電力供給裝置、電力供給方法以及程序的制作方法
【專利摘要】一種電力供給裝置，對電力負(fù)載供給電力，包括：電力變換裝置，將從電源供給的交流電力變換為第1目標(biāo)電壓值的直流電力提供給所述電力負(fù)載；蓄電裝置，與所述電力負(fù)載并聯(lián)連接到所述電力變換裝置，能夠進(jìn)行充放電；充放電控制裝置，控制充放電，使得所述蓄電裝置的電壓值為第2目標(biāo)電壓值；以及目標(biāo)電壓值設(shè)定單元，將所述蓄電裝置的充電率與閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果，增減第1目標(biāo)電壓值或者第2目標(biāo)電壓值的至少一個。
【專利說明】電力供給裝置、電力供給方法以及程序

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力供給裝置、電力供給方法以及程序。
[0002]本申請要求基于2012年10月9日在日本提出申請的特愿2012 — 224249號的優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容沿用于此。

【背景技術(shù)】
[0003]混合式門型起重機或混合動力汽車或混合鐵道車輛等設(shè)備中，有具有引擎發(fā)電機和蓄電裝置的串聯(lián)式混合方式的設(shè)備。而且，在門型起重機中，有取代引擎發(fā)電機而從起重機外部的電源接受電力供給的設(shè)備(例如，專利文獻(xiàn)I)。
[0004]在這些并用來自從引擎發(fā)電機或者外部電源等的電源電力和蓄電裝置的放電電力的設(shè)備中，在電力負(fù)載大的狀態(tài)下，通過除了電源電力還使用蓄電裝置的放電電力，可以使來自電源的供給電力的最大值降低。
[0005]例如，從外部電源接受電力供給并且具有蓄電裝置的門型起重機，在低負(fù)載時，通過來自外部電源的電力使行駛用電動機或卷起用電動機等各種負(fù)載動作，同時通過來自該外部電源的電力對蓄電裝置充電。
[0006]另一方面，在卷起提升載荷時等高負(fù)載時，蓄電裝置進(jìn)行放電，除了來自外部電源的電力，還對負(fù)載提供來自蓄電裝置的放電電力。通過蓄電裝置對負(fù)載供給電力，使來自電源的供給電力的最大值降低，所以可以降低電源電壓。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2007 - 166775號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的課題
[0011]起重機等設(shè)備在使用來自電源的電力和來自蓄電裝置的電力進(jìn)行動作的情況下，根據(jù)設(shè)備的動作狀況高效地控制充放電成為課題。例如，希望迅速切換蓄電裝置的充放電而無遲滯地進(jìn)行充放電。
[0012]本發(fā)明提供電力供給裝置、電力供給方法以及程序，對于并用電源電力和蓄電裝置的放電電力的設(shè)備，根據(jù)設(shè)備的動作狀況高效地控制充放電而進(jìn)行電力供給。
[0013]用于解決課題的手段
[0014]本發(fā)明的一個方式的電力供給裝置，對電力負(fù)載供給電力，包括:電力變換裝置，將從電源供給的交流電力變換為第I目標(biāo)電壓值的直流電力而提供給所述電力負(fù)載；蓄電裝置，與所述電力負(fù)載并聯(lián)連接到所述電力變換裝置，能夠進(jìn)行充放電；充放電控制裝置，控制充放電，使得所述蓄電裝置的電壓值為第2目標(biāo)電壓值；以及目標(biāo)電壓值設(shè)定單元，將所述蓄電裝置的充電率與閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果，增減第I目標(biāo)電壓值或者第2目標(biāo)電壓值的至少一個。
[0015]而且，本發(fā)明的另一個方式的電力供給裝置為上述的電力供給裝置，所述電力負(fù)載能夠生成再生電力，所述閾值被設(shè)定為從所述蓄電裝置的滿充電的狀態(tài)減去所述再生電力的蓄電部分所得的充電率以下，所述目標(biāo)電壓值設(shè)定單元在所述蓄電裝置的充電率為所述閾值以上時，增減所述第I目標(biāo)電壓值或者所述第2目標(biāo)電壓值的至少一個，使得所述第2目標(biāo)電壓值大于所述第I目標(biāo)電壓值。
[0016]而且，本發(fā)明的另一個方式的電力供給裝置為上述的電力供給裝置，所述目標(biāo)電壓值設(shè)定單元在所述蓄電裝置的充電率為所述閾值以下時，使所述第2目標(biāo)電壓值減少而小于所述第I目標(biāo)電壓值。
[0017]而且，本發(fā)明的另一個方式的電力供給裝置為上述的電力供給裝置，所述目標(biāo)電壓值設(shè)定單元在所述蓄電裝置的充電率為所述閾值以下時，使所述第I目標(biāo)電壓值增加而大于所述第2目標(biāo)電壓值。
[0018]而且，本發(fā)明的另一個方式的電力供給裝置為上述的電力供給裝置，所述電力負(fù)載是起重機裝置，所述目標(biāo)電壓值設(shè)定單元在規(guī)定時間以上沒有所述電力負(fù)載的電力變動的情況下，使所述蓄電裝置的充電或者放電的至少其中一個停止。
[0019]而且，本發(fā)明的另一個實施方式的電力供給方法是電力供給裝置的電力供給方法，所述電力供給裝置包括:電力變換裝置，將從電源供給的交流電力變換為第I目標(biāo)電壓值的直流電力提供給電力負(fù)載；以及蓄電裝置，與所述電力負(fù)載并聯(lián)連接到所述電力變換裝置，能夠進(jìn)行充放電，所述電力供給方法包括:充放電控制步驟，控制充放電，使得所述蓄電裝置的電壓值為第2目標(biāo)電壓值；以及目標(biāo)電壓值設(shè)定步驟，將所述蓄電裝置的充電率與閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果，增減第I目標(biāo)電壓值或者第2目標(biāo)電壓值的至少一個。
