(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0018】
<第1の実施形態>
以下、本発明の第1の実施形態による充電システム1の構成について説明する。
充電システム1は、複数の電源から全充電電流をまかなうだけの電力を受け、複数のバッテリに電力を再分配し、または、1つのバッテリに全充電電流を集中させることにより、1つまたは複数のバッテリを充電するシステムである。充電システム1は、
図1に示すように、電源10a、10b、10c、10d、フォークリフト20a、20b、20c、20d(車両の一例)、充電装置30を備える。なお、本発明の実施形態では、電源10a、10b、10c、10d、・・・を総称して電源10と呼ぶ。また、本発明の実施形態では、フォークリフト20a、20b、20c、20d、・・・を総称してフォークリフト20と呼ぶ。
【0019】
電源10のそれぞれは、電力を出力する。電源10のそれぞれでは、出力することのできる最大電流が規定されている。本発明の第1の実施形態による電源10a及び10bのそれぞれは、最大140アンペアの電流を流すことのできる電力を出力する。また、本発明の第1の実施形態による電源10cは、最大280アンペアの電流を流すことのできる電力を出力する。また、本発明の第1の実施形態による電源10dは、最大70アンペアの電流を流すことのできる電力を出力する。
【0020】
フォークリフト20は、バッテリを備える。具体的には、フォークリフト20aは、バッテリ201a(二次電池の一例)を備える。フォークリフト20bは、バッテリ201b(二次電池の一例)を備える。フォークリフト20cは、バッテリ201c(二次電池の一例)を備える。フォークリフト20dは、バッテリ201d(二次電池の一例)を備える。なお、本発明の実施形態では、バッテリ201a、201b、201c、201d、・・・を総称してバッテリ201と呼ぶ。
【0021】
バッテリ201は、フォークリフト20に必要な電力の電力源である。例えば、バッテリ201は、フォークリフト20が走行するため、荷役作業をするためなどに使用する電力をそのフォークリフト20に供給する。
【0022】
充電装置30は、電源10から供給される電力を用いて、バッテリ201を充電する装置である。充電装置30は、充電ユニット301a、301b、301c、301d、入力部302、出力部303、第1切り替えスイッチ304、記憶部305、制御部306を備える。なお、本発明の実施形態では、充電ユニット301a、301b、301c、301d、・・・を総称して充電ユニット301と呼ぶ。
【0023】
充電ユニット301は、第1切り替えスイッチ304、出力部303を介して、接続先のバッテリ201を充電する。本発明の第1の実施形態による充電ユニット301それぞれは、70アンペアの電流を供給する能力を有する。充電電流とは、充電ユニット301がバッテリ201を充電するときに流す電流であり、バッテリ201ごとに所定時間内で満充電とするために必要な充電電流、すなわち、バッテリ201を所定時間内で満充電できる最低電流量が規定されている。そのため、充電ユニット301は、出力する電流が大きいほど、バッテリ201を急速に充電することができる。または、充電ユニット301は、出力する電流が大きいほど、並行して複数のバッテリ201を充電した場合の充電時間を短くすることができる。例えば、バッテリ201のバッテリ容量が280Ah(アンペアアワー)であり、残量がゼロである場合、1時間で満充電にするためには、充電ユニット301は、280アンペアの電流を流す必要がある。そして、充電ユニット301は、280アンペアよりも大きい電流でバッテリ201を充電する場合にはバッテリ201を満充電にするのに1時間よりも短い時間で済み、280アンペアよりも小さい電流でバッテリ201を充電する場合にはバッテリ201を満充電にするのに1時間よりも長い時間を必要とする。
【0024】
入力部302は、充電装置30の入力ポートである。入力部302は、電源10に接続される充電装置30の接続部である。本発明の第1の実施形態による入力部302は、コネクタ部302a、コネクタ部302bを備える。
【0025】
コネクタ部302aは、
図1に示すように、充電ユニット301a及び充電ユニット301bに接続されている。また、コネクタ部302aは、端子を介して電源10に接続可能である。
コネクタ部302bは、
図1に示すように、充電ユニット301c及び充電ユニット301dに接続されている。また、コネクタ部302bは、電源10に接続可能である。
【0026】
出力部303は、充電装置30の出力ポートである。出力部303は、バッテリ201に接続される充電装置30の接続部である。本発明の実施形態による出力部303は、バッテリ201a、201b、201c、201dそれぞれに接続される。
【0027】
第1切り替えスイッチ304は、入力端子i1、i2、i3、i4、出力端子o1、o2、o3、o4を備える。
入力端子i1は、充電ユニット301aに接続される。入力端子i2は、充電ユニット301bに接続される。入力端子i3は、充電ユニット301cに接続される。入力端子i4は、充電ユニット301dに接続される。
出力端子o1は、出力部303を介してバッテリ201aに接続される。出力端子o2は、出力部303を介してバッテリ201bに接続される。出力端子o3は、出力部303を介してバッテリ201cに接続される。出力端子o4は、出力部303を介してバッテリ201dに接続される。
入力端子i1、i2、i3、i4のそれぞれは、制御部306による制御に基づいて、第1切り替えスイッチ304の内部で、出力端子o1、o2、o3、o4の何れかに接続され、または、オープン状態にされる。
第1切り替えスイッチ304は、充電ユニット301から受けた充電電流を、出力部303を介して、接続先のバッテリ201に供給する。
【0028】
記憶部305は、充電装置30が行う処理に必要な種々の情報を記憶する。例えば、バッテリ201a及び201bの所定時間内(例えば、その日のフォークリフト20による荷役作業の終了から次の日のフォークリフト20による荷役作業の開始までの間)の充電に最低限必要な充電電流(ただし、必ずしも満充電にするための充電電流とは限らない。以下、「充電に最低限必要な充電電流」と記載)が280アンペア、バッテリ201c及び201dに必要な充電電流が140アンペアであることが予めわかっているものとする。具体的には、フォークリフト20のそれぞれの駐車場所を固定し、フォークリフト20の出力部303における接続箇所が固定されているものとする。また、具体的には、フォークリフト20を駐車場所に停車させたユーザが、フォークリフト20の出力部303における接続箇所の情報を充電装置30の記憶部305に書き込む操作を行う。
