JP2013129976A

JP2013129976A - Electric construction machine

Info

Publication number: JP2013129976A
Application number: JP2011279281A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Takishita; 竜夫滝下; Hajime Kurikuma; 甫栗熊
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2013-07-04

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric construction machine for enabling power feeding from a battery device mounted on the machine to the outside to rescue another machine.SOLUTION: The electric construction machine includes a battery device 7 mounted on the machine and having a plurality of lithium-ion batteries 59, an inverter device 26 having an internal battery driving control function to control the drive of an electric motor 25 with electric power from the battery device 7 and an internal battery charging control function to control the charge of the battery device 7 with electric power from an external power supply, and an external power feeding circuit 58 for supplying the electric power of the battery device 7 to another machine. When instructed to control external power feeding by an external power feeding switch 67, the inverter device 7 monitors the state of the battery device 7 while controlling the contact of a relay 55 of the external power feeding circuit 58 to become a closed state. It controls the contact of the relay 55 to become an opened state when the battery device 7 has a remaining amount of electricity smaller than a predetermined value or it is malfunctioned.

Description

本発明は、電動式油圧ショベル等の電動式建設機械に係わり、特に、電動モータの電力源としてバッテリ装置を搭載した電動式建設機械に関する。 The present invention relates to an electric construction machine such as an electric hydraulic excavator, and more particularly to an electric construction machine equipped with a battery device as a power source of an electric motor.

電動式建設機械の一つである電動式油圧ショベルは、例えば、電動モータと、この電動モータによって駆動する油圧ポンプと、複数の油圧アクチュエータ（詳細には、ブーム用油圧シリンダ、アーム用油圧シリンダ、及びバケット用油圧シリンダ等）と、複数の操作装置の操作に応じて油圧ポンプから複数の油圧アクチュエータへの圧油の流れをそれぞれ制御する複数の方向切換弁とを備えている。 An electric excavator, which is one of electric construction machines, includes, for example, an electric motor, a hydraulic pump driven by the electric motor, and a plurality of hydraulic actuators (specifically, a boom hydraulic cylinder, an arm hydraulic cylinder, And bucket hydraulic cylinders) and a plurality of directional control valves for controlling the flow of pressure oil from the hydraulic pump to the plurality of hydraulic actuators according to the operation of the plurality of operating devices.

この電動式油圧ショベルにおいて、電動モータの電力源であるバッテリを搭載したものが知られている。バッテリは、例えばリチウムイオンを材料とし、１セルと呼ばれる最小単位構成が有り、市販レベルの最終形態は複数セルを１パックとした１モジュールという形となっている。そして、例えば特許文献１に記載の電動式油圧ショベルでは、複数のモジュール（すなわち、複数のバッテリ）からなるバッテリ装置を搭載している。 In this electric hydraulic excavator, a battery equipped with a battery as a power source of an electric motor is known. The battery is made of, for example, lithium ion and has a minimum unit configuration called one cell, and the final form on the commercial level is a single module including a plurality of cells as one pack. For example, in the electric hydraulic excavator described in Patent Document 1, a battery device including a plurality of modules (that is, a plurality of batteries) is mounted.

また、例えば特許文献２及び３に記載の電動式油圧ショベルの電源システムは、バッテリからの電力により電動モータを駆動する内部バッテリ駆動制御機能、及び外部電源からの電力によりバッテリを充電する内部バッテリ充電制御機能を有している。 Further, for example, the power supply system of the electric excavator described in Patent Documents 2 and 3 includes an internal battery drive control function for driving the electric motor with electric power from the battery, and an internal battery charging for charging the battery with electric power from the external power supply. It has a control function.

特開２００８−４４４０８号公報JP 2008-44408 A 特開２００７−２８４８７４号公報JP 2007-284874 A 特開２００７−２２８７１５号公報JP 2007-228715 A

例えば複数の電動式油圧ショベルが同じ工事現場で稼働しており、そのうちの１つの電動式油圧ショベルのバッテリ装置の蓄電残量が低下した場合を想定する。このような場合、電動式油圧ショベルを充電施設まで移動させる必要があり、電動式油圧ショベルを自走させるか、若しくは運搬車輌の荷台まで自走させなければならない。しかし、運転者が気づかずに、電動式油圧ショベルのバッテリ装置の蓄電残量が無くなってしまうと、電動式油圧ショベルが自走できないことから、充電が困難となる。このような場合、例えば電動式油圧ショベルのバッテリ装置に給電するための救援専用車両を手配する方法が考えられるものの、コスト高となる。そこで、本願発明者らは、他の電動式油圧ショベルのバッテリ装置から給電できれば、コスト低減が図れるともに、救援が迅速に行えることに着眼した。 For example, it is assumed that a plurality of electric hydraulic excavators are operating at the same construction site, and the remaining amount of power stored in the battery device of one electric hydraulic excavator is reduced. In such a case, it is necessary to move the electric excavator to the charging facility, and the electric excavator must be self-propelled or self-propelled to the loading platform of the transport vehicle. However, if the remaining amount of power stored in the battery device of the electric excavator is lost without the driver being aware, the electric excavator cannot run on its own, which makes charging difficult. In such a case, for example, a method of arranging a rescue vehicle for supplying power to the battery device of the electric excavator can be considered, but the cost becomes high. Therefore, the inventors of the present application have focused on the fact that if power can be supplied from the battery device of another electric hydraulic excavator, cost can be reduced and relief can be performed quickly.

本発明の目的は、自機搭載のバッテリ装置から外部への給電を行うことができ、他機を救援することができる電動式建設機械を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electric construction machine that can perform external power supply from a battery device mounted on its own machine and can rescue other machines.

（１）上記目的を達成するために、本発明は、電動モータと、前記電動モータによって駆動する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動する複数の油圧アクチュエータと、自機に搭載され、複数のリチウムイオンバッテリを有するバッテリ装置と、前記バッテリ装置からの電力により前記電動モータを駆動制御する内部バッテリ駆動制御機能、及び受電用のコネクタを介して接続された外部電源からの電力により前記バッテリ装置を充電制御する内部バッテリ充電制御機能を有するインバータ装置と、を備えた電動式建設機械において、前記バッテリ装置の電力を他機へ供給する外部給電制御を指示可能な指示手段と、他機に接続可能な外部給電用のコネクタとリレーを有し、前記リレーの接点が閉状態に制御された場合に前記バッテリ装置の電力を他機へ供給可能な外部給電回路と、前記指示手段で外部給電制御が指示された場合、前記リレーの接点を閉状態に制御しつつ前記バッテリ装置の状態を監視し、前記バッテリ装置の蓄電残量が予め設定された所定値未満となるか若しくは前記バッテリ装置に異常が生じたときに、前記リレーの接点を開状態に制御する外部給電制御手段とを備える。 (1) In order to achieve the above object, the present invention provides an electric motor, a hydraulic pump driven by the electric motor, a plurality of hydraulic actuators driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump, A battery device having a plurality of lithium ion batteries, an internal battery drive control function for driving and controlling the electric motor by power from the battery device, and power from an external power source connected via a power receiving connector And an inverter device having an internal battery charging control function for controlling charging of the battery device according to the above, an instruction means capable of instructing external power supply control for supplying power of the battery device to another device, When there is an external power supply connector and a relay that can be connected to another machine, and the relay contact is controlled to be closed If the external power supply circuit capable of supplying the power of the battery device to another device and the external power supply control is instructed by the instruction means, the state of the battery device is monitored while controlling the contact of the relay to be closed. And an external power supply control means for controlling the contact of the relay to an open state when the remaining amount of electricity stored in the battery device is less than a predetermined value set in advance or when an abnormality occurs in the battery device.

（２）上記（１）において、好ましくは、前記外部給電回路は、記インバータ装置と前前記バッテリ装置との間の配線から分岐するように接続された分岐配線を有し、前記リレーの接点が前記分岐配線に介在するとともに、前記外部給電用のコネクタが前記分岐配線の先端部に設けられる。 (2) In the above (1), preferably, the external power feeding circuit has a branch wiring connected so as to branch from a wiring between the inverter device and the previous battery device, and the contact of the relay is In addition to being interposed in the branch wiring, the external power feeding connector is provided at the tip of the branch wiring.

（３）上記（１）において、好ましくは、前記受電用のコネクタは、前記外部給電用のコネクタを兼ねており、前記外部給電回路は、前記コネクタと前記バッテリ装置との間で前記インバータ装置をバイパスするように接続されたバイパス配線を有し、前記リレーの接点が前記バイパス配線に介在する。 (3) In the above (1), preferably, the power receiving connector also serves as the external power feeding connector, and the external power feeding circuit connects the inverter device between the connector and the battery device. A bypass wiring connected to bypass is provided, and a contact of the relay is interposed in the bypass wiring.

