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Knallgas, nein danke

Automobilhersteller BMW setzt auf Batterieladetechnik von Fronius
Knallgas, nein danke

Mehr als hundert Elektro-Flurförderzeuge sind im Bereich Karosseriebau beim Automobilhersteller BMW in München unterwegs. Bei der Installation einer zentralen Ladestation für die Batterien gingen die Bayern auf Nummer sicher und blieben bei ihrem vertrauten Lieferanten Fronius.

Knapp 500 Mio. Euro investierte die BMW Group in die Produktionsanlagen seines neuen BMW 3er am Unternehmenssitz in München. Die Investitionen flossen unter anderem in neue Fertigungsstrukturen. So kommt für die Herstellung des Modells eine moderne Großpresse zum Einsatz, die einen Durchsatz von 600 t Stahl pro Tag leistet. Über das alte, zu niedrige Karosseriebaugebäude wurde eine komplett neue Fertigungshalle errichtet, während der alte Bau sukzessive demontiert wurde. Zudem entstand ein neues Logistikzentrum für die Fahrzeugmontage. Die intralogistische Verknüpfung der einzelnen Bereiche haben die Bayern mit fördertechnischen Einrichtungen und jede Menge Flurförderzeugen realisiert.

Von den etwa 800 Flurförderzeugen, die in München unterwegs sind, werden rund 400 Geräte elektrisch angetrieben. Das sind im wesentlichen Stapler, Deichselgeräte und Schlepper. Folglich sind auf dem Gelände zahlreiche zentrale und dezentrale Ladestationen installiert, um die Traktionsbatterien der Fahrzeuge mit der notwendigen Energie zu versorgen. Damit die Elektrofahrzeuge bei ihrer Fahrt von und zu den Ladestationen nicht wertvolle Zeit und Energie durch zu lange Fahrwege verschwenden, erhielt der Karosseriebau in Gebäude 35 für seine 104 Elektrofahrzeuge eine zusätzliche Ladestation, die Anfang des Jahres in Betrieb genommen wurde. Die zentrale Station steuern die Staplerfahrer an, wenn die Restkapazität der Batterie noch etwa 20 % beträgt.
Den Batteriewechsel erledigt der Fahrer selbst. Nach dem Öffnen eines Rolltors wird mit einem kleinen Brückenkran die zu ladende, bis zu 2,2 t schwere Blei-Säure-Batterie entnommen und auf einem leeren Ladeplatz abgestellt. Ist die Batterie an das Ladegerät angeschlossen, hängt der Fahrer jene Batterie an den Kran, die nach dem Laden am längsten auf die Entnahme gewartet hat, führt sie seinem Stapler zu und setzt sie ein.
Bei der Ladestation im Gebäude 35, die vom österreichischen Spezialisten Fronius ausgestattet wurde, kam ein neues Konzept zum Einsatz. Während sich die Plätze für die geladenen und die zu ladenden Batterien im Erdgeschoss befinden, wurden die zugehörigen Ladegeräte direkt darunter im Untergeschoss platziert. Diese Anordnung hat Vorteile. Der Raum mit den Batterien ließ sich kleiner auslegen und wegen des Knallgases, das beim Laden entsteht, gut gegen die Umgebung abschotten. Zudem können keine Ladegeräte durch Batterien beschädigt werden, die gerade am Haken hängen und eventuell ausschwingen.
Der Batterieraum ist für rund 30 Ladeplätze ausgelegt. Die Zahl der Plätze hängt ab von den Batterietypen und deren Größe. So sind in die Elektrofahrzeuge Batterien mit 24, 48 und 80 V und Kapazitäten von 120 bis 700 Ah eingebaut. Noch in diesem Jahr sollen weitere, bereits vorhandene 12 bis 15 Plätze zu Ladeplätzen ausgebaut werden. Der Batterieraum ist ausgerüstet mit Schutzmaßnahmen, die die gesetzlichen Vorschriften übersteigen. So geht man bei BMW bei der Luftumwälzung über die vorgeschriebene fünffache Menge. Zudem ist der Raum mit einem Wasserstoff-Detektor ausgestattet. Sollte damit ein erhöhter Wasserstoffgehalt in der Luft und damit die Gefahr der Knallgas-Entstehung festgestellt werden, öffnen sich die Tore und ein Ventilator entfernt das Gas aus dem Batterieraum. Im ungünstigsten Fall erfolgt eine Meldung an die Leitwarte, die die Ladegeräte notfalls komplett vom Netz nehmen kann.
