JP6157861B2 - Power control device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、電源制御装置に関する。 Embodiments of the present invention relates to a power control equipment.
電動フォークリフトのインバータモータ等の負荷部に電力を供給する二次電池を有するバッテリシステムには、負荷部の駆動が停止している間、二次電池から負荷部への電力の供給を遮断するリレーが設けられている。そして、バッテリシステムにおいては、負荷部を駆動するのに先立って、リレーの二次電池側の端子と接続する負荷部側の端子に電圧を印加するプリチャージ回路を設けて、リレーの二次電池側の端子と負荷部側の端子とを同電位とする。これにより、負荷部の駆動を開始するためにリレーをオン状態にした際、リレーの二次電池側の端子と負荷部側の端子に突入電流が流れないようにして、リレーの溶着を防止している。 In a battery system having a secondary battery that supplies power to a load unit such as an inverter motor of an electric forklift, a relay that cuts off the supply of power from the secondary battery to the load unit while driving of the load unit is stopped Is provided. In the battery system, prior to driving the load unit, a precharge circuit for applying a voltage to a terminal on the load unit side connected to a terminal on the secondary battery side of the relay is provided, and the secondary battery of the relay is provided. The terminal on the side and the terminal on the load section side have the same potential. As a result, when the relay is turned on to start driving the load section, inrush current does not flow between the secondary battery side terminal and the load section side terminal of the relay, thereby preventing relay welding. ing.
しかしながら、従来のバッテリシステムにおいては、プリチャージ回路を設けなければ、負荷部を駆動するのに先立って、リレーの二次電池側の端子と負荷部側の端子とを同電位とすることができないため、バッテリシステムの小型化および軽量化を図ることができない、という課題がある。 However, in the conventional battery system, if the precharge circuit is not provided, the secondary battery side terminal and the load part side terminal of the relay cannot be set to the same potential prior to driving the load part. Thus, there is a problem that the battery system cannot be reduced in size and weight.
実施形態の電源制御装置は、リレーと、短絡部と、検知部と、を備える。リレーは、二次電池と当該二次電池から電力が供給されて駆動する主負荷部との間に接続され、キースイッチがオフ状態となって主負荷部の駆動が停止した場合に二次電池から主負荷部への電力の供給を遮断する。短絡部は、キースイッチがオフ状態となって主負荷部の駆動が停止している間、リレーの二次電池側の端子と主負荷部側の端子とを短絡させて、リレーが有する二次電池側に接続された第１端子とリレーが有する前記主負荷部側に接続された第２端子との間の電位差を、キースイッチがオン状態となった場合に第１端子と第２端子に突入電流が流れるに至る電位差より小さい所定値以下とし、リレーを介した二次電池から主負荷部への電力の供給が停止している間、二次電池からの電力を副負荷部へ供給し、二次電池に過電圧が発生した場合に、二次電池から前記副負荷部への電力の供給を遮断する。検知部は、短絡部により二次電池から副負荷部に供給された電力により駆動し、二次電池の過放電状態の発生を検知する。また、短絡部は、検知部により二次電池の過放電状態が検知された場合に、二次電池から副負荷部への電力の供給を遮断する。 The power supply control device of the embodiment includes a relay, a short circuit unit, and a detection unit . The relay is connected between the secondary battery and the main load unit that is driven by power supplied from the secondary battery, and the secondary battery is activated when the key switch is turned off and the driving of the main load unit is stopped. Cuts off the power supply to the main load. While the key switch is turned off and the driving of the main load unit is stopped, the short-circuit unit short-circuits the secondary battery side terminal of the relay and the main load unit side terminal so that the relay has a secondary The potential difference between the first terminal connected to the battery side and the second terminal connected to the main load part side of the relay is changed between the first terminal and the second terminal when the key switch is turned on. While the supply of power from the secondary battery to the main load unit via the relay is stopped, the power from the secondary battery is supplied to the sub load unit while the potential difference is less than the potential difference that causes the inrush current to flow. When an overvoltage occurs in the secondary battery, the supply of electric power from the secondary battery to the sub load unit is cut off. The detection unit is driven by the power supplied from the secondary battery to the sub load unit by the short circuit unit, and detects the occurrence of the overdischarge state of the secondary battery. In addition, the short-circuit unit interrupts the supply of power from the secondary battery to the sub-load unit when the detection unit detects an overdischarge state of the secondary battery.
