DE102023001537A1

DE102023001537A1 - Transportsystem und Verfahren zum Betreiben eines Transportsystems

Info

Publication number: DE102023001537A1
Application number: DE102023001537.7A
Authority: DE
Inventors: Matthias Hauck; Frank Schönung; Maximilian Winter; Julia Gärtner
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2022-04-28
Filing date: 2023-04-18
Publication date: 2023-11-02
Also published as: WO2023208655A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Transportsystem, umfassend ein Fahrzeug (11), welches eine primäre Antriebseinrichtung (21) zum Antrieb des Fahrzeugs (11) und einen primären Energiespeicher (31) zur Versorgung der primären Antriebseinrichtung (21) des Fahrzeugs (11) aufweist, und mindestens ein Transporthilfsmittel (41) zur Aufnahme von Transportgut, wobei das Transporthilfsmittel (41) einen sekundären Energiespeicher (32) zur Versorgung des Transporthilfsmittels (41) aufweist, und das Fahrzeug (11) eine Kopplungseinrichtung zur Kopplung des Fahrzeugs (11) mit dem Transporthilfsmittel (41) aufweist, und mit der Kopplungseinrichtung eine Verbindung des Fahrzeugs (11) zu dem Transporthilfsmittel (41) derart herstellbar ist, dass Energie von dem sekundären Energiespeicher (32) zu dem primären Energiespeicher (31) übertragbar ist. Das Fahrzeug (11) weist eine Messeinrichtung zur Messung einer Menge von Energie, die von dem sekundären Energiespeicher (32) zu dem primären Energiespeicher (31) übertragen wird, auf. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Transportsystems.

Description

Die Erfindung betrifft ein Transportsystem, das ein Fahrzeug, welches eine primäre Antriebseinrichtung zum Antrieb des Fahrzeugs und einen primären Energiespeicher zur Versorgung der primären Antriebseinrichtung des Fahrzeugs aufweist, und mindestens ein Transporthilfsmittel zur Aufnahme von Transportgut umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Transportsystems.
In Produktionswerken, Supermärkten, Industriehallen, Logistikzentren sowie Krankenhäusern sind autonom fahrende Transportfahrzeuge einsetzbar. Die autonom fahrenden Transportfahrzeuge dienen beispielsweise zum Transport von Gegenständen, insbesondere von Transporthilfsmitteln mit Transportgut, innerhalb der jeweiligen Anlage. Die Transporthilfsmittel dienen zur Aufnahme des zu transportierenden Transportguts.
Auch konventionelle motorisierte Kraftfahrzeuge, beispielsweise Lastkraftwagen, Personenkraftwagen, Lastenfahrräder mit Elektromotor, welche auch als E-Bike bezeichnet werden, finden beim Transport von Transporthilfsmitteln mit Transportgut Verwendung. Solche konventionellen Kraftfahrzeuge werden vorwiegend in urbanen Umgebungen, beispielsweise zum Transport von Paketen, frischen Mahlzeiten oder Getränken, eingesetzt. Konventionelle Kraftfahrzeuge im Sinn dieser Erfindung sind nicht autonom, sondern werden von einem Fahrer gesteuert.
Autonom fahrende Fahrzeuge ebenso wie konventionelle motorisierte Kraftfahrzeuge umfassen in der Regel eine Antriebseinrichtung zum Antrieb des Fahrzeugs und einen elektrischen Energiespeicher zur Versorgung der Antriebseinrichtung mit elektrischer Energie. Wenn der elektrische Energiespeicher leer ist, so ist ein Aufladen des elektrischen Energiespeichers erforderlich. Während des Aufladens des elektrischen Energiespeichers ist ein Betrieb des autonom fahrenden Fahrzeugs in der Regel nicht möglich. Es ist daher empfehlenswert, die erforderliche Zeit zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs möglichst gering zu halten.
Aus der DE 10 2013 014 305 A1 ist ein Fahrzeuganhänger für ein Zugfahrzeug mit in den Fahrzeuganhänger integrierten elektrischen Antriebssystemkomponenten bekannt, die mit einem elektrischen Antriebssystem des Zugfahrzeugs koppelbar ist. Die Antriebssystemkomponenten umfassen unter anderem zwei elektrische Energiespeicher.
Aus der DE 10 2015 205 811 A1 ist ein Range-Extender-Fahrzeug bekannt, welches einen Energiespeicher und Mittel zur Energieübertragung an ein Hauptfahrzeug zur Versorgung eines Hauptfahrzeugs aufweist.
Aus der DE 10 2019 203 527 A1 ist eine Vorrichtung zur induktiven Energieübertragung zwischen einer Traktions-Batterie und einem Elektromotor eines Lastzuges mit einem Lastkraftwagen und mit einem Anhänger bekannt. Die Vorrichtung weist eine Anhängerkupplung mit einem Kupplungsbolzen sowie mit einer ersten Transformatorwicklung auf.
Aus der US 2016/303986 A1 ist eine Vorrichtung zur reziproken Versorgung mit elektrischer Energie zwischen einem Elektrofahrzeug und einem anderen Fahrzeug bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Transportsystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Transportsystems weiterzubilden.
