WO2020059164A1 - 電動式建設機械 - Google Patents

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WO2020059164A1
WO2020059164A1 PCT/JP2019/002162 JP2019002162W WO2020059164A1 WO 2020059164 A1 WO2020059164 A1 WO 2020059164A1 JP 2019002162 W JP2019002162 W JP 2019002162W WO 2020059164 A1 WO2020059164 A1 WO 2020059164A1
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WO
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battery
space
base plate
air
charging port
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Application number
PCT/JP2019/002162
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English (en)
French (fr)
Inventor
美帆 富澤
善之 高野
Original Assignee
株式会社小松製作所
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Publication date
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    • E02F9/207—Control of propulsion units of the type electric propulsion units, e.g. electric motors or generators
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an electric construction machine.
  • This application claims the priority of Japanese Patent Application No. 2018-176016 filed on September 20, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Literature 1 discloses an electric hydraulic excavator as an example of an electric construction machine.
  • the electric hydraulic excavator includes an electric motor driven by a battery instead of the engine of the conventional hydraulic excavator.
  • a battery unit having a number of batteries is provided at a rear portion of the upper swing body of the electric hydraulic excavator.
  • the battery unit is covered by an outer cover.
  • the battery unit when charging the battery unit, the battery generates heat due to current flowing through the battery. Therefore, it is necessary to cool the battery. On the other hand, since the battery unit is a high-voltage device, careless access to the battery unit is not preferable.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an electric construction machine that can appropriately cool a battery during charging and improve safety. I do.
  • An electric construction machine includes a base plate extending in a horizontal direction, a battery box provided on the base plate and having a housing space formed therein, and a plurality of batteries housed in the housing space.
  • a battery unit having a battery fan that circulates air into the housing space so as to penetrate the battery box; and a battery unit that is provided in a space on the air discharge side of the battery unit, from outside the battery.
  • the battery can be appropriately cooled at the time of charging, and the safety can be improved.
  • FIG. 1 is a side view of an electric hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is a schematic plan view showing an internal structure of an upper swing body of an electric hydraulic shovel according to an embodiment of the present invention. It is a typical left view which shows the internal structure of the upper revolving super structure of the electric hydraulic shovel which concerns on embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic right side view showing an internal structure of an upper swing body of an electric hydraulic shovel according to an embodiment of the present invention. It is a longitudinal section at the rear of an electric hydraulic shovel according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is a cross-sectional view of an electric hydraulic shovel battery unit according to an embodiment of the present invention. It is a horizontal sectional view of an electric hydraulic shovel battery unit concerning an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of a battery case in the electric hydraulic shovel battery unit according to the embodiment of the present invention.
  • an electric hydraulic excavator 200 as an example of an electric construction machine includes a lower traveling body 210 and an upper swing body 220.
  • the direction in which gravity acts when the electric hydraulic excavator 200 is installed on a horizontal plane is referred to as a vertical direction.
  • the lower traveling body 210 has a pair of crawler belts 211.
  • the traveling direction of the lower traveling body 210 is referred to as the front-rear direction
  • the front side in the traveling direction (the normal forward direction, the side provided with the blades 212 below)
  • the rear in the traveling direction opposite to the front is referred to as the rear.
  • the right side in the forward direction is referred to as “right”
  • the left side is referred to as “left”.
  • the crawler belt 211 is provided with a pair on the left and right.
  • a blade 212 is provided as a soil discharge plate extending in the vehicle width direction of the lower traveling body 210 (hereinafter, simply referred to as the width direction).
  • the height position of the blade 212 is adjustable by being driven by a hydraulic cylinder.
  • the upper revolving unit 220 is provided on the lower traveling unit 210.
  • the upper revolving unit 220 is connected to the lower traveling unit 210 via a swing circle 215.
  • the swing circle 215 has an annular shape centered on a pivot axis extending in the vertical direction.
  • the upper revolving unit 220 can be pivoted about the pivot axis with respect to the lower traveling unit 210 by the swing circle 215.
  • the upper revolving unit 220 includes a work machine 221, an operating space 80, a revolving frame 10, a portal frame 20, a battery unit 40, front and rear partition walls 48, an inverter 36, a power delivery unit 37, a charging port 38, an electric motor 39, and a hydraulic pump. 51, a hydraulic valve 52, an operation pattern switching unit 53, a turning motor 70, a cooling unit 61, an auxiliary battery 64, a protector 95, and an outer cover 100.
  • the work machine 221 has a boom 222, an arm 223, and a bucket 224, as shown in FIG.
  • the work machine 221 performs various operations such as excavation by driving the boom 222, the arm 223, and the bucket 224 by respective hydraulic cylinders.
  • width direction of the upper swing body 220 in a state where the work implement 221 faces the front of the electric hydraulic excavator 200 will be simply referred to as “width direction”.
  • the direction toward the center in the width direction is referred to as “width-direction inside”, and the direction from the center in the width direction to the left (one side in the width direction) or the right side (the other side in the width direction) is referred to as “outside in the width direction”.
  • the operating space 80 is a portion where an operator boards and the operator operates the electric hydraulic excavator 200. As shown in FIG. 1, the operating space 80 is provided at the front of the upper revolving structure 220 and at the upper left position.
  • the operating space 80 includes a floor panel 81 forming a floor surface, and a floor panel 81. And a driver's seat 84 provided above and behind the driver's seat.
  • the operating space 80 is provided with a console box containing a controller and the like, various levers, and pedals.
  • the upper part of the driving space 80 is covered by a canopy 90.
  • the rear part of the canopy 90 is fixed to the upper end of the portal frame 20.
  • the revolving frame 10 has a base plate 11, a horizontal partition plate 12, a front vertical partition plate 13, a front reinforcing plate 14, a bracket 15, and a rear vertical partition plate 16 as a spacer. ing.
  • the base plate 11 is a plate-shaped member extending in the horizontal direction. That is, the base plate 11 extends in the front-rear direction and the width direction.
  • the lower surface of the base plate 11 is fixed on the swing circle 215. Thereby, the turning frame 10 is supported by the swing circle 215 from below.
  • the horizontal partition plate 12 is a plate-shaped member that protrudes upward from the upper surface of the base plate 11 and extends in the width direction.
  • the horizontal partition plate 12 extends with the width direction as the longitudinal direction.
  • the horizontal partition plate 12 is disposed at a portion on the front side of the center of the base plate 11 in the front-rear direction.
  • the horizontal partition plate 12 extends over both ends in the width direction of the base plate 11, that is, over both left and right ends.
  • the front vertical partition plate 13 is a plate-like member that protrudes from the upper surface of the base plate 11 and extends in the front-rear direction.
  • a pair of front vertical partition plates 13 are provided on the upper surface of the base plate 11 on the front side of the horizontal partition plate 12 and are separated from each other in the width direction. That is, a pair of front vertical partition plates 13 is provided at intervals on the left and right.
  • Each of the pair of front vertical partition plates 13 is disposed on the inner side in the width direction from both ends in the width direction of the base plate 11.
  • the front vertical partition plate 13 has a rear end connected to a surface facing the front side of the horizontal partition plate 12. That is, the front vertical partition plate 13 is provided so as to extend forward from the horizontal partition plate 12. As shown in FIG. 2, the pair of front vertical partition plates 13 are provided so as to approach each other from the rear end, which is the connection point with the horizontal partition plate 12, toward the front.
  • the front reinforcing plate 14 is integrally fixed to the pair of front vertical partition plates 13 at the front of the pair of front vertical partition plates 13.
  • the bracket 15 is fixed to the front ends of the pair of front vertical partition plates 13 and the front reinforcing plate 14.
  • the work implement 221 is supported on the base plate 11 via the bracket 15.
  • the rear vertical partition plate 16 is a plate-like member that protrudes from the upper surface of the base plate 11 and extends in the front-rear direction.
  • a pair of rear vertical partition plates 16 are provided on the upper surface of the base plate 11 behind the horizontal partition plate 12 and are spaced apart from each other in the width direction. That is, a pair of rear vertical partition plates 16 are provided on the left and right.
  • the interval between the pair of rear vertical partition plates 16 in the width direction is larger than the interval between the rear ends of the pair of front vertical partition plates 13 in the width direction.
  • the portal frame 20 is fixed on the base plate 11, as shown in FIGS.
  • the portal frame 20 has a pair of pillar portions 21 and beam portions 22.
  • the pair of pillar portions 21 are provided behind the horizontal partition plate 12 on the base plate 11 and are spaced apart in the width direction.
  • the pillar 21 extends in the up-down direction, and the lower end is fixed to the base plate 11.