図１は、本実施形態にかかる組電池システムを電動フォークリフトに搭載する場合における電動フォークリフトの電気系統の概要構成を示すブロック図である。電動フォークリフトの電気系統１０は、大別すると、電動フォークリフトの駆動用の電力を供給するバッテリパック装置１１（電源装置または電源制御装置の一例）と、バッテリパック装置１１の充電およびバッテリパック装置１１からの給電を受けた動作を行うフォークリフト電気系統部１２と、を備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric system of an electric forklift when the assembled battery system according to the present embodiment is mounted on the electric forklift. The
バッテリパック装置１１は、複数の組電池モジュール１３が並列接続されたバッテリパックモジュール１４と、各組電池モジュール１３の充放電制御を行う電池管理装置（ＢＭＵ：Battery Management Unit）１５と、バッテリパック装置１１全体の制御を行う電池制御装置（ＢＣＵ：Battery Control Unit）１６と、バッテリパックモジュール１４の過電圧を検出した場合にオン状態となる電源遮断制御用リレーユニット１７と、当該電源遮断制御用リレーユニット１７がオン状態になった際に流れる突入電流を防止する電流制限抵抗１８と、電源遮断制御用リレーユニット１７が動作してバッテリパックモジュール１４から過電流が流れることにより溶断されるヒューズ素子１９と、オペレータがキー操作をお子案ってキースイッチ２５（後述する）がオフ状態となった場合にバッテリパックモジュール１４から後述するインバータモータ２２への電力の供給を遮断するリレー１１１と、バッテリパックモジュール１４からインバータモータ２２への突入電流によるリレー１１１の溶着を防止するためのＭＣＣＢ（Molded Case Circuit Breaker）１１２と、フォークリフト電気系統部１２からバッテリパックモジュール１４への電流の逆流を防止する逆流防止ダイオード１１３と、電流制限抵抗１１４と、フォークリフト電気系統部１２が有する充電部２８による充電を許可する充電制御信号を出力する出力端子１１５と、を備えている。
The
フォークリフト電気系統部１２は、フォークリフト電気系統部１２全体を制御する車両制御部（ＥＴＣ）２１と、車両制御部２１の制御下で駆動されるインバータモータ２２と、車両制御部２１の制御下でバッテリパック装置１１からの電力をインバータモータ２２に供給するコンタクタ２３と、オペレータが正しい運転操作位置（例えば、正しい着座位置）にいることを検出してオン状態となるインターロックスイッチ２４と、オペレータのキー操作によりオン状態となるキースイッチ２５と、ヘッドランプ、警告ホーン、ウインカー（方向指示器）等の補機を備えた補機群２６と、オペレータのキー操作により補機群２６に駆動用の電力を供給する補機群用スイッチ２７と、外部の商用電源（例えば、三相交流電源）が接続されて、バッテリパック装置１１から出力された充電制御信号に従ってバッテリパック装置１１を構成しているバッテリパックモジュール１４の充電を行う充電部２８と、過電圧が発生した場合に、インバータモータ２２に流れた過電流により溶断されるヒューズ素子２９と、を備えている。
The forklift
ここで、電動フォークリフトの電気系統１０の概要動作について説明する。通常動作状態においては、オペレータが正しい運転操作位置に至ると、インターロックスイッチ２４がオン状態となる。補機群用スイッチ２７は、常にオン状態であり、ヘッドランプ、警告ホーン、ウインカー（方向指示器）等の補機の操作が可能となっている。
Here, an outline operation of the
続いてオペレータがキー操作を継続すると、キースイッチ２５がオン状態となる。キースイッチ２５がオン状態となると第２配線Ｗ２から車両制御部２１に電力が供給され、すなわち、インターロックスイッチ２４およびキースイッチ２５がオン状態となると、インバータモータ２２が駆動可能な状態となるので、車両制御部２１は、コンタクタ２３をオン状態として、バッテリパック装置１１のバッテリパックモジュール１４から第１配線Ｗ１を介してインバータモータ２２に対して電力を供給するとともに、バッテリパック装置１１のバッテリパックモジュール１４から第１配線Ｗ１とは別系統の第２配線Ｗ２を介して補機群２６に対して電力を供給する。
Subsequently, when the operator continues the key operation, the
この結果、インバータモータ２２は駆動状態となり、電動フォークリフトは駆動され、オペレータにより操作されることとなる。
As a result, the
また、充電動作状態においては、充電部２８に外部の商用電源（例えば、三相交流電源）が接続されて、バッテリパック装置１１を構成しているバッテリパックモジュール１４の充電を行う。この場合において、バッテリパック装置１１全体の制御は、電池制御装置１６によって行われ、組電池モジュール１３の充放電制御は、電池管理装置１５により行われる。具体的には、充電部２８は、出力端子１１５を介して、電池管理装置１５からバッテリパックモジュール１４に対する充電を許可する充電制御信号が入力されてから所定時間、バッテリパックモジュール１４に対する充電を行う。なお、電池管理装置１５は、バッテリパックモジュール１４の電池電圧が過充電状態に至るとされる所定電圧である最大充電電圧となった場合、充電制御信号を、バッテリパックモジュール１４に対する充電の禁止を表す信号に変換して出力端子１１５から出力可能である。
In the charging operation state, an external commercial power source (for example, a three-phase AC power source) is connected to the
オペレータがキー操作を行い、キースイッチ２５がオフ状態なり、インバータモータ２２の駆動が停止した場合、電池制御装置１６は、リレー１１１をオフ状態として、バッテリパックモジュール１４からインバータモータ２２への電力の供給を遮断する。インバータモータ２２の駆動が停止している間、ＭＣＣＢ１１２（短絡部の一例）は、リレー１１１が有するバッテリパックモジュール１４側の端子１１１ｂとインバータモータ２２側の端子１１１ｃとを短絡させて、リレー１１１のバッテリパックモジュール１４側の端子１１１ｂとインバータモータ２２側の端子１１１ｃ間を同電位にする。これにより、ランプ、ホーン等の補機群２６に対して電力供給が可能となる。
When the operator performs a key operation, the
さらに、何らかの理由により第１配線Ｗ１（インバータモータ２２）および組電池モジュール１３の少なくとも一方に過電圧が発生した場合には、電池制御装置１６は、電源遮断制御用リレーユニット１７を構成する二つのリレーユニットをオン状態とする。電源遮断制御用リレーユニット１７を構成する二つのリレーユニットがオン状態となると、ヒューズ素子１９は、当該リレーユニットがオン状態になることにより流れる過電流により溶断される。
Furthermore, when an overvoltage is generated in at least one of the first wiring W1 (inverter motor 22) and the assembled
この結果、電池制御装置１６に対する電源供給も遮断され、電源遮断制御用リレーユニット１７を構成する二つのリレーユニットは再びオフ状態となる。したがって、過電圧を遮断するコンタクタ等を設ける必要が無いので、バッテリパック装置１１の小型化および軽量化を図ることができる。よって、この構成を採用することにより、リレー１１１およびＭＣＣＢ１１２を削減することも可能である。
As a result, power supply to the
ところで、上記バッテリパック装置１１の構成において、組電池モジュール１３は、最大充電電圧６０Ｖ、最小放電電圧３０Ｖの鉛蓄電池を置き換えることを考えると、例えば、４８Ｖ、４００Ａｈの性能を有するリチウムイオン電池として機能することが望まれる。そこで、本実施形態は、２０Ａｈ−２．８Ｖのリチウムイオン電池を二次電池として用いて、組電池モジュール１３を構成している。
By the way, in the configuration of the
ここで、バッテリパック装置１１を構成しているリチウムイオン電池の構成について説明する。従来、鉛蓄電池を用いた平均作動電圧が４８Ｖの中大型機器では、最大充電電圧が６０Ｖ、最小放電電圧がそのモータの下限性能の３０Ｖ程度まで稼動することが要求されていた。
Here, the structure of the lithium ion battery which comprises the
これを従来の代表的なリチウムイオンバッテリで置き換えて最大充電電圧を合わせたとすると、最小放電電圧は、４２Ｖ程度となり、稼働電圧範囲が異なってしまい、単純には置き換えることはできなかった。 If this was replaced with a typical lithium ion battery and the maximum charge voltage was combined, the minimum discharge voltage would be about 42V, the operating voltage range would be different, and could not simply be replaced.
