DE3339884A1 - Electrical system of a battery-driven vehicle - Google Patents
Electrical system of a battery-driven vehicleInfo
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- B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
Abstract
Description
Elektrik-Anlage eines batteriegetriebenen Fahrzeugs Electrical system of a battery-powered vehicle
Die Erfindung betrifft eine Elektrik-Anlage eines batteriegetriebenen Fahrzeugs, mit wenigstens einem Fahrmotor und Antrieben und Verbrauchern geringerer Leistung und Steuer- und Schalteinrichtungen als sogenannte Nebenverbraucher und einer für wenigstens den Fahrmotor ausgelegten Batterie.The invention relates to an electrical system of a battery-powered Vehicle, with at least one drive motor and drives and consumers less Power and control and switching devices as so-called secondary consumers and a battery designed for at least the traction motor.
Wenn von wenigstens einem Fahrmotor die Rede ist, werden nicht nur die Ausstattung eines Fahrzeugs mit mehreren Fahrmotoren, sondern vor allem Flurförderzeuge, auch mit Hubgerüsten und Hubaggregaten, einbezogen, welche Hubmotoren bei hydraulischem Betrieb Pumpenmotoren aufweisen. Diese verhältnismäßig große Leistungen verbrauchenden Antriebe sind in die Auslegung der Batterie einbezogen.If there is talk of at least one traction motor, not only will equipping a vehicle with several drive motors, but mainly industrial trucks, also with masts and lifting units, which lifting motors are included with hydraulic Have pump motors running. This relatively large power consuming Drives are included in the design of the battery.
Wenn weitere Antriebe und Verbraucher geringerer Leistung und Steuer- und Schalteinrichtungen einbezogen werden5 die insgesamt als Nebenverbraucher bezeichnet werden, dann handelt es sich dabei um Stellmotore, Magnetventile sowie elektrische und elektronische Steuerungen, Mikro-Prozessoren, auch Impulssteuerungen, insbesondere im Zusammenhang mit den Fahr- und Hubantrieben magnetbetätigte Schütze, Verriegelungsschütze für den Fahrzustand, Pumpenventil-Betätigungsgeräte, ferner beispielsweise eine Relais-Lenkhilfe, auch weitere Relais-Schaltungen, beispielsweise für Diagonalfahrt-Abschaltung, Fahrtrichtungsschalter, magnetbetätigte Schütze für eine Schleichgangschaltung, eine Verriegelungsschaltung für Fahren innerhalb und außerhalb eines Regalganges sowie eine Höhenvorwahlschaltung, ferner auch in Verbindung mit dem Fahrantrieb um Positionierungsschaltung mit Sensoren und weiterhin um Verbraucher wie Fahrzeugbeleuchtung, gegebenenfalls auch Positionslampen, Fahrersitz-Verstellungseinrichtungen, und zur Sicherheit insgesamt Totmann-Schalter.If further drives and consumers with lower power and control and switching devices are included 5 the total as secondary consumers are referred to, then these are servomotors, solenoid valves and electrical and electronic controls, microprocessors, also pulse controls, In particular, in connection with the travel and lifting drives, magnet-operated contactors, Interlocking contactors for the driving condition, pump valve actuators, furthermore for example a relay power steering, also other relay circuits, for example for diagonal travel cut-off, travel direction switch, magnet-operated contactors for a creep speed circuit, an interlock circuit for driving within and outside a rack aisle as well as a height preselection switch, also in connection with the drive to positioning circuit with sensors and further to consumers such as vehicle lighting, possibly also position lights, driver's seat adjustment devices, and a dead man's switch for safety.
Im Zusammenhang mit Lastträgern, die an sich durch die oben erwähnten Pumpenantriebe bewegt werden, sind in diesem Zusammenhang Hilfsantriebe als elektrische Stelleinrichtungen mit Hilfsmotoren sowie Sensoren vorgesehen, die im Betrieb, insbesondere im Zusammenhang mit einer Positionierungsschaltung des Lastträgers, eine besondere Einstellung desselben bewirken.In connection with load carriers, in themselves by the above-mentioned Pump drives are moved, are auxiliary drives in this context as electrical Adjusting devices with auxiliary motors and sensors are provided that are in operation, in particular in connection with a positioning circuit of the load carrier, a special one Effect adjustment of the same.
Diese Aufzählung ist nicht vollständig. Sie kann für einzelne Fahrzeuge zu umfassend sein, für andere Fahrzeuge nicht vollständig. Sie stellt beispielsweise dar, was unter den sogenannten Nebenverbrauchern zu verstehen ist. Hierbei handelt es sich nicht nur um Steuergeräte geringerer Leistung in bezug zu Fahr- oder Pumpenmotoren, sondern auch um Antriebe5 die nur kurzzeitig arbeiten.This list is not exhaustive. It can be used for individual vehicles too comprehensive, not complete for other vehicles. She poses, for example represents what is to be understood by the so-called secondary consumers. This acts it's not just about control units lower performance in relation to Traction or pump motors, but also drives5 that only work for a short time.
