工程機(jī)械及其電池組的制作方法
工程機(jī)械及其電池組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為工程機(jī)械及其電池組?；跒榱讼拗齐姵亟M（18）的輸出而確定的多個限制電力模式控制工程機(jī)械，具有：基于蓄電組的規(guī)格信息及充電狀態(tài)、進(jìn)而按多個限制電力模式確定的限制電力及動作電壓，計算多個限制電力模式每個的蓄電組的剩余電量的管理單元（11、12）；基于該管理單元計算的剩余電量，用于對多個限制電力模式每個的剩余電量進(jìn)行顯示的顯示裝置（14）。由此，能夠顯示沒有被選擇的限制電力模式的剩余電量，且電池更換作業(yè)變得容易。
【專利說明】工程機(jī)械及其電池組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及將蓄電池的電力轉(zhuǎn)換成動力的工程機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]對于工程機(jī)械，有一種具有蓄電池(電池)，并將該蓄電池的電力轉(zhuǎn)換成動力的工程機(jī)械。作為這種工程機(jī)械，例如，有代替發(fā)動機(jī)而具有蓄電池及電動機(jī)，通過該電動機(jī)對用于驅(qū)動液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液壓泵進(jìn)行驅(qū)動的電池式液壓挖掘機(jī)(電池挖掘機(jī));具有發(fā)動機(jī)、蓄電池及發(fā)電電動機(jī)的混合動力式液壓挖掘機(jī)；通過來自蓄電池的電力驅(qū)動行駛用的電動機(jī)的輪式裝載機(jī)及自卸卡車等。
[0003]這種工程機(jī)械具有的蓄電池由于具有大容量的輸出而價格高，但與發(fā)動機(jī)的驅(qū)動所使用的輕油相比，每單位重量的能量輸出低。因此，如何有效利用受到能夠車載限制的容量的蓄電池且增加作業(yè)量或延長運(yùn)轉(zhuǎn)時間成為很大的問題。
[0004]作為鑒于這點(diǎn)的工程機(jī)械，有一種工程機(jī)械，在設(shè)置于工程機(jī)械的逆變器裝置中計算蓄電池的余量，在判定為該蓄電池的余量較少后限制電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最大輸出(參照日本特開2009 — 197514號公報)。即，在該技術(shù)中，存在多個在判定蓄電池的余量較少的前后，用于限制蓄電池的輸出的模式(以下稱作“限制電力模式”)。另外，不僅對于工程機(jī)械，還為與電動汽車相關(guān)的技術(shù)，有一種技術(shù)，作為蓄電池的余量，通過車輛側(cè)的控制器計算剩余電量(Wh)，將該剩余電量在顯示裝置中顯示(參照日本特開平8 — 201488號公報)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009 - 197514號公報
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開平8 - 201488號公報
[0009]發(fā)明的概要
[0010]發(fā)明欲解決的課題
[0011]因此，在如上述的技術(shù)那樣基于多個限制電力模式控制工程機(jī)械的情況下，顯示該時點(diǎn)所選擇的限制電力模式下的蓄電池的余量(剩余電量)，但無法顯示該時點(diǎn)沒有選擇的其他的限制電力模式下的蓄電池的余量(剩余電量)。即，例如，在自動切換第I及第2限制電力模式的情況下，在選擇該第I模式期間，無法顯示該第2模式的剩余電量。
[0012]另外，作為計算充電電池的剩余電量的方法，可以利用(I)該蓄電池的充電狀態(tài)(例如，充電率)、(2)該蓄電池的電壓(電池電壓)及內(nèi)部電阻、(3)各限制電力模式中的工程機(jī)械的限制電壓及最低電壓。其中，(O的數(shù)據(jù)通過用于管理充電電池的充放電的控制機(jī)構(gòu)即電池控制裝置(電池管理單元)而被逐一計算，(2)的數(shù)據(jù)是該電池控制裝置所具有的數(shù)據(jù)，(3)的數(shù)據(jù)是用于控制工程機(jī)械的控制機(jī)構(gòu)即主控制裝置(工程機(jī)械管理單元)所具有的數(shù)據(jù)。因此，在通過主控制裝置計算剩余電量的情況下，在該主控制裝置中預(yù)先存儲蓄電池的規(guī)格即(2)的數(shù)據(jù)，并通過利用從電池控制裝置被逐一輸入的(I)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。
[0013]但是，目前，從提高安全性的觀點(diǎn)考慮，電池控制裝置和充電電池成為一體的電池組(例如，鋰離子電池)較多，在更換充電電池的情況下，電池控制裝置也要更換。即，在采用如上述那樣通過主控制裝置計算剩余電量的方法的情況下，在將充電電池更換為不同規(guī)格時，需要將存儲于主控制裝置的(2)的數(shù)據(jù)改寫成新的充電電池的數(shù)據(jù)，電池更換作業(yè)變得煩雜。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠顯示沒有被選擇的限制電力模式的剩余電量，且使電池更換作業(yè)變得容易的工程機(jī)械。
[0015]解決課題的手段
[0016]本發(fā)明，為了實現(xiàn)上述目的，在將蓄電池的電力轉(zhuǎn)換成動力的工程機(jī)械中，基于為了限制所述蓄電池的輸出而確定的多個限制電力模式而控制所述工程機(jī)械，具有:控制部，基于所述蓄電池的規(guī)格信息及充電狀態(tài)、進(jìn)而基于按所述多個限制電力模式確定的限制電力及動作電壓，計算所述多個限制電力模式每個的所述蓄電池的剩余電量；顯示裝置，基于由該控制部計算的所述剩余電量，用于顯示所述多個限制電力模式每個的剩余電量。
[0017]發(fā)明的效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明，能夠顯示沒有被選擇的限制電力模式的剩余電量，所以，能夠邊確認(rèn)實質(zhì)的剩余電量邊進(jìn)行作業(yè)，且電池更換作業(yè)變得容易。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的各實施方式的電池式液壓挖掘機(jī)的外觀圖。
[0020]圖2是本發(fā)明的各實施方式的搭載在液壓挖掘機(jī)上的蓄電系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
[0021]圖3是表示本發(fā)明的各實施方式的無負(fù)荷時電池電壓OCV和充電率的函數(shù)表的圖。
[0022]圖4是表示本發(fā)明的各實施方式的電池電阻R和充電率的函數(shù)表的圖。
[0023]圖5是表示本發(fā)明的各實施方式的液壓挖掘機(jī)中的限制電力模式每個的限制電力及最低動作電壓的圖。
[0024]圖6是在本發(fā)明的第I實施方式的工程機(jī)械管理單元中執(zhí)行的剩余電量計算處理的流程圖。
[0025]圖7是根據(jù)液壓挖掘機(jī)的狀態(tài)自動選擇限制電力模式的情況下的剩余電量的計算例的說明圖。
[0026]圖8是表示各限制電力模式的總電量EOl、E02及剩余電量El、E2的計算結(jié)果的圖。
[0027]圖9是表示根據(jù)電池組的電壓自動選擇限制電力模式的情況下的顯示裝置的顯示畫面的圖。
[0028]圖10是經(jīng)由模式切換裝置手動地選擇限制電力模式的情況下的剩余電量的計算例的說明圖。
[0029]圖11是表示根據(jù)來自模式切換裝置的輸入能夠手動地選擇限制電力模式的情況下的顯示裝置的顯示畫面的圖。
[0030]圖12是表示半自動地選擇限制電力模式的情況下的顯示裝置的顯示畫面的圖。[0031]圖13是本發(fā)明的第2實施方式的電池管理單元中執(zhí)行的剩余電量計算處理的流程圖。
【具體實施方式】
[0032]以下，利用【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。圖1是本發(fā)明的各實施方式的電池式液壓挖掘機(jī)(電池挖掘機(jī))的外觀圖。該圖所示的液壓挖掘機(jī)，具有:多關(guān)節(jié)型的作業(yè)裝置1A，其具有動臂la、斗桿Ib及鏟斗Ic ;車身1B，其具有上部旋轉(zhuǎn)體Id及下部行駛體Ie。
[0033]動臂Ia能夠轉(zhuǎn)動地支承于上部旋轉(zhuǎn)體ld，通過液壓缸(動臂缸)3a被驅(qū)動。斗桿Ib能夠轉(zhuǎn)動地支承于動臂Ia,通過液壓缸(斗桿缸)3b被驅(qū)動。纟產(chǎn)斗Ic能夠轉(zhuǎn)動地支承于斗桿Ib,通過液壓缸(纟產(chǎn)斗缸)3c被驅(qū)動。上部旋轉(zhuǎn)體Id通過電動馬達(dá)(旋轉(zhuǎn)馬達(dá))(未圖示)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，下部行駛體Ie通過左右的行駛馬達(dá)(液壓馬達(dá))3e、3f (未圖示)被驅(qū)動。液壓缸3a、液壓缸3b、液壓缸3c及行駛馬達(dá)3e、3f，通過由液壓泵6(參照圖2)從油箱9吸起的壓力油而被驅(qū)動。
[0034]圖2是本發(fā)明的各實施方式的液壓挖掘機(jī)上所搭載的蓄電系統(tǒng)的構(gòu)成圖。該圖所示的蓄電系統(tǒng)具有:電池組18 ;工程機(jī)械(工程機(jī)械)管理單元(主控制裝置(主控制部))12，基于為了限制電池組18的輸出而確定的多個限制電力模式(后面詳述)而用于對液壓挖掘機(jī)進(jìn)行控制；用于對電池組18的剩余電量進(jìn)行儀表顯示90的顯示裝置14 ;用于將限制電力模式切換為操作者所希望的模式的模式切換裝置19 ;將來自電池組18的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力且用于控制馬達(dá)17的逆變器裝置(電力轉(zhuǎn)換裝置)16 ;通過電池組18的電力產(chǎn)生動力的三相交流馬達(dá)(電動機(jī))17 ;通過馬達(dá)17被驅(qū)動的液壓泵6。
[0035]工程機(jī)械管理單元12，作為硬件構(gòu)成，具有用于執(zhí)行各種控制程序的運(yùn)算處理裝置(例如，CPU)，從該控制程序開始存儲各種數(shù)據(jù)的存儲裝置(例如，ROM、RAM)等(都未圖示)。
[0036]電池組18包括:電池模塊10、電池管理單元(電池控制裝置(電池控制部))11、用于將電池管理單元11連接于電池模塊10的通信線15。電池組18能夠從液壓挖掘機(jī)裝拆，根據(jù)電池的劣化、構(gòu)成零件的不良等能夠適當(dāng)更換。
[0037]電池模塊10為電池單位的模塊，通過將多個電池(電池單元)適當(dāng)?shù)卮⒙?lián)地連接而構(gòu)成。一般地，電池模塊10將電池以4串聯(lián)到40串聯(lián)左右進(jìn)行連接而構(gòu)成，收納在箱中。此外，在圖2所示的電池組18中，串聯(lián)地連接電池模塊10，但也可以串并聯(lián)地連接等。
[0038]電池管理單元11，計算電池組18的充電狀態(tài)(SOC:State of Charge)、劣化度(SOH:State of health)等，另外，對電池組18是否為過充電及過放電進(jìn)行監(jiān)視。電池管理單元11，作為硬件構(gòu)成，具有用于執(zhí)行各種控制程序的運(yùn)算處理裝置(例如，CPU)、從該控制程序開始用于存儲各種數(shù)據(jù)的存儲裝置(例如，ROM、RAM)等(均未圖示)。本實施方式的電池管理單元11中，作為表示電池組18的充電狀態(tài)的值，計算“充電率”。這里，充電率能夠定義為，“100% — 100X從當(dāng)前的滿充電的放電量/滿充電容量”。
[0039]另外，電池管理單元11中，作為構(gòu)成電池組18的電池的規(guī)格信息而存儲有無負(fù)荷時電池電壓OCV [V]及電池電阻R [Ω]。
[0040]另外，這些值(0CV [V]、R [ Ω ])根據(jù)電池的充電狀態(tài)而變化，所以，本實施方式的電池管理單元11以表的形式存儲有充電率[%]和無負(fù)荷時電池電壓OCV [V]的關(guān)系；和充電率[%]和電池電阻R [Ω]的關(guān)系(參照圖3及圖4)。無負(fù)荷時電池電壓OCV及電池電阻R根據(jù)這些表的信息和由電池管理單元11計算的充電率而被計算。
[0041 ] 圖3是表示本發(fā)明的各實施方式的無負(fù)荷時電池電壓OCV和充電率的函數(shù)表(OCV表)的圖。該圖中，OCV為電池停止充放電后隨即的電壓OCV [V]和充電率[%]的函數(shù)表。在該圖的例中，充電率為10%刻度，相對于各充電率設(shè)定0CV。因此，在計算的充電率為沒有存儲在OCV表中的值的情況下，利用對應(yīng)于與該值最接近的兩個充電率的兩個0CV，根據(jù)該兩個OCV計算最后的0CV。即，為了求出充電率15%時的0CV，可以根據(jù)充電率10%和20%時的OCV的值計算。
[0042]另外，在換算成后述的式(3)中的OCV(x)的X (放電量[Ah])時，還可以利用下式(I)。作為計算充電率的初始值的方法，基于工程機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)前的電壓由圖3的OCV表進(jìn)行計算。在運(yùn)轉(zhuǎn)工程機(jī)械中途的充電率可以作為“充電率初始值十電流積分/滿充電容量X 100”計算。另外，在運(yùn)轉(zhuǎn)工程機(jī)械的中途，還可以基于電阻推定電池的開放電壓，根據(jù)圖3的OCV表，推定充電率。
[0043][數(shù)式I]
[0044]X (Ah) =滿充電容量(Ah) X (1-充電率/100) (I)
