JP2022520846A - コンテナ荷役車両からエネルギーを取り込むためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

貯蔵コンテナを下層貯蔵システムの３次元グリッド内で荷役するためのコンテナ荷役車両であって、貯蔵コンテナを下層貯蔵システムから持ち上げ、貯蔵コンテナを下層貯蔵システムに降下させるための少なくとも１つの持ち上げデバイスであって、貯蔵コンテナを把持するための持ち上げフレームと、持ち上げフレームを持ち上げ、かつ降下させるためのウィンチシステムと、ウィンチシステムを駆動するためのモータと、モータを制御するコントローラを有するドライバ回路とを備える、持ち上げデバイスと、電力をモータに提供するための少なくとも第１および第２の再充電可能電源とを備え、ドライバ回路はさらに、持ち上げフレームが貯蔵システムの中に降下されるときにエネルギーをモータから取り込むように構成される回生エネルギー回路を備える。

Description

本発明は、再充電可能バッテリによって給電され、貯蔵コンテナを下層貯蔵システムの３次元グリッド内で荷役するコンテナ荷役車両からエネルギーを取り込むためのシステムおよび方法に関する。より具体的には、再充電可能電源によって給電され、電源の充電レベルが監視および制御される下層貯蔵システムの３次元グリッド内で貯蔵コンテナを荷役するコンテナ荷役車両からエネルギーを取り込むためのシステムおよび方法に関する。

図１は、骨組構造１００を有する典型的な先行技術の自動化された貯蔵および取出システム１を開示し、図２および図３は、そのようなシステム１上で動作するために好適な２つの異なる先行技術のコンテナ荷役車両２０１、３０１を開示する。

骨組構造１００は、いくつかの直立部材１０２と、直立部材１０２によって支持されるいくつかの水平部材１０３とを備える。部材１０２、１０３は、典型的に、金属から作製され、例えば、押出成形されたアルミニウム外形であり得る。

骨組構造１００は、行で配列される貯蔵列１０５を備える貯蔵グリッド１０４を画定し、貯蔵列１０５内では、貯蔵箱としても知られる貯蔵コンテナ１０６が、相互の上にスタックされ、スタック１０７を形成する。貯蔵グリッド１０４は、貯蔵コンテナ１０６のスタック１０７の水平移動を防ぎ、コンテナ１０６の垂直移動を誘導するが、通常、そうでなければスタックされた時に貯蔵コンテナ１０６を支持しない。

自動化された貯蔵および取出システム１は、貯蔵グリッド１０４の上部を横断してグリッドパターンで配列されるレールシステム１０８を備え、そのレールシステム１０８上で、複数のコンテナ荷役車両２０１、３０１が、貯蔵コンテナ１０６を貯蔵列１０５から持ち上げ、貯蔵コンテナ１０６をその中に降下させ、貯蔵列１０５の上で貯蔵コンテナ１０６を移送するように動作させられる。レールシステム１０８は、枠構造１００の上部を横断して第１の方向Ｘにコンテナ荷役車両２０１、３０１の移動を誘導するように配列された第１の平行レールのセット１１０と、第１の方向Ｘに垂直な第２の方向Ｙにコンテナ荷役車両２０１、３０１の移動を誘導するように、第１のレールのセット１１０に垂直に配列された第２の平行レールセット１１１とを備える。このように、レールシステム１０８は、グリッド列１１２を画定し、その上でコンテナ荷役車両２０１、３０１が、貯蔵列１０５の上で側方に、すなわち、水平Ｘ－Ｙ平面と平行な平面に移動することができる。

各々の先行技術のコンテナ荷役車両２０１、３０１は、車両本体２０１ａ、３０１ａと、Ｘ方向へのコンテナ荷役車両２０１、３０１の側方移動を可能にする第１の車輪のセット２０１ｂ、３０１ｂと、Ｙ方向へのコンテナ荷役車両２０１、３０１の側方移動を可能にする第２の車輪のセット２０１ｃ、３０１ｃとを備える。図２および図３では、各セットにおける２つの車輪は、完全に可視である。第１の車輪のセット２０１ｂ、３０１ｂは、第１のレールのセット１１０のうちの２つの隣接するレールと係合するように配列され、第２の車輪のセット２０１ｃ、３０１ｃは、第２のレールのセット１１１のうちの２つの隣接するレールと係合するように配列される。車輪２０１ｂ、３０１ｂ、２０１ｃ、３０１ｃの各セットは、第１の車輪のセット２０１ｂ、３０１ｂおよび／または第２の車輪のセット２０１ｃ、３０１ｃが任意のある時間にそれぞれのレールのセット１１０、１１１と係合されることができるように、持ち上げられ、降下させられることができる。

各々の先行技術のコンテナ荷役車両２０１、３０１はまた、貯蔵コンテナ１０６の垂直移送のため、例えば、貯蔵コンテナ１０６を貯蔵列１０５から持ち上げ、貯蔵コンテナ１０６を貯蔵列１０５中に降下させるために、持ち上げデバイス３０２を備える。持ち上げデバイスは、貯蔵コンテナ１０６に係合するように適合される１つ以上の把持／係合デバイス（図示せず）を備え、把持／係合デバイスは、車両２０１、３０１に対する把持／係合デバイスの位置が第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙに直交する第３の方向Ｚに調節されることができるように、車両２０１、３０１から降下させられることができる。

各々の先行技術のコンテナ荷役車両２０１、３０１は、レールシステム１０８を横断して貯蔵コンテナ１０６を移送するときに貯蔵コンテナ１０６を受け取り、格納するための貯蔵コンパートメントまたは空間を備える。貯蔵空間は、図２に示され、かつ例えば、第ＷＯ２０１５／１９３２７８Ａ１号（その内容は、参照することによって本明細書に援用される）に説明されるように、車両本体２０１ａ内の中心に配列された空洞を備え得る。

図３は、カンチレバー構造物を有するコンテナ荷役車両３０１の代替構成を示す。そのような車両は、例えば、第ＮＯ３１７３６６号（その内容もまた、参照することによって本明細書に援用される）に詳細に説明される。