  • the beam 22 extends in the width direction over the upper ends of the pair of pillars 21.
  • the beam portion 22 is provided above the upper surface of the base plate 11 with a distance from the upper surface.
  • the pair of pillar portions 21 and beam portions 22 are fixed integrally.
  • the portal frame 20 has an inverted U shape when viewed from the front-back direction.
  • the battery unit 40 is a power source for the electric hydraulic excavator 200. As shown in FIGS. 2 to 7, the battery unit 40 is provided near the center of the rear portion on the base plate 11.
  • the battery unit 40 of the present embodiment includes a battery box 41, a battery 43, a sensor box 44, a first lid 45a, a second lid 45b, and a battery fan 46.
  • the battery box 41 houses a plurality of batteries 43 as shown in FIG.
  • the battery box 41 is configured by vertically stacking a plurality of battery cases 42.
  • Each of the battery cases 42 includes a frame 42a, a vertical partition wall 42b, and a support plate 42c, as shown in FIGS.
  • the frame body 42a is a frame-shaped member in plan view, and has a rectangular shape whose sides are aligned in the front-rear direction and the width direction.
  • the frame body 42a is configured by connecting four plates extending along each side of the rectangular shape and extending in the vertical direction.
  • a pair of vertical partition walls 42b is provided to extend in the front-rear direction inside the frame body 42a.
  • the pair of vertical partition walls 42b are arranged at intervals in the width direction.
  • the front and rear ends of the pair of vertical partition walls 42b are integrally fixed to the frame 42a.
  • the space inside the frame body 42a is partitioned in the width direction into two spaces, a left space S1 and a right space S2, by the pair of vertical partition walls 42b.
  • the support plate 42c is provided on both sides in the width direction and at the lower end of each of the left space S1 and the right space S2.
  • the support plate 42c extends over the front end and the rear end of the frame 42a.
  • a hole penetrating vertically may be formed in the support plate 42c.
  • a pair of support plates 42c of the left space S1 is provided so as to protrude into the left space S1 from the lower end of the plate constituting the left side of the frame 42a and the lower end of the left vertical partition wall 42b.
  • the left space S1 communicates downward through a space between the pair of support plates 42c.
  • a pair of support plates 42c of the right space S2 is provided so as to protrude into the right space S2 from the lower end of the plate constituting the right side of the frame 42a and the lower end of the right vertical partition wall 42b.
  • the right space S2 communicates downward through a space between the pair of support plates 42c.
  • the battery box 41 is configured by stacking four such battery cases 42 vertically. A pair of side surfaces and a back surface of the four battery cases 42 are flush with each other to form a pair of side surfaces 41a and a back surface 41b of the battery box 41.
  • the front surfaces of the three battery cases 42 except for the uppermost battery case 42 are flush with each other, forming a first front surface 41c of the battery box 41.
  • the uppermost battery case 42 of the plurality of battery cases 42 has a shorter dimension in the front-rear direction than the other battery cases 42. For this reason, the front surface of the uppermost battery case 42 is disposed so as to be retracted from the front surfaces of the lower three battery cases 42.
  • the front surface of the uppermost battery case 42 is the second front surface 41 d of the battery box 41. At the front of the second battery case 42 from the top, the uppermost battery case 42 is not stacked.
  • the left space S1 of each battery case 42 is communicated to form a left housing space R1 in the battery box 41.
  • the right accommodation space R2 is formed in the battery box 41 by communicating the right space S2 of each battery case 42.
  • the accommodation space R in the battery box 41 is configured by the left accommodation space R1 and the right accommodation space R2.
  • the battery box 41 is disposed on the pair of left and right rear vertical partition plates 16 in the front-rear direction.
  • a pair of side surfaces 41a of the battery box 41 are arranged along the left and right rear vertical partition plates 16, respectively.
  • the battery box 41 is arranged above the base plate 11 at a distance from the base plate 11 by the rear vertical partition plate 16. Accordingly, a lower space L extending over the entire bottom of the battery box 41 is formed between the battery box 41 and the base plate 11.
  • the lower end of the accommodation space R communicates with the lower space L over the entire area.
  • a plurality of batteries 43 are housed in a housing space R inside the battery box 41.
  • the battery 43 has a box shape extending in the front-rear direction, the vertical direction, and the width direction.
  • the batteries 43 are arranged in a line in the front-rear direction in each of the right space S2 and the left space S1 of each battery case 42.
  • portions on both sides in the width direction on the lower surface of each battery 43 are respectively supported from below by a support plate 42c. That is, each battery 43 is arranged so as to extend over the pair of support plates 42c.
  • the batteries 43 adjacent to each other in the front-rear direction are arranged at intervals in the front-rear direction. Thereby, a gap is formed between these batteries 43.
  • the batteries 43 of the battery case 42 stacked vertically are arranged at the same front-back direction position. Therefore, a plurality of air flow passages F extending in the up-down direction over the upper end and the lower end of the accommodation space R are formed in the accommodation space R by the gap between the batteries 43.
  • the batteries 43 arranged in the left housing space R1 are electrically connected to each other in series.
  • the batteries 43 arranged in the right accommodation space R2 are electrically connected to each other in series.
  • the battery circuit of the battery unit 40 of the present embodiment is a left and right two parallel circuit.
  • the sensor box 44 is provided so as to protrude further rearward from the back surface of each battery case 42.
  • the sensor box 44 has a box shape extending in the width direction.
  • Various sensors, contactors, and the like are housed inside the sensor box 44.
  • the uppermost sensor box 44 is provided with a service plug 44a so as to protrude rearward from the sensor box 44. By pulling out the service plug 44a, the battery circuit of the battery unit 40 is shut off.
  • a battery module is constituted by the battery case 42, the battery 43 accommodated in the battery case 42, and the sensor box 44 provided in the battery case 42.
  • the battery unit 40 is configured by stacking a plurality of battery modules.
  • the first lid 45a and the second lid 45b close the accommodation space R in the battery box 41 from above.
  • the first lid portion 45a closes a front portion 42d (see FIGS. 2 and 3) of the second battery case 42 from the top from above.
  • the second lid 45b closes the uppermost battery case 42 from above.
  • a pair of holes H are formed in the first lid 45a and the second lid 45b at intervals in the width direction.
  • the battery fan 46 is provided on the first lid 45a and the second lid 45b as shown in FIG.
  • the battery fan 46 protrudes upward from the upper surfaces of the first lid 45a and the second lid 45b.
  • the battery fan 46 allows air to flow through the storage space R so as to penetrate the storage space R in the battery box 41 from below to above.
  • the battery fan 46 is a so-called sirocco fan, and has a fan body 46a and a fan cover 46b.
  • the fan main body 46a is a fan that is driven to rotate about an axis extending in the vertical direction, and is provided in the holes of the first lid 45a and the second lid 45b. .
  • the fan body 46a allows the air to flow upward from below by being driven to rotate.
  • the fan cover 46b is a member that covers the fan main body 46a from above, and deflects the air flowing upward through the fan main body 46a in the horizontal direction and discharges the air.
  • the fan cover 46b of the battery fan 46 provided on the first lid 45a discharges air outward in the width direction.
  • the fan cover 46b of the battery fan 46 provided on the second lid portion 45b discharges air rearward.
  • the base plate 11 is formed with an air introduction hole 11a penetrating the base plate 11 up and down and communicating the lower space L with the space below the base plate 11.
  • the lower space L is provided with a cover 11b which covers the air introduction hole 11a from the rear side to the upper side and the front side.
  • the air introduction hole 11a communicates with the lower space L via an opening at the front of the cover 11b.
  • a plurality of inclined plates 11c for preventing water from entering from below are provided at intervals in the front-rear direction.
  • the inclined plate 11c extends obliquely rearward as it goes upward from below.
  • ⁇ Front and rear partition walls> As shown in FIG. 5, in front of the battery unit 40, a space in which the battery unit 40 is accommodated, an operating space 80 in front of the battery unit 40, and a front / rear partition wall 48 for dividing the front and rear are provided.
  • the driver's seat partition wall includes an upper wall portion 48a, a horizontal wall portion 48b, and a lower wall portion 48c.
  • the upper wall portion 48a extends in the vertical direction so as to face the second front surface 41d of the battery box 41.
  • the horizontal wall portion 48b extends forward from the lower end of the upper wall portion 48a while facing the first lid portion 45a.
  • the battery fan 46 is disposed between the horizontal wall 48b and the first lid 45a.
  • the lower wall portion 48c extends downward from the front end of the horizontal wall portion 48b while facing the first front surface 41c of the battery box 41.
