JP2005312224A - Battery charging apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery charging apparatus for preventing temperatures of a battery liquid, a transformer and a rectifying section from excessively rising in a boosting charge mode, and stably ensuring the required quantity of electricity to be supplied during the boosting charge. <P>SOLUTION: The battery is constituted so as to be charged in one charge mode selected from a normal charge mode for charging the battery by a predetermined charging current and the boosting charge mode for rapidly charging the battery by the charging current higher than the predetermined charging current. The quantity of electricity charged during the boosting charge since the charging starts in the boosting charge mode, is found as a current integration value (S34). When the found integration value becomes a preset current integration value limit or more during the rapid charging in the boosting charge mode, a boosting charge period is terminated (S35). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、バッテリ充電装置に関し、特に、バッテリ式電動車両用のバッテリ充電装置に関する。   The present invention relates to a battery charging device, and more particularly to a battery charging device for battery-powered electric vehicles.

従来より、電動式フォークリフト等の産業用電動車両に搭載されたバッテリを充電するバッテリ充電装置は、充電電流を制御しないでトランスとダイオードブリッジの整流回路で構成された、準定電圧充電方式の充電器であることが多い。しかし、充電電流を制御するバッテリ充電装置の場合には、比較的低い電流をバッテリに供給して充電する普通充電期間を有する普通充電モードと、この普通充電モードのときよりも大きな充電電流をバッテリに供給して短時間で急速充電を行う急速充電期間を有する急速充電モードとのいずれか一方を選択可能に構成されたものがある。普通充電モードでは、比較的小さい充電電流で充電するため、バッテリの液温等が急激に上昇するのを抑えながら充電することができるが、完全に充電するまでの充電時間は長くなる。一方、急速充電モードは、例えば、作業時間中にフォークリフト等を使用したときのバッテリの放電量を休憩時間中などに補充する場合に選択される。そして、この急速充電モードにおいては、普通充電モードのときよりも大きな充電電流をバッテリに供給することにより短時間でバッテリを充電することができる。   Conventionally, a battery charging device for charging a battery mounted on an industrial electric vehicle such as an electric forklift has a quasi-constant voltage charging method configured by a rectifier circuit of a transformer and a diode bridge without controlling a charging current. Often a container. However, in the case of a battery charging device that controls the charging current, a normal charging mode having a normal charging period in which a relatively low current is supplied to the battery for charging, and a charging current larger than that in the normal charging mode are supplied to the battery. There is a configuration in which either one of a quick charge mode having a quick charge period in which quick charge is performed in a short period of time can be selected. In the normal charging mode, charging is performed with a relatively small charging current, so that charging can be performed while suppressing a rapid increase in the liquid temperature of the battery, but the charging time until complete charging is increased. On the other hand, the quick charge mode is selected when, for example, the battery discharge amount when a forklift or the like is used during work hours is replenished during a break time. In the quick charge mode, the battery can be charged in a short time by supplying a larger charge current to the battery than in the normal charge mode.

このようなバッテリ充電装置を用いれば、例えば、1日の終業後においては、普通充電モードにより翌朝までバッテリを完全に充電し、一方、昼休み等の休憩時間の間には、急速充電モードによりバッテリを急速充電してそれまでの作業における放電量を補うことが可能になる。   If such a battery charging device is used, for example, after the end of the day, the battery is fully charged until the next morning in the normal charging mode, while the battery is charged in the quick charging mode during breaks such as lunch breaks. Can be quickly charged to compensate for the amount of discharge in the previous work.

ところで、前述のバッテリ充電装置には、定電流・定電圧方式により充電するものが多い。この定電流・定電圧方式は、充電初期においてはバッテリに比較的大きな一定の充電電流を供給し、バッテリ電圧が予め設定された所定の電圧(例えば、バッテリの転極点電圧)に達したときには、バッテリ電圧をその所定の電圧に維持することにより充電電流を緩やかに減少させて充電するものである。その他、充電完了直前の充電電流を抑制することが可能な2段定電流・定電圧方式も採用されている。   By the way, many of the battery charging devices described above are charged by a constant current / constant voltage method. In this constant current / constant voltage method, a relatively large constant charging current is supplied to the battery in the initial stage of charging, and when the battery voltage reaches a predetermined voltage (for example, a battery inversion voltage), By maintaining the battery voltage at the predetermined voltage, the charging current is gradually reduced for charging. In addition, a two-stage constant current / constant voltage method capable of suppressing the charging current immediately before the completion of charging is also employed.

