JP5096012B2 - Electric drive work vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、走行可能な車体に作業装置が設けられ、この作業装置が電動モータにより駆動された油圧ユニットからの作動油供給を受けて作動する電気駆動式作業車に関する。   The present invention relates to an electrically driven work vehicle in which a working device is provided on a travelable vehicle body, and the working device receives a hydraulic oil supply from a hydraulic unit driven by an electric motor.

一般に建設機械の駆動源はエンジンが主流であるが、近年、周囲環境を考慮して上記のように電動モータを駆動源とした電気駆動式の作業車が提案されている(例えば、特許文献1)。このような建設機械には、電動モータに電力供給するためのバッテリが搭載され、また、電動モータ等の各種電気部品を作動制御する制御装置が設けられる。このような電気駆動式作業車においては、バッテリの充電可能容量に応じて作業可能時間が定まるので、1日間の作業が可能な程度の容量のバッテリを搭載し、1日の作業が終わって翌日の作業開始までの間にバッテリの充電を行うような構成が一般的に採用されている。   In general, an engine is the main drive source for construction machines, but recently, an electrically driven work vehicle using an electric motor as a drive source has been proposed in consideration of the surrounding environment (for example, Patent Document 1). ). Such a construction machine is equipped with a battery for supplying electric power to the electric motor, and is provided with a control device that controls the operation of various electric components such as the electric motor. In such an electrically driven work vehicle, the workable time is determined according to the chargeable capacity of the battery. Therefore, a battery having a capacity capable of working for one day is mounted, and the day after the work is completed on the next day. Generally, a configuration in which the battery is charged before the start of the operation is employed.

特開2004−225355号公報JP 2004-225355 A

しかしながら、作業装置の使用状況、頻度、作業車の作業内容に応じて、バッテリの消費電力は大きく変動するため、作業の途中にバッテリ残量がなくなり、作業ができなくなり、さらには、走行装置による走行移動もできなくなるおそれがある。このようなことを避けるためには、バッテリ容量を大きくすれば良いが、バッテリ容量を大きくすると車両に搭載するバッテリが大型化し、重量化して、作業車が大型化、重量化する。このため、さらに大きな容量のバッテリが必要となり悪循環を繰り返すことになりかねない。   However, since the power consumption of the battery varies greatly depending on the use status of the work device, the frequency, and the work content of the work vehicle, the remaining battery power is lost during the work, and the work cannot be performed. There is also a risk that traveling movement will be impossible. In order to avoid such a situation, the battery capacity may be increased. However, if the battery capacity is increased, the battery mounted on the vehicle becomes larger and heavier, and the work vehicle becomes larger and heavier. For this reason, a battery with a larger capacity is required, and a vicious circle may be repeated.

このような課題に鑑み、本発明は、バッテリからの電力により作業装置等を駆動する電気駆動式作業車において、バッテリ残量がなくなった場合でも、ある程度の作業もしくは走行移動を確保することができるような構成の電気駆動式作業車を提供することを目的とする。   In view of such a problem, the present invention can ensure a certain amount of work or traveling movement even in the case where the remaining amount of the battery is exhausted in an electrically driven work vehicle that drives a work device or the like with electric power from the battery. An object of the present invention is to provide an electrically driven work vehicle having such a configuration.

上記目的達成のため、本発明に係る電気駆動式作業車は、走行装置を有して走行可能な車体と、前記車体に設けられた作業装置と、前記作業装置を駆動する油圧ユニットと、前記油圧ユニットを駆動するための電動モータと、前記電動モータに駆動電力を供給して前記電動モータを駆動するメインバッテリとを備えて構成される。その上で、前記メインバッテリより高電圧の定格電圧を有し、前記メインバッテリを充電可能なサブバッテリと前記サブバッテリを前記電動モータおよび前記メインバッテリに選択的に接続する接続切換手段を有し、前記接続切換手段により前記サブバッテリ前記電動モータ接続させて前記サブバッテリからの電力供給により前記電動モータを駆動可能であるとともに、前記サブバッテリ前記メインバッテリ接続させて前記サブバッテリからの電力供給により前記メインバッテリを充電可能であるように構成されるIn order to achieve the above object, an electrically driven work vehicle according to the present invention includes a vehicle body having a traveling device that can travel, a working device provided on the vehicle body, a hydraulic unit that drives the working device, An electric motor for driving the hydraulic unit and a main battery for driving the electric motor by supplying driving electric power to the electric motor . On top of that, has a rated voltage of the high voltage from the main battery, a sub battery can be charged to the main battery, and a connection switching means for selectively connecting the sub-battery to the electric motor and the main battery a, wherein the connection switching means, wherein the electric motor can be driven der Rutotomoni by electric power supply to the sub-battery from the sub battery is connected to the electric motor, and the sub-battery is connected to the main battery The main battery is configured to be rechargeable by supplying power from the sub battery.

