具有快速充電功能的電動運(yùn)輸工具的制作方法
【專利摘要】一種運(yùn)輸工具(2)，具有驅(qū)動電機(jī)(13)和電化學(xué)蓄電池(9)，蓄電池(9)設(shè)計用于在充電時僅獲得小于預(yù)定的最高功率值(25)的充電功率。運(yùn)輸工具(2)還具有附加儲存器(10)，附加儲存器(10)設(shè)計用于在充電時獲得大于最高功率值(25)的充電功率。充電裝置(6)設(shè)計用于從運(yùn)輸工具外部的充電站(5)接收能量(E)。能量(E)的傳輸應(yīng)在運(yùn)輸工具(2)運(yùn)行中的短時間內(nèi)進(jìn)行。充電裝置(6)設(shè)計用于，接收能量(E)作為功率脈沖(7)并將接收的能量(E)儲存在附加儲存器(10)中，該功率脈沖具有大于最高功率值(25)的幅度(P)。隨后從附加儲存器(10)中將能量(E)以小于最高功率值(25)的充電功率傳輸?shù)叫铍姵?9)中。
【專利說明】
具有快速充電功能的電動運(yùn)輸工具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種運(yùn)輸工具，具有驅(qū)動電機(jī)和用于儲存和提供用于驅(qū)動電機(jī)的電能的電化學(xué)蓄電池。另外的能量可以被儲存在電的附加儲存器中。兩個儲能器、即蓄電池和附加儲存器可以通過充電裝置充電，該充電裝置可以從運(yùn)輸工具外部的充電裝置接收電能。
【背景技術(shù)】
[0002]所述類型的運(yùn)輸工具由DE 10 2011 014 924 Al已知。該運(yùn)輸工具構(gòu)造為地面運(yùn)輸工具且具有電驅(qū)動裝置以及電壓源。一個電壓源由多個串聯(lián)的電池形成，而另一個電壓源由多個串聯(lián)的電容器形成。為了給這兩個電壓源充電，地面運(yùn)輸工具可以通過線路與電源電壓連接。
[0003]在這種地面運(yùn)輸工具中不利的是，為了給特別是電池充電，需要在相當(dāng)長的時間內(nèi)、特別是在一整夜與電源電壓連接?？赡苌踔列枰鹣码姵亟M并通過已充電的電池組來替換，以便能夠?qū)崿F(xiàn)電池組的電池的安全的充電過程，且不會由此過長時間地鎖定地面運(yùn)輸工具。
[0004]由WO 2010/039795 A2已知了一種相應(yīng)可連接和可更換的電池。其中描述了一種運(yùn)輸工具，該運(yùn)輸工具具有電池和電容器組。電池可以通過連接裝置耦合到電容器組上。借助于電容器組可以在此幫助電池在突然的功率升高的情況下運(yùn)行電動機(jī)。
[0005]由DE20 2008 015 230 Ul已知了一種用于運(yùn)輸工具的充電系統(tǒng)，其中，運(yùn)輸工具的車輪滾動經(jīng)過行駛路面中的感應(yīng)元件并在此在車輪中的導(dǎo)電元件中感應(yīng)出電流。
[0006]在這種移動式充電系統(tǒng)中的缺點(diǎn)在于，通過感應(yīng)增大了車輪的滾動阻力，因為根據(jù)感應(yīng)原理始終產(chǎn)生反作用于感應(yīng)電流的力的起因之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是，給運(yùn)輸工具、特別是地面運(yùn)輸工具供給電能。
[0008]該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題來實現(xiàn)。本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案通過從屬權(quán)利要求的特征得出。