[0020]而且，本發(fā)明的另一個方式的程序是用于使控制電力供給裝置的計算機執(zhí)行的程序，所述電力供給裝置包括:電力變換裝置，將從電源供給的交流電力變換為第I目標(biāo)電壓值的直流電力提供給電力負(fù)載；以及蓄電裝置，與所述電力負(fù)載并聯(lián)連接到所述電力變換裝置，能夠進(jìn)行充放電，所述程序包括:充放電控制步驟，控制充放電，使得所述蓄電裝置的電壓值為第2目標(biāo)電壓值；以及目標(biāo)電壓值設(shè)定步驟，將所述蓄電裝置的充電率與閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果，增減第I目標(biāo)電壓值或者第2目標(biāo)電壓值的至少一個。
[0021]發(fā)明的效果
[0022]按照上述的電力供給裝置、電力供給方法以及程序，對于并用電源電力和蓄電裝置的放電電力的設(shè)備，可以根據(jù)設(shè)備的動作狀況，高效地控制充放電而進(jìn)行電力供給。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是表示本發(fā)明的第I實施方式中的輪式起重機的外形的概略的外形圖。
[0024]圖2是表示第I實施方式中的電力供給裝置的裝置結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖3是表示第I實施方式中的程序裝置(sequencer)設(shè)定的目標(biāo)電壓值的例子的說明圖。
[0026]圖4是表示第I實施方式中的高負(fù)載時的中間電壓值的例子的說明圖。
[0027]圖5是表示第I實施方式中的再生時的中間電壓值的例子的說明圖。
[0028]圖6是表示在第I實施方式中，程序裝置設(shè)定第2目標(biāo)電壓值的處理步驟的流程圖。
[0029]圖7是表示本發(fā)明的第2實施方式中的電力供給裝置的裝置結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖8是表示第2實施方式中的程序裝置設(shè)定的目標(biāo)電壓值的例子的說明圖。
[0031]圖9是表示在第2實施方式中，程序裝置設(shè)定第I目標(biāo)電壓值的處理步驟的流程圖。

【具體實施方式】
[0032]以下，通過發(fā)明的實施方式說明本發(fā)明，但是以下的實施方式不限定權(quán)利要求書有關(guān)的發(fā)明。而且，在實施方式中說明的特征的全部組合對于發(fā)明的解決手段不一定是必須的。
[0033]<第I實施方式>
[0034]圖1是表示本發(fā)明的第I實施方式中的輪式起重機(Rubber Tired GantryCrane ；RTG)的外形的概略的外形圖。
[0035]在該圖中，輪式起重機系統(tǒng)I位于集裝箱堆放場Y內(nèi)的路面R上設(shè)置的行駛車道L上，通過行駛用電動機使行駛機構(gòu)6具有的輪胎6a旋轉(zhuǎn)而在行駛車道L上自主行駛，進(jìn)行集裝箱C的裝卸。
[0036]更具體地說，輪式起重機系統(tǒng)I包括:通過輪胎6a在路面R上行駛的起重機主體3 ;從起重機主體3延伸，與行駛車道L的地面電源設(shè)備2連接的作為電纜的供電電纜4 ;設(shè)置在起重機主體3上進(jìn)行供電電纜4的卷取以及卷出的電纜卷筒5 ;以及收容電力供給裝置和起重機主體3的控制裝置等的箱子10。
[0037]起重機主體3包括:上述的行駛機構(gòu)6 ;相互大致平行地設(shè)立，可通過行駛機構(gòu)6行駛的一對腳部7 ;在腳部7間在上部架設(shè)的梁部8 ;以及吊設(shè)在梁部8的垂吊機構(gòu)9。
[0038]一對腳部7支撐梁部8以及垂吊機構(gòu)9，梁部8進(jìn)行支撐，以便垂吊垂吊機構(gòu)9。然后，沿著梁部8的長度方向設(shè)置導(dǎo)軌8a，垂吊機構(gòu)9可沿著導(dǎo)軌8a在梁部8的長度方向上行駛。
[0039]更具體地說，垂吊機構(gòu)9包括:可沿著梁部8的導(dǎo)軌8a行駛的載重滑車9a ;抓持集裝箱C的吊具9b ;從載重滑車9a垂吊吊具9b的垂吊索9c ;以及進(jìn)行垂吊索9c的卷起以及卷出的卷揚機9d。
[0040]在這樣的結(jié)構(gòu)中，起重機主體3進(jìn)行集裝箱C的裝卸動作。具體地說，在吊具9b抓持集裝箱C時，卷揚機9d通過卷起用電動機的動力卷起垂吊索9c，從而提起集裝箱C。在提起集裝箱C的狀態(tài)下，垂吊機構(gòu)9 (載重滑車9a)在梁部8的長度方向上行駛，而且，起重機主體沿著行駛車道L行駛，使集裝箱C移動。在集裝箱C移動到目的位置時，卷揚機9d通過放回垂吊索9c的卷繞，使集裝箱C下降。
[0041]這里，起重機主體3并用來自地面電源設(shè)備2的電力和來自在箱子10中容納的電力供給裝置具有的蓄電裝置的電力，進(jìn)行起重機主體3的行駛、垂吊機構(gòu)9的行駛、卷揚機9d進(jìn)行的垂吊索9c的卷起等各種動作。
[0042]具體地說，在供電電纜4的前端設(shè)置電纜側(cè)連接器4a，與地面電源設(shè)備2的電源側(cè)連接器2a連接。起重機主體3經(jīng)由供電電纜4從地面電源設(shè)備2接受電力，通過箱子10中容納的電力供給裝置對起重機主體3的各部分供給電力。而且，如后所述，電力供給裝置控制蓄電裝置的充放電，除了來自地面電源設(shè)備2的電力，還將蓄電裝置的放電電力供給起重機主體3的各部分。
[0043]電纜卷筒5進(jìn)行供電電纜4的剩余部分的卷取，以便不會因為供電電纜4松弛而對起重機主體3的行駛產(chǎn)生障礙。