  • the inverter 36 is provided on the second cover 45b of the battery unit 40 via a frame-shaped carrier 36a, as shown in FIGS. Inverter 36 converts DC power supplied from battery unit 40 to AC power.
  • the power delivery unit 37 is provided on the right side of the battery unit 40, as shown in FIGS.
  • the front surface of the power delivery unit 37 is arranged behind the column 21 on the right side of the portal frame 20 with an interval.
  • the lower end of the power delivery unit 37 is fixed on the base plate 11.
  • the power delivery unit 37 supplies the DC power charged in the battery unit 40 to the inverter 36. That is, the DC power from the battery unit 40 is supplied to the inverter 36 via the power delivery unit 37.
  • the power delivery unit 37 is provided with various electric devices such as a contactor, a DC-DC converter, and a vehicle-mounted charger.
  • the charging port 38 is provided above the battery unit 40 which is on the downstream side (air discharging side) in the air flow direction in the battery box 41.
  • the charging port 38 is fixed to a carrier 36 a fixed on the second upper surface 31 e of the battery unit 40, similarly to the inverter 36.
  • the charging port 38 is disposed immediately above the sensor box 44.
  • the charging port 38 is composed of two parts, a normal charging port 38a and a quick charging port 38b.
  • a normal charging connector is externally connected to the normal charging port 38a. Power from the normal charging connector is supplied to the battery unit 40 via the normal charger and the contactor of the power delivery unit 37.
  • a quick charging connector is connected to the quick charging port 38b from outside. Power from the quick charge connector is supplied to the battery unit 40 via the contactor of the power delivery unit 37.
  • the battery unit 40, the inverter 36, and the charging port 38 are electrically connected by the power delivery unit 37.
  • the electric motor 39 is driven by AC power supplied from the inverter 36.
  • the electric motor 39 is provided on the left side of the battery unit 40, as shown in FIGS.
  • the electric motor 39 is provided such that the drive shaft extends in the front-rear direction.
  • the hydraulic pump 51 discharges hydraulic oil by being driven with the rotation of the drive shaft of the electric motor 39.
  • the hydraulic pump 51 is provided on the base plate 11 in front of the electric motor 39 and near the front and rear positions of the horizontal partition plate 12.
  • the hydraulic pump 51 is arranged so that the rotation axis extends in the front-rear direction.
  • the hydraulic pump 51 is supported by a support (not shown) and is provided above the base plate 11 with an interval.
  • the axis of the rotation shaft of the hydraulic pump 51 extends in the front-rear direction so as to coincide with the rotation axis of the drive shaft of the electric motor 39.
  • the rotation shaft of the hydraulic pump 51 is connected to the drive shaft of the electric motor 39.
  • the hydraulic valve 52 is provided on the base plate 11 on the left side of the front vertical partition plate 13 and on the front side of the horizontal partition plate 12.
  • the hydraulic valve 52 is connected to the hydraulic pump 51.
  • the hydraulic valve 52 distributes hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 51 to hydraulic devices such as various hydraulic cylinders.
  • the operation pattern switching unit 53 is connected to the hydraulic valve 52, and changes the setting destination of the hydraulic oil by the hydraulic valve 52 when the setting is changed by a maintenance worker. As a result, the hydraulic cylinder that is moved by the driver's operation of various levers is changed. As a result, the operation patterns of various lever operations by the driver can be switched. As shown in FIG. 2, the operation pattern switching unit 53 is disposed on the left side (outside in the width direction) of the hydraulic valve 52 in plan view.
  • the swing motor 70 is a hydraulically driven motor that is rotationally driven by hydraulic oil supplied from the hydraulic valve 52.
  • the turning motor 70 is provided at a position between the pair of front vertical partition plates 13 in the base plate 11 so as to penetrate the base plate 11.
  • the axis of the rotation shaft of the swing motor 70 is aligned with the vertical direction.
  • the cooling unit 61 is provided on the front side of the horizontal partition plate 12 and on the right side of the right front vertical partition plate.
  • the cooling unit 61 includes a cooling fan 62 that is driven to rotate, and a heat exchange unit 63 including a radiator and an oil cooler.
  • the auxiliary battery 64 is provided below the cooling unit 61 on the base plate 11, as shown in FIG.
  • the accessory battery 64 supplies power to accessories such as lights and various controllers.
  • the auxiliary battery 64 is charged via the DC-DC converter of the power delivery unit 37.
  • the oil tank 65 is arranged in front of the cooling unit 61 as shown in FIG. Hydraulic oil supplied to the hydraulic motor is stored in the oil tank 65.
  • the protector 95 is provided with a pair at both rear and lower corners of the upper swing body 220 at intervals in the width direction.
  • the protector 95 is formed of a high-strength member such as a steel material.
  • the protectors 95 are integrally fixed to the corners on both sides of the rear end of the base plate 11 and extend upward.
  • the protector 95 protects the upper revolving unit 220 from an impact when a rear portion collides during the revolving operation of the upper revolving unit 220.
  • the exterior cover 100 is a cover that forms the outer shape of the upper swing body 220, as shown in FIG. Various devices of the upper swing body 220 are accommodated inside the outer cover 100.
  • the exterior cover 100 has a left cover 120, a right cover 130, and a rear cover 110.
  • the left cover 120 forms the left part of the exterior cover 100 as shown in FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 2, the left cover 120 covers the hydraulic pump 51, the hydraulic valve 52, and the operation pattern switching unit 53 from the left side.
  • the right cover 130 forms the right side portion of the exterior cover 100 as shown in FIGS.
  • the right cover 130 covers the cooling unit 61, the auxiliary battery 64, and the oil tank 65.
  • the right cover 130 has an intake hole (not shown) for introducing air into the cooling unit 61 and an exhaust hole (not shown) for discharging air passing through the cooling unit 61.
  • the rear cover 110 forms a rear part of the exterior cover 100.
  • the rear cover 110 covers the battery unit 40, the inverter 36, the power delivery unit 37, the charging port 38, and the electric motor 39, as shown in FIG.
  • the rear cover 110 has an opening / closing part 111 as shown in FIG.
  • the opening / closing portion 111 is a portion corresponding to the rear end and the upper end of the rear cover 110, and is provided at the center in the width direction.
  • the opening / closing part 111 is provided at the upper end of the rear cover 110 so as to be rotatable around a rotation axis O along the width direction.
  • the opening / closing unit 111 is provided at a position corresponding to the charging port 38 when viewed from the rear side.
  • the opening / closing section 111 is provided rotatably between a closed position and an open position.
  • the closed position is a position where the opening / closing portion 111 extends downward and rearward from the rotation axis O to isolate the charging port 38 from the outside of the rear cover 110.
  • the open position is a position at which the charging port 38 is exposed to the outside of the rear cover 110 by rotating the opening / closing unit 111 about the rotation axis O upward from the closed position.
  • the rear cover 110 is located above the battery unit 40 when viewed from the rear side. When the opening / closing part 111 is closed, the outer shape of the rear cover 110 forms a rear part integrally.
  • the access port to the charging port 38 formed by opening the opening / closing section 111 of the outer cover is formed by the air that has cooled the battery 43 or generated air. It can be used as an outlet for hydrogen gas.
  • the battery 43 can be appropriately cooled without heat remaining inside the exterior cover.
  • the area on the rear side of the upper swing body 220 covered by the rear cover 110 of the outer cover is an area where high-voltage devices such as the battery unit 40 are arranged, and is closed so that it cannot be inadvertently accessed.
  • an access port to the charging port 38 formed by opening the opening / closing section 111 can be used as an air outlet. Therefore, there is no need to separately form an air outlet in the rear cover 110, and the battery unit 40 can be appropriately isolated from the outside.
  • the charging port 38 only needs to have a minimum opening area necessary for charging. Therefore, it is possible to improve the safety against a high voltage while appropriately cooling the battery 43 during charging.
  • the battery fan 46 allows the air to flow through the battery box 41 from below to above. If air is circulated so as to penetrate the battery box 41 in the width direction, the following inconvenience occurs. That is, electric devices that generate heat, such as the electric motor 39 and the power delivery unit 37, are arranged outside the battery box 41 in the width direction. Lower.
  • the battery 43 can be appropriately cooled by the air that does not touch other devices by circulating the air from below to inside the battery box 41.
  • the charging port 38 is provided above the battery unit 40, and accordingly, an opening / closing unit 111 serving as an access port to the charging port 38 is also provided above the battery unit 40. Therefore, the air that has taken heat from the battery 43 by flowing upward from below in the battery box 41 can be discharged to the outside via the access port to the charging port 38 as it is.
  • an air flow passage F extending over the upper end and the lower end of the housing space R is formed between the batteries 43 by the arrangement of the plurality of batteries 43.