[0009]本發(fā)明包括一種運(yùn)輸工具，該運(yùn)輸工具以本身已知的方式具有:用于驅(qū)動運(yùn)輸工具的驅(qū)動電機(jī)、即電機(jī)，以及用于儲存和提供用于驅(qū)動電機(jī)的電能的電化學(xué)蓄電池。對于電化學(xué)蓄電池的另一名稱是電池。蓄電池設(shè)計為用于在充電時僅獲得小于預(yù)定的最高功率值的充電功率。換句話說，必須在給定的運(yùn)行電壓的情況下限制蓄電池的充電電流。這使得蓄電池的充電變得費(fèi)時。運(yùn)輸工具還具有用于儲存和提供用于驅(qū)動電機(jī)的能量的電的附加儲存器。附加儲存器設(shè)計為用于在充電時獲得大于最高功率值的充電功率。換句話說，附加儲存器可以借助于比蓄電池大的充電功率充電。此外設(shè)有用于從運(yùn)輸工具外部的充電裝置接收能量的充電裝置。
[0010]現(xiàn)在為了從運(yùn)輸工具外部的充電站給運(yùn)輸工具充電，充電裝置設(shè)計為用于，作為功率脈沖接收能量。功率脈沖是指從充電站朝向充電裝置的功率流，其具有大于最高功率值的幅度。換句話說，蓄電池不能獲得該功率脈沖。功率脈沖的長度特別可以在從I秒鐘到10分鐘的范圍內(nèi)。
[0011 ]通過功率脈沖傳輸充電能量，該充電能量從功率脈沖的幅度對時間求積分的方式得出。充電裝置設(shè)計為用于，將所接收的能量儲存在附加儲存器中。將附加儲存器與蓄電池耦合的耦合電路設(shè)計為用于，從附加儲存器中將能量以小于最高功率值的充電功率傳輸?shù)叫铍姵刂小?br>[0012]通過本發(fā)明得出以下優(yōu)點(diǎn)，即運(yùn)輸工具在運(yùn)行中可以重復(fù)地接收功率脈沖，該功率脈沖與蓄電池的最高功率值無關(guān)地從充電站朝向運(yùn)輸工具傳輸充電能量。隨后可以通過以下方式實現(xiàn)蓄電池的安全的充電過程，即耦合電路將所接收的能量從附加儲存器傳輸?shù)叫铍姵刂?。作為蓄電池例如可以提供鋰離子蓄電池。
[0013]本發(fā)明還包括改進(jìn)方案，通過該改進(jìn)方案的特征得出附加的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。
[0014]為了能夠儲存來自具有大于最高功率值的充電功率的功率脈沖的能量，根據(jù)一個改進(jìn)方案，用于儲存通過充電裝置接收的能量的附加儲存器至少具有電容器、特別是雙層電容器和/或飛輪質(zhì)量儲存器和/或磁性儲存器。將能量作為電場儲存在電容器中、作為旋轉(zhuǎn)能量儲存在飛輪質(zhì)量中和/或作為磁場儲存的優(yōu)點(diǎn)是，可以從附加儲存器接收具有高充電功率的所接收的能量。由此以有利的方式縮短了充電過程。
[0015]—種改進(jìn)方案提出，充電裝置具有電的電容器元件，該電容器元件設(shè)計為用于，作為交變電場接收功率脈沖。換句話說，從充電站到充電裝置借助于交變電場傳輸功率。與交變磁場不同，交變電場的優(yōu)點(diǎn)是，在運(yùn)輸工具的導(dǎo)磁的組件、例如襯板中沒有感應(yīng)出感應(yīng)電流或渦流。借助于交變電場傳輸能量例如能夠基于根據(jù)WO 2007/107642 A的充電系統(tǒng)實現(xiàn)。
[0016]—個改進(jìn)方案能夠?qū)崿F(xiàn)，在運(yùn)輸工具行駛期間接收功率脈沖、也就是說給運(yùn)輸工具補(bǔ)充充電。在這個改進(jìn)方案中，用于控制驅(qū)動電機(jī)的逆變器的逆變器控制裝置設(shè)計為用于，在接收功率脈沖期間運(yùn)行驅(qū)動電機(jī)。由此運(yùn)輸工具可以在行駛期間重復(fù)地接收功率脈沖且由此分批地或逐步地給蓄電池補(bǔ)充充電。
[0017]—個改進(jìn)方案防止運(yùn)輸工具耗盡能量，也就是說蓄電池和附加儲存器都被完全放電。在該改進(jìn)方案中，運(yùn)輸工具的計算裝置設(shè)計為用于，這樣調(diào)整通往行駛目的地的路線規(guī)劃，使得運(yùn)輸工具在通往行駛目的地的道路上依次經(jīng)過或駛向多個充電站。這個改進(jìn)方案特別是在無人駕駛的運(yùn)輸工具中是有利的，在無人駕駛的運(yùn)輸工具中通過中央控制裝置設(shè)定行駛目的地和/或路線規(guī)劃。中央控制裝置例如可以是倉庫管理計算機(jī)。無人駕駛的運(yùn)輸工具隨后可以利用其計算裝置這樣調(diào)整所接收的路線規(guī)劃和/或通往所接收的行駛目的地的路線規(guī)劃，使得在運(yùn)輸工具中始終維持用于運(yùn)行的足夠能量。
