JP2014096873A

JP2014096873A - Power supply device for cargo-handling vehicle

Info

Publication number: JP2014096873A
Application number: JP2012245868A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Kobayashi; 充小林; Takuya Akashi; 拓也明石; Yuichi Yanagi; 勇一柳
Original assignee: Unicarriers Corp
Current assignee: Logisnext Unicarriers Co Ltd
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: JP6016583B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device for a cargo-handling vehicle having a lead battery and a lithium battery mounted in which charge of the batteries can be controlled easily and certainly and it is possible to evade the risk that the lead battery may be overcharged, thereby ensuring safety of the cargo-handling vehicle.SOLUTION: The power supply device for a cargo-handling vehicle has a lead battery 11, a lithium battery 12, and charging circuits 17, 18 which supply current required for charging the respective batteries 11, 12. The lead battery 11 and the lithium battery 12 can be charged from the charging circuits 17, 18 respectively. Thereby, charge of the batteries 11, 12 can be controlled easily and certainly. It is possible to evade the risk that the lead battery 11 may be overcharged by supplying current required for charging the lead battery 11 from a first charging circuit 17 to the lead battery 11.

Description

本発明は、荷役車両、特にバッテリフォークリフト（バッテリ駆動の産業用車両）の電源装置に関するものである。 The present invention relates to a power supply device for a cargo handling vehicle, particularly a battery forklift (battery-driven industrial vehicle).

現在、フォークリフトには、エンジンを駆動源とするフォークリフト（以下、エンジン車と称す）と、鉛電池（バッテリ）を駆動源とするフォークリフト（以下、バッテリ車と称す）がある。エンジン車では、今後、排ガス規制等によりエンジンの吸排気系の価格が上昇し、エンジン車自体の価格が上昇すると予想され、よってバッテリ車の需要が伸びるものと予想されている。しかし、バッテリ車は、エンジン車のような出力（パワー）を出すことができず、同じ積載荷重のフォークリフトでは、エンジン車のほうが走行スピードおよび荷役作業の性能ともはるかに勝り、バッテリ車が見劣りするという問題があった。 Currently, forklifts include a forklift (hereinafter referred to as an engine vehicle) using an engine as a drive source and a forklift (hereinafter referred to as a battery vehicle) using a lead battery (battery) as a drive source. In the engine car, the price of the engine intake / exhaust system is expected to rise due to exhaust gas regulations and the like, and the price of the engine car itself is expected to rise. Therefore, the demand for the battery car is expected to increase. However, a battery car cannot produce the output (power) like an engine car, and with a forklift of the same loading load, the engine car far outperforms both the running speed and the performance of cargo handling work, and the battery car is inferior. There was a problem.

そこで、バッテリ車の性能をエンジン車並みに上げるには、現在使用されている鉛電池だけでは、電源側の出力（パワー）が全く足りず、高出力の放電が期待できる次世代の２次電池（例えば、リチウム電池）の搭載が必要となってきている。 Therefore, in order to improve the performance of battery cars to the same level as engine cars, next-generation secondary batteries that can be expected to produce high-output discharges because the power supply side output (power) is not sufficient at all with the lead batteries currently used. (For example, a lithium battery) needs to be mounted.

しかし、次世代の２次電池は価格が高く、現在の鉛電池にそのまま置き換えることはできないため、例えば、特許文献１に開示されているように、現在の鉛電池に加えてリチウム電池を搭載し、電池の容量を増やす電源システムが提案されている。また特許文献１では、これら鉛電池およびリチウム電池に対して、１台のモータジェネレータからスイッチを切り換えて、充電の制御を行っている。 However, since the next generation secondary battery is expensive and cannot be replaced with the current lead battery as it is, for example, as disclosed in Patent Document 1, a lithium battery is mounted in addition to the current lead battery. Power supply systems that increase battery capacity have been proposed. In Patent Document 1, charging is controlled by switching a switch from one motor generator to the lead battery and the lithium battery.

特開２００１−３１３０８２号公報JP 2001-313082 A

上記特許文献１の電源システムでは、充電器に相当するモータジェネレータが１台しかないために、鉛電池およびリチウム電池を自由に、すなわち同時に充電し、加えて個別に充電しようとすると、充電制御が複雑にならざるを得ないという問題があった。
また１台の充電器の場合、リチウム電池が必要な分の充電電流をもらって残りで鉛電池を充電することが一般的に行われ、リチウム電池および鉛電池に同時に充電可能な充電器が用意される。しかし、このような充電器では、リチウム電池を充電しないとき、鉛電池に流れる電流が過大となり、鉛電池が過充電となる恐れがあった。またオーバースペックとなる可能性もあった。 In the power supply system of Patent Document 1 described above, since there is only one motor generator corresponding to a charger, charging control can be performed when charging lead batteries and lithium batteries freely, that is, simultaneously, and in addition to charging them individually. There was a problem that it had to be complicated.
In the case of a single charger, the lithium battery generally receives the necessary charging current and charges the remaining lead battery, and a charger capable of simultaneously charging the lithium battery and the lead battery is prepared. The However, in such a charger, when the lithium battery is not charged, the current flowing through the lead battery becomes excessive, and the lead battery may be overcharged. There was also the possibility of over-spec.

そこで、本発明は、鉛電池およびリチウム電池を搭載した荷役車両において、これら電池の充電制御を簡単に確実にでき、また鉛電池が過充電となる恐れが回避され、よって荷役車両の安全が確保される荷役車両の電源装置を提供することを目的としたものである。 Therefore, the present invention can easily and reliably control charging of these batteries in a cargo handling vehicle equipped with a lead battery and a lithium battery, and avoid the risk of the lead battery being overcharged, thereby ensuring the safety of the cargo handling vehicle. An object of the present invention is to provide a power supply device for a cargo handling vehicle.

前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、鉛電池と、この鉛電池より定格電圧が低いリチウム電池を備え、荷役車両の負荷へ給電する電源装置であって、前記リチウム電池と鉛電池毎にそれぞれ、各電池の充電に必要なだけの電流を供給する充電回路を備え、前記鉛電池とリチウム電池をこれら充電回路からそれぞれ個別に充電可能な構成とし、前記リチウム電池と鉛電池から同時に前記荷役車両の負荷へ給電可能な構成としたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention described in claim 1 of the present invention is a power supply device that includes a lead battery and a lithium battery having a lower rated voltage than the lead battery and supplies power to a load of a cargo handling vehicle. Each of the lithium battery and the lead battery is provided with a charging circuit that supplies current necessary for charging each battery, and the lead battery and the lithium battery can be individually charged from these charging circuits, The lithium battery and the lead battery can simultaneously supply power to the load of the cargo handling vehicle.

上記構成によれば、各電池毎に各電池の充電に必要なだけの電流を供給する充電回路を設け、各電池を独立して充電する構成としたことにより、各電池の充電制御を簡単に確実に自由に行うことが可能となり、また鉛電池に対して、鉛電池の充電回路より鉛電池の充電に必要なだけの電流が供給されることにより、鉛電池が過充電となる恐れが回避される。 According to the above configuration, each battery is provided with a charging circuit that supplies as much current as necessary for charging each battery, and each battery is charged independently. The lead battery can be reliably and freely operated, and the lead battery charging circuit supplies the current necessary for charging the lead battery to avoid the risk of overcharging the lead battery. Is done.

また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記リチウム電池を充電し、リチウム電池の電圧を前記鉛電池の電圧に昇圧して放電する充放電チョッパと、前記リチウム電池と鉛電池の異なる電池電圧を合わせ、安定するために必要な電圧安定化コンデンサを備え、前記充放電チョッパと前記リチウム電池との間に、第１コンダクタ（ＢＬ）を備え、前記充放電チョッパと前記鉛電池との間に、第２コンダクタ（ＢＣ）を備え、前記電圧安定化コンデンサを、前記鉛電池によりプリチャージするプリチャージ回路を設け、前記リチウム電池を、前記第１コンダクタ（ＢＬ）、前記充放電チョッパ、前記電圧安定化コンデンサおよび前記第２コンダクタ（ＢＣ）を介して、前記荷役車両の負荷に接続し、始動時に、前記電圧安定化コンデンサを、前記プリチャージ回路により前記鉛電池によってチャージし、前記プリチャージ回路により前記電圧安定化コンデンサの電圧が、第１規定電圧まで上昇すると、第１コンダクタ（ＢＬ）を接続してリチウム電池によりチャージし、さらに前記電圧安定化コンデンサの電圧が、前記第１規定電圧より高圧の第２規定電圧まで上昇すると、第２コンダクタ（ＢＣ）を接続することを特徴とするものである。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the lithium battery is charged, and the charge / discharge chopper for discharging the lithium battery by increasing the voltage of the lithium battery to the voltage of the lead battery; A voltage stabilizing capacitor necessary for adjusting and stabilizing different battery voltages of a lithium battery and a lead battery is provided, and a first conductor (BL) is provided between the charge / discharge chopper and the lithium battery, and the charge / discharge is performed. A second conductor (BC) is provided between the chopper and the lead battery, a precharge circuit for precharging the voltage stabilizing capacitor with the lead battery is provided, and the lithium battery is connected to the first conductor (BL). ), Connected to the load of the cargo handling vehicle via the charge / discharge chopper, the voltage stabilizing capacitor and the second conductor (BC), and the voltage The charging capacitor is charged by the lead battery by the precharge circuit, and when the voltage of the voltage stabilizing capacitor rises to the first specified voltage by the precharge circuit, the first conductor (BL) is connected to the lithium battery. And when the voltage of the voltage stabilizing capacitor rises to a second specified voltage higher than the first specified voltage, the second conductor (BC) is connected.