[0044]接著，參照圖2說明電力供給裝置的結(jié)構(gòu)。
[0045]圖2是表示電力供給裝置100的裝置結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。在該圖中，電力供給裝置100包括:AC/DC轉(zhuǎn)換器101 ;蓄電裝置111 ;充放電控制裝置112 ;以及程序裝置121。而且，在圖2中示出地面電源設(shè)備2、以及連接地面電源設(shè)備2和電力供給裝置100的供電電纜4、電力供給裝置100供給電力的負(fù)載90。
[0046]地面電源設(shè)備2包括電源側(cè)連接器2a ;電源單元2b ;以及變壓器2c，將電源單元2b輸出的交流電力通過變壓器2c變壓，并從電源側(cè)連接器2a輸出。如上所述，在電源側(cè)連接器2a上連接電纜側(cè)連接器4a，供電電纜4將通過電纜側(cè)連接器4a從地面電源設(shè)備2受電的交流電力供給電力供給裝置100。
[0047]而且，地面電源設(shè)備2對應(yīng)于本實施方式中的電源的一例。電源單元2b既可以是發(fā)電設(shè)備，也可以是對例如商用電源等受電的受電設(shè)備。而且，本實施方式中的電源不限于地面電源設(shè)備2等外部電源(在電力供給裝置的外部設(shè)置的電源)。例如也可以是電力供給裝置100具有發(fā)電機等，在電力供給裝置100自身的內(nèi)部具有電源。
[0048]負(fù)載90是，使輪胎6a(圖1)旋轉(zhuǎn)從而使起重機主體3行駛的行駛用電動機、作為卷揚機9d卷起垂吊索9c時的動力源的卷起用電動機、起重機主體3的控制裝置等，起重機主體3中的電力負(fù)載的總稱。
[0049]特別是，負(fù)載90能夠產(chǎn)生再生電力。具體地說，行駛機構(gòu)6在起重機主體3的制動時，使行駛用電動機作為再生制動器進(jìn)行動作，從而進(jìn)行再生。而且，卷揚機9d在將垂吊索9c倒卷而使提升載荷下降時，使卷起用電動機作為再生制動器進(jìn)行動作，從而調(diào)整提升載荷的下降速度同時進(jìn)行再生。
[0050]AC/DC轉(zhuǎn)換器101將從地面電源設(shè)備2供給的交流電力變換為第I目標(biāo)電壓值的直流電力而提供給負(fù)載90。在本實施方式中，第I目標(biāo)電壓值被預(yù)先設(shè)定作為固定的電壓值。
[0051]蓄電裝置111具有例如鉛電池或者鋰離子電池等二次電池，進(jìn)行充放電。這里，蓄電裝置111經(jīng)由充放電控制裝置112與負(fù)載90并聯(lián)連接到AC/DC轉(zhuǎn)換器101。通過這樣的連接關(guān)系，在來自AC/DC轉(zhuǎn)換器101的電力的電壓值比蓄電裝置111的電壓值高時，蓄電裝置111通過來自AC/DC轉(zhuǎn)換器101的電力進(jìn)行浮動充電。另一方面，在來自AC/DC轉(zhuǎn)換器101的電力的電壓值比蓄電裝置111的電壓值低時，蓄電裝置111進(jìn)行放電而對負(fù)載90供給電力。
[0052]而且，蓄電裝置111具有BMU (Battery Management Unit，電池管理單元)，測量二次電池的充電率并輸出到程序裝置121。
[0053]充放電控制裝置112控制蓄電裝置111的充放電，使得蓄電裝置111的電壓為第2目標(biāo)電壓值。在本實施方式中，第2目標(biāo)電壓值是通過程序裝置121設(shè)定的可變的電壓值。
[0054]程序裝置121將蓄電裝置111的二次電池的充電率(以下，簡單稱為“蓄電裝置111的充電率”)與閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果使第2目標(biāo)電壓值增減。這里，程序裝置121預(yù)先存儲將蓄電裝置111從充電切換為放電的放電閾值ShA、將蓄電裝置111從放電切換為充電的充電閾值ShB。其中，放電閾值ShA對應(yīng)于本實施方式中的閾值的一例。而且，程序裝置121對應(yīng)于本實施方式中的目標(biāo)電壓值設(shè)定單元的一例。
[0055]放電閾值ShA被設(shè)定為從蓄電裝置111的滿充電的狀態(tài)減去再生電力的蓄電部分后的充電率以下。例如設(shè)為產(chǎn)生使蓄電裝置111蓄電的再生電力的情況，設(shè)想在起重機主體3到達(dá)了集裝箱的位置時的起重機主體3的制動、起重機主體3到達(dá)了集裝箱下降位置時的起重機主體3的制動、以及使集裝箱下降時的卷揚機的制動。在該情況下，預(yù)想在2次起重機主體3的制動和I次集裝箱下降中產(chǎn)生的再生電力的合計值，相當(dāng)于再生電力的蓄電部分。
[0056]輪式起重機系統(tǒng)I的維護(hù)人員計算從滿充電狀態(tài)減去再生電力的蓄電部分后的充電率，g卩，預(yù)測了可以充電再生電力的余量的充電率。然后，輪式起重機系統(tǒng)I的維護(hù)人員將算出的充電率作為放電閾值ShA，使其預(yù)先存儲在程序裝置121中。或者，輪式起重機系統(tǒng)I的維護(hù)人員也可以將從算出的充電率進(jìn)一步減去考慮了電池劣化等的余量部分的充電率作為放電閾值ShA，將其預(yù)先存儲在程序裝置121中。
[0057]另一方面，充電閾值ShB被設(shè)定為比放電閾值ShA小的值。而且，如果充電閾值ShB 5放電閾值ShA，則電力供給裝置100(程序裝置121以及充放電控制裝置112)能夠控制蓄電裝置111，但是為了防止頻繁發(fā)生充放電的切換，優(yōu)選在充電閾值ShB和放電閾值ShA之間設(shè)置死區(qū)(滯后)。
