WO2021131118A1 - 作業機 - Google Patents

Abstract

低コストでバッテリユニット（２０）及び電装品（１１）を冷却する。　作業機（１）は、バッテリユニット（２０）と、電装品（１１）と、ラジエータ（３１）と、ラジエータ（３１）の流出ポートから吐出された冷却水を電装品（１１）に供給し、電装品（１１）を冷却した後の冷却水をラジエータ（３１）の流入ポートに循環させる電装品冷却水路（３３，３４，３５，３６，３７，３８）と、電装品冷却水路（３３，３４，３５，３６，３７，３８）に設けられた切換部（４１）と、切換部（４１）からバッテリユニット（２０）に冷却水を供給し、バッテリユニット（２０）を冷却した後の冷却水を電装品冷却水路（３３，３４，３５，３６，３７，３８）に流すバッテリ冷却水路（３９ａ，３９ｂ）と、を備え、切換部（４１）は、電装品冷却水路（３３，３４，３５，３６，３７，３８）からバッテリ冷却水路（３９ａ，３９ｂ）への冷却水の流れを遮断する第１状態と、電装品冷却水路（３３，３４，３５，３６，３７，３８）からバッテリ冷却水路（３９ａ，３９ｂ）に冷却水を流す第２状態とに切り換え可能である。

Description

作業機

　本発明は、バッテリユニットと電動モータとを備えた作業機に関する。

　従来、特許文献１に開示された作業機（電動トラクタ）は、バッテリユニット（バッテリ）と、バッテリユニットが出力する電力で駆動するポンプ用モータと、ポンプ用モータの駆動によって作動油を吐出する油圧ポンプと、油圧ポンプが吐出した作動油によって駆動する油圧アクチュエータと、を備えている。

日本国特許公開公報「特開２０１３－１４１８７５号公報」

　しかしながら、この種の作業機には、バッテリユニットの充電を行っている場合や、当該バッテリユニットが電力を供給するポンプ用モータ等の電装品に負荷が生じた場合等には、バッテリユニット（バッテリ）や電装品の温度が上昇するという問題がある。そこで、ポンプ用モータ等の電装品とバッテリユニットとを冷却する冷却機構を設けることが考えられるが、ポンプ用モータ等の電装品とバッテリユニットとは上限温度が異なるため、電装品とバッテリユニットの両方を冷却するには冷却機構の能力を上限温度が低い方に対応させる必要がある。このため、機器の大きさが比較的大きく且つ冷却能力が高い冷却機構が必要となりコスト高になる。

　本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、低コストでバッテリユニット及び電装品を冷却することができる作業機の提供を目的とする。

　本発明の一態様に係る作業機は、バッテリユニットと、バッテリユニットから供給される電力によって駆動される電装品と、冷却水を冷却するラジエータと、ラジエータの流出ポートから吐出された冷却水を電装品に供給し、電装品を冷却した後の冷却水をラジエータの流入ポートに循環させる電装品冷却水路と、電装品冷却水路に設けられた切換部と、切換部からバッテリユニットに冷却水を供給し、バッテリユニットを冷却した後の冷却水を電装品冷却水路に流すバッテリ冷却水路と、を備え、切換部は、電装品冷却水路からバッテリ冷却水路への冷却水の流れを遮断する第１状態と、電装品冷却水路からバッテリ冷却水路に冷却水を流す第２状態とに切り換え可能である。

　また、切換部は、電装品冷却水路におけるラジエータの流出ポートから電装品に至るまでの領域に設けられている。
　また、電装品冷却水路には冷却水の経路に沿って複数の電装品が直列に接続されており、切換部は、電装品冷却水路における電装品のうちの１つと他の電装品との間の領域に設けられている。

　また、バッテリ冷却水路の一端側は切換部に接続され、他端側は電装品冷却水路における切換部から電装品に至るまでの領域に接続されている。
　また、バッテリ冷却水路の一端側は切換部に接続され、他端側は電装品冷却水路における電装品からラジエータの流入ポートに至るまでの領域に接続されている。
　また、電装品冷却水路には冷却水の経路に沿って複数の電装品が直列に接続されており、バッテリ冷却水路の一端側は切換部に接続され、他端側は電装品冷却水路における電装品のうちの１つと他の電装品との間の領域に接続されている。

　また、作業機は、切換部の動作を制御する制御装置を備え、切換部は、制御装置の指示に応じて第１状態と第２状態とを切り換える電磁切換弁である。
　また、制御装置は、バッテリユニットの充電が行われていない場合に切換部を第１状態に切り換え、バッテリユニットの充電が行われている場合に切換部を第２状態に切り換える。

　また、電装品は、電力によって駆動する電動モータを含み、制御装置は、電動モータの負荷が所定値未満である場合に切換部を第１状態に切り換え、電動モータの負荷が所定値以上である場合に切換部を第２状態に切り換える。
　また、作業機は、バッテリユニットの温度を検出する温度検出部を備え、制御装置は、バッテリユニットの温度が所定値未満である場合に切換部を第１状態に切り換え、バッテリユニットの温度が所定値以上である場合に切換部を第２状態に切り換える。

