WO2011034130A1 - 電力供給制御システム - Google Patents

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WO2011034130A1
WO2011034130A1 PCT/JP2010/066041 JP2010066041W WO2011034130A1 WO 2011034130 A1 WO2011034130 A1 WO 2011034130A1 JP 2010066041 W JP2010066041 W JP 2010066041W WO 2011034130 A1 WO2011034130 A1 WO 2011034130A1
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WO
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power
bus
output
unit
power supply
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/066041
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
克明 森田
伸郎 吉岡
昇 藤澤
豊原 尚
眞望 福場
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from JP2010201052A external-priority patent/JP2012056684A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/12Arrangements of means for transmitting pneumatic, hydraulic, or electric power to movable parts of devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C19/00Cranes comprising trolleys or crabs running on fixed or movable bridges or gantries
    • B66C19/007Cranes comprising trolleys or crabs running on fixed or movable bridges or gantries for containers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J4/00Circuit arrangements for mains or distribution networks not specified as ac or dc
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Definitions

  • the present invention provides a primary operation that receives a supply of electric power and performs a secondary operation different from the primary operation to generate regenerative power, and an auxiliary device that operates by receiving a supply of electric power smaller than that of the main unit.
  • the present invention relates to a power supply control system that controls power supply.
  • the power supply control system for a tire type portal crane has a power storage device (chemical battery (battery) or capacitance (capacitor)) connected to a DC bus, and a hoisting motor, a traversing motor, According to the load applied to the driving device such as a traveling motor, the motor is driven by the discharge current from the power storage device, and the power storage device can be charged when the power of the AC generator is surplus.
  • a power storage device chemical battery (battery) or capacitance (capacitor)
  • the motor is driven by the discharge current from the power storage device, and the power storage device can be charged when the power of the AC generator is surplus.
  • the engine generator can be charged by interposing a switch in the rated power circuit that supplies power from the engine generator to auxiliary equipment such as rated operating equipment.
  • auxiliary equipment such as rated operating equipment.
  • an idling power circuit that supplies the output of a simple battery to the switching device via a DC-AC converter, an idling operation command section provided in the engine side controller, and an idling switch capable of operating the idling operation command section. It is known (for example, refer to Patent Document 2).
  • surplus power output from the engine power generator or inverter to the common bus is stored in the power storage device, and the stored power is transferred to the common bus when the DC power is insufficient.
  • an apparatus that outputs and converts DC power on a common bus line to AC power by an inverter and supplies the AC power to auxiliary equipment of a crane apparatus (see, for example, Patent Document 3).
  • the tire-type portal crane power supply control system as described above has low energy efficiency.
  • the power supply control system described in Patent Document 1 can supply electric power from an AC generator to an auxiliary device, but cannot supply the electric power stored in the power storage device to the auxiliary device. Therefore, the power supply control system described in Patent Document 1 cannot effectively use the power charged in the power storage device, and has low energy efficiency.
  • the power supply control system described in Patent Document 2 has low energy efficiency because the regenerative power from the cargo handling drive device cannot be stored in the battery and effectively used.
  • the power supply control system described in Patent Document 3 since the power generation device includes a voltage booster, the system configuration is complicated, and energy efficiency is reduced due to energy loss in the voltage booster.
  • the power supply control system described in Patent Document 3 includes a circuit device that controls charging / discharging of the secondary battery, so that the system configuration is complicated, and this circuit that controls charging Energy efficiency decreases due to energy loss in the device. Therefore, the power supply control system described in Patent Document 3 has low energy efficiency.
  • a first aspect of the power supply control system of the present invention is a main machine that receives a supply of power and performs a primary operation, and generates a regenerative power by performing a secondary operation different from the primary operation.
  • a power supply control system that controls the supply of power to an auxiliary machine that operates by receiving a supply of power smaller than that of the main machine, and is connected between a DC bus that conducts DC power and the main machine, A second power conversion device that converts DC power input from a DC bus into AC power and outputs the AC power to the main unit, converts regenerative power generated in the main unit into DC power and outputs the DC power to the DC bus; A third power converter connected between the DC bus and the auxiliary device, converting DC power input from the DC bus into AC power and outputting the AC power, and connected to the DC bus; Secondary power Provided with a door.
  • the second aspect of the power supply control system of the present invention is a primary operation that receives a supply of electric power, performs a primary operation, and generates a regenerative power by performing a secondary operation different from the primary operation, and a lower power than the main device.
  • An electric power supply control system for controlling supply of electric power to an auxiliary machine that operates in response to supply, an AC power generator that is driven by an engine and generates AC power, and is connected to the AC power generator, and the power generator
  • a first power converter that converts the AC power generated by the power into DC power and outputs the DC power
  • a DC bus that conducts the DC power output by the first power converter and the main machine, DC power input from a DC bus is converted to AC power and output to the main unit, and regenerative power generated in the main unit is converted to DC power and output to the DC bus.
  • a third power converter connected between the DC bus and the auxiliary device, converting DC power input from the DC bus into AC power and outputting the AC power to the auxiliary device, and the power supply
  • a control device that controls the operation of each of the devices constituting the control system, and when the first power conversion device outputs DC power as controlled by the control device, the first power conversion device outputs When the output of the output power or the regenerative power output from the second power converter is charged and charged, and the control of the control device causes the first power converter to stop outputting,
  • a secondary battery that discharges DC power to the bus when the main machine or the auxiliary machine operates.
  • the second aspect of the power supply control system of the present invention is a DC bus voltage measuring device that measures a voltage applied to the DC bus, and a current measuring device that measures the current output from the first power converter.
  • the control device includes: a DC bus voltage value data input unit that receives input of data indicating a voltage value measured by the DC bus voltage measuring device; and input of data indicating a current value measured by the current measuring device.
  • Output current value data input unit for receiving, a DC bus voltage value setting unit for setting a maximum value of the voltage to be applied to the DC bus, and a maximum value of the current to be output by the first power converter Until the voltage value indicated by the data input to the output current value setting unit and the data input to the DC bus voltage value data input unit reaches the maximum value set by the DC bus voltage value setting unit.
  • the DC bus voltage value setting unit may set the maximum value so that the voltage value is equal to or less than a maximum allowable voltage value of the secondary battery.
  • the output current value setting unit may set the maximum value so that the output of the first power converter is equal to or less than the rated power of the AC power generator.
  • a resistance device that discharges electric power as thermal energy is connected between the DC bus and the resistance device, and the DC bus and the resistance device are electrically connected.
  • a switching device for connecting or disconnecting wherein the control device has a voltage value indicated by data input to the DC bus voltage value data input unit reaching a maximum value set by the DC bus voltage value setting unit. If not, the operation of the switching device is controlled so as to electrically disconnect the DC bus and the resistance device, and the voltage value indicated by the data input to the DC bus voltage value data input unit is the DC value When the maximum value set by the bus voltage value setting unit is reached, the switching device control unit further controls the operation of the switching device to electrically connect the DC bus and the resistance device. It may be.
  • the DC bus voltage value setting unit further sets a minimum value of a voltage to be applied to the DC bus, and the output current value setting unit sets a minimum value of a current to be output by the first power converter. Further, when the current value indicated by the data input to the output current value data input unit reaches the minimum value set by the output current value setting unit, the first power converter control unit, The first power converter is controlled to stop the output, and the voltage value indicated by the data input to the DC bus voltage value data input unit reaches the minimum value set by the DC bus voltage value setting unit. When it does, you may control so that a said 1st power converter device may start an output.
  • the DC bus voltage value setting unit may set the minimum value so that the secondary battery has a voltage value to start charging.
  • the output current value setting unit may set the minimum value so that the secondary battery has a current value at which charging should be completed.
  • the second aspect of the power supply control system of the present invention further includes a secondary battery temperature measurement device that measures the temperature of the secondary battery, and the control device indicates the temperature measured by the secondary battery temperature measurement device.
  • a temperature data input unit for receiving data and as the temperature indicated by the data input to the temperature data input unit decreases, the DC bus voltage value setting unit is configured to output a voltage to be applied to the DC bus. The maximum value may be set to be increased, and the output current value setting unit may be set to increase the minimum value of the current to be output by the first power conversion device.
  • the second aspect of the power supply control system of the present invention further includes an output voltage measuring device that measures an output voltage of the AC power generator, and the control device is data indicating an output voltage value measured by the output voltage measuring device. Based on the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus set by the output voltage value data input unit and the DC bus voltage value setting unit, the minimum value of the voltage to be output by the AC generator is determined. When the output voltage value setting unit to be set and the current value indicated by the data input to the output current value data input unit reach the minimum value set by the output current value setting unit, the AC power generator is driven. In order to reduce the rotational speed of the engine, the throttle opening of the engine is controlled to be small, and is indicated by the data input to the DC bus voltage value data input unit.
  • the output voltage value setting unit sets the output voltage value indicated by the data input to the output voltage value data input unit.
  • the engine control unit drives the AC power generator when a current value indicated by data input to the output current value data input unit reaches a minimum value set by the output current value setting unit.
  • the AC power generator is You may control to start the engine which is driving.
  • a second aspect of the power supply control system of the present invention further includes a charge state monitoring device that monitors a charge state of the secondary battery, and the control device accepts a request to start the main device.
  • a charging state data input unit that receives input of data indicating a charging state value monitored by the charging state monitoring device, and when the main engine start request receiving unit receives a request, the charging state data input unit In the state where the first power conversion device has stopped outputting based on the charge state value indicated by the input data and the temperature indicated by the data input to the temperature data input unit, the main unit
  • a power supply availability determination unit that determines whether or not the maximum load power can be supplied only by the power charged by the secondary battery, and the maximum load power of the main unit When the power supply availability determination unit determines that the secondary battery can be supplied only by the charged electric power, the second power is used to convert the DC power of the DC bus into AC power and output the AC power.
  • a second power converter control unit that controls the output of the second power converter so as not to convert the power into AC power and output the power, and when the main engine start request receiving unit receives the request, The engine control unit controls the engine to start if the engine driving the AC power generator is stopped, and an output voltage indicated by data input to the output voltage value data input unit However, in order to increase the rotational speed of the engine driving the AC generator so as to maintain a voltage value equal to or higher than the minimum value set by the output voltage value setting unit, the throttle opening of the engine is increased. And the first power converter control unit may control the first power converter to start output.
  • the control device further includes an idling operation enable / disable determining unit that determines whether or not to allow an idling operation of the AC power generator based on an operation state of the main engine, and determines that the idling operation is permitted.
  • an idling operation enable / disable determining unit that determines whether or not to allow an idling operation of the AC power generator based on an operation state of the main engine, and determines that the idling operation is permitted.
  • the engine control unit The engine driving the AC power generator is controlled to reduce the rotational speed by closing the throttle, and the first power converter control unit controls the first power converter to stop the output. It's okay.
  • the idling operation availability determination unit controls the second power conversion device control unit to convert the second power conversion device to convert the DC power of the bus into AC power and output the AC power to the main engine.
  • the determination that the idling operation of the AC power generator is not permitted is performed, and the second power converter control unit converts the second power converter, and converts the AC regenerative power output from the main unit into DC power. Then, when controlling to output to the bus, it may be determined that the idling operation of the AC power generator is permitted.
  • the idling operation enable / disable determining unit determines that the idling operation of the AC power generator is permitted when the second power converter control unit controls the second power converter to stop. It's okay.
  • the control device further includes an output stop time setting unit for setting the time for stopping the output of the first power conversion device while idling operation or stopping the AC power generation device, and the idling operation of the AC power generation device
  • an output stop time setting unit for setting the time for stopping the output of the first power conversion device while idling operation or stopping the AC power generation device, and the idling operation of the AC power generation device
  • the DC bus voltage value setting unit sets the voltage to be applied to the DC bus. Is set to be close to the maximum allowable voltage of the secondary battery, and the output current value setting unit sets the minimum value of the current to be output by the first power conversion device to the first power conversion. You may set so that it may approach the maximum value of the electric current which an apparatus should output.
  • the third aspect of the power supply control system of the present invention is a primary operation that receives a supply of power and performs a primary operation, and generates a regenerative power by performing a secondary operation different from the primary operation.
  • a power supply control system that supplies power to an auxiliary machine that operates by receiving power, the power reception device receiving power from outside the power supply control system, and direct current power based on the power received by the power reception device Connected between a DC bus and the main machine, DC power input from the DC bus is converted to AC power and output to the main machine, regenerative power generated in the main machine is converted to DC power and
  • a main-unit-side power converter that outputs to a DC bus, and connected between the DC bus and the auxiliary machine, converts DC power input from the DC bus to AC power and outputs the AC power to the auxiliary machine
  • the auxiliary machine side power converter and the DC power based on the power received by the power receiving apparatus or the regenerative power output from the main machine side power converter are charged and the main machine or the auxiliary
  • a third aspect of the power supply control system of the present invention is provided with a power supply side power conversion device that is connected to the power receiving device and converts the AC power received by the power receiving device into DC power and outputs the DC power. You may conduct the direct-current power which a power supply side power converter device outputs.
  • a third aspect of the power supply control system of the present invention includes a power supply side power converter that is connected to the power receiving device and controls and outputs a current or voltage of DC power received by the power receiving device, and the DC bus is You may conduct the direct-current power which the said power supply side power converter device outputs.
  • the DC bus may conduct current or voltage controlled DC power received by the power receiving device.
  • an abnormality detection device that detects an abnormality of each device of the power supply control system, and when the abnormality detection device detects an abnormality, the power supply to the power receiving device is stopped. And a communication device that outputs a signal requesting.
  • the third aspect of the power supply control system of the present invention may include a power supply device that transmits high-frequency power, and the power receiving device may receive power by receiving the high-frequency power output from the power supply device.
  • the power supply device may include a power transmission coil that outputs high-frequency power.
  • the power receiving device may be movable, and the power supply device may include a power transmission cable that extends along a trajectory along which the power receiving device moves and outputs the harmonic wave.
  • the power receiving device is movable on a straight track, and may be connected to a power supply terminal provided at the center in the longitudinal direction of the moving range of the power receiving device.
  • the power receiving device is movable on a linear track, and may be connected to one of power supply terminals respectively provided in the longitudinal center of each region obtained by equally dividing the moving range of the power receiving device in the longitudinal direction. .
  • the power supply control system can be operated with higher energy efficiency.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a block configuration of a controller 200.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a processing flow for controlling an operation at the time of output of a converter 120 in the power supply control system 100.
  • FIG. It is a figure which shows an example of the processing flow which controls opening and closing of the switch of the regeneration chopper 150 in the electric power supply control system 100.
  • 3 is a diagram illustrating an example of a processing flow for controlling start or stop of an output of a converter 120 in the power supply control system 100.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a processing flow for setting a maximum value of a voltage that should be applied to the DC bus 101 in accordance with the temperature of the lithium ion battery 140. It is a figure which shows an example of the processing flow which sets the maximum value of the electric current which the converter 120 should output.
  • 3 is a diagram illustrating an example of a processing flow for controlling the operation of an engine generator 110 in the power supply control system 100. It is a figure which shows the processing flow accompanying the operation request of the main machine 300 during idling. It is a figure which shows the processing flow which determines whether idling operation
  • FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an example of a schematic configuration of a power supply control system 500.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a block configuration of a controller 600.
  • FIG. It is a figure which shows an example of the processing flow which the mode determination part 608 determines a mode.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an arrangement example of bus bars 924 when the power supply device 920 includes two bus bars 924. It is a figure which shows an example of a power supply device and a tire-type portal crane which delivers electric power using a power transmission coil and a power receiving coil. It is a figure which shows an example of a power supply device and a tire-type portal crane which delivers electric power using a power transmission cable and a receiving coil.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a power supply control system 100 according to the first embodiment.
  • the power supply control system 100 is, for example, a system that controls the supply of electric power to an electric power load provided in a tire-type portal crane.
  • the power load receives primary power and performs a primary operation, and performs a secondary operation different from the primary operation to generate a regenerative power, and an auxiliary machine 400 that operates by receiving a lower power supply than the main device 300. It is divided roughly into.
  • Examples of the main machine 300 include a hoisting motor 310, a traveling motor 320, a traversing motor 330, and the like.
  • Examples of the auxiliary machine 400 include an air conditioner 410 for a driver's cab and a lighting 420.
  • the hoisting motor 310 is a motor for hoisting and lowering a crane provided in the tire type portal crane.
  • the hoisting motor 310 winds up the crane as a primary action and lowers the crane as a secondary action.
  • the traveling motor 320 is a motor for traveling the tire type portal crane.
  • the traverse motor 330 is a motor for moving the winding trolley in the lateral direction.
  • the traveling motor 320 and the transverse motor 330 accelerate the tire-type portal crane as a primary operation, and decelerate the tire-type portal crane as a secondary operation.
  • the power supply control system 100 that controls the supply of power to these power loads includes an engine generator 110, a converter 120, inverters 130a to 130e, a lithium ion battery 140, a regenerative chopper 150, a regenerative resistor 160, a DC voltage measuring device 171, An AC voltage measuring device 172, a current measuring device 173, a temperature measuring device 174, a BMU (Battery Management Unit) 180, and a controller 200 are provided.
  • the engine generator 110 is a device that generates AC power.
  • the engine generator 110 includes an engine 111 and a generator 112.
  • the engine 111 is a power source for the generator 112.
  • the generator 112 is a device that is driven by the engine 111 and obtains electrical energy from mechanical energy.
  • Engine generator 110 is connected to converter 120 via AC cable 102a, and AC power is conducted through AC cable 102a.
  • the engine generator 110 is connected to the controller 200 via the data cable 104a so that data can be transmitted to and received from the controller 200.
  • Engine generator 110 is controlled by controller 200, and generator 112 is driven by engine 111 to generate AC power and output it to converter 120.
  • Engine generator 110 is an example of an AC power generator according to the present invention.
  • Converter 120 is a device that converts AC power into DC power.
  • the AC side of converter 120 is connected to engine generator 110 via AC cable 102a, and AC power is conducted by AC cable 102a.
  • the DC side of converter 120 is connected to DC bus line 101 via DC cable 103a, and DC power is conducted by DC cable 103a.
  • Converter 120 is connected to controller 200 via data cable 104b so that data can be transmitted to and received from controller 200.
  • Converter 120 is controlled by controller 200, receives AC power input from engine generator 110, converts it to DC power, and outputs it to DC bus 101.
  • Converter 120 performs only step-down when converting AC power to DC power.
  • Converter 120 is an example of a first power converter according to the present invention.
  • the inverter 130a is a device that converts DC power into AC power or converts AC power into DC power.
  • the AC side of the inverter 130a is connected to the DC bus line 101 via the DC cable 103b, and DC power is conducted through the DC cable 103b.
  • the DC side of the inverter 130a is connected to the hoisting motor 310 via the AC cable 102b, and AC power is conducted by the AC cable 102b.
  • the inverter 130a is connected so as to be able to transmit and receive data via the controller 200 and the data cable 104c.
  • Inverter 130 a is controlled by controller 200, receives DC power input from DC bus 101, converts it into AC power, and outputs the AC power to hoisting motor 310.
  • Inverter 130 a also receives AC regenerative power input from hoisting motor 310, converts it into DC power, and outputs it to DC bus 101.
  • the inverter 130a is an example of a second power conversion device according to the present invention.
  • the inverter 130b is a device that converts DC power into AC power or converts AC power into DC power.
  • the AC side of the inverter 130b is connected to the DC bus 101 via the DC cable 103c, and DC power is conducted through the DC cable 103c.
  • the DC side of the inverter 130b is connected to the traveling motor 320 via the AC cable 102c, and AC power is conducted through the AC cable 102c.
  • the inverter 130b is connected to the controller 200 via the data cable 104d so that data can be transmitted to and received from the controller 200.
  • Inverter 130 b is controlled by controller 200, receives DC power input from DC bus 101, converts it into AC power, and outputs it to traveling motor 320.
  • Inverter 130 b receives AC regenerative power input from traveling motor 320, converts it into DC power, and outputs it to DC bus 101.
  • the inverter 130b is an example of a second power conversion device according to the present invention.
  • the inverter 130c is a device that converts DC power into AC power or converts AC power into DC power.
  • the AC side of the inverter 130c is connected to the DC bus 101 via the DC cable 103d, and DC power is conducted through the DC cable 103d.
  • the DC side of the inverter 130c is connected to the traversing motor 330 via the AC cable 102d, and AC power is conducted by the AC cable 102d.
  • the inverter 130c is connected to the controller 200 via the data cable 104e so that data can be transmitted to and received from the controller 200.
  • the inverter 130 c is controlled by the controller 200, receives DC power input from the DC bus 101, converts it into AC power, and outputs the AC power to the traverse motor 330.
  • the inverter 130 c receives AC regenerative power input from the traversing motor 330, converts it to DC power, and outputs it to the DC bus 101.
  • the inverter 130c is an example of a second power conversion device according to the present invention.
  • the inverter 130d is a device that converts DC power into AC power.
  • the direct current side of the inverter 130d is connected to the direct current bus 101 via the direct current cable 103e, and direct current power is conducted by the direct current cable 103e.
  • the AC side of the inverter 130d is connected to the air conditioner 410 via the AC cable 102e, and AC power is conducted by the AC cable 102e.
  • the inverter 130d is connected to the controller 200 via the data cable 104f so that data can be transmitted to and received from the controller 200.
  • Inverter 130d is controlled by controller 200, receives DC power input from DC bus 101, converts it into AC power, and outputs the AC power to air conditioner 410.
  • the inverter 130d is an example of a third power converter according to the present invention.
  • the inverter 130e is a device that converts DC power into AC power.
  • the direct current side of the inverter 130e is connected to the direct current bus 101 via the direct current cable 103f, and direct current power is conducted by the direct current cable 103f.
  • the AC side of the inverter 130e is connected to the illumination 420 via the AC cable 102f, and the AC cable 102f conducts AC power.
  • the inverter 130e is connected to the controller 200 via the data cable 104g so that data can be transmitted to and received from the controller 200.
  • Inverter 130 e is controlled by controller 200, receives DC power input from DC bus 101, converts it into AC power, and outputs it to lighting 420.
  • the inverter 130e is an example of a third power conversion device according to the present invention.
  • the lithium ion battery 140 includes, for example, a compound containing lithium such as lithium cobaltate, lithium nickelate, and lithium manganate in the positive electrode, a carbon material that does not contain lithium in the negative electrode, and a lithium salt in an organic solvent in an electrolyte solution. This is a secondary battery using lithium as an ion.
  • the lithium ion battery 140 is connected to the DC bus line 101 through the DC cable 103g, and DC power is conducted through the DC cable 103g.
  • Lithium ion battery 140 is charged if the output power of converter 120 is larger than the load power, and discharged if the output power of converter 120 is smaller than the load power.
  • the lithium ion battery 140 is an example of a secondary battery according to the present invention.
  • the regenerative chopper 150 is a device that opens and closes a power line with a switch.
  • Regenerative chopper 150 is connected to DC bus line 101 via DC cable 103h, and DC power is conducted by DC cable 103h.
  • the regenerative chopper 150 is connected to the regenerative resistor 160 via the DC cable 103i, and DC power is conducted by the DC cable 103i.
  • the regenerative chopper 150 is connected to the controller 200 via the data cable 104h so that data can be transmitted to and received from the controller 200.
  • the regenerative chopper 150 is controlled by the controller 200 and closes the switch so that the DC power of the DC bus 101 flows to the regenerative resistor 160.
  • the regenerative chopper 150 prevents the DC power of the DC bus 101 from flowing to the regenerative resistor 160 by opening the switch.
  • the regenerative chopper 150 is an example of a switching device according to the present invention.
  • the regenerative resistor 160 is a resistance device that discharges flowing power as thermal energy.
  • the regenerative resistor 160 is connected to the regenerative chopper 150 via the DC cable 103i, and DC power is conducted by the DC cable 103i.
  • the regenerative resistor 160 When the DC power flows from the regenerative chopper 150, the regenerative resistor 160 generates heat to release the DC power as thermal energy.
  • the regenerative resistor 160 is an example of a resistance device according to the present invention.
  • the DC voltage measuring device 171 is a device that measures the voltage applied to the DC bus 101.
  • the DC voltage measuring device 171 is attached to the DC bus 101.
  • the DC voltage measuring device 171 is connected to the controller 200 via the data cable 104i so that data can be transmitted to and received from the controller 200. Then, the DC voltage measuring instrument 171 measures the voltage applied to the DC bus 101 and sends data indicating the measured voltage value to the controller 200.
  • the DC voltage measuring device 171 is an example of a DC bus voltage measuring device according to the present invention.
  • AC voltage measuring device 172 is a device that measures the output voltage of engine generator 110.
  • the AC voltage measuring device 172 is attached to the AC cable 102a.
  • the AC voltage measuring device 172 is connected to the controller 200 via the data cable 104j so that data can be transmitted to and received from the controller 200. Then, AC voltage measuring device 172 measures the output voltage of engine generator 110 and sends data indicating the measured voltage value to controller 200.
  • the AC voltage measuring device 172 is an example of an output voltage measuring device according to the present invention.
  • the current measuring device 173 is a device that measures the output current of the converter 120.
  • the current measuring device 173 is attached to the DC cable 103a. Further, the current measuring device 173 is connected to the controller 200 via the data cable 104k so that data can be transmitted / received to / from the controller 200.
  • Current measuring instrument 173 measures the output current of converter 120 and sends data indicating the measured current value to controller 200.
  • the current measuring device 173 is an example of a current measuring device according to the present invention.
  • the temperature measuring device 174 is a device that measures the temperature of the lithium ion battery 140.
  • the temperature measuring device 174 is attached to the lithium ion battery 140.
  • the temperature measuring device 174 is connected to the controller 200 via the data cable 104l so that data can be transmitted to and received from the controller 200. Then, the temperature measuring device 174 measures the temperature of the lithium ion battery 140 and sends data indicating the measured temperature to the controller 200.
  • the temperature measuring device 174 is an example of a secondary battery temperature measuring device according to the present invention.
  • the BMU 180 is a device that monitors the charging state of the lithium ion battery 140.
  • BMU 180 is attached to lithium ion battery 140.
  • the BMU 180 is connected to the controller 200 via the data cable 104m so that data can be transmitted to and received from the controller 200. Then, the BMU 180 monitors the state of charge of the lithium ion battery 140 and sends data indicating a value indicating the state of charge to the controller 200.
  • the BMU 180 is an example of a charge state monitoring device according to the present invention.
  • the controller 200 is a processing unit that performs control processing related to power supply of the power supply control system 100.
  • the controller 200 is connected to the engine generator 110 so as to be able to transmit and receive data via the data cable 104a.
  • Controller 200 is connected to converter 120 via data cable 104b so that data can be transmitted to and received from converter 120.
  • the controller 200 is connected to the inverter 130a via the data cable 104c so that data can be transmitted to and received from the inverter 130a.
  • the controller 200 is connected to the inverter 130b via the data cable 104d so that data can be transmitted to and received from the inverter 130b.
  • the controller 200 is connected to the inverter 130c via the data cable 104e so that data can be transmitted to and received from the inverter 130c.
  • the controller 200 is connected to the inverter 130d via the data cable 104f so that data can be transmitted to and received from the inverter 130d.
  • the controller 200 is connected to the inverter 130e via the data cable 104g so that data can be transmitted to and received from the inverter 130e.
  • the controller 200 is connected to the regenerative chopper 150 via the data cable 104h so that data can be transmitted to and received from the regenerative chopper 150.
  • the controller 200 is connected to the DC voltage measuring device 171 via the data cable 104i so that data can be transmitted to and received from the DC voltage measuring device 171.
  • the controller 200 is connected to the AC voltage measuring device 172 via the data cable 104j so that data can be transmitted to and received from the AC voltage measuring device 172 via the data cable 104j.
  • the controller 200 is connected to the current measuring device 173 via the data cable 104k so that data can be transmitted to and received from the current measuring device 173.
  • the controller 200 is connected to the temperature measuring device 174 via the data cable 104l so that data can be transmitted to and received from the temperature measuring device 174.
  • the controller 200 is connected to the BMU 180 via the data cable 104m so that data can be transmitted to and received from the BMU 180 via the data cable 104m.
  • the controller 200 receives data indicating various information from the DC voltage measuring device 171, the AC voltage measuring device 172, the current measuring device 173, the temperature measuring device 174, and the BMU 180, the engine generator 110, the converter 120, and the inverter. 130a to 130e and the operation of the regenerative chopper 150 are controlled.
  • the controller 200 is an example of a control device according to the present invention.
  • the power supply control system 100 directly connects the lithium ion battery 140 to the DC bus 101. Therefore, when the converter 120 steps down the AC power generated by the engine generator 110 to DC power and outputs it to the DC bus 101, the lithium ion battery 140 is charged by the voltage applied to the DC bus 101. The Rukoto. At this time, when AC regenerative power is generated by the secondary operation of hoisting motor 310, traveling motor 320, or traverse motor 330, inverters 130a to 130c convert to DC power and output to DC bus 101. To do. That is, the lithium ion battery 140 is also charged by regenerative power generated by the hoisting motor 310, the traveling motor 320, or the traversing motor 330. As described above, the power supply control system 100 may expect a fuel consumption reduction effect by charging the lithium ion battery 140 with regenerative power generated by the hoisting motor 310, the traveling motor 320, or the traversing motor 330. it can.
  • the power supply control system 100 supplies the power charged by the lithium ion battery 140 to the auxiliary equipment such as the air conditioner 410 and the lighting 420 without depending on the power generated by the engine generator 110. Therefore, the fuel consumption reduction effect by idling of the engine generator 110 can be expected.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a block configuration of the controller 200.