[0045]此外，圖3的OCV表表示每個電池單元的電壓。因此,在計算電池組18整體的電壓的情況下，對電池組18所包含的電池的個數(shù)(例如，串聯(lián)個數(shù)量)相乘地計算。此外，作為設(shè)定OCV表的方法，使充電率以10%的刻度從0%變化到100%，基于停止充放電并放置兩小時后的電壓作成表。
[0046]電池的滿充電容量隨著使用會發(fā)生劣化，因此，優(yōu)選利用公知的方法(例如，日本特開平6 - 242193號公報記載的技術(shù))并通過電池管理單元11進(jìn)行計算從而進(jìn)行適當(dāng)?shù)厣?。作為滿充電容量的具體的計算例，利用圖3的OCV表計算液壓挖掘機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前的充電率，并另外計算運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的放電量，利用圖3的OCV表計算運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束后的充電率，利用下式(2)求出這些計算的值。此外，在電池管理單元11中設(shè)有電流計。因此，下式(2)中的放電量Q還可以作為該電流計的輸出值(電流值)的積分值而進(jìn)行計算。
[0047][數(shù)式2]
[0048]滿充電容量(Ah) =100XQ/|運(yùn)轉(zhuǎn)前的充電率-結(jié)束后的充電率I (2)
[0049]Q:運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的放電量(Ah)
[0050]圖4是表不本發(fā)明的各實施方式的電池電阻R和充電率的函數(shù)表(電阻表)的圖。在該圖所示的例中，電阻R通過電池組18的充電率[%_電流值[A](使放電側(cè)為十(正))來決定。該電阻表中的充電率為10%刻度，所以，與圖3的情況同樣地，在計算充電率15%的情況下的電阻的情況下，利用充電率10%和20%的值。另一方面，由于電流為20 [A]刻度，所以，在計算30 [A]的情況下的電阻的情況下，利用20 [A]的數(shù)據(jù)和40 [A]的數(shù)據(jù)。
[0051]此外，作為設(shè)定電阻表的方法，例如有以下的方法。即，例如，在以充電率40%設(shè)定電流20 [A]的電阻的情況下，以充電率40%使電流成為20 [A]，將經(jīng)過短時間后的(例如，2分)電壓Vs的值和OCV的值的差除以20 [A]的值而計算的方法。另外，電阻R的值會隨著電池劣化而變大，因此，電阻表優(yōu)選根據(jù)電池的劣化而進(jìn)行適當(dāng)升級。該情況下，在使工程機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，以恒定電流、經(jīng)過恒定時間(例如，2分)后的情況下的電壓為基礎(chǔ)，求出將與OCV的差除以電流后的值R。而且，在圖4的電阻表中，將相當(dāng)于充電率和電流的值作為r，求出兩者的比(R/r)。而且，還有一種方法，將該R/r乘以圖4的表的全部電阻而使電阻表升級。
[0052]此外，由于電池的電阻根據(jù)溫度發(fā)生變化，所以，還可以在圖4的要素(充電率及電流)上加上溫度而設(shè)定電阻表。
[0053]回到圖2，電池管理單元11和工程機(jī)械管理單元12通過通信線13連接，存儲于各管理單元11、12的信息(例如，OCV表、電阻表)、各管理單元11、12計算的信息等經(jīng)由通信線13進(jìn)行交換。電池管理單元11進(jìn)一步經(jīng)由通信線15與電池模塊10連接，與電池模塊10交換電壓、溫度、電流等的信息。電池組18的電力向逆變器16供給。
[0054]工程機(jī)械管理單元12，在本實施方式中，主要進(jìn)行根據(jù)來自模式切換裝置19的輸入的控制電力模式的切換；基于逆變器裝置16的控制的液壓泵6的控制；顯示裝置14的顯示控制。另外，工程機(jī)械管理單元12中，存儲有按多個限制電力模式而確定的液壓挖掘機(jī)的限制電力及動作電壓。
[0055]圖5是表示本發(fā)明的各實施方式的液壓挖掘機(jī)的每個限制電力模式的限制電力[kWh]及最低動作電壓[V]的圖。如該圖所示，在工程機(jī)械管理單元12中存儲有限制電力模式的數(shù)量。本實施方式中，存在兩個限制電力模式(第I限制電力模式34、第2限制電力模式35)。第I限制電力模式34為以全功率使液壓挖掘機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的模式(全功率模式)，第2限制電力模式35為限制電力消耗的模式(經(jīng)濟(jì)模式(省電模式))。這里，“限制電力”是指，不輸出其以上的電力的電力的上限值，圖5的例中，全功率模式下設(shè)定為50 [kW]，節(jié)能模式(eco mode)下設(shè)定為30 [kW]。另外，“最低動作電壓”是指，在其以下的電壓下無法保證逆變器裝置16的動作的動作電壓的下限值，圖5的例中兩模式都設(shè)定為170 [V]。
[0056]此外，各限制電力模式中的限制電力的值可以使用設(shè)計者等預(yù)先確定的值。另外，通過傳感器等檢測逆變器裝置16、馬達(dá)17的溫度，可以將根據(jù)該檢測值適當(dāng)修正的值作為限制電力加以利用。作為該情況下的修正的方法，例如，在馬達(dá)17的溫度比外氣溫度相對地高15°C的情況下，存在與默認(rèn)的設(shè)定值相比使限制電力成為下降10%的值的情況。
[0057]另外，上述的例子中，將逆變器裝置16的動作電壓設(shè)定為各限制電力模式的最低動作電壓，但若為比該最低動作電壓大的值，則還可以將設(shè)計者等預(yù)先確定的值作為動作電壓加以利用。例如，還可以將比馬達(dá)17的額定電壓小10%的值作為動作電壓加以利用。而且，圖5的例子中，利用各限制電力模式所共用的值(170[V])，但還可以將根據(jù)限制電力模式而不同的值作為動作電壓進(jìn)行利用。此外，圖5的例子中，是限制電力模式為兩個的例子，但當(dāng)然還可以使模式數(shù)為三個以上。
[0058]模式切換裝置19是用于從存儲于工程機(jī)械管理單元12中的多個限制電力模式中選擇一個限制電力模式的裝置，與工程機(jī)械管理單元12連接。工程機(jī)械管理單元12中，經(jīng)由模式切換裝置19而被操作者選擇的限制電力模式被選擇，基于該被選擇的限制電力模式控制液壓挖掘機(jī)的驅(qū)動。此外，在工程機(jī)械管理單元12以根據(jù)液壓挖掘機(jī)的狀態(tài)自動選擇限制電力模式的方式構(gòu)成的情況下(例如，以僅能選擇限制電力最小的模式(本實施方式的節(jié)能模式)的程度，電池組18的剩余電量較少時)，存在與被模式切換裝置19所選擇的模式相比，被工程機(jī)械管理單元12自動選擇的模式優(yōu)先的情況。
[0059]顯示裝置14與工程機(jī)械管理單元12連接，基于來自工程機(jī)械管理單元12的輸入值，限制多個限制電力模式每個的電池組18的剩余電量和表示在各限制電力模式下液壓挖掘機(jī)能夠以多長時間運(yùn)轉(zhuǎn)的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間(例如，參照后面的圖10)。顯示裝置14的畫面上設(shè)有用于顯示電池組18的剩余電量和液壓挖掘機(jī)的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間的顯示部(詳細(xì)后述)。
[0060]圖6是本發(fā)明的第I實施方式的工程機(jī)械管理單元12中執(zhí)行的剩余電量計算處理的流程圖。該圖所示的流程圖，在液壓挖掘機(jī)的電源從OFF變成ON時開始。首先，開始，執(zhí)行作為電池組18的規(guī)格信息從電池管理單元11向工程機(jī)械管理單元12輸入OCV表(參照圖3)及電阻表(參照圖4)的處理(步驟121)。然后，電池管理單元11執(zhí)行計算電池組18的充電率(充電狀態(tài))及放電量從而向工程機(jī)械管理單元12輸出的處理，且工程機(jī)械管理單元12執(zhí)行輸入該充電率的處理(步驟122)。
[0061]然后，工程機(jī)械管理單元12基于從電池管理單元11輸入的OCV表、電阻表及充電率，執(zhí)行計算此時的充電狀態(tài)下的電池組18的OCV和電阻值的處理(步驟123)。
[0062]接下來，工程機(jī)械管理單元12基于步驟123計算的電池組18的OCV及電阻和按多個限制電力模式確定的限制電力及動作電壓(參照圖5)，計算每個限制電力模式的電池組18的剩余電量(步驟124)。然后，通過圖7說明該計算例。這里，首先，對工程機(jī)械管理單元12根據(jù)液壓挖掘機(jī)的狀態(tài)(以下的例子中，各限制電力模式的限制電力和電池組18的電池電壓)從多個限制電力模式中自動選擇一個限制電力模式的情況下的計算例進(jìn)行說明。以下的例子中，對于限制電力模式，限制電力相對較大的第I限制電力模式在滿充電時被選擇，然后，在電池組18的電池電壓達(dá)到第I限制電力模式的最低動作電壓時(電池組18的放電量達(dá)到Xl (后述)時)，限制電力相對較小的第2限制電力模式被自動地選擇。
[0063]圖7是根據(jù)液壓挖掘機(jī)的狀態(tài)自動選擇限制電力模式的情況下的剩余電量的計算例的說明圖。該圖所示的縱軸41表示電池組18的電壓[V],橫軸42表示電池組18的放電量[Ah](從滿充電狀態(tài)的放電量[Ah]的累計值)。橫軸42上的x0表示當(dāng)前的放電量。另外，最低動作電壓43預(yù)先存儲于工程機(jī)械管理單元12，為按限制電力模式設(shè)定的圖5的值(170 [V])。該圖中的第I電池電壓曲線44表示以第I限制電力模式(對應(yīng)于圖5的全功率模式)時的電流對電池組18進(jìn)行放電時的曲線。這里所說的第I限制電力模式時的電流(I)能夠作為下式(3)的解被求出。
[0064][數(shù)式3]
[0065]{0CV (X) -R (x, I) XI} X I=P (3)
[0066]OCV (x): Open Circuit Voltage 的省略
[0067]無負(fù)荷時電池電壓(通過OCV表計算)[V]
[0068]R(x, I):電阻函數(shù)(通過電阻表計算)[Ω ]
[0069]1:電流[A]
[0070]P:限制電力[W]
[0071]X:放電量[Ah]
[0072]上述(3)式中，步驟123中計算OCV及R，限制電力以圖5方式預(yù)先設(shè)定，所以，上述(3)式成為關(guān)于I的2次方程式。因此，從(3)式得到兩個I的解(以下成為II)，但這里，選擇兩個解中較小的一方(電流小的一方(即，預(yù)先設(shè)定的限制電流以下))。這里，通過下式
(4)得到的曲線成為流通電流Il時的第I電池電壓曲線44。
[0073][數(shù)式4]
[0074]電池電壓=OCV(X)-R(X，II) XIl (4)[0075]然后，求出第I電池電壓曲線44達(dá)到最低動作電壓43的放電量x(成為xl)。其可以通過對下式(5)求解得到。
[0076][數(shù)式5]
[0077]最低動作電壓=OCV(X)-R(X，I) XI (5)
[0078]此時，以第I限制電力模式驅(qū)動液壓挖掘機(jī)時的電池組18的剩余電量El，在從當(dāng)前的放電量xO到放電量xl的區(qū)間中，作為以放電量X對式(4)進(jìn)行積分后的值(區(qū)域46的面積)而得出。此外,第I限制電力模式的總電量EOl (即，從滿充電的狀態(tài)到xl放電時的電量的合計)，在從X = O到xl的區(qū)間中，作為以放電量X對式(4)進(jìn)行積分后的值(區(qū)域45和區(qū)域46的面積的合計)而得出。此外，總電量EOl還可以根據(jù)液壓挖掘機(jī)的起動時的剩余電量計算。
[0079]然后，求出第2限制電力模式的剩余電量E2。其與第I限制電力模式的剩余電量El同樣求出。開始求出式(3)的解(成為12)，通過下式(6)求出流通電流12時的第2電池電壓曲線47。接下來，求出第2電池電壓曲線47達(dá)到最低動作電壓43的放電量X (成為x2)。
[0080]由此，在第2限制電力模式下驅(qū)動液壓挖掘機(jī)時的電池組18的總電量E02，從放電量xl到放電量x2的區(qū)間中，能夠作為以放電量X對式(6)進(jìn)行積分后的值(區(qū)域48和區(qū)域49的面積的合計)而得出。另外，在第2限制電力模式下驅(qū)動液壓挖掘機(jī)時的電池組18的剩余電量E2，在xl > xO的情況下(即，在選擇第I限制電力模式的情況下)，從放電量xl到x2的區(qū)間中，能夠成為以X對式(6)進(jìn)行積分后的值(區(qū)域48和區(qū)域49的面積的合計)，在xl < xO的情況下(S卩，自動切換到第2限制電力模式后)，從放電量xO到x2的區(qū)間中，成為以X對式(6)進(jìn)行積分后的值(區(qū)域48和區(qū)域49的面積的合計)。
[0081][數(shù)式6]
[0082]電池電壓=OCV(X)-R(X，12) X 12 (6)
[0083]圖8是表示各限制電力模式中的總電量EOl、E02及剩余電量El、E2的計算結(jié)果的圖。在該圖的例子中，由第I限制電力模式81和第2限制電力模式82兩個信息構(gòu)成。而且，第I限制電力模式的信息由總電量83和剩余電量84構(gòu)成。第2限制電力模式也同樣由總電量和剩余電量構(gòu)成。工程機(jī)械管理單元12執(zhí)行基于這些的計算結(jié)果用于將各限制電力模式的剩余電量及剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間在顯示裝置14中顯示的計算。