（４）上記（１）〜（３）のいずれか１つにおいて、好ましくは、前記バッテリ装置は、前記リチウムイオンバッテリが直列接続されたバッテリ系統を複数有し、前記複数のバッテリ系統のうちのいずれか１つを選択的に前記インバータ装置及び前記外部給電回路に接続するように、前記複数のバッテリ系統の接続状態を切換える接続切換手段をさらに有する。 (4) In any one of the above (1) to (3), preferably, the battery device includes a plurality of battery systems in which the lithium ion batteries are connected in series, and among the plurality of battery systems Connection switching means for switching connection states of the plurality of battery systems so as to selectively connect any one to the inverter device and the external power feeding circuit is further provided.

本発明によれば、自機搭載のバッテリ装置から外部への給電を行うことができ、他機を救援することができる。その結果、例えば救援専用車両を手配する場合と比べ、コスト低減を図るともに、救援を迅速に行うことができる。 According to the present invention, power can be supplied from the battery device mounted on the own device to the outside, and other devices can be rescued. As a result, the cost can be reduced and the rescue can be performed quickly compared to the case where a rescue vehicle is arranged.

本発明の第１の実施形態における電動式油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。It is a side view showing the whole structure of the electric hydraulic excavator in the 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態における電動式油圧ショベルの全体構造を表す上面図である。It is a top view showing the whole structure of the electric hydraulic excavator in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態における油圧駆動装置の構成を表す油圧回路図である。It is a hydraulic circuit diagram showing the structure of the hydraulic drive unit in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態におけるインバータ装置の構成と関連機器を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure and related apparatus of the inverter apparatus in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態におけるインバータ装置の昇降圧器の詳細を表す電気回路図である。It is an electric circuit diagram showing the detail of the buck-boost of the inverter apparatus in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態におけるバッテリ装置の構成と関連機器を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure and related apparatus of the battery apparatus in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態における電動式油圧ショベルの接続例を表す概略図である。It is the schematic showing the example of a connection of the electric hydraulic shovel in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態におけるインバータ装置の構成と関連機器表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure and related apparatus of an inverter apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の一変形例におけるバッテリ装置の構成と関連機器を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure and related apparatus of the battery apparatus in one modification of this invention.

以下、本発明の適用対象として電動式油圧ショベルを例にとり、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an electric hydraulic excavator is taken as an example of an application of the present invention, and an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施形態における電動式油圧ショベルの全体構造を表す側面図であり、図２は、上面図である。なお、以降、電動式油圧ショベルが図１に示す状態にて運転者が運転席に着座した場合における運転者の前側（図１中右側）、後側（図１中左側）、左側（図１中紙面に向かって奥側）、右側（図１中紙面に向かって手前側）を、単に前側、後側、左側、右側と称する。 FIG. 1 is a side view showing the entire structure of the electric excavator in the present embodiment, and FIG. 2 is a top view. In the following, the driver's front side (right side in FIG. 1), rear side (left side in FIG. 1), left side (FIG. 1) when the driver is seated in the driver's seat in the state shown in FIG. The rear side toward the middle page and the right side (front side toward the middle page in FIG. 1) are simply referred to as front side, rear side, left side, and right side.

これら図１及び図２において、電動式油圧ショベル１００（本実施形態では、運転質量６トン未満のミニショベル）は、クローラ式の下部走行体１と、この下部走行体１上に旋回可能に設けられた上部旋回体２と、この上部旋回体２の前側に左右方向に回動可能に設けられたスイングポスト３と、このスイングポスト３に上下方向に回動可能（俯仰可能）に連結された多関節型の作業装置４とを備えている。 1 and 2, an electric excavator 100 (in this embodiment, a mini excavator having an operating mass of less than 6 tons) is provided on a crawler type lower traveling body 1 and on the lower traveling body 1 so as to be turnable. The upper swing body 2 is connected, the swing post 3 is provided on the front side of the upper swing body 2 so as to be pivotable in the left-right direction, and the swing post 3 is connected to the swing post 3 so as to be pivotable in the vertical direction. And an articulated working device 4.

上部旋回体２は、その基礎下部構造をなす旋回フレーム５と、この旋回フレーム５上に設けられたキャノピータイプの運転室６と、旋回フレーム５上の後側に設けられバッテリ装置７（後述の図３、図４、及び図６参照）を収納したバッテリ装置搭載部８とを備えている。 The upper revolving structure 2 includes a revolving frame 5 that forms the foundation lower structure, a canopy-type cab 6 provided on the revolving frame 5, and a battery device 7 (described later) provided on the rear side of the revolving frame 5. 3), and a battery device mounting portion 8 in which the battery device mounting portion 8 is housed.

下部走行体１は、上方から見て略Ｈ字形状のトラックフレーム９と、このトラックフレーム９の左右両側の後端近傍に回転可能に支持された左右の駆動輪１０，１０と、トラックフレーム９の左右両側の前端近傍に回転可能に支持された左右の従動輪（アイドラ）１１，１１と、左右それぞれの駆動輪１０と従動輪１１とで掛けまわされた左右の履帯（クローラ）１２，１２とを備えている。そして、左の走行用油圧モータ１３Ａ（後述の図３参照）の駆動により左の駆動輪１０（すなわち、左の履帯１２）が回転し、右の走行用油圧モータ１３Ｂの駆動により右の駆動輪１０（すなわち、右の履帯１２）が回転するようになっている。 The lower traveling body 1 includes a substantially H-shaped track frame 9 as viewed from above, left and right drive wheels 10 and 10 rotatably supported in the vicinity of the left and right rear ends of the track frame 9, and a track frame 9. Left and right driven wheels (idlers) 11 and 11 rotatably supported in the vicinity of the left and right front ends, and left and right crawler belts (crawlers) 12 and 12 wound around the left and right drive wheels 10 and the driven wheels 11, respectively. And. Then, the left driving wheel 10 (that is, the left crawler belt 12) is rotated by driving the left traveling hydraulic motor 13A (see FIG. 3 described later), and the right driving wheel is driven by driving the right traveling hydraulic motor 13B. 10 (that is, the right crawler belt 12) rotates.

トラックフレーム９の前側には排土用のブレード１４が上下動可能に設けられており、このブレード１４はブレード用油圧シリンダ（図示せず）の伸縮駆動により上下動するようになっている。 A soil removal blade 14 is provided on the front side of the track frame 9 so as to be movable up and down. The blade 14 is moved up and down by a telescopic drive of a blade hydraulic cylinder (not shown).

トラックフレーム９の中央部には旋回輪１５が設けられ、この旋回輪１５を介し旋回フレーム５が旋回可能に設けられており、旋回フレーム５（すなわち、上部旋回体２）は旋回用油圧モータ（図示せず）の駆動により旋回するようになっている。 A turning wheel 15 is provided at the center of the track frame 9, and the turning frame 5 is turnable via the turning wheel 15. The turning frame 5 (that is, the upper turning body 2) is a turning hydraulic motor ( It turns by driving (not shown).

スイングポスト３は、旋回フレーム５の前側に左右方向に回動可能に設けられており、スイング用油圧シリンダ（図示せず）の伸縮駆動により左右方向に回動するようになっている。これにより、作業装置４が左右にスイングするようになっている。 The swing post 3 is provided on the front side of the swing frame 5 so as to be turnable in the left-right direction, and is turned in the left-right direction by a telescopic drive of a swing hydraulic cylinder (not shown). Thereby, the working device 4 swings to the left and right.

作業装置４は、スイングポスト３に上下方向に回動可能に連結されたブーム１６と、このブーム１６に上下方向に回動可能に連結されたアーム１７と、このアーム１７に上下方向に回動可能に連結されたバケット１８とを備えている。ブーム１６、アーム１７、及びバケット１８は、ブーム用油圧シリンダ１９、アーム用油圧シリンダ２０、及びバケット用油圧シリンダ２１により上下方向に回動するようになっている。なお、バケット１８は、例えばオプション用油圧アクチュエータが組み込まれたアタッチメント（図示せず）と交換可能になっている。 The work device 4 includes a boom 16 that is connected to the swing post 3 so as to be rotatable in the vertical direction, an arm 17 that is connected to the boom 16 so as to be rotatable in the vertical direction, and the arm 17 that is rotated in the vertical direction. And a bucket 18 connected in a possible manner. The boom 16, the arm 17, and the bucket 18 are rotated in the vertical direction by a boom hydraulic cylinder 19, an arm hydraulic cylinder 20, and a bucket hydraulic cylinder 21. The bucket 18 can be replaced with, for example, an attachment (not shown) incorporating an optional hydraulic actuator.

