JP2023066533A - 電動式建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 モードに応じて電動モータとインバータと充電器を含む電装機器を冷却できるようにし、電装機器の冷却効率の向上、冷却設備に要するコストの削減等を図る。
【解決手段】 冷却管路１８は、ラジエータ１６と電動モータ１０、インバータ１３とを接続したモータ側管路２１と、ラジエータ１６と充電器１４とを接続した充電器側管路２２と、を備えている。冷却管路１８には、ラジエータ１６で冷却された冷却水の供給先をモータ側管路２１と充電器側管路２２の一方または両方に切換えるモータ側切換弁２５、充電器側切換弁２６が設けられている。さらに、充電モード、内部電力モード、外部電力モードと、のいずれかのモードに応じてモータ側切換弁２５、充電器側切換弁２６を制御するコントローラ２７が設けられている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、動力源として電動モータを備えた油圧ショベル等の電動式建設機械に関する。

一般に、建設機械の代表例である油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回装置を介して旋回可能に搭載された上部旋回体と、上部旋回体の前側に設けられ、油圧アクチュエータによって動作される作業装置とを備えている。近年では、地球温暖化、大気汚染を抑制する対策として、電動モータを動力源とする電動式油圧ショベルが実用化されている。この電動式油圧ショベルは、電動モータによって油圧ポンプを駆動することにより、油圧アクチュエータに作動用の圧油（作動油）を供給する。

電動式油圧ショベルの上部旋回体は、動力源となる電動モータと、電動モータに駆動されることにより油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、電動モータに供給する電力を貯えるバッテリ装置と、バッテリ装置から供給される電力を変換して電動モータに供給するインバータと、外部電源に接続されることにより外部電源からの電力を変換してバッテリ装置に供給する充電器と、を備えている。

また、上部旋回体は、冷却水を冷却するラジエータと、ラジエータと電動モータ、インバータ、充電器等の電装機器とを接続して設けられた冷却管路と、ラジエータで冷却された冷却水を冷却管路に供給する冷却水ポンプと、を備えている（特許文献１参照）。

特開２０１９－１９０１０７号公報

ところで、電動式油圧ショベルは、異なる複数の運転形態（複数のモード）で作業が行われる。この複数のモードとしては、外部電源を充電器に接続してバッテリ装置に充電を行う充電モードと、バッテリ装置に充電された電力で電動モータを駆動させる内部電力モードと、が従来から知られている。また、近年においては、稼働時間を延ばすために、外部電源を充電器に接続した状態で電動モータを駆動させつつ、余剰分の電力をバッテリ装置に充電させる外部電力モードというモードも知られている。

それぞれのモードでは、使用する電装機器が異なる。具体的には、充電モードでは、充電器が稼働し、内部電力モードでは、電動モータとインバータが稼働する。また、外部電力モードでは、充電器と電動モータとインバータが稼働する。

これに対し、特許文献１による電動式油圧ショベルは、ラジエータと電動モータとインバータと充電器とを冷却水路で接続している。しかし、電動式油圧ショベルのモードによっては、冷却の必要がない電装機器にも冷却水を供給する回路構成となっている。従って、冷却管路で冷却水が流通するときの抵抗（管路抵抗）が大きくなり、冷却を必要とする電装機器の冷却効率が低下してしまう。また、電装機器の冷却効率を維持するためには、多くの冷却水を供給しなくてはならないから、冷却水ポンプを大型化したり、冷却管路を太くしたりしなくてはならず、コストが嵩んでしまうという問題がある。

本発明の目的は、モードに応じて電動モータとインバータと充電器を含む電装機器を冷却できるようにし、電装機器の冷却効率の向上、冷却設備に要するコストの削減等を図ることができるようにした電動式建設機械を提供することにある。

