CN103261532A

CN103261532A - 挖土机

Info

Publication number: CN103261532A
Application number: CN2011800519997A
Authority: CN
Inventors: 李世鹏
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: WO2012081620A1; CN103261532B; JP5650246B2; JPWO2012081620A1; US20130253781A1

Abstract

一种挖土机，包括：电力驱动部，在动作中温度被控制；和电池(72)，向电力驱动部以外的始终工作的始终工作电气负载供给电力。第1开关(90)根据检测电力驱动部的温度的温度检测器(54)的温度检测值，断开或闭合进行电力驱动部的温度控制的温度控制装置与太阳能发电装置(60)之间的电源线(82)。第2开关(92)根据温度检测器(54)的温度检测值，断开或闭合温度控制装置与电池(72)之间的电源线(84)。

Description

挖土机

技术领域

本发明涉及一种通过来自蓄电器的电力来驱动电动作业要件的挖土机。

背景技术

在包括通过电动机来驱动的旋转机构等电动作业要件的挖土机上，设置有包括供给用于对电动作业要件进行驱动的电力的蓄电器的蓄电装置。蓄电装置一般容纳在较小的框体内，因此由于来自周围的热、伴随着蓄电器的充放电而产生的发热，蓄电器本身的温度上升。

若蓄电器的温度上升，则蓄电器的劣化增大，蓄电器的寿命缩短。此外，若蓄电器劣化，则蓄电容量减小，因此充电率(SOC)的减小率增大。此时，蓄电器的蓄电量短时间内减少，无法向电动作业要件供给所需的电力。

在混合式挖土机的情况下，通过来自蓄电器的电力来驱动辅助马达，从而进行引擎辅助。因此，若蓄电器劣化，则在充电率(SOC)低的状态下驱动辅助马达的情况增多。此时，若充电率(SOC)低，则存在控制为不从蓄电器供给电力的情况，辅助马达的使用率降低。由此，由于无法驱动辅助马达，因此与通常情况相比，引擎的使用率增加，引擎的燃料消耗量增大。

因此，提出了在蓄电器的附近设置冷却泵等冷却装置来冷却蓄电器的方案。通过冷却蓄电器来抑制蓄电器的温度上升引起的劣化，能够延长蓄电器的寿命。但是，冷却泵等冷却装置是电动驱动的装置，在挖土机运转时能够向冷却装置供给电力来进行驱动，并冷却蓄电器。但是，在挖土机的运转停止时，无法供给电力，无法驱动冷却装置。

挖土机在室外暴露于高温环境中的情况较多，向设置有蓄电装置的部分直射阳光从而蓄电装置成为被加热的状态的情况也较多。也就是说，即使在挖土机的运转停止时，也存在由于来自周围的热导致蓄电器的温度上升从而促进劣化的可能性。

在此，提出了以下方案：在用于冷却挖土机上所设置的逆变器的冷却水的温度达到输出抑制温度以上的情况下，进行减小向旋转用电动机等交流电动机供给的电流的上限值的控制，从而抑制逆变器中的温度上升(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-222815号公报

发明内容

发明要解决的问题

考虑在挖土机上安装太阳能电池，通过太阳能电池的发电电力来驱动冷却装置。但是，在日照不太强时，太阳能电池的发电电力小，存在仅通过太阳能电池的发电电力无法驱动冷却装置的可能性。例如，在刚刚停止挖土机的运转之后，由于蓄电装置本身的发热及其他周边设备(引擎、马达)的发热，存在高温的状态持续的情况。因此，希望即使在挖土机的运转停止之后，也能够冷却蓄电器。作为需要冷却的部件，除了蓄电器以外，还有控制器、逆变器及转换器等。

在此，作为用于向挖土机停止后也始终工作的电气部件供给电力的电源，例如24V的电池(蓄电池)设置在挖土机上的情况较多。因此，希望能够通过并用太阳能电池和蓄电池，即使在挖土机停止后也有效地供给电力。

另外，除了用于驱动始终工作电气部件以外，还有在进行暖机时也使用上述来自电池的电力的情况。

用于解决问题的方案

根据本发明，提供一种挖土机，包括：下部行走体；上部旋转体，转动自如地配置在该下部行走体的上方；电力驱动部，配置在上述上部旋转体上，在动作中温度被控制；电池，配置在该上部旋转体上，向该电力驱动部以外的始终工作的始终工作电气负载供给电力；太阳能发电板，配置在该上部旋转体上；太阳能发电装置，配置在该上部旋转体上，具有蓄积由该太阳能发电板发电而得到的电力的太阳能蓄电部、以及检测该太阳能蓄电部的输出电压的电压检测器；温度控制装置，与该太阳能发电装置及该电池连接；温度检测器，检测该电力驱动部的温度；第1开关，根据该温度检测器的温度检测值，断开或闭合将该温度控制装置和该太阳能发电装置连接的电源线；以及第2开关，根据该温度检测器的温度检测值，断开或闭合将该温度控制装置和该电池连接的电源线。

发明效果

根据上述发明，在需要调整动作中温度被控制的电力驱动部的温度时，能够通过来自太阳能发电装置的电力来驱动温度控制装置，由此调整该电力驱动部的温度，并且在不需要调整电力驱动部的温度时，能够将来自太阳能发电装置的电力供给并充电到电池中。此外，在虽然需要进行电力驱动部的温度调整但太阳能发电装置的蓄电量少时，能够通过来自电池的电力来驱动温度控制装置，由此调整电力驱动部的温度。

