JP2009097270A - Construction method using battery-driven construction machine - Google Patents

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  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a construction method using a battery-driven construction machine suitable for operation while charging according to the working environment of a construction site. <P>SOLUTION: A battery facility comprises a battery and a charger for charging the battery by a power supply facility installed at the working site. The battery facility capable of quickly charging the battery incorporated in the construction machine with an electric energy stored in the battery is stood ready at the working site in which the construction machine is thrown out. While the battery of the battery facility is charged by the power supply facility, each time the construction machine is connected to the battery facility, the battery of the construction machine is charged with the electric energy stored in the battery is quickly charged to assist the continuous operation of the construction machine. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内蔵バッテリを駆動源として複数のアクチュエータを駆動するパワーショベルト等のバッテリ駆動建設機械を用いた建設作業を効率的に行うことのできるバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法に関する。   The present invention relates to a construction method using a battery-driven construction machine capable of efficiently performing construction work using a battery-driven construction machine such as a power shovel that drives a plurality of actuators using a built-in battery as a drive source.

パワーショベル(掘削機)等のバッテリ駆動建設機械は、内蔵バッテリを駆動源として油圧ポンプを作動させ、該油圧ポンプにて生成した油圧を用いてブームシリンダやアームシリンダ等を駆動するもので、排ガスの問題がないことと相俟って市街地で用いるのに好適な低振動・低騒音機械として注目されている(例えば特許文献1,2,3を参照)。
特許第3897875号公報 特開平10-159133号公報 特開平10-331204号公報
A battery-driven construction machine such as a power shovel (excavator) operates a hydraulic pump using a built-in battery as a driving source, and drives a boom cylinder, an arm cylinder, etc. using hydraulic pressure generated by the hydraulic pump. In combination with the absence of this problem, it is attracting attention as a low vibration / low noise machine suitable for use in urban areas (see, for example, Patent Documents 1, 2, and 3).
Japanese Patent No. 3898775 Japanese Patent Laid-Open No. 10-159133 Japanese Patent Laid-Open No. 10-331204

ところでこの種のバッテリ駆動建設機械においては、車体に搭載可能なバッテリ(内蔵バッテリ;車載バッテリ)の電源容量に自ずと限界があり、現状ではエンジン駆動型建設機械のように長時間に亘って連続運転することが困難である。ちなみに市街地、特に住宅地等の建設現場において利用可能な商用交流電源は、照明等に利用するべく仮敷設された比較的小容量のものであることが多く、一般的に上記商用交流電源を用いて内蔵バッテリ(車載バッテリ)を急速充電することも困難である。更にはこの種の建設現場に、発電機を搭載した大容量の電源車を持ち込むことも困難であることが多い。   By the way, in this type of battery-powered construction machine, the power capacity of the battery (built-in battery; vehicle-mounted battery) that can be mounted on the vehicle body is naturally limited, and currently it is continuously operated for a long time like an engine-driven construction machine. Difficult to do. Incidentally, commercial AC power sources that can be used in construction sites such as urban areas, particularly residential areas, are often of relatively small capacity that are temporarily laid for use in lighting, etc. It is also difficult to quickly charge the internal battery (vehicle battery). Furthermore, it is often difficult to bring a large-capacity power supply car equipped with a generator to this type of construction site.

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、建設現場の作業環境に応じてバッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリを適宜充電しながら、該バッテリ駆動建設機械を最適に運転することのできるバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法を提供することにある。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its purpose is to optimally operate the battery-powered construction machine while appropriately charging the built-in battery of the battery-powered construction machine according to the work environment of the construction site. It is providing the construction method using the battery drive construction machine which can do.

上述した目的を達成するべく本発明は、内蔵バッテリを駆動源として油圧ポンプを作動させ、該油圧ポンプにて生成した油圧を用いて複数のアクチュエータを駆動して建設作業に携わるバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法に係り、
バッテリと、このバッテリを作業現場に設けられた給電設備により充電する充電装置とを具備し、上記バッテリに蓄えた電気エネルギにて前記バッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリを急速充電可能なバッテリ設備を前記バッテリ駆動建設機械が投入される作業現場に待機させ、
前記バッテリ設備のバッテリを前記給電設備にて充電しながら、該バッテリ設備に前記バッテリ駆動建設機械が電気的に接続される都度、前記バッテリに蓄えた電気エネルギにて前記バッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリを急速充電して該バッテリ駆動建設機械の継続運転をアシストすることを特徴としている。
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a battery-driven construction machine that operates a hydraulic pump using a built-in battery as a drive source, and drives a plurality of actuators using hydraulic pressure generated by the hydraulic pump to engage in construction work. Depending on the construction method used,
A battery and a charging device for charging the battery by a power supply facility provided at a work site, and the battery facility capable of rapidly charging the built-in battery of the battery-driven construction machine with the electric energy stored in the battery. Wait at the work site where the battery-powered construction machine is put in,
Each time the battery-driven construction machine is electrically connected to the battery facility while charging the battery of the battery facility with the power supply facility, the built-in battery of the battery-driven construction machine is stored with the electric energy stored in the battery. Is rapidly charged to assist the continuous operation of the battery-powered construction machine.

ちなみに前記バッテリ設備は、前記作業現場を移動可能な自走式車両、例えば軽四輪トラックに搭載したバッテリ車として実現することが好ましい。また前記バッテリ駆動建設機械および前記バッテリ設備には、所定の電気容量を有する電源ケーブルを介して前記内蔵バッテリと前記バッテリとを相互に電気的接続する為の電源コネクタをそれぞれ設けておくことが好ましい。   Incidentally, the battery equipment is preferably realized as a self-propelled vehicle that can move on the work site, for example, a battery car mounted on a light four-wheel truck. Moreover, it is preferable that the battery-powered construction machine and the battery equipment are each provided with a power connector for electrically connecting the built-in battery and the battery to each other via a power cable having a predetermined electric capacity. .

また好ましくは前記バッテリ駆動建設機械には、前記バッテリ設備からの給電ラインを遮断するスイッチを設けておき、前記内蔵バッテリの残容量不足または故障の場合には前記スイッチを遮断することにより、前記バッテリ設備から給電される電力により前記油圧ポンプを駆動可能とすることで、内蔵バッテリを電気的に切り離した状態でも運転可能としておくことが望ましい。   Preferably, the battery-powered construction machine is provided with a switch that cuts off a power supply line from the battery facility, and the battery is cut off when the built-in battery has a shortage of remaining capacity or a failure. It is desirable that the hydraulic pump can be driven by the electric power supplied from the facility so that the operation can be performed even when the built-in battery is electrically disconnected.

上記構成のバッテリ駆動建設機械の施工方法によれば、バッテリとこのバッテリを作業現場に設けられた給電設備により充電する充電装置とを具備し、上記バッテリに蓄えた電気エネルギにてバッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリを急速充電可能なバッテリ設備が、前記バッテリ駆動建設機械が投入される作業現場に待機させ、このバッテリ設備のバッテリを前記給電設備にて充電しておく。この結果、前記バッテリ設備に前記バッテリ駆動建設機械が電気的に接続される都度、前記バッテリに蓄えた電気エネルギにて前記バッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリを急速充電することができるので、前記バッテリ駆動建設機械の継続運転を効果的にアシストすることができる。   According to the construction method of the battery-driven construction machine having the above-described configuration, the battery-driven construction machine includes a battery and a charging device that charges the battery with a power supply facility provided at a work site, and uses the electric energy stored in the battery. A battery facility capable of rapidly charging the built-in battery waits at a work site where the battery-powered construction machine is put in, and the battery of the battery facility is charged by the power supply facility. As a result, each time the battery-powered construction machine is electrically connected to the battery facility, the built-in battery of the battery-powered construction machine can be rapidly charged with the electric energy stored in the battery. The continuous operation of the construction machine can be effectively assisted.

