(57)【要約】 【課題】  所定電圧まで充電した後、自動的に充電を停止する充電方法と、普通充電による充電方法とを適切に選択することを可能とする。【解決手段】  初期充電スイッチがＯＮされると（Ｓ６）、初期充電のみを実行し（Ｓ８〜S１３）、その充電が完了すると初期充電完了表示部が点灯し（Ｓ１４）、計数手段による初期充電の計数値Ｎを＋１し、そのＮ＋１をＮとする（Ｓ１５）。さらに、累計時間算出手段による累積時間値Ｔｎに＋ΔＴを加えた値Ｔｎ＋ΔＴをＴｎとして（Ｓ１６）、終了する。普通充電スイッチがＯＮされると（Ｓ７）、普通充電を実行し（Ｓ１７）、その充電が完了すると普通充電完了表示部が点灯し（Ｓ１８）、計数手段をリセットしＮ＝０とし（Ｓ１９）する。さらに、累積時間算出手段をリセットしＴｎ＝０として（Ｓ２０）、終了する。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
短時間のうちに何度も充電を繰り返す蓄電池の充電方法において、
所定電圧として変曲点電圧以下の電池電圧を設定し、
前記所定電圧になるまで充電を行った後、自動的に充電を停止すること、
を特徴とする充電方法。
【請求項２】
請求項1に記載の充電方法と普通充電とを選択して行うことができる充電装置であって、
請求項1に記載の充電方法を開始するための充電スイッチと、
普通充電を開始するための充電スイッチと、
を区別して設けたことを特徴とする充電装置。
【請求項３】
請求項1に記載の充電方法を行った回数を計数する計数手段と、
普通充電を行うごとに上記計数手段の計数値をリセットする手段と、
を設けたことを特徴とする請求項２に記載の充電装置。
【請求項４】
請求項1に記載の充電方法を行った時間の累積を算出する累積時間算出手段と、
普通充電を行うごとに上記累積時間算出手段の累積時間をリセットする手段と、
を設けたことを特徴とする請求項２に記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バッテリーフォークリフト等の電気自動車の蓄電池を充電する場合に適応され、始終充電と放電を繰り返す蓄電池に対し充電を行う充電方法及び充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バッテリーフォークリフトにおいては、夜間に充電するという使用方法が一般的であり、充電は夜間８〜１２時間かけてゆっくりと充電を行っていた。このような充電を行う充電装置は、下記の文献において既に紹介されている。
【特許文献１】実開平５−４８５４４号公報の段落[０００６]〜[０００７]
【特許文献２】特開平８−４５５５５号公報の段落[０００９]
【０００３】
このような従来の蓄電池の充電方法について図５を用いて説明する。電池電圧Vｃは充電が開始されると上昇し、満充電に比較的近くなると、充電時間に対する電池電圧Vｃの上昇曲線５０上において変曲点Ｐｓが現れる。ここで、充電開始から変曲点Ｐｓが現れるまでの充電を初期充電、変曲点Ｐｓから充電終了に至るまでの充電を末期充電と呼ぶ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、昼間の稼働率の上昇や残業による深夜までの稼動など、従来のフォークリフトの使われ方が変わることによって、蓄電池の充電不足や容量不足が問題になってきている。そのため、フォークリフトが使われないほんのわずかな時間や昼休みにも充電装置を接続し、常に蓄電池を充電させて稼働率を上げる運用が増加している。
【０００５】
図６に何度も充電を行う場合の充電状態を示す。何度も充電装置を接続し、その後外してわずかな時間だけフォークリフトを運転し、運転終了後、再度充電装置を接続するというサイクルを繰り返すと、蓄電池は、充電中、特に末期充電５１時に電解液の温度が上昇し、頻繁に充電されることによって末期充電が何度も行われる状態においては、電解液の温度が高温になり過ぎるため、蓄電池の劣化が激しくなっていた。
【０００６】