Die Aufgabe wird durch ein Transportsystem mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Betreiben eines Transportsystems mit den in Anspruch 15 angegebenen Merkmalen gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Transportsystem umfasst ein Fahrzeug, welches eine primäre Antriebseinrichtung zum Antrieb des Fahrzeugs und einen primären Energiespeicher zur Versorgung der primären Antriebseinrichtung des Fahrzeugs aufweist, und mindestens ein Transporthilfsmittel zur Aufnahme von Transportgut. Das Transporthilfsmittel weist einen sekundären Energiespeicher zur Versorgung des Transporthilfsmittels auf. Das Fahrzeug weist eine Kopplungseinrichtung zur Kopplung des Fahrzeugs mit dem Transporthilfsmittel auf. Mit der Kopplungseinrichtung ist eine Verbindung des Fahrzeugs zu dem Transporthilfsmittel derart herstellbar, dass Energie von dem sekundären Energiespeicher des Transporthilfsmittels zu dem primären Energiespeicher des Fahrzeugs übertragbar ist. Das Fahrzeug weist eine Messeinrichtung zur Messung einer Menge von Energie, die von dem sekundären Energiespeicher zu dem primären Energiespeicher übertragen wird, auf.
Der sekundäre Energiespeicher ist somit nutzbar, um das angekoppelte Fahrzeug mit Energie zu versorgen. Der sekundäre Energiespeicher stellt insbesondere Energie zum unmittelbaren Antrieb des Fahrzeugs bereit. Das Fahrzeug kann kontinuierlich betrieben werden, da für Transportfahrten immer ein geladener sekundärer Energiespeicher verfügbar ist, von dem sogar noch zusätzliche Energie transferiert werden kann. Ein Aufladen des primären Energiespeichers an einer stationären Ladestation ist somit nicht oder zumindest seltener erforderlich. Standzeiten des Fahrzeugs während eines Ladevorgangs sind damit reduzierbar. Zusätzlich ist es denkbar, dass von dem sekundären Energiespeicher über die zum unmittelbaren Antrieb des Fahrzeugs benötigte Energie hinaus Energie bereitgestellt wird. Somit ist der primäre Energiespeicher des Fahrzeugs aufladbar. Die von dem sekundären Energiespeicher zu dem primären Energiespeicher übertragene Menge von Energie stellt somit einen Anreiz oder eine Bezahlung dafür dar, dass das Fahrzeug das Transporthilfsmittel von einem Ort zu einem anderen Ort transportiert. Eine finanzielle Zahlung oder Berechnung der Transportkosten ist damit entbehrlich.
Das Transporthilfsmittel umfasst Module, wie beispielsweise eine Wärmevorrichtung, eine Kühlvorrichtung eine Anzeigevorrichtung oder eine Kommunikationsvorrichtung. Der sekundäre Energiespeicher ist insbesondere zur Versorgung der besagten Module eingerichtet. Die mögliche Ladezeit für den sekundären Energiespeicher des Transporthilfsmittels ist vergleichsweise lang, da die Standzeiten des Transporthilfsmittels oftmals deutlich länger sind als die Transportzeiten. Dies hat den Vorteil, dass der sekundäre Energiespeicher mit geringen Ladestrom schonend geladen werden kann. Dadurch wird eine geringere Ladeleistung benötigt, und deshalb ist ein kleineres und günstigeres Ladegerät ausreichend.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Fahrzeug als autonom fahrendes Transportfahrzeug, also als fahrerloses Fahrzeug, ausgebildet. Das Fahrzeug ist beispielsweise ein Straßenfahrzeug mit Rädern oder Ketten, ein Schienenfahrzeug, ein Luftfahrzeug oder ein Wasserfahrzeug.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Fahrzeug als konventionelles Kraftfahrzeug ausgebildet. Das Fahrzeug ist in diesem Fall nicht autonom, sondern wird von einem Fahrer gesteuert. Das Fahrzeug ist beispielsweise ein Straßenfahrzeug mit Rädern oder Ketten, ein Schienenfahrzeug, ein Luftfahrzeug oder ein Wasserfahrzeug. Insbesondere ist das Fahrzeug ein Lastkraftwagen, ein Personenkraftwagen oder ein Lastenfahrrad mit Elektromotor, welches auch als E-Bike bezeichnet wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Transporthilfsmittel eine Auswahleinheit zur vorherigen, also bereits vor der Herstellung der Verbindung des Fahrzeugs zu dem Transporthilfsmittel, Auswahl der von dem sekundären Energiespeicher zu dem primären Energiespeicher zu übertragenden Menge von Energie auf. Somit kann vor der Herstellung der Verbindung des Fahrzeugs zu dem Transporthilfsmittel bereits der Anreiz oder die Bezahlung für einen Transport des Transporthilfsmittels festgelegt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Transporthilfsmittel eine Parametriereinheit auf, welche dazu eingerichtet ist, aus eingegebenen Parametern eine zu übertragende Menge von Energie zu berechnen und die berechnete Menge von Energie anzuzeigen. Die Parametriereinheit umfasst beispielsweise ein Eingabemodul, insbesondere ein Tastenfeld, zur Eingabe der erforderlichen Parameter. Die Parametriereinheit umfasst beispielsweise ein Ausgabemodul, insbesondere ein Display, zur Ausgabe der berechneten Menge von Energie. Die Parametriereinheit umfasst beispielsweise einen Touchscreen, welcher die Funktionen des Eingabemoduls und des Ausgabemoduls übernimmt. