特許 6013857 建設機械用二次電池充放電制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6013857

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】建設機械用二次電池充放電制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20161011BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20161011BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 B

   H01M10/44 P

   H01M10/48 301

   H01M10/44 101

   H01M10/48 P

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-217465(P2012-217465)

(22)【出願日】2012年9月28日

(65)【公開番号】特開2014-72996(P2014-72996A)

(43)【公開日】2014年4月21日

【審査請求日】2015年6月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(73)【特許権者】

【識別番号】000246273

【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】北村 佳昭

(72)【発明者】

【氏名】土井 隆行

(72)【発明者】

【氏名】五頭 直紀

【審査官】 田中 寛人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２２００６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｆ３／４２−３／４３、３／８４−３／８５、９／２０−９／２２

Ｈ０１Ｍ１０／４２−１０／４８

Ｈ０２Ｊ７／００−７／１２、７／３４−７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下部走行体、前記下部走行体に搭載された上部旋回体、および前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントを備える建設機械に設けられる建設機械用二次電池充放電制御装置であって、
二次電池と、
前記二次電池に接続される発電電動機と、
前記二次電池と前記発電電動機との間で電力を授受するための電力変換装置と、
前記二次電池の温度を測定する二次電池温度測定部と、
前記二次電池の充電状態を演算する二次電池充電状態演算部と、
前記建設機械が特定動作状態であるか否かを判定する機械動作状態判定部と、
前記二次電池の充放電電力を制御する充放電制御部と、
を備え、
前記機械動作状態判定部は、前記アタッチメントが動作し、かつ、前記建設機械が走行状態でない場合に、前記建設機械が前記特定動作状態であると判定し、
前記機械動作状態判定部は、前記下部走行体に対して前記上部旋回体が旋回し、かつ、前記建設機械が走行状態でない場合に、前記建設機械が前記特定動作状態であると判定し、
前記機械動作状態判定部は、前記建設機械が走行状態または待機状態の場合に、前記建設機械が前記特定動作状態以外であると判定し、
前記充放電制御部は、前記二次電池温度測定部の測定結果、前記二次電池充電状態演算部の演算結果、及び、前記機械動作状態判定部の判定結果に基づいて、前記充放電電力の上限値である充放電電力上限値を設定し、
前記充放電制御部は、前記建設機械が前記特定動作状態以外の場合には、前記充放電電力上限値を所定上限値に設定し、
前記充放電制御部は、前記建設機械が前記特定動作状態の場合には、前記充放電電力上限値を前記所定上限値よりも大きく設定する、
建設機械用二次電池充放電制御装置。

【請求項2】

前記特定動作状態は、前記特定動作状態以外の動作状態に比べ、前記二次電池の連続充電時間または連続放電時間の想定長さが短い動作状態である、
請求項１に記載の建設機械用二次電池充放電制御装置。

【請求項3】

前記建設機械は、前記建設機械を操作するための操作レバーを備え、
前記機械動作状態判定部は、前記操作レバーの状態に基づいて前記特定動作状態であるか否かを判定する、
請求項１または２に記載の建設機械用二次電池充放電制御装置。

【請求項4】

前記充放電制御部には、前記二次電池の端子間の最高電圧と最低電圧とが予め定められ、
前記充放電制御部は、前記二次電池の端子間の電圧が前記最高電圧以下かつ前記最低電圧以上となるように、前記充放電電力上限値を設定する、
請求項１〜３のいずれかに記載の建設機械用二次電池充放電制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建設機械用二次電池充放電制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、例えばハイブリッド式建設機械や電動式建設機械など、二次電池を備える建設機械がある。特許文献１（請求項１、請求項４、段落［００２５］〜［００２８］）には、「外気温度を表す情報」「前記バッテリの劣化を表す情報、前記機器の故障状態を表す情報」（請求項４）等を基に、「前記バッテリの充放電電流を制限する」（請求項１）技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１９３６３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の技術のように、バッテリ（二次電池）の充放電電流に制限値を設けることは、二次電池の劣化抑制や安全確保のために必要不可欠な制御である。しかしながら、充放電電流に制限を設けるということは、二次電池の能力を抑えることでもある。この制限の設け方によっては、二次電池の性能を十分に引き出せないおそれがある。その結果、二次電池の性能（スペック）が過剰となるおそれがある。その結果、二次電池のコストが増大したり、二次電池が大型化するおそれがある。二次電池が大型化すると、建設機械の機器レイアウトが圧迫されるおそれがある。

