gekoppelt und insbesondere direkt verbunden. Ist die Traktionsbatterie 6 fest in dem Flurförderzeug 2 verbaut, so sind die Verbindungsstrecken zwischen dem Batteriemanagementsystem 8 und der Fahrzeugsteuerung 4 sowohl der Leistungsverbindung 10 als auch der Datenverbindung 12 frei von Steckverbindungen.
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Das Batteriemanagementsystem 8 und die Fahrzeugsteuerung 4 sind dazu eingerichtet, zumindest einen Messwert eines mit der Fahrzeugsteuerung 4 gekoppelten Sensors 22 über die Datenverbindung 12 zu kommunizieren. Der Sensor 22 ist insbesondere direkt mit der Fahrzeugsteuerung 4 verbunden. Ferner ist der Sensor 22 beispielsweise in oder an dem Flurförderzeug 2 angebracht. Die Fahrzeugsteuerung 4 und das Batteriemanagementsystem 8 sind dazu ausgelegt und eingerichtet, dass ein Messwert des Sensors 22 von der Fahrzeugsteuerung 4 an das Batteriemanagementsystem 8 gesendet wird. Alternativ oder zusätzlich sind die Fahrzeugsteuerung 4 und das Batteriemanagementsystem 8 dazu ausgelegt und eingerichtet, dass das Batteriemanagementsystem 8 den Messwert des mit der Fahrzeugsteuerung 4 gekoppelten Sensors 22 abfragt. Das Batteriemanagementsystem 8 ist ferner insbesondere dazu eingerichtet, den Messwert auszuwerten, d.h. zu verarbeiten. Als Ergebnis dieser Auswertung generiert das Batteriemanagementsystem 8 einen Steuerbefehl und kommuniziert diesen Steuerbefehl über die Datenverbindung 12 an die Fahrzeugsteuerung 4. Es ist vorgesehen, dass es sich bei dem Steuerbefehl auch um den Messwert selbst handeln kann. Das Batteriemanagementsystem 8 kann dazu eingerichtet sein, den Steuerbefehl über die Datenverbindung 12 an die Fahrzeugsteuerung 4 zu senden. Alternativ oder zusätzlich ist die Fahrzeugsteuerung 4 dazu eingerichtet, den Steuerbefehl über die Datenverbindung 12 von dem Batteriemanagementsystem 8 abzufragen.
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Das Batteriemanagementsystem 8 kann an die Traktionsbatterie 6 angepasst bzw. auf diese zugeschnitten sein. Beispielsweise sind in dem Batteriemanagementsystem 8 Parameter hinterlegt, welche für die Traktionsbatterie 6 charakteristisch sind. Die Traktionsbatterie 6 besteht aus einer Vielzahl von Einzelzellen, bei denen es sich beispielsweise um Akkumulatorzellen oder Akkumulatormodule handelt. Unterschiedliche Akkumulatorzellen haben beispielsweise unterschiedliche Charakteristika betreffend ihren Lade- und Entladevorgang. Beispielsweise sind unterschiedliche maximale Ströme oder Temperaturen für die betreffenden Akkumulatorzellen akzeptabel.
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Derartige Charakteristika können sich in den Parametern des Batteriemanagementsystems 8 widerspiegeln. Ferner kann das Batteriemanagementsystem 8 die bisherige Benutzungshistorie, die aktuelle Beanspruchung oder auch beispielsweise das Alter oder eine Betriebsstundenzahl der Traktionsbatterie 6 als einen Parameter verwenden. Auch hier können wiederum charakteristische Parameter beispielsweise Grenzwerte für einen maximal akzeptablen Strom und/oder eine maximal akzeptable Spannung bei einem Lade- oder Entladevorgang sein. Ferner kann auch vor dem Hintergrund beispielsweise der aktuellen Beanspruchung oder der Benutzungshistorie ein Temperaturgrenzwert oder dergleichen als Parameter in dem Batteriemanagementsystem 8 vorhanden sein. Die Auswertung des Messwerts erfolgt insbesondere unter Berücksichtigung dieser Parameter.