  • the controller 200 includes a DC bus voltage value data input unit 201, an output voltage value data input unit 202, an output current value data input unit 203, a temperature data input unit 204, a charge state data input unit 205, a main engine start request receiving unit 206, an electric power Supply availability determination unit 207, idling operation availability determination unit 208, output stop time setting unit 209, DC bus voltage value setting unit 210, output voltage value setting unit 211, output current value setting unit 212, engine control unit 213, first The power conversion device control unit 214, the second power conversion device control unit 215, and the switching device control unit 216 are included.
  • the DC bus voltage value data input unit 201 is a processing unit that receives input of data indicating the voltage value applied to the DC bus 101 measured by the DC voltage measuring instrument 171.
  • the DC bus voltage value data input unit 201 receives data indicating the voltage value applied to the DC bus 101 from the DC voltage measuring device 171, receives the engine control unit 213, the first power converter control unit 214, and the switching device. The data is sent to the control unit 216.
  • the output voltage value data input unit 202 is a processing unit that receives input of data indicating the output voltage value of the engine generator 110 measured by the AC voltage measuring device 172.
  • the output voltage value data input unit 202 receives data indicating the output voltage value of the engine generator 110 from the AC voltage measuring device 172 and sends the data to the engine control unit 213.
  • the output current value data input unit 203 is a processing unit that receives input of data indicating the output current value of the converter 120 measured by the current measuring device 173.
  • the output current value data input unit 203 receives data indicating the output current value of the converter 120 from the current measuring device 173 and sends the data to the engine control unit 213 and the first power converter control unit 214.
  • the temperature data input unit 204 is a processing unit that receives input of data indicating the temperature of the lithium ion battery 140 measured by the temperature measuring device 174.
  • the temperature data input unit 204 receives data indicating the temperature of the lithium ion battery 140 from the temperature measuring device 174 and sends the data to the power supply availability determination unit 207, the DC bus voltage value setting unit 210, and the output current value setting unit 212.
  • the charging state data input unit 205 is a processing unit that receives an input of data indicating a value that allows the charging state of the lithium ion battery 140 monitored by the BMU 180 to be understood.
  • the charging state data input unit 205 receives data indicating a value indicating the charging state of the lithium ion battery 140 from the BMU 180 and sends the data to the power supply availability determination unit 207.
  • the main machine start request receiving unit 206 is a processing unit that receives a request to start the hoisting motor 310, the traveling motor 320, or the traverse motor 330.
  • the main engine start request accepting unit 206 accepts a request to start the hoisting motor 310, the traveling motor 320, or the traverse motor 330 via, for example, an operating means for driving a tire type portal crane. Then, data indicating that there is a request for starting these main engines is sent to the power supply availability determination unit 207, the engine control unit 213, and the first power conversion device control unit 214.
  • the power supply availability determination unit 207 determines the maximum load power when the hoisting motor 310, the traveling motor 320, or the traversing motor 330 is operated when the converter 120 stops outputting the lithium ion battery. 140 is a processing unit that determines whether or not power can be supplied only by the charged power.
  • the power supply availability determination unit 207 receives data indicating the temperature of the lithium ion battery 140 from the temperature data input unit 204.
  • the power supply availability determination unit 207 receives data indicating a value such that the charging state of the lithium ion battery 140 can be understood from the charging state data input unit 205.
  • the power supply availability determination unit 207 receives data indicating that there is a request to start the main machine from the main machine start request receiving unit 206.
  • the power supply availability determination unit 207 determines the maximum load power when the hoisting motor 310, the traveling motor 320, or the traversing motor 330 is operated when the converter 120 has stopped the output. It is determined whether or not the ion battery 140 can be supplied only by the charged electric power, and data indicating the determination result is sent to the second power converter control unit 215.
  • the idling operation availability determination unit 208 is a processing unit that determines whether or not the idling operation of the engine generator 110 is permitted.
  • the idling operation enable / disable determining unit 208 receives data indicating the control state of the inverters 130a to 130c from the second power converter control unit 215, determines whether to allow the idling operation of the engine generator 110, and determines The data indicating the contents is sent to the DC bus voltage value setting unit 210, the output current value setting unit 212, the engine control unit 213, and the first power converter control unit 214.
  • the output stop time setting unit 209 is a processing unit that sets a time when the converter 120 should stop the output.
  • the output stop time setting unit 209 receives an input for designating a time at which the converter 120 should stop the output, for example, via an operation means for driving the tire type portal crane or an input means for maintenance. Then, output stop time setting unit 209 sets a time for converter 120 to stop output, and sends data indicating the set time to DC bus voltage value setting unit 210 and output current value setting unit 212.
  • the DC bus voltage value setting unit 210 is a processing unit that sets the maximum value and the minimum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101.
  • the DC bus voltage value setting unit 210 receives data indicating the temperature of the lithium ion battery 140 from the temperature data input unit 204. Further, DC bus voltage value setting unit 210 receives data indicating whether or not operation of engine generator 110 is permitted from idling operation availability determination unit 208. Further, DC bus voltage value setting unit 210 receives data indicating the time at which converter 120 should stop the output from output stop time setting unit 209. Further, the DC bus voltage value setting unit 210 receives an input for designating the maximum value and the minimum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101, for example, via an input means for maintenance.
  • the DC bus voltage value setting unit 210 sets the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101, and outputs data indicating the set maximum value to the output voltage value setting unit 211, the first power converter control unit. 214 and the switching device control unit 216.
  • the DC bus voltage value setting unit 210 sets the minimum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101, and sends data indicating the set minimum value to the engine control unit 213 and the first power converter control unit 214. send.
  • the output voltage value setting unit 211 is a processing unit that sets the minimum value of the voltage that the engine generator 110 should output.
  • the output voltage value setting unit 211 receives data indicating the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 from the DC bus voltage value setting unit 210.
  • the output voltage value setting unit 211 receives an input for designating the minimum value of the voltage to be output by the engine generator 110 via, for example, a maintenance input unit. Then, the output voltage value setting unit 211 sets a minimum value of the voltage to be output by the engine generator 110 and sends data indicating the set minimum value to the engine control unit 213.
  • the output current value setting unit 212 is a processing unit that sets the maximum value and the minimum value of the current that the converter 120 should output.
  • the output current value setting unit 212 receives data indicating the temperature of the lithium ion battery 140 from the temperature data input unit 204. Further, the output current value setting unit 212 receives data indicating whether or not the operation of the engine generator 110 is permitted from the idling operation availability determination unit 208. Further, output current value setting unit 212 receives data indicating the time at which converter 120 should stop the output from output stop time setting unit 209. Further, the output current value setting unit 212 receives an input for designating the maximum value and the minimum value of the current to be output by the converter 120 via, for example, an input means for maintenance.
  • output current value setting unit 212 sets the minimum value of the current that converter 120 should output, and sends data indicating the set minimum value to engine control unit 213 and first power conversion device control unit 214.
  • Output current value setting unit 212 sets the maximum value of the current that converter 120 should output, and sends data indicating the set maximum value to first power conversion device control unit 214.
  • the engine control unit 213 is a processing unit that controls the engine 111 of the engine generator 110.
  • the engine control unit 213 receives data indicating a voltage value applied to the DC bus 101 from the DC bus voltage value data input unit 201. Further, the engine control unit 213 receives data indicating the output voltage value of the engine generator 110 from the output voltage value data input unit 202. Further, engine control unit 213 receives data indicating the output current value of converter 120 from output current value data input unit 203.
  • the engine control unit 213 receives data indicating that there has been a request to start the main machine from the main machine start request receiving unit 206.
  • the engine control unit 213 receives data indicating whether or not the idling operation of the engine generator 110 is permitted from the idling operation availability determination unit 208. Further, the engine control unit 213 receives data indicating a value set as the minimum value of the voltage to be applied to the DC bus 101 from the DC bus voltage value setting unit 210. Further, the engine control unit 213 receives from the output voltage value setting unit 211 data set as a minimum voltage value to be output by the engine generator 110. Further, engine control unit 213 receives data indicating the value set as the minimum value of the current to be output from converter 120 from output current value setting unit 212. The engine control unit 213 generates a control signal for controlling the engine 111 of the engine generator 110 and sends the control signal to the engine generator 110.
  • the first power converter control unit 214 is a processing unit that controls the output of the converter 120.
  • the first power converter control unit 214 receives data indicating the voltage value applied to the DC bus 101 from the DC bus voltage value data input unit 201. Further, first power converter control unit 214 receives data indicating the output current value of converter 120 from output current value data input unit 203.
  • the first power converter control unit 214 receives data indicating that there is a request to start the main machine from the main machine start request receiving unit 206. Further, the first power converter control unit 214 receives data indicating whether or not the idling operation of the engine generator 110 is permitted from the idling operation availability determination unit 208.
  • first power converter control unit 214 receives data indicating a value set as the maximum value or the minimum value of the voltage to be applied to the DC bus 101 from the DC bus voltage value setting unit 210. Further, first power converter control unit 214 receives data indicating the value set as the maximum value or the minimum value of the current to be output from converter 120 from output current value setting unit 212. Then, first power converter control unit 214 generates a control signal for controlling the output of converter 120 and sends the control signal to converter 120.
  • the second power converter control unit 215 is a processing unit that controls the outputs of the inverters 130a to 130c.
  • the second power conversion device control unit 215 determines the maximum load power when the hoisting motor 310, the traveling motor 320, or the traverse motor 330 is operated when the converter 120 stops output. Data indicating the result of determining whether or not the lithium ion battery 140 can be supplied only by the charged power is received from the power supply availability determination unit 207.
  • the second power converter control unit 215 also stores data indicating whether the hoisting motor 310, the traveling motor 320, and the traversing motor 330 are performing a primary operation or a secondary operation. Received from the operating means for driving the crane.
  • the 2nd power converter control part 215 produces
  • the second power converter control unit 215 sends data indicating the control state of the inverters 130a to 130c to the idling operation availability determination unit 208.
  • the switching device control unit 216 is a processing unit that controls opening and closing of the switch of the regenerative chopper 150.
  • the switching device control unit 216 receives data indicating the voltage value applied to the DC bus 101 from the DC bus voltage value data input unit 201. Further, the switching device control unit 216 receives data indicating the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 from the DC bus voltage value setting unit 210. Then, the switching device control unit 216 generates a control signal for controlling opening / closing of the switch of the regenerative chopper 150 and sends the control signal to the regenerative chopper 150.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a processing flow in which the controller 200 controls the operation at the time of output of the converter 120 in the power supply control system 100.
  • the controller 200 performs the following processing so that the converter 120 performs constant current output or constant voltage output according to the voltage applied to the DC bus 101.
  • the output current value data input unit 203 receives data indicating the output current value of the converter 120 from the current measuring device 173 via the data cable 104k (S101). Specifically, the current measuring device 173 constantly measures the output current of the converter 120 and outputs data indicating the measured output current value to the controller 200 at minute intervals.
  • the output current value data input unit 203 sequentially receives input of data output by the current measuring device 173 every minute time.
  • the DC bus voltage value data input unit 201 receives data indicating the voltage value applied to the DC bus 101 from the DC voltage measuring instrument 171 via the data cable 104i (S102). Specifically, the DC voltage measuring device 171 always measures the voltage value applied to the DC bus, and outputs data indicating the measured output voltage value to the controller 200 at minute intervals. The DC bus voltage value data input unit 201 sequentially receives the data input from the DC voltage measuring instrument 171 every minute time.
  • the first power converter control unit 214 receives the voltage value indicated by the data input to the DC bus voltage value data input unit 201 and the DC bus each time data is input to the DC bus voltage value data input unit 201.
  • the voltage value setting unit 210 compares the maximum value of the voltage to be applied to the DC bus 101 set by the voltage value setting unit 210, and determines whether or not the voltage value of the DC bus 101 has reached the set maximum value ( S103). Note that the DC bus voltage value setting unit 210 sets the maximum value so that the voltage value is equal to or lower than the maximum allowable voltage value of the lithium ion battery 140.
  • the first power converter control unit 214 When the voltage value of the DC bus 101 has not reached the set maximum value (S103: No), the first power converter control unit 214 outputs the converter 120 set by the output current value setting unit 212.
  • the converter 120 is controlled to output a constant current so as to output a current that matches the maximum value of the current to be generated (S104).
  • first power converter control unit 214 controls constant current output of converter 120 so that the current value indicated by the data input to output current value data input unit 203 always matches the maximum value.
  • the output current value setting unit 212 sets the maximum value so that the input power of the converter 120 is equal to or lower than the rated power of the engine generator 110 on the assumption that the converter 120 performs only step-down.
  • the voltage value applied to the DC bus 101 gradually increases as the converter 120 continues constant current output under the control of the controller 200.
  • first power converter control unit 214 causes converter 120 to maintain the maximum voltage value of DC bus 101. Constant voltage output control is performed (S105). Specifically, first power converter control unit 214 controls constant voltage output of converter 120 so that the voltage value indicated by the data input to DC bus voltage value data input unit 201 always matches the maximum value. .
  • the converter 120 outputs a predetermined maximum current at a constant current until the voltage applied to the DC bus 101 reaches a predetermined maximum value when the AC power is stepped down to DC power and output. To do.
  • converter 120 outputs a constant voltage so that the voltage applied to DC bus 101 maintains the maximum value.
  • the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 is set to be a voltage value equal to or lower than the maximum allowable voltage value of the lithium ion battery 140. Therefore, in the power supply control system 100, the voltage applied to the DC bus 101 can be suppressed to a voltage equal to or lower than the maximum allowable voltage value of the lithium ion battery 140.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a processing flow in which the controller 200 controls the opening and closing of the switch of the regenerative chopper 150 in the power supply control system 100.
  • the controller 200 performs the following process so that the regenerative chopper 150 switches between opening and closing of the switch according to the voltage applied to the DC bus 101.
  • the DC bus voltage value data input unit 201 receives input of data indicating the voltage value applied to the DC bus 101 from the DC voltage measuring instrument 171 via the data cable 104i (S201). Since this process is the same as the process of S102 in FIG. 3, a detailed description thereof will be omitted.
  • the switching device control unit 216 includes a voltage value indicated by data input to the DC bus voltage value data input unit 201 and a DC bus voltage value setting unit each time data is input to the DC bus voltage value data input unit 201.
  • the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 set by 210 is compared, and it is determined whether or not the voltage value of the DC bus 101 has reached the set maximum value (S202). Note that, as described above, the DC bus voltage value setting unit 210 sets the maximum value so that the voltage value is equal to or lower than the maximum allowable voltage value of the lithium ion battery 140.
  • the switching device control unit 216 controls the regenerative chopper 150 to open the switch (S203).
  • the switching device control unit 216 controls the regenerative chopper 150 to close the switch (S204).
  • the regenerative chopper 150 opens the switch if the voltage applied to the DC bus 101 is equal to or lower than the predetermined maximum value, and closes the switch when the predetermined maximum value is reached.
  • the regenerative resistor 160 releases the electric power flowing from the DC bus 101 as thermal energy when the regenerative chopper 150 closes the switch. Therefore, in the power supply control system 100, even if a sudden regenerative power is generated by the secondary operation of the hoisting motor 310, the traveling motor 320, and the traversing motor 330, the voltage applied to the DC bus 101 is The lithium ion battery 140 can be kept below the maximum allowable voltage value.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a processing flow for controlling the start or stop of the output of the converter 120 in the power supply control system 100.
  • the controller 200 performs the following process so that the converter 120 starts or stops output.
  • first power converter control unit 214 controls converter 120 to output a constant voltage.
  • the hoisting motor 310, the traveling motor 320, and the traverse motor 330 are in a state where the operation is stopped or the secondary operation of generating regenerative power is being performed.
  • the output current value data input unit 203 receives data indicating the output current value of the converter 120 from the current measuring device 173 via the data cable 104k (S301). Since this process is the same as the process of S101 in FIG. 3, a detailed description thereof will be omitted.
  • the DC bus voltage value data input unit 201 receives input of data indicating the voltage value applied to the DC bus 101 from the DC voltage measuring instrument 171 via the data cable 104i (S302). Since this process is the same as the process of S102 in FIG. 3, a detailed description thereof will be omitted.
  • the first power converter control unit 214 sets the current value indicated by the data input to the output current value data input unit 203 and the output current value setting every time data is input to the output current value data input unit 203. It compares with the minimum value of the current which should be output from the converter 120 set by the unit 212, and determines whether or not the output current value of the converter 120 has reached the set minimum value (S303). Note that the output current value setting unit 212 outputs a constant voltage from the converter 120, and whether the hoisting motor 310, the traveling motor 320, and the traversing motor 330 have stopped operating or generates secondary power to generate regenerative power. In the operating state, when the lithium ion battery 140 is in a charging state where charging may be terminated, the current output from the converter 120 is set as the minimum value.
  • the first power converter control unit 214 controls the converter 120 to maintain the constant voltage output (S304). .
  • the hoisting motor 310, the traveling motor 320, and the traversing motor 330 are stopped, when the converter 120 maintains a constant voltage output, the electric power output from the converter 120 is supplied to the air conditioner 410 or the illumination. It is consumed to operate 420 and to charge the lithium ion battery 140. Therefore, as the state of charge of lithium ion battery 140 approaches full charge, the output current of converter 120 that outputs a constant voltage gradually decreases.
  • the first power converter control unit 214 controls to stop the output of the converter 120 (S305).
  • the lithium ion battery 140 starts discharging. That is, the power charged by the lithium ion battery 140 is used to operate the air conditioner 410 and the illumination 420. In such a state, the voltage applied to the DC bus 101 gradually decreases.
  • the first power converter control unit 214 every time data is input to the DC bus voltage value data input unit 201, the voltage value indicated by the data input to the DC bus voltage value data input unit 201, It is compared with the minimum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 set by the DC bus voltage value setting unit 210, and whether or not the voltage applied to the DC bus 101 has reached the set minimum value. Is determined (S306).
  • the DC bus voltage value setting unit 210 is configured such that when the lithium ion battery 140 is in a charging state to start charging in a state where only the discharge power of the lithium ion battery 140 is applied to the DC bus 101, the DC bus voltage value setting unit 210 The voltage applied to the bus 101 is set as the minimum value.
  • the first power converter control unit 214 does not control the converter 120 at all. Therefore, when the voltage of DC bus 101 does not reach the set minimum value, converter 120 continues to stop output.
  • the first power converter control unit 214 controls the converter 120 to resume output (S307). At that time, the first power converter control unit 214 performs constant-current output control of the converter 120 that has resumed output (S308). In this way, the converter 120 restarts the output so that power is applied to the DC bus 101, and the lithium ion battery 140 stops discharging and is charged by the power applied to the DC bus 101. It becomes.
  • converter 120 repeats the following operation by receiving control by the process shown in FIG. 3 and control by the process shown in FIG. That is, when converter 120 stops outputting, when voltage applied to DC bus 101 reaches the set minimum value, converter 120 starts output. At that time, the converter 120 outputs the set maximum current at a constant current. Converter 120 continues to output a constant current until the voltage of DC bus 101 reaches the set maximum value. When the voltage of DC bus 101 reaches the set maximum value, converter 120 makes a constant voltage so that the voltage applied to DC bus 101 maintains the maximum value. Converter 120 continues to output a constant voltage until the output current of converter 120 decreases to the set minimum value. Then, when the output current of converter 120 decreases to the set minimum value, converter 120 stops output.
  • Converter 120 stops the output until the voltage applied to DC bus 101 drops to the set minimum value. Then, when the voltage applied to DC bus 101 drops to the set minimum value, converter 120 resumes constant current output. Thus, in the power supply control system 100, the lithium ion battery 140 can be charged and discharged efficiently.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a processing flow in which the controller 200 sets the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 in accordance with the temperature of the lithium ion battery 140.
  • the DC bus voltage value setting unit 210 of the controller 200 performs the following process so as to change the setting of the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 according to the temperature of the lithium ion battery 140. Note that when the power supply control system 100 is introduced to the power load control of the tire-type portal crane, the DC bus voltage value setting unit 210 determines that the maximum allowable value of the lithium ion battery 140 input via the input means for maintenance or the like.
  • the temperature data input unit 204 receives data indicating the temperature of the lithium ion battery 140 from the temperature measuring device 174 via the data cable 104l (S401). Specifically, the temperature measuring device 174 constantly measures the temperature of the lithium ion battery 140 and outputs data indicating the measured temperature to the controller 200 at minute intervals. The temperature data input unit 204 sequentially receives input of data output by the temperature measuring device 174 at minute intervals.
  • the DC bus voltage value setting unit 210 is indicated by the temperature indicated by the data input to the temperature data input unit 204 and the data input before that. It is determined whether or not the temperature has decreased (S402). When the DC bus voltage value setting unit 210 determines that the temperature has decreased (S402: Yes), the setting of the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 is changed to a value larger than the current set value ( S403). Note that the DC bus voltage value setting unit 210 changes the maximum value based on a predetermined ratio or the like with respect to the temperature change range when changing the maximum value.
  • the DC bus voltage value setting unit 210 determines whether the temperature has increased (S404). When the DC bus voltage value setting unit 210 determines that the temperature has risen (S404: Yes), the setting of the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 is changed to a value smaller than the current set value ( S405). If the DC bus voltage value setting unit 210 determines that the temperature has not risen (S404: No), it does not change any setting of the maximum value.
  • the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 is set to a larger value as the temperature of the lithium ion battery 140 is lower.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a processing flow in which the controller 200 sets the minimum value of the current that the converter 120 should output.
  • the output current value setting unit 212 of the controller 200 performs the following process so as to change the setting of the minimum value of the current to be output by the converter 120 according to the temperature of the lithium ion battery 140.
  • the output current value setting unit 212 is charged by the lithium ion battery 140 that is input via the input means for maintenance. It is assumed that the value of the output current of the converter 120 at the timing to be ended is set as the initial value of the minimum value of the current to be output by the converter 120.
  • the temperature data input unit 204 receives data indicating the temperature of the lithium ion battery 140 from the temperature measuring device 174 via the data cable 104l (S501). Since this process is the same as the process of S401 in FIG. 6, a detailed description thereof will be omitted.
  • the output current value setting unit 212 is indicated by the temperature indicated by the data input to the temperature data input unit 204 and the data input before that. The temperature is compared to determine whether or not the temperature has decreased (S502). When the output current value setting unit 212 determines that the temperature has decreased (S502: Yes), the setting of the minimum value of the current to be output by the converter 120 is changed to a value larger than the current set value (S503). Note that, when changing the minimum value, the output current value setting unit 212 changes the minimum value based on a predetermined ratio or the like with respect to the temperature change range.
  • the output current value setting unit 212 determines whether the temperature has increased (S504). When the output current value setting unit 212 determines that the temperature has risen (S504: Yes), the setting of the minimum value of the current to be output by the converter 120 is changed to a value smaller than the current set value (S505). When the output current value setting unit 212 determines that the temperature has not risen (S505: No), the setting of the minimum value is not changed.
  • the lower the temperature of the lithium ion battery 140 the larger the minimum value of the current that the converter 120 should output. Also in this way, in the power supply control system 100, even if the temperature of the lithium ion battery 140 decreases, the state of charge of the lithium ion battery 140 can be kept high, and it is possible to avoid falling below the allowable lower limit voltage. It goes without saying that such a common effect can be obtained more remarkably by adopting the processing shown in FIG. 5 and the processing shown in FIG. 6 at the same time.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a processing flow in which the controller 200 controls the operation of the engine generator 110 in the power supply control system 100.
  • the controller 200 performs the following process so that the engine generator 110 performs a normal operation or an idling operation according to the voltage value applied to the DC bus 101 and the current value output from the converter 120.
  • the output current value data input unit 203 receives data indicating the output current value of the converter 120 from the current measuring device 173 via the data cable 104k (S601). Since this process is the same as S101 in FIG. 1, a detailed description thereof will be omitted.
  • the DC bus voltage value data input unit 201 receives input of data indicating the voltage value applied to the DC bus 101 from the DC voltage measuring device 171 via the data cable 104i (S602). Since this process is the same as S102 in FIG. 1, a detailed description thereof will be omitted.
  • the output voltage value data input unit 202 receives an input of data indicating the voltage value output by the engine generator 110 from the AC voltage measuring device 172 via the data cable 104j (S603). Specifically, AC voltage measuring instrument 172 constantly measures the output voltage of engine generator 110 and outputs data indicating the measured output voltage value to controller 200 at minute intervals. The output voltage value data input unit 202 sequentially receives input of data output by the AC voltage measuring device 172 every minute time.
  • the engine control unit 213 includes an output current value of the converter 120 indicated by data input to the output current value data input unit 203 and an output current value setting unit each time data is input to the output current value data input unit 203. It compares with the minimum value of the current which the converter 120 which 212 sets should output, and determines whether the output current value of the converter 120 has reached the set minimum value (S604). In this state, converter 120 performs constant current and constant voltage output.
  • the engine control unit 213 controls the engine generator 110 to operate normally (S605). Specifically, the engine control unit 213 sets the voltage value indicated by the data input to the output voltage value data input unit 202 and the output voltage value setting every time data is input to the output voltage value data input unit 202.
  • the engine 111 of the engine generator 110 is compared with the minimum value of the voltage that should be output by the engine generator 110 set by the unit 211 and the engine generator 110 maintains an output that is equal to or higher than the set minimum value. Controls the throttle opening.
  • the output voltage value setting unit 211 is an alternating current to be output by the engine generator 110 so as to be larger than the maximum value of the direct current voltage that should be applied to the direct current bus 101 set by the direct current bus voltage value setting unit 210. Set the voltage value.
  • the engine control unit 213 controls the engine generator 110 to perform an idling operation (S606). Specifically, the engine control unit 213 lowers the rotational speed of the engine 111 by closing the throttle of the engine 111 of the engine generator 110, and causes the engine generator 110 to perform an idling operation. At the same timing, converter 120 stops output.
  • the engine control unit 213 determines the voltage value applied to the DC bus 101 indicated by the data input to the DC bus voltage value data input unit 201. And the minimum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 set by the DC bus voltage value setting unit 210, and whether or not the voltage value of the DC bus 101 has reached the set minimum value. Is determined (S607).
  • the engine control unit 213 When the voltage value of the DC bus 101 has not reached the set minimum value (S607: No), the engine control unit 213 does not perform any control on the engine 111 of the engine generator 110. That is, the engine generator 110 continues the idling operation by maintaining the state where the throttle of the engine 111 is closed. In this state, converter 120 stops outputting.
  • the engine control unit 213 controls the engine generator 110 to resume normal operation (S608). Specifically, the engine control unit 213 opens the throttle of the engine 111 of the engine generator 110 to increase the rotational speed of the engine 111, and causes the engine generator 110 to operate normally. In this case, as described above, the engine control unit 213 outputs the voltage value indicated by the data input to the output voltage value data input unit 202 and the output each time data is input to the output voltage value data input unit 202. The engine generator 110 is compared with the minimum value of the voltage to be output by the engine generator 110 set by the voltage value setting unit 211 so that the engine generator 110 maintains an output equal to or higher than the set minimum value. The throttle opening of the engine 111 is controlled. At the same timing, converter 120 resumes constant current output.
  • engine power generation is performed in accordance with the voltage applied to the DC bus 101 and the output current of the converter 120 so as to interlock with the stop and restart of the output of the converter 120.
  • the machine 110 is controlled to perform normal operation or idling operation. That is, in power supply control system 100, engine generator 110 is idled when the output current of converter 120 drops to a value at which charging of lithium ion battery 140 may be stopped. Further, in the power supply control system 100, when the voltage value applied to the DC bus 101 decreases to a value at which charging of the lithium ion battery 140 must be started, the engine generator 110 is normally operated.
  • the engine control unit 213 does not control to switch between the normal operation and the idling operation of the engine generator 110 in order to prioritize the reduction of fuel consumption over the responsiveness, but completely controls the operation of the engine generator 110. You may control to stop or start.
  • FIG. 9 is a diagram showing a processing flow associated with an operation request of the main unit 300 during idling.
  • the controller 200 performs the following process when there is a request to operate the main engine 300.
  • the temperature data input unit 204 receives data indicating the temperature of the lithium ion battery 140 from the temperature measuring device 174 via the data cable 104l (S701). Since this process is the same as S401 in FIG. 6, a detailed description thereof will be omitted.
  • the charging state data input unit 205 receives data input indicating the charging state of the lithium ion battery 140 from the BMU 180 via the data cable 104m (S702). Specifically, the BMU 180 constantly monitors the state of charge of the lithium ion battery 140 and outputs data indicating the state of charge being monitored to the controller 200 at minute intervals. The charge state data input unit 205 sequentially receives input of data output by the BMU 180 every minute time.
  • the main engine start request receiving unit 206 When the operation unit is operated to drive the hoisting motor 310, the traveling motor 320, or the traverse motor 330, the main engine start request receiving unit 206 outputs a control signal output from the operation unit by the operation. Is received as a request to start these main machines 300 (S703).
  • main engine start request receiving unit 206 When main engine start request receiving unit 206 receives a request to start main unit 300, engine control unit 213 throttles engine 111 of engine generator 110 so that the operation of engine generator 110 is switched from the idling operation to the normal operation. To increase the rotational speed of the engine 111 (S704). The engine control unit 213 drives the engine generator 110 when the operation of the engine generator 110 is stopped. In addition, when main engine start request accepting unit 206 accepts a request to start main machine 300, first power converter control unit 214 controls converter 120 to start output (S705).
  • power supply availability determination unit 207 supplies the maximum load power of main unit 300 for which the output power of engine generator 110 is requested to start. Until it can be performed, it is determined whether or not the maximum load power can be covered only by the power charged in the lithium ion battery 140 (S706).
  • the power supply availability determination unit 207 includes the temperature of the lithium ion battery 140 indicated by the data input to the temperature data input unit 204 and the lithium ion indicated by the data input to the charge state data input unit 205. Based on the relationship with the state of charge of the battery 140, it is determined whether or not the maximum load power can be provided only by the power of the lithium ion battery 140.