【0005】

そこで本発明は、二次電池の安全性確保や劣化抑制ができるとともに、二次電池の充放電電力の制限が過剰になることを抑制できる、建設機械用二次電池充放電制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の建設機械用二次電池充放電制御装置は、建設機械に備えられる二次電池と、前記二次電池に接続される発電電動機と、前記二次電池と前記発電電動機との間で電力を授受するための電力変換装置と、前記二次電池の温度を測定する二次電池温度測定部と、前記二次電池の充電状態を演算する二次電池充電状態演算部と、前記建設機械が特定動作状態であるか否かを判定する機械動作状態判定部と、前記二次電池の充放電電力を制御する充放電制御部と、を備える。前記充放電制御部は、前記二次電池温度測定部の測定結果、前記二次電池充電状態演算部の演算結果、及び、前記機械動作状態判定部の判定結果に基づいて、前記充放電電力の上限値である充放電電力上限値を設定する。前記充放電制御部は、前記建設機械が前記特定動作状態以外の場合には、前記充放電電力上限値を所定上限値に設定する。前記充放電制御部は、前記建設機械が前記特定動作状態の場合には、前記充放電電力上限値を前記所定上限値よりも大きく設定する。

【発明の効果】

【0007】

上記構成により、二次電池の安全性確保や劣化抑制ができるとともに、二次電池の充放電電力の制限が過剰になることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】建設機械の全体図である。

【図2】建設機械用二次電池充放電制御装置のブロック図である。

【図3】図２に示す二次電池１１の連続充放電時間と内部抵抗との関係を示すグラフである。

【図4】図２に示す充放電制御部４１等での充放電電力上限値の設定に関する制御のフローチャートである。

【図5】図２に示す充放電制御部４１に設定された充放電マップの例である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１〜図５を参照して、建設機械１用二次電池充放電制御装置１０について説明する。

【0010】

建設機械１は、図１に示すように、例えば掘削作業等の作業を行う機械であり、例えばショベルである。建設機械１の動力源は、化石燃料と電気とを合わせたハイブリッドシステム、または、電気のみを利用した電動システムである（以下、建設機械１の動力源はハイブリッドシステムであるとして説明する）。建設機械１は、下部走行体３と、下部走行体３に対して旋回可能に搭載された上部旋回体５と、上部旋回体５に取り付けられたアタッチメント７と、二次電池充放電制御装置１０（図２参照）と、を備える。アタッチメント７は、例えば、上部旋回体５に起伏可能に取り付けられるブーム７ａと、ブーム７ａに起伏可能に取り付けられるアーム７ｂと、アーム７ｂに取り付けられるバケット７ｃ（フォーク等でもよい）と、を備える。

【0011】

二次電池充放電制御装置１０（建設機械用二次電池充放電制御装置）は、図２に示すように、二次電池１１の充放電を制御する装置である。二次電池充放電制御装置１０は、二次電池１１と、発電電動機１３と、電力変換装置１５と、電力コントローラ１７と、二次電池温度測定部２１と、二次電池充電状態演算部２３と、走行レバー３１と、操作レバー３３と、機械動作状態判定部３５と、充放電制御部４１と、を備える。

【0012】

二次電池１１（２次電池）は、電気エネルギーを放出及び蓄積するための蓄電装置（蓄電デバイス）である。二次電池１１は、例えば、ニッケル水素電池、又はリチウムイオン電池などである。二次電池１１は、キャパシタ（例えば電気二重層キャパシタ）よりも大きなエネルギー容量を持つので、連続的な充放電（キャパシタでは賄いきれない程度に連続的な充放電）が必要な用途に利用される。

