電力供給装置、クレーン、及び電力供給方法
【課題】商用電源から車両へ供給する電力を低電力とし低圧送電を可能にする、ことを目的とする。
【解決手段】電力供給装置４０は、クレーンが有する電力負荷に電力を供給するために、クレーンに搭載され、直流母線５２を介して電力負荷と接続されて電力負荷に直流電力を供給するための充放電可能なバッテリ４２を備えている。そして、電力供給装置４０は、商用電源から供給される交流電力を、ＰＷＭコンバータ４１によって、第１電圧目標値の電圧とされると共に最大電力目標値を上限とした直流電力に変換し、直流母線５２を介して電力負荷に供給させ、バッテリ充放電制御装置４８によって、バッテリ４２を第１電圧目標値よりも小さな第２電圧目標値の電圧で充放電させる。
【解決手段】電力供給装置４０は、クレーンが有する電力負荷に電力を供給するために、クレーンに搭載され、直流母線５２を介して電力負荷と接続されて電力負荷に直流電力を供給するための充放電可能なバッテリ４２を備えている。そして、電力供給装置４０は、商用電源から供給される交流電力を、ＰＷＭコンバータ４１によって、第１電圧目標値の電圧とされると共に最大電力目標値を上限とした直流電力に変換し、直流母線５２を介して電力負荷に供給させ、バッテリ充放電制御装置４８によって、バッテリ４２を第１電圧目標値よりも小さな第２電圧目標値の電圧で充放電させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に電力を供給する電力供給装置、クレーン、及び電力供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、蓄電装置を搭載し、蓄電装置から供給される電力によって電力負荷を駆動させる車両が開発されている。このような車両の例として、以下のようなクレーンが挙げられる。
【０００３】
港湾等のコンテナヤードでは、船舶へ積み込む前のコンテナや、船舶から積み下ろされたコンテナが多数設置されている。これらコンテナは、上方へ複数積み上げられた段積みコンテナとされ、各段積みコンテナが所定配列に従ってレーンごとに並べられている。各レーンには、レーンを跨ぐように、ＲＴＧ（Rubber Tired Gantry crane）等の自走式の門型クレーンが配置される。この門型クレーンによって、レーン内を走行するトレーラやＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle）とのコンテナの受け渡しが行われ、また、レーン内のコンテナの設置等が行われる。
【０００４】
このようなＲＴＧ等のクレーンは、従来、クレーンに搭載されたエンジン発電機にて発電し、クレーンの走行モータや荷役モータに電力を供給している。また、近年の環境負荷低減の要請から、エンジン発電機に加えてバッテリを搭載したハイブリッド電源方式が実用化されつつある。さらに環境負荷の低減を進める方式として、エンジン発電機を廃し、地上に設けた給電源から給電ケーブルおよびケーブルリールを介してクレーンに電力を供給するケーブルリール式地上給電方式がある。
【０００５】
特許文献１には、商用電源と蓄電装置とからの給電によって駆動するクレーンが記載されている。
特許文献１に記載されているクレーンは、蓄電装置の蓄電量が第１閾値を上回っている場合、高圧領域及び低圧領域共に、蓄電装置単体でモータを駆動させ、蓄電装置の蓄電量が第１閾値を下回っている場合は、蓄電装置からの電力と商用電源からの電力の併用によってモータを駆動させ、蓄電装置の蓄電量が第１閾値よりも低い第２閾値を下回っている場合は、商用電源からの電力のみによってモータを駆動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１６６７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、ＲＴＧ等のクレーンは、吊荷の巻き上げに要する電力が例えば１５０ｋＷ（過負荷耐量１８０％時最大２７０ｋＷ）、トロリの横行走行に要する電力が例えば２２ｋＷ（過負荷耐量２００％時最大４４ｋＷ）、その他ベースロードが最大の場合に要する電力が例えば３５ｋＷ程度の負荷に対する電力を必要とするため、合計最大３５０ｋＷ程度の電力を必要とする。
【０００８】
一方、吊荷を巻き下げる場合、クレーンは、発電機の振る舞いをし、商用電源へ電力を回生する。
【０００９】
このように、クレーンによる電力の消費と発電とを平均すると数十ｋＷ程度となることから、クレーンによっては、負荷変動が大きくなる場合もある。
【００１０】
しかし、特許文献１に記載のクレーンは、蓄電装置で補えない電力が商用電源から供給されるので、商用電源から供給される電力は場面に応じて変動するため、ＲＴＧ等に適用する場合は、高圧電力（例えば、ＡＣ６６００Ｖ）となることを想定して、商用電源からの給電のための電源設備等を構成しなければならない。そして、クレーンの電力変動が大きい場合は、さらに過剰な電源設備を必要とする。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、商用電源から車両へ供給する電力を低電力とし低圧送電を可能にできる、電力供給装置、クレーン、及び電力供給方法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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の電力供給装置、クレーン、及び電力供給方法は以下の手段を採用する。
【００１３】
本発明の第一態様に係る電力供給装置は、車両が有する電力負荷に電力を供給するために、該車両に搭載される電力供給装置であって、商用電源から供給される交流電力を、第１目標値の電圧とすると共に予め定められた電力値を上限とした直流電力に変換し、導線を介して前記電力負荷に供給する変換手段と、前記導線を介して前記電力負荷と接続され、前記電力負荷に直流電力を供給するための充放電可能な蓄電装置と、前記蓄電装置を前記第１目標値よりも小さな第２目標値の電圧で充放電させる充放電制御手段と、を備える。
【００１４】
この構成によれば、電力供給装置は、車両が有する電力負荷に電力を供給するために、該車両に搭載される。なお、車両とは、クレーンや交通車両等である。
【００１５】
そして、変換手段によって、商用電源から供給される交流電力が、第１目標値の電圧とされると共に予め定められた電力値を上限とした直流電力に変換され、導線を介して電力負荷に供給される。
さらに、充放電制御手段によって、導線を介して電力負荷と接続され、電力負荷に直流電力を供給するための充放電可能な蓄電装置が、第１目標値よりも小さな第２目標値の電圧で充放電される。
【００１６】
これにより、電力負荷で消費される電力（消費電力）が上記予め定められた電力値以下の場合は、第１目標値の方が第２目標値よりも大きいので、変換手段から供給される電力の電圧が蓄電装置から供給される電力の電圧よりも大きい。このため、電力負荷は、変換手段から供給される直流電力、すなわち商用電源からの電力のみによって駆動されることとなる。
