(57)【要約】自動貯蔵設備１９９のための運搬車セットは、車輪を有しレール上を走行可能でシャトル１１０を運搬可能な転送カート１５０を備え、シャトルは、車輪を有し転送カートを残すことが可能で貯蔵通路１１１に格納される商品を集めて運んで残すことが可能であり、シャトル１１０は、シャトル電気モータ１１２、シャトル電気モータ１１２に電力供給するためにエネルギーを提供する第１のコンデンサバンク１３２、シャトル１１０を転送カート１５０に電気接続する第１のコネクタ組織１３６を備え、転送カート１５０は、転送カート電気モータ１６６、シャトル１１０を転送カート１５０に電気接続する第２のコネクタ組織１５２、シャトル１１０が転送カート１５０により担持されそれに接続されるときにコネクタ組織１３６、１５２を介して第１のシャトルコンデンサバンク１３２を充電するためにエネルギーを提供する第２のコンデンサバンク１５６、を備える。【選択図】図１ａ
2018516521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配置される複数の貯蔵通路（１１１）および、１つ以上の輸送通路（１１３）であって、前記輸送通路（１１３）の一側上の貯蔵通路（１１１）の第１のグループの連続的な第１の端部に対して垂直で、かつそれに沿って走る、１つ以上の輸送通路（１１３）を備え、そして前記輸送通路の他側上の貯蔵通路の第２のグループを任意に有する、自動貯蔵設備（１９９）のための運搬車セットであって、前記運搬車セットは、車輪を有して前記輸送通路のレール上を走行可能で、かつシャトル（１１０）を運搬可能な転送カート（１５０）を備え、前記シャトルは、車輪（１１５）を有して前記貯蔵通路（１１１）のレール上を走行可能で、かつ前記貯蔵通路に格納される商品を集めて、運んで、残すことが可能であり、
前記シャトル（１１０）は、
−少なくとも１つのシャトル電気モータ（１１２）、
−前記少なくとも１つのシャトル電気モータ（１１２）に電力供給するためにエネルギーを提供する第１のコンデンサバンク（１３２）、
−前記第１のコンデンサバンク（１３２）から前記少なくとも１つのシャトル電気モータ（１１２）への電流エネルギーフローを制御することによって前記少なくとも１つのモータ（１１２）を制御するシャトルモータコントロールユニット（１１６）、および、
−前記シャトル（１１０）を前記転送カート（１５０）に電気的に接続する第１のコネクタ組織（１３６）、を備え、
前記転送カート（１５０）は、
−少なくとも１つの転送カート電気モータ（１６６）、
−前記第１のコネクタ組織（１３６）を介して前記シャトル（１１０）を前記転送カート（１５０）に電気的に接続する第２のコネクタ組織（１５２）、
−前記少なくとも１つの転送カート電気モータ（１６６）を制御する転送カートモータコントロールユニット（１７０）、および、
−前記シャトル（１１０）が前記転送カート（１５０）により担持され、かつそれに接続されるときに、前記コネクタ組織（１３６、１５２）を介して、前記第１のシャトルコンデンサバンク（１３２）を充電するためにエネルギーを提供する第２のコンデンサバンク（１５６）、を備える、
ことを特徴とする、運搬車セット。
【請求項２】
前記転送カート（１５０）は、前記輸送通路のレールと平行に走る給電レールからエネルギーをピックアップする摺動接点（１７６）を備える、請求項１に記載の運搬車セット。
【請求項３】
前記第１のコンデンサバンク（１３２）をモニタして、バランスをとるために、前記シャトルは、第１のコンデンサバンク（１３２）に接続された第１の平衡ユニット（１３４）を備える、請求項１または２に記載の運搬車セット。
【請求項４】
前記シャトル（１１０）は、前記第２のコンデンサバンク（１３２）をモニタして、バランスをとるための第２のコンデンサバンク（１３２）に接続される第２の平衡ユニット（１６４）を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の運搬車セット。
【請求項５】
前記第１のコンデンサバンク（１３２）の前記平衡ユニット（１３４）と、前記第１のコンデンサバンク（１３２）の充電を休止することを可能にさせる前記転送カートの充電コントロールユニット（１６２）との間の情報を交換するために、前記セットは、光通信ユニット（１３８、１６０）を備える、請求項３に従属する請求項４に記載の運搬車セット。
【請求項６】
前記バランスをとることは、個々のコンデンサをモニタするステップであって、モニタの間に得られる情報に基づく、ステップと、過剰な充電を回避するために個々のコンデンサからエネルギーを消すステップと、を含む、請求項５に記載の運搬車セット。