  • Whether or not it is possible to determine whether or not the maximum load power of the main engine 300 can be covered by the lithium ion battery 140 alone can be expressed by the relationship between the temperature of the lithium ion battery 140 and the state of charge as shown in FIG.
  • the power supply availability determination unit 207 can cover the maximum load power with the power of only the lithium ion battery 140 judge. Further, when the relationship between the temperature of the lithium ion battery 140 and the state of charge is in a region below the curve in the figure, the power supply availability determination unit 207 must cover the maximum load power with the power of the lithium ion battery 140 alone. Judge that it is not possible. In FIG.
  • the curves that determine whether the determination is possible are the open circuit voltage value V OCV of the lithium ion battery 140, the maximum load power P MAX of the main engine 300 that is requested to start, and the internal resistance of the lithium ion battery 140. This is determined when it is assumed that the relationship between R and the allowable lower limit voltage value V LOW_LIMIT of the lithium ion battery 140 satisfies the condition of the expression (1).
  • the coefficient ⁇ is appropriately set according to the state of the lithium ion battery 140 and the main unit 300.
  • the second power conversion device control unit 215 indicates that the lithium ion battery 140 is a direct current.
  • the inverter 130 connected to the main machine 300 that has been requested to start is controlled so that the DC power discharged to the bus line 101 is converted into AC power and output (S707).
  • the second power conversion device control unit 215 determines the main engine that has made a start request. No control is performed on the inverter 130 connected to 300.
  • the appropriate control is performed. It can be carried out. That is, in the power supply control system 100, the engine generator 110 and the converter 120 are operated at the same time as requested, and the maximum load power of the main engine 300 requested to start only by the power charged by the lithium ion battery 140. Can be operated by only the lithium ion battery 140 to operate the main machine 300 requested to start. In addition, in the power supply control system 100, when the maximum load power of the main engine 300 that has been requested to start can not be covered only by the power charged in the lithium ion battery 140, the inverter 130 does not output, so forcibly.
  • the main machine 300 cannot be operated to cover the maximum load power. In that case, in the power supply control system 100, it is preferable to warn the operator of the tire type portal crane that the power is insufficient via the operation means or the like. In the power supply control system 100, when the output power of the engine generator 110 reaches an output sufficient to cover the maximum load power of the main machine 300, the main machine 300 is operated by the power output from the converter 120. It becomes.
  • FIG. 10 is a diagram showing a processing flow for determining whether or not the idling operation is permitted according to the operation state of the main unit 300.
  • Controller 200 performs the following process in order to determine whether engine generator 110 may perform idling operation and converter 120 may stop the output in accordance with the operating state of main unit 300.
  • the operation of the hoisting motor 310 in the main machine 300 will be the object, and the operation of the inverter 130a connected to the hoisting motor 310 in the inverter 130 will be the object.
  • the second power converter control unit 215 receives a signal indicating an operation command for the hoisting motor 310 from the operation unit (S801).
  • the signal indicating the operation command of the hoisting motor 310 received from the operating means is a start signal for starting the hoisting motor 310 to move the crane, and a primary operation of the hoisting motor 310 for hoisting the crane.
  • Primary operation signal, secondary operation signal for secondary operation of the hoisting motor 310 for lowering the crane, and stop signal for stopping the hoisting motor 310 for stopping the crane Is done.
  • the idling operation availability determination unit 208 determines whether the second power converter control unit 215 has received a start signal or a primary operation signal from the operation unit, or has received a secondary operation signal or a stop signal (S802). ). When the second power converter control unit 215 receives the start signal or the primary operation signal from the operation means (S802: No), the idling operation availability determination unit 208 determines the idling operation of the engine generator 110 and the converter 120. It is determined that the output stop is not permitted (S803).
  • the idling operation availability determination unit 208 determines the idling operation of the engine generator 110 and the converter 120. Is determined to be permitted to stop the output (S804).
  • the engine generator 110 when the main engine 300 is about to be started or is in primary operation, the engine generator 110 operates normally, and the converter 120 generates power using the engine generator 110. The generated power is output.
  • the engine generator 110 when the main engine 300 is performing a secondary operation or is about to be stopped, the engine generator 110 can perform an idling operation, and the converter 120 stops the output. Will be able to. Therefore, in the power supply control system 100, the engine generator 110 can shift to the idling operation according to the situation in which the main engine 300 is operating, so that further fuel consumption reduction effects can be expected.
  • the idling operation availability determination unit 208 may determine that the idling operation of the engine generator 110 and the output stop of the converter 120 are not permitted even when the main engine 300 is performing a secondary operation.
  • FIG. 11 is a diagram showing a processing flow for changing various settings when the idling time is designated.
  • the controller 200 performs the following processing so as to change the current value to be output by the converter 120 and the voltage value to be applied to the DC bus 101 by designating the time during which the engine generator 110 is idling. I do.
  • idling operation availability determination unit 208 permits engine generator 110 to perform idling operation or stop and converter 120 to stop output.
  • the output stop time setting unit 209 accepts a request to change the time during which the engine generator 110 is idling via the operation means for driving the tire type portal crane, the input means for maintenance, or the like (S901). .
  • the DC bus voltage value setting unit 210 sets the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 to be larger than the current value.
  • a value is set (S903).
  • the change width of the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 with respect to the change width of the idling time is determined based on a predetermined function or the like determined in advance. However, the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 is set to a value lower than the maximum allowable voltage value of the lithium ion battery 140.
  • the output current value setting unit 212 sets the minimum value of the current to be output by the converter 120 to a value larger than the current value. (S904).
  • the change width of the minimum value of the current to be output by converter 120 with respect to the change width of the idling time is determined based on a predetermined function or the like determined in advance.
  • the DC bus voltage value setting unit 210 sets the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 to be smaller than the current value. A value is set (S905). Further, the output current value setting unit 212 sets the minimum value of the current to be output by the converter 120 to a value smaller than the current value (S906).
  • the current value to be output by the converter 120 and the voltage value to be applied to the DC bus 101 are changed with the required idling time. Therefore, in the power supply control system 100, when idling of the engine generator 110 is permitted, the charging time of the lithium ion battery 140 is shortened and the idling time of the engine generator 110 is lengthened flexibly. Can contribute to further reduction in fuel consumption.
  • the DC bus voltage value setting unit 210 sets the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 to be low, By setting the minimum value of the current that the converter 120 should output in the output current value setting unit 212, the regenerative power can be efficiently used for charging the lithium ion battery 140.
  • the converter 120 (first power converter) that converts and outputs the power generated by the engine generator 110 (AC generator) and the inverters 130a to 130c (second power converters) that connect the main machine 300. Device) and the DC bus 101 to which the inverters 130d to 130e (third power device) for connecting the auxiliary machine 400 are connected, the lithium ion battery 140 (secondary battery) is directly connected to the engine.
  • a means for switching between the supply of power from the generator 110 and the supply of power from the lithium ion battery 140, a means for boosting the voltage of the engine generator 110, a circuit for controlling charge / discharge of the lithium ion battery 140, and the like become unnecessary.
  • the system configuration can be simplified and the initial cost can be reduced.
  • the lithium ion battery 140 is charged using the power generated by the engine generator 110 and the regenerative power generated by the secondary operation of the main machine 300, and the main machine 300 is While the engine generator 110 is idling while the operation is stopped, the power to the auxiliary machine 400 is supplied only by the power stored in the lithium ion battery 140. Can be expected.
  • the converter 120 that converts the AC power generated by the engine generator 110 into DC power and outputs it does not need to have a boosting function.
  • the capacity of converter 120 only needs to correspond to the rated output of engine generator 110, and does not need to correspond to the peak power input / output from / to lithium ion battery 140. Thereby, the engine generator 110 can be reduced in size and capacity, and the initial cost can be suppressed.
  • constant current and constant voltage control is applied to the converter 120 that converts AC power generated by the engine generator 110 into DC power and outputs it, and a regenerative resistor 160 (resistor device) that discharges power as thermal energy and a DC bus.
  • the regenerative chopper 150 switching device that electrically connects or disconnects the battery 101 is provided, and the operating voltage of the regenerative chopper 150 is set to be equal to or lower than the maximum allowable voltage value of the lithium ion battery 140 to protect the lithium ion battery 140. At the same time, the voltage applied to the lithium ion battery 140 can be maintained normally.
  • the voltage value applied to the lithium ion battery 140 when the lithium ion battery 140 is charged and the timing at which the charging of the lithium ion battery 140 should be finished are determined according to the temperature of the lithium ion battery 140, Even when the battery 140 is started in winter when the temperature is low, there is no possibility that the lithium ion battery 140 will be below the minimum allowable voltage value during the primary operation of the main engine 300. In addition, since the regenerative electric power during the secondary operation of main machine 300 can be converted into thermal energy by regenerative resistor 160, the voltage applied to lithium ion battery 140 can be maintained below the maximum allowable voltage value.
  • the main machine 300 can be temporarily operated by power supply from only the lithium ion battery 140. Therefore, when there is a request for instructing the main engine 300 to operate when the engine generator 110 is idling, the main engine 300 is not waited for the power supply from the engine generator 110 to be possible. It can be operated.
  • the regenerative chopper 150 is operated by the control by the controller 200.
  • the regenerative chopper 150 itself has a function that can be operated by the operating voltage, so that it is not controlled by the controller 200. The operation may be performed in accordance with the voltage value applied to the DC bus 101.
  • the regenerative resistor 160 is connected to the regenerative chopper 150, and the regenerative chopper 150 operates to convert surplus power into heat energy and discharge it by the regenerative resistor 160.
  • 150 may be grounded, and a current that flows when the regenerative chopper 150 is operated may flow to the ground.
  • the example in which the data indicating the temperature of the lithium ion battery 140 measured by the temperature measuring device 174 is directly sent to the controller 200 has been described.
  • the BMU 180 is the lithium measured by the temperature measuring device 174.
  • the temperature of the ion battery 140 is monitored.
  • the controller 200 may receive data indicating the temperature of the lithium ion battery 140 from the BMU 180 that is monitoring the temperature instead of directly from the temperature measuring device 174.
  • the inverter 130 is provided for each auxiliary machine 400 such as the air conditioner 410 and the lighting 420 has been described.
  • the inverter 130 connected to the auxiliary machine 400 has one in each of the plurality of auxiliary machines 400. It may be one.
  • FIG. 13 is an outline view showing an example of the appearance of a tire-type portal crane to which power is supplied by the power supply control system according to the second embodiment and a power supply device of the power supply control system.
  • the tire type portal crane 910 includes a crane 911, a tire 912, a battery storage chamber 913, a current collecting mechanism 914, and an electric chamber 915.
  • the power supply device 920 includes a high voltage board 921, a transformer 922, a wiring cable 923, and a bus bar 924.
  • the crane 911 is a part that picks up a load, and moves up and down by hoisting and lowering a rope, and is supported by a rail provided on the upper part of the tire type portal crane 910 and moves laterally with respect to the longitudinal direction of the lane L. .
  • the tire 912 is a tire for the tire type portal crane 910 to move in the longitudinal direction of the lane L.
  • the battery storage chamber 913 stores a lithium ion battery as a battery that supplies power to each part of the tire-type portal crane 910.
  • the current collecting mechanism 914 can contact the bus bar 924, and receives power from the bus bar 924 when contacting the bus bar 924.
  • the electrical chamber 915 houses electrical equipment such as a controller that controls each part of the tire-type portal crane 910.
  • the high voltage board 921 receives, for example, commercial high voltage power and outputs it to the transformer 922.
  • the transformer 922 steps down the high voltage power output from the high voltage panel 921 to a predetermined voltage that can be supplied to the tire type portal crane 910.
  • the wiring cable 923 conducts the electric power reduced by the transformer 922 to the bus bar 924.
  • the bus bar 924 can come into contact with the current collecting mechanism 914, and when in contact with the current collecting mechanism 914, the transformer 922 steps down and outputs the electric power conducted by the wiring cable 923 to the current collecting mechanism 914.
  • the tire type portal crane 910 is operated by the electric power of the battery stored in the battery storage chamber 913, and moves to the position of the bus bar 924 (power receiving point) when the remaining amount of power stored in the battery decreases.
  • FIG. 14 is a configuration diagram illustrating an example of a schematic configuration of the power supply control system 500.
  • the same reference numerals (101, 102b to 102f, 103a to 103i, 104c to 104i, 104k to 104m, 130a to 130e, 140, 150, 160, 171) , 173, 174, 108, 200, 300, 310, 320, 330, 400, 420), and description thereof is omitted.
  • auxiliary machine 400 for example, a communication device 430 that wirelessly communicates with a control system that transmits an operation command signal to the tire-type portal crane 910, illumination that illuminates the work range of the tire-type portal crane 910, or a tire type Illumination 420 such as a warning light for notifying a worker located near the portal crane 910 that the tire-type portal crane 910 is approaching.
  • a communication device 430 that wirelessly communicates with a control system that transmits an operation command signal to the tire-type portal crane 910, illumination that illuminates the work range of the tire-type portal crane 910, or a tire type Illumination 420 such as a warning light for notifying a worker located near the portal crane 910 that the tire-type portal crane 910 is approaching.
  • an air conditioner for the cab is also an example of an auxiliary machine, as in FIG.
  • the power supply control system 500 is a system that controls the supply of power to the power load provided in the tire type portal crane 910, for example.
  • the power supply control system 500 includes an automatic detachable power supply device 510, a converter 520, inverters 130a to 130e, a lithium ion battery 140, a regenerative chopper 150, a regenerative resistor 160, a DC voltage measuring device 171 in a tire-type portal crane 910.
  • a current measuring device 173, a temperature measuring device 174, a position measuring device 575, a BMU (Battery Management Unit) 180, and a controller 600 are provided, and a power supply device 920 is provided outside the tire-type portal crane.
  • the power supply device 920 supplies power from the bus bar 924 (FIG. 13) to the current collecting mechanism 914 of the tire-type portal crane 910.
  • the automatic detachable power supply device 510 has a current collecting mechanism 914 and is a device that can receive AC power from the power supply device 920.
  • the automatic detachable power supply device 510 is connected to the controller 600 via the data cable 504a. Then, the automatic detachable power supply device 510 is controlled by the controller 600, is connected to the bus bar 924 that supplies AC power, receives AC power, and outputs the received AC current to the converter 520 via the AC cable 502a.
  • the automatic detachable power supply apparatus 510 is an example of a power receiving apparatus according to the present invention.
  • Converter 520 is a device that converts AC power into DC power.
  • the converter 520 includes an AC / DC (Alternating Current / Direct Current) converter 521 and a DC / DC (Direct Current / Direct Current) converter 522. Then, AC power from the automatic detachable power supply apparatus 510 is input to the AC / DC converter 521.
  • the AC / DC converter 521 converts the AC power input from the automatic attachment / detachment power supply device 510 into DC power, and outputs the obtained DC power to the DC / DC converter 522.
  • the DC / DC converter 522 performs constant current output control or constant voltage output control on the DC power output from the AC / DC converter 521, and outputs the DC power subjected to the constant current output control or constant voltage output control. .
  • the DC / DC converter 522 performs constant current output control and constant voltage output control by, for example, a pulse width modulation (PWM) method.
  • PWM pulse width modulation
  • converter 520 is connected to controller 600 via data cable 504b.
  • Converter 520 performs the constant current output control or the constant voltage output control according to the control of controller 600.
  • the control performed by the converter 520 is constant current constant voltage control for charging the lithium ion battery 140 with constant current constant voltage (CCCV).
  • CCCV constant current constant voltage
  • the configuration of the converter 520 is not limited to that described above as long as constant current and constant voltage control is possible.
  • converter 520 may include an AC / DC converter capable of constant current and constant voltage control instead of AC / DC converter 521 and DC / DC converter 522.
  • Converter 520 is an example of a power supply side power converter according to the present invention.
  • the position measuring device 575 is a device that measures the current position of the tire-type portal crane 910.
  • the position measuring device 575 calculates the moving distance of the tire type portal crane 910 based on, for example, the rotational speed of the tire 912, and calculates the current position of the tire type portal crane 910 based on the calculated moving distance.
  • the position measuring device 575 may be provided with a positioning system such as GPS (Global Positioning System) to measure the current position of the tire-type portal crane 910.
  • GPS Global Positioning System
  • the position measuring device 575 is connected to the controller 600 via the data cable 504n. Then, the position measuring device 575 measures the current position of the tire-type portal crane 910 and sends data indicating the measured current position of the tire-type portal crane 910 to the controller 600.
  • the controller 600 is a processing unit that performs control processing related to power supply of the power supply control system 500.
  • the controller 600 receives data indicating various types of information from the DC voltage measuring device 171, current measuring device 173, temperature measuring device 174, position measuring device 575, and BMU 180, and the automatic detachable power supply device 510, converter 520, inverters 130a to 130a. e and the operation of the regenerative chopper 150 are controlled.
  • the controller 600 is an example of a control device according to the present invention.
  • the power supply control system 500 directly connects the lithium ion battery 140 to the DC bus 101. Therefore, when the AC power received by the automatic detachable power supply device 510 is output to the converter 520 and the converter 520 outputs a DC current to the DC bus 101, the lithium ion battery 140 has a voltage applied to the DC bus 101. Will be charged. Further, when AC regenerative power is generated by the secondary operation of hoisting motor 310, traveling motor 320, or traverse motor 330, inverters 130a to 130c convert to DC power and output to DC bus 101. . That is, the lithium ion battery 140 is also charged by regenerative power generated by the hoisting motor 310, the traveling motor 320, or the traversing motor 330. In this way, the power supply control system 500 charges the regenerative power generated by the hoisting motor 310, the traveling motor 320, or the traversing motor 330 to the lithium ion battery 140, so that improvement in energy efficiency is expected. .
  • the power supply control system 500 uses the electric power charged by the lithium ion battery 140 even when the automatic detachable power supply device 510 is not receiving power to the hoisting motor 310, the traveling motor 320, and the traversing motor. It can be supplied to the main machine 300 such as the motor 330, the communication device 430, and the auxiliary machine 400 such as the lighting 420, and these main machines and auxiliary machines can be operated.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a block configuration of the controller 600.
  • the controller 600 includes a DC bus voltage value data input unit 201, an output current value data input unit 203, a temperature data input unit 204, a charge state data input unit 205, a main engine start request receiving unit 206, a position data input unit 607, and a mode determination unit. 608, DC bus voltage value setting unit 610, output current value setting unit 612, charging state setting unit 622, power reception point setting unit 623, first power converter control unit 614, second power converter control unit 615, and A switching device control unit 216 is included.
  • the same reference numerals (201, 203 to 206, 210, 212, 215, 216) are given to portions having the same functions as those in FIG.
  • the position data input unit 607 is a processing unit that receives input of data indicating the current position of the tire type portal crane 910 measured by the position measuring device 575.
  • the position data input unit 607 receives data indicating the current position of the tire type portal crane 910 from the position measuring device 575 and sends the data to the mode determination unit 608.
  • the mode determination unit 608 determines the operation mode of the tire-type portal crane 910 as one of an actual operation mode, a power reception point movement mode, and a power reception mode.
  • the actual operation mode is a mode in which the tire type portal crane 910 operates in accordance with an operation request received by the main engine start request receiving unit 206.
  • the power reception point movement mode is a mode in which the tire-type gate crane 910 moves to the position of the bus bar 924 (FIG. 13) (power reception point) for power reception when the remaining amount of power stored in the lithium ion battery 140 decreases.
  • the power receiving mode is a mode in which the tire-type portal crane 910 receives power from the power supply device 920 and charges the lithium ion battery 140.
  • the DC bus voltage value setting unit 610 is a processing unit that sets the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101.
  • DC bus voltage value setting unit 610 receives data indicating the temperature of lithium ion battery 140 from temperature data input unit 204. Further, the DC bus voltage value setting unit 610 receives an input for designating the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101, for example, via an input means for maintenance. Then, the DC bus voltage value setting unit 610 sets the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101, and sets the data indicating the set voltage value to the first power converter control unit 614 and the switching device control unit. Send to 216.
  • the DC bus voltage value setting unit 610 sets the maximum value so that the voltage value is equal to or lower than the maximum allowable voltage value of the lithium ion battery 140.
  • the converter 520 performs constant voltage output control according to this maximum value, so that the lithium ion battery 140 can be protected.
  • the output current value setting unit 612 is a processing unit that sets the maximum value of current to be output when the converter 520 performs constant current output control.
  • the output current value setting unit 612 receives data indicating the temperature of the lithium ion battery 140 from the temperature data input unit 204. Further, the output current value setting unit 612 receives an input for designating the maximum value of the current to be output by the converter 520 via, for example, an input unit for maintenance.
  • Output current value setting unit 612 sets the maximum value of the current that converter 520 should output, and sends data indicating the set current value to first power converter control unit 614.
  • the output current value setting unit 612 sets the maximum value so that the voltage value is equal to or less than the maximum allowable current value of the lithium ion battery 140.
  • the converter 520 performs constant current output control according to this maximum value, so that the lithium ion battery 140 can be protected.
  • the first power converter control unit 614 is a processing unit that controls the output of the converter 520.
  • the first power converter control unit 614 receives data indicating the voltage value applied to the DC bus 101 from the DC bus voltage value data input unit 201. Further, first power converter control unit 614 receives data indicating the output current value of converter 520 from output current value data input unit 203. Further, the first power converter control unit 614 receives data indicating a value set as the maximum value of the voltage to be applied to the DC bus 101 from the DC bus voltage value setting unit 610. Further, first power converter control unit 614 receives data indicating the value set as the maximum value of the current to be output by converter 520 from output current value setting unit 612.
  • first power conversion device control unit 614 receives data indicating the operation mode of the tire-type portal crane 910 from the mode determination unit 608. Then, first power converter control unit 614 generates a control signal for controlling the output of converter 520 and sends it to converter 520.
  • the second power converter control unit 615 is a processing unit that controls the outputs of the inverters 130a to 130c.
  • the second power converter control unit 615 receives the operation mode of the tire type portal crane 910 from the mode determination unit 608.
  • the second power conversion device control unit 615 transmits data indicating a request to perform the primary operation or the secondary operation of the hoisting motor 310, the traveling motor 320, or the traversing motor 330 to a tire-type gate crane. It is received from operation means for driving 910 or the like.
  • the 2nd power converter control part 615 produces
  • the second power converter control unit 615 controls the inverters 130a to 130c in accordance with a request from the operation means or the like.
  • the traveling motor 320 operates to move the tire type portal crane 910 to the power receiving point, and the hoisting motor 310 and the traverse motor 320 are moved. The operation of the motor 330 is prohibited. Therefore, the second power converter control unit 615 controls the inverter 130b according to the operation, and does not control the inverters 130a and 130c.
  • the second power converter control unit 615 does not perform control, the inverters 130a and 130c do not output power.
  • the second power converter control unit 615 ignores a request from the operation means or the like. Further, when the operation mode of the tire type portal crane 910 is the power receiving mode, the operation of the traveling motor 320, the hoisting motor 310, and the traversing motor 330 is prohibited. Therefore, second power converter control unit 615 does not control inverters 130a to 130c. Similar to the power reception point movement mode, in the power reception mode, the second power converter control unit 615 ignores a request from the operation means or the like.
  • the switching device control unit 216 is a processing unit that controls opening and closing of the switch of the regenerative chopper 150.
  • the switching device control unit 216 receives data indicating the voltage value applied to the DC bus 101 from the DC bus voltage value data input unit 201. Further, the switching device control unit 216 receives data indicating the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 from the DC bus voltage value setting unit 610. Then, the switching device control unit 216 generates a control signal for controlling opening / closing of the switch of the regenerative chopper 150 and sends the control signal to the regenerative chopper 150.
  • the switching device control unit 216 closes the switch of the regenerative chopper 150.
  • a control signal to be instructed is sent to the regenerative chopper 150.
  • the state-of-charge setting unit 622 stores the state of charge to start charging the lithium-ion battery 140 and the state of charge at which the lithium-ion battery 140 is fully charged and should be terminated. To 608.
  • the charging state setting unit 622 receives, for example, an input for designating a charging state at which charging of the lithium ion battery 140 should be started and a charging state at the time of full charging via an input means for maintenance and the like.
  • the charging state stored in the charging state setting unit 622 is determined based on whether the mode determination unit 608 determines the operation mode of the tire type portal crane 910 as the power receiving point movement mode, and the mode determination unit 608 determines the tire type. This is used as a criterion for determining whether or not to determine the operation mode of the portal crane 910 as the actual operation mode.
  • the power reception point setting unit 623 stores the position of the power reception point and outputs data indicating the position of the power reception point to be stored to the mode determination unit 608.
  • the power receiving point setting unit 623 receives input of position information of the power receiving point via, for example, an input means for maintenance, and stores the position of the received power receiving point.
  • the position of the power reception point stored in the power reception point setting unit 623 is used as a criterion for determining whether or not the mode determination unit 608 determines the operation mode of the tire type portal crane 910 as the power reception mode.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a processing flow in which the mode determination unit 608 determines a mode.
  • the mode determination unit 608 determines the operation mode of the tire type portal crane 910 as one of the actual operation mode, the power reception point movement mode, and the power reception mode.
  • the charge state data input unit 205 receives data indicating the charge state of the lithium ion battery 140 from the BMU 180 via the data cable 104m (S1101).
  • the BMU 180 constantly monitors the state of charge of the lithium ion battery 140 and outputs data indicating the state of charge being monitored to the controller 600 at minute intervals.
  • the charging state data input unit 205 sequentially receives input of data output by the BMU 180 every minute time.
  • the charging state data input unit 205 outputs data indicating the charging state of the received lithium ion battery 140 to the mode determination unit 608, and the mode determination unit 608 outputs the data to the lithium ion battery 140 based on the data. It is determined whether charging is necessary (S1102). Specifically, BMU 180 measures the SOC value of lithium ion battery 140 and outputs data indicating the measured SOC value as data indicating the state of charge of lithium ion battery 140. In addition, the charging state setting unit 622 stores in advance an SOC value to start charging the lithium ion battery 140 as the above-described charging state to start charging the lithium ion battery 140.
  • mode determination unit 608 compares the SOC measurement value of lithium ion battery 140 indicated by the data output from BMU 180 with the SOC value stored in charge state setting unit 622, and the SOC measurement value is the charge state setting unit. If it is equal to or less than the SOC value stored in 622, it is determined that charging is necessary, and if the SOC value is greater than the SOC value stored in the charge state setting unit 622, it is determined that charging is not necessary.
  • the mode determination unit 608 may determine whether charging is necessary based on the temperature of the lithium ion battery 140 in addition to the SOC value of the lithium ion battery 140. In the lithium ion battery 140, the lower the temperature, the larger the variation in output voltage. Therefore, the mode determination unit 608 can perform determination more appropriately by using the temperature of the lithium ion battery 140 for determining whether charging is necessary.
  • the charging state setting unit 622 stores the SOC value at which charging of the lithium ion battery 140 is to be started for each temperature of the lithium ion battery 140. Then, the mode determination unit 608 acquires the temperature of the lithium ion battery 140 measured by the temperature measuring device 174 in addition to the SOC value of the lithium ion battery 140 measured by the BMU 180. The mode determination unit 608 obtains the SOC value at which charging to the lithium ion battery 140 at the temperature is to be started from the charge state setting unit 622, and similarly to the above, the lithium ion battery 140 indicated by the data output from the BMU 180 The SOC measurement value and the SOC value acquired from the charge state setting unit 622 are compared to determine whether charging is necessary.
  • the mode determination unit 608 may determine whether charging is necessary based on the output voltage value of the lithium ion battery 140 instead of the SOC value of the lithium ion battery 140.
  • the charging state setting unit 622 stores in advance an output voltage value at which charging of the lithium ion battery 140 should be started.
  • the mode determination unit 608 can use the voltage value of the DC bus 101 measured by the DC voltage measuring device 171 as the output voltage value of the lithium ion battery 140.
  • the mode determination unit 608 determines the operation mode of the tire-type portal crane 910 as the actual operation mode, and stores the determined mode (S1111). Thereafter, the process returns to S1101.
  • the mode determination unit 608 determines the operation mode of the tire type portal crane 910 as the power receiving point movement mode and stores the determined mode (S1121).
  • the position data input unit 607 receives data indicating the current position of the tire type portal crane 910 from the position measuring device 575 via the data cable 504n (S1122). Specifically, the position measuring device 575 always measures the current position of the tire type portal crane 910 and outputs data indicating the measured current position to the controller 600 at minute intervals. The position data input unit 607 sequentially receives input of data output by the position measuring device 575 every minute time.
  • the position data input unit 607 outputs data indicating the current position of the tire-type portal crane 910 that has received the input to the mode determination unit 608, and the mode determination unit 608 has reached the power reception point based on the data. It is determined whether or not (S1123).
  • the power reception point setting unit 623 stores in advance a range of positions where the tire-type portal crane 910 can receive power from the bus bar 924 (FIG. 13) as the power reception point positions described above.
  • the range of the position where power can be received is the range of the position of the tire-type portal crane 910 where the current collecting mechanism 914 can contact the bus bar 924 to receive power.
  • the range can be input in advance via a maintenance input unit or the like. Is done.
  • the mode determination unit 608 compares the current position of the tire-type portal crane 910 indicated by the data output from the position measuring device 575 with the range of the power receiving position stored in the power reception point setting unit 623, When the current position of the type portal crane 910 is included in the range of positions where power can be received, it is determined that the power receiving point has been reached, and the current position of the tire type portal crane 910 is not included in the range of positions where power can be received. In the case, it is determined that the power receiving point has not been reached.
  • the process returns to S1122.
  • the mode determination unit 608 keeps the operation mode of the tire-type portal crane 910 as the power reception point movement mode, and determines whether or not the power reception point has been reached.