  • the batteries 43 can be uniformly and appropriately cooled. Since the air flow passage F extends linearly, air resistance is low and air can flow without stagnation.
  • the air that has entered from below into the air introduction holes 11 a formed in the base plate 11 enters the lower space L before entering the accommodation space R in the battery unit 40.
  • the air that has entered the lower space L spreads in the horizontal direction according to the upper surface of the base plate 11, so that the air can be spread evenly over the entire lower end of the housing space R. This allows air to uniformly enter each of the air flow passages F, so that the entire battery unit 40 can be properly cooled without heat being biased in the horizontal direction.
  • the battery fan 46 is fixed to the lid 45 that closes the storage space R from above, power supply and maintenance for the battery fan 46 are performed, for example, as compared with the case where the battery fan 46 is placed below. It can be done easily. Further, the battery fan 46 discharges air in a direction along the upper surface of the lid 45. Accordingly, it is possible to suppress an increase in pressure loss due to the air discharged from the battery fan 46 colliding with the structure. Therefore, air can be circulated smoothly. Further, it is possible to prevent the air exhausted from the battery fan 46 provided in the second lid 45b from being directly supplied to the inverter 36 located above the air.
  • the air is circulated so as to penetrate the housing space R in the battery box 41 from below to above, but the present invention is not limited to this.
  • air may be circulated to penetrate in the width direction, or air may be circulated from front to rear.
  • the charging port 38 may be provided downstream of the battery box 41 in the air flow direction, and the opening / closing section 111 of the exterior cover may be provided corresponding to the charging port 38.
  • an air flow passage F extending in the penetrating direction between the batteries 43 may be formed between the batteries 43 in accordance with the penetrating direction of the air in the storage space R in the battery box 41.
  • the electric hydraulic excavator 200 has been described as an example of the electric construction machine, but the present invention is not limited to this.
  • the present invention may be applied to an electric shovel that also entirely drives the work machine 221 or the like, or an electric hydraulic shovel to which electric power is supplied from the outside via a cable. Further, the present invention may be applied to other electric construction machines.
  • the battery can be appropriately cooled at the time of charging, and the safety can be improved.
  • SYMBOLS 10 Revolving frame, 11 ... Base plate, 11a ... Air introduction hole, 11b ... Cover, 11c ... Inclined plate, 12 ... Horizontal partition plate, 13 ... Front vertical partition plate, 14 ... Front reinforcement plate, 15 ... Bracket, 16 ... rear vertical partition plate, 20 ... portal frame, 21 ... pillar, 22 ... beam, 36 ... inverter, 36a ... carrier, 37 ... power delivery unit, 38 ... charging port, 39 ... electric motor, 40 ...
  • battery unit 41 battery box, 41a, side, 41b, back, 41c, first front, 41d, second front, 42, battery case, 42a, frame, 42b, vertical partition, 42c, support plate, 43, battery 44, sensor box, 44a, service plug, 45a, first lid, 45b, second lid, 46, battery , 46a: Fan body, 46b: Fan cover, 48: Front and rear partition walls, 48a: Upper wall, 48b: Horizontal wall, 48c: Lower wall, 51: Hydraulic pump, 52: Hydraulic valve, 53: Operation pattern switching Unit, 61: cooling unit, 62: cooling fan, 63: heat exchange unit, 64: auxiliary battery 64, 65: oil tank, 70: turning motor, 80: operating space, 81: floor panel, 84: driver's seat, Reference numeral 90: canopy, 95: protector, 100: outer cover, 110: rear cover, 111: opening / closing section, 120: left cover, 130: right cover, 200: electric hydraulic excavator, 210: lower traveling body,

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Abstract

電動式建設機械は、ベースプレート（１１）と、該ベースプレート（１１）上に設けられて、バッテリボックス（４１）、複数のバッテリ（４３）、及び、バッテリ用ファン（４６）有するバッテリユニット（４０）と、充電口（３８）と、ベースプレート（１１）上でバッテリユニット（４０）及び充電口（３８）を覆う外装カバー（１００）と、を備え、外装カバー（１００）は、充電口（３８）を外部と遮断する閉塞位置と、充電口（３８）を外部に露出させる開放位置と、の間で開閉可能な開閉部（１１１）を有する。

