JP4461156B2 - 放電装置 - Google Patents

Description

本発明は、電荷の大きなバッテリやキャパシタの放電を行うために用いられる放電装置に関する。

従来、バッテリの放電を行う放電装置が知られている（例えば、特許文献１）。このような放電装置では、放電用の負荷抵抗からの発熱を抑制するために、ＬＥＤが用いられている。また、降下電圧の異なる複数のＬＥＤを用いることで、発熱を抑制しつつ放電終止電圧まで確実に放電可能である。

実開平０６−２６１６０号公報

しかしながら、バッテリフォークリフトに代表されるような電動式の作業車両においては、主電源となるバッテリや補助電源となるキャパシタに蓄電されている電荷が極めて大きいため、ＬＥＤを利用した放電装置では放電時間がかかってしまい、放電終了後に行われるメンテナンスが大幅に遅れるという問題がある。
放電時間を短縮させるために、大量のＬＥＤを用いて消費電力を大きくしてもよいが、それでは放電回路が複雑になって製造コストが高くなる。
また、放電時間を短縮させるためには、負荷抵抗を用いた放電も考えられが、負荷抵抗での発熱量がＬＥＤと比較して格段に大きく、放電装置の取扱等が煩雑になる。

本発明の目的は、大きな電荷を有した蓄電装置からの放電を短時間でできるとともに、安価に製作でき、かつ取扱性も簡便にできる放電装置を提供することにある。

請求項１に係る発明に放電装置は、バッテリおよびキャパシタで構成された蓄電装置と、前記バッテリに接続される接続ケーブルと、前記キャパシタに接続される接続ケーブルと、前記バッテリおよびキャパシタに前記各接続ケーブルを介して接続される負荷抵抗が設けられた放電回路と、前記放電回路を遮断する回路遮断装置と、前記負荷抵抗とは直列の関係で前記放電回路に接続され、かつ当該負荷抵抗を冷却する冷却装置と、前記蓄電装置の電圧を検出する電圧検出回路と、この電圧検出回路で検出された電圧を表示する電圧表示手段と、これらの放電回路、冷却装置、電圧検出回路、および電圧表示手段が収容されるケースと備えていることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る放電装置は、請求項１に記載の放電装置において、前記負荷抵抗が可変負荷抵抗であるか、前記負荷抵抗が抵抗値の異なる複数の中から選択的に選ばれて用いられるか、複数の負荷抵抗の組み合わせにより異なる抵抗値を作り出すように構成されているかの、いずれか１つが採用されていることを特徴とする。

以上において、請求項１の発明によれば、負荷抵抗を用いることで、電荷の大きな蓄電装置の放電を行ったとしても、放電を速やかに行うことができるうえ、冷却装置を駆動することでの電力消費によっても放電を促進できる。また、負荷抵抗で生じる熱を冷却装置で冷却できるうえ、全体がケースで覆われるから、熱による影響がなく、取扱性が阻害される心配がない。そして、従来のようなＬＥＤを多用しないため、放電回路を簡素にでき、製造コストを安価にできる。

請求項２の発明によれば、負荷抵抗側の抵抗値を可変にできるため、放電が進んで電圧低下した場合でも、放電性能を良好に維持でき、放電終止電圧までの放電をより速やかに行える。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用されるバッテリフォークリフト１を示す側面図である。このフォークリフト１は、主電源となるバッテリユニット２の他、制動時の回生エネルギを蓄電する補助電源としてのキャパシタ３を備えている。つまり、フォークリフト１は、バッテリユニット２およびキャパシタ３といった２系統の電源を有するバッテリハイブリッドである。

バッテリユニット２は、電気自動車等で用いられる複数のバッテリ４と、これらのバッテリ４が収容されたさらに上部に配置される電源コントローラ５とを備えており、バッテリ４とキャパシタ３とは電源コントローラ５を介して電気的に接続されている。具体的には、所定の数ずつ直並列に接続されたバッテリ４が電源コントローラ５内の系統電圧ラインに接続され、この系統電圧ラインにキャパシタ３がバッテリコネクタ６を介して接続されている。

このようなバッテリ４およびキャパシタ３は、本発明の蓄電装置であり、これらに充電されている電力は、メインコントローラ７等に供給される。メインコントローラ７は、走行用の図示しない電動モータや、荷役用の作業機８を駆動するための図示しない電動モータ（油圧ポンプ）を駆動制御している。従って、これらの電動モータに電力を供給することとなるバッテリ４やキャパシタ３の電荷は非常に大きい。この際、フォークリフト１において、車両のメンテナンスを行う場合には、それらの電荷を略完全に放電する必要があり、そのために、図２に示す放電装置１０が用いられる。

図２は、放電装置１０を示す外観斜視図、図３は、その大略構成を示すブロック図である。図２において、放電装置１０は、熱の影響を受けにくい金属製や樹脂製のケース１１を備えた構成であり、ケース１１の側面には、放電を開始・停止させるオンオフスイッチ１２およびターミナルブロック１３が設けられ、また、冷却風を吸い込むかまたは排出する開口部１４や、ケーブル引き出し用の丸孔１５が設けられている。