　上記作業機によれば、低コストでバッテリユニット及び電装品を冷却することができる。

作業機のシステム全体を示す図である。 作業機の冷却経路を示す図である。 作業機の冷却経路の変形例を示す第１図である。 作業機の冷却経路の変形例を示す第２図である。 制御装置による切換部の制御の一連の流れを示す図である。 トラクタの側面図である。

　以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　図４は、作業機１の一実施形態を示す側面図である。本実施形態の場合、作業機１はトラクタである。作業機１は、車体２を備えており、車体２には、作業者が着座する運転席７が設けられている。以下、作業機１の運転席７に着座した作業者の前側（図４の矢印Ａ１方向）を前方、作業者の後側（図４の矢印Ａ２方向）を後方、作業者の左側（図４の手前側）を左方、作業者の右側（図４の奥側）を右方として説明する。また、作業機１の前後方向に直交する方向である水平方向を幅方向として説明する。

　図１及び図４に示すように、作業機１は、走行装置４と、バッテリユニット２０と、電装品１１と、変速装置１０と、連結部８と、を備えている。走行装置４、バッテリユニット２０、電装品１１、変速装置１０、及び連結部８は、車体２に設けられている。図４に示すように、走行装置４は、回転駆動する前輪４Ａ及び後輪４Ｂを有する装置であり、車体２は、走行装置４によって走行可能である。なお、前輪４Ａ及び後輪４Ｂは、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。

　バッテリユニット２０は、蓄電可能であり、蓄電した電力を出力する構造体である。バッテリユニット２０は、ハウジング（筐体）の内部にバッテリ２０ａを有している。バッテリ２０ａは、蓄電可能であり、例えばリチウムイオン電池や鉛蓄電池等の二次電池である。バッテリ２０ａは、内部に複数のセルを有しており、複数のセルが電気的に直列及び並列に接続されている。バッテリユニット２０は、作業機１に設けられた充電器２１と接続されている。充電器２１は、バッテリユニット２０に充電を行うケーブルが接続されるソケットであり、バッテリユニット２０は、当該充電器２１を介して外部から供給された電力によって充電可能である。

　電装品１１は、バッテリユニット２０から供給される電力によって駆動される。詳しくは、電装品１１は、バッテリユニット２０と直接的又は間接的に接続され、バッテリユニット２０が供給する電力を伝達する機器や、当該電力によって動作する機器等である。図１に示すように、電装品１１は、バッテリユニット２０の電力によって駆動する電動モータ１２を含んでいる。また、電装品１１は、例えばインバータ１３及びＤＣ／ＤＣコンバータ１４を含んでいる。

　電動モータ１２は、バッテリユニット２０が出力する電力によって駆動する作業機１の駆動源である。電動モータ１２は、バッテリユニット２０から供給された電力によって駆動軸を回転させる。電動モータ１２は、永久磁石埋込式の三相交流同期モータである。電動モータ１２は、回転可能なロータ（回転子）と、ロータを回転させるための力を発生させるステータ（固定子）とを有する。

　インバータ１３は、バッテリユニット２０及び電動モータ１２と接続されている。インバータ１３は、電動モータ１２を駆動させる装置であり、バッテリユニット２０が供給する直流電力を三相交流電力に変換して電動モータ１２に供給する。即ち、電動モータ１２は、インバータ１３を介してバッテリユニット２０と接続されている。なお、インバータ１３は、電動モータ１２に供給する電力の電流や電圧を任意に変更可能である。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、バッテリユニット２０と接続されており、当該バッテリユニット２０から供給された直流電力の電圧を異なる電圧に変換する。本実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、入力された電圧から低い電圧に変換を行う降圧コンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、例えば作業機１に設けられた電子機器に電源を供給する車載バッテリ１５に電力の供給を行う。

　変速装置１０は、電動モータ１２の駆動軸と接続されており、電動モータ１２が出力した動力が変速装置１０に伝達され、変速装置１０で変速された動力によって走行装置４が駆動する。変速装置１０には、電動モータ１２が出力した動力を外部に出力する出力軸（ＰＴＯ軸）１７が設けられている。ＰＴＯ軸１７は、車体２の後部から後方に突出して設けられている。

　連結部８は、車体２に揺動自在に設けられ、連結部８の後部には、作業装置９を着脱可能である。
　作業装置９は、外部から入力された動力、例えばＰＴＯ軸１７から入力された動力によって作動する。作業装置９は、耕耘する耕耘装置、肥料を散布する肥料散布装置、農薬を散布する農薬散布装置、収穫を行う収穫装置、牧草等の刈取を行う刈取装置、牧草等の拡散を行う拡散装置、牧草等の集草を行う集草装置、牧草等の成形を行う成形装置（ロールベーラ）等である。