上記構成によれば、プリチャージ回路を介して電圧安定化コンデンサの電圧を第１規定電圧まで上昇し、それから第１コンダクタ（ＢＬ）を接続することにより、第１コンダクタ（ＢＬ）に、リチウム電池の電圧と電圧安定化コンデンサの電圧との差により火花が飛び、第１コンダクタ（ＢＬ）が破損することが回避される。さらに電圧安定化コンデンサの電圧を第２規定電圧まで上昇し、それから第２コンダクタ（ＢＣ）を接続することにより、第２コンダクタ（ＢＣ）に、鉛電池の電圧と電圧安定化コンデンサの電圧との差により火花が飛び、第２コンダクタ（ＢＣ）が破損することが回避される。 According to the above configuration, the voltage of the voltage stabilizing capacitor is raised to the first specified voltage via the precharge circuit, and then the first conductor (BL) is connected to the first conductor (BL) to connect the lithium battery. It is avoided that a spark is caused by the difference between the voltage of the voltage and the voltage of the voltage stabilizing capacitor, and the first conductor (BL) is damaged. Further, the voltage of the voltage stabilizing capacitor is increased to the second specified voltage, and then the second conductor (BC) is connected, whereby the voltage of the lead battery and the voltage of the voltage stabilizing capacitor are connected to the second conductor (BC). It is avoided that sparks fly due to the difference and the second conductor (BC) is damaged.

また請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明であって、前記鉛電池とこの鉛電池の第１充電回路との間に、第３コンダクタ（ＣＰ）を備え、前記充放電チョッパとリチウム電池の第２充電回路との間に、第４コンダクタ（ＣＬ）を備え、前記鉛電池の充電時は、第２コンダクタ（ＢＣ）を開放し、第３コンダクタ（ＣＰ）を接続し、充電終了で第３コンダクタ（ＣＰ）を開放し、前記リチウム電池の充電時は、第２コンダクタ（ＢＣ）を開放し、前記プリチャージ回路により前記電圧安定化コンデンサの電圧を上げて第１コンダクタ（ＢＬ）を接続した後、第４コンダクタ（ＣＬ）を接続し、充電終了で第４コンダクタ（ＣＬ）を開放することを特徴とするものである。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, further comprising a third conductor (CP) between the lead battery and a first charging circuit of the lead battery, wherein the charge / discharge is performed. A fourth conductor (CL) is provided between the chopper and the second charging circuit of the lithium battery. When charging the lead battery, the second conductor (BC) is opened and the third conductor (CP) is connected. When the charging is completed, the third conductor (CP) is opened, and when the lithium battery is charged, the second conductor (BC) is opened, and the voltage of the voltage stabilizing capacitor is increased by the precharge circuit to increase the first conductor. After connecting (BL), the fourth conductor (CL) is connected, and the fourth conductor (CL) is opened at the end of charging.

上記構成によれば、前記鉛電池の充電時は、第２コンダクタ（ＢＣ）を開放し、第３コンダクタ（ＣＰ）を接続し、充電終了で第３コンダクタ（ＣＰ）を開放し、また前記リチウム電池の充電時は、第２コンダクタ（ＢＣ）を開放し、電圧安定化コンデンサのプリチャージの終了後、第１コンダクタ（ＢＬ）を接続し、その後、第４コンダクタ（ＣＬ）を接続し、充電終了で第４コンダクタ（ＣＬ）を開放する。このように、コンダクタの接続（オン）−開放（オフ）により、各電池は独立して簡単に自由に充電される。 According to the above configuration, when the lead battery is charged, the second conductor (BC) is opened, the third conductor (CP) is connected, the third conductor (CP) is opened at the end of charging, and the lithium battery When charging the battery, open the second conductor (BC), connect the first conductor (BL) after the precharge of the voltage stabilizing capacitor, and then connect the fourth conductor (CL) to charge the battery. At the end, the fourth conductor (CL) is opened. In this way, each battery is easily and freely charged independently by connecting (on) -opening (off) the conductor.

また請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の発明であって、前記リチウム電池は、前記第２コンダクタ（ＢＣ）および前記充放電チョッパを介して前記鉛電池より充電可能に構成したことを特徴とするものである。 The invention according to claim 4 is the invention according to claim 2 or 3, wherein the lithium battery is charged from the lead battery via the second conductor (BC) and the charge / discharge chopper. It is characterized by being able to be configured.

上記構成によれば、リチウム電池の充電回路を使用できないとき、リチウム電池が規定残存容量以下になると、鉛電池から充電することが可能となる。 According to the said structure, when the charging circuit of a lithium battery cannot be used, if a lithium battery becomes below a regulation remaining capacity, it will be possible to charge from a lead battery.

本発明の荷役車両の電源装置は、各電池毎に充電回路を設け、各電池を独立して充電する構成としたことにより、各電池の充電制御を簡単に確実に自由に行うことができ、また鉛電池に対して鉛電池の充電回路より鉛電池の充電に必要なだけの電流が供給されることにより、鉛電池が過充電となる恐れを回避でき、荷役車両の安全を確保できる、という効果を有している。 The power supply device for a cargo handling vehicle of the present invention is provided with a charging circuit for each battery, and is configured to charge each battery independently, so that charging control of each battery can be easily and reliably performed freely. In addition, by supplying the lead battery with the current necessary for charging the lead battery from the lead battery charging circuit, it is possible to avoid the risk of the lead battery being overcharged and to ensure the safety of the cargo handling vehicle. Has an effect.

本発明の実施の形態における荷役車両の電源装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a power supply device for a cargo handling vehicle in an embodiment of the present invention. 同荷役車両の電源装置の制御構成図である。It is a control block diagram of the power supply device of the cargo handling vehicle. 同荷役車両の電源装置におけるプリチャージ実行時の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure at the time of the precharge execution in the power supply device of the cargo handling vehicle. 同荷役車両の電源装置における充電時の手順を示すフローチャートであり、（ａ）は鉛電池のフローチャート、（ｂ）はリチウム電池のフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure at the time of charge in the power supply device of the cargo handling vehicle, (a) is a flowchart of a lead battery, (b) is a flowchart of a lithium battery. 同荷役車両の電源装置における放電時の手順を示すフローチャートであり、（ａ）は鉛電池のフローチャート、（ｂ）はリチウム電池のフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure at the time of the discharge in the power supply device of the cargo handling vehicle, (a) is a flowchart of a lead battery, (b) is a flowchart of a lithium battery.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態におけるバッテリフォークリフト（荷役車両の一例）に搭載される電源装置の回路図であり、鉛電池１１と、（急速充電可能な電池として）鉛電池１１より定格電圧が低いリチウム電池１２を備え、これら鉛電池１１とリチウム電池１２より、バッテリフォークリフトの負荷を構成するモータ（交流モータ）１３へインバータ１４を介して給電し、またリチウム電池１２より、コントローラ、ランプ、ホーン等の４８Ｖ系補器１５へ補器保護ヒューズ１５Ａを介して給電している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram of a power supply device mounted on a battery forklift (an example of a cargo handling vehicle) according to an embodiment of the present invention. The rated voltage is higher than that of a lead battery 11 and a lead battery 11 (as a battery that can be rapidly charged). A low lithium battery 12 is provided, and the lead battery 11 and the lithium battery 12 supply power to the motor (alternating current motor) 13 constituting the load of the battery forklift via the inverter 14, and from the lithium battery 12, the controller, lamp, horn Power is supplied to the 48V system auxiliary device 15 via the auxiliary device protection fuse 15A.

前記鉛電池１１の定格電圧を、複数の単電池を接続することにより７２Ｖとしている。鉛電池１１の定格電圧の設定を７２Ｖとしたことにより、鉛電池１１の容積（鉛電池１１によりモータ１３を所定時間駆動できる電池容量を確保したときの大きさ）によってバッテリフォークリフトの車体の大きさが現在より大きくなることを避けることができ、且つインバータ１４のスイッチング素子３７（後述する）として、使用しやすい１５０Ｖ耐圧のＦＥＴを使用できる。なお、それ以上となるとスイッチング素子３７としてＩＧＢＴを使用することが必要となり使い勝手が悪くなる。 The rated voltage of the lead battery 11 is set to 72 V by connecting a plurality of single cells. By setting the rated voltage of the lead battery 11 to 72 V, the size of the body of the battery forklift according to the volume of the lead battery 11 (the size when a battery capacity capable of driving the motor 13 with the lead battery 11 for a predetermined time) is secured. Can be avoided, and a 150V withstand voltage FET that is easy to use can be used as the switching element 37 (described later) of the inverter 14. In addition, if it becomes more than that, it will be necessary to use IGBT as the switching element 37, and usability will worsen.