この電気駆動式作業車がさらに、前記車体に設けられた発電手段と、前記発電手段から供給される発電電力を前記サブバッテリに供給して前記サブバッテリを充電するサブバッテリ充電制御手段とを備えるのが好ましい。   The electrically driven work vehicle further includes power generation means provided on the vehicle body, and sub-battery charge control means for charging the sub-battery by supplying generated power supplied from the power generation means to the sub-battery. Is preferred.

この場合、前記発電手段を、太陽光エネルギー受けて発電する太陽光発電手段や、前記走行装置が受ける被駆動エネルギーを回生発電するエネルギー回生手段や、前記油圧ユニットから供給される作動油により駆動されて発電を行う作動油発電手段から構成することができる。また、車体が前記走行装置に旋回自在に設けられた旋回体を有する構成の場合には、前記発電手段を前記旋回体が受ける被駆動エネルギーを回生発電するエネルギー回生手段から構成できる。 In this case, the power generation means is driven by solar power generation means for receiving solar energy to generate power, energy regeneration means for regenerative power generation of driven energy received by the traveling device, or hydraulic oil supplied from the hydraulic unit. The hydraulic oil power generation means for generating power can be configured. Further, when the vehicle body is of a configuration having a pivoting member provided pivotally to the running device may be configured the power generating means from the energy recovery unit for regeneration of the driving energy which the swing body is subjected.

この構成において、前記サブバッテリ充電制御手段は、前記サブバッテリが満充電状態となったときに前記発電手段から供給される発電電力を前記メインバッテリに供給して前記メインバッテリ充電するように構成するのが好ましい。 In this configuration, the sub-battery charging control means, when the sub battery is fully charged state, the generated power supplied from said power generating means so as to charge the main battery is supplied to said main battery It is preferable to configure.

なお、本発明に係る電気駆動式作業車は電気駆動方式のみの構成に限られるものではなく、走行装置および油圧ユニットを駆動するエンジンも備えたハイブリッド駆動方式としても良い。   Note that the electrically driven work vehicle according to the present invention is not limited to the configuration of only the electrically driven system, and may be a hybrid drive system that also includes an engine that drives the traveling device and the hydraulic unit.

以上のように構成される本発明に係る電気駆動式作業車においては、電動モータを駆動するメインバッテリに加えて、メインバッテリより高電圧の定格電圧を有してメインバッテリを充電可能なサブバッテリを備えているので、メインバッテリの残容量がなくなった場合には、接続切換手段によりサブバッテリを電動モータと接続して電動モータの駆動を行わせ、ある程度の作業もしくは走行を行うことができる。このため、メインバッテリの残容量が無くなった場合に、サブバッテリの電力を用いて充電設備のある場所まで作業車を走行でき、この充電設備を用いてメインバッテリの充電を行わせれば良く、効率の良い運用が可能である。   In the electrically driven work vehicle according to the present invention configured as described above, in addition to the main battery that drives the electric motor, the sub battery that has a rated voltage higher than the main battery and can charge the main battery Therefore, when the remaining capacity of the main battery is exhausted, the sub-battery is connected to the electric motor by the connection switching means, and the electric motor is driven to perform a certain amount of work or traveling. For this reason, when the remaining capacity of the main battery is exhausted, the work vehicle can be driven to the place where the charging facility is located using the power of the sub battery, and it is sufficient to charge the main battery using this charging facility. Is possible.

なお、太陽光発電や、被駆動エネルギーの回生発電や、油圧ユニットから供給される作動油により駆動される発電手段等からなる発電手段を設け、この発電手段によりサブバッテリを発電する構成であるのが望ましく、これにより作業中、走行中に発電手段によりサブバッテリを充電することができ、サブバッテリの容量を常に高く保つことができる。   In addition, the power generation means such as photovoltaic power generation, regenerative power generation of driven energy, power generation means driven by hydraulic oil supplied from the hydraulic unit, etc. is provided, and the sub-battery is generated by this power generation means. Thus, the sub-battery can be charged by the power generation means during work and traveling, and the capacity of the sub-battery can always be kept high.

この場合に、発電手段からの発電電力により充電されてサブバッテリが満充電状態となったときには、発電手段からの発電電力をメインバッテリに供給してメインバッテリの充電を行わせるのが好ましく、これによりサブバッテリを常に満充電状態に保持しつつ、余剰発電電力を用いてメインバッテリの充電容量を増加させることができ、エネルギー利用効率の高い作業車を得ることができる。   In this case, when the sub-battery is charged with the generated power from the power generation means and is fully charged, it is preferable to supply the generated power from the power generation means to the main battery to charge the main battery. Thus, while maintaining the sub-battery in a fully charged state, the charging capacity of the main battery can be increased using surplus generated power, and a work vehicle with high energy utilization efficiency can be obtained.

