JP2666389B2 - 電気車のバッテリ保守管理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は電気車のバッテリ保守管理装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 一般に、バッテリフォークリフトをはじめとする電気
車においては、バッテリケース内に収納したバッテリか
らの電力により走行系電気部位が駆動され、車両の走行
が行われる。このバッテリは容量が少なくなると充電さ
れ、再度使用されるものであるが、その寿命（充電可能
回数）は平素の管理によって異なってくる。即ち、バッ
テリ液を充分に確保するとともに、このバッテリ液の温
度を30℃に保ち、バッテリの放電量が全容量の75％未満
の状態で充電を行うと、1200回の充電が可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記したバッテリ液の量は液面センサにて、バッテリ
容量は電圧センサにてそれぞれ監視され、これらが所定
値を下回ったとき、ランプの点滅等により警告表示され
ることにより作業者の注意を喚起するようになってい
る。

ところが、これらセンサは単にその時点におけるバッ
テリ液量及びバッテリ容量をそれぞれ管理するに過ぎ
ず、バッテリの残存使用寿命、即ち充電可能回数を具体
的に示すものではない。従って、作業者が不注意で警告
表示を見落とした場合等には、バッテリ液の補充等が適
切に行われることがなく、バッテリの使用寿命の短縮を
招来することになる。

この発明は上記した問題点を解消するためになされた
ものであり、その目的はバッテリの保全管理や適正な充
電環境に関し、作業者の注意を啓発し、バッテリの使用
寿命を延ばすことが可能な電気車のバッテリ保守管理装
置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記した課題を解決するために、予め設定
された回数だけ充電可能なバッテリを車両に搭載し、同
バッテリの電解液の不足を検出する液面センサ、前記電
解液の温度を検出する液温センサ及びバッテリの容量を
検出するバッテリ電圧計とを備えた電気車のバッテリ保
守管理装置であって、前記バッテリを充電する充電器に
バッテリの充電を指示する充電指示手段と、前記バッテ
リの電解液の量に対応するバッテリの寿命短縮ポイン
ト、同じく電解液の温度に対応するバッテリの寿命短縮
ポイント、バッテリの放電率に対応するバッテリの寿命
短縮ポイント、バッテリの充電率に対応するバッテリの
寿命短縮ポイントとを記憶する第１の記憶手段と、 前記バッテリの残存充電可能回数を記憶する第２の記
憶手段と、前記充電指示手段の指示により充電器がバッ
テリを充電するとき、前記液温センサ、液面センサ及び
バッテリ電圧計の各計測値、さらにはバッテリの充電率
にそれぞれ対応する寿命短縮ポイントを第１の記憶手段
から読出し、この寿命短縮ポイントを前記充電可能回数
から減算して残存充電可能回数を演算し、これを第２の
記憶手段に記憶させる演算手段と、前記演算手段の演算
した残存充電可能回数を表示する表示手段とからなるこ
とをその要旨とする。

［作用］ 充電指示手段の指示により充電器がバッテリを充電す
るとき、液温センサ、液面センサ及びバッテリ電圧計の
各計測値、バッテリの充電率にそれぞれ対応する寿命短
縮ポイントを第１の記憶手段から読出し、演算手段がこ
の寿命短縮ポイントを充電可能回数から減算して残存充
電可能回数を演算する。前記演算手段の演算した残存充
電可能回数は第２の記憶手段に記憶されるとともに表示
手段に表示される。

［実施例］ 以下、この発明をバッテリフォークリフトのバッテリ
保守管理装置に具体化した一実施例を図面に従って詳述
する。

第１図において、フォークリフトの運転室の後部に設
けたバッテリケース１内には複数個のバッテリセル２が
収納され、これらバッテリセル２内のバッテリ液の量を
一括して測定する液面センサ３が吊下されている。ま
た、前記バッテリセル２中の１個の内側面には液温セン
サ４が固着され、これによってバッテリ液の温度が計測
されるとともに、バッテリセル２に接続したバッテリ電
圧計５により全バッテリセル２の容量が一括的に計測さ
れる。

