特開 2023-151352 蓄電池の劣化状態を推定するためのシステム、作業機械、及び蓄電池の劣化状態を推定するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023151352

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】蓄電池の劣化状態を推定するためのシステム、作業機械、及び蓄電池の劣化状態を推定するための方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/392 20190101AFI20231005BHJP

   G01R 31/382 20190101ALI20231005BHJP

   G01R 31/385 20190101ALI20231005BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20231005BHJP

   B66F 9/24 20060101ALI20231005BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

G01R31/392

G01R31/382

G01R31/385

H02J7/00 Y

B66F9/24 W

H01M10/48 P

H01M10/48 301

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022060928

(22)【出願日】2022-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000001236

【氏名又は名称】株式会社小松製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】笹島 慶二

(72)【発明者】

【氏名】長倉 隻人

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 佑人

【テーマコード（参考）】

2G216

3F333

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G216BA01

2G216BA21

3F333AA02

3F333AE02

3F333CA09

3F333DB05

3F333FA05

3F333FD01

3F333FD06

5G503BA01

5G503BB02

5G503EA08

5G503FA06

5H030AA10

5H030AS08

5H030FF22

5H030FF41

5H030FF42

5H030FF43

5H030FF44

5H030FF52

(57)【要約】

【課題】蓄電池の劣化状態を精度良く推定すること。
【解決手段】蓄電池の劣化状態を推定するためのシステムは、コントローラを備える。コントローラは、蓄電池の使用状態を特定し、複数の使用状態のそれぞれにおいて蓄電池の劣化状態を算出する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電池の劣化状態を推定するためのシステムであって、
コントローラを備え、
前記コントローラは、
前記蓄電池の使用状態を特定し、
複数の前記使用状態のそれぞれにおいて前記蓄電池の劣化状態を算出する、
システム。

【請求項2】

前記使用状態は、充電状態、放電状態、及び休止状態を含む、
請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記コントローラは、
前記蓄電池の劣化速度に係る特性値を示すパラメータを記憶し、
前記蓄電池の動作条件を取得するし、
前記パラメータと前記動作条件とに基づいて、前記劣化状態を算出する、
請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記コントローラは、前記蓄電池の動作条件と前記蓄電池の劣化速度との関係を示す相関データを記憶し、
前記パラメータは、前記相関データから導出される、
請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記コントローラは、
前記パラメータと前記動作条件とに基づいて、前記動作条件を前記相関データに代入して得られる劣化速度を示す劣化速度影響度を算出し、
前記動作条件と前記劣化速度影響度とに基づいて、現在の使用状態における前記蓄電池の劣化速度を示す今回劣化速度を算出し、
前記今回劣化速度と、前回の使用状態において算出した前記劣化状態を示す前回ＳＯＨとに基づいて、前記ＳＯＨに至る前記蓄電池の使用時間のルート値を示す前回ルート時間を算出し、
前記前回ルート時間と、前記今回劣化速度と、現在の使用状態のルート時間を示す今回ルート時間とに基づいて、現在の使用状態における前記蓄電池の劣化状態を示す今回ＳＯＨを算出する、
請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記動作条件は、複数の前記使用状態の使用時間のそれぞれにおける前記蓄電池の平均電流、平均温度、平均充電率、及び充電率変化量を含む、
請求項３に記載のシステム。

【請求項7】

請求項１に記載のシステムを備える、
作業機械。

【請求項8】

蓄電池の劣化状態を推定するための方法であって、
前記蓄電池の使用状態を特定することと、
複数の前記使用状態のそれぞれにおいて前記蓄電池の劣化状態を算出することと、を含む、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、蓄電池の劣化状態を推定するためのシステム、作業機械、及び蓄電池の劣化状態を推定するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

作業機械に係る技術分野において、バッテリフォークリフト又はバッテリショベルのような、蓄電池を動力源とする作業機械が知られている。特許文献１には、蓄電池の劣化状態（ＳＯＨ：State of Health）を推定する技術の一例が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－０６４０６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

蓄電池の劣化状態は、蓄電池の使用状態によって変化する可能性がある。そのため、蓄電池の使用状態を考慮せずに劣化状態を推定すると、劣化状態の推定精度が低下する可能性がある。

【0005】

本開示は、蓄電池の劣化状態を精度良く推定することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に従えば、蓄電池の劣化状態を推定するためのシステムは、コントローラを備える。コントローラは、蓄電池の使用状態を特定する。コントローラは、複数の使用状態のそれぞれにおいて蓄電池の劣化状態を算出する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、蓄電池の劣化状態が精度良く推定される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る作業機械を示す斜視図である。

【図2】図２は、実施形態に係る作業機械の一部を示す図である。

【図3】図３は、実施形態に係る充電制御システムを示すブロック図である。

【図4】図４は、実施形態に係る蓄電池の劣化状態推定システムを示す機能ブロック図である。

【図5】図５は、実施形態に係るパラメータ記憶部に記憶されるパラメータを説明するための図である。

【図6】図６は、実施形態に係るパラメータ記憶部に記憶されるパラメータを説明するための図である。

【図7】図７は、実施形態に係るパラメータ記憶部に記憶されるパラメータを説明するための図である。

【図8】図８は、実施形態に係るパラメータ記憶部に記憶されるパラメータを説明するための図である。

【図9】図９は、実施形態に係る蓄電池の劣化状態推定方法を示すフローチャートである。

【図10】図１０は、実施形態に係る蓄電池の劣化状態の算出方法を説明するための図である。

【図11】図１１は、実施形態に係るコンピュータシステムを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

【0010】

［作業機械］
図１は、実施形態に係る作業機械１を示す斜視図である。本実施形態においては、作業機械１は、蓄電池を動力源とするバッテリフォークリフトである。

【0011】

作業機械１は、車体２と、走行装置３と、作業機４と、バッテリパック５と、インタフェース装置６と、接続部１０とを備える。

【0012】

車体２は、フレーム２Ａと、収容部材２Ｂと、カウンタウエイト２Ｃとを有する。収容部材２Ｂは、フレーム２Ａに支持される。収容部材２Ｂは、車体２の後部に配置される。収容部材２Ｂは、バッテリパック５が配置されるバッテリ室を有する。カウンタウエイト２Ｃは、収容部材２Ｂの下方に配置される。

【0013】

走行装置３は、車体２を支持する。走行装置３は、前輪３Ｆと、後輪３Ｒとを有する。

【0014】

作業機４は、車体２に支持される。作業機４は、車体２に支持されるマスト４Ａと、マスト４Ａに支持されるフォーク４Ｂとを有する。作業機４は、作業機シリンダ７により駆動される。作業機シリンダ７は、マスト４Ａを前後方向に傾斜させるチルトシリンダ７Ａと、フォーク４Ｂを上下方向に移動させるリフトシリンダ７Ｂとを含む。チルトシリンダ７Ａの駆動によりマスト４Ａが前後方向に傾斜されることにより、フォーク４Ｂは、マスト４Ａに支持された状態で前後方向に傾斜する。フォーク４Ｂは、リフトシリンダ７Ｂの駆動により、マスト４Ａに支持された状態で上下方向に移動する。

