JP2014117066A

JP2014117066A - 大型搬送車両

Info

Publication number: JP2014117066A
Application number: JP2012269231A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Matsubara; 正光松原
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2014-06-26

Abstract

【課題】バッテリの均等充電を行う際に、運用効率が低下しない大型搬送車両を提供することを目的とする。
【解決手段】無人搬送車は、バッテリの電力によって電動モータ４が複数の車輪３を回転させるものである。この無人搬送車には、電動モータ４に充電した電力を供給可能な第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２と、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２を充電するための電力を発生するエンジン１０及び発電機２０と、制御装置６０とが設けられる。制御装置６０は、通常時に、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２の電力によって電動モータ４を駆動させる。そして、制御装置６０は、均等充電時に、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２の何れか一方の電力によって電動モータ４を駆動させ、且つエンジン１０及び発電機２０を駆動させて発生した電力によって第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２の何れか他方を均等充電させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、搭載したバッテリの電力によって電動モータが複数の車輪を回転させる大型搬送車両に関し、特に、走行しながらバッテリを均等充電できる大型搬送車両に関する。

バッテリの電力によって駆動する大型搬送車両として、例えば、数十トンもの重量がある鋼板コイル等を搬送する無人搬送車がある。この無人搬送車は、走行によってバッテリの充電量が不足すると、ステーションの充電待機位置で停止してバッテリを充電（急速充電）する。そして、バッテリの充電が完了した後、無人搬送車は、再びバッテリの電力で走行するようになっている。

近年、無人搬送車の新たな自動充電方法が提案されていて、例えば下記特許文献１に記載された自動充電方法がある。この自動充電方法では、図７に示すように、無人搬送車１０１が充電待機位置に到着すると、充電待機位置に設置されている給電・制御装置１０２が、交流電力を電磁エネルギーに変換して空間に放射する。これにより、無人搬送車１０１に搭載された充電・制御装置１１０が、電磁エネルギー（交流電力）を受けて、交流／直流変換回路によって直流電力に変換し、この直流電力をキャパシタ（コンデンサ）１２０及びバッテリ１３０に供給する。

こうして、この自動充電方法では、キャパシタ１２０及びバッテリ１３０を並列的に充電して、バッテリ１３０の充電完了を待つことなく、キャパシタ１２０の充電完了の後に、無人搬送車１０１が充電待機位置から走行し始めるようになっている。そして、無人搬送車１０１の走行中に、バッテリ１３０では、充電済みのキャパシタ１２０から充電が継続して行われる。

上述したように、充電待機位置で行われる無人搬送車１０１の充電は、給電・制御装置１０２と非接触で行うとともに、キャパシタ１２０の急速充電を主目的としているため、短時間で完了することができる。この結果、この自動充電方法では、無人搬送車１０１が充電待機位置で停止している時間を短くすることができ、無人搬送車の運用効率（稼働時間）を向上させることができるようになっている。

特開２００８−１３７４５１号公報

しかしながら、上述した充電方法では、以下の問題点があった。即ち、無人搬送車１０１が充電待機位置で停止している時間は短くなるが、それでもまだ無人搬送車１０１はバッテリ１３０を充電（急速充電）するために、充電待機位置で一旦停止する必要がある。このため、無人搬送車１０１の運用効率において、まだ改善の余地があった。

特に、無人搬送車のような大型搬送車両が搭載するバッテリは、複数の電池セルが組電池となって構成されたものであり、自己放電や充放電の繰り返しに応じて各電池セルの充電量（電圧）にばらつきが生じてくる。このため、１〜数カ月に１回程度、バッテリに対して均等充電を行って、各電池セルの充電量のばらつきを均一にして、バッテリの寿命を延ばすようにしている。しかし、この均等充電は、大型搬送車両が搭載する大きなバッテリに対して行う場合、数〜十数時間の充電作業時間が必要であり、均等充電を行っている間、大型搬送車両は停止することになる。こうして、均等充電によって、大型搬送車両の運用効率が低下するという問題点があった。