そこで、本実施形態においては、稼働電圧範囲が従来の鉛蓄電池と同様になるようにリチウムイオン電池を設計し、これを用いてバッテリパック装置１１を構成している。すなわち、放電終止電圧に相当する下限ＳＯＣ（State Of Charge）が鉛蓄電池と同等のリチウムイオン電池を設計し、バッテリパック装置１１を構成している。この結果、本実施形態のバッテリパック装置１１によれば、鉛蓄電池とそっくり置き換えることが可能となっている。
Therefore, in the present embodiment, the lithium ion battery is designed so that the operating voltage range is the same as that of the conventional lead storage battery, and the
図２は、本実施形態のバッテリパック装置の電気系統の詳細な構成を示すブロック図である。バッテリパック装置１１は、上述したように、バッテリパックモジュール１４と、電池管理装置１５と、電池制御装置１６と、電源遮断制御用リレーユニット１７と、電流制限抵抗１８と、ヒューズ素子１９と、リレー１１１と、ＭＣＣＢ１１２と、逆流防止ダイオード１１３と、電流制限抵抗１１４と、出力端子１１５と、を備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the electric system of the battery pack device of the present embodiment. As described above, the
リレー１１１は、バッテリパックモジュール１４（二次電池の一例）と当該バッテリパックモジュール１４から電力が供給されて駆動するインバータモータ２２（主負荷部の一例）との間に接続される。そして、リレー１１１は、電池制御装置１６に制御され、オペレータがキー操作を行ってキースイッチ２５がオフ状態となり、インバータモータ２２の駆動が停止した場合に、バッテリパックモジュール１４からインバータモータ２２への電力の供給を遮断する。
具体的には、リレー１１１は、一次側コイル１１１ａ、バッテリパックモジュール１４側に接続された端子１１１ｂ、インバータモータ２２側に接続された端子１１１ｃおよびスイッチ１１１ｄを有している。一次側コイル１１１ａは、インターロックスイッチ２４およびキースイッチ２５がオン状態となりインバータモータ２２が駆動可能な状態となった場合に、電池制御装置１６により電圧が印加され、スイッチ１１１ｄをオン状態にする。これにより、バッテリパックモジュール１４側の端子１１１ｂとインバータモータ２２側の端子１１１ｃとが接続され、バッテリパックモジュール１４からインバータモータ２２に対して電力が供給される。
Specifically, the
一方、一次側コイル１１１ａは、キースイッチ２５がオフ状態となりインバータモータ２２の駆動が停止した場合に、電池制御装置１６による電圧の印加が停止され、スイッチ１１１ｄをオフ状態にする。これにより、バッテリパックモジュール１４側の端子１１１ｂとインバータモータ２２側の端子１１１ｃとの接続が解除され、バッテリパックモジュール１４からインバータモータ２２に対する電力の供給が遮断される。
On the other hand, when the
ＭＣＣＢ１１２は、リレー１１１に並列接続され、インバータモータ２２の駆動が停止している間、バッテリパックモジュール１４側の端子１１１ｂとインバータモータ２２側の端子１１１ｃとを短絡させる。これにより、インバータモータ２２の駆動が停止している間、バッテリパックモジュール１４側の端子１１１ｂとインバータモータ２２側の端子１１１ｃとを同電位に維持することができる。
The
後述するが、本実施形態では、ＭＣＣＢ１１２は、インバータモータ２２の駆動が停止している間、バッテリパックモジュール１４からの電力を補機群２６に供給するため、バッテリパックモジュール１４側の端子１１１ｂとインバータモータ２２側の端子１１１ｃとを同電位に維持できない場合がある。その場合、ＭＣＣＢ１１２は、インバータモータ２２の駆動が停止している間、バッテリパックモジュール１４の電池電圧を端子１１１ｃに印加して、リレー１１１によって接続する端子１１１ｂ，１１１ｃ間の電位差を所定値以下に維持する。ここで、所定値とは、キースイッチ２５がオン状態となりインバータモータ２２が駆動可能な状態になってスイッチ１１１ｄがオン状態となった場合に、端子１１１ｂ，１１１ｃに突入電流が流れるに至る電位差よりも小さい値である。
As will be described later, in this embodiment, the
本実施形態では、インバータモータ２２の駆動が停止している間に端子１１１ｂと端子１１１ｃとを短絡させる短絡部の一例としてＭＣＣＢ１１２を用いているが、インバータモータ２２の駆動が停止している間に、バッテリパックモジュール１４側の端子１１１ｂとインバータモータ２２側の端子１１１ｃとを短絡させるものであれば良い。例えば、ＭＣＣＢ１１２の代わりにヒューズ等をリレー１１１に並列接続して、インバータモータ２２の駆動が停止している間、バッテリパックモジュール１４側の端子１１１ｂとインバータモータ２２側の端子１１１ｃとを短絡させても良い。
In the present embodiment, the
従来のバッテリパック装置１１においては、インバータモータ２２を駆動するのに先立って、プリチャージ回路を用いて、リレー１１１のインバータモータ２２側の端子１１１ｃに電圧を印加することにより、バッテリパックモジュール１４側の端子１１１ｂとインバータモータ２２側の端子１１１ｃ間を同電位とする。しかしながら、バッテリパック装置１１内にプリチャージ回路を設けると、バッテリパック装置１１の小型化および軽量化を図ることができない、という課題がある。
In the conventional
そこで、本実施形態では、ＭＣＣＢ１１２が、インバータモータ２２の駆動が停止している間、端子１１１ｂと端子１１１ｃ間を短絡させて、端子１１１ｂと端子１１１ｃとを同電位（若しくは、端子１１１ｂと端子１１１ｃとの電位差を所定値以下）に維持することにより、プリチャージ回路を設けることなく、インバータモータ２２の駆動が停止している間、端子１１１ｂと端子１１１ｃとを同電位に維持することができるので、バッテリパック装置１１の小型化および軽量化を図ることができる。
Therefore, in the present embodiment, the
また、ＭＣＣＢ１１２は、リレー１１１を介したバッテリパックモジュール１４からインバータモータ２２への電力の供給が停止している間、バッテリパックモジュール１４からの電力を補機群２６（副負荷部の一例）に供給する。本実施形態では、ＭＣＣＢ１１２は、キースイッチ２５がオフ状態となりかつ補機群用スイッチ２７およびインターロックスイッチ２４がオン状態となっている場合に、第２配線Ｗ２を介して補機群２６に対してバッテリパックモジュール１４からの電力を供給する。これにより、インバータモータ２２の駆動が停止している間においても、補機群用スイッチ２７がオン状態になっていれば、補機群２６の操作が可能となる。
Further, the
また、ＭＣＣＢ１１２は、バッテリパックモジュール１４に過電圧が発生した場合に、バッテリパックモジュール１４から補機群２６への電力の供給を遮断する。これにより、インバータモータ２２の駆動が停止している間に、バッテリパックモジュール１４に過電圧が発生した場合に、補機群２６に過電流が流れて、当該補機群２６が破損するのを防止する。
In addition, the
さらに、ＭＣＣＢ１１２は、電池管理装置１５によりバッテリパックモジュール１４の過放電状態が検知された場合に、電池管理装置１５から補機群２６への電力の供給の遮断を指示するトリップ信号が入力され、バッテリパックモジュール１４から補機群２６への電力の供給を遮断する。これにより、インバータモータ２２の駆動が停止している間の補機群２６による電力の消費により、バッテリパックモジュール１４が過放電状態となり、バッテリパックモジュール１４が破損するのを防止できる。