この場合、記憶部305は、バッテリ201と、バッテリ201の充電する順番と、バッテリ201を充電するときの第1切り替えスイッチ304における入力端子i1、i2、i3、i4それぞれの接続先を示す情報とを関連付けたバッテリ接続情報を予め記憶する。充電する順番は、例えば、第1切り替えスイッチ304の出力端子o1、o2、o3、o4に接続されている順、充電率の低い順、または、充電容量の大きい順などであり、ユーザが決定する順番である。また、バッテリ接続情報は、出力部303に接続されるバッテリ201の充電に最低限必要な充電電流の電流量を超えるように決定される情報である。具体的には、バッテリ201a及び201bの充電に最低限必要な充電電流が280アンペア、バッテリ201c及び201dに必要な充電電流が140アンペアであり、バッテリ201a、201b、201c、201dの順番に充電する場合、記憶部305は、
図2に示すバッテリ接続情報を記憶する。
図2に示すバッテリ接続情報は、バッテリ201aと、バッテリ201aの充電の順番(例えば1番目)と、入力端子i1、i2、i3、i4それぞれが出力端子o1に接続されることを示す接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o1、o1、o1、o1)とを関連付けた情報を含む。また、
図2に示すバッテリ接続情報は、バッテリ201bと、バッテリ201bの充電の順番(例えば2番目)と、入力端子i1、i2、i3、i4それぞれが出力端子o2に接続されることを示す接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o2、o2、o2、o2)とを関連付けた情報を含む。また、
図2に示すバッテリ接続情報は、バッテリ201c及び201dと、バッテリ201c及び201dの充電の順番(例えば3番目)と、入力端子i1、i2それぞれが出力端子o3に接続され、入力端子i3、i4それぞれが出力端子o4に接続されることを示す接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o3、o3、o4、o4)とを関連付けた情報を含む。ここで、接続情報(i1、i2、i3、i4)=(x1、x2、x3、x4)は、入力端子i1がx1に接続され、入力端子i2がx2に接続され、入力端子i3がx3に接続され、入力端子i4がx4に接続されることを示す。なお、x1、x2、x3、x4それぞれは、出力端子o1、o2、o3、o4のうちの1つ以上及び接続先が無いことを示すop(すなわち、オープン状態)の何れかである。
【0029】
制御部306は、バッテリ接続情報に基づいて(すなわち出力部303に接続されるバッテリ201の充電に最低限必要な充電電流の電流量に基づいて)、第1切り替えスイッチ304における入力端子i1、i2、i3、i4の接続先を制御する。
例えば、バッテリ201a及び201bの充電に最低限必要な充電電流が280アンペア、バッテリ201c及び201dに必要な充電電流が140アンペアであることが予めわかっているものとする。また、充電ユニット301の出力できる最大電流は70アンペアである。このように、バッテリ201の充電に最低限必要な充電電流が予めわかっている場合、充電する対象のバッテリ201のうち最大の電流が必要な充電電流以上が供給されるように、ユーザが入力部302を電源10に接続する。具体的には、ユーザは、例えば、コネクタ部302aを電源10aに接続し、コネクタ部302bを電源10bに接続する。そして、制御部306は、記憶部305の記憶するバッテリ接続情報に基づいて、第1切り替えスイッチ304の備える入力端子i1、i2、i3、i4の接続先を制御する。具体的には、記憶部305が
図2に示すバッテリ接続情報を記憶している場合、制御部306は、まず、入力端子i1、i2、i3、i4のそれぞれを出力端子o1に接続し、バッテリ201aを充電する。制御部306は、例えば、第1切り替えスイッチ304の出力端子o1における電圧を検出し、所定の電圧以上になった場合に満充電となったと判断して、バッテリ201aの充電を終了する。そして、入力端子i1、i2、i3、i4のそれぞれを出力端子o2に接続し、バッテリ201bを充電する。制御部306は、例えば、第1切り替えスイッチ304の出力端子o2における電圧を検出し、所定の電圧以上になった場合に満充電となったと判断して、バッテリ201bの充電を終了する。そして、入力端子i1、i2のそれぞれを出力端子o3に接続し、入力端子i3、i4のそれぞれを出力端子o4に接続して、バッテリ201c及びバッテリ201dを並行して充電する。制御部306は、例えば、第1切り替えスイッチ304の出力端子o3における電圧を検出し、所定の電圧以上になった場合に満充電となったと判断して、バッテリ201cの充電を終了する。また、制御部306は、例えば、第1切り替えスイッチ304の出力端子o4における電圧を検出し、所定の電圧以上になった場合に満充電となったと判断して、バッテリ201dの充電を終了する。
【0030】
次に、本発明の第1の実施形態による充電システム1の処理について説明する。ここでは、
図3に示す充電システム1の処理フローについて説明する。
なお、本発明の第1の実施形態では、バッテリ201a及び201bの充電に最低限必要な充電電流が280アンペア、バッテリ201c及び201dに必要な充電電流が140アンペアであることが予めわかっているものとする。また、記憶部305は、バッテリ201と、バッテリ201の充電する順番と、バッテリ201を充電するときの第1切り替えスイッチ304における入力端子i1、i2、i3、i4それぞれの接続先を示すバッテリ接続情報とを予め記憶しているものとする。
また、ユーザが充電装置30の図示していない主電源をオン状態にした場合に充電装置30はバッテリ201の充電を開始するものとする。
【0031】