ここで、仮に、均等充電が必要なバッテリと均等充電が既に完了しているバッテリとを交換する方法であっても、以下の問題点がある。先ず、大型搬送車両が搭載するバッテリは、大きく且つ約１トンもの重量がある。そして、そのバッテリを取り外すためには、バッテリカバーを外して、フォークリフトのフォークを差し込んで、差し込んだフォークを上昇させる。その後、新たなバッテリをフォークリフトを用いて取付ける必要がある。従って、バッテリを交換する方法を用いても、バッテリの交換自体の作業に非常に手間及び労力がかかるという問題点があった。

そこで、本発明は、上記した課題を解決すべく、バッテリの均等充電を行う際に、運用効率が低下しない大型搬送車両を提供することを目的とする。

本発明に係る大型搬送車両は、複数の電池セルで構成されたバッテリの電力によって電動モータが複数の車輪を回転させるものであって、前記電動モータに充電した電力を供給可能な第１バッテリ及び第２バッテリと、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリが充電するための電力を発生する発電装置と、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの充放電、前記発電装置の発電、前記電動モータの駆動を制御可能な制御装置が設けられ、前記制御装置は、通常時に、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの電力によって前記電動モータを駆動させ、均等充電時に、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの何れか一方の電力によって前記電動モータを駆動させ、且つ前記発電装置を駆動させて発生した電力によって前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの何れか他方を均等充電させるように構成されていることを特徴とする。ここで、「均等充電」とは、バッテリを構成する複数の電池セルに生じる充電量（電圧）のばらつきを均一にするために行う充電である。

この場合には、通常時には、第１バッテリ及び第２バッテリの電力によって、電動モータを駆動させることができ、大型搬送車両を稼働させることができる。そして、第１バッテリを均等充電する場合であっても、発電装置が発生した電力を第１バッテリに供給して、第１バッテリを均等充電しつつ、第２バッテリの電力を電動モータに供給して、大型搬送車両を稼働させることができる。同様に、第２バッテリを均等充電する場合であっても、発電装置が発生した電力を第２バッテリに供給して、第２バッテリを均等充電しつつ、第１バッテリの電力を電動モータに供給して、大型搬送車両を稼働させることができる。こうして、均等充電する際に、無人搬送車を数〜数十時間停止させる必要がなくて、大型搬送車両の運用効率が低下することを防止できる。

また、本発明に係る大型搬送車両において、前記発電装置は、前記制御装置によって駆動が制御されるエンジンと、このエンジンの動力によって駆動する発電機とを備えて構成されていることが好ましい。

この場合には、電力を発生する発電装置の構成が、エンジンと発電機であるため、充電（均等充電、急速充電）するときに必要な電力を十分に発生させることができる。そして、制御装置は、充電が必要なときにのみ、エンジン及び発電機を駆動させることで、エンジンの燃料消費量及び発電機の発電量を効率的にコントロールすることができる。

また、本発明に係る大型搬送車両において、前記制御装置は、一定期間毎に、前記第１バッテリと前記第２バッテリとを交互に均等充電するように構成されていることが好ましい。

この場合には、第１バッテリ及び第２バッテリを、一定期間毎に交互に均等充電して、第１バッテリ及び第２バッテリの寿命を延ばすことができる。こうして、極めてシンプルな方法で、第１バッテリの寿命と第２バッテリの寿命とに偏りが生じることを防止できる。

また、本発明に係る大型搬送車両において、前記第１バッテリの電圧値を検出する第１電圧センサ及び前記第２バッテリの電圧値を検出する第２電圧センサが設けられ、前記制御装置は、検出された電圧値が所定値より小さいときに、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリのうち電圧値が小さい方を前記発電装置が発生した電力によって急速充電させ、且つ前記第１バッテリ及び前記第２バッテリのうち電圧値が大きい方の電力によって前記電動モータを駆動させるように構成されていることが好ましい。

この場合には、第１バッテリの充電量又は第２バッテリの充電量が不足しているときに、無人搬送車を走行させながら、充電量が不足している第１バッテリ又は第２バッテリを自動的に急速充電することができる。