Der Ladegeräteraum im Untergeschoss ist mit einer intelligenten Batterieladetechnik ausgestattet. Die 25 Geräte besitzen eine Ladenennspannung von 80 V und einen Ladestrom von 100 bis 140 A. Damit sind sie die richtigen Geräte für Batteriekapazitäten von 120 bis 1700 Ah. Ihre Besonderheit ist die so genannte Active-Inverter-Technology von Fronius. Dank des hohen Wirkungsgrads von 94 % spart der Anwender bis zu 30 % Stromkosten im Vergleich zu alter Trafotechnik und herkömmlicher HF-Technik. Durch das neue Verfahren verlängert sich die Lebensdauer der Batterie bis zu 25 %, denn das Laden geschieht besonders schonend. So lassen sich auch an dieser Stelle die Kosten drücken. Weitere Ersparnisse finden sich beim Platzbedarf und beim Gewicht. Die Selectiva Plus 8140 in der neuen Ladestation bei BMW wiegen nur 40 kg und haben die Abmessungen von lediglich 625 x 290 x 480 mm, lassen sich also platzsparend unterbringen.
Neben 80-Volt-Batterien lassen sich mit den Ladegeräten auch kleinere Batterien mit 12, 24, 36, 48 und 72 V laden. Durch verschiedene Kennlinien lässt sich die Ladung der Anwendung anpassen. Damit ist das ganze Batteriespektrum in diesem BMW-Bereich abgedeckt. Bemerkenswert ist die Möglichkeit, auch Einzelzellen laden zu können. Das ist dann für den Service interessant, wenn einzelne defekte Batteriezellen angesprochen oder neu eingebaute Batteriezellen geladen werden sollen. Beim Ausbau der Ladestation in diesem Jahr sollen weitere Fronius-Ladegeräte der Selectiva Plus-Reihe im Untergeschoss installiert werden.
Die Ladegeräte im Untergeschoss lassen sich vom Batterieraum im Erdgeschoss auf Distanz bedienen. So erfolgt etwa die Programmierung der Ladekennlinien an Displays, die über den Batterien angeordnet sind. Auffallend im Batterieraum sind die großen grünen Anzeigen über jedem Ladeplatz. Sie zeigen die verstrichene Zeit nach Beenden des Ladens: Kurz vor Ladeende startet eine integrierte Uhr. Die Anzeige beginnt zu leuchten und zeigt dem Staplerfahrer, welche der Batterien als Erste zu entnehmen ist. Denn diese ist die längste Zeit vollgeladen gestanden und ist genügend abgekühlt.
Geplant wurde die Ladeanlage von einem externen Ingenieurbüro in Zusammenarbeit mit Fronius. Dabei steuerte Fronius wichtige Parameter wie Stromstärken, Dimensionierung der Anschlusskabel und Berechnung des Batterieladeraums im Hinblick auf die Entlüftung bei. Natürlich sind auch die jahrelangen Erfahrungen der Fachleute von BMW in die Planung eingeflossen. Diese Erfahrungen haben auch dazu geführt, dass bei BMW vorrangig Fronius-Ladetechnik zum Einsatz kommt. Bei Ladegeräten anderer Hersteller habe man Lehrgeld zahlen müssen, heißt es bei den Bayern. Fronius-Ladesysteme hingegen sollen, so wird betont, mindestens zehn Jahre störungsfrei arbeiten.
Wolfgang Degenhard Fachjournalist in Esslingen

878 aktiven Patenten

Fronius International GmbH

Fronius International ist ein österreichisches Unternehmen mit Sitz in Pettenbach und weiteren Standorten in Wels, Thalheim, Steinhaus und Sattledt. Das Unternehmen mit weltweit rund 3250 Mitarbeitern ist in den Bereichen Batterieladesysteme, Schweißtechnik und Solarelektronik unterwegs. Der Exportanteil mit rund 94 % wird mit 19 internationalen Gesellschaften und Vertriebspartnern in mehr als 60 Ländern erreicht. Die Österreicher sehen sich mit 878 aktiven Patenten als Technologieführer.
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