ユーザは、充電する対象のバッテリ201のうち最大の電流が必要な充電電流以上が供給されるように、入力部302を電源10に接続する。具体的には、ユーザは、コネクタ部302aを電源10aに接続し、コネクタ部302bを電源10bに接続する。
また、ユーザは、充電装置30を充電するバッテリ201に接続する。具体的には、ユーザは、第1切り替えスイッチ304の出力端子o1を出力部303を介してバッテリ201aに接続する。また、ユーザは、第1切り替えスイッチ304の出力端子o2を出力部303を介してバッテリ201bに接続する。また、ユーザは、第1切り替えスイッチ304の出力端子o3を出力部303を介してバッテリ201cに接続する。また、ユーザは、第1切り替えスイッチ304の出力端子o4を出力部303を介してバッテリ201dに接続する。
そして、ユーザは、充電装置30の主電源をオン状態にする。
【0032】
制御部306は、記憶部305の記憶するバッテリ201と、バッテリ201の充電する順番と、バッテリ201を充電するときの第1切り替えスイッチ304における入力端子i1、i2、i3、i4それぞれの接続先を示すバッテリ接続情報とを関連付けたバッテリ接続情報を記憶部305から読み出す(ステップS1)。
【0033】
制御部306は、読み出したバッテリ接続情報に基づいて、第1切り替えスイッチ304の備える入力端子i1、i2、i3、i4の接続先を制御する。
具体的には、制御部306は、読み出したバッテリ接続情報において、満充電を示すフラグのないバッテリ201のうち充電の順番の最も早いバッテリ201に関連付けられている接続情報を特定する(ステップS2)。制御部306は、特定した接続情報に従って、第1切り替えスイッチ304における接続を制御する(ステップS3)。制御部306は、接続されたバッテリ201の電圧を検出する(ステップS4)。制御部306は、検出した電圧が満充電であると判定する所定の電圧以上であるか否かを判定する(ステップS5)。制御部306は、検出した電圧が満充電であると判定する所定の電圧未満であると判定した場合(ステップS5においてNO)、ステップS5の処理に戻す。また、制御部306は、検出した電圧が満充電であると判定する所定の電圧以上であると判定した場合(ステップS5においてYES)、満充電となったことを示すフラグを記憶し、次の充電の順番のバッテリ201があるか否かを判定する(ステップS6)。制御部306は、次の充電の順番のバッテリ201があると判定した場合(ステップS6においてYES)、ステップS2の処理に戻す。また、制御部306は、次の充電の順番のバッテリ201がないと判定した場合(ステップS6においてNO)、バッテリ201を充電するための第1切り替えスイッチ304に対する制御を終了する。
より具体的には、記憶部305が
図2に示すバッテリ接続情報を記憶している場合、制御部306は、まず、入力端子i1、i2、i3、i4のそれぞれを出力端子o1に接続する制御を行う。これにより、バッテリ201aの充電が開始する。制御部306は、第1切り替えスイッチ304の出力端子o1における電圧を検出する。制御部306は、検出した電圧が満充電を示す所定の電圧以上であるか否かを判定する。制御部306は、検出した電圧が所定の電圧未満であると判定した場合、一定時間後に検出した電圧が満充電を示す所定の電圧以上であるか否かを判定する。また、制御部306は、検出した電圧が所定の電圧以上であると判定した場合、バッテリ201aの充電を終了する。そして、入力端子i1、i2、i3、i4のそれぞれを出力端子o2に接続する制御を行う。これにより、バッテリ201bの充電が開始する。制御部306は、第1切り替えスイッチ304の出力端子o2における電圧を検出する。制御部306は、検出した電圧が満充電を示す所定の電圧以上であるか否かを判定する。制御部306は、検出した電圧が所定の電圧未満であると判定した場合、一定時間後に検出した電圧が満充電を示す所定の電圧以上であるか否かを判定する。また、制御部306は、検出した電圧が所定の電圧以上であると判定した場合、バッテリ201bの充電を終了する。そして、入力端子i1、i2のそれぞれを出力端子o3に接続し、入力端子i3、i4のそれぞれを出力端子o4に接続する制御を行う。これにより、バッテリ201c及びバッテリ201dの充電が開始する。制御部306は、第1切り替えスイッチ304の出力端子o3における電圧を検出する。制御部306は、検出した電圧が満充電を示す所定の電圧以上であるか否かを判定する。制御部306は、検出した電圧が所定の電圧未満であると判定した場合、一定時間後に検出した電圧が満充電を示す所定の電圧以上であるか否かを判定する。また、制御部306は、検出した電圧が所定の電圧以上であると判定した場合、バッテリ201cの充電を終了する。また、制御部306は、第1切り替えスイッチ304の出力端子o4における電圧を検出する。制御部306は、検出した電圧が満充電を示す所定の電圧以上であるか否かを判定する。制御部306は、検出した電圧が所定の電圧未満であると判定した場合、一定時間後に検出した電圧が満充電を示す所定の電圧以上であるか否かを判定する。また、制御部306は、検出した電圧が所定の電圧以上であると判定した場合、バッテリ201dの充電を終了する。
【0034】
以上、本発明の第1の実施形態による充電システム1について説明した。
本発明の第1の実施形態による充電システム1の充電装置30では、入力部302は、電源10から電流を受ける。充電ユニット301は、入力部302が受けた電流に基づいて、所定の電流を出力する。制御部306は、入力部302の受けた電流に基づいて、第1切り替えスイッチ304における入力端子i1、i2、i3、i4の接続先を制御する。
こうすることで、充電装置30は、バッテリ201と充電ユニット301との間の接続を特定することができ、必要に応じて変更することができる。よって、充電装置30は、電源10から供給される電力を、充電電流の電流量に応じて複数のバッテリ201に再分配することができる。また、充電装置30は、電源10から供給される電力を、充電電流の電流量に応じて1つのバッテリ201に集中することができる。その結果、充電装置30は、1つの充電ユニットの最大充電電流がバッテリの充電に最低限必要な充電電流よりも小さい場合であっても、バッテリを充電することができる。
なお、