電力負荷の消費電力の増加に伴い、変換手段から供給される電力は増加することとなるが、消費電力が上記予め定められた電力値を超えると、電力負荷へ電力を供給することとなる導線における電圧が低下する。導線における電圧が第２目標値まで低下すると、充放電制御手段による蓄電装置の放電が開始される。そして、電力負荷は、予め定められた電力値を上限とした変換手段から供給される電力と蓄電装置から供給される電力とで駆動されることとなる。
【００１７】
従って、商用電源から車両へ供給する電力を低電力とし低圧送電を可能にできる。
【００１８】
また、上記第一態様では、前記充放電制御手段が、前記蓄電装置が充電を必要とし、かつ前記電力負荷で消費される電力が前記予め定められた電力値未満の場合、前記変換手段で変換された直流電力によって前記蓄電装置を充電させることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、変換手段で変換された直流電力のうち、電力負荷で消費されない余剰な電力が蓄電装置の充電に用いられるので、商用電源から蓄電装置へ効率的に充電が可能となる。
【００２０】
また、上記第一態様では、前記電力負荷が、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する回生が可能とされ、前記充放電制御手段が、前記蓄電装置が充電を必要とし、かつ前記電力負荷が回生し、前記電力負荷の回生により生じる電力の電圧が前記第２目標値以上となった場合、該電力によって前記蓄電装置を充電させることが好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、簡易な構成により、電力負荷の回生により生じる電力を蓄電装置に充電させることができる。
【００２２】
本発明の第二態様に係るクレーンは、上記記載の電力供給装置と、前記電力供給装置から供給される電力によって駆動する電力負荷と、を備える。
【００２３】
本発明の第三態様に係る電力供給方法は、車両が有する電力負荷に電力を供給するために、該車両に搭載される電力供給方法であって、商用電源から供給される交流電力を、第１目標値の電圧とすると共に予め定められた電力値を上限とした直流電力に変換し、導線を介して前記電力負荷に供給する変換する第１工程と、前記導線を介して前記電力負荷と接続され、前記電力負荷に直流電力を供給するための充放電可能な蓄電装置を、前記第１目標値よりも小さな第２目標値の電圧で充放電させる第２工程と、を含む。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、商用電源から車両へ供給する電力を低電力とし低圧送電を可能にできる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るクレーンを示した斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るクレーンの電気的構成の概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係るクレーンの電力負荷で消費される電力の時間変化を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態に係るＰＷＭコンバータから供給される直流電力のみによって電力負荷が駆動される場合を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係るＰＷＭコンバータから供給される電力とバッテリから供給される電力とで電力負荷が駆動される場合を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係るＰＷＭコンバータで変換された直流電力によってバッテリが充電される場合を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態に係る電力負荷から生じた回生電力と共にＰＷＭコンバータで変換された直流電力によってバッテリを充電が充電される場合を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明に係る電力供給装置、クレーン、クレーンの電力供給方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態にかかるクレーン１を示している。
図１には、レーンＲの走行方向Ｘに設置されたクレーン１が示されている。クレーン１は、地上に設置された給電ボックス３１（給電設備）から供給された電力によって動作する地上給電方式の電動クレーンとされており、エンジン発電機を備えていない。また、クレーン１は、クレーン用給電ケーブルリール装置（以下、単に「ケーブルリール装置」という。）２を備えている。
【００２８】
クレーン１は、いわゆるＲＴＧ（Rubber Tired Gantry crane）とされ、複数の車輪（ゴムタイヤ）３によって自走する門型のクレーンとされている。クレーン１は、複数のコンテナ（以下、「吊荷」という。）が上方に段積みされた段積み吊荷が所定配列をもって設置されたレーンＲを跨ぐように配置され、レーンＲの長手方向（走行方向Ｘ）に走行する。
【００２９】
クレーン１は、各脚部１１に４つの走行装置５を備えており、各走行装置５に４つの車輪３が設けられている。走行装置５は、走行制御装置７によって、その駆動が制御されるようになっている。走行装置５には、オートステアセンサ６が設けられている。このオートステアセンサ６は、レーンＲの長手方向に敷設された磁気ガイドライン１５からの磁気を検出するようになっており、これにより、クレーン１を走行方向Ｘに自動で直進運転できるようになっている。
【００３０】
左右方向である走行方向Ｘに隣り合う走行装置５は、下梁９によって連結されており、この下梁９上に走行制御装置７が設置されている。ここで、左右とはクレーン１の走行方向を意味し、前後とはトロリ２０の移動方向（横行方向Ｙ）を意味する。これは、トロリ２０に設置された運転室２２内のオペレータの姿勢を基準として定められたものである。
【００３１】
下梁９の中央には、下方に向けた状態のベイセンサ８が設けられている。このベイセンサ８は、設置された吊荷の左右方向の単位であるベイ毎に敷設された磁石１６からの磁気を検出するようになっており、これにより、クレーン１を目標のベイに停止させることができる。
下梁９の両端には、上方に立設する柱１０がそれぞれ設けられている。各柱１０の上端は、もう一方の下梁９から立設された柱１０の上端とガーダ１２によって連結されている。
【００３２】
ガーダ１２は左右方向に２本並列に設けられており、これらガーダ１２上をトロリ２０が前後方向（横行方向Ｙ）に移動する。トロリ２０には運転室２２が設けられており、この運転室２２内にオペレータが待機し、クレーン１の操作を行う。
【００３３】
トロリ２０からはスプレッダ（吊具）２４が吊り下げられており、このスプレッダ２４によって吊荷が把持された状態で吊り下げられるようになっている。具体的には、スプレッダ２４の四隅に、先端に拡大頭部を有するツイストロックピン（図示せず）が下方に突出した状態で設けられており、各ツイストロックピンの拡大頭部が吊荷の上面四隅に設けられた穴に挿入された状態で回転させられることによって係合するようになっている。このようにスプレッダ２４によって吊り下げられることにより、吊荷はトロリ２０の移動に応じて各位置に移動させられる。
