JP5935300B2 - 電力供給装置及び充放電制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、負荷に電力を供給する電力供給装置、並びに電力を供給する供給部及び負荷に接続される二次電池の充放電制御方法に関する。

港湾などのコンテナヤードには、コンテナを運ぶためのタイヤ式クレーン（ＲＴＧ：Ｒｕｂｂｅｒ Ｔｉｒｅｄ Ｇａｎｔｒｙ ｃｒａｎｅ）が配置される。タイヤ式クレーンは、コンテナが載置されたレーンを跨ぐように設置される。タイヤ式クレーンは、レーン内を走行するトレーラやＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）とのコンテナの受け渡し及びレーン内へのコンテナの載置を行う。

従来タイヤ式クレーンは、タイヤ式クレーンに搭載されたエンジン発電機にて発電を行い、走行用モータや荷役用モータに発電した電力を供給することで動作している。また、近年の環境負荷低減の要請から、エンジン発電機に加えて二次電池を搭載したハイブリッド電源方式のタイヤ式クレーンが開発されている。また、地上に設けられた商用電源の電源装置からケーブルを介してタイヤ式クレーンに電力を供給し、エンジン発電機が発電する電力に代えて、当該ケーブルから供給される電力によってＲＴＧを動作させるケーブルリール式給電方式のＲＴＧも開発されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１０−０７０３３８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法は、タイヤ式クレーンを動作させる充分な電力を確保した上で、ケーブルに流れる電力を小さくするため、商用電源とタイヤ式クレーンとを高圧コネクタで接続する必要がある。そのため、特許文献１に記載の方法を実際に使用する場合、コネクタの着脱や電源設備の管理を、電気工事士などの資格を有する者が行う必要があった。そのため、商用電源とＲＴＧとの間を低圧コネクタで接続できることが望まれている。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、外部から供給を受ける電力を抑えつつ、負荷を動作させるのに充分な電力を供給する電力供給装置及び充放電制御方法を提供することを課題とする。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、回生電力を発生し得る負荷と接続され、当該負荷に電力を供給する電力供給装置であって、コネクタを有するケーブルを介して外部電源から供給される電力を母線を介して前記負荷に供給する供給部と、前記母線に供給された電力の電力値または電圧を検出する信号検出部と、前記母線に対して電力を充放電可能な二次電池と、前記信号検出部が検出した電力値または電圧が前記負荷に要求される電力値または電圧以上になるように前記二次電池の充放電を制御する充放電制御部と、前記二次電池の充電電力量が、前記負荷で発生し得る回生電力の電力量に基づいて予め設定された充電停止閾値以上である場合に、前記二次電池に対する充電を停止させる充電停止部と、前記信号検出部が検出した電力値または電圧が当該母線に許容する電力値または電圧の最大値未満の値である充電再開閾値以上である場合に、前記充電停止部によって停止された前記二次電池に対する充電を再開させる充電再開部とを備えることを特徴とする。

また、本発明においては、前記信号検出部は、前記母線にかかる電圧を検出し、前記充放電制御部は、前記信号検出部が検出した電圧が前記負荷に要求される電圧以上になるように前記二次電池の充放電を制御することが好ましい。

また、本発明においては、前記充電停止閾値は、前記二次電池に許容する充電電力量の最大値から、前記負荷が一連の回生動作を実行する際に発生し得る最大の電力量を減じた電力量以下の値であることが好ましい。

また、本発明においては、前記二次電池の充電電力量が、前記負荷で消費し得る電力量に基づいて予め設定された放電停止閾値以下である場合に、前記二次電池からの放電を停止させる放電停止部を備えることが好ましい。

また、本発明においては、前記放電停止閾値は、前記二次電池に許容する充電電力量の最小値に、前記負荷が一連の動作を実行する際に前記二次電池が要する最大の電力量を加算した電力量以上の値であることが好ましい。

また、本発明においては、前記放電停止部は、前記負荷への電力供給を停止して前記二次電池への充電を開始することで、前記二次電池からの放電を停止させることが好ましい。

また、本発明においては、前記充電停止部は、前記二次電池の充電電力量が、前記充電停止閾値以下の値である充電停止解除閾値未満になったときに、前記二次電池に対する充電の停止を解除することが好ましい。