図1に示した本発明の第1の実施形態による充電システム1におけるフォークリフト20の数量、バッテリ201の数量、充電ユニット301の数量、第1切り替えスイッチ304の入力端子の数量及び出力端子の数量、入力部302のコネクタ部の数量、電源10の数量などは一例であり、必要に応じて任意に変更するものであってもよい。
【0035】
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態による充電システム1について説明する。
本発明の第1の実施形態による充電システム1では、充電ユニット301に接続される入力部302のコネクタ部がある数量に固定されるため、入力部302を介して充電ユニット301に接続できる電源10の数量に制約がある。その結果、本発明の第1の実施形態による充電システム1では、電源10から供給される電流の電流量に制約はある。
本発明の第2の実施形態による充電システム1は、本発明の第1の実施形態による充電システム1における電源10から供給される電流の電流量の制約を緩和するシステムである。
【0036】
本発明の第2の実施形態による充電システム1は、
図4に示すように、電源10a、10b、10c、10d、フォークリフト20a、20b、20c、20d、充電装置30を備える。
【0037】
充電装置30は、電源10から供給される電力を用いて、バッテリ201を充電する装置である。充電装置30は、充電ユニット301a、301b、301c、301d、入力部302、出力部303、第1切り替えスイッチ304、記憶部305、制御部306、第2切り替えスイッチ307を備える。
なお、本発明の第2の実施形態による充電ユニット301a、301b、301c、301dそれぞれは、280アンペアの最大電流を出力する能力を有する。
【0038】
入力部302は、電源10に接続される充電装置30の接続部である。本発明の第2の実施形態による入力部302は、コネクタ部302a、302b、302c、302dを備える。
【0039】
コネクタ部302a、コネクタ部302b、コネクタ部302c、コネクタ部302dのそれぞれは、
図4に示すように、第2切り替えスイッチ307に接続されている。また、コネクタ部302a、コネクタ部302b、コネクタ部302c、コネクタ部302dのそれぞれは、端子を介して電源10に接続可能である。例えば、コネクタ部302aは、電源10aに接続される。また、コネクタ部302bは、電源10bに接続される。また、コネクタ部302cは、電源10cに接続される。また、コネクタ部302dは、電源10dに接続される。
【0040】
第2切り替えスイッチ307は、入力端子i11、i12、i13、i14、出力端子o11、o12、o13、o14を備える。
出力端子o11は、充電ユニット301aに接続される。出力端子o12は、充電ユニット301bに接続される。出力端子o13は、充電ユニット301cに接続される。出力端子o14は、充電ユニット301dに接続される。
入力端子i11は、入力部302を介して電源10aに接続される。入力端子i12は、入力部302を介して電源10bに接続される。入力端子i13は、入力部302を介して電源10cに接続される。入力端子i14は、入力部302を介して電源10dに接続される。
【0041】
入力端子i11、i12、i13、i14のそれぞれは、制御部306による制御に基づいて、第2切り替えスイッチ307の内部で、出力端子o11、o12、o13、o14の何れかに接続され、または、オープン状態にされる。
第2切り替えスイッチ307は、電源10から受けた充電電流を有する電力を、入力部302を介して、充電ユニット301に供給する。
【0042】
記憶部305は、充電装置30が行う処理に必要な種々の情報を記憶する。例えば、バッテリ201a及び201bの充電に最低限必要な充電電流が280アンペア、バッテリ201c及び201dに必要な充電電流が140アンペアであることが予めわかっているものとする。
【0043】
この場合、記憶部305は、バッテリ201と、バッテリ201の充電する順番と、バッテリ201を充電するときの第1切り替えスイッチ304における入力端子i1、i2、i3、i4それぞれの接続先を示す情報とを関連付けたバッテリ接続情報を予め記憶する。具体的には、バッテリ201a及び201bの充電に最低限必要な充電電流が280アンペア、バッテリ201c及び201dに必要な充電電流が140アンペアであり、バッテリ201a、201b、201c、201dの順番に充電する場合、記憶部305は、
図5に示すバッテリ接続情報を記憶する。
図5に示すバッテリ接続情報は、バッテリ201aと、バッテリ201aの充電の順番(例えば1番目)と、入力端子i1、i2それぞれが出力端子o1に接続され、入力端子i3が出力端子o2に接続され、入力端子i4がオープン状態であることを示す接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o1、o1、o2、op)とを関連付けた情報を含む。また、
図5に示すバッテリ接続情報は、バッテリ201bと、バッテリ201bの充電の順番(例えば2番目)と、入力端子i1が出力端子o3に接続され、入力端子i2が出力端子o4に接続され、入力端子i3が出力端子o3及びo4に接続され、入力端子i4がオープン状態であることを示す接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o3、o4、o3_o4、op)とを関連付けた情報を含む。
【0044】
また、記憶部305は、コネクタ部302a、302b、302c、302dと電源10との接続を記憶する。例えば、記憶部305は、入力端子i11が出力端子o11に接続され、入力端子i12が出力端子o12に接続され、入力端子i13が出力端子o13に接続され、入力端子i14が出力端子o14に接続されることを示す電源接続情報(i11、i12、i13、i14)=(o11、o12、o13、o14)を記憶する。
【0045】
制御部306は、バッテリ接続情報に基づいて、第2切り替えスイッチ307における入力端子i11、i12、i13、i14の接続先を制御する。また、制御部306は、バッテリ接続情報に基づいて(すなわち出力部303に接続されるバッテリ201の充電に最低限必要な充電電流の電流量に基づいて)、第1切り替えスイッチ304における入力端子i1、i2、i3、i4の接続先を制御する。