【請求項７】
請求項１に記載の運搬車セットに電力を供給する方法であって、
−摺動接点（１７６）を介してフィード・レールから前記転送カート（１５０）のコンデンサバンク（１５６）を充電するステップ、
−コネクタ組織（１３６、１５２）を用いて、前記転送カート（１５０）を前記シャトル（１１０）に接続するステップ、
−前記転送カート（１５０）のコンデンサバンク（１５６）からエネルギーを消耗させることによって前記シャトルのコンデンサバンク（１３２）を充電するステップ、
を特徴とする、方法。
【請求項８】
プロセスは、個々のコンデンサの電圧をモニタして、モニタされた電圧に基づいて熱を消散させることを含む、モニタしてバランスをとる手順を用いて、充電を制御するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
プロセスは、消散がまだ進行中の間、充電を休止するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
プロセスは、充電を休止するときおよび充電を再開するときに、好ましくは光通信リンクを介して、前記シャトルから前記転送カートへ通信するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商品貯蔵システムの電動車両のための電力系統に、およびこの種の車両に関する。特にそれは、複数レベルの貯蔵通路および、貯蔵通路に対して垂直な１つ以上の輸送通路であって、輸送通路に隣接して位置する貯蔵通路の１つ以上のグループの第１の端部に対して垂直な１つ以上の輸送通路を備えてよい、単一のまたは多数階の商品貯蔵装置のためのシャトルおよび転送カートに関する。
【背景技術】
【０００２】
単一のまたは多数階の商品貯蔵装置またはパレットラックは、広域の用途（例えば、従来の倉庫、貯蔵装置および店舗）において使用される。商品（例えば、パッケージまたはケース）は、通常、異なる種類のカート、キャリッジ、シャトルおよび／またはコンベヤによって多数階の商品貯蔵装置において輸送されるパレットまたはベースボード上に配置される。自動の多数階の商品貯蔵装置において、キャリッジ、シャトルおよびコンベヤは、コンピュータシステムによって制御されて、人間の影響なしに商品をピックアップして、運搬して、保存して、分配する。
【０００３】
自動のカート、キャリッジおよび／またはシャトルは、しばしば内部バッテリから電力供給されるか、または導体レールシステムから電力供給される。そしてそのレールは、概して、車輪付きのカート、キャリッジおよびシャトルが走行する輸送レールシステムと平行に走る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッテリは、特にバッテリが飛行機で輸送される必要があるときに、重量が重くて、環境に危険であり、輸送が困難である、という欠点を有することが確認された。それらはまた、定期的なまたは不定期な間隔で充電されなければならない。充電期間の間、運搬車（カート／キャリッジ／シャトル）は、その正規のタスクを遂行することができない。この種の自動のカート／キャリッジ／シャトルに電力供給する分野における従来技術の多数階の商品貯蔵装置の概念を改善することは、望ましい。本発明の利点は、バッテリに基づく解決策と比較して増加したライフサイクル長を含む。バッテリは、一定数の充電および放電サイクルを管理することが可能であり、コンデンサは、より多くを管理することができる。
【０００５】
多数階の商品貯蔵装置は、平行に配置される複数レベルの貯蔵通路、および前記貯蔵通路の対向する端部間に延びる１つまたは複数の輸送通路を備える。この種の貯蔵システムでは、パレットを運搬するシャトルまたは商品をサポートするベースボードを運搬するために、少なくとも１つのパレットまたはベースボード転送カートが各輸送通路に沿って作動可能である。シャトルは、転送カートから離れることが可能で、それが離れることができるかまたは商品をピックアップすることができる前記貯蔵通路での選択位置にそれ自体を推進することができるように配置される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、対応するバッテリパックよりも著しく軽い高エネルギーコンデンサバンクを有する各シャトルを提供することによって、前記転送カートおよびシャトルの改良された電力系統に関する。コンデンサバンクを速く再充電して、充電のためのいかなるリカバリータイムも減らすことも提供される。さらに、コンデンサバンクにおける各コンデンサの電圧をモニタするモニタシステムが設けられる。好ましくはモニタシステムの一部として、各コンデンサの余分の電圧を熱へと消散する余剰電圧取扱いシステムも設けられる。