本発明は、自走可能な車体を備え、前記車体は、動力源となる電動モータと、前記電動モータに供給する電力を貯えるバッテリ装置と、前記バッテリ装置から供給される電力を変換して前記電動モータに供給するインバータと、外部電源に接続されることにより前記外部電源からの電力を変換して前記バッテリ装置に供給する充電器と、冷却水を冷却するラジエータと、前記ラジエータと前記電動モータ、前記インバータおよび前記充電器とを接続して設けられた冷却管路と、前記ラジエータで冷却された冷却水を前記冷却管路に供給する冷却水ポンプと、を備えた電動式建設機械において、前記冷却管路は、前記ラジエータと前記電動モータ、前記インバータとを接続したモータ側管路と、前記ラジエータと前記充電器とを接続した充電器側管路と、を備え、前記冷却管路には、前記ラジエータで冷却された冷却水の供給先を前記モータ側管路と前記充電器側管路の一方または両方に切換える切換弁が設けられ、前記外部電源が前記充電器に接続された状態で前記バッテリ装置に充電が行われる充電モードと、前記バッテリ装置に充電された電力で前記電動モータが駆動される内部電力モードと、前記外部電源からの電力により前記電動モータが駆動され、余剰分の電力を前記バッテリ装置に充電する外部電力モードと、のいずれかのモードに応じて前記切換弁を制御するコントローラが設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、モードに応じて電動モータとインバータと充電器を含む電装機器を冷却することができ、電装機器の冷却効率の向上、冷却設備に要するコストの削減等を図ることができる。

実施形態による電動式油圧ショベルを示す左側面図である。 上部旋回体の構成を示す模式図である。 電装機器の接続系統を充電モードで示すブロック図である。 電装機器の接続系統を内部電力モードで示すブロック図である。 電装機器の接続系統を外部電力モードで示すブロック図である。 電装機器の冷却に関する制御処理を示す流れ図である。

以下、本発明に係る電動式建設機械の実施形態について、電動式油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、図１ないし図６を参照しつつ詳細に説明する。

図１において、電動式建設機械の代表例である電動式油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４とを備えている。電動式油圧ショベル１の車体は、下部走行体２と上部旋回体４とにより構成されている。下部走行体２の前側には、ブレード装置（排土装置）５が上下方向に回動可能に設けられ、このブレード装置５を用いて排土作業等が行われる。上部旋回体４の前側には、スイング式の作業装置６が設けられ、この作業装置６を用いて土砂の掘削作業等が行われる。

スイング式の作業装置６は、後述する旋回フレーム７の前側に左右方向に揺動可能に設けられたスイングポスト６Ａと、スイングポスト６Ａに回動可能に取付けられたブーム６Ｂと、ブーム６Ｂの先端に回動可能に取付けられたアーム６Ｃと、アーム６Ｃの先端に上下方向に回動可能に取付けられたバケット６Ｄと、を含んで構成されている。また、作業装置６は、スイングポスト６Ａを揺動させるスイングシリンダ（図示せず）と、ブーム６Ｂを回動させるブームシリンダ６Ｅと、アーム６Ｃを回動させるアームシリンダ６Ｆと、バケット６Ｄを回動させるバケットシリンダ６Ｇと、を備えている。

上部旋回体４は、下部走行体２に旋回装置３を介して旋回可能に搭載され、下部走行体２上で旋回動作を行う。図１、図２に示すように、上部旋回体４は、後述する旋回フレーム７、キャブ８、カウンタウエイト９、電動モータ１０、油圧ポンプ１１、バッテリ装置１２、インバータ１３、充電器１４、ラジエータ１６、冷却管路１８、モータ側冷却水ポンプ２３、充電器側冷却水ポンプ２４、モータ側切換弁２５、充電器側切換弁２６、コントローラ２７を含んで構成されている。

旋回フレーム７は、上部旋回体４のベースを構成している。旋回フレーム７は、旋回装置３を介して下部走行体２上に取付けられ、旋回フレーム７の前側には、作業装置６が取付けられている。

キャブ８は、旋回フレーム７の左前側に設けられている。キャブ８内は、オペレータが搭乗する運転室となっている。この運転室には、オペレータが座る運転席、下部走行体の走行を制御する走行用レバーペダル、旋回装置３および作業装置６の動作を制御する作業用操作レバー等（いずれも図示せず）が設けられている。また、キャブ８内には、例えば後述のコントローラ２７が設けられている。

カウンタウエイト９は、旋回フレーム７の後部に設けられている。カウンタウエイト９は、作業装置６との重量バランスを保つための重錘である。カウンタウエイト９の上部には、後述の給電ケーブル２９が脱着可能に接続されている。