しかし、急速充電モードにおいては、普通充電モードに比べて充電電流が大きく、充電初期にはバッテリにかなり大きな充電電流が供給されることになるため、バッテリの状態によってはバッテリの液温やバッテリ充電装置内のトランスや整流部等の温度が過度に上昇してしまう虞がある。とくに、前述の定電流・定電圧方式や2段定電流・定電圧方式で急速充電を行う場合、充電開始から予め設定された所定の電圧に達するまで、バッテリには大きな充電電流が供給され、バッテリやバッテリ充電装置の温度が上昇する。さらに、バッテリ電圧が所定の電圧に到達した後も続いて定電圧充電が行われるため、充電電流と充電時間等の条件によっては、バッテリ液温の上昇により極板が劣化したりしてバッテリ寿命が低下する虞がある。また、バッテリ充電装置内のトランスや整流部等の温度が過度に上昇するのを防止するためには、発生した熱をより効果的に放散させる必要があり、バッテリ充電装置の構造が複雑化したりあるいは大型化してしまう。   However, in the quick charge mode, the charge current is larger than that in the normal charge mode, and a considerably large charge current is supplied to the battery at the beginning of charge. There is a risk that the temperature of the transformer, the rectifying unit, and the like in the apparatus will rise excessively. In particular, when performing quick charging with the above-described constant current / constant voltage method or two-stage constant current / constant voltage method, a large charging current is supplied to the battery from the start of charging until a predetermined voltage is reached, The temperature of the battery or the battery charger increases. Furthermore, constant voltage charging is performed after the battery voltage reaches a predetermined voltage, so that depending on conditions such as charging current and charging time, the electrode plate may deteriorate due to an increase in battery liquid temperature, resulting in battery life. May decrease. Also, in order to prevent the temperature of the transformer, rectifier, etc. in the battery charging device from rising excessively, it is necessary to dissipate the generated heat more effectively, and the structure of the battery charging device becomes complicated. Or it will enlarge.

そこで、急速充電モードにおいて、充電開始から一定の充電電流で充電しているときに、バッテリ電圧が所定の電圧に達していない場合でも、充電開始から所定の時間が経過したときには、急速充電モードから普通充電モードに切り換えて充電電流を低下させるように構成されたものも提案されている(特許文献1参照)。
また、電動ゴルフカート用の急速充電装置として、急速充電中にバッテリ電圧が所定の電圧に達していない場合でも、充電開始から所定の時間が経過したときには、充電を停止するものも知られている(特許文献2参照)。
Therefore, in the quick charge mode, when charging with a constant charging current from the start of charging, even if the battery voltage has not reached the predetermined voltage, if the predetermined time has elapsed since the start of charging, A configuration in which the charging current is reduced by switching to the normal charging mode has been proposed (see Patent Document 1).
Further, as a quick charging device for an electric golf cart, there is also known a device that stops charging when a predetermined time has elapsed from the start of charging even when the battery voltage has not reached a predetermined voltage during quick charging. (See Patent Document 2).

特開2002−191136号公報(第5−7頁、図2、図4)JP-A-2002-191136 (page 5-7, FIG. 2, FIG. 4) 特開2002−315216号公報(第5頁、図5、図7)JP 2002-315216 A (5th page, FIG. 5 and FIG. 7)

上記特許文献1や特許文献2に記載のバッテリ充電装置では、急速充電をある一定時間のみ実施するため、その一定時間を短く設定すれば、長い時間を設定する場合に比べて、バッテリ充電装置内のトランス等の温度やバッテリ液の温度が上昇することを抑制できることになる。
しかしながら、例えば、バッテリ充電装置が接続されている外部電源に接続されている他の装置があって、その装置に一時的に過大な負荷が発生して過電流により外部電源が一時的に遮断されていたような場合など、外部電源から供給される電流が一時的に低下してしまうような場合が発生することがある。このように一時的な供給電流の低下が生じていたような場合、その間は急速充電中における設定された充電電流でバッテリを充電することができないことになる。このため、急速充電において供給すべき必要な電気量を確保できないまま、普通充電モードに切り換わったり、充電が停止されてしまったりすることになる虞がある。
In the battery charging devices described in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 described above, rapid charging is performed only for a certain period of time. Therefore, if the certain time is set short, the battery charging device has a longer time than that when a long time is set. It is possible to prevent the temperature of the transformer and the like and the temperature of the battery fluid from rising.
However, for example, there is another device connected to the external power source to which the battery charging device is connected, and an excessive load is temporarily generated in the device, and the external power source is temporarily cut off due to an overcurrent. In some cases, the current supplied from the external power supply may temporarily decrease. In such a case where the supply current temporarily decreases, the battery cannot be charged with the set charging current during the rapid charging. For this reason, there is a possibility that the normal charge mode may be switched or the charging may be stopped without securing the necessary amount of electricity to be supplied in the rapid charging.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、急速充電モードにおいてもバッテリの液温や、トランス、整流部等の温度が過度に上昇することを抑制するとともに、急速充電で供給すべき必要な電気量を安定して確保可能なバッテリ充電装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and should suppress the battery liquid temperature, the temperature of the transformer, the rectifying unit, and the like from rising excessively even in the quick charge mode, and be supplied by rapid charge. It is an object of the present invention to provide a battery charger capable of stably securing a necessary amount of electricity.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