An batteriegetriebenen Fahrzeugen ist die Elektrik-Anlage bisher außerordentlich aufwendig ausgeführt. Beispielsweise kann eine Fahrzeugbatterie auf der Grundlage von 80 V, aber auch wahlweise in der Größenordnung von 72, 36, 48 oder 24 V für Fahr- und Pumpenmotore vorgesehen sein. In diesem Zusammenhang ist bekannt, die Nebenverbraucher für den Anschluß an eine entsprechende Spannungshöhe auszulegen. Dabei ergibt sich ein erheblicher Aufwand, insbesondere unter dem Gesichtspunkt einer Einzelfertigung für batteriegetriebene Fahrzeuge mit verschiedenen Leistungen.The electrical system on battery-powered vehicles has so far been exceptional elaborately executed. For example, a vehicle battery can be based on of 80 V, but also optionally in the order of 72, 36, 48 or 24 V for Travel and pump motors can be provided. In this context it is known that the Design auxiliary consumers for connection to a corresponding voltage level. This results in a considerable effort, especially from the point of view a one-off production for battery-powered vehicles with different capacities.
Zu berücksichtigen ist dabei5 daß solche Fahrzeuge je nach Größe oder Einsatz mit verschiedenen Batteriegrößen ausgestattet werden. Wenn so verschiedene Fahrzeuge mit einer Elektrik-Anlage herkömmlicher Art ausgestattet werden, müssen die Nebenverbraucher immer für eine solche Spannungsbasis ausgelegt sein. Abgesehen von dem Aufwand der verschiedenen zum Einsatz kommenden Geräte, ergeben sich dabei auch Verl-uste, weil eine Anpassung eines Nebenverbrauchers, dessen optimale Spannungsbasis auf einem anderen Wert als dem der Batterie liegt, erforderlich ist.It must be taken into account5 that such vehicles depending on size or Insert can be equipped with different battery sizes. If so different Vehicles must be equipped with an electrical system of the conventional type the secondary consumers must always be designed for such a voltage base. Apart from that from the effort of the various devices that are used also losses because an adjustment of a secondary consumer, its optimal voltage base is at a different value than that of the battery.
Es ist denkbar, einen Leistungswandler zwischen der Batterie und einzelnen Nebenverbrauchern anzuordnen. Hierdurch ergibt sich ein enormer Kostenaufwand. Wenn beispielsweise die Fahrzeugbeleuchtung betrieben wird, hat diese nur kurzzeitig in der Gesamtbetriebszeit einen hohen Verbrauch. Der direkte Anschluß über einen Leistungswandler an die Batterie erfordert einen nur schlecht ausgenutzten Leistungswandblicher Größe. Dies gilt auch für andere Nebenverbraucher. Eine solche Lösung ist daher nachteilig, auch wenn sie möglich ist.It is conceivable to have a power converter between the battery and individual To arrange secondary consumers. This results in an enormous expense. if For example, the vehicle lighting is operated, this only has a short time high consumption in the total operating time. The direct connection via one Power converter to the battery requires a badly used one Power of wall size. This also applies to other secondary consumers. Such Solution is therefore disadvantageous, even if it is possible.
Es handelt sich dabei um Gleichspannungswandler, die an sich bekannt und auf dem Markt verfügbar sind. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Typen, die bei einer Firma Baum, Elektro-Physik GmbH, unter der Typen-Nr. 3024 oder 3012 zu beziehen sind. Entsprechend sind auch solche Gleichspannungswandler von anderen Herstellern bekannt.These are DC voltage converters that are known per se and are available in the market. These are, for example, types at a company Baum, Elektro-Physik GmbH, under the type no. 3024 or 3012 are available. Correspondingly, such DC voltage converters are also different from others Known manufacturers.
Der Einsatz mehrerer Gleichspannungswandler, jeweils angepaßt an die Leistung eines oder mehrerer angeschlossener Nebenverbraucher ist eine unwirtschaftliche Lösung, insbesondere weil auch hier eine verschiedene Ausstattung verschiedener Fahrzeuge erfolgen muß.The use of several DC voltage converters, each adapted to the The performance of one or more connected secondary consumers is uneconomical Solution, especially because here, too, different equipment is different Vehicles must be done.
Die sogenannten Nebenverbraucher erfüllen an den behandelten Fahrzeugen eine vielfach für den Einsatz entscheidende Funktion. Ihr Anschluß an eine sich verbrauchende Batterie bis zu einem Entlade zustand, der nur wenig über dem halben Wert der Nennspannung zu liegen braucht, erfordert gerade für Sicherheitsschaltungen, die in die Nebenverbraucher einbezogen sind, einen außerordentlichen Aufwand zur Sicherstellung der Funktion auch bei abgesenktem Spannungsniveau. Dabei ergeben sich Grenzen, unter denen die Sicherheit ohne unzulässig hohem Aufwand nicht mehr gewährleistet ist.The so-called secondary consumers fulfill on the treated vehicles a function that is often decisive for the application. Your connection to yourself Consuming battery to a state of discharge that is only a little over half The value of the nominal voltage needs to be, especially for safety circuits, that are included in the secondary consumers, an extraordinary effort to Ensuring functionality even with a reduced voltage level. In doing so, surrender limits, under which the security no longer without inadmissibly high effort is guaranteed.