電動モータ１０は、電動式油圧ショベル１の動力源を構成している。電動モータ１０は、後述のバッテリ装置１２から供給される電力によって出力軸を回転し、この出力軸に接続された油圧ポンプ１１を駆動する。また、例えば、電動モータ１０は、交流モータとして形成されている。電動モータ１０には、バッテリ装置１２からの直流電力がインバータ１３によって交流電力に変換されて供給される。

ここで、電動モータ１０は、電気エネルギが抵抗によって熱エネルギに変換されることで発熱を生じる。このために、電動モータ１０は、冷却水が流通する冷却水通路（図示せず）を備えている。この冷却水通路には、後述のモータ側管路２１が接続されている。

油圧ポンプ１１は、電動モータ１０に駆動されることにより、後述の作動油タンク３０からの作動油を作業装置６の各シリンダ６Ｅ～６Ｇ、旋回装置３の旋回用油圧モータ、下部走行体２の走行用油圧モータ等の油圧アクチュエータに供給する。油圧ポンプ１１は、電動モータ１０の出力軸に接続されている。

バッテリ装置１２は、電動モータ１０に供給する電力を貯えるものである。図３ないし図５に示すように、バッテリ装置１２は、切換器１５を介して充電器１４に接続されている。また、バッテリ装置１２は、切換器１５、インバータ１３を介して電動モータ１０に接続されている。そして、後述の充電モードでは、充電器１４に給電ケーブル２９が接続されることにより、バッテリ装置１２には、外部からの電力（商用電源２８）が直流電力に変換されて充電される。また、内部電力モードでは、バッテリ装置１２からの直流電力がインバータ１３で交流電力に変換されて電動モータ１０に供給される。また、外部電力モードでは、外部からの電力をインバータ１３で同様に変換して電動モータ１０へ供給しつつ、余剰分の外部電力をバッテリ装置１２へ充電させる。

インバータ１３は、電動モータ１０と切換器１５との間に設けられている。インバータ１３は、バッテリ装置１２から供給される直流電力を交流電力に変換して電動モータ１０に供給する。インバータ１３は、電力を切換えるときの負荷（抵抗）によって発熱を生じる。このために、インバータ１３は、電動モータ１０と同様に、冷却水が流通する冷却水通路（図示せず）を備えている。この冷却水通路には、電動モータ１０に続いてモータ側管路２１が接続されている。

充電器１４は、外部電源となる商用電源２８に接続されることにより、商用電源２８からの交流電力を直流電力に変換してバッテリ装置１２に供給する。充電器１４は、切換器１５を介してバッテリ装置１２に電気的に接続されている。充電器１４には、商用電源２８からの給電ケーブル２９を接続することができる。充電器１４は、電力を切換えるときの負荷（抵抗）によって発熱を生じる。このために、充電器１４は、インバータ１３と同様に、冷却水が流通する冷却水通路（図示せず）を備えている。この冷却水通路には、充電器側管路２２が接続されている。

切換器１５は、充電器１４とバッテリ装置１２との間、バッテリ装置１２とインバータ１３との間に設けられている。切換器１５は、給電ケーブル２９が充電器１４に接続された充電モード（図３）では、商用電源２８からの電力がバッテリ装置１２に供給されるように切り換える。また、切換器１５は、内部電力モード（図４）では、バッテリ装置１２からの電力がインバータ１３、電動モータ１０に供給されるように切り換える。また、切換器１５は、外部電力モード（図５）では、外部からの電力がインバータ１３、電動モータ１０に供給され、余剰分の外部電力がバッテリ装置１２に供給されるように切り換える。

ラジエータ１６は、電動モータ１０、インバータ１３、充電器１４等の電装機器を冷却するための冷却水を冷却する熱交換器である。ラジエータ１６は、チューブ内を流れる冷却水の熱を電動ファン１７が発生する冷却風に放出させることにより、冷却水の温度を下げることができる。ラジエータ１６には、冷却水の出口側に後述する冷却管路１８の出口管路１９が接続されている。一方、ラジエータ１６には、冷却水の入口側に後述する冷却管路１８の入口管路２０が接続されている。