　なお、上述した実施形態では電動モータ１２の駆動軸と変速装置１０とが接続されており、電動モータ１２が出力した動力が変速装置１０に伝達され、走行装置４が変速装置１０で変速された動力によって駆動するが、走行装置４の構成はこれに限るものではない。例えば、電動モータ１２とは別に走行用電動モータを設け、バッテリユニット２０から供給される電力によって走行用電動モータが駆動するようにしてもよい。また、走行用油圧モータを設け、電動モータ１２の動力によって油圧ポンプ（図示せず）を駆動し、油圧ポンプから出力される作動油によって走行用油圧モータを駆動するようにしてもよい。

　図１に示すように、作業機１は、制御装置２５と、記憶部２６と、を備えている。制御装置２５は、電気・電子回路、ＣＰＵ等に格納されたプログラム等から構成された装置であり、作業機１が有する様々な機器を制御する。例えば、制御装置２５は、運転席７の周囲に設けられた操作可能な操作装置である回転数操作具（アクセルペダル）２７の操作に基づいて、電動モータ１２の回転数を制御する。記憶部２６は、不揮発性のメモリ等であり、制御装置２５の制御に関する様々な情報等を記憶している。例えば、記憶部２６は、回転数操作具２７の操作量に対する電動モータ１２の回転数に関するテーブル等の情報を記憶している。

　作業機１は、電装品１１を冷却する冷却システム３０を備えている。図２Ａに示すように、冷却システム３０は、冷媒（冷却水）を冷却するラジエータ３１と、冷却水を循環させる冷却経路３２と、を有しており、電装品１１に冷却水を循環させることで、当該電装品１１の冷却を行う。
　図４に示すように、ラジエータ３１は、例えば車体２の前部に設けられている。ラジエータ３１は、ラジエータファン３１ａが発生させた冷却風により、内部を通過する冷却水を冷却（除熱）する。ラジエータファン３１ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４で降圧された電力によって駆動する吸い込み式のファンであり、車体２の前方から空気を吸い込んでラジエータ３１へと空気を流す。

　図２Ａに示すように、冷却経路３２は、ラジエータ３１の流出ポートと冷却用ポンプ４０の流入ポートとを接続する第１水路（電装品冷却水路）３３、冷却用ポンプ４０の流出ポートと切換部４１の流入ポートとを接続する第２水路（電装品冷却水路）３４、切換部４１の第１流出ポートとインバータ１３の流入ポートとを接続する第３水路（電装品冷却水路）３５、インバータ１３の流出ポートと電動モータ１２の流入ポートとを接続する第４水路（電装品冷却水路）３６、電動モータ１２の流出ポートとＤＣ／ＤＣコンバータ１４の流入ポートとを接続する第５水路（電装品冷却水路）３７、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の流出ポートとラジエータ３１の流入ポートとを接続する第６水路（電装品冷却水路）３８、切換部４１の第２流出ポートとバッテリユニット２０の流入ポートとを接続する第７水路（バッテリ冷却水路）３９ａ、及びバッテリユニット２０の流出ポートと第３水路３５を接続する第８水路（バッテリ冷却水路）３９ｂを備えている。

　即ち、電装品冷却水路３３～３８は、ラジエータ３１の流出ポートから吐出された冷却水を電装品１１に供給し、電装品１１を冷却した後の冷却水をラジエータ３１の流入ポートに循環させる水路であり、バッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂは、切換部４１からバッテリユニット２０に冷却水を供給し、バッテリユニット２０を冷却した後の冷却水を電装品冷却水路３３～３８に流す水路である。また、電装品冷却水路３３～３８には冷却水の経路に沿って複数の電装品１１（電動モータ１２、インバータ１３、及びＤＣ／ＤＣコンバータ１４）が直列に接続されている。

　また、図２Ａに示すように、バッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂの一端側（第７水路３９ａ側）は切換部４１に接続され、他端側（第８水路３９ｂ側）は電装品冷却水路３３～３８における切換部４１から電装品１１に至るまでの領域に接続されている。
　なお、第８水路３９ｂに逆止弁を設け、バッテリユニット２０から第３水路３５への冷却水の流れを許容する一方、第３水路３５からバッテリユニット２０側へ冷却水が流れないようにしてもよい。

　バッテリユニット２０、電動モータ１２、インバータ１３、及びＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、それぞれのハウジング（筐体）の内部に収容された冷却ジャケット２０ｂ，１２ａ，１３ａ，１４ａを有している。冷却水は、冷却ジャケット１２ａ，１３ａ，１４ａ，２０ｂの流入ポート（冷却水が流入するポート）から冷却ジャケット２０ｂ，１２ａ，１３ａ，１４ａの内部を通過し且つ内部で熱交換を行うことでバッテリユニット２０、電動モータ１２、インバータ１３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の冷却（除熱）を行い、流出ポート（冷却水が流出するポート）から冷却ジャケット２０ｂ，１２ａ，１３ａ，１４ａの外部に流出する。