[0018]—個改進(jìn)方案能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)輸工具的特別高效的運(yùn)行。為此，充電裝置和附加儲存器設(shè)計為用于，接收大于8千瓦的功率脈沖。由此，在充電站上的停留時間特別短。
[0019]—個改進(jìn)方案使用另一個能量源，以便給蓄電池充電。在這個改進(jìn)方案中，附加儲存器設(shè)計為用于，也從驅(qū)動電機(jī)和/或不同于驅(qū)動電機(jī)的機(jī)電轉(zhuǎn)換器接收和儲存電的回收功率。例如可以在構(gòu)造為叉式裝卸機(jī)的運(yùn)輸工具中，在負(fù)載下降時借助于機(jī)電轉(zhuǎn)換器將釋放的勢能轉(zhuǎn)換為電的回收能量。
[0020]根據(jù)一個改進(jìn)方案，運(yùn)輸工具構(gòu)造為地面運(yùn)輸工具。作為地面運(yùn)輸工具，運(yùn)輸工具例如可以是叉式裝卸機(jī)或起重汽車。作為地面運(yùn)輸工具，運(yùn)輸工具以大概率經(jīng)過依次始終經(jīng)過非常類似的行駛路程，使得能夠特別高效地布置充電站。
[0021]另一個改進(jìn)方案提出，運(yùn)輸工具構(gòu)造為無人駕駛的運(yùn)輸工具。例如運(yùn)輸工具可以構(gòu)造為無駕駛員的地面運(yùn)輸工具或機(jī)器人。通過根據(jù)本發(fā)明的充電系統(tǒng)在此可以在持續(xù)運(yùn)行模式中運(yùn)行運(yùn)輸工具。
[0022]本發(fā)明還包括一種用于輸運(yùn)運(yùn)輸貨物一一例如倉庫中的貨物一一的運(yùn)輸系統(tǒng)。運(yùn)輸系統(tǒng)具有至少一個作為根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)輸工具的一個實施方式的運(yùn)輸工具以及至少一個用于至少一個運(yùn)輸工具的行車道，用于運(yùn)送運(yùn)輸貨物。在根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)輸系統(tǒng)中，在行車道中和/或在行車道的邊緣上集成有充電站，所述充電站中的每個充電站都設(shè)計為用于，產(chǎn)生用于至少一個運(yùn)輸工具的相應(yīng)的充電裝置的功率脈沖。例如充電站可以設(shè)計為用于，當(dāng)運(yùn)輸工具的充電裝置位于充電站的預(yù)定的充電區(qū)域中時，產(chǎn)生交變電場。功率脈沖例如也可以有線地通過以下方式傳輸，即例如提供有滑動觸頭，運(yùn)輸工具的充電裝置在行駛時可以沿該滑動觸頭滑動。每個充電站都可以與供電電網(wǎng)耦合且例如分別具有用于儲存產(chǎn)生功率脈沖的能量的電容器組。
[0023]通過根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)輸工具的運(yùn)行得出同樣屬于本發(fā)明的、用于將電能傳輸?shù)竭\(yùn)輸工具中的方法。運(yùn)輸工具依次駛向相應(yīng)的充電站且從所駛向的充電站接收功率脈沖。運(yùn)輸工具將來自功率脈沖的能量暫存在其電的附加儲存器中。在離開所駛向的充電站之后，運(yùn)輸工具以所接收的功率脈沖的能量給其蓄電池充電。
