WO2023208655A1 - Transportsystem und verfahren zum betreiben eines transportsystems - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a transport system which comprises a vehicle which has a primary drive device for driving the vehicle and a primary energy storage device for supplying the primary drive device of the vehicle, and at least one transport aid for receiving transported goods.
- the invention also relates to a method for operating a transport system according to the invention.
- Autonomous transport vehicles can be used in production plants, supermarkets, industrial halls, logistics centers and hospitals.
- the autonomously driving transport vehicles are used, for example, to transport objects, in particular transport aids with goods to be transported, within the respective system.
- the transport aids are used to hold the goods to be transported.
- Conventional motorized motor vehicles such as trucks, passenger cars, cargo bicycles with electric motors, which are also referred to as e-bikes, are also used when transporting transport aids with goods to be transported.
- Such conventional motor vehicles are primarily used in urban environments, for example to transport packages, fresh meals or drinks.
- Conventional motor vehicles in the sense of this invention are not autonomous, but are controlled by a driver.
- Autonomously driving vehicles as well as conventional motorized motor vehicles generally include a drive device for driving the vehicle and an electrical energy storage device for supplying the drive device with electrical energy. If the electrical energy storage is empty, the electrical energy storage needs to be charged. Operation of the autonomous vehicle is generally not possible while the electrical energy storage is charging. It is therefore advisable to keep the time required to charge the vehicle's electrical energy storage as short as possible.
- a vehicle trailer for a towing vehicle is known with electric drive system components integrated into the vehicle trailer can be coupled to an electric drive system of the towing vehicle.
- Drive system components include, among other things, two electrical energy storage devices.
- a range extender vehicle which has an energy storage and means for transmitting energy to a main vehicle to supply a main vehicle.
- a device for inductive energy transmission between a traction battery and an electric motor of a truck with a truck and with a trailer is known.
- the device has a trailer coupling with a coupling bolt and a first transformer winding.
- the invention is based on the object of developing a transport system and a method for operating a transport system according to the invention.
- the task is solved by a transport system with the features specified in claim 1.
- Advantageous refinements and further developments are the subject of the subclaims.
- the task is also achieved by a method for operating a transport system with the features specified in claim 15.
- a transport system comprises a vehicle which has a primary drive device for driving the vehicle and a primary energy storage device for supplying the primary drive device of the vehicle, and at least one transport aid for receiving goods to be transported.
- the transport aid has a secondary energy storage for supplying the transport aid.
- the vehicle has a coupling device for coupling the vehicle to the transport aid.
- the coupling device can be used to establish a connection between the vehicle and the transport aid in such a way that energy can be transferred from the secondary energy storage of the transport aid to the primary energy storage of the vehicle.
- the vehicle has a measuring device for measuring an amount of energy that is transferred from the secondary energy storage to the primary energy storage.
- the secondary energy storage can therefore be used to supply the connected vehicle with energy.
- the secondary energy storage in particular provides energy for directly driving the vehicle.
- the vehicle can be operated continuously because a charged secondary energy storage unit is always available for transport journeys, from which additional energy can even be transferred. Charging the primary energy storage at a stationary charging station is therefore not necessary or at least less necessary. The downtime of the vehicle during a charging process can be reduced.
- the secondary energy storage provides energy in addition to the energy required to directly drive the vehicle. This means that the vehicle's primary energy storage can be recharged.
- the amount of energy transferred from the secondary energy storage to the primary energy storage thus represents an incentive or payment for the vehicle to transport the transport aid from one location to another location. A financial payment or calculation of the transport costs is therefore unnecessary.
- the transport aid includes modules, such as a heating device, a cooling device, a display device or a communication device.
- the secondary energy storage is set up in particular to supply the modules in question.
- the possible charging time for the secondary energy storage of the transport aid is comparatively long, since the downtime of the transport aid is often significantly longer than the transport times. This has the advantage that the secondary energy storage can be charged gently with a low charging current. This means that less charging power is required and therefore a smaller and cheaper charger is sufficient.
- the vehicle is designed as an autonomously driving transport vehicle, i.e. as a driverless vehicle.
- the vehicle is, for example, a road vehicle with wheels or tracks, a rail vehicle, an aircraft or a watercraft.
- the vehicle is designed as a conventional motor vehicle.
- the vehicle is not autonomous but is controlled by a driver.
- the vehicle is, for example, a road vehicle with wheels or tracks, a rail vehicle, an aircraft or a watercraft.
- the vehicle is a truck, a passenger car or a cargo bike with an electric motor, which is also referred to as an e-bike.