Im übrigen müssen alle angeschlossenen Nebenverbraucher für einen Spannungsbereich ausgelegt sein, der den zulässigen Entladezustand der Batterie einbezieht. Zu berücksichtigen ist dabei, daß dieser Entladezustand durch mehrfachen Einsatz, beispielsweise von Hubantrieben, kurzzeitig stark geändert werden kann.In addition, all connected secondary consumers for a Voltage range designed to match the permissible State of discharge the battery. It must be taken into account that this state of discharge changed significantly for a short time due to repeated use, for example of lifting drives can be.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Elektrik-Anlage der eingangs angegebenen Art so auszuführen, daß für die sogenannten Nebenverbraucher weitestgehend unabhängig vom Ladezustand der Batterie eine gleichbleibende Spannungsbasis in wirtschaftlicher Weise gewährleistet wird.The invention is therefore based on the object of an electrical system of the type specified in the introduction so that for the so-called secondary consumers A constant voltage base largely independent of the battery's state of charge is guaranteed in an economical manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Nebenverbraucher eine eigene durch eine Pufferbatterie gestützt Spannungsebene vorgesehen ist, an die ein Verteilernetz der Nebenverbraucher angeschlossen ist, und daß zwischen der Batterie und der Pufferbatterie ein Gleichspannungswandler mit Ladefunktion angeordnet ist.According to the invention, this object is achieved in that for the secondary consumers a separate voltage level supported by a backup battery is provided which is connected to a distribution network of secondary consumers, and that between the Battery and the buffer battery, a DC / DC converter with charging function is arranged is.
Durch den Einsatz einer solchen Pufferbatterie wird eine Spannungs- bzw. Leistungsgrundlage für die Nebenverbraucher mit dem Effekt geschaffen, daß diese Grundlage durch ständige Nachladung durch den Gleichspannungswandler mit Ladefunktion auf ihr§iveau gehalten wird, so daß Spitzenbelastungen der Nebenverbraucher nicht durchschlagen, insbesondere auch nicht auf den Gleichspannungswandler mit Ladefunktion.By using such a backup battery, a voltage or performance basis for the secondary consumers created with the effect that this basis through constant recharging by the DC / DC converter with charging function is kept at their level so that peak loads on secondary consumers are not strike through, especially not on the DC / DC converter with charging function.
Daher liegt ein besonders vorteilhaftes Merkmal auch darin, daß der Gleichspannungswandler mit Ladefunktion für einen Bruchteil der Spitzenbelastung, insbesondere eines der Nebenverbraucher ausgeführt ist, die mit ihrer Spitzenbelastung zeitbeschränkt auftreten.Therefore, a particularly advantageous feature is that the DC / DC converter with charging function for a fraction of the peak load, in particular one of the secondary consumers is running with their peak load occur for a limited time.
Gleichspannungswandler verschiedener Leistungsgrößen unterscheiden sich beträchtlich im Preis. Durch die erfindungsgemäße Kombination ist es möglich, nicht nur die Anzahl von Gleichspannungswandlern eir.zuschrz.n'*-en,soncqern auch einen Gleichspannungswandler geringerer Größe einzusetzen, als bisher in einer solchen Anwendung für erforderlich gehalten worden ist.Differentiate between DC / DC converters of different power ratings considerably in price. The combination according to the invention makes it possible not only the number of DC voltage converters must be reduced, but also to use a DC / DC converter of a smaller size than previously in such a Application has been deemed necessary.
Mit besonderem Vorteil kann ein Gleichspannungswandler mit Ladefunktion in der Größenordnung von 10 % einer auftretenden Spitzenbelastung eines Nebenverbrauchers angeordnet sein, wobei ein solcher Gleichspannungswandler für alle Nebenverbraucher ausreicht.A DC / DC converter with a charging function can be particularly advantageous in the order of magnitude of 10% of a peak load that occurs on a secondary consumer be arranged, with such a DC voltage converter for all auxiliary consumers sufficient.
Die Ausführung der Elektrik-Anlage mit einer Pufferbatterie bezieht zweckmäßig ein, daß die Spannung der Rfferbatterie gleich oder niedriger als die der Batterie ist. Insbesondere eine niedrigere Spannung wird dabei bevorzugt. Nicht ausgeschlossen wird in besonderen Fällen auch eine höhere Spannung der Pufferbatterie als die Batteriespannung.The design of the electrical system is based on a buffer battery expediently that the voltage of the rechargeable battery is equal to or lower than that the battery is. In particular, a lower voltage is preferred. not In special cases, a higher voltage of the buffer battery is excluded than the battery voltage.