【０００７】
各種実施形態において、前記パレットまたはベースボード転送カートは、導体レールシステムから電力供給される。そしてそのレールは、転送カートが走行する輸送レールと並列に走る。転送カートは、シャトル用の充電ステーションを備える。充電ステーションは、導体レールからピックアップされる電気によって電力供給される。例えばトロリーブラシ等を用いて、導体レールに接触してそれからエネルギーをピックアップするように配置される手段がある。
【０００８】
運転中のときに、商品を取ってくるために、空のシャトルを運搬する転送カートは、貯蔵通路の適切なフロントエンドまで輸送通路に沿って駆動される。その後、シャトルは、そのコンデンサバンクに格納されたエネルギーを用いて、商品をピックアップするために貯蔵通路へと駆動される。商品がピックアップされるときに、シャトルは、転送カートへと駆動されて戻る。シャトルが転送カート上に置かれるときに、シャトルは、必要に応じて再充電される。システムは、約２〜３秒だけ速い充電時間を可能にする。というのも、エネルギーは、転送カートのコンデンサバンクからシャトルのコンデンサバンクへ移されるからである。
【０００９】
このように、運搬されるシャトルが同時に再充電されると共に、転送カートは、目的の貯蔵通路へと駆動される。シャトルのコンデンサバンクへと放電されるときに、転送カートのコンデンサバンクも充電器からの充電を受け入れることができるように、システムは、好ましくは構成される。転送カートが目的の貯蔵通路のフロントエンドに到達したときに、シャトルは、解放されて、その（シャトルの）内部コンデンサバンクからのエネルギーを用いて、貯蔵通路の適切な位置まで駆動される。それと同時に、転送カートのコンデンサバンクは、転送カートが走行するレールと並列に走る導体レールからの電気エネルギーを用いて再充電される。導体レールの電圧は、好ましくは、転送カートのコンデンサバンクの充電電圧よりも高く調整される。転送カートのコンデンサバンクからのシャトルのコンデンサバンクの速い充電を容易にするために、シャトルのコンデンサバンクの充電電圧は、転送カートのコンデンサバンクの作業電圧よりも低く調整される。
【００１０】
このように、シャトルが転送カートに戻るたびに、シャトルは、転送カートに電気的に接続されるかまたは「ドックに入れられ」、そして、自動の充電が起こる。この種の接続機構またはこの種のドッキング機構の詳細設計は、この文書の目的の範囲内ではない。この文書の目的にとって、接続を確立するためにシャトルの位置および／または移動力を使用する摺動接点またはプラグ・ソケットコネクタとしてこの種の機構またはコネクタ組織を見ることは、十分である。
【００１１】
本発明の上記の詳述されたおよび他の利点そして目的が得られる方法が容易に理解されるために、本発明の上記のより特定の説明は、添付図面に示される本発明の特定の実施形態を参照することにより描かれる。
【００１２】
これらの図面が本発明の典型的な実施形態だけを表し、したがってその範囲に制限すると考慮されるべきでないことを理解して、本発明は、添付図面を用いることにより付加的な特定性および詳細によって記載されて、説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１ａ】図１ａは、商品貯蔵装置の転送カートおよびシャトルの主要な電気的ユニットを示すブロック線図である。
【図１ｂ】図１ｂは、輸送通路、貯蔵通路、輸送カートおよびシャトルを備える商品貯蔵システムの上から見た概略図である。
【図１ｃ】図１ｃは、図１ｂの貯蔵システムのためのシャトルの斜視図である。
【図１ｄ】図１ｄは、転送カートおよびシャトルを有する多数階の貯蔵システムの側面図である。
【図２】図２は、モニタシステムを有するコンデンサバンクの概略接続図である。図２ａは、シャトルのコンデンサバンクのための充電レベル対時間線図におけるコンデンサの充電、放電、および再充電を示す線図である。充電イベントは、線図のマーケットである。図２ｂは、図２ａのシャトルのコンデンサバンクと協働するときの、転送カートの充電ステーションのコンデンサバンクのための充電、放電、および再充電イベントを有する充電曲線を示す線図である。