【００３４】
給電ケーブル３３は、ＡＣ４６０Ｖといった低電圧仕様とされているので、従来のＡＣ６６００Ｖ級の高電圧仕様の給電ケーブルに比べて小径とされている。これに伴い、ケーブルリール３５は、従来のケーブルリールに比べて小径となり小型化されている。このように小型化されたケーブルリール３５は、クレーン１の走行方向Ｘ側に張り出すように設置されている。
【００３５】
ケーブルリール３５を備えたケーブルリール装置２は、クレーン１に対して着脱可能とされている。また、図１に示されているように、１つのクレーン１に対して複数設けることもできる。そして、給電ボックス３１の位置に応じて、ケーブルリール装置２の位置が変更できるようになっている。
【００３６】
図２は、本実施形態に係るクレーン１の電気的構成の概略図である。
【００３７】
クレーン１は、電力負荷に電力を供給（給電）する電力供給装置であって、商用電源から予め定められた電力の供給を受け、電力負荷に電力を供給するＰＷＭコンバータ４１、及び充放電可能であり、電力負荷に電力を供給するためのバッテリ４２（蓄電装置）を含む上述した電力供給装置４０を備えている。
【００３８】
給電ボックス３１は、高圧受電盤４４によって商用電源から受電し、受電した交流電力を変圧器４５によって所定の大きさの交流電力に変換（例えば、６６００Ｖを４６０Ｖに変換）し、電力供給装置４０へ給電する。
【００３９】
電力供給装置４０は、給電ボックス３１から交流電力が供給（給電）され、ＰＷＭコンバータ４１によって交流電力から変換された直流電力を、導線である直流母線５２を介して電力負荷に接続されている負荷駆動インバータ４３Ａ〜４３Ｆへ供給する。また、バッテリ４２は、放電により直流電力と、ＰＷＭコンバータ４１と同様に直流母線５２を介して電力負荷に接続されている負荷駆動インバータ４３Ａ〜４３Ｆへ供給する。
【００４０】
なお、ＰＷＭコンバータ４１は、給電ボックス３１に接続された給電ケーブル３３に給電コネクタ４６及びケーブルリール４７を介して接続されている。
そして、ＰＷＭコンバータ４１は、給電ボックス３１から供給される交流電力を、第１目標値（以下、「第１電圧目標値」という。）の電圧とすると共に予め定められた電力値（以下、「最大電力目標値」という。）を上限とした直流電力に変換し、直流母線５２を介して電力負荷に供給する。ＰＷＭコンバータ４１は、電流制限機能を有しており、出力する電力を一定に保ち、電流の上限値が予め設定されることによって、ＰＷＭコンバータ４１が出力する電力が最大電力目標値以下に制限されている。
なお、ＰＷＭコンバータ４１は、力行時及び回生時共に電力を最大電力目標値以下に制限されている。また、電流の上限値は、例えば直流母線５２で許容される電流値とされる。さらに、ＰＷＭコンバータ４１は、回生時に地上給電側へは電流制限機能により、回生されないように構成されている。
【００４１】
電力供給装置４０が備えるバッテリ充放電制御装置４８は、バッテリ４２を第１目標値よりも小さな第２目標値（以下、「第２電圧目標値」という。）の電圧で充放電させる。
【００４２】
電力負荷は、クレーン１が備えるトロリ２０を横行させる横行用のモータ４９Ａ、車輪３を回転させるモータ４９Ｂ〜４９Ｅ及び旋回用のモータ４９Ｆ、吊荷を巻き上げるための巻き上げ用モータ４９Ｇ、並びに補機５０等である。なお、巻き上げ用モータ４９Ｇは、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する回生が可能とされており、巻き上げた吊荷を下げる場合、発電機として機能することによって発電する。
【００４３】
以下の説明において、各モータ４９を区別する場合は、符号の末尾にＡ〜Ｇの何れかを付し、各モータ４９を区別しない場合は、Ａ〜Ｇを省略する。また、各負荷駆動用インバータを区別する場合は、符号の末尾にＡ〜Ｆの何れかを付し、各負荷駆動インバータ４３を区別しない場合は、Ａ〜Ｆを省略する。
【００４４】
そして、各モータ４９及び補機５０は、上述したように、各々対応する負荷駆動インバータ４３によって電力供給装置４０からの直流電力が交流電力へ変換され、給電される。
さらに、電力負荷で消費されなかった電力は、抵抗器５１によって消費される。
【００４５】
図３は、電力負荷で消費される電力の時間変化の一例を示すグラフである。
図３は、横軸が時間変化、縦軸が電力とされており、電力負荷で消費される消費電力の時間変化を示している、なお、電力が正の場合は、電力負荷が電力を消費している場合である一方、電力が負の場合は、クレーン１が吊荷の巻き下げを行っている場合であり、巻き上げ用モータ４９Ｇが電力を発生させている場合である。
【００４６】
そして、直線Ａが消費電力の平均値を示しており、本実施形態では、ＰＷＭコンバータ４１が電力負荷へ供給する電力の最大電力目標値を、一例として上記平均値（例えば４５ｋＷ）とする。
【００４７】
次に、本実施形態に係る電力供給装置４０の作用を説明する。なお、本実施形態では、一例として、第１電圧目標値を６６０Ｖとし、最大電力目標値を４５ｋＷとし、第２電圧目標値を６５１Ｖとする。これにより、以下に説明するように、ＰＷＭコンバータ４１及びバッテリ充放電制御装置４８は、各々独立して、直流母線５２の電圧を一定に制御する電圧制御を行うこととなる。
【００４８】
まず、バッテリ４２が満充電状態であり、電力負荷（負荷駆動インバータ４３）が電力を消費する場合、電力負荷へ電力を供給することとなる直流母線５２における電圧（以下、「直流母線電圧」という。）が低下すると、ＰＷＭコンバータ４１の第１電圧目標値（６６０Ｖ）の方が第２電圧目標値（６５１Ｖ）よりも大きいため、図４に示されるように、ＰＷＭコンバータ４１から供給される直流電力、すなわち商用電源からの電力のみによって電力負荷が駆動される。この場合、直流母線５２の電圧（実電圧）は、６６０Ｖで一定となる。また、バッテリ充放電制御装置４８は、運転が停止状態とされている。
【００４９】
このように、電力負荷で消費される電力（以下、「消費電力」という。）が最大電力目標値以下の場合は、ＰＷＭコンバータ４１から供給される直流電力のみによって電力負荷が駆動される。
【００５０】
そして、電力負荷の消費電力の増加に伴い、ＰＷＭコンバータ４１から供給される電力は増加することとなるが、消費電力が最大電力目標値（４５ｋＷ）を超えると、直流母線電圧が低下する。直流母線電圧が第２電圧目標値（６５１Ｖ）まで低下すると、図５に示されるようにバッテリ充放電制御装置４８は運転状態（放電制御）となり、バッテリ４２の放電（バッテリアシスト）が開始される。
そして、電力負荷は、最大電力目標値を上限としたＰＷＭコンバータ４１から供給される電力とバッテリ４２から供給される電力とで駆動されることとなる。この場合、直流母線５２の電圧（実電圧）は、６５１Ｖで一定となる。
【００５１】
従って、本実施形態に係る電力供給装置４０は、商用電源からクレーン１へ供給する電力を低電力とし低圧送電を可能にできる。
【００５２】