[0058]在蓄電裝置111的充電率為放電閾值ShA以上時，電力供給裝置100使第2目標(biāo)電壓值增加而大于第I目標(biāo)電壓值。按照該目標(biāo)電壓值設(shè)定，充放電控制裝置112使蓄電裝置111進(jìn)行放電。另一方面，在蓄電裝置111的充電率為充電閾值ShB以下時，電力供給裝置100使第2目標(biāo)電壓值減少而小于第I目標(biāo)電壓值。按照該目標(biāo)電壓值設(shè)定，充放電控制裝置112使蓄電裝置111進(jìn)行充電。
[0059]圖3是表示程序裝置121設(shè)定的目標(biāo)電壓值的例子的說明圖。在該圖中，線Llll表示蓄電裝置111的充電率(State Of Charge ；SOC)的例子。而且，線L121表示程序裝置121設(shè)定的第2目標(biāo)電壓值的例子。而且，線L122表示AC/DC轉(zhuǎn)換器101和充放電控制裝置112之間的中間電壓值的例子。
[0060]在時刻Tll以前的狀態(tài)下，蓄電裝置111的充電率小于放電閾值ShA。因此，程序裝置121將蓄電裝置111的目標(biāo)電壓值(第2目標(biāo)電壓值)設(shè)定為小于作為AC/DC轉(zhuǎn)換器101的輸出電壓目標(biāo)值(第I目標(biāo)電壓值)的電壓值Vpset的電壓值Vdseto。根據(jù)該電壓目標(biāo)值設(shè)定，充放電控制裝置112控制蓄電裝置111，使蓄電裝置111的電壓值為電壓值VdsetO。因此，AC/DC轉(zhuǎn)換器101側(cè)的電壓高于蓄電裝置111側(cè)的電壓，從AC/DC轉(zhuǎn)換器101對蓄電裝置111進(jìn)行浮動充電。
[0061]通過浮動充電，蓄電裝置111的充電率上升，在時刻Tll中充電率達(dá)到放電閾值ShA。這樣，程序裝置121將蓄電裝置111的目標(biāo)電壓值(第2目標(biāo)電壓值)設(shè)定為大于AC/DC轉(zhuǎn)換器101的輸出電壓目標(biāo)值(第I目標(biāo)電壓值)即電壓值Vpset的電壓值Vdsetl。根據(jù)該電壓目標(biāo)值設(shè)定，充放電控制裝置112控制蓄電裝置111，使得蓄電裝置111的電壓值為電壓值Vdsetl。因此，蓄電裝置111側(cè)的電壓高于AC/DC轉(zhuǎn)換器101側(cè)的電壓，蓄電裝置111對負(fù)載90進(jìn)行放電。
[0062]由于放電，蓄電裝置111的充電率降低，在時刻T12中，充電率達(dá)到充電閾值ShB。這樣，程序裝置121將蓄電裝置111的目標(biāo)電壓值(第2目標(biāo)電壓值)返回電壓值VdsetO。因此，與時刻Tll以前相同，AC/DC轉(zhuǎn)換器101側(cè)的電壓高于蓄電裝置111側(cè)的電壓，從AC/DC轉(zhuǎn)換器101對蓄電裝置111進(jìn)行浮動充電。
[0063]而且，在圖3的例子中，負(fù)載90的電力負(fù)載處于較小的狀態(tài)，電壓下降的影響小。因此，線L122表示的中間電壓值成為第I目標(biāo)電壓值和第2目標(biāo)電壓值之間的值。
[0064]接著，參照圖4，說明高負(fù)載時的放電。
[0065]圖4是表不高負(fù)載時的中間電壓值的例子的說明圖。在該圖中，線L211表不程序裝置121設(shè)定的第2目標(biāo)電壓值的例子。在圖4的例子中，程序裝置121繼續(xù)將第2目標(biāo)電壓值設(shè)定為小于第I目標(biāo)電壓值的電壓值VdsetO。
[0066]而且，線L212表示AC/DC轉(zhuǎn)換器101和充放電控制裝置112之間的中間電壓值的例子。
[0067]在時刻T21以前，負(fù)載90的電力負(fù)載處于較小的狀態(tài)。因此，與圖3的時刻Tll以前的狀態(tài)相同，從AC/DC轉(zhuǎn)換器101對蓄電裝置111進(jìn)行浮動充電。
[0068]另一方面，從時刻T21至?xí)r刻T22，負(fù)載90的電力負(fù)載處于較大的狀態(tài)。因此，產(chǎn)生電壓降，從而線L212表示的中間電壓值小于線L211表示的第2目標(biāo)電壓值。因此，蓄電裝置111的電壓成為高于連接目的地(特別是負(fù)載90)的電壓的狀態(tài)，蓄電裝置111對負(fù)載90進(jìn)行放電。
[0069]這樣，即使在程序裝置121將第2目標(biāo)電壓值設(shè)定為小于第I目標(biāo)電壓值的電壓值的狀態(tài)下，在負(fù)載90的電力負(fù)載變大時，蓄電裝置111也對負(fù)載90進(jìn)行放電。因此，可以使來自地面電源設(shè)備2的供給電力的最大值降低，可以降低電源電壓。因此，可以使變壓器2c (圖2)輸出的電壓值比較小。
[0070]而且，即使在第2目標(biāo)電壓值大于第I目標(biāo)電壓值的狀態(tài)下，蓄電裝置111也可以將再生電力蓄電。
[0071 ] 圖5是表示再生時的中間電壓值的例子的說明圖。在該圖中，線L311表示程序裝置121設(shè)定的第2目標(biāo)電壓值的例子。在圖5的例子中，程序裝置121繼續(xù)將第2目標(biāo)電壓值設(shè)定為大于第I目標(biāo)電壓值的電壓值Vdsetl。
[0072]而且，線L312是表示AC/DC轉(zhuǎn)換器101和充放電控制裝置112之間的中間電壓值的例子。
[0073]在時刻T31以前，負(fù)載90不進(jìn)行再生，與從圖3的時刻Tll至T12的狀態(tài)相同，蓄電裝置111對負(fù)載90進(jìn)行放電。
[0074]另一方面，從時刻T31至?xí)r刻T32，負(fù)載90進(jìn)行再生，通過再生電力，線L312表示的中間電壓值上升，中間電壓值大于線L311表示的第2目標(biāo)電壓值。因此，蓄電裝置111的電壓成為低于連接目的地(特別是負(fù)載90)的電壓的狀態(tài)，蓄電裝置111充電再生電力。