- the transport aid has a selection unit for the previous, i.e. before the connection of the vehicle to the transport aid, selection of the amount of energy to be transferred from the secondary energy storage to the primary energy storage. The incentive or payment for transporting the transport aid can therefore be determined before the vehicle is connected to the transport aid.
- the transport aid has a parameterization unit which is set up to calculate an amount of energy to be transmitted from entered parameters and to display the calculated amount of energy.
- the parameterization unit includes, for example, an input module, in particular a keypad, for entering the required parameters.
- the parameterization unit includes, for example, an output module, in particular a display, for outputting the calculated amount of energy.
- the parameterization unit includes, for example, a touchscreen, which takes over the functions of the input module and the output module.
- the parameterization unit includes a wireless communication device for communication with a higher-level master computer.
- the communication device enables communication using known wireless transmission methods, for example WLAN or Bluetooth.
- the required parameters can be transferred from the master computer to the parameterization unit by means of the communication device.
- the calculated amount of energy can be transferred from the parameterization unit to the master computer by means of the communication device.
- Required parameters include, for example, a delivery location and a delivery time.
- the primary energy storage is designed as a double-layer capacitor
- the secondary energy storage is designed as a rechargeable battery, in particular as a lithium-ion battery.
- Double-layer capacitors also known as supercapacitors or ultracapacitors, have a lower energy density compared to lithium-ion batteries, but a significantly higher power density.
- the double-layer capacitor is used in particular to accelerate the transport system. When a constant speed is reached and only low power is required to continue driving the transport system, the double-layer capacitor is charged with energy from the lithium-ion battery.
- the transport aid has a secondary drive device for driving the transport aid.
- the secondary energy storage is set up to supply the secondary drive device of the transport aid. The transport aid is therefore able, for example, to cover short distances alone.
- a mechanical connection between the vehicle and the transport aid can be established using the coupling device in such a way that the vehicle can also be driven by the secondary drive device of the transport aid.
- the transport system is therefore driven by the secondary drive device of the transport aid, the primary drive device of the vehicle is not used, and the primary energy storage is conserved.
- the vehicle is responsible for navigation, especially for steering, of the transport system.
- the primary drive device of the vehicle is set up to convert kinetic energy into electrical energy and transmit it to the primary energy storage. If the transport system is driven by the secondary drive device of the transport aid, the primary drive device of the vehicle is operated in a generator, i.e. braking, manner while driving. The secondary drive device of the transport aid thus applies this braking energy in addition to the kinetic energy. Energy from the secondary energy storage is therefore first converted into kinetic energy and then converted back into electrical energy and transferred to the primary energy storage.
- the coupling device comprises means for the wired transmission of energy from the secondary energy storage of the transport aid to the primary energy storage of the vehicle.
- the transmission of energy takes place, for example, conductively via a plug connection.
- the coupling device comprises means for the contactless transmission of energy from the secondary energy storage of the transport aid to the primary energy storage of the vehicle.
- the transfer of energy occurs, for example, inductively or capacitively. This means that no exposed live connection elements are required on the vehicle or on the transport aid.
- the vehicle has a communication module for data transmission by means of light beams in which data to be transmitted is encoded
- the transport aid has a communication module for data transmission by means of light beams in which data to be transmitted is encoded.
- the communication modules are arranged in such a way that data transmission between the communication modules is possible when a connection between the vehicle and the transport aid is established using the coupling device.
- data for example regarding a charge status of the secondary energy storage or regarding an energy requirement of the vehicle, can be transferred between the vehicle and the transport aid. Communication via radio waves, such as WLAN, is therefore not necessary.
- each of the communication modules has a transmitter for emitting a light beam and a receiver for receiving a light beam.
- the communication modules are arranged in such a way that a light beam emitted by the transmitter of the communication module of the vehicle, in which data to be transmitted is encoded, is received by the receiver of the communication module of the transport aid, and that a light beam emitted by the transmitter of the communication module of the transport aid, in which data to be transmitted is encoded, is received by the receiver of the communication module of the vehicle.
- the transport aid has an optical display unit which displays information about the secondary energy storage
- the vehicle has a camera which is arranged such that information displayed by the display unit can be detected by the camera.
- the display unit shows a charge status of the secondary energy storage in the form of a bar chart. This information can then be detected optically by a user and can also be detected by the vehicle's camera.
- a connection between the vehicle and the transport aid is established using the coupling device.
- Energy is transferred, directly or indirectly, from the secondary energy storage of the transport aid to the primary energy storage of the vehicle transmitted.