図２に示される中心空洞コンテナ荷役車両２０１は、例えば、第ＷＯ２０１５／１９３２７８Ａ１号（その内容は、参照することによって本明細書に援用される）に説明されるように、グリッド列１１２の側方範囲、すなわちＸ方向およびＹ方向におけるグリッド列１１２の範囲に概して等しいＸ方向およびＹ方向における寸法を有する面積を覆うフットプリントを有し得る。本明細書で使用される用語「側方」は、「水平」を意味し得る。

代替として、中心空洞コンテナ荷役車両２０１は、例えば第ＷＯ２０１４／０９０６８４Ａ１号に開示されるように、グリッド列１１２によって画定された側方面積より大きいフットプリントを有し得る。

Ｘ方向およびＹ方向では、近隣グリッドセルは、それらの間に空間が存在しないように、相互に接触するように配列される。

貯蔵グリッド１０４では、グリッド列１１２の大部分は、貯蔵列１０５、すなわち貯蔵コンテナ１０６がスタック１０７内に貯蔵されるグリッド列１０５である。しかしながら、グリッド１０４は、通常、少なくとも１つのグリッド列１１２を有し、グリッド列１１２は、貯蔵コンテナ１０６を貯蔵するために使用されないが、貯蔵コンテナ１０６がグリッド１０４の外側からアクセスされるかまたはグリッド１０４の内外に輸送されることができるアクセスステーション（図示せず）に移送されることができるように、コンテナ荷役車両２０１、３０１が貯蔵コンテナ１０６を受け渡しかつ／または受け取ることができる場所を備える。当技術分野内では、そのような場所は、通常、「ポート」と称され、ポートが位置するグリッド列１１２は、「ポート列」１１９、１２０と称され得る。アクセスステーションへの移送は、水平、斜め、および／または垂直である任意の方向において行われ得る。例えば、貯蔵コンテナ１０６は、貯蔵グリッド１０４内のランダムまたは専用のグリッド列１１２内に設置され、次いで、任意のコンテナ荷役車両によって受け取られ、アクセスステーションへのさらなる移送のために、ポート１１９、１２０に移送され得る。用語「斜め」は、水平と垂直との間のある場所における一般的移送向きを有する貯蔵コンテナ１０６の移送を意味することに留意されたい。

図１に開示されるグリッド１０４内に貯蔵される貯蔵コンテナ１０６がアクセスされるべきとき、コンテナ荷役車両２０１、３０１のうちの１つが、標的貯蔵コンテナ１０６をグリッド１０４内のその位置から取り出し、それを受け渡しポート１１９に移送するように命令される。この動作は、コンテナ荷役車両２０１、３０１を、標的貯蔵コンテナ１０６が位置付けられる貯蔵列１０５の上のグリッド場所に移動させ、コンテナ荷役車両２０１、３０１の持ち上げデバイス（図示せず）を使用して、貯蔵コンテナ１０６を貯蔵列１０５から取り出し、貯蔵コンテナ１０６を受け渡しポート１１９に移送することを伴う。標的貯蔵コンテナ１０６がスタック１０７内の奥深くに位置する場合、すなわち、１つまたは複数の他の貯蔵コンテナ１０６が標的貯蔵コンテナ１０６の上に位置付けられた状態である場合、動作は、標的貯蔵コンテナ１０６を貯蔵列１０５から持ち上げることに先立って、上に位置付けられている貯蔵コンテナを一時的に移動させることも伴う。時として当技術分野内では「探索」とも称されるこのステップは、その後に標的貯蔵コンテナを受け渡しポート１１９に移送するために使用される同一コンテナ荷役車両を用いて、または１つもしくは複数の他の協働するコンテナ荷役車両を用いて、実施され得る。代替として、または加えて、自動化された貯蔵および取出システム１は、特に貯蔵コンテナを貯蔵列１０５から一時的に除去するタスク専用のコンテナ荷役車両を有し得る。標的貯蔵コンテナ１０６が貯蔵列１０５から除去されると、一時的に除去された貯蔵コンテナは、元の貯蔵列１０５の中に再び位置付けされることができる。しかしながら、除去された貯蔵コンテナは、代替として、他の貯蔵列に再配置され得る。

貯蔵コンテナ１０６がグリッド１０４内に貯蔵されるべきとき、コンテナ荷役車両２０１、３０１のうちの１つが、貯蔵コンテナ１０６を受け取りポート１２０から受け取り、貯蔵コンテナ１０６をそれが貯蔵されるべき貯蔵列１０５の上のグリッド場所に移送するように命令される。貯蔵列スタック１０７内の標的位置またはその上に位置付けられる任意の貯蔵コンテナが除去された後、コンテナ荷役車両２０１、３０１は、貯蔵コンテナ１０６を所望の位置に位置付ける。除去された貯蔵コンテナは、次いで、貯蔵列１０５の中に戻るように降下させられるか、または他の貯蔵列に再配置され得る。

自動化された貯蔵および取出システム１を監視および制御するために、例えば、所望の貯蔵コンテナ１０６がコンテナ荷役車両２０１、３０１が相互に衝突せずに所望の時間に所望の場所に送達されることができるように、グリッド１０４内のそれぞれの貯蔵コンテナ１０６の場所、各貯蔵コンテナ１０６の内容物、およびコンテナ荷役車両２０１、３０１の移動を監視および制御するために、自動化された貯蔵および取出システム１は、制御システムを備え、制御システムは、典型的に、コンピュータ化され、典型的に、貯蔵コンテナ１０６を追跡するためのデータベースを備える。

電動機が逆に作用している間にそこからエネルギーを取り込むことは、公知の概念である。これは、回生制動と呼ばれ、その運動エネルギーを電気エネルギーに変換することによって（例えば、車のような）物体を減速させるエネルギー回収機構である。取り込まれた電気エネルギーは、バッテリまたはコンデンサのような再充電可能電源内に貯蔵されることができる。回生制動を使用し、発生させられた電気エネルギーを再充電可能電源内に貯蔵することによって、再充電可能電源の動作時間は、再充電されなければならなくなるまで延長される。

車両に給電するために使用される好ましい再充電可能電源は、リチウムイオンバッテリである。リチウムイオンバッテリは、その高エネルギー密度および低自己放電に起因して、好ましい。さらにそれらは、充電能力の損失を殆ど伴わずに、複数回再充電されることができる。