本発明の大型搬送車両によれば、走行中に第１バッテリ又は第２バッテリの均等充電を行うことができる。従って、バッテリの均等充電を行う際に、運用効率が低下しない。

本実施形態の無人搬送車を模式的に示した側面図である。本実施形態の駆動システムを示した図である。通常時において、駆動システムの電力供給状態を示した図である。第１バッテリを充電する時において、駆動システムの電力供給状態を示した図である。第２バッテリを充電する時において、駆動システムの電力供給状態を示した図である。変形実施形態の駆動システムを示した図である。従来の無人搬送車において、バッテリが充電される状態を示した図である。

本発明に係る大型搬送車両について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態の大型搬送車両としての無人搬送車１を模式的に示した側面図である。

無人搬送車１は、主に製鉄所や造船所等で重量物を搬送するためのものであり、図１に示すように、重量物を積載する荷台２と、この荷台２を支持しながら回転する複数の車輪３と、これら複数の車輪３を電力により回転させる複数の電動モータ４とを備えている。

この無人搬送車１は、荷台２の前方部及び後方部の下側に設けられたガイドセンサ５の検知信号に基づいて、前後走行、横行、スピンターン、全方向への斜行を行いながら予め設定された所定ルートを無人で自動的に移動するようになっている。また、荷台２の中央部の下側には、後述するエンジン１０、発電機２０、第１バッテリ３１、第２バッテリ３２が搭載されている。ここで、図２は、本実施形態の無人搬送車１の駆動システムを示した図である。なお、図２では、複数の電動モータ４のうち、１つの電動モータ４のみを代表的に示している。

図２に示すように、無人搬送車１の駆動システムは、エンジン１０と、発電機２０と、第１バッテリ３１と、第２バッテリ３２と、モータドライバ４０と、上述した電動モータ４と、第１電圧センサ５１と、第２電圧センサ５２と、制御装置６０とを備えて構成されている。また、発電機２０と第１バッテリ３１とが、第１充電回路７１で接続され、発電機２０と第２バッテリ３２とが、第２充電回路７２で接続されている。更に、第１バッテリ３１とモータドライバ４０とが、第１電力供給回路８１で接続され、第２バッテリ３２とモータドライバ４０とが第２電力供給回路８２で接続されている。

エンジン１０は、発生する動力によって発電機２０を回転駆動させるものである。このエンジン１０は、車輪３を直接的に回転させるための大きな動力を発生する駆動用のエンジンではなく、バッテリが充電する電力を発生させるために発電機２０を回転駆動させる発電用のエンジンである。従って、本実施形態のエンジン１０は、駆動用エンジンに比べて十分小さいものであり、スペース効率に優れている。このエンジン１０は、ディーゼルエンジンであって、その出力軸が発電機２０に連結されている。なお、エンジン１０は、ガソリンエンジンであっても良い。

発電機２０は、回転駆動により電力を発生するものである。発電機２０が発生する発電量は、制御装置６０がエンジン１０のスロットルに対する燃料の供給量をコントロールすることで、制御できるようになっている。この発電機２０及びエンジン１０が、本発明の「発電装置」に相当する。発電機２０が発生した電力は、第１充電回路７１を介して第１バッテリ３１に供給でき、第２充電回路７２を介して第２バッテリ３２に供給できるようになっている。

第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２は、電動モータ４に供給するための電力を充放電するものである。これら第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２は、例えば４８個の鉛蓄電池（電池セル）が直列に接続された組電池である。１個あたりの鉛蓄電池の公称電圧は２Ｖであるため、第１バッテリ３１の出力電圧、第２バッテリ３２の出力電圧は約９６Ｖになっている。また、第１バッテリ３１の電池容量、第２バッテリ３２の電池容量は約２４０Ａｈである。なお、組電池を構成する電池セルの数や、出力電圧、電池容量は適宜変更可能である。

モータドライバ４０は、電動モータ４を駆動するための駆動回路である。このモータドライバ４０は、第１電力供給回路８１がオンラインになっているとき、第１バッテリ３１からの電力を電動モータ４に供給し、第２電力供給回路８２がオンラインになっているとき、第２バッテリ３２からの電力を電動モータ４に出力する。そして、モータドライバ４０は、制御装置６０から受信した制御信号に基づいて電動モータ４の回転駆動を制御する。