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図1には、本発明に係る電気駆動式作業車の一例としてクローラ型のパワーショベル車1を示している。このパワーショベル車1は、平面視略H字状の走行台車4(車体)の左右に走行機構3,3を設けて構成される走行装置2と、走行台車4の後部に上下に揺動自在に設けられたブレード(排土板)9と、走行台車4の上部に旋回可能に設けられた旋回体11(車体)と、旋回体11の前部に設けられたショベル機構12(作業装置)と、旋回体11の上部に立設された運転者搭乗用のオペレータキャビン15(車体)とから構成されている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a crawler-type power shovel 1 as an example of an electrically driven work vehicle according to the present invention. The power shovel vehicle 1 includes a travel device 2 configured by providing travel mechanisms 3 and 3 on the left and right of a substantially H-shaped travel cart 4 (vehicle body) in a plan view, and a rear portion of the travel cart 4 that can swing up and down. Blade (discarding plate) 9 provided on the upper side of the traveling carriage 4, a revolving body 11 (vehicle body) provided so as to be turnable, and a shovel mechanism 12 (working device) provided on the front part of the revolving body 11. And an operator cabin 15 (vehicle body) for boarding the driver standing on the upper part of the revolving structure 11.

走行装置2を構成する左右一対の走行機構3,3は、走行台車4の左右前部に設けられた駆動用スプロケットホイール5と、走行台車4の左右後部に設けられたアイドラホイール6との間に履帯7を掛け回して構成される。駆動用スプロケットホイール5は、電動モータあるいは油圧モータからなる走行モータにより回転駆動される。   A pair of left and right traveling mechanisms 3, 3 constituting the traveling device 2 are provided between a driving sprocket wheel 5 provided at the left and right front part of the traveling carriage 4 and an idler wheel 6 provided at the left and right rear part of the traveling carriage 4. It is constructed by crawling around the crawler belt 7. The driving sprocket wheel 5 is rotationally driven by a traveling motor made up of an electric motor or a hydraulic motor.

ブレード9は、油圧シリンダからなるブレードシリンダ9aにより揺動される。旋回体11は、電動モータあるいは油圧モータからなる旋回モータにより旋回動される。ショベル機構12は、旋回体11の前部に起伏動自在に枢結されたブーム21と、ブーム21の先端部にブーム21の起伏面内で上下に揺動自在に枢結されたアーム22と、アーム22の先端に上下に揺動自在に枢結されたバケット23とから構成され、ブーム21は油圧シリンダからなるブームシリンダ24により起伏動され、アーム22は油圧シリンダからなるアームシリンダ25により揺動され、バケット23は油圧シリンダからなるバケットシリンダ26により揺動される。なお、本明細書においては、これら油圧シリンダおよび油圧モータを総称して油圧アクチュエータと称する。   The blade 9 is swung by a blade cylinder 9a made of a hydraulic cylinder. The turning body 11 is turned by a turning motor composed of an electric motor or a hydraulic motor. The shovel mechanism 12 includes a boom 21 pivotably connected to the front portion of the swing body 11, and an arm 22 pivotally connected to the tip of the boom 21 so as to swing up and down within the undulating surface of the boom 21. And a bucket 23 pivotally connected to the tip of the arm 22 so as to be swingable up and down. The boom 21 is raised and lowered by a boom cylinder 24 made of a hydraulic cylinder. The bucket 23 is swung by a bucket cylinder 26 formed of a hydraulic cylinder. In this specification, these hydraulic cylinders and hydraulic motors are collectively referred to as hydraulic actuators.

オペレータキャビン15は、上下前後左右が囲まれた矩形箱状に形成されており、内部に運転者が着座するためのオペレータシート16と、走行装置2の作動操作やショベル機構12の作動操作を行うための操作装置17とが設けられている。また、オペレータキャビン15の天井外側面15aには、太陽光エネルギを電気エネルギに変換(すなわち、太陽光エネルギを受けて発電)する公知のソーラーパネル27が取り付けられている。ソーラーパネル27は外郭平板状に成形されている。   The operator cabin 15 is formed in a rectangular box shape that is surrounded by the top, bottom, front, rear, left and right, and performs an operation operation of the operator seat 16 for the driver to sit inside, the traveling device 2 and the excavator mechanism 12. And an operating device 17 are provided. Further, a known solar panel 27 for converting solar energy into electric energy (that is, generating electric power by receiving solar energy) is attached to the ceiling outer surface 15 a of the operator cabin 15. The solar panel 27 is formed in an outer flat plate shape.

このパワーショベル車1においては、油圧アクチュエータに作動油を供給するためのポンプが電動モータにより駆動される。以下、図2を参照して油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ユニット30と、このポンプ用電動モータ33に電力を供給する電源システム40とについて説明する。これら油圧ユニット30および電源システム40は、旋回体11上にカバー部材50に覆われて配置されている。なお、図2に示す構成においては、上記走行モータおよび旋回モータが油圧モータからなり、これらの油圧モータが油圧アクチュエータに含まれている。   In the power shovel 1, a pump for supplying hydraulic oil to a hydraulic actuator is driven by an electric motor. The hydraulic unit 30 that supplies hydraulic oil to the hydraulic actuator and the power supply system 40 that supplies electric power to the pump electric motor 33 will be described below with reference to FIG. The hydraulic unit 30 and the power supply system 40 are disposed on the revolving structure 11 so as to be covered with the cover member 50. In the configuration shown in FIG. 2, the travel motor and the turning motor are hydraulic motors, and these hydraulic motors are included in the hydraulic actuator.