即ち、住宅地等の建設現場に敷設された商用交流電源設備が照明等に利用可能な比較的小容量のものであっても、該電源設備を用いて前記バッテリ設備のバッテリを充電しながら、このバッテリ設備からバッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリを短時間に急速充電することが可能となる。従って建設現場の商用交流電源設備が小容量であっても、バッテリ駆動建設機械の充電所要時間を短くして該バッテリ駆動建設機械を効率的に稼働することが可能となる。   That is, even if the commercial AC power supply facility laid in a construction site such as a residential area has a relatively small capacity that can be used for lighting or the like, while charging the battery of the battery facility using the power supply facility, From this battery facility, it becomes possible to quickly charge the built-in battery of the battery-powered construction machine in a short time. Therefore, even if the commercial AC power supply equipment at the construction site has a small capacity, it is possible to shorten the time required for charging the battery-driven construction machine and to operate the battery-driven construction machine efficiently.

また前記バッテリ設備を、前記作業現場を移動可能な自走式車両、例えば軽四輪トラックに搭載したバッテリ車として構成しておけば、作業現場の環境(状況)に応じてその移動が容易である。また前記バッテリ駆動建設機械および前記バッテリ設備に、所定の電気容量を有する電源ケーブルを介して前記内蔵バッテリと前記バッテリとを相互に電気的接続する為の電源コネクタをそれぞれ設けておけば、前記バッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリの充電作業を簡易に行うことが可能となる。   Further, if the battery equipment is configured as a self-propelled vehicle that can move on the work site, for example, a battery car mounted on a light four-wheel truck, the movement can be easily performed according to the environment (situation) of the work site. is there. Further, if the battery-driven construction machine and the battery facility are provided with power connectors for electrically connecting the built-in battery and the battery to each other via a power cable having a predetermined electric capacity, the battery It becomes possible to easily charge the built-in battery of the drive construction machine.

更には前記バッテリ駆動建設機械に、内蔵バッテリを切り離して前記バッテリ設備から給電される電力により前記油圧ポンプを駆動する機能を設けておけば、仮に前記バッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリが、いわゆる充電切れとなった場合や、内蔵バッテリに障害が生じた場合であっても、前記バッテリ設備から外部的に供給される電力にて前記バッテリ駆動建設機械を運転することができる。従ってバッテリ駆動建設機械が建設現場において運転不能となる(立ち往生してしまう)ような事態を効果的に回避することが可能となる。   Furthermore, if the battery-driven construction machine is provided with a function of disconnecting the built-in battery and driving the hydraulic pump by the electric power supplied from the battery equipment, the built-in battery of the battery-driven construction machine is temporarily charged. Even when a failure occurs in the built-in battery, the battery-powered construction machine can be operated with electric power supplied externally from the battery facility. Therefore, it is possible to effectively avoid a situation where the battery-powered construction machine becomes inoperable (stuck) at the construction site.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法について説明する。
図1は本発明の概要を示す図であって、10は建設現場において土木作業を行うバッテリ駆動建設機械であり、50は上記バッテリ駆動建設機械10が投入される建設現場に待機させて該バッテリ駆動建設機械10が搭載した内蔵バッテリの充電に供せられるバッテリ設備である。このバッテリ設備50は、建設現場近傍の電柱60から商用電源を引き込んだ商用電源設備(分電盤)60から給電される、例えば100Vの交流電源を受けて後述するバッテリを充電し、このバッテリに蓄えた電力エネルギにて前記バッテリ駆動建設機械10の内蔵バッテリを急速充電する役割を担う。また前記バッテリ駆動建設機械10は、例えば標準バケット容量が0.16m程度の小型のパワーショベルであって、後述するように内蔵バッテリを駆動源として油圧ポンプを作動させ、該油圧ポンプにて生成した油圧を用いてブームシリンダやアームシリンダ等を駆動するように構成されている。
Hereinafter, a construction method using a battery-powered construction machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an outline of the present invention, in which 10 is a battery-driven construction machine that performs civil engineering work at a construction site, and 50 is a battery that is put on standby at the construction site where the battery-driven construction machine 10 is put. This is battery equipment used for charging a built-in battery mounted on the drive construction machine 10. The battery facility 50 is supplied with power from a commercial power source facility (distribution panel) 60 that draws in commercial power from a utility pole 60 in the vicinity of the construction site. It plays a role of rapidly charging the built-in battery of the battery-powered construction machine 10 with the stored power energy. The battery-powered construction machine 10 is a small power shovel having a standard bucket capacity of about 0.16 m 3 , for example, and operates by a hydraulic pump using a built-in battery as a driving source as described later. The boom cylinder and the arm cylinder are driven using the hydraulic pressure.

そして本発明においては、建設現場において前述したバッテリ設備50のバッテリを前記商用電源設備(分電盤)60にて充電しながら前記バッテリ駆動建設機械(パワーショベル)10の充電に待機させ、建設作業の休止期間に前記バッテリ駆動建設機械(パワーショベル)10に電気的に接続されたとき、前記バッテリに蓄えた電気エネルギにて該バッテリ駆動建設機械(パワーショベル)10の内蔵バッテリを急速充電することで、前記バッテリ駆動建設機械(パワーショベル)10の継続的な稼働(運転)をアシストするものとなっている。   In the present invention, at the construction site, while charging the battery of the battery equipment 50 described above with the commercial power supply equipment (distribution panel) 60, the battery-powered construction machine (power excavator) 10 is made to wait for the construction work. When the battery-powered construction machine (power excavator) 10 is electrically connected to the battery-powered construction machine (power shovel) 10 during the idle period, the built-in battery of the battery-powered construction machine (power shovel) 10 is rapidly charged with the electric energy stored in the battery. Thus, the battery-driven construction machine (power excavator) 10 is assisted in continuous operation (operation).

図2は前記バッテリ駆動建設機械(パワーショベル)10の概略構成図を示している。このパワーショベルの車体1は、走行部1aとこの走行部1aの上に旋回可能に設けられた旋回部1bとを備えて構成され、上記旋回部1bに運転席が設けられている。この車体1における上記走行部1aの前部にはブレード2が上下動自在に設けられており、また前記旋回部1bの運転席前方にはブーム3およびアーム4を介してバケット5が屈伸自在に設けられている。これらのブレード2、ブーム3、アーム4およびバケット5は、それぞれ後述する油圧シリンダにより駆動される。   FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of the battery-powered construction machine (power excavator) 10. The vehicle body 1 of the power shovel includes a traveling part 1a and a turning part 1b that is turnable on the traveling part 1a, and a driver's seat is provided on the turning part 1b. A blade 2 is provided at the front portion of the traveling portion 1a in the vehicle body 1 so as to be movable up and down, and a bucket 5 is bent forward and backward via a boom 3 and an arm 4 in front of the driver seat of the turning portion 1b. Is provided. These blade 2, boom 3, arm 4 and bucket 5 are each driven by a hydraulic cylinder which will be described later.