【0013】

この二次電池１１は、端子間の電圧が上下とも一定の値（最高電圧V_max、最低電圧V_min）を超えると、劣化が進行したり安全が損われるおそれがある。二次電池１１の端子間の電圧が上記値の範囲内（最低電圧V_min以上、最高電圧V_max以下）になるように、二次電池１１の充放電電力の許容値（充放電可能な電力）が決まる。二次電池１１の充放電電力の許容値を決定する大きな要因の一つは、二次電池１１の内部抵抗である。二次電池１１の内部抵抗が大きくなると、二次電池１１の充放電電力の許容値は小さくなる（充放電電流の許容値が小さくなる）。

【0014】

この二次電池１１の内部抵抗について説明する。二次電池１１の内部抵抗は、充電状態（充電率、ＳＯＣ：State of Charge）、温度状態、劣化状態、及び連続充放電時間などにより決まる。二次電池１１の内部抵抗は、低温時、及び劣化時などに大きくなる。また、図３に示すように、二次電池１１の内部抵抗（見かけの内部抵抗）は、連続充放電時間（連続通電時間）が長い（後述）と大きくなる。図３に示すグラフは、二次電池１１の温度が、ある温度Ｔ［℃］の場合のグラフである。このグラフ中に、領域Ａと領域Ｂとを示す。領域Ａは、二次電池１１の連続充放電時間が長い（数十秒以上、例えば約２０秒以上など）領域であり、分極の影響がほぼなくなった領域である。領域Ｂは、二次電池１１の連続充放電時間が短い（数秒、例えば約１０秒以下など）領域である。領域Ｂは、分極の影響により見かけの内部抵抗が領域Ａに比べ低い領域である。

【0015】

発電電動機１３（図２参照）は、電力を消費して建設機械１（図１参照）を駆動させる（電動機動作）（以下、建設機械１については図１参照）。また、図２に示す発電電動機１３は、建設機械１の動力を電力に変換する（発電機動作）。発電電動機１３は、例えば、建設機械１が備えるエンジン（図示なし）をアシストする（電動機動作）とともに、エンジンに駆動されて発電する（発電機動作）。また例えば、発電電動機１３は、上部旋回体５（図１参照）を旋回させる（電動機動作）とともに、上部旋回体５の旋回の減速時に発電する（発電機動作）。発電電動機１３は、電力変換装置１５を介して二次電池１１に接続される。

【0016】

電力変換装置１５は、二次電池１１と発電電動機１３との間で電力を授受するための装置である。電力変換装置１５は、インバータ回路とコンバータ回路とを備える。インバータ回路は、二次電池１１の直流電力を交流電力に変換して、交流電力を発電電動機１３に供給する。コンバータ回路は、発電電動機１３の交流電力を直流電力に変換して、直流電力を二次電池１１に供給する。

【0017】

電力コントローラ１７は、電力変換装置１５に接続され、電力変換装置１５で授受される電力を制御する。電力コントローラ１７は、発電電動機１３の駆動を制御する動力コントローラの機能と、二次電池１１の充電電力を制御する充電コントローラの機能と、を備える。

【0018】

二次電池温度測定部２１は、二次電池１１の温度を測定（観測）する。
二次電池充電状態演算部２３は、二次電池１１の充電状態（ＳＯＣ）を演算（観測）する。

【0019】

走行レバー３１（機械走行レバー）は、建設機械１を走行させるために、建設機械１の操作者に操作されるレバーである。
操作レバー３３（機械操作レバー）は、建設機械１を操作するために、建設機械１の操作者に操作されるレバーである。操作レバー３３には、例えば、上部旋回体５を旋回させる旋回レバーと、アタッチメント７を操作するアタッチ操作レバーと、がある。

【0020】

機械動作状態判定部３５は、建設機械１の動作状態（動作モード）を判定（判断）する。機械動作状態判定部３５は、建設機械１が特定の動作状態（特定動作状態）であるか否かを判定する（特定動作状態の具体例は後述する）。特定動作状態とは、特定動作状態以外の動作状態に比べ、二次電池１１の連続充電時間または連続放電時間（以下、連続充放電時間）の想定長さが短い動作状態である。
特定動作状態は、二次電池１１の連続充放電時間の想定長さが数秒（例えば、約１０秒以下、約５秒以下など）となるような動作状態である。特定動作状態では、領域Ｂ（図３参照）の内部抵抗で、二次電池１１が充放電を行うと想定される。
特定動作状態以外の動作状態は、二次電池１１の連続充放電時間の想定長さが数十秒以上（例えば、約１０秒より長い、約２０秒以上、数分など）となるような動作状態である。特定動作状態以外の動作状態では、領域Ａ（図３参照）の内部抵抗で、二次電池１１が充放電を行うと想定される。