またリチウム電池１２の定格電圧を、複数のセルを接続することにより４８Ｖとしており、鉛電池１１の定格電圧（７２Ｖ）より低く設定している。リチウム電池１２の定格電圧を４８Ｖとしたことにより、リチウム電池１２の容積（リチウム電池１２によりモータ１３を所定時間駆動できる電池容量を確保したときの大きさ）を小さくすることが可能となり、バッテリフォークリフトの車体に搭載するスペースを少なくでき、また後述する充放電チョッバ３１に使用するスイッチング素子として、使用しやすい１５０Ｖ耐圧のＦＥＴを使用できる。またリチウム電池１２の定格電圧を４８Ｖとしたことにより、リチウム電池１２より、電圧を変更することなく（分圧することなく）４８Ｖ系補器１５へ給電することができ、電力の損失を最小限に抑えている。仮に、リチウム電池１２の定格電圧を７２Ｖとすると、電池の途中から４８Ｖを取り出すことになり、電池のセル間にアンバランスが生じ（４８Ｖまでのセルのほうが早く容量低下する）、電池のセルの寿命低下もアンバランスとなり、片べりとなる。リチウム電池１２の定格電圧を４８Ｖとしたことにより、このような電池のセルの片べりを防止している。またリチウム電池１２には、各電池のセルの電圧を一定値以内に保持するバッテリコントロールユニット（ＢＣＵ）１６（図２）が設けられている。 The rated voltage of the lithium battery 12 is set to 48 V by connecting a plurality of cells, and is set lower than the rated voltage (72 V) of the lead battery 11. By setting the rated voltage of the lithium battery 12 to 48V, it becomes possible to reduce the volume of the lithium battery 12 (size when the battery capacity capable of driving the motor 13 by the lithium battery 12 for a predetermined time) is secured, and the battery forklift A 150V withstand voltage FET that is easy to use can be used as a switching element used in the charge / discharge chopper 31 described later. Further, since the rated voltage of the lithium battery 12 is set to 48V, the power can be supplied from the lithium battery 12 to the 48V auxiliary device 15 without changing the voltage (without voltage division), thereby minimizing power loss. It is suppressed. Assuming that the rated voltage of the lithium battery 12 is 72V, 48V is taken out from the middle of the battery, and an imbalance occurs between the battery cells (the capacity of the cells up to 48V decreases faster). Life shortening also becomes unbalanced and causes slipping. Since the rated voltage of the lithium battery 12 is set to 48V, the battery cell is prevented from slipping. Further, the lithium battery 12 is provided with a battery control unit (BCU) 16 (FIG. 2) that holds the voltage of each battery cell within a certain value.

また各電池１１，１２毎にそれぞれ、各電池１１，１２の充電に必要なだけの電流を供給する充電回路１７，１８が備えられている。
鉛電池１１用の第１充電回路１７は、コンダクタＣＭ１と、第１サーマルリレイ１９と、第１トランス（３相トランス）２０と、フルブリッジからなる第１整流器２１と、コンダクタ（第３コンダクタの一例）ＣＰと、第１ヒューズ２２から構成され、前記第１整流器２１、コンダクタＣＰ、および第１ヒューズ２２は、直列に接続され、この直列回路が、鉛電池保護ヒューズ２３を介して、鉛電池１１の両端に接続されている。 Each of the batteries 11 and 12 is provided with charging circuits 17 and 18 for supplying a current necessary for charging the batteries 11 and 12, respectively.
The first charging circuit 17 for the lead battery 11 includes a conductor CM1, a first thermal relay 19, a first transformer (three-phase transformer) 20, a first rectifier 21 composed of a full bridge, and a conductor (third conductor). An example) CP and the first fuse 22, the first rectifier 21, the conductor CP, and the first fuse 22 are connected in series, and this series circuit is connected to the lead battery via the lead battery protection fuse 23. 11 is connected to both ends.

この第１充電回路１７により、商用３相電源の電圧が、コンダクタＣＭ１および第１サーマルリレイ１９を介して第１トランス２０に印加され、この第１トランス２０により第１整流器２１に発生する無負荷直流電圧が７２Ｖとなるように変圧され、第１整流器２１により直流に変換され、コンダクタＣＰ、第１ヒューズ２２および鉛電池保護ヒューズ２３を介して、鉛電池１１へ充電される。また第１充電回路１７（第１トランス２０）の電流容量は、鉛電池１１の充電に必要なだけの電流を供給する容量に設定されている。また前記コンダクタＣＰは、鉛電池１１と第１充電回路１７との間に備えられているスイッチと見なすことができ、コンダクタＣＰのオン−オフにより、鉛電池１１の充電が実行される。
また鉛電池１１は、前記鉛電池保護ヒューズ２３を介して、インバータ１４に接続されている。 The first charging circuit 17 applies the voltage of the commercial three-phase power supply to the first transformer 20 via the conductor CM1 and the first thermal relay 19, and the first transformer 20 generates no load on the first rectifier 21. The direct current voltage is transformed to 72 V, converted to direct current by the first rectifier 21, and charged to the lead battery 11 through the conductor CP, the first fuse 22 and the lead battery protection fuse 23. Further, the current capacity of the first charging circuit 17 (first transformer 20) is set to a capacity for supplying current necessary for charging the lead battery 11. The conductor CP can be regarded as a switch provided between the lead battery 11 and the first charging circuit 17, and the lead battery 11 is charged by turning on and off the conductor CP.
The lead battery 11 is connected to the inverter 14 via the lead battery protection fuse 23.

またリチウム電池１２の第２充電回路１８は、コンダクタＣＭ２と、第２サーマルリレイ２５と、第２トランス（３相トランス）２６と、フルブリッジからなる第２整流器２７と、コンダクタ（第４コンダクタの一例）ＣＬと、第２ヒューズ２８から構成され、前記第２整流器２７、コンダクタＣＬ、および第２ヒューズ２８は、直列に接続され、この直列回路が、リチウム電池１２の両端に接続されている充放電チョッパ３１の両端に接続されている。 The second charging circuit 18 of the lithium battery 12 includes a conductor CM2, a second thermal relay 25, a second transformer (three-phase transformer) 26, a second rectifier 27 composed of a full bridge, and a conductor (a fourth conductor). An example) CL and a second fuse 28, the second rectifier 27, the conductor CL, and the second fuse 28 are connected in series, and this series circuit is connected to both ends of the lithium battery 12. Connected to both ends of the discharge chopper 31.

この第２充電回路１８により、商用３相電源の電圧が、コンダクタＣＭ２および第２サーマルリレイ２５を介して第２トランス２６に印加され、この第２トランス２６により第２整流器２７に発生する無負荷直流電圧が７２Ｖとなるように変圧され、第２整流器２７により直流に変換され、コンダクタＣＬおよび第２ヒューズ２８を介して、充放電チョッパ３１へ供給される。また第２充電回路１８（第２トランス２６）の電流容量は、リチウム電池１２の充電に必要なだけの電流を供給する容量に設定されている。また前記コンダクタＣＬは、充放電チョッパ３１と第２充電回路１８との間に備えられているスイッチと見なすことができ、コンダクタＣＬのオン−オフにより、充放電チョッパ３１を介してリチウム電池１２への充電が可能となる（詳細は後述する）。 The second charging circuit 18 applies the voltage of the commercial three-phase power source to the second transformer 26 via the conductor CM2 and the second thermal relay 25, and no load is generated in the second rectifier 27 by the second transformer 26. The direct current voltage is transformed to 72V, converted to direct current by the second rectifier 27, and supplied to the charge / discharge chopper 31 via the conductor CL and the second fuse 28. Further, the current capacity of the second charging circuit 18 (second transformer 26) is set to a capacity for supplying a current necessary for charging the lithium battery 12. The conductor CL can be regarded as a switch provided between the charge / discharge chopper 31 and the second charging circuit 18, and is turned on / off of the conductor CL to the lithium battery 12 via the charge / discharge chopper 31. Can be charged (details will be described later).

また第１充電回路１７のコンダクタＣＭ１、第１サーマルリレイ１９、および第１トランス２０と、第２充電回路１８のコンダクタＣＭ２、第２サーマルリレイ２５、および第２トランス２６により、商用電源に接続される充電器３２が構成されている。 Further, the conductor CM1, the first thermal relay 19 and the first transformer 20 of the first charging circuit 17 and the conductor CM2, the second thermal relay 25 and the second transformer 26 of the second charging circuit 18 are connected to the commercial power source. The charger 32 is configured.

また充放電チョッパ３１とリチウム電池１２との間に、コンダクタ（第１コンダクタの一例）ＢＬが備えられ、また充放電チョッパ３１と鉛電池１１との間に、コンダクタ（第２コンダクタの一例）ＢＣが備えられている。
充放電チョッパ３１は、リチウム電池１２を充電し、リチウム電池１２の電圧を鉛電池１１の電圧に昇圧して放電するチョッパであり、この充放電チョッパ３１の高圧側は、コンダクタＢＣを介してインバータ１４に接続され、また第２充電回路１８に接続され、さらに鉛電池保護ヒューズ２３を介して鉛電池１１に接続されており、また充放電チョッパ３１の低圧側は、コンダクタＢＬ、およびリチウム電池保護ヒューズ３３を介してリチウム電池１２に接続されている。そして、共通の接地ライン２４に、鉛電池１１とリチウム電池１２とインバータ１４と充放電チョッパ３１が接続されている。 A conductor (an example of a first conductor) BL is provided between the charge / discharge chopper 31 and the lithium battery 12, and a conductor (an example of a second conductor) BC is provided between the charge / discharge chopper 31 and the lead battery 11. Is provided.
The charge / discharge chopper 31 is a chopper that charges the lithium battery 12 and boosts the voltage of the lithium battery 12 to the voltage of the lead battery 11 for discharge. The high-voltage side of the charge / discharge chopper 31 is an inverter via a conductor BC. 14 and the second charging circuit 18 and further connected to the lead battery 11 via the lead battery protection fuse 23. The low voltage side of the charge / discharge chopper 31 has a conductor BL and lithium battery protection. The lithium battery 12 is connected via a fuse 33. The lead battery 11, the lithium battery 12, the inverter 14, and the charge / discharge chopper 31 are connected to the common ground line 24.