また、本発明においては、前記充電停止解除閾値は、前記二次電池に許容する充電電力量の最小値に、前記負荷による一連の動作によって消費し得る最大の電力量を加算した電力量以上の値であることが好ましい。

また、本発明においては、前記充電再開部は、前記信号検出部が検出した電力値または電圧が前記充電再開閾値以下の値である充電再開解除閾値未満になったときに、前記二次電池に対する充電の再開を解除することが好ましい。

また、本発明においては、前記充電再開部は、所定の制御周期毎に前記二次電池への充電再開の解除の可否を判定するものであり、前記充電再開解除閾値は、前記充電再開部の制御周期によって定まる電力に関連する信号の変動幅が、前記負荷の仕様を満足する値であることが好ましい。

また、本発明においては、前記放電停止部は、前記二次電池の充電電力量が、前記放電停止閾値以上の値である放電停止解除閾値を超えたときに、前記二次電池の放電停止を解除することが好ましい。

また、本発明においては、前記放電停止解除閾値は、前記負荷による一連の動作を所定回数実行することによって消費し得る最大の電力量を前記放電停止閾値に加算した電力量以上の値であることが好ましい。

また、本発明は、外部電源から供給される電力を供給する供給部、及び回生電力を発生し得る負荷に、母線を介して接続される二次電池の充放電制御方法であって、前記外部電源からコネクタを有するケーブルを介して前記母線に供給された電力の電力値または電圧を検出するステップと、検出された前記電力値または電圧が前記負荷に要求される電力値または電圧以上になるように前記二次電池の充放電を制御するステップと、前記二次電池の充電電力量が、前記負荷で発生し得る回生電力の電力量に基づいて予め設定された充電停止閾値以上である場合に、前記二次電池に対する充電を停止させて、検出された前記電力値または電圧が前記母線に許容する電力値または電圧の最大値未満の値である充電再開閾値以上である場合に、停止された前記二次電池に対する充電を再開させるステップとを有することを特徴とする。

本発明によれば、電力供給装置は、外部電源から供給される電力に加えて、母線に供給される電力が前記負荷に要求される電力以上になるように二次電池からの電力を負荷に供給する。これにより、外部電源から供給される電力を、低減させることができる。また、電力供給装置は、二次電池に充電された電力量と、負荷で発生し得る回生電力の電力量に基づいて予め設定された閾値とを比較し、二次電池の充電または放電を停止させるか否かを決定する。これにより、二次電池の過充電または過放電を防ぐことができ、二次電池を効率よく運用することができる。

本発明の一実施形態による電力供給装置を搭載したタイヤ式クレーンの全体図である。 電力供給装置の構成を示す概略ブロック図である。 電力供給装置の動作を示すフローチャートである。 二次電池の充電率の時間変化と母線電圧の時間変化とを示す図である。 二次電池の充電率の時間変化を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態による電力供給装置１０を搭載したタイヤ式クレーン１の全体図である。
図１に示すように、本実施形態のタイヤ式クレーン１は、外部電源２からの給電を受けて、走行車両としてタイヤ６ａによる走行手段６によって走行レーンＬ上を自走しつつ、コンテナＣの積み下ろしを行うものである。なお、外部電源２は、コンテナヤードＹ内の路面Ｒ上に設置された走行レーンＬに設けられている。
より具体的には、タイヤ式クレーン１は、タイヤ６ａにより路面Ｒ上を走行するクレーン本体３と、該クレーン本体３から延び外部電源２に接続されるケーブルである走行給電ケーブル４と、クレーン本体３に設けられて走行給電ケーブル４の巻き取り及び巻き出しを行うケーブルリール５と、クレーン本体３に電力を供給する電力供給装置１０とを備える。

クレーン本体３は、タイヤ式の上記走行手段６と、互いに略平行に立設されて走行手段６によりそれぞれ走行可能な一対の脚部７と、該脚部７間に上部で架設された梁部８と、該梁部８に吊設された吊下機構９とを備えている。走行手段６は、各走行レーンＬに沿って配設された地上ガイドラインＧとのズレ量を検出し、タイヤ６ａの方向を切り替えることで、該地上ガイドラインＧに沿うように、走行レーンＬに沿うレーン内走行方向Ｌ１に横走行する。