附图说明

图1是混合式挖土机的侧视图。

图2是表示一个实施方式的混合式挖土机的驱动系统的结构的框图。

图3是表示蓄电系统的结构的框图。

图4是冷却扇的驱动系统的框图。

图5是冷却扇驱动控制处理的流程图。

图6是表示通常模式下的冷却扇驱动电路的状态的框图。

图7是表示第1蓄电器冷却模式下的冷却扇驱动电路的状态的框图。

图8是表示第2蓄电器冷却模式下的冷却扇驱动电路的状态的框图。

图9是表示安装太阳能电池板的位置的混合式挖土机的俯视图。

图10是冷却装置的整体结构图。

图11是泵马达的驱动系统的框图。

图12是泵驱动控制处理的流程图。

图13是表示通常模式下的泵马达驱动电路的状态的框图。

图14是表示第1电力驱动部冷却模式下的泵马达驱动电路的状态的框图。

图15是表示第2电力驱动部冷却模式下的泵马达驱动电路的状态的框图。

图16是电加热器的驱动系统的框图。

图17是电加热器驱动控制处理的流程图。

图18是表示通常模式下的电加热器驱动电路的状态的框图。

图19是表示第1蓄电器暖机模式下的电加热器驱动电路的状态的框图。

图20是表示第2蓄电器暖机模式下的电加热器驱动电路的状态的框图。

图21是表示用旋转液压马达驱动旋转机构的结构的混合式挖土机的驱动系统的结构的框图。

图22是表示电动挖土机的驱动系统的结构的框图。

具体实施方式

接着，参照附图说明实施方式。

图1是表示适用本发明的挖土机的一例即混合式挖土机的侧视图。

在混合式挖土机的下部行走体1上，经由旋转机构2搭载有上部旋转体3。在上部旋转体3上安装有作为附属装置的动臂4。在动臂4的顶端安装有斗杆5，在斗杆5的顶端安装有铲斗6。动臂4、斗杆5及铲斗6由动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9分别液压驱动。在上部旋转体3上设置有驾驶室10，并且搭载有引擎等动力源。这样，驾驶室和附属装置构成为上部旋转体3的一部分。

图2是表示本发明的一个实施方式的混合式挖土机的驱动系统的结构的框图。在图2中，机械动力系统由双重线表示，高压液压管路由实线表示，先导管路由虚线表示，电力驱动/控制系统由实线表示。

作为机械式驱动部的引擎11和作为辅助驱动部的电动发电机12与变速器13的2个输入轴分别连接。在变速器13的输出轴上，作为液压泵，连接有主泵14及先导泵15。在主泵14上，经由高压液压管路16连接有控制阀17。

控制阀17是进行混合式挖土机中的液压系统的控制的控制装置。下部行走体1用的液压马达1A(右用)及1B(左用)、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9经由高压液压管路连接到控制阀17。

在电动发电机12上，经由逆变器18A连接有包含作为蓄电器的电容器的蓄电系统120。在蓄电系统120上，经由逆变器20连接有作为电动作业要件的旋转用电动机21。在旋转用电动机21的回转轴21A上连接有分解器22、机械制动器23及旋转变速器24。此外，在先导泵15上，经由先导管路25连接有操作装置26。由旋转用电动机21、逆变器20、分解器22、机械制动器23及旋转变速器24构成负载驱动系统。

操作装置26包括杆26A、杆26B及踏板26C。杆26A、杆26B及踏板26C经由液压管路27及28与控制阀17及压力传感器29分别连接。压力传感器29与进行电力系统的驱动控制的控制器30连接。

在本实施方式中，用于获得动臂再生电力的动臂再生用马达300(还称为电动发电机300)经由逆变器18C连接到蓄电系统120。电动发电机300通过液压马达310驱动，该液压马达310通过从动臂缸7排出的工作油驱动。电动发电机300利用动臂4因重力而下降时从动臂缸7排出的工作油的压力，将动臂4的势能转换为电能。另外，在图2中，为了便于说明，将液压马达310和电动发电机300表示在分离的位置，但实际上，电动发电机300的回转轴与液压马达310的回转轴机械地连接。

即，液压马达310构成为，通过动臂4下降时从动臂缸7排出的工作油来回转，液压马达310是为了将动臂4因重力而下降时的能量转换为回转力而设置的。液压马达310设置在控制阀17与动臂缸7之间的液压配管7A上，可以安装在上部旋转体3内的适当的位置。

由电动发电机300发电而得到的电力作为再生电力经由逆变器18C供给到蓄电系统120。由电动发电机300和逆变器18C构成动臂再生系统。

另外，在本实施方式中，用于检测动臂4的角度的动臂角度传感器7B安装在动臂4的支撑轴上。动臂角度传感器7B向控制器30供给所检测的动臂角度θB。

图3是表示蓄电系统120的结构的框图。蓄电系统120包括作为蓄电器的电容器19、升降压转换器100及DC总线110。作为第2蓄电器的DC总线110控制作为第1蓄电器的电容器19、电动发电机12及旋转用电动机21之间的电力的授受。在电容器19上设置有用于检测电容器电压值的电容器电压检测部112和用于检测电容器电流值的电容器电流检测部113。通过电容器电压检测部112和电容器电流检测部113检测的电容器电压值和电容器电流值被供给到控制器30。

