JP2008303059A

JP2008303059A - Work vehicle

Info

Publication number: JP2008303059A
Application number: JP2007154247A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kanbe; 忠司神部; Yoshihiro Dougan; 能宏道願
Original assignee: Komatsu Utility Co Ltd
Current assignee: Komatsu Utility Co Ltd
Priority date: 2007-06-11
Filing date: 2007-06-11
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2027-06-11
Also published as: JP5009693B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a work vehicle mounted with a power source controller, capable of controlling discharging and charging, and greatly saving time and labor in development. <P>SOLUTION: The power source controller 33 comprises a system voltage line 62; a power supply circuit 74 switching whether the first and second battery modules 43, 44 are connected to the system voltage line 62 in series or in parallel; and a controlling portion 77 controlling switching by the power supply circuit 74 so as to make the connection relationship parallel when charged, and controlling switching by the power supply circuit 74 in a switching period corresponding to the total voltage of the first and second battery modules 43, 44 when discharged. As the power source controller, a plurality of kinds of power source controllers having different power supply circuits are prepared, and the power source controller 33 having power supply circuits 74 to 76 of the number corresponding to power voltage and capacity is selected and used out of those. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、バッテリを駆動源とする作業車両に関する。 The present invention relates to a work vehicle using a battery as a drive source.

従来、バッテリを駆動源としたバッテリフォークリフトが知られている（例えば、特許文献１）。このようなフォークリフトに搭載されるバッテリは、作業車両専用に設計されており、単セルで構成されている。バッテリ１つの出力電圧は２Ｖ程度であり、通常は２４のバッテリを直列に接続して４８Ｖの電圧を得るようにしている。 Conventionally, a battery forklift using a battery as a driving source is known (for example, Patent Document 1). A battery mounted on such a forklift is designed exclusively for a work vehicle and is composed of a single cell. The output voltage of one battery is about 2V. Usually, 24 batteries are connected in series to obtain a voltage of 48V.

しかしながら、作業車両用のバッテリは、１つの大きさが大きく、２４のバッテリを搭載するとなると、配置スペースを確保する必要性から、車両側のデザインを犠牲にせざるを得ないのが現状である。 However, the battery for a work vehicle is one large, and when 24 batteries are mounted, the current situation is that the design on the vehicle side must be sacrificed because of the need to secure the arrangement space.

一方、バッテリを駆動源とした車両に電気自動車がある（例えば、特許文献２）。電気自動車に搭載されているバッテリは、複数のセルで構成されたものが多く、バッテリ１つでは１２Ｖの電圧を出力する。従って、４つのバッテリを直列に接続して４８Ｖの電圧を得ることは可能であり、しかも、電気自動車のバッテリは、作業車両のバッテリと比較すると小型であるため、車両のデザイン上の自由度が増す。 On the other hand, there is an electric vehicle as a vehicle using a battery as a drive source (for example, Patent Document 2). Many batteries mounted on electric vehicles are composed of a plurality of cells, and one battery outputs a voltage of 12V. Therefore, it is possible to obtain a voltage of 48V by connecting four batteries in series. Moreover, since the battery of an electric vehicle is smaller than the battery of a work vehicle, the degree of freedom in designing the vehicle is reduced. Increase.

特開２００６−２６４９４０号公報JP 2006-264940 A 特開平５−１９３３６７号公報JP-A-5-193367

しかし、電気自動車用のバッテリでは容量が少ないため、複数のバッテリを直列に接続して所定の電圧を得るようにしただけでは、作業車両に適用することはできない。すなわち、作業車両に適用するためには、複数のバッテリを直列に接続するだけではなく、さらに、必要な容量を得るために、バッテリを並列に接続する必要がある。そして、バッテリ駆動の車両では、放電と充電とを繰り返すため、そのような直並列のバッテリ接続に対応し、かつ放電と充電とを確実に制御する電源コントローラが要求される。 However, since a battery for an electric vehicle has a small capacity, it cannot be applied to a work vehicle simply by connecting a plurality of batteries in series to obtain a predetermined voltage. That is, in order to apply to a work vehicle, it is necessary not only to connect a plurality of batteries in series but also to connect the batteries in parallel in order to obtain a required capacity. In a battery-powered vehicle, discharging and charging are repeated, so that a power supply controller that supports such series-parallel battery connection and reliably controls discharging and charging is required.

また、作業車両としては、要求される出力電圧やバッテリ容量は、その車格に応じて異なる場合が少なくない。ところが、電圧や容量が異なると、用いられる電源コントローラとしても仕様の異なるものが必要となる。
しかし、車格に応じて電源コントローラを新たに開発していたのでは、開発に手間がかかって費用も嵩むという問題がある。 Moreover, as a work vehicle, the required output voltage and battery capacity are often different depending on the vehicle type. However, when the voltage and capacity are different, the power controller used has different specifications.
However, if a power supply controller is newly developed according to the vehicle type, there is a problem that it takes time and effort to develop it.

本発明の目的は、放電と充電とを制御でき、かつ開発の手間を大幅に省くことができる電源コントローラを搭載した作業車両を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a work vehicle equipped with a power supply controller that can control discharging and charging, and can save development effort.

本発明の請求項１に係る作業車両は、少なくとも一対のバッテリモジュールと、これらのバッテリモジュールでの充放電を制御する電源コントローラとを備え、この電源コントローラは、前記一対のバッテリモジュールが接続される系統電圧ラインと、前記一対のバッテリモジュールを直列の関係で前記系統電圧ラインに接続するか、または並列の関係で前記系統電圧ラインに接続するかを切り替える電源回路と、前記一対のバッテリモジュールの充電を行う場合には、当該一対のバッテリモジュールの接続関係が並列となるように前記電源回路での切り替えを制御し、前記一対のバッテリモジュールの放電を行う場合には、当該一対のバッテリモジュールの合計電圧に応じた切替周期で前記電源回路での切り替えを制御する制御部とを備え、前記電源コントローラとしては、前記電源回路の数の異なるものが複数種類用意されており、前記複数のバッテリモジュールで得られる出力電圧および容量に応じた数の電源回路を有した電源コントローラが選択されて用いられていることを特徴とする。
ここで、「直列接続」および「並列接続」とは、各バッテリモジュール同士の電気的な接続状態のことをいう。 A work vehicle according to a first aspect of the present invention includes at least a pair of battery modules and a power supply controller that controls charging and discharging in these battery modules, and the power supply controller is connected to the pair of battery modules. A power supply circuit for switching whether to connect the system voltage line and the pair of battery modules to the system voltage line in a serial relationship or to connect to the system voltage line in a parallel relationship, and charging of the pair of battery modules In the case of performing the control, switching in the power supply circuit is controlled so that the connection relationship of the pair of battery modules is parallel, and in the case of discharging the pair of battery modules, the total of the pair of battery modules A control unit that controls switching in the power supply circuit at a switching cycle according to voltage. As the power supply controller, a plurality of types having different numbers of the power supply circuits are prepared, and a power supply controller having a number of power supply circuits corresponding to the output voltage and capacity obtained by the plurality of battery modules is selected. It is used.
Here, “series connection” and “parallel connection” refer to an electrical connection state between the battery modules.

請求項２に係る作業車両は、請求項１に記載の作業車両において、前記選択された電源コントローラでは、複数の電源回路のうちの前記バッテリモジュールの接続により使用される電源回路の数も、前記出力電圧および容量に応じて決められることを特徴とする。 The work vehicle according to claim 2 is the work vehicle according to claim 1, wherein, in the selected power supply controller, the number of power supply circuits used by connection of the battery modules among a plurality of power supply circuits is It is determined according to the output voltage and capacity.