なお、１つの充電回路（１台のトランス）で、鉛電池１１およびリチウム電池１２に充電しようとすると、不具合が生じる。例えば、鉛電池１１を、０．２Ｃで充電、３００Ａｈの電池とすると、６０Ａの電流を供給するトランスが必要であり、リチウム電池１２のことを考えると、１００Ａの電流を供給するトランスが必要となるが、リチウム電池１２への充電が不要のとき、１００Ａが鉛電池１１へ流れて過充電となり劣化が激しくなり、温度がすぐに上がるという不具合が生じる。鉛電池１１に対して鉛電池１１のみの充電に必要な電流に合わせた第１充電回路１７を設けることにより、鉛電池１１が過充電となる恐れを回避している。 In addition, when it tries to charge the lead battery 11 and the lithium battery 12 with one charging circuit (one transformer), a malfunction occurs. For example, if the lead battery 11 is charged at 0.2 C and is a 300 Ah battery, a transformer that supplies a current of 60 A is required, and considering the lithium battery 12, a transformer that supplies a current of 100 A is required. However, when it is not necessary to charge the lithium battery 12, 100A flows to the lead battery 11 and becomes overcharged, so that the deterioration becomes severe and the temperature rises quickly. By providing the first charging circuit 17 in accordance with the current required for charging only the lead battery 11 with respect to the lead battery 11, the possibility of the lead battery 11 being overcharged is avoided.

またインバータ１４は、インバータ保護ヒューズ３５と、コンダクタＭＣと、コンデンサ３６と、フルブリッジに組まれたＦＥＴからなるスイッチング素子３７と、ＣＰＵからなるコントローラ（以下、インバータ用コントローラと称す；図２に示す）３８から構成されている。各電池１１，１２から、インバータ保護ヒューズ３５およびコンダクタＭＣを介してスイッチング素子３７へ給電され、インバータ用コントローラ３８により、スイッチング素子３７は矩形波信号でそれぞれ駆動され、各電池１１，１２から供給された直流電流は定格周波数の交流電流に変換されモータ１３ヘ給電される。また前記コンデンサ３６は、スイッチング素子３７のオン−オフ時に発生するサージを吸収し、またスイッチング素子３７へ印加される電圧を安定化させる機能を有している。 Further, the inverter 14 includes an inverter protection fuse 35, a conductor MC, a capacitor 36, a switching element 37 formed of a FET assembled in a full bridge, and a controller (hereinafter referred to as an inverter controller; shown in FIG. 2). 38). Electric power is supplied from the batteries 11 and 12 to the switching element 37 via the inverter protection fuse 35 and the conductor MC. The switching element 37 is driven by a rectangular wave signal by the inverter controller 38 and supplied from the batteries 11 and 12. The direct current is converted into an alternating current of a rated frequency and supplied to the motor 13. The capacitor 36 has a function of absorbing a surge generated when the switching element 37 is turned on and off and stabilizing a voltage applied to the switching element 37.

また上記充放電チョッパ３１は、コンダクタＢＣに接続されたプラス電源ライン４０と、電圧安定化コンデンサ４１と、２相式リアクトル４２と、ＦＥＴからなる一対の第１スイッチング素子４３と、ＦＥＴからなる一対の第２スイッチング素子４４と、ＦＥＴからなるプリチャージ用のスイッチング素子４５と、ＦＥＴからなるディスチャージ用のスイッチング素子４６と、電圧降下用抵抗４７と、電力消費用抵抗４８と、プルアップ用抵抗４９と、プルダウン用抵抗５０と、第１ダイオード５１と、第２ダイオード５２と、ＣＰＵからなるコントローラ（以下、チョッパ用コントローラと称す；図２に示す）５３とから構成されている。 The charge / discharge chopper 31 includes a positive power supply line 40 connected to the conductor BC, a voltage stabilizing capacitor 41, a two-phase reactor 42, a pair of first switching elements 43 including FETs, and a pair of FETs. The second switching element 44, a pre-charging switching element 45 made of FET, a discharging switching element 46 made of FET, a voltage drop resistor 47, a power consumption resistor 48, and a pull-up resistor 49. And a pull-down resistor 50, a first diode 51, a second diode 52, and a controller 53 (hereinafter referred to as a chopper controller; shown in FIG. 2) consisting of a CPU.

前記電圧安定化コンデンサ４１は、リチウム電池１２と鉛電池１１の異なる電池電圧を合わせ、安定するために必要なコンデンサであり、プラス電源ライン４０と接地ライン２４との間に接続されている。
またプルアップ用抵抗４９、およびプルダウン用抵抗５０は、直列に接続され、この直列回路は、プラス電源ライン４０と接地ライン２４との間に接続されている。
また第１ダイオード５１のカソードは、プラス電源ライン４０に接続され、アノードは、第２ダイオード５２のカソードに接続され、第２ダイオード５２のアノードは、接地ライン２４に接続されている。 The voltage stabilizing capacitor 41 is a capacitor necessary for combining and stabilizing different battery voltages of the lithium battery 12 and the lead battery 11, and is connected between the plus power supply line 40 and the ground line 24.
The pull-up resistor 49 and the pull-down resistor 50 are connected in series, and this series circuit is connected between the plus power supply line 40 and the ground line 24.
The cathode of the first diode 51 is connected to the positive power supply line 40, the anode is connected to the cathode of the second diode 52, and the anode of the second diode 52 is connected to the ground line 24.

前記プリチャージ用のスイッチング素子４５、電圧降下用抵抗４７、ディスチャージ用のスイッチング素子４６、および電力消費用抵抗４８は、この順に直列に接続され、この直列回路は、鉛電池１１により電圧安定化コンデンサ４１をプリチャージするプリチャージ回路を構成しており、プリチャージ回路は鉛電池保護ヒューズ２３を介して鉛電池１１の両端に接続され、直列回路の両端に鉛電池１１の７２Ｖの電圧が印加される。またディスチャージ用のスイッチング素子４６、および電力消費用抵抗４８により、電圧安定化コンデンサ４１のディスチャージ回路が構成されている。 The precharge switching element 45, the voltage drop resistor 47, the discharge switching element 46, and the power consumption resistor 48 are connected in series in this order, and this series circuit is connected to the voltage stabilizing capacitor by the lead battery 11. 41 is connected to both ends of the lead battery 11 via the lead battery protection fuse 23, and the voltage of 72V of the lead battery 11 is applied to both ends of the series circuit. The The discharge switching element 46 and the power consumption resistor 48 constitute a discharge circuit for the voltage stabilizing capacitor 41.

また電圧降下用抵抗４７とディスチャージ用のスイッチング素子４６の接続点は、電圧安定化コンデンサ４１のプラス側端子およびプラス電源ライン４０に接続され、電圧降下用抵抗４７と電力消費用抵抗４８により、鉛電池１１から印加される７２Ｖの電圧は、プリチャージ用のスイッチング素子４５およびディスチャージ用のスイッチング素子４６が共にオンのとき、例えば、３４Ｖに分圧されて電圧安定化コンデンサ４１に印加される。 The connection point between the voltage drop resistor 47 and the discharge switching element 46 is connected to the plus side terminal of the voltage stabilizing capacitor 41 and the plus power supply line 40. The voltage drop resistor 47 and the power consumption resistor 48 lead the lead. The voltage of 72 V applied from the battery 11 is divided into 34 V, for example, and applied to the voltage stabilizing capacitor 41 when both the precharge switching element 45 and the discharge switching element 46 are on.

また第１ダイオード５１のアノードと第２ダイオード５２のカソードの接続点に、２相式リアクトル４２を構成するリアクトル４２Ａ，４２Ｂそれぞれの一方の端子が接続され、リアクトル４２Ａ，４２Ｂそれぞれの他方の端子とプラス電源ライン４０との間に、第１スイッチング素子４３が接続され、リアクトル４２Ａ，４２Ｂそれぞれの他方の端子と接地ライン２４との間に、第２スイッチング素子４４が接続されている。
またプルアップ用抵抗４９とプルダウン用抵抗５０の接続点に、リアクトル４２Ａの他方の端子が接続されている。 Further, one terminal of each of the reactors 42A and 42B constituting the two-phase reactor 42 is connected to a connection point between the anode of the first diode 51 and the cathode of the second diode 52, and the other terminal of each of the reactors 42A and 42B A first switching element 43 is connected between the positive power supply line 40, and a second switching element 44 is connected between the other terminal of each of the reactors 42 </ b> A and 42 </ b> B and the ground line 24.
The other terminal of the reactor 42A is connected to a connection point between the pull-up resistor 49 and the pull-down resistor 50.