- An amount of energy transferred from the secondary energy storage to the primary energy storage is measured by the measuring device of the vehicle.
- the secondary energy storage is therefore used to supply the connected vehicle with energy.
- the secondary energy storage in particular provides energy for directly driving the vehicle.
- the secondary energy storage provides energy in addition to the energy required to directly drive the vehicle. This charges the vehicle’s primary energy storage system. The amount of energy transferred from the secondary energy storage to the primary energy storage thus provides an incentive or payment for the vehicle to transport the transport aid from one location to another location. A financial payment or calculation of the transport costs is therefore unnecessary.
- Figure 1 a schematic representation of a transport system according to a first embodiment
- Figure 2 a schematic representation of a transport system according to a second embodiment
- Figure 3 a schematic representation of a transport system according to a third embodiment
- Figure 4 a schematic representation of a transport system according to a fourth embodiment.
- FIG. 1 shows a schematic representation of a transport system according to a first embodiment.
- the transport system includes a vehicle 11, which is designed as an autonomously driving transport vehicle.
- the vehicle 11 has a primary drive device 21 for driving the vehicle 11.
- the primary drive device 21 includes in particular an electric motor and drive wheels. The drive wheels can be driven by the electric motor.
- the vehicle 11 has a primary energy storage 31 for supplying the primary drive device 21 and other components of the vehicle 11.
- the primary energy storage 31 is designed, for example, as a lithium-ion battery or as a double-layer capacitor, supercapacitor or ultracapacitor.
- the vehicle 11 also has a control unit for controlling the drive device and sensors, for example laser scanners, for environmental detection and for safety tasks.
- the vehicle also has 11 devices for positioning and navigation.
- the vehicle 11 also has a wireless communication device for communication with a higher-level master computer.
- the communication device enables communication using known wireless transmission methods, for example WLAN or Bluetooth.
- the transport system comprises two transport aids 41 for receiving transported goods.
- the transport aids 41 in the present case are containers, such as crates or boxes, in which the goods to be transported are located.
- the transport aids 41 are parked on a transport surface of the vehicle 11. The vehicle 11 thus carries the said transport aids 41 with the goods to be transported therein.
- the transport aids 41 each have a secondary energy storage 32 for supplying the transport aid 41.
- the secondary energy storage 32 are designed, for example, as a lithium-ion battery or as a double-layer capacitor, supercapacitor or ultracapacitor.
- the transport aids 41 each include modules, such as a heating device, a cooling device, a communication device, an authorization device or a display device. In particular, the modules in question can be supplied by the secondary energy storage 32.
- the vehicle 11 has a coupling device for coupling the vehicle 11 with the transport aids 41. With the coupling device, a connection of the vehicle 11 to the transport aids 41 can be established in such a way that energy can be transferred from the secondary energy storage 32 of the transport aid 41 to the primary energy storage 31 of the vehicle 11.
- the coupling device comprises, for example, means for the wired transmission of energy from the secondary energy stores 32 of the transport aids 41 to the primary energy store 31 of the vehicle 11.
- the means for the wired transmission of energy include, for example, plug connectors.
- the connectors each include a positive pole and a negative pole for transmitting energy in the form of a direct current.
- the coupling device includes, for example, means for the contactless transmission of energy from the secondary energy storage 32 of the transport aid 41 to the primary energy storage 31 of the vehicle 11.
- the means for the contactless transmission of energy include, for example, coils.
- the transport aids 41 also have coils. By inductively coupling the coils of the vehicle to the coils of the transport aids 41, a contactless transfer of energy is possible.
- Figure 2 shows a schematic representation of a transport system according to a second embodiment.
- the transport system includes a vehicle 11, which is designed as a conventional motor vehicle.
- the vehicle 11 has a primary drive device 21 for driving the vehicle 11.
- the primary drive device 21 includes in particular an electric motor and drive wheels. The drive wheels can be driven by the electric motor.
- the vehicle 11 is controlled by a driver, not shown here.
- the vehicle 11 has a primary energy storage 31 for supplying the primary drive device 21 and other components of the vehicle 11.
- the primary energy storage 31 is designed, for example, as a lithium-ion battery or as a double-layer capacitor, supercapacitor or ultracapacitor.
- the transport system includes a transport aid 41 for receiving transported goods.
- the transport aid 41 is a frame with several wings, which are arranged one above the other. The wings are used to hold transport containers 42, such as crates or boxes, in which the goods to be transported are located.
- the transport aid 41 is presently placed on a transport surface of the vehicle 11. The vehicle 11 thus carries said transport aid 41 with the transport containers 42 located thereon and the goods to be transported therein.