【0046】
例えば、記憶部305が電源接続情報(i11、i12、i13、i14)=(o11、o12、o13、o14)を記憶する。また、記憶部305がバッテリ201aと充電の順番を示す1番目と入力端子i1、i2それぞれが出力端子o1に接続され、入力端子i3が出力端子o2に接続され、入力端子i4がオープン状態であることを示す接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o1、o1、o2、op)と、バッテリ201bと充電の順番を示す2番目と入力端子i1が出力端子o3に接続され、入力端子i2が出力端子o4に接続され、入力端子i3が出力端子o2に接続され、入力端子i4がオープン状態であることを示す接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o3、o4、o3/o4、op)とを記憶しているものとする。この場合、制御部306は、まず、電源接続情報(i11、i12、i13、i14)=(o11、o12、o13、o14)に基づいて、入力端子i11を出力端子o11に接続させ、入力端子i12を出力端子o12に接続させ、入力端子i13を出力端子o13に接続させ、入力端子i14を出力端子o14に接続させる制御を、第2切り替えスイッチ307に対して行う。そして、制御部306は、バッテリ201aと充電の順番を示す1番目と入力端子i1、i2それぞれが出力端子o1に接続され、入力端子i3が出力端子o2に接続され、入力端子i4がオープン状態であることを示す接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o1、o1、o2、op)に基づいて、入力端子i1及びi2を出力端子o1に接続させ、入力端子i3を出力端子o2に接続させ、入力端子i4をオープン状態にする制御を、第1切り替えスイッチ304に対して行う。これにより充電ユニット301a及び301bそれぞれから140アンペアの充電電流(すなわち、合計280アンペアの充電電流)がバッテリ201aに供給される。また、充電ユニット301cから280アンペアの充電電流がバッテリ201bに供給される。
【0047】
制御部306は、例えば、第1切り替えスイッチ304の出力端子o1及びo2における電圧を検出し、何れかの電圧が所定の電圧以上になった場合に満充電となったと判断して、バッテリ接続情報の接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o3、o4、o3_o4、op)を参照する。例えば、出力端子o1における電圧が所定の電圧以上になった場合には、制御部306は、参照するバッテリ接続情報の接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o3、o4、o3_o4、op)において、現時点で出力端子o1に接続している入力端子i1及びi2の接続先を参照して、入力端子i1を出力端子o3に接続させ、入力端子i2を出力端子o4に接続される制御を、第1切り替えスイッチ304に対して行う。また、例えば、出力端子o2における電圧が所定の電圧以上になった場合には、制御部306は、参照するバッテリ接続情報の接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o3、o4、o3_o4、op)において、現時点で出力端子o2に接続している入力端子i3の接続先を参照して、入力端子i3を出力端子o3及びo4に接続させる制御を、第1切り替えスイッチ304に対して行う。
【0048】
次に、本発明の第2の実施形態による充電システム1の処理について説明する。ここでは、
図6に示す充電システム1の処理フローについて説明する。
なお、本発明の第2の実施形態では、バッテリ201a及び201bの充電に最低限必要な充電電流が280アンペア、バッテリ201c及び201dに必要な充電電流が140アンペアであることが予めわかっているものとする。また、記憶部305の記憶する電源接続情報が(i11、i12、i13、i14)=(o11、o12、o13、o14)であり、記憶部305がバッテリ201aと充電の順番を示す1番目と入力端子i1、i2それぞれが出力端子o1に接続され、入力端子i3が出力端子o2に接続され、入力端子i4がオープン状態であることを示すバッテリ接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o1、o1、o2、op)とを関連付け、バッテリ201bと充電の順番を示す2番目と入力端子i1が出力端子o3に接続され、入力端子i2が出力端子o4に接続され、入力端子i3が出力端子o2に接続され、入力端子i4がオープン状態であることを示すバッテリ接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o3、o4、o3/o4、op)と記憶しているとする。
また、ユーザが充電装置30の図示していない主電源をオン状態にした場合に充電装置30はバッテリ201の充電を開始するものとする。
【0049】
ユーザは、コネクタ部302aを電源10aに接続し、コネクタ部302bを電源10bに接続し、コネクタ部302cを電源10cに接続し、コネクタ部302dを電源10dに接続する。
また、ユーザは、充電装置30を充電するバッテリ201に接続する。具体的には、ユーザは、第1切り替えスイッチ304の出力端子o1を出力部303を介してバッテリ201aに接続する。また、ユーザは、第1切り替えスイッチ304の出力端子o2を出力部303を介してバッテリ201bに接続する。また、ユーザは、第1切り替えスイッチ304の出力端子o3を出力部303を介してバッテリ201cに接続する。また、ユーザは、第1切り替えスイッチ304の出力端子o4を出力部303を介してバッテリ201dに接続する。
そして、ユーザは、充電装置30の主電源をオン状態にする。
【0050】
制御部306は、電源接続情報を記憶部305から読み出す(ステップS7)。制御部306は、読み出した電源接続情報に基づいて、第2切り替えスイッチ307の備える入力端子i11、i12、i13、i14の接続先を制御する(ステップS8)。例えば、電源接続情報が(i11、i12、i13、i14)=(o11、o12、o13、o14)である場合、入力端子i11を出力端子o11に接続させ、入力端子i12を出力端子o12に接続させ、入力端子i13を出力端子o13に接続させ、入力端子i14を出力端子o14に接続させる制御を、第2切り替えスイッチ307に対して行う。