また、図１に示すように、一対の脚部７は、梁部８及び吊下機構９を支持している。梁部８は、吊下機構９を吊り下げるように支持している。そして、梁部８には、該梁部８の長手方向に沿って吊下機構９が走行可能なように、ガイドレール８ａが設けられている。吊下機構９は、電力供給装置１０より受電することにより、コンテナＣを積み降ろしするように作動する。より具体的に、吊下機構９は、梁部８のガイドレール８ａに沿って走行可能トロリ９ａと、コンテナＣを把持するスプレッダー９ｂと、トロリ９ａからスプレッダー９ｂを吊り下げている吊下ロープ９ｃと、該吊下ロープ９ｃの巻上げ及び巻出しを行う巻上機９ｄと、トロリ９ａ、スプレッダー９ｂ及び巻上機９ｄの作動を制御する吊下機構制御部（図示せず）とを備えている。

また、走行給電ケーブル４は、先端に受電側コネクタ４ａが設けられて、外部電源２の給電側コネクタ２ａと接続されており、これにより外部電源２からの給電を行うことが可能となっている。なお、受電側コネクタ４ａ及び給電側コネクタ２ａは、低圧コネクタである。図１に示すように、走行給電ケーブル４を収容するケーブルリール５は、一方の脚部７の外側面に設けられている。ケーブルリール５は、略水平な軸心を有して回転可能で走行給電ケーブル４が巻回されたドラム５ａと、出力軸が減速機（図示せず）を介してドラム５ａに接続され、該ドラム５ａを回転させるモータ（図示せず）とを有している。また、走行給電ケーブル４における受電側コネクタ４ａの反対側の端は、電力供給装置１０に接続されており、これにより外部電源２からの電力を電力供給装置１０に供給する。

次に、タイヤ式クレーン１が備える電力供給装置１０について説明する。
図２は、電力供給装置１０の構成を示す概略ブロック図である。なお、図２において実線は電気配線を示し、破線は通信回線を示す。
電力供給装置１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０（供給部）、母線１２０、二次電池１３０、充放電制御装置１４０、シーケンサ１５０を備える。

ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０は、走行給電ケーブル４を介して外部電源２から受電した交流電力を、直流電力に変換する。なお、走行給電ケーブル４は、低圧コネクタによって外部電源２と接続されるため、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０を介して外部電源２から吊下機構９（負荷）へ供給される電力の最大値は制限を受ける。そのため、吊下機構９で消費される電力の不足分は、二次電池１３０から供給される。
二次電池１３０は、母線１２０に対して電力を充放電可能に接続される。
充放電制御装置１４０は、シーケンサ１５０からの指示に従って二次電池１３０の充放電の切り替え動作を行う。具体的には、吊下機構９がコンテナＣを持ち上げる際には、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０が出力する電力の不足分を二次電池１３０から供給させ、吊下機構９がコンテナＣを下ろす際には、回生により発生する電力を二次電池１３０に充電させる。
シーケンサ１５０は、母線１２０にかかる電圧及び二次電池１３０の充電電力量に基づいて充放電制御装置１４０に対する制御指示を出力する。シーケンサ１５０は、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）やリレーによって構成される。なお、シーケンサ１５０は所定のクロック周期（制御周期）で動作しており、当該クロック周期毎に母線１２０にかかる電圧及び二次電池１３０の充電電力量の比較判定処理を実行する。

シーケンサ１５０は、母線電圧検出部１５１（信号検出部）、充電率検出部１５２、充放電制御部１５３、充電停止部１５４、充電再開部１５５、放電停止部１５６を備える。
母線電圧検出部１５１は、母線１２０にかかる電圧（母線信号）を検出し、当該電圧の値（母線信号の大きさ）を充放電制御部１５３及び充電再開部１５５に通知する。
充電率検出部１５２は、二次電池１３０の電圧を検出し、当該電圧から二次電池１３０の充電率を特定する。そして、充電率検出部１５２は、特定した充電率を充電停止部１５４及び放電停止部１５６に通知する。