Further, when the
なお、本実施形態では、ＭＣＣＢ１１２は、バッテリパックモジュール１４に過電圧が発生していない場合若しくは電池管理装置１５からトリップ信号が入力されていない場合には、常にオン状態となってバッテリパックモジュール１４から補機群２６への電力の供給が行われているが、オペレータが手動でＭＣＣＢ１１２をオン状態にして、バッテリパックモジュール１４から補機群２６へ電力を供給できるようにしても良い。
In the present embodiment, the
出力端子１１５は、電池管理装置１５から出力された充電制御信号を、フォークリフト電気系統部１２が有する充電部２８に出力する。具体的には、出力端子１１５は、バッテリパックモジュール１４の電池電圧が最大充電電圧より低い場合、バッテリパックモジュール１４に対する充電を許可するハイレベルの充電制御信号を充電部２８に出力する。そして、出力端子１１５は、バッテリパックモジュール１４の電池電圧が最大充電電圧となった場合には、充電制御信号が、バッテリパックモジュール１４に対する充電を禁止するロウレベルに変換された信号を出力可能である。
The
出力端子１１５は、バッテリパックモジュール１４の組電池モジュール１３に用いられた二次電池が鉛蓄電池である場合、バッテリパックモジュール１４に対する充電を許可する充電制御信号を出力し続ける。図３は、本実施形態にかかるバッテリパック装置におけるインバータモータに電力を供給する配線のコネクタの接続例を示す図である。本実施形態では、バッテリパックモジュール１４の組電池モジュール１３に用いられた二次電池が鉛蓄電池である場合、出力端子１１５には、図３に示すように、インバータモータ２２に電力を供給する第１配線Ｗ１のコネクタが接続される。これにより、出力端子１１５から、バッテリパックモジュール１４に対する充電を許可するハイレベルの充電制御信号が出力され続ける。
When the secondary battery used in the assembled
一方、組電池モジュール１３に用いられた二次電池がリチウムイオン電池である場合、出力端子１１５には、電池管理装置１５から出力された充電制御信号を伝送する配線のコネクタが接続される。これにより、バッテリパックモジュール１４の電池電圧が最大充電電圧となった場合に、充電部２８による充電のモードを定電流充電から定電圧充電に切り替えることができるので、最大充電電圧を超えてバッテリパックモジュール１４が充電されるのを防止できる。
On the other hand, when the secondary battery used in the assembled
鉛蓄電池を使用した組電池システムでは、その駆動能力（例えば、組電池システムから電力を供給可能な時間、組電池システムから供給可能な電力の大きさなど）を向上させるために、鉛蓄電池をリチウムイオン電池に置き換えることが望まれている。しかしながら、鉛蓄電池とリチウムイオン電池とはその充電特性が異なるため、組電池システムに使用された鉛蓄電池をリチウムイオン電池に置き換え可能とするためには、組電池システムに使用された電池の種類に応じて、充電電圧等の設定など充電方法を変更する必要が発生し、鉛蓄電池またはリチウムイオン電池への置き換えが容易に行えない、という課題がある。 In an assembled battery system using a lead storage battery, in order to improve its driving capability (for example, the time during which power can be supplied from the assembled battery system, the amount of power that can be supplied from the assembled battery system, etc.), It is desired to replace the battery with an ion battery. However, since the charge characteristics of lead acid batteries and lithium ion batteries are different, in order to be able to replace the lead acid batteries used in the assembled battery system with lithium ion batteries, the type of battery used in the assembled battery system must be changed. Accordingly, it is necessary to change a charging method such as setting of a charging voltage, and there is a problem that replacement with a lead storage battery or a lithium ion battery cannot be easily performed.
そこで、本実施形態では、バッテリパックモジュール１４に対する充電を許可する充電制御信号を、バッテリパックモジュール１４に対する充電を禁止する信号に変換して出力端子１１５から出力可能とすることにより、バッテリパックモジュール１４の二次電池を充電特性が異なる二次電池に置き換えても、同じ充電部２８を用いて充電特性に応じたバッテリパックモジュール１４に対する充電を行うことができる。
Therefore, in the present embodiment, by converting a charge control signal that permits charging of the
また、バッテリパックモジュール１４に対する充電を禁止する充電制御信号を出力する必要がない二次電池（例えば、鉛蓄電池など）に置き換えられた場合には、バッテリパックモジュール１４に対する充電を許可する状態（ハイレベルの状態）を維持し続ける信号（本実施形態では、第１配線Ｗ１のコネクタから出力される信号）のコネクタを出力端子１１５に接続するだけで、置き換えられた二次電池の充電特性に合った充電方法で充電を行うことができる。
In addition, when the
ヒューズ素子１９は、バッテリパックモジュール１４（組電池の一例）と当該バッテリパックモジュール１４からの電力の供給を受けて駆動するインバータモータ２２（負荷部の一例）との間に接続されている。本実施形態では、ヒューズ素子１９は、定格（５００Ａｈ）以上の電流が流れた場合に溶断する。
The
電源遮断制御用リレーユニット１７は、インバータモータ２２に並列接続されているスイッチ部の一例である。本実施形態では、電源遮断制御用リレーユニット１７は、直列接続された２つの第１リレー１７ａおよび第２リレー１７ｂ（スイッチの一例）を有する。より具体的には、電源遮断制御用リレーユニット１７は、バッテリパックモジュール１４の高電位側に接続された第１リレー１７ａおよびバッテリパックモジュール１４の低電位側に接続された第２リレー１７ｂを有する。
The power cutoff
第１リレー１７ａは、電池制御装置１６からの駆動信号により駆動電流を流す一次側コイル１７ｃと、第１リレー１７ａの高電位側の端子と低電位側の端子とを接続するスイッチＳＷ１と、を有している。また、第２リレー１７ｂは、電池制御装置１６からの駆動信号により駆動電流を流す一次側コイル１７ｄと、第２リレー１７ｂの高電位側の端子と低電位側の端子とを接続するスイッチＳＷ２と、を有している。さらに、第１リレー１７ａの一次側コイル１７ｃの駆動素子（ＰＭＯＳトランジスタ１６８ａ）は、ヒューズ素子１９を介してバッテリパックモジュール１４に接続されている。