Wie bereits oben dargelegt ist, sind batteriegetriebene Fahrzeuge verschiedenster Grcßenordnungen und Ausstattungen bekannt und auszurüsten. Ein Vorteil gegenüber dem bisher betriebenen Aufwand liegt bereits darin5 daß für den gesamten Bereich der Nebenverbraucher und deren Verteilungsnetz nicht nur für ein Fahrzeug, sondern auch für alle Fahrzeuge verschiedener Größenordnungen eine gleiche Ausstattung auf gleicher Spannungsbasis bereitgehalten und eingesetzt werden kann. Dies ist gegenüber dem bisher betriebenen Aufwand ein überraschendes Ergebnis.As stated above, vehicles are battery-powered of various sizes and equipment known and equipped. An advantage compared to the effort made so far lies in the fact that for the entire Area of secondary consumers and their distribution network not only for one vehicle, but also the same equipment for all vehicles of different sizes can be kept ready and used on the same voltage basis. This is a surprising result compared to the effort made so far.
Aus obigen Ausführungen ergibt sich auch, daß batteriegetriebene Fahrzeuge gerade hinsichtlich ihrer sogenannten Nebenverbraucher in sehr verschiedener Weise ausgestattet sein können, und zwar hinsichtlich ihres Einsatzes. Ein solcher Einsatz kann sich für ein Fahrzeug ändern, so daß dann zusätzliche Ausstattungen, insbesondere im Bereich der Nebenverbraucher, notwendig werden. Bisher war eine solche Einsatzänderung entweder überhaupt nicht oder nur mit enormem Aufwand möglich, indem dann auch weitere und verschiedene Gleichspannungswandler eingesetzt werden mußten.From the above it can also be seen that battery-powered vehicles especially with regard to their so-called Secondary consumer in very can be equipped in different ways, namely with regard to their use. Such use can change for a vehicle, so that additional equipment, especially in the area of secondary consumers. So far there was one such a change of use either not possible at all or only possible with enormous effort, by using other and different DC voltage converters had to.
Im Rahmen der Erfindung ist aber mit besonderem Vorteil vorgesehen, daß die Pufferbatterie aus einer ergänzbaren Parallelschaltung mehrerer Batterie-Einheiten ausgeführt ist. Wenn also zusätzliche Nebenverbraucher notwendig werden, kann die sogenannte Pufferbatterie, die aus einzelnen Batterie-Einheiten besteht, ergänzt werden dadurch, daß zusätzliche Batterien zugeschaltet werden.In the context of the invention, however, it is particularly advantageous that the backup battery consists of an additional parallel connection of several battery units is executed. So if additional secondary consumers are necessary, the so-called buffer battery, which consists of individual battery units, added are made by connecting additional batteries.
Die Erfindung schafft insofern auch eine flexible Lösung, die die nachträgliche Ausstattung oder Umrüstung eines Fahrzeugs ohne erheblichen Aufwand erleichtert.The invention also creates a flexible solution that the retrofitting or retrofitting a vehicle without significant effort relieved.
Besonders bevorzugt wird unter diesem Gesichtspunkt, daß die Pufferbatterie als wartungsfreie Batterie ausgeführt und unzugänglich am Fahrzeug angeordnet ist. Wartungsfreie Batterien sind inzwischen bekannt. Ein batteriegetriebenes Fahrzeug hat eine aufladbare Batterie. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung mit einer besonderen, durch eine Pufferbatterie gestützten Spannungs ebene wird unter vorstehenden Gesichtspunkten der Wartungsaufwand nicht erhöht, sondern er bleibt sich gleich, weil nur die Fahrzeugbatterie nachzuladen ist, an welche der Fahrmotor bzw. Pumpenmotore angeschlossen sind.It is particularly preferred from this point of view that the backup battery is designed as a maintenance-free battery and is inaccessible on the vehicle. Maintenance-free batteries are now known. A battery powered vehicle has a rechargeable battery. The inventive design with a special voltage level supported by a backup battery is specified under the above The maintenance effort does not increase, but remains the same, because only the vehicle battery needs to be recharged, to which the traction motor or pump motors are connected are connected.
Die erfindungsgemäße Ausführung hat aber gerade an Fahrzeugen noch weitere Vorteile. Denkbar ist ein Ausfall der Batterie, insbesondere der sogenannten Fahrbatterie, an die also der Fahrmotor und vielleicht auch ein Pumpenmotor angeschlossen ist. Bei solchem Ausfall würde das Fahrzeug stehen bleiben. Im Falle eines Kommissionier-Fahrzeugs besteht die Gefahr, daß eine bedienende Person am stehenden Fahrzeug oben am Mast verbleibt. Beim Anlaufen anderer Fahrzeuge können sich unübersichtliche Bedingungen ergeben. Durch die Anordnung der Pufferbatterie ergibt sich die Voraussetzung einer Beseitigung eines solchen Gefahrenzustandes durch eine einschaltbare Notverbindung zwischen der Pufferbatterie und wenigstens dem Fahrmotor, wobei der Schalter der Notverbindung in Abhängigkeit von einer Spannung der Batterie einschaltbar ist.However, the embodiment according to the invention is still just about vehicles Other advantages. A failure of the battery, especially the so-called one, is conceivable Drive battery, to which the drive motor and perhaps also a pump motor are connected is. In the event of such a failure, the vehicle would come to a standstill. In the case of a picking vehicle there is a risk of an operator standing on the vehicle at the top of the mast remains. When other vehicles start up, confusing conditions can arise result. The arrangement of the backup battery results in the requirement of a Elimination of such a dangerous state by means of an emergency connection that can be switched on between the backup battery and at least the traction motor, the switch of the Emergency connection can be switched on depending on a voltage of the battery.