充放電制御部１５３は、母線電圧検出部１５１が検出した電圧が、吊下機構９に要求される電圧以上になるように、二次電池１３０の充放電を制御する制御指示を充放電制御装置１４０に出力する。
充電停止部１５４は、充電率検出部１５２が検出した充電率が所定の充電停止閾値以上になったときに、二次電池１３０への充電を停止させる制御指示を充放電制御装置１４０に出力する。なお、充電停止閾値とは、二次電池１３０に許容する充電電力量の最大値から、吊下機構９が一連の回生動作を実行する際に二次電池１３０に充電される最大の電力量を減じた電力量に対応する充電率以下の値である。本実施形態において吊下機構９による一連の回生動作とは、吊下機構９が１つのコンテナＣを下ろす動作である。つまり、二次電池１３０の充電率が充電停止閾値未満であるときに、吊下機構９による一連の回生動作による回生電力を二次電池１３０に充電する場合には、二次電池１３０の許容充電率を超える充電がなされてしまうことはない。

充電再開部１５５は、母線電圧検出部１５１が検出した電圧が、所定の充電再開閾値以上である場合に、充電停止部１５４によって停止された二次電池１３０に対する充電を再開させる制御指示を、充放電制御装置１４０に出力する。なお、充電再開閾値とは、母線１２０に許容する電圧（母線定格電圧）の最大値未満の値である。

放電停止部１５６は、充電率検出部１５２が検出した充電率が所定の放電停止閾値以下になったときに、動作を停止させる制御指示を吊下機構９に出力することで、二次電池１３０の放電を停止させる。なお、放電停止閾値とは、二次電池１３０に許容する充電電力量の最小値に、吊下機構９が一連の動作を実行する際に二次電池１３０が要する最大の電力量を加えた電力量に対応する充電率以上の値である。本実施形態において吊下機構９による一連の動作とは、吊下機構９が１つのコンテナＣを持ち上げる動作である。つまり、二次電池１３０の充電率が放電停止閾値より大きいときに、吊下機構９が一連の動作を実行する場合には、二次電池１３０の充電率が放電によって許容充電率を下回ることはない。

次に、本実施形態による電力供給装置１０の動作について説明する。
図３は、電力供給装置１０の動作を示すフローチャートである。
電力供給装置１０が起動すると、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０を介して外部電源２から母線１２０に電力が供給される（ステップＳ１）。以降、シーケンサ１５０の母線電圧検出部１５１は、随時母線１２０にかかる電圧を検出する。また、充電率検出部１５２は、随時二次電池１３０の開放電圧を検出し、開放電圧から二次電池１３０の充電率を特定する。

次に、充電停止部１５４は、充電率検出部１５２が検出した充電率が充電停止閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。充電停止部１５４が、二次電池１３０の充電率が充電停止閾値未満であると判定した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、放電停止部１５６は、充電率検出部１５２が検出した充電率が放電停止閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ３）。

放電停止部１５６が、二次電池１３０の充電率が放電停止閾値より大きい値であると判定した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、充放電制御部１５３は、母線電圧検出部１５１が検出した電圧に基づいて、母線１２０にかかる電圧が、吊下機構９の動作に要する電圧以上かつ母線定格電圧未満となるように、二次電池１３０の充放電を制御させる制御信号を、充放電制御装置１４０に出力する（ステップＳ４）。これにより、母線１２０には吊下機構９の動作に充分な電力が供給されることとなる。

次に、シーケンサ１５０は、管理者などによる操作や割り込み処理などにより、外部から処理の終了要求を入力したか否かを判定する（ステップＳ５）。シーケンサ１５０は、外部から終了要求を入力していないと判定した場合（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ２に戻り、制御処理を継続する。他方、シーケンサ１５０は、外部から終了要求を入力したと判定した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、処理を終了する。

次に、ステップＳ２で充電停止部１５４が、二次電池１３０の充電率が充電停止閾値以上であると判定した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）の処理について説明する。
充電停止部１５４は、二次電池１３０の充電率が充電停止閾値以上であると判定すると、二次電池１３０への充電を停止させる制御指示を充放電制御装置１４０に出力する（ステップＳ６）。