一方、直流母線電圧がバッテリ充放電制御装置４８の第２電圧目標値よりも高い場合は、直流母線電圧がバッテリ４２を充電しようと働く。そのため、電力負荷の消費電力が低い場合は、ＰＷＭコンバータ４１の最大電力目標値の範囲内で、電力負荷で消費されない余剰となる電力をバッテリに充電できる。すなわち、電力負荷で消費される電力と最大電力目標値との差が、バッテリ４２に充電される電力となる。
そこで、バッテリ充放電制御装置４８は、バッテリ４２が充電を必要とし、かつ電力負荷の消費電力が最大電力目標値未満の場合、図６に示されるように運転状態（充電制御）となり、ＰＷＭコンバータ４１で変換された直流電力によってバッテリ４２を充電させる。この場合、直流母線５２の電圧（実電圧）は、６５１Ｖで一定となる。
【００５３】
また、電力負荷（巻き上げ用モータ４９Ｇ等）から回生によって電力（以下、「回生電力」という。）が発生する場合もある。
そこで、バッテリ充放電制御装置４８は、バッテリ４２が充電を必要とし、かつ電力負荷が回生している場合、図７に示されるように運転状態（充電制御）となり、電力負荷からの回生電力と共にＰＷＭコンバータ４１で変換された直流電力によってバッテリ４２を充電させる。すなわち、負荷駆動インバータ４３は、回生電力を第２電圧目標値（６５１Ｖ）以上となるように直流母線５２へ流す。この場合、直流母線５２の電圧（実電圧）は、６５１Ｖで一定となる。
また、この場合、一例として、ＰＷＭコンバータ４１は、最大電力目標値でバッテリ４２へ電力を供給するが、該電力を最大電力目標値未満としてもよい。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態に係る電力供給装置４０は、クレーン１が有する電力負荷に電力を供給するために、クレーン１に搭載され、直流母線５２を介して電力負荷と接続されて電力負荷に直流電力を供給するための充放電可能なバッテリ４２を備えている。そして、電力供給装置４０は、商用電源から供給される交流電力を、ＰＷＭコンバータ４１によって、第１電圧目標値の電圧とされると共に最大電力目標値を上限とした直流電力に変換し、直流母線５２を介して電力負荷に供給させ、バッテリ充放電制御装置４８によって、バッテリ４２を第１電圧目標値よりも小さな第２電圧目標値の電圧で充放電させる。
従って、本実施形態に係る電力供給装置４０は、商用電源からクレーン１へ供給する電力を低電力とし低圧送電を可能にできる。
【００５５】
また、本実施形態に係る電力供給装置４０は、バッテリ充放電制御装置４８を電圧制御で作動させるため、負荷駆動インバータ４３の制御応答で遅れなく、電力負荷が必要とする電力をバッテリ４２から放電させたり、電力負荷から発生する回生電力をバッテリ４２からへ充電することが可能となる。すなわち、バッテリ充放電制御装置４８の電力制御応答の速度が高速となる。
【００５６】
また、電力供給装置４０は、例えば、何らかの電力指令値によってバッテリ４２を充放電させるのではなく、電力負荷で消費される電力と最大電力目標値との差がそのままバッテリ４２から充放電させる電力となるため、バッテリ４２から充放電させる電力を直接的に制御できることとなる。
【００５７】
また、負荷駆動インバータ４３が、電力負荷が必要とする電力を示す電力指令値を出力等することなく、自立的に電力制御を行うこととなるので、バッテリ４２に対する充放電制御ロジックを簡易な構成にできる。
【００５８】
また、クレーン１が、地上給電から離脱し（給電ボックス３１と接断）、バッテリ４２で給電されてレーンチェンジする場合も、バッテリ充放電制御装置４８は電圧制御を続けるだけでよく、特別な制御を必要としない。また、レーンチェンジが完了し、クレーン１が、地上給電状態に復帰する場合も、同様にバッテリ充放電制御装置４８は電圧制御を続けるだけで良い。
また、地上給電が瞬停した場合も、特別な制御を必要とすることなく、バッテリ充放電制御装置４８は、バッテリ４２を放電させ、クレーン１を動作させることが可能である。
【００５９】
さらに、本実施形態に係る電力供給装置４０は、バッテリ４２が充電を必要とし、かつ電力負荷で消費される電力が最大電力目標値未満の場合、ＰＷＭコンバータ４１で変換された直流電力によってバッテリ４２を充電させるので、商用電源からバッテリ４２へ効率的な充電が可能となる。
【００６０】
また、本実施形態に係る電力供給装置４０は、バッテリ４２が充電を必要とし、かつ電力負荷が回生し、電力負荷の回生電力の電圧が第２電圧目標値以上となった場合、回生電力によってバッテリ４２を充電させるので、簡易な構成により、電力負荷の回生電力をバッテリ４２に充電させることができる。
【００６１】
以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６２】
例えば、上記各実施形態では、電力供給装置４０をクレーン１に適用する形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、電力供給装置４０を交通車両等の他の車両に適用する形態としてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１ クレーン
４０ 電力供給装置
４１ ＰＷＭコンバータ
４２ バッテリ
４３ 負荷駆動インバータ
４８ バッテリ充放電制御装置
４９ モータ
５０ 補機
５２ 直流母線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に電力を供給する電力供給装置、クレーン、及び電力供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、蓄電装置を搭載し、蓄電装置から供給される電力によって電力負荷を駆動させる車両が開発されている。このような車両の例として、以下のようなクレーンが挙げられる。
【０００３】
港湾等のコンテナヤードでは、船舶へ積み込む前のコンテナや、船舶から積み下ろされたコンテナが多数設置されている。これらコンテナは、上方へ複数積み上げられた段積みコンテナとされ、各段積みコンテナが所定配列に従ってレーンごとに並べられている。各レーンには、レーンを跨ぐように、ＲＴＧ（Rubber Tired Gantry crane）等の自走式の門型クレーンが配置される。この門型クレーンによって、レーン内を走行するトレーラやＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle）とのコンテナの受け渡しが行われ、また、レーン内のコンテナの設置等が行われる。
【０００４】
このようなＲＴＧ等のクレーンは、従来、クレーンに搭載されたエンジン発電機にて発電し、クレーンの走行モータや荷役モータに電力を供給している。また、近年の環境負荷低減の要請から、エンジン発電機に加えてバッテリを搭載したハイブリッド電源方式が実用化されつつある。さらに環境負荷の低減を進める方式として、エンジン発電機を廃し、地上に設けた給電源から給電ケーブルおよびケーブルリールを介してクレーンに電力を供給するケーブルリール式地上給電方式がある。
【０００５】
特許文献１には、商用電源と蓄電装置とからの給電によって駆動するクレーンが記載されている。