また第１ダイオード５１のアノードと第２ダイオード５２のカソードの接続点は、コンダクタＢＬ、およびリチウム電池保護ヒューズ３３を介してリチウム電池１２に接続されている。 The connection point between the anode of the first diode 51 and the cathode of the second diode 52 is connected to the lithium battery 12 via the conductor BL and the lithium battery protection fuse 33.

また充放電チョッパ３１のプラス電源ライン４０と接地ライン２４との間の電圧ＶＣと、鉛電池１１の電圧ＶＰｂと、リチウム電池１２の電圧ＶＬと、充放電チョッパ３１（プラス電源ライン４０）から放電される放電電流ＩＣと、鉛電池１１から放電される放電電流ＩＰｂと、リアクトル４２Ａ，４２Ｂに流れる電流ＩＬｉが計測され、これら計測された、電圧ＶＣ，電圧ＶＰｂ，電圧ＶＬ，放電電流ＩＣ，放電電流ＩＰｂ，電流ＩＬｉは、チョッパ用コントローラ５３に入力され、鉛電池１１の電圧ＶＰｂは、またコンダクタコントローラ５８に入力されている。 Further, the voltage VC between the positive power line 40 and the ground line 24 of the charge / discharge chopper 31, the voltage VPb of the lead battery 11, the voltage VL of the lithium battery 12, and the charge / discharge chopper 31 (plus power line 40) are discharged. Discharge current IC, discharge current IPb discharged from the lead battery 11, and current ILi flowing through the reactors 42A and 42B are measured, and the measured voltage VC, voltage VPb, voltage VL, discharge current IC, discharge The current IPb and the current ILi are input to the chopper controller 53, and the voltage VPb of the lead battery 11 is also input to the conductor controller 58.

またチョッパ用コントローラ５３に、バッテリコントロールユニット１６が接続され、バッテリコントロールユニット１６よりリチウム電池１２が正常であることを示すリチウム電池正常信号が入力されている。 Further, the battery control unit 16 is connected to the chopper controller 53, and a lithium battery normal signal indicating that the lithium battery 12 is normal is input from the battery control unit 16.

そしてこのチョッパ用コントローラ５３は、このリチウム電池正常信号が入力されていることを条件に、第１スイッチング素子４３、第２スイッチング素子４４、プリチャージ用のスイッチング素子４５、およびディスチャージ用のスイッチング素子４６をオン−オフ制御して、次の機能を実現している（詳細は後述する）。
・電圧安定化コンデンサ４１のプリチャージ
・電圧安定化コンデンサ４１のディスチャージ
・リチウム電池１２からインバータ１４へ給電制御（７２Ｖまでの昇圧・放電制御）
・リチウム電池１２への充電制御 The chopper controller 53 is provided with a first switching element 43, a second switching element 44, a precharging switching element 45, and a discharging switching element 46 on condition that the lithium battery normal signal is input. The following functions are realized by controlling on-off of the above (details will be described later).
-Precharge of the voltage stabilization capacitor 41-Discharge of the voltage stabilization capacitor 41-Power supply control from the lithium battery 12 to the inverter 14 (step-up / discharge control up to 72V)
-Control of charging the lithium battery 12

また各コンダクタＣＭ１，ＣＭ２，ＣＰ，ＣＬ，ＢＣ，ＢＬ，ＭＣを開放−接続（オン−オフ）制御するコントローラ（以下、コンダクタコントローラと称す）５８（図２）が設けられ、このコンダクタコントローラ５８に、各コンダクタＣＭ１，ＣＭ２，ＣＰ，ＣＬ，ＢＣ，ＢＬ，ＭＣに加えて、インバータ用コントローラ３８、チョッパ用コントローラ５３、およびメインコントローラ６０（図２）が接続されている。 In addition, a controller (hereinafter referred to as a conductor controller) 58 (FIG. 2) for controlling open-connection (on-off) of each conductor CM1, CM2, CP, CL, BC, BL, MC is provided. In addition to the conductors CM1, CM2, CP, CL, BC, BL, and MC, an inverter controller 38, a chopper controller 53, and a main controller 60 (FIG. 2) are connected.

またバッテリフォークリフトの作業時間、および走行・荷役作業の状態に応じて、始動指令、モータ１３の駆動信号（出力電流値の指令を含む）、放電指令（出力電力量の指令を含む）、充電指令、および長時間に渡って停止状態とする作業終了指令を出力する前記メインコントローラ６０が設けられ、このメインコントローラ６０より、チョッパ用コントローラ５３へ、始動指令、放電指令、リチウム電池充電指令および作業終了指令が出力され、コンダクタコントローラ５８へ、放電指令、鉛電池充電指令、および作業終了指令が出力され、また前記放電指令と同時にインバータ用コントローラ３８へモータ１３の駆動指令が出力される。 In addition, depending on the working time of the battery forklift and the state of traveling / loading work, a start command, a drive signal of the motor 13 (including an output current value command), a discharge command (including an output power amount command), a charge command The main controller 60 is provided for outputting a work end command for stopping for a long time. From the main controller 60 to the chopper controller 53, a start command, a discharge command, a lithium battery charge command, and a work end are provided. A command is output, a discharge command, a lead battery charge command, and a work end command are output to the conductor controller 58, and a motor 13 drive command is output to the inverter controller 38 simultaneously with the discharge command.

またコンダクタコントローラ５８は、メインコントローラ６０より作業終了指令を入力すると、全てのコンダクタＣＭ１，ＣＭ２，ＣＰ，ＣＬ，ＢＣ，ＢＬ，ＭＣを、開放した状態（オフした状態）とする。これにより、バッテリフォークリフトの始動時には全てのコンダクタＣＭ１，ＣＭ２，ＣＰ，ＣＬ，ＢＣ，ＢＬ，ＭＣは開放状態（オフ状態）となっている。またコンダクタコントローラ５８は、コンダクタＭＣを接続状態（オン状態）としたとき、インバータ用コントローラ３８へ接続信号を出力し、インバータ用コントローラ３８はこの接続信号を確認し、メインコントローラ６０よりモータ１３の駆動信号を入力すると、指令出力電流値となるように、スイッチング素子３７を駆動し、モータ１３ヘ給電する。 When the conductor controller 58 receives a work end command from the main controller 60, the conductor controller 58 sets all the conductors CM1, CM2, CP, CL, BC, BL, and MC to an open state (off state). Thereby, all the conductors CM1, CM2, CP, CL, BC, BL, and MC are in an open state (off state) when the battery forklift is started. The conductor controller 58 outputs a connection signal to the inverter controller 38 when the conductor MC is in a connected state (on state). The inverter controller 38 confirms this connection signal, and the main controller 60 drives the motor 13. When the signal is input, the switching element 37 is driven to supply power to the motor 13 so that the command output current value is obtained.

［電圧安定化コンデンサ４１のプリチャージ］
電圧安定化コンデンサ４１のプリチャージについて、図３を参照しながら説明する。電圧安定化コンデンサ４１の電圧（コンデンサ電圧）が小さいときに、コンダクタＢＬあるいはＢＣを投入すると電圧安定化コンデンサ４１に大きな突入電流が流れることになり、コンダクタＢＬあるいはＢＣの接点部にもその突入電流が流れて大きな火花が生じ、場合によっては溶着し破損するという問題が発生する。このため、プリチャージを実行して、コンダクタＢＬあるいはＢＣを投入する前に、電圧安定化コンデンサ４１のコンデンサ電圧を上げ、それからコンダクタＢＬを投入し、コンダクタＢＣを投入している。 [Precharge of voltage stabilizing capacitor 41]
The precharging of the voltage stabilizing capacitor 41 will be described with reference to FIG. When the voltage of the voltage stabilizing capacitor 41 (capacitor voltage) is small, if the conductor BL or BC is turned on, a large inrush current flows through the voltage stabilizing capacitor 41, and the inrush current also flows into the contact portion of the conductor BL or BC. Flows and generates a large spark, and in some cases, the problem of welding and breakage occurs. For this reason, before the precharge is performed and the conductor BL or BC is turned on, the capacitor voltage of the voltage stabilizing capacitor 41 is increased, and then the conductor BL is turned on and the conductor BC is turned on.

この電圧安定化コンデンサ４１のプリチャージは、メインコントローラ６０よりチョッパ用コントローラ５３に始動指令が入力されると、チョッパ用コントローラ５３およびコンダクタコントローラ５８により実行される。なお、始動時には、上述したように、全てのコンダクタＣＭ１，ＣＭ２，ＣＰ，ＣＬ，ＢＣ，ＢＬ，ＭＣは開放した状態（オフした状態）となっている。 The precharging of the voltage stabilizing capacitor 41 is executed by the chopper controller 53 and the conductor controller 58 when a start command is input from the main controller 60 to the chopper controller 53. At the time of start-up, as described above, all the conductors CM1, CM2, CP, CL, BC, BL, and MC are in an open state (off state).