【0015】

バッテリパック５は、蓄電池５０を含む。バッテリパック５は、収容部材２Ｂに収容される。蓄電池５０は、作業機械１の動力源である。蓄電池５０は、充電と放電とを繰り返すことができる。蓄電池５０として、リチウムイオン電池が例示される。実施形態において、複数のバッテリパック５が作業機械１に搭載される。実施形態において、バッテリパック５は、２つ設けられる。バッテリパック５は、第１バッテリパック５Ａと、第２バッテリパック５Ｂとを含む。

【0016】

作業機械１は、運転シート８に着座した操作者による運転操作により稼働する。運転シート８は、フレーム２Ａに支持される。作業機械１は、操作者により操作される複数の操作部材を有する。操作部材として、ステアリングホイール９が例示される。操作者は、手でステアリングホイール９を操作して、走行装置３を操舵する。また、不図示ではあるが、操作部材として、アクセルペダル、ブレーキペダル、作業機レバー、及び前後進レバーが例示される。操作者は、足でアクセルペダルを操作して、走行装置３を駆動する。操作者は、足でブレーキペダルを操作して、走行装置３を制動する。操作者は、手で作業機レバーを操作して、作業機４を動作させる。操作者は、手で前後進レバーを操作して、走行装置３の進行方向を前進と後進とに切り換える。

【0017】

インタフェース装置６は、車体２に配置される。インタフェース装置６は、運転シート８の前方に配置される。

【0018】

接続部１０は、充電装置２０に接続される。接続部１０は、収容部材２Ｂの後部に配置される。実施形態において、接続部１０は、作業機械１に複数設けられる。実施形態において、接続部１０は、２つ設けられる。接続部１０は、第１接続部１０Ａと、第２接続部１０Ｂとを含む。

【0019】

充電装置２０は、蓄電池５０を充電する。充電装置２０は、作業機械１の外部に配置される。充電装置２０は、作業機械１の外部から蓄電池５０を充電する。実施形態において、蓄電池５０は、複数の充電装置２０により同時に充電可能である。実施形態において、蓄電池５０は、２台の充電装置２０により同時に充電可能である。複数の接続部１０のそれぞれに複数の充電装置２０のそれぞれが接続される。実施形態において、充電装置２０は、第１接続部１０Ａに接続される第１充電装置２０Ａと、第２接続部１０Ｂに接続される第２充電装置２０Ｂとを含む。

【0020】

充電装置２０は、ケーブル２１及びプラグ２２を介して接続部１０に接続される。接続部１０は、プラグ２２が挿入される挿入口を含む。充電装置２０は、インタフェース装置２３を有する。インタフェース装置２３は、操作者により操作される操作装置２３Ａと、表示データを表示する表示装置２３Ｂとを含む。

【0021】

図２は、実施形態に係る作業機械１の一部を示す図である。図１及び図２に示すように、作業機械１は、接続部１０を覆うカバー２Ｄを有する。第１接続部１０Ａと第２接続部１０Ｂとは、作業機械１の車幅方向に間隔をあけて配置される。車体２の後部には、電源スイッチ５１及び稼働ランプ５２が配置される。電源スイッチ５１及び稼働ランプ５２は、第１接続部１０Ａと第２接続部１０Ｂとの間に配置される。電源スイッチ５１は、例えば、モーメンタリスイッチであるが、他の種類の操作部材であってもよい。稼働ランプ５２は、蓄電池５０の使用状態に基づいて作動する。蓄電池５０の使用状態は、充電状態、放電状態、及び待機状態を含む。一例として、蓄電池５０が充電状態である場合、稼働ランプ５２が点滅し、蓄電池５０が放電状態である場合、稼働ランプ５２が点灯する。

【0022】

［充電制御システム］
図３は、実施形態に係る充電制御システム１００を示すブロック図である。充電制御システム１００は、バッテリパック５と、充電装置２０と、接続部１０と、管理コントローラ１１と、制御回路３０と、電源コントローラ１２と、マスタコントローラ１３と、インタフェース装置６とを有する。

【0023】

バッテリパック５は、蓄電池５０と、蓄電池５０の電圧を検出する電圧センサ５３と、蓄電池５０の温度を検出する温度センサ５４と、蓄電池５０を加温するヒータ５５と、バッテリコントローラ５６とを有する。

【0024】

充電装置２０は、操作装置２３Ａと、表示装置２３Ｂと、商用電源２７に接続されるＡＣ／ＤＣ変換モジュール２４と、商用電源２７とＡＣ／ＤＣ変換モジュール２４との間に配置されるコンタクタ２５と、充電コントローラ２６とを有する。

【0025】

操作装置２３Ａは、充電装置２０に充電動作させる充電開始操作部２３１と、充電装置２０に充電停止動作させる充電停止操作部２３２と、充電装置２０に緊急停止動作させる緊急停止操作部２３３とを含む。充電開始操作部２３１及び充電停止操作部２３２は、例えば、トグルスイッチ、ロッカスイッチ、又はプッシュボタンスイッチであるが、他の種類の操作部材であってもよい。緊急停止操作部２３３は、例えば、プッシュボタンスイッチであるが、他の種類の操作部材であってもよい。

【0026】

接続部１０は、プラグ２２と接続部１０とがロックされたことを検出するロックセンサ１４を有する。また、接続部１０には、充電装置２０のプラグ２２と接続部１０とが接続されたときに通電される通電ライン１５が設けられる。通電ライン１５は、検出ライン１６を介して電源コントローラ１２に接続される。電源コントローラ１２は、ロックセンサ１４の検出信号又は検出ライン１６を介して取得される通電ライン１５の通電状態に基づいて、充電装置２０のプラグ２２と接続部１０とが接続されたか否かを判定することができる。

【0027】

制御回路３０は、接続部１０を介して充電装置２０の正極に接続される正極ライン３１と、接続部１０を介して充電装置２０の負極に接続される負極ライン３２と、接続部１０を介して管理コントローラ１１と充電コントローラ２６とを接続する信号ライン３３と、管理コントローラ１１とバッテリコントローラ５６とを接続する信号ライン３４とを有する。

【0028】

信号ライン３３は、管理コントローラ１１と第１充電装置２０Ａの充電コントローラ２６とを接続する信号ライン３３Ａと、管理コントローラ１１と第２充電装置２０Ｂの充電コントローラ２６とを接続する信号ライン３３Ｂとを含む。

【0029】

信号ライン３４は、管理コントローラ１１と第１バッテリパック５Ａのバッテリコントローラ５６とを接続する信号ライン３４Ａと、管理コントローラ１１と第２バッテリパック５Ｂのバッテリコントローラ５６とを接続する信号ライン３４Ｂとを含む。

【0030】

第１充電装置２０Ａと第２充電装置２０Ｂとは、正極ライン３１に対して並列接続される。第１充電装置２０Ａと第２充電装置２０Ｂとは、負極ライン３２に対して並列接続される。第１充電装置２０Ａと正極ライン３１とは、正極ライン３１Ａを介して接続される。第２充電装置２０Ｂと正極ライン３１とは、正極ライン３１Ｂを介して接続される。第１充電装置２０Ａと負極ライン３２とは、負極ライン３２Ａを介して接続される。第２充電装置２０Ｂと負極ライン３２とは、負極ライン３２Ｂを介して接続される。