また、車両の運転室の前部にはフロントプロテクタの
一部をなすブラケット６が立設され、この上面には充電
器７を収納する箱体８が配置されている。前記充電器７
は図示しないハーネスを介してバッテリケース１内の各
バッテリセル２と接続され、前記バッテリセル２の普通
充電をある設定回数だけ行うと自動的に均等充電を行う
ようになっている。

前記箱体８の一側面には第２図に示す操作スイッチパ
ネル９が配置され、車両の電気系統を作動させるキース
イッチ10、充電器７にバッテリセル２を充電させるため
の充電指示手段としての充電スイッチ11が上下に設けら
れている。また、これに隣接配置した表示スイッチパネ
ル12には切換スイッチ13、モード設定スイッチ14、アッ
プスイッチ15及びダウンスイッチ16が設けられている。

さらに、箱体８の別の側面には第３図（ａ），（ｂ）
にそれぞれ示すように、液晶パネルよりなる表示手段と
しての表示装置17が設けられている。この表示装置17は
第３図（ａ）に示す走行表示モード、第３図（ｂ）に示
すバッテリダメージ表示モード、その他図示しない荷役
作業表示モード、自己診断表示モードに切換可能になっ
ている。そして、この表示装置17は前記スイッチパネル
12の各スイッチ13〜16の単独操作及び適宜に組合せ操作
することにより上記したようにモードが変換される。

前記表示装置17には10段階の点灯表示を行ってバッテ
リ電圧計５の計測値に基いてバッテリ残存容量を表示す
るバッテリ容量表示計18が設けられ、第３図（ａ）に示
すようにバッテリ残存容量が所定値を下回ったときには
点灯表示から点滅表示に切換えられて作業者の注意を促
す。また、液面警告マーク19は液面センサ３がバッテリ
液の不足を検出した時にのみ表示される。前記容量表示
計18の下方には８段階のレベルメータ20が配置され、走
行・荷役パワーコントロール等、車両の作業モードに従
って８つのセグメントのうちの所定の個数を点灯させ
て、各作業モードにおけるパワー基準値を作業者に確認
させる。また、速度表示計21には走行表示モードにおい
て車速がデジタル表示され、表示計21の下方に配置した
横長のアワーメータ22には走行作業に費やした時間がデ
ジタル表示される。

前記充電スイッチ11が操作されると表示装置17のモー
ドが充電表示モードに設定され、速度表示計21にはバッ
テリ充電中であることを示す「AC」表示が行われる。そ
して、充電時における液面センサ３、液温センサ４、バ
ッテリ電圧計５の各測定値や充電器７によるバッテリの
均等充電時及び普通充電時における充電率にそれぞれ従
って短縮されるバッテリの使用寿命、即ち残存充電可能
回数がアワーメータ22にデジタル表示される。

前記液面センサ３、液温センサ４及びバッテリ電圧計
５と表示装置17とを結ぶ電気的構成について以下に説明
する。第４図に示すように、前記液面センサ３、液温セ
ンサ４、バッテリ電圧計５、キースイッチ10及び充電ス
イッチ11及び充電器７はそれぞれ演算手段としての中央
処理装置（CPU）23に接続されている。また、CPU23には
制御用プログラムを記憶した第１の記憶手段としての読
出し専用メモリ（ROM）24、演算結果等を一時的に記憶
する読出し及び書替え可能なメモリ（RAM）25、EPROM等
の不揮発性メモリよりなる第２の記憶手段としての充電
回数メモリ26、さらには前記表示装置17がそれぞれ接続
されている。

また、ROM24の記憶内容について以下に述べる。即
ち、第５図に示すように、前記ROM24内は液温領域33、
液温領域34、放電率領域35、充電率領域36の４つの領域
が設けられている。第６図（ａ）に示すように、前記液
温領域33には液温センサ４から入力されるデータ27に対
応する液温を−10℃から50℃の間を20゜の上下幅を備え
た温度範囲28に区分し、各温度範囲28毎に充電が行われ
た場合にバッテリ寿命が短縮されるポイントＷ（＝０〜
0.7）、即ちバッテリ充電可能回数の減少値が書込まれ
ている。また、第６図（ｂ）に示すように、液量領域34
においては表示装置17に液面警告マーク19が表示された
後に、即ち電解液が不足した状態で充電が行われた回数
を零回と以後１回から15回までを３回及び４回の幅で区
分した複数の警告後充電回数範囲29にそれぞれ対応する
ようにバッテリ寿命短縮ポイントＶ（＝０〜15）が記録
されている。