特にこのパワーショベルは、旋回部1bに搭載した内蔵バッテリ6に蓄えた電力(直流電力エネルギ)を動力源とするバッテリ駆動型のものであって、従来一般的なエンジンに代えて上記内蔵バッテリ6から得られる直流電力により電動モータを介して前述した油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプにより生成された作動油にてブームシリンダやブームシリンダ等をそれぞれ駆動するように構成されている。また前記走行部1aの走行駆動や前記旋回部1bの旋回についても、上記油圧ポンプにより生成された作動油を用いて行われる。   In particular, this power shovel is of a battery drive type that uses electric power (DC power energy) stored in the built-in battery 6 mounted on the swivel unit 1b as a power source, and replaces the conventional general engine with the built-in battery 6 described above. The hydraulic pump described above is driven by the direct-current power obtained from the electric motor, and the boom cylinder, the boom cylinder, and the like are respectively driven by the hydraulic oil generated by the hydraulic pump. The traveling drive of the traveling unit 1a and the turning of the turning unit 1b are also performed using the hydraulic oil generated by the hydraulic pump.

ちなみに前記内蔵バッテリ6は、例えば定格出力160VDCを得るリチウムイオン電池等の二次電池からなり、前述した旋回部1bの運転席の後方部に搭載されている。またこの内蔵バッテリ6は、それ自体が重量物であることから前記ブーム3に加わる重量負荷に対する重量バランス体(カウンタウェイト)としての役割も担っている。尚、上記のように旋回部1bに搭載された内蔵バッテリ6の上方位置には制御盤7が設けられ、この制御盤7に商用電源接続コネクタ8および外部バッテリ接続コネクタ9が設けられている。 Incidentally, the built-in battery 6 is composed of, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery that obtains a rated output of 160 V DC, and is mounted in the rear part of the driver seat of the turning unit 1b described above. Further, since the built-in battery 6 itself is a heavy object, it also serves as a weight balance body (counter weight) against a heavy load applied to the boom 3. As described above, the control panel 7 is provided above the built-in battery 6 mounted on the swivel unit 1b. The control panel 7 is provided with the commercial power connection connector 8 and the external battery connection connector 9.

さて上述した構成のパワーショベル10の駆動を担う制御盤7は、例えば図3に示すように構築されている。前述した油圧シリンダを駆動する為の高圧の作動油を生成する油圧ポンプ11は、例えば定格出力22kW程度の三相駆動型の電動モータ(三相誘導電動機)12によって駆動される。そしてこの電動モータ12により駆動される前記油圧ポンプ11にて生成された作動油は、コントロールバルブ(C/V)13を介して前述した油圧シリンダに、具体的にはブームシリンダ14やアームシリンダ15、バケットシリンダ16等にそれぞれ供給される。尚、コントロールバルブ(C/V)13は、運転席における操作レバー(図示せず)の操作量に応じてその作動が制御されることは言うまでもない。   Now, the control panel 7 responsible for driving the power shovel 10 having the above-described configuration is constructed as shown in FIG. 3, for example. The hydraulic pump 11 that generates high-pressure hydraulic fluid for driving the hydraulic cylinder described above is driven by a three-phase drive type electric motor (three-phase induction motor) 12 having a rated output of about 22 kW, for example. The hydraulic oil generated by the hydraulic pump 11 driven by the electric motor 12 is supplied to the hydraulic cylinder described above via the control valve (C / V) 13, specifically, the boom cylinder 14 or the arm cylinder 15. , And supplied to the bucket cylinder 16 and the like. Needless to say, the operation of the control valve (C / V) 13 is controlled according to the amount of operation of an operation lever (not shown) in the driver's seat.

このような電動モータ12を前述した内蔵バッテリ6に蓄積された直流電力エネルギにより駆動すべく、その直流電力を三相200Vの交流電力に変換するインバータ21を備えている。具体的には上記インバータ21は、300Vの直流電圧を入力して三相200Vの交流電力を生成するように構成されている。また前記内蔵バッテリ6の出力電圧160VDCは、後述する昇降圧器(電圧調整器)22を介して300VDCに変換された後に前記インバータ21に給電されるようになっている。 In order to drive such an electric motor 12 with the DC power energy stored in the built-in battery 6 described above, an inverter 21 for converting the DC power into three-phase 200 V AC power is provided. Specifically, the inverter 21 is configured to generate a three-phase 200V AC power by inputting a 300V DC voltage. The output voltage 160V DC of the built-in battery 6 is supplied to the inverter 21 after being converted to 300V DC via a step-up / down regulator (voltage regulator) 22 described later.

また前述した商用電源接続コネクタ8からの給電ラインには、該商用電源接続コネクタ8を介して前述した商用電源設備60から給電される商用の三相200Vの交流電力を直流300Vの直流電力に変換する交流・直流変換器(AC/DC)23が設けられており、この交流・直流変換器(AC/DC)23から出力される300VDCもまた前記インバータ21に給電されるようになっている。尚、前記交流・直流変換器(AC/DC)23は、前記商用電源接続コネクタ8を介して単相100Vの交流電力が入力された場合には、この交流電力100VACを300VDCに変換して出力する機能も備える。この交流・直流変換器(AC/DC)23の動作モードの切り替えは、後述するコントローラ24によって行われる。 The commercial power supply connector 8 converts the commercial three-phase 200V AC power fed from the commercial power supply facility 60 through the commercial power supply connector 8 into a DC power of 300V. An AC / DC converter (AC / DC) 23 is provided, and 300 V DC output from the AC / DC converter (AC / DC) 23 is also fed to the inverter 21. . The AC / DC converter (AC / DC) 23 converts the AC power 100V AC into 300V DC when a single-phase 100V AC power is input via the commercial power supply connector 8. It also has a function to output. Switching of the operation mode of the AC / DC converter (AC / DC) 23 is performed by a controller 24 described later.

更に前記外部バッテリ接続コネクタ9からの給電ラインは、前述した昇降圧器22に入力されている。そして前述したバッテリ設備50から上記外部バッテリ接続コネクタ9を介して給電される、例えば直流250Vの直流電力は、前記昇降圧器22にて直流300Vに昇圧変換されて前記インバータ21に給電され、或いは直流160Vに降圧変換されて前記内蔵バッテリ6に供給されるようになっている。この昇降圧器22の昇圧・降圧動作モードについても、後述するコントローラ24によって制御される。   Further, the power supply line from the external battery connection connector 9 is input to the step-up / step-down device 22 described above. Then, for example, DC power of 250V DC supplied from the battery facility 50 through the external battery connector 9 is boosted and converted to 300V DC by the buck-boost 22 and supplied to the inverter 21 or DC. It is step-down converted to 160 V and supplied to the built-in battery 6. The step-up / step-down operation mode of the step-up / down converter 22 is also controlled by the controller 24 described later.