【0031】

第１バッテリパック５Ａの蓄電池５０と第２バッテリパック５Ｂの蓄電池５０とは、直列接続される。正極ライン３１は、正極ライン３５を介して第１バッテリパック５Ａの蓄電池５０の正極に接続される。負極ライン３２は、負極ライン３６を介して第２バッテリパック５Ｂの蓄電池５０の負極に接続される。正極ライン３５にヒューズ３５Ａが配置される。

【0032】

第１バッテリパック５Ａのヒータ５５と第２バッテリパック５Ｂのヒータ５５とは、直列接続される。正極ライン３１は、正極ライン５７を介して第１バッテリパック５Ａのヒータ５５の正極に接続される。負極ライン３２は、負極ライン５８を介して第２バッテリパック５Ｂのヒータ５５の負極に接続される。

【0033】

正極ライン３５は、正極ライン３７及び正極ライン３９を介して走行インバータ６１及び作業機インバータ６２のそれぞれに接続される。負極ライン３６は、負極ライン３８及び負極ライン４０を介して走行インバータ６１及び作業機インバータ６２のそれぞれに接続される。走行インバータ６１と作業機インバータ６２とは、正極ライン３９に対して並列接続される。走行インバータ６１と作業機インバータ６２とは、負極ライン４０に対して並列接続される。

【0034】

また、制御回路３０は、正極ライン３１に配置される充電コンタクタ４１を有する。充電コンタクタ４１がＯＮされることにより、充電装置２０と蓄電池５０とが正極ライン３１及び正極ライン３５を介して接続され、蓄電池５０が充電装置２０により充電される。充電コンタクタ４１がＯＦＦされることにより、充電装置２０と蓄電池５０とが分離され、蓄電池５０は充電されない。

【0035】

実施形態において、充電コンタクタ４１は、第１充電装置２０Ａと蓄電池５０との接続と分離とを切り換える充電コンタクタ４１Ａと、第２充電装置２０Ｂと蓄電池５０との接続と分離とを切り換える充電コンタクタ４１Ｂとを含む。充電コンタクタ４１Ａは、正極ライン３１Ａに配置される。充電コンタクタ４１Ｂは、正極ライン３１Ｂに配置される。充電コンタクタ４１ＡがＯＮされることにより、第１充電装置２０Ａと蓄電池５０とが接続され、蓄電池５０が第１充電装置２０Ａにより充電される。充電コンタクタ４１ＡがＯＦＦされることにより、第１充電装置２０Ａと蓄電池５０とが分離され、蓄電池５０が第１充電装置２０Ａでは充電されない。充電コンタクタ４１ＢがＯＮされることにより、第２充電装置２０Ｂと蓄電池５０とが接続され、蓄電池５０が第２充電装置２０Ｂにより充電される。充電コンタクタ４１ＢがＯＦＦされることにより、第２充電装置２０Ｂと蓄電池５０とが分離され、蓄電池５０が第２充電装置２０Ｂでは充電されない。

【0036】

管理コントローラ１１は、制御ライン７１を介して充電コンタクタ４１に接続される。制御ライン７１は、管理コントローラ１１と充電コンタクタ４１Ａとを接続する制御ライン７１Ａと、管理コントローラ１１と充電コンタクタ４１Ｂとを接続する制御ライン７１Ｂとを含む。管理コントローラ１１は、制御ライン７１を介して充電コンタクタ４１を制御する。

【0037】

また、制御回路３０は、正極ライン３７に配置される放電コンタクタ４２を有する。放電コンタクタ４２がＯＮされることにより、蓄電池５０と走行インバータ６１及び作業機インバータ６２のそれぞれとが正極ライン３７及び正極ライン３９を介して接続され、蓄電池５０からの放電により走行インバータ６１及び作業機インバータ６２のそれぞれに電力が供給される。放電コンタクタ４２がＯＦＦされることにより、蓄電池５０と走行インバータ６１及び作業機インバータ６２のそれぞれとが分離され、蓄電池５０から走行インバータ６１及び作業機インバータ６２のそれぞれに電力が供給されない。

【0038】

管理コントローラ１１は、制御ライン７２を介して放電コンタクタ４２に接続される。管理コントローラ１１は、制御ライン７２を介して放電コンタクタ４２を制御する。

【0039】

また、制御回路３０は、正極ライン５７に配置されるヒータコンタクタ４３を有する。ヒータコンタクタ４３がＯＮされることにより、充電装置２０及び蓄電池５０の少なくとも一方とヒータ５５とが正極ライン５７を介して接続され、ヒータ５５に電力が供給される。ヒータコンタクタ４３がＯＦＦされることにより、充電装置２０及び蓄電池５０とヒータ５５とが分離され、ヒータ５５に電力が供給されない。

【0040】

管理コントローラ１１は、制御ライン７３を介してヒータコンタクタ４３に接続される。管理コントローラ１１は、制御ライン７３を介してヒータコンタクタ４３を制御する。

【0041】

実施形態において、電圧センサ５３の検出信号は、信号ライン３４を介してバッテリコントローラ５６から管理コントローラ１１に送信される。温度センサ５４の検出信号は、信号ライン３４を介してバッテリコントローラ５６から管理コントローラ１１に送信される。

【0042】

蓄電池５０には、蓄電池５０が放電するときの推奨電圧範囲及び推奨温度範囲が定められている。管理コントローラ１１は、蓄電池５０の電圧が推奨温度範囲でない場合又は蓄電池５０の温度が推奨温度範囲でない場合、蓄電池５０が放電しないように、放電コンタクタ４２を制御する。すなわち、管理コントローラ１１は、電圧センサ５３の検出信号に基づいて、蓄電池５０の電圧が推奨温度範囲でないと判定した場合、又は、温度センサ５４の検出信号に基づいて、蓄電池５０の温度が推奨温度範囲でないと判定した場合、放電コンタクタ４２をＯＦＦにする。管理コントローラ１１は、蓄電池５０の電圧が推奨温度範囲であり、且つ、蓄電池５０の温度が推奨温度範囲であると判定した場合、放電コンタクタ４２をＯＮにする。

【0043】

また、蓄電池５０には、蓄電池５０を充電するときの推奨温度範囲が定められている。管理コントローラ１１は、温度センサ５４の検出信号に基づいて、蓄電池５０の温度が推奨温度範囲以下であると判定した場合、ヒータ５５に電力が供給されるように、ヒータコンタクタ４３を制御する。ヒータ５５に電力が供給されることにより、蓄電池５０がヒータ５５により加温される。蓄電池５０がヒータ５５により加温されることにより、蓄電池５０の温度が推奨温度範囲になるまで上昇する。

【0044】

また、制御回路３０は、管理コントローラ１１の電源回路１７と、管理コントローラ１１の自己保持リレー４４とを有する。正極ライン３１は、電源スイッチ５１及び正極ライン４５を介して電源回路１７に接続される。また、正極ライン３１は、自己保持リレー４４を介して電源回路１７に接続される。負極ライン３２は、負極ライン４６を介して電源回路１７に接続される。上述のように、電源スイッチ５１は、車体２の後部に配置される。操作者は、電源スイッチ５１を操作することができる。電源スイッチ５１がＯＮされることにより、電源回路１７に電力が供給され、管理コントローラ１１が起動する。電源スイッチ５１がＯＦＦされることにより、電源回路１７に対する電力の供給が遮断され、管理コントローラ１１が停止する。