運転室６には、運転者が着座する運転席（座席）２２が設けられている。運転席２２の前方には、手または足で操作可能とし前後方向に操作することで左右の旋回用油圧モータ１３Ａ，１３Ｂ（すなわち、左右の履帯１２，１２）の動作をそれぞれ指示する左右の走行用操作レバー２３Ａ，２３Ｂ（但し、後述の図３で２３Ａのみ示す）が設けられている。左の走行用操作レバー２３Ａのさらに左側の足元部分には、左右方向に操作することでオプション用油圧アクチュエータ（すなわち、アタッチメント）の動作を指示するオプション用操作ペダル（図示せず）が設けられている。右の走行用操作レバー２３Ｂのさらに右側の足元部分には、左右方向に操作することでスイング用油圧シリンダ（すなわち、スイングポスト３）の動作を指示するスイング用操作ペダル（図示せず）が設けられている。 The driver's cab 6 is provided with a driver's seat (seat) 22 on which the driver is seated. In front of the driver's seat 22, left and right traveling that can be operated with hands or feet and that operates in the front-rear direction to instruct the operation of the left and right turning hydraulic motors 13A and 13B (that is, the left and right crawler belts 12 and 12), respectively. Operation levers 23A and 23B (however, only 23A is shown in FIG. 3 described later) are provided. An optional operation pedal (not shown) for instructing the operation of an optional hydraulic actuator (ie, attachment) by operating in the left-right direction is provided at the left foot portion of the left travel operation lever 23A. Yes. A swing operation pedal (not shown) that directs the operation of the swing hydraulic cylinder (that is, the swing post 3) by operating in the left-right direction is provided on the right foot portion of the right travel operation lever 23B. It has been.

運転席２２の左側には、前後方向に操作することでアーム用油圧シリンダ２０（すなわち、アーム１７）の動作を指示し、左右方向に操作することで旋回用油圧モータ（すなわち、上部旋回体２）の動作を指示する十字操作式のアーム・旋回用操作レバー（図示せず）が設けられている。運転席２２の右側には、前後方向に操作することでブーム用油圧シリンダ１９（すなわち、ブーム１６）の動作を指示し、左右方向に操作することバケット用油圧シリンダ２１（すなわち、バケット１８）の動作を指示する十字操作式のブーム・バケット用操作レバー２４が設けられている。また、運転席２２の右側には、前後方向に操作することでブレード用油圧シリンダ（すなわち、ブレード１４）の動作を指示するブレード用操作レバー（図示せず）が設けられている。 On the left side of the driver's seat 22, the operation of the arm hydraulic cylinder 20 (that is, the arm 17) is instructed by operating in the front-rear direction, and the swing hydraulic motor (that is, the upper swing body 2) is operated in the left-right direction. ) Is provided with a cross operation type arm and a turning operation lever (not shown). On the right side of the driver's seat 22, operation of the boom hydraulic cylinder 19 (that is, the boom 16) is instructed by operating in the front-rear direction, and operation in the left-right direction is performed on the bucket hydraulic cylinder 21 (that is, the bucket 18). A cross-operated boom / bucket operation lever 24 for instructing the operation is provided. Further, on the right side of the driver's seat 22, there is provided a blade operation lever (not shown) for instructing the operation of the blade hydraulic cylinder (that is, the blade 14) by operating in the front-rear direction.

また、運転席２２の左側（言い換えれば、運転室６の乗降口）には、ロック解除位置（詳細には、運転者の乗降を妨げる下降位置）とロック位置（詳細には、運転者の乗降を許容する上昇位置）に操作されるゲートロックレバー（図示せず）が設けられている。 Further, on the left side of the driver's seat 22 (in other words, the entrance / exit of the driver's cab 6), there are a lock release position (specifically, a lowered position that prevents the driver's getting on and off) and a lock position (specifically, the driver's entrance / exit) A gate lock lever (not shown) is provided that is operated to a lift position that allows

図３は、上述した電動式油圧ショベルに備えられた油圧駆動装置の構成を表す油圧回路図である。なお、この図３においては、代表として、左の走行用油圧モータ１３Ａ及びブーム用油圧シリンダ１９に係わる構成を表している。 FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram showing a configuration of a hydraulic drive device provided in the above-described electric excavator. In FIG. 3, the configuration related to the left traveling hydraulic motor 13 </ b> A and the boom hydraulic cylinder 19 is representatively shown.

図３において、電動モータ２５と、この電動モータ２５の電力源であるバッテリ装置７と、電動モータ２５への供給電力を制御して電動モータ２５を駆動制御するインバータ装置（インバータユニット）２６と、電動モータ２５によって駆動する油圧ポンプ２７及びパイロットポンプ２８と、上述した左走行用操作レバー２３Ａを備えた油圧パイロット式の操作装置２９と、左走行用操作レバー２３Ａの前後方向の操作に応じて油圧ポンプ２７から左走行用油圧モータ１３Ａへの圧油の流れを制御する左走行用方向切換弁３０とが設けられている。また、上述したブーム・バケット用操作レバー２４を備えた油圧パイロット式の操作装置３１と、ブーム・バケット用操作レバー２４の前後方向の操作に応じて油圧ポンプ２７からブーム用油圧シリンダ１９への圧油の流れを制御するブーム用方向切換弁３２とが設けられている。なお、図示しないが、右走行用油圧モータ１３Ｂ、アーム用油圧シリンダ２０、バケット用油圧シリンダ２１、旋回用油圧モータ、スイング用油圧シリンダ、及びブレード用油圧シリンダに係わる構成もほぼ同様である。 In FIG. 3, the electric motor 25, the battery device 7 that is a power source of the electric motor 25, an inverter device (inverter unit) 26 that drives and controls the electric motor 25 by controlling the power supplied to the electric motor 25, The hydraulic pump 27 and pilot pump 28 driven by the electric motor 25, the hydraulic pilot type operating device 29 provided with the above-mentioned left traveling operation lever 23A, and the hydraulic pressure according to the operation in the front-rear direction of the left traveling operation lever 23A. A left travel direction switching valve 30 that controls the flow of pressure oil from the pump 27 to the left travel hydraulic motor 13A is provided. The hydraulic pilot type operating device 31 having the boom / bucket operating lever 24 described above and the pressure from the hydraulic pump 27 to the boom hydraulic cylinder 19 according to the operation of the boom / bucket operating lever 24 in the front-rear direction. A boom direction switching valve 32 for controlling the flow of oil is provided. Although not shown, the configurations related to the right traveling hydraulic motor 13B, the arm hydraulic cylinder 20, the bucket hydraulic cylinder 21, the turning hydraulic motor, the swing hydraulic cylinder, and the blade hydraulic cylinder are substantially the same.

左走行用方向切換弁３０及びブーム用方向切換弁３２等（詳細には、図示しない右走行用方向切換弁、アーム用方向切換弁、バケット用方向切換弁、旋回用方向切換弁、スイング用方向切換弁、及びブレード用方向切換弁を含む）は、センタバイパス型のものであり、センタバイパスライン３３上に位置するセンタバイパス通路をそれぞれ有している。各方向切換弁のセンタバイパス通路は、センタバイパスライン３３に直列に接続されており、各方向切換弁のスプールが中立位置にある場合に連通し、図３中左側又は右側の切換位置に切換えられると遮断するようになっている。センタバイパスライン３３の上流側は油圧ポンプ２７の吐出ライン３４に接続され、センタバイパスライン３３の下流側はタンクライン３５に接続されている。 Left traveling direction switching valve 30 and boom direction switching valve 32, etc. (in detail, right traveling direction switching valve, arm direction switching valve, bucket direction switching valve, turning direction switching valve, swing direction, not shown) The switching valve and the blade direction switching valve are of the center bypass type and each have a center bypass passage located on the center bypass line 33. The center bypass passage of each directional switching valve is connected in series to the center bypass line 33 and communicates when the spool of each directional switching valve is in the neutral position, and is switched to the switching position on the left or right side in FIG. And is designed to shut off. The upstream side of the center bypass line 33 is connected to the discharge line 34 of the hydraulic pump 27, and the downstream side of the center bypass line 33 is connected to the tank line 35.

また、左走行用方向切換弁３０及びブーム用方向切換弁３２等は、油圧信号ライン３６上に位置する信号通路をそれぞれ有している。すなわち、各方向切換弁の信号通路は、油圧信号ライン３６に直列に接続されており、各方向切換弁のスプールが中立位置にある場合に連通し、図３中左側又は右側の切換位置に切換えられると遮断するようになっている。油圧信号ライン３６の上流側はパイロットポンプ２８の吐出ライン３７から分岐するように接続され、油圧信号ライン３６の下流側はタンクライン３５に接続されている。油圧信号ライン３６における最上流の方向切換弁３０の上流側には固定絞り３８が設けられ、この固定絞り３８と方向切換弁３０との間に圧力スイッチ３９（操作検出手段）が設けられている。圧力スイッチ３９は、方向切換弁３０の上流側の油圧を導入し、これが予め設定された閾値に達した場合に接点を閉じるようになっている。これにより、全ての方向切換弁のうちのいずれかが切換えられたか否か、すなわち、全ての油圧アクチュエータ（詳細には、左右の走行用油圧モータ１３Ａ，１３Ｂ、ブーム用油圧シリンダ１９、アーム用油圧シリンダ２０、バケット用油圧シリンダ２１、旋回用油圧モータ、スイング用油圧シリンダ、及びブレード用油圧シリンダ）のうちのいずれかが操作されているか否かを検出し、いずれかの油圧アクチュエータが操作されている場合にＯＮ信号を出力するようになっている。 Further, the left travel direction switching valve 30, the boom direction switching valve 32, and the like each have a signal path located on the hydraulic signal line 36. That is, the signal passage of each directional switching valve is connected in series to the hydraulic signal line 36 and communicates when the spool of each directional switching valve is in the neutral position, and is switched to the left or right switching position in FIG. If it is done, it will be cut off. The upstream side of the hydraulic signal line 36 is connected so as to branch from the discharge line 37 of the pilot pump 28, and the downstream side of the hydraulic signal line 36 is connected to the tank line 35. A fixed throttle 38 is provided on the upstream side of the most upstream direction switching valve 30 in the hydraulic signal line 36, and a pressure switch 39 (operation detection means) is provided between the fixed throttle 38 and the direction switching valve 30. . The pressure switch 39 introduces hydraulic pressure on the upstream side of the direction switching valve 30 and closes the contact point when the hydraulic pressure reaches a preset threshold value. Thus, it is determined whether or not any of the directional control valves has been switched, that is, all hydraulic actuators (specifically, the left and right traveling hydraulic motors 13A and 13B, the boom hydraulic cylinder 19 and the arm hydraulic pressure). Any one of the cylinder 20, the bucket hydraulic cylinder 21, the swing hydraulic motor, the swing hydraulic cylinder, and the blade hydraulic cylinder) is detected, and any hydraulic actuator is operated. When ON, an ON signal is output.