升降压转换器100根据电动发电机12、电动发电机300及旋转用电动机21的运转状态，进行切换升压动作和降压动作的控制，以将DC总线电压值限制在一定的范围内。DC总线110配设在逆变器18A、18C及20与升降压转换器100之间，进行电容器19、电动发电机12、电动发电机300及旋转用电动机21之间的电力的授受。

在此，以电容器19为例进行了说明，但也可以代替电容器19而将锂离子电池等能够进行充放电的二次电池或能够进行电力授受的其他形态的电源用作蓄电器。

返回图2，控制器30是作为进行混合式挖土机的驱动控制的主控制部的控制装置。控制器30由包括CPU(Central Processing Unit)及内部存储器的运算处理装置构成，是通过由CPU执行内部存储器中所存储的驱动控制用的程序来实现的装置。

控制器30将从压力传感器29供给的信号转换为速度指令，进行旋转用电动机21的驱动控制。从压力传感器29供给的信号相当于表示为了使旋转机构2旋转而对操作装置26进行了操作时的操作量的信号。

控制器30进行电动发电机12的运转控制(电动(辅助)运转或发电运转的切换)，并且进行由于对升降压控制部即升降压转换器100进行驱动控制而引起的电容器19的充放电控制。控制器30根据电容器19的充电状态、电动发电机12的运转状态(电动(辅助)运转或发电运转)及旋转用电动机21的运转状态(动力运行运转或再生运转)，进行升降压转换器100的升压动作和降压动作的切换控制，由此进行电容器19的充放电控制。

升降压转换器100的升压动作和降压动作的切换控制是通过由DC总线电压检测部111检测的DC总线电压值、由电容器电压检测部112检测的电容器电压值、及由电容器电流检测部113检测的电容器电流值来进行的。

在上述结构中，作为辅助马达的电动发电机12发电而得到的电力经由逆变器18A供给到蓄电系统120的DC总线110，并经由升降压转换器100供给到电容器19。旋转用电动机21进行再生运转而生成的再生电力经由逆变器20供给到蓄电系统120的DC总线110，并经由升降压转换器100供给到电容器19。此外，动臂再生用的电动发电机300发电而得到的电力经由逆变器18C供给到蓄电系统120的DC总线110，并经由升降压转换器100供给到电容器19。

旋转用电动机21的回转速度(角速度ω)是通过分解器22检测的。此外，动臂4的角度(动臂角度θB)是通过设置在动臂4的支撑轴上的旋转编码器等动臂角度传感器7B检测的。

在本发明的第1实施方式中，设置有冷却扇作为用于冷却上述电容器19的冷却装置。冷却扇通过由太阳能发电装置发电而得到的电力来驱动。图4是表示冷却装置的驱动系统的框图。

另外，作为主蓄电装置的一例的电容器19相当于在动作中进行冷却等温度调节的电力驱动部。此外，冷却扇是进行电力驱动部的温度控制的温度控制装置的一例。

作为主蓄电装置的电容器19容纳在上部旋转体3上所搭载的蓄电装置箱50内。用于冷却电容器19的冷却扇52安装于蓄电装置箱50，向蓄电装置箱50内导入外气来冷却电容器19。此外，在蓄电装置箱50内，设置有温度检测传感器54作为温度检测器。温度检测传感器54检测蓄电装置箱50内的温度，并向控制器30供给温度检测值。

作为向冷却扇52供给电力的装置，设置有太阳能发电装置60。太阳能发电装置60包括太阳能电池板62、以及蓄积太阳能电池板62发电而得到的电力的太阳能蓄电部即太阳能电池蓄电器64。太阳能电池板62接受太阳光发电而得到的电力蓄积在太阳能电池蓄电器64中，从太阳能电池蓄电器64向冷却扇52供给电力。在太阳能电池蓄电器64上设置有电压计66作为电压检测器。电压计66检测太阳能电池蓄电器64的端子间电压。

在此，在混合式挖土机上，除了电动作业要件及包括用于对电动作业要件进行电力驱动的电气部件的电力驱动部以外，还设置有始终工作电气负载70。始终工作电气负载70是指，即使在挖土机不运转时，即引擎不回转，逆变器、转换器没有起动的状态下，也供给电力来持续工作的电气负载，例如是通信装置、照明装置、存储器数据保存装置等。作为专用的蓄电装置，从电池72始终向始终工作电气负载70供给电力，即使在挖土机的运转停止时，始终工作电气负载70也能够工作。另外，用于对电动作业要件进行电力驱动的电气部件，包括控制器的CPU、进行电力的授受的逆变器及转换器、蓄电器或电池等。

从太阳能发电装置60伸出有太阳能电池电源线80。太阳能电池电源线80分支成冷却扇电源线82和电池电源线84。冷却扇电源线82与冷却扇52连接，能够将来自太阳能电池蓄电器64的电力经由太阳能电池电源线80及冷却扇电源线82供给到冷却扇52，并驱动冷却扇52。另一方面，电池电源线84与始终工作电气负载70用的电池72连接，能够将来自太阳能电池蓄电器64的电力经由太阳能电池电源线80及电池电源线84供给并蓄积到电池72中。此外，由于冷却扇电源线82和电池电源线84通过分支点连接，因此能够从电池72经由电池电源线84及冷却扇电源线82将电力供给到冷却扇52来驱动冷却扇52。