【0045】

管理コントローラ１１は、制御ライン７４を介して自己保持リレー４４に接続される。管理コントローラ１１は、制御ライン７４を介して自己保持リレー４４を制御する。管理コントローラ１１は、蓄電池５０の容量が予め定められている閾値以下になったときに、電源回路１７に対する電力の供給が遮断されるように自己保持リレー４４を制御する。

【0046】

また、制御回路３０は、正極ライン３１Ａの電圧を検出する電圧センサ４７Ａと、正極ライン３１Ｂの電圧を検出する電圧センサ４７Ｂと、正極ライン３９の電圧を検出する電圧センサ４８と、負極ライン３６の電流を検出する電流センサ４９とを有する。

【0047】

管理コントローラ１１は、電圧センサ４７Ａの検出信号に基づいて、充電コンタクタ４１Ａの動作不良が発生したか否かを判定する。充電コンタクタ４１ＡがＯＦＦにされた場合、電圧センサ４７Ａにより検出される電圧は低くなる。管理コントローラ１１は、充電コンタクタ４１ＡをＯＦＦにする制御信号を出力したにも関わらず、電圧センサ４７Ａにより検出される電圧が高い場合、充電コンタクタ４１Ａの動作不良が発生したと判定することができる。

【0048】

同様に、管理コントローラ１１は、電圧センサ４７Ｂの検出信号に基づいて、充電コンタクタ４１Ｂの動作不良が発生したか否かを判定することができる。管理コントローラ１１は、電圧センサ４８の検出信号に基づいて、放電コンタクタ４２の動作不良が発生したか否かを判定することができる。

【0049】

走行インバータ６１は、正極ライン３９からの直流電流を三相交流電流に変換して、走行モータ６３に供給する。走行モータ６３は、走行インバータ６１から供給された三相交流電流に基づいて駆動する。走行モータ６３は、走行装置３を動作させる。実施形態において、走行モータ６３は、前輪３Ｆ及び後輪３Ｒの少なくとも一方を回転させる動力を発生する。

【0050】

作業機インバータ６２は、正極ライン３９からの直流電流を三相交流電流に変換して、作業機モータ６４に供給する。作業機モータ６４は、作業機インバータ６２から供給された三相交流電流に基づいて駆動する。作業機モータ６４は、作業機４を動作させる。実施形態において、作業機モータ６４は、不図示の油圧ポンプを駆動させる動力を発生する。油圧ポンプから吐出された作動油は、作業機シリンダ７に供給される。作業機シリンダ７に作動油が供給されることにより、作業機４が動作する。

【0051】

電源コントローラ１２は、通信ライン７５を介して管理コントローラ１１に接続される。電源コントローラ１２は、通信ライン７６を介してマスタコントローラ１３に接続される。電源コントローラ１２は、管理コントローラ１１の上位コントローラである。管理コントローラ１１は、電源コントローラ１２からの制御信号に基づいて作動する。

【0052】

マスタコントローラ１３は、上述の操作部材の操作に基づいて、走行インバータ６１及び作業機インバータ６２を制御する。マスタコントローラ１３は、例えばアクセルペダル及びブレーキペダルの少なくとも一方の操作に基づいて、走行インバータ６１を制御する。マスタコントローラ１３は、作業レバーの操作に基づいて、作業機インバータ６２を制御する。

【0053】

作業機械１は、インタフェース装置６と、キースイッチ８０と、緊急停止操作部８１とを有する。インタフェース装置６は、操作者により操作される操作装置６Ａと、表示データを表示する表示装置６Ｂとを有する。操作装置６Ａは、充電装置２０を充電動作させる充電開始操作部と、充電装置２０を充電停止動作させる充電停止操作部とを含む。操作装置６Ａは、例えば、コンピュータ用キーボード、プッシュボタンスイッチ、又は表示装置６Ｂの表示画面に配置されるタッチパネルである。表示装置６Ｂは、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイのようなフラットパネルディスプレイである。

【0054】

キースイッチ８０は、車体２に配置される。キースイッチ８０は、例えば運転シート８に着座した操作者により操作される。キースイッチ８０がＯＮされることにより、作業機械１は稼働可能な状態になる。

【0055】

緊急停止操作部８１は、車体２に配置される。緊急停止操作部８１は、例えば運転シート８に着座した操作者により操作される。緊急停止操作部８１は、例えばプッシュボタンスイッチであるが、他の種類の操作部材であってもよい。

【0056】

［劣化状態推定システム］
図４は、実施形態に係る蓄電池５０の劣化状態推定システム２００を示す機能ブロック図である。劣化状態推定システム２００は、作業機械１に搭載された蓄電池５０の劣化状態（ＳＯＨ：State of Health）を推定する。蓄電池５０は、相互に異なる複数の使用状態で使用される。蓄電池５０の使用状態は、蓄電池５０の充電状態、蓄電池５０の放電状態、及び蓄電池５０の休止状態を含む。蓄電池５０の充電状態とは、蓄電池５０が充電されている状態をいう。蓄電池５０の放電状態とは、蓄電池５０が放電している状態をいう。蓄電池５０の休止状態とは、蓄電池５０が充電されてなく、且つ、放電していない状態をいう。なお、蓄電池５０の休止状態において、蓄電池５０は自然放電する可能性がある。

【0057】

蓄電池５０の劣化状態は、蓄電池５０の使用状態によって変化する可能性がある。実施形態において、劣化状態推定システム２００は、複数の使用状態のそれぞれにおいて、蓄電池５０の劣化状態を推定する。

【0058】

劣化状態推定システム２００は、管理コントローラ１１と、マスタコントローラ１３と、電流センサ４９と、電圧センサ５３と、温度センサ５４と、ロックセンサ１４と、キースイッチ８０とを有する。

【0059】

図３に示したように、電流センサ４９は、負極ライン３６に配置される。電流センサ４９は、蓄電池５０の複数の使用状態のそれぞれにおいて、負極ライン３６の電流を検出する。すなわち、電流センサ４９は、蓄電池５０の充電状態、蓄電池５０の放電状態、及び蓄電池５０の休止状態のそれぞれにおいて、負極ライン３６の電流を検出する。蓄電池５０の充電状態において、電流センサ４９は、蓄電池５０を充電する電流を検出する。蓄電池５０の放電状態において、電流センサ４９は、蓄電池５０が放電する電流を検出する。蓄電池５０の休止状態において、電流センサ４９は、負極ライン３６の電流を検出する。蓄電池５０の休止状態において、蓄電池５０の自然放電に起因して、負極ライン３６の電流が検出される可能性がある。以下の説明において、負極ライン３６の電流を適宜、蓄電池５０の電流、と称する。

【0060】

図３に示したように、電圧センサ５３は、バッテリパック５に配置される。電圧センサ５３は、蓄電池５０の複数の使用状態のそれぞれにおいて、蓄電池５０の電圧を検出する。すなわち、電圧センサ５３は、蓄電池５０の充電状態、蓄電池５０の放電状態、及び蓄電池５０の休止状態のそれぞれにおいて、蓄電池５０の電圧を検出する。