次に、充電再開部１５５は、母線電圧検出部１５１が検出した電圧が、充電再開閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。充電再開部１５５は、母線電圧が充電再開閾値以上であると判定した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、充電停止部１５４によって停止された二次電池１３０に対する充電を再開させる制御指示を、充放電制御装置１４０に出力する（ステップＳ８）。これにより、母線１２０にかかる電圧が母線１２０の定格電圧を超えることを防ぐことができる。また、充電停止閾値は、吊下機構９の一連の動作による回生電力を二次電池１３０に充電しても二次電池１３０の充電率が許容充電率の最大値を超えないような値なので、ステップＳ８による充電によって二次電池１３０の充電率が許容充電率の最大値を超えることはない。

次に、充電再開部１５５は、母線電圧検出部１５１が検出した電圧が、充電再開解除閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。なお、充電再開解除閾値は、充電再開閾値以下の値であり、シーケンサ１５０のクロック周期によって定まる電圧の変動幅が吊下機構９の仕様を満足する値である。充電再開部１５５は、母線電圧検出部１５１が検出した電圧が充電再開解除閾値未満であると判定した場合（ステップＳ９：ＮＯ）、充電を再開させる制御指示を解除する解除指示を、充放電制御装置１４０に出力する（ステップＳ１０）。これにより、充放電制御装置１４０は、二次電池１３０に対する充電を再度停止させる。他方、充電再開部１５５は、母線電圧検出部１５１が検出した電圧が充電再開解除閾値以上であると判定した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、ステップＳ９に戻り、母線電圧の監視を継続する。つまり、母線電圧が充電再開閾値以上となった場合、母線電圧が充電再開閾値以下の閾値である充電再開解除閾値未満になるまで、二次電池１３０への充電を継続する。これにより、シーケンサ１５０は、ノイズ等の影響によって充電再開閾値に至った場合にも誤判定を生じることを防ぐことができる。

充電再開部１５５が、ステップＳ１０で充電を再開させる制御指示を解除する解除指示を、充放電制御装置１４０に出力した場合、またはステップＳ７で母線電圧が充電再開閾値未満であると判定した場合（ステップＳ７：ＮＯ）、充電停止部１５４は、充電率検出部１５２が取得した充電率が充電停止解除閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。なお、充電停止解除閾値は、充電停止閾値以下の値であり、二次電池１３０に許容する充電電力量の最小値に、吊下機構９による一連の動作によって消費し得る最大の電力量を加算した電力量に対応する充電率以上の値である。

充電停止部１５４は、充電率検出部１５２が取得した充電率が充電停止解除閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ７に戻り、二次電池１３０への充電を停止したまま、母線電圧の監視を継続する。他方、充電停止部１５４は、充電率検出部１５２が取得した充電率が充電停止解除閾値未満であると判定した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、二次電池１３０への充電停止を解除させる解除指示を充放電制御装置１４０に出力する（ステップＳ１２）。これにより、充放電制御装置１４０は、二次電池１３０に対する充電の停止を解除させる。つまり、二次電池１３０の充電率が充電停止閾値以上となった場合、充電率が充電停止閾値以下の閾値である充電停止解除閾値未満になるまで、二次電池１３０への充電を再開しない。これにより、充放電の切り替え動作が頻発することを防ぐことができる。なお、充放電の切り替え動作が頻発した場合、電力損失が増加する可能性がある。そして、シーケンサ１５０は、ステップＳ５に進み、処理を終了するか否かの判定を行う。

次に、ステップＳ３で放電停止部１５６が、二次電池１３０の充電率が放電停止閾値以下であると判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）の処理について説明する。
放電停止部１５６は、二次電池１３０の充電率が放電停止閾値以下であると判定すると、動作を停止させる制御指示を吊下機構９に出力する。これにより、二次電池１３０からの放電が停止することとなる（ステップＳ１３）。ただし、吊下機構９は、一連の動作の実行中に制御指示を受け付けた場合、当該動作が終了した以降の動作を停止する。なお、放電停止閾値は一連の動作を実行するのに充分な充電率であるため、ステップＳ１３の放電により一連の動作実行中に二次電池１３０の充電率が許容充電率の下限値を下回ることはない。