　切換部４１は、電装品冷却水路３３～３８に設けられており、電装品冷却水路３３～３８からバッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂへの冷却水の流れを遮断する第１状態と、電装品冷却水路３３～３８からバッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂに冷却水を流す第２状態とに切り換え可能である。具体的には、切換部４１は、電装品冷却水路３３～３８におけるラジエータ３１の流出ポートから電装品１１に至るまでの領域に設けられており、流入ポートから流入した冷却水を第１流出ポートから第３水路３５に流出させる第１位置（第１状態）と、流入ポートから流入した冷却水を第２流出ポートから第７水路３９ａに流出させる第２位置（第２状態）とに切り換え可能な二位置切換弁である。切換部４１は、制御装置２５が出力する制御信号に基づいて、第１位置と第２位置とに切り換え可能である電磁切換弁である。本実施形態において、切換部４１は、バネによって第１位置に切り換えられ、ソレノイドを励磁することで第２位置に切り換えられる。これにより、本実施形態における冷却経路３２は、バッテリユニット２０に冷却水を流さず電装品１１（インバータ１３、電動モータ１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４）に冷却水を流す経路と、バッテリユニット２０と電装品１１の両方に冷却水を流す経路と、に切り換え可能である。

　制御装置２５は、切換部４１の動作を制御可能であり、所定の条件によって切換部４１に制御信号を出力し、切換部４１を第１状態（第１位置）と第２状態（第２位置）とに切り換える。言い換えると、切換部４１は、制御装置２５の指示に応じて第１状態と第２状態とを切り換える。本実施形態において、制御装置２５は、バッテリユニット２０の充電が行われていない場合、及び電動モータ１２の負荷が所定値未満である場合に、切換部４１を第１位置に切り換えバッテリユニット２０に冷却水を流さず電装品１１に冷却水を流す。一方、制御装置２５は、バッテリユニット２０の充電が行われている場合、及び電動モータ１２の負荷が所定値以上である場合に、切換部４１を第２位置に切り換えバッテリユニット２０と電装品１１の両方に冷却水を流す。

　バッテリ２０ａの充電について説明すると、バッテリ２０ａは、ＢＭＵ（battery management unit）２０ａ１を有している。ＢＭＵ２０ａ１は、例えばバッテリ２０ａの電圧、温度、電流、内部のセルの端子電圧等を取得でき、バッテリ２０ａの充電制御を行う。
　ＢＭＵ２０ａ１は、バッテリ２０ａの電圧が所定の限界値に達すると充電器２１に充電停止信号を出力し、バッテリ２０ａの電圧が限界値未満である場合、充電器２１に充電許可信号を出力する。充電器２１は、ＢＭＵ２０ａ１から充電停止信号を取得すると、リレー開閉操作することでバッテリ２０ａへの充電電流を遮断する。一方、充電器２１は、ＢＭＵ２０ａ１から充電許可信号を取得すると、リレー開閉操作することでバッテリ２０ａへの充電電流を許容する。

　ＢＭＵ２０ａ１は、充電許可信号を出力している状態で、充電器２１にケーブルが接続され、外部から充電器２１に電力が供給されると、例えば短時間小電流でバッテリ２０ａを充電させる。ＢＭＵ２０ａ１は、バッテリ２０ａの電圧が所定以上上昇するか判断し（プリチャージ）、プリチャージでバッテリ２０ａの電圧が所定以上上昇した場合、充電器２１に充電開始信号を出力し、充電器２１はＣＶＣＣ充電等の手段によってバッテリ２０ａの充電を行う。ＢＭＵ２０ａ１は、充電時間や通電電気量等の条件に基づいてバッテリ２０ａの充電を終了させるか判断し、充電時間が所定時間経過した場合や通電電気量が所定以上の場合に、充電停止信号を充電器２１に出力して、充電器２１に充電電流を遮断させてバッテリ２０ａの充電を終了させる。

　一方、プリチャージにおいてバッテリ２０ａの電圧が所定以上上昇しない場合、ＢＭＵ２０ａ１は、充電停止信号を充電器２１に出力して、充電器２１に充電電流を遮断させてバッテリ２０ａの充電を終了させる。
　図１に示すように、制御装置２５は、充電判断部２５ａと、負荷判断部２５ｂと、を有しており、制御装置２５は、充電判断部２５ａ及び負荷判断部２５ｂの判断に基づいて切換部４１に制御信号を出力し、当該切換部４１の制御を行う。充電判断部２５ａ及び負荷判断部２５ｂは、制御装置２５に設けられた電気・電子回路、ＣＰＵや記憶部２６等に格納されたプログラム等から構成されている。充電判断部２５ａは、制御装置２５の外部からバッテリ２０ａに関する情報を取得して、バッテリ２０ａが充電中であるか否かを判断する。本実施形態において、充電判断部２５ａは、ＢＭＵ２０ａ１から信号（充電停止信号及び充電開始信号）を取得することでバッテリ２０ａが充電中であるか否かを判断する。なお、充電判断部２５ａは、バッテリ２０ａが充電中であるか否かを判断できればよく、その判断手段は、上記手段に限定されない。