左走行用方向切換弁３０は、操作装置２９からのパイロット圧によって切換えられるようになっている。操作装置２９は、前述した左走行用操作レバー２３Ａと、この操作レバー２３Ａの前後方向の操作に応じパイロットポンプ２８の吐出圧を元圧としてパイロット圧を生成する一対の減圧弁（図示せず）とを有している。そして、例えば操作レバー２３Ａを中立位置から前側に操作すると、その操作量に応じて一方のパイロット弁で生成されたパイロット圧が左走行用方向切換弁３０の図３中右側の受圧部へ出力され、これによって左走行用方向切換弁３０が図３中右側の切換位置に切換えられる。これにより、左の走行用油圧モータ１３Ａが前方向に回転し、左の駆動輪１０及び履帯１２が前方向に回転するようになっている。一方、例えば操作レバー２３Ａを中立位置から後側に操作すると、その操作量に応じて他方のパイロット弁で生成されたパイロット圧が左走行用方向切換弁３０の図３中左側の受圧部へ出力され、これによって左走行用方向切換弁３０が図３中左側の切換位置に切換えられる。これにより、左の走行用油圧モータ１３Ａが後方向に回転し、左の駆動輪１０及び履帯１２が後方向に回転するようになっている。 The left travel direction switching valve 30 is switched by a pilot pressure from the operating device 29. The operating device 29 includes a left travel operating lever 23A and a pair of pressure reducing valves (not shown) that generate pilot pressure using the discharge pressure of the pilot pump 28 as a source pressure in accordance with the operation of the operating lever 23A in the front-rear direction. And have. For example, when the operation lever 23A is operated from the neutral position to the front side, the pilot pressure generated by one pilot valve according to the operation amount is output to the pressure receiving portion on the right side in FIG. Thus, the left travel direction switching valve 30 is switched to the switching position on the right side in FIG. Thus, the left traveling hydraulic motor 13A rotates forward, and the left drive wheel 10 and crawler belt 12 rotate forward. On the other hand, for example, when the operation lever 23A is operated from the neutral position to the rear side, the pilot pressure generated by the other pilot valve according to the operation amount is output to the left pressure receiving portion of the left travel direction switching valve 30 in FIG. Thus, the left travel direction switching valve 30 is switched to the switching position on the left side in FIG. As a result, the left traveling hydraulic motor 13A rotates rearward, and the left drive wheel 10 and crawler belt 12 rotate rearward.

ブーム用方向切換弁３２は、操作装置３１からのパイロット圧によって切換えられるようになっている。操作装置３１は、ブーム・バケット用操作レバー２４と、この操作レバー２４の前後方向の操作に応じパイロットポンプ２８の吐出圧を元圧としてパイロット圧を生成する一対のパイロット弁（図示せず）等を有している。そして、例えば操作レバー２４を中立位置から前側に操作すると、その操作量に応じて一方のパイロット弁で生成されたパイロット圧がブーム用方向切換弁３２の図３中右側の受圧部へ出力され、これによってブーム用方向切換弁３２が図３中右側の切換位置に切換えられる。これにより、ブーム用油圧シリンダ１９が縮短し、ブーム１６が下がるようになっている。一方、例えば操作レバー２４を後側に操作すると、その操作量に応じて他方のパイロット弁で生成されたパイロット圧がブーム用方向切換弁３２の図３中左側の受圧部へ出力され、これによってブーム用方向切換弁３２が図３中左側の切換位置に切換えられる。これにより、ブーム用油圧シリンダ１９が伸張し、ブーム１６が上がるようになっている。 The boom direction switching valve 32 is switched by the pilot pressure from the operating device 31. The operation device 31 includes a boom / bucket operation lever 24 and a pair of pilot valves (not shown) that generate pilot pressure using the discharge pressure of the pilot pump 28 as a source pressure in accordance with the operation of the operation lever 24 in the front-rear direction. have. For example, when the operation lever 24 is operated from the neutral position to the front side, the pilot pressure generated by one pilot valve according to the operation amount is output to the pressure receiving portion on the right side in FIG. As a result, the boom direction switching valve 32 is switched to the switching position on the right side in FIG. As a result, the boom hydraulic cylinder 19 is shortened and the boom 16 is lowered. On the other hand, for example, when the operation lever 24 is operated to the rear side, the pilot pressure generated by the other pilot valve according to the operation amount is output to the pressure receiving portion on the left side of the boom direction switching valve 32 in FIG. The boom direction switching valve 32 is switched to the switching position on the left side in FIG. As a result, the boom hydraulic cylinder 19 extends and the boom 16 is raised.

パイロットポンプ２８の吐出ライン３７には、パイロットポンプ２８の吐出圧を一定に保持するパイロットリリーフ弁（図示せず）が設けられている。また、パイロットポンプ２８の吐出ライン３７にはロック弁４０が設けられており、このロック弁４０は、上述したゲートロックレバーの操作に応じて切換えられるようになっている。詳細には、ゲートロックレバーがロック解除位置（下降位置）にある場合に閉状態、ロック位置（上昇位置）にある場合に開状態となるロックスイッチ４１（後述の図４参照）が設けられている。そして、例えばロックスイッチ４１が閉状態になると、このロックスイッチ４１を介してロック弁４０のソレノイド部が通電されて、ロック弁４０が図３中下側の切換位置に切換えられる。これにより、パイロットポンプ２８の吐出ライン３７を連通して、パイロットポンプ２８の吐出圧が操作装置２９，３１等に導入される。一方、ロックスイッチ４１が開状態になると、ロック弁４０のソレノイド部が通電されず、バネの付勢力で、ロック弁４０が図３中上側の中立位置となる。これにより、パイロットポンプ２８の吐出ライン３７を遮断する。その結果、操作装置２９，３１等を操作してもパイロット圧が生成されず、油圧アクチュエータが作動しないようになっている。 The discharge line 37 of the pilot pump 28 is provided with a pilot relief valve (not shown) that keeps the discharge pressure of the pilot pump 28 constant. The discharge line 37 of the pilot pump 28 is provided with a lock valve 40. The lock valve 40 is switched according to the operation of the gate lock lever described above. Specifically, there is provided a lock switch 41 (see FIG. 4 described later) that is closed when the gate lock lever is in the unlocked position (down position) and open when the gate lock lever is in the locked position (up position). Yes. For example, when the lock switch 41 is closed, the solenoid portion of the lock valve 40 is energized via the lock switch 41, and the lock valve 40 is switched to the lower switching position in FIG. Thereby, the discharge line 37 of the pilot pump 28 is communicated, and the discharge pressure of the pilot pump 28 is introduced into the operating devices 29, 31 and the like. On the other hand, when the lock switch 41 is in the open state, the solenoid portion of the lock valve 40 is not energized, and the lock valve 40 becomes the neutral position on the upper side in FIG. As a result, the discharge line 37 of the pilot pump 28 is shut off. As a result, pilot pressure is not generated even when the operation devices 29, 31 and the like are operated, and the hydraulic actuator does not operate.

図４は、本実施形態におけるインバータ装置２６の構成を関連機器とともに表すブロック図であり、図５は、インバータ装置２６を構成する昇降圧器の詳細を表す電気回路図である。図６は、本実施形態におけるバッテリ装置７の構成と関連機器を表すブロック図である（但し、便宜上、後述するリレー４５等を省略している）。 FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the inverter device 26 in the present embodiment together with related devices, and FIG. 5 is an electric circuit diagram showing details of the step-up / step-down device that constitutes the inverter device 26. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the battery device 7 and related devices in the present embodiment (however, for the sake of convenience, a relay 45 and the like to be described later are omitted).