[0084]圖9是表示根據(jù)電池組18的電壓自動選擇限制電力模式的情況下的顯示裝置14的顯示畫面的圖。這里，如前所述，以各限制電力模式的限制電力及電池組18的電壓為基準(zhǔn)，第I及第2限制電力模式以預(yù)先確定的順序被選擇。具體來說，首先，在電池電壓達(dá)到第I限制電力模式的動作電壓(170 [V])期間選擇第I限制電力模式，然后選擇第2限制電力模式。另外，該圖所示的顯示畫面具有:選擇模式顯示部100、儀表顯示部90、剩余電量顯示部96、剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間顯示部97。
[0085]選擇模式顯示部100是顯示有通過工程機(jī)械管理單元12當(dāng)前選擇的限制電力模式的部分，在圖示的例子中，通過工程機(jī)械管理單元12選擇全功率模式(第I限制電力模式)。剩余電量顯示部96是顯示有電池組18的剩余電量的部分,顯示有以上述的順序選擇第I及第2限制電力模式的情況下的剩余電量的合計值。此外，圖中的例子中，以百分率[%]顯示有相對于總電量的剩余電量，還可以通過電量[kWh]顯示。剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間顯示部97是顯示有以按限制電力模式確定的平均電力[W]運(yùn)轉(zhuǎn)液壓挖掘機(jī)時的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間[h]的部分，顯示有以上述的順序選擇第I及第2限制電力模式的情況下的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間的合計值。
[0086]儀表顯示部90是視覺地顯示當(dāng)前的電池組18的剩余電量92的部分，構(gòu)成為包括:表示通過工程機(jī)械管理單元12而被當(dāng)前選擇的限制電力模式(第I限制電力模式)的剩余電量的第I儀表部93 ;表示通過工程機(jī)械管理單元12而最后被選擇的限制電力模式(第2限制電力模式)的剩余電量的第2儀表部94 ;表示目前的消耗電量的消耗儀表部91。圖示的例子中，通過黑色表示消耗儀表部91。
[0087]本實施方式的當(dāng)前的電池組18的剩余電量92為第I限制電力模式的剩余電量和第2限制電力模式的剩余電量的合計值，基于下述式(7 )被計算。
[0088][數(shù)式7]
[0089]余量=IOOX(E1+E2)/(E01+E02) (7)
[0090]El:第I限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0091]E2:第2限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0092]EOl:第I限制電力模式的總電量(Wh)
[0093]E02:第2限制電力模式的總電量(Wh)
[0094]另外，圖示的例子中，成為第I儀表部93和第2儀表部94的邊界位置95的第2限制電力模式的剩余電量基于下述式(8)計算。
[0095][數(shù)式8]
[0096]第2限制電力模式余量=100XE2/(E01+E02) (8)
[0097]El:第I限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0098]E2:第2限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0099]EOl:第I限制電力模式的總電量(Wh)
[0100]E02:第2限制電力模式的總電量(Wh)
[0101]E02:第2限制電力模式的總電量(Wh)
[0102]另外，在圖示的例子中，儀表顯示了剩余電量，但還可以儀表顯示剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間。該情況下，還可以基于下述式(9 一 I)?(9 一 3)計算，成為第I儀表部93和第2儀表部94的邊界位置95的第2限制電力模式的剩余電量可以基于下述式(10 — I)?(10 — 3)計算。這里，計算剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間時利用的“各限制電力模式的平均電量”，可以使用工程機(jī)械偵_最近恒定時間的值(例如5分)、預(yù)先設(shè)定的值或過去的實績值。
[0103][數(shù)式9]
[0104]剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間=(El/Wl)+ (E2/W2) (9-1)
[0105]總運(yùn)轉(zhuǎn)時間=(E01/W1+E02/W2)(9-2)
[0106]余量=IOOX剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間/總運(yùn)轉(zhuǎn)時間 (9-3)
[0107]El:第I限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0108]E2:第2限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0109]EOl:第I限制電力模式的總電量(Wh)
[0110]E02:第2限制電力模式的總電量(Wh)
[0111]Wl:第I限制電力模式的平均電力(W)[0112]W2:第2限制電力模式的平均電力(W)
[0113][數(shù)式10]
[0114]第2限制電力模式的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間=(E2/W2) (10-1)
[0115]第2限制電力模式的總運(yùn)轉(zhuǎn)時間=(E01/W1+E02/W2) (10-2)
[0116]第2限制電力模式的余量=IOOX剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間/總運(yùn)轉(zhuǎn)時間 (10-3)
[0117]El:第I限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0118]E2:第2限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0119]EOl:第I限制電力模式的總電量(Wh)
[0120]E02:第2限制電力模式的總電量(Wh)
[0121]Wl:第I限制電力模式的平均電力(W)
[0122]W2:第2限制電力模式的平均電力(W)
[0123]因此，本實施方式中，在最后選擇的第2儀表部91的上部，因與最初選擇的第I儀表部93連結(jié)地顯示，所以合計顯示兩個模式的剩余電量。若以這樣預(yù)先確定的順序連結(jié)儀表部并進(jìn)行顯示，則能夠容易把握當(dāng)前及今后選擇的限制電力模式和剩余電量的關(guān)系。
[0124]此外，在本實施方式中，對設(shè)定了兩個限制電力模式的情況進(jìn)行了說明，但對于設(shè)定有三個以上的限制電力模式的情況也能夠適用本發(fā)明。該情況下，只要顯示通過工程機(jī)械管理單元12當(dāng)前所選擇的限制電力模式的剩余電量和除去該選擇的限制電力模式后的剩余的限制電力模式中的至少一個的剩余電量(例如，全部的限制電力模式中限制電力最小的模式的剩余電量)即可。
[0125]在如上述那樣在步驟124中執(zhí)行了計算各限制電力模式的剩余電量(剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間)的處理后，執(zhí)行將用于使該計算結(jié)果以圖9的方式進(jìn)行顯示的顯示信號向顯示裝置14輸出的處理(步驟125)。由此，顯示裝置14中如圖9所示那樣顯示有剩余電量(剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間)等。步驟125結(jié)束后，執(zhí)行對液壓挖掘機(jī)的電源是否被切換成OFF進(jìn)行檢查的處理(步驟126)，若電源為ON則反復(fù)進(jìn)行步驟122以后的處理。另一方面，若電源為OFF則結(jié)束一系列的處理。
[0126]此外，步驟126優(yōu)選通過工程機(jī)械管理單元12進(jìn)行判定。另外，作為反復(fù)進(jìn)行上述的一系列處理的周期，可以使用規(guī)定的設(shè)定值(例如，100 [ms]、l [S])。另外,在第2周以后的處理中，還可以省略步驟124的總電量的運(yùn)算處理。而且，步驟121中，在臨時輸入0CV、電阻表后，將該表預(yù)先存儲于工程機(jī)械管理單元12的存儲裝置，還可以省略步驟121直至下次的電池組18的更換。
[0127]根據(jù)以上那樣構(gòu)成的本實施方式，包含當(dāng)前沒有被選擇的限制電力模式(第2限制電力模式)的剩余電量的總的剩余電量被顯示在顯示裝置14中，所以，能夠邊確認(rèn)實質(zhì)的剩余電量邊推進(jìn)作業(yè)。另外，將用于計算電池組的規(guī)格信息(電池電壓及內(nèi)部電阻)的信息(0CV表及電阻表)輸入工程機(jī)械管理單元12的處理(步驟121)被包含在一系列的剩余電量計算處理中，不需要將臨時存儲于工程機(jī)械管理單元12的更換前的電池組的規(guī)格信息改寫成新的信息的作業(yè)，所以，能夠簡單地進(jìn)行電池更換作業(yè)。
[0128]接下來，作為本實施方式的變形例，通過圖10說明經(jīng)由模式切換裝置19手動切換第I及第2限制電力模式的情況下的剩余電量的計算例。圖10是經(jīng)由模式切換裝置19手動地選擇限制電力模式的情況下的剩余電量的計算例的說明圖。該情況下，即使在放電量達(dá)到xl前也能任意選擇第2限制電力模式，所以能夠單獨(dú)計算兩個限制電力模式的剩余電量。
[0129]該情況下的以第I限制電力模式驅(qū)動液壓挖掘機(jī)時的電池組18的剩余電量El的計算與利用圖7說明的前述的方法相同，能夠根據(jù)式(4)求出第I電池電壓曲線44，并從以放電量X對該曲線進(jìn)行積分后的值(區(qū)域46的面積)計算。
[0130]另一方面，第2限制電力模式中，與前述的方法同樣地通過式(3)求出電流12，通過式(6)求出流通電流12時的第2電池電壓曲線47。而且，求出電池電壓達(dá)到最低動作電壓43的放電量x2。第2限制電力模式的剩余電量E2，從放電量xO到放電量x2的區(qū)間中，作為以放電量X對式(6)進(jìn)行積分后的值(區(qū)域46、48、49、50的面積的合計)而得出。另外，第2限制電力模式2的總電量E02成為以放電量X從O到x2對式(6)進(jìn)行積分后的值(區(qū)域45、46、48、49、50、51的面積的合計)。
[0131]圖11是表示根據(jù)來自模式切換裝置19的輸入能夠手動地選擇限制電力模式的情況下的顯示裝置14的顯示畫面的圖。該圖所示的顯示畫面具有:選擇模式顯示部100、剩余電量顯示部96A、剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間顯示部97A、第I儀表顯示部90A、第2儀表顯示部90B。
[0132]剩余電量顯示部96A和剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間顯示部97A是顯示有各限制電力模式的剩余電量和剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間的部分。從提高當(dāng)前選擇的限制電力模式的剩余電量及剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間的視覺辨認(rèn)性的觀點(diǎn)考慮，可以使當(dāng)前沒有被選擇的限制電力模式(節(jié)能模式)的剩余電量及剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間與當(dāng)前所選擇的限制電力模式(功率模式)的剩余電量及剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間相比不易辨認(rèn)。即，例如，如圖示的例子所示，可以施加網(wǎng)格地顯示，或半透明顯示，也可以不顯示。此外，圖示的例子中，在操作者通過手動選擇節(jié)能模式的情況下，功率模式被施加網(wǎng)格地顯示。
[0133]第I儀表顯示部90A是視覺地顯示通過工程機(jī)械管理單元12當(dāng)前選擇的限制電力模式(第I限制電力模式)的剩余電量92A的部分，構(gòu)成為包括:表示繼續(xù)選擇第I限制電力模式時的剩余電量的儀表部93 ;表不直至目前的消耗電量的消耗儀表部91A。
[0134]第2儀表顯示部90B是視覺地顯示除了通過工程機(jī)械管理單元12當(dāng)前選擇的模式以外的剩余的限制電力模式(第2限制電力模式)的剩余電量92B的部分，構(gòu)成為包括:表示繼續(xù)選擇第2限制電力模式時的剩余電量的儀表部94 ;表示直至目前的消耗電量的消耗儀表部91B。
[0135]該情況下的例子中的第I限制電力模式的剩余電量92A能夠通過下述式(11)計算，第2限制電力模式的剩余電量92B能夠基于下述式(12)計算。
[0136][數(shù)式11]
[0137]余量=100XE1/E01(11)
[0138]El:第I限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0139]EOl:第I限制電力模式的總電量(Wh)
[0140][數(shù)式12]
[0141]余量=100XE2/E02(12)
[0142]E2:第2限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0143]E02:第2限制電力模式的總電量(Wh)
[0144]另外，圖示的例子中，對剩余電量進(jìn)行儀表顯示，但與之前的情況下同樣地，還可以對剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間進(jìn)行儀表顯示。該情況下的例子中的第I限制電力模式的剩余電量92A能夠基于下述式(13)計算，第2限制電力模式的剩余電量92B能夠基于下述式(14)計算。