第1の発明のバッテリ充電装置は、外部電源に接続され、所定の充電電流でバッテリを充電する普通充電期間を有する普通充電モードと、前記所定の充電電流よりも大きな充電電流でバッテリを急速充電する急速充電期間を有する急速充電モードとのうちから選択されたいずれか一方の充電モードによりバッテリを充電可能なバッテリ充電装置であって、前記急速充電モードによる充電が開始されてからの急速充電中における充電された電気量を電流の積算値として求める電流積算手段と、前記急速充電モードによる急速充電中に、前記電流積算手段で求められた積算値が、予め設定された値である電流積算量限界値以上となったときには、前記急速充電期間を終了させる急速充電終了手段と、を備えていることを特徴とするものである。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a battery charging apparatus connected to an external power source, in a normal charging mode having a normal charging period for charging the battery with a predetermined charging current, and for rapidly charging the battery with a charging current larger than the predetermined charging current. A battery charging device capable of charging a battery in one of the charging modes selected from the quick charging mode having a quick charging period, wherein the battery is being rapidly charged after charging in the quick charging mode is started Current integrating means for obtaining the amount of electricity charged as an integrated value of current, and an integrated current amount in which the integrated value obtained by the current integrating means during quick charging in the quick charge mode is a preset value. And a quick charge end means for ending the quick charge period when the limit value is exceeded.

この構成によると、急速充電中における充電された電気量が電流の積算値として求められ、この積算値が予め設定された電流積算量限界値以上となったときには、急速充電期間が終了されることになる。このため、電流積算量限界値の設定の仕方に応じて、バッテリ充電装置内のトランス等の温度やバッテリ液の温度が過度に上昇することを抑制できる。そして、電流積算量限界値を急速充電で供給すべき必要な電気量に応じて設定することで、外部電源から供給される電流が一時的に低下してしまうような場合が発生しても、バッテリ電圧が所定の電圧に達したため急速充電を停止する等の他の要因がない限り、急速充電において供給すべき必要な電気量が確保されるまでは、急速充電が継続されることになる。従って、急速充電モードにおいてもバッテリの液温や、トランス、整流部等の温度が過度に上昇することを抑制するとともに、急速充電で供給すべき必要な電気量を安定して確保することができる。   According to this configuration, the amount of electricity charged during rapid charging is obtained as an integrated value of current, and when this integrated value is equal to or greater than a preset current integrated amount limit value, the rapid charging period is terminated. become. For this reason, it can suppress that the temperature of the trans | transformer etc. in a battery charging device, or the temperature of battery liquid rises excessively according to the method of setting an electric current integration amount limit value. And even if the case where the current supplied from the external power source temporarily decreases by setting the current integrated amount limit value according to the necessary amount of electricity to be supplied by quick charging, Unless there is another factor such as stopping the quick charge because the battery voltage has reached a predetermined voltage, the quick charge is continued until a necessary amount of electricity to be supplied in the quick charge is secured. Accordingly, even in the quick charge mode, it is possible to suppress excessive rise in the battery liquid temperature, the temperature of the transformer, the rectifying unit, and the like, and to stably secure a necessary amount of electricity to be supplied by the quick charge. .

第2の発明のバッテリ充電装置は、上記第1の発明において、前記電流積算手段は、予め設定された単位時間毎に検出される電流値と前記単位時間との積によって求められる値を積算していくことで前記積算値を算出することを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, in the battery charger according to the first aspect, the current integrating means integrates a value obtained by a product of a current value detected every preset unit time and the unit time. The integrated value is calculated by following the calculation.

この構成によると、単位時間毎に検出される電流値と単位時間との積の値を積算することで、急速充電中において充電された電気量を容易に算出することができる。   According to this configuration, the amount of electricity charged during the quick charge can be easily calculated by integrating the product value of the current value detected per unit time and the unit time.

本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、電動式フォークリフトのバッテリを充電するバッテリ充電装置に本発明を適用した一例である。なお、本発明は、電動式フォークリフトのバッテリ以外のバッテリを充電するバッテリ充電装置として用いられる場合であっても適用でき、より広範な用途に対して適用できる。   Embodiments of the present invention will be described. This embodiment is an example in which the present invention is applied to a battery charging device that charges a battery of an electric forklift. The present invention can be applied even when used as a battery charger that charges a battery other than the battery of the electric forklift, and can be applied to a wider range of uses.

まず、バッテリ充電装置1について図1を参照して簡単に説明する。
図1に示すように、バッテリ充電装置1においては、外部電源である3相交流電源2に電源プラグ3、オン・オフ制御を行う電磁開閉器4及びトランス5を介して、サイリスタやトランジスタ等で構成された整流部6が接続される。そして、この整流部6にバッテリ7の両端電極が接続され、整流部6からの出力によりバッテリ7が充電されるようになっている。
First, the battery charger 1 will be briefly described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, in the battery charger 1, a three-phase AC power source 2 as an external power source is connected to a thyristor, a transistor, or the like via a power plug 3, an electromagnetic switch 4 that performs on / off control, and a transformer 5. The configured rectifying unit 6 is connected. Then, both end electrodes of the battery 7 are connected to the rectifying unit 6, and the battery 7 is charged by the output from the rectifying unit 6.