- the transport aid 41 has a secondary energy storage 32 for supplying the transport aid 41.
- the secondary energy storage 32 is designed, for example, as a lithium-ion battery or as a double-layer capacitor, supercapacitor or ultracapacitor.
- the transport aid 41 includes modules such as a heating device, a cooling device, a communication device, an authorization device or a display device. In particular, the modules in question can be supplied by the secondary energy storage 32.
- the vehicle 11 has a coupling device for coupling the vehicle 11 with the transport aids 41. With the coupling device, a connection between the vehicle 11 and the transport aid 41 can be established in such a way that energy can be transferred from the secondary energy storage 32 of the transport aid 41 to the primary energy storage 31 of the vehicle 11.
- the coupling device comprises, for example, means for the wired transmission of energy from the secondary energy storage 32 of the transport aid 41 to the primary energy storage 31 of the vehicle 11.
- the means for the wired transmission of energy include, for example, plug connectors.
- the connectors each include a positive pole and a negative pole for transmitting energy in the form of a direct current.
- the coupling device includes, for example, means for the contactless transmission of energy from the secondary energy storage 32 of the transport aid 41 to the primary energy storage 31 of the vehicle 11.
- the means for the contactless transmission of energy include, for example, coils.
- the transport aid 41 also has a coil. An inductive coupling of the coils of the vehicle to the coil of the transport aid 41 enables a contactless transmission of energy.
- FIG 3 shows a schematic representation of a transport system according to a third embodiment.
- the transport system includes a vehicle 11, which is designed as an autonomously driving transport vehicle.
- the vehicle 11 has a primary drive device 21 for driving the vehicle 11.
- the primary drive device 21 includes in particular an electric motor and drive wheels. The drive wheels can be driven by the electric motor.
- the vehicle 11 has a primary energy storage 31 for supplying the primary drive device 21 and other components of the vehicle 11.
- the primary energy storage 31 is designed, for example, as a lithium-ion battery or as a double-layer capacitor, supercapacitor or ultracapacitor.
- the vehicle 11 also has a control unit for controlling the drive device and sensors, for example laser scanners, for environmental detection and for safety tasks.
- the vehicle also has 11 devices for positioning and navigation.
- the vehicle 11 also has a wireless communication device for communication with a higher-level master computer.
- the communication device enables communication using known wireless transmission methods, for example WLAN or Bluetooth.
- the transport system comprises two transport aids 41 for receiving transported goods.
- the transport aids 41 in the present case are mobile transport boxes, each of which has a secondary drive device 22 for driving the respective transport aid 41.
- the transport aids 41 each include modules, such as a heating device, a cooling device, a communication device, an authorization device or a display device.
- the transport aids 41 each have a secondary energy storage 32 for supplying the respective transport aid 41.
- the secondary energy storage 32 are designed, for example, as a lithium-ion battery or as a double-layer capacitor, supercapacitor or ultracapacitor.
- the secondary energy storage 32 serves in particular to supply the secondary drive devices 22 of the transport aids 41.
- the modules in question can also be supplied by the secondary energy storage 32.
- the vehicle 11 has a coupling device for coupling the vehicle 11 with the transport aids 41. With the coupling device, a connection of the vehicle 11 to the transport aids 41 can be established in such a way that energy can be transferred from the secondary energy storage 32 of the transport aid 41 to the primary energy storage 31 of the vehicle 11.
- the coupling device comprises, for example, a connecting rod, by means of which a mechanical connection of the vehicle 11 to one of the transport aids 41 can be established.
- a further connecting rod is provided, by means of which a mechanical connection of one transport aid 41 to the other transport aid 41 can be produced.
- the vehicle 11 can thus be driven by the secondary drive devices 22 of the transport aids 41.
- the vehicle 11 is responsible for the navigation, in particular for the steering, of the transport system.
- the primary drive device 21 of the vehicle 11 is set up to convert kinetic energy into electrical energy and to transmit it to the primary energy storage 31.
- the primary drive device 21 can therefore be operated like a generator. If the transport system is driven by the secondary drive devices 22 of the transport aids 41, the primary drive device 21 of the vehicle 11 is operated in a generator, i.e. braking, manner. The secondary drive devices 22 of the transport aids 41 thus generate this braking energy in addition to the kinetic energy. Energy from the secondary energy storage 32 is first converted into kinetic energy and then converted back into electrical energy and transferred to the primary energy storage 31 of the vehicle 11.
- FIG 4 shows a schematic representation of a transport system according to a fourth embodiment.
- the transport system includes a vehicle 11, which is designed as a conventional motor vehicle.