しかしながら、リチウムイオンバッテリに関する問題は、それらが正しく充電されなければならないことである。リチウムイオンバッテリは、それらが可燃性電解質を含有するため、安全上の危険があり得る。あまりに急速に充電されるバッテリセルは、短絡回路を引き起こし、爆発および火災につながり得る。さらに、リチウムイオンバッテリが過充電された場合、リチウムイオンが、金属リチウムとしてアノード上に蓄積し得る。これは、リチウムメッキと呼ばれる。リチウムメッキは、バッテリの寿命および耐久性を劣化させる。これはまた、短絡回路につながり得、これは、再び、火災につながる場合がある。リチウムイオンバッテリの過充電は、車両内の回生制動を使用するときの公知の問題である。

代替の再充電可能電源は、コンデンサ、好ましくは、スーパーキャパシタである。それらは、過充電のリスクなく大量の電荷を急速に取り入れることが可能であるという利点を有する。しかしながら、コンデンサに関する問題は、それらが低エネルギー密度を有することと、それらが高レベルの内部漏れ電流を有することとである。その結果、コンデンサはその充電レベルを保つために頻繁に充電されなければならならず、コンテナ荷役車両を操縦するために要求される電力の量を与えることが可能であるために多くのコンデンサを要求する。これはまた、多くの空間および不必要な重量を要求する。

例えばコンテナ荷役車両が持ち上げフレームを下層貯蔵グリッドの中に降下させるとき、図１－図３に説明されるシステムにおいて回生制動を使用してエネルギーを再生することが望ましいこともある。本発明の目的は、バッテリ損傷に関する上記に述べられた問題を克服し、回生制動がバッテリを過充電しないことを確実にすることである。

国際公開第２０１５／１９３２７８号 国際公開第２０１４／０９０６８４号

本発明は、独立請求項に記載され、独立請求項において特徴付けられる一方、従属請求項は、本発明の他の特性を説明する。

本発明は、貯蔵コンテナを下層貯蔵システムの３次元グリッド内で荷役するためのコンテナ荷役車両であって、貯蔵コンテナを下層貯蔵システムから持ち上げ、貯蔵コンテナを下層貯蔵システムに降下させるための少なくとも１つの持ち上げデバイスであって、持ち上げデバイスは、貯蔵コンテナを把持するための持ち上げフレームと、持ち上げフレームを持ち上げ、降下させるためのウィンチシステムと、ウィンチシステムを駆動するためのモータと、モータを制御するコントローラを有するドライバ回路とを備える、持ち上げデバイスと、電力をモータに提供するための少なくとも第１の再充電可能電源および第２の再充電可能電源とを備え、ドライバ回路はさらに、持ち上げフレームが貯蔵システムの中に降下されるときにエネルギーをモータから取り込むように構成される回生エネルギー回路を備え、ドライバ回路は、取り込まれたエネルギーを制御し、再充電可能電源内の事前に設定された充電のレベルに従って、取り込まれたエネルギーを再充電可能電源に指向するように構成される、コンテナ荷役車両によって定義される。

取り込まれたエネルギーは、第１の再充電可能電源かまたは第２の再充電可能電源のいずれかに指向される。本発明の好ましい実施形態では、第１の再充電可能電源は、再充電可能バッテリであり、第２の再充電可能電源は、コンデンサであり得る。コンデンサは、スーパーコンデンサであり得る。

スーパーコンデンサは、２つの異なるカテゴリに分割される、一方は、二重層コンデンサと呼ばれ、これは、静電電荷貯蔵を使用し、他方は、擬似コンデンサと呼ばれ、これは、電気化学的電荷貯蔵を使用する。さらなる下位カテゴリは、ハイブリッドコンデンサであって、これは、静電的および電気化学的貯蔵容量の両方を使用する。

本発明の２つの再充電可能電源の充電レベルを追跡するために、ドライバ回路は、第１の再充電可能電源および／または第２の再充電可能電源に接続される充電センサと通信する。充電センサは、再充電可能電源の充電容量を追跡し、その読取値をドライバ回路に通信し、これは、ひいては、取り込まれたエネルギーが指向される場所を決定する。エネルギーは、２つの再充電可能電源の充電のレベルに従って、２つの再充電可能電源のいずれかに指向される。

再充電可能バッテリがリチウムイオンバッテリである場合、バッテリがその充電容量の２５％～７５％内に保たれる場合にその充電容量が最良に保たれる。したがって、バッテリの寿命を最良に維持するために、バッテリの充電は、その充電容量の７５％未満かつ２５％超に保たれる必要がある。故に、バッテリが７５％を下回る充電レベルを有する場合、取り込まれたエネルギーは、リチウムイオンバッテリに指向される。バッテリの充電が７５％を上回る場合、取り込まれたエネルギーは、コンデンサに指向される。

代替として、リチウム鍍着の蓄積を回避するために、安全措置が、システムの中に組み込まれる。バッテリが過充電される危険にある場合、ドライバ回路は、取り込まれたエネルギーをコンデンサに指向する。

本発明のある実施形態では、コンテナ荷役車両は、バッテリが放電されて事前に規定されたレベルを下回るとき、そのバッテリを交換する。これは、コンテナ荷役車両がほぼゼロの状態になる休止時間を低減させる。しかしながら、空のバッテリおよび完全に充電されたバッテリが、必ずしも、同一の充電ステーションに位置するとは限らないこともある。したがって、コンテナ荷役車両を受け渡し充電ステーションから受け取り充電ステーションに移動させるために、コンテナ荷役車両は、コンデンサからの電力を使用する。したがって、コンデンサが２つの充電ステーション間で車両を操縦するために十分な貯蔵されたエネルギーを有することを確実にする必要がある。その結果、コンデンサの充電レベルが設定閾値レベルを下回るまで低下している決定される場合、取り込まれたエネルギーは、コンデンサに指向され得る。