Description

電動式建設機械
　本発明は、電動式建設機械に関する。
　本願は、２０１８年９月２０日に日本に出願された特願２０１８－１７６０１６号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　特許文献１には、電動式建設機械の一例として電動式油圧ショベルが開示されている。電動式油圧ショベルは、従来の油圧ショベルのエンジンに代えて、バッテリによって駆動される電動モータを備えている。
　電動式油圧ショベルの上部旋回体における後部には多数のバッテリを有するバッテリユニットが設けられている。バッテリユニットは、外装カバーによって覆われている。
特開２０１２－１９３３号公報
　ところで、バッテリユニットへの充電時には、バッテリに電流が流れることにより該バッテリが発熱する。そのため、バッテリの冷却を行う必要がある。一方で、バッテリユニットは高電圧機器となるため、該バッテリユニットに不用意にアクセスできることは好ましくない。
　本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、充電時のバッテリの冷却を適切に行うことができるとともに安全性を向上させることができる電動式建設機械を提供することを目的とする。
　本発明の一の態様に係る電動式建設機械は、水平方向に延びるベースプレートと、該ベースプレート上に設けられて、内側に収容空間が形成されたバッテリボックス、前記収容空間に収容された複数のバッテリ、及び、前記バッテリボックスを貫通するように前記収容空間内に空気を流通させるバッテリ用ファン有するバッテリユニットと、前記バッテリユニットにおける前記空気の排出側空間に設けられて、前記バッテリに対して外部から充電可能な充電口と、前記ベースプレート上で前記バッテリユニット及び前記充電口を覆う外装カバーと、を備え、前記外装カバーは、前記充電口を外部と遮断する閉塞位置と、前記充電口を外部に露出させる開放位置と、の間で開閉可能な開閉部を有する。
　上記態様の電動式建設機械によれば、充電時のバッテリの冷却を適切に行うことができるとともに安全性を向上させることができる。
本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの側面図である。 本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの上部旋回体の内部構造を示す模式的な平面図である。 本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの上部旋回体の内部構造を示す模式的な左側面図である。 本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの上部旋回体の内部構造を示す模式的な右側面図である。 本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルの後部における縦断面図である。 本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルバッテリユニットの横断面図である。 本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルバッテリユニットの水平断面図である。 本発明の実施形態に係る電動式油圧ショベルバッテリユニットにおけるバッテリケースの斜視図である。
　以下、本発明の実施形態について図１～図８を参照して詳細に説明する。
＜電動式油圧ショベル（電動式建設機械）＞
　図１に示すように、電動式建設機械の一例としての電動式油圧ショベル２００は、下部走行体２１０及び上部旋回体２２０を備えている。以下では、電動式油圧ショベル２００が水平面に設置された状態における重力が作用する方向を上下方向と称する。
＜下部走行体＞
　下部走行体２１０は、一対の履帯２１１を有している。これら履帯２１１が走行用油圧モータ（図示省略）によって駆動されることで下部走行体２１０が走行する。下部走行体２１０の走行方向を前後方向、走行方向前方側（通常の前進方向、下記ブレード２１２が設けられている側）を前方、当該前方の反対側である走行方向後方を後方と称する。また、前進方向を見て右方を「右」、左方を「左」と称する。上記履帯２１１は、左右に一対が設けられている。
　下部走行体２１０の前部には、下部走行体２１０の車幅方向（以下、単に幅方向と称する。）に延びる排土板としてのブレード２１２が設けられている。該ブレード２１２は、油圧シリンダによって駆動されることで高さ位置が調整可能とされている。
＜上部旋回体＞
　上部旋回体２２０は、下部走行体２１０上に設けられている。上部旋回体２２０は、スイングサークル２１５を介して下部走行体２１０に接続されている。スイングサークル２１５は、上下方向に延びる旋回軸線を中心とした円環状をなしている。上部旋回体２２０は、スイングサークル２１５によって、下部走行体２１０に対して旋回軸線回りに旋回可能とされている。
　上部旋回体２２０は、作業機２２１、運転空間８０、旋回フレーム１０、門型フレーム２０、バッテリユニット４０、前後仕切り壁４８、インバータ３６、パワーデリバリユニット３７、充電口３８、電動モータ３９、油圧ポンプ５１、油圧バルブ５２、操作パターン切替部５３、旋回モータ７０、クーリングユニット６１、補機バッテリ６４、プロテクタ９５、外装カバー１００を備えている。
＜作業機＞
　作業機２２１は、図１に示すように、ブーム２２２、アーム２２３及びバケット２２４を有する。作業機２２１は、ブーム２２２、アーム２２３及びバケット２２４がそれぞれ各油圧シリンダにより駆動されることで掘削等の各種作業を行う。以下では、作業機２２１が電動式油圧ショベル２００の前方を向いている状態における上部旋回体２２０の幅方向を単に「幅方向」と称する。また、幅方向の中央に向かう方向を「幅方向内側」と称し、幅方向の中央から左側（幅方向一方側）又は右側（幅方向他方側）に向かう方向を「幅方向外側」と称する。
＜運転空間＞
　運転空間８０は、オペレータが搭乗し、該オペレータによる電動式油圧ショベル２００の操縦が行われる部分である。運転空間８０は、図１に示すように、上部旋回体２２０の前部かつ上部における左寄りの部分に設けられている
　運転空間８０は、床面を形成するとなるフロアパネル８１と、該フロアパネル８１の後方かつ上方に設けられた運転席８４を有している。その他、運転空間８０には、コントローラ等が収容されたコンソールボックス、各種レバー、ペダルが設けられている。運転空間８０の上方は、キャノピー９０によって覆われている。キャノピー９０の後部は、門型フレーム２０の上端に固定されている。
＜旋回フレーム＞
　旋回フレーム１０は、図２～図４に示すように、ベースプレート１１、横仕切りプレート１２、前部縦仕切りプレート１３、前部補強プレート１４、ブラケット１５及びスペーサとしての後部縦仕切りプレート１６を有している。
＜ベースプレート＞
　図２～図４に示すように、ベースプレート１１は、水平方向に延びる板状をなす部材である。即ち、ベースプレート１１は、前後方向及び幅方向に延びている。ベースプレート１１の下面はスイングサークル２１５上に固定されている。これによって、旋回フレーム１０はスイングサークル２１５によって下方から支持されている。
＜横仕切りプレート＞
　横仕切りプレート１２は、ベースプレート１１の上面から上方に向かって突出するとともに幅方向にわたって延びる板状の部材である。横仕切りプレート１２は、幅方向を長手方向として延びている。横仕切りプレート１２は、ベースプレート１１における前後方向の中央よりも前方側の部分に配置されている。横仕切りプレート１２は、ベースプレート１１の幅方向両側の端部、即ち、左右両側の端部にわたって延びている。
＜前部縦仕切りプレート＞
　前部縦仕切りプレート１３は、ベースプレート１１の上面から突出するとともに前後方向に延びる板状の部材である。前部縦仕切りプレート１３は、ベースプレート１１の上面における横仕切りプレート１２の前方側で、幅方向に互いに離間して一対が設けられている。即ち、前部縦仕切りプレート１３は、左右に間隔をあけて一対が設けられている。一対の前部縦仕切りプレート１３は、それぞれベースプレート１１の幅方向両側の端部よりも幅方向内側に配置されている。
　前部縦仕切りプレート１３は、後方側の端部が横仕切りプレート１２の前方側を向く面に接続されている。即ち、前部縦仕切りプレート１３は、横仕切りプレート１２から前方に延びるように設けられている。図２に示すように、一対の前部縦仕切りプレート１３は、横仕切りプレート１２との接続箇所である後方側の端部から前方側に向かうに従って、互いに近接するように設けられている。
＜前部補強プレート＞
　前部補強プレート１４は、一対の前部縦仕切りプレート１３の前部で、これら一対の前部縦仕切りプレート１３に一体に固定されている。
＜ブラケット＞
　ブラケット１５は、一対の前部縦仕切りプレート１３及び前部補強プレート１４の前端に固定されている。ブラケット１５を介して作業機２２１がベースプレート１１に支持されている。
＜後部縦仕切りプレート＞
　後部縦仕切りプレート１６は、ベースプレート１１の上面から突出するとともに前後方向に延びる板状の部材である。後部縦仕切りプレート１６は、ベースプレート１１の上面における横仕切りプレート１２の後方側で、幅方向に互いに離間して一対が設けられている。即ち、後部縦仕切りプレート１６は、左右に一対が設けられている。一対の後部縦仕切りプレート１６の幅方向の間隔は、一対の前部縦仕切りプレート１３の後端におけるこれら前部縦仕切りプレート１３の幅方向の間隔よりも大きい。