特許文献１に記載されているクレーンは、蓄電装置の蓄電量が第１閾値を上回っている場合、高圧領域及び低圧領域共に、蓄電装置単体でモータを駆動させ、蓄電装置の蓄電量が第１閾値を下回っている場合は、蓄電装置からの電力と商用電源からの電力の併用によってモータを駆動させ、蓄電装置の蓄電量が第１閾値よりも低い第２閾値を下回っている場合は、商用電源からの電力のみによってモータを駆動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１６６７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、ＲＴＧ等のクレーンは、吊荷の巻き上げに要する電力が例えば１５０ｋＷ（過負荷耐量１８０％時最大２７０ｋＷ）、トロリの横行走行に要する電力が例えば２２ｋＷ（過負荷耐量２００％時最大４４ｋＷ）、その他ベースロードが最大の場合に要する電力が例えば３５ｋＷ程度の負荷に対する電力を必要とするため、合計最大３５０ｋＷ程度の電力を必要とする。
【０００８】
一方、吊荷を巻き下げる場合、クレーンは、発電機の振る舞いをし、商用電源へ電力を回生する。
【０００９】
このように、クレーンによる電力の消費と発電とを平均すると数十ｋＷ程度となることから、クレーンによっては、負荷変動が大きくなる場合もある。
【００１０】
しかし、特許文献１に記載のクレーンは、蓄電装置で補えない電力が商用電源から供給されるので、商用電源から供給される電力は場面に応じて変動するため、ＲＴＧ等に適用する場合は、高圧電力（例えば、ＡＣ６６００Ｖ）となることを想定して、商用電源からの給電のための電源設備等を構成しなければならない。そして、クレーンの電力変動が大きい場合は、さらに過剰な電源設備を必要とする。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、商用電源から車両へ供給する電力を低電力とし低圧送電を可能にできる、電力供給装置、クレーン、及び電力供給方法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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の電力供給装置、クレーン、及び電力供給方法は以下の手段を採用する。
【００１３】
本発明の第一態様に係る電力供給装置は、車両が有する電力負荷に電力を供給するために、該車両に搭載される電力供給装置であって、商用電源から供給される交流電力を、第１目標値の電圧とすると共に予め定められた電力値を上限とした直流電力に変換し、導線を介して前記電力負荷に供給する変換手段と、前記導線を介して前記電力負荷と接続され、前記電力負荷に直流電力を供給するための充放電可能な蓄電装置と、前記蓄電装置を前記第１目標値よりも小さな第２目標値の電圧で充放電させる充放電制御手段と、を備える。
【００１４】
この構成によれば、電力供給装置は、車両が有する電力負荷に電力を供給するために、該車両に搭載される。なお、車両とは、クレーンや交通車両等である。
【００１５】
そして、変換手段によって、商用電源から供給される交流電力が、第１目標値の電圧とされると共に予め定められた電力値を上限とした直流電力に変換され、導線を介して電力負荷に供給される。
さらに、充放電制御手段によって、導線を介して電力負荷と接続され、電力負荷に直流電力を供給するための充放電可能な蓄電装置が、第１目標値よりも小さな第２目標値の電圧で充放電される。
【００１６】
これにより、電力負荷で消費される電力（消費電力）が上記予め定められた電力値以下の場合は、第１目標値の方が第２目標値よりも大きいので、変換手段から供給される電力の電圧が蓄電装置から供給される電力の電圧よりも大きい。このため、電力負荷は、変換手段から供給される直流電力、すなわち商用電源からの電力のみによって駆動されることとなる。
電力負荷の消費電力の増加に伴い、変換手段から供給される電力は増加することとなるが、消費電力が上記予め定められた電力値を超えると、電力負荷へ電力を供給することとなる導線における電圧が低下する。導線における電圧が第２目標値まで低下すると、充放電制御手段による蓄電装置の放電が開始される。そして、電力負荷は、予め定められた電力値を上限とした変換手段から供給される電力と蓄電装置から供給される電力とで駆動されることとなる。
【００１７】
従って、商用電源から車両へ供給する電力を低電力とし低圧送電を可能にできる。
【００１８】
また、上記第一態様では、前記充放電制御手段が、前記蓄電装置が充電を必要とし、かつ前記電力負荷で消費される電力が前記予め定められた電力値未満の場合、前記変換手段で変換された直流電力によって前記蓄電装置を充電させることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、変換手段で変換された直流電力のうち、電力負荷で消費されない余剰な電力が蓄電装置の充電に用いられるので、商用電源から蓄電装置へ効率的に充電が可能となる。
【００２０】
また、上記第一態様では、前記電力負荷が、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する回生が可能とされ、前記充放電制御手段が、前記蓄電装置が充電を必要とし、かつ前記電力負荷が回生し、前記電力負荷の回生により生じる電力の電圧が前記第２目標値以上となった場合、該電力によって前記蓄電装置を充電させることが好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、簡易な構成により、電力負荷の回生により生じる電力を蓄電装置に充電させることができる。
【００２２】
本発明の第二態様に係るクレーンは、上記記載の電力供給装置と、前記電力供給装置から供給される電力によって駆動する電力負荷と、を備える。
【００２３】
本発明の第三態様に係る電力供給方法は、車両が有する電力負荷に電力を供給するために、該車両に搭載される電力供給方法であって、商用電源から供給される交流電力を、第１目標値の電圧とすると共に予め定められた電力値を上限とした直流電力に変換し、導線を介して前記電力負荷に供給する変換する第１工程と、前記導線を介して前記電力負荷と接続され、前記電力負荷に直流電力を供給するための充放電可能な蓄電装置を、前記第１目標値よりも小さな第２目標値の電圧で充放電させる第２工程と、を含む。