Batteriemanagement bei Transportrobotern

Wie lässt sich das Batteriemanagement bei Transportrobotern optimieren? Mit dieser wichtigen Frage beschäftigt sich zukünftig Stefan bei InSystems Automation. Der gebürtige Wilhelmshavener soll Methoden zur Verbesserung der Ladetechnik und Haltbarkeit entwickeln. Auf dem Programm der nächsten Monate steht bei Stefan daher vor allem eines: Viele Batterien ausgiebig testen. Die proANT Transportroboter verfügen über Trockenbatterien auf Basis von Lithium-Eisen-Phosphat, wie sie auch in eBikes, Mobilfunktelefonen oder Notebooks verbaut werden.

Das Batteriemanagement bei Transportrobotern

Der Arbeitsplatz von Stefan befindet sich in der Werkstatt. Dort hat er sich bereits einen kleinen Teststand aufgebaut, an dem er das Laden und Entladen von Batteriezellen mit unterschiedlichen Konfigurationen testet und die Messdaten dokumentiert. Seine Aufgabe besteht darin, das aktuelle Batteriemanagement der autonom navigierenden proANT Transportroboter zu überprüfen und zu optimieren. InSystems verwendet für ihre Fahrzeuge Lithium Ionen Sekundärbatterien, sogenannte Trockenbatterien auf Basis von Lithium-Eisenphosphat LiFeYPo4. Die einzelnen Zellen werden mit einem Balancerboard zu Blöcken mit den erforderlichen Kapazitäten gekoppelt.

Für die Haltbarkeit der Batterien ist es erforderlich, dass zum Zeitpunkt Kopplung alle Zellen die gleiche Spannung aufweisen. Das Balancerboard sorgt dann im Betrieb dafür, dass alle Zellen geleichmäßig geladen werden, dennoch kommt es immer mal vor, dass einzelne Zellen im Block defekt gehen. Die Ursache hierfür ist bisher nicht recht nachvollziehbar und liegt vermutlich bereits in einem Herstellungsfehler beim Lieferanten. Mit dem Batterie-Teststand sollen daher alle Batterien bei Wareneingang einen protokollierten Test durchlaufen, um auffällige Batteriezellen sofort oder bei späteren Reklamationen herauszufinden.

Die Zellen dieser Batterie sind hochstromfähig, zyklenfest und kaum selbstentladend. Außerdem gibt es keinen Memoryeffekt, wodurch die Zellen bei ordnungsgemäßem Gebrauch eine sehr lange Lebensdauer von in etwa fünf Jahren besitzen. Stefan ergänzt: „Vielleicht findet sich dennoch ein Weg, den Nutzungszeitraum der Batterien zu erweitern. Interessant wäre auch, ob man auf neue Techniken wie beispielsweise Kontaktloses Laden umsteigen könnte.” proANT Transportroboter besitzen Ladekontaktflächen, die an der Ladestation gefedert kontaktiert werden. Ist das Fahrzeug angedockt und bestätigt den Kontakt der Ladestation per Datenübertragung, fließt der Strom. Das Laden der Batterie dauert für gewöhnlich 30 bis 40 Minuten. Danach ist das Fahrzeug wieder für 6 bis 8 Stunden einsatzfähig.

Was hat Stefan vorher gemacht?

Stefan bringt für seinen Job eine spannende Biographie mit: Er ist Praktiker und Theoretiker in einer Person. Ursprünglich ist Stefan ausgebildeter Elektriker, ein Beruf, in dem er auch mehr als zwanzig Jahre gearbeitet hat, und sich darüber hinaus über die Jahre immer weitergebildet hat. Zuletzt arbeitete er als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich der dezentralen und autonomen Energietechnik bzw. Netztechnik für ein Berliner Unternehmen sowie für den Bundesverband Solare Mobilität, kurz BSM. Hierbei initiierte er kleinere wie größere Forschungsprojekte und vertiefte sich in die Forschung der Speichertechnik. So entwickelte er beispielswiese für die Firma Total ein Konzept für netzdienliches Verhalten von Speichern.

Wie hast Du die erste Zeit bei InSystems erlebt? Wie geht es weiter?

Die ersten Tage bei InSystems hat sich Stefan zunächst einen Überblick verschafft. Er stellt fest: „Das Team in der Werkstatt ist sehr hilfsbereit und es macht Spaß sich einzubringen.” Als besonders angenehm ist ihm aufgefallen: „InSystems hat keine Scheu vor Neuem und ist experimentierfreudig. In anderen Firmen hätte ich vermutlich nicht so ohne weiteres mit meinem Test anfangen können, sondern hätte erst einmal Unmengen an Papier mit der Projektbegründung verfassen müssen”. Für Stefan heißt es nun in den nächsten Wochen aus den Experimenten am Teststand Erkenntnisse für die Praxis abzuleiten, um bald erste Strategien zur Verbesserung des Batteriemanagements zu gewinnen.

 

Weitere Links:

http://www.proant.de/portfolio-fahrerlose-transportsysteme/batterietechnik/

Bundesverband Solare Mobilität