次に、本実施形態の特徴部分となる電動モータ１０、インバータ１３、充電器１４等の電装機器の冷却構造について説明する。

冷却管路１８は、ラジエータ１６と電動モータ１０、インバータ１３および充電器１４とを接続して設けられている。冷却管路１８の構成について、一部の電装機器（電動モータ１０、インバータ１３、充電器１４）を冷却する場合の接続例を示す。冷却管路１８が電動モータ１０側と充電器１４側とに分岐する以外の構成は、以下の実施形態に限るものではない。

冷却管路１８は、冷却水の流れ方向で上流側となる一端がラジエータ１６の冷却水の出口側に接続された出口管路１９と、冷却水の流れ方向で下流側となる他端がラジエータ１６の冷却水の入口側に接続された入口管路２０と、一端が出口管路１９の他端に接続され、途中部分が電動モータ１０、インバータ１３に接続され、他端が入口管路２０の一端に接続されたモータ側管路２１と、一端が出口管路１９の他端に接続され、途中部分が充電器１４に接続され、他端が入口管路２０の一端に接続された充電器側管路２２と、を備えている。これにより、冷却管路１８は、ラジエータ１６から流出した冷却水を、モータ側管路２１と充電器側管路２２とに分岐して供給することができる。また、冷却管路１８は、モータ側管路２１と充電器側管路２２とに分岐して供給された冷却水を、入口管路２０に合流させてラジエータ１６に戻すことができる。

モータ側管路２１は、出口管路１９を介してラジエータ１６と電動モータ１０とを接続した供給管路２１Ａと、電動モータ１０とインバータ１３とを接続した中継管路２１Ｂと、インバータ１３と入口管路２０（ラジエータ１６）とを接続した戻り管路２１Ｃと、により構成されている。供給管路２１Ａには、後述のモータ側冷却水ポンプ２３とモータ側切換弁２５とが設けられている。

充電器側管路２２は、出口管路１９を介してラジエータ１６と充電器１４とを接続した供給管路２２Ａと、充電器１４と入口管路２０（ラジエータ１６）とを接続した戻り管路２２Ｂと、により構成されている。供給管路２２Ａには、後述の充電器側冷却水ポンプ２４と充電器側切換弁２６とが設けられている。

モータ側冷却水ポンプ２３は、モータ側管路２１の供給管路２１Ａに設けられている。モータ側冷却水ポンプ２３は、ラジエータ１６で冷却された冷却水をモータ側管路２１に供給する電動ポンプである。モータ側冷却水ポンプ２３は、後述のコントローラ２７によって制御される。

モータ側冷却水ポンプ２３は、冷却が必要な電装機器のうち、電動モータ１０とインバータ１３とを冷却するための冷却水だけを供給できる出力を有していればよいため、小型化することができ、設置に要するスペースが小さくなる上に、冷却水の吐出し量を安定させることができる。しかも、小型化されたモータ側冷却水ポンプ２３は、冷却水の吐出し量の安定化によって消費電力を小さく抑えることができる。

充電器側冷却水ポンプ２４は、充電器側管路２２の供給管路２２Ａに設けられている。充電器側冷却水ポンプ２４は、ラジエータ１６で冷却された冷却水を充電器側管路２２に供給する電動ポンプである。充電器側冷却水ポンプ２４は、後述のコントローラ２７によって制御される。充電器側冷却水ポンプ２４は、モータ側冷却水ポンプ２３と同様に、冷却が必要な電装機器のうち、充電器１４を冷却するための冷却水だけを供給できる出力を有していればよい。このため、充電器側冷却水ポンプ２４は、小型化による設置スペースの縮小、冷却水の吐出し量の安定化、消費電力の抑制等を図ることができる。

モータ側切換弁２５は、モータ側管路２１の供給管路２１Ａに設けられている。モータ側切換弁２５は、モータ側冷却水ポンプ２３よりも上流側、即ち、出口管路１９に近い位置に設けられている。モータ側切換弁２５は、後述の充電器側切換弁２６と協働することで、ラジエータ１６で冷却された冷却水の供給先をモータ側管路２１と充電器側管路２２との一方または両方に切換えることができる。モータ側切換弁２５は、例えば、常閉の電磁パイロット式の切換弁として形成されている。モータ側切換弁２５は、コントローラ２７によって制御される。