そこで本発明では、蓄電池の放電と充電の切替えが頻繁に行われる使用状況においても、頻繁に行われる末期充電による過充電を解消することが可能な充電方法及びその方法を使用する充電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】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載発明の充電方法は、
短時間のうちに何度も充電を繰り返す蓄電池の充電方法において、
所定電圧として変曲点電圧以下の電池電圧を設定し、
前記所定電圧になるまで充電を行った後、自動的に充電を停止すること、
を特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載発明の充電方法は、請求項1に記載発明の充電方法を実施するための充電方法であって、
請求項1に記載の充電方法と普通充電とを選択して行うために、
請求項1に記載の充電方法を開始するための充電スイッチと、
普通充電を開始するための充電スイッチと、
を区別して設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載発明の充電装置は、請求項２に記載発明の充電装置の構成に加えて、
請求項1に記載の充電方法を行った回数を計数する計数手段と、
普通充電を行うごとに上記計数手段の計数値をリセットする手段と、
を設けたことを特徴とする
【００１０】
また、請求項４に記載発明の充電装置は、請求項２に記載発明の充電装置の構成に加えて、
請求項1に記載の充電方法を行った時間の累積を算出する累積時間算出手段と、
普通充電を行うごとに上記累積時間算出手段の累積時間をリセットする手段と、
を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載発明の充電方法によれば、
図1に示すように所定電圧として変曲点電圧以下を設定しているので、初期充電しか行われないことになり、この充電方式を選択している場合には、末期充電は行われないので、蓄電池の電解液の温度上昇を低く抑えることができる。
【００１２】
また、請求項２に記載発明の充電装置によれば、
前記初期充電のみを行う場合と、末期充電を含んだ普通充電を行う場合とを、各々のスイッチによって選択できるので、操作員は頻繁に充電を行うときは、初期充電のみを行い、満充電を望む場合には、普通充電を行わせることができる。
【００１３】
また、請求項３に記載発明の充電方法によれば、
操作員は、それまでに行われた初期充電の実施回数を知ることができるように回数表示装置を設けることによって、普通充電を行う適切な時期を決定することができる。
【００１４】
また、請求項４に記載発明の充電方法によれば、
操作員が、それまでに行われた初期充電の累積時間を知ることができるように、累積時間表示装置を設けることによって、普通充電を行う適切な時期を決定することができる。また、あらかじめ末期充電が必要とされる所定時間が明らかな場合には、初期充電が行われた時間の累積が当該所定時間を超えた場合には、自動的に末期充電を開始するようにすることができる。
【００１５】
以上の発明の充電方法及び充電装置の作用によって、蓄電池の電解液の温度上昇の起因となる末期充電の回数を減らすことで、過充電を防止することが可能となり、蓄電池の寿命短縮の防止を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
最初に請求項1または２に記載発明について図1を用いて説明する。電池電圧Vｃは充電が開始されると上昇し、満充電に比較的近くなると、充電時間に対する電池電圧Vｃの上昇曲線1上において変曲点Ｐｓが現れる。従来技術と同様、充電開始から変曲点Ｐｓが現れるまでの充電を初期充電と呼ぶこととする。図１では、この変曲点電圧Ｖｓを所定電圧として決定しているが、必ずしも変曲点電圧Ｖｓである必要はなく、その電圧よりも少し低い電圧であればよい。すなわち、所定電圧≦変曲点電圧であることが必要となる。
このようにして請求項1に記載の充電方法を選択すると、変曲点を超える電圧になる前に自動的に充電を停止するので、末期充電（変曲点電圧を超えた場合の充電）が開始されることはないため、蓄電池の電解液の温度上昇が抑えられる。一方、普通充電を選択した場合には、変曲点電圧Ｖｓになった以降、引き続いて末期充電が行われる。