本発明はさらに、コンテナ荷役車両が貯蔵コンテナを下層貯蔵システムの３次元グリッド内で荷役するときにエネルギーを取り込むための方法であって、車両は、コンテナ荷役車両を第１の方向に移動させるための少なくとも第１の車輪のセットを有する車両本体と、少なくとも１つの再充電可能バッテリおよび少なくとも１つのコンデンサと、再充電可能バッテリおよびコンデンサの充電レベルを制御するための制御システムと、貯蔵コンテナを下層貯蔵システムから持ち上げ、貯蔵コンテナを下層貯蔵システムに降下させるための少なくとも１つの持ち上げデバイスとを備え、持ち上げデバイスは、貯蔵コンテナを把持するための持ち上げフレームと、持ち上げフレームを持ち上げ、かつ降下させるためのウィンチシステムと、ウィンチシステムを駆動するためのモータと、モータを制御するコントローラを有するドライバ回路とを備え、
エネルギーを取り込むためのモータおよび回生充電回路を持ち上げデバイスに接続するステップと、
持ち上げデバイスを下層貯蔵システムの中に降下させるステップと、
制御システムを用いて、取り込まれたエネルギーを再充電可能バッテリおよび／またはコンデンサに指向するステップと
を含む方法によって定義される。

本発明のさらなる代替実施形態では、エネルギーは、コンテナ荷役車両自体の減速からも取り込まれる。

本発明の利点は、再充電可能電源の最適保守を提供しながら、同時に、コンテナ荷役車両が動作中である間に取り込まれたエネルギーの最適貯蔵を確実にすることである。

以下の図面は、本発明の理解を促進するために添付される。図面は、ここで例としてのみ説明される本発明の実施形態を示す。

図１は、先行技術の自動化された貯蔵および取出システムのグリッドの斜視図である。

図２は、貯蔵コンテナを中に含有するために中心に配列された空洞を有する先行技術のコンテナ荷役車両の斜視図である。

図３は、貯蔵コンテナを真下に含有するためのカンチレバーを有する先行技術のコンテナ荷役車両の斜視図である。

図４は、システムの異なる部品が本発明のある好ましい実施形態に従って接続される方法のボックス図である。

図５は、発生させられたエネルギーが事前に設定された容量レベルに応じて再充電可能電源のいずれかに指向される、本発明のある実施形態によるプロセスのフローチャートである。

図６は、再充電可能バッテリがその電流充電レベルの１００％にある場合、発生させられたエネルギーがコンデンサに指向される、本発明のある実施形態によるプロセスのフローチャートである。

以下では、本発明が、添付の図面を参照してさらに詳細に議論される。しかしながら、図面は本発明を描写される主題に限定することを意図していないことを理解されたい。

骨組構造１００を伴う、典型的な先行技術の自動化された貯蔵および取出システムが、上記の背景の節で説明された。

コンテナ荷役車両レールシステム１０８は、コンテナ荷役車両２０１が異なるグリッド場所間で水平に移動することを可能にし、各グリッド場所は、グリッドセルと関連付けられる。

図１では、貯蔵グリッド１０４は、８つのグリッドセルの高さを伴って示される。しかしながら、貯蔵グリッド１０４は、原理上、任意のサイズであることができることを理解されたい。貯蔵グリッド１０４は、図１に開示されるものより著しく広く、および／または長いことがあり得る。例えば、グリッド１０４は、７００×７００貯蔵列１０５を上回る水平範囲を有し得る。また、グリッド１０４は、図１に開示されるものより著しく深いことがあり得る。例えば、貯蔵グリッド１０４は、深さ、すなわち、図１に示されるＺ方向に、１２を上回るグリッドセルがあり得る。

コンテナ車両２０１は、当技術分野において公知の任意のタイプ、例えば、第ＷＯ２０１４／０９０６８４Ａ１号、第ＮＯ３１７３６６号、または第ＷＯ２０１５／１９３２７８Ａ１号に開示される自動化されたコンテナ荷役車両のうちの任意の１つであり得る。その先行技術のシステムを制御するための方法および制御システムは、周知である。

図２は、貯蔵コンテナを中に含有するために中心に配列された空洞を有する先行技術のコンテナ荷役車両の斜視図である。

図３は、貯蔵コンテナを真下に含有するためのカンチレバーを有する先行技術のコンテナ荷役車両の斜視図である。

図４は、本発明の好ましい実施形態によるどのようにシステムの異なる部品が接続されるかのボックス図である。エネルギーを取り込むためのモータ４０７および回生充電回路が、回生制動に起因して、エネルギーを取り込む。本発明では、回生制動は、持ち上げフレームが下方に降下させられるときに生じ得る。持ち上げフレームの重量に起因して、コンテナが取り付けられている場合とそうではない場合の両方において、モータ４０７が任意の作業を行うことなく、重力が、持ち上げフレームを下方に引く。故に、運動エネルギーが、ポテンシャルエネルギーの変化から発生させられる。持ち上げフレームが下層貯蔵システムの中に降下させられることから生じる運動エネルギーは、電気モータ４０７の回転子を強制的に回転させる。この回転は、電気モータ４０７が発電機として稼働することを可能にする。このとき、モータ４０７は、回転子の運動エネルギーを電気エネルギーに変換することによって、エネルギーを取り込むことができる。この電気エネルギーは、再び、再充電可能電源内に貯蔵されることができる。

コントローラが取り付けられたドライバ回路４０４が、モータ４０７を制御する。このドライバ回路４０４はさらに、回生エネルギー回路４０３を備える。この回生エネルギー回路４０３は、モータ４０７によって発生させられる電気エネルギーを取り込むように構成される。さらに、ドライバ回路４０４は、再充電可能電源内の充電のレベルに従って、取り込まれたエネルギーを第１の再充電可能電源かまたは第２の再充電可能電源のいずれかに指向する。再充電可能電源の充電レベルを追跡するために、充電センサ４０１、４０２が、第１および第２の再充電可能電源４０５、４０６に取り付けられる。充電センサ４０１、４０２は、第１および第２の再充電可能電源４０６の充電レベルをドライバ回路４０４に通信する。

本発明の好ましい実施形態では、第１の再充電可能電源４０５は、再充電可能バッテリ４０５であることができる。再充電可能バッテリ４０５は、リチウムイオンバッテリであることができる。第２の再充電可能電源４０６は、コンデンサ４０６であることができる。コンデンサ４０６は、スーパーコンデンサであることができる。

