CN102713084B - 电动式工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明以提供一种能够高效率地冷却装载在旋转体上的电池的电动式工程机械为目的。为了达成该目的，该电动式工程机械在旋转体(3)上形成有电池收纳室(11)，在该电池收纳室(11)内配置有作为电力源的多个电池(231)，并且，其具有：搭载有所述电池(231)，且具有从下方朝向上方的空气的流通路的电池收纳结构体(23)；将所述电池收纳结构体(23)的上表面及侧表面的整体覆盖的挠性的覆盖片(26)；和将一端设置在所述覆盖片(26)的上部侧的排气用的管道(27)。

Description

电动式工程机械
技术领域
本发明涉及具有电池和通过电池的电力而驱动的电动马达的电动式工程机械，更具体地，涉及一种能够高效率地冷却电池的电动式工程机械。
背景技术
在电动式工程机械中，有一种将电池装载在旋转体的后部，并将电池充电时产生的有毒气体向旋转体的后部罩之外排出的工程机械(例如，参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献1：日本特开平11-140906号公报
在将电池装载在旋转体的后部的电动式工程机械中，电池的蓄电量需要至少具备进行工程机械的作业的容量，因此，例如在小型的工程机械的情况下，需要旋转体的大概四成左右的表面积，期望在旋转体的后部的有限的容积空间内，能够搭载更多的电池组。
另一方面，在电池充电时以及电池放电时，电池会发热，由于该发热，使电池的蓄电能力劣化且缩短了工程机械的运转时间。当在旋转体的后部的有限的容积空间内搭载有多个电池时，需要提高电池的冷却效率。作为其中一种方法，可以通过增大散热面积来实现，但是，若这样增大散热面积的话，就不得不扩大电池的收纳空间，产生了与上述相反的问题。
发明内容
本发明是以上述情况为基础而作出的，以提供一种能够高效率地冷却装载在旋转体上的电池的电动式工程机械为目的。
为了达成上述目的，第一发明为一种电动式工程机械，其在旋转体上形成有电池收纳室，在该电池收纳室内配置有作为电力源的多个电池，并且，其具有：搭载有所述电池，且具有从下方朝向上方的空气的流通路的电池收纳结构体；将所述电池收纳结构体的上表面及侧表面的整体覆盖的挠性的覆盖片；和将一端设置在所述覆盖片的上部侧的排气用的管道。
另外，第二发明为一种电动式工程机械，其在旋转体的后部形成有电池收纳室，在该电池收纳室内配置有作为电力源的多个电池，并且，其具有：搭载有所述电池，且具有从下方朝向上方的空气的流通路的电池收纳结构体；将所述电池收纳结构体的上表面及侧表面的整体覆盖的挠性的覆盖片；和将一端设置在所述覆盖片的上部侧的排气用的管道。
进一步地，第三发明为，在第一或第二发明中，所述管道的另一端连结在被强制排气的腔室上。
另外，第四发明为，在第三发明中，所述被强制排气的腔室是设置在旋转体上的机械室，所述机械室收纳有液压泵、电动马达、逆变器、油箱、热交换器、冷却风扇等设备，且通过冷却风扇将室内的空气向外部排出。
进一步地，第五发明为，在第三发明中，在所述管道的另一端设置有排气风扇。
另外，第六发明为，在第一至第五发明的任一项发明中，所述管道的一端与所述覆盖片的上表面连结。
进一步地，第七发明为，在第一至第五发明的任一项发明中，所述管道的一端与所述覆盖片的上部侧面连结。
另外，第八发明为，在第一至第七发明的任一项发明中，所述覆盖片由防水片材形成。
进一步地，第九发明为，在第一至第七发明的任一项发明中，所述覆盖片由防止带电片材形成。
发明效果
根据本发明，因为强制地使空气在电池中流通，所以能够高效率地冷却电池。其结果是，无需扩大电池收纳室，就能在电池收纳室内搭载尽可能多的电池。
附图说明
图1是表示本发明的电动式工程机械的一个实施方式的主视图。
图2是从上方观察到的图1所示的本发明的电动式工程机械的一个实施方式的局部俯视图。
图3是从图2中的箭头Ⅲ-Ⅲ方向观察到的图2所示的本发明的电动式工程机械的一个实施方式的剖视图。
图4是在安装有遮蓬的状态下从图3中的箭头Ⅳ-Ⅳ方向观察到的图3所示的本发明的电动式工程机械的一个实施方式的剖视图。