[0145][數(shù)式13]
[0146]剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間=(E1/W1) (13)
[0147]El:第I限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0148]Wl:第I限制電力模式的平均電力(W)
[0149][數(shù)式14]
[0150]剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間=(E2/W2) (14)
[0151]E2:第2限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0152]W2:第2限制電力模式的平均電力(W)
[0153]W2:第2限制電力模式的平均電力(W)
[0154]如上所述，在步驟124中，執(zhí)行計算各限制電力模式的剩余電量(剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間)的處理后，執(zhí)行將用于使該計算結(jié)果以圖11的方式進(jìn)行顯示的顯示信號向顯示裝置14輸出的處理(步驟125)。以后的處理與之前說明的情況相同，故省略。
[0155]根據(jù)以上那樣構(gòu)成的變形例，在能夠通過手動切換限制電力模式的情況下，由于當(dāng)前沒有被選擇的限制電力模式的剩余電量也顯示在顯示裝置14中，所以，能夠容易把握在以沒有被選擇的限制電力模式下使液壓挖掘機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下的剩余電量。由此，能夠邊確認(rèn)實質(zhì)的剩余電量邊推進(jìn)作業(yè)，且考慮到作業(yè)內(nèi)容及剩余電量后的限制電力模式的選擇變得容易。另外，由于減少了改寫工程機(jī)械管理單元12的信息的工時，所以，電池更換作業(yè)也容易。
[0156]下面，作為本實施方式的其他的變形例，通過圖12說明以下情況下的顯示例，SP雖經(jīng)由模式切換裝置19手動地切換第I及第2限制電力模式，但在選擇第I限制電力模式的情況下，在電池組18的電壓達(dá)到動作電壓時自動地選擇第2限制電力模式的情況(以下，稱作“半自動地選擇限制電力模式的情況”)。
[0157]圖12是表示半自動地選擇限制電力模式的情況下的顯示裝置14的顯示畫面的圖。該圖所示的顯示畫面具有:第I儀表顯示部90、第2儀表顯示部90B、選擇模式顯示部100、剩余電量顯示部96A、剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間顯示部97A。
[0158]第I儀表顯示部90與圖9所示的儀表顯示部90為相同的部件。即，其規(guī)格為，在第I限制電力模式下，在電池電壓降低到動作電壓后，第2限制電力模式被自動選擇，同時顯示第I及第2限制電力模式的剩余電量。此外，如圖示的例子所示，在以剩余電量進(jìn)行顯示的情況下，第I限制電力模式的剩余電量可以利用上述式(7)，在以運(yùn)轉(zhuǎn)時間進(jìn)行顯示的情況下可以利用上述式(9)。
[0159]如上述所示，在步驟124中，實行了計算各限制電力模式的剩余電量(剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間)的處理后，執(zhí)行用于將使該計算結(jié)果以圖12的方式進(jìn)行顯示的顯示信號向顯示裝置14輸出的處理(步驟125)。以后的處理與之前說明的情況相同，故省略。
[0160]根據(jù)上述那樣構(gòu)成的變形例，除了之前的變形例的效果，由于容易地考慮到了電池電壓降低后最后被自動選擇的限制電力模式(第2限制電力模式)的剩余電量，所以，能夠考慮實質(zhì)的剩余電量后進(jìn)行作業(yè)。
[0161]此外，在上述兩個變形例中，為顯示當(dāng)前選擇的限制電力模式的儀表顯示部和沒有選擇的限制電力模式的儀表顯示部這雙方的規(guī)格，但從相對于后者使前者的視覺辨認(rèn)性相對提高的觀點(diǎn)考慮，還可以執(zhí)行對后者以施加網(wǎng)格的方式進(jìn)行顯示等使其視覺辨認(rèn)性降低的處理(能夠進(jìn)行與圖11中說明的情況相同的處理)。此外，在不顯示后者的情況下，還可以將顯示切換裝置另外連接于工程機(jī)械管理單元12，并經(jīng)由該切換裝置適當(dāng)切換顯示/非顯示，所述顯示切換裝置用于切換是否儀表顯示當(dāng)前沒有選擇的限制電力模式的剩余電量。
[0162]下面說明本發(fā)明的第2實施方式。本實施方式中，通過電池管理單元11計算剩余電量這點(diǎn)與之前的實施方式不同。
[0163]圖13是在本發(fā)明的第2實施方式的電池管理單元11中執(zhí)行的剩余電量計算處理的流程圖。該圖所示的流程圖在液壓挖掘機(jī)的電源從OFF成為ON時開始。首先最開始，執(zhí)行從工程機(jī)械管理單元12向電池管理單元11輸入各限制電力模式的限制電力值及動作電壓值(參照圖5)的處理(步驟21)。此外，在為限制電力不會因馬達(dá)溫度、逆變器溫度或外氣溫度而變化的系統(tǒng)的情況下，僅在工廠出貨時或更換電池時進(jìn)行步驟21即可。
[0164]然后，電池管理單元11執(zhí)行計算電池組18的充電率的處理(步驟22)，然后，基于該充電率、OCV表及電阻表，執(zhí)行計算此時的充電狀態(tài)下的電池組18的OCV和電阻值的處理(步驟23)。
[0165]接下來，電池管理單元11基于步驟23計算的電池組18的OCV及電阻、按多個限制電力模式確定的限制電力及動作電壓，計算每個限制電力模式的電池組18的剩余電量(步驟24)。關(guān)于計算方法的詳細(xì)，與之前的實施方式相同故省略。
[0166]步驟24中，執(zhí)行了計算各限制電力模式的剩余電量(剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間)的處理后，將該計算結(jié)果向工程機(jī)械管理單元12輸出(步驟25)。該情況下，有以例如圖8所示的形式輸出步驟24的計算結(jié)果的方法。從電池管理單元11接收計算結(jié)果的輸入的工程機(jī)械管理單元12執(zhí)行將用于顯示該計算結(jié)果的顯示信號向顯示裝置14輸出的處理。該處理的詳細(xì)與之前的實施方式中說明的步驟125相同故省略。由此，在顯示裝置14中顯示剩余電量(或剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間)等。
[0167]步驟25及工程機(jī)械管理單元12的顯示結(jié)束后，執(zhí)行對液壓挖掘機(jī)的電源是否切換到OFF進(jìn)行檢查的處理(步驟26)，若電源為ON則重復(fù)進(jìn)行步驟22以后的處理。另一方面，若電源為OFF則結(jié)束一系列的處理。
[0168]這樣，即使通過電池管理單元11計算剩余電量也能夠顯示電池組18的剩余電量(或剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間)，所以，能夠發(fā)揮與第I實施方式同樣的效果。
[0169]此外，以上的說明中，以所謂電池挖掘機(jī)的情況舉例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于此，只要是具有將蓄電池的電力轉(zhuǎn)換成動力的系統(tǒng)的工程機(jī)械都能夠適用。作為這種工程機(jī)械，例如，有通過來自蓄電池的電力驅(qū)動行駛用的電動機(jī)的輪式裝載機(jī)及自卸卡車等。另夕卜，不限于電動式的工程機(jī)械，還能夠適用于通過發(fā)動機(jī)及發(fā)電電動機(jī)驅(qū)動電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的混合動力式的工程機(jī)械。
[0170]附圖標(biāo)記的說明
[0171]6液壓泵
[0172]10電池模塊
[0173]11電池管理單元[0174]12工程機(jī)械管理單元
[0175]14顯示裝置
[0176]16逆變器裝置
[0177]17 馬達(dá)
[0178]18電池組
[0179]19模式切換裝置
[0180]61電池開放電壓
[0181]62充電率
[0182]71充電率
[0183]72 電流
[0184]73 電阻
[0185]90儀表顯不部
[0186]92剩余電量
[0187]93第I限制電力模式的剩余電量
[0188]94第2限制電力模式的剩余電量
[0189]96剩余電量顯示部
[0190]97剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間顯示部[0191 ]100選擇模式顯示部
【權(quán)利要求】
1.一種工程機(jī)械，將蓄電池的電力轉(zhuǎn)換成動力，其特征在于，具有: 電池控制部，用于監(jiān)視所述蓄電池的充放電，其存儲有所述蓄電池的規(guī)格信息，并計算所述蓄電池的充電狀態(tài)； 主控制部，用于基于為了限制蓄電池的輸出而確定的多個限制電力模式來控制所述工程機(jī)械，其基于按所述多個限制電力模式確定的限制電力及動作電壓、以及從所述電池控制部輸入的所述規(guī)格信息及所述充電狀態(tài)，計算所述多個限制電力模式每個的所述蓄電池的剩余電量； 顯示裝置，用于基于由該主控制部計算的所述剩余電量來顯示所述多個限制電力模式每個的剩余電量。
2.—種工程機(jī)械，將蓄電池的電力轉(zhuǎn)換成動力，其特征在于，具有: 主控制部，基于用于限制蓄電池的輸出而確定的多個限制電力模式控制所述工程機(jī)械，存儲有按該多個限制電力模式確定的限制電力及動作電壓； 電池控制部，用于監(jiān)視所述蓄電池的充放電，計算所述蓄電池的充電狀態(tài)，基于該充電狀態(tài)、所述蓄電池的規(guī)格信息、以及從所述主控制部輸入的所述多個限制電力模式每個的所述限制電力及所述動作電壓，計算所述多個限制電力模式每個的所述蓄電池的剩余電量; 顯示裝置，用于基于由所述 主控制部計算的所述剩余電量來顯示所述多個限制電力模式每個的剩余電量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的工程機(jī)械，其特征在于， 還具有用于從所述多個限制電力模式中選擇一個限制電力模式的模式切換裝置， 所述顯示裝置中顯示有通過所述模式切換裝置選擇的限制電力模式的剩余電量；除了該被選擇的限制電力模式以外的剩余的限制電力模式中的至少一個的剩余電量。
4.如權(quán)利要求1或2所述的工程機(jī)械，其特征在于， 所述主控制部根據(jù)所述工程機(jī)械的狀態(tài)從所述多個限制電力模式中選擇一個限制電力模式， 所述顯示裝置中顯示有，通過所述主控制部被選擇的限制電力模式的剩余電量；除了該被選擇的限制電力模式以外的剩余的限制電力模式中的至少一個的剩余電量。
5.如權(quán)利要求4所述的工程機(jī)械，其特征在于， 所述主控制部根據(jù)預(yù)先確定的順序選擇所述限制電力模式， 所述顯示裝置中，所述多個限制電力模式每個的剩余電量以所述順序被連結(jié)地顯示。
6.如權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械，其特征在于，所述主控制部基于所述剩余電量計算所述多個限制電力模式每個的所述工程機(jī)械的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間， 所述顯示裝置，基于由所述主控制部計算的所述剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間，顯示所述多個限制電力模式每個的所述工程機(jī)械的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間。
7.如權(quán)利要求2所述的工程機(jī)械，其特征在于， 所述電池控制部基于所述剩余電量計算所述多個限制電力模式每個的所述工程機(jī)械的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間， 所述顯示裝置，基于由所述電池控制部計算的所述剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間，顯示所述多個限制電力模式每個的所述工程機(jī)械的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間。
8.—種工程機(jī)械，將蓄電池的電力轉(zhuǎn)換成動力，其特征在于，具有: 控制部，基于用于限制所述蓄電池的輸出而確定的多個限制電力模式控制所述工程機(jī)械，其基于所述蓄電池的規(guī)格信息及充電狀態(tài)、以及按所述多個限制電力模式確定的限制電力及動作電壓，計算所述多個限制電力模式每個的所述蓄電池的剩余電量； 顯示裝置，其用于基于由該控制部計算的所述剩余電量，顯示此時選擇的限制電力模式的剩余電量和除了該選擇的限制電力模式以外的剩余的限制電力模式中的至少一個的剩余電量。
9.一種工程機(jī)械的電池組，具有:電池組，具有蓄電池及用于監(jiān)視該蓄電池的充放電的電池控制部；主控制部，基于為了限制所述蓄電池的輸出而確定的多個限制電力模式而控制工程機(jī)械，其特征在于， 該電池控制部執(zhí)行: 計算所述蓄電池的充電狀態(tài)的處理； 基于該計算的充電狀態(tài)、所述蓄電池的規(guī)格信息、以及基于從所述主控制部輸入的所述多個限制電力模式每個的限制電力及動作電壓，計算所述多個限制電力模式每個的所述蓄電池的剩余電量的處理； 將該計算的所述多個限制電力 模式每個的剩余電量向所述主控制部輸出的處理。
【文檔編號】E02F9/00GK103764919SQ201280040460
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月22日