そして、充電装置30は、ステップS1〜ステップS6の処理を行う。
具体的には、バッテリ接続情報が、
図5に示すバッテリ接続情報である場合、制御部306は、まず、バッテリ201aと充電の順番を示す1番目と入力端子i1、i2それぞれが出力端子o1に接続され、入力端子i3が出力端子o2に接続され、入力端子i4がオープン状態であることを示す接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o1、o1、o2、op)に基づいて、入力端子i1及びi2を出力端子o1に接続させ、入力端子i3を出力端子o2に接続させ、入力端子i4をオープン状態にする制御を、第1切り替えスイッチ304に対して行う。これにより充電ユニット301a及び301bそれぞれから140アンペアの充電電流(すなわち、合計280アンペアの充電電流)がバッテリ201aに供給される。また、充電ユニット301cから280アンペアの充電電流がバッテリ201bに供給される。
制御部306は、例えば、第1切り替えスイッチ304の出力端子o1及びo2における電圧を検出し、何れかの電圧が所定の電圧以上になった場合に満充電となったと判断して、接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o3、o4、o3/o4、op)を参照する。例えば、出力端子o1における電圧が所定の電圧以上になった場合には、制御部306は、参照するバッテリ接続情報の接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o3、o4、o3/o4、op)において、現時点で出力端子o1に接続している入力端子i1及びi2の接続先を参照して、入力端子i1を出力端子o3に接続させ、入力端子i2を出力端子o4に接続される制御を、第1切り替えスイッチ304に対して行う。また、例えば、出力端子o2における電圧が所定の電圧以上になった場合には、制御部306は、参照するバッテリ接続情報の接続情報(i1、i2、i3、i4)=(o3、o4、o3/o4、op)において、現時点で出力端子o2に接続している入力端子i3の接続先を参照して、入力端子i3を出力端子o3及びo4に接続させる制御を、第1切り替えスイッチ304に対して行う。なお、制御部306は、出力端子における電圧が所定の電圧以上になった場合に、満充電であると判断して、充電を終了する。
【0051】
以上、本発明の第2の実施形態による充電システム1について説明した。
本発明の第2の実施形態による充電システム1の充電装置30は、充電ユニット301と電源10との接続の組み合わせを変更可能な第2切り替えスイッチ307を備える。制御部306は、バッテリ接続情報に基づいて、第2切り替えスイッチ307における入力端子i11、i12、i13、i14の接続先を制御する。
こうすることで、充電装置30は、電源10と充電ユニット301との接続の組み合わせ数を増大させることができ、充電ユニット301からバッテリ201へ供給する充電電流の組み合わせも増大させることができる。
その結果、本発明の第2の実施形態による充電装置30は、充電ユニット301からバッテリ201へ供給する充電電流の組み合わせの中から並行して充電できるバッテリ201の数量を増大させることのできる組み合わせを用いることにより、本発明の第1の実施形態による充電装置30に比べて、充電対象の全バッテリ201の充電の開始から終了までにかかる時間を短くすることができる。
【0052】
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態による充電システム1について説明する。
本発明の第1〜第2の実施形態では、充電装置30に接続されるバッテリ201に必要な充電電流が予めわかっているものとして充電システム1について説明した。そのため、ユーザが予め第1切り替えスイッチ304についてのバッテリ接続情報及び第2切り替えスイッチ307についての電源接続情報を記憶部305に記憶させるなどの準備が必要となる。
本発明の第3の実施形態による充電システム1は、電源10から供給される電流の電流値及びバッテリ201の充電に最低限必要な充電電流の電流値に基づいて、第1切り替えスイッチ304及び第2切り替えスイッチ307における接続を制御することによって、本発明の第1〜第2の実施形態による充電システム1に比べて、ユーザの作業や判断などの負担を軽減するシステムである。
【0053】
本発明の第3の実施形態による充電システム1は、
図7に示すように、電源10a、10b、10c、10d、フォークリフト20a、20b、20c、20d、充電装置30を備える。
【0054】
本発明の第3の実施形態による充電装置30は、本発明の第2の実施形態による充電装置30と同様に、電源10から供給される電力を用いて、バッテリ201を充電する装置である。充電装置30は、充電ユニット301a、301b、301c、301d、入力部302、出力部303、第1切り替えスイッチ304、記憶部305、制御部306、第2切り替えスイッチ307を備える。
なお、本発明の第3の実施形態による入力部302は、コネクタ部302a、302b、302c、302dそれぞれに接続される電源10を検出する検出部3021を備える。検出部3021は、検出した電源10の電源識別情報を検出する。検出部3021は、検出した電源識別情報に関連付けられて予め記録されている最大出力電流の電流値を制御部306に出力する。また、本発明の第3の実施形態による出力部303は、バッテリ201それぞれを検出する検出部3031を備える。検出部3031は、検出したバッテリ201のバッテリ識別情報を検出する。検出部3031は、検出したバッテリ識別情報に関連付けられて予め記録されている充電に最低限必要な充電電流の電流値を制御部306に出力する。
【0055】
制御部306は、検出部3021から受ける各電源10の電流値及び検出部3031から受ける各バッテリ201に必要な電流値に基づいて、第1切り替えスイッチ304における接続と第2切り替えスイッチ307における接続とを制御する。
【0056】