在冷却扇电源线82上，设置有例如由电磁开闭开关构成的第1开关90，第1开关90控制对冷却扇52的电力供给。此外，在电池电源线84上，设置有例如由电磁开闭开关构成的第2开关92，第2开关92控制对电池72的电力供给。此外，在太阳能电池电源线80上，设置有例如由电磁开闭开关构成的第3开关94，第3开关94控制来自太阳能发电装置60的太阳能电池蓄电器64的电力供给。第1及第2开关90、92根据来自控制器30的信号被开闭控制。第3开关94根据来自太阳能电池蓄电器64上所设置的电压计66的电压检测值被开闭控制。也可以将来自电压计66的电压检测值供给到控制器30，由控制器30进行第3开关94的开闭控制。

以下说明通过上述冷却扇的驱动系统进行的冷却扇驱动控制。

图5是冷却扇驱动控制处理的流程图。首先，在步骤S1中，通过温度检测传感器54检测蓄电装置箱50内的温度Tc。并且，在步骤S2中，判定蓄电装置箱50内的温度Tc是否高于预先设定的温度Tlmt。在蓄电装置箱50内的温度Tc为预先设定的温度Tlmt以下的情况下(Tc≤Tlmt)，处理进入到步骤S3。

在步骤S3中，设定为通常模式，如图6所示，第2及第3开关92、94闭合(ON)，第1开关90断开(OFF)。即，在蓄电器箱内的温度Tc低时，电容器19的温度也低，不需要冷却，因此断开(OFF)第1开关90，切断冷却扇电源线82，不使冷却扇52工作。

此时，第2及第3开关92、94闭合(ON)。由此，太阳能电池板62发电而将电力蓄积在太阳能电池蓄电器64中，其结果，若太阳能电池蓄电器64的电压高于预先设定的电压值(即，太阳能电池蓄电器64的蓄电率(SOC)超过预定的蓄电率)，则电力从太阳能电池蓄电器64经由太阳能电池电源线80及电池电源线84供给到电池72，向电池72充电。因此，在不需要冷却电容器19时，太阳能电池板62发电而得到的电力不会浪费，而是蓄积在电池72中。

返回图5，在步骤S2中蓄电装置箱50内的温度Tc高于预先设定的温度Tlmt的情况下(Tc>Tlmt)，处理进入到步骤S4。在步骤S4中，判定太阳能电池蓄电器64的电压Vs是否高于预先设定的电压Vlmt。即，判定太阳能电池蓄电器64的蓄电率(SOC)是否超过预定的蓄电率。另外，太阳能电池蓄电器64的电压Vs是通过电压计66检测的电压。

在步骤S4中，若判定为太阳能电池蓄电器64的电压Vs高于预先设定的电压Vlmt(即，判定为太阳能电池蓄电器64的蓄电率(SOC)超过预定的蓄电率)，则处理进入到步骤S5。在步骤S5中，设定为第1蓄电器冷却模式，如图7所示，第1及第3开关90、94闭合(ON)，第2开关92断开(OFF)。即，通过闭合(ON)第1及第3开关90、94，太阳能电池蓄电器64的电力经由太阳能电池电源线80及冷却扇电源线82供给到冷却扇52，冷却扇52工作，从而能够冷却电容器19。此时，由于第2开关92断开(OFF)，因此电力不供给到电池72，太阳能电池蓄电器64的电力全部用于驱动冷却扇52。

返回到图5，在步骤S4中若判定为太阳能电池蓄电器64的电压Vs为预先设定的电压Vlmt以下(即，判定为太阳能电池蓄电器64的蓄电率(SOC)为预定的蓄电率以下)，则处理进入到步骤S6。在步骤S6中，设定为第2蓄电器冷却模式，如图8所示，第1及第2开关90、92闭合(ON)，第3开关94断开(OFF)。即，通过断开(OFF)第3开关94，不从太阳能电池蓄电器64供给电力。并且，通过闭合(ON)第1及第2开关90、92，电池72中所蓄积的电力经由电池电源线84及冷却扇电源线82供给到冷却扇52，冷却扇52被驱动而冷却电容器19。这样，在太阳能电池蓄电器64的充电率低时，能够通过来自电池72的电力驱动冷却扇52，因此即使在挖土机位于太阳光不充足的场所时，也能够冷却电容器19。

在此，分析安装太阳能电池板62的位置。图9是上述混合式挖土机的俯视图，在能够安装太阳能电池板62的位置画有斜线。能够安装太阳能电池板62的位置为驾驶室10的上表面(顶棚的外侧)10-1、上部旋转体3的配重的上表面3-1(引擎罩)、动臂4的上表面4-1等。