これら図４〜図６において、インバータ装置２６は、インバータ４２、昇降圧器４３、整流器４４、第１のリレー４５、第２のリレー４６、及びコントローラ４７を有している。昇降圧器４３は、この種のものとして公知の昇降圧チョッパであり、スイッチング素子４８ａ〜４８ｄ、ダイオード４９ａ〜４９ｄ、リアクタンス５０、電流センサ５１、及び電解コンデンサ５２で構成されている。 4 to 6, the inverter device 26 includes an inverter 42, a buck-boost 43, a rectifier 44, a first relay 45, a second relay 46, and a controller 47. The step-up / step-down device 43 is a step-up / step-down chopper known as this type, and includes switching elements 48 a to 48 d, diodes 49 a to 49 d, reactance 50, a current sensor 51, and an electrolytic capacitor 52.

インバータ装置２６のインバータ４２は電動モータ２５に配線接続され、インバータ装置２６の昇降圧器４３は第１のリレー４５の接点を介してバッテリ装置７に配線接続され、インバータ装置２６の整流器４４は第２のリレー４６の接点を介して受電用のコネクタ５３Ａ，５３Ｂに配線接続されている。コネクタ５３Ａは外部の交流電源（商用電源）に接続可能とするものであり、コネクタ５３Ｂは外部の直流電源等に接続可能とするものである。 The inverter 42 of the inverter device 26 is wired to the electric motor 25, the voltage booster / reducer 43 of the inverter device 26 is wired to the battery device 7 via the contact of the first relay 45, and the rectifier 44 of the inverter device 26 is the second rectifier 44. Are connected to the power receiving connectors 53A and 53B through the contacts of the relay 46. The connector 53A is connectable to an external AC power supply (commercial power supply), and the connector 53B is connectable to an external DC power supply or the like.

ここで、本実施形態の特徴の一つとして、インバータ装置２６とバッテリ装置７との間の配線には、分岐配線５４が分岐するように接続されている。この分岐配線５４には第３のリレー５５の接点が介在しており、分岐配線５４の先端部に外部給電用のコネクタ５６が設けられている。コネクタ５６は、他機に接続可能とするものである。具体的には、例えば図７（ａ）で示すように、１台目の電動式油圧ショベル１００Ａの外部給電用のコネクタ５６と２台目の電動式油圧ショベル１００Ｂの受電用のコネクタ５３Ｂを、接続ケーブル５７を介し接続することが可能である。さらに、例えば図７（ｂ）で示すように、２台目の電動式油圧ショベル１００Ｂの外部給電用のコネクタ５６と３台目の電動式油圧ショベル１００Ｃの受電用のコネクタ５３Ｂを、接続ケーブル５７を介し接続することも可能である。なお、分岐配線５４、第３のリレー５５、及びコネクタ５６は、外部給電回路５８を構成している。 Here, as one of the features of the present embodiment, the branch wiring 54 is connected to the wiring between the inverter device 26 and the battery device 7 so as to branch. A contact of a third relay 55 is interposed in the branch wiring 54, and a connector 56 for external power feeding is provided at the tip of the branch wiring 54. The connector 56 can be connected to another machine. Specifically, for example, as shown in FIG. 7A, an external power feeding connector 56 of the first electric excavator 100A and a power receiving connector 53B of the second electric excavator 100B are provided. It is possible to connect via the connection cable 57. Further, for example, as shown in FIG. 7B, the external power feeding connector 56 of the second electric excavator 100B and the power receiving connector 53B of the third electric excavator 100C are connected to the connection cable 57. It is also possible to connect via The branch wiring 54, the third relay 55, and the connector 56 constitute an external power feeding circuit 58.

バッテリ装置７は、例えば９個（図６では代表して３個のみ示す）のリチウムイオンバッテリ（言い換えれば、モジュール）５９が互いに直列接続されたバッテリ系統６０と、電流センサ６１と、バッテリコントローラ６２とを有している。各バッテリ５９は、詳細を図示しないが、例えばリチウムイオンを材料とした８個のセルからなり、それらセルを監視するセルコントローラが設けられている。各セルコントローラは、各バッテリ５９の情報（詳細には、電圧及び温度等の状態量）を取得してバッテリコントローラ６２に出力する。また、電流センサ６１は、バッテリ系統６０の電流を検出して、バッテリコントローラ６２に出力する。 The battery device 7 includes, for example, a battery system 60 in which nine (in other words, only three as shown in FIG. 6) lithium ion batteries (in other words, modules) 59 are connected in series, a current sensor 61, and a battery controller 62. And have. Although not shown in detail, each battery 59 is composed of, for example, eight cells made of lithium ions, and a cell controller for monitoring these cells is provided. Each cell controller acquires information (specifically, state quantities such as voltage and temperature) of each battery 59 and outputs the acquired information to the battery controller 62. The current sensor 61 detects the current of the battery system 60 and outputs it to the battery controller 62.

バッテリコントローラ６２は、各セルコントローラから取得した各バッテリ５９の電圧情報に基づきバッテリ系統６０の総電圧を演算し、さらに電流センサ６１から取得した電流情報に基づきバッテリ系統６０の蓄電残量を演算する。そして、演算したバッテリ系統６０の総電圧及び蓄電残量をインバータ装置２６のコントローラ４７へ送信する。また、バッテリコントローラ６２は、バッテリ系統６０の蓄電残量が例えば１０段階の充電状態（詳細には、「０」は完全放電状態を意味し、「１０」は満充電状態を意味する）のいずれに該当するかを判定し、これに対応する表示信号を、運転室６内に設けられた残量表示器６３に出力する。残量表示器６３は、例えば１０セグメントのバーを点灯・消灯することにより、バッテリ系統６０の蓄電残量を１０段階で表示するようになっている。 The battery controller 62 calculates the total voltage of the battery system 60 based on the voltage information of each battery 59 acquired from each cell controller, and further calculates the remaining storage amount of the battery system 60 based on the current information acquired from the current sensor 61. . Then, the calculated total voltage of the battery system 60 and the remaining power storage amount are transmitted to the controller 47 of the inverter device 26. In addition, the battery controller 62 may be in any of 10 charging states in which the remaining charge of the battery system 60 is 10 (specifically, “0” means a fully discharged state and “10” means a fully charged state). And a corresponding display signal is output to the remaining amount indicator 63 provided in the cab 6. The remaining amount indicator 63 displays the remaining amount of electricity stored in the battery system 60 in 10 levels by turning on / off a 10-segment bar, for example.

また、バッテリコントローラ６２は、各セルコントローラから取得した各バッテリ５９の情報に基づきバッテリ系統６０に異常が生じていなかいかどうかを判断しており、異常が生じたと判断した場合にエラー信号をインバータ装置２６のコントローラ４７へ送信するようになっている。 Further, the battery controller 62 determines whether or not an abnormality has occurred in the battery system 60 based on the information of each battery 59 acquired from each cell controller, and when it is determined that an abnormality has occurred, an error signal is sent to the inverter device. 26 to 47 controllers 47.

インバータ装置２６のコントローラ４７は、バッテリ装置７のバッテリコントローラ５５からの信号以外に、圧力スイッチ３９、ロックスイッチ４１、キースイッチ６４、ダイヤル６５、充電スイッチ６６、及び外部給電スイッチ６７（指示手段）等からの信号が入力される。また、コントローラ４７は、モニタ６８に表示信号を出力するようになっている。なお、キースイッチ６４、ダイヤル６５、及びモニタ６８は、運転室６内に設けられ、充電スイッチ６６及び外部給電スイッチ６７は、コネクタ５３Ａ，５３Ｂ，５６の近傍に設けられている。 In addition to the signal from the battery controller 55 of the battery device 7, the controller 47 of the inverter device 26 includes a pressure switch 39, a lock switch 41, a key switch 64, a dial 65, a charge switch 66, and an external power supply switch 67 (instruction means). The signal from is input. The controller 47 is configured to output a display signal to the monitor 68. The key switch 64, the dial 65, and the monitor 68 are provided in the cab 6, and the charging switch 66 and the external power supply switch 67 are provided in the vicinity of the connectors 53A, 53B, and 56.

キースイッチ６４は、キーシリンダ及びこのキーシリンダに挿入可能なキーで構成されており、キーの回転操作位置（ＯＦＦ位置、ＯＮ位置、又はＳＴＡＲＴ位置）に応じて信号を出力するようになっている。ダイヤル６５は、電動モータ２６の目標回転数を指示するものであり、その回転操作位置に対応した目標回転数の信号を出力するようになっている。充電スイッチ６６は、内部バッテリ充電制御のＯＮ・ＯＦＦを指示するものであり、その操作位置（ＯＦＦ位置又はＯＮ位置）に応じて信号を出力するようになっている。外部給電スイッチ６７は、外部給電制御のＯＮ・ＯＦＦを指示するものであり、その操作位置（ＯＦＦ位置又はＯＮ位置）に応じて信号を出力するようになっている。 The key switch 64 includes a key cylinder and a key that can be inserted into the key cylinder, and outputs a signal in accordance with a key rotation operation position (OFF position, ON position, or START position). . The dial 65 instructs the target rotational speed of the electric motor 26, and outputs a signal of the target rotational speed corresponding to the rotational operation position. The charging switch 66 instructs ON / OFF of the internal battery charging control, and outputs a signal according to the operation position (OFF position or ON position). The external power supply switch 67 instructs ON / OFF of external power supply control, and outputs a signal according to the operation position (OFF position or ON position).