第１電圧センサ５１は、第１バッテリ３１の電圧値Ｖ１を常に検出（監視）していて、検出した電圧値Ｖ１を制御装置６０に出力する。また、第２電圧センサ５２は、第２バッテリ３２の電圧値Ｖ２を常に検出していて、検出した電圧値Ｖ２を制御装置６０に出力する。こうして、制御装置６０は、主に電圧値Ｖ１，Ｖ２に基づいて、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２の充電量（残存容量ＳＯＣ）を推定するようになっている。なお、制御装置６０は、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２の充電量や故障（異常電池）を推定するために、電流値や温度等も入力するようになっている。

制御装置６０は、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２の充放電、発電機２０を発電させるためのエンジン１０の駆動、電動モータ４の駆動を制御するものである。具体的に、制御装置６０は、第１充電回路７１及び第２充電回路７２のオンライン・オフラインの切換えを制御するとともに、第１電力供給回路８１及び第２電力供給回路８２のオンライン・オフラインの切換えを制御する。更に、制御装置６０は、電流センサ２１で検出された発電機２０の電流値をフィードバックすることで、エンジン１０の駆動を適正に制御し、電動モータ４の回転状況をフィードバックすることで、モータドライバ４０を介して電動モータ４の駆動を適正に制御する。

第１充電回路７１は、第１バッテリ３１を充電（急速充電、均等充電）するための回路である。第１充電回路７１がオンラインのとき、発電機２０が発生した電力により、第１バッテリ３１を充電できる。第２充電回路７２は、第２バッテリ３２を充電（急速充電、均等充電）するための回路である。第２充電回路７２がオンラインのとき、発電機２０が発生した電力により、第２バッテリ３２を充電できる。

ここで、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２の充電の方式には、急速充電と均等充電がある。急速充電は、第１バッテリ３１又は第２バッテリ３２の電圧が低下したときに、充電量（残存容量ＳＯＣ）の不足を補うために行う充電である。一方、均等充電は、自己放電や充放電の繰り返しによって第１バッテリ３１又は第２バッテリ３２を構成する４８個の鉛蓄電池（複数の電池セル）に生じる充電量（電圧）のばらつきを均一にするために行う充電である。

従来から、均等充電は、バッテリの充電量を正しく把握し直すとともに、バッテリの寿命を延ばすために、定期的に行われていた。本実施形態のように鉛蓄電池で構成された第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２の場合、均等充電では急速充電より高い電圧で充電を行い、均等充電が行われる頻度は通常１〜数カ月に１回である。

しかし、均等充電では、急速充電より充電時間が長く、数〜十数時間に及ぶ場合がある。従来、１つのバッテリを搭載している無人搬送車は、そのバッテリに対して均等充電を行っている間、長時間停止することになる。特に、無人搬送車は２４時間稼働し続けているものがあり、均等充電を行っている間、その無人搬送車が稼働できなくなる。こうして、均等充電によって、無人搬送車の運用効率が低下するという問題点があった。

そこで、本実施形態の無人搬送車１は、運用効率を向上させるために、上述したように、２個のバッテリ（第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２）を搭載し、２系統の電力供給ラインを有している。そして、この無人搬送車１の制御装置６０は、１カ月毎に、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２を交互に均等充電するように、第１充電回路７１、第２充電回路７２、第１電力供給回路８１、第２電力供給回路８２を制御するように構成されている。以下、本実施形態の駆動システムの動作について、図３〜図５を用いて説明する。なお、図３〜図５において、電力が供給されている部分が太線で示されている。

＜通常時＞
図３は、通常時において、駆動システムの電力供給状態を示した図である。ここで、通常時とは、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２の充電量が十分あり、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２の電力を利用して電動モータ４を回転させるときである。図３に示すように、通常時には、第１電力供給回路８１及び第２電力供給回路８２が制御装置６０によってオンラインに制御され、第１バッテリ３１の電力を電動モータ４に供給できるとともに、第２バッテリの電力を電動モータ４に供給することができる。こうして、通常時、電動モータ４が２個のバッテリ（第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２）の電力によって回転して、無人搬送車１が稼働する。