  • the mode determination unit 608 determines the operation mode of the tire type portal crane 910 as the power reception mode and stores the determined mode (S1131). ).
  • the charging state data input unit 205 receives data indicating the charging state of the lithium ion battery 140 from the BMU 180 via the data cable 104m (S1132).
  • the charging state data input unit 205 outputs data indicating the charging state of the received lithium ion battery 140 to the mode determination unit 608, and the mode determination unit 608 charges the lithium ion battery 140 based on the data. It is determined whether or not (S1133). Specifically, the charging state setting unit 622 stores in advance the SOC value that the lithium ion battery 140 should end charging. This SOC value is input in advance via, for example, an input means for maintenance.
  • the mode determination unit 608 compares the state of charge (SOC measurement value) of the lithium ion battery 140 indicated by the data output from the BMU 180 with the SOC value in the case of full charge stored in the state of charge setting unit 622, If the SOC measurement value is less than or equal to the SOC value stored in the charge state setting unit 622, it is determined that charging has been completed. If the SOC measurement value is greater than the SOC value stored in the charge state setting unit 622, charging is performed. Is determined not to have been completed.
  • step S1133 If it is determined in S1133 that charging has not been completed (S1133: No), the process returns to step S1132. In this case, the mode determination unit 608 keeps the operation mode of the tire-type portal crane 910 in the power reception mode and determines whether or not the charging has been completed. On the other hand, if it is determined in S1123 that charging has been completed (S1133: Yes), the process returns to step S1111. In this case, in S1111, the mode determination unit 608 determines the operation mode of the tire type portal crane 910 as the actual operation mode.
  • the controller 600 is similar to the operation of the controller 200 (FIG. 2) described in FIG. 3 and the voltage value of the DC bus 101 and the DC bus voltage value.
  • the converter 520 is controlled to output a constant voltage, and the voltage value of the DC bus 101 reaches the maximum value. If not, the converter 520 is controlled to output a constant current.
  • the controller 600 controls the regenerative chopper 150 to close the switch when the voltage value of the DC bus 101 reaches the maximum value. When the voltage value does not reach the maximum value, control is performed so that the switch of the regenerative chopper 150 is closed.
  • the controller 600 sets the maximum value of the voltage that should be applied to the DC bus 101 in accordance with the temperature of the lithium ion battery 140, similarly to the operation of the controller 200 described with reference to FIG. For example, in winter, when the temperature of the lithium ion battery 140 decreases, its internal resistance increases, and if the lithium ion battery 140 is not charged at a higher voltage, the current is reduced and the charging time is long. It may be easier to enter the mode. Therefore, in power supply control system 500, the maximum value of the voltage that should be applied to DC bus 101 is set to a larger value as the temperature of lithium ion battery 140 is lower. Thereby, in power supply control system 500, even if the temperature of lithium ion battery 140 falls, it can control so that the charge time of lithium ion battery 140 may not be prolonged.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a processing flow in which the controller 600 controls the outputs of the inverters 130a to 130c.
  • the second power converter control unit 615 of the controller 600 performs the following process so as to control the outputs of the inverters 130a to 130c in accordance with the mode determined by the mode determination unit 608.
  • the second power converter control unit 615 acquires data indicating the operation mode of the tire type portal crane 910 from the mode determination unit 608 (S1201). Then, the second power converter control unit 615 determines whether or not the operation mode of the tire-type portal crane 910 is the actual operation mode (S1202).
  • the second power converter control unit 615 causes the inverters 130a to 130c to convert the DC power of the DC bus 101 into AC power, which is sent to the main units 310 to 330, respectively.
  • any of the main units 310 to 330 generates AC regenerative power
  • any inverter connected to the main unit converts the regenerative power into DC power and outputs it to the DC bus 101.
  • the inverters 130a to 130c are controlled.
  • main units 310 to 330 can perform a primary operation or a secondary operation according to a request from the operating means, and regenerative power when the main units 310 to 330 perform a secondary operation is transmitted via the DC bus 101 to the lithium ion battery 140. Is charged.
  • the second power converter control unit 615 determines whether or not the operation mode of the tire-type portal crane 910 is the power receiving point movement mode (S1221). ). When it determines with it being a power receiving point movement mode (S1221: Yes), the 2nd power converter control part 615 converts the direct-current power of the direct current bus line 101 into alternating current power by the inverter 130b, and each is set to the motor 320 for driving
  • the inverter 130b controls the inverter 130b so that the regenerative power is converted into DC power and output to the DC bus 101, and the inverter 130a and the inverter No control is performed on 130c (S1222).
  • the request from the operating means is ignored.
  • the hoisting motor 310 and the traversing motor 330 do not operate, and the traveling motor 320 rotates in a direction to bring the tire type portal crane 910 closer to the feeding point. Therefore, the second power converter control unit 615 performs the above control so that the traveling motor 320 performs the operation and the hoisting motor 310 and the traversing motor 330 do not operate. Thereafter, the process returns to S1201.
  • the 2nd power converter control part 615 when it determines with it not being a power reception point movement mode in S1221, (S1221: No), the 2nd power converter control part 615 returns to S1201, without performing any control with respect to the inverter 130a and the inverter 130c.
  • the operation mode of the tire-type portal crane 910 is considered to be the remaining power reception mode.
  • the request from the operating means is ignored and the main units 310 to 330 do not operate.
  • second power converter control unit 615 does not control inverter 130a and inverter 130c.
  • the power supply control system 500 uses electric power supplied from the power supply device side such as commercial power as a power source, it has higher energy efficiency than a case where a small generator such as an engine generator is used. Can work.
  • the tire-type portal crane 910 does not need to include a generator, the configuration of the tire-type portal crane 910 can be simplified, and further, noise and exhaust gas are not generated by the generator.
  • the lithium ion battery 140 is connected between the lithium ion battery 140 and the inverters 130a to 130e.
  • a circuit device for controlling charging / discharging is unnecessary, and energy efficiency is improved in that no loss is caused by the circuit device.
  • the configuration of the power supply control system can be simplified.
  • the lithium ion battery 140 stores the regenerative power generated by the main engine 300 so that energy can be used efficiently.
  • power is transferred between the bus bar 924 and the current collecting mechanism 914, it is not necessary to provide a power supply cable between the power supply device 920 and the tire-type portal crane 910.
  • the tire-type portal crane 910 can move freely, and in particular, it can easily move to another lane (lane change).
  • the regenerative chopper 150 is operated by the control by the controller 600 .
  • the regenerative chopper 150 is not controlled by the controller 600.
  • the operation may be performed in accordance with the voltage value applied to the DC bus 101.
  • the regenerative resistor 160 is connected to the regenerative chopper 150, and the regenerative chopper 150 operates to convert surplus power into heat energy and discharge it by the regenerative resistor 160.
  • 150 may be grounded, and a current that flows when the regenerative chopper 150 is operated may flow to the ground.
  • the example in which the data indicating the temperature of the lithium ion battery 140 measured by the temperature measuring device 174 is directly sent to the controller 600 has been described.
  • the BMU 180 is the lithium measured by the temperature measuring device 174.
  • the temperature of the ion battery 140 is monitored.
  • the controller 600 may receive data indicating the temperature of the lithium ion battery 140 from the BMU 180 that is monitoring the temperature instead of directly from the temperature measuring device 174.
  • the inverter 130 is provided for each auxiliary device 400 such as the communication device 430 and the lighting 420 .
  • the inverter 130 connected to the auxiliary device 400 is one for the plurality of auxiliary devices 400. It may be one.
  • the power supply device may output DC power.
  • the converter need not include an AC / DC converter.
  • FIG. 18 is a configuration diagram illustrating an example of a schematic configuration of a power supply control system when the power supply device outputs DC power.
  • the same reference numerals (101, 502a, 102b to 102f, 103a to 103i, 504a, 504b, 104c to 104m, 504n, 510, 520, 522 are used for the parts having the same functions as those in FIG. , 130a to 130e, 140, 150, 160, 171, 173, 174, 575, 300, 310, 320, 330, 400, 410, 420, 600), and description thereof is omitted.
  • the power supply control system 700 includes the power supply device 970 that outputs DC power, and the point that the converter 720 includes only the DC / DC converter 522 and does not include the AC / DC converter. Different from 500.
  • the power supply device 970 includes, for example, an AC / DC converter corresponding to the AC / DC converter 521 in FIG. 14, and steps down commercial high-voltage AC power to a predetermined voltage that can be supplied to the tire-type portal crane 910. Convert to electricity. Then, when the bus bar 924 (FIG. 13) and the current collecting mechanism 914 are in contact with each other, the converted DC power is supplied to the tire-type portal crane 910. When DC power is output from the power supply device 970 via the automatic detachable power feeding device 510, the converter 720 transforms the DC power with the DC / DC converter 522, and thereby the constant current similar to the converter 520 in FIG. Perform constant voltage control.
  • the converter 720 need not include an AC / DC converter, and the device configuration on the tire-type portal crane side can be simplified.
  • the number of tire-type portal cranes is larger than the number of power supply devices, such as when a plurality of tire-type portal cranes are arranged in one lane, each tire-type portal crane and each power supply device are The number of AC / DC converters can be reduced as a whole system including the system manufacturing cost.
  • FIG. 19 is a configuration diagram illustrating an example of a schematic configuration of a power supply control system when the power supply device performs constant current constant voltage control.
  • the same reference numerals (101, 102b to 102f, 103a to 103i, 504a, 104c to 104m, 504n, 510, 520, 522, 130a to 130e are used for portions having the same functions as those in FIG. , 140, 150, 160, 171, 173, 174, 575, 300, 310, 320, 330, 400, 410, 420, 600), and description thereof is omitted.
  • the power supply control system 700 includes a power supply device 980 that outputs DC power controlled by constant current and constant voltage, a point that does not include the converter 720, and communication between the tire-type portal crane side and the power supply device side. 18 is different from the power supply control system 500 in FIG.
  • the power supply apparatus 980 includes, for example, a DC / DC converter corresponding to the DC / DC converter 522 of FIG. 18 in addition to the power supply apparatus 970 of FIG. 18, and the maximum allowable voltage value and maximum allowable current value of the lithium ion battery 140.
  • the constant current and constant voltage control is performed according to the output, and the direct current subjected to constant current and constant voltage control is output.
  • the communication device 880 transmits information necessary for the power supply device 980 to perform constant current and constant voltage control, such as a control signal output from the first power conversion device control unit 614 in FIG. 15, to the power supply device 980.
  • the power supply device 980 performs constant current and constant voltage control, so that it is not necessary to provide a converter on the tire-type portal crane side, and the apparatus configuration on the tire-type portal crane side can be simplified.
  • the number of tire-type portal cranes is larger than the number of power supply devices, such as when a plurality of tire-type portal cranes are arranged in one lane, each tire-type portal crane and each power supply device are The number of converters can be reduced as a whole system including the system manufacturing cost.
  • the communication device 880 may further transmit a signal instructing to stop power supply when an abnormality occurs on the tire-type portal crane side. That is, in the power supply control system 500 of FIG. 14, the converter 520 includes a safety device and can shut off power when an abnormality occurs. In the power supply control system 700 of FIG. 18, the converter 720 includes a safety device. Power can be cut off when an abnormality occurs. On the other hand, since the power supply control system 800 does not include a converter, it cannot perform such power interruption. Therefore, when the controller 600 detects an abnormality, the communication device 880 transmits a signal instructing the power supply device 980 to stop power supply, and the power supply device 980 supplies power to the automatic detachable power supply device 510 based on the signal. Cancel the output of. As a result, when an abnormality occurs in the tire-type portal crane, power reception can be stopped to protect each device.
  • the number of bus bars 924 provided in the power supply device 920 is not limited to one shown in FIG. 13 and may be two or more.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an arrangement example of the bus bars 924 when the power supply device 920 includes two bus bars 924.
  • the linear track B which is the movement range of the current collecting mechanism 914, is equally divided into two regions a21 and a22 according to the number (two) of the bus bars 924, and the position p21 at the center in the longitudinal direction of the region a21.
  • bus bars 924 are provided at a position p22 in the center in the longitudinal direction of the region a22. That is, the position p21 and the position p22 are feeding points.
  • the bus bar 924 is provided at the center in the longitudinal direction of each region obtained by equally dividing the movement range of the current collecting mechanism 914 in the longitudinal direction, so that the tire-type portal crane 910 moves to the feeding point in a short time.
  • Can receive power For example, in the case of FIG. 20, the tire-type portal crane 910 moves to the position p21 when positioned in the region a21, and moves to the position p22 when positioned in the region a22, so that the moving distance to the feeding point is short. You can move in a short time.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a power supply device and a tire-type portal crane that perform power transfer using a power transmission coil and a power reception coil.
  • a power supply device 920 includes a power transmission coil 944 instead of the bus bar 924 in FIG. 13, and outputs high-frequency power from the power transmission coil 944.
  • the tire-type portal crane 910 includes a power receiving coil 934 instead of the current collecting mechanism 914 in FIG. 13, and receives high-frequency power output from the power transmitting coil 944 in the vicinity of the power transmitting coil 944 by the power receiving coil 934. .
  • the power transmission coil 944 and the power reception coil 934 deliver power with high-frequency power, so that power can be delivered in a non-contact state.
  • the power transmission coil 944 and the power reception coil 934 are not in contact with each other, there is no noise due to contact, and the arrangement of the power transmission coil 944 and the power reception coil 934 of the power supply device 920 and the tire-type portal crane are designed and manufactured. Precision is not required for placement.