　負荷判断部２５ｂは、制御装置２５の外部から電動モータ１２やバッテリ２０ａ等に関する情報を取得して、電動モータ１２の負荷を判断する。負荷判断部２５ｂは、例えば電動モータ１２の回転数とインバータ１３が電動モータ１２に供給する電力（供給電力）とに基づいて電動モータ１２の負荷を判断する。具体的には、負荷判断部２５ｂは、電動モータ１２の駆動軸の実回転数を検出する回転数検出部２８から信号を取得し、当該信号に基づいて電動モータ１２の回転数を取得する。また、負荷判断部２５ｂは、インバータ１３から供給電力に関する情報を取得し、記憶部２６に予め記憶されたテーブルと電動モータ１２の実回転数とに基づいて電動モータ１２の負荷を判断する。テーブルは、供給電力と実回転数との関係に基づいて構成されており、電動モータ１２の負荷に基づいて供給電力と実回転数とを対応付けて予め設定されている。例えば、負荷判断部２５ｂは、電動モータ１２の実回転数を取得すると、当該実回転数に対応する供給電力の閾値を取得する。負荷判断部２５ｂは、インバータ１３の供給電力と当該閾値を比較し、インバータ１３の供給電力が閾値未満である場合、電動モータ１２の負荷が所定値未満（適正）であると判断する。一方、負荷判断部２５ｂは、インバータ１３の供給電力と当該閾値を比較し、インバータ１３の供給電力が閾値以上である場合、電動モータ１２の負荷は所定値以上（比較的大きい）と判断する。

　なお、本実施形態において、負荷判断部２５ｂは、電動モータ１２の実回転数に対応する供給電力の閾値を取得し、インバータ１３の供給電力と当該閾値との比較を行うが、インバータ１３の供給電力に対応する電動モータ１２の回転数の閾値を取得し、電動モータ１２の実回転数と当該閾値との比較を行ってもよいし、電動モータ１２の負荷検出手段は、上記手段に限定されない。

　以下、制御装置２５による切換部４１の制御の一連の流れについて説明する。図３に示すように、まず、充電判断部２５ａは、ＢＭＵ２０ａ１からバッテリ２０ａの充電に関する信号を取得する（Ｓ１）。充電判断部２５ａは、ＢＭＵ２０ａ１から取得した信号が充電開始信号であるか否かを確認する（Ｓ２）。
　図３に示すように、ＢＭＵ２０ａ１から充電開始信号を取得した場合（Ｓ２，Ｙｅｓ）、充電判断部２５ａは、バッテリ２０ａが充電中であると判断し、制御装置２５は、切換部４１に制御信号を出力し、切換部４１を第２位置に切り換える（Ｓ３）。

　一方、充電判断部２５ａは、ＢＭＵ２０ａ１から充電開始信号以外の信号（充電停止信号、充電許可信号）を取得した場合（Ｓ２，Ｎｏ）、負荷判断部２５ｂは、回転数検出部２８から信号を取得して電動モータ１２の実回転数を取得する（Ｓ４）。
　図３に示すように、負荷判断部２５ｂは、電動モータ１２の実回転数を取得すると（Ｓ４）、インバータ１３から供給電力に関する情報を取得する（Ｓ５）。負荷判断部２５ｂは、記憶部２６に記憶されているテーブルに基づいて電動モータ１２の実回転数と対応付けられた供給電力の閾値を取得する（Ｓ６）。

　図３に示すように、負荷判断部２５ｂは、記憶部２６から供給電力の閾値を取得すると、インバータ１３の供給電力が電動モータ１２の実回転数と対応付けられた供給電力の閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ７）。負荷判断部２５ｂは、インバータ１３の供給電力と当該閾値を比較し、インバータ１３の供給電力が閾値以上である場合（Ｓ７，Ｙｅｓ）、電動モータ１２の負荷は比較的大きいと判断し、制御装置２５は、切換部４１に制御信号を出力し、切換部４１を第２位置に切り換える（Ｓ８）。

　また、図３に示すように、負荷判断部２５ｂは、インバータ１３の供給電力と当該閾値を比較し、インバータ１３の供給電力が閾値未満である場合（Ｓ７，Ｎｏ）、電動モータ１２の負荷は所定値未満であると判断し、制御装置２５は、切換部４１に制御信号を出力し、切換部４１を第１位置に切り換える（Ｓ９）。言い換えると、制御装置２５は、バッテリ２０ａが充電中ではない場合、且つ電動モータ１２の負荷が所定値未満である場合に、切換部４１に制御信号を出力して、切換部４１を第１位置に切り換える。これによって、バッテリ２０ａが充電中ではなく、且つ電動モータ１２の負荷が所定値未満である場合、切換部４１は第１位置に切り換わる。