ちなみに上記昇降圧器22は、例えば図4に示すように充電回路22aと昇圧回路22bとを備え、複数のスイッチS1〜S5を切り替え制御することで上記充電回路22aおよび昇圧回路22bを選択的に作動させるように構成される。尚、充電回路22aは、例えば図5に示すようにスイッチ素子SWを直列に介して入力直流電圧Vinをスイッチングし、これによって断続的に切り取った直流電力をコイルLとコンデンサCとからなるフィルタを介して濾波(平滑化)することで降圧した出力電圧Voutを得る如く構成される。また昇圧回路22bは、例えば図6に示すようにコイルLに加わる入力直流電圧Vinによって該コイルLとコンデンサCとの間に生じる共振電流を、スイッチ素子SWによって断続することで前記コイルCに昇圧した出力電圧Voutを得るように構成される。   Incidentally, for example, as shown in FIG. 4, the step-up / step-down device 22 includes a charging circuit 22a and a boosting circuit 22b, and selectively operates the charging circuit 22a and the boosting circuit 22b by switching and controlling a plurality of switches S1 to S5. Configured to let For example, as shown in FIG. 5, the charging circuit 22a switches the input DC voltage Vin through a switch element SW in series, and the DC power intermittently cut by this is connected to a filter composed of a coil L and a capacitor C. The output voltage Vout is stepped down by filtering (smoothing). Further, for example, as shown in FIG. 6, the booster circuit 22 b boosts the coil C by intermittently switching the resonance current generated between the coil L and the capacitor C by the input DC voltage Vin applied to the coil L by the switch element SW. The output voltage Vout is obtained.

ところでこのパワーショベルにおいては、基本的には前述したコントロールバルブ(C/V)13の制御や走行系の制御を含む車体回路25の駆動源としても、前述した内蔵バッテリ6を用いるように構成されている。これ故、前記内蔵バッテリ6の電力出力ライン(充放電端子)には該内蔵バッテリ6から出力される160VDCの直流電力を、車体系の駆動電圧である24Vまたは12Vの直流電圧に変換する直流・直流変換器(DC/DCコンバータ)26が設けられている。 By the way, this power shovel is basically configured to use the above-described built-in battery 6 as a drive source of the vehicle body circuit 25 including the control of the control valve (C / V) 13 and the control of the traveling system. ing. For this reason, the power output line (charge / discharge terminal) of the built-in battery 6 converts the DC power of 160V DC output from the built-in battery 6 into a DC voltage of 24V or 12V, which is the driving voltage of the vehicle body system. A direct current converter (DC / DC converter) 26 is provided.

更には前述した交流・直流変換器23から前記インバータ21に至る入力電源ラインには、その直流電圧300VDCを上述した車体系の駆動電圧24VDC/12VDCに変換する直流・直流変換器(DC/DCコンバータ)27が設けられている。この直流・直流変換器(DC/DCコンバータ)27は、前述した商用電源接続コネクタ8を介して商用電源から与えられる交流電力、或いは前記外部バッテリ接続コネクタ9を介して前記バッテリ設備50から与えられる直流電力から、車体系の駆動電圧24VDC/12VDCを生成する役割を担う。そしてこれらの直流・直流変換器(DC/DCコンバータ)26,27によって生成された直流電圧(車体系電圧)24VDC/12VDCは、ダイオード26a,27aをそれぞれ介して出力されることで、互いに干渉することなく前記車体回路25に給電されるものとなっている。 Furthermore, in the input power line extending from the AC / DC converter 23 to the inverter 21, the DC / DC converter (DC) which converts the DC voltage 300V DC into the vehicle body system driving voltage 24V DC / 12V DC described above. / DC converter) 27 is provided. This DC / DC converter (DC / DC converter) 27 is supplied from the AC power supplied from the commercial power source via the commercial power connector 8 or from the battery facility 50 via the external battery connector 9. It plays a role of generating a drive voltage 24V DC / 12V DC of the vehicle body system from the DC power. The direct-current voltages (vehicle body system voltages) 24V DC / 12V DC generated by the direct-current / direct-current converters (DC / DC converters) 26 and 27 are output via the diodes 26a and 27a, respectively. Electric power is supplied to the vehicle body circuit 25 without interference.

さて前述したコントローラ24は、キースイッチ28の投入により前記車体系の直流電圧24VDC/12VDCを受けて作動するものであり、例えばマイクロコンピュータによって実現される。そしてコントローラ24は、センサ24aを介して前記内蔵バッテリ6の充電電圧や充放電電流を検出してその充電残容量を監視すると共に、前記商用電源接続コネクタ8に組み込んだセンサ24bを用いて該商用電源接続コネクタ8を介する商用電源の給電を、更に前記外部バッテリ接続コネクタ9に組み込んだセンサ24cを用いて該外部バッテリ接続コネクタ9を介する前記バッテリ設備50からの給電を検出するように構成されている。尚、これらのセンサ24a,24b,24cは、例えば電圧計とカレントトランス(CT)等の電流計からなる。そしてコントローラ24は、これらの各センサ24a,24b,24cを介して検出された状態情報に従って前述した交流・直流変換器(AC/DC)23および昇降圧器22の作動を、更には前記油圧ポンプ11の駆動条件を可変するレギュレータ29の作動を制御するものとなっている。 The controller 24 described above operates by receiving the DC voltage 24V DC / 12V DC of the vehicle body system when the key switch 28 is turned on, and is realized by, for example, a microcomputer. The controller 24 detects the charging voltage and charging / discharging current of the built-in battery 6 through the sensor 24a and monitors the remaining charge capacity, and uses the sensor 24b incorporated in the commercial power supply connector 8 to The power supply connector 8 is configured to detect power supply from the battery facility 50 via the external battery connection connector 9 by using a sensor 24c incorporated into the external battery connection connector 9 to supply power from a commercial power source. Yes. These sensors 24a, 24b, and 24c are composed of ammeters such as a voltmeter and a current transformer (CT), for example. Then, the controller 24 operates the above-described AC / DC converter (AC / DC) 23 and the step-up / down converter 22 according to the state information detected via each of the sensors 24a, 24b, 24c, and further the hydraulic pump 11 The operation of the regulator 29 that varies the driving conditions is controlled.

図7はコントローラ24の概略的な制御手順を示している。即ち、このコントローラ24においては、先ず前記商用電源接続コネクタ8を介して前述した商用電源設備60から商用交流電源が直接供給されている否かを判定し〈ステップS1〉、商用交流電源が供給されている場合には交流・直流変換器(AC/DC)23を作動させて上記商用交流電源を駆動源として前述した電動モータ12を駆動する〈ステップS2〉。次いで内蔵バッテリ6に対する充電ボタン(SW)30が投入されているか否かを判定し〈ステップS3〉、充電ボタン30が投入されている場合には前記昇降圧器22の充電回路22aを作動させ、前記商用交流電源を駆動源として前記内蔵バッテリ6を充電する〈ステップS4〉。   FIG. 7 shows a schematic control procedure of the controller 24. That is, in the controller 24, first, it is determined whether or not commercial AC power is directly supplied from the commercial power facility 60 described above via the commercial power connector 8 (step S1), and commercial AC power is supplied. If it is, the AC / DC converter (AC / DC) 23 is actuated to drive the above-described electric motor 12 using the commercial AC power source as a drive source (step S2). Next, it is determined whether or not the charging button (SW) 30 for the built-in battery 6 is turned on <step S3>. If the charging button 30 is turned on, the charging circuit 22a of the step-up / down booster 22 is activated, The built-in battery 6 is charged using a commercial AC power source as a drive source <Step S4>.