在一般的挖土机中，驾驶室10的上表面10-1的面积为例如1.7m²，上部旋转体的配重的上表面3-1为例如4.4m²，动臂4的上表面4-1的面积为例如0.8m²。若将这些面积相加，则能够安装太阳能电池板62的面积为6.9m²。在此，为了用当前的太阳能电池板得到1kW的电力，认为需要约7m²的面积。因此，若在上述的面积(6.9m²)整体上安装太阳能电池板，则能够得到约1kW的电力。若假设一年期间的发电量相当于1000小时的晴天，则一年期间的发电量为约1000kWh。即，在图9所示的位置贴上太阳能电池板62来发电的情况下，能够估计1年期间得到约1000kWh的发电量。

另一方面，若将冷却扇52的消耗电力设为例如36W，则在一年期间开工率为1000小时的情况下，一年期间电力消費量为36kWh。这远少于太阳能电池板的一年期间发电量1000kWh，可知能够通过太阳能电池板的发电量足够提供向冷却扇52供给的电力量。

在上述的实施方式中，作为冷却装置使用对蓄电装置箱50进行换气的冷却扇52，但也可以使用其他冷却装置。只要能够提供消耗电力，例如也可以将使用制冷剂的热交换器、或珀耳帖元件这样的电子冷却元件用于冷却电容器19。此外，通过驾驶室10的上表面的1.7m²的面积也能够得到约250kWh的一年期间电力量。同样，通过配重3-1的上表面的4.4m²的面积也能够得到约640kWh的一年期间电力量。因此，通过在驾驶室10的上表面或配重3-1的上表面中的至少一方上配置太阳能电池板，能够得到冷却蓄电部所需的电力量。

接着，说明第2实施方式。在第2实施方式中，设置有用于冷却电力驱动部的冷却装置。在此，电力驱动部如上所述包括控制器30、逆变器18A、18C、20、升降压转换器100、电容器19、旋转用电动机21及电动发电机12等。此外，冷却装置是进行电力驱动部的温度控制的温度控制装置的一例。

图10是冷却装置的整体结构图。冷却装置包括罐200、泵201、泵马达202、冷却器(radiator)203及水温计204(温度检测单元)。冷却装置中的冷却水(制冷剂)存储在罐200中，通过由泵马达202驱动的泵201输送到冷却器203。通过冷却器203冷却的冷却水通过配管经由控制器30输送到逆变器18A、18C、20、升降压转换器100、电容器19等。冷却水进一步经由旋转用电动机21、电动发电机12、变速器13返回到罐200。水温计204检测从冷却器203送出的冷却水的温度，向控制器30送出与所检测的温度相关的信息。

此外，连接到控制器30的冷却水的配管与冷却器203直接连结。由此，能够确保对控制器30内的CPU的冷却性能，因此挖土机的可靠性得到确保。在图10中，配管被连接成，在控制器30的冷却中所使用的冷却水用于冷却逆变器18A、18C、20、升降压转换器100等，但来自冷却器203的配管也可以并联连接到控制器30、逆变器18A、18C、20、以及升降压转换器100等。此外，也可以不将控制器30、逆变器18A、18C、20、升降压转换器100、电容器19、旋转用电动机21及电动发电机12全部进行液冷，而是将一部分电力驱动部通过风扇进行空冷。此时，风扇还可以通过从电池72或太阳能电池蓄电器64供给的电力来驱动。

在本实施方式中，代替第1实施方式中的风扇52，将泵马达202用来自太阳能电池蓄电器64的电力或来自电池72的电力来驱动，在挖土机的运转停止中(引擎11被停止中)也冷却电力驱动部。

图11是泵马达的驱动系统的框图。与第1实施方式同样，从太阳能发电装置60伸出有太阳能电池电源线80。太阳能电池电源线80分支成泵马达电源线86和电池电源线84。泵马达电源线86与泵马达202连接，能够将来自太阳能电池蓄电器64的电力经由太阳能电池电源线80及泵马达电源线86供给到泵马达202，并驱动泵201。另一方面，电池电源线84与始终工作电气负载70用的电池72连接，能够将来自太阳能电池蓄电器64的电力经由太阳能电池电源线80及电池电源线84供给并蓄积到电池72中。此外，由于泵马达电源线86和电池电源线84通过分支点连接，因此能够从电池72经由电池电源线84及泵马达电源线86将电力供给到泵马达202来驱动泵201。这样，若泵201驱动，则通过冷却器203冷却的冷却水被供给到各电力驱动部。在此，也可以进一步配置图4所示的冷却扇52作为冷却器203的冷却用风扇，通过从电池72或太阳能电池蓄电器64供给的电力驱动该冷却用风扇。

与第1实施方式同样，在泵马达电源线86上，设置有例如由电磁开闭开关构成的第1开关90，第1开关90控制对泵马达202的电力供给。此外，在电池电源线84上，设置有例如由电磁开闭开关构成的第2开关92，第2开关92控制对电池72的电力供给。此外，在太阳能电池电源线80上，设置有例如由电磁开闭开关构成的第3开关94，第3开关94控制来自太阳能发电装置60的太阳能电池蓄电器64的电力供给。第1及第2开关90、92根据来自控制器30的信号被开闭控制。第3开关94根据来自太阳能电池蓄电器64上所设置的电压计66的电压检测值被开闭控制。也可以将来自电压计66的电压检测值供给到控制器30，由控制器30进行第3开关94的开闭控制。