バッテリ7のバッテリ電圧Vは、バッテリ7の両端電極に接続された電圧検出部8により検出され、一方、バッテリ7に供給される充電電流Iは、電流センサ9により検出される。そして、このバッテリ充電装置1は、電圧検出部8及び電流センサ9からの検出信号に基づいて、コントローラ10により整流部6を制御して、3相交流電源2とバッテリ7との間を適宜接続/遮断することにより、バッテリ電圧V及び充電電流Iを制御してバッテリ7を充電する。さらに、後述するように、バッテリ充電装置1は、比較的低い所定の充電電流をバッテリ7に供給する普通充電期間として長時間(例えば、8時間以上)の普通充電を行う期間を有する普通充電モードと、この普通充電モードにおける所定の充電電流よりも大きな充電電流をバッテリ7に供給する急速充電期間として短時間(例えば、1時間程度)の急速充電を行う期間を有する急速充電モードと、のうちから選択されたいずれか一方の充電モードによりバッテリを充電可能に構成されている。   The battery voltage V of the battery 7 is detected by a voltage detection unit 8 connected to both end electrodes of the battery 7, while the charging current I supplied to the battery 7 is detected by a current sensor 9. And this battery charging device 1 controls the rectification | straightening part 6 by the controller 10 based on the detection signal from the voltage detection part 8 and the current sensor 9, and connects between the three-phase alternating current power supply 2 and the battery 7 suitably. The battery 7 is charged by controlling the battery voltage V and the charging current I by shutting off. Furthermore, as will be described later, the battery charging device 1 has a normal charging mode in which a normal charging period for supplying a relatively low predetermined charging current to the battery 7 is performed for a long period (for example, 8 hours or more) of normal charging. And a quick charge mode having a period of rapid charge for a short time (for example, about 1 hour) as a quick charge period for supplying a charge current larger than a predetermined charge current to the battery 7 in the normal charge mode, The battery can be charged in one of the charging modes selected from the above.

コントローラ10は、CPU(Central Processing Unit)とROM(Read Only Memory)とRAM(Random Access Memory)等を含むマイクロコンピュータを有するものであり、そのROMには、バッテリ電圧Vや充電電流Iを制御してバッテリ7を充電する後述のバッテリ充電処理(図2〜図4参照)を行うための制御プログラムや、そのバッテリ充電処理で用いられる後述の設定電圧V1、電流値I1、I2、及び設定時間T1、電流積算量限界値AH1等の各種設定値のデータが格納されている。また、図1に示すように、コントローラ10には、普通充電モード選択用の普通充電スイッチ11と、急速充電モード選択用の急速充電スイッチ12とが夫々接続されており、これら普通充電スイッチ11と急速充電スイッチ12とのうちの何れか一方が操作されたときには、その操作されたスイッチに対応する充電モードによりバッテリ7の充電が開始される。   The controller 10 includes a microcomputer including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. The ROM controls a battery voltage V and a charging current I. Control program for performing battery charging processing (see FIGS. 2 to 4) to be described later for charging the battery 7, and setting voltage V1, current values I1, I2 and setting time T1 used in the battery charging processing. In addition, data of various set values such as the current integrated amount limit value AH1 is stored. As shown in FIG. 1, the controller 10 is connected to a normal charge switch 11 for selecting a normal charge mode and a quick charge switch 12 for selecting a quick charge mode. When any one of the quick charge switches 12 is operated, charging of the battery 7 is started in a charge mode corresponding to the operated switch.

従って、例えば、フォークリフトの使用を終えた1日の終業後には、電源プラグ3を3相交流電源2に接続してから普通充電スイッチ11を操作して、普通充電モードにより翌朝までバッテリ7を完全に充電し、一方、昼休み等の休憩時間の間には、急速充電スイッチ12を操作して、急速充電モードによりバッテリ7を急速充電してそれまでの作業における放電量を補うことが可能になる。   Therefore, for example, after the end of the day when the use of the forklift is finished, the power plug 3 is connected to the three-phase AC power source 2 and then the normal charging switch 11 is operated, and the battery 7 is completely discharged until the next morning in the normal charging mode. On the other hand, during the break time such as lunch break, it is possible to operate the quick charge switch 12 to rapidly charge the battery 7 in the quick charge mode to compensate for the discharge amount in the previous work. .

また、コントローラ10においては、CPU、ROM内の制御プログラム、及びRAM等が組み合わされることで、後述のバッテリ充電処理における各種機能(図2〜図7を用いて説明する各種機能)を果たすための部分が、それぞれ構築される。そして、そのような部分のうちの一部として、電流積算部(電流積算手段)13及び急速充電終了部(急速充電終了手段)14を備えている。   In the controller 10, the CPU, the control program in the ROM, the RAM, and the like are combined to perform various functions in battery charging processing described later (various functions described with reference to FIGS. 2 to 7). Each part is built. And as a part of such a part, the current integration part (current integration means) 13 and the quick charge end part (rapid charge end means) 14 are provided.