一方、商用電源の供給がない場合には、前記外部バッテリ接続コネクタ9を介して外部のバッテリ設備50からの給電があるか否かを判定する〈ステップS5〉。そして外部のバッテリ設備50からの給電がある場合には前記昇降圧器22の昇圧回路22aを作動させることで、外部バッテリを駆動源として前述した電動モータ12を駆動する〈ステップS6〉。この場合においても前述した充電ボタン30が投入されているか否かを判定する〈ステップS7〉。そして充電ボタン30が投入されている場合には、前記内蔵バッテリ6の充電を優先的に実行するべく、前記昇降圧器22における昇圧回路22aの作動を停止させ〈ステップS8〉、これに代えて前記昇降圧器22の充電回路22bを作動させて内蔵バッテリ6を充電する〈ステップS9〉。   On the other hand, if there is no supply of commercial power, it is determined whether or not there is power supply from the external battery equipment 50 via the external battery connector 9 <step S5>. When power is supplied from the external battery facility 50, the booster circuit 22a of the step-up / down regulator 22 is operated to drive the above-described electric motor 12 using the external battery as a drive source (step S6). Also in this case, it is determined whether or not the above-described charging button 30 is turned on <step S7>. When the charge button 30 is turned on, the booster circuit 22a in the step-up / down converter 22 is stopped in order to preferentially charge the built-in battery 6 (step S8). The built-in battery 6 is charged by operating the charging circuit 22b of the step-up / down device 22 (step S9).

尚、商用電源が供給されず、また外部バッテリBからの電力供給もない場合には、前記内蔵バッテリ6の充電残容量が十分であるか否かを判定する〈ステップS10〉。そして内蔵バッテリ6の充電残容量が十分である場合には、前記昇降圧器22の昇圧回路22aを作動させることで、内蔵バッテリ6を駆動源として前述した油圧モータ12を駆動する〈ステップS11〉。しかし内蔵バッテリ6の充電残容量が不足する場合には、パワーショベルを正常に運転することができない旨を警告すべくアラームを発する〈ステップS12〉。この場合には速やかに前記内蔵バッテリ6を再充電するべく建設作業を中止し、例えば前述したバッテリ設備50との電気的接続を行うことになる。   If no commercial power is supplied and no electric power is supplied from the external battery B, it is determined whether or not the remaining charge capacity of the internal battery 6 is sufficient <step S10>. If the remaining charge capacity of the built-in battery 6 is sufficient, the above-described hydraulic motor 12 is driven using the built-in battery 6 as a drive source by operating the booster circuit 22a of the step-up / step-down regulator 22 (step S11). However, if the remaining charge of the built-in battery 6 is insufficient, an alarm is issued to warn that the power shovel cannot be operated normally (step S12). In this case, the construction work is stopped in order to quickly recharge the built-in battery 6 and, for example, electrical connection with the battery facility 50 described above is performed.

以上のような制御手順によりコントローラ24は、商用電源接続コネクタ8および外部バッテリ接続コネクタ9への接続状態、および内蔵バッテリ6の充電状態に応じてパワーショベルの運転動作モードを選択的に設定し、その運転モードを建設作業現場の環境に応じて最適化する。具体的には前記コントローラ24は、前述した昇降圧器22のスイッチS1〜S5を図8に示すように切り替えながら充電回路22aと昇圧回路22bの作動を制御し、同時に内蔵バッテリ6の充放電を制御して前記油圧モータ11の駆動源を切り替える。   With the control procedure as described above, the controller 24 selectively sets the operation mode of the power shovel according to the connection state to the commercial power supply connector 8 and the external battery connection connector 9 and the charge state of the internal battery 6, The operation mode is optimized according to the environment of the construction work site. Specifically, the controller 24 controls the operation of the charging circuit 22a and the boosting circuit 22b while switching the switches S1 to S5 of the step-up / down regulator 22 as shown in FIG. 8, and simultaneously controls the charging / discharging of the built-in battery 6. Then, the drive source of the hydraulic motor 11 is switched.

即ち、商用電源接続コネクタ8を介して給電される商用電源を用いて油圧ポンプ11を駆動する場合には、昇降圧器22のスイッチS1〜S5の全てをオフとして内蔵バッテリ6を切り離してパワーショベルを運転する。しかし内蔵バッテリ6を充電する必要がある場合にはスイッチS1,S3をオンとし、前記交流電源から交流・直流変換器(AC/DC)23を介して得られた直流電力を充電回路22aに与えることで、この充電回路22aの出力にて内蔵バッテリ6を充電する。   In other words, when the hydraulic pump 11 is driven using a commercial power source fed via the commercial power connector 8, the built-in battery 6 is disconnected by turning off all the switches S1 to S5 of the buck-boost 22 and the power shovel is operated. drive. However, when the built-in battery 6 needs to be charged, the switches S1 and S3 are turned on, and the DC power obtained from the AC power source through the AC / DC converter (AC / DC) 23 is applied to the charging circuit 22a. Thus, the built-in battery 6 is charged with the output of the charging circuit 22a.

また内蔵バッテリ6を用いて油圧ポンプ11を駆動する場合にはスイッチS4をオンとし、内蔵バッテリ6から得られる直流電圧を昇圧回路22bを介して昇圧してインバータ21に加える。更に外部バッテリ接続コネクタ9に接続されたバッテリ設備50から供給される直流電力にて内蔵バッテリ6を充電する場合には、ステッチS3,S5をそれぞれオンとして充電回路22aを介する内蔵バッテリ6の充電路を形成すれば良い。また外部のバッテリ設備50を用いて油圧モータ11を駆動する場合にはステッチS2,S5をそれぞれオンとし、昇圧回路22bを介して外部バッテリBから供給される直流電圧を昇圧してインバータ21に加えるようにすれば良い。そして内蔵バッテリ6が故障しているような場合には、スイッチS4,S5をオフとし、これによって内蔵バッテリ6を車体回路25のコントローラ24等から切り離すようにすれば良い。   When the hydraulic pump 11 is driven using the built-in battery 6, the switch S4 is turned on, and the DC voltage obtained from the built-in battery 6 is boosted through the boost circuit 22b and applied to the inverter 21. Further, when the built-in battery 6 is charged with DC power supplied from the battery facility 50 connected to the external battery connector 9, the charging path of the built-in battery 6 via the charging circuit 22a with the stitches S3 and S5 turned on respectively. Should be formed. When the hydraulic motor 11 is driven using the external battery equipment 50, the stitches S2 and S5 are turned on, and the DC voltage supplied from the external battery B is boosted through the booster circuit 22b and applied to the inverter 21. You can do that. If the built-in battery 6 is out of order, the switches S4 and S5 are turned off so that the built-in battery 6 is disconnected from the controller 24 of the vehicle body circuit 25 and the like.