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Parametriereinheit eine drahtlose Kommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit einem übergeordneten Leitrechner. Die Kommunikationseinrichtung ermöglicht eine Kommunikation mittels bekannter drahtloser Übertragungsverfahren, beispielsweise WLAN oder Bluetooth. Mittels der Kommunikationseinrichtung sind die erforderlichen Parameter von dem Leitrechner zu der Parametriereinheit übertragbar. Mittels der Kommunikationseinrichtung ist die berechnete Menge von Energie von der Parametriereinheit zu dem Leitrechner übertragbar. Erforderliche Parameter sind beispielsweise ein Lieferort sowie ein Lieferzeitpunkt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der primäre Energiespeicher als Doppelschichtkondensator ausgebildet, und der sekundäre Energiespeicher ist als wiederaufladbare Batterie, insbesondere als Lithium-Ionen-Batterie, ausgebildet. Doppelschichtkondensatoren, die auch als Superkondensatoren oder Ultrakondensatoren bezeichnet werden, weisen im Vergleich zu Lithium-lonen-Batterien zwar eine geringere Energiedichte, jedoch einer signifikant höhere Leistungsdichte auf. Der Doppelschichtkondensator dient insbesondere zum Beschleunigen des Transportsystems. Wenn eine konstante Geschwindigkeit erreicht ist und zum weiteren Antrieb des Transportsystems nur eine geringe Leistung erforderlich ist, so wird der Doppelschichtkondensator mit Energie aus der Lithium-Ionen-Batterie geladen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Transporthilfsmittel eine sekundäre Antriebseinrichtung zum Antrieb des Transporthilfsmittels auf. Dabei ist der sekundäre Energiespeicher zur Versorgung der sekundären Antriebseinrichtung des Transporthilfsmittels eingerichtet. Somit ist das Transporthilfsmittel beispielsweise dazu in der Lage, kurze Strecken alleine zurück zu legen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mit der Kopplungseinrichtung eine mechanische Verbindung des Fahrzeugs zu dem Transporthilfsmittel derart herstellbar, dass das Fahrzeug auch von der sekundären Antriebseinrichtung des Transporthilfsmittels antreibbar ist. Somit wird das Transportsystem von der sekundären Antriebseinrichtung des Transporthilfsmittels angetrieben, die primäre Antriebseinrichtung des Fahrzeugs wird nicht benutzt, und der primäre Energiespeicher wird geschont. Das Fahrzeug ist für die Navigation, insbesondere für die Lenkung, des Transportsystems zuständig.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die primäre Antriebseinrichtung des Fahrzeugs dazu eingerichtet, kinetische Energie in elektrische Energie zu wandeln und zu dem primären Energiespeicher zu übertragen. Wenn das Transportsystem von der sekundären Antriebseinrichtung des Transporthilfsmittels angetrieben wird, so wird während der Fahrt die primäre Antriebseinrichtung des Fahrzeugs generatorisch, also bremsend, betrieben. Die sekundäre Antriebseinrichtung des Transporthilfsmittels bringt somit zusätzlich zur kinetischen Energie eben diese Bremsenergie auf. Es wird somit Energie aus dem sekundären Energiespeicher zunächst in kinetische Energie gewandelt und anschließend wieder in elektrische Energie gewandelt und zu dem primären Energiespeicher übertragen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Kopplungseinrichtung Mittel zur drahtgebundenen Übertragung von Energie von dem sekundären Energiespeicher des Transporthilfsmittels zu dem primären Energiespeicher des Fahrzeugs. Die Übertragung von Energie erfolgt beispielsweise konduktiv über eine Steckverbindung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Kopplungseinrichtung Mittel zur berührungslosen Übertragung von Energie von dem sekundären Energiespeicher des Transporthilfsmittels zu dem primären Energiespeicher des Fahrzeugs. Die Übertragung von Energie erfolgt beispielsweise induktiv oder kapazitiv. Somit sind an dem Fahrzeug sowie an dem Transporthilfsmittel keine freiliegenden spannungsführenden Anschlusselemente erforderlich.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Fahrzeug ein Kommunikationsmodul zur Datenübertragung mittels Lichtstrahlen, in welchen zu übertragenden Daten codiert sind, auf, und das Transporthilfsmittel weist ein Kommunikationsmodul zur Datenübertragung mittels Lichtstrahlen, in welchen zu übertragenden Daten codiert sind, auf. Die Kommunikationsmodule sind derart angeordnet, dass eine Datenübertragung zwischen den Kommunikationsmodulen ermöglicht ist, wenn mit der Kopplungseinrichtung eine Verbindung des Fahrzeugs zu dem Transporthilfsmittel hergestellt ist. Somit sind Daten, beispielsweise betreffend einen Ladezustand des sekundären Energiespeichers oder betreffend einen Energiebedarf des Fahrzeugs, zwischen dem Fahrzeug und dem Transporthilfsmittel übertragbar. Eine Kommunikation über Funkwellen, beispielsweise WLAN, ist somit nicht erforderlich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist jedes der Kommunikationsmodule einen Sender zum Aussenden eines Lichtstrahls und einen Empfänger zum Empfangen eines Lichtstrahls auf. Dabei sind die Kommunikationsmodule derart angeordnet, dass ein von dem Sender des Kommunikationsmoduls des Fahrzeugs ausgesendeter Lichtstrahl, in welchem zu übertragenden Daten codiert sind, von dem Empfänger des Kommunikationsmoduls des Transporthilfsmittels empfangen wird, und dass ein von dem Sender des Kommunikationsmoduls des Transporthilfsmittels ausgesendeter Lichtstrahl, in welchem zu übertragenden Daten codiert sind, von dem Empfänger des Kommunikationsmoduls des Fahrzeugs empfangen wird. Somit ist eine Duplex-Kommunikation zwischen den Kommunikationsmodulen mittels Lichtstrahlen möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Transporthilfsmittel eine optische Anzeigeeinheit, welche Informationen über den sekundären Energiespeicher anzeigt, auf, und das Fahrzeug weist eine Kamera auf, welche derart angeordnet ist, dass von der Anzeigeeinheit angezeigte Informationen von der Kamera erfassbar sind. Beispielsweise zeigt die Anzeigeeinheit in Form eines Balkendiagramms einen Ladezustand des sekundären Energiespeichers an. Diese Information ist dann einerseits von einem Nutzer optisch erfassbar, und ist zusätzlich von der Kamera des Fahrzeugs erfassbar.
Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Transportsystems wird mit der Kopplungseinrichtung eine Verbindung des Fahrzeugs zu dem Transporthilfsmittel hergestellt. Energie wird, direkt oder indirekt, von dem sekundären Energiespeicher des Transporthilfsmittels zu dem primären Energiespeicher des Fahrzeugs übertragen. Dabei wird eine von dem sekundären Energiespeicher zu dem primären Energiespeicher übertragene Menge von Energie von der Messeinrichtung des Fahrzeugs gemessen.
Der sekundäre Energiespeicher wird somit genutzt, um das angekoppelte Fahrzeug mit Energie zu versorgen. Der sekundäre Energiespeicher stellt insbesondere Energie zum unmittelbaren Antrieb des Fahrzeugs bereit. Zusätzlich ist es denkbar, dass von dem sekundären Energiespeicher über die zum unmittelbaren Antrieb des Fahrzeugs benötigte Energie hinaus Energie bereitgestellt wird. Somit wird der primäre Energiespeicher des Fahrzeugs aufgeladen. Die von dem sekundären Energiespeicher zu dem primären Energiespeicher übertragene Menge von Energie stellt somit einen Anreiz oder eine Bezahlung dafür da, dass das Fahrzeug das Transporthilfsmittel von einem Ort zu einem anderen Ort transportiert. Eine finanzielle Zahlung oder Berechnung der Transportkosten ist damit entbehrlich.
Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Abbildungen stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. Es zeigen:

1: eine schematische Darstellung eines Transportsystems gemäß einer ersten Ausführungsform,
2: eine schematische Darstellung eines Transportsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform,
3: eine schematische Darstellung eines Transportsystems gemäß einer dritten Ausführungsform und
4: eine schematische Darstellung eines Transportsystems gemäß einer vierten Ausführungsform.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Transportsystems gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Transportsystem umfasst ein Fahrzeug 11, welches als autonom fahrendes Transportfahrzeug ausgebildet ist. Das Fahrzeug 11 weist eine primäre Antriebseinrichtung 21 zum Antrieb des Fahrzeugs 11 auf. Die primäre Antriebseinrichtung 21 umfasst insbesondere einen Elektromotor und Antriebsräder. Die Antriebsräder sind dabei von dem Elektromotor antreibbar.
Das Fahrzeug 11 weist einen primären Energiespeicher 31 zur Versorgung der primären Antriebseinrichtung 21 und weiterer Komponenten des Fahrzeugs 11 auf. Der primäre Energiespeicher 31 ist beispielsweise als Lithium-Ionen-Batterie oder als Doppelschichtkondensator, Superkondensator oder Ultrakondensator ausgebildet.
Das Fahrzeug 11 weist ferner eine Steuereinheit zur Steuerung der Antriebseinrichtung und Sensoren, beispielsweise Laserscanner, zur Umwelterkennung und für Sicherheitsaufgaben auf. Ebenso weist das Fahrzeug 11 Einrichtungen zur Ortung und Navigation auf. Das Fahrzeug 11 weist auch eine drahtlose Kommunikationseinrichtung zu Kommunikation mit einem übergeordneten Leitrechner auf. Die Kommunikationseinrichtung ermöglicht eine Kommunikation mittels bekannter drahtloser Übertragungsverfahren, beispielsweise WLAN oder Bluetooth.
Das Transportsystem umfasst vorliegend zwei Transporthilfsmittel 41 zur Aufnahme von Transportgut. Bei den Transporthilfsmitteln 41 handelt es sich vorliegend um Behälter, wie beispielsweise Kisten oder Boxen, in welchen sich das Transportgut befindet. Die Transporthilfsmittel 41 sind vorliegend auf einer Transportfläche des Fahrzeugs 11 abgestellt. Das Fahrzeug 11 trägt somit die besagten Transporthilfsmittel 41 mit dem darin befindlichen Transportgut.
Die Transporthilfsmittel 41 weisen jeweils einen sekundären Energiespeicher 32 zur Versorgung des Transporthilfsmittels 41 auf. Die sekundären Energiespeicher 32 sind beispielsweise als Lithium-Ionen-Batterie oder als Doppelschichtkondensator, Superkondensator oder Ultrakondensator ausgebildet. Die Transporthilfsmittel 41 umfassen jeweils Module, wie beispielsweise eine Wärmevorrichtung, eine Kühlvorrichtung, eine Kommunikationsvorrichtung, eine Autorisierungsvorrichtung oder eine Anzeigevorrichtung. Insbesondere die besagten Module sind von dem sekundären Energiespeicher 32 versorgbar.
Das Fahrzeug 11 weist eine Kopplungseinrichtung zur Kopplung des Fahrzeugs 11 mit den Transporthilfsmittel 41 auf. Mit der Kopplungseinrichtung ist eine Verbindung des Fahrzeugs 11 zu den Transporthilfsmittel 41 derart herstellbar, dass Energie von den sekundären Energiespeichern 32 der Transporthilfsmittel 41 zu dem primären Energiespeicher 31 des Fahrzeugs 11 übertragbar ist.