【図３】図３は、図１のシャトルまたは転送カートのコンデンサバンクの個々のコンデンサの充電レベルのバランスをとるための平衡ユニットのバランス機能を示す概略的線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、平行に配置され、そして、輸送通路１１３の一側上の貯蔵通路１１１の第１グループの連続的な第１の端部に対して垂直で、それに沿って走る１つ以上の輸送通路１１３を有し、そして輸送通路１１３の他側上の貯蔵通路１１１の第２グループを有する複数の貯蔵通路１１１を備える、商品貯蔵装置において使用する転送カート１５０およびシャトル１１０のための電力系統の主要な電気的ユニットのブロック線図である。
【００１５】
電力系統の意図は、とりわけ、これらの２つの乗り物用の軽量推進システムを提供して、重くておそらく危険なバッテリの使用を回避することにある。システムは、シャトル１１０に配置される第１のコンデンサバンク１３２、および転送カート１５０に配置される第２のコンデンサバンク１５６を備える。シャトル１１０に対する転送カート１５０の関係は、転送カート１５０が輸送通路１１３のレール上を商品の有無にかかわらずシャトルを運ぶように配置されることである。シャトルは、転送カートを残して貯蔵通路１１１のレール上を移動し、そして貯蔵通路の１箇所で吊り上げ、輸送し、そして同じ貯蔵通路１１１の別の位置上の商品を残すか、または、より高い頻度で、別の貯蔵通路１１１の特定の位置にそれを残すことが可能に構成される。電気的レールまたは電線がシャトルのために提供される必要はない。なぜなら、シャトルと転送カートとの間の永久接続は必要でないからである。
【００１６】
シャトル１１０は、電気推進モータ１１２および、推進モータ１１２のためのおよびシャトルの吊上モータ１１４のための一定量のエネルギーを保持することができるように調整されるコンデンサバンク１３２を備える。エネルギーは、以下の輸送サイクルの最悪のケースシナリオにおいて必要であるのに等しいかまたはそれを上回るように調整される。
−シャトル１１０は、転送カート１５０を貯蔵通路１１１へと残す。
−シャトル１１０は、貯蔵通路１１１の遠い位置まで移動する。
−商品を吊り上げて、運ぶ。
−商品を伴って転送カート１５０まで戻る。
この種のサイクルの間、コンデンサバンク１３２に格納されるエネルギーは、モータ１１２、１１４が使用されるにつれて時間とともに減少する。
【００１７】
上述のように、貯蔵設備１９９では、図１ｂおよび図１ｄに示すように、発明の電力系統を有する運搬車、貯蔵通路１１１の反対端の間を延びる輸送通路から２つの反対方向に延びる貯蔵通路１１１、前記輸送通路１１３も複数のレベルまたは階を有する、の使用が適切になされる。例えば図１ｃに示すように、輸送通路の各レベル上に、シャトル１１０をサポートする少なくとも１つの転送カート１５０が貯蔵通路に対して垂直な方向に作動する。転送カート１５０は、レール上を移動する。シャトル１１０は、好ましくは転送カート１５０の下部においてレールシステム上に従来の方法でサポートされる。前記シャトル１１０が前記貯蔵通路１１１に沿って選択された位置へ／からパレットを輸送することができるために、対応するレールシステムは、前記貯蔵通路に沿って延びる。
【００１８】
商品を運ぶ各シャトル１１０は、転送カート１５０から前記貯蔵通路１１１へと移動するように配置される。商品パレットは、貯蔵通路１１１の選択された位置に配置される貯蔵通路１１１に沿って輸送されることができる。パレットはまた、シャトル１１０によって選択された位置でピックアップされることができて、転送カート１５０に輸送されることができる。そしてそれは、次いで、ピックアップされたパレットを、輸送通路１１３に沿って選択された新しい貯蔵通路１１１に輸送する。
【００１９】
ここで図１ｄを参照して、本明細書に記載の多数階商品貯蔵装置は、基本的に、複数の直立および水平荷重梁を有するパレットラックでもよい。荷重梁は、シャトル１１０をサポートするためのレールシステムとして構成されるかまたはレールシステムを含む。従来の筋交いおよび水平ブレースが使用されることもできる。追加の特徴として、輸送カート１５０は、転送カートを１階上昇させるための吊上装置１９０を備える。
【００２０】
シャトル１１０は、このように、商品の有無にかかわらず運搬パレットを転送カート１５０から貯蔵通路１１１へと移動し、そして戻すように構成される。シャトル１１０は、パレットの下で位置を上げることができるサポート手段を備えていて、貯蔵通路における輸送の間、上昇位置に保持される。商品が貯蔵通路１１１またはどこか他の意図された位置に達したとき、サポート手段は下げられて、商品はレールまたは荷重梁上にまたは転送カート１５０上に置かれる。