電流積算部13は、急速充電スイッチ12が操作されて急速充電モードによる充電が開始されてからの急速充電中における充電された電気量を電流の積算値AHとして算出する。具体的には、予め設定された時間T0(例えば、T0=1秒)毎に電流センサ9にて検出される電流値Iと、その単位時間T0との積によって求められる値(I×T0)を積算(検出される電流値Iを単位時間T0毎に積分)していくことで積算値AHを算出する。   The current integrating unit 13 calculates the amount of electricity charged during the rapid charging after the quick charging switch 12 is operated and the charging in the rapid charging mode is started as the integrated value AH of the current. Specifically, a value (I × T0) obtained by the product of the current value I detected by the current sensor 9 at each preset time T0 (for example, T0 = 1 second) and the unit time T0. Is integrated (integrated the detected current value I every unit time T0) to calculate the integrated value AH.

また、急速充電終了部14は、急速充電モードによる急速充電中に、電流積算部13で求められた積算値が、予め設定された値である電流積算量限界値AH1以上となったときには、急速充電処理を終了させる。コントローラ10においては、この電流積算量限界値AH1は、適宜所望の値を設定することができるようになっており、電流積算量限界値を急速充電で供給すべき必要な電気量に応じて設定するなど、任意に設定することができる。なお、バッテリ充電装置1では、急速充電終了部14によって急速充電処理が終了されると、後述するように、普通充電処理が自動的に開始されるようになっている。   In addition, the quick charge end unit 14 determines that the quick charge end unit 14 is quick when the integrated value obtained by the current integrating unit 13 is equal to or greater than a current integrated amount limit value AH1 that is a preset value during the quick charge in the quick charge mode. Terminate the charging process. In the controller 10, the current integrated amount limit value AH1 can be set to a desired value as appropriate, and the current integrated amount limit value is set according to the necessary amount of electricity to be supplied by rapid charging. This can be set arbitrarily. In the battery charging device 1, when the quick charging process is ended by the quick charging end unit 14, the normal charging process is automatically started as described later.

次に、本実施形態のバッテリ充電装置1によるバッテリ充電処理について、図2〜図4のフローチャートと図5〜図7を参照して説明する。尚、以下の説明において、Si(i=10、11、12・・・)は各ステップiを示す。
図2に示すように、電源プラグ3が3相交流電源2に接続された状態で(S10:YES)、普通充電スイッチ11が操作された場合には(S11:YES)、ステップ14の普通充電処理が実行されて普通充電モードによりバッテリ7が充電される。この普通充電処理では、図5に示すような、定電流・定電圧方式によりバッテリ7の充電が行われる。この定電流・定電圧方式は一般的な充電方式であるので、簡単に説明する。
Next, battery charging processing by the battery charging device 1 of the present embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 2 to 4 and FIGS. 5 to 7. In the following description, Si (i = 10, 11, 12,...) Indicates each step i.
As shown in FIG. 2, when the normal charging switch 11 is operated (S11: YES) with the power plug 3 connected to the three-phase AC power source 2 (S10: YES), the normal charging in step 14 is performed. The process is executed and the battery 7 is charged in the normal charging mode. In this normal charging process, the battery 7 is charged by a constant current / constant voltage method as shown in FIG. This constant current / constant voltage method is a general charging method and will be described briefly.

図3、図5に示すように、この普通充電処理においては、充電初期には、一定の充電電流I1によりバッテリ7を充電し(S20、S21)、この定電流充電が進行するにつれてバッテリ電圧Vが上昇する。そして、電圧検出部8で検出されたバッテリ電圧Vが設定電圧V1に達すると(S20:NO)、定電圧充電に切り換えて(S22)、バッテリ電圧Vを予め設定された設定電圧V1に維持した状態でバッテリ7を充電する。設定電圧V1は、任意に設定でき、例えば、転極点電圧等を考慮して設定することができる。そして、この定電圧充電(S23)が進行して定電圧充電開始からの時間が予め設定された充電終了時間T1に達したときには、(S23:YES)、図2のメインルーチンへリターンして充電を終了する。なお、所定の充電電流I1でバッテリが充電されている期間が普通充電期間となる。   As shown in FIGS. 3 and 5, in this normal charging process, at the initial stage of charging, the battery 7 is charged with a constant charging current I1 (S20, S21), and the battery voltage V is increased as the constant current charging proceeds. Rises. When the battery voltage V detected by the voltage detection unit 8 reaches the set voltage V1 (S20: NO), switching to constant voltage charging (S22) is performed, and the battery voltage V is maintained at the preset set voltage V1. The battery 7 is charged in the state. The set voltage V1 can be arbitrarily set, for example, can be set in consideration of the inversion point voltage or the like. When this constant voltage charge (S23) proceeds and the time from the start of constant voltage charge reaches a preset charge end time T1 (S23: YES), the process returns to the main routine of FIG. Exit. The period during which the battery is charged with a predetermined charging current I1 is the normal charging period.