[0024]本發(fā)明還包括根據(jù)本發(fā)明的方法的改進(jìn)方案，該方法具有和已經(jīng)結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)輸工具的改進(jìn)方案所描述的特征相同的特征。因此在這里不再次描述根據(jù)本發(fā)明的方法的相應(yīng)的改進(jìn)方案。
【附圖說明】
[0025]下面描述本發(fā)明的實施例。圖中示出:
[0026]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)輸系統(tǒng)的一個實施方式的示意圖；
[0027]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)輸工具的一個實施方式的示意圖；
[0028]圖3示出圖2的運(yùn)輸工具的電組件的示意圖；
[0029]圖4示出充電站和充電裝置的示意圖，如其在圖1的運(yùn)輸系統(tǒng)和圖2的運(yùn)輸工具中也可以提供地那樣。
【具體實施方式】
[0030]下面說明的實施例涉及本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式。在該實施例中，實施方式的所述組件分別構(gòu)成各個彼此獨(dú)立地觀察的發(fā)明特征，這些特征也分別彼此獨(dú)立地改進(jìn)本發(fā)明并且因此也單獨(dú)地或在另一個所示的組合中可視為本發(fā)明的組成部分。
[0031]此外，所述實施方式也可以通過其它的已經(jīng)描述的發(fā)明特征補(bǔ)充。
[0032]在附圖中，功能相同的元件分別具有相同的附圖標(biāo)記。
[0033]圖1示出運(yùn)輸系統(tǒng)1，該運(yùn)輸系統(tǒng)例如可以在倉庫中或在用于制造產(chǎn)品的工廠中提供。運(yùn)輸系統(tǒng)I具有運(yùn)輸工具2和用于運(yùn)輸工具2的行車道3。運(yùn)輸工具2可以是地面運(yùn)輸工具、例如叉式裝卸機(jī)。行車道3可以是走行道或用于運(yùn)輸工具2的道路。行車道3例如可以沿(未示出的)貨架之間引導(dǎo)。
[0034]運(yùn)輸工具2在圖1中顯示為沿行車道3行駛。運(yùn)輸工具2例如可以輸運(yùn)運(yùn)輸貨物4、例如箱子。沿行車道3的路線例如在行車道3的底部中或在行車道3的邊緣上布置有多個充電站5 ο
[0035]機(jī)動車2以電能行駛。運(yùn)輸工具2借助于充電裝置6接收能量，該充電裝置例如布置在機(jī)動車2的底盤的車底處。如果機(jī)動車2越過充電站5之一行駛或在充電站5旁邊駛過或停留在那里，則能量E被從充電站5傳輸給運(yùn)輸工具2的充電裝置6。能量E被作為功率脈沖7傳輸、也就是說在時間t上以幅度P傳輸功率，其中，幅度P可以在大于8千瓦的值范圍內(nèi)。功率脈沖7的持續(xù)時間可以在從例如I秒鐘到10分鐘的范圍內(nèi)。也可以規(guī)定，功率脈沖7的持續(xù)時間這樣短，使得能量E被傳輸，而運(yùn)輸工具2沿行車道3繼續(xù)行駛?？梢砸?guī)定，運(yùn)輸工具在充電站5上這樣自動地降低其行駛速度，因此保留了足夠的時間，以便借助于功率脈沖7將預(yù)定的最小量的能量E傳輸?shù)竭\(yùn)輸工具2中。
[0036]圖2從運(yùn)輸工具2—側(cè)示出能量儲存裝置8，在該能量儲存裝置中儲存所接收的能量E。儲存裝置8具有電化學(xué)蓄電池9，該蓄電池例如可以具有電化學(xué)電池或原電池。蓄電池9優(yōu)選地構(gòu)造為鋰離子蓄電池。然而，可以給蓄電池9充電的充電功率小于功率脈沖7的最大幅度P。
[0037]儲存裝置8還具有附加儲存器10，該附加儲存器例如可以基于雙層電容器或飛輪質(zhì)量儲存器或磁性儲存器形成。附加儲存器10設(shè)計為用于進(jìn)行充電，其中，附加儲存器10的最大充電功率大于功率脈沖7的最大幅度P。