次に、本発明の第3の実施形態による充電システム1の処理について説明する。ここでは、
図8に示す充電システム1の処理フローについて説明する。
【0057】
検出部3021は、コネクタ部302a、302b、302c、302dそれぞれが接続されている電源10から各電源10固有の電源識別情報を取得する(ステップS11)。
検出部3021は、取得した電源識別情報に基づいて、コネクタ部302a、302b、302c、302dそれぞれに接続されている電源10の最大出力電流の電流値を特定する(ステップS12)。例えば、検出部3021は、電源10それぞれと、電源10それぞれの識別子と、電源10それぞれの最大出力電流の電流値とを関連付けたデータテーブルを予め記憶する。検出部3021は、コネクタ部302a、302b、302c、302dそれぞれから取得した電源識別情報を、データテーブルにおいて特定する。検出部3021は、データテーブルにおいて特定した電源識別情報に関連付けられている最大出力電流の電流値を特定する。具体的には、
図7に示す充電システム1の場合、検出部3021は、コネクタ部302aに接続されている電源10aを特定し、最大出力電流を140アンペアと特定する。また、検出部3021は、コネクタ部302bに接続されている電源10bを特定し、最大出力電流を140アンペアと特定する。また、検出部3021は、コネクタ部302cに接続されている電源10cを特定し、最大出力電流を280アンペアと特定する。また、検出部3021は、コネクタ部302dに接続されている電源10dを特定し、最大出力電流を70アンペアと特定する。
検出部3021は、特定した最大出力電流の電流値を制御部306に出力する。
【0058】
検出部3031は、バッテリ201それぞれから各バッテリ201固有のバッテリ識別情報を取得する(ステップS13)。
検出部3031は、取得したバッテリ識別情報に基づいて、バッテリ201の最大充電電流の電流値を特定する(ステップS14)。例えば、検出部3031は、バッテリ201それぞれと、バッテリ201それぞれの識別子と、バッテリ201それぞれの最大充電電流の電流値とを関連付けたデータテーブルを予め記憶する。検出部3031は、バッテリ201それぞれから取得したバッテリ識別情報を、データテーブルにおいて特定する。検出部3031は、データテーブルにおいて特定したバッテリ識別情報に関連付けられている最大充電電流の電流値を特定する。具体的には、
図7に示す充電システム1の場合、検出部3031は、出力端子o1に接続されているバッテリ201aを特定し、最大充電電流を280アンペアと特定する。また、検出部3031は、出力端子o2に接続されているバッテリ201bを特定し、最大充電電流を280アンペアと特定する。また、検出部3031は、出力端子o3に接続されているバッテリ201cを特定し、最大充電電流を140アンペアと特定する。また、検出部3031は、出力端子o4に接続されているバッテリ201dを特定し、最大充電電流を140アンペアと特定する。
検出部3031は、特定した最大充電電流の電流値を制御部306に出力する。
【0059】
記憶部305は、バッテリ201を充電する順番についての優先順位を示す情報を記憶する。優先順位を示す情報は、例えば、第1切り替えスイッチ304の出力端子o1、o2、o3、o4に接続されている順、充電率の低い順、または、充電容量の大きい順などである。以下では、第1切り替えスイッチ304の出力端子o1、o2、o3、o4に接続されている順を例に説明する。なお、充電率の低い順に基づいて制御部306が充電する順番を制御する場合、電圧から充電率を推定する技術を用いればよい。また、充電容量の大きい順に基づいて制御部306が充電する順番を制御する場合、データテーブルにおいて充電容量をバッテリ201の識別情報と関連付けておけばよい。
【0060】
制御部306は、検出部3021から最大出力電流の電流値を受ける。また、制御部306は、検出部3031から最大充電電流の電流値を受ける。また、制御部306は、記憶部305から、各バッテリ201の充電の優先順位についての情報を読み出す。
【0061】
制御部306は、充電の優先順位についての情報において、バッテリ201の充電する順番を特定する(ステップS15)。例えば、制御部306は、読み出した充電の優先順位についての情報から、第1切り替えスイッチ304の出力端子o1、o2、o3、o4に接続されている順を特定する。具体的には、
図7に示す充電システム1の場合、制御部306は、充電順をバッテリ201a、201b、201c、201dと特定する。
【0062】
制御部306は、検出部3031から受けた最大充電電流の電流値に基づいて、特定した充電順のバッテリ201a、201b、201c、201dそれぞれの充電に最低限必要な最大充電電流を供給する電源10の組み合わせを特定する(ステップS16)。
【0063】
制御部306は、検出部3021から受けた最大出力電流の電流値に基づいて、充電順に、バッテリ201に必要な最大充電電流以上でありかつできるだけ小さい最大出力電流となる電源を特定する(ステップS17)。このとき、制御部306は、単体でできるだけ最大出力電流の大きい電源10を優先して特定する。具体的には、
図7に示す充電システム1の場合、制御部306は、まず、バッテリ201aに必要な最大充電電流280アンペア以上であり、かつ、できるだけ小さい最大出力電流を供給する電源10cを特定する。なお、電源10aと電源10bとを組み合わせても280アンペアの最大出力電流を供給することができるが、後のバッテリ201に供給する電源10に割り当てるときにできるだけ無駄な割り当てが生じないように280アンペアの電源10cを割り当てる。なお、無駄な割り当てとは、例えば、電源10aと電源10bとを組み合わせて280アンペアを供給し、のちに充電電流として140アンペア必要なバッテリ201が2つあった場合、280アンペアを2つのバッテリ201に割り当てることは可能であるが、両方のバッテリ201が満充電となるまでその電源10を別の充電に切り替えることができなくなることである。次に、制御部306は、バッテリ201bに必要な最大充電電流280アンペア以上であり、かつ、できるだけ小さい最大出力電流を供給する電源10a及び10bを特定する。次に、制御部306は、バッテリ201cに必要な最大充電電流140アンペア以上であり、かつ、できるだけ小さい最大出力電流を供給する電源10aまたは10bを特定する。次に、制御部306は、バッテリ201dに必要な最大充電電流140アンペア以上であり、かつ、できるだけ小さい最大出力電流を供給する電源10aまたは10bを特定する。