なお、上述したように第１バッテリ３１と第２バッテリ３２とを同時に使用する方法に替えて、第１電力供給回路８１がオンラインで第２電力供給回路８２がオフラインになる状態と、第１電力供給回路８１がオフラインで第２電力供給回路８２がオンラインになる状態とを、制御装置６０が交互に頻繁に切換えて、第１バッテリ３１と第２バッテリ３２とを交互に均等に使用しても良い。

また、通常時において、制御装置６０が、エンジン１０を駆動させないように制御している。これは、エンジン１０の燃料が無駄に消費されるのを防止するとともに、発電機２０が発電して無駄な電力が生成されるのを防止するためである。即ち、制御装置６０は、第１バッテリ３１又は第２バッテリ３２を充電するとき以外は、エンジン１０及び発電機２０が駆動しないように制御している。

＜第１バッテリの均等充電時＞
図４は、第１バッテリ３１を充電する時において、駆動システムの電力供給状態を示した図である。本実施形態では、第１バッテリ３１又は第２バッテリ３２を構成する各鉛蓄電池に生じる充電量のばらつきを均一にするために、第１バッテリ３１と第２バッテリ３２とを交互に１カ月毎に均等充電を行うようになっている。なお、均等充電を行うサイクルは１カ月に限定されるものではなく、適宜設定し直すことができる。制御装置６０は、前回の第２バッテリ３２の均等充電を行ったときから１カ月が経過したとき、第１バッテリ３１が均等充電されるように制御する。

具体的には、図４に示すように、制御装置６０は、エンジン１０を駆動させて発電機２０が発電し、第１充電回路７１がオンラインになり、第２充電回路７２がオフラインになるように制御する。これにより、発電機２０が発生した電力は、第１バッテリ３１にのみ供給されて、第１バッテリ３１を均等充電することができる。

また、このとき、図４に示すように、制御装置６０は、第１電力供給回路８１がオフラインになり、第２電力供給回路８２がオンラインになるように制御する。これにより、第１バッテリ３１の電力を電動モータ４に供給せず、第２バッテリ３２の電力を電動モータ４に供給することができる。こうして、第１バッテリ３１を均等充電しつつ、電動モータ４が第２バッテリ３２の電力によって回転駆動して、無人搬送車１が稼働できる。なお、第１バッテリ３１の均等充電が完了すると、制御装置６０は図３に示した通常時に戻るように、エンジン１０を停止させ、第２充電回路７２をオンラインにして、第１電力供給回路８１をオンラインにする。

＜第２バッテリの均等充電時＞
図５は、第２バッテリ３２を充電する時において、無人搬送車１の駆動システムの電力供給状態を示した図である。制御装置６０は、前回の第１バッテリ３１の均等充電を行ったときから１カ月が経過したとき、第２バッテリ３２が均等充電されるように制御する。

具体的には、図５に示すように、制御装置６０は、エンジン１０を駆動させて発電機２０が発電し、第１充電回路７１がオフラインになり、第２充電回路７２がオンラインになるように制御する。これにより、発電機２０が発生した電力は、第２バッテリ３２にのみ供給されて、第２バッテリ３２を均等充電することができる。

また、このとき、図５に示すように、制御装置６０は、第１電力供給回路８１がオンラインになり、第２電力供給回路８２がオフラインになるように制御する。これにより、第２バッテリ３２の電力を電動モータ４に供給せず、第１バッテリ３１の電力を電動モータ４に供給することができる。こうして、第２バッテリ３２を均等充電しつつ、電動モータ４が第１バッテリ３１の電力によって回転駆動して、無人搬送車１が稼働できる。なお、第２バッテリ３２の均等充電が完了すると、制御装置６０は図３に示した通常時に戻るように、エンジン１０を停止させ、第１充電回路７１をオンラインにして、第２電力供給回路８２をオンラインにする。