[0038]所接收的能量E首先被儲存在附加儲存器10中。在附加儲存器10中也可以儲存回收能量，該回收能量例如在運(yùn)輸工具2制動時或在例如運(yùn)輸貨物4的負(fù)載下降11時被獲得。抬起過程12或運(yùn)輸工具2的加速可以同樣通過來自附加儲存器10的能量實現(xiàn)，因此抬起過程12和/或運(yùn)輸工具2的加速不受蓄電池9的最大輸出功率的限制。
[0039]通過來自能量儲存器8的能量也運(yùn)行驅(qū)動電機(jī)13，該驅(qū)動電機(jī)例如可以一一如在圖2中所示一一布置在運(yùn)輸工具2的車輪中。運(yùn)輸工具2可以具有多個這種輪轂電機(jī)。驅(qū)動電機(jī)13通過電機(jī)EM提供。
[0040]圖3示出了如何由站5提供充電能量并傳輸?shù)叫铍姵?中。圖3為此示出充電站5之一，運(yùn)輸工具2位于該充電站上方。充電站5可以連接在電的供電電網(wǎng)14上，充電站5從該供電電網(wǎng)例如可以接收三相電流、也就是說多相交流電流，例如在有效電壓為400伏特時。充電站5例如可以設(shè)計為用于，從供電電網(wǎng)14接收從8千瓦到60千瓦的范圍的功率。
[0041]為了輸出功率脈沖7，充電站5可以具有電容器元件15，充電站5借助于該電容器元件可以產(chǎn)生交變電場16。交變電場的頻率例如可以通過控制電子裝置17調(diào)節(jié)。該控制電子裝置也可以接通和斷開交變場16?？刂齐娮友b置17例如可以從運(yùn)輸工具2接收標(biāo)識和/或位置并根據(jù)標(biāo)識和/或位置接通交變場16。由此可以確保，僅那些也設(shè)計用于接收功率脈沖7的運(yùn)輸工具被施加交變場16。通過分析處理位置可以確保，運(yùn)輸工具2的充電裝置6位于充電站5上的預(yù)定的傳輸區(qū)域中。否則斷開交變場16。
[0042]充電裝置6可以具有電容器元件18。充電裝置6通過該電容器元件接收交變場16。借助于接收電子裝置19可以由通過交變場16產(chǎn)生的交流電流產(chǎn)生直流電流，該直流電流可以被引導(dǎo)到附加儲存器10中，由此附加儲存器10被充電。為了進(jìn)行整流，接收電子裝置19可以具有整流器電路。
[0043]附加儲存器10的充電過程20可以這樣快速地進(jìn)行，即附加儲存器10被以功率脈沖7充電，也就是說在給定的直流電壓的情況下充電電流這樣大，使得能量E可以不拖延地從充電裝置6傳輸?shù)礁郊觾Υ嫫?0中。從附加儲存器10出發(fā)，儲存在其中的能量可以根據(jù)需要直接例如通過逆變器21被用于運(yùn)行驅(qū)動電機(jī)13。由此，驅(qū)動能量22從儲存裝置8流入驅(qū)動電機(jī)13中。通過耦合裝置23可以在充電過程24中將能量從附加儲存器10傳輸?shù)叫铍姵?中。功率在此所傳輸?shù)姆萈在此小于最高功率值25，該最高功率值在蓄電池9充電時不允許被超過。由此得出在圖3中示出的在時間t上延伸的功率曲線26。耦合電子裝置23可以基于半導(dǎo)體模塊以本身已知的方式形成。例如可以作為耦合裝置23提供有DC-DC轉(zhuǎn)換器。優(yōu)選的是，耦合裝置雙向地構(gòu)造，從而可以通過來自蓄電池9的能量給附加儲存器10充電。
[0044]另一個充電可能性以所述方式通過在機(jī)動車2借助于驅(qū)動電機(jī)13制動時傳輸回收能量27得出。該回收能量27也可以被暫存在附加儲存器10中并且隨后借助于耦合裝置23傳輸?shù)叫铍姵?中。
[0045]圖4示出傳輸原理，借助于該傳輸原理基于交變電場可以將能量從充電站5傳輸給充電裝置6。充電站5可以具有振蕩回路28，該振蕩回路可以通過變壓器29從供電電網(wǎng)14饋送電能。振蕩回路28可以具有電感30以及電容31?？蛇x地，振蕩回路28的固有頻率可以借助于另一個電容32調(diào)節(jié)。充電裝置6同樣可以具有振蕩回路33，該振蕩回路可以具有電感34和電容35。振蕩回路33的固有頻率也可以可選地通過附加的電容36調(diào)節(jié)。振蕩回路28的電容31和振蕩回路33的電容35可以分別通過電容器元件形成，該電容器元件分別具有一對導(dǎo)電的電容器體或電容器板或以其它方式形成的電容器極或電容器電極。