次に、放電停止部１５６は、充電率検出部１５２が取得した充電率が放電停止解除閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、放電停止解除閾値は、二次電池１３０に許容する充電電力量の最小値に、吊下機構９による一連の動作を所定回数実行することによって消費し得る最大の電力量を加算した電力量に対応する充電率以上の値である。

放電停止部１５６は、充電率検出部１５２が取得した充電率が放電停止解除閾値以下であると判定した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１４に戻り、二次電池１３０からの放電を停止したまま、母線電圧の監視を継続する。他方、放電停止部１５６は、充電率検出部１５２が取得した充電率が放電停止解除閾値より大きい値であると判定した場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、動作停止を解除する解除指示を吊下機構９に出力する。これにより、充放電制御装置１４０は、二次電池１３０に対する放電の制限を解除させる（ステップＳ１５）。つまり、二次電池１３０の充電率が放電停止閾値以下となった場合、充電率が放電停止閾値以上の閾値である放電停止解除閾値を超えるまで、二次電池１３０を放電させない。これにより、充放電の切り替え動作が頻発することを防ぐことができる。そして、シーケンサ１５０は、ステップＳ５に進み、処理を終了するか否かの判定を行う。

次に、本実施形態による電力供給装置１０が充放電処理を行った場合の具体例を示す。まず、二次電池１３０の充電の制御について、具体例を用いながら説明する。
図４は、二次電池１３０の充電率の時間変化と母線電圧の時間変化とを示す図である。
上述した処理により、電力供給装置１０が動作すると、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、二次電池１３０の充電率が充電停止閾値未満であるため、充放電制御装置１４０は、上述したステップＳ４により、母線１２０にかかる電圧が吊下機構９の動作に要する電圧以上かつ母線定格電圧未満となるように二次電池１３０の充放電を制御する。

次に、時刻ｔ１になると、二次電池１３０の充電率が充電停止閾値を超えるため、充放電制御装置１４０は、上述したステップＳ６により、二次電池１３０への充電を停止する。充放電制御装置１４０が二次電池１３０への充電を停止すると、二次電池１３０の充電に用いられない電力が母線１２０に供給されるため、母線電圧が上昇していく。そして、時刻ｔ２になると、母線電圧が充電再開閾値を超えるため、充放電制御装置１４０は、上述したステップＳ８により、二次電池１３０への充電を再開する。二次電池１３０への充電を再開すると、母線１２０に供給される電力が二次電池１３０の充電に用いられるため、母線電圧は低下する。

そして、時刻ｔ３になると、母線電圧が充電再開解除閾値未満になるため、充放電制御装置１４０は、上述したステップＳ１０により、二次電池１３０への充電を停止する。これにより、二次電池１３０の充電に用いられない電力が母線１２０に供給されるため、母線電圧が再び上昇していく。そして、時刻ｔ４になると、母線電圧が再び充電再開閾値を超えるため、充放電制御装置１４０は、上述したステップＳ８により、二次電池１３０への充電を再開する。これにより、母線電圧は低下する。次に、時刻ｔ５になると、母線電圧が充電再開解除閾値未満になるため、充放電制御装置１４０は、上述したステップＳ１０により、二次電池１３０への充電を停止する。

次に、時刻ｔ６になると、二次電池１３０の充電率が充電停止解除閾値未満になるため、充放電制御装置１４０は、上述したステップＳ１２により、二次電池１３０への充電停止を解除する。
このように、本実施形態によれば、二次電池１３０の許容充電率の上限値を超えないように、二次電池１３０の充電を制御することができる。

次に、二次電池１３０の放電の制御について、具体例を用いながら説明する。
図５は、二次電池１３０の充電率の時間変化を示す図である。
電力供給装置１０が動作すると、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの間、二次電池１３０の充電率が放電停止閾値より大きいため、充放電制御装置１４０は、上述したステップＳ４により、母線１２０にかかる電圧が吊下機構９の動作に要する電圧以上かつ母線定格電圧未満となるように二次電池１３０の充放電を制御する。