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2 zeigt einen schematisch vereinfachten Schaltplan, in welchem die Fahrzeugsteuerung 4 und die Traktionsbatterie 6 dargestellt sind. Die Traktionsbatterie 6 umfasst eine erste und eine zweite Anschlussklemme 14a, 14b, welche einen Plus- bzw. Minuspol für eine Leistungsverbindung 10 bereitstellen und gemeinsam einen Leistungsanschluss 16 bilden. Der Leistungsanschluss 16 dient der Herstellung der Leistungsverbindung 10 zwischen der Traktionsbatterie 6 und der Fahrzeugsteuerung 4. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Leistungsverbindung 10 eine erste Ader 18a, über die der Pluspol bereitgestellt wird und eine zweite Ader 18b, über welche der Minuspol bereitgestellt wird. Das Batteriemanagementsystem 8 der Traktionsbatterie 6 ist außerdem über eine Datenverbindung 12, welche beispielhaft als Doppelader dargestellt ist, mit der Fahrzeugsteuerung 4 verbunden. Es handelt sich bei der Datenverbindung 12 beispielsweise um eine unabgeschirmte Doppelader, welche ferner beispielsweise gemäß dem Automotive-Ethernet Standard betrieben wird. Zum Anschluss an die Datenverbindung 12 umfasst die Traktionsbatterie 6 eine geeignete Datenschnittstelle 20.
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Auf Seiten der Fahrzeugsteuerung 4 ist ebenfalls eine entsprechende Datenschnittstelle vorhanden, an welche die Datenverbindung 12 ankoppelbar ist. Gleiches gilt für die Leistungsverbindung 10. Die Fahrzeugsteuerung 4 weist entsprechende Klemmen auf, an welche die beiden Adern 18a, 18b, der Leistungsverbindung 10 angeklemmt werden können.
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Mit der Fahrzeugsteuerung 4 ist ein Sensor 22 verbunden, welcher beispielhaft zur Erfassung einer elektrischen Größe eingerichtet und ausgelegt ist. Ferner beispielhaft handelt es sich bei dem Sensor 22 um einen Strom- und/oder Spannungssensor. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel soll angenommen werden, dass es sich bei dem Sensor 22 um einen Stromsensor handelt. Dieser ist in die erste Ader 18a der Leistungsverbindung 10 integriert, und misst den zwischen der Traktionsbatterie 6 und der Fahrzeugsteuerung 4 fließenden elektrischen Strom. Die Fahrzeugsteuerung 4 liest den Sensor 22 aus, ein Messwert des Sensors 22 liegt also in der Fahrzeugsteuerung 4 vor und kann über die Datenverbindung 12 an das Batteriemanagementsystem 8 kommuniziert werden. Der Sensor 22 ist beispielhaft ein Teil des in 1 dargestellten Flurförderzeugs 2.
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Das Flurförderzeug 2 umfasst ferner ein Hauptschütz 24, welches eingerichtet und angeordnet ist, die Leistungsverbindung 10 zu unterbrechen. Beispielhaft ist das Hauptschütz 24 in die erste Ader 18a der Leistungsverbindung 10 integriert. Das Batteriemanagementsystem 8 ist dazu eingerichtet, einen Steuerbefehl zu generieren, welcher eine Unterbrechung der Stromversorgung durch Öffnen des Hauptschütz 24 betrifft. Ein solcher Steuerbefehl wird von dem Batteriemanagementsystem 8 über die Datenverbindung 12 an die Fahrzeugsteuerung 4 kommuniziert. Die Fahrzeugsteuerung 4 empfängt diesen Befehl und löst in Reaktion auf diesen Befehl das Hauptschütz 24 aus.
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Ein beispielhafter Anwendungsfall ist der folgende: Mittels des Sensors 22 wird ein Strom auf der Leistungsverbindung 10 gemessen. Der Messwert für den auf der Leistungsverbindung 10 fließenden Strom wird permanent über die Datenverbindung 12 an das Batteriemanagementsystem 8 übertragen. In Kenntnis der Parameter der Traktionsbatterie 6, beispielsweise eines Grenzwerts für den maximal erlaubten Laststrom der Traktionsbatterie 6, wird der empfangene Messwert ausgewertet. Stellt das Batteriemanagementsystem 8 fest, dass der maximal zulässige Laststrom beispielsweise für einen vorgegebenen Zeitraum oder um einen vorgegebenen Wert überschritten wird, so erzeugt das Batteriemanagementsystem 8 einen entsprechenden Steuerbefehl. Dieser Steuerbefehl ist dazu vorgesehen, das Hauptschütz 24 auszulösen. Zunächst wird jedoch der Steuerbefehl über die Datenverbindung 12 an die Fahrzeugsteuerung 4 kommuniziert. Die Fahrzeugsteuerung 4 reagiert auf den empfangenen Steuerbefehl, indem sie das Hauptschütz 24 auslöst. Im Ergebnis wird die Lastverbindung zwischen der Traktionsbatterie 6 und der Fahrzeugsteuerung 4 getrennt, so dass eine Beschädigung der Traktionsbatterie 6 vermieden werden kann. Die Traktionsbatterie 6 weist kein Schütz oder eine vergleichbare elektrische Schaltung zum Trennen in der Leistungsverbindung 10 auf.