Die Kopplungseinrichtung umfasst beispielsweise Mittel zur drahtgebundenen Übertragung von Energie von den sekundären Energiespeichern 32 der Transporthilfsmittel 41 zu dem primären Energiespeicher 31 des Fahrzeugs 11. Die Mittel zur drahtgebundenen Übertragung von Energie umfassen beispielsweise Steckverbinder. Die Steckverbinder umfassen jeweils einen Pluspol und einen Minuspol zur Übertragung von Energie in Form eines Gleichstroms.
Alternativ oder zusätzlich umfasst die Kopplungseinrichtung beispielsweise Mittel zur berührungslosen Übertragung von Energie von den sekundären Energiespeichern 32 des Transporthilfsmittels 41 zu dem primären Energiespeicher 31 des Fahrzeugs 11. Die Mittel zur berührungslosen Übertragung von Energie umfassen beispielsweise Spulen. Die Transporthilfsmittel 41 weisen ebenfalls Spulen auf. Durch eine induktive Kopplung der Spulen des Fahrzeugs zu den Spulen der Transporthilfsmittel 41 ist eine berührungslose Übertragung von Energie ermöglicht.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Transportsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Transportsystem umfasst ein Fahrzeug 11, welches als konventionelles Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Das Fahrzeug 11 weist eine primäre Antriebseinrichtung 21 zum Antrieb des Fahrzeugs 11 auf. Die primäre Antriebseinrichtung 21 umfasst insbesondere einen Elektromotor und Antriebsräder. Die Antriebsräder sind dabei von dem Elektromotor antreibbar. Das Fahrzeug 11 wird von einem hier nicht dargestellten Fahrer gesteuert.
Das Fahrzeug 11 weist einen primären Energiespeicher 31 zur Versorgung der primären Antriebseinrichtung 21 und weiterer Komponenten des Fahrzeugs 11 auf. Der primäre Energiespeicher 31 ist beispielsweise als Lithium-Ionen-Batterie oder als Doppelschichtkondensator, Superkondensator oder Ultrakondensator ausgebildet.
Das Transportsystem umfasst vorliegend ein Transporthilfsmittel 41 zur Aufnahme von Transportgut. Bei dem Transporthilfsmittel 41 handelt es sich vorliegend um ein Gestell mit mehreren Tragflächen, welche übereinander angeordnet sind. Die Tragflächen dienen zur Aufnahme von Transportbehältern 42, wie beispielsweise Kisten oder Boxen, in welchen sich das Transportgut befindet. Das Transporthilfsmittel 41 ist vorliegend auf einer Transportfläche des Fahrzeugs 11 abgestellt. Das Fahrzeug 11 trägt somit das besagte Transporthilfsmittel 41 mit den darauf befindlichen Transportbehältern 42 und dem darin befindlichen Transportgut.
Das Transporthilfsmittel 41 weist einen sekundären Energiespeicher 32 zur Versorgung des Transporthilfsmittels 41 auf. Der sekundäre Energiespeicher 32 ist beispielsweise als Lithium-Ionen-Batterie oder als Doppelschichtkondensator, Superkondensator oder Ultrakondensator ausgebildet. Das Transporthilfsmittel 41 umfasst Module, wie beispielsweise eine Wärmevorrichtung, eine Kühlvorrichtung, eine Kommunikationsvorrichtung, eine Autorisierungsvorrichtung oder eine Anzeigevorrichtung. Insbesondere die besagten Module sind von dem sekundären Energiespeicher 32 versorgbar.
Das Fahrzeug 11 weist eine Kopplungseinrichtung zur Kopplung des Fahrzeugs 11 mit den Transporthilfsmittel 41 auf. Mit der Kopplungseinrichtung ist eine Verbindung des Fahrzeugs 11 zu dem Transporthilfsmittel 41 derart herstellbar, dass Energie von dem sekundären Energiespeicher 32 des Transporthilfsmittels 41 zu dem primären Energiespeicher 31 des Fahrzeugs 11 übertragbar ist.
Die Kopplungseinrichtung umfasst beispielsweise Mittel zur drahtgebundenen Übertragung von Energie von dem sekundären Energiespeichern 32 des Transporthilfsmittels 41 zu dem primären Energiespeicher 31 des Fahrzeugs 11. Die Mittel zur drahtgebundenen Übertragung von Energie umfassen beispielsweise Steckverbindern. Die Steckverbinder umfassen jeweils einen Pluspol und einen Minuspol zur Übertragung von Energie in Form eines Gleichstroms.
Alternativ oder zusätzlich umfasst die Kopplungseinrichtung beispielsweise Mittel zur berührungslosen Übertragung von Energie von dem sekundären Energiespeicher 32 des Transporthilfsmittels 41 zu dem primären Energiespeicher 31 des Fahrzeugs 11. Die Mittel zur berührungslosen Übertragung von Energie umfassen beispielsweise Spulen. Das Transporthilfsmittel 41 weist ebenfalls eine Spule auf. Durch eine induktive Kopplung der Spulen des Fahrzeugs zu der Spule des Transporthilfsmittels 41 ist eine berührungslose Übertragung von Energie ermöglicht.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Transportsystems gemäß einer dritten Ausführungsform. Das Transportsystem umfasst ein Fahrzeug 11, welches als autonom fahrendes Transportfahrzeug ausgebildet ist. Das Fahrzeug 11 weist eine primäre Antriebseinrichtung 21 zum Antrieb des Fahrzeugs 11 auf. Die primäre Antriebseinrichtung 21 umfasst insbesondere einen Elektromotor und Antriebsräder. Die Antriebsräder sind dabei von dem Elektromotor antreibbar.