上述した本実施形態の均等充電では、充電時間が数〜十数時間であり、充電電圧は約１２５Ｖである。また、１番初めに行われる均等充電は、無人搬送車１が初めて稼働してから１カ月経過したときに第１バッテリ３１に対して行われるようになっている。

ここで、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２では、均等充電以外に、それぞれ充電量が不足する度に、急速充電されるようになっている。急速充電される頻度は、無人搬送車１の稼働状況、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２の電池容量に応じて変化するが、均等充電される頻度よりも極めて多く、約１日に１回である。以下、本実施形態の急速充電について、説明する。

＜第１バッテリの急速充電時＞
無人搬送車１の稼働時に、仮に第１バッテリ３１の負担が第２バッテリ３２の負担より大きいと、第１バッテリ３１の充電量が不足して、第１バッテリ３１の電圧値Ｖ１が大きく低下することになる。この状況において、制御装置６０は、第１バッテリ３１の電圧値Ｖ１及び第２バッテリ３２の電圧値Ｖ２を入力しているため、電圧値Ｖ１，Ｖ２が所定値より小さいか否かを判断し、電圧値Ｖ２が所定値より大きく且つ電圧値Ｖ１が所定値より小さいと判定する。これにより、制御装置６０は、第１バッテリ３１に急速充電が必要であると判断し、第１バッテリ３１が急速充電されるように制御する。

この場合、上述した第１バッテリ３１を均等充電する場合と同様、制御装置６０は、エンジン１０を駆動させて発電機２０を発電し、図４に示すように、第１充電回路７１と第２充電回路７２と第１電力供給回路８１と第２電力供給回路８２とを制御する。これにより、発電機２０が発生した電力を第１バッテリ３１に供給して、第１バッテリ３１を急速充電しつつ、第２バッテリ３２の電力を電動モータ４に供給して、無人搬送車１を稼働させることができる。この急速充電では、充電時間が均等充電より短く、数時間以内であり、充電電圧が均等充電より低く、約１２０Ｖである。

＜第２バッテリの急速充電時＞
無人搬送車１の稼働時に、仮に第２バッテリ３２の負担が第１バッテリ３１の負担より大きいと、第２バッテリ３２の充電量が不足して、第２バッテリ３２の電圧値Ｖ２が大きく低下することになる。この状況において、制御装置６０は、第１バッテリ３１の電圧値Ｖ１及び第２バッテリ３２の電圧値Ｖ２を入力しているため、電圧値Ｖ１，Ｖ２が所定値より小さいか否かを判断し、電圧値Ｖ１が所定値より大きく且つ電圧値Ｖ２が所定値より小さいと判定する。これにより、制御装置６０は、第２バッテリ３２に急速充電が必要であると判断し、第２バッテリ３２が急速充電されるように制御する。

この場合、上述した第２バッテリ３２を均等充電する場合と同様、制御装置６０が、エンジン１０を駆動させて発電機２０を発電し、図５に示すように、第１充電回路７１と第２充電回路７２と第１電力供給回路８１と第２電力供給回路８２とを制御する。これにより、発電機２０が発生した電力を第２バッテリ３２に供給して、第２バッテリ３２を急速充電しつつ、第１バッテリ３１の電力を電動モータ４に供給して、無人搬送車１を稼働させることができる。なお、第１バッテリ３１又は第２バッテリ３２の急速充電が完了した後では、制御装置６０が図３に示した通常時に戻るように、エンジン１０を停止させ、第１充電回路７１、第２充電回路７２、第１電力供給回路８１、第２電力供給回路８２を全てオンラインにする。