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、商用電源から車両へ供給する電力を低電力とし低圧送電を可能にできる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るクレーンを示した斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るクレーンの電気的構成の概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係るクレーンの電力負荷で消費される電力の時間変化を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態に係るＰＷＭコンバータから供給される直流電力のみによって電力負荷が駆動される場合を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係るＰＷＭコンバータから供給される電力とバッテリから供給される電力とで電力負荷が駆動される場合を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係るＰＷＭコンバータで変換された直流電力によってバッテリが充電される場合を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態に係る電力負荷から生じた回生電力と共にＰＷＭコンバータで変換された直流電力によってバッテリを充電が充電される場合を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明に係る電力供給装置、クレーン、クレーンの電力供給方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態にかかるクレーン１を示している。
図１には、レーンＲの走行方向Ｘに設置されたクレーン１が示されている。クレーン１は、地上に設置された給電ボックス３１（給電設備）から供給された電力によって動作する地上給電方式の電動クレーンとされており、エンジン発電機を備えていない。また、クレーン１は、クレーン用給電ケーブルリール装置（以下、単に「ケーブルリール装置」という。）２を備えている。
【００２８】
クレーン１は、いわゆるＲＴＧ（Rubber Tired Gantry crane）とされ、複数の車輪（ゴムタイヤ）３によって自走する門型のクレーンとされている。クレーン１は、複数のコンテナ（以下、「吊荷」という。）が上方に段積みされた段積み吊荷が所定配列をもって設置されたレーンＲを跨ぐように配置され、レーンＲの長手方向（走行方向Ｘ）に走行する。
【００２９】
クレーン１は、各脚部１１に４つの走行装置５を備えており、各走行装置５に４つの車輪３が設けられている。走行装置５は、走行制御装置７によって、その駆動が制御されるようになっている。走行装置５には、オートステアセンサ６が設けられている。このオートステアセンサ６は、レーンＲの長手方向に敷設された磁気ガイドライン１５からの磁気を検出するようになっており、これにより、クレーン１を走行方向Ｘに自動で直進運転できるようになっている。
【００３０】
左右方向である走行方向Ｘに隣り合う走行装置５は、下梁９によって連結されており、この下梁９上に走行制御装置７が設置されている。ここで、左右とはクレーン１の走行方向を意味し、前後とはトロリ２０の移動方向（横行方向Ｙ）を意味する。これは、トロリ２０に設置された運転室２２内のオペレータの姿勢を基準として定められたものである。
【００３１】
下梁９の中央には、下方に向けた状態のベイセンサ８が設けられている。このベイセンサ８は、設置された吊荷の左右方向の単位であるベイ毎に敷設された磁石１６からの磁気を検出するようになっており、これにより、クレーン１を目標のベイに停止させることができる。
下梁９の両端には、上方に立設する柱１０がそれぞれ設けられている。各柱１０の上端は、もう一方の下梁９から立設された柱１０の上端とガーダ１２によって連結されている。
【００３２】
ガーダ１２は左右方向に２本並列に設けられており、これらガーダ１２上をトロリ２０が前後方向（横行方向Ｙ）に移動する。トロリ２０には運転室２２が設けられており、この運転室２２内にオペレータが待機し、クレーン１の操作を行う。
【００３３】
トロリ２０からはスプレッダ（吊具）２４が吊り下げられており、このスプレッダ２４によって吊荷が把持された状態で吊り下げられるようになっている。具体的には、スプレッダ２４の四隅に、先端に拡大頭部を有するツイストロックピン（図示せず）が下方に突出した状態で設けられており、各ツイストロックピンの拡大頭部が吊荷の上面四隅に設けられた穴に挿入された状態で回転させられることによって係合するようになっている。このようにスプレッダ２４によって吊り下げられることにより、吊荷はトロリ２０の移動に応じて各位置に移動させられる。
【００３４】
給電ケーブル３３は、ＡＣ４６０Ｖといった低電圧仕様とされているので、従来のＡＣ６６００Ｖ級の高電圧仕様の給電ケーブルに比べて小径とされている。これに伴い、ケーブルリール３５は、従来のケーブルリールに比べて小径となり小型化されている。このように小型化されたケーブルリール３５は、クレーン１の走行方向Ｘ側に張り出すように設置されている。
【００３５】
ケーブルリール３５を備えたケーブルリール装置２は、クレーン１に対して着脱可能とされている。また、図１に示されているように、１つのクレーン１に対して複数設けることもできる。そして、給電ボックス３１の位置に応じて、ケーブルリール装置２の位置が変更できるようになっている。
【００３６】
図２は、本実施形態に係るクレーン１の電気的構成の概略図である。
【００３７】
クレーン１は、電力負荷に電力を供給（給電）する電力供給装置であって、商用電源から予め定められた電力の供給を受け、電力負荷に電力を供給するＰＷＭコンバータ４１、及び充放電可能であり、電力負荷に電力を供給するためのバッテリ４２（蓄電装置）を含む上述した電力供給装置４０を備えている。
【００３８】
給電ボックス３１は、高圧受電盤４４によって商用電源から受電し、受電した交流電力を変圧器４５によって所定の大きさの交流電力に変換（例えば、６６００Ｖを４６０Ｖに変換）し、電力供給装置４０へ給電する。
【００３９】
電力供給装置４０は、給電ボックス３１から交流電力が供給（給電）され、ＰＷＭコンバータ４１によって交流電力から変換された直流電力を、導線である直流母線５２を介して電力負荷に接続されている負荷駆動インバータ４３Ａ〜４３Ｆへ供給する。また、バッテリ４２は、放電により直流電力と、ＰＷＭコンバータ４１と同様に直流母線５２を介して電力負荷に接続されている負荷駆動インバータ４３Ａ〜４３Ｆへ供給する。
【００４０】
なお、ＰＷＭコンバータ４１は、給電ボックス３１に接続された給電ケーブル３３に給電コネクタ４６及びケーブルリール４７を介して接続されている。
そして、ＰＷＭコンバータ４１は、給電ボックス３１から供給される交流電力を、第１目標値（以下、「第１電圧目標値」という。）の電圧とすると共に予め定められた電力値（以下、「最大電力目標値」という。）を上限とした直流電力に変換し、直流母線５２を介して電力負荷に供給する。ＰＷＭコンバータ４１は、電流制限機能を有しており、出力する電力を一定に保ち、電流の上限値が予め設定されることによって、ＰＷＭコンバータ４１が出力する電力が最大電力目標値以下に制限されている。
なお、ＰＷＭコンバータ４１は、力行時及び回生時共に電力を最大電力目標値以下に制限されている。また、電流の上限値は、例えば直流母線５２で許容される電流値とされる。さらに、ＰＷＭコンバータ４１は、回生時に地上給電側へは電流制限機能により、回生されないように構成されている。
【００４１】
電力供給装置４０が備えるバッテリ充放電制御装置４８は、バッテリ４２を第１目標値よりも小さな第２目標値（以下、「第２電圧目標値」という。）の電圧で充放電させる。
【００４２】