充電器側切換弁２６は、充電器側管路２２の供給管路２２Ａに設けられている。充電器側切換弁２６は、充電器側冷却水ポンプ２４よりも上流側、即ち、出口管路１９に近い位置に設けられている。充電器側切換弁２６は、モータ側切換弁２５と協働することで、ラジエータ１６で冷却された冷却水の供給先をモータ側管路２１と充電器側管路２２との一方または両方に切換えることができる。充電器側切換弁２６は、モータ側切換弁２５と同様に、常閉の電磁パイロット式の切換弁として形成されている。充電器側切換弁２６は、コントローラ２７によって制御される。

ここで、切換弁を構成するモータ側切換弁２５と充電器側切換弁２６は、コントローラ２７からの制御信号によってモータ側切換弁２５が開弁側に切換えられることにより、図２中の白矢印で示すように、ラジエータ１６で冷却された冷却水がモータ側管路２１に流れるように切り換える。また、モータ側切換弁２５と充電器側切換弁２６は、コントローラ２７からの制御信号によって充電器側切換弁２６が開弁側に切換えられることにより、図２中の黒矢印で示すように、ラジエータ１６で冷却された冷却水が充電器側管路２２に流れるように切り換える。さらに、モータ側切換弁２５と充電器側切換弁２６は、コントローラ２７によってモータ側切換弁２５と充電器側切換弁２６との両方が開弁側に切換えられることにより、ラジエータ１６で冷却された冷却水がモータ側管路２１と充電器側管路２２との両方に流れるように切り換える。

コントローラ２７は、例えば、キャブ８内に設けられている。コントローラ２７は、電動式油圧ショベル１による動作を制御するもので、その制御の一部として電装機器の冷却に関する制御を行う。コントローラ２７は、モータ側冷却水ポンプ２３、充電器側冷却水ポンプ２４、モータ側切換弁２５、充電器側切換弁２６に電気的に接続されている。これにより、コントローラ２７は、後述する３つのモードに応じてモータ側切換弁２５、充電器側切換弁２６を制御する。

ここで、コントローラ２７の制御が関係する電動式油圧ショベル１のモードについて説明する。

電動式油圧ショベル１は、外部電源としての商用電源２８に接続された給電ケーブル２９を充電器１４に接続することにより、バッテリ装置１２に電力を蓄えることができる。また、電動式油圧ショベル１は、充電器１４から給電ケーブル２９を取外した状態でも、バッテリ装置１２に蓄えた電力によって電動モータ１０を駆動して作業を行うことができる。さらに、電動式油圧ショベル１は、給電ケーブル２９を充電器１４に接続した状態で、商用電源２８からの電力によって電動モータ１０を駆動して作業を行うことができると共に、余剰の電力をバッテリ装置１２に貯えることができる。

即ち、電動式油圧ショベル１は、３つのモードで作業を行う。まず、図３に示す充電モードでは、商用電源２８（給電ケーブル２９）が充電器１４に接続された状態で、バッテリ装置１２に充電が行われる。また、図４に示す内部電力モードでは、バッテリ装置１２に充電された電力で電動モータ１０が駆動される。さらに、図５に示す外部電力モードでは、商用電源２８（給電ケーブル２９）が充電器１４に接続された状態で、商用電源２８からの電力で電動モータ１０が駆動されつつ、余剰分の電力がバッテリ装置１２へ充電される。

図３の充電モード、図４の内部電力モード、図５の外部電力モードにおいて、実線で示す電装機器が各モードで使用されている電装機器で、一点鎖線で示す電装機器が各モードで使用されていない電装機器である。詳しくは、図３の充電モードでは、バッテリ装置１２、充電器１４、切換器１５が使用され、電動モータ１０、インバータ１３が使用されていない。図４の内部電力モードでは、電動モータ１０、バッテリ装置１２、インバータ１３、切換器１５が使用され、充電器１４が使用されていない。図５の外部電力モードでは、電動モータ１０、バッテリ装置１２、インバータ１３、充電器１４、切換器１５が使用されている。