[0075]這樣，即使在程序裝置121將第2目標(biāo)電壓值設(shè)定為大于第I目標(biāo)電壓值的電壓值的狀態(tài)下，如果負(fù)載90進(jìn)行再生，則蓄電裝置111充電再生電力。這樣，由于可以不浪費再生電力而進(jìn)行蓄電這一點，電力供給裝置100可以根據(jù)起重機主體3的動作狀況高效地控制蓄電裝置111的充放電，對負(fù)載90進(jìn)行電力供給。
[0076]而且，如上所述，由于充放電控制裝置112通過預(yù)測可充電再生電力的余量來控制蓄電裝置111的充放電，所以即使蓄電裝置111充電再生電力也不會過充電。
[0077]接著參照圖6，說明電力供給裝置100的動作。
[0078]圖6是表示程序裝置121設(shè)定第2目標(biāo)電壓值的處理步驟的流程圖。程序裝置121在連接(ON)自身的電源而成為動作狀態(tài)時，進(jìn)行該圖的處理。
[0079]在圖6的處理中，程序裝置121首先將第2目標(biāo)電壓值初始設(shè)定為小于第I目標(biāo)電壓值的電壓值VdsetO (步驟S101)。如上所述，在第2目標(biāo)電壓值成為電壓值VdsetO的狀態(tài)下，雖然蓄電裝置111進(jìn)行充電，但是在負(fù)載90為高負(fù)載時對該負(fù)載90進(jìn)行放電。
[0080]接著，程序裝置121判定蓄電裝置111的充電率是否為放電閾值ShA以上(步驟S102)。在判定為不足放電閾值ShA的情況下(步驟S102:否)，返回步驟S102。S卩，程序裝置121等待蓄電裝置111的充電率成為放電閾值ShA以上。
[0081]另一方面，在步驟S102中，判定為蓄電裝置111的充電率為放電閾值ShA以上的情況下(步驟S102:是)，程序裝置121將第2目標(biāo)電壓值設(shè)定為大于第I目標(biāo)電壓值的電壓值Vdsetl (步驟S103)。如上所述，在第2目標(biāo)電壓值成為電壓值Vdsetl的狀態(tài)下，雖然蓄電裝置111對負(fù)載90進(jìn)行放電，但是在負(fù)載90進(jìn)行再生時，充電再生電力。
[0082]接著，程序裝置121判定蓄電裝置111的充電率是否為充電閾值ShB以下(步驟
5104)。在判定為大于充電閾值ShB的情況下(步驟S104:否)，返回步驟S104。S卩，程序裝置121等待蓄電裝置111的充電率成為充電閾值ShB以下。
[0083]另一方面，在步驟S104中，在判定為蓄電裝置111的充電率為充電閾值ShB以下的情況下(步驟S104:是)，程序裝置121將第2目標(biāo)電壓值設(shè)定為電壓值VdsetO (步驟
5105)。
[0084]之后，返回步驟S102。
[0085]如上所述，充放電控制裝置112通過根據(jù)程序裝置121設(shè)定的第2目標(biāo)電壓值使蓄電裝置111的電壓變化，切換蓄電裝置111的充放電。因此，由于不需要使用開關(guān)來切換蓄電裝置111的充放電，所以不發(fā)生瞬間斷開。即，不發(fā)生開關(guān)切換動作造成的來自蓄電裝置111的電力供給開始的延遲、或者蓄電裝置111的充電開始的延遲。在這一點，電力供給裝置100可以根據(jù)起重機主體3的動作狀況高效地控制蓄電裝置111的充放電，對負(fù)載90進(jìn)行電力供給。
[0086]而且，在程序裝置121將第2目標(biāo)電壓值設(shè)定為小于第I目標(biāo)電壓值的電壓值的狀態(tài)下，如果負(fù)載90的電力負(fù)載變大，則蓄電裝置111對負(fù)載90進(jìn)行放電。因此，可以使來自地面電源設(shè)備2的供給電力的最大值下降，可以降低電源電壓。因此，可以使變壓器2c (圖2)輸出的電壓值比較小。
[0087]而且，在程序裝置121將第2目標(biāo)電壓值設(shè)定為大于第I目標(biāo)電壓值的電壓值的狀態(tài)下，如果負(fù)載90進(jìn)行再生，則蓄電裝置111充電再生電力。這樣，通過可以不丟棄再生電力而進(jìn)行蓄電這一點，電力供給裝置100可以根據(jù)起重機主體3的動作狀況高效地控制蓄電裝置111的充放電，對負(fù)載90進(jìn)行電力供給。
[0088]而且，由于充放電控制裝置112預(yù)測可充電再生電力的余量來控制蓄電裝置111的充放電，所以即使蓄電裝置111充電再生電力也不會過充電。
[0089]而且，由程序裝置121可以通過僅參照蓄電裝置111的充電率來設(shè)定目標(biāo)電壓值，從而控制蓄電裝置111的充放電這一點，可以通過簡單的結(jié)構(gòu)控制蓄電裝置111的充放電。
[0090]而且，在電力供給裝置100中，即使在AC/DC轉(zhuǎn)換器101中沒有輸出電壓設(shè)定值切換功能的情況下，也可以控制蓄電裝置111的充放電。
[0091]而且，在電力供給裝置100中，充放電控制裝置112進(jìn)行電壓設(shè)定值的切換。因此，在與AC/DC轉(zhuǎn)換器101進(jìn)行電壓設(shè)定值的切換的情況進(jìn)行比較中，得到以下的效果。
[0092]即，在對于安裝AC/DC轉(zhuǎn)換器的不具有蓄電裝置的電動卷筒式門型起重機追加設(shè)置充放電控制裝置以及蓄電裝置的情況下，不需要對AC/DC轉(zhuǎn)換器追加輸出電壓設(shè)定值切換功能。在該點中，可以削減追加作業(yè)。
[0093]而且，以上說明了將本實施方式適用于門型起重機的情況，但是本發(fā)明的適用范圍不限于此。例如，可以將本發(fā)明適用于串聯(lián)式混合方式的混合動力汽車或混合鐵道車輛等，并用來自電源的電力和來自蓄電裝置的電力的各種設(shè)備中。對于后述的第2實施方式也一樣。