The
このように、第１，２リレー１７ａ，１７ｂが有する一次側コイル１７ｃ，１７ｄを駆動する駆動素子（ＰＭＯＳトランジスタ１６８ａ）が、ヒューズ素子１９を介してバッテリパックモジュール１４に接続されることにより、インバータモータ２２および組電池モジュール１３の少なくとも一方に過電流が流れてヒューズ素子１９が溶断された際に、一次側コイル１７ｃ，１７ｄに電圧が印加されなくなってスイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態となり、第１，２リレー１７ａ，１７ｂに過電流が流れ続けることを防止できるので、第１，２リレー１７ａ，１７ｂが連続動作して、バッテリパックモジュール１４が過放電状態となることを防止できる。
In this way, the drive element (PMOS transistor 168a) that drives the primary side coils 17c and 17d of the first and
電流制限抵抗１８は、電源遮断制御用リレーユニット１７とヒューズ素子１９との間に接続され、電源遮断制御用リレーユニット１７がオン状態となった際に第１，２リレー１７ａ，１７ｂに突入電流が流れるのを防止する。本実施形態では、電流制限抵抗１８を用いているが、第１，２リレー１７ａ，１７ｂに流れる突入電流を防止可能な抵抗であれば良く、例えば、配線抵抗を電流制限抵抗１８として用いても良い。
The current limiting
次に、電池制御装置１６の詳細な構成について説明する。電池制御装置１６は、バッテリパック装置１１全体の制御を行うものであり、大別すると、フォークリフト電気系統部１２への電力の供給を制御する電源制御回路１６１と、電源遮断制御用リレーユニット１７を制御するコンタクタ制御回路１６２と、を有している。
Next, a detailed configuration of the
電源制御回路１６１は、オペレータのキー操作によりキースイッチ２５がオン状態になったか否かを検出するキー操作監視部１６３、キースイッチ２５がオン状態になった後、補機群２６への電力の供給を制御する電流遮断部１６４、バッテリパックモジュール１４の電池電圧（本実施形態では、４８Ｖ）を電池制御装置１６および電池管理装置１５の駆動用の電圧（本実施形態では、１２Ｖ）に変換して電池制御装置１６および電池管理装置１５に印加する定電圧回路１６５と、第２配線Ｗ２を介して補機群２６に流れる電流（以下、負荷電流という）を検出する負荷電流監視部１６６と、を有している。
The power
キー操作監視部１６３は、キースイッチ２５がオン状態になってハイレベルのキー入力信号が入力された場合にオン状態となるＮＰＮトランジスタ１６３ｄと、ＮＰＮトランジスタ１６３ｄがオン状態となった場合にロウレベルがゲートに印加されてオン状態となるＰＭＯＳトランジスタ１６３ｅと、ＮＰＮトランジスタ１６３ｄのベースに印加する定電圧を得るためのツェナーダイオード１６３ｃと、電流制限抵抗１６３ｂと、フォークリフト電気系統部１２への電流の逆流を防止する逆流防止ダイオード１６３ａと、を備えている。また、ＮＰＮトランジスタ１６３ｄには、キースイッチ２５がオフ状態になった後、後述する負荷電流監視部１６６により負荷電流が検出された場合には、負荷電流監視部１６６によりハイレベルがベースに印加されてオン状態となる。
The key
また、キー操作監視部１６３は、キースイッチ２５がオフ状態となった場合に、リレー１１１をオフ状態にして、バッテリパックモジュール１４からインバータモータ２２への電力の供給を遮断する。本実施形態では、キー操作監視部１６３は、キースイッチ２５がオフ状態となった場合、リレー１１１の一次側コイル１１１ａへの電圧の印加を停止することにより、リレー１１１をオフ状態とする。
In addition, when the
電流遮断部１６４は、キー操作監視部１６３のＰＭＯＳトランジスタ１６３ｅがオン状態となった場合にハイレベルがゲートに印加されてオン状態となるＮＭＯＳトランジスタ１６４ｃ、ＮＭＯＳトランジスタ１６４ｃがオン状態となった場合にロウレベルがゲートに印加されてオン状態となるＰＭＯＳトランジスタ１６４ｄと、電流制限抵抗１６４ａ，１６４ｂと、を備えている。
When the
負荷電流監視部１６６は、補機群用スイッチ２７がオン状態となって補機群２６に負荷電流が流れた場合にロウレベルがベースに印加されてオン状態となるＰＮＰトランジスタ１６６ｃと、電流制限抵抗１６６ａと、補機群２６からバッテリパック装置１１への電流の逆流を防止する逆流防止ダイオード１６６ｂと、を備えている。
The load
コンタクタ制御回路１６２は、インバータモータ２２およびバッテリパックモジュール１４に過電圧が発生したことを検出した場合に電源遮断制御用リレーユニット１７を動作させるＢＣＵ制御部１６７と、組電池モジュール１３に過電圧が発生したことを検出した場合に電源遮断制御用リレーユニット１７を動作させるとともに電源遮断用リレーユニット１７が動作したことを電池管理装置１５に通知するＢＭＵ制御部１６８と、を有している。
When the
ＢＣＵ制御部１６７は、バッテリパックモジュール１４の電池電圧が過電圧に至る所定電圧以上となった場合にロウレベルをＰＭＯＳトランジスタ１６７ｂのゲートに印加するオペアンプ１６７ａと、オペアンプ１６７ａによってロウレベルがゲートに印加された場合にオン状態となるＰＭＯＳトランジスタ１６７ｂと、を備えている。
The
ＢＭＵ制御部１６８は、電池管理装置１５により組電池モジュール１３の組電池電圧が過電圧に至る所定の電圧範囲である組電池電圧範囲外となったことが検出された場合に、電池管理装置１５によりロウレベルがゲートに印加されてオン状態となるＰＭＯＳトランジスタ１６８ａを備えている。
When the
また、ＢＭＵ制御部１６８は、第１リレー１７ａと第２リレー１７ｂとの間の電圧を検出する検出回路１６８ｂと、電源遮断制御用リレーユニット１７から検出回路１６８ｂの電流の流れ込みを防止するダイオード１６８ｃと、を備えている。本実施形態では、検出回路１６８ｂは、第１，２リレー１７ａ，１７ｂがオフ状態になっている場合にはハイインピーダンスになっていることを検出し、第１，２リレー１７ａ，１７ｂがオン状態になっている場合にはロウレベルを検出し、その検出結果を電池管理装置１５に送る。
Further, the
次に、電池管理装置１５の詳細な構成について説明する。電池管理装置１５は、電池制御装置１６を介してバッテリパックモジュール１４の電力が供給されて駆動し、バッテリパックモジュール１４の電池電圧、組電池モジュール１３が有する二次電池のセル電圧および組電池モジュール１３の組電池電圧を検出する。
Next, a detailed configuration of the
本実施形態では、電池管理装置１５は、電池制御装置１６の定電圧回路１６５により電圧が印加されて電池管理装置１５の各部にバッテリパックモジュール１４の電力を供給する電源回路１５１と、バッテリパックモジュール１４に対する充電を禁止する充電制御信号を出力可能な信号出力部１５２と、組電池モジュール１３の組電池電圧が組電池電圧範囲外となって過電圧の発生を検知した場合に、ＢＭＵ制御部１６８のＰＭＯＳトランジスタ１６８ａのゲートにロウレベルを印加する強制遮断部１５３と、組電池モジュール１３が有する二次電池のセル電圧が過放電状態に至るとされる所定のセル電圧である放電終止セル電圧以下となった場合に電流遮断部１６４を制御して補機群２６への電力の供給を遮断する電源オフ部１５４と、検出回路１６８ｂによる第１リレー１７ａと第２リレー１７ｂとの間の電圧の検出結果に基づいて電源遮断制御用リレーユニット１７の異常を検出する異常検出部１５５と、を備えている。