【実施例１】
【００１７】
次に本発明の実施例について説明する。図２は本実施例を構成する充電装置のブロック図である。この充電装置は、バッテリーフォークリフト等の電気自動車に搭載され、コネクタ３により商用電源４に接続することができる。コネクタ３は電磁開閉器５、変圧器６を通じて整流回路７に接続され、整流回路７は充電されるべき電気自動車の蓄電池８に接続される。蓄電池８の電力が電源回路９へ供給され、電源回路の出力により、この充電装置が動作可能、すなわち、電源回路９の出力はマイクロコンピュータよりなる制御部１０に動作電源電力として供給される。
【００１８】
蓄電池８の電圧は電圧検出回路１１で検出されて制御部１０へ供給される。コネクタ３に交流検出回路１２が接続され、コネクタ３が交流電源４に接続されているか否かが交流検出回路１２で検出され、その検出出力は制御部１０へ供給される。制御部１０には普通充電スイッチ２３と初期充電スイッチ１３とが接続され、普通充電スイッチ２３を操作すると制御部１０はインターフェイス１４を介して電磁開閉器５を制御し、電圧検出回路１１の検出電圧を参照して蓄電池８に対し普通充電を行ない、その充電が完了すると、インターフェイス２７を介して普通充電完了表示部１６を点灯する。初期充電スイッチ１３を操作すると、制御部１０はインターフェイス１４を介して電磁開閉器５を制御し、電圧検出回路１１の検出電圧を参照して蓄電池８に対し初期充電のみを行ない、その後停止し、インターフェイス２７を介して初期充電完了表示部１５を点灯する。
【００１９】
本実施例において、初期充電の回数が計数手段１８によって計数され、この計数手段１８は普通充電を行う毎にリセットされ、かつその回数はインターフェイス２７を介して初期充電回数表示部１７に表示される。また、初期充電が行われた回数分の時間の累積が累積時間算出手段１９によって算出され、この累積時間算出手段１９は、普通充電を行う毎にリセットされ、かつその累積時間はインターフェイス２７を介して初期充電累積時間表示部２4に表示される。また記憶部２６には、所定電圧Ｖｓが記憶されている。また、制御部１０には、初期充電時間を算出するために、初期充電開始時刻と終了時刻とを読み取るために、時計２5が接続されている。
【００２０】
次に本実施例の動作について図３を用いて説明する。充電器が交流電源に接続されたかを調べ（Ｓ１）、接続されていると、計数手段１８から初期充電回数Ｎを読みだし（Ｓ２）、この回数Ｎを初期充電回数表示部１７に表示する（Ｓ３）。そして、累積時間算出手段１９から累積時間Ｔｎを読み出し（Ｓ４）、この累積時間Ｔｎを初期充電累積時間表示部２4に表示する（Ｓ５）。操作員は、この表示された初期充電回数Ｎや累積時間Ｔｎを参照し、その後使用する蓄電池８の使用計画や、充放電の深浅の履歴、蓄電池８の古さ、季節などを考慮して、初期充電のみが適当か、普通充電が適当かの判断をして、スイッチ１３若しくは２３をＯＮにする。
【００２１】
初期充電スイッチ１３がＯＮされると（Ｓ６）、初期充電を開始し（Ｓ８）、時計２５より初期充電開始時刻ｔａを読み取り記憶して（Ｓ９）、充電電圧が所定電圧になったかどうかを調べ（Ｓ１０）、所定電圧になると初期充電を終了する（Ｓ１１）。その後、初期充電終了時刻ｔｂを読み取り記憶して（Ｓ１２）、初期充電に要した時間ΔＴ＝ｔｂ−ｔａを算出する(Ｓ１３)。次に初期充電完了表示部１５が点灯し（Ｓ１４）、計数手段１８による初期充電の計数値Ｎを＋１し、そのＮ＋１をＮとする（Ｓ１５）。さらに、累計時間算出手段１９による累積時間値Ｔｎに＋ΔＴを加えた値Ｔｎ＋ΔＴをＴｎとして（Ｓ１６）、終了する。
【００２２】
ステップＳ６で初期充電スイッチ１３がＯＮされていないと、普通充電スイッチ２３がＯＮかどうかを調べ（Ｓ７）、ＯＮであれば、普通充電を実行し（Ｓ１７）、その充電が完了すると普通充電完了表示部１６が点灯し（Ｓ１８）、計数手段１８をリセットしＮ＝０とし（Ｓ１９）する。さらに、累積時間算出手段１９をリセットしＴｎ＝０として（Ｓ２０）、終了する。
【実施例２】
【００２３】