電力負荷は、クレーン１が備えるトロリ２０を横行させる横行用のモータ４９Ａ、車輪３を回転させるモータ４９Ｂ〜４９Ｅ及び旋回用のモータ４９Ｆ、吊荷を巻き上げるための巻き上げ用モータ４９Ｇ、並びに補機５０等である。なお、巻き上げ用モータ４９Ｇは、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する回生が可能とされており、巻き上げた吊荷を下げる場合、発電機として機能することによって発電する。
【００４３】
以下の説明において、各モータ４９を区別する場合は、符号の末尾にＡ〜Ｇの何れかを付し、各モータ４９を区別しない場合は、Ａ〜Ｇを省略する。また、各負荷駆動用インバータを区別する場合は、符号の末尾にＡ〜Ｆの何れかを付し、各負荷駆動インバータ４３を区別しない場合は、Ａ〜Ｆを省略する。
【００４４】
そして、各モータ４９及び補機５０は、上述したように、各々対応する負荷駆動インバータ４３によって電力供給装置４０からの直流電力が交流電力へ変換され、給電される。
さらに、電力負荷で消費されなかった電力は、抵抗器５１によって消費される。
【００４５】
図３は、電力負荷で消費される電力の時間変化の一例を示すグラフである。
図３は、横軸が時間変化、縦軸が電力とされており、電力負荷で消費される消費電力の時間変化を示している、なお、電力が正の場合は、電力負荷が電力を消費している場合である一方、電力が負の場合は、クレーン１が吊荷の巻き下げを行っている場合であり、巻き上げ用モータ４９Ｇが電力を発生させている場合である。
【００４６】
そして、直線Ａが消費電力の平均値を示しており、本実施形態では、ＰＷＭコンバータ４１が電力負荷へ供給する電力の最大電力目標値を、一例として上記平均値（例えば４５ｋＷ）とする。
【００４７】
次に、本実施形態に係る電力供給装置４０の作用を説明する。なお、本実施形態では、一例として、第１電圧目標値を６６０Ｖとし、最大電力目標値を４５ｋＷとし、第２電圧目標値を６５１Ｖとする。これにより、以下に説明するように、ＰＷＭコンバータ４１及びバッテリ充放電制御装置４８は、各々独立して、直流母線５２の電圧を一定に制御する電圧制御を行うこととなる。
【００４８】
まず、バッテリ４２が満充電状態であり、電力負荷（負荷駆動インバータ４３）が電力を消費する場合、電力負荷へ電力を供給することとなる直流母線５２における電圧（以下、「直流母線電圧」という。）が低下すると、ＰＷＭコンバータ４１の第１電圧目標値（６６０Ｖ）の方が第２電圧目標値（６５１Ｖ）よりも大きいため、図４に示されるように、ＰＷＭコンバータ４１から供給される直流電力、すなわち商用電源からの電力のみによって電力負荷が駆動される。この場合、直流母線５２の電圧（実電圧）は、６６０Ｖで一定となる。また、バッテリ充放電制御装置４８は、運転が停止状態とされている。
【００４９】
このように、電力負荷で消費される電力（以下、「消費電力」という。）が最大電力目標値以下の場合は、ＰＷＭコンバータ４１から供給される直流電力のみによって電力負荷が駆動される。
【００５０】
そして、電力負荷の消費電力の増加に伴い、ＰＷＭコンバータ４１から供給される電力は増加することとなるが、消費電力が最大電力目標値（４５ｋＷ）を超えると、直流母線電圧が低下する。直流母線電圧が第２電圧目標値（６５１Ｖ）まで低下すると、図５に示されるようにバッテリ充放電制御装置４８は運転状態（放電制御）となり、バッテリ４２の放電（バッテリアシスト）が開始される。
そして、電力負荷は、最大電力目標値を上限としたＰＷＭコンバータ４１から供給される電力とバッテリ４２から供給される電力とで駆動されることとなる。この場合、直流母線５２の電圧（実電圧）は、６５１Ｖで一定となる。
【００５１】
従って、本実施形態に係る電力供給装置４０は、商用電源からクレーン１へ供給する電力を低電力とし低圧送電を可能にできる。
【００５２】
一方、直流母線電圧がバッテリ充放電制御装置４８の第２電圧目標値よりも高い場合は、直流母線電圧がバッテリ４２を充電しようと働く。そのため、電力負荷の消費電力が低い場合は、ＰＷＭコンバータ４１の最大電力目標値の範囲内で、電力負荷で消費されない余剰となる電力をバッテリに充電できる。すなわち、電力負荷で消費される電力と最大電力目標値との差が、バッテリ４２に充電される電力となる。
そこで、バッテリ充放電制御装置４８は、バッテリ４２が充電を必要とし、かつ電力負荷の消費電力が最大電力目標値未満の場合、図６に示されるように運転状態（充電制御）となり、ＰＷＭコンバータ４１で変換された直流電力によってバッテリ４２を充電させる。この場合、直流母線５２の電圧（実電圧）は、６５１Ｖで一定となる。
【００５３】
また、電力負荷（巻き上げ用モータ４９Ｇ等）から回生によって電力（以下、「回生電力」という。）が発生する場合もある。
そこで、バッテリ充放電制御装置４８は、バッテリ４２が充電を必要とし、かつ電力負荷が回生している場合、図７に示されるように運転状態（充電制御）となり、電力負荷からの回生電力と共にＰＷＭコンバータ４１で変換された直流電力によってバッテリ４２を充電させる。すなわち、負荷駆動インバータ４３は、回生電力を第２電圧目標値（６５１Ｖ）以上となるように直流母線５２へ流す。この場合、直流母線５２の電圧（実電圧）は、６５１Ｖで一定となる。
また、この場合、一例として、ＰＷＭコンバータ４１は、最大電力目標値でバッテリ４２へ電力を供給するが、該電力を最大電力目標値未満としてもよい。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態に係る電力供給装置４０は、クレーン１が有する電力負荷に電力を供給するために、クレーン１に搭載され、直流母線５２を介して電力負荷と接続されて電力負荷に直流電力を供給するための充放電可能なバッテリ４２を備えている。そして、電力供給装置４０は、商用電源から供給される交流電力を、ＰＷＭコンバータ４１によって、第１電圧目標値の電圧とされると共に最大電力目標値を上限とした直流電力に変換し、直流母線５２を介して電力負荷に供給させ、バッテリ充放電制御装置４８によって、バッテリ４２を第１電圧目標値よりも小さな第２電圧目標値の電圧で充放電させる。
従って、本実施形態に係る電力供給装置４０は、商用電源からクレーン１へ供給する電力を低電力とし低圧送電を可能にできる。
【００５５】
また、本実施形態に係る電力供給装置４０は、バッテリ充放電制御装置４８を電圧制御で作動させるため、負荷駆動インバータ４３の制御応答で遅れなく、電力負荷が必要とする電力をバッテリ４２から放電させたり、電力負荷から発生する回生電力をバッテリ４２からへ充電することが可能となる。すなわち、バッテリ充放電制御装置４８の電力制御応答の速度が高速となる。
【００５６】
また、電力供給装置４０は、例えば、何らかの電力指令値によってバッテリ４２を充放電させるのではなく、電力負荷で消費される電力と最大電力目標値との差がそのままバッテリ４２から充放電させる電力となるため、バッテリ４２から充放電させる電力を直接的に制御できることとなる。
【００５７】
また、負荷駆動インバータ４３が、電力負荷が必要とする電力を示す電力指令値を出力等することなく、自立的に電力制御を行うこととなるので、バッテリ４２に対する充放電制御ロジックを簡易な構成にできる。