以上において、請求項１の発明によれば、電源コントローラの制御部は、放電時および充電時において、各バッテリモジュールの系統電圧ラインに対する接続形態が適切になるよう電源回路を制御するので、各バッテリモジュールからの電圧を確実に系統電圧ラインに出力でき、かつ外部電源等からの充電電力をバッテリモジュール単位で確実に充電できる。しかも、バッテリモジュールでの合計電圧が低下した場合には、各バッテリモジュールを直列に接続する割合が大きくなるように電源回路を制御するので、互いの電圧を補填し合うことができ、長時間にわたって安定した電圧を出力できる。さらに、用いる電源コントローラとしては、電源回路の数が異なるものを複数種類用意しておけばよく、要求される電圧や容量に応じた電源回路をはじめから開発する必要がなく、経済的である。 According to the first aspect of the present invention, the control unit of the power supply controller controls the power supply circuit so that the connection form to the system voltage line of each battery module is appropriate at the time of discharging and charging. The voltage from the module can be reliably output to the system voltage line, and the charging power from the external power source or the like can be reliably charged for each battery module. In addition, when the total voltage in the battery modules decreases, the power supply circuit is controlled so that the ratio of connecting each battery module in series is increased, so that each other's voltage can be compensated for over a long period of time. A stable voltage can be output. Furthermore, as the power controller to be used, it is only necessary to prepare a plurality of power controllers having different numbers of power circuits, and it is economical because it is not necessary to develop a power circuit according to the required voltage and capacity from the beginning.

請求項２の発明によれば、電源コントローラの種類を低減でき、かつ無駄を少なく抑えることができる。つまり、電源回路の数が３つの電源コントローラ、４つの電源コントローラ・・・を用意してある状況では、２つの電源回路で十分な場合には、３つの電源回路を有した電源コントローラを選択し、その中で２つの電源回路を使用すればよい。こうすることで、２つの電源回路を有した電源コントローラを不要にできるため、電源コントローラとしての種類が増えるのを抑制できるうえ、４つの電源回路を有した電源回路を用いなくてよいため、無駄を最小限にできる。 According to invention of Claim 2, the kind of power supply controller can be reduced and waste can be suppressed little. In other words, in the situation where three power controllers, four power controllers, etc. are prepared, if two power circuits are sufficient, a power controller having three power circuits is selected. Of these, two power supply circuits may be used. In this way, a power supply controller having two power supply circuits can be eliminated, so that an increase in the number of types of power supply controllers can be suppressed, and a power supply circuit having four power supply circuits need not be used. Can be minimized.

〔フォークリフトの概略構成〕
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る作業車両としてのフォークリフト１０全体を示す側面図である。フォークリフト１０は、車体１１の前後にそれぞれ左右の前輪１２および後輪１３を備えた４輪型であり、バッテリからの電気エネルギで駆動されるバッテリフォークリフトである。ただし、本発明のフォークリフトとしては、後輪１３が１つだけの３輪型であってもよい。 [Schematic configuration of forklift]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing an entire forklift 10 as a work vehicle according to the present embodiment. The forklift 10 is a four-wheel type equipped with left and right front wheels 12 and rear wheels 13 on the front and rear of a vehicle body 11, respectively, and is a battery forklift driven by electric energy from a battery. However, the forklift of the present invention may be a three-wheel type having only one rear wheel 13.

車体１１の前側には、荷役用の作業機１４が設けられている。作業機１４は、鉛直に立設されたマスト１５と、マスト１５に沿って昇降するフォーク爪１６と、フォーク爪１６を昇降駆動するリフトシリンダ１７と、車体１１に対して作業機１４全体を所定角度範囲で前後に傾斜させるチルトシリンダ１８とを備えている。 On the front side of the vehicle body 11, a work machine 14 for cargo handling is provided. The work machine 14 has a mast 15 erected vertically, a fork claw 16 that moves up and down along the mast 15, a lift cylinder 17 that drives the fork claw 16 up and down, and an entire work machine 14 with respect to the vehicle body 11. And a tilt cylinder 18 that tilts back and forth within an angular range.

車体１１には、オペレータが着座するための運転席１９が設けられている。運転席１９の上方は、車体１１上に取り付けられたヘッドガード２０で覆われている。運転席１９は下方のフードパネル２１に一体に設けられている。フードパネル２１は上下に開閉自在に設けられ、フードパネル２１の下方には、バッテリユニット３０が収容されている。なお、バッテリユニット３０は、車体１１のやはり開閉自在な側面パネルを開閉することで、車体１１に対して水平方向にスライドさせることが可能であり、容易に着脱できるようになっている。 The vehicle body 11 is provided with a driver seat 19 for an operator to sit on. The upper side of the driver seat 19 is covered with a head guard 20 attached on the vehicle body 11. The driver's seat 19 is provided integrally with the lower hood panel 21. The hood panel 21 is provided so as to be openable and closable up and down, and a battery unit 30 is accommodated below the hood panel 21. The battery unit 30 can be slid in the horizontal direction with respect to the vehicle body 11 by opening and closing a side panel that can also be opened and closed, and can be easily attached and detached.

車体１１の後側には、カウンターウェイト２２が設けられている。カウンターウェイト２２内の空間には、メインコントローラ２３やキャパシタ２４等が収容されている。メインコントローラ２３は、詳細は後述するが、バッテリユニット３０からの電気エネルギを前輪１２駆動用の電動モータ２５（図５）や作業機１４用の電動モータ２６（図５）に供給している。また、特にキャパシタ２４は重量が比較的大きいため、カウンターウェイト２２内に収容することで、カウンターウェイト２２の一部としての役割を有する。 A counterweight 22 is provided on the rear side of the vehicle body 11. The space inside the counterweight 22 accommodates a main controller 23, a capacitor 24, and the like. The main controller 23 supplies the electric energy from the battery unit 30 to the electric motor 25 for driving the front wheels 12 (FIG. 5) and the electric motor 26 for the work implement 14 (FIG. 5). In particular, since the capacitor 24 has a relatively large weight, the capacitor 24 has a role as a part of the counterweight 22 by being accommodated in the counterweight 22.

〔バッテリユニットの構成〕
以下には、車体１１内に収容されるバッテリユニット３０について詳説する。図２は、バッテリユニット３０の一部を分解して示す分解斜視図、図３は、バッテリユニット３０の全体を分解して示す分解斜視図である。図４は、バッテリユニット３０におけるバッテリ３４の収容状態および接続状態を示す模式図である。 [Configuration of battery unit]
Hereinafter, the battery unit 30 housed in the vehicle body 11 will be described in detail. 2 is an exploded perspective view showing a part of the battery unit 30 in an exploded manner, and FIG. 3 is an exploded perspective view showing the whole battery unit 30 in an exploded manner. FIG. 4 is a schematic diagram showing the accommodation state and connection state of the battery 34 in the battery unit 30.

バッテリユニット３０は、有底箱状のバッテリケース３１を含んで構成されるバッテリユニット本体３２と、バッテリユニット本体３２上に取り付けられる電源コントローラ３３とを備えている。このようなバッテリユニット３０は、従来のバッテリフォークリフトのバッテリ収容室に収容される形状および大きさを有している。従って、車体１１としては、従来からの車体をそのまま流用することが可能である。勿論、車体１１として、バッテリユニット３０を搭載するために専用にデザインしてもよい。また、バッテリケース３１の形状は有底の他、強度やレイアウトの面で問題がなければ、無底形状を採用してもよく、また、吊り下げタイプやかご形タイプであってもよい。 The battery unit 30 includes a battery unit main body 32 that includes a bottomed box-shaped battery case 31 and a power supply controller 33 that is mounted on the battery unit main body 32. Such a battery unit 30 has a shape and a size that are accommodated in a battery accommodating chamber of a conventional battery forklift. Therefore, a conventional vehicle body can be used as it is as the vehicle body 11. Of course, the vehicle body 11 may be designed exclusively for mounting the battery unit 30. In addition to the bottomed shape, the battery case 31 may have a bottomed shape as long as there is no problem in terms of strength and layout, or may be a hanging type or a cage type.

バッテリユニット本体３２は、内部に合計２４個のバッテリ３４が収容される構造である。ただし、バッテリ３４の数は任意であり、フォークリフト１０全体のシステムに要求される出力電圧や、バッテリ３４単体の出力電圧等を勘案して決められてよい。図２、図３において、バッテリ３４は、２点鎖線で示してある。２４個のバッテリ３４は、具体的には、図３に示すように、上下３段に積層されて収容される。すなわち、バッテリユニット本体３２の内部には、上段に位置する上段ブラケット３５、中段に位置する中段ブラケット３６、および下段に位置する下段ブラケット３７が収容される。各ブラケット３５〜３７には、８つのバッテリ３４が収容される。 The battery unit main body 32 has a structure in which a total of 24 batteries 34 are accommodated therein. However, the number of the batteries 34 is arbitrary, and may be determined in consideration of an output voltage required for the system of the forklift 10 as a whole, an output voltage of the battery 34 alone, or the like. 2 and 3, the battery 34 is indicated by a two-dot chain line. Specifically, the 24 batteries 34 are stacked and accommodated in three upper and lower stages as shown in FIG. That is, the battery unit main body 32 accommodates an upper bracket 35 positioned at the upper level, a middle bracket 36 positioned at the middle level, and a lower bracket 37 positioned at the lower level. Each bracket 35 to 37 accommodates eight batteries 34.

