Fahrerlose Transportsysteme: Wie höhere Spannungen, DC-Mikronetze und Schnellladen den AGV-Boom antreiben

Während autonome Fahrzeuge erst damit beginnen, Einzug in den Straßenverkehr zu halten, haben sie Produktions- und Logistikprozesse bereits nachhaltig verändert. Was einst nach Science-Fiction klang, ist heute gelebte Praxis: In modernen Produktions- und Lagerhallen bewegen sich elektrische Gabelstapler, autonome Gegengewichtsstapler, Palettenhubwagen und Gangstapler wie in einem präzise choreografierten Tanz. Sie verkörpern die zunehmende Integration von Elektrifizierung und Automatisierung in der Intralogistik.

Seit den frühen 1950er-Jahren, als das erste flurgebundene Fahrzeug zum Einsatz kam, haben sich fahrerlose Transportfahrzeuge (autonomous guided vehicles, AGVs) und moderne autonome mobile Roboter (autonomous mobile robots, AMRs) in der Intralogistik etabliert. Sie transportieren Güter selbstständig, emissionsfrei und nahezu lautlos – und bieten dabei ein hohes Maß an Sicherheit und Flexibilität. Dank Fortschritten in der Sensorik, im maschinellen Lernen und in der kamerabasierten Navigation lassen sich viele bislang manuelle oder halbautomatisierte Prozesse mit AGVs vollständig automatisieren.

Automatisierung in der Intralogistik wächst rasant

Infolgedessen boomt der Automatisierungsmarkt: Nach Angaben von McKinsey wächst der Markt für Lagerautomatisierung jährlich um rund 10 Prozent.¹ Um ihre Wettbewerbs- und Leistungsfähigkeit zu steigern, planen Unternehmen, ihre Ausgaben für Automatisierung in den nächsten fünf Jahren deutlich zu erhöhen – auf durchschnittlich 25 Prozent der Investitionsausgaben. In der Logistik und im Fulfillment-Bereich dürfte der Anteil der Automatisierung mit über einem Drittel so hoch ausfallen wie in keinem anderen Sektor.²

Laut BCG ist der wirtschaftliche Nutzen heute größer denn je: Durch den Einsatz fortschrittlicher Logistiklösungen können Hersteller ihre innerbetrieblichen Logistik- und Lagerkosten um rund 30 Prozent senken.³ Besonders AGVs bieten großes Potenzial, zentrale Probleme in der Lieferkette zu lösen – vom Fachkräftemangel über die Verbesserung von Qualität und Sicherheit im Fulfillment, begrenzte Lagerflächen und Erhöhung des Durchsatzes.

Drei AGV-Performance-Trends, auf die es ankommt

Unternehmen, die in der Automatisierung führend bleiben wollen, richten ihren Fokus auf leistungssteigernde, energieeffiziente und sichere Lösungen. AGVs und AMRs profitieren dabei von künstlicher Intelligenz, maschinellem Lernen, fortschrittlicher Sensorik und Fortschritten in der Bildverarbeitung. Gleichzeitig sind effiziente und sichere Intralogistikprozesse ohne innovative elektromechanische Bauteile – wie Schütze und Steckverbinder – kaum denkbar.

Mit seiner Expertise für leistungsstarkes Schalten, Verbinden und Laden im Gleichstrombereich trägt Schaltbau maßgeblich dazu bei, drei zentrale Entwicklungen der nächsten Generation von AGVs, AMRs und elektrifizierter Intralogistik voranzutreiben.

48V- und Hochspannungstechnologien für AGVs: Immer mehr Hersteller von AGVs setzen auf 48V-Technologien und streben Systeme mit 80V oder sogar 120V an, um Energieverluste zu minimieren und die Leistung zu steigern. Systeme mit höherer Spannung ermöglichen den Transport größerer Lasten und höhere Geschwindigkeiten, ohne das Gewicht des Gesamtsystems wesentlich zu erhöhen. Gleichzeitig verbessert sich bei einer Spannung von 48V und höher die Ladeeffizienz: Weniger Energie geht als Wärme verloren, die Betriebszeiten verlängern sich und die Ladezyklen werden kürzer – vor allem in Kombination mit einer Hochleistungsladeinfrastruktur.

Höhere Spannungen erfordern aber auch höhere Standards bei der elektrischen Sicherheit: Isolierungen, Steckverbinder und Sicherheitsrelais müssen entsprechend ausgelegt sein. Gleichzeitig sind zuverlässige Gleichstrom-Schütze und die effektive Lichtbogenlöschung unerlässlich, um die Stromversorgung zuverlässig zu steuern und sie im Fehlerfall sicher zu unterbrechen.

Gleichstrom-Mikronetze als Effizienztreiber in der Lagerlogistik: 

Während die industrielle Automatisierung die Personalkosten deutlich senkt, rücken andere Kostenfaktoren in den Fokus. Die direkte Einbindung von Hochspannungs-AGVs in DC-Mikronetze, die aus erneuerbaren Energien wie Solarstrom oder lokalen Batteriespeichern gespeist werden, erlaubt eine verlustarme Energieverteilung. Dies spart Energie, reduziert Wandlungsverluste zwischen Wechsel- und Gleichstrom und kann die Nachhaltigkeit und Kosten von Produktionsprozessen verbessern.

Damit diese Systeme sicher arbeiten, braucht es zusätzliche Schutzfunktionen – zum Beispiel bidirektionale Schütze für die Energierückgewinnung oder Vorladeschaltungen, um hohe Einschaltströme und daraus resultierende Schäden an der Elektronik zu vermeiden. Mit Ladesteckverbindern wie der LV-Baureihe bietet Schaltbau außerdem passende Lösungen für die Anbindung von Sensoren, Mess- und Steuereinheiten sowie für die Integration von Energiequellen und -speichern in das DC-Netz.

Schnellladen und Vehicle to Grid (V2G): Dank verbesserter Batterien können heutige AGVs und AMRs länger im Einsatz bleiben und schneller geladen werden als frühere Modelle. Kabelloses Laden oder automatisierte Schnellladesysteme ermöglichen einen reibungslosen Dauerbetrieb. Durch bidirektionales Laden können die Fahrzeuge zudem in Standzeiten Energie ins Netz zurückspeisen – und tragen so zur Netzstabilisierung bei.

Hochspannungsladesteckverbinder wie die LV-Serie von Eddicy verbinden elektrische AGVs, ihre Batterien und Ladegeräte und ermöglichen dadurch kurze Ladezyklen und geringere Stillstandszeiten. Sie übertragen Ströme von 160 bis 500A sicher und effizient, zeichnen sich durch sehr geringe Kontaktwiderstände und Übergangswiderstände aus und sorgen dank minimaler Wärmeentwicklung für eine lange Lebensdauer im täglichen Betrieb.

Die Anforderungen an moderne Intralogistik- und Fertigungsprozesse steigen: Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit sind heute Grundvoraussetzung. AGVs und AMRs, die mit Hochspannungstechnologie, Gleichstrom-Mikronetzen und fortschrittlicher Ladeinfrastruktur betrieben werden, eröffnen enorme Potenziale. Mit ihnen sichern sich Unternehmen nicht nur operative Vorteile, sondern stärken auch ihre Position im globalen Wettbewerb.
 

Referenzen

1. McKinsey, Getting warehouse automation right, 2023.

2. Ibid.

3. Boston Consulting Group, Advanced logistics in the factory of the future, 2022.