19. JANUAR 2018

zurück

kommentieren drucken  

Überwachung mit System


Technik

Praxis - Ein Überwachungs-System für Batterien, wie es die Daimler AG in Sindelfingen bei 94 Fahrerlosen Transportfahrzeugen einsetzt, optimiert die Leistungsfähigkeit der Batterien und verlängert ihre Lebensdauer.

Die Transportwege zwischen den einzelnen Betriebsteilen in einem Automobilwerk sind mitunter ziemlich lang. Wenn es sich dann um immer wiederkehrende Transportvorgänge handelt, die jederzeit pünktlich und kalkulierbar sein müssen, empfiehlt sich ein Fahrerloses Transportsystem (FTS). Genau das hatte die Daimler AG in Sindelfingen erkannt und sich deshalb im Jahr 2000 von der Firma Eisenmann ein automatisches Fördersystem mit 94 Fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) installieren lassen, das ein älteres FTS ersetzte.

Die Fahrzeuge, ausgelegt für Lasten bis 2 Tonnen, bringen die im Presswerk produzierten Teile in Gestellen zu einem Hochregallager und später von dort zum Bau 5, also in die Karosseriefertigung. Die Länge der Strecke, auf der die FTF mit Geschwindigkeiten mit bis zu 60 m/min unterwegs sind, beträgt rund 5,5 km, wobei die Fahrstrecken – je nach Gebäude – auf zwei respektive drei Geschossen angeordnet sind. Den erforderlichen Vertikaltransport der FTF über-nehmen 12 Aufzüge. Geführt werden die Fahr-zeuge über eine Leitfrequenz entlang einer Führungslinie im Boden. Für die Kommunikation zwischen den ortsfesten Einrichtungen und den FTF nutzt man das WLAN.

Zur Energieversorgung der automatischen Fahrzeuge verfügt jedes über eine Nickel-Cadmium-Batterie (NiCd) mit 45,6 V / 100 Ah. Sie versorgt den Elektroantrieb, die Fahrzeugsteue-rung sowie die Elektrik, Elektronik und Sensorik. NiCd-Batterien sind zwar in der Anschaffung teurer als Blei-Akkumulatoren, aber sie sind kleiner, wartungsarm, reduzieren die Betriebskosten und bieten die Möglichkeit der schnellen Zwischenladung – ein Vorteil, der bei dem Rund-um-die-Uhr-Betrieb der Anlage im Sindelfinger Werk von besonderer Bedeutung ist. Bei den rund 6.000 Transporten am Tag bliebe gar keine Zeit für Batteriewechsel.

Damit die FTF immer rechtzeitig Energie »nachtanken« können, sind entlang des Parcours 35 Ladegeräte mit seitlichen Andockstationen platziert. An diese docken die Fahrzeuge während des Arbeitsprozesses kurz an, um die entnommene Energie in etwa 20 bis 40 Sekunden wieder nachzuladen. Da die FTF gelegentlich pausieren, also nicht zwischengeladen werden können, übernehmen 15 Ladegeräte die so genannte »Vollladung«.

Erfahrener Spezialist

Geliefert hat die Batterien, die Ladegeräte und weitere Komponenten wie das Wasserbefüllsystem ein Spezialist aus Baden-Württemberg: die Firma EVM – Gesellschaft für Energieversorgungssysteme mbH mit Sitz in Schömberg im Nordschwarzwald. Seit über 20 Jahren berechnet sie die Energieversorgungssysteme für Fahrerlose Transportsysteme und liefert hierfür alle erforderliche Komponenten. Eine wesentliche Besonderheit der Systeme von EVM ist das Batterie-Überwachungs-System, kurz BÜS. Es ist so groß wie die jeweils eingesetzte Batteriezelle und wird – wie eine Zelle – im Batterietrog untergebracht. Das BÜS hat wichtige Aufgaben: Es misst unter anderem die Batteriespannung, den Ladestrom, die eingebrachte und entnommene Kapazität, die Anzahl der Vollladungen, den Wasserfüllstand und die Temperatur der Batterie.