任意の他のタイプの再充電可能バッテリおよびコンデンサが、使用され得る。

図５は、本発明の実施形態によるプロセスのフローチャートであって、取り込まれたエネルギーは、リチウムイオンバッテリを充電すべきときと、コンデンサを充電すべきときとを決定するアルゴリズムに応じて、再充電可能電源のいずれかに指向される。

ドライバ回路４０４は、回生エネルギー回路４０３を備える。回生エネルギー回路４０３は、回生制動の間、エネルギーをモータから取り込む。

充電センサ４０１、４０２は、再充電可能電源４０５、４０６のいずれかに接続される。充電センサ４０１、４０２は、電源４０５、４０６の充電レベルを読み取る。この情報は、ドライバ回路４０４に通信される。

本発明のある実施形態では、受け渡し充電ステーションは、コンテナ荷役車両が放電されたバッテリを置く充電ステーションである。受け取り充電ステーションは、コンテナ荷役車両が充電されたバッテリを受け取る充電ステーションである。

充電センサ４０１、４０２からドライバ回路４０４に伝送される情報と、最も近い受け渡し充電ステーションおよび最も近い受け取り充電ステーションまでの遠さに関する情報ならびに次の動作タスクに関する情報とに基づいて、取り込まれたエネルギーは、第１の再充電可能電源かまたは第２の再充電可能電源のいずれかに伝送され、コンテナ荷役車両が、次の動作タスクを実施するかまたは充電ステーションへ駆動するかのいずれかのために十分な電力を有することを確実にする。代替として、取り込まれたエネルギーは、２つの再充電可能電源間で分けられることができる。

取り込まれたエネルギーが第１の再充電可能電源に送信されるべきか、または第２の再充電可能電源に送信されるべきかを決定するアルゴリズムは、一実施形態では、第１および第２の再充電可能電源の事前に設定された充電レベルに基づく。

本発明のある実施形態では、取り込まれたエネルギーをバッテリもしくはコンデンサのいずれかに施行するか、またはそれら両方に指向するかの決定は、ドライバ回路によって受信される情報に基づく。情報は、再充電可能電源のいずれかに取り付けられる充電センサから集められる。充電センサは、２つの電源がどのような充電レベルにあるかの情報を送達する。システムの主要目的は、リチウムイオンバッテリをあまりに大量かつあまりに高速に充電することを通して、リチウムイオンバッテリが過充電されるかまたは損傷させられて火災または爆発の危険に曝すことのないことを確実にすることである。しかしながら、バッテリがコンテナ荷役車両を受け渡し充電ステーションに辿り着かせるために十分な電力を有することと、コンテナ荷役車両が受け渡し充電ステーションから受け取り充電ステーションに辿り着き得ることを確実にするためにコンデンサが十分なエネルギーを有することとを確実にするというさらなる目的が存在する。

これらの決定を行うために、コンテナ荷役車両は、常時、２つの再充電可能電源の充電レベル、最も近い受け渡し充電ステーションまでの距離および最も近い受け取り充電ステーションまでの距離、ならびに動作の次のタスクを把握している必要がある。アルゴリズムにおいて使用される他の情報は、コンテナの次の受け取りポイントまでの遠さ、およびコンテナの受け取りポイントと受け渡しポイントとの間の遠さ、ならびにコンテナ荷役車両が探索する必要がある深さ、および持ち上げさせられ移送される必要があるコンテナの重量を含み得る。

再充電可能バッテリの充電レベルに関する情報は、リチウムイオンバッテリおよびコンデンサの両方に接続される充電センサによって提供される。最も近い受け渡し充電ステーションおよび最も近い受け取り充電ステーションに関する情報は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）通信を通して、中央コンピュータシステムによってコンテナ荷役車両に提供される。動作の次のタスクに関する情報も、中央コンピュータシステムによって提供される。

中央コンピュータシステムは、動作の次のタスクに関する情報を伝送し、コンテナ荷役車両は、所与の情報および充電センサによって集められた情報に基づいて、次のタスクに従事することができるかどうかを計算する。コンテナ荷役車両が次のタスクに従事することができる場合、コンテナ荷役車両は、中央コンピュータシステムに、コンテナ荷役車両が動作の次のタスクに従事することを通信する。しかしながら、コンテナ荷役車両が動作の次のタスクに従事することができない場合、コンテナ荷役車両は、中央コンピュータシステムに、コンテナ荷役車両がバッテリを変更する必要があることを通信する。

コンテナ荷役車両が、バッテリ上の充電レベルが低すぎて動作の次のタスクに取り掛かることができないが、コンデンサ上に高充電レベルを有する場合、コンテナ荷役車両は、バッテリを変更することを決定する。

代替として、コンテナ荷役車両は、バッテリがタスクを完了するために十分な電力を有することを確実にする場合、コンデンサを使用して、バッテリを充電することができ、持ち上げフレームの降下から取り込まれたエネルギーは、コンデンサを充電するために使用されることができる。

コンテナ荷役車両が、コンデンサ上に低充電レベルを有するが、バッテリ上に高充電レベルを有する場合、コンテナ荷役車両は、持ち上げフレームの降下から取り込まれたエネルギーをコンデンサに指向することができる。代替として、バッテリは、コンデンサを補給するために使用されることができる。

コンテナ荷役車両が、バッテリ上に高充電レベルを有し、コンデンサ上に高充電レベルを有する場合、取り込まれたエネルギーは、２つの再充電可能電源間で分割されることができる。バッテリに送信されるべき量と、コンデンサに送信されるべき量との分割は、個々の電源の電流充電レベルにおいて行われる。本発明のある実施形態では、バッテリの充電レベルは、完全充電レベルの２５％～７５％の範囲内に保たれるべきである。

バッテリの充電レベルが完全充電容量の２５％を下回る場合、バッテリが変更され得るか、または、取り込まれたエネルギーが、バッテリがその最良稼動範囲内に留まることを確実にするために、バッテリに指向され得る。バッテリの充電レベルが完全充電容量の２５％～７５％以内である場合、取り込まれたエネルギーが、バッテリをその最良稼動範囲内に保つために、バッテリに指向され得る。バッテリの充電レベルが完全充電レベルの７５％を上回る場合、取り込まれたエネルギーが、コンデンサに送信され得る。

代替として、２つの再充電可能電源の充電レベルがそれらの完全電流充電レベルにある場合、コンテナ荷役車両は、持ち上げフレームの降下から発生させられるエネルギーを取り込まないことを決定することができる。