【發(fā)明者】井上健士, 二見基生, 竹內(nèi)健, 坂部啟 申請人:日立建機(jī)株式會社
【專利摘要】本發(fā)明為工程機(jī)械及其電池組?；跒榱讼拗齐姵亟M（18）的輸出而確定的多個限制電力模式控制工程機(jī)械，具有：基于蓄電組的規(guī)格信息及充電狀態(tài)、進(jìn)而按多個限制電力模式確定的限制電力及動作電壓，計算多個限制電力模式每個的蓄電組的剩余電量的管理單元（11、12）；基于該管理單元計算的剩余電量，用于對多個限制電力模式每個的剩余電量進(jìn)行顯示的顯示裝置（14）。由此，能夠顯示沒有被選擇的限制電力模式的剩余電量，且電池更換作業(yè)變得容易。
【專利說明】工程機(jī)械及其電池組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及將蓄電池的電力轉(zhuǎn)換成動力的工程機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]對于工程機(jī)械，有一種具有蓄電池(電池)，并將該蓄電池的電力轉(zhuǎn)換成動力的工程機(jī)械。作為這種工程機(jī)械，例如，有代替發(fā)動機(jī)而具有蓄電池及電動機(jī)，通過該電動機(jī)對用于驅(qū)動液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液壓泵進(jìn)行驅(qū)動的電池式液壓挖掘機(jī)(電池挖掘機(jī));具有發(fā)動機(jī)、蓄電池及發(fā)電電動機(jī)的混合動力式液壓挖掘機(jī)；通過來自蓄電池的電力驅(qū)動行駛用的電動機(jī)的輪式裝載機(jī)及自卸卡車等。
[0003]這種工程機(jī)械具有的蓄電池由于具有大容量的輸出而價格高，但與發(fā)動機(jī)的驅(qū)動所使用的輕油相比，每單位重量的能量輸出低。因此，如何有效利用受到能夠車載限制的容量的蓄電池且增加作業(yè)量或延長運(yùn)轉(zhuǎn)時間成為很大的問題。
[0004]作為鑒于這點(diǎn)的工程機(jī)械，有一種工程機(jī)械，在設(shè)置于工程機(jī)械的逆變器裝置中計算蓄電池的余量，在判定為該蓄電池的余量較少后限制電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最大輸出(參照日本特開2009 — 197514號公報)。即，在該技術(shù)中，存在多個在判定蓄電池的余量較少的前后，用于限制蓄電池的輸出的模式(以下稱作“限制電力模式”)。另外，不僅對于工程機(jī)械，還為與電動汽車相關(guān)的技術(shù)，有一種技術(shù)，作為蓄電池的余量，通過車輛側(cè)的控制器計算剩余電量(Wh)，將該剩余電量在顯示裝置中顯示(參照日本特開平8 — 201488號公報)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009 - 197514號公報
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開平8 - 201488號公報
[0009]發(fā)明的概要
[0010]發(fā)明欲解決的課題
[0011]因此，在如上述的技術(shù)那樣基于多個限制電力模式控制工程機(jī)械的情況下，顯示該時點(diǎn)所選擇的限制電力模式下的蓄電池的余量(剩余電量)，但無法顯示該時點(diǎn)沒有選擇的其他的限制電力模式下的蓄電池的余量(剩余電量)。即，例如，在自動切換第I及第2限制電力模式的情況下，在選擇該第I模式期間，無法顯示該第2模式的剩余電量。
[0012]另外，作為計算充電電池的剩余電量的方法，可以利用(I)該蓄電池的充電狀態(tài)(例如，充電率)、(2)該蓄電池的電壓(電池電壓)及內(nèi)部電阻、(3)各限制電力模式中的工程機(jī)械的限制電壓及最低電壓。其中，(O的數(shù)據(jù)通過用于管理充電電池的充放電的控制機(jī)構(gòu)即電池控制裝置(電池管理單元)而被逐一計算，(2)的數(shù)據(jù)是該電池控制裝置所具有的數(shù)據(jù)，(3)的數(shù)據(jù)是用于控制工程機(jī)械的控制機(jī)構(gòu)即主控制裝置(工程機(jī)械管理單元)所具有的數(shù)據(jù)。因此，在通過主控制裝置計算剩余電量的情況下，在該主控制裝置中預(yù)先存儲蓄電池的規(guī)格即(2)的數(shù)據(jù)，并通過利用從電池控制裝置被逐一輸入的(I)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。
[0013]但是，目前，從提高安全性的觀點(diǎn)考慮，電池控制裝置和充電電池成為一體的電池組(例如，鋰離子電池)較多，在更換充電電池的情況下，電池控制裝置也要更換。即，在采用如上述那樣通過主控制裝置計算剩余電量的方法的情況下，在將充電電池更換為不同規(guī)格時，需要將存儲于主控制裝置的(2)的數(shù)據(jù)改寫成新的充電電池的數(shù)據(jù)，電池更換作業(yè)變得煩雜。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠顯示沒有被選擇的限制電力模式的剩余電量，且使電池更換作業(yè)變得容易的工程機(jī)械。
[0015]解決課題的手段
[0016]本發(fā)明，為了實現(xiàn)上述目的，在將蓄電池的電力轉(zhuǎn)換成動力的工程機(jī)械中，基于為了限制所述蓄電池的輸出而確定的多個限制電力模式而控制所述工程機(jī)械，具有:控制部，基于所述蓄電池的規(guī)格信息及充電狀態(tài)、進(jìn)而基于按所述多個限制電力模式確定的限制電力及動作電壓，計算所述多個限制電力模式每個的所述蓄電池的剩余電量；顯示裝置，基于由該控制部計算的所述剩余電量，用于顯示所述多個限制電力模式每個的剩余電量。
[0017]發(fā)明的效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明，能夠顯示沒有被選擇的限制電力模式的剩余電量，所以，能夠邊確認(rèn)實質(zhì)的剩余電量邊進(jìn)行作業(yè)，且電池更換作業(yè)變得容易。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的各實施方式的電池式液壓挖掘機(jī)的外觀圖。
[0020]圖2是本發(fā)明的各實施方式的搭載在液壓挖掘機(jī)上的蓄電系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
[0021]圖3是表示本發(fā)明的各實施方式的無負(fù)荷時電池電壓OCV和充電率的函數(shù)表的圖。
[0022]圖4是表示本發(fā)明的各實施方式的電池電阻R和充電率的函數(shù)表的圖。
[0023]圖5是表示本發(fā)明的各實施方式的液壓挖掘機(jī)中的限制電力模式每個的限制電力及最低動作電壓的圖。
[0024]圖6是在本發(fā)明的第I實施方式的工程機(jī)械管理單元中執(zhí)行的剩余電量計算處理的流程圖。
[0025]圖7是根據(jù)液壓挖掘機(jī)的狀態(tài)自動選擇限制電力模式的情況下的剩余電量的計算例的說明圖。
[0026]圖8是表示各限制電力模式的總電量EOl、E02及剩余電量El、E2的計算結(jié)果的圖。
[0027]圖9是表示根據(jù)電池組的電壓自動選擇限制電力模式的情況下的顯示裝置的顯示畫面的圖。
[0028]圖10是經(jīng)由模式切換裝置手動地選擇限制電力模式的情況下的剩余電量的計算例的說明圖。
[0029]圖11是表示根據(jù)來自模式切換裝置的輸入能夠手動地選擇限制電力模式的情況下的顯示裝置的顯示畫面的圖。
[0030]圖12是表示半自動地選擇限制電力模式的情況下的顯示裝置的顯示畫面的圖。[0031]圖13是本發(fā)明的第2實施方式的電池管理單元中執(zhí)行的剩余電量計算處理的流程圖。
【具體實施方式】
[0032]以下，利用【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。圖1是本發(fā)明的各實施方式的電池式液壓挖掘機(jī)(電池挖掘機(jī))的外觀圖。該圖所示的液壓挖掘機(jī)，具有:多關(guān)節(jié)型的作業(yè)裝置1A，其具有動臂la、斗桿Ib及鏟斗Ic ;車身1B，其具有上部旋轉(zhuǎn)體Id及下部行駛體Ie。
[0033]動臂Ia能夠轉(zhuǎn)動地支承于上部旋轉(zhuǎn)體ld，通過液壓缸(動臂缸)3a被驅(qū)動。斗桿Ib能夠轉(zhuǎn)動地支承于動臂Ia,通過液壓缸(斗桿缸)3b被驅(qū)動。纟產(chǎn)斗Ic能夠轉(zhuǎn)動地支承于斗桿Ib,通過液壓缸(纟產(chǎn)斗缸)3c被驅(qū)動。上部旋轉(zhuǎn)體Id通過電動馬達(dá)(旋轉(zhuǎn)馬達(dá))(未圖示)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，下部行駛體Ie通過左右的行駛馬達(dá)(液壓馬達(dá))3e、3f (未圖示)被驅(qū)動。液壓缸3a、液壓缸3b、液壓缸3c及行駛馬達(dá)3e、3f，通過由液壓泵6(參照圖2)從油箱9吸起的壓力油而被驅(qū)動。
[0034]圖2是本發(fā)明的各實施方式的液壓挖掘機(jī)上所搭載的蓄電系統(tǒng)的構(gòu)成圖。該圖所示的蓄電系統(tǒng)具有:電池組18 ;工程機(jī)械(工程機(jī)械)管理單元(主控制裝置(主控制部))12，基于為了限制電池組18的輸出而確定的多個限制電力模式(后面詳述)而用于對液壓挖掘機(jī)進(jìn)行控制；用于對電池組18的剩余電量進(jìn)行儀表顯示90的顯示裝置14 ;用于將限制電力模式切換為操作者所希望的模式的模式切換裝置19 ;將來自電池組18的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力且用于控制馬達(dá)17的逆變器裝置(電力轉(zhuǎn)換裝置)16 ;通過電池組18的電力產(chǎn)生動力的三相交流馬達(dá)(電動機(jī))17 ;通過馬達(dá)17被驅(qū)動的液壓泵6。
[0035]工程機(jī)械管理單元12，作為硬件構(gòu)成，具有用于執(zhí)行各種控制程序的運(yùn)算處理裝置(例如，CPU)，從該控制程序開始存儲各種數(shù)據(jù)的存儲裝置(例如，ROM、RAM)等(都未圖示)。
[0036]電池組18包括:電池模塊10、電池管理單元(電池控制裝置(電池控制部))11、用于將電池管理單元11連接于電池模塊10的通信線15。電池組18能夠從液壓挖掘機(jī)裝拆，根據(jù)電池的劣化、構(gòu)成零件的不良等能夠適當(dāng)更換。
[0037]電池模塊10為電池單位的模塊，通過將多個電池(電池單元)適當(dāng)?shù)卮⒙?lián)地連接而構(gòu)成。一般地，電池模塊10將電池以4串聯(lián)到40串聯(lián)左右進(jìn)行連接而構(gòu)成，收納在箱中。此外，在圖2所示的電池組18中，串聯(lián)地連接電池模塊10，但也可以串并聯(lián)地連接等。
[0038]電池管理單元11，計算電池組18的充電狀態(tài)(SOC:State of Charge)、劣化度(SOH:State of health)等，另外，對電池組18是否為過充電及過放電進(jìn)行監(jiān)視。電池管理單元11，作為硬件構(gòu)成，具有用于執(zhí)行各種控制程序的運(yùn)算處理裝置(例如，CPU)、從該控制程序開始用于存儲各種數(shù)據(jù)的存儲裝置(例如，ROM、RAM)等(均未圖示)。本實施方式的電池管理單元11中，作為表示電池組18的充電狀態(tài)的值，計算“充電率”。這里，充電率能夠定義為，“100% — 100X從當(dāng)前的滿充電的放電量/滿充電容量”。
[0039]另外，電池管理單元11中，作為構(gòu)成電池組18的電池的規(guī)格信息而存儲有無負(fù)荷時電池電壓OCV [V]及電池電阻R [Ω]。
[0040]另外，這些值(0CV [V]、R [ Ω ])根據(jù)電池的充電狀態(tài)而變化，所以，本實施方式的電池管理單元11以表的形式存儲有充電率[%]和無負(fù)荷時電池電壓OCV [V]的關(guān)系；和充電率[%]和電池電阻R [Ω]的關(guān)系(參照圖3及圖4)。無負(fù)荷時電池電壓OCV及電池電阻R根據(jù)這些表的信息和由電池管理單元11計算的充電率而被計算。
[0041 ] 圖3是表示本發(fā)明的各實施方式的無負(fù)荷時電池電壓OCV和充電率的函數(shù)表(OCV表)的圖。該圖中，OCV為電池停止充放電后隨即的電壓OCV [V]和充電率[%]的函數(shù)表。在該圖的例中，充電率為10%刻度，相對于各充電率設(shè)定0CV。因此，在計算的充電率為沒有存儲在OCV表中的值的情況下，利用對應(yīng)于與該值最接近的兩個充電率的兩個0CV，根據(jù)該兩個OCV計算最后的0CV。即，為了求出充電率15%時的0CV，可以根據(jù)充電率10%和20%時的OCV的值計算。
[0042]另外，在換算成后述的式(3)中的OCV(x)的X (放電量[Ah])時，還可以利用下式(I)。作為計算充電率的初始值的方法，基于工程機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)前的電壓由圖3的OCV表進(jìn)行計算。在運(yùn)轉(zhuǎn)工程機(jī)械中途的充電率可以作為“充電率初始值十電流積分/滿充電容量X 100”計算。另外，在運(yùn)轉(zhuǎn)工程機(jī)械的中途，還可以基于電阻推定電池的開放電壓，根據(jù)圖3的OCV表，推定充電率。
[0043][數(shù)式I]
[0044]X (Ah) =滿充電容量(Ah) X (1-充電率/100) (I)