以下说明通过上述的泵201的驱动系统进行的泵驱动控制。

图12是泵驱动控制处理的流程图。首先，在步骤S11中，通过温度检测传感器56检测电力驱动部的温度Te。温度检测传感器56是设置在控制器30、逆变器18A、18C、20、升降压转换器100、电容器19、旋转用电动机21、电动发电机12等上的温度传感器。并且，在步骤S12中，判定电力驱动部的温度Te是否高于预先设定的温度Tlmt。在电力驱动部的温度Te为预先设定的温度Tlmt以下的情况下(Te≤Tlmt)，处理进入到步骤S13。

在步骤S13中，设定为通常模式，如图13所示，第2及第3开关92、94闭合(ON)，第1开关90断开(OFF)。即，在电力驱动部的温度Te低时，电力驱动部的温度也低，不需要冷却，因此断开(OFF)第1开关90，切断泵马达电源线86，不使泵马达202工作。

此时，第2及第3开关92、94闭合(ON)。由此，太阳能电池板62发电而将电力蓄积在太阳能电池蓄电器64中，其结果，若太阳能电池蓄电器64的电压高于预先设定的电压值(即，太阳能电池蓄电器64的蓄电率(SOC)超过预定的蓄电率)，则电力从太阳能电池蓄电器64经由太阳能电池电源线80及电池电源线84供给到电池72，向电池72充电。因此，在不需要冷却电力驱动部时，太阳能电池板62发电而得到的电力不会浪费，而是蓄积在电池72中。

返回到图12，在步骤S12中电力驱动部的温度Te高于预先设定的温度Tlmt的情况下(Tc>Tlmt)，处理进入到步骤S14。在步骤S14中，判定太阳能电池蓄电器64的电压Vs是否高于预先设定的电压Vlmt。即，判定太阳能电池蓄电器64的蓄电率(SOC)是否超过预定的蓄电率。另外，太阳能电池蓄电器64的电压Vs是通过电压计66检测的电压。

在步骤S14中，若判定为太阳能电池蓄电器64的电压Vs高于预先设定的电压Vlmt(即，判定为太阳能电池蓄电器64的蓄电率(SOC)超过预定的蓄电率)，则处理进入到步骤S15。在步骤S15中，设定为第1电力驱动部冷却模式，如图14所示，第1及第3开关90、94闭合(ON)，第2开关92断开(OFF)。即，通过闭合(ON)第1及第3开关90、94，太阳能电池蓄电器64的电力经由太阳能电池电源线80及泵马达电源线86供给到泵马达202，泵马达202工作，从而泵201被驱动。由此，冷却水被供给到电力驱动部，能够冷却电力驱动部。此时，由于第2开关92断开(OFF)，因此电力不供给到电池72，太阳能电池蓄电器64的电力全部用于驱动泵马达202。

返回到图12，在步骤S14中若判定为太阳能电池蓄电器64的电压Vs为预先设定的电压Vlmt以下(即，判定为太阳能电池蓄电器64的蓄电率(SOC)为预定的蓄电率以下)，则处理进入到步骤S16。在步骤S16中，设定为第2电力驱动部冷却模式，如图15所示，第1及第2开关90、92闭合(ON)，第3开关94断开(OFF)。即，通过断开(OFF)第3开关94，不从太阳能电池蓄电器64供给电力。并且，通过闭合(ON)第1及第2开关90、92，电池72中所蓄积的电力经由电池电源线84及泵马达电源线86供给到泵马达202，泵马达202工作，从而泵201被驱动。由此，冷却水被供给到电力驱动部，能够冷却电力驱动部。这样，在太阳能电池蓄电器64的充电率低时，能够通过来自电池72的电力驱动泵马达202，因此即使在挖土机位于太阳光不充足的场所时，也能够冷却电力驱动部(电动机、电动发电机、控制器、逆变器、转换器等)。此外，不需要如图10所示的例子那样用一个冷却回路来冷却电力驱动部即控制器30、逆变器18A、18C、20、升降压转换器100、电容器19、旋转用电动机21及电动发电机12。也可以仅由电容器构成冷却回路，也可以仅由逆变器构成冷却回路，也可以将各冷却回路组合起来。此外，作为冷却介质，也可以不使用水而使用油。

接着，说明第3实施方式。在第3实施方式中，为了对电容器19进行暖机，使用太阳能电池蓄电器64的电力。

在本实施方式中，如图16所示，在电容器19的周围设置有电加热器58。通过向电加热器58供给电力，电加热器58发热，能够对电容器19进行暖机。另外，作为主蓄电装置的一例的电容器19相当于进行暖机等温度调节的电力驱动部。此外，电加热器58是进行电力驱动部的温度控制的温度控制装置的一例。

与第1及第2实施方式同样，从太阳能发电装置60伸出有太阳能电池电源线80。太阳能电池电源线80分支成加热器电源线88和电池电源线84。加热器电源线86与设置在电容器19的周围的电加热器58连接，能够将来自太阳能电池蓄电器64的电力经由太阳能电池电源线80及加热器电源线88供给到电加热器58，并使电加热器58发热。另一方面，电池电源线84与始终工作电气负载70用的电池72连接，能够将来自太阳能电池蓄电器64的电力经由太阳能电池电源线80及电池电源线84供给并蓄积到电池72中。此外，由于加热器电源线88和电池电源线84通过分支点连接，因此能够从电池72经由电池电源线84及加热器电源线88将电力供给到电加热器58来驱动电加热器。