In the present embodiment, the
信号出力部１５２は、バッテリパックモジュール１４の電池電圧が最大充電電圧となった場合にロウレベルがゲートに印加されてオン状態となるＰＭＯＳトランジスタ１５２ａを有している。
The
強制遮断部１５３は、組電池モジュール１３の組電池電圧が組電池電圧範囲外となって過電圧が検出された場合に、ゲートにロウレベルが印加されてオン状態となるＰＭＯＳトランジスタ１５３ａを有している。
The forced cut-off
電源オフ部１５４は、組電池モジュール１３が有する二次電池のセル電圧が放電終止セル電圧以下となった場合に、ベースにロウレベルが印加されてオフ状態となるＮＰＮトランジスタ１５４ａを有している。また、電源オフ部１５４（検知部の一例）は、組電池モジュール１３の二次電池のセル電圧が放電終止セル電圧以下となって過放電状態を検知した場合、ＭＣＣＢ１１２にトリップ信号を入力して、バッテリパックモジュール１４から補機群２６への電力の供給を遮断する。
The power-off
異常検出部１５５は、電池制御装置１６からの電流の流れ込みを防止するダイオード１５５ａと、検出回路１６８ｂによる電圧の検出結果が出力される出力部１５５ｂと、検出回路１６８ｂによる電圧の検出結果を得るための定電圧が印加される端子１５５ｃと、を有している。異常検出部１５５は、端子１５５ｃがロウレベルであるかハイインピーダンスであるかを判別することにより（すなわち、検出回路１６８ｂによる電圧の検出結果に基づいて）、電源遮断制御用リレーユニット１７の異常を検出する。
The
ここで、電池制御装置１６および電池管理装置１５の動作の流れについて説明する。オペレータがキー操作を行い、キースイッチ２５がオン状態となった場合の動作について説明する。キースイッチ２５がオン状態になると、電池制御装置１６のキー操作監視部１６３には、フォークリフト電気系統部１２からハイレベルのキー入力信号が入力される。キー入力信号がハイレベルになると、キー操作監視部１６３は、リレー１１１をオン状態にして、第１配線Ｗ１を介して、バッテリパックモジュール１４からインバータモータ２２へ電力が供給される。
Here, the flow of operations of the
また、キー入力信号がハイレベルになると、キー操作監視部１６３のＮＰＮトランジスタ１６３ｄがオン状態となるとともに、キー操作監視部１６３のＰＭＯＳトランジスタ１６３ｅのゲートにロウレベルが印加されて、ＰＭＯＳトランジスタ１６３ｅもオン状態となる。
When the key input signal becomes high level, the
ＰＭＯＳトランジスタ１６３ｅがオン状態となると、電流遮断部１６４のＮＭＯＳトランジスタ１６４ｃのゲートにハイレベルが印加されて、ＮＭＯＳトランジスタ１６４ｃがオン状態となる。ＮＭＯＳトランジスタ１６４ｃがオン状態となると、電流遮断部１６４のＰＭＯＳトランジスタ１６４ｄのゲートにロウレベルが印加されて、ＰＭＯＳトランジスタ１６４ｄもオン状態となる。ＰＭＯＳトランジスタ１６４ｄがオン状態になると、第２配線Ｗ２を介して、バッテリパックモジュール１４から補機群２６へ電力が供給される。
When the
さらに、ＰＭＯＳトランジスタ１６３ｅがオン状態となると、バッテリパックモジュール１４から定電圧回路１６５に電池電圧が印加される。定電圧回路１６５は、バッテリパックモジュール１４の電池電圧を、電池制御装置１６および電池管理装置１５の駆動用の電圧に変換して電池制御装置１６および電池管理装置１５の各部に印加することにより、電池制御装置１６および電池管理装置１５に電力を供給する。
Further, when the
電流遮断部１６４のＰＭＯＳトランジスタ１６４ｄがオン状態となって補機群２６への電力が開始されると、負荷電流監視部１６６のＰＮＰトランジスタ１６６ｃのベースにロウレベルが印加されてＰＮＰトランジスタ１６６ｃがオン状態となる。ＰＮＰトランジスタ１６６ｃがオン状態となると、補機群用スイッチ２７がオフ状態となって補機群２６に負荷電流が流れなくなるまで、キー操作監視部１６３のＮＰＮトランジスタ１６３ｄのベースにハイレベルを印加し続けて、バッテリパックモジュール１４から補機群２６への電力の供給を維持する。すなわち、負荷電流監視部１６６は、一旦、キー入力信号がハイレベルとなって補機群２６への電力の供給が開始されると、その後、キー入力信号がロウレベルとなっても補機群２６への電力の供給を継続する。
When the
定電圧回路１６５により電圧が印加されると、電池管理装置１５の電源回路１５１は、電池管理装置１５の各部に電力を供給する。そして、電池管理装置１５は、バッテリパックモジュール１４の電池電圧の検出および組電池モジュール１３が有する二次電池のセル電圧の検出を開始する。
When a voltage is applied by the
電池制御装置１６のＢＣＵ制御部１６７は、フォークリフト電気系統部１２への電力の供給が行われている間、バッテリパックモジュール１４の電池電圧が所定電圧以上となったか否か（インバータモータ２２に過電圧が発生したか否か）を検出する。バッテリパックモジュール１４の電池電圧が所定電圧以上となった場合（インバータモータ２２に過電圧が発生したことが検出された場合）、ＢＣＵ制御部１６７のオペアンプ１６７ａは、ＢＣＵ制御部１６７のＰＭＯＳトランジスタ１６７ｂのゲートにロウレベルを印加して、ＰＭＯＳトランジスタ１６７ｂをオン状態にする。電池制御装置１６は、ＰＭＯＳトランジスタ１６７ｂがオン状態になると、電源遮断制御用リレーユニット１７をオン状態にして過電流をヒューズ素子１９に流してヒューズ素子１９を溶断する。
The
また、電池管理装置１５の強制遮断部１５３は、フォークリフト電気系統部１２への電力の供給が行われている間、組電池モジュール１３の組電池電圧が組電池電圧範囲外となったか否か（組電池モジュール１３に過電圧が発生したか否か）を判断する。組電池モジュール１３の組電池電圧が組電池電圧範囲外となった場合（組電池モジュール１３に過電圧が発生したことが検出された場合）、強制遮断部１５３のＰＭＯＳトランジスタ１５３ａは、ゲートにロウレベルが印加されてオン状態となる。電池管理装置１５は、ＰＭＯＳトランジスタ１５３ａがオン状態になると、電源遮断制御用リレーユニット１７をオン状態にして過電流をヒューズ素子１９に流してヒューズ素子１９を溶断する。すなわち、電池制御装置１６および電池管理装置１５は、インバータモータ２２および組電池モジュール１３の少なくとも一方に過電圧が検出された場合に、電源遮断制御用リレーユニット１７をオン状態にして過電流をヒューズ素子１９に流してヒューズ素子１９を溶断する。
Further, the forced shut-off
本実施形態では、ＰＭＯＳトランジスタ１６７ｂまたはＰＭＯＳトランジスタ１５３ａがオン状態になると、第１，２リレー１７ａ，１７ｂの一次側コイル１７ｃ，１７ｄにバッテリパックモジュール１４の電池電圧が印加され、スイッチＳＷ１，２がオン状態となり、第１配線Ｗ１に流れる過電流がヒューズ素子１９に流れてヒューズ素子１９を溶断する。
In this embodiment, when the
これにより、インバータモータ２２および組電池モジュール１３の少なくとも一方に過電圧が印加された場合に、バッテリパックモジュール１４とインバータモータ２２との接続を遮断することができるので、バッテリパックモジュール１４の破損を防止できる。また、過電圧が印加された場合にバッテリパックモジュール１４とインバータモータ２２との接続を遮断する遮断素子としてヒューズ素子１９を用いているため、当該遮断素子として継電器を用いる場合と比べてバッテリパック装置１１の小型化、コスト削減および消費電力の低下を図ることができる。
As a result, when an overvoltage is applied to at least one of the