  • the power transmission coil 944 and the power reception coil 934 are not worn by contact, it is not necessary to replace the power transmission coil 944 and the power reception coil 934.
  • the power transmission coil 944 and the power reception coil 934 can have a non-insulated portion, there is no risk of a short circuit or electric shock, and safety is high.
  • the power supply device may include a power transmission cable instead of the power transmission coil.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a power supply device and a tire-type portal crane that perform power transfer using a power transmission cable and a power receiving coil.
  • a power supply device 920 includes a power transmission cable 954 instead of the power transmission coil 944 in FIG. 21, and outputs high-frequency power from the power transmission cable 954.
  • the power transmission cable 954 extends along a straight track B that is a movement path of the power receiving coil 934, and the power receiving coil 934 receives high frequency power output from the power transmission cable 954 at any position on the straight track B. be able to.
  • the power receiving coil 934 can receive high-frequency power output from the power transmission cable 954 at any position on the straight track B, so that the tire-type portal crane 910 moves to the power receiving point for power reception. There is no need to do so, and cargo handling efficiency can be improved.
  • the power output from the power supply device 920 can be small, and the manufacturing cost of the power supply device 920 can be reduced.
  • power can be constantly transferred between the power supply device 920 and the tire type portal crane 910, there is no need to rapidly charge the lithium ion battery 140 (FIG. 14), and the constant current of the DC / DC converter (FIG. 15).
  • the output control set value can be reduced. Therefore, an inexpensive DC / DC converter can be used, and the manufacturing cost can be reduced.

Abstract

 電力の供給を受けて一次動作し、当該一次動作とは異なる二次動作することによって回生電力を発電する主機、及び当該主機よりも小さい電力の供給を受けて動作する補機への電力の供給を制御する電力供給制御システムが、直流電力を伝導する直流母線と主機との間に接続され、直流母線から入力される直流電力を交流電力に変換して主機へ出力し、主機において発電された回生電力を直流電力に変換して直流母線へ出力する第2の電力変換装置と、直流母線と補機との間に接続され、直流母線から入力される電力を交流電力に変換して補機へ出力する第3の電力変換装置と、前記直流母線に接続される二次電池とを備える。

Description

電力供給制御システム
 本発明は、電力の供給を受けて一次動作し、当該一次動作とは異なる二次動作することによって回生電力を発電する主機、及び主機よりも小さい電力の供給を受けて動作する補機への電力の供給を制御する電力供給制御システムに関する。
 本願は、2009年9月16日に、日本に出願された特願2009-214816号、および、2010年9月8日に、日本に出願された特願2010-201052号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 タイヤ式門型クレーンの電力供給制御システムにあっては、直流母線に接続された蓄電装置(化学電池(バッテリー)又は静電容量(コンデンサ))を有し、巻上用モータや横行用モータ、走行用モータ等の駆動装置にかかる負荷に応じて、蓄電装置からの放電電流によってモータを駆動し、交流発電機の電力が余る際には、蓄電装置を充電することができるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
 また、タイヤ式門型クレーンの電力供給制御システムにあっては、エンジン発電機から定格作動装備品等の補機に電力を供給する定格電力回路に切替器を介在させ、エンジン発電機により充電可能なバッテリの出力を直流‐交流変換器を介して切替器に供給するアイドリング電力回路を設け、エンジン側コントローラにアイドリング運転指令部を設け、アイドリング運転指令部を操作可能なアイドリングスイッチを設けたものが知られている(例えば、特許文献2参照。)。
 また、タイヤ式門型クレーンの電力供給制御システムにあっては、エンジン発電装置又はインバータから共通母線に出力された余剰電力を蓄電装置に蓄電して、直流電力の不足時に蓄電電力を共通母線へ出力し、インバータにより共通母線上の直流電力を交流電力に変換してクレーン装置の補機設備へ供給するものが知られている(例えば、特許文献3参照。)。
特開平11-285165号公報 特開2004-360610号公報 特開2008-247591号公報
 しかしながら、上記のようなタイヤ式門型クレーンの電力供給制御システムは、エネルギー効率が低い。例えば、特許文献1に記載されている電力供給制御システムは、交流発電機から補機に電力を供給することはできるが、蓄電装置の蓄電電力を補機に供給することができない。そのため、特許文献1に記載されている電力供給制御システムは、蓄電装置に充電された電力を有効利用できず、エネルギー効率が低い。
 また、例えば、特許文献2に記載されている電力供給制御システムは、荷役駆動装置からの回生電力をバッテリに蓄電し有効利用することができないため、エネルギー効率が低い。
 また、例えば、特許文献3に記載されている電力供給制御システムは、発電装置が電圧昇圧装置を備えるため、システム構成が複雑化し、また、この電圧昇圧装置におけるエネルギーロスによってエネルギー効率が低下する。また、特許文献3に記載されている電力供給制御システムは、蓄電装置が二次電池への充放電を制御する回路装置を備えるため、システム構成が複雑化し、また、このほう充電を制御する回路装置おけるエネルギーロスによってエネルギー効率が低下する。したがって、特許文献3に記載されている電力供給制御システムは、エネルギー効率が低い。
 上記課題を解決するために、本発明の電力供給制御システムの第一態様は、電力の供給を受けて一次動作し、当該一次動作とは異なる二次動作することによって回生電力を発電する主機、及び当該主機よりも小さい電力の供給を受けて動作する補機への電力の供給を制御する電力供給制御システムであって、直流電力を伝導する直流母線と前記主機との間に接続され、前記直流母線から入力される直流電力を交流電力に変換して前記主機へ出力し、前記主機において発電された回生電力を直流電力に変換して前記直流母線へ出力する第2の電力変換装置と、前記直流母線と前記補機との間に接続され、前記直流母線から入力される直流電力を交流電力に変換して前記補機へ出力する第3の電力変換装置と、前記直流母線に接続される二次電池とを備える。
 本発明の電力供給制御システムの第二態様は、電力の供給を受けて一次動作し、当該一次動作とは異なる二次動作することによって回生電力を発電する主機、及び当該主機よりも小さい電力の供給を受けて動作する補機への電力の供給を制御する電力供給制御システムであって、エンジンによって駆動され、交流電力を発電する交流発電装置と、前記交流発電装置と接続され、当該発電装置が発電した交流電力を直流電力に変換して出力する第1の電力変換装置と、前記第1の電力変換装置が出力した直流電力を伝導する直流母線と前記主機との間に接続され、前記直流母線から入力される直流電力を交流電力に変換して前記主機へ出力し、前記主機において発電された回生電力を直流電力に変換して前記直流母線へ出力する第2の電力変換装置と、前記直流母線と前記補機との間に接続され、前記直流母線から入力される直流電力を交流電力に変換して前記補機へ出力する第3の電力変換装置と、当該電力供給制御システムを構成する前記各装置の動作を制御する制御装置と、前記制御装置が制御することにより前記第1の電力変換装置が直流電力を出力した場合に、当該第1の電力変換装置が出力した出力電力、又は前記第2の電力変換装置が出力した回生電力の供給を受けて充電し、前記制御装置が制御することにより前記第1の電力変換装置が出力を停止している場合に、前記主機又は前記補機が動作する際に前記母線に直流電力を放電する二次電池とを備える。
 本発明の電力供給制御システムの第二態様は、前記直流母線にかかっている電圧を測定する直流母線電圧測定装置と、前記第1の電力変換装置が出力している電流を測定する電流測定装置とを備え、前記制御装置は、前記直流母線電圧測定装置が測定した電圧値を示すデータの入力を受ける直流母線電圧値データ入力部と、前記電流測定装置が測定した電流値を示すデータの入力を受ける出力電流値データ入力部と、前記直流母線にかかっているべき電圧の最大値を設定する直流母線電圧値設定部と、前記第1の電力変換装置が出力すべき電流の最大値を設定する出力電流値設定部と、前記直流母線電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される電圧値が、前記直流母線電圧値設定部が設定する最大値に達するまでの間、前記出力電流値データ入力部に入力されるデータによって示される電流値が、前記出力電流値設定部が設定する最大値を維持するよう前記第1の電力変換装置の出力電流を制御し、前記直流母線電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される電圧値が、前記直流母線電圧値設定部が設定する最大値に達した場合、当該直流母線電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される電圧値が、当該直流母線電圧値設定部が設定する最大値を維持するよう前記第1の電力変換装置の出力を制御する第1の電力変換装置制御部とを有してよい。
 前記直流母線電圧値設定部は、前記二次電池の最大許容電圧値以下の電圧値となるよう前記最大値を設定してよい。
 前記出力電流値設定部は、前記第1の電力変換装置の出力が前記交流発電装置の定格電力以下となるよう前記最大値を設定してよい。
 本発明の電力供給制御システムの第二態様は、電力を熱エネルギーとして放出する抵抗装置と、前記直流母線と前記抵抗装置との間に接続され、当該直流母線と当該抵抗装置とを電気的に接続又は切断する切替装置とを更に備え、前記制御装置は、前記直流母線電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される電圧値が、前記直流母線電圧値設定部が設定する最大値に達していない場合、前記直流母線と前記抵抗装置とを電気的に切断するよう前記切替装置の動作を制御し、前記直流母線電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される電圧値が、前記直流母線電圧値設定部が設定する最大値に達した場合、前記直流母線と前記抵抗装置とを電気的に接続するよう前記切替え装置の動作を制御する切替装置制御部を更に有してよい。
 前記直流母線電圧値設定部は、前記直流母線にかかっているべき電圧の最小値を更に設定し、前記出力電流値設定部は、前記第1の電力変換装置が出力すべき電流の最小値を更に設定し、前記第1の電力変換装置制御部は、前記出力電流値データ入力部に入力されるデータによって示される電流値が、前記出力電流値設定部が設定する最小値に達した場合、前記第1の電力変換装置が出力を停止するよう制御し、前記直流母線電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される電圧値が、前記直流母線電圧値設定部が設定する最小値に達した場合、前記第1の電力変換装置が出力を開始するよう制御してよい。
 前記直流母線電圧値設定部は、前記二次電池が充電を開始すべき電圧値となるよう前記最小値を設定してよい。
 前記出力電流値設定部は、前記二次電池が充電を終了すべき電流値となるよう前記最小値を設定してよい。
 本発明の電力供給制御システムの第二態様は、前記二次電池の温度を測定する二次電池温度測定装置を更に備え、前記制御装置は、前記二次電池温度測定装置が測定した温度を示すデータの入力を受ける温度データ入力部を備え、前記温度データ入力部に入力されるデータによって示される温度が低くなるにつれ、前記直流母線電圧値設定部は、前記直流母線にかかっているべき電圧の最大値を大きくするよう設定し、前記出力電流値設定部は、前記第1の電力変換装置が出力すべき電流の最小値を大きくするよう設定してよい。
 本発明の電力供給制御システムの第二態様は、前記交流発電装置の出力電圧を測定する出力電圧測定装置を更に備え、前記制御装置は、前記出力電圧測定装置が測定した出力電圧値を示すデータの入力を受ける出力電圧値データ入力部と、前記直流母線電圧値設定部が設定した直流母線にかかっているべき電圧の最大値に基づいて、前記交流発電装置が出力すべき電圧の最小値を設定する出力電圧値設定部と、前記出力電流値データ入力部に入力されるデータによって示される電流値が、前記出力電流値設定部が設定する最小値に達した場合、前記交流発電装置を駆動しているエンジンの回転速度を下げるべく、当該エンジンのスロットルの開度を小さくするよう制御し、前記直流母線電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される電圧値が、前記直流母線電圧値設定部が設定する最小値に達した場合、前記出力電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される出力電圧値が、前記出力電圧値設定部が設定する最小値以上の電圧値を維持するよう、前記交流発電装置を駆動しているエンジンの回転速度を上げるべく、当該エンジンのスロットルの開度を大きくするよう制御するエンジン制御部とを更に有してよい。
 前記エンジン制御部は、前記出力電流値データ入力部に入力されるデータによって示される電流値が、前記出力電流値設定部が設定する最小値に達した場合、前記交流発電装置を駆動しているエンジンを停止するよう制御し、前記直流母線電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される電圧値が、前記直流母線電圧値設定部が設定する最小値に達した場合、前記交流発電装置を駆動しているエンジンを始動するよう制御してよい。
 本発明の電力供給制御システムの第二態様は、前記二次電池の充電状態を監視する充電状態監視装置を更に備え、前記制御装置は、前記主機を始動する旨の要求を受け付ける主機始動要求受付部と、前記充電状態監視装置が監視している充電状態値を示すデータの入力を受ける充電状態データ入力部と、前記主機始動要求受付部が要求を受け付けた場合、前記充電状態データ入力部に入力されるデータによって示される充電状態値と、前記温度データ入力部に入力されるデータによって示される温度とに基づいて、前記第1の電力変換装置が出力を停止している状態において、前記主機の最大負荷電力を前記二次電池が充電している電力のみによって供給することができるか否かを判定する電力供給可否判定部と、前記主機の最大負荷電力を前記二次電池が充電している電力のみによって供給することができると前記電力供給可否判定部が判定した場合、前記直流母線の直流電力を交流電力に変換して出力するよう前記第2の電力変換装置の出力を制御し、前記主機の最大負荷電力を前記二次電池が充電している電力のみによって供給することができないと前記電力供給可否判定部が判定した場合、前記直流母線の直流電力を交流電力に変換して出力しないよう前記第2の電力変換装置の出力を制御する第2の電力変換装置制御部とを更に有し、前記主機始動要求受付部が要求を受け付けた場合、前記エンジン制御部は、前記交流発電装置を駆動しているエンジンが停止していれば始動するよう制御し、前記出力電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される出力電圧値が、前記出力電圧値設定部が設定する最小値以上の電圧値を維持するよう、前記交流発電装置を駆動しているエンジンの回転速度を上げるべく、当該エンジンのスロットルの開度を大きくするよう制御し、前記第1の電力変換装置制御部は、前記第1の電力変換装置が出力を開始するよう制御してよい。
 前記制御装置は、前記主機の動作の状態に基づいて、前記交流発電装置のアイドリング動作を許可するか否かを決定するアイドリング動作可否決定部を更に有し、アイドリング動作を許可する旨の決定を前記アイドリング動作可否決定部が行い、前記出力電流値データ入力部に入力されるデータによって示される電流値が、前記出力電流値設定部が設定する最小値に達した場合、前記エンジン制御部は、スロットルを閉めることによって回転速度を下げるよう前記交流発電装置を駆動しているエンジンを制御し、前記第1の電力変換装置制御部は、出力を停止するよう前記第1の電力変換装置を制御してよい。
 前記アイドリング動作可否決定部は、前記第2の電力変換装置制御部が前記第2の電力変換装置を、前記母線の直流電力を交流電力に変換して前記主機に出力するよう制御している場合、前記交流発電装置のアイドリング動作を許可しない旨の決定を行い、前記第2の電力変換装置制御部が前記第2の電力変換装置を、前記主機が出力した交流の回生電力を直流電力に変換して前記母線に出力するよう制御している場合、前記交流発電装置のアイドリング動作を許可する旨の決定を行ってよい。
 前記アイドリング動作可否決定部は、前記第2の電力変換装置制御部が前記第2の電力変換装置を停止するよう制御している場合、前記交流発電装置のアイドリング動作を許可する旨の決定を行ってよい。
 前記制御装置は、前記交流発電装置をアイドリング動作又は停止させるとともに、前記第1の電力変換装置の出力を停止させるべき時間を設定する出力停止時間設定部を更に備え、前記交流発電装置のアイドリング動作を許可すると前記アイドリング動作可否決定部が決定している場合において、前記出力停止時間設定部が設定する時間が長くなるにつれ、前記直流母線電圧値設定部は、前記直流母線にかかっているべき電圧の最大値を、前記二次電池の最大許容電圧に近づけるよう設定し、前記出力電流値設定部は、前記第1の電力変換装置が出力すべき電流の最小値を、当該第1の電力変換装置が出力すべき電流の最大値に近づけるよう設定してよい。
 本発明の電力供給制御システムの第三態様は、電力の供給を受けて一次動作し、当該一次動作とは異なる二次動作することによって回生電力を発電する主機、及び当該主機よりも小さい電力の供給を受けて動作する補機へ電力を供給する電力供給制御システムであって、前記電力供給制御システムの外部から受電可能な受電装置と、前記受電装置が受電する電力に基づく直流電力を伝導する直流母線と前記主機との間に接続され、前記直流母線から入力される直流電力を交流電力に変換して前記主機へ出力し、前記主機において発電された回生電力を直流電力に変換して前記直流母線へ出力する主機側電力変換装置と、前記直流母線と前記補機との間に接続され、前記直流母線から入力される直流電力を交流電力に変換して前記補機へ出力する補機側電力変換装置と、前記受電装置が受電する電力に基づく直流電力、又は前記主機側電力変換装置が出力する回生電力の供給を受けて充電し、前記主機又は前記補機が動作する際に前記母線に直流電力を放電する二次電池とを備える。
 本発明の電力供給制御システムの第三態様は、前記受電装置と接続され、当該受電装置が受電する交流電力を直流電力に変換して出力する電源側電力変換装置を備え、前記直流母線は前記電源側電力変換装置が出力する直流電力を伝導してよい。
 本発明の電力供給制御システムの第三態様は、前記受電装置と接続され、当該受電装置が受電する直流電力の電流または電圧を制御して出力する電源側電力変換装置を備え、前記直流母線は前記電源側電力変換装置が出力する直流電力を伝導してよい。
 前記直流母線は、前記受電装置が受電する、電流または電圧を制御された直流電力を伝導してよい。
 本発明の電力供給制御システムの第三態様は、前記電力供給制御システムの各装置の異常を検出する異常検出装置と、前記異常検出装置が異常を検出すると、前記受電装置への電力供給の中止を要求する信号を出力する通信装置とを具備してよい。
 本発明の電力供給制御システムの第三態様は、高周波電力を送信する電源装置を具備し、前記受電装置は、前記電源装置の出力する前記高周波電力を受信することにより受電してよい。
 前記電源装置は高周波電力を出力する送電コイルを具備してよい。
 前記受電装置は移動可能であり、前記電源装置は、前記受電装置が移動する軌道に沿って伸張され前記高調波電波を出力する送電ケーブルを具備してよい。
 前記受電装置は直線軌道上を移動可能であり、前記受電装置の移動範囲の長手方向中央に備えられた給電端子に接続して受電してよい。
 前記受電装置は直線軌道上を移動可能であり、前記受電装置の移動範囲を長手方向に等分した各領域の長手方向中央にそれぞれ備えられた給電端子のいずれかに接続して受電してよい。
 本発明によれば、電源供給制御システムが、より高いエネルギー効率にて動作可能となる。
一実施形態に係る電力供給制御システム100の一例を示す図である。 コントローラ200のブロック構成の一例を示す図である。 電力供給制御システム100におけるコンバータ120の出力時の動作を制御する処理フローの一例を示す図である。 電力供給制御システム100における回生チョッパ150のスイッチの開閉を制御する処理フローの一例を示す図である。 電力供給制御システム100におけるコンバータ120の出力の開始又は停止を制御する処理フローの一例を示す図である。 リチウムイオン電池140の温度に応じて直流母線101にかかっているべき電圧の最大値を設定する処理フローの一例を示す図である。 コンバータ120が出力すべき電流の最大値を設定する処理フローの一例を示す図である。 電力供給制御システム100におけるエンジン発電機110の動作を制御する処理フローの一例を示す図である。 アイドリング中における主機300の動作要求に伴う処理フローを示す図である。 主機300の動作状態によってアイドリング動作を許可するか否かを判定する処理フローを示す図である。 アイドリング時間が指定された場合に各種設定を変更する処理フローを示す図である。 リチウムイオン電池140の温度と充電状態との関係によって、最大負荷電力をまかなうことができるか否かを示す図である。 一実施形態に係る電力供給制御システムが電力を供給するタイヤ式門型クレーン、及び当該電力供給制御システムの電源装置の外観の一例を示す外形図である。 電力供給制御システム500の概略構成の一例を示す構成図である。 コントローラ600のブロック構成の一例を示す図である。 モード決定部608がモードを決定する処理フローの一例を示す図である。 コントローラ600が、インバータ130a~130cの出力を制御する処理フローの一例を示す図である。 電源装置が直流電力を出力する場合の電力供給制御システムの概略構成の一例を示す構成図である。 電源装置が定電流定電圧制御を行う場合の電力供給制御システムの概略構成の一例を示す構成図である。 電源装置920が2つのブスバー924を備える場合の、ブスバー924の配置例を示す図である。 送電コイル及び受電コイルを用いて電力の受け渡しを行う、電源装置及びタイヤ式門型クレーンの一例を示す図である。 送電ケーブル及び受電コイルを用いて電力の受け渡しを行う、電源装置及びタイヤ式門型クレーンの一例を示す図である。
 以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
<第1の実施形態>
 図1は、第1の実施形態に係る電力供給制御システム100の一例を示す図である。
 電力供給制御システム100は、例えば、タイヤ式門型クレーンが備える電力負荷への電力の供給を制御するシステムである。電力負荷は、電力の供給を受けて一次動作し、一次動作とは異なる二次動作することによって回生電力を発電する主機300、及び主機300よりも小さい電力の供給を受けて動作する補機400に大別される。主機300としては、例えば、巻上用モータ310、走行用モータ320、及び横行用モータ330等が挙げられる。補機400としては、例えば、運転室用のエアコンディショナー410、及び照明420等が挙げられる。巻上用モータ310は、タイヤ式門型クレーンが備えるクレーンの巻き上げ及び巻き下げを行うためのモータである。巻上用モータ310は、一次動作としてクレーンを巻き上げ、二次動作としてクレーンを巻き下げる。走行用モータ320は、タイヤ式門型クレーンが走行するためのモータである。横行用モータ330は、巻き用のトロリを横方向に移動させるためのモータである。走行用モータ320及び横行用モータ330は、一次動作としてタイヤ式門型クレーンを加速させ、二次動作としてタイヤ式門型クレーンを減速させる。これら電力負荷への電力の供給を制御する電力供給制御システム100は、エンジン発電機110、コンバータ120、インバータ130a~e、リチウムイオン電池140、回生チョッパ150、回生抵抗160、直流電圧測定器171、交流電圧測定器172、電流測定器173、温度測定器174、BMU(Battery Management Unit)180、及びコントローラ200を備える。
 エンジン発電機110は、交流電力を発電する装置である。エンジン発電機110は、エンジン111、及び発電機112によって構成される。エンジン111は、発電機112の動力源である。発電機112は、エンジン111によって駆動され、機械的エネルギーから電気エネルギーを得る装置である。エンジン発電機110は、交流ケーブル102aを介してコンバータ120と接続され、交流ケーブル102aによって交流電力が伝導される。また、エンジン発電機110は、コントローラ200との間でデータを送受信することができるように、データケーブル104aを介してコントローラ200と接続される。そして、エンジン発電機110は、コントローラ200によって制御され、エンジン111によって発電機112が駆動されることによって交流電力を発電し、コンバータ120に出力する。なお、エンジン発電機110は、本発明に係る交流発電装置の一例である。
 コンバータ120は、交流電力を直流電力に変換する装置である。コンバータ120の交流側は、交流ケーブル102aを介してエンジン発電機110と接続され、交流ケーブル102aによって交流電力が伝導される。コンバータ120の直流側は、直流ケーブル103aを介して直流母線101と接続され、直流ケーブル103aによって直流電力が伝導される。また、コンバータ120は、コントローラ200との間でデータを送受信することができるように、データケーブル104bを介してコントローラ200と接続される。そして、コンバータ120は、コントローラ200によって制御され、エンジン発電機110から交流電力の入力を受け、直流電力に変換して直流母線101に出力する。コンバータ120は、交流電力を直流電力に変換するにあたり、降圧のみ行う。なお、コンバータ120は、本発明に係る第1の電力変換装置の一例である。
 インバータ130aは、直流電力を交流電力に変換、又は交流電力を直流電力に変換する装置である。インバータ130aの交流側は、直流ケーブル103bを介して直流母線101と接続され、直流ケーブル103bによって直流電力が伝導される。インバータ130aの直流側は、交流ケーブル102bを介して巻上用モータ310と接続され、交流ケーブル102bによって交流電力が伝導される。また、インバータ130aは、コントローラ200とデータケーブル104cを介してデータを送受信することができるように接続される。そして、インバータ130aは、コントローラ200によって制御され、直流母線101から直流電力の入力を受け、交流電力に変換して巻上用モータ310に出力する。また、インバータ130aは、巻上用モータ310から交流の回生電力の入力を受け、直流電力に変換して直流母線101に出力する。なお、インバータ130aは、本発明に係る第2の電力変換装置の一例である。
 インバータ130bは、直流電力を交流電力に変換、又は交流電力を直流電力に変換する装置である。インバータ130bの交流側は、直流ケーブル103cを介して直流母線101と接続され、直流ケーブル103cによって直流電力が伝導される。インバータ130bの直流側は、交流ケーブル102cを介して走行用モータ320と接続され、交流ケーブル102cによって交流電力が伝導される。また、インバータ130bは、コントローラ200との間でデータを送受信することができるように、データケーブル104dを介してコントローラ200と接続される。そして、インバータ130bは、コントローラ200によって制御され、直流母線101から直流電力の入力を受け、交流電力に変換して走行用モータ320に出力する。また、インバータ130bは、走行用モータ320から交流の回生電力の入力を受け、直流電力に変換して直流母線101に出力する。なお、インバータ130bは、本発明に係る第2の電力変換装置の一例である。
 インバータ130cは、直流電力を交流電力に変換、又は交流電力を直流電力に変換する装置である。インバータ130cの交流側は、直流ケーブル103dを介して直流母線101と接続され、直流ケーブル103dによって直流電力が伝導される。インバータ130cの直流側は、交流ケーブル102dを介して横行用モータ330と接続され、交流ケーブル102dによって交流電力が伝導される。また、インバータ130cは、コントローラ200との間でデータを送受信することができるように、データケーブル104eを介してコントローラ200と接続される。そして、インバータ130cは、コントローラ200によって制御され、直流母線101から直流電力の入力を受け、交流電力に変換して横行用モータ330に出力する。また、インバータ130cは、横行用モータ330から交流の回生電力の入力を受け、直流電力に変換して直流母線101に出力する。なお、インバータ130cは、本発明に係る第2の電力変換装置の一例である。
 インバータ130dは、直流電力を交流電力に変換する装置である。インバータ130dの直流側は、直流ケーブル103eを介して直流母線101と接続され、直流ケーブル103eによって直流電力が伝導される。インバータ130dの交流側は、交流ケーブル102eを介してエアコンディショナー410と接続され、交流ケーブル102eによって交流電力が伝導される。また、インバータ130dは、コントローラ200との間でデータを送受信することができるように、データケーブル104fを介してコントローラ200と接続される。そして、インバータ130dは、コントローラ200によって制御され、直流母線101から直流電力の入力を受け、交流電力に変換してエアコンディショナー410に出力する。なお、インバータ130dは、本発明に係る第3の電力変換装置の一例である。
 インバータ130eは、直流電力を交流電力に変換する装置である。インバータ130eの直流側は、直流ケーブル103fを介して直流母線101と接続され、直流ケーブル103fによって直流電力が伝導される。インバータ130eの交流側は、交流ケーブル102fを介して照明420と接続され、交流ケーブル102fが交流電力を伝導する。また、インバータ130eは、コントローラ200との間でデータを送受信することができるように、データケーブル104gを介してコントローラ200と接続される。そして、インバータ130eは、コントローラ200によって制御され、直流母線101から直流電力の入力を受け、交流電力に変換して照明420に出力する。なお、インバータ130eは、本発明に係る第3の電力変換装置の一例である。
 リチウムイオン電池140は、例えば、正極にコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムのようなリチウムを含む化合物を、負極にリチウムを含まない炭素材料を、電解液にリチウム塩を有機溶媒に溶かしたものを用い、リチウムをイオンとして使用している二次電池である。リチウムイオン電池140は、直流ケーブル103gを介して直流母線101と接続され、直流ケーブル103gによって直流電力が伝導される。そして、リチウムイオン電池140は、負荷電力よりもコンバータ120の出力電力が大きければ充電され、負荷電力よりもコンバータ120の出力電力が小さければ放電する。なお、リチウムイオン電池140は、本発明に係る二次電池の一例である。
 回生チョッパ150は、スイッチによって電力線の開閉を行う装置である。回生チョッパ150は、直流ケーブル103hを介して直流母線101と接続され、直流ケーブル103hによって直流電力が伝導される。また、回生チョッパ150は、直流ケーブル103iを介して回生抵抗160と接続され、直流ケーブル103iによって直流電力が伝導される。また、回生チョッパ150は、コントローラ200との間でデータを送受信することができるように、データケーブル104hを介してコントローラ200と接続される。そして、回生チョッパ150は、コントローラ200によって制御され、スイッチを閉じることによって、直流母線101の直流電力が回生抵抗160へ流れるようにする。あるいは、回生チョッパ150は、スイッチを開くことによって、直流母線101の直流電力が回生抵抗160へ流れないようにする。なお、回生チョッパ150は、本発明に係る切替装置の一例である。
 回生抵抗160は、流れてくる電力を熱エネルギーとして放出する抵抗装置である。回生抵抗160は、直流ケーブル103iを介して回生チョッパ150と接続され、直流ケーブル103iによって直流電力が伝導される。そして、回生抵抗160は、回生チョッパ150から直流電力が流れた場合、発熱することによって、直流電力を熱エネルギーとして放出する。なお、回生抵抗160は、本発明に係る抵抗装置の一例である。
 直流電圧測定器171は、直流母線101にかかっている電圧を測定する装置である。直流電圧測定器171は、直流母線101に取り付けられる。また、直流電圧測定器171は、コントローラ200との間でデータを送受信することができるように、データケーブル104iを介してコントローラ200と接続される。そして、直流電圧測定器171は、直流母線101にかかっている電圧を測定し、測定した電圧値を示すデータをコントローラ200に送る。なお、直流電圧測定器171は、本発明に係る直流母線電圧測定装置の一例である。
 交流電圧測定器172は、エンジン発電機110の出力電圧を測定する装置である。交流電圧測定器172は、交流ケーブル102aに取り付けられる。また、交流電圧測定器172は、コントローラ200との間でデータを送受信することができるように、データケーブル104jを介してコントローラ200と接続される。そして、交流電圧測定器172は、エンジン発電機110の出力電圧を測定し、測定した電圧値を示すデータをコントローラ200に送る。なお、交流電圧測定器172は、本発明に係る出力電圧測定装置の一例である。
 電流測定器173は、コンバータ120の出力電流を測定する装置である。電流測定器173は、直流ケーブル103aに取り付けられる。また、電流測定器173は、コントローラ200とデータを送受信することができるように、データケーブル104kを介してコントローラ200と接続される。そして、電流測定器173は、コンバータ120の出力電流を測定し、測定した電流値を示すデータをコントローラ200に送る。なお、電流測定器173は、本発明に係る電流測定装置の一例である。
 温度測定器174は、リチウムイオン電池140の温度を測定する装置である。温度測定器174は、リチウムイオン電池140に取り付けられる。また、温度測定器174は、コントローラ200との間でデータを送受信することができるように、データケーブル104lを介してコントローラ200と接続される。そして、温度測定器174は、リチウムイオン電池140の温度を測定し、測定した温度を示すデータをコントローラ200に送る。なお、温度測定器174は、本発明に係る二次電池温度測定装置の一例である。
 BMU180は、リチウムイオン電池140の充電状態を監視する装置である。BMU180は、リチウムイオン電池140に取り付けられる。また、BMU180は、コントローラ200とデータを送受信することができるように、データケーブル104mを介してコントローラ200と接続される。そして、BMU180は、リチウムイオン電池140の充電状態を監視し、充電状態が分かるような値を示すデータをコントローラ200に送る。なお、BMU180は、本発明に係る充電状態監視装置の一例である。