与第1及第2实施方式同样，在加热器电源线88上，设置有例如由电磁开闭开关构成的第1开关90，第1开关90控制对电加热器58的电力供给。此外，在电池电源线84上，设置有例如由电磁开闭开关构成的第2开关92，第2开关92控制对电池72的电力供给。此外，在太阳能电池电源线80上，设置有例如由电磁开闭开关构成的第3开关94，第3开关94控制来自太阳能发电装置60的太阳能电池蓄电器64的电力供给。第1及第2开关90、92根据来自控制器30的信号被开闭控制。第3开关94根据来自太阳能电池蓄电器64上所设置的电压计66的电压检测值被开闭控制。也可以将来自电压计66的电压检测值供给到控制器30，由控制器30进行第3开关94的开闭控制。

以下说明通过上述电加热器58的驱动系统进行的加热器驱动控制。

图17是电加热器驱动控制处理的流程图。首先，在步骤S21中，通过温度检测传感器54检测蓄电装置箱50内的温度Tc。并且，在步骤S22中，判定蓄电装置箱50内的温度Tc是否低于预先设定的温度Tlmt2。在蓄电装置箱50内的温度Tc为预先设定的温度Tlmt2以上的情况下(Tc≥Tlmt2)，处理进入到步骤S23。

在步骤S23中，设定为通常模式，如图18所示，第2及第3开关92、94闭合(ON)，第1开关90断开(OFF)。即，在蓄电器箱内的温度Tc高时，电容器19的温度也高，不需要进行暖机，因此断开(OFF)第1开关90，切断加热器电源线88，不使电加热器58工作。

此时，第2及第3开关92、94闭合(ON)。由此，太阳能电池板62发电而将电力蓄积在太阳能电池蓄电器64中，其结果，若太阳能电池蓄电器64的电压高于预先设定的电压值(即，太阳能电池蓄电器64的蓄电率(SOC)超过预定的蓄电率)，则电力从太阳能电池蓄电器64经由太阳能电池电源线80及电池电源线84供给到电池72，向电池72充电。因此，在不需要对电容器19进行暖机时，太阳能电池板62发电而得到的电力不会浪费，而是蓄积在电池72中。

返回到图17，在步骤S22中蓄电装置箱50内的温度Tc高于预先设定的温度Tlmt2的情况下(Tc>Tlmt2)，处理进入到步骤S24。在步骤S24中，判定太阳能电池蓄电器64的电压Vs是否高于预先设定的电压Vlmt。即，判定太阳能电池蓄电器64的蓄电率(SOC)是否超过预定的蓄电率。另外，太阳能电池蓄电器64的电压Vs是通过电压计66检测的电压。

在步骤S24中，若判定为太阳能电池蓄电器64的电压Vs高于预先设定的电压Vlmt(即，判定为太阳能电池蓄电器64的蓄电率(SOC)超过预定的蓄电率)，则处理进入到步骤S25。在步骤S25中，设定为第1蓄电器暖机模式，如图19所示，第1及第3开关90、94闭合(ON)，第2开关92断开(OFF)。即，通过闭合(ON)第1及第3开关90、94，太阳能电池蓄电器64的电力经由太阳能电池电源线80及加热器电源线88供给到电加热器58，电加热器58发热，能够对电容器19进行暖机。此时，由于第2开关92断开(OFF)，因此电力不供给到电池72，太阳能电池蓄电器64的电力全部用于驱动电加热器58。

返回到图17，在步骤S24中若判定为太阳能电池蓄电器64的电压Vs为预先设定的电压Vlmt以下(即，判定为太阳能电池蓄电器64的蓄电率(SOC)为预定的蓄电率以下)，则处理进入到步骤S26。在步骤S26中，设定为第2蓄电器暖机模式，如图20所示，第1及第2开关90、92闭合(ON)，第3开关94断开(OFF)。即，通过断开(OFF)第3开关94，不从太阳能电池蓄电器64供给电力。并且，通过闭合(ON)第1及第2开关90、92，电池72中所蓄积的电力经由电池电源线84及加热器电源线88供给到电加热器58，电加热器58发热，从而电容器19被暖机。这样，在太阳能电池蓄电器64的充电率低时，能够通过来自电池72的电力驱动电加热器58，因此即使在挖土机位于太阳光不充足的场所时，也能够对电容器19进行暖机。

以上，依次说明了第1至第3实施方式的3个实施方式，但也可以将这些实施方式适当组合为1个实施方式。例如，通过组合第1实施方式和第3实施方式，能够在对电容器进行冷却时和进行暖机时这两种情况下使用来自太阳能电池蓄电器64的电力。此时，在第1实施方式中在电容器19上设置电加热器58，并将加热器电源线88与冷却扇电源线82并联地连接到太阳能电池电源线80即可。同样能够组合任意2个实施方式，进一步也可以将第1至第3实施方式全部组合起来。

另外，在上述的第1至第3实施方式中，通过旋转用电动机21进行旋转机构2的驱动，但也可以如图21所示通过旋转液压马达40驱动旋转机构2的驱动。此时，旋转液压马达40与控制阀17连接，包括旋转用电动机21的负载驱动系统被删除。

