Entwicklung hybrider Energiespeichersysteme für den Einsatz in fahrerlosen Transportsystemen (FTS)

 

Motivation
FTS sind in den unterschiedlichsten Branchen und Anwendungsfällen vorzufinden und werden
vorwiegend zur Beförderung von Stückgütern eingesetzt. Typische Anwendungen von FTS sind der
innerbetriebliche Transport in Distributionsbetrieben, die Verkettung von Arbeitsplätzen in
Fertigungsbetrieben oder der Einsatz in Krankenhäusern zur Ver- und Entsorgung von Stationen.
Damit sich die Fahrzeuge in den Transportlayouts flexibel bewegen können, ohne an eine stetige
Energieversorgung durch eine Stromschiene oder einer induktiven Schleifleitung gebunden zu, sind
schnellladende und langlebige Energiespeichersysteme von Nöten.

Ziele und Vorgehen
Ziel ist es, mit er Kombination zweier unterschiedlicher Energiespeicherlösungen ein innovatives
Gesamtsystem zur Energiespeicherung zu entwickeln, mit deren Hilfe die Arbeitsverfügbarkeit von
batteriebetriebenen fahrerlosen Transportsystemen (FTS) erhöht werden kann und zugleich die
Instandhaltungskosten durch eine Erhöhung der Lebensdauer des Energiespeichersystems gesenkt
werden können.
Das Hybride Energiespeichersystem besteht aus drei Hauptmodulen, dem Batteriemodul
(elektrochemischer Energiespeicher), dem Kurzzeitspeichermodul (elektrischer Energiespeicher) und
dem Energiemanagementmodul (EMS), welches für die Regelung der zustandsspezifischen
Energieflüsse des FTF notwendig ist. Das Batterie- und Kurzzeitspeichermodul wird mit eigenen
Batteriemanagementsystemen (BMS) ausgestattet, um eine Modularität in der Auslegung eines
Gesamtsystems zu gewährleisten.

Geladen wird lediglich das Kurzzeitspeichermodul in maximal 30 Sekunden. Bei der Fahrt zu einem
nahegelegenen Fahrziel mit Ladestation wird dann die Energie an die Fahrzeugsteuerung und die
elektrischen Antriebe weitergegeben und zugleich die Batterie des Fahrzeuges sukzessive geladen.
Sollte das nächste Ziel mit Ladestation weiter entfernt sein, wird die Batterie nicht weiter durch den
Kurzzeitspeicher geladen und die Batterie wird als alleinstehender Energiespeicher für die
Energieversorgung des Fahrzeugs eingesetzt.

Innovationen und Perspektiven
Das geplante Energiespeichersystem trägt zur Steigerung der Arbeitsverfügbarkeit von FTS bei und
reduziert zugleich den Rohstoffbedarf für die Energiespeicher in den Fahrzeugen auf ein notwendiges
Minimum. Durch die zu erwartende höhere Lebensdauer ist dieses Energiespeichersystem ideal für
die mobile Energiebereitstellung in FTF.