上段ブラケット３５は、平面矩形状をとされ、四周を囲う有底の枠体３８と、この枠体３８内を長辺方向に沿って仕切る仕切パネル３９とで構成され、仕切パネル３９により内部が短辺方向に沿った第１収容空間４１および第２収容空間４２に区画されている。第１収容空間４１および第２収容空間４２内にはそれぞれ、４つのバッテリ３４が収容される。第１収容空間４１に収容されたバッテリ３４にて第１バッテリモジュール４３が形成され、第２収容空間に収容されたバッテリ３４にて第２バッテリモジュール４４が形成される。 The upper bracket 35 has a planar rectangular shape, and includes a bottomed frame body 38 that surrounds the four circumferences, and a partition panel 39 that partitions the inside of the frame body 38 along the long side direction. The first storage space 41 and the second storage space 42 are partitioned along the short side direction. Four batteries 34 are housed in the first housing space 41 and the second housing space 42, respectively. A first battery module 43 is formed by the battery 34 housed in the first housing space 41, and a second battery module 44 is formed by the battery 34 housed in the second housing space.

同様に、中段ブラケット３６は、四周を囲う枠体４５と、この枠体４５内を長辺方向に沿って仕切る仕切パネル４６とで構成され、この仕切パネル４６により内部が第３、第４収容空間４７，４８に区画されている。第３、第４収容空間４７，４８内にもそれぞれ、４つのバッテリ３４が収容される。第３収容空間４７に収容されたバッテリ３４にて第３バッテリモジュール４９が形成され、第４収容空間４８に収容されたバッテリ３４にて第４バッテリモジュール５１が形成される。 Similarly, the middle bracket 36 is composed of a frame body 45 that surrounds the four circumferences, and a partition panel 46 that partitions the inside of the frame body 45 along the long side direction. It is partitioned into spaces 47 and 48. Four batteries 34 are also housed in the third and fourth housing spaces 47 and 48, respectively. A third battery module 49 is formed by the battery 34 housed in the third housing space 47, and a fourth battery module 51 is formed by the battery 34 housed in the fourth housing space 48.

これに対して下段のブラケット３７は、平面異形の矩形状とされ、枠体５２の内部が長辺方向に沿った中央の仕切パネル５３と、仕切パネル５３の両端に接するように短辺方向に沿って配置された一対の仕切パネル５４とで構成され、これらの仕切パネル５３，５４により内部が第５〜第８収容空間５５〜５８に区画されている。第５〜第８収容空間５５〜５８内にはそれぞれ、２つのバッテリ３４が収容される。そして、第５、第６収容空間５５，５６内のバッテリ３４にて第５バッテリモジュール５９が形成され、第７、第８収容空間５７，５８内のバッテリ３４にて第６バッテリモジュール６１が形成される。 On the other hand, the lower bracket 37 has a rectangular shape with a deformed plane, and the inner side of the frame body 52 is arranged in the short side direction so as to contact the center partition panel 53 along the long side direction and both ends of the partition panel 53. It is comprised with a pair of partition panel 54 arrange | positioned along, and the inside is divided by these partition panels 53 and 54 into the 5th-8th accommodation space 55-58. Two batteries 34 are accommodated in the fifth to eighth accommodating spaces 55 to 58, respectively. The fifth battery module 59 is formed by the batteries 34 in the fifth and sixth housing spaces 55 and 56, and the sixth battery module 61 is formed by the batteries 34 in the seventh and eighth housing spaces 57 and 58. Is done.

ここで、バッテリ３４は、作業車両専用のバッテリよりも格段に小さい電気自動車用のものであり、１つのバッテリ３４は１２Ｖの出力電圧を有するとともに、短時間での急速充電に対応可能である。バッテリ３４の上下寸法は、各ブラケット３５〜３７の上下寸法と同程度である。バッテリ３４が収容された各ブラケット３５〜３７は、下段ブラケット３７から順にバッテリケース３１内に収容され、上下に積層される。この際、ブラケット３５〜３７相互のズレを防止する手段を適宜設けてもよい。 Here, the battery 34 is for an electric vehicle that is much smaller than a battery dedicated to a work vehicle, and one battery 34 has an output voltage of 12 V and can respond to rapid charging in a short time. The vertical dimension of the battery 34 is about the same as the vertical dimension of each bracket 35-37. The brackets 35 to 37 in which the battery 34 is accommodated are accommodated in the battery case 31 in order from the lower bracket 37 and stacked one above the other. At this time, means for preventing the brackets 35 to 37 from being displaced from each other may be provided as appropriate.

図４において、第１バッテリモジュール４３では、４つのバッテリ３４が短辺および長辺に沿ってそれぞれ一対ずつ配置され、直列に接続されている。このような配置および接続は、第２〜第４バッテリモジュール４４，４９，５１でも同様である。一方、第５、第６バッテリモジュール５９，６１は平面鉤状とされる。第５、第６バッテリモジュール５９，６１内の４つのバッテリ３４はやはり直列に接続されている。 In FIG. 4, in the first battery module 43, four batteries 34 are arranged in pairs along the short side and the long side, and are connected in series. Such arrangement and connection are the same in the second to fourth battery modules 44, 49, 51. On the other hand, the fifth and sixth battery modules 59 and 61 have a planar bowl shape. The four batteries 34 in the fifth and sixth battery modules 59 and 61 are also connected in series.

このように、下段の第５、第６バッテリモジュール５９，６１でのバッテリ配置が、中段および上段のバッテリ配置と異なるのは、車体１１側の構造に対応させるためである。バッテリ３４自身の大きさが小さいため、配置を工夫することで車体１１の構造に容易に対応できるのである。逆に、車体１１としては、バッテリ３４の配置にとらわれない自由度の大きい構造設計が可能である。なお、各第１〜第６バッテリモジュール４３，４４，４９，５１，５９，６１のバッテリ配置を全て同じにしてもよい。このような場合には、用いられるブラケット３５〜３７として、同形状のものを使用できる。ブラケット３５〜３７の形状自身も、図示したような有底の枠体３８，４５，５２を備えたものに限らず、任意である。 As described above, the reason why the battery arrangement in the fifth and sixth battery modules 59 and 61 in the lower stage is different from the battery arrangement in the middle stage and the upper stage is to correspond to the structure on the vehicle body 11 side. Since the size of the battery 34 itself is small, the structure of the vehicle body 11 can be easily accommodated by devising the arrangement. On the other hand, the vehicle body 11 can be designed with a high degree of freedom without being limited by the arrangement of the battery 34. The first to sixth battery modules 43, 44, 49, 51, 59, 61 may all have the same battery arrangement. In such a case, the same shape can be used as the brackets 35-37 used. The shapes of the brackets 35 to 37 are not limited to those having the bottomed frames 38, 45, and 52 as illustrated, but are arbitrary.

〔フォークリフトのシステム構成〕
次いで以下には、フォークリフト１０のシステム構成について、特に電源コントローラ３３を中心として説明する。図５は、システム全体を示すブロック図、図６は、システムの要部の回路を示す回路図である。フォークリフト１０の電源コントローラ３３には、バッテリユニット本体３２からの電源ラインが接続された直流４８Ｖの系統電圧ライン６２が設けられている。この系統電圧ライン６２は、コネクタ６３を介してメインコントローラ２３、キャパシタ２４、比例弁コントローラ６４、メータパネル６５に接続され、バッテリユニット３０からの電力を供給している。 [Forklift system configuration]
Next, the system configuration of the forklift 10 will be described below with a focus on the power supply controller 33. FIG. 5 is a block diagram showing the entire system, and FIG. 6 is a circuit diagram showing a circuit of a main part of the system. The power supply controller 33 of the forklift 10 is provided with a DC 48V system voltage line 62 to which a power supply line from the battery unit main body 32 is connected. The system voltage line 62 is connected to the main controller 23, the capacitor 24, the proportional valve controller 64, and the meter panel 65 via the connector 63, and supplies power from the battery unit 30.