图5是构成本发明的电动式工程机械的一个实施方式的电池收纳结构体的立体图。
图6是表示构成本发明的电动式工程机械的一个实施方式的电池收纳结构体的底板的俯视图。
图7是表示将构成本发明的电动式工程机械的一个实施方式的电池收纳结构体从旋转体分离后的状态的立体图。
图8是以局部剖面表示本发明的电动式工程机械的其他实施方式的主视图。
具体实施方式
以下，列举适用于液压挖掘机中的情况为例，参照附图对本发明的电动式工程机械的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的电动式工程机械的一个实施方式的主视图，图2是从上方观察到的图1所示的本发明的电动式工程机械的一个实施方式的部分俯视图。在图1及图2中，图中1表示电动式的工程机械即电动式液压挖掘机，该液压挖掘机1具有能够行驶的履带式行驶体2、和以能够旋转的方式搭载在下部行驶体2上且与行驶体2一同构成车身的旋转体3。另外，在旋转体3的前部侧，设置有进行沙土的挖掘作业等的摆臂式的作业装置4。作业装置4由动臂4A、斗杆4B、铲斗4C、动臂液压缸4D、斗杆液压缸4E、铲斗液压缸4F等构成。
旋转体3以旋转中心P为中心在下部行驶体2上进行旋转动作，在其旋转构架5的宽度方向的前方左侧，设置有驾驶席6和驾驶席6的遮蓬7。另外，在旋转构架5的宽度方向的前方右侧，形成有收纳后述的液压泵、电动马达、逆变器、油箱、热交换器、冷却风扇等设备的机械室8，并设置有覆盖该机械室8的机械室用外装饰罩9。在机械室用外装饰罩9的前方侧，设置有用于将来自冷却风扇的排气向外部排出的排气孔10。
另外，在旋转构架5的后部，形成有收纳后述的电池结构体的电池收纳室11，并设置有覆盖该电池收纳室11的电池收纳室用外装饰罩12。
接下来，参照图3及图4，对上述机械室8以及电池收纳室11内的结构进行说明。
图3是从图2中的箭头Ⅲ-Ⅲ方向观察到的图2所示的本发明的电动式工程机械的一个实施方式的剖视图，图4是在安装有遮蓬的状态下从图3中的箭头Ⅳ-Ⅳ方向观察到的图3所示的本发明的电动式工程机械的一个实施方式的剖视图。在这些图中，与图1及图2所示的标记为相同标记的部分是同一部分。
在图3及图4中，首先，对设置在机械室8内的设备的配置进行说明。电动式液压挖掘机1具有作为驱动源的液压泵、电动马达等，通过由电动马达驱动液压泵，而从液压泵向行驶用及旋转用的液压马达(均未图示)和构成作业装置4的各液压缸4D、4E、4F等液压设备供给工作用的液压油，因此，在机械室8内，设置有上述设备等。
机械室8由所述机械室用外装饰罩9、底板13、在驾驶席6的附近沿着旋转构架5的前后方向设置的纵分隔板14、和在旋转体5的后方侧沿着旋转构架5的左右方向设置的横分隔板15形成。
在机械室8内的前方部设置有油箱16，该油箱16储存向搭载在液压挖掘机1上的液压设备供给的工作油。在机械室8的后部下侧，设置有由后述的电池的电力来驱动的电动马达17。在电动马达17上连结有液压泵18。液压泵18通过由电动马达17驱动，而向搭载在液压挖掘机1上的各种液压设备输出工作用的液压油(工作油)。
在机械室8内的电动马达17的上方，配置有逆变器19。在机械室8中的与机械室用外装饰罩9的前方侧的排气孔10相对的部分上，配置有将机械室8内的热气向机械室8外排出的冷却风扇20。在冷却风扇20的后面侧(机械室8内的空气吸入侧)，配置有对从搭载在液压挖掘机1上的各液压设备返回至油箱16中的工作油(返回油)进行冷却的热交换器21、以及对供给至电动马达17和逆变器19的冷却水进行冷却的油冷却器22。
接下来，参照图3至图7，对电池收纳室11内的结构进行说明。
图5是构成本发明的电动式工程机械的一个实施方式的电池收纳结构体的立体图，图6是表示构成本发明的电动式工程机械的一个实施方式的电池收纳结构体的底板的俯视图，图7是表示将构成本发明的电动式工程机械的一个实施方式的电池收纳结构体从旋转体分离后的状态的立体图。