[0094]而且，程序裝置121也可以根據(jù)起重機主體3的動作狀況使目標(biāo)電壓值變化。例如，在設(shè)定的時間內(nèi)，在沒有負(fù)載90的電力變動(對于卷繞動作以及行駛動作的任意一個)的情況下，按照程序裝置121的指示，充放電控制裝置112可以使蓄電裝置111的充電或者放電的至少其中一個停止。然后，在檢測到負(fù)載電力變動的情況下，充放電控制裝置112也可以使蓄電裝置111恢復(fù)為原來的狀態(tài)。
[0095]因此，可以避免沒有負(fù)載電力變動(卷繞動作以及行駛動作的任意一個)的情況下的無用充放電動作的反復(fù)。對于接著說明的第2實施方式也一樣。
[0096]〈第2實施方式〉
[0097]以上說明了程序裝置121使第2目標(biāo)電壓值變化的情況，但是程序裝置121也可以取代第2目標(biāo)電壓值而使第I目標(biāo)電壓值變化。以下，說明這一點。
[0098]圖7是表示本發(fā)明的第2實施方式中的電力供給裝置的裝置結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。在該圖中，電力供給裝置200包括:AC/DC轉(zhuǎn)換器201 ;蓄電裝置111 ;充放電控制裝置212 ；以及程序裝置221。而且，在圖7中示出:地面電源設(shè)備2 ;以及連接地面電源設(shè)備2和電力供給裝置100的供電電纜4 ;電力供給裝置100供給電力的負(fù)載90。在圖7中，對于與圖2的各部分對應(yīng)而具有相同的功能的部分，賦予相同的符號(2、2a、2b、2c、4、4a、5、90、lll)而省略說明。
[0099]而且，第2實施方式中的輪式起重機的外形與第I實施方式中參照圖1說明的相同，省略圖示以及說明。
[0100]在輪式起重機系統(tǒng)Ib中，在程序裝置221取代第2目標(biāo)電壓值而使第I目標(biāo)電壓值變化這一點，與輪式起重機系統(tǒng)1(圖2)的情況不同。
[0101]程序裝置221在蓄電裝置111的充電率為放電閾值ShA以上時，使第I目標(biāo)電壓值增加而大于第2目標(biāo)電壓值。
[0102]AC/DC轉(zhuǎn)換器201按照程序裝置221設(shè)定的第I目標(biāo)電壓值，使AC/DC轉(zhuǎn)換器201自身的輸出電壓值變化。
[0103]充放電控制裝置212與充放電控制裝置112 —樣，通過根據(jù)第2目標(biāo)電壓值控制蓄電裝置111的電壓值，控制蓄電裝置111的充放電。其中，在充放電控制裝置212中，第2目標(biāo)值為固定值這一點與充放電控制裝置112不同。
[0104]圖8是表示程序裝置221設(shè)定的目標(biāo)電壓值的例子的說明圖。在該圖中，線L411表示蓄電裝置111的充電率(State Of Charge ；SOC)的例子。而且，線L421表示程序裝置221設(shè)定的第I目標(biāo)電壓值的例子。
[0105]在時刻T41以前的狀態(tài)下，蓄電裝置111的充電率小于放電閾值ShA。因此，程序裝置221將AC/DC轉(zhuǎn)換器201的輸出電壓目標(biāo)值(第I目標(biāo)電壓值)設(shè)定為大于蓄電裝置111的目標(biāo)電壓值(第2目標(biāo)電壓值)即電壓值Vdset的電壓值Vpsetl。根據(jù)該電壓目標(biāo)值設(shè)定，AC/DC轉(zhuǎn)換器201控制AC/DC轉(zhuǎn)換器201自身，使得輸出電壓值為電壓值Vpsetl。因此，AC/DC轉(zhuǎn)換器201側(cè)的電壓高于蓄電裝置111側(cè)的電壓，從AC/DC轉(zhuǎn)換器201對蓄電裝置111進(jìn)行浮動充電。
[0106]通過浮動充電，蓄電裝置111的充電率上升，在時刻T41中充電率達(dá)到放電閾值ShA。這樣，程序裝置221將AC/DC轉(zhuǎn)換器201的輸出電壓目標(biāo)值(第I目標(biāo)電壓值)設(shè)定為小于蓄電裝置111的目標(biāo)電壓值(第2目標(biāo)電壓值)即電壓值Vdset的電壓值VpsetO。根據(jù)該電壓目標(biāo)值設(shè)定，AC/DC轉(zhuǎn)換器201控制AC/DC轉(zhuǎn)換器201自身，使得輸出電壓值為電壓值VpsetO。因此，蓄電裝置111側(cè)的電壓高于AC/DC轉(zhuǎn)換器201側(cè)的電壓，蓄電裝置111對負(fù)載90進(jìn)行放電。
[0107]通過放電，蓄電裝置111的充電率降低，在時刻T42中充電率達(dá)到充電閾值ShB。這樣，程序裝置221使AC/DC轉(zhuǎn)換器201的輸出電壓目標(biāo)值(第I目標(biāo)電壓值)返回電壓值Vpsetl。因此，與時刻T41以前一樣，AC/DC轉(zhuǎn)換器201側(cè)的電壓高于蓄電裝置111側(cè)的電壓，從AC/DC轉(zhuǎn)換器201對蓄電裝置111進(jìn)行浮動充電。
[0108]這樣，在電力供給裝置200中，也可以與電力供給裝置100的情況一樣切換蓄電裝置111的充放電。
[0109]關(guān)于負(fù)載90的高負(fù)載時，也與參照圖4說明的一樣，在程序裝置221將第I目標(biāo)電壓值設(shè)定為大于第2目標(biāo)電壓值的電壓值的狀態(tài)下，如果負(fù)載90的電力負(fù)載變大，則蓄電裝置111對負(fù)載90進(jìn)行放電。因此，可以使來自地面電源設(shè)備2的供給電力的最大值降低，使電源電壓下降。因此，可以使變壓器2c (圖2)輸出的電壓值比較小。
[0110]而且，關(guān)于負(fù)載90的再生時，也與參照圖5說明的一樣，程序裝置221在將第I目標(biāo)電壓值設(shè)定為小于第2目標(biāo)電壓值的電壓值的狀態(tài)下，如果負(fù)載90進(jìn)行再生，則蓄電裝置m充電再生電力。這樣，由于可以不丟棄再生電力而進(jìn)行蓄電這一點，電力供給裝置200可以根據(jù)起重機主體3b的動作狀況高效地控制蓄電裝置111的充放電，可以對負(fù)載90進(jìn)行電力供給。