Im Hinblick auf obige Gesichtspunkte ist die Notverbindung, gegebenenfalls auch zum Pumpenmotor, vorgesehen, um aus der Pufferbatterie heraus das Abfahren des Kommissionierkorbes zu gewährleisten.In view of the above, the emergency connection is, if necessary also for the pump motor, provided to shutdown from the backup battery of the picking basket.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung liegt darin, daß eine mit einem Schalter versehene Verbindung zwischen dem Verteilernetz und einer dessen Spannungshöhe entsprechenden Anzapfung, gegebenenfalls nur einiger Zellen der Batterie, vorgesehen ist, und daß der Schalter in Abhängigkeit von einem Ausfall im Bereich des Gleichspannungswandlers mit Ladefunktion und der Pufferbatterie einschaltbar ist. Die Anzapfung der Batterie im Bereich einiger Zellen läßt jedenfalls einen Betrieb bis zur Ruhestellung oder Abschaltung des Fahrzeugs zu. In diesem Fall ist das Verteilernetz an den Ladezustand der Batterie gebunden.Another advantageous embodiment is that one with a switch provided connection between the distribution network and one of its Voltage level corresponding tapping, possibly only some cells of the battery, is provided, and that the switch in response to a failure in the area of the DC / DC converter with charging function and the buffer battery can be switched on is. In any case, tapping the battery in the area of a few cells leaves one Operation until the rest position or shutdown of the vehicle. In this case it is the distribution network is tied to the state of charge of the battery.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.The invention is explained below on the basis of exemplary embodiments, which are shown in the drawing.
In der Zeichnung zeigen: Fig. l einen schematischen Stromlaufplan zur Erläuterung der Erfindung; Fig. 2 eine entsprechende Darstellung mit weiteren Ausgestaltungen; Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines batteriegetriebenen Fahrzeugs mit den Hauptantrieben.The drawing shows: FIG. 1 a schematic circuit diagram to explain the invention; Fig. 2 shows a corresponding representation with further Refinements; Fig. 3 is a schematic side view of a battery-powered Vehicle with the main drives.
Fig. 3 zeigt schematisch ein elektrisch betriebenes Hubfahrzeug mit einem Fahrmotor 1, einem Pumpenantriebsmotor 2 mit einer Pumpe 3, die mit einem hydraulischen Kreis in Verbindung steht5 und ein Hubaggregat 4 für einen Lastträger 5.Fig. 3 shows schematically an electrically operated lifting vehicle with a traction motor 1, a pump drive motor 2 with a pump 3, which with a hydraulic circuit is in connection 5 and a lifting unit 4 for a load carrier 5.
Sowohl der Pumpenantriebsmotor 2 als auch der Fahrmotor l sind aus einer Batterie 6 im Fahrzeug gespeist. Diese ist für beträchtliche Leistung ausgelegt, beispielsweise eine 80 V Batterie.Both the pump drive motor 2 and the traction motor 1 are off fed by a battery 6 in the vehicle. This is designed for considerable performance, for example an 80 V battery.
Es versteht sich, daß im Fahrzeug noch sogenannte Nebenverbraucher gemäß obigen Darlegungen angeordnet sind.It goes without saying that so-called secondary consumers are still in the vehicle are arranged according to the above explanations.
Dabei handelt es sich um unten systemskizzenartig erläuterte an sich gemäß obigen Ausführungen bekannte Steuerungen im Bereich des Lastträgers 5 mit Sensoren, Gabelverschiebung und -ausrichtung, Stellmotoren und dergleichen sowie um Lenkantriebe mit Lenkhilfsmotor und dergleichen, was alles unter obige Aufzählung fällt.These are explained in the form of a system sketch per se according to the above statements known controls in the area of the load carrier 5 with Sensors, fork displacement and alignment, servomotors and the like as well to steering drives with power steering motor and the like, everything under the above list falls.
In Fig. 1 sind die Batterie 6 und die beiden Motoren, Fahrmotor 1 und Pumpenmotor 2, erkennbar, die unmittelbar an die Batterie 6, beispielsweise für 80 V über eine Leitung 7 angeschlossen sind.In FIG. 1, the battery 6 and the two motors are traction motor 1 and pump motor 2, recognizable, which are directly connected to the battery 6, for example for 80 V are connected via a line 7.
Es versteht sich, daß in dieser symbolisch gezeigten Leitung 7 Schalter und andere Steuermittel untergebracht sind.It goes without saying that 7 switches in this symbolically shown line and other control means are housed.
Dazu ist das Funktionsfeld 8 eingezeichnet.For this purpose, the function field 8 is shown.