＜本実施形態の作用効果＞
本実施形態の無人搬送車１によれば、通常時には、図３に示すように、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２の電力によって、電動モータ４を駆動させることができ、無人搬送車１を稼働させることができる。そして、第１バッテリ３１を均等充電する場合であっても、図４に示すように、発電機２０が発生した電力を第１バッテリ３１に供給して、第１バッテリ３１を均等充電しつつ、第２バッテリ３２の電力を電動モータ４に供給して、無人搬送車１を稼働させることができる。同様に、第２バッテリ３２を均等充電する場合であっても、図５に示すように、発電機２０が発生した電力を第２バッテリ３２に供給して、第２バッテリ３２を均等充電しつつ、第１バッテリ３１の電力を電動モータ４に供給して、無人搬送車１を稼働させることができる。こうして、均等充電する際に、無人搬送車１を数〜十数時間停止させる必要がなくて、無人搬送車１の運用効率が低下することを防止できる。

言い換えると、無人搬送車１の走行中に、第１バッテリ３１又は第２バッテリ３２を均等充電することができるため、無人搬送車１を常に稼働し続けることができ、従来に比べて運用効率を向上させることができる。特に、製鉄所や造船所等では、複数の無人搬送車１が２４時間稼働し続けている状況であるため、本実施形態のように、無人搬送車１が走行中に均等充電できることによって、運用効率を大幅に向上させることができる。

また、本実施形態の無人搬送車１によれば、電力を発生する発電装置の構成が、エンジン１０と発電機２０であるため、充電（均等充電、急速充電）するときに必要な電力を十分に発生させることができる。そして、制御装置６０は、充電が必要なときにのみ、エンジン１０及び発電機２０を駆動させることで、エンジン１０の燃料消費量及び発電機２０の発電量を効率的にコントロールすることができる。

また、本実施形態の無人搬送車１によれば、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２を、１カ月毎に交互に均等充電して、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２の寿命を延ばすことができる。こうして、極めてシンプルな方法で、第１バッテリ３１の寿命と第２バッテリ３２の寿命とに偏りが生じることを防止できる。

また、本実施形態の無人搬送車１によれば、電圧値Ｖ１又は電圧値Ｖ２が所定値より小さくなると、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２のうち電圧値が小さい方を急速充電する。そして、このときには、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２のうち電圧値が大きい方の電力によって、電動モータ４が駆動する。従って、第１バッテリ３１の充電量又は第２バッテリ３２の充電量が不足しているときに、無人搬送車１を走行させながら、充電量が不足している第１バッテリ３１又は第２バッテリ３２を自動的に急速充電することができる。

次に、本実施形態の変形実施形態を図６を用いて説明する。図６は、変形実施形態の無人搬送車の駆動システムを示した図である。上述した本実施形態では、２個のバッテリ（第１バッテリ３１、第２バッテリ３２）が搭載され、２系統の電力供給ラインが設けられているが、変形実施形態では、図６に示すように、３個のバッテリ（第１バッテリ３１、第２バッテリ３２、第３バッテリ３３）が搭載され、３系統の電力供給ラインが設けられている。

そして、第３バッテリ３３の構成は、第１バッテリ３１及び第２バッテリ３２の構成と同様であり、第３電圧センサ５３は、第３バッテリ３３の電圧値Ｖ３を常に検出（監視）していて、検出した電圧値Ｖ３を制御装置６０に出力する。制御装置６０は、第３バッテリ３３の電圧値Ｖ３に基づいて、第３バッテリ３３の充電量を推定するようになっている。また、制御装置６０は、第３充電回路７３のオンライン・オフラインの切換えを制御するとともに、第３電力供給回路８３のオンライン・オフラインの切換えを制御する。

この変形実施形態によれば、第１バッテリ３１の均等充電を行っている間、第２バッテリ３２の電力と第３バッテリ３３の電力によって、電動モータ４を駆動させることができる。また、第２バッテリ３２の均等充電を行っている間、第１バッテリ３１の電力と第３バッテリ３３の電力によって、電動モータ４を駆動させることができる。同様に、第３バッテリ３３の均等充電を行っている間、第１バッテリ３１の電力と第２バッテリ３２の電力によって、電動モータ４を駆動させることができる。