[0046]電容器電極的形式這樣選擇，即在電容31、35之間形成耦合電容C，以便使得在電容31的電容器電極之間在振蕩回路28運(yùn)行中形成的交變電場這樣散射，使得其也作用于振蕩回路33的電容35的電容器電極上并交替地給電容35充電和重新放電。由此在振蕩回路33中產(chǎn)生交流電流I，該交流電流可以從振蕩回路33中借助于變壓器37輸出并例如借助于整流器38轉(zhuǎn)換為用于給附加儲存器10充電的直流電流。另選地，充電站5和充電裝置6可以根據(jù)WO 2007/107642(PCT/FR2006/000614)所述地構(gòu)造。
[0047]在運(yùn)輸系統(tǒng)I中相對于現(xiàn)有技術(shù)得出許多優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前借助于鉛蓄電池運(yùn)行許多地面運(yùn)輸工具(FFZ)。鉛蓄電池包含污染物質(zhì)。此外需要長的充電時間，因此必須將鉛蓄電池從地面運(yùn)輸工具中拆下并且通過被充電的鉛蓄電池替換，以便能夠給鉛蓄電池充電，而地面運(yùn)輸工具保持為可繼續(xù)使用。此外對于鉛蓄電池的獨(dú)立的充電產(chǎn)生大的位置需要。鉛蓄電池的快速充電會導(dǎo)致使用壽命受限，即快速老化或循環(huán)次數(shù)減少。
[0048]具有鋰離子蓄電池9和附加儲存器10的能量儲存器8的所述的混合能量儲存系統(tǒng)提供了一種附加儲存器10形式的高功率能量儲存器和一種蓄電池9形式的高能量儲存器。換句話說，通常蓄電池具有比附加儲存器大的儲存電容。此外，電容式的能量傳輸在地面運(yùn)輸工具補(bǔ)給能量時進(jìn)行。這種電容式的補(bǔ)給布置結(jié)構(gòu)是無線的且可以多次集成在一個生產(chǎn)線中，也就是說沿著行車道。借助于單獨(dú)的功率脈沖7不必傳輸許多能量以使得蓄電池9能夠被完全充電。更確切地說，通過多次接收相應(yīng)的功率脈沖7可以實現(xiàn)蓄電池9的逐級充電。由于蓄電池9的運(yùn)行能夠非常安全地實現(xiàn)，因此還可以在混合能量儲存系統(tǒng)中使用用過的/老化的蓄電池。通過給功率脈沖7確定尺寸也可以使用用過的/老化的附加儲存器、例如雙層電容器。
[0049]優(yōu)點(diǎn)在于，可以原理上通過電容式的能量傳輸裝置在短時間內(nèi)將大的能量、例如1千瓦——在I秒鐘到1分鐘內(nèi)——以功率脈沖的形式(快速脈沖充電)從電網(wǎng)饋電的充電站5傳輸?shù)礁吖β誓芰績Υ嫫?0中且因此通過充電電子裝置將儲存或暫存在高功率能量儲存器中的能量緩慢且安全地輸出給高能量儲存器。因此高能量儲存器的使用壽命顯著地延長。此外，混合能量儲存系統(tǒng)在這種布置結(jié)構(gòu)中也不需要從地面運(yùn)輸工具中移除，也就是說通過取消蓄電池的更換實現(xiàn)了調(diào)試時間和花費(fèi)的節(jié)省。
[0050]同時，該混合能量儲存系統(tǒng)可以用于回收，例如在負(fù)載降低時或在地面運(yùn)輸工具的制動過程中。由于可以在充電站上的多個充電地點(diǎn)在小的時間段內(nèi)例如在生產(chǎn)線中進(jìn)行補(bǔ)給，因此可以在結(jié)構(gòu)空間充分利用和能量儲備方面優(yōu)化整個運(yùn)輸系統(tǒng)。
[0051]如在圖3和圖4中所示，通過控制單元17和電容31、33的電極在理想情況下實現(xiàn)沿接收單元16的方向的“脈沖式”能量傳輸(例如作為接近的狄拉克脈沖)。能量的暫存在儲存器10的高功率能量儲存系統(tǒng)(例如超級電容)中進(jìn)行。優(yōu)選僅在已知的能量發(fā)射器和接收器中(需要通信)通過高電壓(大于I千伏特)傳輸并因此使用大的能量脈沖，以及分配到蓄電池9的(智能電池)電池單體上。