Sowohl Schaltgeräte für Schalter in diesem Funktionsfeld als auch andere Nebenverbraucher gemäß obiger Darlegung sind in einem Verteilernetz 9 angeordnet. Dieses Verteilernetz ist im Beispiel auf einer niedrigeren Spannung als. der der Batterie 6, beispielsweise auf einer Spannung von 12 V, gehalten. In dem Verteilernetz sind zahlreiche Nebenverbraucher 10 - 15 unmittelbar parallel zueinander oder in Reihe angeschlossen. Die Felder sind in Fig. 1 nur symbolisch eingezeichnet. Sie umfassen praktisch, d.h. auch nur beispielsweise, die oben zu den Nebenverbrauchern geschilderten Funktionsträger einschl. Magnetventile, Impulssteuerung, Beleuchtung, Fahrersitzverstellung oder dergleichen.Both switching devices for switches in this function field as well as other secondary consumers as explained above are arranged in a distribution network 9. This distribution network is at a lower voltage than in the example. the the Battery 6, for example at a voltage of 12 V, held. In the distribution network numerous secondary consumers 10-15 are directly parallel to one another or in Series connected. The fields are shown only symbolically in FIG. she practically, i.e. also only for example, include the above on the secondary consumers Described functionaries including solenoid valves, pulse control, lighting, Driver seat adjustment or the like.
Bei einer Spannungsdifferenz von 80 V zu 12 V im Beispiel kann das Verteilernetz 9 in einem Zweig auch noch eine geringfügigere Spannupgsmodifikation in Form eines Ohm'schen NetzwerkestauSweisen, d.h. praktisch eine mittels eines Widerstandes und zusätzlicher Schaltelemente herabgesetzte und stabilisierte Spannung für besonders geringe Spannung erfordernde Nebenverbraucher, wie beispielsweise einen Mikro-Computer 17.With a voltage difference of 80 V to 12 V in the example, this can Distribution network 9 also has a minor voltage modification in one branch in the form of an ohmic network configuration, i.e. practically one by means of a Resistance and additional switching elements reduced and stabilized voltage for auxiliary consumers that require particularly low voltage, such as a micro-computer 17.
Die Nebenverbaucher sind insbesondere unter der Einbeziehung von Sicherheitsschaltungen von entscheidender Bedeutung hinsichtlich ihrer Funktion für das Fahrzeug. Die Batterie 6 entlädt sich nach Verbrauch und wird beispielsweise im 12-Stunden-Rhythmus oder 24-Stunden-Rhythmus aufgeladen. Die Entladung in der dazwischen liegenden Zeit unterscheidet sich erheblich, einerseits in Abhängigkeit von der Fahrstrecke und andererseits aber in Abhängigkeit von Lastbetätigungen.Für ein Lagerfahrzeug kann eine Fahrstrecke in etwa vorausschauend angesetzt werden. Die Handhabung von Lasten kann sich aber in verschiedenen Einsätzen erheblich ändern. Insofern ist der Ladezustand der Batterie 6 im Verlauf eines Einsatzzeitraumes zwischen dem Aufladen nicht mit Sicherheit vorauszusehen.The secondary consumers are particularly concerned with the inclusion of safety circuits vital regarding their function for the Vehicle. The battery 6 discharges after consumption and is, for example, in 12-hour cycle or 24-hour cycle charged. The discharge in between lying time differs considerably, on the one hand depending on the Travel distance and on the other hand depending on load actuation. For a warehouse vehicle a route can be roughly anticipated. The handling of However, loads can change considerably in different operations. To that extent is the state of charge of the battery 6 over a period of use between charging cannot be foreseen with certainty.
Die Spannungs ebene des Verteilernetzes 6 wird gewährleistet durch eine im ganzen mit 18 bezeichnete Pufferbatterie, die über einen Gleichspannungswandler 19 mit Ladefunktion an die Batterie 6 angeschlossen ist. Der Anschluß erfolgt über die Leitung 20. Die im ganzen mit 18 bezeichnete Pufferbatterie besteht nach Fig. 1 aus zwei parallel geschalteten Batterie-Einheiten 21, 22. Durch die Parallelschaltung zweier oder mehrerer Batterie-Einheiten kann die Leistungsbasis für das Verteilernetz 9 erweitert werden. Wenn also unter der obigen Aufzählung von Nebenantrieben zunächst erst einige vorgesehen sind und später eine zusätzliche Ausstattung erforderlich wird, ist es möglich, in der Pufferbatterie 18 zusätzliche Batterie-Einheiten 22 parallel zu schalten, ohne daß es notwendig ist, den Gleichspannungswandler 19 mit Ladefunktion zu verändern. Dieser Gleichspannungswandler 19 mit Ladefunktion arbeitet ununterbrochen. Er kann mit gleicher Leistung ständig die Pufferbatterie 18 auf ihrem Niveau halten, wobei die Auslegung des Gleichspannungswandlers 19 mit Ladefunktion den Ladezustand der Pufferbatterie 18 auch unabhängig vom Ladezustand der Batterie 6 auf ihrem Niveau hält. Insofern fangt die Pufferbatterie 18 auch Entladestöße aus den Nebenverbrauchern auf, ohne daß dazu besondere Vorkehrungen im Bereich des Gleichspannungswandlers getroffen werden müssen.The voltage level of the distribution network 6 is guaranteed by a buffer battery designated as a whole by 18, which has a DC voltage converter 19 is connected to the battery 6 with charging function. The connection is made via the line 20. The buffer battery designated as a whole by 18 consists of FIG. 1 from two battery units 21, 22 connected in parallel. Due to the parallel connection two or more battery units can provide the power basis for the distribution network 9 can be expanded. So if under the above list of power take-offs first first some are planned and later additional equipment will be required it is possible to have additional battery units 22 in the buffer battery 18 to be connected in parallel without it being necessary to use the DC / DC converter 19 To change the charging function. This DC / DC converter 19 works with a charging function continuously. He can keep the backup battery 18 on with the same power keep their level, taking the interpretation of the DC / DC converter 19 with charging function, the charge status of the buffer battery 18 regardless of the charge status the battery 6 keeps at their level. In this respect, the buffer battery 18 also catches Discharge surges from the secondary consumers without taking any special precautions must be taken in the area of the DC voltage converter.