[0045]此外，圖3的OCV表表示每個電池單元的電壓。因此,在計算電池組18整體的電壓的情況下，對電池組18所包含的電池的個數(shù)(例如，串聯(lián)個數(shù)量)相乘地計算。此外，作為設(shè)定OCV表的方法，使充電率以10%的刻度從0%變化到100%，基于停止充放電并放置兩小時后的電壓作成表。
[0046]電池的滿充電容量隨著使用會發(fā)生劣化，因此，優(yōu)選利用公知的方法(例如，日本特開平6 - 242193號公報記載的技術(shù))并通過電池管理單元11進(jìn)行計算從而進(jìn)行適當(dāng)?shù)厣?。作為滿充電容量的具體的計算例，利用圖3的OCV表計算液壓挖掘機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前的充電率，并另外計算運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的放電量，利用圖3的OCV表計算運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束后的充電率，利用下式(2)求出這些計算的值。此外，在電池管理單元11中設(shè)有電流計。因此，下式(2)中的放電量Q還可以作為該電流計的輸出值(電流值)的積分值而進(jìn)行計算。
[0047][數(shù)式2]
[0048]滿充電容量(Ah) =100XQ/|運(yùn)轉(zhuǎn)前的充電率-結(jié)束后的充電率I (2)
[0049]Q:運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的放電量(Ah)
[0050]圖4是表不本發(fā)明的各實施方式的電池電阻R和充電率的函數(shù)表(電阻表)的圖。在該圖所示的例中，電阻R通過電池組18的充電率[%_電流值[A](使放電側(cè)為十(正))來決定。該電阻表中的充電率為10%刻度，所以，與圖3的情況同樣地，在計算充電率15%的情況下的電阻的情況下，利用充電率10%和20%的值。另一方面，由于電流為20 [A]刻度，所以，在計算30 [A]的情況下的電阻的情況下，利用20 [A]的數(shù)據(jù)和40 [A]的數(shù)據(jù)。
[0051]此外，作為設(shè)定電阻表的方法，例如有以下的方法。即，例如，在以充電率40%設(shè)定電流20 [A]的電阻的情況下，以充電率40%使電流成為20 [A]，將經(jīng)過短時間后的(例如，2分)電壓Vs的值和OCV的值的差除以20 [A]的值而計算的方法。另外，電阻R的值會隨著電池劣化而變大，因此，電阻表優(yōu)選根據(jù)電池的劣化而進(jìn)行適當(dāng)升級。該情況下，在使工程機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，以恒定電流、經(jīng)過恒定時間(例如，2分)后的情況下的電壓為基礎(chǔ)，求出將與OCV的差除以電流后的值R。而且，在圖4的電阻表中，將相當(dāng)于充電率和電流的值作為r，求出兩者的比(R/r)。而且，還有一種方法，將該R/r乘以圖4的表的全部電阻而使電阻表升級。
[0052]此外，由于電池的電阻根據(jù)溫度發(fā)生變化，所以，還可以在圖4的要素(充電率及電流)上加上溫度而設(shè)定電阻表。
[0053]回到圖2，電池管理單元11和工程機(jī)械管理單元12通過通信線13連接，存儲于各管理單元11、12的信息(例如，OCV表、電阻表)、各管理單元11、12計算的信息等經(jīng)由通信線13進(jìn)行交換。電池管理單元11進(jìn)一步經(jīng)由通信線15與電池模塊10連接，與電池模塊10交換電壓、溫度、電流等的信息。電池組18的電力向逆變器16供給。
[0054]工程機(jī)械管理單元12，在本實施方式中，主要進(jìn)行根據(jù)來自模式切換裝置19的輸入的控制電力模式的切換；基于逆變器裝置16的控制的液壓泵6的控制；顯示裝置14的顯示控制。另外，工程機(jī)械管理單元12中，存儲有按多個限制電力模式而確定的液壓挖掘機(jī)的限制電力及動作電壓。
[0055]圖5是表示本發(fā)明的各實施方式的液壓挖掘機(jī)的每個限制電力模式的限制電力[kWh]及最低動作電壓[V]的圖。如該圖所示，在工程機(jī)械管理單元12中存儲有限制電力模式的數(shù)量。本實施方式中，存在兩個限制電力模式(第I限制電力模式34、第2限制電力模式35)。第I限制電力模式34為以全功率使液壓挖掘機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的模式(全功率模式)，第2限制電力模式35為限制電力消耗的模式(經(jīng)濟(jì)模式(省電模式))。這里，“限制電力”是指，不輸出其以上的電力的電力的上限值，圖5的例中，全功率模式下設(shè)定為50 [kW]，節(jié)能模式(eco mode)下設(shè)定為30 [kW]。另外，“最低動作電壓”是指，在其以下的電壓下無法保證逆變器裝置16的動作的動作電壓的下限值，圖5的例中兩模式都設(shè)定為170 [V]。
[0056]此外，各限制電力模式中的限制電力的值可以使用設(shè)計者等預(yù)先確定的值。另外，通過傳感器等檢測逆變器裝置16、馬達(dá)17的溫度，可以將根據(jù)該檢測值適當(dāng)修正的值作為限制電力加以利用。作為該情況下的修正的方法，例如，在馬達(dá)17的溫度比外氣溫度相對地高15°C的情況下，存在與默認(rèn)的設(shè)定值相比使限制電力成為下降10%的值的情況。
[0057]另外，上述的例子中，將逆變器裝置16的動作電壓設(shè)定為各限制電力模式的最低動作電壓，但若為比該最低動作電壓大的值，則還可以將設(shè)計者等預(yù)先確定的值作為動作電壓加以利用。例如，還可以將比馬達(dá)17的額定電壓小10%的值作為動作電壓加以利用。而且，圖5的例子中，利用各限制電力模式所共用的值(170[V])，但還可以將根據(jù)限制電力模式而不同的值作為動作電壓進(jìn)行利用。此外，圖5的例子中，是限制電力模式為兩個的例子，但當(dāng)然還可以使模式數(shù)為三個以上。
[0058]模式切換裝置19是用于從存儲于工程機(jī)械管理單元12中的多個限制電力模式中選擇一個限制電力模式的裝置，與工程機(jī)械管理單元12連接。工程機(jī)械管理單元12中，經(jīng)由模式切換裝置19而被操作者選擇的限制電力模式被選擇，基于該被選擇的限制電力模式控制液壓挖掘機(jī)的驅(qū)動。此外，在工程機(jī)械管理單元12以根據(jù)液壓挖掘機(jī)的狀態(tài)自動選擇限制電力模式的方式構(gòu)成的情況下(例如，以僅能選擇限制電力最小的模式(本實施方式的節(jié)能模式)的程度，電池組18的剩余電量較少時)，存在與被模式切換裝置19所選擇的模式相比，被工程機(jī)械管理單元12自動選擇的模式優(yōu)先的情況。
[0059]顯示裝置14與工程機(jī)械管理單元12連接，基于來自工程機(jī)械管理單元12的輸入值，限制多個限制電力模式每個的電池組18的剩余電量和表示在各限制電力模式下液壓挖掘機(jī)能夠以多長時間運(yùn)轉(zhuǎn)的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間(例如，參照后面的圖10)。顯示裝置14的畫面上設(shè)有用于顯示電池組18的剩余電量和液壓挖掘機(jī)的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間的顯示部(詳細(xì)后述)。
[0060]圖6是本發(fā)明的第I實施方式的工程機(jī)械管理單元12中執(zhí)行的剩余電量計算處理的流程圖。該圖所示的流程圖，在液壓挖掘機(jī)的電源從OFF變成ON時開始。首先，開始，執(zhí)行作為電池組18的規(guī)格信息從電池管理單元11向工程機(jī)械管理單元12輸入OCV表(參照圖3)及電阻表(參照圖4)的處理(步驟121)。然后，電池管理單元11執(zhí)行計算電池組18的充電率(充電狀態(tài))及放電量從而向工程機(jī)械管理單元12輸出的處理，且工程機(jī)械管理單元12執(zhí)行輸入該充電率的處理(步驟122)。
[0061]然后，工程機(jī)械管理單元12基于從電池管理單元11輸入的OCV表、電阻表及充電率，執(zhí)行計算此時的充電狀態(tài)下的電池組18的OCV和電阻值的處理(步驟123)。
[0062]接下來，工程機(jī)械管理單元12基于步驟123計算的電池組18的OCV及電阻和按多個限制電力模式確定的限制電力及動作電壓(參照圖5)，計算每個限制電力模式的電池組18的剩余電量(步驟124)。然后，通過圖7說明該計算例。這里，首先，對工程機(jī)械管理單元12根據(jù)液壓挖掘機(jī)的狀態(tài)(以下的例子中，各限制電力模式的限制電力和電池組18的電池電壓)從多個限制電力模式中自動選擇一個限制電力模式的情況下的計算例進(jìn)行說明。以下的例子中，對于限制電力模式，限制電力相對較大的第I限制電力模式在滿充電時被選擇，然后，在電池組18的電池電壓達(dá)到第I限制電力模式的最低動作電壓時(電池組18的放電量達(dá)到Xl (后述)時)，限制電力相對較小的第2限制電力模式被自動地選擇。
[0063]圖7是根據(jù)液壓挖掘機(jī)的狀態(tài)自動選擇限制電力模式的情況下的剩余電量的計算例的說明圖。該圖所示的縱軸41表示電池組18的電壓[V],橫軸42表示電池組18的放電量[Ah](從滿充電狀態(tài)的放電量[Ah]的累計值)。橫軸42上的x0表示當(dāng)前的放電量。另外，最低動作電壓43預(yù)先存儲于工程機(jī)械管理單元12，為按限制電力模式設(shè)定的圖5的值(170 [V])。該圖中的第I電池電壓曲線44表示以第I限制電力模式(對應(yīng)于圖5的全功率模式)時的電流對電池組18進(jìn)行放電時的曲線。這里所說的第I限制電力模式時的電流(I)能夠作為下式(3)的解被求出。
[0064][數(shù)式3]
[0065]{0CV (X) -R (x, I) XI} X I=P (3)
[0066]OCV (x): Open Circuit Voltage 的省略
[0067]無負(fù)荷時電池電壓(通過OCV表計算)[V]
[0068]R(x, I):電阻函數(shù)(通過電阻表計算)[Ω ]
[0069]1:電流[A]
[0070]P:限制電力[W]
[0071]X:放電量[Ah]
[0072]上述(3)式中，步驟123中計算OCV及R，限制電力以圖5方式預(yù)先設(shè)定，所以，上述(3)式成為關(guān)于I的2次方程式。因此，從(3)式得到兩個I的解(以下成為II)，但這里，選擇兩個解中較小的一方(電流小的一方(即，預(yù)先設(shè)定的限制電流以下))。這里，通過下式
(4)得到的曲線成為流通電流Il時的第I電池電壓曲線44。
[0073][數(shù)式4]
[0074]電池電壓=OCV(X)-R(X，II) XIl (4)[0075]然后，求出第I電池電壓曲線44達(dá)到最低動作電壓43的放電量x(成為xl)。其可以通過對下式(5)求解得到。
[0076][數(shù)式5]
[0077]最低動作電壓=OCV(X)-R(X，I) XI (5)
[0078]此時，以第I限制電力模式驅(qū)動液壓挖掘機(jī)時的電池組18的剩余電量El，在從當(dāng)前的放電量xO到放電量xl的區(qū)間中，作為以放電量X對式(4)進(jìn)行積分后的值(區(qū)域46的面積)而得出。此外,第I限制電力模式的總電量EOl (即，從滿充電的狀態(tài)到xl放電時的電量的合計)，在從X = O到xl的區(qū)間中，作為以放電量X對式(4)進(jìn)行積分后的值(區(qū)域45和區(qū)域46的面積的合計)而得出。此外，總電量EOl還可以根據(jù)液壓挖掘機(jī)的起動時的剩余電量計算。
[0079]然后，求出第2限制電力模式的剩余電量E2。其與第I限制電力模式的剩余電量El同樣求出。開始求出式(3)的解(成為12)，通過下式(6)求出流通電流12時的第2電池電壓曲線47。接下來，求出第2電池電壓曲線47達(dá)到最低動作電壓43的放電量X (成為x2)。
[0080]由此，在第2限制電力模式下驅(qū)動液壓挖掘機(jī)時的電池組18的總電量E02，從放電量xl到放電量x2的區(qū)間中，能夠作為以放電量X對式(6)進(jìn)行積分后的值(區(qū)域48和區(qū)域49的面積的合計)而得出。另外，在第2限制電力模式下驅(qū)動液壓挖掘機(jī)時的電池組18的剩余電量E2，在xl > xO的情況下(即，在選擇第I限制電力模式的情況下)，從放電量xl到x2的區(qū)間中，能夠成為以X對式(6)進(jìn)行積分后的值(區(qū)域48和區(qū)域49的面積的合計)，在xl < xO的情況下(S卩，自動切換到第2限制電力模式后)，從放電量xO到x2的區(qū)間中，成為以X對式(6)進(jìn)行積分后的值(區(qū)域48和區(qū)域49的面積的合計)。
[0081][數(shù)式6]
[0082]電池電壓=OCV(X)-R(X，12) X 12 (6)
[0083]圖8是表示各限制電力模式中的總電量EOl、E02及剩余電量El、E2的計算結(jié)果的圖。在該圖的例子中，由第I限制電力模式81和第2限制電力模式82兩個信息構(gòu)成。而且，第I限制電力模式的信息由總電量83和剩余電量84構(gòu)成。第2限制電力模式也同樣由總電量和剩余電量構(gòu)成。工程機(jī)械管理單元12執(zhí)行基于這些的計算結(jié)果用于將各限制電力模式的剩余電量及剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間在顯示裝置14中顯示的計算。