　なお、上述した実施形態において、制御装置２５は、バッテリ２０ａが充電を行っている場合、及び電動モータ１２の負荷が所定値以上である場合に、切換部４１を第２位置に切り換え、バッテリ２０ａが充電を行っておらず、電動モータ１２の負荷が所定値未満である場合に、切換部４１を第１位置に切り換えるが、切換部４１の切り換え条件は上述した条件に限定されず、切換条件は任意に削除、追加、変更してもよい。具体的には、例えば、制御装置２５は、バッテリ２０ａが充電を行っていない場合に、切換部４１を第１位置に切り換え、バッテリ２０ａが充電を行っている場合に、切換部４１を第２位置に切り換えるような構成であってもよい。また、制御装置２５は、電動モータ１２の負荷が所定値未満である場合に、切換部４１を第１位置に切り換え、電動モータ１２の負荷が所定値以上である場合に、切換部４１を第２位置に切り換えるような構成であってもよい。

　また、バッテリユニット２０の温度を検出する温度検出部２０ｃを設け、バッテリユニット２０の温度が所定温度（所定値）以上の場合に切換部４１を第２位置に切り換え、所定温度未満の場合に切換部４１を第１位置に切り換えるようにしてもよい。
　また、上述した実施形態において、冷却水が循環する経路は、バッテリ２０ａに冷却水を流さず電装品１１に冷却水を流す経路と、バッテリ２０ａと電装品１１との両方に冷却水を流す経路と、に切り換え可能であるが、冷却水が循環する経路は、少なくともバッテリ２０ａに冷却水を流さず電装品１１に冷却水を流す経路と、バッテリ２０ａに冷却水を流す経路と、に切り換えることができればよく、その経路は、上記経路に限定されない。

　例えば、バッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂの一端側（第７水路３９ａ側）を切換部４１に接続し、他端側（第８水路３９ｂ側）を電装品冷却水路３３～３８における電装品１１からラジエータ３１の流入ポートに至るまでの領域に接続してもよく、図２Ｂに示すように、第８水路３９ｂの一端側をバッテリユニット２０の流出ポートに接続し、他端側を第６水路３８に接続してもよい。この場合、切換部４１を第１位置に切り換えると各電装品１１（インバータ１３、電動モータ１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４）に冷却水が流れ、切換部４１を第２位置に切り換えると冷却水は各電装品１１には流れずにバッテリユニット２０に流れる。

　また、バッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂの一端側（第７水路３９ａ側）を切換部４１に接続し、他端側（第８水路３９ｂ側））を電装品冷却水路３３～３８における電装品１１のうちの１つと他の電装品１１との間の領域に接続してもよく、図２Ｃに示すように、第８水路３９ｂの一端側を第４水路３６に接続してもよいし、第５水路３７に接続してもよい。

　また、本実施形態では、冷却水の流れ方向に沿ってインバータ１３、電動モータ１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４をこの順で配置しているが、これ限らず、配置順序を入れ替えてもよい。
　また、本実施形態では、バッテリユニット２０にバッテリ２０ａが１つだけ備えられている例について説明したが、これに限らず、複数のバッテリ２０ａを備え、それらを切り換えて用いる構成であってもよい。また、その場合、それぞれのバッテリ２０ａに対応する冷却ジャケットを設けてもよい。

　また、各バッテリ２０ａに対応する冷却ジャケット毎に冷却水を供給するか否かを切り換え可能な構成とし、冷却が必要なバッテリ２０ａを選択的に冷却するようにしてもよい。具体的には、例えば、充電中のバッテリ２０ａ、電装品１１に給電中のバッテリ２０ａ、或いは温度が所定温度以上であるバッテリ２０ａのみを冷却するようにしてもよい。
　また、本実施形態では、作業機１がトラクタである例について説明したが、作業機１はトラクタに限るものではなく、バッテリ２０ａに蓄電した電力で駆動されるものであればよい。例えば、作業機１は、コンバイン、田植機、芝刈機等の農業機械であってもよく、バックホー、ホイールローダ、コンパクトトラックローダ、スキッドステアローダ等の建設機械であってもよく、フォークリフト等の産業機械であってもよい。

　また、本実施形態では、二位置切換弁からなる切換部４１を備える構成について説明したが、これに限らず、切換部４１は第１流出ポートから第３水路３５に流出する水量と第２流出ポートから第７水路３９ａに流出する水量との比率を連続的に調整可能な流量調整弁であってもよい。この場合、例えば、バッテリユニット２０の温度に応じて第２流出ポートから第７水路３９ａに流れる水量を調整するようにしてもよい。