【0021】

この機械動作状態判定部３５が判定する特定動作状態とは、具体的には、建設機械１の作業状態である。作業状態とは、図１に示すアタッチメント７を動作させている状態（アタッチ作業）、又は（及び）、下部走行体３に対して上部旋回体５を旋回させている状態である。アタッチ作業時および旋回（加速）時には、二次電池１１が放電した電力が発電電動機１３に供給される。旋回（減速）時には、発電電動機１３が発電した電力が二次電池１１に充電される。この充放電は、特定動作状態以外のときの二次電池１１の充放電に比べ、大電力（大電流）で行われる。
特定動作状態以外の動作状態とは、具体的には、建設機械１の走行状態、及び、待機状態（アイドル状態）である。走行状態の時は、二次電池１１が放電した電力が発電電動機１３に供給される。待機状態の時は、発電電動機１３が発電した電力が二次電池１１に充電される。この充電は、走行レバー３１または操作レバー３３が入力されるまで、または、規定の充電状態（ＳＯＣ）まで二次電池１１が充電されるまで、行われる。
なお、走行状態かつ作業状態の場合は、機械動作状態判定部３５は、走行状態（特定動作状態以外の動作状態）であると判定する。

【0022】

この機械動作状態判定部３５には、図２に示すように、走行レバー３１及び操作レバー３３が接続される。機械動作状態判定部３５は、操作レバー３３の状態に基づいて、特定動作状態であるか否かを判定する。機械動作状態判定部３５は、操作レバー３３のレバー信号（パイロット油圧または電気信号など）に基づいて上記判定をする。機械動作状態判定部３５は、走行レバー３１の状態（レバー信号）に基づいて、特定動作状態以外の動作状態であることを判定可能である。

【0023】

充放電制御部４１は、二次電池１１の充放電電力（充電電力および放電電力）を制御する。充放電制御部４１は、電力コントローラ１７を介して電力変換装置１５に接続される。充放電制御部４１は、電力変換装置１５で授受される電力値を、電力コントローラ１７を介して電力変換装置１５に出力する。

【0024】

この充放電制御部４１には、二次電池温度測定部２１と、二次電池充電状態演算部２３と、機械動作状態判定部３５と、が接続される。充放電制御部４１は、二次電池１１の動作状態（電池動作状態）および建設機械１の動作状態に基づいて、二次電池１１の充放電電力の上限値（充放電電力上限値）を設定する。充放電制御部４１は、二次電池温度測定部２１の測定結果、二次電池充電状態演算部２３の演算結果、及び、機械動作状態判定部３５の判定結果に基づいて、充放電電力上限値を設定する。なお、充放電電力上限値には、充電電力上限値（充電許容電力）と、放電電力上限値（放電許容電力）と、がある。充放電制御部４１には、二次電池１１の端子間の最高電圧V_maxと最低電圧V_minとが予め定められる。充放電制御部４１は、二次電池１１の端子間の電圧が最高電圧V_max以下かつ最低電圧V_min以上となるように、充放電電力上限値を設定する（詳細は後述）。最高電圧V_max及び最低電圧V_minは、二次電池１１の劣化の抑制や安全性の確保ができるように定められる。

【0025】

（動作）
次に、二次電池充放電制御装置１０（図２参照）の動作を説明する。以下、建設機械１については図１を参照し、二次電池充放電制御装置１０の各構成要素については図２を参照し、ステップＳ１〜Ｓ３５については図４を参照して説明する。