【0061】

図３に示したように、温度センサ５４は、バッテリパック５に配置される。温度センサ５４は、蓄電池５０の複数の使用状態のそれぞれにおいて、蓄電池５０の温度を検出する。すなわち、温度センサ５４は、蓄電池５０の充電状態、蓄電池５０の放電状態、及び蓄電池５０の休止状態のそれぞれにおいて、蓄電池５０の温度を検出する。

【0062】

ロックセンサ１４は、プラグ２２と接続部１０とがロックされたことを検出する。ロックセンサ１４は、充電装置２０と作業機械１の接続部１０とが接続されたか否かを検出することができる。

【0063】

キースイッチ８０は、少なくとも充電制御システム１００及びマスタコントローラ１３を起動するために操作者に操作される。電源スイッチ５１の操作により充電制御システム１００が起動され、キースイッチ８０がキーオンされることにより、充電制御システム１００及びマスタコントローラ１３が起動する。充電制御システム１００及びマスタコントローラ１３が起動することにより、作業機械１が稼働可能になる。

【0064】

管理コントローラ１１は、蓄電池５０の動作条件を算出する。蓄電池５０の動作条件は、複数の使用状態の使用時間ｈのそれぞれにおける蓄電池５０の平均電流、平均温度、平均充電率（平均ＳＯＣ）、及び充電率変化量（ΔＳＯＣ）を含む。管理コントローラ１１は、使用時間ｈを計測するタイマを有する。

【0065】

蓄電池５０の使用時間ｈとは、蓄電池５０の複数の使用状態のそれぞれが継続されている時間をいう。実施形態において、蓄電池５０の使用時間ｈは、蓄電池５０の使用状態が充電状態であるときの使用時間を示す充電時間、蓄電池５０の使用状態が放電状態であるときの使用時間を示す放電時間、蓄電池５０の使用状態が休止状態であるときの使用時間を示す休止時間を含む。

【0066】

管理コントローラ１１は、平均電流算出部１１Ａと、平均温度算出部１１Ｂと、平均充電率算出部１１Ｃと、充電率変化量算出部１１Ｄとを有する。

【0067】

平均電流算出部１１Ａは、蓄電池５０の使用時間ｈにおける蓄電池５０の電流の平均値を示す平均電流を算出する。蓄電池５０の電流は、電流センサ４９により検出される。平均電流算出部１１Ａは、電流センサ４９の検出信号とタイマの計測結果とに基づいて、使用時間ｈにおける蓄電池５０の平均電流を算出する。実施形態において、平均電流算出部１１Ａは、充電時間における平均電流、放電時間における平均電流、及び休止時間における平均電流のそれぞれを算出する。

【0068】

平均温度算出部１１Ｂは、蓄電池５０の使用時間ｈにおける蓄電池５０の温度の平均値を示す平均温度を算出する。蓄電池５０の温度は、温度センサ５４により検出される。平均温度算出部１１Ｂは、温度センサ５４の検出信号とタイマの計測結果とに基づいて、使用時間ｈにおける蓄電池５０の平均温度を算出する。実施形態において、平均温度算出部１１Ｂは、充電時間における平均温度、放電時間における平均温度、及び休止時間における平均温度のそれぞれを算出する。

【0069】

平均充電率算出部１１Ｃは、蓄電池５０の使用時間ｈにおける蓄電池５０の充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）の平均値を示す平均充電率（平均ＳＯＣ）を算出する。平均充電率算出部１１Ｃは、電圧センサ５３により検出される蓄電池５０の電圧と、電流センサ４９により検出される蓄電池５０の電流とに基づいて、ＳＯＣを算出することができる。平均充電率算出部１１Ｃは、電圧センサ５３の検出信号と電流センサ４９の検出信号とタイマの計測結果とに基づいて、使用時間ｈにおける蓄電池５０の平均ＳＯＣを算出する。実施形態において、平均充電率算出部１１Ｃは、充電時間における平均ＳＯＣ、放電時間における平均ＳＯＣ、及び休止時間における平均ＳＯＣのそれぞれを算出する。

【0070】

充電率変化量算出部１１Ｄは、蓄電池５０の使用時間ｈにおける充電率（ＳＯＣ）の変化量を示す充電率変化量（ΔＳＯＣ）を算出する。充電率変化量算出部１１Ｄは、電圧センサ５３の検出信号と電流センサ４９の検出信号とタイマの計測結果とに基づいて、蓄電池５０のΔＳＯＣを算出する。実施形態において、充電率変化量算出部１１Ｄは、充電時間におけるΔＳＯＣ、放電時間におけるΔＳＯＣ、及び休止時間におけるΔＳＯＣのそれぞれを算出する。

【0071】

マスタコントローラ１３は、パラメータ記憶部１３Ａと、使用状態特定部１３Ｂと、動作条件取得部１３Ｃと、劣化状態算出部１３Ｄとを有する。

【0072】

パラメータ記憶部１３Ａは、複数の使用状態のそれぞれにおける蓄電池５０の劣化速度影響度を算出するときに使用されるパラメータを記憶する。パラメータは、蓄電池５０の負荷及び蓄電池５０の劣化状態の実測データに基づいて予め導出され、パラメータ記憶部１３Ａに記憶される。パラメータは、蓄電池５０の劣化速度に係る特性値を示す。

【0073】

図５、図６、図７、及び図８のそれぞれは、実施形態に係るパラメータ記憶部１３Ａに記憶されるパラメータを説明するための図である。パラメータ記憶部１３Ａは、蓄電池５０の動作条件と蓄電池５０の劣化速度との関係を示す相関データを記憶する。図５に示すように、パラメータ記憶部１３Ａは、蓄電池５０の平均電流と蓄電池５０の劣化速度との関係を示す相関データを記憶する。パラメータ記憶部１３Ａは、蓄電池５０の平均温度と蓄電池５０の劣化速度との関係を示す相関データを記憶する。本実施形態においては、蓄電池５０の平均温度と蓄電池５０の劣化速度との関係を示す相関データは、図６に示すように、横軸を温度逆数、縦軸を劣化速度の対数としたアレニウスの法則から導出される。図７に示すように、パラメータ記憶部１３Ａは、蓄電池５０の平均ＳＯＣと蓄電池５０の劣化速度との関係を示す相関データを記憶する。図８に示すように、パラメータ記憶部１３Ａは、蓄電池５０のΔＳＯＣと蓄電池５０の劣化速度との関係を示す相関データを記憶する。図５、図６、図７、及び図８のそれぞれに示す相関データは、予備実験から導出される実測データである。なお、相関データは、シミュレーションにより導出されてもよい。

【0074】

図５に示すように、平均電流が高いほど劣化速度は速くなる。図５に示すグラフにおいて、横軸ｘを平均電流、縦軸ｙを劣化速度とした場合、実測データを１次近似すると、平均電流と劣化速度との間には、１次関数［ｙ＝Ａｉ×ｘ＋Ｂｉ］で示される比例関係が成立する。