チョッパ用コントローラ５３は、始動指令の入力を確認すると（ステップ−１）、計測されている電圧ＶＣが第１規定電圧（例えば、リチウム電池１２の電池電圧×０．７以上；実施の形態では３４Ｖ）以上かどうか、すなわち電圧安定化コンデンサ４１が第１規定電圧以上にチャージされているかどうかを確認し（ステップ−２）、第１規定電圧未満のときプリチャージを行う。すなわち、スイッチング素子４５を接続して（オンして）、電圧安定化コンデンサ４１に、鉛電池１１の電圧７２Ｖを抵抗４７で分圧した３４Ｖ（第１規定電圧）を印加し、電圧安定化コンデンサ４１をチャージする（ステップ−３）。 When the chopper controller 53 confirms the input of the start command (step-1), the measured voltage VC is the first specified voltage (for example, the battery voltage of the lithium battery 12 x 0.7 or more; 34 V in the embodiment). ), That is, whether or not the voltage stabilization capacitor 41 is charged to be equal to or higher than the first specified voltage (step-2), and precharge is performed when the voltage is less than the first specified voltage. That is, the switching element 45 is connected (turned on), and 34 V (first specified voltage) obtained by dividing the voltage 72 V of the lead battery 11 by the resistor 47 is applied to the voltage stabilizing capacitor 41, and the voltage stabilizing capacitor 41 is charged (step-3).

電圧安定化コンデンサ４１がチャージされ、計測されている電圧ＶＣが３４Ｖ（第１規定電圧）に達したことを確認すると、続いてコンダクタコントローラ５８へコンダクタＢＬの接続指令信号を出力し、コンダクタコントローラ５８によりコンダクタＢＬを接続して（オンして）、リチウム電池１２より４８Ｖを印加し（ステップ−４）、さらに電圧安定化コンデンサ４１がチャージされ、計測されている電圧ＶＣが第２規定電圧（例えば、鉛電池１１の電池電圧×０．７以上；実施の形態では４８Ｖ）に達すると（ステップ−５）、プリチャージを終了し、コンダクタコントローラ５８へコンダクタＢＣの接続指令信号を出力し、コンダクタコントローラ５８によりコンダクタＢＣを接続して（オンして）、放電可能な状態とし（ステップ−６）、終了する。 When it is confirmed that the voltage stabilizing capacitor 41 is charged and the measured voltage VC has reached 34 V (first specified voltage), a connection command signal for the conductor BL is subsequently output to the conductor controller 58, and the conductor controller 58 The conductor BL is connected (turned on) by 48V, 48V is applied from the lithium battery 12 (step -4), the voltage stabilizing capacitor 41 is further charged, and the measured voltage VC becomes the second specified voltage (for example, , The battery voltage of the lead battery 11 is 0.7 or more; in the embodiment, 48V) (step -5), the precharge is terminated, and the conductor BC connection command signal is output to the conductor controller 58. 58, the conductor BC is connected (turned on) to enable discharge (stepping). -6), it terminates.

このように、プリチャージを実行することにより、コンダクタＢＬあるいはＢＣを接続したとき、コンダクタＢＬあるいはＢＣに火花が飛ぶことが回避され、コンダクタＢＬ，ＢＣが破損（溶着等）することが回避される。 In this way, by performing precharge, when the conductor BL or BC is connected, it is possible to avoid a spark from flying to the conductor BL or BC and to prevent the conductors BL and BC from being damaged (welded or the like). .

［電圧安定化コンデンサ４１のディスチャージ］
次に、電圧安定化コンデンサ４１のディスチャージは、メインコントローラ６０よりチョッパ用コントローラ５３に作業終了信号が入力されると実行される。すなわち、チョッパ用コントローラ５３は、作業終了信号を確認すると、ディスチャージ用のスイッチング素子４６を接続して（オンして）、電圧安定化コンデンサ４１を抵抗４８を介して接地してディスチャージを行う。 [Discharge of voltage stabilizing capacitor 41]
Next, discharging of the voltage stabilizing capacitor 41 is executed when a work end signal is input from the main controller 60 to the chopper controller 53. That is, when the chopper controller 53 confirms the work end signal, the chopper controller 53 connects (turns on) the discharge switching element 46 and grounds the voltage stabilizing capacitor 41 via the resistor 48 to perform discharge.

［鉛電池１１の充電］
上記鉛電池１１の充電制御について、図４（ａ）を参照しながら説明する。この充電制御は、メインコントローラ６０よりコンダクタコントローラ５８に鉛電池充電指令が入力されることにより、コンダクタコントローラ５８により、第１充電回路１７を使用して準定電圧方式で実行される。 [Charging the lead battery 11]
The charge control of the lead battery 11 will be described with reference to FIG. This charging control is executed by the conductor controller 58 using the first charging circuit 17 in a quasi-constant voltage system when a lead battery charging command is input from the main controller 60 to the conductor controller 58.

コンダクタコントローラ５８は、鉛電池充電指令を入力すると（ステップ−１）、コンダクタＢＣとＭＣを開放し（オフし）、コンダクタＣＭ１とＣＰを接続して（オンして）、充電を開始し（ステップ−２）、計測している鉛電池１１の電圧ＶＰｂが、目標の電圧（例えば、定格電圧の９０％）に達すると（ステップ−３）、あるいは鉛電池充電指令がオフ（解除）となると（ステップ−４）、コンダクタＣＭ１とＣＰを開放し（ステップ−５）、充電を終了する。 When a lead battery charging command is input (step-1), the conductor controller 58 opens (turns off) the conductors BC and MC, connects (turns on) the conductors CM1 and CP, and starts charging (steps). -2) When the measured voltage VPb of the lead battery 11 reaches a target voltage (for example, 90% of the rated voltage) (step-3), or when the lead battery charging command is turned off (released) ( Step-4), the conductors CM1 and CP are released (Step-5), and the charging is terminated.

［リチウム電池１２の充電］
次に、上記リチウム電池１２の充電制御について、図４（ｂ）を参照しながら説明する。この充電制御は、メインコントローラ６０よりコンダクタコントローラ５８およびチョッパ用コントローラ５３ヘリチウム電池充電指令が入力されることにより、コンダクタコントローラ５８およびチョッパ用コントローラ５３により、第２充電回路１８を使用して、電池電圧変動の影響が少ない第２トランス２６（一般トランス）を用いた充放電チョッパ３１によるＣＣ−ＣＶ充電方式で実行される。なお、電圧安定化コンデンサ４１のプリチャージは終了しているものとする。 [Charging the lithium battery 12]
Next, charge control of the lithium battery 12 will be described with reference to FIG. This charging control is performed by inputting a lithium battery charging command from the main controller 60 to the conductor controller 58 and the chopper controller 53, and using the second charging circuit 18 by the conductor controller 58 and the chopper controller 53. This is performed by the CC-CV charging method by the charge / discharge chopper 31 using the second transformer 26 (general transformer) that is less affected by fluctuation. It is assumed that the precharging of the voltage stabilizing capacitor 41 has been completed.

チョッパ用コントローラ５３は、リチウム電池充電指令を入力すると（ステップ−１）、コンダクタコントローラ５８へ、コンダクタＢＣを開放（オフ）する開放指令信号、およびコンダクタＣＭ２，ＣＬを接続（オン）する接続指令信号を出力し（ステップ−２）、コンダクタコントローラ５８は、これら指令信号によりコンダクタＢＣを開放（オフ）し、コンダクタＣＭ２，ＣＬを接続（オン）し、チョッパ用コントローラ５３へ、これらコンダクタＢＣの開放信号およびＣＭ２，ＣＬの接続信号を出力する（ステップ−３）。 When the chopper controller 53 inputs a lithium battery charging command (step -1), an opening command signal for opening (turning off) the conductor BC and a connection command signal for connecting (turning on) the conductors CM2 and CL to the conductor controller 58. (Step-2), the conductor controller 58 opens (turns off) the conductor BC in response to these command signals, connects (turns on) the conductors CM2 and CL, and sends the conductor BC open signals to the chopper controller 53. And the connection signal of CM2 and CL is output (step-3).

チョッパ用コントローラ５３は、これら開放信号と接続信号を入力すると（ステップ−４）、一対の第１スイッチング素子４３と一対の第２スイッチング素子４４を、交互に接続・開放し（オン・オフし）、一対の第１スイッチング素子４３の接続時間（オン時間）により、計測されているリアクトル４２Ａ，４２Ｂに流れる合計の電流ＩＬｉが目標の充電電流となるように電流制御する（ステップ−５）。 When the chopper controller 53 receives the opening signal and the connection signal (step-4), the pair of first switching elements 43 and the pair of second switching elements 44 are alternately connected / opened (turned on / off). Depending on the connection time (on time) of the pair of first switching elements 43, current control is performed so that the total current ILi flowing through the measured reactors 42A and 42B becomes the target charging current (step-5).

そして、計測されているリチウム電池１２の電圧ＶＬが、目標の電圧（例えば、定格電圧の９０％）に達すると（ステップ−６）、あるいはリチウム電池充電指令がオフ（解除）となると（ステップ−７）、チョッパ用コントローラ５３は、一対の第１スイッチング素子４３および一対の第２スイッチング素子４４をともに開放して（オフして）（ステップ−８）、コンダクタコントローラ５８へ、コンダクタＣＭ２とＣＬを開放（オフ）する開放指令信号、およびコンダクタＢＣを接続（オン）する接続指令信号を出力し（ステップ−９）、コンダクタコントローラ５８は、これら指令信号を入力すると、コンダクタＣＭ２とＣＬを開放し（オフし）、コンダクタＢＣを接続し（オンし）（ステップ−１０）、終了する。 When the measured voltage VL of the lithium battery 12 reaches a target voltage (for example, 90% of the rated voltage) (step-6), or when the lithium battery charging command is turned off (released) (step-). 7) The chopper controller 53 opens (turns off) both the pair of first switching elements 43 and the pair of second switching elements 44 (step -8), and connects the conductors CM2 and CL to the conductor controller 58. An opening command signal for opening (turning off) and a connection command signal for connecting (turning on) the conductor BC are output (step -9). When these command signals are input, the conductor controller 58 opens the conductors CM2 and CL ( Turn off), connect conductor BC (turn on) (step -10), and end.

