Bild: iStock, Apatsara

Ladesysteme für elektrische Transportfahrzeuge Schnell zu voller Energie

30.08.2018

E-Mobilität beschränkt sich nicht nur auf Elektroautos. Auch in der Logistik kommen elektrische Fahrzeuge zum Einsatz. Spezielle Schnellladesysteme sorgen dafür, dass sie stetig und unterbrechungsfrei unterwegs sind.

In der Logistik werden Waren vom Lager zum Warenausgang bewegt, bei Ankunft ab Rampe eingelagert und von Transportfahrzeugen umgelagert – alles ist stetig in Bewegung. Diese Prozesse werden oftmals von fahrerlosen Transportsystemen (FTS), im Englischen auch Automated Guided Vehicles (AGV) genannt, abgewickelt. Die Elektrofahrzeuge sind ein fester Bestandteil von zukunftsorientierten Logistikanwendungen. Sie navigieren batteriebetrieben durch Lagerhallen oder Containerhäfen und können wesentlich zur Effizienzsteigerung und Kostenreduktion in den Logistikprozessen beitragen. Darüber hinaus ist der Transport mit diesen Fahrzeugen emissionsfrei und umweltschonend.

Um die FTS konstant im Fluss zu halten und Arbeitsabläufe nicht zu unterbrechen, kommen automatische Batteriewechselsysteme oder sehr leistungsfähige Ladestationen zum Einsatz. Bei Letzteren ist es wichtig, dass der Ladevorgang schnell abgewickelt wird, um Stillstandszeiten zu vermeiden und die Kosten niedrig zu halten. Batteriewechsel erfolgen automatisch robotergesteuert. Aus diesem Grund müssen die Anschlüsse zur Stromübertragung steck- und trennbar sein. Ausrichtungsfehler bis zu einem bestimmten Grad benötigen Kompensation und die Verbindungslösung muss einer hohen Anzahl von Steckzyklen standhalten. Das modulare Steckverbindersystem CombiTac von Stäubli Electrical Connectors ermöglicht die freie Konfiguration der zu übertragenden Medien. Für diese Anwendung wird das Steckverbindersystem mit einem zusätzlichen Rahmen ausgerüstet, um eine ungenaue Führung auszugleichen. Zur Signalübertragung stehen verschiedene Kontakte und sehr dichte Kontaktträger zur Auswahl. Spezielle Last-Mate-First-Break-Kontakte überwachen und kontrollieren den Verbindungsstatus und sorgen für erhöhte Sicherheit. Ein 10-Gbit-Modul für Industrial Ethernet-Anwendungen erfüllt die Anforderungen von CAT6A und eignet sich für den Echtzeit-Datenaustausch.

Schnellladesystem schafft 100.000 Steckzyklen

Bei automatisierten Logistikprozessen, die ohne Eingriff von Personal reibungslos funktionieren, muss auch die Energieversorgung autonom stattfinden. Dabei kommuniziert das automatische Ladesystem nicht nur mit dem Fahrzeug, sondern auch mit einer übergeordneten Software, die den gesamten Ladeprozess steuert und überwacht. Der Trend in Richtung flexibler Systeme, die leitlinienfrei fahren oder deren Leitlinie zumindest ohne größeren baulichen Aufwand geändert werden kann, zeichnet sich ab. Somit sind auch anpassungsfähige Ladesysteme gefragt, die sich sowohl an die Anwendung als auch an die bestehende Infrastruktur anpassen lassen.

Dafür hat Stäubli das automatische Schnellladesystem Quick Charging Connection (QCC) entwickelt. Das Kernstück der automatischen Kontaktierungslösung bildet die Multilam-Technologie, bei welcher ein konstanter Federdruck der Stege eine über die gesamte Lebensdauer gleichbleibende Kontaktierung zwischen den Kontaktflächen sicherstellt. Das ermöglicht eine hohe Effizienz der Leistungsübertragung. Zusätzlich bietet die Multilam-Technologie einen Selbstreinigungseffekt bei jedem Steckvorgang. Dadurch lassen sich auch ohne zusätzliche Reinigung oder Wartung dauerhaft hohe Ströme übertragen. Diese Eigenschaften führen zu einer kurzen Ladezeit der FTS-Batterien, wodurch der Arbeits- beziehungsweise Fahrplan der FTS nicht unterbrochen wird. Der Laderhythmus lässt sich einfach an die Anwendung anpassen. Durch regelmäßige, kurze Ladezyklen kann die Baugröße der eingesetzten Batterie klein gehalten werden. Das wirkt sich positiv auf das Fahrzeuggewicht, den Platzbedarf an Bord und die Betriebskosten aus. Das Nachladen erfolgt während der geplanten Boxenstopps oder bei Umladevorgängen an Ladestationen entlang der Strecke. Solche kurzen Zwischenladungen werden Opportinity Charging genannt und können schonender für die Batterien sein als eine Vollladung. Das Schnellladesystem ist auf über 100.000 Steckzyklen ausgelegt und eignet sich somit für einen dauerhaften und langjährigen Betrieb.

Die Ladevorrichtungen verfügen zudem über eine mechanische Führung, welche mit hoher Toleranzaufnahme Lageungenauigkeiten und Abweichungen in der Positionierung ausgleicht. Ein optionales automatisches Selbstreinigungssystem mit Druckluft entfernt vor dem Ladevorgang mögliche Fremdkörper in der Ladevorrichtung. Dadurch wird sowohl im Innen- als auch Außenbereich ein zuverlässiger und wartungsarmer Betrieb sichergestellt. Dank der wasserdichten Ausführung (IP55) verhindert das System zusätzlich Verschmutzungen oder Wassereintritt, der zu gefährlichen Kurzschlüssen führen kann.

Doppelter Berührungsschutz

Das System ist so ausgelegt, dass in jeder Situation, ob gesteckt oder ungesteckt, alle spannungsführenden Teile berührungsgeschützt sind. Erst wenn die Verbindung vollständig gesteckt ist, werden die Leistungs- und Signalkontakte freigelegt und es erfolgt die elektronische Freigabe zum Start des Ladevorgangs. Durch diesen vollständigen Berührungsschutz bis zum Abschluss des Steckvorgangs und die zusätzliche elektronische Freigabe ist das System doppelt sicher. Es gibt keine freiliegenden spannungsführenden Teile, wie Oberleitungen oder Stromschienen, die berührt werden könnten.

Bildergalerie

  • Mit Hilfe von Schnellladesystemen können die Stillstandszeiten von elektrischen Transportfahrzeugen deutlich reduziert werden.

    Bild: Stäubli Electrical Connectors

Firmen zu diesem Artikel
Verwandte Artikel