油圧ユニット30は、作動油を溜めるタンク31、上記ポンプ用電動モータ33により駆動されて所定油圧・流量の作動油を吐出する油圧ポンプ32、油圧ポンプ32から吐出される作動油を操作装置17の操作に応じた供給方向および供給量で各油圧アクチュエータに供給する制御を行うコントロールバルブ34、および、コントロールバルブ34からタンク31に戻る作動油の流れを受けて回転駆動されて発電を行う作動油発電機35から構成されている。作動油発電機35は、例えば、コントロールバルブ34からタンク31への戻り油路内に配設された回転羽根と、この回転羽根の回転力を受けて回転される発電器とから構成される。   The hydraulic unit 30 includes a tank 31 that stores hydraulic oil, a hydraulic pump 32 that is driven by the electric motor 33 for pumps to discharge hydraulic oil at a predetermined hydraulic pressure and flow rate, and hydraulic oil that is discharged from the hydraulic pump 32. A control valve 34 that performs control to supply each hydraulic actuator with a supply direction and supply amount according to the operation, and hydraulic oil power generation that generates power by being rotationally driven in response to the flow of hydraulic oil returning from the control valve 34 to the tank 31 It is comprised from the machine 35. The hydraulic oil generator 35 includes, for example, a rotating blade disposed in a return oil passage from the control valve 34 to the tank 31 and a generator that is rotated by receiving the rotational force of the rotating blade.

具体的には、図示のように、コントロールバルブ34は、ブレードシリンダ9a、ブームシリンダ24、アームシリンダ25、バケットシリンダ26、走行油圧モータ36および旋回油圧モータ38に対する作動油圧の供給制御を行う。ここで、走行油圧モータ36には、走行油圧モータ36による走行から減速走行を行うときに回転されて減速エネルギーを回生して発電する回生発電機37が設けられている。同様に、旋回油圧モータ38には旋回減速作動時に回転駆動されて旋回を減速させるエネルギーを回生して発電する回生発電機39が設けられている。   Specifically, as shown in the figure, the control valve 34 controls supply of hydraulic pressure to the blade cylinder 9a, the boom cylinder 24, the arm cylinder 25, the bucket cylinder 26, the travel hydraulic motor 36, and the swing hydraulic motor 38. Here, the traveling hydraulic motor 36 is provided with a regenerative generator 37 that is rotated when the traveling hydraulic motor 36 decelerates to travel to regenerate deceleration energy and generate electric power. Similarly, the swing hydraulic motor 38 is provided with a regenerative generator 39 that generates power by regenerating energy that is rotationally driven during the swing deceleration operation and decelerates the swing.

電源システム40は、リチウムイオン電池や有機ラジカル電池等の二次電池で構成されるメインバッテリ41と、商用電源に繋がるコンセント42aを有し、コンセント42aを商用電源に繋げてここからの交流電力を受けてメインバッテリ41を充電するメイン充電器42と、メインバッテリ41からの直流電力を任意の周波数の交流電力に変換してこの交流電力をポンプ用電動モータ33に供給する出力制御装置43と、リチウムイオン電池や有機ラジカル電池等の二次電池で構成されるサブバッテリ44と、サブバッテリ44をメインバッテリ41および出力制御装置43に選択的に接続する接続切換器45と、前述したソーラーパネル27、作動油発電機35および回生発電機37,39からの発電電力供給を受けてサブバッテリ44を充電するサブ充電器46とから構成される。なお、図2においては、作動油発電機35および回生発電機37,39を説明を分かり易くするため2カ所に示しているが、実際はこれらは同一のものである。   The power supply system 40 includes a main battery 41 composed of a secondary battery such as a lithium ion battery or an organic radical battery, and an outlet 42a connected to a commercial power source. The outlet 42a is connected to the commercial power source and AC power from here is supplied. A main charger 42 that receives and charges the main battery 41; an output control device 43 that converts DC power from the main battery 41 into AC power of an arbitrary frequency and supplies the AC power to the pump electric motor 33; A sub-battery 44 composed of a secondary battery such as a lithium ion battery or an organic radical battery, a connection switch 45 for selectively connecting the sub-battery 44 to the main battery 41 and the output control device 43, and the solar panel 27 described above. The sub-battery 4 receives the generated power supply from the hydraulic oil generator 35 and the regenerative generators 37 and 39. Composed of sub charger 46 for charging the. In FIG. 2, the hydraulic oil generator 35 and the regenerative generators 37 and 39 are shown in two places for easy understanding, but in actuality, they are the same.