【００２１】
代わりのまたは支持する実施形態では、いくつかの転送カートは、いわゆる一番上のシャトル（すなわち、パレットより上のレール上を移動するように配置されるシャトル）を輸送して、商品より上の位置からピックアップして、パレット上の商品の全量の一部である部分またはパッケージを別のパレットに引き渡すように構成される。
【００２２】
コンデンサバンク
上記したように、システムは、シャトル１１０に配置される第１のコンデンサバンク１３２、および転送カート１５０に配置される第２のコンデンサバンク１５６を備える。ここで図１ａを参照して、第２のコンデンサバンク１５６は、転送カート１５０の充電ステーションの一部として配置されてよい。第２のコンデンサバンク１５６は、摺動接点を介して輸送通路の給電レールからエネルギーをピックアップする供給ユニット１７６に接続している充電器から充電される。
【００２３】
第１のコンデンサバンク１３２は、シャトル１１０の一部として配置される。第１のコンデンサバンク１３２は、シャトル１１０が転送カート１５０によって担持されるときに転送カート１５０の対応する充電コネクタ１５２と適合するように配置される充電コネクタ１３６に接続している。２つの充電コネクタ１３６、１５２が接続している期間中、システムは、充電レギュレータ１５４を制御するための充電コントロールユニット１６２に接続している充電レギュレータ１５４を介して、第２のコンデンサバンク１５６から第１のコンデンサバンクへの制御エネルギーフローによって第１のコンデンサバンク１３２を充電するように構成される。この種の充電プロセスは、非常に速いので、とりわけ、エネルギー貯蔵としてバッテリに基づくプロセスに勝る利点がある。本発明の場合、シャトル１１０を運ぶときに、転送カート１５０が第１の貯蔵通路のフロントエンドから第２の貯蔵通路１１１のフロントエンドまで輸送通路に沿って移動するために取る時間の間、第２のコンデンサバンク１５６から第１のコンデンサバンク１３２の完全なまたはほぼ完全な再充電を許容するくらい速い。これは、図２ａおよび図２ｂを用いて下でさらに述べられる。
【００２４】
第１のコンデンサバンク１３２は、コントロールユニット１２２から制御信号を受信するモータコントロールユニット１１６を介して、シャトル１１０の推進モータ１１２に接続している。コントロールユニット１２２は、貯蔵設備の中央コンピュータユニット（図示せず）から商品発信の次の項目をどこでピックアップして引き渡すかという情報に関して、無線通信ユニット１２４からの情報を受信する。情報は、シャトル１１０の位置およびステータスを中央コンピュータに知らせる反対の方向に送られてもよい。貯蔵システムと関連してシャトルの位置および速度の情報を検出して、そしてシャトル上に固定される基準点に対して相対的に商品の位置も検出するために、コントロールユニット１２２は、好ましくは多くのセンサにも接続している。
【００２５】
吊上モータ１１４は、商品を下から吊り上げる吊上装置を駆動するように好ましくは配置される。貯蔵システムの要求に応じて、シャトルは、コンデンサバンクからまたはバッテリから電力を供給されてよいさらなる吊上モータ（図示せず）を備えてもよい。この種のさらなる吊上モータは、商品を上から、すなわちシャトルの下のレベル上のパレットから吊り上げるために、吊上装置を駆動するように好ましくは配置される。
【００２６】
転送カートは、その推進モータ１６６およびシャトルを吊り上げるために配置される吊上モータ１６８を備える。推進モータ１６６は、転送カート１５０のコントロールユニット１７２によって制御される。コントロールユニット１７２は、転送カート１５０の無線通信ユニット１７８に接続してそれと通信する。コントロールユニット１７２はまた、摺動接点１７６からピックアップされる電流の電圧を調節するレギュレータ１７４に接続している。レギュレータはまた、転送カートの位置および現在ステータスを検出するための、そして転送カート上のシャトルの存在および位置を検出するための多くのセンサ１８０、１８２、１８４に接続している。
【００２７】