メインコントローラ２３は、図示しない走行ペダルからの操作信号等に基づいて前輪１２（図１）駆動用の電動モータ２５を制御し、また、油圧ポンプ６６駆動用の電動モータ２６を制御している。これらの電動モータ２５，２６は本発明での負荷に相当する。油圧ポンプ６６は、比例弁６７を介してリフトシリンダ１７およびチルトシリンダ１８に油圧を供給している。また、メインコントローラ２３は、電動モータ２６が発電機として機能した場合には、この電動モータ２６で回生された電気エネルギをキャパシタ２４に送り、蓄電させる。 The main controller 23 controls the electric motor 25 for driving the front wheels 12 (FIG. 1) based on an operation signal from a travel pedal (not shown), and also controls the electric motor 26 for driving the hydraulic pump 66. These electric motors 25 and 26 correspond to loads in the present invention. The hydraulic pump 66 supplies hydraulic pressure to the lift cylinder 17 and the tilt cylinder 18 via the proportional valve 67. Further, when the electric motor 26 functions as a generator, the main controller 23 sends the electric energy regenerated by the electric motor 26 to the capacitor 24 to be stored.

キャパシタ２４は、瞬間的に発生する大電流を効率よく回収、蓄電、放電できる特性を有し、回生エネルギをロスなく活用できるものである。これによりキャパシタ２４は、バッテリユニット３０と共に電源として機能し、電動モータ２５，２６の駆動をアシストする。つまり、本システムは、バッテリユニット３０側とキャパシタ２４側との２系統の電源を有するバッテリハイブリッドである。 The capacitor 24 has a characteristic capable of efficiently collecting, storing and discharging a large current generated instantaneously, and can utilize regenerative energy without loss. Thus, the capacitor 24 functions as a power source together with the battery unit 30 and assists in driving the electric motors 25 and 26. In other words, this system is a battery hybrid having two power sources, that is, the battery unit 30 side and the capacitor 24 side.

比例弁コントローラ６４は、図示しない作業機操作レバーからの操作信号に基づいて比例弁６７のソレノイドに通電し、比例弁６７のスプール位置を切り換える。このことにより、油圧ポンプ６６からの油圧で各シリンダ１７，１８を伸縮させ、荷役作業を行うことができる。 The proportional valve controller 64 energizes the solenoid of the proportional valve 67 based on an operation signal from an unillustrated work machine operation lever, and switches the spool position of the proportional valve 67. As a result, the cylinders 17 and 18 can be expanded and contracted by the hydraulic pressure from the hydraulic pump 66 to perform the cargo handling operation.

電源コントローラ３３の系統電圧ライン６２にはまた、バッテリ充電用の充電ライン６８が接続されている。充電ライン６８には、交流入力部６９からの外部電力がチャージコンタクタ７１を介して入力される。入力された交流電力はコンバータ７２により直流に変換され、変圧手段７３にて充電用の電圧に降圧されて系統電圧ライン６２に通電される。 A battery charging line 68 is also connected to the system voltage line 62 of the power controller 33. External power from the AC input unit 69 is input to the charging line 68 via the charge contactor 71. The input AC power is converted to DC by the converter 72, and is stepped down to a charging voltage by the transformer 73 and energized to the system voltage line 62.

系統電圧ライン６２に入力した電力のバッテリユニット本体３２への充電、およびバッテリユニット本体３２からの放電は、電源コントローラ３３内の第１〜第３電源回路７４〜７６、およびＣＰＵからなる制御部７７での放電電圧維持手段７８、回路切替指示手段７９によって制御される。これらの放電電圧維持手段７８および回路切替指示手段７９は実際には、制御部７７内で実行されるソフトウェアである。 Charging of the battery unit main body 32 with electric power input to the system voltage line 62 and discharging from the battery unit main body 32 are performed by the first to third power supply circuits 74 to 76 in the power supply controller 33 and a control unit 77 including a CPU. The discharge voltage maintaining means 78 and the circuit switching instructing means 79 are controlled. These discharge voltage maintaining means 78 and circuit switching instruction means 79 are actually software executed in the control unit 77.

第１〜第３電源回路７４〜７６からの電力ラインは、系統電圧ライン６２に対して並列に接続されている。第１電源回路７４には第１、第２バッテリモジュール４３，４４からの電源ケーブルが、第２電源回路７５には第３、第４バッテリモジュール４９，５１からの電源ケーブルが、第３電源回路７６には第５、第６バッテリモジュール５９，６１からの電源ケーブルが、それぞれ図示しないコネクタを介して着脱自在に接続されている。 The power lines from the first to third power supply circuits 74 to 76 are connected in parallel to the system voltage line 62. The first power supply circuit 74 has power cables from the first and second battery modules 43 and 44, the second power supply circuit 75 has power cables from the third and fourth battery modules 49 and 51, and the third power supply circuit. The power cables from the fifth and sixth battery modules 59 and 61 are detachably connected to 76 via connectors (not shown).

第１〜第３電源回路７４〜７６は、図６に第１電源回路７４を代表して示すように、第１、第２バッテリモジュール４３，４４相互の並列接続を直列接続に切り替えるための制御回路である。図６に示す第１電源回路７４内においては、第１、第２バッテリモジュール４３，４４がそれぞれ、系統電圧ライン６２に対して並列に接続されているうえ、第１、第２バッテリモジュール４３，４４同士を直列に接続するバイパスライン８１が設けられている。そして、このバイパスライン８１には、トランジスタ８２が設けられている。トランジスタ８２は、直並列チョッパ回路のオンオフスイッチとして機能する。 The first to third power supply circuits 74 to 76 are controls for switching the parallel connection between the first and second battery modules 43 and 44 to the serial connection as shown by the first power supply circuit 74 in FIG. Circuit. In the first power supply circuit 74 shown in FIG. 6, the first and second battery modules 43 and 44 are connected in parallel to the system voltage line 62, respectively, and the first and second battery modules 43 and 44 are connected. A bypass line 81 is provided to connect 44 in series. The bypass line 81 is provided with a transistor 82. The transistor 82 functions as an on / off switch of the series-parallel chopper circuit.

加えて、第１バッテリモジュール４３のマイナス側と系統電圧ライン６２のマイナス接点６２Ｂとの間には、マイナス接点６２Ｂ側から第１バッテリモジュール４３側への方向を順方向とする第１ダイオード８５が設けられている。第２バッテリモジュール４４のプラス側と系統電圧ライン６２のプラス接点６２Ａとの間には、第２バッテリモジュール４４側からプラス接点６２Ａ側への方向を順方向とする第２ダイオード８６が設けられている。 In addition, between the negative side of the first battery module 43 and the negative contact 62B of the system voltage line 62, there is a first diode 85 whose forward direction is from the negative contact 62B side to the first battery module 43 side. Is provided. Between the positive side of the second battery module 44 and the positive contact 62A of the system voltage line 62, there is provided a second diode 86 whose forward direction is from the second battery module 44 side to the positive contact 62A side. Yes.

また、トランジスタ８２のコレクタ−エミッタ間には第３ダイオード８７が接続されている。第３ダイオード８７は、第１バッテリモジュール４３側から第２バッテリモジュール４３側への方向が順方向とされている。つまり、トランジスタ８２と第３ダイオード８７では、電流の流れる向きが逆に設定されている。 A third diode 87 is connected between the collector and emitter of the transistor 82. The direction of the third diode 87 from the first battery module 43 side to the second battery module 43 side is the forward direction. That is, in the transistor 82 and the third diode 87, the direction of current flow is set in reverse.

さらに、第１ダイオード８５の前後にはトランジスタ８３が接続され、第２ダイオード８６の前後にもトランジスタ８４が接続されている。第１ダイオード８５とトランジスタ８３とでは電流の流れる方向は逆であり、第２ダイオード８６とトランジスタ８４とにおいても電流の流れる向きは逆である。 Further, a transistor 83 is connected before and after the first diode 85, and a transistor 84 is also connected before and after the second diode 86. In the first diode 85 and the transistor 83, the direction of current flow is opposite, and in the second diode 86 and the transistor 84, the direction of current flow is also opposite.