【0075】

図６に示すように、平均温度が高いほど劣化速度は速くなる。図６に示すグラフにおいて、横軸ｘを平均温度、縦軸ｙを劣化速度とした場合、実測データを１次近似すると、平均温度と劣化速度との間には、１次関数［ｙ＝Ａｔ×ｘ＋Ｂｔ］で示される比例関係が成立する。

【0076】

図７に示すように、平均ＳＯＣが高いほど劣化速度は速くなる。図７に示すグラフにおいて、横軸ｘを平均ＳＯＣ、縦軸ｙを劣化速度とした場合、実測データを１次近似すると、平均ＳＯＣと劣化速度との間には、１次関数［ｙ＝Ａｓ×ｘ＋Ｂｓ］で示される比例関係が成立する。

【0077】

図８に示すように、ΔＳＯＣが高いほど劣化速度は速くなる。図８に示すグラフにおいて、横軸ｘをΔＳＯＣ、縦軸ｙを劣化速度とした場合、実測データを１次近似すると、ΔＳＯＣと劣化速度との間には、１次関数［ｙ＝Ａｄ×ｘ＋Ｂｄ］で示される比例関係が成立する。

【0078】

パラメータは、図５から図８のそれぞれに示したような、１次関数で示される相関データから導出される。実施形態において、パラメータは、平均電流と劣化速度との関係を示す１次関数の傾きＡｉ及び切片Ｂｉと、平均温度と劣化速度との関係を示す１次関数の傾きＡｔ及び切片Ｂｔと、平均ＳＯＣと劣化速度との関係を示す１次関数の傾きＡｓ及び切片Ｂｓと、ΔＳＯＣと劣化速度との関係を示す１次関数の傾きＡｄ及び切片Ｂｄとを含む。パラメータ記憶部１３Ａは、傾きＡｉ、切片Ｂｉ、傾きＡｔ、切片Ｂｔ、傾きＡｓ、切片Ｂｓ、傾きＡｄ、及び切片Ｂｄを記憶する。

【0079】

使用状態特定部１３Ｂは、作業機械１に搭載された蓄電池５０の使用状態を特定する。上述のように、蓄電池５０の使用状態は、蓄電池５０の充電状態、蓄電池５０の放電状態、及び蓄電池５０の休止状態を含む。実施形態において、使用状態特定部１３Ｂは、キースイッチ８０の操作信号及びロックセンサ１４の検出信号に基づいて、蓄電池５０の使用状態を特定する。例えば、ロックセンサ１４の検出信号に基づいてプラグ２２が接続部１０に接続されていると判定した場合、使用状態特定部１３Ｂは、蓄電池５０が充電状態であることを特定する。キースイッチ８０の操作信号に基づいてキースイッチ８０がキーオンされたと判定し、且つ、ロックセンサ１４の検出信号に基づいてプラグ２２が接続部１０に接続されていないと判定した場合、使用状態特定部１３Ｂは、蓄電池５０が放電状態であることを特定する。キースイッチ８０の操作信号に基づいてキースイッチ８０がキーオフされたと判定し、且つ、ロックセンサ１４の検出信号に基づいてプラグ２２が接続部１０に接続されていないと判定した場合、使用状態特定部１３Ｂは、蓄電池５０が休止状態であることを特定する。

【0080】

動作条件取得部１３Ｃは、蓄電池５０の動作条件を取得する。上述のように、蓄電池５０の動作条件は、複数の使用状態の使用時間ｈのそれぞれにおける蓄電池５０の平均電流、平均温度、平均ＳＯＣ、及びΔＳＯＣを含む。動作条件取得部１３Ｃは、平均電流算出部１１Ａから、蓄電池５０の平均電流を取得する。動作条件取得部１３Ｃは、平均温度算出部１１Ｂから、蓄電池５０の平均温度を取得する。動作条件取得部１３Ｃは、平均充電率算出部１１Ｃから、蓄電池５０の平均ＳＯＣを取得する。動作条件取得部１３Ｃは、充電率変化量算出部１１Ｄから、蓄電池５０のΔＳＯＣを取得する。

【0081】

劣化状態算出部１３Ｄは、蓄電池５０の複数の使用状態のそれぞれにおいて蓄電池５０の劣化状態を算出する。劣化状態算出部１３Ｄは、使用状態特定部１３Ｂにより特定された使用状態における蓄電池５０の劣化状態を算出する。蓄電池５０の使用状態が充電状態であることが特定された場合、劣化状態算出部１３Ｄは、充電状態における蓄電池５０の劣化状態を算出する。蓄電池５０の使用状態が放電状態であることが特定された場合、劣化状態算出部１３Ｄは、放電状態における蓄電池５０の劣化状態を算出する。蓄電池５０の使用状態が休止状態であることが特定された場合、劣化状態算出部１３Ｄは、休止状態における蓄電池５０の劣化状態を算出する。

【0082】

劣化状態算出部１３Ｄは、パラメータ記憶部１３Ａに記憶されているパラメータと、動作条件取得部１３Ｃにより取得された蓄電池５０の動作条件とに基づいて、使用状態特定部１３Ｂにより特定された使用状態における蓄電池５０の劣化状態を算出する。蓄電池５０の使用状態が充電状態であることが特定された場合、劣化状態算出部１３Ｄは、パラメータと動作条件とに基づいて、充電状態における蓄電池５０の劣化状態を算出する。蓄電池５０の使用状態が放電状態であることが特定された場合、劣化状態算出部１３Ｄは、パラメータと動作条件とに基づいて、放電状態における蓄電池５０の劣化状態を算出する。蓄電池５０の使用状態が休止状態であることが特定された場合、劣化状態算出部１３Ｄは、パラメータと動作条件とに基づいて、休止状態における蓄電池５０の劣化状態を算出する。

【0083】

［劣化状態推定方法］
図９は、実施形態に係る蓄電池５０の劣化状態推定方法を示すフローチャートである。以下の説明においては、蓄電池５０の劣化状態を適宜、ＳＯＨ、と称する。

【0084】

使用状態特定部１３Ｂは、キースイッチ８０の操作信号及びロックセンサ１４の検出信号に基づいて、蓄電池５０の現在の使用状態を特定する（ステップＳ１）。

【0085】

管理コントローラ１１は、蓄電池５０の現在の動作条件を算出する（ステップＳ２）。すなわち、平均電流算出部１１Ａは、蓄電池５０の現在の平均電流を算出する。平均温度算出部１１Ｂは、蓄電池５０の現在の平均温度を算出する。平均充電率算出部１１Ｃは、蓄電池５０の現在の平均ＳＯＣを算出する。充電率変化量算出部１１Ｄは、蓄電池５０の現在のΔＳＯＣを算出する。

【0086】

動作条件取得部１３Ｃは、管理コントローラ１１から、蓄電池５０の現在の動作条件を取得する（ステップＳ３）。すなわち、動作条件取得部１３Ｃは、管理コントローラ１１から、蓄電池５０の現在の平均電流、平均温度、平均ＳＯＣ、及びΔＳＯＣを取得する。