ここで図２ａおよび図２ｂを参照して、商品輸送サイクルの典型的シナリオは、第１および第２のコンデンサバンク１３２、１５６の充電レベルに関して示される。図２ａの左端に、シャトルのコンデンサバンク１３２が約５０％の充電レベルであるのが示され、図２ｂに、転送カートのコンデンサバンク１５６が１００％の充電レベルであるのが示される。シャトルは、転送カート１５０に位置して、コネクタ１３６、１５２を介して接続している。時間内の第１の地点２１０で、転送カートのコンデンサバンク１５６は、シャトルのコンデンサバンク１３２を充電し始める。ここで、転送カート１５０のコンデンサバンクの充電レベルが減少すると共に、シャトルのコンデンサバンク１３２の充電レベルは増加し始める。時間内の第２の地点２１２で、シャトルのコンデンサバンクは、ほぼ完全に充電される。そして、平衡ユニット１３４を用いてバランスプロセスが始まる。平衡ユニット１３４およびバランスプロセスは、さらに後述する。
【００２８】
バランスプロセスの後、シャトルのコンデンサバンクは、完全に充電される。そして、転送カートのコンデンサバンクは、対応して放電されて、再充電を開始することができる。時間内の第３の地点２１４で、シャトルは、出るように命じられて、貯蔵通路の特定の位置まで加速２１４および移動２１６する。これは、シャトルのコンデンサバンクから対応するエネルギーを消耗させる。同時に、転送カートで、第２のコンデンサバンク１５６は、充電器１５８を用いて再充電し続ける。そして、エネルギーは、摺動接点１７６を介して給電レールから提供される。
【００２９】
時間内の第４の地点２１８で、シャトルは、意図された位置に達して、商品を吊り上げ始める。これは、第１のコンデンサバンク１３２からさらなるエネルギーを消耗させる。時間内の第５の地点２２０で、シャトルは、別の位置に移動するために加速する。時限２２２で、シャトルは、前記別の位置まで移動し、そしてその後、時間内のさらなる地点２２４で、商品を吊り上げてリリースする。同時に、転送カートのコンデンサバンクは、完全に再充電された。
【００３０】
時間内のさらなる地点２２６で、シャトルは、転送カートに戻り、そして充電およびバランス２２８が新たに始まる。
【００３１】
特定の利点は、比較的長い時限中に比較的低い電流を用いて第２のコンデンサバンク１５６が充電されることができるという点に留意されたい。
【００３２】
コンデンサおよびバランス
電力系統のコンデンサバンク１３２、１５６は、それぞれ平衡ユニット１３４および１６４を備える。これらの平衡ユニット１３４および１６４は、各々モニタ部分およびバランス部分を備え、そして各コンデンサがモニタされるように接続される。平衡ユニットのモニタ部分からの信号に基づいて、余剰エネルギーを消して、個々のコンデンサの電圧を予め定められたレベルまで下げるために、熱負荷３１０がコンデンサに接続されることができるように、各コンデンサも接続される。そしてその予め定められたレベルは、使用するコンデンサおよび設計目標のタイプに応じて、２．５０ボルトでもよい。
【００３３】
図１ａおよび図３を参照して、平衡ユニット１３４はさらに記載される。図３には、わずかに異なる容量の個々のコンデンサを備えるセル３１１、３２１、３Ｎ１、および各コンデンサに関連する発熱体３１０、３２０、３Ｎ０を有するコンデンサバンクのバランスをとるシナリオが示される。
【００３４】
セル１は、発熱体３１０および、モニタおよび平衡回路３１１をともに有するコンデンサを備えることに留意されたい。
【００３５】
セル１は、セル２およびセルＮよりも少ないエネルギーに適応することに留意されたい。カラム１では、セルは、作業期間後に放電されることが示される。セルの容量が互いに逸脱するので、セル１は、残りのセルよりも放電される。カラム２では、セルは、しばらくの間充電されたことが示される。そして、セルの容量が互いに逸脱するので、セル１は、残りのセルよりも先に完全に充電される。セル１は、ここでその発熱体を接続し、そしてこのようにエネルギーを熱に変換する。同時に、モニタ回路は、これを登録して、充電を休止するために効果を有する信号を光通信１３８、１６０を介して送る。充電コントロールユニット１６２は、これらの信号を受信して、そうするためにチャージレギュレータ１５４を制御する。
【００３６】
図３のカラム３では、セル１は、ここで適切な量のエネルギーを消したことが示される。セルＮがその充電レベルに達しない一方で、セル１およびセル２は、同じ充電レベルに達したことに留意されたい。モニタ回路は、充電手順が再開されることを光通信１３８、１６０を介して要請する。
【００３７】