[0052]借助于(充電)電子裝置可以通過高功率能量儲存器明顯更緩慢地在高能量儲存器(例如鋰離子電池系統(tǒng))中非常安全地傳輸現(xiàn)有的能量(能量=功率X時間)。高能量儲存器(鋰離子電池)可以通過低充電率非常耐用地運(yùn)行。如果導(dǎo)致了從能量儲存系統(tǒng)中的能量輸出，則高能量儲存器可以和高功率能量儲存器以及連接在其間的“(充電)電子裝置”相結(jié)合地對需要的負(fù)載輸出作出反應(yīng)。首要地，高功率能量儲存器可以設(shè)置用于動態(tài)的負(fù)載特性(回收:制動，負(fù)載降低，…)，而高能量儲存器可以設(shè)置用于穩(wěn)定的能量供給(例如在FFZ從站到站行駛時)。
[0053]原則上這種布置結(jié)構(gòu)也可以用于各個配備有電的能量儲存系統(tǒng)的機(jī)動車。
[0054]能量耦合通常可以電容式地設(shè)計(參見圖4)。在地面運(yùn)輸工具中則設(shè)有另一個高伏特回路/儲存器，其中，高伏特指大于60伏特的電壓值。能量耦合當(dāng)然也可以用作電感式的以及與觸點(diǎn)連接的實施方式。
[0055]借助于運(yùn)輸系統(tǒng)也可以在電池系統(tǒng)損壞時形成所謂的“跛行”運(yùn)行模式。
[0056]通過整個系統(tǒng)的優(yōu)化因此可以實現(xiàn)耐用的和高效的FFZ實施方式。甚至例如電動運(yùn)輸工具的用過的/老化的電池系統(tǒng)/模塊的“二次壽命/使用”原理可以由此被使用。此外存在以下可能性:加裝例如用過的雙層電容器(超級電容)，該雙層電容器例如經(jīng)常在風(fēng)力發(fā)電站中或者來自于其它超級電容(起重機(jī)設(shè)備，穩(wěn)流器，…)并在多年使用之后被更換/更新，但這些超級電容還繼續(xù)適用。因此可以實現(xiàn)連續(xù)的“二次壽命”或新組件設(shè)計。
[0057]特別在風(fēng)力發(fā)電站中例如在10年之后許多機(jī)械部件會老化一一因此所有組件連同雙層電容器被更換。隨后這種用過的雙層電容器大多時候簡單地僅報廢。雙層電容器在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中用于例如在“電流中斷”時轉(zhuǎn)動葉片的中間位置。因此不會導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的不受控的轉(zhuǎn)動或毀壞。
[0058]實施例整體上揭示了，如何能夠通過本發(fā)明提供用于電動運(yùn)輸工具的快速的脈沖式充電(快速脈沖充電)。
【主權(quán)項】
1.一種運(yùn)輸工具(2)，具有: -用于驅(qū)動運(yùn)輸工具(2)的驅(qū)動電機(jī)(13)， -用于儲存和提供用于驅(qū)動電機(jī)(13)的電能的電化學(xué)的蓄電池(9)，其中，蓄電池(9)設(shè)計為用于在充電時僅接收小于預(yù)定的最高功率值(25)的充電功率， -用于儲存和提供用于驅(qū)動電機(jī)(13)的電能的電的附加儲存器(10)，其中，該附加儲存器(10)設(shè)計為用于在充電時接收大于最高功率值(25)的充電功率， -用于從運(yùn)輸工具外部的充電站(5)接收能量(E)的充電裝置(6)， 其特征在于， 充電裝置(6)設(shè)計為用于，作為功率脈沖(7)接收能量(E)并將所接收的能量(E)儲存在附加儲存器(10)中，該功率脈沖具有大于最高功率值(25)的幅度(P)，其中，將附加儲存器(10)與蓄電池(9)耦合的耦合電路(23)設(shè)計為用于，從附加儲存器(10)中將能量(E)以小于最高功率值(25)的充電功率傳輸?shù)叫铍姵?9)中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)輸工具(2)，其特征在于，附加儲存器(10)至少具有電容器和/或飛輪質(zhì)量儲存器和/或磁性儲存器，用于儲存通過充電裝置接收的能量。