第１バッテリモジュール４３とプラス接点６２Ａとの間には、インダクタンス（コイル）８８が設けられ、第２バッテリモジュール４４とマイナス接点６２Ｂとの間には、インダクタンス（コイル）８９が設けられている。 An inductance (coil) 88 is provided between the first battery module 43 and the positive contact 62A, and an inductance (coil) 89 is provided between the second battery module 44 and the negative contact 62B.

制御部７７内の放電電圧維持手段７８は、第１〜第６バッテリモジュール４３，４４，４９，５１，５９，６１での電圧を検出しているとともに、放電時において、第１〜第３電源回路７４〜７６にて常時４８Ｖ（実際には余裕を考慮して５０数Ｖであるが、ここでは説明の便宜上４８Ｖで統一する）の電圧を作り、系統電圧ライン６２に供給して系統電圧ライン６２を４８Ｖに維持するよう制御している。また、第１〜第６バッテリモジュール４３，４４，４９，５１，５９，６１の放電が進み、各電圧が下限の規定値を下回ったことを検出したら、当該制御を停止する。 The discharge voltage maintaining means 78 in the control unit 77 detects the voltages at the first to sixth battery modules 43, 44, 49, 51, 59, and 61, and at the time of discharging, the first to third power supplies. A voltage of 48V is always generated in the circuits 74 to 76 (actually 50 V in consideration of a margin, but here it is unified with 48V for convenience of explanation) and supplied to the system voltage line 62 to supply the system voltage line. 62 is controlled to be maintained at 48V. Further, when it is detected that the first to sixth battery modules 43, 44, 49, 51, 59, 61 have been discharged and each voltage has fallen below the lower limit specified value, the control is stopped.

具体的に、図６、図７に基づいていえば、放電制御において放電電圧維持手段７８は、トランジスタ８３，８４をオフにするとともに、第１、第２バッテリモジュール４３，４４での合計電圧に基づいて決められるオン信号の割合でトランジスタ８２のチョッパ制御を行う。つまり、トランジスタ８２のベースに対してオンオフ動作を繰り返す信号を所定の周期（切替周期）で出力するのであるが、合計電圧が十分に大きい場合には、１周期内でのオン信号の割合（１周期内でのオン信号の割合）を小さくするのである。こうすることで、全てのトランジスタ８２，８３，８４をオフにする時間が長くなるので、第１、第２バッテリモジュール４３，４４は、互いに並列関係で系統電圧ライン６２に接続されることになる。従って、第１、第２バッテリモジュール４３，４４での各電圧（たとえば、４８Ｖ）はそのまま、系統電圧ライン６２に出力されることになる。 Specifically, based on FIG. 6 and FIG. 7, in the discharge control, the discharge voltage maintaining means 78 turns off the transistors 83 and 84 and based on the total voltage at the first and second battery modules 43 and 44. The chopper control of the transistor 82 is performed at the ratio of the ON signal determined by the above. That is, a signal that repeats the on / off operation is output to the base of the transistor 82 at a predetermined cycle (switching cycle). However, when the total voltage is sufficiently large, the ratio of the on signal within one cycle (1 The ratio of the ON signal within the period) is reduced. By doing so, it takes a long time to turn off all the transistors 82, 83, 84, so that the first and second battery modules 43, 44 are connected to the system voltage line 62 in parallel with each other. . Therefore, each voltage (for example, 48V) in the first and second battery modules 43 and 44 is output to the system voltage line 62 as it is.

これに対して、第１、第２バッテリモジュール４３，４４での各電圧が低下すると、放電電圧維持手段７８は、トランジスタ８２のベースに対してオンオフ動作を繰り返す信号でのオン信号の割合を大きくする。オン信号が出力されている状態では、第１、第２バッテリモジュール４３，４４は互いに直列接続されることになるため、互いの電圧が補填され、補填された電圧が系統電圧ライン６２に出力される。従って、各電圧が低下した場合には、それらの合計電圧に見合ったオン信号の割合のオンオフ信号を出力すればよく、第１電源回路７４からは、互いに補填されて得られる４８Ｖを確実に出力できる。つまり、電圧低下が著しい場合には、オン信号の割合をより大きくすることで、４８Ｖを確実に出力できるのである。そして、第１、第２バッテリモジュール４３，４４の各電圧が規定値を下回った場合には、充電が必要であるため、放電制御を停止する。 On the other hand, when each voltage in the first and second battery modules 43 and 44 decreases, the discharge voltage maintaining means 78 increases the ratio of the on signal in the signal that repeats the on / off operation with respect to the base of the transistor 82. To do. In the state where the ON signal is output, the first and second battery modules 43 and 44 are connected in series with each other, so that the mutual voltage is compensated and the compensated voltage is output to the system voltage line 62. The Therefore, when each voltage drops, an on / off signal with a proportion of the on signal corresponding to the total voltage may be output, and the first power supply circuit 74 reliably outputs 48V obtained by compensating each other. it can. That is, when the voltage drop is significant, 48V can be reliably output by increasing the ratio of the ON signal. And when each voltage of the 1st, 2nd battery modules 43 and 44 is less than a regulation value, since charge is required, discharge control is stopped.

回路切替指示手段７９は、第１〜第３電源回路７４〜７６を第１〜第６バッテリモジュール４３，４４，４９，５１，５９，６１への充電用に切り替える機能を有している。充電する場合としては第１に、キャパシタ２４側が所定電圧以上に蓄電されている場合であって、さらに生じた回生エネルギを、下限の規定値を下回ることで放電制御が停止されている第１〜第６バッテリモジュール４３，４４，４９，５１，５９，６１のいずれかに充電する場合である。 The circuit switching instruction unit 79 has a function of switching the first to third power supply circuits 74 to 76 for charging the first to sixth battery modules 43, 44, 49, 51, 59, 61. As the case of charging, firstly, the capacitor 24 side is charged to a predetermined voltage or more, and the discharge control is stopped by lowering the generated regenerative energy below the lower limit specified value. This is a case where one of the sixth battery modules 43, 44, 49, 51, 59, 61 is charged.

例えば、図６において、第１、第２バッテリモジュール４３，４４の各電圧が下限の規定値より低下して放電制御を停止した場合では、キャパシタ２４で余剰となった回生エネルギは、系統電圧ライン６２に出力される。そこで、回路切替指示手段７９は、トランジスタ８２をオフ、トランジスタ８３，８４をそれぞれオンにする。すると、第１バッテリモジュール４３側では、電流がプラス接点６２Ａから第１バッテリモジュール４３、トランジスタ８３を通ってマイナス接点６２Ｂに流れ、第１バッテリモジュール４３で充電が行われる。また、第２バッテリモジュール４４側では、電流がプラス接点６２Ａからトランジスタ８４、第２バッテリモジュール４４を通ってマイナス接点６２Ｂに流れ、第２バッテリモジュール４４で充電が行われる。従って、このような充電では、第１〜第６バッテリモジュール４３，４４，４９，５１，５９，６１単位での充電が可能である。 For example, in FIG. 6, when each voltage of the first and second battery modules 43 and 44 falls below the lower limit specified value and the discharge control is stopped, the regenerative energy surplus in the capacitor 24 is the system voltage line. 62 is output. Therefore, the circuit switching instruction means 79 turns off the transistor 82 and turns on the transistors 83 and 84, respectively. Then, on the first battery module 43 side, a current flows from the positive contact 62A to the negative contact 62B through the first battery module 43 and the transistor 83, and charging is performed in the first battery module 43. On the second battery module 44 side, the current flows from the positive contact 62A to the negative contact 62B through the transistor 84 and the second battery module 44, and charging is performed in the second battery module 44. Therefore, in such charging, charging in units of the first to sixth battery modules 43, 44, 49, 51, 59, 61 is possible.