上述した如く構成されたパワーショベルによれば、車体1に搭載した内蔵バッテリ6を駆動源として油圧ポンプ11を作動させるバッテリ駆動型の建設機械であるといえども、前記商用電源接続コネクタ8に接続された商用電源から給電される商用交流電源を用いて前記電動モータ12を、ひいては油圧ポンプ11を駆動し、また前記外部バッテリ接続コネクタ9に接続されたバッテリ設備50により前記電動モータ12を駆動するように構成されているので、内蔵バッテリ6の充電残容量が不足する場合や該内蔵バッテリ6が故障した場合であっても、前記商用電源接続コネクタ8または外部バッテリ接続コネクタ9を介して外部から電力供給することで該パワーショベル(建設機械)を運転することができる。従って内蔵バッテリ6の不具合に起因して該パワーショベル(建設機械)が建設現場にて立ち往生するような不具合を効果的に回避することができる。   According to the power shovel configured as described above, even though it is a battery-driven construction machine that operates the hydraulic pump 11 using the built-in battery 6 mounted on the vehicle body 1 as a drive source, it is connected to the commercial power supply connector 8. The electric motor 12 and thus the hydraulic pump 11 are driven using a commercial AC power supplied from the commercial power source, and the electric motor 12 is driven by the battery equipment 50 connected to the external battery connector 9. Therefore, even when the remaining charge capacity of the internal battery 6 is insufficient or when the internal battery 6 is broken, the external power supply connector 8 or the external battery connection connector 9 can be used from the outside. The power shovel (construction machine) can be operated by supplying power. Therefore, it is possible to effectively avoid the problem that the power shovel (construction machine) is stuck at the construction site due to the problem of the built-in battery 6.

また内蔵バッテリ6の充電残容量が低下している場合には、商用電源接続コネクタ8に接続された商用電源設備60から給電される商用交流電源を用いて、或いは前記外部バッテリ接続コネクタ9に接続されたバッテリ設備50から給電される直流電力を用いて前記内蔵バッテリ6を容易に充電することができるので、該内蔵バッテリ6の充電不足を容易に解消することができる。更には交流・直流変換器23を用いて商用交流電源を直流電力に変換して電動モータ12を駆動し、また内蔵バッテリ6や外部バッテリBから供給される直流電力を電圧変換して前記電動モータ12を駆動するように構成しているので、例えば電動モータ12の駆動に要する電圧を高く設定しておくことで電力変換損失を低く抑えながら該電動モータ12を効率的に駆動することができる等の効果が奏せられる。   When the remaining charge capacity of the built-in battery 6 is reduced, it is connected to the external battery connector 9 using a commercial AC power source fed from a commercial power source facility 60 connected to the commercial power source connector 8. Since the built-in battery 6 can be easily charged using the DC power supplied from the battery equipment 50, the insufficient charging of the built-in battery 6 can be easily solved. Further, the AC / DC converter 23 is used to convert the commercial AC power source into DC power to drive the electric motor 12, and the DC motor supplied from the built-in battery 6 or the external battery B is converted into voltage to convert the electric motor. 12 is configured to drive the electric motor 12, for example, by setting the voltage required for driving the electric motor 12 high, the electric motor 12 can be driven efficiently while keeping power conversion loss low. The effect of.

一方、前述したバッテリ設備50は、図9に示すように、例えば18個の自動車用の鉛蓄電池(64Ah)を備えて構築された13.8kWh程度の容量を有するバッテリ51と、このバッテリ51を充電する充電装置52等を備えて構成される。具体的にはバッテリ設備50は、充電装置52において商用交流電源から生成した直流電力をスイッチSW1を介して前記大容量のバッテリ51に給電するように構成されている。またバッテリ51に蓄えられた直流電力は、その放電路に介挿されたスイッチSW2から電流ブレーカ59を直列に介して前記バッテリ駆動建設機械(パワーショベル)10に給電されるようになっている。   On the other hand, as shown in FIG. 9, the battery facility 50 described above includes, for example, a battery 51 having a capacity of about 13.8 kWh constructed with 18 lead-acid batteries (64 Ah) for automobiles, and the battery 51. A charging device 52 and the like for charging are provided. Specifically, the battery equipment 50 is configured to supply DC power generated from a commercial AC power source in the charging device 52 to the large-capacity battery 51 via the switch SW1. The DC power stored in the battery 51 is supplied to the battery-powered construction machine (power excavator) 10 through a current breaker 59 in series from a switch SW2 inserted in the discharge path.

尚、バッテリ設備50は、上記スイッチSW1を導通(オン)させると共にスイッチSW2を遮断し(オフ)することで前記充電装置52によりバッテリ51を充電し、また前記スイッチSW1を遮断し(オフ)すると共にスイッチSW2を導通(オン)することで前記バッテリ51に蓄えた電力にて前記バッテリ駆動建設機械(パワーショベル)10の内蔵バッテリ6を急速充電する。更には前記スイッチSW1,SW2を共に導通(オン)させることで、バッテリ51を充電しながら前記バッテリ駆動建設機械(パワーショベル)10に対してその駆動電力を供給する。   The battery facility 50 charges the battery 51 by the charging device 52 by turning on the switch SW1 and turning off the switch SW2 and turns off the switch SW1. At the same time, the built-in battery 6 of the battery-powered construction machine (power shovel) 10 is rapidly charged with the electric power stored in the battery 51 by turning on the switch SW2. Furthermore, by making both the switches SW1 and SW2 conductive (ON), the driving power is supplied to the battery-driven construction machine (power shovel) 10 while charging the battery 51.

特にこのバッテリ設備50は、図1に示したように作業現場を移動可能な自走式車両、例えば軽四輪トラックに搭載したバッテリ車として実現されている。そして前記充電装置52は、商用電源設備60から給電される200V・30Aの交流電力または100V・15Aの交流電力を用いて、その電源設備容量の範囲において前記バッテリ51を充電し、該バッテリ51の出力として250Vの直流電力を得るものとなっている。   In particular, the battery facility 50 is realized as a self-propelled vehicle that can move on the work site as shown in FIG. 1, for example, a battery vehicle mounted on a light four-wheel truck. The charging device 52 charges the battery 51 within the range of the capacity of the power supply facility using AC power of 200V / 30A or AC power of 100V / 15A fed from the commercial power supply facility 60. As an output, 250V DC power is obtained.

ちなみに前記充電装置52は、例えば図10に示すようにその交流入力段に過大電流の突入防止回路53を備え、商用交流電力を上記突入防止回路53から整流器54を介して直流変換して取り込むように構成される。そして前記整流器54から出力されてコイル55に加えられる入力直流電圧をスイッチ素子56にて断続制御することで前記コイル55に共振電流を生起し、この共振電流をダイオード57を介して取り出すことで前記入力直流電圧を昇圧した直流電圧を得るように構成される。このようにして昇圧した直流電圧にて前記バッテリ51が充電される。   Incidentally, for example, as shown in FIG. 10, the charging device 52 includes an excessive current inrush prevention circuit 53 in the AC input stage, and takes in commercial AC power from the inrush prevention circuit 53 through DC conversion through a rectifier 54. Configured. An input DC voltage output from the rectifier 54 and applied to the coil 55 is intermittently controlled by the switch element 56 to generate a resonance current in the coil 55, and the resonance current is taken out via the diode 57. A DC voltage obtained by boosting the input DC voltage is obtained. The battery 51 is charged with the DC voltage boosted in this way.

尚、上記スイッチ素子56は、コイル55に加わる入力直流電圧とその入力電流、またダイオード57を介して取り出される出力直流電圧とその出力電流とに応じて、力率改善回路(PFC回路)機能を備えた充電制御回路58によりオン・オフ制御される。このようなPFC回路機能を備えて構成される充電装置52により、前記バッテリ51は前述した商用電源設備60の給電状況に応じた電力容量の直流電圧を生成して前記バッテリ51を充電することになる。   The switch element 56 has a power factor correction circuit (PFC circuit) function depending on the input DC voltage applied to the coil 55 and its input current, and the output DC voltage and its output current taken out via the diode 57. On / off control is performed by the charging control circuit 58 provided. By the charging device 52 configured to have such a PFC circuit function, the battery 51 generates a DC voltage having a power capacity corresponding to the power supply status of the commercial power supply facility 60 described above to charge the battery 51. Become.