図３のカラム４では、セル１および２は、ここでさらに充電されたことが示される。これらのセルは、ここでそれらのそれぞれの発熱体を接続して、エネルギーを熱に変換する。同時に、平衡ユニット１３４のモニタ回路がこれを登録して、光通信ユニット１３８、１６０を介して充電手順が休止される信号を送る。セルＮの容量が他のセルの容量よりもわずかに大きいので、セルＮは、まだ完全に充電されない。換言すれば、それは、残りのセルよりも多くのエネルギーに適応するか、または適応する能力は有する。
【００３８】
充電休止および熱損失を含む２〜３のサイクルの後、すべてのセルは、最終的に完全に充電される。
【００３９】
このように、コンデンサバンクの充電プロセスは、以下のように言い表されることができる。
−充電電圧を印加する。
−各コンデンサの個々の電圧を繰り返し測定する。
−電圧が指定された閾値電圧よりも高い場合、コンデンサごとに決定する。
−決定に基づいて、コンデンサバンクの充電を中断して、電圧が閾値よりも高いそれらのコンデンサを対応する発熱体に接続する。
−電圧がより高くない場合、発熱体を分離して、充電を再開して／続ける。
【００４０】
平衡ユニット１３４の発熱体３１０、３２０、３Ｎ０は、好ましくは１つ以上の標準抵抗器を備える。平衡ユニットはまた、エネルギーの熱への変換が必要とされるときに、抵抗器を接続する電気的制御スイッチを備える。
【００４１】
システムは、好ましくは比較的高い電流を可能にする補強されたＰＣＢ導体を備える。補強は、外部銅板の形状でもよい。
【００４２】
実施例１
例示的実施形態において、コンデンサバンクのコンデンサは、２．５０ボルト〜２．５５ボルトの間隔の最大動作電圧を有するように調整されるいわゆるスーパーコンデンサ（スーパーキャパシタ）またはいわゆるウルトラコンデンサ（ウルトラキャパシタ）である。シャトルにおいて、Ｎ個のコンデンサは、最大で第１のコンデンサバンク１３２がＮ回の２．５０ボルトの電圧を可能にするために直列に結合される。転送カート１５０において、Ｍ個のコンデンサは、最大で第２のコンデンサバンク１５６がＭ回の２．５０ボルトの電圧を可能にするために直列に結合される。第１のコンデンサバンクの簡単な充電を容易にするために、第２のコンデンサバンク１５６の最大動作電圧は、第１のコンデンサバンク１３２の動作電圧よりも高く調整される。
【００４３】
バランスプロセスは、以下の通りに進行する。セルが２．５５ボルトに到達したとの信号を充電器が送られるときに、充電は終わる。そして、セルの電圧が２．５０ボルトに落ちるまで、セルのバランス回路はエネルギーを熱に変換し始める。その後、充電は、再開される。容量変化がそれらの間に存在するときにも、手順は、すべてのセルが２．５０ボルトに充電されることを可能にすることができる。これは、充電の熱への選択的な変換があるからである。
【００４４】
実施例２
第２の実施例において、システムは、以下の通りに考案される。コンデンサバンクごとに、すべてのコンデンサは、単一の回路基板上に配置される。そして、モニタおよび平衡システムは、同じ基板上に統合される。任意の単一セルが２．５５ボルトに達した場合、平衡システムは、平衡を保って、充電器に信号を送る。これが事実ならば、充電は、休止されるかまたは停止される。そして、過充電されたセルの余剰は、上記の通りに熱に変換される。熱は、通気されて離散する。
【００４５】
実施例３
自動商品貯蔵設備において、約７５０ｋｇ〜約４５００ｋｇの重さの商品は、扱われる。バッテリベースの解決策については、バッテリが４４ｋｇの重さであることを算出は示した。本発明によれば、コンデンサに基づく解決策は、わずか３ｋｇの重さである。転送カートのコンデンサバンクは、１３０ボルトの電圧に設計されて、充電される。シャトルのコンデンサバンクは、９０Ｖの電圧に設計されて、充電される。
【００４６】
７５０ｋｇの荷重を担持するパレットを吊り上げて、それを１２ｍ移動し、そしてその後それを再び下ろす手順のために、実行される算出は、９０００ジュールのエネルギー量が必要とされたことを示した。この種の手順は、約１５秒かかる。
【００４７】
実際の試験は、算出を確認した。８０％以下の容量減少なしに少なくとも５０００００回の完全充電サイクルのための特定されたスーパーコンデンサは、容易に得られる。これらのスーパーコンデンサは、１０年間の寿命を有する。それらのコンデンサは、十分な設計マージンを有して本願に容易に適合してよい。鉛蓄電池およびリチウム蓄電池とは対照的に、コンデンサは、それらが放電されるときに自由に輸送されてよい。なぜなら、それらは、放電されて化学的または電気的エネルギーをもたらさないからである。
【００４８】