さらに、第６図（ｃ）に示すように、放電率領域35に
は充電直前におけるバッテリ容量30を零から10までの11
段階に区分し、各バッテリ容量30に応じた放電率31及び
同放電率31に対応するバッテリ寿命短縮ポイントＸ（＝
0.1〜2.0）が記録されている。第６図（ｄ）に示すよう
に、前記充電率領域36には充電器７における通常充電時
及び均等充電時における充電率32に従ったバッテリ寿命
短縮ポイントＹ（＝０）,Z（＝０・３）が記録されてい
る。

なお、バッテリ液を充分に確保（Ｖ＝０）するととも
に、液温を30℃（Ｗ＝０）に保ち、75％未満の放電状態
（Ｘ＝1.0）で充電すると、バッテリは1200回の充電が
可能に設定されている。そして、初回のバッテリ充電に
あたり、充電スイッチ11の操作に伴い前記液面センサ
３、液温センサ４及びバッテリ電圧計５の検出値に基く
各信号、充電器７の行う普通充電または均等充電に基く
信号がCPU23に出力されると、同CPU23は各信号に従う４
つのバッテリ寿命短縮ポイントＶ〜Ｚを順次ROM24内か
ら読出し、各短縮ポイントＶ〜Ｚを充電可能回数に対応
して設定した1200ポイントのバッテリ寿命総ポイントか
ら減算し、最終的な減算値を残存充電可能回数Ａとして
充電回数メモリ26内に格納するとともに、表示装置17の
アワーメータ22に表示する。このあと、充電器７による
バッテリ充電毎に短縮ポイントが演算され、メモリ26内
に記憶された前回の充電に基く残存充電可能回数（旧残
存充電可能回数）Ａから演算値が減算されて算出される
新たな残存充電可能回数（新残存充電可能回数）Ｂに従
いメモリ26の記憶内容が書替えられるとともに、この新
残充電可能回数Ｂがアワーメータ22にデジタル表示され
る。

さて、上記した保守管理装置の作用について第７図に
従って説明する。

ステップ（以下Ｓという）S1において充電スイッチ11
が入力操作されると、表示装置17のモードが充電表示モ
ードに設定され、S2において速度表示計21に「AC」マー
クが表示されるとともに、アワーメータ22に旧残存充電
可能回数Ａが数値表示される。このあと、CPU23はバッ
テリ容量30及び旧残存充電可能回数Ａをメモリ26から読
出し、S3にてこのバッテリ容量30に従う放電率31に応じ
た寿命短縮ポイントＸを旧残存充電可能回数Ａから減じ
て値A1を求める。

続いて、S4にて充電器７が普通充電を行っていること
が確認されると、S5にて減算値A1から寿命短縮ポイント
Ｙを減算した値A2が演算される。次に、S6にて液面セン
サ３からの信号に従い電解液の不足が確認されると、S7
において警告後充電回数に１が加算されたのち、S8でこ
の値が属する回数範囲29に対応する寿命短縮ポイントＶ
を前記減算値A2から減じて値A3が求められる。

このあと、S9において液温センサ４からデータ27が入
力されると、S10でこのデータ27と対応する液温の属す
る温度範囲28に応じた寿命短縮ポイントＷを前記減算値
A3から減算して新残存充電可能回数Ｂが求められ、S11
にてこの新残存充電可能回数Ｂが表示装置17の速度表示
計21に数値表示されるとともに、この値に従って充電回
数メモリ26内の旧残存充電可能回数Ａを書替えて、S1に
復帰する。

なお、S4において均等充電が行われているときには、
S12に移行して、S3で求めた減算値A1から寿命短縮ポイ
ントＺが減じられて減算値A2が求められる。また、S6に
て電解液が不足していないときには、警告後充電回数は
充電前の値のままに保持されてS6aにおいて値A2を値A3
として、S9に移行する。