　上述した作業機１は、バッテリユニット２０と、バッテリユニット２０から供給される電力によって駆動される電装品１１と、冷却水を冷却するラジエータ３１と、ラジエータ３１の流出ポートから吐出された冷却水を電装品１１に供給し、電装品１１を冷却した後の冷却水をラジエータ３１の流入ポートに循環させる電装品冷却水路３３～３８と、電装品冷却水路３３～３８に設けられた切換部４１と、切換部４１からバッテリユニット２０に冷却水を供給し、バッテリユニット２０を冷却した後の冷却水を電装品冷却水路３３～３８に流すバッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂと、を備え、切換部４１は、電装品冷却水路３３～３８からバッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂへの冷却水の流れを遮断する第１状態と、電装品冷却水路３３～３８からバッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂに冷却水を流す第２状態とに切り換え可能である。上記構成によれば、切換部４１を切り換えることで、電装品１１の冷却を行い、バッテリユニット２０の冷却を行わない第１状態と、バッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂを介してバッテリユニット２０の冷却する第２状態と、に切り換えることができる。

　また、切換部４１は、電装品冷却水路３３～３８におけるラジエータ３１の流出ポートから電装品１１に至るまでの領域に設けられている。上記構成によれば、切換部４１が第２状態である場合、ラジエータ３１の流出ポートから流出する冷却水、即ち循環する冷却水のうち比較的低温である冷却水でバッテリユニット２０を冷却することができる。このため、バッテリユニット２０を速やかに冷却できる。

　また、電装品冷却水路３３～３８には冷却水の経路に沿って複数の電装品１１が直列に接続されており、切換部４１は、電装品冷却水路３３～３８における電装品１１のうちの１つと他の電装品１１との間の領域に設けられている。上記構成によれば、切換部４１が第１状態及び第２状態のいずれの状態であっても、複数の電装品１１に冷却水を循環させて冷却を行うことができる。

　また、バッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂの一端側は切換部４１に接続され、他端側は電装品冷却水路３３～３８における切換部４１から電装品１１に至るまでの領域に接続されている。上記構成によれば、切換部４１を切り換えることで、第１状態においては切換部４１から複数の電装品１１に冷却水を循環させて冷却を行い、第２状態においては切換部４１からバッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂを通ってバッテリユニット２０の冷却を行いつつ、バッテリユニット２０を冷却した冷却水で複数の電装品１１を冷却するため、バッテリユニット２０と複数の電装品１１の両方を冷却できる。

　また、バッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂの一端側は切換部４１に接続され、他端側は電装品冷却水路３３～３８における電装品１１からラジエータ３１の流入ポートに至るまでの領域に接続されている。上記構成によれば、切換部４１を切り換えることで、第１状態においては切換部４１から複数の電装品１１に冷却水を循環させて冷却を行い、第２状態においては切換部４１からバッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂを通ってバッテリユニット２０の冷却を行うことができる。

　また、電装品冷却水路３３～３８には冷却水の経路に沿って複数の電装品１１が直列に接続されており、バッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂの一端側は切換部４１に接続され、他端側は電装品冷却水路３３～３８における電装品１１のうちの１つと他の電装品１１との間の領域に接続されている。上記構成によれば、切換部４１を切り換えることで、第１状態においては切換部４１から複数の電装品１１に冷却水を循環させて冷却を行い、第２状態においては切換部４１からバッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂを通ってバッテリユニット２０の冷却を行いつつ、バッテリユニット２０を冷却した冷却水で１つの電装品１１又は他の電装品１１を冷却するため、バッテリユニット２０と電装品１１の両方を冷却できる。このため、バッテリユニット２０と、複数の電装品１１のうち一部の電装品１１とを優先的に冷却できる。

　また、作業機１は、切換部４１の動作を制御する制御装置２５を備え、切換部４１は、制御装置２５の指示に応じて第１状態と第２状態とを切り換える電磁切換弁である。上記構成によれば、制御装置２５の制御によって、冷却水の経路を任意に切り換えることができる。
　また、制御装置２５は、バッテリユニット２０の充電が行われていない場合に切換部４１を第１状態に切り換え、バッテリユニット２０の充電が行われている場合に切換部４１を第２状態に切り換える。上記構成によれば、バッテリユニット２０の充電が行われていない場合には、冷却水は電装品冷却水路３３～３８を流れて複数の電装品１１の冷却を行い、バッテリユニット２０の充電が行われている場合には、冷却水はバッテリ冷却水路３９ａ，３９ｂを流れてバッテリユニット２０の冷却を行う。このため、バッテリユニット２０の充電時には、バッテリユニット２０の発熱量が電装品１１の発熱量に比べて大きいが、バッテリユニット２０を比較的速やかに冷却できる。

　また、電装品１１は、電動モータ１２を含み、制御装置２５は、電動モータ１２の負荷が所定値未満である場合に切換部４１を第１状態に切り換え、電動モータ１２の負荷が所定値以上である場合に切換部４１を第２状態に切り換える。上記構成によれば、電動モータ１２への負担が所定値未満であり、バッテリユニット２０の発熱量が比較的小さい場合には、冷却水は電装品冷却水路３３～３８を流れて電動モータ１２の冷却を行い、電動モータ１２への負担が所定値以上であり、バッテリユニット２０の発熱量が比較的大きい場合には、冷却水は電装品冷却水路３３～３８を流れてバッテリユニット２０の冷却を行う。このため、電動モータ１２への負荷に応じて適宜バッテリユニット２０を優先的に冷却できる。