- the vehicle 11 has a primary drive device 21 for driving the vehicle 11.
- the primary drive device 21 includes in particular an electric motor and drive wheels. The drive wheels can be driven by the electric motor.
- the vehicle 11 is controlled by a driver, not shown here.
- the vehicle 11 has a primary energy storage 31 for supplying the primary drive device 21 and other components of the vehicle 11.
- the primary energy storage 31 is designed, for example, as a lithium-ion battery or as a double-layer capacitor, supercapacitor or ultracapacitor.
- the transport system includes a transport aid 41 for receiving transported goods.
- the transport aid 41 is a mobile frame with several wings, which are arranged one above the other. The wings are used to hold transport containers 42, such as crates or boxes, in which the goods to be transported are located.
- the transport aid 41 has a secondary drive device 22 for driving the transport aid 41.
- the transport aid 41 includes modules such as a heating device, a cooling device, a communication device, an authorization device or a display device.
- the transport aid 41 has a secondary energy storage 32 for supplying the transport aid 41.
- the secondary energy storage 32 is designed, for example, as a lithium-ion battery or as a double-layer capacitor, supercapacitor or ultracapacitor.
- the secondary energy storage 32 serves in particular to supply the secondary drive device 22 of the transport aid 41.
- the modules in question can also be supplied by the secondary energy storage 32.
- the vehicle 11 has a coupling device for coupling the vehicle 11 to the
- Transport aids 41 The vehicle 11 is connected to the coupling device to the transport aid 41 can be produced in such a way that energy can be transferred from the secondary energy storage 32 of the transport aid 41 to the primary energy storage 31 of the vehicle 11.
- the coupling device comprises, for example, a connecting rod, by means of which a mechanical connection of the vehicle 11 to the transport aid 41 can be established.
- the vehicle 11 can thus be driven by the secondary drive device 22 of the transport aid 41.
- the vehicle 11 is responsible for the navigation, in particular for the steering, of the transport system.
- the primary drive device 21 of the vehicle 11 is set up to convert kinetic energy into electrical energy and to transmit it to the primary energy storage 31.
- the primary drive device 21 can therefore be operated like a generator. If the transport system is driven by the secondary drive device 22 of the transport aid 41, the primary drive device 21 of the vehicle 11 is operated in a generator, i.e. braking, manner. The secondary drive device 22 of the transport aid 41 thus applies this braking energy in addition to the kinetic energy. Energy from the secondary energy storage 32 is first converted into kinetic energy and then converted back into electrical energy and transferred to the primary energy storage 31 of the vehicle 11.
- the transport system is used, for example, to transport fresh meals, in particular pizza.
- the transport aid 41 a warming box, is initially connected to an electrical power supply in a pizzeria.
- the secondary energy storage 32 of the transport aid 41 is charged.
- the transport aid 41 is preheated or even heated to such an extent that a baking process or a cooking process can still take place or be completed.
- the vehicle 11 is designed as a conventional motor vehicle.
- the transport aid 41 is loaded with the transported goods, in this case pizza.
- the transport aid 41 is then stowed on the vehicle 11, for example in a trunk.
- a connection between the vehicle 11 and the transport aid 41 is established using the coupling device.
- the secondary energy storage 32 of the transport aid 41 is connected to the primary energy storage 31 of the vehicle 11. Energy can thus be transferred from the secondary energy storage 32 of the transport aid 41 to the primary energy storage 31 of the vehicle 11.
- the vehicle 11 can therefore be supplied with additional energy. As a result, the delivery man can carry out his delivery tasks with his vehicle 11 without having to stand still for charging the primary energy storage device 31.
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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
Transportsystem und Verfahren zum Betreiben eines Transportsystems
Beschreibung:
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 102013 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 102015 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 102019 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-Ionen-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:
Figur 1 : eine schematische Darstellung eines Transportsystems gemäß einer ersten Ausführungsform,
Figur 2: eine schematische Darstellung eines Transportsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform,
Figur 3: eine schematische Darstellung eines Transportsystems gemäß einer dritten Ausführungsform und
Figur 4: eine schematische Darstellung eines Transportsystems gemäß einer vierten Ausführungsform.
Figur 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.
Figur 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.
Figur 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 weicher 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.
Figur 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
Claims
Patentansprüche:
1. 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.
2. Transportsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (11) als autonom fahrendes Transportfahrzeug ausgebildet ist.
3. Transportsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (11) als konventionelles Kraftfahrzeug ausgebildet ist.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
12. 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.
13. 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.
14. 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.
15. 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.
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