上記構成や図2からもわかるように、メインバッテリ41は、ポンプ用電動モータ33の電源として機能し、高定格電圧で高容量(例えば、定格電圧DC336Vで、容量30Kw)に設定されている。サブバッテリ44は、接続切換器45によりメインバッテリ41に接続されたときにメインバッテリ41を充電できるように、メインバッテリ41の定格電圧より高圧となる定格電圧(例えば、定格電圧DC400〜450V)に設定されているが、後述するその使用目的から低容量(例えば、500W)に設定されている。このため、メインバッテリ41に対してサブバッテリ44は小型軽量である。   As can be seen from the above configuration and FIG. 2, the main battery 41 functions as a power source for the pump electric motor 33 and is set to a high rated voltage and a high capacity (for example, a rated voltage of DC 336 V and a capacity of 30 Kw). The sub-battery 44 is set to a rated voltage (for example, rated voltage DC 400 to 450 V) higher than the rated voltage of the main battery 41 so that the main battery 41 can be charged when connected to the main battery 41 by the connection switch 45. Although set, it is set to a low capacity (for example, 500 W) for the purpose of use to be described later. Therefore, the sub battery 44 is smaller and lighter than the main battery 41.

ポンプ用電動モータ33はIPMモータ(永久磁石同期型モータ)等の交流モータからなる。このため、出力制御装置43で変換された任意の周波数の交流電力をポンプ用電動モータ33に印加することにより、ポンプ用電動モータ33の出力トルクを制御して所定油圧を油圧ポンプ32から供給させることができる。このときの電力供給は、通常はメインバッテリ41により行われるが、切換器45によりサブバッテリ44を出力制御装置43に接続することにより、サブバッテリ44からの電力供給により電動モータ33を駆動することもできるようになっている。   The pump electric motor 33 is composed of an AC motor such as an IPM motor (permanent magnet synchronous motor). Therefore, by applying AC power of an arbitrary frequency converted by the output control device 43 to the pump electric motor 33, the output torque of the pump electric motor 33 is controlled to supply a predetermined hydraulic pressure from the hydraulic pump 32. be able to. The power supply at this time is normally performed by the main battery 41, but the electric motor 33 is driven by the power supply from the sub battery 44 by connecting the sub battery 44 to the output control device 43 by the switch 45. You can also.

メイン充電器42は、コンセント42aを介して商用電源に接続可能で、商用電源から供給される交流電力(例えばAC200V)を直流電力に変換するとともに出力電圧(直流電圧)をメインバッテリ41を充電できるように制御する充電制御部を備えて構成されている。サブ充電器46はソーラーパネル27,作動油発電機35および回生発電機37,39から供給される電力によりサブバッテリ44を充電する制御を行うものであり、これにより、サブバッテリ44は作業車が作動している間において継続的に充電されるようになっている。   The main charger 42 can be connected to a commercial power source via an outlet 42a, and can convert AC power (for example, AC 200V) supplied from the commercial power source into DC power and charge the main battery 41 with an output voltage (DC voltage). In this way, the charging control unit is configured to be controlled. The sub-charger 46 performs control for charging the sub-battery 44 with the electric power supplied from the solar panel 27, the hydraulic oil generator 35 and the regenerative generators 37 and 39. The battery is continuously charged during operation.

このため後述するように、サブバッテリ44が満充電状態になると、これを監視しているサブ充電器46はソーラーパネル27,作動油発電機35および回生発電機37,39から供給される電力をメインバッテリ41に供給させ、メインバッテリ41を充電する構成となっている。   Therefore, as will be described later, when the sub-battery 44 is fully charged, the sub-charger 46 that monitors the sub-battery 44 uses the power supplied from the solar panel 27, the hydraulic oil generator 35, and the regenerative generators 37 and 39. The main battery 41 is supplied and charged.

以上のように構成されたパワーショベル車1の作動について以下に説明する。パワーショベル車1はオペレータキャビン15内のオペレータシート16に座ったオペレータが操作装置17を操作することによりその作動を行わせる。具体的には、中央部前方において床面から起立して設けられた2本の操作装置17が走行機構3,3を作動させるための走行操作レバーを構成し、オペレータシート16の座席の左右に設けられた左右一対の操作装置17がショベル機構12の操作を行うための作業操作レバーを構成する。   The operation of the power shovel 1 configured as described above will be described below. The power shovel 1 is operated by an operator sitting on an operator seat 16 in an operator cabin 15 by operating an operating device 17. Specifically, two operating devices 17 provided upright from the floor in front of the central portion constitute a traveling operation lever for operating the traveling mechanisms 3 and 3, and are provided on the left and right sides of the seat of the operator seat 16. A pair of left and right operating devices 17 provided constitutes a work operating lever for operating the shovel mechanism 12.