【0026】

二次電池充放電制御装置１０の動作の概要は次の通りである。機械動作状態判定部３５は、建設機械１が特定動作状態であるか否かを判定する（Ｓ１〜Ｓ７）。充放電制御部４１は、建設機械１が特定動作状態以外の場合（Ｓ１０、Ｓ３０）には、充放電電力上限値を所定上限値に設定する（Ｓ１５、Ｓ３５）。充放電制御部４１は、建設機械１が特定動作状態の場合（Ｓ２０）には、充放電電力上限値を所定上限値よりも大きく設定する（Ｓ２５）。以下、二次電池充放電制御装置１０の動作の詳細を説明する。

【0027】

ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ５、及びＳ７では、建設機械１の動作状態が、機械動作状態判定部３５に判定される。

【0028】

ステップＳ１では、走行レバー３１のレバー信号が、機械動作状態判定部３５に取得される。次に、ステップＳ３に進む。
ステップＳ３では、走行レバー３１のレバー信号が有るか否かが、機械動作状態判定部３５に判定される。
レバー信号が有る場合（ＹＥＳ）、建設機械１の動作状態が、（１）走行状態（Ｓ１０）と判定される。機械動作状態判定部３５は、充放電制御部４１に、判定結果を出力する（この判定結果の出力については、後述する（２）作業状態および（３）待機状態と判定された場合も同様）。
レバー信号が無い場合（ＮＯ）、ステップＳ５へ進む。

【0029】

ステップＳ５では、操作レバー３３のレバー信号が、機械動作状態判定部３５に取得される。次に、ステップＳ７に進む。
ステップＳ７では、操作レバー３３のレバー信号が有るか否かが判定される。
レバー信号が有る場合（ＹＥＳ）、建設機械１の動作状態が、（２）作業状態（Ｓ２０）と判定される。
レバー信号が無い場合（ＮＯ）、建設機械１の動作状態が、（３）待機状態（アイドル状態）（Ｓ３０）と判定される。

【0030】

ステップＳ１１、Ｓ２１、及びＳ３１では、充放電マップ（充放電制御マップ）（図５参照）が選択される。この選択は、機械動作状態判定部３５の判定結果に基づいて、充放電制御部４１が行う。（１）走行状態（Ｓ１０）の場合は、走行用充放電マップが選択され（Ｓ１１）、ステップＳ１３に進む。（２）作業状態（Ｓ２０）の場合は、作業用充放電マップが選択され（Ｓ２１）、ステップＳ２３に進む。（３）待機状態（Ｓ３０）の場合は、待機用充放電マップが選択され（Ｓ３１）、ステップＳ３３に進む。各充放電マップの詳細（具体例）は後述する。

【0031】

ステップＳ１３、Ｓ２３、及びＳ３３では、二次電池１１の温度及び充電状態の情報（ＳＯＣ情報）が取得される。具体的には、二次電池温度測定部２１の測定結果が、充放電制御部４１に入力される。二次電池充電状態演算部２３の演算結果が、充放電制御部４１に入力される。次に、ステップＳ１５（（１）走行状態の場合）、Ｓ２５（（２）作業状態の場合）、又はＳ３５（（３）待機状態の場合）に進む。

【0032】

ステップＳ１５、Ｓ２５、及びＳ３５では、二次電池１１の充放電電力上限値が、充放電制御部４１により決定される。充放電電力上限値は、充放電マップ（Ｓ１１、Ｓ２１、又はＳ３１で選択）に従って決定される。さらに、充放電電力上限値は、二次電池１１の温度及びＳＯＣ情報（Ｓ１３、Ｓ２３、又はＳ３３で取得）に基づいて決定される。そして、充放電制御部４１は、決定された充放電電力上限値を、電力コントローラ１７に出力する。電力コントローラ１７は、電力変換装置１５を制御する。その結果、二次電池１１から発電電動機１３に供給される電力が制御される（発電電動機１３の動力が制御される）、または、発電電動機１３から二次電池１１に供給される電力（充電電力）が制御される。