また、本実施形態では、一次側コイル１７ｃ，１７ｄを駆動する駆動素子（ＰＭＯＳトランジスタ１６８ａ）がヒューズ素子１９を介してバッテリパックモジュール１４に接続されているため、ヒューズ素子１９が溶断すると、一次側コイル１７ｃ，１７ｄに電圧が印加されなくなってスイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態となり、第１，２リレー１７ａ，１７ｂに電流が流れ続けることを防止できるので、バッテリパックモジュール１４が過放電状態になることはない。
In the present embodiment, since the driving element (PMOS transistor 168a) for driving the primary side coils 17c and 17d is connected to the
異常検出部１５５は、強制遮断部１５３によって一次側コイル１７ｃおよび一次側コイル１７ｄを交互にオン状態とすることで故障判定を行う。ＰＭＯＳトランジスタ１５３ａがオフ状態またはオン状態であるにも関わらず、検出回路１６８ｂから所定信号が入力されて端子１５５ｃが所定信号以外の信号になった場合には、第１リレー１７ａおよび第２リレー１７ｂが故障しているため、電源遮断制御用リレーユニット１７の異常を検出する。
The
一方、異常検出部１５５は、ＢＣＵ制御部１６７および強制遮断部１５３によって過電圧が検出されてＰＭＯＳトランジスタ１６７ｂおよびＰＭＯＳトランジスタ１５３ａがオン状態であるにも関わらず、検出回路１６８ｂがハイインピーダンスとなり端子１５５ｃもハイインピーダンスとなった場合には、第１リレー１７ａおよび第２リレー１７ｂの両方または第２リレー１７ｂのみが故障してオフ状態となっているため、電源遮断制御用リレーユニット１７の異常を検出する。これにより、電源遮断制御用リレーユニット１７の故障を検出することができるので、バッテリパック装置１１の安全性を向上させることができる。
On the other hand, in the
さらに、電池管理装置１５の電源オフ部１５４は、フォークリフト電気系統部１２への電力の供給が行われている間、組電池モジュール１３が有する二次電池のセル電圧が放電終止セル電圧以下となったか否かを判断する。組電池モジュール１３が有する二次電池の過放電セル電圧以下となった場合、電源オフ部１５４のＮＰＮトランジスタ１５４ａは、ベースにハイレベルが印加されてオン状態となる。ＮＰＮトランジスタ１５４ａがオン状態となると、電池制御装置１６の電流遮断部１６４のＮＭＯＳトランジスタ１６４ｃのゲートにロウレベルが印加されてオフ状態となる。ＮＭＯＳトランジスタ１６４ｃがオフ状態になると、電流遮断部１６４のＰＭＯＳトランジスタ１６４ｄのゲートがハイインピーダンスとなりオフ状態となるため、補機群２６への電力の供給が遮断される。
Furthermore, the power-off
これにより、ランプ等の補機群２６の消し忘れ等により組電池モジュール１３が有する二次電池のセル電圧が放電終止セル電圧以下となった場合に、補機群２６への電力の供給を遮断できるので、組電池モジュール１３が有する二次電池が過放電状態となることを防止できる。
As a result, when the cell voltage of the secondary battery of the assembled
次に、オペレータがキー操作を行い、キースイッチ２５がオフ状態となった場合の動作について説明する。キースイッチ２５がオフ状態になると、電池制御装置１６のキー操作監視部１６３には、フォークリフト電気系統部１２からロウレベルのキー入力信号が入力される。キー入力信号がロウレベルになると、キー操作監視部１６３は、リレー１１１をオフ状態にして、第１配線Ｗ１を介したバッテリパックモジュール１４からインバータモータ２２への電力の供給を遮断する。
Next, an operation when the operator performs a key operation and the
また、キー入力信号がロウレベルになると、キー操作監視部１６３のＮＰＮトランジスタ１６３ｄは、負荷電流監視部１６６のＰＮＰトランジスタ１６６ｃによってベースにハイレベルが印加され続けるため、オン状態に維持される。したがって、キースイッチ２５がオフ状態になっても、補機群用スイッチ２７がオン状態にある場合には、バッテリパックモジュール１４から補機群２６へ電力が供給される。すなわち、電池制御装置１６は、キースイッチ２５がオフ状態となってインバータモータ２２が駆動可能な状態にない場合にも、補機群２６に対してバッテリパックモジュール１４の電力を供給する。
When the key input signal becomes low level, the
その後、バッテリパックモジュール１４の電池電圧が放電終止電圧以下となり、電流遮断部１６４のＰＭＯＳトランジスタ１６４ｄを介して供給される電力の電圧が低下すると、電流遮断部１６４のＮＭＯＳトランジスタ１６４ｃのゲートにロウレベルが印加されてＮＭＯＳトランジスタ１６４ｃがオフ状態なる。ＮＭＯＳトランジスタ１６４ｃがオフ状態となるとＰＭＯＳトランジスタ１６４ｄもオフ状態となるため、バッテリパックモジュール１４から補機群２６への電力の供給が遮断される。すなわち、電池制御装置１６は、バッテリパックモジュール１４の電池電圧が放電終止電圧以下となった場合に補機群２６への電力の供給を遮断する。
Thereafter, when the battery voltage of the
電動フォークリフトには、キースイッチがオフ状態になっている場合でもランプやホーン等の副負荷部を駆動可能な状態とすることが規格により定められている。そのため、電動フォークリフトでは、インバータモータや制御部などの主負荷部に電力を供給する主配線から分岐する配線を設けて、副負荷部に電力を供給することにより、キースイッチがオフ状態になっても副負荷部を駆動可能としている。しかしながら、キースイッチがオフ状態にある場合に副負荷部が駆動し続けると、電動フォークリフトが駆動電源として使用する組電池が過放電状態となり、組電池に劣化や故障が生じて交換が必要になる、という課題がある。 For electric forklifts, the standard stipulates that a sub-load unit such as a lamp or a horn can be driven even when a key switch is in an OFF state. Therefore, in electric forklifts, the key switch is turned off by providing wiring that branches from the main wiring that supplies power to the main load section such as the inverter motor and the control section, and supplying power to the subload section. Can also drive the sub-load section. However, if the sub-load unit continues to drive when the key switch is in the OFF state, the assembled battery used by the electric forklift as a drive power supply is over-discharged, and the assembled battery is deteriorated or broken down and needs to be replaced. There is a problem.