このため、走行操作レバー17を操作すれば、その操作信号に基づいてコントロールバルブ34の作動が制御され、走行油圧モータ36への作動油圧供給制御が行われ、左右の走行機構3,3を駆動させてパワーショベル車1を走行させる制御が行われる。なお、このようにしてパワーショベル車1を走行させる制御を行っている場合において、これを減速走行させるときには、回生発電機37によりエネルギー回生を行わせて減速トルクを発生させる。このようにして回生発電機37により発電された電力はサブ充電器46を介してサブバッテリ44に供給されてこれを充電する。なお、このとき、操作に応じてメインバッテリ41から出力制御装置43によりポンプ用駆動モータ33に電力供給制御が行われ、このモータ33により油圧ポンプ32が駆動されて、作動油圧がコントロールバルブ34に供給されている。   Therefore, when the travel operation lever 17 is operated, the operation of the control valve 34 is controlled based on the operation signal, the hydraulic pressure supply control to the travel hydraulic motor 36 is performed, and the left and right travel mechanisms 3 and 3 are driven. Thus, the control for causing the power shovel vehicle 1 to travel is performed. In addition, in the case where the control for traveling the power shovel vehicle 1 is performed in this way, when the vehicle is decelerated, energy regeneration is performed by the regenerative generator 37 to generate deceleration torque. In this way, the electric power generated by the regenerative generator 37 is supplied to the sub-battery 44 via the sub-charger 46 to charge it. At this time, the power control is performed from the main battery 41 to the pump drive motor 33 by the output control device 43 according to the operation, and the hydraulic pump 32 is driven by the motor 33 so that the hydraulic pressure is supplied to the control valve 34. Have been supplied.

一方、作業操作レバー17を操作すれば、その操作信号に基づいてコントロールバルブ34の作動が制御され、ブレードシリンダ9a、ブームシリンダ24、アームシリンダ25、バケットシリンダ26および旋回油圧モータ38への作動油圧供給制御が行われ、ショベル機構12の作動や、旋回体11の旋回作動が行われる。このとき、旋回を停止させるときに回生発電機39によりエネルギー回生を行わせて旋回を減速させるとともに、このようにして回生発電機39により発電された電力はサブ充電器46を介してサブバッテリ44に供給されてこれを充電する。このときにおいても、操作に応じてメインバッテリ41から出力制御装置43によりポンプ用駆動モータ33に電力供給制御が行われ、このモータ33により油圧ポンプ32が駆動されて、作動油圧がコントロールバルブ34に供給されている。   On the other hand, when the work operation lever 17 is operated, the operation of the control valve 34 is controlled based on the operation signal, and the hydraulic pressure applied to the blade cylinder 9a, the boom cylinder 24, the arm cylinder 25, the bucket cylinder 26, and the swing hydraulic motor 38. Supply control is performed, and the operation of the shovel mechanism 12 and the turning operation of the revolving structure 11 are performed. At this time, when revolving is stopped, energy is regenerated by the regenerative generator 39 to decelerate the turn, and the power generated by the regenerative power generator 39 in this way is supplied to the sub battery 44 via the sub charger 46. To charge this. Even at this time, the power control is performed from the main battery 41 to the pump drive motor 33 by the output control device 43 according to the operation, and the hydraulic pump 32 is driven by the motor 33 so that the hydraulic pressure is supplied to the control valve 34. Have been supplied.

このようにしてパワーショベル車1の走行およびショベル機構12による作業が行われるとメインバッテリ41の電力が消費するため、その残容量が少なくなると、コンセント42aを商用電源に接続して商用電源からの電力をメイン充電器42を介してメインバッテリ41に供給してその充電が行われる。   When the excavator vehicle 1 travels and works by the excavator mechanism 12 in this way, the power of the main battery 41 is consumed. Therefore, when the remaining capacity is reduced, the outlet 42a is connected to the commercial power source and is connected to the commercial power source. Electric power is supplied to the main battery 41 via the main charger 42 to be charged.

一方、サブバッテリ46は、図示していないが、サブ充電器46を介して商用電源からの電力により充電が可能であるが、さらに、前述のように、ソーラーパネル27の発電電力や、回生発電機37,39の発電電力や、作動油発電機35の発電電力がサブ充電器46を介して供給されて充電されるようになっている。通常では、パワーショベル車1の走行およびショベル機構12による作業はメインバッテリ41の電力によりポンプ用駆動モータ33を駆動して行われる。このため、サブバッテリ46の電力消費はほとんどなく、これが満充電状態ではソーラーパネル27等の発電電力は充電に用いることができないため、サブ充電器46によりこの発電電力をメインバッテリ41に供給させて、メインバッテリ41の充電に用いるようになっている。   On the other hand, the sub-battery 46 is not shown, but can be charged with electric power from a commercial power source via the sub-charger 46. Furthermore, as described above, the generated power of the solar panel 27 and the regenerative power generation The power generated by the machines 37 and 39 and the power generated by the hydraulic oil generator 35 are supplied via the sub-charger 46 and charged. Normally, the traveling of the power shovel vehicle 1 and the work by the shovel mechanism 12 are performed by driving the pump drive motor 33 by the power of the main battery 41. For this reason, there is almost no power consumption of the sub-battery 46. Since the generated power of the solar panel 27 or the like cannot be used for charging in the fully charged state, the sub-charger 46 supplies this generated power to the main battery 41. The main battery 41 is used for charging.