【0087】

使用状態特定部１３Ｂは、蓄電池５０の使用状態の切り換わりを検出する（ステップＳ４）。実施形態において、蓄電池５０の使用状態の切り換わりは、充電状態から放電状態への切り換わり、放電状態から休止状態への切り換わり、休止状態から充電状態への切り換わり、充電状態から休止状態への切り換わり、休止状態から放電状態への切り換わり、及び放電状態から充電状態への切り換わりの少なくとも一つを含む。

【0088】

ステップＳ４において、蓄電池５０の使用状態の切り換わりが使用状態特定部１３Ｂにより検出された場合、劣化状態算出部１３Ｄは、パラメータ記憶部１３Ａに記憶されているパラメータと、ステップＳ３において動作条件取得部１３Ｃにより取得された蓄電池５０の動作条件とに基づいて、ステップＳ４において使用状態特定部１３Ｂにより特定された使用状態における蓄電池５０のＳＯＨの算出を開始する。

【0089】

まず、劣化状態算出部１３Ｄは、パラメータ記憶部１３Ａに記憶されているパラメータと、動作条件取得部１３Ｃにより取得された蓄電池５０の動作条件とに基づいて、蓄電池５０の劣化速度影響度を算出する（ステップＳ５）。劣化速度影響度とは、動作条件取得部１３Ｃにより取得された動作条件を、１次関数で示される相関データに代入して得られる劣化速度をいう。

【0090】

劣化状態算出部１３Ｄは、パラメータである傾きＡｉ及び切片Ｂｉと、動作条件である平均電流とに基づいて、平均電流に係る劣化速度影響度を算出する。平均電流をＩａ、平均電流に係る劣化速度影響度をＩｍとした場合、平均電流Ｉａに係る劣化速度影響度Ｉｍは、以下の（１）式に基づいて算出される。（１）式に示すように、劣化速度影響度Ｉｍは、平均電流Ｉａを、平均電流と劣化速度との関係を示す１次関数［ｙ＝Ａｉ×ｘ＋Ｂｉ］に代入して得られる劣化速度である。

【0091】

【数1】

【0092】

劣化状態算出部１３Ｄは、パラメータである傾きＡｔ及び切片Ｂｔと、動作条件である平均温度とに基づいて、平均温度に係る劣化速度影響度を算出する。平均温度をＴａ、平均温度に係る劣化速度影響度をＴｍとした場合、平均温度Ｔａに係る劣化速度影響度Ｔｍは、以下の（２）式に基づいて算出される。（２）式に示すように、劣化速度影響度Ｔｍは、平均温度Ｔａを、平均温度と劣化速度との関係を示す１次関数［ｙ＝Ａｔ×ｘ＋Ｂｔ］に代入して得られる劣化速度である。

【0093】

【数2】

【0094】

劣化状態算出部１３Ｄは、パラメータである傾きＡｓ及び切片Ｂｓと、動作条件である平均ＳＯＣとに基づいて、平均ＳＯＣに係る劣化速度影響度を算出する。平均ＳＯＣをＳａ、平均ＳＯＣに係る劣化速度影響度をＳｍとした場合、平均ＳＯＣＳａに係る劣化速度影響度Ｓｍは、以下の（３）式に基づいて算出される。（３）式に示すように、劣化速度影響度Ｓｍは、平均ＳＯＣＳａを、平均ＳＯＣと劣化速度との関係を示す１次関数［ｙ＝Ａｓ×ｘ＋Ｂｓ］に代入して得られる劣化速度である。

【0095】

【数3】

【0096】

劣化状態算出部１３Ｄは、パラメータである傾きＡｄ及び切片Ｂｄと、動作条件であるΔＳＯＣとに基づいて、ΔＳＯＣに係る劣化速度影響度を算出する。ΔＳＯＣをＤａ、ΔＳＯＣに係る劣化速度影響度をＤｍとした場合、ΔＳＯＣＤａに係る劣化速度影響度Ｄｍは、以下の（４）式に基づいて算出される。（４）式に示すように、劣化速度影響度Ｄｍは、ΔＳＯＣＤａを、ΔＳＯＣと劣化速度との関係を示す１次関数［ｙ＝Ａｄ×ｘ＋Ｂｄ］に代入して得られる劣化速度である。

【0097】

【数4】

【0098】

劣化速度影響度Ｉｍ、劣化速度影響度Ｔｍ、劣化速度影響度Ｓｍ、及び劣化速度影響度Ｄｍを算出した後、劣化状態算出部１３Ｄは、劣化速度影響度（Ｉｍ，Ｔｍ，Ｓｍ，Ｄｍ）と、ベース劣化速度Ｖｂと、その動作条件における劣化速度影響度（Ｉｍｂ，Ｔｍｂ，Ｓｍｂ，Ｄｍｂ）とに基づいて、現在の使用状態における蓄電池５０の劣化速度を示す今回劣化速度Ｖｎを算出する（ステップＳ６）。今回劣化速度Ｖｎは、以下の（５）式に基づいて算出される。（５）式において、蓄電池５０のベース劣化速度Ｖｂとは、動作条件における蓄電池５０の劣化速度であり、パラメータとしてパラメータ記憶部１３Ａに予め記憶されている。（５）式において、劣化速度影響度（Ｉｍｂ，Ｔｍｂ，Ｓｍｂ，Ｄｍｂ）は、蓄電池５０の負荷及び蓄電池５０の劣化状態の実測データに基づいて、ベース劣化速度Ｖｂの動作条件から予め算出され、パラメータとしてパラメータ記憶部１３Ａに予め記憶されている。

【0099】

【数5】

【0100】

今回劣化速度Ｖｎを算出した後、劣化状態算出部１３Ｄは、今回劣化速度Ｖｎと、前回の使用状態において算出したＳＯＨを示す前回ＳＯＨとに基づいて、前回ＳＯＨに至る蓄電池５０のルート時間を示す前回ルート時間Ｈｂを算出する（ステップＳ７）。実施形態において、ルート時間とは、使用時間ｈのルート値（平方根）をいう。前回ＳＯＨをＳＯＨｂとした場合、前回ルート時間Ｈｂは、以下の（６）式に基づいて算出される。

【0101】

【数6】

【0102】

前回ルート時間Ｈｂを算出した後、劣化状態算出部１３Ｄは、前回ルート時間Ｈｂと、今回劣化速度Ｖｎと、現在の使用状態のルート時間を示す今回ルート時間Ｈｎとに基づいて、現在の使用状態における蓄電池５０のＳＯＨを示す今回ＳＯＨを算出する（ステップＳ８）。今回ルート時間をＨｎ、今回ＳＯＨをＳＯＨｎとした場合、今回ＳＯＨは、以下の（７）式に基づいて算出される。

【0103】

【数7】

【0104】

図１０は、実施形態に係る蓄電池５０の劣化状態の算出方法を説明するための図である。図１０に示すグラフにおいて、横軸はルート時間であり、縦軸はＳＯＨである。前回ＳＯＨは、蓄電池５０の前回の使用状態において既に算出されており、マスタコントローラ１３のＳＯＨ記憶部（不図示）に記憶されている。ステップＳ６に算出された今回劣化速度Ｖｎは、図１０に示すラインの傾きを示す。なお、図１０において、「Ａ点」、「Ｂ点」、「Ｃ点」、「Ｄ点」のそれぞれは、過去の複数の使用状態のそれぞれにおいて算出されたＳＯＨの実測データを示す。「Ｄ点」におけるＳＯＨが前回ＳＯＨである。