第２の充電は、交流入力部６９を通して行われる外部電源からの急速充電である。この場合も、回路切替指示手段７９は、トランジスタ８２をオフ、トランジスタ８３，８４をそれぞれオンにする。すると同様に、第１バッテリモジュール４３側では、電流がプラス接点６２Ａから第１バッテリモジュール４３、トランジスタ８３を通ってマイナス接点６２Ｂに流れ、第１バッテリモジュール４３で急速充電が行われる。また、第２バッテリモジュール４４側でも、電流がプラス接点６２Ａからトランジスタ８４、第２バッテリモジュール４４を通ってマイナス接点６２Ｂに流れ、第２バッテリモジュール４４で急速充電が行われる。従って、このような充電でも、第１〜第６バッテリモジュール４３，４４，４９，５１，５９，６１単位での急速充電が可能である。 The second charging is rapid charging from an external power source performed through the AC input unit 69. Also in this case, the circuit switching instruction means 79 turns off the transistor 82 and turns on the transistors 83 and 84, respectively. Similarly, on the first battery module 43 side, current flows from the positive contact 62A through the first battery module 43 and the transistor 83 to the negative contact 62B, and the first battery module 43 performs quick charging. Also on the second battery module 44 side, the current flows from the positive contact 62A through the transistor 84 and the second battery module 44 to the negative contact 62B, and the second battery module 44 performs quick charging. Accordingly, even with such charging, quick charging in units of the first to sixth battery modules 43, 44, 49, 51, 59, 61 is possible.

ここで、電源コントローラとしては、電源回路の数の異なるものが複数種類用意されており、搭載されたバッテリモジュールで得られる出力電圧および容量に応じて選択されて用いられている。この結果、本実施形態では、直列および並列に接続された合計２４個のバッテリ３４からなる第１〜第６バッテリモジュール４３，４４，４９，５１，５９，６１にて、最終的に４８Ｖおよび所定の容量を得る必要性から、電源コントローラとして、第１〜第３電源回路７４〜７６を有した３チャンネル型の電源コントローラ３３が選択され、用いられているのである。 Here, a plurality of types of power supply controllers having different numbers of power supply circuits are prepared, and are selected and used according to the output voltage and capacity obtained by the mounted battery module. As a result, in the present embodiment, the first to sixth battery modules 43, 44, 49, 51, 59, 61 including a total of 24 batteries 34 connected in series and in parallel finally have 48 V and a predetermined value. Therefore, the three-channel type power supply controller 33 having the first to third power supply circuits 74 to 76 is selected and used as the power supply controller.

こうすることで、出力電圧や容量の異なる別の車格のフォークリフトに対しても、複数種類用意された電源コントローラの中から適切なものを選択して搭載でき、車格毎に電源コントローラを新たに設計する必要がなく、開発の手間を大幅に省くことができる。 In this way, it is possible to select and install a suitable power supply controller from among multiple types of forklift trucks with different output voltages and capacities. Therefore, it is not necessary to design the system, and the development effort can be saved greatly.

ところで、電源コントローラ３３は、第１〜第３電源回路７４〜７６を有した３チャンネル型であるため、最大で６つのバッテリモジュール（第１〜第６バッテリモジュール４３，４４，４９，５１，５９，６１）を接続できるようになっている。本実施形態では特に、３チャンネル全てを使用した場合について例示されている。しかし、電源コントローラ３３では、フォークリフト１０の使われ方や車格に応じて、バッテリモジュールの接続数を可変できるのである。 By the way, since the power supply controller 33 is a three-channel type having the first to third power supply circuits 74 to 76, a maximum of six battery modules (first to sixth battery modules 43, 44, 49, 51, 59). , 61) can be connected. In the present embodiment, the case where all three channels are used is illustrated. However, the power controller 33 can vary the number of battery modules connected depending on how the forklift 10 is used and the vehicle type.

例えば、最大荷重としては本実施形態のフォークリフト１０とは変わらないが、専ら短時間の荷役作業に用いられる機種では、大きなバッテリ容量が要求されないので、バッテリユニット本体３２の上段および中段を利用して第１〜第４バッテリモジュール４３，４４，４９，５１のみを搭載し、これらを第１、第２電源回路７４，７５に接続すればよい。このような場合は、１，２チャンネルの使用となり、３チャンネル目は使用されない。下段ブラケット３７にはバッテリ３４が収容されず、空きスペースが存在することになる。また、上段の第１バッテリモジュール４３，４４のみを搭載し、これを第１電源回路７４に接続して利用することもできる。この場合は、１チャンネルのみの使用となり、中段、下段ブラケット３６，３７にはバッテリ３４が収容されない。 For example, although the maximum load is the same as that of the forklift 10 of the present embodiment, a large battery capacity is not required for a model that is exclusively used for a short time cargo handling operation. Therefore, the upper and middle stages of the battery unit main body 32 are used. Only the first to fourth battery modules 43, 44, 49, 51 may be mounted and connected to the first and second power supply circuits 74, 75. In such a case, the first and second channels are used, and the third channel is not used. The battery 34 is not accommodated in the lower bracket 37, and there is an empty space. Alternatively, only the upper first battery modules 43 and 44 can be mounted and connected to the first power supply circuit 74 for use. In this case, only one channel is used, and the battery 34 is not accommodated in the middle and lower brackets 36 and 37.

反対に、４８Ｖよりも高出力電圧が要求されたり、より低出力電圧が要求されたりする機種に対応可能である。例えば、下段の第５、第６バッテリモジュール５９，６１を構成する８つのバッテリ３４の２つずつをそれぞれ、第１〜第４バッテリモジュール４３，４４，４９，５１に直列に接続すれば、第１〜第４バッテリモジュール４３，４４，４９，５１はそれぞれ、６つのバッテリ３４で構成されることになり、７２Ｖの出力電圧を得ることができる。この場合でも、１，２チャンネルの使用となり、３チャンネル目は使用されない。勿論５つのバッテリ３４で第１〜第４バッテリモジュール４３，４４，４９，５１を構成すれば６０Ｖを得ることができ、この場合にも、３チャンネル目は使用されないうえ、下段ブラケット３７の半分は空きスペースとなる。 On the contrary, it is possible to deal with a model that requires a higher output voltage than 48V or a lower output voltage. For example, if two of the eight batteries 34 constituting the lower fifth and sixth battery modules 59 and 61 are connected in series to the first to fourth battery modules 43, 44, 49 and 51, respectively, Each of the first to fourth battery modules 43, 44, 49, and 51 is composed of six batteries 34, and an output voltage of 72V can be obtained. Even in this case, the first and second channels are used, and the third channel is not used. Of course, if the first to fourth battery modules 43, 44, 49, 51 are constituted by five batteries 34, 60V can be obtained. In this case, the third channel is not used and half of the lower bracket 37 is It becomes an empty space.

より低出力電圧を実現するためには単に、直列に接続されたバッテリ３４の数を減らせばよく。減らした数に応じた空きスペースが各ブラケット３５〜３７に生じることになる。例えば、第１〜第６バッテリモジュール４３，４４，４９，５１，５９，６１のそれぞれは、本実施形態では最大数である４つのバッテリ３４で構成されていたが、３つ以下のバッテリ３４で構成されていてもよく、こうすることで１２Ｖ、２４Ｖ、３６Ｖの出力電圧を得ることができる。そして、このような場合でも、要求される容量に応じて並列接続を行い、使用するチャンネル数を決定すればよい。 To achieve a lower output voltage, simply reduce the number of batteries 34 connected in series. The empty space according to the reduced number will arise in each bracket 35-37. For example, each of the first to sixth battery modules 43, 44, 49, 51, 59, 61 is configured by the maximum number of four batteries 34 in the present embodiment, but is not more than three batteries 34. The output voltage of 12V, 24V, and 36V can be obtained by carrying out like this. Even in such a case, the number of channels to be used may be determined by performing parallel connection according to the required capacity.

すなわち、本実施形態の電源コントローラ３３には３チャンネル用に第１〜第３電源回路７４，７５，７６が設けられているが、これらの全てを使用するのか、あるいは一部を使用するのかはやはり、必要とされる出力電圧および容量に応じて決められる。こうすることで、３チャンネルの電源コントローラ３３を選択した場合でも、その中で多くの車両に対応させることができる。 That is, the first to third power supply circuits 74, 75, and 76 are provided for the three channels in the power supply controller 33 of the present embodiment, but whether to use all or a part of them is used. Again, it depends on the required output voltage and capacity. By doing so, even when the three-channel power controller 33 is selected, it is possible to deal with many vehicles.