【0033】

図５に、各動作状態での充放電マップの設定例を示す。この充放電マップは、二次電池１１の充電状態（ＳＯＣ）（横軸）と、充放電電力上限値（縦軸）と、の関係を示すグラフである。この充放電マップでは、充電電力上限値を正の値、放電電力上限値を負の値としている。この充放電マップは、二次電池１１の温度が温度Ｔ［℃］のときのマップである。まず、充放電マップの設定事項のうち、各動作状態に共通する事項について説明する。充電状態（ＳＯＣ）が大きいほど、充電電力上限値（の絶対値）は小さく設定される。また、充電状態（ＳＯＣ）が大きいほど、放電電力上限値は大きく設定される。次に、充放電マップの設定事項のうち、各動作状態ごとに異なる事項について説明する。

【0034】

（１）走行状態（特定動作状態以外の動作状態）のときの放電電力上限値は、（２）作業状態（放電）のときよりも小さく（低く）設定される。この設定の詳細は次の通りである。上述したように、（１）走行状態では、領域Ａ（図３参照）の内部抵抗で、二次電池１１が放電を行うと想定される。そこで、領域Ａの内部抵抗と、二次電池１１の最低電圧V_minと、に基づいて、放電電力上限値が設定される。さらに詳しくは、ある充電状態（ＳＯＣ）における開放電圧から電圧が変動したときに、二次電池１１の電圧が最低電圧V_minを下回らないように（V_min以上となるように）、放電電力上限値（所定上限値）が設定される。

【0035】

（２）作業状態（特定動作状態）のときの充放電電力上限値は、（１）走行状態および（３）待機状態のときよりも大きく（高く）設定される。この設定の詳細は次の通りである。上述したように、（２）作業状態では、領域Ｂ（図３参照）の内部抵抗で、二次電池１１が充放電を行うと想定される。そこで、領域Ｂの内部抵抗と、二次電池１１の最高電圧V_maxと、に基づいて、充放電電力上限値が設定される。さらに詳しくは、ある充電状態（ＳＯＣ）における開放電圧から電圧が変動したときに、二次電池１１の電圧が最高電圧V_maxを超えないように（V_max以下となるように）、充電電力上限値が設定される。また、ある充電状態（ＳＯＣ）における開放電圧から電圧が変動したときに、二次電池１１の電圧が最低電圧V_minを下回らないように、放電電力上限値が設定される。

【0036】

（３）待機状態のとき（特定動作状態以外の動作状態）の充電電力上限値は、（２）作業状態のときよりも小さく（低く）設定される。この設定の詳細は次の通りである。上述したように、（３）待機状態（特定動作状態以外の動作状態）では、領域Ａ（図３参照）の内部抵抗で、二次電池１１が充電を行うと想定される。そこで、領域Ａの内部抵抗と、二次電池１１の最高電圧V#maxと、に基づいて、充電電力上限値（所定上限値）が設定される。

【0037】

（効果１）
次に、図２に示す二次電池充放電制御装置１０による効果を説明する。二次電池充放電制御装置１０は、建設機械１（図１参照）に備えられる二次電池１１と、二次電池１１に接続される発電電動機１３と、二次電池１１と発電電動機１３との間で電力を授受するための電力変換装置１５と、二次電池１１の温度を測定する二次電池温度測定部２１と、二次電池１１の充電状態を演算する二次電池充電状態演算部２３と、建設機械１が特定動作状態であるか否かを判定する機械動作状態判定部３５と、二次電池１１の充放電電力を制御する充放電制御部４１と、を備える。充放電制御部４１は、二次電池温度測定部２１の測定結果、二次電池充電状態演算部２３の演算結果、及び、機械動作状態判定部３５の判定結果に基づいて、充放電電力の上限値である充放電電力上限値を設定する。充放電制御部４１は、建設機械１が特定動作状態以外の場合には、充放電電力上限値を「所定上限値」に設定する（図４のＳ１０〜Ｓ１５、及びＳ３０〜Ｓ３５参照）。充放電制御部４１は、建設機械１が特定動作状態の場合には、充放電電力上限値を所定上限値よりも大きく設定する（図４のＳ２０〜Ｓ２５、及び図５参照）。