この３つのモードに対応するコントローラ２７の制御処理について、図６に示す流れ図を参照して説明する。なお、図６に示す流れ図のステップは、それぞれ「Ｓ」という表記を用い、例えばステップ１を「Ｓ１」として示す。

図６に示す制御処理を開始する。Ｓ１では、電動式油圧ショベル１の稼働に関する電気回路の状況、例えば、充電スイッチの状態、給電ケーブル２９の接続、モニタ装置（いずれも図示せず）からのモード入力の有無等を入力する。Ｓ２では、Ｓ１の電気回路の状況を基に電動式油圧ショベル１の稼働形態が充電モードであるか否かを判定する。このＳ２で充電モードである（ＹＥＳ）と判定されたら、Ｓ３、Ｓ４に移行する。Ｓ３では、充電器側切換弁２６を開弁させ、Ｓ４では、充電器側冷却水ポンプ２４を起動させる。

これにより、コントローラ２７は、充電モードにおける充電器１４の発熱を考慮し、図２中の黒矢印で示すように、充電器側管路２２を通じて冷却水を充電器１４に供給して充電器１４を冷却することができる。

一方、Ｓ２で充電モードではない（ＮＯ）と判定されたら、Ｓ５に移行する。このＳ５では、Ｓ１の電気回路の状況を基に電動式油圧ショベル１の稼働形態が内部電力モードであるか否かを判定する。このＳ５で内部電力モードである（ＹＥＳ）と判定されたら、Ｓ６、Ｓ７に移行する。Ｓ６では、モータ側切換弁２５を開弁させ、Ｓ７では、モータ側冷却水ポンプ２３を起動させる。

これにより、コントローラ２７は、内部電力モードにおける電動モータ１０とインバータ１３の発熱を考慮し、図２中の白矢印で示すように、モータ側管路２１を通じて冷却水を電動モータ１０とインバータ１３に供給して電動モータ１０とインバータ１３を冷却することができる。

さらに、Ｓ５で内部電力モードではない（ＮＯ）と判定されたら、外部電力モードが確定するから、Ｓ８、Ｓ９に移行する。Ｓ８では、充電器側切換弁２６とモータ側切換弁２５とを開弁させ、Ｓ９では、充電器側冷却水ポンプ２４とモータ側冷却水ポンプ２３とを起動させる。

これにより、コントローラ２７は、外部電力モードにおける電動モータ１０、インバータ１３および充電器１４の発熱を考慮し、図２中の黒矢印と白矢印で示すように、モータ側管路２１を通じて冷却水を電動モータ１０とインバータ１３に供給すると共に、充電器側管路２２を通じて冷却水を充電器１４に供給して電動モータ１０、インバータ１３、充電器１４を冷却することができる。

なお、作動油タンク３０は、旋回フレーム７に搭載されている。この作動油タンク３０は、油圧アクチュエータに供給する作動油を貯えるもので、油圧ポンプ１１等に接続されている。

本実施形態による電動式油圧ショベル１は、上述の如き構成を有するもので、以下、その動作について説明する。

電動式油圧ショベル１を用いて掘削作業等を行う場合には、オペレータがキャブ８に搭乗し、電動モータ１０を作動させることにより、油圧ポンプ１１を駆動させる。この状態で、オペレータが走行用レバーペダル（図示せず）を操作することにより、電動式油圧ショベル１を作業現場まで走行させる。電動式油圧ショベル１が作業現場まで移動した後には、オペレータが作業用操作レバー（図示せず）を操作することにより、上部旋回体４を旋回させつつ作業装置６によって土砂等の掘削作業を行うことができる。

かくして、本実施形態によれば、冷却管路１８は、ラジエータ１６と電動モータ１０、インバータ１３とを接続したモータ側管路２１と、ラジエータ１６と充電器１４とを接続した充電器側管路２２と、を備えている。冷却管路１８には、ラジエータ１６で冷却された冷却水の供給先をモータ側管路２１と充電器側管路２２の一方または両方に切換えるモータ側切換弁２５、充電器側切換弁２６が設けられている。さらに、外部電源となる商用電源２８が充電器１４に接続された状態でバッテリ装置１２に充電が行われる充電モード（図３）と、バッテリ装置１２に充電された電力で電動モータ１０が駆動される内部電力モード（図４）と、商用電源２８が充電器１４に接続された状態で商用電源２８からの電力により電動モータ１０が駆動されつつ、余剰分の電力をバッテリ装置１２に充電する外部電力モード（図５）と、の３つのモードに応じてモータ側切換弁２５、充電器側切換弁２６を制御するコントローラ２７が設けられている。