なお、パワーショベル車1の走行およびショベル機構12による作業によりメインバッテリ41の電力が消費されてその残容量が小さくなったときには、接続切換器45によりサブバッテリ44をメインバッテリ41に接続し、サブバッテリ44によりメインバッテリ41の充電を行わせる。もしくは、メインバッテリ41の残容量が無くなったときには、接続切換器45によりサブバッテリ44を出力制御装置43に接続させ、サブバッテリ44の電力を出力制御装置43により制御してポンプ用駆動モータ33に供給してこれを駆動させる。この結果、メインバッテリ41の残容量が無くなった場合には、サブバッテリ44の電力を用いてポンプ用駆動モータ33を駆動し、左右の走行機構3,3を駆動してパワーショベル車1を充電設備のあるところまで走行させ、この充電設備によりメインバッテリ41の充電を行うという対処が可能である。サブバッテリ44はこのような役割を果たすものであるため、前述のようにその容量はメインバッテリ41に比べて小さなものになっている。   When the power of the main battery 41 is consumed by the traveling of the power shovel 1 and the work by the shovel mechanism 12 and the remaining capacity is reduced, the sub battery 44 is connected to the main battery 41 by the connection switch 45, and The main battery 41 is charged by the battery 44. Alternatively, when the remaining capacity of the main battery 41 runs out, the connection switch 45 connects the sub battery 44 to the output control device 43, and the power of the sub battery 44 is controlled by the output control device 43 to the pump drive motor 33. Supply and drive this. As a result, when the remaining capacity of the main battery 41 is exhausted, the pump drive motor 33 is driven using the power of the sub-battery 44, and the left and right traveling mechanisms 3, 3 are driven to charge the power shovel vehicle 1. It is possible to take a measure of traveling to a place where the facility is located and charging the main battery 41 with this charging facility. Since the sub-battery 44 plays such a role, the capacity thereof is smaller than that of the main battery 41 as described above.

次に、本発明の実施形態の変形例を図3を参照して説明する。この実施形態においては、走行機構3の駆動、すなわち駆動用スプロケットホイール5を電動モータ51により駆動して走行装置2による走行を行わせるようになっている。さらに、旋回体11を電動モータ52により駆動して旋回させるようになっている。なお、これ以外の構成は図2の構成と同一であるので、同一部分には同一番号を付してその説明を省略する。   Next, a modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the traveling mechanism 3 is driven, that is, the driving sprocket wheel 5 is driven by the electric motor 51 so that the traveling device 2 travels. Further, the revolving unit 11 is driven to rotate by the electric motor 52. Since the configuration other than this is the same as the configuration of FIG. 2, the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

これら電動モータ51,52はモータジェネレータから構成されており、出力制御装置43を介してメインバッテリ41(もしくはサブバッテリ44)からの電力供給を受けて駆動されるが、走行装置2による減速走行時にはその減速力をうけて電動モータ51が発電機として作用し、その発電電力がサブ充電器46を介してサブバッテリ44に供給されてこれを充電する。同様に、旋回体11の減速旋回時にその減速力を受けて電動モータ52が発電機として作用し、その発電電力がサブ充電器46を介してサブバッテリ44に供給されてこれを充電する。   These electric motors 51 and 52 are constituted by motor generators, which are driven by power supply from the main battery 41 (or the sub-battery 44) via the output control device 43. The electric motor 51 acts as a generator upon receiving the deceleration force, and the generated power is supplied to the sub-battery 44 via the sub-charger 46 to charge it. Similarly, when the turning body 11 is decelerated and turned, the electric motor 52 acts as a generator upon receiving the deceleration force, and the generated power is supplied to the sub-battery 44 via the sub-charger 46 to charge it.

なお、本発明に係る電気駆動式作業車は以上説明したような電気駆動方式のみの構成に限られるものではなく、走行装置および油圧ユニットを駆動するエンジンも備えたハイブリッド駆動方式としても良い。     The electric drive work vehicle according to the present invention is not limited to the configuration of only the electric drive method as described above, and may be a hybrid drive method including an engine for driving the traveling device and the hydraulic unit.

本発明に係る電気駆動式作業車の一例として示すパワーショベル車の斜視図である。1 is a perspective view of a power shovel vehicle as an example of an electrically driven work vehicle according to the present invention. 上記パワーショベル車の第1実施形態に係る油圧ユニットおよび電源システムのブロック図である。It is a block diagram of the hydraulic unit and power supply system concerning a 1st embodiment of the above-mentioned power shovel vehicle. 上記パワーショベル車の第2実施形態に係る油圧ユニットおよび電源システムのブロック図である。It is a block diagram of the hydraulic unit and power supply system concerning a 2nd embodiment of the above-mentioned power shovel vehicle.