また前記バッテリ51の出力段には前述したように電流ブレーカ59が設けられており、前記バッテリ51からの出力電流値が制限されるようになっている。この電流ブレーカ59によって該バッテリ設備50の出力端子の短絡等によるバッテリ51の破損事故等が防止され、前述したパワーショベル10への安定した直流電力供給が実現される。そしてこのバッテリ51から出力される250Vの直流電圧により、前述したパワーショベル10の定格出力が160VDCの内蔵バッテリ6の充電が、効率的に高速度で行われるものとなっている。 Further, as described above, the current breaker 59 is provided at the output stage of the battery 51 so that the output current value from the battery 51 is limited. The current breaker 59 prevents a damage accident of the battery 51 due to a short circuit of the output terminal of the battery facility 50 and the like, and a stable DC power supply to the power shovel 10 described above is realized. The built-in battery 6 whose rated output of the power shovel 10 is 160 V DC is efficiently charged at a high speed by the 250 V DC voltage output from the battery 51.

即ち、バッテリ設備50は、前記商用電源設備60により充電されて前記パワーショベル10の内蔵バッテリ6の充電電圧160VDCよりも高い直流電圧250VDCを出力し得るように構成されており、これによって前記内蔵バッテリ6を高速充電し得るようになっている。尚、バッテリ設備50のバッテリ51と、前記パワーショベル10の内蔵バッテリ6とは、専用の充電ケーブルを介して相互に電気的に接続される。この充電ケーブルを用いて前記パワーショベル10とバッテリ設備50とを必要に応じて接続するべく、前述したようにパワーショベル10には外部バッテリ接続コネクタ9が設けられ、またバッテリ設備50にも同様なコネクタ(図示せず)が設けられる。 In other words, the battery facility 50 is configured to be charged by the commercial power source facility 60 and to output a DC voltage 250V DC higher than the charging voltage 160V DC of the built-in battery 6 of the excavator 10, thereby The built-in battery 6 can be charged at high speed. The battery 51 of the battery facility 50 and the built-in battery 6 of the power shovel 10 are electrically connected to each other via a dedicated charging cable. In order to connect the power shovel 10 and the battery equipment 50 as necessary using this charging cable, the power shovel 10 is provided with the external battery connector 9 as described above. A connector (not shown) is provided.

かくして上述した如く構成されたバッテリ設備(バッテリ車)50を、前述したパワーショベル(バッテリ駆動建設機械)10が投入される建設現場に待機させておく本発明に係る施工方法によれば、例えばバッテリ設備50を用いてパワーショベル10を十分に充電すれば、前記バッテリ設備50からパワーショベル10を切り離すことで、該パワーショベル10を建設現場で自由に運転しながら土木作業等に供することができる。そしてパワーショベル10が作業している時間には、該パワーショベル10から切り離された前記バッテリ設備50のバッテリ51を、前述した商用電源設備60を利用して再充電することができる。しかも商用電源設備60の電源容量に応じてバッテリ51を無理なく充電することができる。   Thus, according to the construction method according to the present invention in which the battery equipment (battery vehicle) 50 configured as described above is put on standby at the construction site where the power shovel (battery-driven construction machine) 10 described above is put in, for example, the battery If the power shovel 10 is fully charged using the facility 50, the power shovel 10 can be separated from the battery facility 50, and can be used for civil engineering work and the like while the power shovel 10 is freely operated at a construction site. During the time when the power shovel 10 is working, the battery 51 of the battery facility 50 disconnected from the power shovel 10 can be recharged using the commercial power source facility 60 described above. Moreover, the battery 51 can be charged without difficulty according to the power supply capacity of the commercial power supply facility 60.

その上で前記パワーショベル10における内蔵バッテリ6の充電残容量が低下してきたときには、該パワーショベル10をバッテリ設備50に接続することで、該バッテリ設備50に蓄積された直流電力にて前記パワーショベル10の内蔵バッテリを短時間に急速充電することができる。従ってパワーショベル10の内蔵バッテリ6の充電に多くの時間を費やすことなく、該パワーショベル10をほぼ継続的に建設作業に従事させることが可能となる。   Then, when the remaining charge capacity of the built-in battery 6 in the power shovel 10 has decreased, the power shovel 10 is connected to the battery equipment 50, so that the power shovel is driven by the DC power stored in the battery equipment 50. Ten built-in batteries can be quickly charged in a short time. Therefore, the power shovel 10 can be engaged in construction work almost continuously without spending much time for charging the built-in battery 6 of the power shovel 10.

具体的には内蔵バッテリ6をフル充電した状態で略3〜4時間の連続運転が可能なパワーショベル10の場合には、前記バッテリ装置50として上記内蔵バッテリ6を15〜30分程度で急速充電可能な電力仕様のものとして構築しておけば良い。このような構成であれば、例えば1日の土木作業において午前中パワーショベル10を連続的に使用し、昼休み時間を利用してパワーショベル10を再充電した後、該パワーショベル10を午後の土木作業を再び使用することができる。この際、必要に応じて10時や15時等の一時休憩時間を利用して内蔵バッテリ6を再充電することも勿論可能である。   Specifically, in the case of the power shovel 10 capable of continuous operation for about 3 to 4 hours with the built-in battery 6 fully charged, the built-in battery 6 is rapidly charged as the battery device 50 in about 15 to 30 minutes. It is sufficient to build it with a power specification that is possible. With such a configuration, for example, the excavator 10 is used continuously in the morning in civil engineering work on one day, and after recharging the excavator 10 using the lunch break, the excavator 10 is used in the civil engineering in the afternoon. The work can be used again. In this case, it is of course possible to recharge the built-in battery 6 using a temporary break time such as 10:00 or 15:00 as necessary.

そしてバッテリ設備50においては、パワーショベル10が接続されていない時間を利用してそのバッテリ51を充電し、これによって前記パワーショベル10の内蔵バッテリ6の充電に待機させておくだけで良いので、商用電源設備60の電源容量が小さい場合であっても十分にその役割を発揮させることができる。従ってパワーショベル10が投入された建設現場にバッテリ設備(バッテリ車)50を準備しておくだけで、現場作業を効率的に進めることが可能となる。   In the battery facility 50, it is only necessary to charge the battery 51 by using the time when the power shovel 10 is not connected, and to wait for the built-in battery 6 of the power shovel 10 to be charged. Even if the power supply capacity of the power supply facility 60 is small, the role can be sufficiently exhibited. Therefore, the field work can be efficiently advanced only by preparing the battery equipment (battery vehicle) 50 at the construction site where the power shovel 10 is introduced.