従って、コントローラ２７は、充電器１４を使用した充電モードでは、モータ側切換弁２５、充電器側切換弁２６を制御して冷却水が充電器側管路２２だけに流れるようにすることができる。また、電動モータ１０とインバータ１３を使用した内部電力モードでは、モータ側切換弁２５、充電器側切換弁２６を制御して冷却水がモータ側管路２１にだけ流れるようにすることができる。さらに、電動モータ１０とインバータ１３と充電器１４を使用した外部電力モードでは、モータ側切換弁２５、充電器側切換弁２６を制御して冷却水がモータ側管路２１と充電器側管路２２の両方に流れるようにすることができる。

これにより、３つのモードに応じて冷却が必要な電装機器に冷却水を供給することができるから、モードに応じて冷却管路１８を部分的に用いることで、冷却水が流れる距離を短くすることができる。この結果、冷却管路１８で冷却水が流通するときの抵抗（管路抵抗）を小さくして、対象となる電装機器の冷却効率を高めることができる。しかも、電装機器を冷却するために用いる冷却水の量を削減できるから、例えば、モータ側冷却水ポンプ２３、充電器側冷却水ポンプ２４を小型化することができ、冷却管路１８を小径化する（細いパイプを用いる）ことができ、冷却設備に要するコストを削減することができる。

コントローラ２７は、充電モードではラジエータ１６で冷却された冷却水が充電器側管路２２に流れるようにモータ側切換弁２５、充電器側切換弁２６を制御し、内部電力モードではラジエータ１６で冷却された冷却水がモータ側管路２１に流れるようにモータ側切換弁２５、充電器側切換弁２６を制御し、外部電力モードではラジエータ１６で冷却された冷却水が充電器側管路２２とモータ側管路２１とに流れるようにモータ側切換弁２５、充電器側切換弁２６を制御している。

これにより、充電モードでは、充電器１４だけを冷却することができ、内部電力モードでは、電動モータ１０とインバータ１３だけを冷却することができ、外部電力モードでは、電動モータ１０とインバータ１３と充電器１４を冷却することができる。

冷却水ポンプは、モータ側管路２１に設けられたモータ側冷却水ポンプ２３と、充電器側管路２２に設けられた充電器側冷却水ポンプ２４と、を備えている。従って、モータ側冷却水ポンプ２３は、冷却が必要な電装機器のうち、電動モータ１０とインバータ１３とを冷却するための冷却水だけを供給できる出力を有していればよい。また、充電器側冷却水ポンプ２４は、冷却が必要な電装機器のうち、充電器１４を冷却するための冷却水だけを供給できる出力を有していればよい。

従って、モータ側冷却水ポンプ２３と充電器側冷却水ポンプ２４は、１個の冷却水ポンプで冷却水を供給する場合に比較し、小型化した上で冷却水の吐出し量を少なく抑えることができる。これにより、モータ側冷却水ポンプ２３と充電器側冷却水ポンプ２４は、設置に要するスペースが小さくなるから、設置スペースを確保するのが難しい小型の油圧ショベル（例えば、総重量が８トン未満の油圧ショベル）にも搭載することができる。

また、モータ側冷却水ポンプ２３と充電器側冷却水ポンプ２４は、冷却水の吐出し量を安定させることができるから、冷却対象となる電装機器を安定的に冷却することができる。特に、充電器側冷却水ポンプ２４は、低い温度に抑える必要がある充電器１４に冷却水を安定的に供給することができ、充電器１４の寿命を延ばすことができる。しかも、モータ側冷却水ポンプ２３と充電器側冷却水ポンプ２４は、冷却水の吐出し量の安定化によって消費電力を小さく抑えることができ、電動式油圧ショベル１の省エネ化を図ることができる。