一方、図2において、急速充電スイッチ12が操作された場合には(S12:YES)、ステップ13の急速充電処理(図4の処理)が実行されて普通充電モードよりも大きな充電電流によりバッテリ7が急速充電される。なお、この急速充電処理においても、図6に示すように、定電流・定電圧方式によりバッテリ7の充電が行われる。   On the other hand, in FIG. 2, when the quick charge switch 12 is operated (S12: YES), the quick charge process of step 13 (process of FIG. 4) is executed and the battery 7 is charged with a charge current larger than that in the normal charge mode. Is charged quickly. In this rapid charging process, as shown in FIG. 6, the battery 7 is charged by a constant current / constant voltage method.

図4及び図6において、急速充電処理が開始されると、まず、電流積算部13により積算値AHを求める電流積算処理がスタートし、最初に、その積算値AHの初期値が0と設定される(S30)。そして、引き続き、定電流充電が行われる(S31)。定電流充電では、普通充電モードにおける普通充電期間の充電電流I1よりも大きな充電電流I2をバッテリ7に供給して急速充電を行う。この充電電流I2で定電流充電を行っている期間が急速充電期間となる。急速充電期間においては、急速充電(充電電流I2での充電)を継続しながら、単位時間T0が経過したか否かが判断される。   4 and 6, when the quick charging process is started, first, the current integration process for obtaining the integrated value AH is started by the current integrating unit 13, and the initial value of the integrated value AH is first set to 0. (S30). Subsequently, constant current charging is performed (S31). In the constant current charging, the battery 7 is supplied with a charging current I2 that is larger than the charging current I1 during the normal charging period in the normal charging mode to perform rapid charging. The period during which constant current charging is performed with this charging current I2 is the rapid charging period. In the quick charge period, it is determined whether or not the unit time T0 has elapsed while continuing the quick charge (charging with the charging current I2).

電流積算開始(S30)後から単位時間T0が経過していると判断されると(S32:YES)、続いて、電圧検出部8で検出されるバッテリ電圧Vが設定電圧V1未満であるか否かが判断される(S33)。なお、後述のステップ35にて積算値AHが電流積算量限界値AH1未満であると判断されたとき(S35:NO)も同様に、電流積算量限界値AH1未満であると判断された後から単位時間T0が経過していると判断されると(S32:YES)、バッテリ電圧Vが設定電圧V1未満であるか否かが判断される(S33)。   If it is determined that the unit time T0 has elapsed since the start of current integration (S30) (S32: YES), then whether or not the battery voltage V detected by the voltage detector 8 is less than the set voltage V1. Is determined (S33). Similarly, when it is determined in step 35 described later that the integrated value AH is less than the current integrated amount limit value AH1 (S35: NO), after it is determined that the integrated value AH is less than the current integrated amount limit value AH1. If it is determined that the unit time T0 has elapsed (S32: YES), it is determined whether or not the battery voltage V is less than the set voltage V1 (S33).

ステップ33にて、バッテリ電圧Vが設定電圧V1にまだ達していないと判断された場合(S33:YES)は、積算値AHの値の記憶内容が更新され、それまでの積算値AHの値に対して、電流センサ9で検出される電流値Iと単位時間T0との積の値(I×T0)が更に加算されて(積算されて)、新たな積算値AHが算出されて記憶されることになる(S34)。そして、次に、ステップ34にて新たに算出された積算値AHが、電流積算量限界値AH1以上であるか否かが判断される(S35)。このステップ35にて、積算値AHが電流積算量限界値AH1未満であると判断された場合(S35:NO)は、再びステップ31以下の処理が繰り返されることになる。一方、積算値AHが電流積算量限界値AH1以上であると判断された場合(S35:YES)は、急速充電処理を終了させて、即ち図4に示す処理を終了させて図2のメインルーチンへとリターンする。そして、引き続き、ステップ14の普通充電処理が行われる。なお、この場合、充電電流I及びバッテリ電圧Vと充電時間との関係は図7に示すようになる。即ち、充電電流I2で急速充電が行われて積算値AHが電流積算量限界値AH1に達した後、充電電流I1での普通充電期間へと移行する。そして、バッテリ電圧Vが設定電圧V1に達して以降は、定電圧充電が行われることになる。   If it is determined in step 33 that the battery voltage V has not yet reached the set voltage V1 (S33: YES), the stored content of the value of the integrated value AH is updated to the value of the integrated value AH so far. On the other hand, the product value (I × T0) of the current value I detected by the current sensor 9 and the unit time T0 is further added (integrated), and a new integrated value AH is calculated and stored. (S34). Next, it is determined whether or not the integrated value AH newly calculated in step 34 is equal to or greater than the current integrated amount limit value AH1 (S35). If it is determined in step 35 that the integrated value AH is less than the current integrated amount limit value AH1 (S35: NO), the processing from step 31 onward is repeated again. On the other hand, when it is determined that the integrated value AH is equal to or greater than the current integrated amount limit value AH1 (S35: YES), the quick charge process is terminated, that is, the process shown in FIG. 4 is terminated and the main routine of FIG. Return to Subsequently, the normal charging process of step 14 is performed. In this case, the relationship between the charging current I and the battery voltage V and the charging time is as shown in FIG. That is, after the quick charging is performed with the charging current I2 and the integrated value AH reaches the current integrated amount limit value AH1, the normal charging period with the charging current I1 is started. Then, after the battery voltage V reaches the set voltage V1, constant voltage charging is performed.