此外，本发明不限定于混合式挖土机，还能够适用于如图22所示那样的仅通过电动机来驱动的电动挖土机。图22所示的电动挖土机中没有设置引擎，作业要件全部通过电动机来驱动。向各电动机供给的电力全部通过来自蓄电系统120的电力来提供。用于驱动主泵14的泵用电动机400也通过从蓄电系统120经由逆变器18A供给的电力来驱动。在蓄电系统120上，能够经由转换器120A连接外部电源500，电力从外部电源500供给到蓄电系统120，从而蓄电器被充电，从蓄电器向各电动机供给电力。

本申请基于主张2010年12月15日申请的优先权的日本专利申请第2010-279902号，其全部内容援引到本申请中。

工业上的可利用性

本发明能够适用于通过来自蓄电器的电力来驱动电动作业要件的作业机械。

符号说明

1 下部行走体

1A、1B 液压马达

2 旋转机构

3 上部旋转体

4 动臂

5 斗杆

6 铲斗

7 动臂缸

7A 液压配管

7B 动臂角度传感器

8 斗杆缸

9 铲斗缸

10 驾驶室

11 引擎

12 电动发电机

13 变速器

14 主泵

15 先导泵

16 高压液压管路

17 控制阀

18、18A、18B、20 逆变器

19 电容器

21 旋转用电动机

22 分解器

23 机械制动器

24 旋转变速器

25 先导管路

26 操作装置

26A、26B 杆

26C 踏板

26D 按钮开关

27 液压管路

28 液压管路

29 压力传感器

30 控制器

35 显示装置

40 旋转液压马达

50 蓄电装置箱

52 冷却扇

54、56 温度检测传感器

58 电加热器

60 太阳能发电装置

62 太阳能电池板

64 太阳能电池蓄电器

66 电压计

70 始终工作电气负载

72 电池

80 太阳能电池电源线

82 冷却扇电源线

84 电池电源线

86 泵马达电源线

88 加热器电源线

90 第1开关

92 第2开关

94 第3开关

100 升降压转换器

110 DC 总线

111 DC 总线电压检测部

112 电容器电压检测部

113 电容器电流检测部

120 蓄电系统

120A 转换器

300 动臂再生用马达(电动发电机)

310 动臂再生用液压马达

200 罐

201 泵

202 泵马达

203 冷却器

204 水温计

400 泵用电动机

500 外部电源

Claims

1.一种挖土机，包括：

下部行走体；

上部旋转体，转动自如地配置在该下部行走体的上方；

电力驱动部，配置在上述上部旋转体上，在动作中温度被控制；

电池，配置在上述上部旋转体上，向上述电力驱动部以外的始终工作的始终工作电气负载供给电力；

太阳能发电板，配置在上述上部旋转体上；

太阳能发电装置，配置在上述上部旋转体上，具有蓄积由该太阳能发电板发电而得到的电力的太阳能蓄电部、以及检测该太阳能蓄电部的输出电压的电压检测器；

温度控制装置，与上述太阳能发电装置及上述电池连接；

温度检测器，检测上述电力驱动部的温度；

第1开关，根据上述温度检测器的温度检测值，断开或闭合将上述温度控制装置和上述太阳能发电装置连接的电源线；以及

第2开关，根据上述温度检测器的温度检测值，断开或闭合将上述温度控制装置和上述电池连接的电源线。

2.根据权利要求1所述的挖土机，其中，

上述太阳能发电装置包括电压检测器，该电压检测器检测上述太阳能蓄电部的输出电压，

所述挖土机还包括第3开关，该第3开关根据上述电压检测器的电压检测值，断开或闭合上述太阳能发电装置与上述第1开关及第2开关之间的电源线。

3.根据权利要求2所述的挖土机，其中，

在上述温度检测器的温度检测值高于预定的温度值、且上述电压检测器的电压检测值高于预定的电压值时，上述第1开关闭合，上述第2开关断开，上述第3开关闭合。

4.根据权利要求2所述的挖土机，其中，

在上述温度检测器的温度检测值高于预定的温度值、且上述电压检测器的电压检测值为预定的电压值以下时，上述第1开关闭合，上述第2开关闭合，上述第3开关断开。

5.根据权利要求2所述的挖土机，其中，

在上述温度检测器的温度检测值为预定的温度值以下、且上述电压检测器的电压检测值高于预定的电压值时，上述第1开关断开，上述第2开关闭合，上述第3开关闭合。

6.根据权利要求2所述的挖土机，其中，

在上述温度检测器的温度检测值低于预定的温度值、且上述电压检测器的电压检测值高于预定的电压值时，上述第1开关闭合，上述第2开关断开，上述第3开关闭合。

7.根据权利要求2所述的挖土机，其中，

在上述温度检测器的温度检测值低于预定的温度值、且上述电压检测器的电压检测值为预定的电压值以下时，上述第1开关闭合，上述第2开关闭合，上述第3开关断开。

8.根据权利要求2所述的挖土机，其中，

在上述温度检测器的温度检测值为预定的温度值以上，且上述电压检测器的电压检测值高于预定的电压值时，上述第1开关断开，上述第2开关闭合，上述第3开关闭合。

9.根据权利要求1所述的挖土机，其中，

上述电力驱动部是主蓄电装置。

10.根据权利要求1所述的挖土机，其中，

上述电力驱动部是逆变器、转换器及控制器中的至少1个。