【0105】

前回ルート時間Ｈｂは、蓄電池５０が過去において今回劣化速度Ｖｎで劣化したと想定した場合に、前記ＳＯＨに至るまでに要するルート時間である。今回ルート時間Ｈｎは、タイマの計測結果に基づいて算出される。図１０に示すように、劣化状態算出部１３Ｄは、Ｄ点を通り、且つ、傾きがＶｎであるラインを作成して、前回ルート時間Ｈｂと今回ルート時間Ｈｎと今回劣化速度Ｖｎとに基づいて、「Ｅ点」で示される今回ＳＯＨを算出することができる。

【0106】

劣化状態算出部１３Ｄは、現在の使用状態の開始時点と終了時点との間のＳＯＨの変化量を示すΔＳＯＨを算出する（ステップＳ９）。ΔＳＯＨは、以下の（８）式に基づいて算出される。

【0107】

【数8】

【0108】

ΔＳＯＨは、現在の使用状態のみの劣化状態を示す。劣化状態算出部１３Ｄは、複数の使用状態のそれぞれにおける個別の劣化状態を示すΔＳＯＨを算出することもできる。上述の今回ＳＯＨは、複数の使用状態を経たトータルの劣化状態を示す。今回ＳＯＨは、複数のΔＳＯＨの総和に相当する。劣化状態算出部１３Ｄは、複数の使用状態を経た現在のトータルの劣化状態を示す今回ＳＯＨを算出することができる。

【0109】

［コンピュータシステム］
図１１は、実施形態に係るコンピュータシステム１０００を示すブロック図である。上述の管理コントローラ１１、電源コントローラ１２、及びマスタコントローラ１３のそれぞれは、コンピュータシステム１０００を含む。コンピュータシステム１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサ１００１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリを含むメインメモリ１００２と、ストレージ１００３と、入出力回路を含むインタフェース１００４とを有する。上述の管理コントローラ１１、電源コントローラ１２、及びマスタコントローラ１３のそれぞれの機能は、コンピュータプログラムとしてストレージ１００３に記憶されている。プロセッサ１００１は、コンピュータプログラムをストレージ１００３から読み出してメインメモリ１００２に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、コンピュータプログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム１０００に配信されてもよい。

【0110】

コンピュータプログラム又はコンピュータシステム１０００は、上述の実施形態に従って、作業機械１に搭載された蓄電池５０の使用状態を特定することと、複数の使用状態のそれぞれにおいて蓄電池５０の劣化状態を算出することと、を実行することができる。

【0111】

［効果］
以上説明したように、実施形態に係る蓄電池５０の劣化状態推定システム２００は、作業機械１に搭載された蓄電池５０の使用状態を特定する使用状態特定部１３Ｂと、複数の使用状態のそれぞれにおいて蓄電池５０の劣化状態（ΔＳＯＨ）を算出する劣化状態算出部１３Ｄと、を備える。ΔＳＯＨは、充電状態における劣化状態、放電状態における劣化状態、及び休止状態における劣化状態の少なくとも一つを含む。蓄電池５０の劣化状態は、蓄電池５０の使用状態によって変化する可能性がある。実施形態において、劣化状態算出部１３Ｄは、蓄電池５０の使用状態を考慮して劣化状態を推定する。これにより、劣化状態算出部１３Ｄは、複数の使用状態を経た現在のトータルの劣化状態（今回ＳＯＨ）を精度良く推定することができる。

【0112】

［その他の実施形態］
上述の実施形態において、作業機械１がバッテリフォークリフトであることとした。作業機械１はバッテリショベルでもよい。また、作業機械１は、バッテリフォークリフト又はバッテリショベルに限定されず、蓄電池５０を動力源とする作業機械であればよい。

【符号の説明】

【0113】

１…作業機械、２…車体、２Ａ…フレーム、２Ｂ…収容部材、２Ｃ…カウンタウエイト、２Ｄ…カバー、３…走行装置、３Ｆ…前輪、３Ｒ…後輪、４…作業機、４Ａ…マスト、４Ｂ…フォーク、５…バッテリパック、５Ａ…第１バッテリパック、５Ｂ…第２バッテリパック、６…インタフェース装置、６Ａ…操作装置、６Ｂ…表示装置、７…作業機シリンダ、７Ａ…チルトシリンダ、７Ｂ…リフトシリンダ、８…運転シート、９…ステアリングホイール、１０…接続部、１０Ａ…第１接続部、１０Ｂ…第２接続部、１１…管理コントローラ、１１Ａ…平均電流算出部、１１Ｂ…平均温度算出部、１１Ｃ…平均充電率算出部、１１Ｄ…充電率変化量算出部、１２…電源コントローラ、１３…マスタコントローラ、１３Ａ…パラメータ記憶部、１３Ｂ…使用状態特定部、１３Ｃ…動作条件取得部、１３Ｄ…劣化状態算出部、１４…ロックセンサ、１５…通電ライン、１６…検出ライン、１７…電源回路、２０…充電装置、２０Ａ…第１充電装置、２０Ｂ…第２充電装置、２１…ケーブル、２２…プラグ、２３…インタフェース装置、２３Ａ…操作装置、２３Ｂ…表示装置、２４…ＡＣ／ＤＣ変換モジュール、２５…コンタクタ、２６…充電コントローラ、２７…商用電源、３０…制御回路、３１…正極ライン、３１Ａ…正極ライン、３１Ｂ…正極ライン、３２…負極ライン、３２Ａ…負極ライン、３２Ｂ…負極ライン、３３…信号ライン、３３Ａ…信号ライン、３３Ｂ…信号ライン、３４…信号ライン、３４Ａ…信号ライン、３４Ｂ…信号ライン、３５…正極ライン、３５Ａ…ヒューズ、３６…負極ライン、３７…正極ライン、３８…負極ライン、３９…正極ライン、４０…負極ライン、４１…充電コンタクタ、４１Ａ…充電コンタクタ、４１Ｂ…充電コンタクタ、４２…放電コンタクタ、４３…ヒータコンタクタ、４４…自己保持リレー、４５…正極ライン、４６…負極ライン、４７Ａ…電圧センサ、４７Ｂ…電圧センサ、４８…電圧センサ、４９…電流センサ、５０…蓄電池、５１…電源スイッチ、５２…稼働ランプ、５３…電圧センサ、５４…温度センサ、５５…ヒータ、５６…バッテリコントローラ、５７…正極ライン、５８…負極ライン、６１…走行インバータ、６２…作業機インバータ、６３…走行モータ、６４…作業機モータ、７１…制御ライン、７１Ａ…制御ライン、７１Ｂ…制御ライン、７２…制御ライン、７３…制御ライン、７４…制御ライン、７５…通信ライン、７６…通信ライン、８０…キースイッチ、８１…緊急停止操作部、１００…充電制御システム、２００…劣化状態推定システム、２３１…充電開始操作部、２３２…充電停止操作部、２３３…緊急停止操作部、１０００…コンピュータシステム、１００１…プロセッサ、１００２…メインメモリ、１００３…ストレージ、１００４…インタフェース。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】