＜門型フレーム＞
　門型フレーム２０は、図２～図４に示すように、ベースプレート１１上に固定されている。門型フレーム２０は、一対の柱部２１及び梁部２２を有している。
　一対の柱部２１は、ベースプレート１１上における横仕切りプレート１２よりも後方で、幅方向に離間して一対が設けられている。柱部２１は上下方向に延びており、下端がベースプレート１１に固定されている。
　梁部２２は、一対の柱部２１の上端にわたって幅方向に延びている。梁部２２は、ベースプレート１１の上面の上方に該上面と間隔をあけて設けられている。一対の柱部２１と梁部２２とは一体に固定されている。門型フレーム２０は、前後方向から見て逆Ｕ字状をなしている。
＜バッテリユニット＞
　バッテリユニット４０は、電動式油圧ショベル２００の電源である。図２～図７に示すように、バッテリユニット４０は、ベースプレート１１上における後部の中央付近に設けられている。本実施形態のバッテリユニット４０は、バッテリボックス４１、バッテリ４３、センサボックス４４、第一蓋部４５ａ、第二蓋部４５ｂ及びバッテリ用ファン４６を備えている。
＜バッテリボックス＞
　バッテリボックス４１は、図５に示すように、複数のバッテリ４３を収容している。バッテリボックス４１は、複数のバッテリケース４２を上下方向に積層されることで構成されている。各バッテリケース４２は、図６～図８に示すように、枠体４２ａ、縦仕切り壁４２ｂ及び支持プレート４２ｃを有している。
　枠体４２ａは、平面視で枠状をなす部材であって、前後方向及び幅方向に辺を一致させた矩形状をなしている。枠体４２ａは、矩形状の各辺に沿って延びるとともに上下方向に延びる４つのプレートを接続することで構成されている。
　縦仕切り壁４２ｂは、枠体４２ａの内側で前後方向に延びるように一対が設けられている。一対の縦仕切り壁４２ｂは、幅方向に間隔をあけて配置されている。一対の縦仕切り壁４２ｂの前端及び後端は、枠体４２ａに一体に固定されている。これら一対の縦仕切り壁４２ｂによって、枠体４２ａの内側の空間は、左側空間Ｓ１及び右側空間Ｓ２の２つに幅方向に区画されている。
　支持プレート４２ｃは、左側空間Ｓ１及び右側空間Ｓ２のそれぞれにおける幅方向両側かつ下端に設けられている。支持プレート４２ｃは、枠体４２ａの前端及び後端にわたって延びている。支持プレート４２ｃには上下に貫通する孔が形成されていてもよい。
　左側空間Ｓ１の支持プレート４２ｃは、枠体４２ａの左側を構成するプレートの下端及び左側の縦仕切り壁４２ｂの下端から該左側空間Ｓ１の内側に突出するように一対が設けられている。これら一対の支持プレート４２ｃの間を介して、左側空間Ｓ１は下方に連通している。
　右側空間Ｓ２の支持プレート４２ｃは、枠体４２ａの右側を構成するプレートの下端及び右側の縦仕切り壁４２ｂの下端から該右側空間Ｓ２の内側に突出するように一対が設けられている。これら一対の支持プレート４２ｃの間を介して、右側空間Ｓ２は下方に連通している。
　バッテリボックス４１は、このようなバッテリケース４２を上下に４つ積み重ねることで構成されている。４つのバッテリケース４２の一対の側面及び背面は、互いに面一とされていることでバッテリボックス４１の一対の側面４１a及び背面４１ｂを構成している。
　図５に示すように、最上部のバッテリケース４２を除く３つのバッテリケース４２の前面は、互いに面一とされていることでバッテリボックス４１の第一前面４１ｃを形成している。複数のバッテリケース４２のうちの最上部のバッテリケース４２は、前後方向の寸法が他のバッテリケース４２よりも短い。そのため、最上部のバッテリケース４２の前面は、下の３つのバッテリケース４２の前面よりも後退して配置されている。最上部のバッテリケース４２の前面は、バッテリボックス４１の第二前面４１ｄとされている。上から二番目のバッテリケース４２の前部は、最上部のバッテリケース４２が積層されていない。
　図６に示すように、各バッテリケース４２の左側空間Ｓ１が連通されることで、バッテリボックス４１内に左側収容空間Ｒ１が形成されている。各バッテリケース４２の右側空間Ｓ２が連通されることで、バッテリボックス４１内に右側収容空間Ｒ２が形成されている。左側収容空間Ｒ１と右側収容空間Ｒ２とによって、バッテリボックス４１内の収容空間Ｒが構成されている。
　図２に示すように、バッテリボックス４１は、左右一対の後部縦仕切りプレート１６上に前後方向にわたって配置されている。バッテリボックス４１の一対の側面４１ａは、それぞれ左右の後部縦仕切りプレート１６に沿って配置されている。後部縦仕切りプレート１６によってバッテリボックス４１は、ベースプレート１１の上方に該ベースプレート１１に対して間隔をあけて配置されている。これにより、バッテリボックス４１とベースプレート１１との間には、バッテリボックス４１の底部全域にわたって広がる下部空間Ｌが形成されている。収容空間Ｒの下端は、全域にわたって下部空間Ｌに連通している。
＜バッテリ＞
　バッテリ４３は、複数がバッテリボックス４１の内側の収容空間Ｒに収容されている。図５～図７に示すように、バッテリ４３は、前後方向、上下方向及び幅方向に延びる箱状をなしている。図７に示すように、バッテリ４３は、各バッテリケース４２の右側空間Ｓ２及び左側空間Ｓ１のそれぞれに、前後方向に一列に配列されている。図６に示すように、各バッテリ４３の下面における幅方向両側の部分は、それぞれ支持プレート４２ｃによって下方から支持されている。即ち、各バッテリ４３は、一対の支持プレート４２ｃ上にわたるように配置されている。
　図５及び図７に示すように、互いに前後方向に隣り合うバッテリ４３同士は、前後方向に間隔をあけて配置されている。これにより、これらバッテリ４３同士の間には、隙間が形成されている。
　図５に示すように、上下に積層されるバッテリケース４２の各バッテリ４３は、同一の前後方向位置に配置されている。そのため、バッテリ４３同士の間の隙間によって、収容空間Ｒ内には該収容空間Ｒの上端と下端とにわたって上下方向に延びる複数の空気流通路Ｆが形成されている。
　左側収容空間Ｒ１に配置されたバッテリ４３は、互いに直列に電気的に接続されている。右側収容空間Ｒ２に配置されたバッテリ４３は、互いに直列に電気的に接続されている。これにより、本実施形態のバッテリユニット４０のバッテリ回路は、左右の２並列回路とされている。
＜センサボックス＞
　センサボックス４４は、各バッテリケース４２の背面からさらに後方に突出するように設けられている。センサボックス４４は、幅方向に延びる箱状をなしている。センサボックス４４の内部には、各種のセンサ及びコンタクタ等が収容されている。最上部のセンサボックス４４には、当該センサボックス４４から後方に突出するようにサービスプラグ４４ａが設けられている。サービスプラグ４４ａを引き抜くことで、バッテリユニット４０のバッテリ回路が遮断される。
　バッテリケース４２、該バッテリケース４２に収容されたバッテリ４３及び該バッテーケース４２に設けられたセンサボックス４４によって、バッテリモジュールが構成されている。バッテリユニット４０は、バッテリモジュールを複数段積み重ねることで構成されている。
＜蓋部＞
　第一蓋部４５ａ及び第二蓋部４５ｂは、バッテリボックス４１内の収容空間Ｒを上方から閉塞する。第一蓋部４５ａは、上から二番目のバッテリケース４２の前部４２ｄ（図２及び図３参照）を上方から閉塞している。第二蓋部４５ｂは、最上部のバッテリケース４２を上方から閉塞している。第一蓋部４５ａ及び第二蓋部４５ｂには、それぞれ幅方向に間隔をあけて一対の孔部Ｈ（図５参照）が形成されている。
＜バッテリ用ファン＞
　バッテリ用ファン４６は図２に示すように、第一蓋部４５ａ及び第二蓋部４５ｂに設けられている。バッテリ用ファン４６は、第一蓋部４５ａ及び第二蓋部４５ｂの上面から上方に突出している。バッテリ用ファン４６は、バッテリボックス４１内の収容空間Ｒ内を下方から上方に貫通するように該収容空間Ｒ内に空気を流通させる。バッテリ用ファン４６は、いわゆるシロッコファンであって、ファン本体４６ａ及びファンカバー４６ｂを有する。
　ファン本体４６ａは、図５及び図６に示すように、上下方向に延びる軸線回りに回転駆動されるファンであって、第一蓋部４５ａ及び第二蓋部４５ｂの孔部内に設けられている。ファン本体４６ａは、回転駆動されることで下方から上方に向かって空気を流通させる。
　ファンカバー４６ｂは、該ファン本体４６ａを上方から覆う部材であるとともに、ファン本体４６ａを通過して上方に向かう空気の流通方向を水平方向に偏向させて排出する。本実施形態では、第一蓋部４５ａに設けられたバッテリ用ファン４６のファンカバー４６ｂは、幅方向外側に向かって空気を排出する。第二蓋部４５ｂに設けられたバッテリ用ファン４６のファンカバー４６ｂは、後方に向かって空気を排出する。
　図５に示すように、ベースプレート１１には、該ベースプレート１１を上下に貫通するとともに下部空間Ｌとベースプレート１１の下方の空間とを連通させる空気導入孔１１ａが形成されている。
　下部空間Ｌには、空気導入孔１１ａの後方側から上部かつ前方側に向かって覆うカバー１１ｂが設けられている。空気導入孔１１ａは、カバー１１ｂの前部の開口部を介して下部空間Ｌに連通している。カバー１１ｂ内には、下方からの水の浸入を抑制する傾斜板１１ｃが前後方向に間隔をあけて複数設けられている。傾斜板１１ｃは、下方から上方に向かうに従って後方に向かって傾斜して延びている。
＜前後仕切り壁＞
　図５に示すように、バッテリユニット４０の前方には、該バッテリユニット４０が収容された空間と該バッテリユニット４０の前方の運転空間８０と前後に区画する前後仕切り壁４８が設けられている。運転席仕切り壁は、上部壁部４８ａ、水平壁部４８ｂ及び下部壁部４８ｃとから構成されている。