そして、インバータ装置２６のコントローラ４７は、上述した信号等に応じて、バッテリ装置７からの電力により電動モータ２５を駆動制御する内部バッテリ駆動制御と、外部の交流電源又は直流電源からの電力によりバッテリ装置７を充電制御する内部バッテリ充電制御と、バッテリ装置７の電力を他機へ供給する外部給電制御とを選択的に行うようになっている（但し、内部バッテリ充電制御と外部給電制御は、同時に行うことが可能である）。以下、各制御の詳細を説明する。 Then, the controller 47 of the inverter device 26 controls the internal battery drive control for driving and controlling the electric motor 25 with the electric power from the battery device 7 according to the above-described signal and the like, and the battery with the electric power from the external AC power source or the DC power source. The internal battery charging control for controlling the charging of the device 7 and the external power feeding control for supplying the power of the battery device 7 to other devices are selectively performed (however, the internal battery charging control and the external power feeding control are Can be done at the same time). Details of each control will be described below.

（１）内部バッテリ駆動制御
インバータ装置２６のコントローラ４７は、例えば、キースイッチ６４からの信号によってキースイッチ６４がＳＴＡＲＴ位置に操作されたと判定し、ロックスイッチ４１からの信号の有無によってゲートロックレバーがロック位置にあると判定した場合に、内部バッテリ駆動制御を開始するようになっている。すなわち、コントローラ４７は、リレー４５の接点を閉状態、リレー４６，５５の接点を開状態に制御するとともに、昇降圧器４３へ昇圧の指令を出力する。昇降圧器４３は、この指令に応じて、バッテリ装置７からの直流の電圧２００Ｖ程度を３００Ｖ程度まで昇圧するようになっている。また、コントローラ４７は、ダイヤル６５で指示された目標回転数の指令をインバータ４２へ出力する。インバータ４２は、この指令に応じて、電動モータ２５の実回転数が目標回転数となるように、電動モータ２５の印加電圧を制御するようになっている。 (1) Internal battery drive control The controller 47 of the inverter device 26 determines, for example, that the key switch 64 has been operated to the START position based on a signal from the key switch 64, and the gate lock lever is activated depending on the presence or absence of a signal from the lock switch 41. When it is determined that the battery is in the locked position, the internal battery drive control is started. That is, the controller 47 controls the contact of the relay 45 to the closed state and the contacts of the relays 46 and 55 to the open state, and outputs a boost command to the step-up / down regulator 43. In response to this command, the step-up / step-down device 43 boosts the DC voltage of about 200 V from the battery device 7 to about 300 V. Further, the controller 47 outputs a command for the target rotational speed designated by the dial 65 to the inverter 42. In response to this command, the inverter 42 controls the applied voltage of the electric motor 25 so that the actual rotational speed of the electric motor 25 becomes the target rotational speed.

また、コントローラ４７は、例えば、電動モータ２５の駆動中、圧力スイッチ３９からの信号の有無によって全ての油圧アクチュエータが操作されていない状態であると判定し、その状態で予め設定された所定時間（例えば４秒）が経過した場合に、予め設定された所定の低速回転数（アイドル回転数）の指令をインバータ４２へ出力する。インバータ４２は、この指令に応じて、電動モータ２５の実回転数が所定の低速回転数となるように、電動モータ２５の印加電圧を制御するようになっている。 Further, for example, the controller 47 determines that all hydraulic actuators are not operated by the presence or absence of a signal from the pressure switch 39 while the electric motor 25 is being driven, and a predetermined time ( For example, when 4 seconds) elapses, a command for a predetermined low-speed rotation speed (idle rotation speed) is output to the inverter 42. In response to this command, the inverter 42 controls the voltage applied to the electric motor 25 so that the actual rotational speed of the electric motor 25 becomes a predetermined low-speed rotational speed.

また、コントローラ４７は、例えば、電動モータ２５の駆動中、バッテリコントローラ６２から受信したバッテリ系統６０の蓄電残量が予め設定された所定値（例えば最大蓄電量の２０％）未満であるかどうかを判定し、所定値未満である場合に、インバータ４２へ停止の指令を出力する。また、バッテリコントローラ６２からエラー信号を受信した場合に（言い換えれば、バッテリ系統６０に異常が生じたときに）、インバータ４２へ停止の指令を出力する。また、キースイッチ６４からの信号によってキースイッチ６４がＯＦＦ位置に操作されたと判定した場合に、インバータ４２へ停止の指令を出力する。インバータ４２は、この指令に応じて、電動モータ２５を停止させるようになっている。 Further, for example, the controller 47 determines whether or not the remaining amount of electricity stored in the battery system 60 received from the battery controller 62 during driving of the electric motor 25 is less than a predetermined value (for example, 20% of the maximum amount of electricity stored). If it is determined that it is less than the predetermined value, a stop command is output to the inverter 42. When an error signal is received from the battery controller 62 (in other words, when an abnormality occurs in the battery system 60), a stop command is output to the inverter 42. Further, when it is determined by the signal from the key switch 64 that the key switch 64 has been operated to the OFF position, a stop command is output to the inverter 42. The inverter 42 stops the electric motor 25 in response to this command.

（２）内部バッテリ充電制御
インバータ装置２６のコントローラ４７は、例えば、キースイッチ６４からの信号によってキースイッチ６４がＯＦＦ位置にあると判定し、充電スイッチ６６からの信号の有無によって充電スイッチ６６がＯＮ位置に操作されたと判定し、コネクタ５３Ａ又は５３Ｂに設けられた接続検出回路（図示せず）からの信号の有無によって外部電源が接続されたと判定した場合に、内部バッテリ充電制御を開始するようになっている。すなわち、コントローラ４７は、リレー４５，４６の接点を閉状態、リレー５５の接点を開状態に制御するとともに、昇降圧器４３へ降圧の指令を出力する。昇降圧器４３は、この指令に応じて、整流器４４からの直流の電圧を降圧してバッテリ装置７に供給するようになっている。 (2) Internal battery charge control The controller 47 of the inverter device 26 determines, for example, that the key switch 64 is in the OFF position based on a signal from the key switch 64, and the charge switch 66 is turned on depending on the presence / absence of a signal from the charge switch 66. When it is determined that the external power source is connected based on the presence or absence of a signal from a connection detection circuit (not shown) provided in the connector 53A or 53B, the internal battery charging control is started. It has become. That is, the controller 47 controls the contacts of the relays 45 and 46 to be closed and the contact of the relay 55 to be opened, and outputs a step-down command to the step-up / down regulator 43. In response to this command, the step-up / step-down regulator 43 steps down the DC voltage from the rectifier 44 and supplies it to the battery device 7.

また、コントローラ４７は、例えば、バッテリ装置７の充電中、バッテリコントローラ６２から受信したバッテリ系統６０の蓄電残量が最大値に達したかどうかを判定し、最大値に達した場合に、昇降圧器４３へ停止の指令を出力する。また、外部電源からの電力供給が一定時間無い場合、若しくはバッテリコントローラ６２からエラー信号を受信した場合に（言い換えれば、バッテリ系統６０に異常が生じたときに）、昇降圧器４３へ停止の指令を出力する。また、充電スイッチ６６からの信号の有無によって充電スイッチ６６がＯＦＦ位置に操作されたと判定した場合に、昇降圧器４３へ停止の指令を出力する。昇降圧器４３は、この指令に応じて、充電を停止させるようになっている。 For example, the controller 47 determines whether or not the remaining amount of power stored in the battery system 60 received from the battery controller 62 has reached the maximum value while the battery device 7 is being charged. A stop command is output to 43. Further, when there is no power supply from the external power source for a certain period of time, or when an error signal is received from the battery controller 62 (in other words, when an abnormality occurs in the battery system 60), a command to stop is sent to the step-up / down booster 43. Output. In addition, when it is determined that the charging switch 66 has been operated to the OFF position based on the presence or absence of a signal from the charging switch 66, a stop command is output to the step-up / down regulator 43. The step-up / step-down device 43 stops charging in response to this command.

（３）外部給電制御
インバータ装置２６のコントローラ４７は、例えば、キースイッチ６４からの信号によってキースイッチ６４がＯＦＦ位置にあると判定し、外部給電スイッチ６７からの信号の有無によって外部給電スイッチ６７がＯＮ位置に操作されたと判定し、コネクタ５６に設けられた接続検出回路（図示せず）からの信号の有無によって他機が接続されたと判定した場合に、外部給電制御を開始するようになっている。すなわち、コントローラ４７は、リレー４５，４６の接点を開状態、リレー５５の接点を閉状態に制御する。これにより、外部給電回路を介してバッテリ装置の電力を他機に供給するようになっている。 (3) External power supply control The controller 47 of the inverter device 26 determines, for example, that the key switch 64 is in the OFF position based on a signal from the key switch 64, and the external power supply switch 67 is activated depending on the presence / absence of a signal from the external power supply switch 67. When it is determined that the switch has been operated to the ON position and it is determined that another device is connected based on the presence or absence of a signal from a connection detection circuit (not shown) provided in the connector 56, external power supply control is started. Yes. That is, the controller 47 controls the contacts of the relays 45 and 46 to be in an open state and the contact of the relay 55 to be in a closed state. Thereby, the electric power of a battery apparatus is supplied to another machine via an external electric power feeding circuit.