在图3至图7中，在旋转构架5的后部的电池收纳室11内，如图3及图4所示，装设有能够收纳多个电池的搁板状的电池收纳结构体23。如图4所示，该电池收纳结构体23以能够拆装的方式设置在构成旋转构架5的、在旋转体3的后部向旋转体3的前后方向延伸的两个后部横梁5a上，并利用电池的重量，兼具电动式工程机械的配重的作用。另外，如图7所示，为了进行电池的更换，电池收纳结构体23能够从旋转构架5的后部横梁5a卸下。
如图5所示，电池收纳结构体23具有：多个电池231；将电池231以在旋转构架5的上下方向上多层以及在旋转构架5的左右方向上多列的方式收纳保持的多层的电池台232；对设置在电池台232上的电池231的上表面进行固定的电池固定板233；设置在各电池台232的周缘上的电池移动防止框234；和设置在电池台232之间的支柱235。在该示例中，电池收纳结构体23以在旋转构架5的上下方向上三层以及在旋转构架5的左右方向上三列，且中央为在旋转构架5的前后方向上两列的方式，总共收纳有12个电池231。
如图6所示，电池收纳结构体23的电池台232具有设置在其上表面上的电池托底用的横梁232A和多个通气孔232B。
基于上述电池收纳结构体23的结构，电池收纳结构体23具有流通路，该流通路使空气从最下层相对于最上层的电池231而从下方向着上方穿过。即，通过从电池231的下方朝向上方的空气流动，使由电池231产生的热气积极地上升。
如图5所示，电池收纳结构体23通过电池收纳结构体搭载台236以及连结体24，设置在旋转构架5的两个后部横梁5a上，但是，如图5所示，电池收纳结构体搭载台236具有在旋转构架5的前后方向上延伸的两个凸缘236A和设置在凸缘236A之间的向下方突出的凸缘连结体236B。如箭头A所示，凸缘连结体236B形成有从旋转构架5的前后方向取入空气的空间。
如图5所示，在旋转构架5的后部横梁5a之间，固定有与所述电池收纳结构体搭载台236结构相同的连结体24。在连结体24的凸缘24A与电池收纳结构体搭载台236的凸缘236A之间，设置有防震橡胶25。防震橡胶25能够抑制旋转体的振动向电池收纳结构体23传递。
如图5所示，在电池收纳结构体23上，设置有将电池收纳结构体23的上表面及侧表面的整体覆盖的覆盖片26。在覆盖片26的上表面上连结有管道27的一端。如图3所示，管道27的另一端通过紧固带29连结在设于机械室8的横分隔板15上的连结用管道28的一侧上。
覆盖片26、管道27由例如乙烯树脂、无纺布、内面有涂层的布等不透风的挠性的材料形成。
此外，图3及图4所示的标记30是保护电池收纳结构体23的护板，固定在电池收纳结构体搭载台236上。
接下来，对上述本发明的电动式工程机械的一个实施方式的动作进行说明。
在使用液压挖掘机1进行沙土的挖掘作业等时，首先，使电动马达18工作，由此驱动液压泵17。
在该状态下，通过落座于驾驶席6上的操作员操作行驶杆、踏板(未图示)而使行驶体2行驶，由此使液压挖掘机1移动到作业现场。然后，当液压挖掘机1移动到作业现场后，通过操作员操作操作杆(未图示)，而能够一边使旋转体3旋转一边由作业装置4进行沙土等的挖掘作业。
在此，当液压挖掘机1工作时，通过驱动电动式冷却风扇20，而在机械室8内产生冷却风。该冷却风对机械室8内的液压泵18、电动马达17、逆变器19、油箱16、热交换器21、油冷却器22等进行冷却，并且，使这些设备产生的热气从机械室用外装饰罩9的前方侧的排气孔10向外部排出。
另外，电池收纳室11内的电池收纳结构体23通过覆盖片26覆盖侧部和上部，覆盖片26内的空间经由管道27、连结用管道28与机械室8内连通，因此，在覆盖片26内的空间内，使来自外部的冷却气从最下层相对于最上层的电池231而从下方向着上方穿过。
由此，在充电时和放电时从电池产生的热在覆盖片26内上升，并且，通过所述冷却风，而经由管道27、连结用管道28、机械室8从排气孔10强制地向外部排出，因此，电池231积极地冷却。其结果是，能够将电池231经常保持在适当的温度。由此，能够长期稳定地进行从电池231相对于电动马达18等的供电，还能提高液压挖掘机1的可靠性。
另外，电池收纳结构体23内的各电池231由袋状的覆盖片26覆盖，因此，能够抑制雨水或粉尘的侵入，从而能够防止漏电、老化，还能谋求电池231整体的可靠性和长寿命化。