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Das Flurförderzeug 2 umfasst ferner eine akustische und/oder optische Warnvorrichtung 26 (vgl. auch 1). Beispielhaft soll es sich bei der in 2 dargestellten Warnvorrichtung 26 um einen Warnsummer handeln. Betrifft der von dem Batteriemanagementsystem 8 über die Datenverbindung 12 an die Fahrzeugsteuerung 4 übermittelte Steuerbefehl eine Aktivierung der Warnvorrichtung 26, so reagiert die Fahrzeugsteuerung 4 auf einen solchen Befehl, indem sie die Warnvorrichtung 26, beispielsweise den Summer, aktiviert. Die Traktionsbatterie 6 selbst ist frei von Warnvorrichtungen, insbesondere akustischen Warnvorrichtungen. Die Warnvorrichtung 26 wird beispielsweise aktiviert, wenn ein Temperatursensor 28 der Traktionsbatterie 6 eine überkritische Temperatur der Traktionsbatterie 6 feststellt. Wiederum kann auch die Auswertung dieses Messwerts vor dem Hintergrund der für die Traktionsbatterie 6 charakteristischen Parameter erfolgen. Beispielsweise werden Grenzwerte für die Temperatur in Abhängigkeit einer Benutzungssituation, eines Alters oder sonstiger Parameter der Traktionsbatterie 6 festgelegt.
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Das Flurförderzeug 2 umfasst ferner eine elektrische Hauptsicherung 30, welche beispielhaft in die erste Ader 18a der Leistungsverbindung 10 integriert ist. Die Hauptsicherung 30 ist zur Unterbrechung der Leistungsverbindung 10 im Überlastfall eingerichtet und ausgelegt. Die Traktionsbatterie 6 selbst ist frei von elektrischen Sicherungen zur Absicherung der Leistungsverbindung 10.
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Gemäß dem in 2 dargestellten schematisch vereinfachten Schaltplan ist die Traktionsbatterie 6 fest in das Flurförderzeug 2 integriert bzw. fest in dem Flurförderzeug 2 verbaut. Die Leistungsverbindung 10 und die Datenverbindung 12 sind aus diesem Grunde zwischen dem Batteriemanagementsystem 8 und der Fahrzeugsteuerung 4 insbesondere frei von Steckverbindungen. Die Traktionsbatterie 6 kann im Falle eines Serviceereignisses ausgetauscht werden.
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In 3 ist ein weiterer schematisch vereinfachter elektrischer Schaltplan für die Fahrzeugsteuerung 4 und die Traktionsbatterie 6 dargestellt. Der Schaltplan ist identisch zu dem in 2 gezeigten Schaltplan, mit dem Unterschied, dass die Traktionsbatterie 6 austauschbar bzw. auswechselbar ist. In einem Flurförderzeug 2, welches gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgestaltet ist, umfasst die Leistungsverbindung 10 eine elektrische Leistungssteckverbindung 32 und die Datenverbindung 12 eine Datensteckverbindung 34. An der Leistungssteckverbindung 32 kann die Leistungsverbindung 10 zum Auswechseln der Traktionsbatterie 6 getrennt werden. An der Datensteckverbindung 34 kann die Datenverbindung 12 zum Auswechseln der Traktionsbatterie 6 getrennt werden.
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Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Flurförderzeug
- 4
- Fahrzeugsteuerung
- 6
- Traktionsbatterie
- 8
- Batteriemanagementsystem
- 10
- Leistungsverbindung
- 12
- Datenverbindung
- 14a
- erste Klemme
- 14b
- zweite Klemme
- 16
- Leistungsanschluss
- 18a
- erste Ader
- 18b
- zweite Ader
- 20
- Datenschnittstelle
- 22
- Sensor
- 24
- Hauptschütz
- 26
- Warnvorrichtung
- 28
- Temperatursensor
- 30
- Hauptsicherung
- 32
- Leistungssteckverbindung
- 34
- Datensteckverbindung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018107498 A1 [0004]