次に実施例２の動作について図４を用いて説明する。なお、本実施例を構成する充電装置のブロック図は図２と同様である。
本実施例は、実施例1の動作に加えて、普通充電スイッチをＯＮしない場合においても、所定時間Ｔｍを経過すれば自動的に普通充電を実行するようにしたものである。図４は、図３に示した動作に加え、ステップＳ１の後に、あらかじめ記憶部２６に記憶された所定時間Ｔｍを読み出すステップ（Ｓ２１）を加えており、ステップＳ６の後に、累積時間Ｔｎが所定時間Ｔｍを超えているかどうかを調べ（Ｓ２２）、超えている場合には、普通充電を実行する（Ｓ１７）。その他の動作は上述した実施例1の動作と同様である。
【００２４】
なお、本発明は上記の実施例に限定するものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々な実施が可能である。例えば、実施例２においては、スイッチ操作による充電方法の手動選択と所定時間経過後に自動的に普通充電が行われる充電方法の自動選択を併用しているが、自動選択のみ実行させるようにすることも可能である。また、操作員が初期充電の回数や累積時間を参照するために、計数手段１８や初期充電回数表示部１７、初期充電累積時間表示部２４を設けたが、必要に応じて省略することも可能である。
【００２５】
また、リセットボタンを制御部に接続し、Ｎ、Ｔｎ、Ｔ１、Ｔ２をその実施状況に応じていつでもリセットできるようにしてもよい。また、蓄電池の充電不足や容量不足を補うために、これらの機能加えて、均等充電スイッチを制御部に接続し、均等充電をできるようにしてもよい。さらに均等充電を実行した場合にも、本発明における初期充電の実施回数をリセットする機能を付け加えてもよい。
また、記憶部に繰り返し必要回数Ｍを設定・記憶させておき、初期充電回数ＮがＭになったとき（Ｎ＝Ｍ）、自動的に普通充電を実行するようにしてもよい。
【００２６】
また、本発明では、始終充電と放電を繰り返す蓄電池に対する充電に関して適用されるが、従来のように1日1回の充電を行うことを前提としたモードに対しても実施可能である。すなわち、例えば実施例１においては、普通充電スイッチを最初からＯＮとすることによってそれが可能となる。また、実施例２においては、所定時間ＴｍをＴｍ＝０として記憶させることによって、同様の作用を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、始終充電と放電を繰り返す蓄電池に対し充電を行う充電方法及び充電装置に関して、バッテリーフォークリフト等の電気自動車の蓄電池を充電する場合に適応されるために発明されたものであるが、本発明はこの分野に限るものではなく、特に安価な液式の鉛蓄電池に応用する分野の使用においては格別にその効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の充電の基本概念を説明する図である。
【図２】本発明の実施例1および２の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例1の動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の実施例２の動作を説明するフローチャートである。
【図５】従来の充電の基本概念を説明する図である。
【図６】従来の充電の実施状況を説明する図である。
【符号の説明】
【００２９】
１５・・・初期充電完了表示部、１６・・・普通充電完了表示部、１７・・・初期充電回数表示部、２４・・・初期充電累積時間表示部、１８・・・計数手段、１９・・・累積時間算出手段、２６・・・記憶部、２２・・・所定電圧検出部、１３・・・初期充電スイッチ、２３・・・普通充電スイッチ、２５・・・時計
【００３０】
Ｖｓ・・・所定電圧、Ｐｓ・・・変曲点、Ｔｎ・・・累積時間、Ｔｍ・・・所定時間、Ｎ・・・初期充電回数、ΔＴ・・・初期充電時間、ｔａ・・・初期充電開始時刻、ｔｂ・・・初期充電終了時刻
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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