従って、電源コントローラの種類として、３チャンネルを備えた電源コントローラ３３の他、４チャンネルのもの、５チャンネルのもの・・・が用意されている場合、要求される電圧や容量からすると、１チャンネルや２チャンネルで十分であっても、用意されている電源コントローラの中からは、最も少ないチャンネル数の電源コントローラ３３が最適なものとして選択される。そして、電源コントローラ３３を用いたうえで、電源回路７４，７５，７６への接続数を決定すれば、電源コントローラ３３を１チャンネルや２チャンネル用として用いることができる。従って、１チャンネルや２チャンネル用の専用の電源コントローラを不要にできるうえ、最も少ないチャンネル数のものを選択することで、４チャンネルや５チャンネルのものを選択する場合に比して無駄がなくなる。 Therefore, in the case where a power controller 33 having three channels, a four-channel one, a five-channel one, etc. are prepared as types of the power controller, one channel or Even if two channels are sufficient, the power controller 33 having the smallest number of channels is selected as the optimum from the power controllers prepared. If the number of connections to the power supply circuits 74, 75, and 76 is determined after using the power supply controller 33, the power supply controller 33 can be used for one channel or two channels. Accordingly, a dedicated power supply controller for 1 channel or 2 channels can be made unnecessary, and by selecting the one with the smallest number of channels, there is no waste as compared with selecting 4 or 5 channels.

図５に戻り、本実施形態のフォークリフト１０ではまた、電源コントローラ３３の制御部７７には、予充電スイッチ９１、充電操作パネル９２、状態表示手段９３、フードスイッチ９４が接続されている。 Returning to FIG. 5, in the forklift 10 of the present embodiment, the precharge switch 91, the charging operation panel 92, the state display means 93, and the hood switch 94 are connected to the control unit 77 of the power controller 33.

予充電スイッチ９１は、バッテリユニット本体３２からキャパシタ２４への予充電を行うためのスイッチである。キースイッチをオン位置に操作してシステムに電源を投入すると先ず、制御部７７は、キャパシタ２４側の電圧およびバッテリユニット本体３２側の電圧を検出して比較し、キャパシタ２４側の電圧がバッテリユニット本体３２側の電圧よりも低く、その差が規定値以上であると、メインコンタクタ９５を開放させる。キャパシタ２４側の電圧が低い状態でメインコンタクタ９５が通電状態になると、バッテリユニット本体３２からキャパシタ２４に一気に電流が流れ、電気回路上の接点で損傷が生じる可能性があるからである。 The precharge switch 91 is a switch for performing precharge from the battery unit main body 32 to the capacitor 24. When the system is turned on by operating the key switch to the on position, first, the control unit 77 detects and compares the voltage on the capacitor 24 side and the voltage on the battery unit body 32 side, and the voltage on the capacitor 24 side is compared with the battery unit. When the voltage is lower than the voltage on the main body 32 side and the difference is not less than the specified value, the main contactor 95 is opened. This is because if the main contactor 95 is energized while the voltage on the capacitor 24 side is low, current may flow from the battery unit body 32 to the capacitor 24 at a stretch, and damage may occur at the contacts on the electric circuit.

従って、メインコンタクタ９５を開放状態に維持しながらも、キャパシタ２４に充電を行ってバッテリユニット本体３２側との電圧差（電位差）を小さくする必要がある。このため、本実施形態では、開放状態のメインコンタクタ９５を迂回する図示しない予充電回路が設けられており、予充電スイッチ９１を操作することで当該予充電回路を通して微少電流を流し、よってバッテリユニット本体３２からキャパシタ２４へ充電して両者の電圧差を少なくすようにしている。なお、予充電が行われず、キャパシタ２４側の電圧が低いままだと、メインコントローラ２３やメータパネル６５が起動しない事態となる。 Therefore, it is necessary to charge the capacitor 24 to reduce the voltage difference (potential difference) from the battery unit main body 32 side while maintaining the main contactor 95 in the open state. For this reason, in this embodiment, a precharge circuit (not shown) that bypasses the main contactor 95 in the open state is provided, and by operating the precharge switch 91, a minute current is caused to flow through the precharge circuit. The capacitor 24 is charged from the main body 32 to reduce the voltage difference between the two. If the precharge is not performed and the voltage on the capacitor 24 side remains low, the main controller 23 and the meter panel 65 do not start.

充電操作パネル９２は、交流入力部６９を通して行われるバッテリユニット本体３２への充電時に操作される。外部電源を交流入力部６９接続し、充電操作パネル９２を操作することで、充電が開始される。充電量などの充電状態は、充電操作パネル９２に設けられたＬＥＤ等の点灯やアラーム等によって判断可能である。 The charging operation panel 92 is operated when charging the battery unit main body 32 through the AC input unit 69. Charging is started by connecting an external power source to the AC input unit 69 and operating the charging operation panel 92. The state of charge such as the amount of charge can be determined by lighting of an LED or the like provided on the charging operation panel 92, an alarm, or the like.

状態表示手段９３は、起動前のシステムの状態を表示する手段である。システムを起動させるためのキースイッチをオン位置に操作すると、電源コントローラ３３の制御部７７を含む一部が起動し、キャパシタ２４側の電圧とバッテリユニット本体３２側の電圧とを比較して充電状態を判断し、予充電が必要な場合は予充電を開始させ、予充電中であることを状態表示手段９３に設けられた緑色ＬＥＤの点滅等で表示する。また、制御部７７は、その他の異常として、例えば、コネクタ６３の嵌合不良等に関しても検出しており、嵌合不良である場合には、その旨の信号を状態表示手段９３に出力し、赤色ＬＥＤの点灯等で表示する。状態を告知する手段としては、ＬＥＤ等の発光素子の他、アラームや音声等を利用した手段であってもよい。 The status display means 93 is a means for displaying the status of the system before startup. When the key switch for starting the system is operated to the ON position, a part including the control unit 77 of the power supply controller 33 is started, and the state of charge is compared by comparing the voltage on the capacitor 24 side with the voltage on the battery unit body 32 side When pre-charging is necessary, pre-charging is started, and the fact that pre-charging is in progress is displayed by blinking of a green LED provided on the status display means 93 or the like. Further, as another abnormality, for example, the control unit 77 also detects a fitting failure of the connector 63, and when it is a fitting failure, outputs a signal to that effect to the state display means 93, Displayed by lighting the red LED. The means for notifying the state may be a means using an alarm, sound or the like in addition to a light emitting element such as an LED.

フードスイッチ９４は、フードパネル２１開閉用のヒンジ部分に取り付けられたリミットスイッチであり、フードパネル２１の開閉状態に応じた出力が制御部７７で認識される。外部電源によってバッテリユニット本体３２へ充電する場合には、バッテリユニット３０回りの換気を行う必要性から、フードパネル２１を開いた状態にしておかなければならない。このため、制御部７７では、フードスイッチ９４でのオンオフ状態に基づき、フードパネル２１が閉じていると判断した場合には、チャージコンタクタ７１を開放させる制御を行い、充電できないようにするとともに、状態表示手段９３の赤色ＬＥＤを点灯させる。 The hood switch 94 is a limit switch attached to a hinge portion for opening and closing the hood panel 21, and an output corresponding to the open / closed state of the hood panel 21 is recognized by the control unit 77. When the battery unit main body 32 is charged by an external power source, the hood panel 21 must be kept open because of the need for ventilation around the battery unit 30. For this reason, in the control unit 77, when it is determined that the hood panel 21 is closed based on the on / off state of the hood switch 94, control is performed to open the charge contactor 71 so that charging cannot be performed. The red LED of the display means 93 is turned on.

〔充放電制御のフロー〕
続いて、図６、図７に基づき、バッテリユニット本体３２からの放電時の制御について説明する。以下には、第１、第２バッテリモジュール４３，４４からの放電の場合にいて説明するが、第３〜第６バッテリモジュール４９，５１，５９，６１についても同様である。 [Charge / discharge control flow]
Next, control during discharging from the battery unit main body 32 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. Hereinafter, the case of discharging from the first and second battery modules 43 and 44 will be described, but the same applies to the third to sixth battery modules 49, 51, 59, and 61.

放電中の電源コントローラ３３において、制御部７７の放電電圧維持手段７８は第１制御回路７４のトランジスタ８２，８３，８４を全てオフにしておくとともに、常時、第１バッテリモジュール４３および第２バッテリモジュール４４での電圧Ｖ_Ｍ１，Ｖ_Ｍ２を取得し（Ｓ１）、電圧Ｖ_Ｍ１，Ｖ_Ｍ２が下限の規定値Ｖ_Ｌよりも小さいかを比較し（Ｓ２）、小さい場合には処理を停止するが、そうでない場合には、両方の合計電圧を算出する（Ｓ３）。 In the discharging power supply controller 33, the discharge voltage maintaining means 78 of the control unit 77 keeps all the transistors 82, 83, 84 of the first control circuit 74 off, and always the first battery module 43 and the second battery module. The voltages V _M1 and V _M2 at 44 are acquired (S1), and whether the voltages V _M1 and V _M2 are smaller than the lower limit stipulated value V _L (S2). Otherwise, the total voltage of both is calculated (S3).