Das Fahrzeug 11 weist einen primären Energiespeicher 31 zur Versorgung der primären Antriebseinrichtung 21 und weiterer Komponenten des Fahrzeugs 11 auf. Der primäre Energiespeicher 31 ist beispielsweise als Lithium-Ionen-Batterie oder als Doppelschichtkondensator, Superkondensator oder Ultrakondensator ausgebildet.
Das Fahrzeug 11 weist ferner eine Steuereinheit zur Steuerung der Antriebseinrichtung und Sensoren, beispielsweise Laserscanner, zur Umwelterkennung und für Sicherheitsaufgaben auf. Ebenso weist das Fahrzeug 11 Einrichtungen zur Ortung und Navigation auf. Das Fahrzeug 11 weist auch eine drahtlose Kommunikationseinrichtung zu Kommunikation mit einem übergeordneten Leitrechner auf. Die Kommunikationseinrichtung ermöglicht eine Kommunikation mittels bekannter drahtloser Übertragungsverfahren, beispielsweise WLAN oder Bluetooth.
Das Transportsystem umfasst vorliegend zwei Transporthilfsmittel 41 zur Aufnahme von Transportgut. Bei den Transporthilfsmitteln 41 handelt es sich vorliegend um fahrbare Transportboxen, welche jeweils eine sekundäre Antriebseinrichtung 22 zum Antrieb des jeweiligen Transporthilfsmittels 41 aufweisen. Die Transporthilfsmittel 41 umfassen jeweils Module, wie beispielsweise eine Wärmevorrichtung, eine Kühlvorrichtung, eine Kommunikationsvorrichtung, eine Autorisierungsvorrichtung oder eine Anzeigevorrichtung.
Die Transporthilfsmittel 41 weisen jeweils einen sekundären Energiespeicher 32 zur Versorgung des jeweiligen Transporthilfsmittels 41 auf. Die sekundären Energiespeicher 32 sind beispielsweise als Lithium-Ionen-Batterie oder als Doppelschichtkondensator, Superkondensator oder Ultrakondensator ausgebildet. Die sekundären Energiespeicher 32 dienen insbesondere zur Versorgung der sekundären Antriebseinrichtungen 22 der Transporthilfsmittel 41. Auch die besagten Module sind von dem sekundären Energiespeicher 32 versorgbar.
Das Fahrzeug 11 weist eine Kopplungseinrichtung zur Kopplung des Fahrzeugs 11 mit den Transporthilfsmittel 41 auf. Mit der Kopplungseinrichtung ist eine Verbindung des Fahrzeugs 11 zu den Transporthilfsmittel 41 derart herstellbar, dass Energie von den sekundären Energiespeichern 32 der Transporthilfsmittel 41 zu dem primären Energiespeicher 31 des Fahrzeugs 11 übertragbar ist.
Die Kopplungseinrichtung umfasst beispielsweise eine Verbindungsstange, mittels welcher eine mechanische Verbindung des Fahrzeugs 11 zu einem der Transporthilfsmittel 41 herstellbar ist. Vorliegend ist eine weitere Verbindungsstange vorgesehen, mittels welcher eine mechanische Verbindung des einen Transporthilfsmittel 41 zu dem anderen Transporthilfsmittel 41 herstellbar ist. Das Fahrzeug 11 ist somit von den sekundären Antriebseinrichtungen 22 der Transporthilfsmittel 41 antreibbar. Das Fahrzeug 11 ist für die Navigation, insbesondere für die Lenkung, des Transportsystems zuständig.
Die primäre Antriebseinrichtung 21 des Fahrzeugs 11 ist dazu eingerichtet, kinetische Energie in elektrische Energie zu wandeln und zu dem primären Energiespeicher 31 zu übertragen. Die primäre Antriebseinrichtung 21 ist somit wie ein Generator betreibbar. Wenn das Transportsystem von den sekundären Antriebseinrichtungen 22 der Transporthilfsmittel 41 angetrieben wird, so wird die primäre Antriebseinrichtung 21 des Fahrzeugs 11 generatorisch, also bremsend, betrieben. Die sekundären Antriebseinrichtungen 22 der Transporthilfsmittel 41 bringen somit zusätzlich zur kinetischen Energie eben diese Bremsenergie auf. Dabei wird Energie aus den sekundären Energiespeichern 32 zunächst in kinetische Energie gewandelt und anschließend wieder in elektrische Energie gewandelt und zu dem primären Energiespeicher 31 des Fahrzeugs 11 übertragen.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Transportsystems gemäß einer vierten Ausführungsform. Das Transportsystem umfasst ein Fahrzeug 11, welches als konventionelles Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Das Fahrzeug 11 weist eine primäre Antriebseinrichtung 21 zum Antrieb des Fahrzeugs 11 auf. Die primäre Antriebseinrichtung 21 umfasst insbesondere einen Elektromotor und Antriebsräder. Die Antriebsräder sind dabei von dem Elektromotor antreibbar. Das Fahrzeug 11 wird von einem hier nicht dargestellten Fahrer gesteuert.
Das Fahrzeug 11 weist einen primären Energiespeicher 31 zur Versorgung der primären Antriebseinrichtung 21 und weiterer Komponenten des Fahrzeugs 11 auf. Der primäre Energiespeicher 31 ist beispielsweise als Lithium-Ionen-Batterie oder als Doppelschichtkondensator, Superkondensator oder Ultrakondensator ausgebildet.