[0111]而且，與充放電控制裝置112的情況一樣，充放電控制裝置212通過預(yù)測可充電再生電力的余量控制蓄電裝置111的充放電。因此，即使蓄電裝置111充電再生電力也不會過充電。
[0112]接著參照圖9，說明電力供給裝置200的動作。
[0113]圖9是表示程序裝置221設(shè)定第I目標(biāo)電壓值的處理步驟的流程圖。程序裝置221連接自身的電源而成為動作狀態(tài)時，進(jìn)行該圖的處理。
[0114]在圖9的處理中，程序裝置221首先將第I目標(biāo)電壓值初始設(shè)定為大于第2目標(biāo)電壓值的電壓值Vpsetl (步驟S201)。如上所述，在第I目標(biāo)電壓值為電壓值Vpsetl的狀態(tài)下，雖然蓄電裝置111進(jìn)行充電，但是在負(fù)載90為高負(fù)載時對該負(fù)載90進(jìn)行放電。
[0115]接著，程序裝置221判定蓄電裝置111的充電率是否為放電閾值ShA以上(步驟S202)。在判定為不足放電閾值ShA的情況下(步驟S202:否)，返回步驟S202。S卩，程序裝置221等待蓄電裝置111的充電率成為放電閾值ShA以上。
[0116]另一方面，在步驟S202中判定為蓄電裝置111的充電率為放電閾值ShA以上的情況下(步驟S202:是)，程序裝置221將第I目標(biāo)電壓值設(shè)定為小于第2目標(biāo)電壓值的電壓值VpsetO (步驟S203)。如上所述，在第2目標(biāo)電壓值為電壓值VpsetO的狀態(tài)下，雖然蓄電裝置111進(jìn)行對負(fù)載90的放電，但是在負(fù)載90再生時充電再生電力。
[0117]接著，程序裝置221判定蓄電裝置111的充電率是否為充電閾值ShB以下(步驟S204)。在判定為大于充電閾值ShB的情況下(步驟S204:否)，返回步驟S204。S卩，程序裝置221等待蓄電裝置111的充電率為充電閾值ShB以下。
[0118]另一方面，在步驟S204中判定為蓄電裝置111的充電率為充電閾值ShB以下的情況下(步驟S204:是)，程序裝置221將第I目標(biāo)電壓值設(shè)定為電壓值Vpset I (步驟S205)。
[0119]之后，返回步驟S202。
[0120]如上所述，AC/DC轉(zhuǎn)換器201通過根據(jù)程序裝置221設(shè)定的第I目標(biāo)電壓值使AC/DC轉(zhuǎn)換器201自身的輸出電壓值變化，切換蓄電裝置111的充放電。因此，由于不需要使用開關(guān)來切換蓄電裝置111的充放電，所以不產(chǎn)生瞬間斷開。即，不產(chǎn)生開關(guān)切換動作造成的來自蓄電裝置111的電力供給開始的延遲、或者蓄電裝置111的充電開始的延遲。在該點中，電力供給裝置200可以根據(jù)起重機主體3b的動作狀況高效地控制蓄電裝置111的充放電，可以進(jìn)行對負(fù)載90的電力供給。
[0121]而且，即使在程序裝置221將第I目標(biāo)電壓值設(shè)定為大于第2目標(biāo)電壓值的電壓值的狀態(tài)下，如果負(fù)載90的電力負(fù)載變大，則蓄電裝置111進(jìn)行對負(fù)載90的放電。因此，可以使來自地面電源設(shè)備2的供給電力的最大值降低，使電源電壓下降。因此，可以使變壓器2c (圖2)輸出的電壓值比較小。
[0122]而且，即使在程序裝置221將第I目標(biāo)電壓值設(shè)定為小于第2目標(biāo)電壓值的電壓值的狀態(tài)下，如果負(fù)載90進(jìn)行再生，則蓄電裝置111充電再生電力。這樣，由于可以不丟棄再生電力而進(jìn)行蓄電這一點，電力供給裝置200可以根據(jù)起重機主體3b的動作狀況高效地控制蓄電裝置111的充放電，對負(fù)載90進(jìn)行電力供給。
[0123]而且，充放電控制裝置212由于通過預(yù)測可充電再生電力的余量來控制蓄電裝置111的充放電，所以即使蓄電裝置111充電再生電力也不會過充電。
[0124]而且，由于程序裝置221可以通過僅參照蓄電裝置111的充電率來設(shè)定目標(biāo)電壓值從而控制蓄電裝置111的充放電這一點，所以可以通過簡單的結(jié)構(gòu)控制蓄電裝置111的充放電。
[0125]而且，在電力供給裝置200中，即使在充放電控制裝置212中沒有電壓指令值切換功能的情況下，也可以控制蓄電裝置111的充放電。
[0126]而且，也可以將用于實現(xiàn)充放電控制裝置112或充放電控制裝置212、程序裝置121或程序裝置221的全部或者一部分功能的程序記錄在計算機可讀取的記錄介質(zhì)中，使計算機系統(tǒng)讀入該記錄介質(zhì)中記錄的程序，并且通過執(zhí)行來進(jìn)行各單元的處理。而且，這里所說的“計算機系統(tǒng)”，包含OS或周邊設(shè)備等硬件。
[0127]而且，如果是利用WWW系統(tǒng)的情況，則“計算機系統(tǒng)”也包含主頁提供環(huán)境(或者顯示環(huán)境)。
[0128]而且，所謂“計算機可讀取的記錄介質(zhì)”是指，軟盤、光磁盤、ROM、⑶一 ROM等可移動介質(zhì)、內(nèi)置在計算機系統(tǒng)的硬盤等存儲裝置。而且，“計算機可讀取記錄介質(zhì)”還包括:在經(jīng)由因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)或電話線路等通信線路發(fā)送程序的情況下的通信線那樣的、在短時間期間動態(tài)地保持程序者、在該情況下的成為服務(wù)器或客戶端的計算機系統(tǒng)內(nèi)部的易失性存儲器那樣的、在一定時間保持程序者。而且，上述程序既可以是用于實現(xiàn)上述功能的一部分者，進(jìn)而還可以是可通過上述的功能與計算機系統(tǒng)中已記錄的程序的組合來實現(xiàn)者。