［鉛電池１１およびリチウム電池１２からの放電］
上記鉛電池１１およびリチウム電池１２の放電制御について、図５を参照しながら説明する。この放電制御は、メインコントローラ６０よりコンダクタコントローラ５８およびチョッパ用コントローラ５３ヘ放電指令が入力されることにより実行される。なお、電圧安定化コンデンサ４１のプリチャージは終了し、コンダクタＢＣ，ＢＬは接続されているものとする。また鉛電池１１の充電用のコンダクタＣＭ１とＣＰは開放（オフ）され、またリチウム電池１２の充電用のコンダクタＣＭ２とＣＬも開放（オフ）されているものとする。 [Discharge from lead battery 11 and lithium battery 12]
The discharge control of the lead battery 11 and the lithium battery 12 will be described with reference to FIG. This discharge control is executed when a discharge command is input from the main controller 60 to the conductor controller 58 and the chopper controller 53. It is assumed that the precharging of the voltage stabilizing capacitor 41 is finished and the conductors BC and BL are connected. It is assumed that the conductors CM1 and CP for charging the lead battery 11 are opened (off), and the conductors CM2 and CL for charging the lithium battery 12 are also opened (off).

＊鉛電池１１からの放電
コンダクタコントローラ５８は、放電信号を入力すると（ステップ−１）、コンダクタＭＣを接続して（オンして）放電を開始し（ステップ−２）、続いてチョッパ用コントローラ５３へコンダクタＭＣの接続信号を出力し（ステップ−３）、計測している鉛電池１１の電圧ＶＰｂが最低電圧（例えば、定格電圧の５０％）となると（ステップ−４）、あるいは放電指令がオフ（解除）となると（ステップ−５）、コンダクタＭＣを開放し（ステップ−６）、続いてチョッパ用コントローラ５３へコンダクタＭＣの開放信号を出力し（ステップ−７）、放電を終了する。 * Discharge from the lead battery 11 When the discharge signal is input (step-1), the conductor controller 58 connects (turns on) the conductor MC and starts discharge (step-2), and then the chopper controller 53. When the voltage VPb of the lead battery 11 being measured reaches the minimum voltage (for example, 50% of the rated voltage) (step -4) or the discharge command is turned off. When (Release) is reached (Step-5), the conductor MC is released (Step-6), and then an opening signal of the conductor MC is output to the chopper controller 53 (Step-7), and the discharge is terminated.

＊リチウム電池１２からの放電
チョッパ用コントローラ５３は、放電指令を入力すると（ステップ−１）、コンダクタコントローラ５８より上記コンダクタＭＣの接続信号を入力しているかを確認し（ステップ−２）、確認するとリチウム電池１２の放電を実行する。 * Discharge from the lithium battery 12 When the chopper controller 53 inputs a discharge command (step-1), it confirms whether the conductor MC connection signal is input from the conductor controller 58 (step-2). The lithium battery 12 is discharged.

すなわち、一対の第１スイッチング素子４３を連続して接続し（オンし）、一対の第２スイッチング素子４４を接続・開放し（オン・オフし）、この第２スイッチング素子４４の接続時間（オン時間）により、昇圧（４８Ｖ→７２Ｖ）すると共に、計測されている放電電流ＩＣと放電電流ＩＰｂが、電力量を７２Ｖで除算することにより求まる目標の電流となるように制御する（ステップ−３）。 That is, the pair of first switching elements 43 are continuously connected (turned on), the pair of second switching elements 44 are connected / released (turned on / off), and the connection time of the second switching elements 44 (on) The voltage is boosted (48V → 72V) according to time, and the measured discharge current IC and discharge current IPb are controlled to become a target current obtained by dividing the electric energy by 72V (step-3). .

そして、チョッパ用コントローラ５３は、計測しているリチウム電池１２の電圧ＶＬｉが放電終了電圧（例えば、定格電圧の５０％）となると（ステップ−４）、あるいはメインコントローラ６０より出力される放電指令が解除されると（ステップ−５）、あるいはコンダクタコントローラ５８よりコンダクタＭＣの開放信号を入力すると（ステップ−６）、コンダクタコントローラ５８へコンダクタＢＣの開放指令信号を出力し、コンダクタコントローラ５８は、この開放指令信号を入力すると、コンダクタＢＣを開放し（オフし）（ステップ−７）、一対の第１スイッチング素子４３および一対の第２スイッチング素子４４をともに開放して（オフして）（ステップ−８）、終了する。 Then, when the measured voltage VLi of the lithium battery 12 reaches the discharge end voltage (for example, 50% of the rated voltage) (step -4), the chopper controller 53 receives a discharge command output from the main controller 60. When released (step-5), or when an open signal for the conductor MC is input from the conductor controller 58 (step-6), the conductor controller 58 outputs an open command signal for the conductor BC to the conductor controller 58. When the command signal is input, the conductor BC is opened (turned off) (step-7), and the pair of first switching elements 43 and the pair of second switching elements 44 are both opened (turned off) (step-8). ),finish.

上記回路の構成により、メインコントローラ６０から始動指令が出力されると、チョッパ用コントローラ５３により、電圧安定化コンデンサ４１のプリチャージが実行され、待機状態とされ、またメインコントローラ６０から作業終了信号が出力されると、コンダクタコントローラ５８により、全てのコンダクタＣＭ１，ＣＭ２，ＣＰ，ＣＬ，ＢＣ，ＢＬ，ＭＣが、開放状態（オフ状態）とされ、またチョッパ用コントローラ５３により、電圧安定化コンデンサ４１のディスチャージが実行される。 With the above circuit configuration, when a start command is output from the main controller 60, the voltage stabilization capacitor 41 is precharged by the chopper controller 53 to be in a standby state, and a work end signal is output from the main controller 60. When output, all the conductors CM1, CM2, CP, CL, BC, BL, and MC are opened (off state) by the conductor controller 58, and the voltage stabilizing capacitor 41 is switched by the chopper controller 53. Discharge is executed.

またメインコントローラ６０から鉛電池充電指令が出力されると、コンダクタコントローラ５８により、鉛電池１１の充電が実行され、またメインコントローラ６０からリチウム電池充電指令が出力されると、チョッパ用コントローラ５３により、リチウム電池１２の充電が実行され、このように鉛電池１１とリチウム電池１２は、これら充電回路１７，１８から、それぞれ個別に充電可能な構成とされている。 When the lead battery charging command is output from the main controller 60, the lead battery 11 is charged by the conductor controller 58. When the lithium battery charging command is output from the main controller 60, the chopper controller 53 The lithium battery 12 is charged, and the lead battery 11 and the lithium battery 12 can be individually charged from the charging circuits 17 and 18 as described above.

またメインコントローラ６０から放電指令が出力されると、コンダクタコントローラ５８により、鉛電池１１の放電が実行され、且つチョッパ用コントローラ５３により、リチウム電池１２の放電が実行され、このように鉛電池１１とリチウム電池１２から同時にモータ１３へ給電可能な構成とされている。このとき、チョッパ用コントローラ５３により、メインコントローラ６０より要求された電力量に応じた放電電流となるように、リチウム電池１２の放電電流が制御される。 When a discharge command is output from the main controller 60, the lead battery 11 is discharged by the conductor controller 58, and the lithium battery 12 is discharged by the chopper controller 53. The lithium battery 12 can supply power to the motor 13 at the same time. At this time, the discharge current of the lithium battery 12 is controlled by the chopper controller 53 so that the discharge current corresponds to the amount of power requested by the main controller 60.

以上のように本実施の形態によれば、各電池１１，１２毎に充電回路１７，１８を設け、各電池１１，１２を独立して充電する構成としたことにより、各電池１１，１２の充電制御を簡単に確実に自由に行うことができ、また鉛電池１１に対して、第１充電回路１７より鉛電池１１の充電に必要なだけの電流を供給することにより、鉛電池１１が過充電となる恐れを回避でき、バッテリフォークリフトの安全を確保できる。 As described above, according to the present embodiment, the charging circuits 17 and 18 are provided for the respective batteries 11 and 12 so that the batteries 11 and 12 are charged independently. Charging control can be performed easily and reliably, and the lead battery 11 is excessively charged by supplying the lead battery 11 with a current necessary for charging the lead battery 11 from the first charging circuit 17. The risk of charging can be avoided, and the safety of the battery forklift can be ensured.