 コントローラ200は、電力供給制御システム100の電力供給に係る制御処理を行う処理部である。コントローラ200は、エンジン発電機110とデータケーブル104aを介してデータを送受信することができるように接続される。また、コントローラ200は、コンバータ120との間でデータを送受信することができるように、データケーブル104bを介してコンバータ120と接続される。また、コントローラ200は、インバータ130aとの間でデータを送受信することができるように、データケーブル104cを介してインバータ130aと接続される。また、コントローラ200は、インバータ130bとの間でデータを送受信することができるように、データケーブル104dを介してインバータ130bと接続される。また、コントローラ200は、インバータ130cとの間でデータを送受信することができるように、データケーブル104eを介してインバータ130cと接続される。また、コントローラ200は、インバータ130dとの間でデータを送受信することができるように、データケーブル104fを介してインバータ130dと接続される。また、コントローラ200は、インバータ130eとの間でデータを送受信することができるように、データケーブル104gを介してインバータ130eと接続される。また、コントローラ200は、回生チョッパ150との間でデータを送受信することができるように、データケーブル104hを介して回生チョッパ150に接続される。また、コントローラ200は、直流電圧測定器171との間でデータを送受信することができるように、データケーブル104iを介して直流電圧測定器171と接続される。また、コントローラ200は、交流電圧測定器172との間でデータケーブル104jを介してデータを送受信することができるように、データケーブル104jを介して交流電圧測定器172と接続される。また、コントローラ200は、電流測定器173との間でデータを送受信することができるように、データケーブル104kを介して電流測定器173と接続される。また、コントローラ200は、温度測定器174との間でデータを送受信することができるように、データケーブル104lを介して温度測定器174と接続される。また、コントローラ200は、BMU180との間でデータケーブル104mを介してデータを送受信することができるように、データケーブル104mを介してBMU180と接続される。そして、コントローラ200は、直流電圧測定器171、交流電圧測定器172、電流測定器173、温度測定器174、及びBMU180から各種情報を示すデータを受信するとともに、エンジン発電機110、コンバータ120、インバータ130a~e、及び回生チョッパ150の動作を制御する。なお、コントローラ200は、本発明に係る制御装置の一例である。
 上記のように、電力供給制御システム100は、直流母線101にリチウムイオン電池140を直接接続している。したがって、エンジン発電機110によって発電された交流電力をコンバータ120が直流電力に降圧変換して直流母線101に出力している場合、リチウムイオン電池140は、直流母線101にかかっている電圧によって充電されることとなる。このとき、巻上用モータ310、走行用モータ320、又は横行用モータ330が二次動作することによって交流の回生電力を発電すると、インバータ130a~cが直流電力に変換して直流母線101に出力する。すなわち、リチウムイオン電池140は、巻上用モータ310、走行用モータ320、又は横行用モータ330が発電した回生電力によっても充電されることとなる。このように、電力供給制御システム100は、巻上用モータ310、走行用モータ320、又は横行用モータ330が発電した回生電力をリチウムイオン電池140に充電することによる燃費削減効果を期待することができる。
 また、上記のように、エンジン発電機110がアイドリング状態又は動作を停止し、コンバータ120が出力を停止している場合、直流母線101にはコンバータ120からの電圧がかかっていないので、リチウムイオン電池140は、充電している電力を直流母線101に放電することとなる。このように、電力供給制御システム100は、エンジン発電機110が発電する電力によらなくても、リチウムイオン電池140が充電している電力をエアコンディショナー410や照明420等の補機に供給することができるので、エンジン発電機110のアイドリングによる燃費削減効果を期待することができる。
 図2は、コントローラ200のブロック構成の一例を示す図である。
 コントローラ200は、直流母線電圧値データ入力部201、出力電圧値データ入力部202、出力電流値データ入力部203、温度データ入力部204、充電状態データ入力部205、主機始動要求受付部206、電力供給可否判定部207、アイドリング動作可否決定部208、出力停止時間設定部209、直流母線電圧値設定部210、出力電圧値設定部211、出力電流値設定部212、エンジン制御部213、第1の電力変換装置制御部214、第2の電力変換装置制御部215、及び切替装置制御部216を有する。
 直流母線電圧値データ入力部201は、直流電圧測定器171が測定した直流母線101にかかっている電圧値を示すデータの入力を受ける処理部である。直流母線電圧値データ入力部201は、直流母線101にかかっている電圧値を示すデータを直流電圧測定器171から受け取って、エンジン制御部213、第1の電力変換装置制御部214、及び切替装置制御部216に送る。
 出力電圧値データ入力部202は、交流電圧測定器172が測定したエンジン発電機110の出力電圧値を示すデータの入力を受ける処理部である。出力電圧値データ入力部202は、エンジン発電機110の出力電圧値を示すデータを交流電圧測定器172から受け取って、エンジン制御部213に送る。
 出力電流値データ入力部203は、電流測定器173が測定したコンバータ120の出力電流値を示すデータの入力を受ける処理部である。出力電流値データ入力部203は、コンバータ120の出力電流値を示すデータを電流測定器173から受け取って、エンジン制御部213、及び第1の電力変換装置制御部214に送る。
 温度データ入力部204は、温度測定器174が測定したリチウムイオン電池140の温度を示すデータの入力を受ける処理部である。温度データ入力部204は、リチウムイオン電池140の温度を示すデータを温度測定器174から受け取って、電力供給可否判定部207、直流母線電圧値設定部210、及び出力電流値設定部212に送る。
 充電状態データ入力部205は、BMU180が監視しているリチウムイオン電池140の充電状態が分かるような値を示すデータの入力を受ける処理部である。充電状態データ入力部205は、リチウムイオン電池140の充電状態が分かるような値を示すデータをBMU180から受け取って、電力供給可否判定部207に送る。
 主機始動要求受付部206は、巻上用モータ310、走行用モータ320、又は横行用モータ330を始動する旨の要求を受け付ける処理部である。主機始動要求受付部206は、例えば、タイヤ式門型クレーンの運転用の操作手段等を介して、巻上用モータ310、走行用モータ320、又は横行用モータ330を始動する旨の要求を受け付けて、これら主機を始動する旨の要求があったことを示すデータを電力供給可否判定部207、エンジン制御部213、及び第1の電力変換装置制御部214に送る。
 電力供給可否判定部207は、コンバータ120が出力を停止している場合に、巻上用モータ310、走行用モータ320、又は横行用モータ330を動作させたときの最大負荷電力を、リチウムイオン電池140が充電している電力のみによって供給することができるか否かを判定する処理部である。電力供給可否判定部207は、リチウムイオン電池140の温度を示すデータを温度データ入力部204から受け取る。また、電力供給可否判定部207は、リチウムイオン電池140の充電状態が分かるような値を示すデータを充電状態データ入力部205から受け取る。また、電力供給可否判定部207は、主機を始動する旨の要求があったことを示すデータを主機始動要求受付部206から受け取る。そして、電力供給可否判定部207は、コンバータ120が出力を停止している場合に、巻上用モータ310、走行用モータ320、又は横行用モータ330を動作させたときの最大負荷電力を、リチウムイオン電池140が充電している電力のみによって供給することができるか否かを判定し、判定結果を示すデータを第2の電力変換装置制御部215に送る。
 アイドリング動作可否決定部208は、エンジン発電機110のアイドリング動作を許可するか否かを決定する処理部である。アイドリング動作可否決定部208は、インバータ130a~cの制御状態を示すデータを第2の電力変換装置制御部215から受け取って、エンジン発電機110のアイドリング動作を許可するか否かを決定し、決定した内容を示すデータを直流母線電圧値設定部210、出力電流値設定部212、エンジン制御部213、及び第1の電力変換装置制御部214に送る。
 出力停止時間設定部209は、コンバータ120が出力を停止すべき時間を設定する処理部である。出力停止時間設定部209は、例えば、タイヤ式門型クレーンの運転用の操作手段やメンテナンス用の入力手段等を介して、コンバータ120が出力を停止すべき時間を指定する入力を受け付ける。そして、出力停止時間設定部209は、コンバータ120が出力を停止すべき時間を設定し、設定した時間を示すデータを直流母線電圧値設定部210、及び出力電流値設定部212に送る。
 直流母線電圧値設定部210は、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値及び最小値を設定する処理部である。直流母線電圧値設定部210は、リチウムイオン電池140の温度を示すデータを温度データ入力部204から受け取る。また、直流母線電圧値設定部210は、エンジン発電機110の動作を許可するか否かを示すデータをアイドリング動作可否決定部208から受け取る。また、直流母線電圧値設定部210は、コンバータ120が出力を停止すべき時間を示すデータを出力停止時間設定部209から受け取る。また、直流母線電圧値設定部210は、例えば、メンテナンス用の入力手段等を介して、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値及び最小値を指定する入力を受け付ける。そして、直流母線電圧値設定部210は、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値を設定し、設定した最大値を示すデータを出力電圧値設定部211、第1の電力変換装置制御部214、及び切替装置制御部216に送る。また、直流母線電圧値設定部210は、直流母線101にかかっているべき電圧の最小値を設定し、設定した最小値を示すデータをエンジン制御部213、第1の電力変換装置制御部214に送る。
 出力電圧値設定部211は、エンジン発電機110が出力すべき電圧の最小値を設定する処理部である。出力電圧値設定部211は、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値を示すデータを直流母線電圧値設定部210から受け取る。また、出力電圧値設定部211は、例えば、メンテナンス用の入力手段等を介して、エンジン発電機110が出力すべき電圧の最小値を指定する入力を受け付ける。そして、出力電圧値設定部211は、エンジン発電機110が出力すべき電圧の最小値を設定し、設定した最小値を示すデータをエンジン制御部213に送る。
 出力電流値設定部212は、コンバータ120が出力すべき電流の最大値及び最小値を設定する処理部である。出力電流値設定部212は、リチウムイオン電池140の温度を示すデータを温度データ入力部204から受け取る。また、出力電流値設定部212は、エンジン発電機110の動作を許可するか否かを示すデータをアイドリング動作可否決定部208から受け取る。また、出力電流値設定部212は、コンバータ120が出力を停止すべき時間を示すデータを出力停止時間設定部209から受け取る。また、出力電流値設定部212は、例えば、メンテナンス用の入力手段等を介して、コンバータ120が出力すべき電流の最大値及び最小値を指定する入力を受け付ける。そして、出力電流値設定部212は、コンバータ120が出力すべき電流の最小値を設定し、設定した最小値を示すデータをエンジン制御部213、及び第1の電力変換装置制御部214に送る。また、出力電流値設定部212は、コンバータ120が出力すべき電流の最大値を設定し、設定した最大値を示すデータを第1の電力変換装置制御部214に送る。
 エンジン制御部213は、エンジン発電機110のエンジン111を制御する処理部である。エンジン制御部213は、直流母線101にかかっている電圧値を示すデータを直流母線電圧値データ入力部201から受け取る。また、エンジン制御部213は、エンジン発電機110の出力電圧値を示すデータを出力電圧値データ入力部202から受け取る。また、エンジン制御部213は、コンバータ120の出力電流値を示すデータを出力電流値データ入力部203から受け取る。また、エンジン制御部213は、主機を始動する旨の要求があったことを示すデータを主機始動要求受付部206から受け取る。また、エンジン制御部213は、エンジン発電機110のアイドリング動作を許可するか否かを示すデータをアイドリング動作可否決定部208から受け取る。また、エンジン制御部213は、直流母線101にかかっているべき電圧の最小値として設定された値を示すデータを直流母線電圧値設定部210から受け取る。また、エンジン制御部213は、エンジン発電機110が出力すべき電圧の最小値として設定されたデータを出力電圧値設定部211から受け取る。また、エンジン制御部213は、コンバータ120が出力すべき電流の最小値として設定された値を示すデータを出力電流値設定部212から受け取る。そして、エンジン制御部213は、エンジン発電機110のエンジン111を制御するための制御信号を生成し、エンジン発電機110に送る。
 第1の電力変換装置制御部214は、コンバータ120の出力を制御する処理部である。第1の電力変換装置制御部214は、直流母線101にかかっている電圧値を示すデータを直流母線電圧値データ入力部201から受け取る。また、第1の電力変換装置制御部214は、コンバータ120の出力電流値を示すデータを出力電流値データ入力部203から受け取る。また、第1の電力変換装置制御部214は、主機を始動する旨の要求があったことを示すデータを主機始動要求受付部206から受け取る。また、第1の電力変換装置制御部214は、エンジン発電機110のアイドリング動作を許可するか否かを示すデータをアイドリング動作可否決定部208から受け取る。また、第1の電力変換装置制御部214は、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値又は最小値として設定された値を示すデータを直流母線電圧値設定部210から受け取る。また、第1の電力変換装置制御部214は、コンバータ120が出力すべき電流の最大値又は最小値として設定された値を示すデータを出力電流値設定部212から受け取る。そして、第1の電力変換装置制御部214は、コンバータ120の出力を制御するための制御信号を生成し、コンバータ120に送る。
 第2の電力変換装置制御部215は、インバータ130a~cの出力を制御する処理部である。第2の電力変換装置制御部215は、コンバータ120が出力を停止している場合に、巻上用モータ310、走行用モータ320、又は横行用モータ330を動作させたときの最大負荷電力を、リチウムイオン電池140が充電している電力のみによって供給することができるか否かを判定した結果を示すデータを電力供給可否判定部207から受け取る。また、第2の電力変換装置制御部215は、巻上用モータ310、走行用モータ320、及び横行用モータ330が一次動作しているか、又は二次動作しているかを示すデータをタイヤ式門型クレーンの運転用の操作手段等から受け取る。そして、第2の電力変換装置制御部215は、インバータ130a、インバータ130b、又はインバータ130cの出力を制御するための制御信号を生成し、インバータ130a、インバータ130b、又はインバータ130cに送る。また、第2の電力変換装置制御部215は、インバータ130a~cの制御状態を示すデータをアイドリング動作可否決定部208に送る。
 切替装置制御部216は、回生チョッパ150のスイッチの開閉を制御する処理部である。切替装置制御部216は、直流母線101にかかっている電圧値を示すデータを直流母線電圧値データ入力部201から受け取る。また、切替装置制御部216は、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値を示すデータを直流母線電圧値設定部210から受け取る。そして、切替装置制御部216は、回生チョッパ150のスイッチの開閉を制御するための制御信号を生成し、回生チョッパ150に送る。
 図3は、電力供給制御システム100において、コントローラ200がコンバータ120の出力時の動作を制御する処理フローの一例を示す図である。
 コントローラ200は、直流母線101にかかっている電圧に応じてコンバータ120が定電流出力又は定電圧出力を行うよう、次のような処理を行う。
 まず、出力電流値データ入力部203は、コンバータ120の出力電流値を示すデータの入力を、データケーブル104kを介して電流測定器173から受ける(S101)。具体的には、電流測定器173は、常時、コンバータ120の出力電流を測定しており、測定した出力電流値を示すデータを、微小時間置きにコントローラ200に出力する。出力電流値データ入力部203は、電流測定器173が微小時間置きに出力したデータの入力を順次受けることとなる。
 また、直流母線電圧値データ入力部201は、直流母線101にかかっている電圧値を示すデータの入力を、データケーブル104iを介して直流電圧測定器171から受ける(S102)。具体的には、直流電圧測定器171は、常時、直流母線にかかっている電圧値を測定しており、測定した出力電圧値を示すデータを、微小時間置きにコントローラ200に出力する。直流母線電圧値データ入力部201は、直流電圧測定器171が微小時間置きに出力したデータの入力を順次受けることとなる。
 第1の電力変換装置制御部214は、直流母線電圧値データ入力部201にデータが入力される度に、直流母線電圧値データ入力部201に入力されるデータによって示される電圧値と、直流母線電圧値設定部210が設定している直流母線101にかかっているべき電圧の最大値とを比較し、設定されている最大値に直流母線101の電圧値が達しているか否かを判定する(S103)。なお、直流母線電圧値設定部210は、リチウムイオン電池140の最大許容電圧値以下の電圧値となるよう最大値を設定する。
 設定されている最大値に直流母線101の電圧値が達していない場合(S103:No)、第1の電力変換装置制御部214は、出力電流値設定部212が設定しているコンバータ120が出力すべき電流の最大値と一致する電流を出力するようコンバータ120を定電流出力制御する(S104)。具体的には、第1の電力変換装置制御部214は、出力電流値データ入力部203に入力されるデータによって示される電流値が常に最大値と一致するようコンバータ120を定電流出力制御する。なお、出力電流値設定部212は、コンバータ120が降圧しか行わないことを前提として、コンバータ120の入力電力がエンジン発電機110の定格電力以下となるよう最大値を設定する。直流母線101にかかっている電圧値は、コントローラ200の制御によってコンバータ120が定電流出力を継続することによって徐々に高くなる。
 設定されている最大値に直流母線101の電圧値が達した場合(S103:Yes)、第1の電力変換装置制御部214は、直流母線101の電圧値が最大値を維持するようコンバータ120を定電圧出力制御する(S105)。具体的には、第1の電力変換装置制御部214は、直流母線電圧値データ入力部201に入力されるデータによって示される電圧値が常に最大値と一致するようコンバータ120を定電圧出力制御する。
 このようにして、コンバータ120は、交流電力を直流電力に降圧変換して出力するにあたり、直流母線101にかかっている電圧が所定の最大値に達するまで、所定の最大値の電流を定電流出力する。そして、直流母線101にかかっている電圧が所定の最大値に達すると、コンバータ120は、直流母線101にかかっている電圧が最大値を維持するよう定電圧出力する。その際、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値は、リチウムイオン電池140の最大許容電圧値以下の電圧値となるよう設定される。したがって、電力供給制御システム100においては、直流母線101にかかっている電圧を、リチウムイオン電池140の最大許容電圧値以下の電圧に抑えることができる。
 図4は、電力供給制御システム100において、コントローラ200が回生チョッパ150のスイッチの開閉を制御する処理フローの一例を示す図である。
 コントローラ200は、直流母線101にかかっている電圧に応じて回生チョッパ150がスイッチの開閉を切り替えるよう、次のような処理を行う。
 まず、直流母線電圧値データ入力部201は、直流母線101にかかっている電圧値を示すデータの入力を、データケーブル104iを介して直流電圧測定器171から受ける(S201)。この処理は、図3のS102の処理と同じ処理であるため、具体的な説明を省略する。
 切替装置制御部216は、直流母線電圧値データ入力部201にデータが入力される度に、直流母線電圧値データ入力部201に入力されるデータによって示される電圧値と、直流母線電圧値設定部210が設定している直流母線101にかかっているべき電圧の最大値とを比較し、設定されている最大値に直流母線101の電圧値が達しているか否かを判定する(S202)。なお、上記のように、直流母線電圧値設定部210は、リチウムイオン電池140の最大許容電圧値以下の電圧値となるよう最大値を設定する。
 設定されている最大値に直流母線101の電圧値が達していない場合(S202:No)、切替装置制御部216は、スイッチを開くよう回生チョッパ150を制御する(S203)。設定されている最大値に直流母線101の電圧値が達した場合(S202:Yes)、切替装置制御部216は、スイッチを閉じるよう回生チョッパ150を制御する(S204)。
 このようにして、回生チョッパ150は、直流母線101にかかっている電圧が所定の最大値以下であればスイッチを開き、所定の最大値に達するとスイッチを閉じることとなる。そして、回生抵抗160は、回生チョッパ150がスイッチを閉じることによって直流母線101から流れてくる電力を熱エネルギーとして放出する。したがって、電力供給制御システム100においては、巻上用モータ310、走行用モータ320、横行用モータ330が二次動作することによって急激な回生電力が発生しても、直流母線101にかかる電圧を、リチウムイオン電池140に最大許容電圧値以下に抑えることができる。
 図5は、電力供給制御システム100におけるコンバータ120の出力の開始又は停止を制御する処理フローの一例を示す図である。
 コントローラ200は、コンバータ120が出力を開始又は停止するよう、次のような処理を行う。なお、以下の説明においては、第1の電力変換装置制御部214は、定電圧出力するようコンバータ120を制御しているものとする。また、巻上用モータ310、走行用モータ320、及び横行用モータ330は、動作を停止しているか、回生電力を発電する二次動作している状態とする。
 まず、出力電流値データ入力部203は、コンバータ120の出力電流値を示すデータの入力を、データケーブル104kを介して電流測定器173から受ける(S301)。この処理は、図3のS101の処理と同じ処理であるため、具体的な説明を省略する。
 また、直流母線電圧値データ入力部201は、直流母線101にかかっている電圧値を示すデータの入力を、データケーブル104iを介して直流電圧測定器171から受ける(S302)。この処理は、図3のS102の処理と同じ処理であるため、具体的な説明を省略する。
 第1の電力変換装置制御部214は、出力電流値データ入力部203にデータが入力される度に、出力電流値データ入力部203に入力されるデータによって示される電流値と、出力電流値設定部212が設定しているコンバータ120が出力すべき電流の最小値とを比較し、設定されている最小値にコンバータ120の出力電流値が達しているか否かを判定する(S303)。なお、出力電流値設定部212は、コンバータ120が定電圧出力するとともに、巻上用モータ310、走行用モータ320、及び横行用モータ330が動作を停止しているか、回生電力を発電する二次動作している状態において、リチウムイオン電池140が充電を終了しても良い充電状態となっているときに、コンバータ120から出力される電流を最小値として設定する。
 設定されている最小値にコンバータ120の出力電流値が達していない場合(S303:No)、第1の電力変換装置制御部214は、定電圧出力を維持するようコンバータ120を制御する(S304)。巻上用モータ310、走行用モータ320、及び横行用モータ330が停止している状態において、コンバータ120が定電圧出力を維持している場合、コンバータ120が出力する電力は、エアコンディショナー410や照明420を動作させたり、リチウムイオン電池140を充電したりするのに消費される。したがって、リチウムイオン電池140の充電状態が満充電に近づくにつれ、定電圧出力しているコンバータ120の出力電流は、徐々に小さくなる。
 設定されている最小値にコンバータ120の出力電流値が達した場合(S303:Yes)、第1の電力変換装置制御部214は、コンバータ120の出力を停止するよう制御する(S305)。コンバータ120が出力を停止した場合、リチウムイオン電池140は放電を開始する。すなわち、エアコンディショナー410や照明420を動作させるのに、リチウムイオン電池140が充電している電力が利用されることとなる。このような状態においては、直流母線101にかかっている電圧は、徐々に降下していくこととなる。
 そして、第1の電力変換装置制御部214は、直流母線電圧値データ入力部201にデータが入力される度に、直流母線電圧値データ入力部201に入力されるデータによって示される電圧値と、直流母線電圧値設定部210が設定している直流母線101にかかっているべき電圧の最小値とを比較し、設定されている最小値に直流母線101にかかっている電圧が達しているか否かを判定する(S306)。なお、直流母線電圧値設定部210は、リチウムイオン電池140の放電電力のみが直流母線101にかかっている状態において、リチウムイオン電池140が充電を開始すべき充電状態となっているときに、直流母線101にかかっている電圧を最小値として設定する。
 設定されている最小値に直流母線101の電圧が達していない場合(S306:No)、第1の電力変換装置制御部214は、コンバータ120の制御を何ら行わない。したがって、設定されている最小値に直流母線101の電圧が達していない場合、コンバータ120は、出力を停止し続けるということになる。
 設定されている最小値に直流母線101の電圧が達した場合(S306:Yes)、第1の電力変換装置制御部214は、コンバータ120が出力を再開するよう制御する(S307)。その際、第1の電力変換装置制御部214は、出力を再開したコンバータ120を定電流出力制御する(S308)。このようにして、コンバータ120が出力を再開することによって直流母線101に電力がかかっている状態となり、リチウムイオン電池140は、放電を停止し、直流母線101にかかっている電力によって充電されることとなる。
 このように、コンバータ120は、図3に示す処理による制御、及び図5に示す処理による制御を受けることによって、次のような動作を繰り返すこととなる。
 すなわち、コンバータ120が出力を停止している場合、設定されている最小値に直流母線101にかかっている電圧が達すると、コンバータ120は、出力を開始する。その際、コンバータ120は、設定されている最大値の電流を定電流出力する。コンバータ120は、設定されている最大値に直流母線101の電圧が達するまで定電流出力し続ける。そして、設定されている最大値に直流母線101の電圧が達すると、コンバータ120は、直流母線101にかかっている電圧が最大値を維持するよう定電圧する。コンバータ120は、設定されている最小値にコンバータ120の出力電流が低下するまで定電圧出力し続ける。そして、設定されている最小値にコンバータ120の出力電流が低下すると、コンバータ120は、出力を停止する。コンバータ120は、設定されている最小値に直流母線101にかかっている電圧が降下するまで出力を停止する。そして、設定されている最小値まで直流母線101にかかっている電圧が降下すると、コンバータ120は、定電流出力を再開する。このようにして、電力供給制御システム100においては、リチウムイオン電池140の充放電を効率よく行うことができる。
 図6は、コントローラ200が、リチウムイオン電池140の温度に応じて直流母線101にかかっているべき電圧の最大値を設定する処理フローの一例を示す図である。
 コントローラ200の直流母線電圧値設定部210は、リチウムイオン電池140の温度に応じて、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値の設定を変更するよう、次のような処理を行う。なお、タイヤ式門型クレーンの電力負荷制御に電力供給制御システム100を導入するにあたり、直流母線電圧値設定部210は、メンテナンス用の入力手段等を介して入力されたリチウムイオン電池140の最大許容電圧値以下の所定の電圧値を、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値の初期値として設定しているものとする。
 まず、温度データ入力部204は、リチウムイオン電池140の温度を示すデータの入力を、データケーブル104lを介して温度測定器174から受ける(S401)。具体的には、温度測定器174は、常時、リチウムイオン電池140の温度を測定しており、測定した温度を示すデータを、微小時間置きにコントローラ200に出力する。温度データ入力部204は、温度測定器174が微小時間置きに出力したデータの入力を順次受けることとなる。
 そして、直流母線電圧値設定部210は、温度データ入力部204にデータが入力される度に、温度データ入力部204に入力されるデータによって示される温度と、その前に入力されたデータによって示される温度とを比較し、温度が下がったか否かを判定する(S402)。直流母線電圧値設定部210は、温度が下がったと判定した場合(S402:Yes)、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値の設定を、現在の設定値よりも大きい値に変更する(S403)。なお、直流母線電圧値設定部210は、最大値を変更するにあたり、温度の変化幅に対する予め定められた比率等に基づいて、最大値を変更する。
 直流母線電圧値設定部210は、温度が下がっていないと判定した場合(S402:No)、温度が上がったか否かを判定する(S404)。直流母線電圧値設定部210は、温度が上がったと判定した場合(S404:Yes)、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値の設定を、現在の設定値よりも小さい値に変更する(S405)。直流母線電圧値設定部210は、温度が上がっていないと判定した場合(S404:No)、何ら最大値の設定の変更を行わない。
 例えば、冬季時においては、リチウムイオン電池140の温度が低下することによって、その内部抵抗が大きくなり、大電流放電時に許容下限電圧を下回ってしまう虞がある。このような状況を回避するため、電力供給制御システム100においては、リチウムイオン電池140の温度が低いほど、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値が大きい値に設定される。これにより、電力供給制御システム100においては、リチウムイオン電池140の温度が下がっても、リチウムイオン電池140の充電状態を高く保つことができ、許容下限電圧を下回ることを回避することができる。
 図7は、コントローラ200が、コンバータ120が出力すべき電流の最小値を設定する処理フローの一例を示す図である。
 コントローラ200の出力電流値設定部212は、リチウムイオン電池140の温度に応じて、コンバータ120が出力すべき電流の最小値の設定を変更するよう、次のような処理を行う。なお、タイヤ式門型クレーンの電力負荷制御に電力供給制御システム100を導入するにあたり、出力電流値設定部212は、メンテナンス用の入力手段等を介して入力された、リチウムイオン電池140が充電を終了すべきタイミングにおけるコンバータ120の出力電流の値を、コンバータ120が出力すべき電流の最小値の初期値として設定しているものとする。
 まず、温度データ入力部204は、リチウムイオン電池140の温度を示すデータの入力を、データケーブル104lを介して温度測定器174から受ける(S501)。この処理は、図6のS401の処理と同じ処理であるため、具体的な説明を省略する。
 そして、出力電流値設定部212は、温度データ入力部204にデータが入力される度に、温度データ入力部204に入力されるデータによって示される温度と、その前に入力されたデータによって示される温度とを比較し、温度が下がったか否かを判定する(S502)。出力電流値設定部212は、温度が下がったと判定した場合(S502:Yes)、コンバータ120が出力すべき電流の最小値の設定を、現在の設定値よりも大きい値に変更する(S503)。なお、出力電流値設定部212は、最小値を変更するにあたり、温度の変化幅に対する予め定められた比率等に基づいて、最小値を変更する。
 出力電流値設定部212は、温度が下がっていないと判定した場合(S502:No)、温度が上がったか否かを判定する(S504)。出力電流値設定部212は、温度が上がったと判定した場合(S504:Yes)、コンバータ120が出力すべき電流の最小値の設定を、現在の設定値よりも小さい値に変更する(S505)。出力電流値設定部212は、温度が上がっていないと判定した場合(S505:No)、何ら最小値の設定の変更を行わない。
 このようにして、電力供給制御システム100においては、リチウムイオン電池140の温度が低いほど、コンバータ120が出力すべき電流の最小値が大きい値に設定される。これによっても、電力供給制御システム100においては、リチウムイオン電池140の温度が下がっても、リチウムイオン電池140の充電状態を高く保つことができ、許容下限電圧を下回ることを回避することができる。なお、図5に示す処理と図6に示す処理とを同時に採用することによって、このような共通の効果がより顕著に得られるということは言うまでもない。
 図8は、電力供給制御システム100において、コントローラ200がエンジン発電機110の動作を制御する処理フローの一例を示す図である。
 コントローラ200は、直流母線101にかかっている電圧値、及びコンバータ120が出力している電流値に応じて、エンジン発電機110が通常動作又はアイドリング動作するよう、次のような処理を行う。なお、以下の説明においては、エンジン発電機110は、最初、通常動作しているものとする。
 まず、出力電流値データ入力部203は、コンバータ120の出力電流値を示すデータの入力を、データケーブル104kを介して電流測定器173から受ける(S601)。この処理は、図1のS101と同じ処理であるため、具体的な説明を省略する。
 また、直流母線電圧値データ入力部201は、直流母線101にかかっている電圧値を示すデータの入力を、データケーブル104iを介して直流電圧測定器171から受ける(S602)。この処理は、図1のS102と同じ処理であるため、具体的な説明を省略する。
 また、出力電圧値データ入力部202は、エンジン発電機110が出力している電圧値を示すデータの入力を、データケーブル104jを介して交流電圧測定器172から受ける(S603)。具体的には、交流電圧測定器172は、常時、エンジン発電機110の出力電圧を測定しており、測定した出力電圧値を示すデータを、微小時間置きにコントローラ200に出力する。出力電圧値データ入力部202は、交流電圧測定器172が微小時間置きに出力したデータの入力を順次受けることとなる。
 エンジン制御部213は、出力電流値データ入力部203にデータが入力される度に、出力電流値データ入力部203に入力されるデータによって示されるコンバータ120の出力電流値と、出力電流値設定部212が設定しているコンバータ120が出力すべき電流の最小値とを比較し、設定されている最小値にコンバータ120の出力電流値が達しているか否かを判定する(S604)。なお、この状態において、コンバータ120は、定電流定電圧出力を行っている。
 設定されている最小値にコンバータ120の出力電流値が達していない場合(S604:No)、エンジン制御部213は、エンジン発電機110が通常動作するよう制御する(S605)。具体的には、エンジン制御部213は、出力電圧値データ入力部202にデータが入力される度に、出力電圧値データ入力部202に入力されるデータによって示される電圧値と、出力電圧値設定部211が設定しているエンジン発電機110が出力すべき電圧の最小値とを比較し、設定されている最小値以上の出力をエンジン発電機110が維持するよう、エンジン発電機110のエンジン111のスロットルの開度を制御する。なお、出力電圧値設定部211は、直流母線電圧値設定部210が設定している直流母線101にかかっているべき直流電圧の最大値よりも大きくなるよう、エンジン発電機110が出力すべき交流電圧値を設定する。
 設定されている最小値にコンバータ120の出力電流値が達した場合(S604:Yes)、エンジン制御部213は、エンジン発電機110がアイドリング動作するよう制御する(S606)。具体的には、エンジン制御部213は、エンジン発電機110のエンジン111のスロットルを閉めることによってエンジン111の回転数を下げ、エンジン発電機110をアイドリング動作させる。なお、同じタイミングにおいて、コンバータ120は、出力を停止する。
 そして、エンジン制御部213は、直流母線電圧値データ入力部201にデータが入力される度に、直流母線電圧値データ入力部201に入力されるデータによって示される直流母線101にかかっている電圧値と、直流母線電圧値設定部210が設定している直流母線101にかかっているべき電圧の最小値とを比較し、設定されている最小値に直流母線101の電圧値が達しているか否かを判定する(S607)。
 設定されている最小値に直流母線101の電圧値が達していない場合(S607:No)、エンジン制御部213は、エンジン発電機110のエンジン111に対して何らの制御も行わない。すなわち、エンジン発電機110は、エンジン111のスロットルを閉めた状態を維持することによって、アイドリング動作を続けていることとなる。なお、この状態において、コンバータ120は、出力を停止している。
 設定されている最小値に直流母線101の電圧値が達した場合(S607:Yes)、エンジン制御部213は、エンジン発電機110が通常動作を再開するよう制御する(S608)。具体的には、エンジン制御部213は、エンジン発電機110のエンジン111のスロットルを開いてエンジン111の回転数を上げ、エンジン発電機110を通常動作させる。その場合、上記のように、エンジン制御部213は、出力電圧値データ入力部202にデータが入力される度に、出力電圧値データ入力部202に入力されるデータによって示される電圧値と、出力電圧値設定部211が設定しているエンジン発電機110が出力すべき電圧の最小値とを比較し、設定されている最小値以上の出力をエンジン発電機110が維持するよう、エンジン発電機110のエンジン111のスロットルの開度を制御する。なお、同じタイミングにおいて、コンバータ120は、定電流出力を再開する。