Das Transportsystem umfasst vorliegend ein Transporthilfsmittel 41 zur Aufnahme von Transportgut. Bei dem Transporthilfsmittel 41 handelt es sich vorliegend um ein fahrbares Gestell mit mehreren Tragflächen, welche übereinander angeordnet sind. Die Tragflächen dienen zur Aufnahme von Transportbehältern 42, wie beispielsweise Kisten oder Boxen, in welchen sich das Transportgut befindet. Das Transporthilfsmittel 41 weist eine sekundäre Antriebseinrichtung 22 zum Antrieb des Transporthilfsmittel 41 auf. Das Transporthilfsmittel 41 umfasst Module, wie beispielsweise eine Wärmevorrichtung, eine Kühlvorrichtung, eine Kommunikationsvorrichtung, eine Autorisierungsvorrichtung oder eine Anzeigevorrichtung.
Das Transporthilfsmittel 41 weist einen sekundären Energiespeicher 32 zur Versorgung des Transporthilfsmittels 41 auf. Der sekundäre Energiespeicher 32 ist beispielsweise als Lithium-Ionen-Batterie oder als Doppelschichtkondensator, Superkondensator oder Ultrakondensator ausgebildet. Der sekundäre Energiespeicher 32 dient insbesondere zur Versorgung der sekundären Antriebseinrichtung 22 des Transporthilfsmittels 41. Auch die besagten Module sind von dem sekundären Energiespeicher 32 versorgbar.
Das Fahrzeug 11 weist eine Kopplungseinrichtung zur Kopplung des Fahrzeugs 11 mit dem Transporthilfsmittel 41 auf. Mit der Kopplungseinrichtung ist eine Verbindung des Fahrzeugs 11 zu dem Transporthilfsmittel 41 derart herstellbar, dass Energie von dem sekundären Energiespeicher 32 des Transporthilfsmittels 41 zu dem primären Energiespeicher 31 des Fahrzeugs 11 übertragbar ist.
Die Kopplungseinrichtung umfasst beispielsweise eine Verbindungsstange, mittels welcher eine mechanische Verbindung des Fahrzeugs 11 zu dem Transporthilfsmittel 41 herstellbar ist. Das Fahrzeug 11 ist somit von der sekundären Antriebseinrichtung 22 des Transporthilfsmittels 41 antreibbar. Das Fahrzeug 11 ist für die Navigation, insbesondere für die Lenkung, des Transportsystems zuständig.
Die primäre Antriebseinrichtung 21 des Fahrzeugs 11 ist dazu eingerichtet, kinetische Energie in elektrische Energie zu wandeln und zu dem primären Energiespeicher 31 zu übertragen. Die primäre Antriebseinrichtung 21 ist somit wie ein Generator betreibbar. Wenn das Transportsystem von der sekundären Antriebseinrichtung 22 des Transporthilfsmittels 41 angetrieben wird, so wird die primäre Antriebseinrichtung 21 des Fahrzeugs 11 generatorisch, also bremsend, betrieben. Die sekundäre Antriebseinrichtung 22 des Transporthilfsmittels 41 bringt somit zusätzlich zur kinetischen Energie eben diese Bremsenergie auf. Dabei wird Energie aus dem sekundären Energiespeicher 32 zunächst in kinetische Energie gewandelt und anschließend wieder in elektrische Energie gewandelt und zu dem primären Energiespeicher 31 des Fahrzeugs 11 übertragen.
In einer weiteren, hier nicht explizit dargestellten, Ausführungsform dient das Transportsystem beispielsweise zum Transport von frischen Mahlzeiten, insbesondere Pizza. Das Transporthilfsmittel 41, eine Warmhaltebox, ist in einer Pizzeria zunächst an eine elektrische Energieversorgung angeschlossen. Dabei wird der sekundäre Energiespeicher 32 des Transporthilfsmittels 41 geladen. Zusätzlich wird das Transporthilfsmittel 41 vorgeheizt oder sogar so stark aufgeheizt, dass ein Backprozess oder ein Garprozess noch stattfindet oder abgeschlossen werden kann.
Das Fahrzeug 11 ist als konventionelles Kraftfahrzeug ausgebildet. Das Transporthilfsmittel 41 wird mit dem Transportgut, vorliegend Pizza, beladen. Anschließend wird das Transporthilfsmittel 41 auf dem Fahrzeug 11, beispielsweise in einem Kofferraum, verstaut. Dabei wird mit der Kopplungseinrichtung eine Verbindung des Fahrzeugs 11 zu dem Transporthilfsmittel 41 hergestellt. Dabei wird der sekundäre Energiespeicher 32 des Transporthilfsmittels 41 mit dem primären Energiespeicher 31 des Fahrzeugs 11 verbunden.
Somit ist Energie von dem sekundären Energiespeicher 32 des Transporthilfsmittels 41 zu dem primären Energiespeicher 31 des Fahrzeugs 11 übertragbar. Das Fahrzeug 11 ist somit mit zusätzlicher Energie versorgbar. Dadurch kann der Lieferbote mit seinem Fahrzeug 11 ohne Standzeiten für eine Aufladung des primären Energiespeichers 31 seinen Lieferaufgaben nachkommen.