また本実施の形態によれば、プリチャージ回路を介して電圧安定化コンデンサ４１の電圧を第１規定電圧まで上昇し、それからコンダクタＢＬを接続することにより、コンダクタＢＬに、リチウム電池１２の電圧と電圧安定化コンデンサ４１の電圧との差により火花が飛び、コンダクタＢＬが破損することを回避することができる。さらに電圧安定化コンデンサ４１の電圧を第２規定電圧まで上昇し、それからコンダクタＢＣを接続することにより、コンダクタＢＣに、鉛電池１１の電圧と電圧安定化コンデンサ４１の電圧との差により火花が飛び、コンダクタＢＣが破損することを回避することができる。 Further, according to the present embodiment, the voltage of the voltage stabilizing capacitor 41 is increased to the first specified voltage via the precharge circuit, and then the conductor BL is connected to the conductor BL to the voltage of the lithium battery 12. It is possible to avoid the occurrence of a spark due to the difference from the voltage of the voltage stabilizing capacitor 41 and the breakage of the conductor BL. Further, the voltage of the voltage stabilizing capacitor 41 is increased to the second specified voltage, and then the conductor BC is connected, so that a spark jumps to the conductor BC due to the difference between the voltage of the lead battery 11 and the voltage of the voltage stabilizing capacitor 41. The conductor BC can be prevented from being damaged.

また本実施の形態によれば、リチウム電池１２の充電時は、コンダクタＢＣを開放し、電圧安定化コンデンサ４１のプリチャージの終了後、コンダクタＣＬを接続し、充電終了でコンダクタＣＬを開放し、鉛電池１１の充電時は、コンダクタＢＣを開放し、コンダクタＣＰを接続し、充電終了でコンダクタＣＰを開放することにより、各電池１１，１２は個別に充電され、このように、コンダクタの接続（オン）−開放（オフ）により、各電池を独立して簡単に自由に充電することができる。 Further, according to the present embodiment, when the lithium battery 12 is charged, the conductor BC is opened, the conductor CL is connected after the precharging of the voltage stabilizing capacitor 41 is completed, and the conductor CL is opened when the charging is completed. When the lead battery 11 is charged, the conductor BC is opened, the conductor CP is connected, and the conductor CP is opened at the end of charging, whereby the batteries 11 and 12 are individually charged. Thus, the conductor connection ( On) -Open (off), each battery can be easily and freely charged independently.

なお、本実施の形態によれば、リチウム電池１２への充電を、第２充電回路１８を使用して実行しているが、第２充電回路１８を使用できないとき、鉛電池１１から充電することもできる。
第２充電回路１８を使用できないとき、すなわちバッテリフォークリフトが運転中で第２充電回路１８を商用電源に接続できない状態、あるいは不具合が発生している状態で、チョッパ用コントローラ５３は、リチウム電池充電指令を確認すると、あるいはリチウム電池１２の電圧ＶＬが低下し、規定残存容量以下になったことを検出すると、コンダクタコントローラ５８へ、コンダクタＭＣ，ＣＬ，ＣＰの開放指令信号、およびコンダクタＢＣの接続指令信号を出力して、コンダクタコントローラ５８により、コンダクタＭＣ，ＣＬ，ＣＰを開放させ（オフさせ）、コンダクタＢＣを接続させ（オンさせ）、充放電チョッパ３１のスイッチング素子４３，４４を制御することより充電を実行する。
このように、リチウム電池１２の第２充電回路１８を使用できないとき、鉛電池１１から充電することができる。 According to the present embodiment, charging to the lithium battery 12 is performed using the second charging circuit 18, but when the second charging circuit 18 cannot be used, charging from the lead battery 11 is performed. You can also.
When the second charging circuit 18 cannot be used, that is, in a state where the battery forklift is in operation and the second charging circuit 18 cannot be connected to the commercial power source, or a malfunction has occurred, the chopper controller 53 issues a lithium battery charging command. Is confirmed, or when it is detected that the voltage VL of the lithium battery 12 has dropped to a specified remaining capacity or less, an open command signal for the conductors MC, CL, CP and a connection command signal for the conductor BC are sent to the conductor controller 58. And the conductors MC, CL, CP are opened (turned off), the conductor BC is connected (turned on), and the switching elements 43, 44 of the charge / discharge chopper 31 are controlled by the conductor controller 58. Execute.
Thus, when the second charging circuit 18 of the lithium battery 12 cannot be used, the lead battery 11 can be charged.

また本実施の形態では、鉛電池１１に対する充放電を実行する制御回路を設けていない（充電制御はしていない）が、充放電を実行する制御回路を設けてもよい。しかし、鉛電池１１は、基本的に急速充電という能力がないので、トランスの能力に応じて充電されるだけであり、単にコンダクタＣＭ１とＣＰをオン−オフ制御するだけで十分である。また充放電を実行する制御回路を設けると、コストが高くなる。 Moreover, in this Embodiment, although the control circuit which performs charging / discharging with respect to the lead battery 11 is not provided (charge control is not performed), you may provide the control circuit which performs charging / discharging. However, since the lead battery 11 basically does not have the capability of rapid charging, it is only charged according to the capability of the transformer, and it is sufficient to simply control the conductors CM1 and CP on and off. Further, providing a control circuit for performing charge / discharge increases the cost.

また本実施の形態では、荷役車両を、バッテリフォークリフトとしているが、本発明は、鉛電池とリチウム電池をともに搭載した車両に適用することが可能である。 In the present embodiment, the cargo handling vehicle is a battery forklift, but the present invention can be applied to a vehicle on which both a lead battery and a lithium battery are mounted.

１１鉛電池
１２リチウム電池
１３モータ（交流モータ）
１４インバータ
１５４８Ｖ系補器
１７第１充電回路
１８第２充電回路
２０第１トランス（３相トランス）
２１第１整流器
２４接地ライン
２６第２トランス（３相トランス）
２７第２整流器
３１充放電チョッパ
３２充電器
３７スイッチング素子
３８インバータ用コントローラ
４１電圧安定化コンデンサ
４２２相式リアクトル
４３第１スイッチング素子
４４第２スイッチング素子
４５プリチャージ用のスイッチング素子
４６ディスチャージ用のスイッチング素子
５３チョッパ用コントローラ
５８コンダクタコントローラ
６０メインコントローラ
ＣＭ１コンダクタ（第１充電回路）
ＣＰコンダクタ（第１充電回路）
ＣＭ２コンダクタ（第２充電回路）
ＣＬコンダクタ（第２充電回路）
ＭＣコンダクタ（インバータ）
ＢＬコンダクタ（リチウム電池）
ＢＣコンダクタ（充放電チョッパ） 11 Lead battery 12 Lithium battery 13 Motor (AC motor)
14 Inverter 15 48V Auxiliary Equipment 17 First Charging Circuit 18 Second Charging Circuit 20 First Transformer (Three-Phase Transformer)
21 First rectifier 24 Ground line 26 Second transformer (three-phase transformer)
27 Second rectifier 31 Charge / discharge chopper 32 Charger 37 Switching element 38 Inverter controller 41 Voltage stabilizing capacitor 42 Two-phase reactor 43 First switching element 44 Second switching element 45 Precharge switching element 46 Discharge switching Element 53 Chopper controller 58 Conductor controller 60 Main controller CM1 Conductor (first charging circuit)
CP conductor (first charging circuit)
CM2 conductor (second charging circuit)
CL conductor (second charging circuit)
MC conductor (inverter)
BL conductor (lithium battery)
BC conductor (charge / discharge chopper)

Claims

A power supply device comprising a lead battery and a lithium battery having a rated voltage lower than that of the lead battery and supplying power to a load of a cargo handling vehicle,
Each of the lithium battery and the lead battery includes a charging circuit that supplies current necessary for charging each battery,
The lead battery and lithium battery can be individually charged from these charging circuits,
A power supply device for a cargo handling vehicle, wherein the lithium battery and the lead battery can simultaneously supply power to the load of the cargo handling vehicle.

A charge / discharge chopper for charging the lithium battery and boosting the voltage of the lithium battery to the voltage of the lead battery;
The different battery voltages of the lithium battery and the lead battery are combined and equipped with a voltage stabilizing capacitor necessary for stabilization,
A first conductor (BL) is provided between the charge / discharge chopper and the lithium battery,
A second conductor (BC) is provided between the charge / discharge chopper and the lead battery,
Providing a precharge circuit for precharging the voltage stabilizing capacitor with the lead battery;
The lithium battery is connected to the load of the cargo handling vehicle via the first conductor (BL), the charge / discharge chopper, the voltage stabilizing capacitor, and the second conductor (BC),
When starting, the voltage stabilizing capacitor is charged by the lead battery by the precharge circuit, and when the voltage of the voltage stabilizing capacitor rises to a first specified voltage by the precharge circuit, the first conductor (BL) And charging with a lithium battery, and when the voltage of the voltage stabilizing capacitor rises to a second specified voltage higher than the first specified voltage, a second conductor (BC) is connected. The power supply device for a cargo handling vehicle according to claim 1.

A third conductor (CP) is provided between the lead battery and the first charging circuit of the lead battery,
A fourth conductor (CL) is provided between the charge / discharge chopper and the second charging circuit of the lithium battery,
When charging the lead battery, open the second conductor (BC), connect the third conductor (CP), open the third conductor (CP) at the end of charging,
When the lithium battery is charged, the second conductor (BC) is opened, the voltage of the voltage stabilizing capacitor is increased by the precharge circuit and the first conductor (BL) is connected, and then the fourth conductor (CL) The power supply device for a cargo handling vehicle according to claim 2, wherein the fourth conductor (CL) is opened at the end of charging.

The power supply device for a cargo handling vehicle according to claim 2 or 3, wherein the lithium battery is configured to be rechargeable from the lead battery via the second conductor (BC) and the charge / discharge chopper.