　上部壁部４８ａは、バッテリボックス４１の第二前面４１ｄに対向して上下方向に延びている。
　水平壁部４８ｂは、上部壁部４８ａの下端から第一蓋部４５ａに対向しながら前方に向かって延びている。水平壁部４８ｂと第一蓋部４５ａとの間にバッテリ用ファン４６が配置されている。
　下部壁部４８ｃは、水平壁部４８ｂの前端からバッテリボックス４１の第一前面４１ｃに対向しながら下方に向かって延びている。
＜インバータ＞　
　インバータ３６は、図２から図４に示すように、バッテリユニット４０の第二蓋部４５ｂ上に、フレーム状をなすキャリア３６ａを介して設けられている。インバータ３６は、バッテリユニット４０から供給される直流電力を交流電力に変換する。
＜パワーデリバリユニット＞　
　パワーデリバリユニット３７は、図２及び図４に示すように、バッテリユニット４０の右側に設けられている。パワーデリバリユニット３７の前面は、門型フレーム２０の右側の柱部２１の後方側に間隔をあけて配置されている。パワーデリバリユニット３７の下端は、ベースプレート１１上に固定されている。
　パワーデリバリユニット３７は、バッテリユニット４０に充電された直流電力をインバータ３６に供給する。即ち、インバータ３６には、パワーデリバリユニット３７を介してバッテリユニット４０からの直流電力が供給される。パワーデリバリユニット３７には、コンタクタ、ＤＣ－ＤＣ変換器及び車載充電器等の各種電気機器が設けられている。
＜充電口＞
　充電口３８は、図２から図５に示すように、バッテリボックス４１内の空気の流通方向の下流側（空気の排出側）となるバッテリユニット４０の上方に設けられている。充電口３８は、インバータ３６と同様、バッテリユニット４０の第二上面３１ｅ上に固定されたキャリア３６ａに固定されている。充電口３８は、センサボックス４４の直上に配置されている。充電口３８は、普通充電口３８ａ及び急速充電口３８ｂの二つから構成されている。
　普通充電口３８ａには、外部から普通充電コネクタが接続される。普通充電コネクタからの電力は、パワーデリバリユニット３７の普通充電器及びコンタクタを介してバッテリユニット４０に供給される。急速充電口３８ｂには、外部から急速充電コネクタが接続される。急速充電コネクタからの電力は、パワーデリバリユニット３７のコンタクタを介してバッテリユニット４０に供給される。上記パワーデリバリユニット３７によって、バッテリユニット４０、インバータ３６及び充電口３８が電気的に接続されている。
　充電口３８にいずれかの充電コネクタが接続されることで、バッテリ用ファン４６のファン本体４６ａが駆動するように構成されている。
＜電動モータ＞
　電動モータ３９は、インバータ３６から供給される交流電力によって駆動される。電動モータ３９は、図２及び図３に示すように、バッテリユニット４０の左側に設けられている。電動モータ３９は、駆動軸が前後方向に沿うように設けられている。
＜油圧ポンプ＞
　油圧ポンプ５１は、電動モータ３９の駆動軸の回転に伴って駆動されることで、作動油を吐出する。油圧ポンプ５１は、図２に示すように、ベースプレート１１上の電動モータ３９の前方側であって横仕切りプレート１２の前後位置付近に設けられている。油圧ポンプ５１は、回転軸が前後方向に沿うように配置されている。
　図３に示すように、油圧ポンプ５１は図示しない支持部に支持されることでベースプレート１１の上方に間隔をあけて設けられている。油圧ポンプ５１の回転軸の軸線は、電動モータ３９の駆動軸の回転軸線と一致するように前後方向に延びている。油圧ポンプ５１の回転軸は電動モータ３９の駆動軸に接続されている。
＜油圧バルブ＞
　油圧バルブ５２は、図２に示すように、ベースプレート１１上の前部縦仕切りプレート１３の左側かつ横仕切りプレート１２の前方側に設けられている。油圧バルブ５２は、油圧ポンプ５１に接続されている。油圧バルブ５２は、油圧ポンプ５１から吐出される作動油を各種油圧シリンダ等の油圧機器に分配する。
＜操作パターン切替部＞
　操作パターン切替部５３は油圧バルブ５２に接続されており、メンテナンス作業員によって設定変更されることで、油圧バルブ５２による作動油の分配先を変更する。これにより、運転者の各種レバー操作によって可動される油圧シリンダが変更される。その結果、運転者による各種レバー操作の操作パターンを切り替えることができる。
　操作パターン切替部５３は、図２に示すように、平面視にて油圧バルブ５２の左側（幅方向外側）に配置されている。
＜旋回モータ＞
　旋回モータ７０は、油圧バルブ５２から供給される作動油によって回転駆動される油圧駆動式のモータである。旋回モータ７０は、ベースプレート１１における一対の前部縦仕切りプレート１３の間の位置で、ベースプレート１１を貫通するように設けられている。旋回モータ７０は回転軸の軸線は上下方向に一致している。旋回モータ７０が油圧によって駆動されることで、当該旋回モータ７０の駆動力は、図示しないスイングピニオンを介してスイングサークル２１５に伝達される。これによって、上部旋回体２２０が下部走行体に対して旋回駆動する。
＜クーリングユニット＞
　クーリングユニット６１は、図２に示すように、横仕切りプレート１２の前方側、かつ、右側の前部縦仕切りプレートの右側の領域に設けられている。クーリングユニット６１は、回転駆動されるクーリングファン６２と、ラジエータやオイルクーラを含む熱交換部６３と、を有している。
＜補機バッテリ６４＞
　補機バッテリ６４は、図２に示すように、ベースプレート１１上のクーリングユニット６１の下方に設けられている。補機バッテリ６４は、例えばライトや各種コントローラ等の補機に電力を供給する。補機バッテリ６４には、パワーデリバリユニット３７のＤＣ－ＤＣコンバータを介して充電が行われる。
　オイルタンク６５は、図２に示すように、クーリングユニット６１の前方に配置されている。オイルタンク６５には、油圧モータに供給される作動油が貯留されている。
＜プロテクタ＞
　プロテクタ９５は、図１に示すように、上部旋回体２２０の後部かつ下部の両角部に幅方向に間隔をあけて一対が設けられている。プロテクタ９５は、例えば鋼材等の高強度部材によって形成されている。プロテクタ９５は、ベースプレート１１の後端の両側の角部に一体に固定されており、上方に向かって延びている。プロテクタ９５は、上部旋回体２２０の旋回時に後部が衝突した場合における衝撃から該上部旋回体２２０を保護する。
＜外装カバー＞
　外装カバー１００は、図１に示すように、上部旋回体２２０の外形を形成するカバーである。外装カバー１００の内側に上部旋回体２２０の各種機器が収容されている。外装カバー１００は、左カバー１２０、右カバー１３０及び後部カバー１１０を有している。
　左カバー１２０は、図１及び図２に示すように、外装カバー１００の左側部分を形成している。左カバー１２０は、図２に示すように、油圧ポンプ５１、油圧バルブ５２及び操作パターン切替部５３を左側から覆っている。
　右カバー１３０は、図１及び図２に示すように、外装カバー１００の右側部分を形成している。右カバー１３０は、クーリングユニット６１、補機バッテリ６４及びオイルタンク６５を覆っている。右カバー１３０には、クーリングユニット６１に空気を導入するための吸気孔（図示省略）と、クーリングユニット６１を通過した空気を排出するための排気孔（図示省略）が形成されている。
＜後部カバー＞
　図１及び図２に示すように、後部カバー１１０は、外装カバー１００の後部を形成している。後部カバー１１０は、図２に示すように、バッテリユニット４０、インバータ３６、パワーデリバリユニット３７、充電口３８及び電動モータ３９を収容するように覆っている。
　後部カバー１１０は、図５に示すように、開閉部１１１を有している。開閉部１１１は、後部カバー１１０における後端かつ上端に当たる部分であって、幅方向中央に設けられている。開閉部１１１は、後部カバー１１０の上端で幅方向に沿う回動軸線Ｏ回りに回動可能に設けられている。開閉部１１１は、後方側から見て充電口３８に対応する箇所に設けられている。開閉部１１１は、閉塞位置と開放位置との間で回動可能に設けられている。閉塞位置は、開閉部１１１が回動軸線Ｏから下方かつ後方に向かって延びることで充電口３８を後部カバー１１０の外部から隔離する位置である。開放位置は、開閉部１１１が閉塞位置から上方に向かって回動軸線Ｏ回りに回動することで充電口３８を後部カバー１１０の外部に露出させる位置である。後部カバー１１０は、後方側から見てバッテリユニット４０の上方に位置している。開閉部１１１が閉じたとき、後部カバー１１０の外形が一体として後部を形成する。
＜作用効果＞
　上記構成の電動式油圧ショベル２００では、バッテリユニット４０のバッテリ４３に充電する際、図５に示すように、後部カバー１１０の開閉部１１１を閉塞状態から開放状態とする。これにより、バッテリユニット４０上の充電口３８が後部カバー１１０の後方に露出した状態となり、即ち、開放状態の開閉部１１１によって充電口３８へのアクセス口Ｍが形成される。
　そして、充電口３８にアクセス口Ｍを介して外部から充電コネクタを接続することで、バッテリ４３への充電が行われる。バッテリ４３への充電時には、バッテリ４３が発熱するとともにバッテリ４３から水素ガスが発生する。そこで本実施系形態では、充電コネクタが充電口３８に接続されることで、バッテリ用ファン４６のファン本体４６ａが駆動される。水素ガスを確実に排出させるため、ファン本体４６ａは充電終了後に所定の時間駆動された後に停止する。