Bezugszeichenliste

11: Fahrzeug
21: primäre Antriebseinrichtung
22: sekundäre Antriebseinrichtung
31: primärer Energiespeicher
32: sekundärer Energiespeicher
41: Transporthilfsmittel
42: Transportbehälter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013014305 A1 [0005]
DE 102015205811 A1 [0006]
DE 102019203527 A1 [0007]
US 2016303986 A1 [0008]

Claims

Transportsystem, umfassend ein Fahrzeug (11), welches eine primäre Antriebseinrichtung (21) zum Antrieb des Fahrzeugs (11) und einen primären Energiespeicher (31) zur Versorgung der primären Antriebseinrichtung (21) des Fahrzeugs (11) aufweist, und mindestens ein Transporthilfsmittel (41) zur Aufnahme von Transportgut, dadurch gekennzeichnet, dass das Transporthilfsmittel (41) einen sekundären Energiespeicher (32) zur Versorgung des Transporthilfsmittels (41) aufweist, und dass das Fahrzeug (11) eine Kopplungseinrichtung zur Kopplung des Fahrzeugs (11) mit dem Transporthilfsmittel (41) aufweist, und dass mit der Kopplungseinrichtung eine Verbindung des Fahrzeugs (11) zu dem Transporthilfsmittel (41) derart herstellbar ist, dass Energie von dem sekundären Energiespeicher (32) des Transporthilfsmittels (41) zu dem primären Energiespeicher (31) des Fahrzeugs (11) übertragbar ist, und dass das Fahrzeug (11) eine Messeinrichtung zur Messung einer Menge von Energie, die von dem sekundären Energiespeicher (32) zu dem primären Energiespeicher (31) übertragen wird, aufweist.
Transportsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (11) als autonom fahrendes Transportfahrzeug ausgebildet ist.
Transportsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (11) als konventionelles Kraftfahrzeug ausgebildet ist.
Transportsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transporthilfsmittel (41) eine Auswahleinheit zur vorherigen Auswahl der von dem sekundären Energiespeicher (32) zu dem primären Energiespeicher (31) zu übertragenden Menge von Energie aufweist.
Transportsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transporthilfsmittel (41) eine Parametriereinheit aufweist, welche dazu eingerichtet ist, aus eingegebenen Parametern eine zu übertragende Menge von Energie zu berechnen und die berechnete Menge von Energie anzuzeigen.
Transportsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der primäre Energiespeicher (31) als Doppelschichtkondensator ausgebildet ist, und dass der sekundäre Energiespeicher (32) als wiederaufladbare Batterie ausgebildet ist.
Transportsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transporthilfsmittel (41) eine sekundäre Antriebseinrichtung (22) zum Antrieb des Transporthilfsmittels (41) aufweist, und dass der sekundäre Energiespeicher (32) zur Versorgung der sekundären Antriebseinrichtung (22) des Transporthilfsmittels (41) eingerichtet ist.
Transportsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kopplungseinrichtung eine mechanische Verbindung des Fahrzeugs (11) zu dem Transporthilfsmittel (41) derart herstellbar ist, dass das Fahrzeug (11) auch von der sekundären Antriebseinrichtung (22) des Transporthilfsmittels (41) antreibbar ist.
Transportsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die primäre Antriebseinrichtung (21) des Fahrzeugs (11) dazu eingerichtet ist, kinetische Energie in elektrische Energie zu wandeln und zu dem primären Energiespeicher (31) zu übertragen.
Transportsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung Mittel zur drahtgebundenen Übertragung von Energie von dem sekundären Energiespeicher (32) des Transporthilfsmittels (41) zu dem primären Energiespeicher (31) des Fahrzeugs (11) umfasst.
Transportsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung Mittel zur berührungslosen Übertragung von Energie von dem sekundären Energiespeicher (32) des Transporthilfsmittels (41) zu dem primären Energiespeicher (31) des Fahrzeugs (11) umfasst.
Transportsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (11) ein Kommunikationsmodul zur Datenübertragung mittels Lichtstrahlen, in welchen zu übertragenden Daten codiert sind, aufweist, und dass das Transporthilfsmittel (41) ein Kommunikationsmodul zur Datenübertragung mittels Lichtstrahlen, in welchen zu übertragenden Daten codiert sind, aufweist, und dass die Kommunikationsmodule derart angeordnet sind, dass eine Datenübertragung zwischen den Kommunikationsmodulen ermöglicht ist, wenn mit der Kopplungseinrichtung eine Verbindung des Fahrzeugs (11) zu dem Transporthilfsmittel (41) hergestellt ist.
Transportsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Kommunikationsmodule einen Sender zum Aussenden eines Lichtstrahls und einen Empfänger zum Empfangen eines Lichtstrahls aufweist, und dass die Kommunikationsmodule derart angeordnet sind, dass ein von dem Sender des Kommunikationsmoduls des Fahrzeugs (11) ausgesendeter Lichtstrahl, in welchem zu übertragenden Daten codiert sind, von dem Empfänger des Kommunikationsmoduls des Transporthilfsmittels (41) empfangen wird, und dass ein von dem Sender des Kommunikationsmoduls des Transporthilfsmittels (41) ausgesendeter Lichtstrahl, in welchem zu übertragenden Daten codiert sind, von dem Empfänger des Kommunikationsmoduls des Fahrzeugs (11) empfangen wird.
Transportsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transporthilfsmittel (41) eine optische Anzeigeeinheit, welche Informationen über den sekundären Energiespeicher (32) anzeigt, aufweist, und dass das Fahrzeug (11) eine Kamera aufweist, welche derart angeordnet ist, dass von der Anzeigeeinheit angezeigte Informationen von der Kamera erfassbar sind.
Verfahren zum Betreiben eines Transportsystems nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kopplungseinrichtung eine Verbindung des Fahrzeugs (11) zu dem Transporthilfsmittel (41) hergestellt wird; dass Energie von dem sekundären Energiespeicher (32) des Transporthilfsmittels (41) zu dem primären Energiespeicher (31) des Fahrzeugs (11) übertragen wird; und dass eine von dem sekundären Energiespeicher (32) zu dem primären Energiespeicher (31) übertragene Menge von Energie von der Messeinrichtung des Fahrzeugs (11) gemessen wird.