【００５８】
また、クレーン１が、地上給電から離脱し（給電ボックス３１と接断）、バッテリ４２で給電されてレーンチェンジする場合も、バッテリ充放電制御装置４８は電圧制御を続けるだけでよく、特別な制御を必要としない。また、レーンチェンジが完了し、クレーン１が、地上給電状態に復帰する場合も、同様にバッテリ充放電制御装置４８は電圧制御を続けるだけで良い。
また、地上給電が瞬停した場合も、特別な制御を必要とすることなく、バッテリ充放電制御装置４８は、バッテリ４２を放電させ、クレーン１を動作させることが可能である。
【００５９】
さらに、本実施形態に係る電力供給装置４０は、バッテリ４２が充電を必要とし、かつ電力負荷で消費される電力が最大電力目標値未満の場合、ＰＷＭコンバータ４１で変換された直流電力によってバッテリ４２を充電させるので、商用電源からバッテリ４２へ効率的な充電が可能となる。
【００６０】
また、本実施形態に係る電力供給装置４０は、バッテリ４２が充電を必要とし、かつ電力負荷が回生し、電力負荷の回生電力の電圧が第２電圧目標値以上となった場合、回生電力によってバッテリ４２を充電させるので、簡易な構成により、電力負荷の回生電力をバッテリ４２に充電させることができる。
【００６１】
以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６２】
例えば、上記各実施形態では、電力供給装置４０をクレーン１に適用する形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、電力供給装置４０を交通車両等の他の車両に適用する形態としてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１ クレーン
４０ 電力供給装置
４１ ＰＷＭコンバータ
４２ バッテリ
４３ 負荷駆動インバータ
４８ バッテリ充放電制御装置
４９ モータ
５０ 補機
５２ 直流母線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が有する電力負荷に電力を供給するために、該車両に搭載される電力供給装置であって、
商用電源から供給される交流電力を、第１目標値の電圧とすると共に予め定められた電力値を上限とした直流電力に変換し、導線を介して前記電力負荷に供給する変換手段と、
前記導線を介して前記電力負荷と接続され、前記電力負荷に直流電力を供給するための充放電可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置を前記第１目標値よりも小さな第２目標値の電圧で充放電させる充放電制御手段と、
を備えた電力供給装置。
【請求項２】
前記充放電制御手段は、前記蓄電装置が充電を必要とし、かつ前記電力負荷で消費される電力が前記予め定められた電力値未満の場合、前記変換手段で変換された直流電力によって前記蓄電装置を充電させる請求項１記載の電力供給装置。
【請求項３】
前記電力負荷は、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する回生が可能とされ、
前記充放電制御手段は、前記蓄電装置が充電を必要とし、かつ前記電力負荷が回生し、前記電力負荷の回生により生じる電力の電圧が前記第２目標値以上となった場合、該電力によって前記蓄電装置を充電させる請求項１又は請求項２記載の電力供給装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電力供給装置と、
前記電力供給装置から供給される電力によって駆動する電力負荷と、
を備えたクレーン。
【請求項５】
車両が有する電力負荷に電力を供給するために、該車両に搭載される電力供給方法であって、
商用電源から供給される交流電力を、第１目標値の電圧とすると共に予め定められた電力値を上限とした直流電力に変換し、導線を介して前記電力負荷に供給する変換する第１工程と、
前記導線を介して前記電力負荷と接続され、前記電力負荷に直流電力を供給するための充放電可能な蓄電装置を、前記第１目標値よりも小さな第２目標値の電圧で充放電させる第２工程と、
を含む電力供給方法。
【請求項１】
車両が有する電力負荷に電力を供給するために、該車両に搭載される電力供給装置であって、
商用電源から供給される交流電力を、第１目標値の電圧とすると共に予め定められた電力値を上限とした直流電力に変換し、導線を介して前記電力負荷に供給する変換手段と、
前記導線を介して前記電力負荷と接続され、前記電力負荷に直流電力を供給するための充放電可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置を前記第１目標値よりも小さな第２目標値の電圧で充放電させる充放電制御手段と、
を備えた電力供給装置。
【請求項２】
前記充放電制御手段は、前記蓄電装置が充電を必要とし、かつ前記電力負荷で消費される電力が前記予め定められた電力値未満の場合、前記変換手段で変換された直流電力によって前記蓄電装置を充電させる請求項１記載の電力供給装置。
【請求項３】
前記電力負荷は、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する回生が可能とされ、
前記充放電制御手段は、前記蓄電装置が充電を必要とし、かつ前記電力負荷が回生し、前記電力負荷の回生により生じる電力の電圧が前記第２目標値以上となった場合、該電力によって前記蓄電装置を充電させる請求項１又は請求項２記載の電力供給装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電力供給装置と、
前記電力供給装置から供給される電力によって駆動する電力負荷と、
を備えたクレーン。
【請求項５】
車両が有する電力負荷に電力を供給するために、該車両に搭載される電力供給方法であって、
商用電源から供給される交流電力を、第１目標値の電圧とすると共に予め定められた電力値を上限とした直流電力に変換し、導線を介して前記電力負荷に供給する変換する第１工程と、
前記導線を介して前記電力負荷と接続され、前記電力負荷に直流電力を供給するための充放電可能な蓄電装置を、前記第１目標値よりも小さな第２目標値の電圧で充放電させる第２工程と、
を含む電力供給方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０６２９（Ｐ２０１３−１０６２９Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４５８１７（Ｐ２０１１−１４５８１７）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（３１２００５９５７）三菱重工マシナリーテクノロジー株式会社 (11)
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（３１２００５９５７）三菱重工マシナリーテクノロジー株式会社 (11)
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