また前述したようにバッテリ設備50を自走型車両(バッテリ車)に搭載したものとしておけば、パワーショベル10による作業位置にバッテリ設備50を容易に移動させることが可能となるので、例えばパワーショベル10がバッテリ切れによって走行できなくなった場合にも、これに効果的に対処することが可能となる。特にこの種のバッテリ駆動建設機械(パワーショベル)10は、大型建設機械が入り込むことが困難な市街地で用いられることが多いので、前述したように軽四輪トラックにバッテリ設備50を搭載することによってその利便性が高まると言える。   Further, if the battery equipment 50 is mounted on a self-propelled vehicle (battery vehicle) as described above, the battery equipment 50 can be easily moved to the work position by the power shovel 10, so that, for example, a power shovel. Even when 10 cannot run due to running out of battery, this can be effectively dealt with. In particular, this type of battery-powered construction machine (power excavator) 10 is often used in an urban area where it is difficult for large construction machines to enter. Therefore, as described above, the battery equipment 50 is mounted on a light four-wheel truck. It can be said that the convenience increases.

更には建設作業を行わない夜間等を利用してバッテリ設備50を充電しておくようにすれば、作業現場における商用電源設備60の電源容量が小さい場合でも、例えばパワーショベル10を2〜3回程度充電可能な電力量を蓄えることが可能となるので、その利便性を十分に高めることが可能となる。また本発明に係る施工方法によれば、例えば電源ケーブルを引きづりながらパワーショベル10を運転することもないので、パワーショベル10の作業行動を妨げることがない等の効果も奏せられる。   Further, if the battery facility 50 is charged at night when construction work is not performed, for example, even if the power supply capacity of the commercial power facility 60 at the work site is small, the power shovel 10 is operated two to three times. Since it becomes possible to store the amount of electric power that can be charged to some extent, it is possible to sufficiently enhance its convenience. Further, according to the construction method according to the present invention, for example, the power shovel 10 is not operated while pulling the power cable, and therefore, the working action of the power shovel 10 is not hindered.

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば前述した直流電圧の電圧値についてはバッテリや電動モータの仕様等に応じて設定すれば良いものである。またここでは小型のパワーショベルを例に説明したが、その他のバッテリ駆動型建設機械にも同様に適用することができることは言うまでもない。更には1台のバッテリ設備50だけでパワーショベル10の稼働をアシストすることが困難な場合には、複数台のバッテリ設備50を準備し、これらのバッテリ設備50を巡回的に用いてパワーショベル10を充電することも勿論可能である。その他、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することができる。   The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the voltage value of the DC voltage described above may be set according to the specifications of the battery or the electric motor. Although a small power shovel has been described here as an example, it goes without saying that the present invention can be similarly applied to other battery-powered construction machines. Furthermore, when it is difficult to assist the operation of the power shovel 10 with only one battery facility 50, a plurality of battery facilities 50 are prepared, and the power shovel 10 is cyclically used with these battery facilities 50. It is of course possible to charge the battery. In addition, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present invention.

本発明に係る施工方法の概念を示す図。The figure which shows the concept of the construction method which concerns on this invention. 本発明で用いられるバッテリ駆動建設機械の一実施形態であるパワーショベルの概略的な外観構成を示す図。The figure which shows the schematic external appearance structure of the power shovel which is one Embodiment of the battery drive construction machine used by this invention. 図1に示すパワーショベルの電源系ブロック構成図。FIG. 2 is a block diagram of a power supply system of the power shovel shown in FIG. 1. 図3に示す電源系における昇降圧器の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the buck-boost in the power supply system shown in FIG. 充電回路の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of a charging circuit. 昇圧回路の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of a booster circuit. 電源の切り替え制御手順の例を示す図。The figure which shows the example of the switching control procedure of a power supply. 動作モードの切り替え例を示す図。The figure which shows the example of a switching of an operation mode. 本発明で用いられるバッテリ設備の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the battery equipment used by this invention. 図9に示すバッテリ設備における充電装置に構成例を示す図。The figure which shows the structural example in the charging device in the battery equipment shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

6 内蔵バッテリ
8 商用電源接続コネクタ
9 外部バッテリ接続コネクタ
10 パワーショベル(バッテリ駆動建設機械)
12 電動モータ
21 インバータ
22 昇降圧器(電圧調整器)
23 交流・直流変換器
50 バッテリ設備
51 バッテリ
52 充電装置
6 Built-in battery 8 Commercial power connector 9 External battery connector 10 Power shovel (battery-driven construction machine)
12 Electric motor 21 Inverter 22 Buck-boost (voltage regulator)
23 AC / DC converter 50 Battery equipment 51 Battery 52 Charging device

Claims (4)

内蔵バッテリを駆動源として油圧ポンプを作動させ、該油圧ポンプにて生成した油圧を用いて複数のアクチュエータを駆動して建設作業に携わるバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法であって、
バッテリと、このバッテリを作業現場に設けられた給電設備により充電する充電装置とを具備し、上記バッテリに蓄えた電気エネルギにて前記バッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリを急速充電可能なバッテリ設備を前記バッテリ駆動建設機械が投入される作業現場に待機させ、
前記バッテリ設備のバッテリを前記給電設備にて充電しながら、該バッテリ設備に前記バッテリ駆動建設機械が電気的に接続される都度、前記バッテリに蓄えた電気エネルギにて前記バッテリ駆動建設機械の内蔵バッテリを急速充電して該バッテリ駆動建設機械の継続運転をアシストすることを特徴とするバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法。
A construction method using a battery-driven construction machine that operates a hydraulic pump using a built-in battery as a drive source, and drives a plurality of actuators using hydraulic pressure generated by the hydraulic pump to engage in construction work,
A battery and a charging device for charging the battery by a power supply facility provided at a work site, and the battery facility capable of rapidly charging the built-in battery of the battery-driven construction machine with the electric energy stored in the battery. Wait at the work site where the battery-powered construction machine is put in,
Each time the battery-driven construction machine is electrically connected to the battery facility while charging the battery of the battery facility with the power supply facility, the built-in battery of the battery-driven construction machine is stored with the electric energy stored in the battery. A construction method using a battery-driven construction machine, wherein the battery-driven construction machine is assisted by rapidly charging the battery-driven construction machine.
前記バッテリ設備は、前記作業現場を移動可能な自走式車両に搭載されたものである請求項1に記載のバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法。   The construction method using the battery-powered construction machine according to claim 1, wherein the battery facility is mounted on a self-propelled vehicle that is movable on the work site. 前記バッテリ駆動建設機械および前記バッテリ設備は、前記内蔵バッテリと前記バッテリとを電源ケーブルを介して相互に電気的接続する為の電源コネクタをそれぞれ備えたものである請求項1または2に記載のバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法。   3. The battery according to claim 1, wherein each of the battery-powered construction machine and the battery equipment includes a power connector for electrically connecting the built-in battery and the battery to each other via a power cable. Construction method using a drive construction machine. 前記バッテリ駆動建設機械は、前記バッテリ設備からの給電ラインを遮断するスイッチを有し、前記内蔵バッテリの残容量不足または故障の場合には前記スイッチを遮断することにより、前記バッテリ設備から給電される電力により前記油圧ポンプを駆動可能とすることを特徴とする請求項1に記載のバッテリ駆動建設機械を用いた施工方法。   The battery-powered construction machine has a switch that cuts off a power supply line from the battery facility, and power is supplied from the battery facility by shutting off the switch when the remaining capacity of the built-in battery is insufficient or failure. The construction method using the battery-powered construction machine according to claim 1, wherein the hydraulic pump can be driven by electric power.
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