また、ステップ33にて、バッテリ電圧Vが設定電圧V1以上であると判断された場合(S33:NO)、即ち、バッテリ電圧Vが設定電圧V1に達した場合には、前述の普通充電処理と同様に定電圧充電に切り換えて(図6参照)、バッテリ電圧Vを設定電圧V1に維持した状態でバッテリ7を充電する(S36)。そして、定電圧充電が進行して定電圧充電開始からの時間が予め設定された充電終了時間T1に達したときには(S37:YES)、図2のメインルーチンへリターンして充電を終了する。   When it is determined in step 33 that the battery voltage V is equal to or higher than the set voltage V1 (S33: NO), that is, when the battery voltage V reaches the set voltage V1, the above-described normal charging process is performed. Similarly, switching to constant voltage charging (see FIG. 6), the battery 7 is charged with the battery voltage V maintained at the set voltage V1 (S36). When the constant voltage charging proceeds and the time from the start of constant voltage charging reaches a preset charging end time T1 (S37: YES), the process returns to the main routine of FIG. 2 to end the charging.

以上説明したバッテリ充電装置1によると、急速充電中における充電された電気量が電流の積算値AHとして求められ、この積算値AHが予め設定された電流積算量限界値AH1以上となったときには、急速充電期間が終了されることになる。このため、電流積算量限界値AH1の設定の仕方に応じて、バッテリ充電装置1内のトランス等の温度やバッテリ液の温度が過度に上昇することを抑制できる。そして、電流積算量限界値AH1を急速充電で供給すべき必要な電気量に応じて設定することで、外部電源から供給される電流が一時的に低下してしまうような場合が発生しても、バッテリ電圧Vが設定電圧V1に達したため急速充電を停止するような他の要因がない限り、急速充電において供給すべき必要な電気量が確保されるまでは、急速充電が継続されることになる。従って、急速充電モードにおいてもバッテリの液温や、トランス、整流部等の温度が過度に上昇することを抑制するとともに、急速充電で供給すべき必要な電気量を安定して確保することができる。また、単位時間T0毎に検出される電流値Iと単位時間T0との積の値を積算して積算値AHを算出することで、急速充電中において充電された電気量を容易に算出することができる。   According to the battery charging device 1 described above, the amount of electricity charged during the rapid charging is obtained as the integrated value AH of the current, and when this integrated value AH becomes equal to or greater than the preset current integrated amount limit value AH1, The quick charge period will be terminated. For this reason, it can suppress that the temperature of the trans | transformer etc. in the battery charging device 1 or the temperature of a battery liquid rises excessively according to the method of setting the electric current integration amount limit value AH1. And even if the case where the electric current supplied from an external power supply falls temporarily by setting electric current integrated amount limit value AH1 according to the required electric quantity which should be supplied by quick charge occurs. Unless the battery voltage V reaches the set voltage V1 and there are other factors that stop the rapid charge, the rapid charge is continued until the necessary amount of electricity to be supplied in the rapid charge is secured. Become. Accordingly, even in the quick charge mode, it is possible to suppress excessive rise in the battery liquid temperature, the temperature of the transformer, the rectifying unit, and the like, and to stably secure a necessary amount of electricity to be supplied by the quick charge. . Also, by calculating the integrated value AH by integrating the product value of the current value I and the unit time T0 detected every unit time T0, the amount of electricity charged during the quick charge can be easily calculated. Can do.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、次のように変更して実施してもよい。   The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. For example, the following modifications may be made.

(1)本実施形態においては、積算値が電流積算量限界値以上となったときに急速充電の充電電流から普通充電の充電電流に切り換えるものについて説明したが、これに限らなくてもよい。例えば、普通充電の充電電流値以下の電流値に切り換えて充電するようにしてもよい。また、その電流値に切り換えて一定時間充電した後に、普通充電の充電電流に更に切り換えるようにしてもよい。 (1) In the present embodiment, description has been given of switching from the rapid charging current to the normal charging current when the integrated value becomes equal to or greater than the current integrated amount limit value, but the present invention is not limited to this. For example, charging may be performed by switching to a current value equal to or lower than the charging current value for normal charging. Further, after switching to the current value and charging for a certain period of time, it may be further switched to the charging current of normal charging.