そこで、本実施形態では、電池制御装置１６が、バッテリパックモジュール１４の電池電圧が放電終止電圧以下となった場合に補機群２６への電力の供給を遮断することにより、ランプ等の補機群２６の消し忘れ等によりバッテリパックモジュール１４の電池電圧が放電終止電圧以下となった場合に、補機群２６への電力の供給を遮断できるので、バッテリパックモジュール１４が過放電状態となることを防止できる。
Therefore, in the present embodiment, the
次に、オペレータがキー操作を行い、補機群用スイッチ２７がオフ状態となった場合の動作について説明する。補機群用スイッチ２７がオフ状態となると、負荷電流監視部１６６によって補機群２６に流れる負荷電流を検出することができなくなる。負荷電流が検出されなくなると、負荷電流監視部１６６のＰＮＰトランジスタ１６６ｃがオフ状態となる。
Next, an operation when the operator performs a key operation and the auxiliary
ＰＮＰトランジスタ１６６ｃがオフ状態になると、キー操作監視部１６３のＮＰＮトランジスタ１６３ｄおよびＰＭＯＳトランジスタ１６３ｅがオフ状態となるため、バッテリパックモジュール１４から定電圧回路１６５に電池電圧が印加されなくなる。これにより、定電圧回路１６５により電源回路１５１に電圧が印加されなくなり、電池管理装置１５への電力の供給が遮断される。すなわち、電池制御装置１６は、負荷電流が検出されなくなった場合、電池管理装置１５への電力の供給を遮断する。
When the
これにより、フォークリフト電気系統部１２から、補機群用スイッチ２７がオフ状態になったことを通知する信号をバッテリパック装置１１に送るための信号線を新たに設けることなく、電池管理装置１５への電力の供給を遮断できる。また、補機群用スイッチ２７がオフ状態になった場合、電池管理装置１５において電力が消費されなくなるので、バッテリパックモジュール１４の消費電力を削減できる。
As a result, the forklift
次に、充電部２８によりバッテリパックモジュール１４への充電が行われている場合の動作について説明する。充電部２８によりバッテリパックモジュール１４への充電が行われている間、電池管理装置１５は、バッテリパックモジュール１４の電池電圧および組電池モジュール１３が有する二次電池のセル電圧を検出する。
Next, the operation when the
そして、信号出力部１５２は、検出したバッテリパックモジュール１４の電池電圧が最大充電電圧となった場合または検出したセル電圧が最大充電セル電圧となった場合に、ＰＭＯＳトランジスタ１５２ａのゲートにロウレベルを印加してＰＭＯＳトランジスタ１５２ａをオン状態として、バッテリパックモジュール１４への充電を禁止する充電制御信号を出力可能な状態となる。ここで、組電池モジュール１３が有する二次電池がリチウムイオン電池である場合には、信号出力部１５２は、出力端子１１５を介して、バッテリパックモジュール１４への充電を禁止する充電制御信号を出力する。
The
このように、本実施形態のバッテリパック装置１１によれば、バッテリパックモジュール１４と当該バッテリパックモジュール１４から電力が供給される駆動するインバータモータ２２との間に接続され、インバータモータ２２の駆動が停止した場合に、バッテリパックモジュールからインバータモータ２２への電力の供給を遮断するリレー１１１と、インバータモータ２２の駆動が停止している間、リレー１１によって接続するバッテリパックモジュール１４側の端子１１１ｂとインバータモータ２２側の端子１１１ｃ間を短絡させることにより、プリチャージ回路を設けることなく、インバータモータ２２の駆動が停止している間、端子１１１ｂと端子１１１ｃとを同電位に維持することができるので、バッテリパック装置１１の小型化および軽量化を図ることができる。
Thus, according to the
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment is included in the scope and gist of the invention, and is also included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
１０ 電動フォークリフトの電気系統
１１ バッテリパック装置
１２ フォークリフト電気系統部
１３ 組電池モジュール
１４ バッテリパックモジュール
１５ 電池管理装置
１６ 電池制御装置
１７ 電源遮断制御用リレーユニット
１９ ヒューズ素子
２１ 車両制御部
２２ インバータモータ
２６ 補機群
２８ 充電部
１１１ リレー
１１１ａ 一次側コイル
１１１ｂ，１１１ｃ 端子
１１２ ＭＣＣＢ
１１５ 出力端子
１５１ 電源回路
１５２ 信号出力部
１５３ 強制遮断部
１５４ 電源オフ部
１６１ 電源制御回路
１６２ コンタクタ制御回路
１６３ キー操作監視部
１６４ 電流遮断部
１６５ 定電圧回路
１６６ 負荷電流監視部
１６７ ＢＣＵ制御部
１６８ ＢＭＵ制御部
Ｗ１ 第１配線
Ｗ２ 第２配線
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記キースイッチがオフ状態となって前記主負荷部の駆動が停止している間、前記リレーの前記二次電池側の端子と前記主負荷部側の端子とを短絡させて、前記リレーが有する前記二次電池側に接続された第１端子と前記リレーが有する前記主負荷部側に接続された第２端子との間の電位差を、前記キースイッチがオン状態となった場合に前記第１端子と前記第２端子に突入電流が流れるに至る電位差より小さい所定値以下とし、前記リレーを介した前記二次電池から前記主負荷部への電力の供給が停止している間、前記二次電池からの電力を副負荷部へ供給し、前記二次電池に過電圧が発生した場合に、前記二次電池から前記副負荷部への電力の供給を遮断する短絡部と、
前記短絡部により前記二次電池から前記副負荷部に供給された電力により駆動し、前記二次電池の過放電状態の発生を検知する検知部と、を備え、
前記短絡部は、前記検知部により前記二次電池の過放電状態が検知された場合に、前記二次電池から前記副負荷部への電力の供給を遮断する電源制御装置。 Connected between a secondary battery and a main load unit that is driven by power supplied from the secondary battery, and when the key switch is turned off and the driving of the main load unit is stopped, the secondary battery A relay that cuts off the supply of power to the main load section;
While the key switch is turned off and the driving of the main load unit is stopped, the relay has a terminal by short-circuiting the terminal on the secondary battery side and the terminal on the main load unit side of the relay. When the key switch is turned on, the first terminal connected to the secondary battery side and the second terminal connected to the main load portion side of the relay have a potential difference between the first terminal and the second terminal. The secondary voltage is less than a predetermined value smaller than a potential difference that causes an inrush current to flow between the terminal and the second terminal, and the secondary battery is stopped while supplying power from the secondary battery to the main load unit via the relay. A power supply from the battery is supplied to the sub-load unit, and when an overvoltage occurs in the secondary battery, a short-circuit unit that cuts off the power supply from the secondary battery to the sub-load unit;
Driven by the power supplied from the secondary battery to the sub-load unit by the short-circuit unit, and a detection unit that detects the occurrence of an overdischarge state of the secondary battery, and
The short-circuit unit is a power supply control device that interrupts the supply of power from the secondary battery to the sub-load unit when an overdischarge state of the secondary battery is detected by the detection unit.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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