コンテナ荷役車両が、バッテリ上に低充電を有し、コンデンサ上に低充電を有する場合、コンテナ荷役車両は、コンデンサが１つの充電ポイントから別の充電ポイントまで操縦するために十分なエネルギーを有することを確実にする。代替として、バッテリが、コンテナ荷役車両を最も近い受け渡し充電ステーションまで操縦し得ることを確実にするために十分な電力が残している場合、バッテリは、コンデンサを完全に充電するために使用されることができる。

目的は、２つの再充電可能電源の組み合わせられた電力が、常時、コンテナ荷役車両を最も近い受け渡し充電ステーションに移送し、最も近い受け渡し充電ステーションから最も近い受け取り充電ステーションに移送するために十分な電力を有することを確実にすることである。

上記に述べられる再充電可能バッテリを充電すべきときとコンデンサを充電すべきときとに関するルールは、排他的であることを意味するものではなく、ルールのセットの例を意味する。他のルールが、使用されることができ、本発明の範囲内である。

図６は、本発明のある実施形態によるプロセスのフローチャートであり、再充電可能バッテリ４０５がその電流充電レベルの１００％にある場合、取り込まれたエネルギーは、コンデンサ４０６に指向される。

上記に記載されるように、リチウムイオンバッテリが過充電される場合、リチウムイオンは、金属リチウムとしてアノード上に蓄積され得、これは、リチウム鍍着と呼ばれる。リチウム鍍着は、バッテリの寿命および耐久性を劣化させる。リチウム鍍着は、短絡回路につながり得、これもまた、火災につながり得る。

故に、リチウム鍍着の蓄積を回避するために、安全措置が、システムの中に組み込まれる。バッテリが過充電される危険にある場合、ドライバ回路４０４は、取り込まれたエネルギーをコンデンサ４０６に指向する。

バッテリは、その電流充電レベルの１００％にあるとき、完全に充電されている。過充電するためには、その電流充電レベルの１００％にあるときに、バッテリを充電しようとすることであり得る。バッテリの充電レベルは、その寿命の間、低下し得る。しかしながら、その電流充電レベルの１００％は、任意の所与の時間を耐え得る最大充電レベルと見なされるべきである。

本発明のある実施形態では、コンデンサ４０６の充電レベルがコンテナ荷役車両を１つの充電ステーションと他の充電ステーションとの間で移送するための設定レベルを下回る場合、バッテリは、コンデンサ４０６を充電するために使用されることができる。

参照番号の一覧
先行技術（図１－４）：
１ 先行技術の自動化された貯蔵および取出システム
１００ フレームワーク構造
１０２ フレームワーク構造の直立部材
１０３ フレームワーク構造の水平部材
１０４ 貯蔵グリッド
１０５ 貯蔵列
１０６ 貯蔵コンテナ
１０６’ 貯蔵コンテナの特定の位置
１０７ スタック
１０８ レールシステム
１１０ 第１の方向（Ｘ）における平行レール
１１０ａ 第１の方向（Ｘ）における第１のレール
１１０ｂ 第１の方向（Ｘ）における第２のレール
１１１ 第２の方向（Ｙ）における平行レール
１１１ａ 第２の方向（Ｙ）における第１のレール
１１１ｂ 第２の方向（Ｙ）における第２のレール
１１２ アクセス開口部
１１９ 第１のポート列
１２０ 第２のポート列
２０１ 先行技術の貯蔵コンテナ車両
２０１ａ 貯蔵コンテナ車両２０１の車両本体
２０１ｂ 駆動手段／車輪配列、第１の方向（Ｘ）
２０１ｃ 駆動手段／車輪配列、第２の方向（Ｙ）
３０１ 先行技術のカンチレバー貯蔵コンテナ車両
３０１ａ 貯蔵コンテナ車両３０１の車両本体
３０１ｂ 第１の方向（Ｘ）における駆動手段
３０１ｃ 第２の方向（Ｙ）における駆動手段
３０４ 把持デバイス
５００ 制御システム
４０１ 充電センサ
４０２ 充電センサ
４０３ 回生エネルギー回路
４０４ ドライバ回路
４０５ 再充電可能電源
４０６ 再充電可能電源
４０７ モータ
Ｘ 第１の方向
Ｙ 第２の方向
Ｚ 第３の方向

代替の再充電可能電源は、コンデンサ、好ましくは、スーパーキャパシタである。それらは、過充電のリスクなく大量の電荷を急速に取り入れることが可能であるという利点を有する。しかしながら、コンデンサに関する問題は、それらが低エネルギー密度を有することと、それらが高レベルの内部漏れ電流を有することとである。その結果、コンデンサはその充電レベルを保つために頻繁に充電されなければならならず、コンテナ荷役車両を操縦するために要求される電力の量を与えることが可能であるために多くのコンデンサを要求する。これはまた、多くの空間および不必要な重量を要求する。
先行技術によると、ＵＳ２０１６／２９７３０７Ａ１を参照すると、これは、車両が、車両を駆動するための電気駆動モータと、駆動モータのための電気エネルギーを貯蔵し提供するための電気化学的アキュムレータとを含むことを開示している。アキュムレータは、所定の最大電力値より小さい充電電力のみを吸収するように構成され、電気補助貯蔵部が、駆動モータのための電気エネルギーを貯蔵および提供する。補助貯蔵部は、充電中、最大電力値より大きい充電電力を吸収するように構成される。補助貯蔵部は、充電デバイスを介して受け取られたエネルギーを貯蔵するために、コンデンサ、フライホイールエネルギー貯蔵部、および磁気貯蔵部のうちの少なくとも１つを有し得る。車両は、最大電力値より大きい振幅を有する電力パルスとして車両の外部の充電ステーションからエネルギーを受け取るための、かつ受け取られたエネルギーを補助貯蔵部内に貯蔵するための充電デバイスと、補助貯蔵部をアキュムレータに結合し、最大電力値より小さい充電電力を用いてエネルギーを補助貯蔵部からアキュムレータに伝送するように構成される結合回路とをさらに備える。