【0038】

上記構成では、充放電制御部４１は、建設機械１が特定動作状態の場合には、充放電電力上限値を上記「所定上限値」よりも大きく設定する。建設機械１の動作状態に応じて充放電電力上限値が設定されるので、二次電池１１の安全性確保や劣化抑制ができるとともに、二次電池１１の充放電電力の制限が過剰になることを抑制できる。その結果、二次電池１１に過剰な性能（容量など）を持たせる必要がない。その結果、二次電池１１のコスト増大を抑制でき、二次電池１１を小型化できる。二次電池１１を小型化できる結果、建設機械１の機器レイアウトを二次電池１１が圧迫することを抑制できる。

【0039】

この効果の詳細は次の通りである。建設機械１の動作状態（例えば、（１）走行状態、（２）作業状態、（３）待機状態など）によって、二次電池１１の連続充放電時間の想定長さが異なる。連続充放電時間の長さによって、二次電池１１の内部抵抗が異なる（図３参照）。内部抵抗の大きさによって、二次電池１１の充放電電力の許容値（二次電池１１の安全性確保や劣化抑制が可能な許容値）が異なる。すなわち、建設機械１の動作状態によって、二次電池１１の充放電電力の許容値が異なる。
ところが、従来技術（特許文献１）では、建設機械１の動作状態を考慮することなく、二次電池１１の充放電電力上限値（特許文献１における「バッテリの出力」「バッテリの充放電電流」）が設定されていた。そのため、従来技術では、充放電電力上限値が、過剰に安全側に（制約が厳しい条件で）設定されるおそれがある。その結果、二次電池１１に過剰な性能（容量など）を持たせる必要が生じてしまう。一方、二次電池充放電制御装置１０では、この問題を抑制できる。

【0040】

（効果２）
特定動作状態は、特定動作状態以外の動作状態に比べ、二次電池１１の連続充放電時間（連続充電時間または連続放電時間）の想定長さが短い動作状態である。
この構成では、二次電池１１の連続充放電時間の想定長さに応じて充放電電力上限値が設定される。よって、上記（効果１）に記載の効果がより確実に得られる。

【0041】

（効果３）
特定動作状態は、（２）作業状態（図４参照）である。
この構成では、建設機械１の動作状態が（２）作業状態である場合に、充放電電力上限値が上記「所定上限値」よりも大きく設定される。よって、上記（効果１）に記載の効果がより確実に得られる。

【0042】

（効果４）
建設機械１は、建設機械１を操作するための操作レバー３３を備える。機械動作状態判定部３５は、操作レバー３３の状態に基づいて特定動作状態であるか否かを判定する。
この構成では、特定動作状態であるか否かの判定を行うための装置（建設機械１が必ず備える操作レバー３３とは別の装置）等を、建設機械１に新たに設ける必要が無い。

【0043】

（効果５）
充放電制御部４１には、二次電池１１の端子間の最高電圧V_maxと最低電圧V_minとが予め定められる。充放電制御部４１は、二次電池１１の端子間の電圧が最高電圧V_max以下かつ最低電圧V_min以上となるように、充放電電力上限値を設定する。
この構成では、二次電池１１の端子間の電圧が、最高電圧V_max以下かつ最低電圧V_min以上に規制される。よって、最高電圧V_max及び最低電圧V_minを適切に設定すれば、二次電池１１の劣化抑制や安全確保ができる。

【0044】

（変形例）
上記実施形態は様々に変形できる。例えば、上記実施形態では、機械動作状態判定部３５は、操作レバー３３及び走行レバー３１のレバー信号を検出して、建設機械１の動作状態を判定した（図４のＳ１〜Ｓ７参照）。しかし、機械動作状態判定部３５は、建設機械１が備えるアクチュエータ（図示なし）の負荷を検出して、建設機械１の動作状態を判定してもよい。上記アクチュエータは、下部走行体３を走行させる、上部旋回体５を旋回させる、または、アタッチメント７を動作させるものである。

【符号の説明】

【0045】

１ 建設機械
１０ 二次電池充放電制御装置（建設機械用二次電池充放電制御装置）
１１ 二次電池
１３ 発電電動機
１５ 電力変換装置
２１ 二次電池温度測定部
２３ 二次電池充電状態演算部
３３ 操作レバー
３５ 機械動作状態判定部
４１ 充放電制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】