【0064】
制御部306は、充電順に、バッテリ201に最大出力電流を供給する電源10が接続されるように、第1切り替えスイッチ304及び第2切り替えスイッチ307を制御する(ステップS18)。具体的には、
図7に示す充電システム1の場合、制御部306は、電源10cからバッテリ201aに充電電流が供給されるように、入力端子i1が出力端子o1に接続されるように第1切り替えスイッチ304を制御するとともに、入力端子i13が出力端子o11に接続されるように第2切り替えスイッチ307を制御する。また、制御部306は、電源10a及び10bからバッテリ201bに充電電流が供給されるように、入力端子i2及びi3が出力端子o2に接続されるように第1切り替えスイッチ304を制御するとともに、入力端子i11が出力端子o12に接続され、入力端子i12が出力端子i13に接続されるように第2切り替えスイッチ307を制御する。そして、制御部306は、例えば、出力端子o2の端子の電圧を検出して、バッテリ201bの満充電となるか否かを判定する。そして、制御部306は、バッテリ201bの満充電となったと判定した場合に、電源10aからバッテリ201cに充電電流が供給され、電源10bからバッテリ201dに充電電流が供給されるように、入力端子i2が出力端子o3に接続され、入力端子i3が出力端子o4に接続されるように第1切り替えスイッチ304を制御する。
なお、制御部306は、出力端子における電圧が所定の電圧以上になった場合に、満充電であると判断して、充電を終了する。
【0065】
以上、本発明の第3の実施形態による充電システム1について説明した。
本発明の第3の実施形態による充電システム1の充電装置30において、入力部302は、コネクタ部302a、302b、302c、302dそれぞれに接続される電源10を検出する検出部3021を備える。検出部3021は、検出した電源10の最大出力電流の電流値を制御部306に出力する。出力部303は、バッテリ201それぞれを検出する検出部3031を備える。検出部3031は、検出したバッテリ201の充電に最低限必要な充電電流の電流値を制御部306に出力する。制御部306は、検出部3021から受ける各電源10の電流値及び検出部3031から受ける各バッテリ201に必要な電流値に基づいて、第1切り替えスイッチ304における接続と第2切り替えスイッチ307における接続とを制御する。
こうすることで、充電装置30は、第1切り替えスイッチ304における接続と第2切り替えスイッチ307における接続を自身で判断して制御することができる。
その結果、本発明の第3の実施形態による充電装置30は、本発明の第1〜第2の実施形態による充電装置30に比べて、ユーザの作業や判断などの負担を軽減することができる。
【0066】
なお、本発明の第2〜第3の実施形態による充電システム1におけるフォークリフト20の数量、バッテリ201の数量、充電ユニット301の数量、第1切り替えスイッチ304の入力端子の数量及び出力端子の数量、入力部302のコネクタ部の数量、電源10の数量などは一例であり、必要に応じて任意に変更するものであってもよい。
【0067】
なお、本発明の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。
【0068】
本発明の実施形態における記憶部305、その他の記憶装置のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部305、その他の記憶装置のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。
【0069】
本発明の実施形態について説明したが、上述の充電システム1、充電装置30、その他の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータの具体例を以下に示す。
図9は、少なくとも1つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ5は、
図9に示すように、CPU6、メインメモリ7、ストレージ8、インターフェース9を備える。
例えば、上述の充電システム1、充電装置30、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ5に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ8に記憶されている。CPU6は、プログラムをストレージ8から読み出してメインメモリ7に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、CPU6は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ7に確保する。
【0070】
ストレージ8の例としては、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD−ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ8は、コンピュータ5のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース9または通信回線を介してコンピュータ5に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ5に配信される場合、配信を受けたコンピュータ5が当該プログラムをメインメモリ7に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも1つの実施形態において、ストレージ8は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【0071】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
【0072】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、省略、置き換え、変更を行ってよい。