本発明の利点は、再充電可能電源の最適保守を提供しながら、同時に、コンテナ荷役車両が動作中である間に取り込まれたエネルギーの最適貯蔵を確実にすることである。
本発明は、例えば以下を提供する。
（項目１）
貯蔵コンテナ（１０６）を下層貯蔵システム（１）の３次元グリッド（１０４）内で荷役するためのコンテナ荷役車両（２０１、３０１）であって、
－貯蔵コンテナ（１０６）を前記下層貯蔵システム（１）から持ち上げ、貯蔵コンテナ（１０６）を前記下層貯蔵システム（１）に降下させるための少なくとも１つの持ち上げデバイスであって、前記持ち上げデバイスは、貯蔵コンテナ（１０６）を把持するための持ち上げフレーム（３０２）と、前記持ち上げフレーム（３０２）を持ち上げ、かつ降下させるためのウィンチシステムと、前記ウィンチシステムを駆動するためのモータ（４０７）と、前記モータ（４０７）を制御するコントローラを有するドライバ回路（４０４）とを備える、持ち上げデバイスと、
－電力を前記モータ（４０７）に提供するための少なくとも第１の再充電可能電源（４０５）および第２の再充電可能電源（４０６）と
－を備え、前記ドライバ回路（４０４）はさらに、前記持ち上げフレーム（３０２）が前記貯蔵システム（１）の中に降下させられるとき、エネルギーを前記モータ（４０７）から取り込むように構成される回生エネルギー回路（４０３）を備え、前記ドライバ回路（４０４）は、取り込まれたエネルギーを制御し、前記再充電可能バッテリ（４０５）および前記コンデンサ（４０６）内の事前に設定された充電のレベルに従って、前記取り込まれたエネルギーを前記再充電可能バッテリ（４０５）および／または前記コンデンサ（４０６）に指向するように構成されることを特徴とする、コンテナ荷役車両。
（項目２）
前記第１の再充電可能電源（４０５）は、リチウムイオンバッテリであり、前記第２の再充電可能電源（４０６）は、コンデンサである、項目１に記載のコンテナ荷役車両（２０１、３０１）。
（項目３）
前記ドライバ回路（４０４）は、前記第１の再充電可能電源（４０５）および／または前記第２の再充電可能電源（４０６）に接続される充電センサ（４０１、４０２）にさらに接続される、項目１または２に記載のコンテナ荷役車両（２０１、３０１）。
（項目４）
前記ドライバ回路（４０４）は、前記再充電可能バッテリ（４０５）がその完全充電レベルの７５％を上回る場合、前記回生エネルギー回路（４０３）によって取り込まれた前記エネルギーを前記少なくとも１つのコンデンサ（４０６）に指向するように構成される、項目２または３に記載のコンテナ荷役車両（２０１、３０１）。
（項目５）
前記ドライバ回路（４０４）は、前記再充電可能バッテリ（４０５）がその完全充電レベルの７５％を下回る場合、前記回生エネルギー回路（４０３）によって取り込まれた前記エネルギーを前記再充電可能バッテリ（４０５）に指向するように構成される、項目２または３に記載のコンテナ荷役車両（２０１、３０１）。
（項目６）
前記ドライバ回路（４０４）は、再充電可能電源（４０５、４０６）の両方がそれらの完全充電レベルの５０％を下回る場合、前記回生エネルギー回路（４０３）によって取り込まれた前記エネルギーを前記再充電可能バッテリ（４０５）および前記少なくとも１つのコンデンサ（４０６）に指向するように構成される、項目２または３に記載のコンテナ荷役車両（２０１、３０１）。
（項目７）
前記回生エネルギー回路（４０３）はさらに、前記コンテナ荷役車両（２０１、３０１）が減速すると、エネルギーを発生させるために、エネルギーを前記コンテナ荷役車両（２０１、３０１）の車輪を駆動するモータから取り込むように構成される、項目１～６のいずれか一項に記載のコンテナ荷役車両（２０１、３０１）。
（項目８）
前記少なくとも１つのコンデンサ（４０６）は、電気化学的電荷貯蔵および／または静電電荷貯蔵を使用するコンデンサである、項目２または３に記載のコンテナ荷役車両（２０１、３０１）。
（項目９）
コンテナ荷役車両（２０１、３０１）が貯蔵コンテナを下層貯蔵システム（１）の３次元グリッド（１０４）内で荷役しているときにエネルギーを取り込むための方法であって、前記車両は、前記コンテナ荷役車両（２０１、３０１）を第１の方向（Ｘ）に移動させるための少なくとも第１の車輪（２０１ｂ、３０１ｂ）の組を有する車両本体（２０１ａ、３０１ａ）と、少なくとも第１の再充電可能電源（４０５）および第２の再充電可能電源（４０６）と、前記再充電可能バッテリ（４０５）および前記コンデンサ（４０６）の充電レベルを制御するためのドライバ回路（４０４）と、貯蔵コンテナ（１０６）を前記下層貯蔵システム（１）から持ち上げ、貯蔵コンテナ（１０６）を前記下層貯蔵システム（１）に降下させるための少なくとも１つの持ち上げデバイスとを備え、前記持ち上げデバイスは、貯蔵コンテナを把持するための持ち上げフレームと、前記持ち上げフレームを持ち上げ、かつ降下させるためのウィンチシステムと、前記ウィンチシステムを駆動するためのモータと、前記モータ（４０７）を制御するコントローラを有するドライバ回路（４０４）とを備え、前記方法は、
－前記モータ（４０７）および前記回生エネルギー回路（４０３）を前記持ち上げデバイスに接続するステップと、
－前記持ち上げデバイスを前記下層貯蔵システムの中に降下させるステップと、
－前記ドライバ回路（４０４）を用いて、発生させられたエネルギーを前記再充電可能バッテリ（４０５）および／または前記コンデンサ（４０６）に指向するステップと
を含む、方法。
（項目１０）
前記再充電可能バッテリ（４０５）がその完全電流充電レベルにある場合、前記回生エネルギー回路（４０３）によって取り込まれた前記エネルギーを前記コンデンサ（４０６）に指向する、項目１～９のいずれか一項に記載の方法。
（項目１１）
前記再充電可能バッテリ（４０５）がその完全充電レベルの７５％を下回る場合、前記回生エネルギー回路（４０３）によって取り込まれた前記エネルギーを前記再充電可能バッテリ（４０５）に指向する、項目１～１０のいずれか一項に記載の方法。