Es versteht sich, daß im Verteilernetz 9 nur solche Nebenverbraucher angeordnet sind, die je nach Wahl der Kapazität und Spannung durch ihren Einsatz nicht in der Lage sind, die Pufferbatterie in einen funktionsbeeinträchtigenden Zustand zu bringen.It goes without saying that in the distribution network 9 only such secondary consumers are arranged, depending on the choice of capacity and voltage through their use are unable to turn the backup battery into a function-impairing To bring state.
Die Fig.2 zeigt aber in diesem Zusammenhang eine besondere Ausgestaltung in zweifacher Hinsicht. Gemäß obigem Gesichtspunkt könnte die im ganzen mit 18 bezeichnete Pufferbatterie oder aber auch der Gleichspannungswandler mit Ladefunktion ausfallen. Zwischen dem Verteilernetz 9 und der Batterie 6 ist eine Verbindung 23 in Form einer Leitung vorgesehen, welche aber an der Batterie 6 in einer Anzapfung 24 endet, die nur so viele Zellen der Batterie 6 erfaßt, die für die Erstellung der Spannung der Pufferbatterie 18 erforderlich ist.In this context, however, FIG. 2 shows a special embodiment in two ways. According to the above point of view, the whole designated 18 could Buffer battery or the DC / DC converter with charging function fail. Between the distribution network 9 and the battery 6 is a connection 23 in the form of a Line provided, but which ends at the battery 6 in a tap 24 which only as many cells of the battery 6 are detected that are necessary for the creation of the voltage of the Backup battery 18 is required.
In der Leitung 23 ist ein Schalter 25 angeordnet, der ein Antriebsgerät 26 hat, das über Funktionsleitungen 27, 28 mit dem Gleichspannungswandler 19 einerseits und der Pufferbatterie 18 andererseits verbunden ist. Signale, die den Ausfall nur eines dieser Teile melden, führen dazu, daß der Schalter 25 schließt und das Verteilernetz 9 wenigstens über eine bemessene Zeit unmittelbar aus der Batterie 6 gespeist wird, auch mit der Gefährdung, daß ein herabgesetzter Ladezustand der Batterie 6 negative Einflüsse haben kann. Für einen solchen Fall werden die Nebenverbraucher je nach ihrer Bedeutung für Funktionserfüllung des Fahrzeugs so ausgelegt, daß sie auch noch mit einer herabgesetzten Spannung funktionsfähig sind.In the line 23, a switch 25 is arranged, which is a drive device 26, which via function lines 27, 28 to the DC voltage converter 19 on the one hand and the backup battery 18, on the other hand, is connected. Signals that the failure only report one of these parts, lead to the fact that the switch 25 closes and the distribution network 9 is fed directly from the battery 6 for at least a certain period of time, also with the risk that a Reduced state of charge of the Battery 6 can have negative influences. In such a case, the secondary consumers Depending on their importance for the fulfillment of the function of the vehicle, designed so that they are still functional with a reduced voltage.
Dabei wird einbezogen, die Anzapfung 24 grundsätzlich so an der Batterie 6 vorzusehen, daß auch im teilentladenen Zustand noch die Nennspannung des Verteilernetzes 9 erreicht wird. Beispielsweise bei einer Nennspannung der Batterie 6 in der Größenordnung von 24 V kann im Betrieb bei Entladung und entsprechender Belastung eine Verminderung auf 16-17 V eintreten, so daß dann die Differenz zu den Nebenverbrauchern mit einer Sollspannung von 12 V gering wird. Das wird durch die beschriebene Anlage ausgeglichen, wobei zugleich auch unter Berücksichtigung des vorgesehenen Ausgleichs die Anzapfung entsprechend gewählt wird. Dieses stellt insbesondere kurzzeitig die für die Fahrzeugsicherheit notwendige Funktion aller Nebenverbraucher sicher. Dabei wird einbezogen, daß die Nebenverbraucher auch Wegesteuerungen enthalten.This includes the tap 24 basically on the battery 6 ensure that the nominal voltage of the distribution network is still used in the partially discharged state 9 is reached. For example, with a nominal voltage of the battery 6 of the order of magnitude of 24 V can lead to a reduction in operation in the event of discharge and corresponding load to 16-17 V occur, so that then the difference to the secondary consumers with a Target voltage of 12 V becomes low. This is compensated for by the system described, at the same time, taking into account the intended compensation, the tapping is chosen accordingly. This is particularly important for vehicle safety for a short time necessary function of all secondary consumers. It is taken into account that the Secondary consumers also contain route controls.