ターミナルブロック１３には、キャパシタ３に接続される接続ケーブル１６が結線されている。開口部１４の外側にはガード１７が設けられ、内部には冷却ファン等の冷却装置１８が設けられている。丸孔１５からは、電源コントローラ５（バッテリ４）に接続される接続ケーブル１９が引き出されている。

接続ケーブル１６の先端には、バッテリコネクタ６を構成するものと同じプラグ６Ａが取り付けられている。このプラグ６Ａは、キャパシタ３側に接続された図示しないレセプタクルと嵌合され、放電装置１０がキャパシタ３に電気的に接続される。接続ケーブル１９の先端にはクリップ２１が設けられ、電源コントローラ５側のプラグや、電源コントローラ５内の適宜な電気回路上の接点に接続され、放電装置１０が電源コントローラ５の蓄電部に接続される。

ケース１１内には、可変負荷抵抗２２を有した放電回路２３が適宜な回路基板の形態で配置されている。放電回路２３には、可変負荷抵抗２２とは直列の関係でスイッチ１２、冷却装置１８、およびブレーカ等の回路遮断装置２４が接続されている。つまり、冷却装置１８は、接続されたキャパシタ３やバッテリからの電力で駆動される。このような冷却装置１８は、放電中に発熱する可変負荷抵抗２２を冷却するために設けられている。

放電回路２３においては、可変負荷抵抗２２や冷却装置１８とは並列の関係で電圧検出回路２５が接続されている。電圧検出回路２５は、逐一放電が進むキャパシタ３や電源コントローラ５の蓄電部の電圧を検出し、電圧表示手段２６に表示信号を出力して表示させる。

この際、電圧表示手段２６の電源は、電圧検出回路２５を介してキャパシタ３やバッテリ４から供給されることが望ましい。電圧表示手段２６としては、液晶パネルやＬＥＤを用いた種々のインジケータ類を適用できるうえ、電圧検出回路２５での検出電圧に応じて振れる指針式であってもよい。このような電圧表示手段２６は、ケース１１において、接続ケーブル１６，１９が引き出された側とは反対側に設けられる。

さらに、本実施形態では、可変負荷抵抗２２が用いられていることで、その抵抗を可変操作するための操作部２７が設けられている。操作部２７も、ケース１１において、電圧表示手段２６と同じ側に設けられる。表示電圧が下がり、放電量が少なくなってきたと判断した場合には、この操作部２７を操作することにより、可変負荷抵抗２２での抵抗を小さくすればよく、放電終止電圧に達するまでの放電を確実に行えるようになっている。このような操作部２７も、ケース１１において、接続ケーブル１６，１９が引き出された側とは反対側に設けられる。

ただし、このような可変負荷抵抗２２の代わりに、抵抗値の異なる負荷抵抗を複数設けておき、放電状態に応じて使用する負荷抵抗を切り換えるように構成してもよいし、複数の負荷抵抗の組み合わせによって異なる抵抗値を作り出す構成であってもよい。

以上のような放電装置１０によれば、放電を迅速に行えるとともに、製造コストも安価で、かつ発熱により取扱性が阻害されるといった心配がなく、本発明の目的を十分に達成できる。

なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明は、バッテリやキャパシタからの電気エネルギで駆動されるフォークリフトや、小型の油圧ショベル、ホイールローダ等の作業車両において、メンテナンスを行う際の放電作業に好適に利用できる。

本発明が適用されるバッテリフォークリフトを示す側面図。 本発明の一実施形態に係る放電装置を示す外観斜視図。 放電装置の大略構成を示すブロック図。

符号の説明

３…蓄電装置であるキャパシタ、４…蓄電装置であるバッテリ、１０…放電装置、１１…ケース、１８…冷却装置、２２…負荷抵抗である可変負荷抵抗、２３…放電回路、２５…電圧検出回路、２６…電圧表示手段。

Claims (2)

1. バッテリおよびキャパシタで構成された蓄電装置と、
   前記バッテリに接続される接続ケーブルと、
   前記キャパシタに接続される接続ケーブルと、
   前記バッテリおよびキャパシタに前記各接続ケーブルを介して接続される負荷抵抗が設けられた放電回路と、
   前記放電回路を遮断する回路遮断装置と、
   前記負荷抵抗とは直列の関係で前記放電回路に接続され、かつ当該負荷抵抗を冷却する冷却装置と、
   前記蓄電装置の電圧を検出する電圧検出回路と、
   この電圧検出回路で検出された電圧を表示する電圧表示手段と、
   これらの放電回路、冷却装置、電圧検出回路、および電圧表示手段が収容されるケースと備えている
   ことを特徴とする放電装置。
2. 請求項１に記載の放電装置において、
   前記負荷抵抗が可変負荷抵抗であるか、
   前記負荷抵抗が抵抗値の異なる複数の中から選択的に選ばれて用いられるか、
   複数の負荷抵抗の組み合わせにより異なる抵抗値を作り出すように構成されているかの、いずれか１つが採用されている
   ことを特徴とする放電装置。

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