Claims (11)

1. 貯蔵コンテナ（１０６）を下層貯蔵システム（１）の３次元グリッド（１０４）内で荷役するためのコンテナ荷役車両（２０１、３０１）であって、
   －貯蔵コンテナ（１０６）を前記下層貯蔵システム（１）から持ち上げ、貯蔵コンテナ（１０６）を前記下層貯蔵システム（１）に降下させるための少なくとも１つの持ち上げデバイスであって、前記持ち上げデバイスは、貯蔵コンテナ（１０６）を把持するための持ち上げフレーム（３０２）と、前記持ち上げフレーム（３０２）を持ち上げ、かつ降下させるためのウィンチシステムと、前記ウィンチシステムを駆動するためのモータ（４０７）と、前記モータ（４０７）を制御するコントローラを有するドライバ回路（４０４）とを備える、持ち上げデバイスと、
   －電力を前記モータ（４０７）に提供するための少なくとも第１の再充電可能電源（４０５）および第２の再充電可能電源（４０６）と
   －を備え、前記ドライバ回路（４０４）はさらに、前記持ち上げフレーム（３０２）が前記貯蔵システム（１）の中に降下させられるとき、エネルギーを前記モータ（４０７）から取り込むように構成される回生エネルギー回路（４０３）を備え、前記ドライバ回路（４０４）は、取り込まれたエネルギーを制御し、前記再充電可能バッテリ（４０５）および前記コンデンサ（４０６）内の事前に設定された充電のレベルに従って、前記取り込まれたエネルギーを前記再充電可能バッテリ（４０５）および／または前記コンデンサ（４０６）に指向するように構成されることを特徴とする、コンテナ荷役車両。
2. 前記第１の再充電可能電源（４０５）は、リチウムイオンバッテリであり、前記第２の再充電可能電源（４０６）は、コンデンサである、請求項１に記載のコンテナ荷役車両（２０１、３０１）。
3. 前記ドライバ回路（４０４）は、前記第１の再充電可能電源（４０５）および／または前記第２の再充電可能電源（４０６）に接続される充電センサ（４０１、４０２）にさらに接続される、請求項１または２に記載のコンテナ荷役車両（２０１、３０１）。
4. 前記ドライバ回路（４０４）は、前記再充電可能バッテリ（４０５）がその完全充電レベルの７５％を上回る場合、前記回生エネルギー回路（４０３）によって取り込まれた前記エネルギーを前記少なくとも１つのコンデンサ（４０６）に指向するように構成される、請求項２または３に記載のコンテナ荷役車両（２０１、３０１）。
5. 前記ドライバ回路（４０４）は、前記再充電可能バッテリ（４０５）がその完全充電レベルの７５％を下回る場合、前記回生エネルギー回路（４０３）によって取り込まれた前記エネルギーを前記再充電可能バッテリ（４０５）に指向するように構成される、請求項２または３に記載のコンテナ荷役車両（２０１、３０１）。
6. 前記ドライバ回路（４０４）は、再充電可能電源（４０５、４０６）の両方がそれらの完全充電レベルの５０％を下回る場合、前記回生エネルギー回路（４０３）によって取り込まれた前記エネルギーを前記再充電可能バッテリ（４０５）および前記少なくとも１つのコンデンサ（４０６）に指向するように構成される、請求項２または３に記載のコンテナ荷役車両（２０１、３０１）。
7. 前記回生エネルギー回路（４０３）はさらに、前記コンテナ荷役車両（２０１、３０１）が減速すると、エネルギーを発生させるために、エネルギーを前記コンテナ荷役車両（２０１、３０１）の車輪を駆動するモータから取り込むように構成される、請求項１～６のいずれか一項に記載のコンテナ荷役車両（２０１、３０１）。
8. 前記少なくとも１つのコンデンサ（４０６）は、電気化学的電荷貯蔵および／または静電電荷貯蔵を使用するコンデンサである、請求項２または３に記載のコンテナ荷役車両（２０１、３０１）。
9. コンテナ荷役車両（２０１、３０１）が貯蔵コンテナを下層貯蔵システム（１）の３次元グリッド（１０４）内で荷役しているときにエネルギーを取り込むための方法であって、前記車両は、前記コンテナ荷役車両（２０１、３０１）を第１の方向（Ｘ）に移動させるための少なくとも第１の車輪（２０１ｂ、３０１ｂ）の組を有する車両本体（２０１ａ、３０１ａ）と、少なくとも第１の再充電可能電源（４０５）および第２の再充電可能電源（４０６）と、前記再充電可能バッテリ（４０５）および前記コンデンサ（４０６）の充電レベルを制御するためのドライバ回路（４０４）と、貯蔵コンテナ（１０６）を前記下層貯蔵システム（１）から持ち上げ、貯蔵コンテナ（１０６）を前記下層貯蔵システム（１）に降下させるための少なくとも１つの持ち上げデバイスとを備え、前記持ち上げデバイスは、貯蔵コンテナを把持するための持ち上げフレームと、前記持ち上げフレームを持ち上げ、かつ降下させるためのウィンチシステムと、前記ウィンチシステムを駆動するためのモータと、前記モータ（４０７）を制御するコントローラを有するドライバ回路（４０４）とを備え、前記方法は、
   －前記モータ（４０７）および前記回生エネルギー回路（４０３）を前記持ち上げデバイスに接続するステップと、
   －前記持ち上げデバイスを前記下層貯蔵システムの中に降下させるステップと、
   －前記ドライバ回路（４０４）を用いて、発生させられたエネルギーを前記再充電可能バッテリ（４０５）および／または前記コンデンサ（４０６）に指向するステップと
   を含む、方法。
10. 前記再充電可能バッテリ（４０５）がその完全電流充電レベルにある場合、前記回生エネルギー回路（４０３）によって取り込まれた前記エネルギーを前記コンデンサ（４０６）に指向する、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記再充電可能バッテリ（４０５）がその完全充電レベルの７５％を下回る場合、前記回生エネルギー回路（４０３）によって取り込まれた前記エネルギーを前記再充電可能バッテリ（４０５）に指向する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。

Images