Die Fig. 2 zeigt eine weitere Notverbindung 29 zwischen der Pufferbatterie 18 und den beiden Motoren 1 und 2, d.h.2 shows a further emergency connection 29 between the backup battery 18 and the two motors 1 and 2, i.e.
wenigstens dem Fahrmotor 1 bzw. auch der Antriebsschaltung 30 mit dem Fahrmotor und dem Pumpenmotor. Die Notverbindung 29 enthält einen Schalter 31, dessen Antriebs gerät 32 in Abhängigkeit von einer Spannungsüberwachungs-Einrichtung 33 der Batterie 6 einschaltbar ist.at least the traction motor 1 and also the drive circuit 30 with the traction motor and the pump motor. The emergency connection 29 contains a switch 31, its drive device 32 as a function of a voltage monitoring device 33 of the battery 6 can be switched on.
In der Notverbindung 29 ist zweckmäßig auch ein Gleichrichter 34 angeordnet. Diese. Ausführung zeigt einen weiteren Vorteil der Elektrik-Anlage mit der Pufferbatterie 18, weil sie beim Ausfall der Fahrzeug-Hauptbatterie noch ermöglichen wird, daß eine gewisse Strecke, gegebenenfalls Notstrecke zu einem Signalpunkt gefahren und beispielsweise im Zusammenhang mit dem Pumpenmotor 2 auch Lastträger bzw. Kommissionierträger abgesenkt werden können, so daß eine- das Fahrzeug benutzende Person ordnungsgemäß abgesetzt werden kann.A rectifier 34 is expediently also arranged in the emergency connection 29. These. Execution shows another Advantage of the electrical system with the backup battery 18, because if the main vehicle battery fails, it will still will enable a certain route, possibly emergency route, to a signal point driven and, for example, in connection with the pump motor 2 also load carriers or order picking carriers can be lowered so that someone using the vehicle Person can be properly dropped off.
In dem Hubfahrzeug nach Fig. 3 sind schematisch die Nebenverbraucher eingezeichnet. Beispielsweise handelt es sich zum Lastträger 5 um Sensoren 35, um Stellmotoren 36 zum Querantrieb des eigentlichen Lastträgers und um weitere Hilfsantriebe 37, mit denen beispielsweise Gabelarme 38 gespreizt werden können.In the lifting vehicle according to FIG. 3, the auxiliary consumers are shown schematically drawn. For example, the load carrier 5 is sensors 35 to Servomotors 36 for the transverse drive of the actual load carrier and for other auxiliary drives 37, with which fork arms 38, for example, can be spread apart.
Im Fahrzeug selbst ist eine Baugruppe 39 vorgesehen, die magnetbetätigte Schütze für den Fahrmotor 1 und den Pumpenmotor 2 aufweist, ferner die zum Fahrantrieb gehörenden Relais schaltungen für Diagonalfahrt-Abschaltung, Fahrtrichtungsschalter, Schleichgangschaltung und eine Verriegelungsschaltung für Fahren innerhalb und außerhalb eines Regalganges.In the vehicle itself, an assembly 39 is provided which is magnet-operated Has contactors for the traction motor 1 and the pump motor 2, as well as the traction drive Associated relay circuits for diagonal travel shutdown, travel direction switch, Creep speed circuit and an interlock circuit for driving inside and outside of a shelf aisle.
In einer weiteren Baugruppe 40 sind beispielsweise eine Höhenvorwahlschaltung, Schaltelemente für den Fahrantrieb für eine Positionierungsschaltung in Verbindung mit Sensoren 41 sowie die Anschlüsse für Fahrzeugbeleuchtung, Positionslampen und Totmanns-Schaltung angeordnet. Dabei ist eine Verbindung zum Fahrersitz vorhanden.In a further assembly 40 are, for example, a height preselection circuit, Switching elements for the travel drive for a positioning circuit in connection with sensors 41 and the connections for vehicle lighting, position lights and Dead man's circuit arranged. There is a connection to the driver's seat.
Die Baugruppen können auch die Bewegungsschalter fürden Fahrersitz und dergleichen enthalten.The assemblies can also be the motion switches for the driver's seat and the like included.
Prinzipiell ist eine Baugruppe 42 enthalten, die zusätzlich alle Teile, wie auch Impulssteuerungen und Mikro-Prozessoren aufnimmt, die im Zusammenhang mit den Nebenverbrauchern oben erwähnt sind und die in der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Weise, wie auch die anderen Baugruppen, in dem Verteilernetz 9 zusammengefaßt sind.In principle, an assembly 42 is included, which also includes all parts, as well as pulse controls and microprocessors related to the secondary consumers are mentioned above and those described with reference to FIGS. 1 and 2 Way, like the other assemblies, in the distribution network 9 are combined.
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