切換弁は、モータ側管路２１に設けられたモータ側切換弁２５と、充電器側管路２２に設けられた充電器側切換弁２６と、を備えている。これにより、モータ側切換弁２５と充電器側切換弁２６は、一般的な２方向２位置の電磁弁を用いて形成することができ、この点においてもコストを削減することができる。

なお、実施形態では、切換弁をモータ側切換弁２５と充電器側切換弁２６とによって構成した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、冷却管路１８の出口管路１９の他端に３方向３位置の切換弁を１個設け、モータ側管路２１と充電器側管路２２との一方または両方に冷却水を供給する構成としてもよい。

実施形態では、クローラ式の下部走行体２を備えた電動式油圧ショベル１を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、ホイール式の下部走行体を備えた電動式油圧ショベル等の他の電動式建設機械にも適用することができる。

１ 電動式油圧ショベル
２ 下部走行体（車体）
４ 上部旋回体（車体）
６ 作業装置
６Ｅ ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
６Ｆ アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
６Ｇ バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
１０ 電動モータ
１１ 油圧ポンプ
１２ バッテリ装置
１３ インバータ
１４ 充電器
１６ ラジエータ
１８ 冷却管路
１９ 出口管路
２０ 入口管路
２１ モータ側管路
２２ 充電器側管路
２３ モータ側冷却水ポンプ（冷却水ポンプ）
２４ 充電器側冷却水ポンプ（冷却水ポンプ）
２５ モータ側切換弁（切換弁）
２６ 充電器側切換弁（切換弁）
２７ コントローラ
２８ 商用電源（外部電源）

Claims (4)

1. 自走可能な車体を備え、
   前記車体は、
   動力源となる電動モータと、
   前記電動モータに供給する電力を貯えるバッテリ装置と、
   前記バッテリ装置から供給される電力を変換して前記電動モータに供給するインバータと、
   外部電源に接続されることにより前記外部電源からの電力を変換して前記バッテリ装置に供給する充電器と、
   冷却水を冷却するラジエータと、
   前記ラジエータと前記電動モータ、前記インバータおよび前記充電器とを接続して設けられた冷却管路と、
   前記ラジエータで冷却された冷却水を前記冷却管路に供給する冷却水ポンプと、
   を備えた電動式建設機械において、
   前記冷却管路は、前記ラジエータと前記電動モータ、前記インバータとを接続したモータ側管路と、前記ラジエータと前記充電器とを接続した充電器側管路と、を備え、
   前記冷却管路には、前記ラジエータで冷却された冷却水の供給先を前記モータ側管路と前記充電器側管路の一方または両方に切換える切換弁が設けられ、
   前記外部電源が前記充電器に接続された状態で前記バッテリ装置に充電が行われる充電モードと、前記バッテリ装置に充電された電力で前記電動モータが駆動される内部電力モードと、前記外部電源からの電力により前記電動モータが駆動され、余剰分の電力を前記バッテリ装置に充電する外部電力モードと、のいずれかのモードに応じて前記切換弁を制御するコントローラが設けられていることを特徴とする電動式建設機械。
2. 請求項１に記載の電動式建設機械において、
   前記コントローラは、前記充電モードでは前記ラジエータで冷却された冷却水が前記充電器側管路に流れるように前記切換弁を制御し、前記内部電力モードでは前記ラジエータで冷却された冷却水が前記モータ側管路に流れるように前記切換弁を制御し、前記外部電力モードでは前記ラジエータで冷却された冷却水が前記充電器側管路と前記モータ側管路とに流れるように前記切換弁を制御していることを特徴とする電動式建設機械。
3. 請求項１に記載の電動式建設機械において、
   前記冷却水ポンプは、前記モータ側管路に設けられたモータ側冷却水ポンプと、前記充電器側管路に設けられた充電器側冷却水ポンプと、を備えていることを特徴とする電動式建設機械。
4. 請求項１に記載の電動式建設機械において、
   前記切換弁は、前記モータ側管路に設けられたモータ側切換弁と、前記充電器側管路に設けられた充電器側切換弁と、を備えていることを特徴とする電動式建設機械。

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