[0084]圖9是表示根據(jù)電池組18的電壓自動選擇限制電力模式的情況下的顯示裝置14的顯示畫面的圖。這里，如前所述，以各限制電力模式的限制電力及電池組18的電壓為基準(zhǔn)，第I及第2限制電力模式以預(yù)先確定的順序被選擇。具體來說，首先，在電池電壓達(dá)到第I限制電力模式的動作電壓(170 [V])期間選擇第I限制電力模式，然后選擇第2限制電力模式。另外，該圖所示的顯示畫面具有:選擇模式顯示部100、儀表顯示部90、剩余電量顯示部96、剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間顯示部97。
[0085]選擇模式顯示部100是顯示有通過工程機(jī)械管理單元12當(dāng)前選擇的限制電力模式的部分，在圖示的例子中，通過工程機(jī)械管理單元12選擇全功率模式(第I限制電力模式)。剩余電量顯示部96是顯示有電池組18的剩余電量的部分,顯示有以上述的順序選擇第I及第2限制電力模式的情況下的剩余電量的合計值。此外，圖中的例子中，以百分率[%]顯示有相對于總電量的剩余電量，還可以通過電量[kWh]顯示。剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間顯示部97是顯示有以按限制電力模式確定的平均電力[W]運(yùn)轉(zhuǎn)液壓挖掘機(jī)時的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間[h]的部分，顯示有以上述的順序選擇第I及第2限制電力模式的情況下的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間的合計值。
[0086]儀表顯示部90是視覺地顯示當(dāng)前的電池組18的剩余電量92的部分，構(gòu)成為包括:表示通過工程機(jī)械管理單元12而被當(dāng)前選擇的限制電力模式(第I限制電力模式)的剩余電量的第I儀表部93 ;表示通過工程機(jī)械管理單元12而最后被選擇的限制電力模式(第2限制電力模式)的剩余電量的第2儀表部94 ;表示目前的消耗電量的消耗儀表部91。圖示的例子中，通過黑色表示消耗儀表部91。
[0087]本實施方式的當(dāng)前的電池組18的剩余電量92為第I限制電力模式的剩余電量和第2限制電力模式的剩余電量的合計值，基于下述式(7 )被計算。
[0088][數(shù)式7]
[0089]余量=IOOX(E1+E2)/(E01+E02) (7)
[0090]El:第I限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0091]E2:第2限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0092]EOl:第I限制電力模式的總電量(Wh)
[0093]E02:第2限制電力模式的總電量(Wh)
[0094]另外，圖示的例子中，成為第I儀表部93和第2儀表部94的邊界位置95的第2限制電力模式的剩余電量基于下述式(8)計算。
[0095][數(shù)式8]
[0096]第2限制電力模式余量=100XE2/(E01+E02) (8)
[0097]El:第I限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0098]E2:第2限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0099]EOl:第I限制電力模式的總電量(Wh)
[0100]E02:第2限制電力模式的總電量(Wh)
[0101]E02:第2限制電力模式的總電量(Wh)
[0102]另外，在圖示的例子中，儀表顯示了剩余電量，但還可以儀表顯示剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間。該情況下，還可以基于下述式(9 一 I)?(9 一 3)計算，成為第I儀表部93和第2儀表部94的邊界位置95的第2限制電力模式的剩余電量可以基于下述式(10 — I)?(10 — 3)計算。這里，計算剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間時利用的“各限制電力模式的平均電量”，可以使用工程機(jī)械偵_最近恒定時間的值(例如5分)、預(yù)先設(shè)定的值或過去的實績值。
[0103][數(shù)式9]
[0104]剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間=(El/Wl)+ (E2/W2) (9-1)
[0105]總運(yùn)轉(zhuǎn)時間=(E01/W1+E02/W2)(9-2)
[0106]余量=IOOX剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間/總運(yùn)轉(zhuǎn)時間 (9-3)
[0107]El:第I限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0108]E2:第2限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0109]EOl:第I限制電力模式的總電量(Wh)
[0110]E02:第2限制電力模式的總電量(Wh)
[0111]Wl:第I限制電力模式的平均電力(W)[0112]W2:第2限制電力模式的平均電力(W)
[0113][數(shù)式10]
[0114]第2限制電力模式的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間=(E2/W2) (10-1)
[0115]第2限制電力模式的總運(yùn)轉(zhuǎn)時間=(E01/W1+E02/W2) (10-2)
[0116]第2限制電力模式的余量=IOOX剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間/總運(yùn)轉(zhuǎn)時間 (10-3)
[0117]El:第I限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0118]E2:第2限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0119]EOl:第I限制電力模式的總電量(Wh)
[0120]E02:第2限制電力模式的總電量(Wh)
[0121]Wl:第I限制電力模式的平均電力(W)
[0122]W2:第2限制電力模式的平均電力(W)
[0123]因此，本實施方式中，在最后選擇的第2儀表部91的上部，因與最初選擇的第I儀表部93連結(jié)地顯示，所以合計顯示兩個模式的剩余電量。若以這樣預(yù)先確定的順序連結(jié)儀表部并進(jìn)行顯示，則能夠容易把握當(dāng)前及今后選擇的限制電力模式和剩余電量的關(guān)系。
[0124]此外，在本實施方式中，對設(shè)定了兩個限制電力模式的情況進(jìn)行了說明，但對于設(shè)定有三個以上的限制電力模式的情況也能夠適用本發(fā)明。該情況下，只要顯示通過工程機(jī)械管理單元12當(dāng)前所選擇的限制電力模式的剩余電量和除去該選擇的限制電力模式后的剩余的限制電力模式中的至少一個的剩余電量(例如，全部的限制電力模式中限制電力最小的模式的剩余電量)即可。
[0125]在如上述那樣在步驟124中執(zhí)行了計算各限制電力模式的剩余電量(剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間)的處理后，執(zhí)行將用于使該計算結(jié)果以圖9的方式進(jìn)行顯示的顯示信號向顯示裝置14輸出的處理(步驟125)。由此，顯示裝置14中如圖9所示那樣顯示有剩余電量(剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間)等。步驟125結(jié)束后，執(zhí)行對液壓挖掘機(jī)的電源是否被切換成OFF進(jìn)行檢查的處理(步驟126)，若電源為ON則反復(fù)進(jìn)行步驟122以后的處理。另一方面，若電源為OFF則結(jié)束一系列的處理。
[0126]此外，步驟126優(yōu)選通過工程機(jī)械管理單元12進(jìn)行判定。另外，作為反復(fù)進(jìn)行上述的一系列處理的周期，可以使用規(guī)定的設(shè)定值(例如，100 [ms]、l [S])。另外,在第2周以后的處理中，還可以省略步驟124的總電量的運(yùn)算處理。而且，步驟121中，在臨時輸入0CV、電阻表后，將該表預(yù)先存儲于工程機(jī)械管理單元12的存儲裝置，還可以省略步驟121直至下次的電池組18的更換。
[0127]根據(jù)以上那樣構(gòu)成的本實施方式，包含當(dāng)前沒有被選擇的限制電力模式(第2限制電力模式)的剩余電量的總的剩余電量被顯示在顯示裝置14中，所以，能夠邊確認(rèn)實質(zhì)的剩余電量邊推進(jìn)作業(yè)。另外，將用于計算電池組的規(guī)格信息(電池電壓及內(nèi)部電阻)的信息(0CV表及電阻表)輸入工程機(jī)械管理單元12的處理(步驟121)被包含在一系列的剩余電量計算處理中，不需要將臨時存儲于工程機(jī)械管理單元12的更換前的電池組的規(guī)格信息改寫成新的信息的作業(yè)，所以，能夠簡單地進(jìn)行電池更換作業(yè)。
[0128]接下來，作為本實施方式的變形例，通過圖10說明經(jīng)由模式切換裝置19手動切換第I及第2限制電力模式的情況下的剩余電量的計算例。圖10是經(jīng)由模式切換裝置19手動地選擇限制電力模式的情況下的剩余電量的計算例的說明圖。該情況下，即使在放電量達(dá)到xl前也能任意選擇第2限制電力模式，所以能夠單獨(dú)計算兩個限制電力模式的剩余電量。
[0129]該情況下的以第I限制電力模式驅(qū)動液壓挖掘機(jī)時的電池組18的剩余電量El的計算與利用圖7說明的前述的方法相同，能夠根據(jù)式(4)求出第I電池電壓曲線44，并從以放電量X對該曲線進(jìn)行積分后的值(區(qū)域46的面積)計算。
[0130]另一方面，第2限制電力模式中，與前述的方法同樣地通過式(3)求出電流12，通過式(6)求出流通電流12時的第2電池電壓曲線47。而且，求出電池電壓達(dá)到最低動作電壓43的放電量x2。第2限制電力模式的剩余電量E2，從放電量xO到放電量x2的區(qū)間中，作為以放電量X對式(6)進(jìn)行積分后的值(區(qū)域46、48、49、50的面積的合計)而得出。另外，第2限制電力模式2的總電量E02成為以放電量X從O到x2對式(6)進(jìn)行積分后的值(區(qū)域45、46、48、49、50、51的面積的合計)。
[0131]圖11是表示根據(jù)來自模式切換裝置19的輸入能夠手動地選擇限制電力模式的情況下的顯示裝置14的顯示畫面的圖。該圖所示的顯示畫面具有:選擇模式顯示部100、剩余電量顯示部96A、剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間顯示部97A、第I儀表顯示部90A、第2儀表顯示部90B。
[0132]剩余電量顯示部96A和剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間顯示部97A是顯示有各限制電力模式的剩余電量和剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間的部分。從提高當(dāng)前選擇的限制電力模式的剩余電量及剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間的視覺辨認(rèn)性的觀點(diǎn)考慮，可以使當(dāng)前沒有被選擇的限制電力模式(節(jié)能模式)的剩余電量及剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間與當(dāng)前所選擇的限制電力模式(功率模式)的剩余電量及剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間相比不易辨認(rèn)。即，例如，如圖示的例子所示，可以施加網(wǎng)格地顯示，或半透明顯示，也可以不顯示。此外，圖示的例子中，在操作者通過手動選擇節(jié)能模式的情況下，功率模式被施加網(wǎng)格地顯示。
[0133]第I儀表顯示部90A是視覺地顯示通過工程機(jī)械管理單元12當(dāng)前選擇的限制電力模式(第I限制電力模式)的剩余電量92A的部分，構(gòu)成為包括:表示繼續(xù)選擇第I限制電力模式時的剩余電量的儀表部93 ;表不直至目前的消耗電量的消耗儀表部91A。
[0134]第2儀表顯示部90B是視覺地顯示除了通過工程機(jī)械管理單元12當(dāng)前選擇的模式以外的剩余的限制電力模式(第2限制電力模式)的剩余電量92B的部分，構(gòu)成為包括:表示繼續(xù)選擇第2限制電力模式時的剩余電量的儀表部94 ;表示直至目前的消耗電量的消耗儀表部91B。
[0135]該情況下的例子中的第I限制電力模式的剩余電量92A能夠通過下述式(11)計算，第2限制電力模式的剩余電量92B能夠基于下述式(12)計算。
[0136][數(shù)式11]
[0137]余量=100XE1/E01(11)
[0138]El:第I限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0139]EOl:第I限制電力模式的總電量(Wh)
[0140][數(shù)式12]
[0141]余量=100XE2/E02(12)
[0142]E2:第2限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0143]E02:第2限制電力模式的總電量(Wh)
[0144]另外，圖示的例子中，對剩余電量進(jìn)行儀表顯示，但與之前的情況下同樣地，還可以對剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間進(jìn)行儀表顯示。該情況下的例子中的第I限制電力模式的剩余電量92A能夠基于下述式(13)計算，第2限制電力模式的剩余電量92B能夠基于下述式(14)計算。
[0145][數(shù)式13]