 このようにして、電力供給制御システム100においては、コンバータ120の出力の停止、再開と連動するように、直流母線101にかかっている電圧やコンバータ120の出力電流の大きさに応じて、エンジン発電機110が通常動作又はアイドリング動作するよう制御する。すなわち、電力供給制御システム100においては、コンバータ120の出力電流がリチウムイオン電池140の充電を中止してもよい値まで下がったときに、エンジン発電機110をアイドリング動作させる。また、電力供給制御システム100においては、直流母線101にかかっている電圧値がリチウムイオン電池140の充電を開始しなければならない値まで下がったときに、エンジン発電機110を通常動作させる。このように、電力供給制御システム100においては、リチウムイオン電池140の充電状態に応じてエンジン発電機110の動作を切り替えることによって、効率よくアイドリングを行うことができ、燃費を削減することが期待できる。なお、エンジン制御部213は、応答性よりも燃費の削減を優先するために、エンジン発電機110の通常動作とアイドリング動作とを切り替えるよう制御するのではなく、エンジン発電機110の動作を完全に停止させたり、始動させたりするよう制御してもよい。
 図9は、アイドリング中における主機300の動作要求に伴う処理フローを示す図である。
 コントローラ200は、エンジン発電機110がアイドリング動作し、コンバータ120が出力を停止している状態において、主機300を動作する旨の要求があった場合、次のような処理を行う。
 まず、温度データ入力部204は、リチウムイオン電池140の温度を示すデータの入力を、データケーブル104lを介して温度測定器174から受ける(S701)。この処理は、図6のS401と同じ処理であるため、具体的な説明を省略する。
 また、充電状態データ入力部205は、リチウムイオン電池140の充電状態を示すデータの入力を、データケーブル104mを介してBMU180から受ける(S702)。具体的には、BMU180は、常時、リチウムイオン電池140の充電状態を監視しており、監視している充電状態を示すデータを、微小時間置きにコントローラ200に出力する。充電状態データ入力部205は、BMU180が微小時間置きに出力したデータの入力を順次受けることとなる。
 そして、主機始動要求受付部206は、巻上用モータ310、走行用モータ320、又は横行用モータ330を駆動するよう操作手段によって操作がなされると、その操作によって操作手段から出力される制御信号を、これら主機300を始動させる旨の要求として受け付ける(S703)。
 主機始動要求受付部206が主機300を始動させる旨の要求を受け付けると、エンジン制御部213は、エンジン発電機110の動作をアイドリング動作から通常動作に切り替えるよう、エンジン発電機110のエンジン111のスロットルを開くことによって、エンジン111の回転数を上げる(S704)。なお、エンジン制御部213は、エンジン発電機110が動作を停止している場合、エンジン発電機110を駆動させる。また、主機始動要求受付部206が主機300を始動させる旨の要求を受け付けると、第1の電力変換装置制御部214は、コンバータ120が出力を開始するよう制御する(S705)。
 そして、主機始動要求受付部206が主機300を始動させる旨の要求を受け付けると、電力供給可否判定部207は、エンジン発電機110の出力電力が始動要求されている主機300の最大負荷電力を供給することができるようになるまでの間、リチウムイオン電池140が充電している電力のみによって、その最大負荷電力をまかなうことができるか否かを判定する(S706)。具体的には、電力供給可否判定部207は、温度データ入力部204に入力されるデータによって示されるリチウムイオン電池140の温度と、充電状態データ入力部205に入力されるデータによって示されるリチウムイオン電池140の充電状態との関係に基づいて、リチウムイオン電池140の電力のみによって最大負荷電力をまかなうことができるか否かを判定する。リチウムイオン電池140の温度と充電状態の関係によって、リチウムイオン電池140のみによって主機300の最大負荷電力をまかなうことができるか否かの判定の可否は、図12のように表すことができる。リチウムイオン電池140の温度と充電状態の関係が図中の曲線よりも上側の領域にある場合、電力供給可否判定部207は、リチウムイオン電池140のみの電力によって最大負荷電力をまかなうことができると判定する。また、リチウムイオン電池140の温度と充電状態の関係が図中の曲線よりも下側の領域にある場合、電力供給可否判定部207は、リチウムイオン電池140のみの電力によって最大負荷電力をまかなうことができないと判定する。なお、図12において判定の可否を分けている曲線は、リチウムイオン電池140の開放電圧値VOCV、始動することを要求されている主機300の最大負荷電力PMAX、リチウムイオン電池140の内部抵抗R、及びリチウムイオン電池140の許容下限電圧値VLOW_LIMITの関係が、式(1)のような条件を満たすことを前提としたときに決定される。式(1)において、係数αは、リチウムイオン電池140や主機300の状態等に応じて適宜設定される。
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 リチウムイオン電池140のみの電力によって最大負荷電力をまかなうことができると電力供給可否判定部207が判定した場合(S706:Yes)、第2の電力変換装置制御部215は、リチウムイオン電池140が直流母線101に放電している直流電力を交流電力に変換して出力するよう、始動要求のあった主機300に接続されているインバータ130を制御する(S707)。リチウムイオン電池140のみの電力によって最大負荷電力をまかなうことができないと電力供給可否判定部207が判定した場合(S706:No)、第2の電力変換装置制御部215は、始動要求のあった主機300に接続されているインバータ130に対し、何ら制御を行わない。
 このように、電力供給制御システム100においては、エンジン発電機110がアイドリング動作している最中の急な荷役指令等、主機300を始動させる旨の要求があった場合においても、適切な制御を行うことができる。すなわち、電力供給制御システム100においては、要求があると同時にエンジン発電機110とコンバータ120を動作させるとともに、リチウムイオン電池140が充電している電力のみによって始動要求のあった主機300の最大負荷電力をまかなうことができれば、リチウムイオン電池140のみによって始動要求のあった主機300を動作させることができる。また、電力供給制御システム100においては、リチウムイオン電池140が充電している電力のみによって始動要求のあった主機300の最大負荷電力をまかなうことができない場合には、インバータ130が出力しないので、無理やり主機300を動作させて最大負荷電力をまかなうことができないといった事態に陥る虞がない。その場合、電力供給制御システム100においては、操作手段等を介して、タイヤ式門型クレーンの操作者に電力不足であることを警告することが好ましい。そして、電力供給制御システム100においては、エンジン発電機110の出力電力が主機300の最大負荷電力をまかなうのに十分な出力に達した場合、コンバータ120から出力される電力によって主機300が動作することとなる。
 図10は、主機300の動作状態によってアイドリング動作を許可するか否かを判定する処理フローを示す図である。
 コントローラ200は、主機300の動作状態に応じて、エンジン発電機110がアイドリング動作し、コンバータ120が出力を停止してもよいか否かを判定するために、次のような処理を行う。なお、以下の説明においては、主機300のうち巻上用モータ310の動作を対象とし、インバータ130のうち巻上用モータ310に接続されているインバータ130aの動作を対象として説明する。
 まず、第2の電力変換装置制御部215は、操作手段から巻上用モータ310の操作命令を示す信号を受け付ける(S801)。操作手段から受け付ける巻上用モータ310の操作命令を示す信号は、クレーンを動かすのに巻上用モータ310を始動させる旨の始動信号、クレーンを巻き上げるのに巻上用モータ310を一次動作させる旨の一次動作信号、クレーンを巻き下げるのに巻上用モータ310を二次動作させる旨の二次動作信号、及びクレーンを停止するのに巻上用モータ310を停止する旨の停止信号に大別される。
 そして、アイドリング動作可否決定部208は、第2の電力変換装置制御部215が操作手段から始動信号又は一次動作信号を受け取ったか、あるいは、二次動作信号又は停止信号を受け取ったかを判定する(S802)。第2の電力変換装置制御部215が操作手段から始動信号又は一次動作信号を受け取っている場合(S802:No)、アイドリング動作可否決定部208は、エンジン発電機110のアイドリング動作、及びコンバータ120の出力停止を許可しない旨の決定を行う(S803)。第2の電力変換装置制御部215が操作手段から二次動作信号又は停止信号を受け取っている場合(S802:Yes)、アイドリング動作可否決定部208は、エンジン発電機110のアイドリング動作、及びコンバータ120の出力停止を許可する旨の決定を行う(S804)。
 このように、電力供給制御システム100においては、主機300が始動されようとしている場合、又は一次動作している場合には、エンジン発電機110は通常動作し、コンバータ120はエンジン発電機110によって発電された電力を出力することとなる。また、電力供給制御システム100においては、主機300が二次動作している場合、又は停止されようとしている場合、エンジン発電機110はアイドリング動作することができるようになり、コンバータ120は出力を停止することができるようになる。したがって、電力供給制御システム100においては、主機300が動作している状況に応じてエンジン発電機110がアイドリング動作に移行することができるので、更なる燃費削減の効果が期待できる。なお、アイドリング動作可否決定部208は、主機300が二次動作している場合にも、エンジン発電機110のアイドリング動作、及びコンバータ120の出力停止を許可しない旨の決定を行うようにしてよい。
 図11は、アイドリング時間が指定された場合に各種設定を変更する処理フローを示す図である。
 コントローラ200は、エンジン発電機110をアイドリング動作させる時間が指定されることにより、コンバータ120が出力すべき電流値、及び直流母線101にかかっているべき電圧値を変更するよう、次のような処理を行う。なお、以下の説明においては、アイドリング動作可否決定部208は、エンジン発電機110がアイドリング動作又は停止し、コンバータ120が出力を停止することを許可しているものとする。
 まず、出力停止時間設定部209は、タイヤ式門型クレーンの運転用の操作手段やメンテナンス用の入力手段等を介して、エンジン発電機110をアイドリング動作させる時間を変更する要求を受け付ける(S901)。
 要求された時間が既に設定されている時間よりも長い場合(S902:Yes)、直流母線電圧値設定部210は、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値を、現在の値よりも大きい値に設定する(S903)。なお、アイドリング時間の変更幅に対する直流母線101にかかっているべき電圧の最大値の変更幅は、予め定められた所定の関数等に基づいて決定される。但し、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値は、リチウムイオン電池140の最大許容電圧値よりも低い値に設定される。
 また、要求された時間が既に設定されている時間よりも長い場合(S902:Yes)、出力電流値設定部212は、コンバータ120が出力すべき電流の最小値を、現在の値よりも大きい値に設定する(S904)。なお、アイドリング時間の変更幅に対するコンバータ120が出力すべき電流の最小値の変更幅は、予め定められた所定の関数等に基づいて決定される。
 要求された時間が既に設定されている時間よりも短い場合(S902:No)、直流母線電圧値設定部210は、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値を、現在の値よりも小さい値に設定する(S905)。また、出力電流値設定部212は、コンバータ120が出力すべき電流の最小値を、現在の値よりも小さい値に設定する(S906)。
 このように、電力供給制御システム100においては、要求されるアイドリング時間に伴って、コンバータ120が出力すべき電流値、及び直流母線101にかかっているべき電圧値を変更する。したがって、電力供給制御システム100においては、エンジン発電機110のアイドリングが許可されている場合において、リチウムイオン電池140の充電時間を短くし、エンジン発電機110のアイドリング時間を長く取るといった要求にも柔軟に対応することができ、燃費の更なる削減に寄与することができる。なお、電力供給制御システム100においては、アイドリング動作可否決定部208がアイドリングを許可していない場合、直流母線電圧値設定部210において直流母線101にかかっているべき電圧の最大値を低く設定し、出力電流値設定部212においてコンバータ120が出力すべき電流の最小値を低く設定することによって、リチウムイオン電池140の充電に回生電力を効率よく利用することもできる。
 以上のように、エンジン発電機110(交流発電装置)が発電した電力を変換して出力するコンバータ120(第1の電力変換装置)、主機300を接続するインバータ130a~c(第2の電力変換装置)、及び補機400を接続するインバータ130d~130e(第3の電力装置)が接続されている直流母線101に対し、リチウムイオン電池140(二次電池)を直接接続しているので、エンジン発電機110からの電力の供給とリチウムイオン電池140からの電力の供給とを切り替える手段やエンジン発電機110の電圧を昇圧する手段、リチウムイオン電池140の充放電を制御する回路等が不要となり、システム構成をシンプルにすることができ、初期コストを抑えることができる。
 また、主機300が動作している間、エンジン発電機110が発電する電力と、主機300が二次動作することによって発電する回生電力とを利用してリチウムイオン電池140が充電され、主機300が動作を停止している間、エンジン発電機110をアイドリング動作させるとともに、リチウムイオン電池140が蓄電している電力のみによって補機400への電力を供給するようにしたので、大幅な燃費の削減効果を期待することができる。
 また、エンジン発電機110が発電した交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ120が昇圧機能を有する必要がない。また、本発明においては、コンバータ120の容量が、エンジン発電機110の定格出力に対応すればよく、リチウムイオン電池140が入出力するピーク電力に対応する必要がない。これにより、エンジン発電機110を小型化、小容量化することができ、初期コストを抑えることができる。
 また、エンジン発電機110が発電した交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ120に定電流定電圧制御を適用するとともに、電力を熱エネルギーとして放出する回生抵抗160(抵抗装置)と直流母線101とを電気的に接続又は切断する回生チョッパ150(切替装置)を設け、回生チョッパ150の動作電圧をリチウムイオン電池140の最大許容電圧値以下に設定することによって、リチウムイオン電池140を保護するとともに、リチウムイオン電池140にかかる電圧を正常に維持することができる。
 また、リチウムイオン電池140の温度によって、リチウムイオン電池140を充電する際にリチウムイオン電池140にかかる電圧値や、リチウムイオン電池140の充電を終了すべきタイミングを決定するようにしたので、リチウムイオン電池140の温度が低い冬季に起動する場合等においても、主機300の一次動作時にリチウムイオン電池140が最小許容電圧値以下になる虞がない。また、主機300の二次動作時の回生電力を回生抵抗160によって熱エネルギーに変換することができるので、リチウムイオン電池140にかかる電圧を最大許容電圧値以下に維持することができる。
 また、ユーザから指定された、エンジン発電機110をアイドリング動作させる時間に応じ、リチウムイオン電池140を充電する際にリチウムイオン電池140にかかる電圧値や、リチウムイオン電池140の充電を終了すべきタイミングを決定するようにしたので、リチウムイオン電池140に負担をかけることなく、エンジン発電機110をアイドリング動作させることができ、アイドリング動作する時間を長く設定することによって更なる燃費の削減効果を期待することができる。
 また、リチウムイオン電池140のみからの電力供給によって主機300を動作させることが可能な条件を満たせば、リチウムイオン電池140のみからの電力供給によって一時的に主機300を動作することができるようにしたので、エンジン発電機110がアイドリング動作しているときに主機300を動作させるよう指示する旨の要求があった場合、エンジン発電機110からの電力供給が可能なることを待たずして主機300を動作させることができる。
 なお、上記実施形態においては、回生チョッパ150がコントローラ200による制御によって動作する例について説明したが、回生チョッパ150自体に動作電圧によって動作し得る機能を持たせることによって、コントローラ200による制御によらず、直流母線101にかかっている電圧値に応じて動作するようにしてもよい。
 また、上記実施形態においては、回生チョッパ150に回生抵抗160を接続し、回生チョッパ150が動作することによって回生抵抗160にて余剰電力を熱エネルギーに変換して放出するようにしたが、回生チョッパ150を接地し、回生チョッパ150が動作することによって流れる電流をアースに流すようにしてもよい。
 また、上記実施形態においては、温度測定器174によって測定されたリチウムイオン電池140の温度を示すデータがコントローラ200に直接送られる例について説明したが、BMU180が、温度測定器174によって測定されたリチウムイオン電池140の温度を監視している場合もある。そのような場合、コントローラ200は、リチウムイオン電池140の温度を示すデータを、温度測定器174から直接受け取るのではなく、その温度を監視しているBMU180から受け取るようにしてもよい。
 また、上記実施形態においては、エアコンディショナー410や照明420等の補機400毎にインバータ130を設ける例について説明したが、補機400に接続されるインバータ130は、複数の補機400に対し1つであってもよい。
<第2の実施形態>
 図13は、第2の実施形態に係る電力供給制御システムが電力を供給するタイヤ式門型クレーン、及び当該電力供給制御システムの電源装置の外観の一例を示す外形図である。
 タイヤ式門型クレーン910は、クレーン911、タイヤ912、バッテリ収納室913、集電機構914、及び電気室915を備える。また、電源装置920は、高圧盤921、変圧器922、配線ケーブル923、及びブスバー(Bus Bar)924を備える。
 クレーン911は荷物を掴み上げる部分であり、ロープの巻き上げ及び巻き下げによって上下し、また、タイヤ式門型クレーン910上部に設けられるレールに支持されてレーンLの長手方向に対して横向きに移動する。タイヤ912は、タイヤ式門型クレーン910がレーンLの長手方向に移動するためのタイヤである。バッテリ収納室913は、タイヤ式門型クレーン910の各部に電力を供給するバッテリとしてリチウムイオン電池を収納する。集電機構914は、ブスバー924と接触可能であり、ブスバー924との接触時に、ブスバー924から受電する。電気室915は、タイヤ式門型クレーン910の各部を制御するコントローラ等の電気機器を収納する。
 高圧盤921は、例えば商用の高圧電力の入力を受けて変圧器922に出力する。変圧器922は、高圧盤921から出力される高圧電力を、タイヤ式門型クレーン910に供給可能な所定の電圧に降圧する。配線ケーブル923は、変圧器922が降圧した電力をブスバー924へ伝導する。ブスバー924は、集電機構914と接触可能であり、集電機構914との接触時に、変圧器922が降圧して配線ケーブル923が伝導する電力を集電機構914に出力する。
 タイヤ式門型クレーン910は、バッテリ収納室913に収納されているバッテリの電力により動作し、バッテリの蓄電残量が低下するとブスバー924の位置(受電ポイント)に移動して受電する。
 図14は、電力供給制御システム500の概略構成の一例を示す構成図である。同図において、図1の各部と同様の機能を有する部分には同一の符号(101、102b~102f、103a~103i、104c~104i、104k~104m、130a~130e、140、150、160、171、173、174、108、200、300、310、320、330、400、420)を付し、説明を省略する。
 補機400としては、例えば、タイヤ式門型クレーン910に動作指令信号を送信する制御システムとの間で無線通信する通信機器430や、タイヤ式門型クレーン910の作業範囲を照らす照明やタイヤ式門型クレーン910近傍に位置する作業員にタイヤ式門型クレーン910の接近を知らせるための警告灯などの照明420等が挙げられる。あるいは、運転室を備えるタイヤ式門型クレーンの場合、図1と同様、運転室用のエアコンディショナーも補機の例として挙げられる。
 電力供給制御システム500は、例えば、タイヤ式門型クレーン910が備える電力負荷への電力の供給を制御するシステムである。電力供給制御システム500は、タイヤ式門型クレーン910の内部に、自動着脱給電装置510、コンバータ520、インバータ130a~e、リチウムイオン電池140、回生チョッパ150、回生抵抗160、直流電圧測定器171、電流測定器173、温度測定器174、位置測定器575、BMU(Battery Management Unit)180、及びコントローラ600を備え、タイヤ式門型クレーンの外部に電源装置920を備える。
 電源装置920は、上述したように、ブスバー924(図13)からタイヤ式門型クレーン910の集電機構914に電力を供給する。
 自動着脱給電装置510は、集電機構914を有し、電源装置920から交流電力を受電可能な装置である。また、自動着脱給電装置510は、データケーブル504aを介してコントローラ600と接続される。そして、自動着脱給電装置510は、コントローラ600によって制御され、交流電力を供給するブスバー924に接続して交流電力を受電し、受電する交流電流を、交流ケーブル502aを介してコンバータ520に出力する。なお、自動着脱給電装置510は、本発明に係る受電装置の一例である。
 コンバータ520は、交流電力を直流電力に変換する装置である。コンバータ520は、AC/DC(Alternating Current / Direct Current)コンバータ521、及びDC/DC(Direct Current / Direct Current)コンバータ522を備える。
 そして、自動着脱給電装置510からの交流電力は、AC/DCコンバータ521に入力される。AC/DCコンバータ521は、自動着脱給電装置510から入力される交流電力を直流電力に変換し、得られる直流電力をDC/DCコンバータ522に出力する。
 DC/DCコンバータ522は、AC/DCコンバータ521から出力される直流電力に対して定電流出力制御または定電圧出力制御を行い、当該定電流出力制御または定電圧出力制御された直流電力を出力する。DC/DCコンバータ522は、例えばパルス幅変調(Pulse Width Modulation;PWM)方式によって定電流出力制御や定電圧出力制御を行う。コンバータ520の直流側として、DC/DCコンバータ522の出力側が、直流ケーブル103aを介して直流母線101と接続され、コンバータ520は直流電力を直流母線101に出力する。
 ここで、コンバータ520は、データケーブル504bを介してコントローラ600と接続される。そして、コンバータ520は、コントローラ600の制御に従って、上記の定電流出力制御または定電圧出力制御を行う。このコンバータ520が行う制御は、リチウムイオン電池140を定電流定電圧(Constant Current Constant Voltage;CCCV)充電するための定電流定電圧制御である。
 なおコンバータ520の構成は、上述したものに限らず、定電流定電圧制御可能であればよい。例えば、コンバータ520が、AC/DCコンバータ521及びDC/DCコンバータ522に代えて、定電流定電圧制御可能なAC/DCコンバータを備えるようにしてもよい。なお、コンバータ520は、本発明に係る電源側電力変換装置の一例である。
 位置測定器575は、タイヤ式門型クレーン910の現在位置を測定する装置である。位置測定器575は、例えばタイヤ912の回転数に基づいてタイヤ式門型クレーン910の移動距離を算出し、算出した移動距離に基づいてタイヤ式門型クレーン910の現在位置を算出する。あるいは、位置測定器575がGPS(Global Positioning System)等の測位システムを備えてタイヤ式門型クレーン910の現在位置を測定するようにしてもよい。また、位置測定器575は、データケーブル504nを介してコントローラ600と接続される。そして、位置測定器575は、タイヤ式門型クレーン910の現在位置を測定し、測定したタイヤ式門型クレーン910の現在位置を示すデータをコントローラ600に送る。
 コントローラ600は、電力供給制御システム500の電力供給に係る制御処理を行う処理部である。コントローラ600は、直流電圧測定器171、電流測定器173、温度測定器174、位置測定器575、及びBMU180から各種情報を示すデータを受信するとともに、自動着脱給電装置510、コンバータ520、インバータ130a~e、及び回生チョッパ150の動作を制御する。なお、コントローラ600は、本発明に係る制御装置の一例である。
 上記のように、電力供給制御システム500は、直流母線101にリチウムイオン電池140を直接接続している。したがって、自動着脱給電装置510によって受電された交流電力がコンバータ520に出力され、コンバータ520が直流母線101に直流電流を出力している場合、リチウムイオン電池140は、直流母線101にかかっている電圧によって充電されることとなる。また、巻上用モータ310、走行用モータ320、又は横行用モータ330が二次動作することによって交流の回生電力を発電すると、インバータ130a~cが直流電力に変換して直流母線101に出力する。すなわち、リチウムイオン電池140は、巻上用モータ310、走行用モータ320、又は横行用モータ330が発電した回生電力によっても充電されることとなる。このように、電力供給制御システム500は、巻上用モータ310、走行用モータ320、又は横行用モータ330が発電した回生電力をリチウムイオン電池140に充電するので、エネルギー効率の向上が期待される。
 また、自動着脱給電装置510がブスバー924に接続しておらず、コンバータ520が直流電力を出力していない場合、直流母線101にはコンバータ520からの電圧がかかっていないので、リチウムイオン電池140は、充電している電力を直流母線101に放電することとなる。このように、電力供給制御システム500は、自動着脱給電装置510が受電していない場合でも、リチウムイオン電池140が充電している電力を、巻上用モータ310、走行用モータ320、及び横行用モータ330等の主機300や、通信機器430、及び照明420等の補機400に供給することができ、これら主機や補機を動作させることができる。
 図15は、コントローラ600のブロック構成の一例を示す図である。
 コントローラ600は、直流母線電圧値データ入力部201、出力電流値データ入力部203、温度データ入力部204、充電状態データ入力部205、主機始動要求受付部206、位置データ入力部607、モード決定部608、直流母線電圧値設定部610、出力電流値設定部612、充電状態設定部622、受電ポイント設定部623、第1の電力変換装置制御部614、第2の電力変換装置制御部615、及び切替装置制御部216を有する。同図において、図2の各部と同様の機能を有する部分には同一の符号(201、203~206、210、212、215、216)を付し、説明を省略する。
 位置データ入力部607は、位置測定器575が測定したタイヤ式門型クレーン910の現在位置を示すデータの入力を受ける処理部である。位置データ入力部607は、タイヤ式門型クレーン910の現在位置を示すデータを位置測定器575から受け取って、モード決定部608に送る。
 モード決定部608は、タイヤ式門型クレーン910の動作モードを実働モード、受電ポイント移動モード、受電モードのいずれかに決定する。実働モードは、主機始動要求受付部206が受け付ける操作要求に従ってタイヤ式門型クレーン910が動作するモードである。受電ポイント移動モードは、リチウムイオン電池140の蓄電残量が低下した際に、受電のためタイヤ式門型クレーン910がブスバー924(図13)の位置(受電ポイント)へ移動するモードである。受電モードは、タイヤ式門型クレーン910が電源装置920から受電して、リチウムイオン電池140に充電するモードである。
 直流母線電圧値設定部610は、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値を設定する処理部である。直流母線電圧値設定部610は、リチウムイオン電池140の温度を示すデータを温度データ入力部204から受け取る。また、直流母線電圧値設定部610は、例えば、メンテナンス用の入力手段等を介して、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値を指定する入力を受け付ける。そして、直流母線電圧値設定部610は、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値を設定し、設定した電圧値を示すデータを第1の電力変換装置制御部614、及び切替装置制御部216に送る。
 直流母線電圧値設定部610は、リチウムイオン電池140の最大許容電圧値以下の電圧値となるよう最大値を設定する。この最大値に従ってコンバータ520が定電圧出力制御を行うことにより、リチウムイオン電池140の保護を図ることができる。
 出力電流値設定部612は、コンバータ520が定電流出力制御を行う際に出力すべき電流の最大値を設定する処理部である。出力電流値設定部612は、リチウムイオン電池140の温度を示すデータを温度データ入力部204から受け取る。また、出力電流値設定部612は、例えば、メンテナンス用の入力手段等を介して、コンバータ520が出力すべき電流の最大値を指定する入力を受け付ける。そして、出力電流値設定部612は、コンバータ520が出力すべき電流の最大値を設定し、設定した電流値を示すデータを第1の電力変換装置制御部614に送る。
 出力電流値設定部612は、リチウムイオン電池140の最大許容電流値以下の電圧値となるよう最大値を設定する。この最大値に従ってコンバータ520が定電流出力制御を行うことにより、リチウムイオン電池140の保護を図ることができる。
 第1の電力変換装置制御部614は、コンバータ520の出力を制御する処理部である。第1の電力変換装置制御部614は、直流母線101にかかっている電圧値を示すデータを直流母線電圧値データ入力部201から受け取る。また、第1の電力変換装置制御部614は、コンバータ520の出力電流値を示すデータを出力電流値データ入力部203から受け取る。また、第1の電力変換装置制御部614は、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値として設定された値を示すデータを直流母線電圧値設定部610から受け取る。また、第1の電力変換装置制御部614は、コンバータ520が出力すべき電流の最大値として設定された値を示すデータを出力電流値設定部612から受け取る。また、第1の電力変換装置制御部614は、タイヤ式門型クレーン910の動作モードを示すデータをモード決定部608から受け取る。そして、第1の電力変換装置制御部614は、コンバータ520の出力を制御するための制御信号を生成し、コンバータ520に送る。
 第2の電力変換装置制御部615は、インバータ130a~cの出力を制御する処理部である。第2の電力変換装置制御部615は、タイヤ式門型クレーン910の動作モードをモード決定部608から受け取る。また、第2の電力変換装置制御部615は、巻上用モータ310、走行用モータ320、又は横行用モータ330を一次動作させる要求、又は二次動作させる要求を示すデータをタイヤ式門型クレーン910の運転用の操作手段等から受け取る。そして、第2の電力変換装置制御部615は、インバータ130a、インバータ130b、又はインバータ130cの出力を制御するための制御信号を生成し、インバータ130a、インバータ130b、又はインバータ130cに送る。
 タイヤ式門型クレーン910の動作モードが実働モードである場合、第2の電力変換装置制御部615は、操作手段等からの要求に従ってインバータ130a~130cを制御する。
 一方、タイヤ式門型クレーン910の動作モードが受電ポイント移動モードである場合、走行用モータ320はタイヤ式門型クレーン910を受電ポイントに移動させるように動作し、巻上用モータ310及び横行用モータ330の動作は禁止される。そこで、第2の電力変換装置制御部615は、当該動作に従ってインバータ130bを制御し、インバータ130a及び130cに対しては制御を行わない。第2の電力変換装置制御部615が制御を行わないことにより、インバータ130a及び130cは電力を出力しなくなる。なお、受電ポイント移動モードでは、第2の電力変換装置制御部615は、操作手段等からの要求を無視する。
 また、タイヤ式門型クレーン910の動作モードが受電モードである場合、走行用モータ320、巻上用モータ310、及び横行用モータ330の動作は禁止される。そこで、第2の電力変換装置制御部615は、インバータ130a~130cに対しては制御を行わない。なお、受電ポイント移動モードと同様、受電モードでは、第2の電力変換装置制御部615は、操作手段等からの要求を無視する。
 切替装置制御部216は、回生チョッパ150のスイッチの開閉を制御する処理部である。切替装置制御部216は、直流母線101にかかっている電圧値を示すデータを直流母線電圧値データ入力部201から受け取る。また、切替装置制御部216は、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値を示すデータを直流母線電圧値設定部610から受け取る。そして、切替装置制御部216は、回生チョッパ150のスイッチの開閉を制御するための制御信号を生成し、回生チョッパ150に送る。
 具体的には、直流母線101にかかっている電圧値が、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値を超えている場合に、切替装置制御部216は、回生チョッパ150のスイッチを閉じるよう指示する制御信号を回生チョッパ150に送る。これにより、直流母線101上の電力が回生抵抗160にて消費されて、直流母線101にかかっている電圧値が許容される最大値を超える状態が解消され、リチウムイオン電池140の保護を図ることができる。
 充電状態設定部622は、リチウムイオン電池140の充電を開始すべき充電状態、及びリチウムイオン電池140が満充電となり充電を終了すべき充電状態を記憶し、記憶する充電状態示すデータをモード決定部608に出力する。充電状態設定部622は、例えば、メンテナンス用の入力手段等を介して、リチウムイオン電池140の充電を開始すべき充電状態、及び満充電の際の充電状態を指定する入力を受け付け、受け付けた充電状態を記憶する。この充電状態設定部622が記憶する充電状態は、モード決定部608がタイヤ式門型クレーン910の動作モードを受電ポイント移動モードに決定するか否かの判定基準、及びモード決定部608がタイヤ式門型クレーン910の動作モードを実働モードに決定するか否かの判定基準として用いられる。
 受電ポイント設定部623は、受電ポイントの位置を記憶し、記憶する受電ポイントの位置を示すデータをモード決定部608に出力する。受電ポイント設定部623は、例えば、メンテナンス用の入力手段等を介して、受電ポイントの位置情報の入力を受け付け、受け付けた受電ポイントの位置を記憶する。この受電ポイント設定部623が記憶する受電ポイントの位置は、モード決定部608がタイヤ式門型クレーン910の動作モードを受電モードに決定するか否かの判定基準として用いられる。
 図16は、モード決定部608がモードを決定する処理フローの一例を示す図である。上述したように、モード決定部608は、タイヤ式門型クレーン910の動作モードを、実働モード、受電ポイント移動モード、受電モードのいずれかに決定する。
 まず、充電状態データ入力部205は、リチウムイオン電池140の充電状態を示すデータの入力を、データケーブル104mを介してBMU180から受ける(S1101)。具体的には、BMU180は、常時、リチウムイオン電池140の充電状態を監視しており、監視している充電状態を示すデータを、微小時間置きにコントローラ600に出力する。充電状態データ入力部205は、BMU180が微小時間置きに出力したデータの入力を順次受ける。
 そして、充電状態データ入力部205は、入力を受けたリチウムイオン電池140の充電状態を示すデータをモード決定部608に出力し、モード決定部608は、当該データに基づいてリチウムイオン電池140への充電の要否を判定する(S1102)。
 具体的には、BMU180は、リチウムイオン電池140のSOC値を測定し、測定したSOC値を示すデータを、リチウムイオン電池140の充電状態を示すデータとして出力する。また、充電状態設定部622は、上述した、リチウムイオン電池140の充電を開始すべき充電状態として、リチウムイオン電池140への充電を開始すべきSOC値を予め記憶している。
 そして、モード決定部608は、BMU180から出力されるデータの示すリチウムイオン電池140のSOC測定値と、充電状態設定部622の記憶するSOC値とを比較し、SOC測定値が、充電状態設定部622の記憶するSOC値以下である場合は、充電要と判定し、SOC値が、充電状態設定部622の記憶するSOC値より大きい場合は、充電不要と判定する。
 なお、モード決定部608が、リチウムイオン電池140のSOC値に加えてリチウムイオン電池140の温度に基づいて、充電の要否を決定するようにしてもよい。リチウムイオン電池140は、温度が低いほど出力電圧の変動が大きい。そこで、モード決定部608が、充電要否の判定にリチウムイオン電池140の温度を用いることにより、より適切に判定を行える。
 例えば、充電状態設定部622が、リチウムイオン電池140への充電を開始すべきSOC値をリチウムイオン電池140の温度毎に記憶しておく。そして、モード決定部608は、BMU180が測定するリチウムイオン電池140のSOC値に加えて、温度測定器174が測定するリチウムイオン電池140の温度を取得する。モード決定部608は、当該温度においてリチウムイオン電池140への充電を開始すべきSOC値を、充電状態設定部622から取得し、上記と同様に、BMU180から出力されるデータの示すリチウムイオン電池140のSOC測定値と、充電状態設定部622から取得したSOC値とを比較して、充電の要否を判定する。