3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的運(yùn)輸工具(2)，其特征在于，充電裝置(6)具有電容器元件(18)，該電容器元件設(shè)計為用于，作為交變電場(16)接收功率脈沖(7)。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的運(yùn)輸工具(2)，其特征在于，用于控制驅(qū)動電機(jī)(13)的逆變器(21)的逆變器控制裝置設(shè)計為用于，在接收功率脈沖(7)期間運(yùn)行驅(qū)動電機(jī)(13)。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的運(yùn)輸工具(2)，其特征在于，計算裝置設(shè)計為用于，這樣調(diào)整通往行駛目的地的路線規(guī)劃，使得運(yùn)輸工具在通往行駛目的地的道路上依次經(jīng)過多個充電站(5)。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的運(yùn)輸工具(2)，其特征在于，充電裝置(6)和附加儲存器(10)設(shè)計為用于，接收大于8千瓦的幅度(P)作為功率脈沖(7)。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的運(yùn)輸工具(2)，其特征在于，附加儲存器(10)設(shè)計為用于，從驅(qū)動電機(jī)(13)和/或不同于驅(qū)動電機(jī)(13)的機(jī)電轉(zhuǎn)換器接收和儲存電的回收功率(27)。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的運(yùn)輸工具(2)，其特征在于，運(yùn)輸工具(2)構(gòu)造為地面運(yùn)輸工具和/或無人駕駛的運(yùn)輸工具。9.一種用于輸運(yùn)運(yùn)輸貨物(4)的運(yùn)輸系統(tǒng)(I)，其中，為了運(yùn)送運(yùn)輸貨物(4)，運(yùn)輸系統(tǒng)(I)具有至少一個根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的運(yùn)輸工具(2)以及至少一個用于至少一個運(yùn)輸工具(2)的行車道(3)， 其特征在于， 在行車道(3)中和/或在行車道(3)的邊緣上集成有充電站(5)，所述充電站中的每個充電站都設(shè)計為用于，產(chǎn)生用于至少一個運(yùn)輸工具(2)的相應(yīng)的充電裝置(6)的功率脈沖(7)。10.—種用于將能量(E)傳輸?shù)礁鶕?jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的運(yùn)輸工具(2)中的方法，其中，運(yùn)輸工具(2)依次駛向相應(yīng)的充電站(5)且從所駛向的充電站(5)接收功率脈沖(7)，在離開所駛向的充電站(5)之后以所接收的功率脈沖(7)的能量(E)至少部分地給其蓄電池(9)充電。
【文檔編號】H02J7/34GK106059032SQ201610220758
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月11日 公開號201610220758.5, CN 106059032 A, CN 106059032A, CN 201610220758, CN-A-106059032, CN106059032 A, CN106059032A, CN201610220758, CN201610220758.5
【發(fā)明人】M·辛特伯格, B·海倫塔爾
【申請人】奧迪股份公司