符号の説明Explanation of symbols

1 パワーショベル車(電気駆動式作業車)
12 ショベル機構(作業装置)
27 ソーラーパネル(太陽光発電手段)
30 油圧ユニット
33 ポンプ用電動モータ
34 コントロールバルブ
35 作動油発電器
37,39 回生発電器
41 メインバッテリ
44 サブバッテリ
45 接続切換器
1 Excavator vehicle (electrically driven work vehicle)
12 Excavator mechanism (working device)
27 Solar panel (photovoltaic means)
30 Hydraulic unit 33 Electric motor 34 for pump 34 Control valve 35 Hydraulic oil generator 37, 39 Regenerative generator 41 Main battery 44 Sub battery 45 Connection switcher

Claims (8)

走行装置を有して走行可能な車体と、
前記車体に設けられた作業装置と、
前記作業装置を駆動する油圧ユニットと、
前記油圧ユニットを駆動するための電動モータと、
前記電動モータに駆動電力を供給して前記電動モータを駆動するメインバッテリとを備える電気駆動式作業車であって、
前記メインバッテリより高電圧の定格電圧を有し、前記メインバッテリを充電可能なサブバッテリと
前記サブバッテリを前記電動モータおよび前記メインバッテリに選択的に接続する接続切換手段を有し、
前記接続切換手段により前記サブバッテリ前記電動モータ接続させて前記サブバッテリからの電力供給により前記電動モータを駆動可能であるとともに、前記サブバッテリ前記メインバッテリ接続させて前記サブバッテリからの電力供給により前記メインバッテリを充電可能であることを特徴とする電気駆動式作業車。
A vehicle body capable of traveling with a traveling device;
A working device provided on the vehicle body;
A hydraulic unit for driving the working device;
An electric motor for driving the hydraulic unit;
An electrically driven work vehicle comprising: a main battery for driving the electric motor by supplying driving power to the electric motor ;
A sub-battery having a higher rated voltage than the main battery and capable of charging the main battery ;
And a connection switching means for selectively connecting the sub-battery to the electric motor and the main battery,
By the connection switching means, wherein the drivable electric motor Der by electric power supply to the sub-battery from the sub battery is connected to the electric motor Rutotomoni, the sub-battery to the sub battery is connected to the main battery An electrically driven work vehicle characterized in that the main battery can be charged by supplying electric power from the vehicle.
前記車体に設けられた発電手段と、
前記発電手段から供給される発電電力を前記サブバッテリに供給して前記サブバッテリを充電するサブバッテリ充電制御手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載の電気駆動式作業車。
Power generation means provided on the vehicle body;
Electrically driven working vehicle according to claim 1, characterized in Rukoto a sub-battery charging control means for charging the sub-battery generated electric power to be supplied is supplied to the sub-battery from the power generating means.
前記発電手段が、太陽光エネルギーを受けて発電する太陽光発電手段であることを特徴とする請求項2に記載の電気駆動式作業車。 The electrically driven work vehicle according to claim 2, wherein the power generation means is a solar power generation means that generates power by receiving solar energy . 前記発電手段が前記走行装置が受ける被駆動エネルギーを回生発電するエネルギー回生手段であることを特徴とする請求項2に記載の電気駆動式作業車。 The power generating means, electrically driven working vehicle according to claim 2, characterized in that a driven energy the traveling device receives an energy recovery unit for regeneration. 前記発電手段が前記油圧ユニットから供給される作動油により駆動されて発電を行う作動油発電手段であることを特徴とする請求項2に記載の電気駆動式作業車。 The power generating means, electrically driven working vehicle according to claim 2, characterized in that a hydraulic oil power generating means for generating power by being driven by a hydraulic fluid supplied from the hydraulic unit. 前記車体が、前記走行装置に旋回自在に設けられた旋回体を有し、
前記発電手段が前記旋回体が受ける被駆動エネルギーを回生発電するエネルギー回生手段であることを特徴とする請求項2に記載の電気駆動式作業車。
Said body has a pivoting member provided pivotally on the traveling device,
The power generating means, electrically driven working vehicle according to claim 2, characterized in that a driven energy the rotating body receives the energy regenerating means for regenerating power.
前記サブバッテリ充電制御手段は、前記サブバッテリが満充電状態となったときに前記発電手段から供給される発電電力を前記メインバッテリに供給して前記メインバッテリ充電することを特徴とする請求項2〜6のいずれかに記載の電気駆動式作業車。 The sub-battery charging control means, wherein said when the sub-battery is fully charged state, the generated power supplied from the power generating means is supplied to said main battery, wherein the charging the main battery Item 7. The electrically driven work vehicle according to any one of Items 2 to 6. 前記走行装置および前記油圧ユニットを駆動するエンジンも備えたハイブリッド駆動方式に構成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の電気駆動式作業車。   The electrically driven work vehicle according to any one of claims 1 to 7, wherein the electric drive work vehicle is configured in a hybrid drive system including an engine that drives the traveling device and the hydraulic unit.
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