次に、時刻ｔ８になると、二次電池１３０の充電率が放電停止閾値未満になるため、シーケンサ１５０は、上述したステップＳ１３により、吊下機構９に対して動作を停止させる制御指示を出力する。このとき、吊下機構９は一連の動作の実行中であるため、一連の動作が完了する時刻ｔ９になるまで動作を停止しない。なお、放電停止閾値は、上述したとおり、一連の動作を実行するのに充分な充電率であるため、時刻ｔ９までに二次電池１３０の充電率が許容充電率の下限値を下回ることはない。

そして、時刻ｔ９になると、吊下機構９の動作が停止するため、充放電制御装置１４０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０を介して外部電源２から供給される電力を二次電池１３０に充電させるよう制御する。そして、時刻ｔ１０になり、二次電池１３０の充電率が放電停止解除閾値を超えると、シーケンサ１５０は、上述したステップＳ１５により、二次電池１３０からの放電停止を解除する解除指示を、吊下機構９に出力する。
このように、本実施形態によれば、二次電池１３０の許容充電率の下限値を下回らないように、二次電池１３０の放電を制御することができる。

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、本実施形態では、母線１２０にかかる電圧と二次電池１３０の充電率とに基づいて二次電池１３０の充放電の制御を行う場合を説明したが、これに限られない。例えば、母線１２０に供給される電力（電圧と電流の積によって示される仕事量）と二次電池１３０の充電電力量とに基づいて二次電池１３０の充放電の制御を行うようにしても良い。この場合、シーケンサ１５０は、母線電圧検出部１５１に代えて、母線に供給される電力（母線信号）を検出する母線電力検出部（信号検出部）を備える必要がある。
なお、母線１２０にかかる電圧と母線１２０に供給される電力との間には相関性があるため、母線信号として電圧を用いて制御を行うことと電力を用いて制御を行うこととは等価である。また、二次電池１３０の充電率は二次電池１３０の充電電力量によって決まるため、充電率を用いて制御を行うことと充電電力量を用いて制御を行うこととは等価である。

また、本実施形態では、電力供給装置１０をタイヤ式クレーン１に搭載する場合について説明したが、これに限られず、例えば架線レス電車など、他の装置に搭載しても良い。なお、本実施形態では、電力の供給先がタイヤ式クレーン１であるため、一連の回生動作による最大の回生電力が予め分かっており、これらの値に基づいて充電停止閾値を設定できる場合について説明したが、これに限られない。なお、架線レス電車に搭載する場合など、一連の回生動作による最大の回生電力が予め分からない場合、母線電圧が充電再開閾値を超え、二次電池１３０の充電率が許容充電率の上限値に達することがあり得る。この場合は、強制的に二次電池１３０への充電を停止させ、母線１２０に供給される電力を補器に回すことで、二次電池１３０の充電率が許容充電率の上限値を超えることを回避することができる。

なお、本実施形態では、充電停止閾値と充電停止解除閾値とが異なる値である場合について説明したが、これに限られず、同じ値を用いても同様の効果を得ることができる。ただし、この場合、充放電の切り替わりが頻発することになる。同様に、充電再開閾値と充電再開解除閾値を同じ値としても良いし、放電停止閾値と放電停止解除閾値とを同じ値としても良い。

なお、本実施形態では、説明の便宜のため割り込み処理の判定をステップＳ５において行うように記載したが、実際には上記ステップＳ１〜Ｓ１５の各ステップにおいて割り込み処理の判定を行っており、任意のステップにおいて処理を停止できるように構成される。したがって、処理中に何らかの異常が発生した場合にも、ループ処理（例えばステップＳ７〜Ｓ１１）が延々と繰り返されることを防ぐことができる。

なお、上述のシーケンサ１５０は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

９…吊下機構 １０…電力供給装置 １１０…ＡＣ／ＤＣコンバータ １２０…母線 １３０…二次電池 １４０…充放電制御装置 １５０…シーケンサ １５１…母線電圧検出部 １５２…充電率検出部 １５３…充放電制御部 １５４…充電停止部 １５５…充電再開部 １５６…放電停止部