[0129]以上，參照附圖詳細(xì)敘述了本發(fā)明的實施方式，但是具體的結(jié)構(gòu)不限于該實施方式，還包括不脫離本發(fā)明的要旨的范圍的設(shè)計變更等。
[0130]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0131]本發(fā)明涉及對電力負(fù)載供給電力的電力供給裝置，包括:電力變換裝置，將從電源供給的交流電力變換為第I目標(biāo)電壓值的直流電力而提供給所述電力負(fù)載；蓄電裝置，與所述電力負(fù)載并聯(lián)連接到所述電力變換裝置，能夠進(jìn)行充放電；充放電控制裝置，控制充放電，使得所述蓄電裝置的電壓值為第2目標(biāo)電壓值；目標(biāo)電壓值設(shè)定單元，將所述蓄電裝置的充電率與閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果，增減第I目標(biāo)電壓值或者第2目標(biāo)電壓值的至少一個。
[0132]按照本發(fā)明，對于并用電源電力和蓄電裝置的放電電力的設(shè)備，可以根據(jù)設(shè)備的動作狀況高效地控制充放電而進(jìn)行電力供給。
[0133]標(biāo)號說明
[0134]Ulb輪式起重機系統(tǒng)
[0135]2地面電源設(shè)備
[0136]2a電源側(cè)連接器
[0137]2b電源單元
[0138]2c變壓器
[0139]3、3b起重機主體
[0140]4供電電纜
[0141]4a電纜側(cè)連接器
[0142]5電纜卷筒
[0143]90 負(fù)載
[0144]100,200電力供給裝置
[0145]101、201 AC/DC 轉(zhuǎn)換器
[0146]111蓄電裝置
[0147]112、212充放電控制裝置
[0148]121,221 程序裝置
【權(quán)利要求】
1.一種電力供給裝置，對電力負(fù)載供給電力，包括: 電力變換裝置，將從電源供給的交流電力變換為第I目標(biāo)電壓值的直流電力而提供給所述電力負(fù)載； 蓄電裝置，與所述電力負(fù)載并聯(lián)連接到所述電力變換裝置，能夠進(jìn)行充放電； 充放電控制裝置，控制充放電，使得所述蓄電裝置的電壓值為第2目標(biāo)電壓值；以及目標(biāo)電壓值設(shè)定單元，將所述蓄電裝置的充電率與閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果，增減第I目標(biāo)電壓值或者第2目標(biāo)電壓值的至少一個。
2.如權(quán)利要求1所述的電力供給裝置， 所述電力負(fù)載能夠生成再生電力， 所述閾值被設(shè)定為從所述蓄電裝置的滿充電的狀態(tài)減去所述再生電力的蓄電部分所得的充電率以下， 所述目標(biāo)電壓值設(shè)定單元在所述蓄電裝置的充電率為所述閾值以上時，增減所述第I目標(biāo)電壓值或者所述第2目標(biāo)電壓值的至少一個，使得所述第2目標(biāo)電壓值大于所述第I目標(biāo)電壓值。
3.如權(quán)利要求1所述的電力供給裝置， 所述目標(biāo)電壓值設(shè)定單元在所述蓄電裝置的充電率為所述閾值以上時，使所述第2目標(biāo)電壓值增加而大于所述第I目標(biāo)電壓值。
4.如權(quán)利要求1所述的電力供給裝置， 所述目標(biāo)電壓值設(shè)定單元在所述蓄電裝置的充電率為所述閾值以上時，使所述第I目標(biāo)電壓值減少而小于所述第2目標(biāo)電壓值。
5.如權(quán)利要求1所述的電力供給裝置， 所述電力負(fù)載是起重機裝置， 所述目標(biāo)電壓值設(shè)定單元在規(guī)定時間以上沒有所述電力負(fù)載的電力變動的情況下，使所述蓄電裝置的充電或者放電的至少其中一個停止。
6.一種電力供給裝置的電力供給方法， 所述電力供給裝置包括: 電力變換裝置，將從電源供給的交流電力變換為第I目標(biāo)電壓值的直流電力提供給電力負(fù)載；以及 蓄電裝置，與所述電力負(fù)載并聯(lián)連接到所述電力變換裝置，能夠進(jìn)行充放電， 所述電力供給方法包括: 充放電控制步驟，控制充放電，使得所述蓄電裝置的電壓值為第2目標(biāo)電壓值；以及目標(biāo)電壓值設(shè)定步驟，將所述蓄電裝置的充電率與閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果，增減第I目標(biāo)電壓值或者第2目標(biāo)電壓值的至少一個。
7.一種用于使控制電力供給裝置的計算機執(zhí)行的程序， 所述電力供給裝置包括: 電力變換裝置，將從電源供給的交流電力變換為第I目標(biāo)電壓值的直流電力提供給電力負(fù)載；以及 蓄電裝置，與所述電力負(fù)載并聯(lián)連接到所述電力變換裝置，能夠進(jìn)行充放電， 所述程序使計算機執(zhí)行以下步驟: 充放電控制步驟，控制充放電，使得所述蓄電裝置的電壓值為第2目標(biāo)電壓值；以及目標(biāo)電壓值設(shè)定步驟，將所述蓄電裝置的充電率與閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果，增減第I目標(biāo)電壓值或者第2目標(biāo)電壓值的至少一個。
【文檔編號】B66C13/12GK104488164SQ201380039016
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月9日
【發(fā)明者】尾崎和基, 森田克明, 豊原尚, 吉岡伸郎, 古川佑紀(jì) 申請人:三菱重工業(yè)株式會社, 三菱重工機械科技株式會社