另外，当进行电池收纳结构体23内的电池231的更换、维护、充电等作业时，通过卷起覆盖片26，而能够使电池收纳结构体23露出，由此对电池231的更换、维护、充电等的作业性不会造成损害。
图8是以局部剖面表示本发明的电动式工程机械的其他实施方式的主视图。在该图7中，与图3所示的标记为相同标记的部分是同一部分。该实施方式在机械室8的横分隔板15中的连结用管道28上设置有排气风扇31。该排气风扇31在电池231充电时使用。而且，作为其电源，当充电时，因为外部电源位于附件，所以能够使用该外部电源来驱动。
此外，在上述实施方式中，对由例如乙烯树脂、无纺布、内面有涂层的布等不透风且具有防水功能的挠性的片材形成覆盖片26及管道27的情况进行了说明，但是，也可以由防止带电片材构成覆盖片26。这样，通过由防止带电片材构成覆盖片26，能够防止点检等时的短路事故。
另外，在上述实施方式中，将管道27的一端连结在覆盖片26的上表面上，但是，也可以连结在覆盖片26的上部侧表面上。在这种情况下，无需在覆盖片26的上方部配置管道27的一端，就能在覆盖片26的上方部确保空间，因此，能够在该空间内进一步配置电池231。另外，也可以在构成机械室8的纵分隔板14上设置连结用管道28，并在该连结用管道28的一端连结管道27的另一端。进一步地，还可以在电池收纳结构体23的上部立设具有孔的托架，将该托架的孔与覆盖片26连结，并且，将托架的孔与机械室8的横分隔板15上的连结用管道28通过管道27连结。
另外，覆盖片26也可以是一体形成，并且，还可以通过使多张片材接合而形成。
另外，在上述实施方式中，对在形成于旋转体3后部的电池收纳室11内设置有电池收纳结构体23的情况进行了说明，但是，并不限于该设置位置，而且也可以适当设定电池231的个数。
进一步地，在上述实施方式中，作为电动式工程机械列举了液压挖掘机1。但是，本发明并不限于此，而是能够在例如轮式装载机、液压起重机等其他工程机械中广泛使用。
附图标记说明

Claims (8)

1.一种电动式工程机械，其在旋转体(3)上形成有电池收纳室(11)和被强制排气的腔室，在该电池收纳室(11)内配置有作为电力源的多个电池(231)，其特征在于，其具有：
搭载有所述电池(231)，且具有从下方朝向上方的空气的流通路的电池收纳结构体(23)；
将所述电池收纳结构体(23)的上表面及侧表面的整体覆盖的挠性的覆盖片(26)；和
将一端设置在所述覆盖片(26)的上部侧的排气用的管道(27)，
所述旋转体(3)具有在所述旋转体(3)的后部向旋转体(3)的前后方向延伸的两个后部横梁(5a)，
所述电池收纳结构体(23)设置在所述两个后部横梁(5a)上，
所述电池收纳结构体(23)具有多层的电池台(232)，该多层的电池台(232)具有多个通气孔(232B)，
将所述多个电池(231)以在所述旋转体(3)的上下方向上多层以及在所述旋转体(3)的左右方向上多列的方式收纳保持在该多层的电池台(232)上，
从所述两个后部横梁(5a)间的空间取入空气，并通过所述多个通气孔(232B)形成从下方朝向上方的空气的流通路。
2.根据权利要求1所述的电动式工程机械，其特征在于，
所述管道(27)的另一端连结在所述被强制排气的腔室上。
3.根据权利要求2所述的电动式工程机械，其特征在于，
所述被强制排气的腔室是设置在旋转体(3)上的机械室(8)，所述机械室(8)收纳有液压泵、电动马达、逆变器、油箱、热交换器、和冷却风扇这些设备，且通过冷却风扇(20)将室内的空气向外部排出。
4.根据权利要求2所述的电动式工程机械，其特征在于，
在所述管道(27)的另一端设置有排气风扇(31)。
5.根据权利要求1所述的电动式工程机械，其特征在于，
所述管道(27)的一端与所述覆盖片(26)的上表面连结。
6.根据权利要求1所述的电动式工程机械，其特征在于，
所述管道(27)的一端与所述覆盖片(26)的上部侧面连结。
7.根据权利要求1所述的电动式工程机械，其特征在于，
所述覆盖片(26)由防水片材形成。
8.根据权利要求1所述的电动式工程机械，其特征在于，
所述覆盖片(26)由防止带电片材形成。
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