また、コントローラ４７は、例えば、外部給電中、バッテリコントローラ６２から受信したバッテリ系統６０の蓄電残量が予め設定された所定値（例えば最大蓄電量の２０％）未満であるかどうかを判定し、所定値未満である場合に、リレー５５の接点を開状態に制御する。また、バッテリコントローラ６２からエラー信号を受信した場合に（言い換えれば、バッテリ系統６０に異常が生じたときに）、リレー５５の接点を開状態に制御する。また、外部給電スイッチ６７からの信号の有無によって外部給電スイッチ６６がＯＦＦ位置に操作されたと判定した場合に、リレー５５の接点を開状態に制御する。これにより、他機への給電を停止させるようになっている。 Further, the controller 47 determines, for example, whether or not the remaining amount of power stored in the battery system 60 received from the battery controller 62 is less than a predetermined value (for example, 20% of the maximum power storage amount) received from the battery controller 62 during external power feeding. When it is less than the predetermined value, the contact of the relay 55 is controlled to be opened. Further, when an error signal is received from the battery controller 62 (in other words, when an abnormality occurs in the battery system 60), the contact of the relay 55 is controlled to be in an open state. Further, when it is determined that the external power supply switch 66 has been operated to the OFF position based on the presence or absence of a signal from the external power supply switch 67, the contact of the relay 55 is controlled to be in an open state. As a result, power supply to other devices is stopped.

なお、例えば図７（ｂ）で示すように電動式油圧ショベル１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを接続して、電動式油圧ショベル１００Ｂのインバータ装置２６のコントローラ４７が内部バッテリ充電制御と外部給電制御を同時に行うことも可能である。この場合には、電動式油圧ショベル１００Ｂのインバータ装置２６のコントローラ４７は、リレー４５，４６，５５の接点を閉状態に制御する。 For example, as shown in FIG. 7B, the electric excavators 100A, 100B, and 100C are connected, and the controller 47 of the inverter device 26 of the electric excavator 100B simultaneously performs internal battery charging control and external power feeding control. It is also possible. In this case, the controller 47 of the inverter device 26 of the electric excavator 100B controls the contacts of the relays 45, 46, and 55 to be closed.

次に、本実施形態の動作及び作用効果を説明する。 Next, the operation and effect of this embodiment will be described.

例えば複数の電動式油圧ショベルが同じ工事現場で稼働しており、そのうちの一つの電動式油圧ショベル１００Ａのバッテリ装置７の蓄電残量が十分であるものの、他の電動式油圧ショベル１００Ｂのバッテリ装置７の蓄電残量が無くなった場合を想定する。まず、電動式油圧ショベル１００Ａを走行させて電動式油圧ショベル１００Ｂの近傍に配置し、その後、電動式油圧ショベル１００Ａの外部給電用コネクタ５６と電動式油圧ショベル１００Ｂの受電用コネクタ５３Ｂを、接続ケーブル５７を介し接続する。そして、電動式油圧ショベル１００Ａにおいて、キースイッチ６４がＯＦＦ位置であって外部給電スイッチ６７をＯＮ位置に操作すると、インバータ装置２６は、リレー４５，４６の接点を開状態、リレー５５を閉状態に制御する。また、電動式油圧ショベル１００Ｂにおいて、キースイッチ６４がＯＦＦ位置にあって充電スイッチ６６をＯＮ位置に操作すると、インバータ装置２６は、リレー４５，４６の接点を開状態、リレー５５を閉状態に制御する。これにより、電動式油圧ショベル１００Ａのバッテリ装置７から電動式油圧ショベル１００Ｂのバッテリ装置７への給電を行うことができ、電動式油圧ショベル１００Ｂを救援することができる。 For example, a plurality of electric excavators are operating at the same construction site, and the battery device 7 of one of the electric excavators 100A has sufficient power storage capacity, but the battery device of another electric excavator 100B is sufficient. Assume that the remaining amount of electricity stored in 7 is no longer present. First, the electric excavator 100A travels and is disposed in the vicinity of the electric excavator 100B, and then the external power feeding connector 56 of the electric excavator 100A and the power receiving connector 53B of the electric excavator 100B are connected to the connection cable. 57 is connected. In the electric excavator 100A, when the key switch 64 is in the OFF position and the external power feeding switch 67 is operated in the ON position, the inverter device 26 opens the contacts of the relays 45 and 46 and closes the relay 55. Control. In the electric excavator 100B, when the key switch 64 is in the OFF position and the charging switch 66 is operated to the ON position, the inverter device 26 controls the contacts of the relays 45 and 46 to be in the open state and the relay 55 to be in the closed state. To do. Thereby, electric power can be supplied from the battery device 7 of the electric excavator 100A to the battery device 7 of the electric excavator 100B, and the electric excavator 100B can be rescued.

また、電動式油圧ショベル１００Ａにおいては、外部給電中、インバータ装置２６は、バッテリ装置７の状態を監視し、バッテリ装置７の蓄電残量が所定値未満となるか若しくはバッテリ装置７に異常が生じたときに、リレー５５の接点を開状態に制御する。これにより、自機が窮地に陥ることなく、他機を救援することができる。 Further, in the electric hydraulic excavator 100A, during external power feeding, the inverter device 26 monitors the state of the battery device 7, and the remaining power of the battery device 7 becomes less than a predetermined value or an abnormality occurs in the battery device 7. The contact of the relay 55 is controlled to be open. As a result, the other aircraft can be rescued without falling into a remote area.

本発明の第２の実施形態を図８により説明する。図８は、本実施形態におけるインバータ装置の構成と関連機器を表すブロック図である。なお、上記第１の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the inverter device and related equipment in the present embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part equivalent to the said 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted suitably.

本実施形態では、上記第１の実施形態の受電用のコネクタ５３Ｂ及び外部給電用のコネクタ５６に代えて、受電・外部給電兼用のコネクタ６９が設けられている。また、コネクタ６９とバッテリ装置７との間でインバータ装置２６をバイパスするようにバイパス配線７０が接続されており、このバイパス配線７０にリレー５５の接点が介在している。なお、バイパス配線７０、リレー５５、及びコネクタ６９は、外部給電回路５８Ａを構成している。 In the present embodiment, a power receiving / external power feeding connector 69 is provided in place of the power receiving connector 53B and the external power feeding connector 56 of the first embodiment. Further, a bypass wiring 70 is connected between the connector 69 and the battery device 7 so as to bypass the inverter device 26, and a contact point of the relay 55 is interposed in the bypass wiring 70. The bypass wiring 70, the relay 55, and the connector 69 constitute an external power feeding circuit 58A.

上記第１の実施形態と同様、インバータ装置２６のコントローラ４７は、内部バッテリ駆動制御を行う場合に、リレー４５の接点を閉状態、リレー４６，５５の接点を開状態に制御する。また、内部バッテリ充電制御を行う場合に、リレー４５，４６の接点を閉状態、リレー５５の接点を開状態に制御する。また、外部給電制御を行う場合に、リレー４５，４６の接点を開状態、リレー５５を閉状態に制御する。そして、外部給電中、バッテリ系統６０の状態を監視し、バッテリ系統６０の蓄電残量が予め設定された所定値未満となるか若しくはバッテリ系統６０に異常が生じたときに、リレー５５を開状態に制御するようになっている。 As in the first embodiment, the controller 47 of the inverter device 26 controls the contact of the relay 45 to the closed state and the contacts of the relays 46 and 55 to the open state when performing internal battery drive control. Further, when the internal battery charging control is performed, the contacts of the relays 45 and 46 are controlled to be closed and the contact of the relay 55 is controlled to be opened. When external power feeding control is performed, the contacts of the relays 45 and 46 are controlled to be in an open state and the relay 55 is controlled to be in a closed state. During external power feeding, the state of the battery system 60 is monitored, and the relay 55 is opened when the remaining power storage capacity of the battery system 60 is less than a predetermined value set in advance or when an abnormality occurs in the battery system 60. It comes to control.

以上のように構成された本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様、自機搭載のバッテリ装置から外部への給電を行うことができ、他機を救援することができる。また、本実施形態においては、上記第１の実施形態と比べて、部品点数を削減することができ、コスト低減を図ることができる。 In the present embodiment configured as described above, similarly to the first embodiment, power can be supplied from the battery device mounted on the own device to the outside, and other devices can be rescued. Moreover, in this embodiment, compared with the said 1st Embodiment, a number of parts can be reduced and cost reduction can be aimed at.