　また、作業機１は、バッテリユニット２０の温度を検出する温度検出部２０ｃを備え、制御装置２５は、バッテリユニット２０の温度が所定値未満である場合に切換部４１を第１状態に切り換え、バッテリユニット２０の温度が所定値以上である場合に切換部４１を第２状態に切り換える。上記構成によれば、バッテリユニット２０の温度が所定値未満であり、バッテリユニット２０の発熱量が比較的小さい場合には、冷却水は電装品冷却水路３３～３８を流れて電装品１１の冷却を行い、バッテリユニット２０の温度が所定値以上であり、バッテリユニット２０の発熱量が比較的大きい場合には、冷却水は電装品冷却水路３３～３８を流れてバッテリユニット２０の冷却を行う。このため、バッテリユニット２０の温度に応じて適宜バッテリユニット２０を優先的に冷却できる。

　以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　　１　作業機
　１１　電装品
　１２　電動モータ
　２０　バッテリユニット
　２０ｃ　温度検出部
　２５　制御装置
　３１　ラジエータ
　３３　第１水路（電装品冷却水路）
　３４　第２水路（電装品冷却水路）
　３５　第３水路（電装品冷却水路）
　３６　第４水路（電装品冷却水路）
　３７　第５水路（電装品冷却水路）
　３８　第６水路（電装品冷却水路）
　３９ａ　第７水路（バッテリ冷却水路）
　３９ｂ　第８水路（バッテリ冷却水路）
　４１　切換部

Claims (10)

1. 　バッテリユニットと、
   　前記バッテリユニットから供給される電力によって駆動される電装品と、
   　冷却水を冷却するラジエータと、
   　前記ラジエータの流出ポートから吐出された冷却水を前記電装品に供給し、前記電装品を冷却した後の冷却水を前記ラジエータの流入ポートに循環させる電装品冷却水路と、
   　前記電装品冷却水路に設けられた切換部と、
   　前記切換部から前記バッテリユニットに冷却水を供給し、前記バッテリユニットを冷却した後の冷却水を前記電装品冷却水路に流すバッテリ冷却水路と、
   　を備え、
   　前記切換部は、前記電装品冷却水路から前記バッテリ冷却水路への冷却水の流れを遮断する第１状態と、前記電装品冷却水路から前記バッテリ冷却水路に冷却水を流す第２状態とに切り換え可能である作業機。
2. 　前記切換部は、前記電装品冷却水路における前記ラジエータの流出ポートから前記電装品に至るまでの領域に設けられている請求項１に記載の作業機。
3. 　前記電装品冷却水路には前記冷却水の経路に沿って複数の電装品が直列に接続されており、
   　前記切換部は、前記電装品冷却水路における前記電装品のうちの１つと他の前記電装品との間の領域に設けられている請求項１に記載の作業機。
4. 　前記バッテリ冷却水路の一端側は前記切換部に接続され、他端側は前記電装品冷却水路における前記切換部から前記電装品に至るまでの領域に接続されている請求項２に記載の作業機。
5. 　前記バッテリ冷却水路の一端側は前記切換部に接続され、他端側は前記電装品冷却水路における前記電装品から前記ラジエータの流入ポートに至るまでの領域に接続されている請求項２又は３に記載の作業機。
6. 　前記電装品冷却水路には前記冷却水の経路に沿って複数の電装品が直列に接続されており、
   　前記バッテリ冷却水路の一端側は前記切換部に接続され、他端側は前記電装品冷却水路における前記電装品のうちの１つと他の前記電装品との間の領域に接続されている請求項２又は３に記載の作業機。
7. 　前記切換部の動作を制御する制御装置を備え、
   　前記切換部は、前記制御装置の指示に応じて前記第１状態と前記第２状態とを切り換える電磁切換弁である請求項１～６のいずれか１項に記載の作業機。
8. 　前記制御装置は、
   　前記バッテリユニットの充電が行われていない場合に前記切換部を前記第１状態に切り換え、
   　前記バッテリユニットの充電が行われている場合に前記切換部を前記第２状態に切り換える請求項７に記載の作業機。
9. 　前記電装品は、電力によって駆動する電動モータを含み、
   　前記制御装置は、
   　前記電動モータの負荷が所定値未満である場合に前記切換部を前記第１状態に切り換え、
   　前記電動モータの負荷が所定値以上である場合に前記切換部を前記第２状態に切り換える請求項７又は８に記載の作業機。
10. 　前記バッテリユニットの温度を検出する温度検出部を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記バッテリユニットの温度が所定値未満である場合に前記切換部を前記第１状態に切り換え、
    　前記バッテリユニットの温度が所定値以上である場合に前記切換部を前記第２状態に切り換える請求項７～９のいずれか１項に記載の作業機。

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