　これにより、バッテリボックス４１内の収容空間Ｒ内には、該収容空間Ｒを下方から上方に向かって該収容空間Ｒを貫通するように空気が流通する。即ち、ファン本体４６ａが駆動されると、ベースプレート１１に形成された空気導入孔１１ａを介して下部空間Ｌ内に下方から空気が導入される。そして、下部空間Ｌ内の空気は、バッテリ４３同士の間に形成された各空気流通路Ｆに入り込み、そのまま上方へと流通していく。そして、収容空間Ｒの上端に至った空気は、バッテリファン４６のファン本体４６ａを介してバッテリボックス４１外に排出される。この際、ファン本体４６ａを囲うファンカバー４６ｂによって、第一蓋部４５ａ又は第二蓋部４５ｂに沿う水平方向に向かって空気が排出される。そして、バッテリボックス４１から排出された空気は、図５の矢印で示すように該バッテリボックス４１の上方の充電口３８へのアクセス口を排出口として後部カバー１１０の後方に排出される。
　以上のように本実施形態の電動式油圧ショベル２００によれば、外装カバーの開閉部１１１が開放されることで形成される充電口３８へのアクセス口を、バッテリ４３を冷却した空気や発生した水素ガスの排出口として利用することができる。これによって、外装カバーの内部に熱が留まってしまうことなく、バッテリ４３を適切に冷却することができる。
　ここで外装カバーの後部カバー１１０によって覆われる上部旋回体２２０の後方側の領域は、バッテリユニット４０等の高電圧の機器が配置されている領域であるため、不用意にアクセスできないように閉塞されていることが好ましい。
　本実施形態では、開閉部１１１を開放させることで形成される充電口３８へのアクセス口を空気の排出口として利用することができる。そのため、後部カバー１１０に別途空気の排出口を形成する必要がなく、バッテリユニット４０を外部から適切に隔離することができる。また、充電口３８は、充電できるだけの必要最低限の開口面積が確保されれば良い。
　したがって、充電時のバッテリ４３の冷却を適切に行いながら、高電圧に対する安全性を向上させることができる。
　また、本実施形態では、バッテリ用ファン４６は、バッテリボックス４１を下方から上方に貫通するように空気を流通させている。仮にバッテリボックス４１を幅方向に貫通するように空気を流通させた場合、以下のような不都合が生じる。即ち、バッテリボックス４１の幅方向外側には、電動モータ３９やパワーデリバリユニット３７等の発熱する電気機器が配置されているため、これらを通過した空気がバッテリボックス４１内に入り込むことにより、冷却効率を低下させる。
　本実施形態では、バッテリボックス４１内を下方から上方に向かって空気を流通させることで、他の機器に触れていない空気によってバッテリ４３を適切に冷却することができる。また、充電口３８はバッテリユニット４０の上方に設けられており、これに伴って充電口３８へのアクセス口となる開閉部１１１もバッテリユニット４０の上方に設けられている。よって、バッテリボックス４１内を下方から上方に向かって流通することでバッテリ４３から熱を奪った空気を、そのまま充電口３８へのアクセス口を介して外部に排出することができる。
　また、収容空間Ｒ内には複数のバッテリ４３の配列によって、各バッテリ４３の間には収容空間Ｒの上端及び下端にわたって延びる空気流通路Ｆが形成されている。このような空気流通路Ｆを下方から上方に向かって空気が流通することで、各バッテリ４３を均一かつ適切に冷却することができる。空気流通路Ｆは、直線的に延びているため、空気抵抗が少なく、淀みなく空気を流通させることができる。
　さらに、ベースプレート１１に形成された空気導入孔１１ａに下方から入り込んだ空気は、バッテリユニット４０内の収容空間Ｒに侵入する前に下部空間Ｌに入り込む。このような下部空間Ｌに入り込んだ空気がベースプレート１１の上面に従って水平方向に広がることで、収容空間Ｒの下端全域に空気を満遍なく行き渡らせることができる。これにより、各空気流通路Ｆに均一に空気が入り込むこととなるため、バッテリユニット４０全体として水平方向に熱が偏ることなく、適切な冷却を図ることができる。
　また、バッテリ用ファン４６は、収容空間Ｒを上方から閉塞する蓋部４５に固定されているため、該バッテリ用ファン４６に対する給電やメンテナンスを、例えばバッテリ用ファン４６を下部に置く場合に比べて容易に行うことができる。
　さらに、バッテリ用ファン４６は、蓋部４５の上面に沿う方向に空気を排出している。これにより、バッテリ用ファン４６から排出される空気が構造物に衝突することによって圧損が増加してしまうことを抑制できる。よって、空気を円滑に流通させることができる。また、第二蓋部４５ｂに設けられたバッテリ用ファン４６から排出される空気が、この上方に位置するインバータ３６に直接的に供給されてしまうことを回避できる。
＜その他の実施形態＞
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　実施形態では、バッテリボックス４１内の収容空間Ｒを下方から上方に向かって貫通するように空気を流通させる構成としたがこれに限定されることはない。例えば、幅方向に貫通するように空気を流通させてもよいし、前方から後方に向かって貫通するように空気を流通させてもよい。この場合、バッテリボックス４１における空気の流通方向下流側に充電口３８が設けられ、該充電口３８に対応して外装カバーの開閉部１１１が設けられていればよい。
　また、バッテリボックス４１内の収容空間Ｒの空気の貫通方向に応じて、バッテリ４３同士の間に当該貫通方向に延びる空気流通路Ｆが形成されていればよい。
　実施形態では、電動式建設機械の例として、電動式油圧ショベル２００について説明したがこれに限定されることはない。例えば作業機２２１等の駆動も全て電動で行う電動式ショベル、さらにはケーブルを介して外部から電力が供給される電動式油圧ショベルに本発明を適用してもよい。また、他の電動式建設機械に本発明を適用してもよい。
　本発明に係る電動式建設機械によれば、充電時のバッテリの冷却を適切に行うことができるとともに安全性を向上させることができる。
１０…旋回フレーム、１１…ベースプレート、１１ａ…空気導入孔、１１ｂ…カバー、１１ｃ…傾斜板、１２…横仕切りプレート、１３…前部縦仕切りプレート、１４…前部補強プレート、１５…ブラケット、１６…後部縦仕切りプレート、２０…門型フレーム、２１…柱部、２２…梁部、３６…インバータ、３６ａ…キャリア、３７…パワーデリバリユニット、３８…充電口、３９…電動モータ、４０…バッテリユニット、４１…バッテリボックス、４１ａ…側面、４１ｂ…背面、４１ｃ…第一前面、４１ｄ…第二前面、４２…バッテリケース、４２ａ…枠体、４２ｂ…縦仕切り壁、４２ｃ…支持プレート、４３…バッテリ、４４…センサボックス、４４ａ…サービスプラグ、４５ａ…第一蓋部、４５ｂ…第二蓋部、４６…バッテリ用ファン、４６ａ…ファン本体、４６ｂ…ファンカバー、４８…前後仕切り壁、４８ａ…上部壁部、４８ｂ…水平壁部、４８ｃ…下部壁部、５１…油圧ポンプ、５２…油圧バルブ、５３…操作パターン切替部、６１…クーリングユニット、６２…クーリングファン、６３…熱交換部、６４…補機バッテリ６４、６５…オイルタンク、７０…旋回モータ、８０…運転空間、８１…フロアパネル、８４…運転席、９０…キャノピー、９５…プロテクタ、１００…外装カバー、１１０…後部カバー、１１１…開閉部、１２０…左カバー、１３０…右カバー、２００…電動式油圧ショベル、２１０…下部走行体、２１１…履帯、２１２…ブレード、２１５…スイングサークル、２２０…上部旋回体、２２１…作業機、２２２…ブーム、２２３…アーム、２２４…バケット、Ｓ１…左側空間、Ｓ２…右側空間、Ｒ…収容空間、Ｒ１…左側収容空間、Ｒ２…右側収容空間、Ｆ…空気流通路、Ｌ…下部空間、Ｏ…回動軸線

Claims (6)

  1. 　水平方向に延びるベースプレートと、
    　該ベースプレート上に設けられて、内側に収容空間が形成されたバッテリボックス、前記収容空間に収容された複数のバッテリ、及び、前記バッテリボックスを貫通するように前記収容空間内に空気を流通させるバッテリ用ファンを有するバッテリユニットと、
    　前記バッテリユニットにおける前記空気の排出側空間に設けられて、前記バッテリに対して外部から充電可能な充電口と、
    　前記ベースプレート上で前記バッテリユニット及び前記充電口を覆う外装カバーと、を備え、
    　前記外装カバーは、
    　前記充電口を外部と遮断する閉塞位置と、前記充電口を外部に露出させる開放位置と、の間で開閉可能な開閉部を有する電動式建設機械。
  2. 　前記バッテリ用ファンは、前記バッテリボックスを下方から上方に貫通するように前記収容空間内に空気を流通させ、
    　前記充電口は、前記バッテリユニットの上方に設けられている
    　請求項１に記載の電動式建設機械。
  3. 　複数の前記バッテリは、水平方向及び上下方向に配列されており、
    　前記バッテリ同士の間に、前記収容空間の上端及び下端にわたって延びる空気流通路が形成されている
    　請求項２に記載の電動式建設機械。
  4. 　前記バッテリユニットの底部と前記ベースプレートの上面との間に下部空間を形成するスペーサをさらに備え、
    　前記ベースプレートは、該ベースプレートを上下に貫通して前記下部空間に連通する空気導入孔を有し、
    　前記バッテリボックスは、前記収容空間を外周側から覆う枠状をなしており、
    　前記収容空間の下端が前記下部空間に連通している
    　請求項２又は３に記載の電動式建設機械。
  5. 　前記バッテリユニットは、前記収容空間を上方から閉塞する蓋部をさらに有し、
    　前記バッテリ用ファンは前記蓋部に固定されている
    　請求項２から４のいずれか一項に記載の電動式建設機械。
  6. 　前記バッテリ用ファンは、前記蓋部の上面に沿う方向に向かって、前記収容空間内の空気を排出する
    　請求項５に記載の電動式建設機械。
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