Optimierung der Leistungsfähigkeit

Die Messungen und die sich daraus ergebenden Maßnahmen, die das Überwachungs-System in der Folge einleitet, sorgen entscheidend für die Optimierung der Leistungsfähigkeit und die Verlängerung der Batterie-Lebensdauer. Sinkt zum Beispiel die Batteriespannung unter den einstellbaren Schwellwert 40 Volt, wird das Fahrzeug via Leitsteuerung zum Nachladen an die automatische Ladestation geschickt. Zudem sorgt das BÜS dafür, dass die Spannung pro Zelle den Wert 1,55 Volt nicht übersteigt, denn sonst käme es zu einer ungewünscht hohen Gasung und damit zu vermehrtem Wasserverbrauch.

Das aber würde die Lebensdauer deutlich verkürzen. Wenn doch einmal Wasser nachgefüllt werden muss – das geschieht bei Daimler in Sindelfingen wegen der geringen Gasung erst nach etwa drei Jahren –, lässt sich das sehr komfortabel mit dem EVM-Füllsystem auf einem Wasserbefüllwagen, das auf Gegendruck-Basis arbeitet, in rund zwei bis drei Minuten erledigen. Schließlich sorgt der Lüfter des Batterie-Überwachungs-Systems bei Bedarf für die erforderliche Kühlung. Die Energie pro Zeiteinheit, die dieser Lüfter verbraucht, beträgt 9 Watt, fällt also kaum ins Gewicht.

Alle Aktivitäten des BÜS, das die komplette Kontrolle über das »Leben« der Batterie übernimmt, werden mit Hilfe der BÜS-Firmware in Form von Daten protokolliert, gespeichert und über Funk an die FTS-Leitsteuerung von Eisenmann übermittelt. Auf diese Weise lassen sich die relevanten Daten auf Bildschirmen grafisch darstellen und somit etwaige Fehler im System feststellen. Beim Tausch einer Batterie, etwa von einem Fahrzeug in ein anderes, zeigt sich der große Vorteil des BÜS-Einbaus in den Batterietrog, da alle batteriespezifischen Daten mit dem Energiespender »verheiratet« bleiben.

Beeindruckende Zahlen

Mit der neuesten BÜS-Software, die Daimler jüngst installiert hat, sind die Mitarbeiter in der Lage, auch einzelne batteriespezifische Parameter wie zum Beispiel Temperaturvorgaben für die Lüftersteuerung zu ändern, selbst während der Fahrt der Fahrzeuge. Da das Überwachungs-System über eine eigene CPU verfügt, ist die der Leitsteuerung untergeordnete Fahrzeugsteuerung, die alle Aktionen im fahrerlosen Fahrzeug koordiniert, von Aufgaben im Zusammenhang mit dem Batteriemanagement entlastet.

Die beachtliche Wirkung des Energiemanagementsystems BÜS lässt sich mit handfesten Zahlen untermauern. War man bei der Daimler AG ursprünglich von Batterie-Lebenszeiten von maximal vier Jahren ausgegangen, so müssen die Instandhalter die Batterien in der Regel erst nach sieben Jahren austauschen. Anders ausgedrückt: Fast alle Batterien erreichen ein Ladungsspeichervermögen von 500.000 Ah. Das entspricht dem 5000-fachen Umsatz der Nennkapazität von 100 Ah. Ursprünglich waren höchstens 300.000 Ah veranschlagt worden

www.evm-gmbh.de


Daten & Fakten

Das Haus EVM, Gesellschaft für Energieversorgungssysteme mbh, berechnet seit über 20 Jahren die Energieversorgungssysteme für Fahrerlose Transportsysteme und liefert hierfür alle erforderlichen Komponenten.
Eine Besonderheit der Systeme von EVM ist das Batterie-Überwachungs-System BÜS. Es ist so groß wie die jeweils eingesetzte Batteriezelle und wird wie eine Zelle im Batterietrog des Transportfahrzeugs untergebracht.

Ausgabe:
lj 05/2012
Bilder:

kommentieren drucken  


ANZEIGE

 

 
» Finden Sie weitere Fachartikel in unserem Artikelarchiv

  Jetzt Newsletter
abonnieren!


Aktuelle Ausgaben

Weltmarkt Flurförderzeuge

logistik journal: Weltmarkt Flurförderzeuge 2016

Video der Woche

 

ANZEIGE