Claims (12)

1. 回生電力を発生し得る負荷と接続され、当該負荷に電力を供給する電力供給装置であって、
   コネクタを有するケーブルを介して外部電源から供給される電力を、母線を介して前記負荷に供給する供給部と、
   前記母線に供給された電力の電力値または電圧を検出する信号検出部と、
   前記母線に対して電力を充放電可能な二次電池と、
   前記信号検出部が検出した電力値または電圧が前記負荷に要求される電力値または電圧以上になるように前記二次電池の充放電を制御する充放電制御部と、
   前記二次電池の充電電力量が、前記負荷で発生し得る回生電力の電力量に基づいて予め設定された充電停止閾値以上である場合に、前記二次電池に対する充電を停止させる充電停止部と、
   前記信号検出部が検出した電力値または電圧が当該母線に許容する電力値または電圧の最大値未満の値である充電再開閾値以上である場合に、前記充電停止部によって停止された前記二次電池に対する充電を再開させる充電再開部と
   を備えることを特徴とする電力供給装置。
2. 前記信号検出部は、前記母線にかかる電圧を検出し、
   前記充放電制御部は、前記信号検出部が検出した電圧が前記負荷に要求される電圧以上になるように前記二次電池の充放電を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
3. 前記充電停止閾値は、前記二次電池に許容する充電電力量の最大値から、前記負荷が一連の回生動作を実行する際に発生し得る最大の電力量を減じた電力量以下の値である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力供給装置。
4. 前記二次電池の充電電力量が、前記負荷で消費し得る電力量に基づいて予め設定された放電停止閾値以下である場合に、前記二次電池からの放電を停止させる放電停止部
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電力供給装置。
5. 前記放電停止閾値は、前記二次電池に許容する充電電力量の最小値に、前記負荷が一連の動作を実行する際に前記二次電池が要する最大の電力量を加算した電力量以上の値である
   ことを特徴とする請求項４に記載の電力供給装置。
6. 前記放電停止部は、前記負荷への電力供給を停止して前記二次電池への充電を開始することで、前記二次電池からの放電を停止させる
   ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電力供給装置。
7. 前記充電停止部は、前記二次電池の充電電力量が、前記充電停止閾値以下の値である充電停止解除閾値未満になったときに、前記二次電池に対する充電の停止を解除する
   ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の電力供給装置。
8. 前記充電停止解除閾値は、前記二次電池に許容する充電電力量の最小値に、前記負荷による一連の動作によって消費し得る最大の電力量を加算した電力量以上の値である
   ことを特徴とする請求項７に記載の電力供給装置。
9. 前記充電再開部は、前記信号検出部が検出した電力値または電圧が前記充電再開閾値以下の値である充電再開解除閾値未満になったときに、前記二次電池に対する充電の再開を解除する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
10. 前記放電停止部は、前記二次電池の充電電力量が、前記放電停止閾値以上の値である放電停止解除閾値を超えたときに、前記二次電池の放電停止を解除する
    ことを特徴とする請求項４から請求項６の何れか１項に記載の電力供給装置。
11. 前記放電停止解除閾値は、前記負荷による一連の動作を所定回数実行することによって消費し得る最大の電力量を前記放電停止閾値に加算した電力量以上の値である
    ことを特徴とする請求項１０に記載の電力供給装置。
12. 外部電源から供給される電力を供給する供給部、及び回生電力を発生し得る負荷に、母線を介して接続される二次電池の充放電制御方法であって、
    前記外部電源からコネクタを有するケーブルを介して前記母線に供給された電力の電力値または電圧を検出するステップと、
    検出された前記電力値または電圧が前記負荷に要求される電力値または電圧以上になるように前記二次電池の充放電を制御するステップと、
    前記二次電池の充電電力量が、前記負荷で発生し得る回生電力の電力量に基づいて予め設定された充電停止閾値以上である場合に、前記二次電池に対する充電を停止させて、検出された前記電力値または電圧が前記母線に許容する電力値または電圧の最大値未満の値である充電再開閾値以上である場合に、停止された前記二次電池に対する充電を再開させるステップと
    を有することを特徴とする充放電制御方法。

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