ここで、変形実施形態の３個のバッテリの合計電池容量と、上述した本実施形態の２個のバッテリの合計電池容量とが同じであると仮定する場合、変形実施形態では、均等充電時に、合計電池容量の３分の２で、電動モータ４を駆動させることになる。一方、本実施形態では、均等充電時に、合計電池容量の２分の１で、電動モータ４を駆動させることになる。従って、変形実施形態では、本実施形態に比べて、均等充電時に、電動モータ４に費やす電池容量を大きくすることができ、電池容量の不足に伴って無人搬送車の運行距離や速度が落ちる事態を防止できる。その他の変形実施形態の作用効果は、本実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

以上、本発明に係る大型搬送車両について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施形態では、１カ月毎に、第１バッテリ３１と第２バッテリ３２とを交互に均等充電したが、急速充電（充放電）の回数が所定回数に達する毎に、第１バッテリ３１と第２バッテリ３２とを交互に均等充電しても良い。
また、本実施形態及びその変形実施形態では、発電装置をエンジン１０と発電機２０とで構成したが、発電装置の構成は適宜変更可能であり、例えば燃料電池を用いた装置であっても良い。

また、本実施形態及びその変形実施形態では、バッテリ３１，３２，３３を複数の電池セルである鉛蓄電池で構成したが、電池セルの構成は適宜変更可能であり、例えば、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池であっても良い。なお、電池セルがニッケル水素又はニッケルカドミウム電池である場合には、均等充電時に、充電回路７１，７２，７３が、バッテリ３１，３２，３３に対して完全放電と満充電とを数回繰り返すようになっている。

また、本実施形態及びその変形実施形態では、２個のバッテリ又は３個のバッテリを設け、２系統の電力供給ライン又は３系統の電力供給ラインを設けたが、４個以上のバッテリを設け、４系統以上の電力供給ラインを設けても良い。

また、本実施形態及びその変形実施形態では、大型搬送車両が無人搬送車１であるが、無人搬送車に限定されるものではなく、適宜変更可能である。例えば、バッテリの電力によって電動モータを駆動させるとともに、発電機が発生する電力によって電動モータを駆動させるハイブリッド式の有人搬送車両であっても良い。

１無人搬送車
４電動モータ
１０エンジン
２０発電機
３１第１バッテリ
３２第２バッテリ
３３第３バッテリ
４０モータドライバ
５１第１電圧センサ
５２第２電圧センサ
５３第３電圧センサ
６０制御装置
７１第１充電回路
７２第２充電回路
７３第３充電回路
８１第１電力供給回路
８２第２電力供給回路
８３第３電力供給回路

Claims

複数の電池セルで構成されたバッテリの電力によって電動モータが複数の車輪を回転させる大型搬送車両において、
前記電動モータに充電した電力を供給可能な第１バッテリ及び第２バッテリと、
前記第１バッテリ及び前記第２バッテリが充電するための電力を発生する発電装置と、
前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの充放電、前記発電装置の発電、前記電動モータの駆動を制御可能な制御装置が設けられ、
前記制御装置は、
通常時に、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの電力によって前記電動モータを駆動させ、
均等充電時に、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの何れか一方の電力によって前記電動モータを駆動させ、且つ前記発電装置を駆動させて発生した電力によって前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの何れか他方を均等充電させるように構成されていることを特徴とする大型搬送車両。
請求項１に記載された大型搬送車両において、
前記発電装置は、前記制御装置によって駆動が制御されるエンジンと、このエンジンの動力によって駆動する発電機とを備えて構成されていることを特徴とする大型搬送車両。
請求項１又は請求項２に記載された大型搬送車両において、
前記制御装置は、一定期間毎に、前記第１バッテリと前記第２バッテリとを交互に均等充電するように構成されていることを特徴とする大型搬送車両。
請求項１乃至請求項３の何れかに記載された大型搬送車両において、
前記第１バッテリの電圧値を検出する第１電圧センサ及び前記第２バッテリの電圧値を検出する第２電圧センサが設けられ、
前記制御装置は、検出された電圧値が所定値より小さいときに、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリのうち電圧値が小さい方を前記発電装置が発生した電力によって急速充電させ、且つ前記第１バッテリ及び前記第２バッテリのうち電圧値が大きい方の電力によって前記電動モータを駆動させるように構成されていることを特徴とする大型搬送車両。