エネルギーが供給されるにつれて電圧が低下しているので、スーパーコンデンサは、良好な設計選択でないと主張されてもよい。例えば、１ボルトで放電される１０ファラッドのコンデンサは、９０ボルトで９００ジュールを提供する。しかし、６０ボルトで、対応する１ボルトの放電は、６００ジュールを提供するだけである。電圧を測定して、より高い電圧でよりもより低い電圧でボルトにおける比較的大きい放電を生じるコントロールおよびレギュレーションユニットを提供することによって、本発明は、これを管理する。
【００４９】
本発明によるシステムで現れる比較的大きい電圧変化に起因して、モータ電力は、システムで許容される最低電圧を考慮して好ましくは寸法取りされる。特定のコンポーネントは、安定な電圧供給にさらに必要でもよい。したがって、システムは、このような場合、その問題を扱うために定電圧回路を備える。
【００５０】
大部分のスーパーコンデンサは、セル当たり最大２．８５ボルトを処理する。１０％のマージンを有する９０ボルトの最大所望電圧は、結果として９０／２．５、すなわち３６コンデンサ（セル）になる。容量の小さい変化が結果として、いくつかのセルが他のセルよりも前に完全に充電される場合があり、さもなければ過充電される場合があるという点で、個々にセルをモニタすることは、有利である。本発明では、この文書の別の部分に記載されているモニタ／平衡システムによって、これは扱われる。
【００５１】
さらなる態様は、充電である。１００００ジュールの放電を必要とする作業サイクルは、１０ファラッドのコンデンサバンクの電圧を９０ボルトから７９ボルトに減らす。このエネルギー量は、短期間で再充電される。１アンペアの充電電流を使用すると、１１０秒以内に再充電する。１０アンペアであれば、１１秒以内に再充電する。再充電に４０アンペアを使用すると、時間を２．７５秒まで短縮する。
【００５２】
本発明では、小さい充電器は、転送カートのコンデンサバンクを充電している。転送カートのコンデンサバンクは、次いで、シャトルのコンデンサバンクの速い充電を提供するために使用される。転送カートのコンデンサパックを１００００ジュール再充電するのに２０秒と仮定すると、これは、４５０ワットの５アンペア充電器でなされてよいことを、算出は示した。充電器に対するケーブルのためのケーブル領域が低い状態に保たれることができるので、これは、簡単なインストールを可能にする。
【００５３】
本発明の特定の実施形態が特殊性において記載されたとはいえ、本発明の範囲から逸脱しないで種々の他の修正が当業者にとって直ちに明らかであることが理解されよう。したがって、本明細書に添付される請求項の範囲は、本明細書において記載される説明に制限されることが意図されず、しかし、むしろ、本発明が関係するかについて当業者にとって明らかである本発明すべての等価物を含むものとして、請求項は、解釈される。
【符号の説明】
【００５４】
１１０…シャトル
１１１…貯蔵通路
１１２…（シャトルの）推進モータ
１１３…輸送通路
１１４…（シャトルの）吊上モータ
１１５…シャトル車輪
１１６…（シャトル推進モータの）モータコントロールユニット
１１７…輸送ベースボード
１１８…（シャトル吊上モータの）モータコントロールユニット
１２０…（シャトルの）レギュレータ
１２２…コントロールユニット
１２４…無線通信ユニット
１２６…センサ
１２７…センサ
１２８…センサ
１３２…第１のコンデンサバンク
１３４…（第１のコンデンサバンクの）平衡ユニット
１３６…（シャトルの）充電コネクタ
１３８…（シャトルの）光通信ユニット
１５０…転送カート
１５２…（転送カートの）充電コネクタ
１５４…充電レギュレータ
１５６…第２のコンデンサバンク
１５８…充電器
１６０…光通信ユニット
１６２…充電コントロールユニット
１６４…（第２のコンデンサバンクの）平衡ユニット
１６６…（転送カートの）推進モータ
１６８…（転送カートの）吊上モータ
１７０…（転送カート推進モータの）モータコントロールユニット
１７１…（転送カート吊上モータの）モータコントロールユニット
１７２…（転送カートの）コントロールユニット
１７４…（転送カートの）レギュレータ
１７６…摺動接点
１７８…（転送カートの）無線通信ユニット
１８０…センサ
１８２…センサ
１８４…センサ
１９０…吊上装置
１９９…商品貯蔵装置
３１０、３２０、３Ｎ０…発熱体
３１１、３２１、３Ｎ０…コンデンサセル
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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