(2)本実施形態においては、積算値の計算は、単位時間毎に検出される電流値と単位時間との積を積算するものを説明したが、必ずしもこの通りでなくてもよい。例えば、単位時間を1秒に固定し、その1秒毎に電流値を単純に加算するように積算していくものなどであってもよい。 (2) In the present embodiment, the calculation of the integrated value has been described as integrating the product of the current value detected per unit time and the unit time, but this need not necessarily be the case. For example, the unit time may be fixed to 1 second, and integration may be performed so that the current value is simply added every second.

(3)本実施形態においては、定電流・定電圧方式を採用したバッテリ充電装置の場合を例にとって説明したが、その他の方式であってもよい。例えば、図8に示すように、充電末期の充電電流を抑制することが可能な、いわゆる2段定電流・定電圧方式を採用したバッテリ充電装置にも、本発明を適用することができる。 (3) In the present embodiment, the case of the battery charging device adopting the constant current / constant voltage method has been described as an example, but other methods may be used. For example, as shown in FIG. 8, the present invention can also be applied to a battery charging apparatus that employs a so-called two-stage constant current / constant voltage system that can suppress a charging current at the end of charging.

(4)本実施形態においては、電動式フォークリフトのバッテリを充電するバッテリ充電装置を例にとって説明したが、フォークリフト以外のバッテリ式電動車両用のバッテリ充電装置にも、本発明を適用することができる。 (4) In this embodiment, the battery charging device for charging the battery of the electric forklift has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a battery charging device for a battery-powered electric vehicle other than the forklift. .

本発明の一実施形態に係るバッテリ充電装置を例示した概略的な回路図である。1 is a schematic circuit diagram illustrating a battery charging device according to an embodiment of the present invention. 図1に示すバッテリ充電装置におけるバッテリ充電処理のメインルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the main routine of the battery charge process in the battery charging device shown in FIG. 図2に示すバッテリ充電処理における普通充電処理のフローチャートである。It is a flowchart of the normal charge process in the battery charge process shown in FIG. 図2に示すバッテリ充電処理における急速充電処理のフローチャートである。It is a flowchart of the quick charge process in the battery charge process shown in FIG. 定電流・定電圧方式の普通充電モードにおけるバッテリ電圧及び充電電流の時間変化を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the time change of the battery voltage and charging current in the normal charging mode of a constant current / constant voltage system. 急速充電中にバッテリ電圧が設定電圧に到達する場合のバッテリ電圧及び充電電流の時間変化を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the time change of a battery voltage and a charging current in case a battery voltage reaches | attains a setting voltage during quick charge. 急速充電中にバッテリ電圧が設定電圧に到達しない場合のバッテリ電圧及び充電電流の時間変化を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the time change of a battery voltage and charging current when a battery voltage does not reach a setting voltage during quick charge. 変更形態に係る2段定電流・定電圧方式の普通充電モードにおけるバッテリ電圧及び充電電流の時間変化を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the time change of the battery voltage and charging current in the normal charging mode of the two-stage constant current / constant voltage method according to the modification.

符号の説明Explanation of symbols

1 バッテリ充電装置
2 3相交流電源
3 電源プラグ
7 バッテリ
10 コントローラ
13 電流積算部(電流積算手段)
14 急速充電終了部(急速充電終了手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery charger 2 Three-phase alternating current power supply 3 Power plug 7 Battery 10 Controller 13 Current integration part (current integration means)
14 Quick charge end part (Quick charge end means)

Claims (2)

外部電源に接続され、所定の充電電流でバッテリを充電する普通充電期間を有する普通充電モードと、前記所定の充電電流よりも大きな充電電流でバッテリを急速充電する急速充電期間を有する急速充電モードとのうちから選択されたいずれか一方の充電モードによりバッテリを充電可能なバッテリ充電装置であって、
前記急速充電モードによる充電が開始されてからの急速充電中における充電された電気量を電流の積算値として求める電流積算手段と、
前記急速充電モードによる急速充電中に、前記電流積算手段で求められた積算値が、予め設定された値である電流積算量限界値以上となったときには、前記急速充電期間を終了させる急速充電終了手段と、
を備えていることを特徴とするバッテリ充電装置。
A normal charging mode connected to an external power source and having a normal charging period for charging the battery with a predetermined charging current; and a quick charging mode having a quick charging period for rapidly charging the battery with a charging current larger than the predetermined charging current; A battery charging device capable of charging a battery in one of the charging modes selected from
Current integrating means for determining the amount of electricity charged during rapid charging after charging in the quick charging mode as an integrated value of current;
During the quick charging in the quick charge mode, when the integrated value obtained by the current integrating means becomes equal to or greater than a current integrated amount limit value that is a preset value, the quick charging is terminated to end the quick charging period. Means,
A battery charging device comprising:
前記電流積算手段は、予め設定された単位時間毎に検出される電流値と前記単位時間との積によって求められる値を積算していくことで前記積算値を算出することを特徴とする請求項1に記載のバッテリ充電装置。   The said current integration means calculates the said integration value by integrating | accumulating the value calculated | required by the product of the electric current value detected for every preset unit time, and the said unit time. The battery charger according to 1.
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