 なお、モード決定部608が、リチウムイオン電池140のSOC値に代えて、リチウムイオン電池140の出力電圧値に基づいて充電の要否を判定するようにしもよい。この場合、充電状態設定部622が、リチウムイオン電池140への充電を開始すべき出力電圧値を予め記憶しておく。モード決定部608は、リチウムイオン電池140の出力電圧値として、直流電圧測定器171の測定する直流母線101の電圧値を用いることができる。
 S1102において充電不要と判定した場合(S1102:No)、モード決定部608は、タイヤ式門型クレーン910の動作モードを実働モードに決定し、決定したモードを記憶する(S1111)。その後、S1101に戻る。
 一方、S1102で充電必要と判定した場合(S1102:Yes)、モード決定部608は、タイヤ式門型クレーン910の動作モードを受電ポイント移動モードに決定し、決定したモードを記憶する(S1121)。
 そして、位置データ入力部607は、タイヤ式門型クレーン910の現在位置を示すデータの入力を、データケーブル504nを介して位置測定器575から受ける(S1122)。具体的には、位置測定器575は、常時、タイヤ式門型クレーン910の現在位置を測定しており、測定している現在位置を示すデータを、微小時間置きにコントローラ600に出力する。位置データ入力部607は、位置測定器575が微小時間置きに出力したデータの入力を順次受ける。
 そして、位置データ入力部607は、入力を受けたタイヤ式門型クレーン910の現在位置を示すデータをモード決定部608に出力し、モード決定部608は、当該データに基づいて受電ポイントに到達したか否かを判定する(S1123)。
 具体的には、受電ポイント設定部623は、上述した、受電ポイントの位置として、タイヤ式門型クレーン910がブスバー924(図13)から受電可能な位置の範囲を予め記憶している。この受電可能な位置の範囲は、集電機構914がブスバー924に接触して受電可能となるタイヤ式門型クレーン910の位置の範囲であり、例えば、メンテナンス用の入力手段等を介して予め入力される。
 そして、モード決定部608は、位置測定器575から出力されるデータの示すタイヤ式門型クレーン910の現在位置と、受電ポイント設定部623の記憶する受電可能な位置の範囲とを比較し、タイヤ式門型クレーン910の現在位置が受電可能な位置の範囲に含まれる場合は、受電ポイントに到達したと判定し、タイヤ式門型クレーン910の現在位置が受電可能な位置の範囲に含まれない場合は、受電ポイントに到達していないと判定する。
 S1123において、受電ポイントに到達していないと判定した場合(S1123:No)、S1122に戻る。この場合、モード決定部608は、タイヤ式門型クレーン910の動作モードを受電ポイント移動モードのままとし、引き続き受電ポイントに到達したか否かの判定を行う。
 一方、S1123において、受電ポイントに到達したと判定した場合(S1123:Yes)、モード決定部608は、タイヤ式門型クレーン910の動作モードを受電モードに決定し、決定したモードを記憶する(S1131)。
 そして、充電状態データ入力部205は、上記S1101と同様、リチウムイオン電池140の充電状態を示すデータの入力を、データケーブル104mを介してBMU180から受ける(S1132)。充電状態データ入力部205は、入力を受けたリチウムイオン電池140の充電状態を示すデータをモード決定部608に出力し、モード決定部608は、当該データに基づいて、リチウムイオン電池140への充電を完了したか否かを判定する(S1133)。具体的には、充電状態設定部622は、上述した、リチウムイオン電池140が充電を終了すべきSOC値を予め記憶している。このSOC値は、例えば、メンテナンス用の入力手段等を介して予め入力される。
 そして、モード決定部608は、BMU180から出力されるデータが示すリチウムイオン電池140の充電状態(SOC測定値)と、充電状態設定部622の記憶する満充電の場合のSOC値とを比較し、SOC測定値が、充電状態設定部622の記憶するSOC値以下である場合は、充電を完了したと判定し、SOC測定値が、充電状態設定部622の記憶するSOC値より大きい場合は、充電を完了していないと判定する。
 S1133において充電を完了していないと判定した場合(S1133:No)、ステップS1132に戻る。この場合、モード決定部608は、タイヤ式門型クレーン910の動作モードを受電モードのままとし、引き続き充電を完了したか否かの判定を行う。
 一方、S1123において、充電を完了したと判定した場合(S1133:Yes)、ステップS1111に戻る。この場合、S1111において、モード決定部608は、タイヤ式門型クレーン910の動作モードを実働モードに決定する。
 コントローラ600は、タイヤ式門型クレーン910の動作モードが受電モードであるときに、図3で説明したコントローラ200(図2)の動作と同様に、直流母線101の電圧値と、直流母線電圧値設定部610の設定する最大値とを比較し、直流母線101の電圧値が最大値に達しているときは、コンバータ520を定電圧出力制御し、直流母線101の電圧値が最大値に達していないときは、コンバータ520を定電流出力制御する。
 また、コントローラ600は、図4で説明したコントローラ200の動作と同様に、直流母線101の電圧値が最大値に達しているときは、回生チョッパ150のスイッチを閉じるよう制御し、直流母線101の電圧値が最大値に達していないときは、回生チョッパ150のスイッチを閉じるよう制御する。
 また、コントローラ600は、図6で説明したコントローラ200の動作と同様に、リチウムイオン電池140の温度に応じて、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値を設定する。
 例えば、冬季時においては、リチウムイオン電池140の温度が低下することによって、その内部抵抗が大きくなり、より高い電圧でリチウムイオン電池140に充電しなければ、電流が絞られ充電時間が長い定電圧モードに移行しやすくなることが考えられる。そこで、電力供給制御システム500においては、リチウムイオン電池140の温度が低いほど、直流母線101にかかっているべき電圧の最大値が大きい値に設定される。これにより、電力供給制御システム500においては、リチウムイオン電池140の温度が下がっても、リチウムイオン電池140の充電時間が長引かないように制御できる。
 同様に、出力電流値設定部612も、リチウムイオン電池140の温度が低い場合に、コンバータ520が出力すべき電流の最大値を大きい値に設定する。これにより、コンバータ520が定電流出力制御を行う際にも、リチウムイオン電池140の温度が下がっても、リチウムイオン電池140の充電時間が長引かないように制御できる。
 図17は、コントローラ600が、インバータ130a~130cの出力を制御する処理フローの一例を示す図である。
 コントローラ600の第2の電力変換装置制御部615は、モード決定部608が決定するモードに応じて、インバータ130a~130cの出力を制御するよう、次のような処理を行う。
 まず、第2の電力変換装置制御部615は、モード決定部608から、タイヤ式門型クレーン910の動作モードを示すデータを取得する(S1201)。そして、第2の電力変換装置制御部615は、タイヤ式門型クレーン910の動作モードが実働モードか否かを判定する(S1202)。
 実働モードであると判定した場合(S1202:Yes)、第2の電力変換装置制御部615は、インバータ130a~130cが直流母線101の直流電力を交流電力に変換して、それぞれ主機310~330に出力し、また、主機310~330のいずれかが交流の回生電力を発電するときは、当該主機に接続されたいずれかのインバータが当該回生電力を直流電力に変換して直流母線101に出力するよう、インバータ130a~130cを制御する。これにより、主機310~330は、操作手段からの要求に従って一次動作または二次動作可能であり、主機310~330が二次動作する際の回生電力は、直流母線101を介してリチウムイオン電池140に充電される。
 一方、S1202において実働モードでないと判定した場合(S1202:No)、第2の電力変換装置制御部615は、タイヤ式門型クレーン910の動作モードが受電ポイント移動モードか否かを判定する(S1221)。
 受電ポイント移動モードであると判定した場合(S1221:Yes)、第2の電力変換装置制御部615は、インバータ130bが直流母線101の直流電力を交流電力に変換して、それぞれ走行用モータ320に出力し、また、走行用モータ320が交流の回生電力を発電するときは、インバータ130bが当該回生電力を直流電力に変換して直流母線101に出力するようインバータ130bを制御し、インバータ130a及びインバータ130cに対しては何ら制御を行わない(S1222)。
 ここで、受電ポイント移動モードでは、操作手段からの要求は無視される。そして、巻上用モータ310及び横行用モータ330は動作せず、走行用モータ320は、タイヤ式門型クレーン910を給電ポイントに近づける向きに回転する。そこで、第2の電力変換装置制御部615は、走行用モータ320が当該動作を行い、巻上用モータ310及び横行用モータ330が動作しないように、上記の制御を行う。
 その後、S1201に戻る。
 また、S1221において受電ポイント移動モードでないと判定した場合(S1221:No)、第2の電力変換装置制御部615は、インバータ130a及びインバータ130cに対して、何ら制御を行わずに、S1201に戻る。
 S1221において受電ポイント移動モードでないと判定された場合、タイヤ式門型クレーン910の動作モードは、残りのモードである受電モードと考えられる。そして、受電モードでは、操作手段からの要求は無視され、主機310~330は動作しない。このように、主機310~330が動作しないので、第2の電力変換装置制御部615はインバータ130a及びインバータ130cに対する制御を行わない。
 以上のように、電力供給制御システム500は、商用電力など電源装置側から供給される電力を動力源として用いるので、エンジン発電機等の小型発電機を用いる場合に比べて、より高いエネルギー効率で動作できる。また、タイヤ式門型クレーン910が発電機を備える必要が無いので、タイヤ式門型クレーン910の構成を簡単にでき、さらには、発電機による騒音や排気ガスが発生しない。
 また、コンバータ520による定電流定電圧制御や、回生抵抗160による余剰電力の消費によってリチウムイオン電池140を保護することで、リチウムイオン電池140とインバータ130a~130eとの間に、リチウムイオン電池140の充放電を制御する回路装置が不要となっており、当該回路装置による損失が発生しない点でエネルギー効率が向上する。また、電力供給制御システムの構成を簡単にできる。
 また、主機300の発電する回生電力をリチウムイオン電池140が蓄電することにより、エネルギーを効率的に利用できる。
 また、ブスバー924と集電機構914との間で電力の受け渡しを行うことにより、電源装置920とタイヤ式門型クレーン910との間に、給電用のケーブルを設けておく必要がない。これにより、タイヤ式門型クレーン910は自由に移動することができ、特に他のレーンへの移動(レーンチェンジ)を容易に行うことができる。
 なお、上記実施形態においては、回生チョッパ150がコントローラ600による制御によって動作する例について説明したが、回生チョッパ150自体に動作電圧によって動作し得る機能を持たせることによって、コントローラ600による制御によらず、直流母線101にかかっている電圧値に応じて動作するようにしてもよい。
 また、上記実施形態においては、回生チョッパ150に回生抵抗160を接続し、回生チョッパ150が動作することによって回生抵抗160にて余剰電力を熱エネルギーに変換して放出するようにしたが、回生チョッパ150を接地し、回生チョッパ150が動作することによって流れる電流をアースに流すようにしてもよい。
 また、上記実施形態においては、温度測定器174によって測定されたリチウムイオン電池140の温度を示すデータがコントローラ600に直接送られる例について説明したが、BMU180が、温度測定器174によって測定されたリチウムイオン電池140の温度を監視している場合もある。そのような場合、コントローラ600は、リチウムイオン電池140の温度を示すデータを、温度測定器174から直接受け取るのではなく、その温度を監視しているBMU180から受け取るようにしてもよい。
 また、上記実施形態においては、通信機器430や照明420等の補機400毎にインバータ130を設ける例について説明したが、補機400に接続されるインバータ130は、複数の補機400に対し1つであってもよい。
 なお、電源装置が直流電力を出力するようにしてもよい。この場合、コンバータは、AC/DCコンバータを備える必要がない。
 図18は、電源装置が直流電力を出力する場合の電力供給制御システムの概略構成の一例を示す構成図である。同図において、図14の各部と同様の機能を有する部分に対しては同一の符号(101、502a、102b~102f、103a~103i、504a、504b、104c~104m、504n、510、520、522、130a~130e、140、150、160、171、173、174、575、300、310、320、330、400、410、420、600)を付して説明を省略する。
 電力供給制御システム700は、直流電力を出力する電源装置970を備える点、及び、コンバータ720がDC/DCコンバータ522のみを備えてAC/DCコンバータを備えない点において、図14の電力供給制御システム500と異なる。
 電源装置970は、例えば、図14のAC/DCコンバータ521に相当するAC/DCコンバータを備え、商用の高圧交流電力を、タイヤ式門型クレーン910に供給可能な所定の電圧に降圧し、直流電力に変換する。そして、ブスバー924(図13)と集電機構914とが接触しているときに、変換した直流電力をタイヤ式門型クレーン910に供給する。
 コンバータ720は、自動着脱給電装置510を介して電源装置970から直流電力が出力されると、当該直流電力をDC/DCコンバータ522にて変圧することにより、図14のコンバータ520と同様の定電流定電圧制御を行う。
 このように、電源装置970が直流電力を出力することにより、コンバータ720はAC/DCコンバータを備える必要が無くなり、タイヤ式門型クレーン側の装置構成を簡単にできる。特に、1つのレーンに複数のタイヤ式門型クレーンが配置されている場合など、電源装置の数に対してタイヤ式門型クレーンの数が多い場合、各タイヤ式門型クレーン及び各電源装置を含むシステム全体としてAC/DCコンバータの数を削減でき、システム製造コストを抑えることができる。
 なお、電源装置側で定電流定電圧制御を行うようにしてもよい。この場合、電力供給制御システムは、コンバータを備える必要がない。
 図19は、電源装置が定電流定電圧制御を行う場合の電力供給制御システムの概略構成の一例を示す構成図である。同図において、図18の各部と同様の機能を有する部分に対しては同一の符号(101、102b~102f、103a~103i、504a、104c~104m、504n、510、520、522、130a~130e、140、150、160、171、173、174、575、300、310、320、330、400、410、420、600)を付して説明を省略する。
 電力供給制御システム700は、定電流定電圧制御された直流電力を出力する電源装置980を備える点、コンバータ720を備えない点、及び、タイヤ式門型クレーン側と電源装置側との間で通信を行う通信装置880を備える点において、図18の電力供給制御システム500と異なる。
 電源装置980は、例えば、図18の電源装置970に加えて、さらに図18のDC/DCコンバータ522に相当するDC/DCコンバータを備え、リチウムイオン電池140の最大許容電圧値及び最大許容電流値に応じて定電流定電圧制御を行い、定電流定電圧制御された直流電流を出力する。
 通信装置880は、例えば、図15の第1の電力変換装置制御部614が出力する制御信号など、電源装置980が定電流定電圧制御を行うために必要な情報を電源装置980に送信する。
 このように、電源装置980が定電流定電圧制御を行うことにより、タイヤ式門型クレーン側ではコンバータを備える必要が無くなり、タイヤ式門型クレーン側の装置構成を簡単にできる。特に、1つのレーンに複数のタイヤ式門型クレーンが配置されている場合など、電源装置の数に対してタイヤ式門型クレーンの数が多い場合、各タイヤ式門型クレーン及び各電源装置を含むシステム全体としてコンバータの数を削減でき、システム製造コストを抑えることができる。
 なお、通信装置880が、タイヤ式門型クレーン側で異常が生じた際に電力供給停止を指示する信号をさらに送信するようにしてもよい。すなわち、図14の電力供給制御システム500では、コンバータ520が安全装置を備えて異常発生時の電力遮断を行うことができ、図18の電力供給制御システム700では、コンバータ720が安全装置を備えて異常発生時の電力遮断を行うことができる。これに対して、電力供給制御システム800は、コンバータを備えないために、かかる電力遮断を行えない。そこで、コントローラ600が異常を検出した際に、通信装置880を用いて電源装置980に電力供給停止を指示する信号を送信し、電源装置980は当該信号に基づいて自動着脱給電装置510への電力の出力を中止する。これにより、タイヤ式門型クレーンに異常が発生した際に受電を中止して各装置の保護を図ることができる。
 なお、電源装置920が備えるブスバー924の数は、図13に示した1つに限らず、2つ以上であってもよい。
 図20は、電源装置920が2つのブスバー924を備える場合の、ブスバー924の配置例を示す図である。
 同図において、集電機構914の移動範囲である直線軌道Bが、ブスバー924の数(2つ)に応じて、2つの領域a21及びa22に等分され、領域a21の長手方向中央の位置p21と、領域a22の長手方向中央の位置p22とに、それぞれブスバー924が備えられている。すなわち、位置p21と位置p22とが給電ポイントとなっている。
 このように、集電機構914の移動範囲を長手方向に等分した各領域の長手方向中央にそれぞれブスバー924が備えられることにより、タイヤ式門型クレーン910は、短時間で給電ポイントに移動して受電できる。例えば図20の場合、タイヤ式門型クレーン910は、領域a21に位置するときは位置p21に移動し、領域a22に位置するときは位置p22に移動することにより、給電ポイントまでの移動距離が短くて済み、短時間で移動できる。
 なお、電源装置からタイヤ式門型クレーンへの電力の受け渡し方法は、上述したブスバーと集電機構とを接触させて行う方法に限らない。
 図21は、送電コイル及び受電コイルを用いて電力の受け渡しを行う、電源装置及びタイヤ式門型クレーンの一例を示す図である。同図において、電源装置920は、図13のブスバー924に代えて送電コイル944を備え、送電コイル944から高周波電力を出力する。また、タイヤ式門型クレーン910は、図13の集電機構914に代えて受電コイル934を備え、送電コイル944近傍において、当該送電コイル944から出力される高周波電力を受電コイル934にて受電する。
 このように、送電コイル944と受電コイル934とが高周波電力にて電力の受け渡しを行うことにより、非接触の状態で電力の受け渡しを行うことができる。
 このように、送電コイル944と受電コイル934とは非接触なので、接触による騒音が無く、また、電源装置920やタイヤ式門型クレーンの設計製造時において、送電コイル944の配置及び受電コイル934の配置に精密さが要求されない。
 また、送電コイル944や受電コイル934は、接触によって磨耗することがないので、送電コイル944や受電コイル934を交換する必要がない。
 また、送電コイル944や受電コイル934が非絶縁部分を有しない構成とすることができるので、ショートや感電のおそれが無く、安全性が高い。
 なお、電源装置が送電コイルに代えて送電ケーブルを備えるようにしてもよい。
 図22は、送電ケーブル及び受電コイルを用いて電力の受け渡しを行う、電源装置及びタイヤ式門型クレーンの一例を示す図である。同図において、電源装置920は、図21の送電コイル944に代えて送電ケーブル954を備え、送電ケーブル954から高周波電力を出力する。この送電ケーブル954は、受電コイル934の移動経路である直線軌道Bに沿って伸張されており、受電コイル934は、直線軌道B上のあらゆる位置にて送電ケーブル954から出力される高周波電力を受けることができる。
 このように、受電コイル934は、直線軌道B上のあらゆる位置にて送電ケーブル954から出力される高周波電力を受けることができるので、タイヤ式門型クレーン910は、受電のために受電ポイントまで移動する必要が無く、荷役効率を向上させることができる。
 また、電源装置920とタイヤ式門型クレーン910との間で常時電力を受け渡しできるので、電源装置920の出力する電力は小さくてよく、電源装置920の製造コストを低減できる。
 また、電源装置920とタイヤ式門型クレーン910との間で常時電力を受け渡しできるので、リチウムイオン電池140(図14)を急速充電する必要が無く、DC/DCコンバータ(図15)の定電流出力制御設定値を小さくすることができる。したがって、DC/DCコンバータとして安価なものを用いることができ、製造コストを低減できる。
 以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
100、500、700、800 電力供給制御システム
110 エンジン発電機
120、520、720 コンバータ
130a~e インバータ
140 リチウムイオン電池
150 回生チョッパ
160 回生抵抗
171 直流電圧測定器
172 交流電圧測定器
173 電流測定器
174 温度測定器
180 BMU
200、600 コントローラ
201 直流母線電圧値データ入力部
202 出力電圧値データ入力部
203 出力電流値データ入力部
204 温度データ入力部
205 充電状態データ入力部
206 主機始動要求受付部
207 電力供給可否判定部
208 アイドリング動作可否決定部
209 出力停止時間設定部
210、610 直流母線電圧値設定部
211 出力電圧値設定部
212、612 出力電流値設定部
213 エンジン制御部
214、614 第1の電力変換装置制御部
215、615 第2の電力変換装置制御部
216 切替装置制御部
607 位置データ入力部
622 充電状態設定部
623 受電ポイント設定部
300 主機
400 補機
510 自動着脱給電装置
575 位置測定器
910 タイヤ式門型クレーン
914 集電機構
934 受電コイル
920、970、980 電源装置
924 ブスバー
944 送電コイル
954 送電ケーブル

Claims (27)

  1. 電力の供給を受けて一次動作し、当該一次動作とは異なる二次動作することによって回生電力を発電する主機、及び当該主機よりも小さい電力の供給を受けて動作する補機への電力の供給を制御する電力供給制御システムであって、
    直流電力を伝導する直流母線と前記主機との間に接続され、前記直流母線から入力される直流電力を交流電力に変換して前記主機へ出力し、前記主機において発電された回生電力を直流電力に変換して前記直流母線へ出力する第2の電力変換装置と、
    前記直流母線と前記補機との間に接続され、前記直流母線から入力される直流電力を交流電力に変換して前記補機へ出力する第3の電力変換装置と、
    前記直流母線に接続される二次電池とを備える、電力供給制御システム。
  2. 電力の供給を受けて一次動作し、当該一次動作とは異なる二次動作することによって回生電力を発電する主機、及び当該主機よりも小さい電力の供給を受けて動作する補機への電力の供給を制御する電力供給制御システムであって、
    エンジンによって駆動され、交流電力を発電する交流発電装置と、
    前記交流発電装置と接続され、当該発電装置が発電した交流電力を直流電力に変換して出力する第1の電力変換装置と、
    前記第1の電力変換装置が出力した直流電力を伝導する直流母線と前記主機との間に接続され、前記直流母線から入力される直流電力を交流電力に変換して前記主機へ出力し、前記主機において発電された回生電力を直流電力に変換して前記直流母線へ出力する第2の電力変換装置と、
    前記直流母線と前記補機との間に接続され、前記直流母線から入力される直流電力を交流電力に変換して前記補機へ出力する第3の電力変換装置と、
    当該電力供給制御システムを構成する前記各装置の動作を制御する制御装置と、
    前記制御装置が制御することにより前記第1の電力変換装置が直流電力を出力した場合に、当該第1の電力変換装置が出力した出力電力、又は前記第2の電力変換装置が出力した回生電力の供給を受けて充電し、前記制御装置が制御することにより前記第1の電力変換装置が出力を停止している場合に、前記主機又は前記補機が動作する際に前記母線に直流電力を放電する二次電池とを備える、電力供給制御システム。
  3. 前記直流母線にかかっている電圧を測定する直流母線電圧測定装置と、
    前記第1の電力変換装置が出力している電流を測定する電流測定装置とを備え、
    前記制御装置は、
    前記直流母線電圧測定装置が測定した電圧値を示すデータの入力を受ける直流母線電圧値データ入力部と、
    前記電流測定装置が測定した電流値を示すデータの入力を受ける出力電流値データ入力部と、
    前記直流母線にかかっているべき電圧の最大値を設定する直流母線電圧値設定部と、
    前記第1の電力変換装置が出力すべき電流の最大値を設定する出力電流値設定部と、
    前記直流母線電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される電圧値が、前記直流母線電圧値設定部が設定する最大値に達するまでの間、前記出力電流値データ入力部に入力されるデータによって示される電流値が、前記出力電流値設定部が設定する最大値を維持するよう前記第1の電力変換装置の出力電流を制御し、前記直流母線電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される電圧値が、前記直流母線電圧値設定部が設定する最大値に達した場合、当該直流母線電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される電圧値が、当該直流母線電圧値設定部が設定する最大値を維持するよう前記第1の電力変換装置の出力を制御する第1の電力変換装置制御部とを有する、請求項2に記載の電力供給制御システム。
  4. 前記直流母線電圧値設定部は、前記二次電池の最大許容電圧値以下の電圧値となるよう前記最大値を設定する、請求項3に記載の電力供給制御システム。
  5. 前記出力電流値設定部は、前記第1の電力変換装置の出力が前記交流発電装置の定格電力以下となるよう前記最大値を設定する、請求項2又は4に記載の電力供給制御システム。
  6. 電力を熱エネルギーとして放出する抵抗装置と、
    前記直流母線と前記抵抗装置との間に接続され、当該直流母線と当該抵抗装置とを電気的に接続又は切断する切替装置とを更に備え、
    前記制御装置は、
    前記直流母線電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される電圧値が、前記直流母線電圧値設定部が設定する最大値に達していない場合、前記直流母線と前記抵抗装置とを電気的に切断するよう前記切替装置の動作を制御し、前記直流母線電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される電圧値が、前記直流母線電圧値設定部が設定する最大値に達した場合、前記直流母線と前記抵抗装置とを電気的に接続するよう前記切替え装置の動作を制御する切替装置制御部を更に有する、請求項3乃至5のいずれかに記載の電力供給制御システム。
  7. 前記直流母線電圧値設定部は、前記直流母線にかかっているべき電圧の最小値を更に設定し、
    前記出力電流値設定部は、前記第1の電力変換装置が出力すべき電流の最小値を更に設定し、
    前記第1の電力変換装置制御部は、前記出力電流値データ入力部に入力されるデータによって示される電流値が、前記出力電流値設定部が設定する最小値に達した場合、前記第1の電力変換装置が出力を停止するよう制御し、前記直流母線電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される電圧値が、前記直流母線電圧値設定部が設定する最小値に達した場合、前記第1の電力変換装置が出力を開始するよう制御する、請求項3乃至6のいずれかに記載の電力供給制御システム。
  8. 前記直流母線電圧値設定部は、前記二次電池が充電を開始すべき電圧値となるよう前記最小値を設定する、請求項7に記載の電力供給制御システム。
  9. 前記出力電流値設定部は、前記二次電池が充電を終了すべき電流値となるよう前記最小値を設定する、請求項7又は8に記載の電力供給制御システム。
  10. 前記二次電池の温度を測定する二次電池温度測定装置を更に備え、
    前記制御装置は、
    前記二次電池温度測定装置が測定した温度を示すデータの入力を受ける温度データ入力部を備え、
    前記温度データ入力部に入力されるデータによって示される温度が低くなるにつれ、
    前記直流母線電圧値設定部は、前記直流母線にかかっているべき電圧の最大値を大きくするよう設定し、
    前記出力電流値設定部は、前記第1の電力変換装置が出力すべき電流の最小値を大きくするよう設定する、請求項7乃至9のいずれかに記載の電力供給制御システム。
  11. 前記交流発電装置の出力電圧を測定する出力電圧測定装置を更に備え、
    前記制御装置は、
    前記出力電圧測定装置が測定した出力電圧値を示すデータの入力を受ける出力電圧値データ入力部と、
    前記直流母線電圧値設定部が設定した直流母線にかかっているべき電圧の最大値に基づいて、前記交流発電装置が出力すべき電圧の最小値を設定する出力電圧値設定部と、
    前記出力電流値データ入力部に入力されるデータによって示される電流値が、前記出力電流値設定部が設定する最小値に達した場合、前記交流発電装置を駆動しているエンジンの回転速度を下げるべく、当該エンジンのスロットルの開度を小さくするよう制御し、前記直流母線電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される電圧値が、前記直流母線電圧値設定部が設定する最小値に達した場合、前記出力電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される出力電圧値が、前記出力電圧値設定部が設定する最小値以上の電圧値を維持するよう、前記交流発電装置を駆動しているエンジンの回転速度を上げるべく、当該エンジンのスロットルの開度を大きくするよう制御するエンジン制御部とを更に有する、請求項7乃至10のいずれかに記載の電力供給制御システム。
  12. 前記エンジン制御部は、前記出力電流値データ入力部に入力されるデータによって示される電流値が、前記出力電流値設定部が設定する最小値に達した場合、前記交流発電装置を駆動しているエンジンを停止するよう制御し、前記直流母線電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される電圧値が、前記直流母線電圧値設定部が設定する最小値に達した場合、前記交流発電装置を駆動しているエンジンを始動するよう制御する、請求項11に記載の電力供給制御システム。
  13. 前記二次電池の充電状態を監視する充電状態監視装置を更に備え、
    前記制御装置は、
    前記主機を始動する旨の要求を受け付ける主機始動要求受付部と、
    前記充電状態監視装置が監視している充電状態値を示すデータの入力を受ける充電状態データ入力部と、
    前記主機始動要求受付部が要求を受け付けた場合、前記充電状態データ入力部に入力されるデータによって示される充電状態値と、前記温度データ入力部に入力されるデータによって示される温度とに基づいて、前記第1の電力変換装置が出力を停止している状態において、前記主機の最大負荷電力を前記二次電池が充電している電力のみによって供給することができるか否かを判定する電力供給可否判定部と、
    前記主機の最大負荷電力を前記二次電池が充電している電力のみによって供給することができると前記電力供給可否判定部が判定した場合、前記直流母線の直流電力を交流電力に変換して出力するよう前記第2の電力変換装置の出力を制御し、前記主機の最大負荷電力を前記二次電池が充電している電力のみによって供給することができないと前記電力供給可否判定部が判定した場合、前記直流母線の直流電力を交流電力に変換して出力しないよう前記第2の電力変換装置の出力を制御する第2の電力変換装置制御部とを更に有し、
    前記主機始動要求受付部が要求を受け付けた場合、
    前記エンジン制御部は、前記交流発電装置を駆動しているエンジンが停止していれば始動するよう制御し、前記出力電圧値データ入力部に入力されるデータによって示される出力電圧値が、前記出力電圧値設定部が設定する最小値以上の電圧値を維持するよう、前記交流発電装置を駆動しているエンジンの回転速度を上げるべく、当該エンジンのスロットルの開度を大きくするよう制御し、
    前記第1の電力変換装置制御部は、前記第1の電力変換装置が出力を開始するよう制御する、請求項11又は12に記載の電力供給制御システム。
  14. 前記制御装置は、
    前記主機の動作の状態に基づいて、前記交流発電装置のアイドリング動作を許可するか否かを決定するアイドリング動作可否決定部を更に有し、
    アイドリング動作を許可する旨の決定を前記アイドリング動作可否決定部が行い、前記出力電流値データ入力部に入力されるデータによって示される電流値が、前記出力電流値設定部が設定する最小値に達した場合、
    前記エンジン制御部は、スロットルを閉めることによって回転速度を下げるよう前記交流発電装置を駆動しているエンジンを制御し、
    前記第1の電力変換装置制御部は、出力を停止するよう前記第1の電力変換装置を制御する、請求項11乃至13のいずれかに記載の電力供給制御システム。
  15. 前記アイドリング動作可否決定部は、前記第2の電力変換装置制御部が前記第2の電力変換装置を、前記母線の直流電力を交流電力に変換して前記主機に出力するよう制御している場合、前記交流発電装置のアイドリング動作を許可しない旨の決定を行い、前記第2の電力変換装置制御部が前記第2の電力変換装置を、前記主機が出力した交流の回生電力を直流電力に変換して前記母線に出力するよう制御している場合、前記交流発電装置のアイドリング動作を許可する旨の決定を行う、請求項14に記載の電力供給制御システム。
  16. 前記アイドリング動作可否決定部は、前記第2の電力変換装置制御部が前記第2の電力変換装置を停止するよう制御している場合、前記交流発電装置のアイドリング動作を許可する旨の決定を行う、請求項14又は15に記載の電力供給制御システム。
  17. 前記制御装置は、
    前記交流発電装置をアイドリング動作又は停止させるとともに、前記第1の電力変換装置の出力を停止させるべき時間を設定する出力停止時間設定部を更に備え、
    前記交流発電装置のアイドリング動作を許可すると前記アイドリング動作可否決定部が決定している場合において、前記出力停止時間設定部が設定する時間が長くなるにつれ、
    前記直流母線電圧値設定部は、前記直流母線にかかっているべき電圧の最大値を、前記二次電池の最大許容電圧に近づけるよう設定し、
    前記出力電流値設定部は、前記第1の電力変換装置が出力すべき電流の最小値を、当該第1の電力変換装置が出力すべき電流の最大値に近づけるよう設定する、請求項14乃至16のいずれかに記載の電力供給制御システム。
  18. 電力の供給を受けて一次動作し、当該一次動作とは異なる二次動作することによって回生電力を発電する主機、及び当該主機よりも小さい電力の供給を受けて動作する補機へ電力を供給する電力供給制御システムであって、
    前記電力供給制御システムの外部から受電可能な受電装置と、
    前記受電装置が受電する電力に基づく直流電力を伝導する直流母線と前記主機との間に接続され、前記直流母線から入力される直流電力を交流電力に変換して前記主機へ出力し、前記主機において発電された回生電力を直流電力に変換して前記直流母線へ出力する主機側電力変換装置と、
    前記直流母線と前記補機との間に接続され、前記直流母線から入力される直流電力を交流電力に変換して前記補機へ出力する補機側電力変換装置と、
    前記受電装置が受電する電力に基づく直流電力、又は前記主機側電力変換装置が出力する回生電力の供給を受けて充電し、前記主機又は前記補機が動作する際に前記母線に直流電力を放電する二次電池とを備える、電力供給制御システム。
  19. 前記受電装置と接続され、当該受電装置が受電する交流電力を直流電力に変換して出力する電源側電力変換装置を備え、
    前記直流母線は前記電源側電力変換装置が出力する直流電力を伝導する、請求項18に記載の電力供給制御システム。
  20. 前記受電装置と接続され、当該受電装置が受電する直流電力の電流または電圧を制御して出力する電源側電力変換装置を備え、
    前記直流母線は前記電源側電力変換装置が出力する直流電力を伝導する、請求項18に記載の電力供給制御システム。
  21. 前記直流母線は、前記受電装置が受電する、電流または電圧を制御された直流電力を伝導する、請求項18に記載の電力供給制御システム。
  22. 前記電力供給制御システムの各装置の異常を検出する異常検出装置と、
    前記異常検出装置が異常を検出すると、前記受電装置への電力供給の中止を要求する信号を出力する通信装置とを具備する、請求項21に記載の電力供給制御システム。
  23. 高周波電力を送信する電源装置を具備し、
    前記受電装置は、前記電源装置の出力する前記高周波電力を受信することにより受電する、請求項18または請求項19に記載の電力供給制御システム。
  24. 前記電源装置は高周波電力を出力する送電コイルを具備する、請求項23に記載の電力供給制御システム。
  25. 前記受電装置は移動可能であり、
    前記電源装置は、前記受電装置が移動する軌道に沿って伸張され前記高調波電波を出力する送電ケーブルを具備する、請求項23に記載の電力供給制御システム。
  26. 前記受電装置は直線軌道上を移動可能であり、前記受電装置の移動範囲の長手方向中央に備えられた給電端子に接続して受電する、請求項19から22のいずれか一項に記載の電力供給制御システム。
  27. 前記受電装置は直線軌道上を移動可能であり、前記受電装置の移動範囲を長手方向に等分した各領域の長手方向中央にそれぞれ備えられた給電端子のいずれかに接続して受電する、請求項19から24のいずれか一項に記載の電力供給制御システム。
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