電圧Ｖ_Ｍ１，Ｖ_Ｍ２の合計電圧を算出した後に放電電圧維持手段７８は、当該合計電圧に応じてトランジスタ８２のオン信号の割合を算出し（Ｓ４）、この割合のオンオフ信号を高速周期でトランジスタ８２に出力し、駆動する（Ｓ５）。 After calculating the total voltage of the voltages V _M1 and V _M2 , the discharge voltage maintaining means 78 calculates the ratio of the ON signal of the transistor 82 according to the total voltage (S4), and the ON / OFF signal of this ratio is converted to the transistor at a high speed cycle. It outputs to 82 and drives (S5).

これにより、第１、第２バッテリモジュール４３，４４の電圧が４８Ｖよりも下がっていても、電圧が互いに補填されるため、系統電圧ライン６２へ４８Ｖを確実に供給できる。 Thereby, even if the voltage of the 1st, 2nd battery modules 43 and 44 is lower than 48V, since a voltage is mutually compensated, 48V can be reliably supplied to the system voltage line 62. FIG.

次いで、図７、図９に基づき、外部電源を利用した場合のバッテリユニット本体３２への充電制御について説明する。以下にはやはり、第１、第２バッテリモジュール４３，４４への放電の場合にいて説明するが、第３〜第６バッテリモジュール４９，５１，５９，６１についても同様である。 Next, charging control for the battery unit main body 32 when an external power source is used will be described with reference to FIGS. In the following, the case of discharging to the first and second battery modules 43 and 44 will be described, but the same applies to the third to sixth battery modules 49, 51, 59 and 61.

充電操作パネル９２を操作すると電源コントローラ３３では、制御部７７の回路切替指示手段７９が先ず、バイパスライン８１でのトランジスタ８２をオフにし、他のトランジスタ８３，８４をオンにし（Ｓ１１）、この状態で、第１、第２バッテリモジュール４３，４４での電圧Ｖ_Ｍ１，Ｖ_Ｍ２を検出しながら、共に上限の既定値Ｖ_Ｕを越えるまで充電を継続させる（Ｓ１２）。 When the charging operation panel 92 is operated, in the power controller 33, the circuit switching instruction means 79 of the control unit 77 first turns off the transistor 82 in the bypass line 81 and turns on the other transistors 83 and 84 (S11). Thus, while detecting the voltages V _M1 and V _M2 in the first and second battery modules 43 and 44, the charging is continued until the upper limit value V _U is exceeded (S12).

これにより、第１〜第６バッテリモジュール４３，４４，４９，５１，５９，６１を構成するバッテリ３４への充電を、当該バッテリモジュール単位で確実に、かつ短時間で実施できる。 Thereby, the battery 34 which comprises the 1st-6th battery modules 43, 44, 49, 51, 59, 61 can be charged reliably and in a short time in units of the battery modules.

なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。 The best configuration, method, and the like for carrying out the present invention have been disclosed above, but the present invention is not limited to this. That is, the invention has been illustrated and described with particular reference to certain specific embodiments, but without departing from the spirit and scope of the invention, Various modifications can be made by those skilled in the art in terms of quantity and other detailed configurations.
Therefore, the description limited to the shape, quantity and the like disclosed above is an example for easy understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The description by the name of the member which remove | excluded the limitation of one part or all of such restrictions is included in this invention.

例えば、前記実施形態のフォークリフト１０は、カウンターウェイト２１を備えたカウンタ式であったが、これに限らず、リーチ式のフォークリフトに本発明を適用してもよい。 For example, the forklift 10 of the above embodiment is a counter type provided with the counterweight 21, but the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a reach type forklift.

本発明は、バッテリからの電気エネルギで駆動されるフォークリフトや、小型の油圧ショベル、ホイールローダ等の作業車両に利用できる。 The present invention can be used for work vehicles such as a forklift driven by electric energy from a battery, a small hydraulic excavator, and a wheel loader.

本発明の一実施形態に係る作業車両全体を示す側面図。The side view which shows the whole working vehicle which concerns on one Embodiment of this invention. バッテリユニットの一部を分解して示す分解斜視図。The disassembled perspective view which decomposes | disassembles and shows a part of battery unit. バッテリユニットの全体を分解して示す分解斜視図。The exploded perspective view which decomposes | disassembles and shows the whole battery unit. バッテリユニットにおけるバッテリの収容状態および接続状態を示す模式図。The schematic diagram which shows the accommodation state and connection state of the battery in a battery unit. 前記実施形態の作業車両のシステム全体を示すブロック図。The block diagram which shows the whole system of the working vehicle of the said embodiment. システムの要部の回路を示す回路図。The circuit diagram which shows the circuit of the principal part of a system. 放電制御を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating discharge control. 充電制御を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating charge control.

符号の説明Explanation of symbols

１０…作業車両であるフォークリフト、３３…電源コントローラ、３４…バッテリ、４３，４４，４９，５１，５９，６１…バッテリモジュールである第１〜第６バッテリモジュール、６２…系統電圧ライン、７７…制御部、７８…放電電圧維持手段、７９…回路切替指示手段。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Forklift which is a working vehicle, 33 ... Power supply controller, 34 ... Battery, 43, 44, 49, 51, 59, 61 ... The 1st-6th battery module which is a battery module, 62 ... System | strain voltage line, 77 ... Control 78, discharge voltage maintaining means, 79 ... circuit switching instruction means.

Claims

少なくとも一対のバッテリモジュールと、
これらのバッテリモジュールでの充放電を制御する電源コントローラとを備え、
この電源コントローラは、前記一対のバッテリモジュールが接続される系統電圧ラインと、
前記一対のバッテリモジュールを直列の関係で前記系統電圧ラインに接続するか、または並列の関係で前記系統電圧ラインに接続するかを切り替える電源回路と、
前記一対のバッテリモジュールを直列の関係で前記系統電圧ラインに接続するか、または並列の関係で前記系統電圧ラインに接続するかを切り替える電源回路と、
前記一対のバッテリモジュールの充電を行う場合には、当該一対のバッテリモジュールの接続関係が並列となるように前記電源回路での切り替えを制御し、前記一対のバッテリモジュールの放電を行う場合には、当該一対のバッテリモジュールの合計電圧に応じた切替周期で前記電源回路での切り替えを制御する制御部とを備え、
前記電源コントローラとしては、前記電源回路の数の異なるものが複数種類用意されており、前記複数のバッテリモジュールで得られる出力電圧および容量に応じた数の電源回路を有した電源コントローラが選択されて用いられている
ことを特徴とする作業車両。 At least a pair of battery modules;
A power supply controller for controlling charging and discharging in these battery modules,
The power controller includes a system voltage line to which the pair of battery modules are connected,
A power supply circuit that switches between connecting the pair of battery modules to the system voltage line in a serial relationship or connecting to the system voltage line in a parallel relationship;
A power supply circuit that switches between connecting the pair of battery modules to the system voltage line in a serial relationship or connecting to the system voltage line in a parallel relationship;
When charging the pair of battery modules, controlling the switching in the power supply circuit so that the connection relationship between the pair of battery modules is parallel, and when discharging the pair of battery modules, A control unit that controls switching in the power supply circuit at a switching cycle according to the total voltage of the pair of battery modules,
As the power supply controller, a plurality of types having different numbers of the power supply circuits are prepared, and a power supply controller having a number of power supply circuits corresponding to the output voltage and capacity obtained by the plurality of battery modules is selected. A work vehicle characterized by being used.

請求項１に記載の作業車両において、
前記選択された電源コントローラでは、複数の電源回路のうちの前記バッテリモジュールの接続により使用される電源回路の数も、出力電圧および容量に応じて決められる
ことを特徴とする作業車両。 The work vehicle according to claim 1,
In the selected power supply controller, the number of power supply circuits used by connection of the battery module among a plurality of power supply circuits is also determined according to the output voltage and capacity.