上記したように、本実施例においてはバッテリ充電時
に不可避のバッテリ損失を各種センサ等から入力される
値に基き演算してバッテリ使用寿命、即ちバッテリ充電
減少回数を求め、予め設定したバッテリの充電可能回数
から上記したバッテリ充電減少回数を減算することによ
り、各充電の終了時におけるバッテリの残存充電可能回
数を求めることができる。

このバッテリ残存充電回数は充電毎に求められ、これ
が不揮発性メモリよりなる充電回数メモリ26内に格納さ
れる。よって、キースイッチ10の操作により電気系統の
稼動を停止した後でもメモリ26に記憶された残存充電可
能回数は消去されることはなく、次回の充電に先立ち表
示装置17の速度表示計21にこれが表示される。従って、
バッテリの使用寿命や劣化状況は常に作業者に確認さ
れ、作業者の保全管理意識が啓発される。

なお、この発明は上記した実施例に拘束されるもので
はなく、例えば、 バッテリフォークリフト以外の他の電気車を採用した
り、 第２の記憶手段としてEPROMに代えてバックアップ機
能を備えたメモリを採用したり、 バッテリの充電可能回数を1200回に限らず、他の数値
に設定し、これに対応して各種寿命短縮ポイントを設定
したり、 液温センサに代えて、機台の他の部分の温度を計測す
る温度計を使用したり、 精度を若干低下させてもよい場合には一部のセンサを
省略し、センサの数を少なくしてCPUの負荷を軽減した
り、 充電器のコントロール機能、バッテリ容量の算出機能
などをCPUに内臓する、 等、発明の趣旨から逸脱しない限りにおいて任意の変更
は無論可能である。

［効果〕 以上詳述したように、この発明によればバッ
テリの保全管理や適正な充電環境に関し、作業者の注意
を確実に啓発し、バッテリをその使用寿命を延ばすこと
が可能となるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はバッテリフォークリフトを示す側面図、第２図
はスイッチパネルを示す平面図、第３図（ａ）及び
（ｂ）はそれぞれ走行作業表示モード及びバッテリダメ
ージ表示モードにある表示装置を示す平面図、第４図は
この発明の電気的構成を示すブロック回路図、第５図は
ROM内の記憶領域を説明する説明図、第６図（ａ）〜
（ｄ）はそれぞれ各記憶領域における記憶内容を示す説
明図、第７図はCPUの動作を説明するフローチャートで
ある。 バッテリ２、液面センサ３、液温センサ４、バッテリ電
圧計５、充電器７、充電指示手段としての充電スイッチ
11、表示手段としての表示装置17、演算手段としてのCP
U23、第１の記憶手段としてのROM24、第２の記憶手段と
しての充電回数メモリ26、放電率31、充電率32、寿命短
縮ポイントV,W,X,Y,Z。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め設定された回数だけ充電可能なバッテ
   リを車両に搭載し、同バッテリの電解液の不足を検出す
   る液面センサ、前記電解液の温度を検出する液温センサ
   及びバッテリの容量を検出するバッテリ電圧計とを備え
   た電気車のバッテリ保守管理装置であって、 前記バッテリを充電する充電器にバッテリの充電を指示
   する充電指示手段と、 前記バッテリの電解液の量に対応するバッテリの寿命短
   縮ポイント、同じく電解液の温度に対応するバッテリの
   寿命短縮ポイント、バッテリの放電率に対応するバッテ
   リの寿命短縮ポイント、バッテリの充電率に対応するバ
   ッテリの寿命短縮ポイントとを記憶する第１の記憶手段
   と、 前記バッテリの残存充電可能回数を記憶する第２の記憶
   手段と、 前記充電指示手段の指示により充電器がバッテリを充電
   するとき、前記液温センサ、液面センサ及びバッテリ電
   圧計の各計測値、さらにはバッテリの充電率にそれぞれ
   対応する寿命短縮ポイントを第１の記憶手段から読出
   し、この寿命短縮ポイントを前記充電可能回数から減算
   して残存充電可能回数を演算し、これを第２の記憶手段
   に記憶させる演算手段と、 前記演算手段の演算した残存充電可能回数を表示する表
   示手段と を備えた電気車のバッテリ保守管理装置。