なお、上記第１及び第２の実施形態においては、インバータ装置２６が、内部バッテリ駆動制御、内部バッテリ充電制御、及び外部給電制御を選択的に行うような構成を例にとって説明したが、これに限られず、例えば、インバータ装置２６が、内部バッテリ駆動制御及び内部バッテリ充電制御を選択的に行うような構成とし、インバータ装置２６以外の制御部（例えばバッテリ装置７のバッテリコントローラ６２等）が、外部給電制御を行うような構成としてもよい。すなわち、バッテリコントローラ６２は、外部給電スイッチ６７からの信号等を入力し、これに応じてリレー５５の接点を制御するように構成してもよい。そして、外部給電スイッチ６７で外部給電制御が指示された場合、リレー５５の接点を閉状態に制御しつつバッテリ系統６０の状態を監視し、バッテリ系統６０の蓄電残量が予め設定された所定値未満となるか若しくはバッテリ系統６０に異常が生じたときに、リレー５５の接点を開状態に制御してもよい。このような変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。 In the first and second embodiments, the inverter device 26 has been described by way of an example of a configuration in which the internal battery drive control, the internal battery charge control, and the external power supply control are selectively performed. For example, the inverter device 26 is configured to selectively perform internal battery drive control and internal battery charge control, and a control unit other than the inverter device 26 (for example, the battery controller 62 of the battery device 7) is externally connected. It is good also as a structure which performs electric power feeding control. That is, the battery controller 62 may be configured to input a signal from the external power supply switch 67 and control the contact of the relay 55 according to the signal. When external power supply control is instructed by the external power supply switch 67, the state of the battery system 60 is monitored while the contact of the relay 55 is controlled to be closed, and the remaining amount of power stored in the battery system 60 is set to a predetermined value. The contact of the relay 55 may be controlled to be in an open state when it becomes less than or when an abnormality occurs in the battery system 60. Also in such a modification, the same effect as the above embodiment can be obtained.

また、上記第１及び第２の実施形態においては、バッテリ装置７は、１つのバッテリ系統６０と、このバッテリ系統６０に対応する電流センサ６１、バッテリコントローラ６２、及び残量表示器６３とを備えた場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば図９で示すバッテリ装置７Ａのように、複数のバッテリ系統６０Ａ，６０Ｂと、バッテリ系統６０Ａに対応する電流センサ６１Ａ、バッテリコントローラ６２Ａ、及び残量表示器６３Ａと、バッテリ系統６０Ｂに対応する電流センサ６１Ｂ、バッテリコントローラ６２Ｂ、及び残量表示器６３Ｂと、バッテリコントローラ６２Ａ，６２Ｂによって制御され、バッテリ系統６０Ａ，６０Ｂのうちの１つを選択的にインバータ装置２６及び外部給電回路５８（又は５８Ａ）に接続するための開閉器７１Ａ，７１Ｂとを備えてもよい。このような変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本変形例においては、バッテリ装置７Ａが複数のバッテリ系統を有することから、自機の蓄電残量が無くなるのを防止することができる。また、他機に給電するための蓄電量を確保することができる。 In the first and second embodiments, the battery device 7 includes one battery system 60, a current sensor 61 corresponding to the battery system 60, a battery controller 62, and a remaining amount indicator 63. However, the present invention is not limited to this. That is, for example, like a battery device 7A shown in FIG. 9, a plurality of battery systems 60A and 60B, a current sensor 61A corresponding to the battery system 60A, a battery controller 62A, a remaining amount indicator 63A, and a battery system 60B are supported. The current sensor 61B, the battery controller 62B, the remaining amount indicator 63B, and the battery controllers 62A and 62B are controlled to selectively select one of the battery systems 60A and 60B with the inverter device 26 and the external power feeding circuit 58 (or 58A) may be provided with switches 71A and 71B. Also in such a modification, the same effect as the above embodiment can be obtained. Moreover, in this modification, since the battery device 7A has a plurality of battery systems, it is possible to prevent the remaining power storage amount of the own device from being lost. In addition, it is possible to secure a storage amount for supplying power to other devices.

また、上記第１及び第２の実施形態においては、特に説明しなかったが、インバータ装置２６は、例えば外部電源の電力により電動モータを駆動する外部電源駆動制御なども、選択的に行えるように構成してもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。 Further, although not specifically described in the first and second embodiments, the inverter device 26 can selectively perform, for example, external power supply drive control for driving the electric motor by the power of the external power supply. It may be configured. In this case, the same effect as described above can be obtained.

なお、以上においては、本発明の適用対象である電動式油圧ショベルは、作業装置用油圧アクチュエータ（詳細には、ブーム用油圧シリンダ１９、アーム用油圧シリンダ２０、バケット用油圧シリンダ２１）以外の油圧アクチュエータとして、左右の走行用油圧モータ１３Ａ，１３Ｂ及び旋回用油圧モータ等を備えた場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば左右の走行用油圧モータ１３Ａ，１３Ｂに代えて、バッテリ装置７からの供給電力によって駆動する左右の走行用電動モータを備えてもよい。また、例えば旋回用油圧モータに代えて、バッテリ装置７からの供給電力によって駆動する旋回用電動モータを備えてもよい。また、電動式油圧ショベルに限られず、他の電動式建設機械に適用してもよいことは言うまでもない。 In the above, the electric hydraulic excavator to which the present invention is applied is a hydraulic pressure other than the hydraulic actuator for the working device (specifically, the hydraulic cylinder 19 for the boom, the hydraulic cylinder 20 for the arm, and the hydraulic cylinder 21 for the bucket). Although the case where the left and right traveling hydraulic motors 13A and 13B, the turning hydraulic motor, and the like are provided as actuators has been described as an example, the present invention is not limited thereto. That is, for example, instead of the left and right traveling hydraulic motors 13A and 13B, left and right traveling electric motors driven by power supplied from the battery device 7 may be provided. Further, for example, instead of the turning hydraulic motor, a turning electric motor driven by power supplied from the battery device 7 may be provided. Needless to say, the present invention is not limited to the electric excavator and may be applied to other electric construction machines.

７，７Ａバッテリ装置
１３Ａ，１３Ｂ走行用油圧モータ
１９ブーム用油圧シリンダ
２０アーム用油圧シリンダ
２１バケット用油圧シリンダ
２５電動モータ
２６インバータ装置
２７油圧ポンプ
５３Ａ，５３Ｂ受電用のコネクタ
５４分岐配線
５５第３のリレー
５６外部給電用のコネクタ
５８，５８Ａ外部給電回路
５９リチウムイオンバッテリ
６０，６０Ａ，６０Ｂバッテリ系統
６７外部給電スイッチ
６９バイパス配線
７０受電・外部給電兼用のコネクタ
７１Ａ，７１Ｂ開閉器
１００，１００Ａ，１００Ｂ電動式油圧ショベル 7, 7A Battery device 13A, 13B Travel hydraulic motor 19 Boom hydraulic cylinder 20 Arm hydraulic cylinder 21 Bucket hydraulic cylinder 25 Electric motor 26 Inverter device 27 Hydraulic pump 53A, 53B Power receiving connector 54 Branch wiring 55 Third wiring Relay 56 External power supply connector 58, 58A External power supply circuit 59 Lithium ion battery 60, 60A, 60B Battery system 67 External power supply switch 69 Bypass wiring 70 Power receiving / external power supply connector 71A, 71B Switch 100, 100A, 100B Electric Hydraulic excavator

Claims

An electric motor;
A hydraulic pump driven by the electric motor;
A plurality of hydraulic actuators driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump;
A battery device mounted on the device and having a plurality of lithium ion batteries;
An internal battery drive control function for driving and controlling the electric motor with electric power from the battery device, and an internal battery charge control function for controlling charging of the battery device with electric power from an external power source connected via a power receiving connector In an electric construction machine comprising an inverter device having
Instruction means capable of instructing external power supply control for supplying power of the battery device to another device;
An external power supply circuit that has a connector and a relay for external power supply connectable to another machine, and can supply power of the battery device to the other machine when the contact of the relay is controlled to be closed;
When external power supply control is instructed by the instruction means, the state of the battery device is monitored while controlling the contact of the relay to be in a closed state, and the remaining amount of electricity stored in the battery device is less than a preset predetermined value. Or an external power supply control means for controlling the contact of the relay to an open state when an abnormality occurs in the battery device.

The electric construction machine according to claim 1,
The external power feeding circuit has a branch wiring connected so as to branch from a wiring between the inverter device and the battery device, and the relay contact is interposed in the branch wiring, and the external power feeding circuit An electric construction machine, characterized in that a connector is provided at the tip of the branch wiring.

The electric construction machine according to claim 1,
The power receiving connector also serves as the external power feeding connector,
The external power feeding circuit has a bypass wiring connected to bypass the inverter device between the connector and the battery device, and the relay contact is interposed in the bypass wiring. Construction machine.

The electric construction machine according to any one of claims 1 to 3,
The battery device includes a plurality of battery systems in which the lithium ion batteries are connected in series, and selectively connects any one of the plurality of battery systems to the inverter device and the external power feeding circuit. The electric construction machine further comprises connection switching means for switching connection states of the plurality of battery systems.