[0146]剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間=(E1/W1) (13)
[0147]El:第I限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0148]Wl:第I限制電力模式的平均電力(W)
[0149][數(shù)式14]
[0150]剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間=(E2/W2) (14)
[0151]E2:第2限制電力模式的剩余電量(Wh)
[0152]W2:第2限制電力模式的平均電力(W)
[0153]W2:第2限制電力模式的平均電力(W)
[0154]如上所述，在步驟124中，執(zhí)行計算各限制電力模式的剩余電量(剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間)的處理后，執(zhí)行將用于使該計算結(jié)果以圖11的方式進(jìn)行顯示的顯示信號向顯示裝置14輸出的處理(步驟125)。以后的處理與之前說明的情況相同，故省略。
[0155]根據(jù)以上那樣構(gòu)成的變形例，在能夠通過手動切換限制電力模式的情況下，由于當(dāng)前沒有被選擇的限制電力模式的剩余電量也顯示在顯示裝置14中，所以，能夠容易把握在以沒有被選擇的限制電力模式下使液壓挖掘機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下的剩余電量。由此，能夠邊確認(rèn)實質(zhì)的剩余電量邊推進(jìn)作業(yè)，且考慮到作業(yè)內(nèi)容及剩余電量后的限制電力模式的選擇變得容易。另外，由于減少了改寫工程機(jī)械管理單元12的信息的工時，所以，電池更換作業(yè)也容易。
[0156]下面，作為本實施方式的其他的變形例，通過圖12說明以下情況下的顯示例，SP雖經(jīng)由模式切換裝置19手動地切換第I及第2限制電力模式，但在選擇第I限制電力模式的情況下，在電池組18的電壓達(dá)到動作電壓時自動地選擇第2限制電力模式的情況(以下，稱作“半自動地選擇限制電力模式的情況”)。
[0157]圖12是表示半自動地選擇限制電力模式的情況下的顯示裝置14的顯示畫面的圖。該圖所示的顯示畫面具有:第I儀表顯示部90、第2儀表顯示部90B、選擇模式顯示部100、剩余電量顯示部96A、剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間顯示部97A。
[0158]第I儀表顯示部90與圖9所示的儀表顯示部90為相同的部件。即，其規(guī)格為，在第I限制電力模式下，在電池電壓降低到動作電壓后，第2限制電力模式被自動選擇，同時顯示第I及第2限制電力模式的剩余電量。此外，如圖示的例子所示，在以剩余電量進(jìn)行顯示的情況下，第I限制電力模式的剩余電量可以利用上述式(7)，在以運(yùn)轉(zhuǎn)時間進(jìn)行顯示的情況下可以利用上述式(9)。
[0159]如上述所示，在步驟124中，實行了計算各限制電力模式的剩余電量(剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間)的處理后，執(zhí)行用于將使該計算結(jié)果以圖12的方式進(jìn)行顯示的顯示信號向顯示裝置14輸出的處理(步驟125)。以后的處理與之前說明的情況相同，故省略。
[0160]根據(jù)上述那樣構(gòu)成的變形例，除了之前的變形例的效果，由于容易地考慮到了電池電壓降低后最后被自動選擇的限制電力模式(第2限制電力模式)的剩余電量，所以，能夠考慮實質(zhì)的剩余電量后進(jìn)行作業(yè)。
[0161]此外，在上述兩個變形例中，為顯示當(dāng)前選擇的限制電力模式的儀表顯示部和沒有選擇的限制電力模式的儀表顯示部這雙方的規(guī)格，但從相對于后者使前者的視覺辨認(rèn)性相對提高的觀點(diǎn)考慮，還可以執(zhí)行對后者以施加網(wǎng)格的方式進(jìn)行顯示等使其視覺辨認(rèn)性降低的處理(能夠進(jìn)行與圖11中說明的情況相同的處理)。此外，在不顯示后者的情況下，還可以將顯示切換裝置另外連接于工程機(jī)械管理單元12，并經(jīng)由該切換裝置適當(dāng)切換顯示/非顯示，所述顯示切換裝置用于切換是否儀表顯示當(dāng)前沒有選擇的限制電力模式的剩余電量。
[0162]下面說明本發(fā)明的第2實施方式。本實施方式中，通過電池管理單元11計算剩余電量這點(diǎn)與之前的實施方式不同。
[0163]圖13是在本發(fā)明的第2實施方式的電池管理單元11中執(zhí)行的剩余電量計算處理的流程圖。該圖所示的流程圖在液壓挖掘機(jī)的電源從OFF成為ON時開始。首先最開始，執(zhí)行從工程機(jī)械管理單元12向電池管理單元11輸入各限制電力模式的限制電力值及動作電壓值(參照圖5)的處理(步驟21)。此外，在為限制電力不會因馬達(dá)溫度、逆變器溫度或外氣溫度而變化的系統(tǒng)的情況下，僅在工廠出貨時或更換電池時進(jìn)行步驟21即可。
[0164]然后，電池管理單元11執(zhí)行計算電池組18的充電率的處理(步驟22)，然后，基于該充電率、OCV表及電阻表，執(zhí)行計算此時的充電狀態(tài)下的電池組18的OCV和電阻值的處理(步驟23)。
[0165]接下來，電池管理單元11基于步驟23計算的電池組18的OCV及電阻、按多個限制電力模式確定的限制電力及動作電壓，計算每個限制電力模式的電池組18的剩余電量(步驟24)。關(guān)于計算方法的詳細(xì)，與之前的實施方式相同故省略。
[0166]步驟24中，執(zhí)行了計算各限制電力模式的剩余電量(剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間)的處理后，將該計算結(jié)果向工程機(jī)械管理單元12輸出(步驟25)。該情況下，有以例如圖8所示的形式輸出步驟24的計算結(jié)果的方法。從電池管理單元11接收計算結(jié)果的輸入的工程機(jī)械管理單元12執(zhí)行將用于顯示該計算結(jié)果的顯示信號向顯示裝置14輸出的處理。該處理的詳細(xì)與之前的實施方式中說明的步驟125相同故省略。由此，在顯示裝置14中顯示剩余電量(或剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間)等。
[0167]步驟25及工程機(jī)械管理單元12的顯示結(jié)束后，執(zhí)行對液壓挖掘機(jī)的電源是否切換到OFF進(jìn)行檢查的處理(步驟26)，若電源為ON則重復(fù)進(jìn)行步驟22以后的處理。另一方面，若電源為OFF則結(jié)束一系列的處理。
[0168]這樣，即使通過電池管理單元11計算剩余電量也能夠顯示電池組18的剩余電量(或剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間)，所以，能夠發(fā)揮與第I實施方式同樣的效果。
[0169]此外，以上的說明中，以所謂電池挖掘機(jī)的情況舉例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于此，只要是具有將蓄電池的電力轉(zhuǎn)換成動力的系統(tǒng)的工程機(jī)械都能夠適用。作為這種工程機(jī)械，例如，有通過來自蓄電池的電力驅(qū)動行駛用的電動機(jī)的輪式裝載機(jī)及自卸卡車等。另夕卜，不限于電動式的工程機(jī)械，還能夠適用于通過發(fā)動機(jī)及發(fā)電電動機(jī)驅(qū)動電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的混合動力式的工程機(jī)械。
[0170]附圖標(biāo)記的說明
[0171]6液壓泵
[0172]10電池模塊
[0173]11電池管理單元[0174]12工程機(jī)械管理單元
[0175]14顯示裝置
[0176]16逆變器裝置
[0177]17 馬達(dá)
[0178]18電池組
[0179]19模式切換裝置
[0180]61電池開放電壓
[0181]62充電率
[0182]71充電率
[0183]72 電流
[0184]73 電阻
[0185]90儀表顯不部
[0186]92剩余電量
[0187]93第I限制電力模式的剩余電量
[0188]94第2限制電力模式的剩余電量
[0189]96剩余電量顯示部
[0190]97剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間顯示部[0191 ]100選擇模式顯示部
【權(quán)利要求】
1.一種工程機(jī)械，將蓄電池的電力轉(zhuǎn)換成動力，其特征在于，具有: 電池控制部，用于監(jiān)視所述蓄電池的充放電，其存儲有所述蓄電池的規(guī)格信息，并計算所述蓄電池的充電狀態(tài)； 主控制部，用于基于為了限制蓄電池的輸出而確定的多個限制電力模式來控制所述工程機(jī)械，其基于按所述多個限制電力模式確定的限制電力及動作電壓、以及從所述電池控制部輸入的所述規(guī)格信息及所述充電狀態(tài)，計算所述多個限制電力模式每個的所述蓄電池的剩余電量； 顯示裝置，用于基于由該主控制部計算的所述剩余電量來顯示所述多個限制電力模式每個的剩余電量。
2.—種工程機(jī)械，將蓄電池的電力轉(zhuǎn)換成動力，其特征在于，具有: 主控制部，基于用于限制蓄電池的輸出而確定的多個限制電力模式控制所述工程機(jī)械，存儲有按該多個限制電力模式確定的限制電力及動作電壓； 電池控制部，用于監(jiān)視所述蓄電池的充放電，計算所述蓄電池的充電狀態(tài)，基于該充電狀態(tài)、所述蓄電池的規(guī)格信息、以及從所述主控制部輸入的所述多個限制電力模式每個的所述限制電力及所述動作電壓，計算所述多個限制電力模式每個的所述蓄電池的剩余電量; 顯示裝置，用于基于由所述 主控制部計算的所述剩余電量來顯示所述多個限制電力模式每個的剩余電量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的工程機(jī)械，其特征在于， 還具有用于從所述多個限制電力模式中選擇一個限制電力模式的模式切換裝置， 所述顯示裝置中顯示有通過所述模式切換裝置選擇的限制電力模式的剩余電量；除了該被選擇的限制電力模式以外的剩余的限制電力模式中的至少一個的剩余電量。
4.如權(quán)利要求1或2所述的工程機(jī)械，其特征在于， 所述主控制部根據(jù)所述工程機(jī)械的狀態(tài)從所述多個限制電力模式中選擇一個限制電力模式， 所述顯示裝置中顯示有，通過所述主控制部被選擇的限制電力模式的剩余電量；除了該被選擇的限制電力模式以外的剩余的限制電力模式中的至少一個的剩余電量。
5.如權(quán)利要求4所述的工程機(jī)械，其特征在于， 所述主控制部根據(jù)預(yù)先確定的順序選擇所述限制電力模式， 所述顯示裝置中，所述多個限制電力模式每個的剩余電量以所述順序被連結(jié)地顯示。
6.如權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械，其特征在于，所述主控制部基于所述剩余電量計算所述多個限制電力模式每個的所述工程機(jī)械的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間， 所述顯示裝置，基于由所述主控制部計算的所述剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間，顯示所述多個限制電力模式每個的所述工程機(jī)械的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間。
7.如權(quán)利要求2所述的工程機(jī)械，其特征在于， 所述電池控制部基于所述剩余電量計算所述多個限制電力模式每個的所述工程機(jī)械的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間， 所述顯示裝置，基于由所述電池控制部計算的所述剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間，顯示所述多個限制電力模式每個的所述工程機(jī)械的剩余運(yùn)轉(zhuǎn)時間。
8.—種工程機(jī)械，將蓄電池的電力轉(zhuǎn)換成動力，其特征在于，具有: 控制部，基于用于限制所述蓄電池的輸出而確定的多個限制電力模式控制所述工程機(jī)械，其基于所述蓄電池的規(guī)格信息及充電狀態(tài)、以及按所述多個限制電力模式確定的限制電力及動作電壓，計算所述多個限制電力模式每個的所述蓄電池的剩余電量； 顯示裝置，其用于基于由該控制部計算的所述剩余電量，顯示此時選擇的限制電力模式的剩余電量和除了該選擇的限制電力模式以外的剩余的限制電力模式中的至少一個的剩余電量。
9.一種工程機(jī)械的電池組，具有:電池組，具有蓄電池及用于監(jiān)視該蓄電池的充放電的電池控制部；主控制部，基于為了限制所述蓄電池的輸出而確定的多個限制電力模式而控制工程機(jī)械，其特征在于， 該電池控制部執(zhí)行: 計算所述蓄電池的充電狀態(tài)的處理； 基于該計算的充電狀態(tài)、所述蓄電池的規(guī)格信息、以及基于從所述主控制部輸入的所述多個限制電力模式每個的限制電力及動作電壓，計算所述多個限制電力模式每個的所述蓄電池的剩余電量的處理； 將該計算的所述多個限制電力 模式每個的剩余電量向所述主控制部輸出的處理。
【文檔編號】E02F9/00GK103764919SQ201280040460
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月22日
【發(fā)明者】井上健士, 二見基生, 竹內(nèi)健, 坂部啟 申請人:日立建機(jī)株式會社
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