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公開番号2025002476
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023102679
出願日2023-06-22
発明の名称電動作業機及び電動作業機の起動方法
出願人株式会社クボタ
代理人安田岡本弁理士法人
主分類H02H 7/18 20060101AFI20241226BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】本発明は、電気機器を起動する際の突入電流の影響でバッテリパックが故障することを抑制できる電動作業機を提供する。
【解決手段】本発明は、電気機器20と、電気回路21と、内部回路222を開閉する内部リレー220を有し、電気回路21を介して電気機器21に対して順次接続されて並列接続される複数のバッテリパック22と、制御部23とを備え、電気回路21は、バッテリパック22に対応する複数の外部リレー211を含み、制御部23は、電気機器20に対して接続される順番が一番目のバッテリパック22を電気機器20に接続した状態で、順番が二番目以降のバッテリパック22の内部リレー220を閉状態にする第一後段処理と、内部リレー220が閉状態にされた二番目以降のバッテリパック22に対応する外部リレー211を閉状態にする第二後段処理と、を行う。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
電気機器と、
前記電気機器に電気的に接続された電気回路と、
それぞれが内部回路を開閉する内部リレーを有する複数のバッテリパックであって、前記電気回路を介して前記電気機器に対して順次接続されて並列接続される複数のバッテリパックと、
制御部と、を備え、
前記電気回路は、
前記複数のバッテリパックのそれぞれに対応する複数の外部リレーであって、対応する前記バッテリパックと前記電気機器とを接続する回路を開閉する複数の外部リレーを含み、
前記制御部は、
前記複数のバッテリパックのうち、前記電気機器に対して接続される順番が一番目のバッテリパックである第一バッテリパックを前記電気機器に電気的に接続した状態で、前記複数のバッテリパックのうち、前記順番が二番目以降のバッテリパックである第二バッテリパックの前記内部リレーを閉状態にする第一後段処理と、
前記内部リレーが閉状態にされた前記第二バッテリパックに対応する前記外部リレーを閉状態にする第二後段処理と、
を行う電動作業機。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
少なくとも前記第一バッテリパックは、
前記内部リレーとしての第一内部リレーと、前記第一内部リレーに対してプリチャージ用抵抗器及びプリチャージ用リレーの直列接続回路を並列に接続したプリチャージ回路とを有し、
前記制御部は、
前記第一バッテリパックを前記電気機器に接続する際、
前記第一バッテリパックに対応する前記外部リレーを閉状態にする第一前段処理と、
前記第一バッテリパックの前記プリチャージ用リレーを閉状態にする第二前段処理と、
前記第一前段処理及び第二前段処理の後に、前記第一バッテリパックの前記第一内部リレーを閉状態にする第三前段処理と、
を行う請求項１に記載の電動作業機。
【請求項３】
前記複数のバッテリパックのそれぞれは、電池セルを有するとともに、前記内部リレーとして、前記電池セルの一方の極側の経路上に配置され、前記プリチャージ回路と並列に配置される前記第一内部リレーと、前記電池セルの他方の極側の経路上に配置される第二内部リレーと、を有し、
前記制御部は、
前記第二前段処理において、前記第一内部リレーを開状態で維持させ、前記第二内部リレー及び前記プリチャージ用リレーを閉状態にする請求項２に記載の電動作業機。
【請求項４】
前記電気回路の一部又は全部を内装するジャンクションボックスをさらに備え、
前記複数の外部リレーは、前記ジャンクションボックスに対して交換可能に内装される請求項３に記載の電動作業機。
【請求項５】
所定の作業を行う作業装置をさらに備え、
前記電気機器は、前記作業装置を直接的又は間接的に駆動する請求項４に記載の電動作業機。
【請求項６】
前記制御部は、
前記複数の外部リレーのうち、累積的な開閉回数の最も多い前記外部リレーに対応する前記バッテリパックを前記第一バッテリパックに設定する請求項１乃至請求項５のうちの何れか１項に記載の電動作業機。
【請求項７】
前記制御部は、
前記複数のバッテリパックを前記電気機器に接続する処理を行う毎に前記第一バッテリパックとして設定するバッテリパックを順次変更する請求項１乃至請求項５のうちの何れか１項に記載の電動作業機。
【請求項８】
電気機器と、
前記電気機器に電気的に接続された電気回路と、
それぞれが内部回路を開閉する内部リレーを有する複数のバッテリパックであって、前記電気回路を介して前記電気機器に対して順次接続されて並列接続される複数のバッテリパックと、を備え、
前記電気回路が、
前記複数のバッテリパックのそれぞれに対応する複数の外部リレーであって、対応する前記バッテリパックと前記電気機器とを接続する回路を開閉する複数の外部リレーを含む電動作業機の起動方法において、
前記複数のバッテリパックのうち、前記電気機器に対して接続される順番が一番目のバッテリパックとしての第一バッテリパックを前記電気機器に電気的に接続した状態で、前記複数のバッテリパックのうち、前記順番が二番目以降のバッテリパックである第二バッテリパックの前記内部リレーを閉状態にする第一後段処理と、
前記内部リレーが閉状態にされた前記第二バッテリパックに対応する前記外部リレーを閉状態にする第二後段処理と、を行う
電動作業機の起動方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のバッテリパックからの電力供給で作動する電動作業機に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、複数のバッテリパック（組電池）からの電力供給で作動する電動作業機が提供されている。この種の電動作業機は、作業装置と、作業装置を作動させる電気機器と、電気機器に電気的に接続される電気回路と、それぞれが内部リレーを有する複数のバッテリパックであって、電気回路を介して電気機器に並列接続される複数のバッテリパックと、を備える。この種の電動作業機は、作業装置を作動（電気機器を起動）する際、複数のバッテリパックの内部リレーを同時に開状態から閉状態にすることで、複数のバッテリパックを電気機器に対して電気的に接続するようになっている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１５／１６７０２４号公報
特開２０１１－１８８７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、バッテリパックの内部リレーを閉状態にすることで、バッテリパックを電気機器に対して電気的に接続すると、内部リレーに突入電流が作用する。これに伴い、内部リレーは、突入電流の作用によってダメージを受ける。特に、複数のバッテリパックが並列接続されると、突入電流による内部リレーのダメージが大きくなる。
【０００５】
具体的には、バッテリパックは、複数のバッテリセル（電池セル）を組み合わせた組電池であるため、バッテリパックの性能は、複数のバッテリセルの性能等の影響を受ける。これに伴い、複数のバッテリパックの性能にバラつきが生じ、並列接続される複数のバッテリパックの間に電圧差が生じる。そのため、上記構成の電動作業機のように、並列接続された複数のバッテリパックの内部リレーを同時に閉状態にして通電状態にすると、電圧の高いバッテリパックから電圧の低いバッテリパックに電流が流れてしまう。その結果、バッテリパックの内部リレーに作用する突入電流が大きくなり、バッテリパック（内部リレー）が故障する可能性が高くなるといった問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、電気機器を起動する際の突入電流の影響でバッテリパックが故障することを抑制できる電動作業機及び電動作業機の起動方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電動作業機は、電気機器と、前記電気機器に電気的に接続された電気回路と、それぞれが内部回路を開閉する内部リレーを有する複数のバッテリパックであって、前記電気回路を介して前記電気機器に対して順次接続されて並列接続される複数のバッテリパックと、制御部と、を備え、前記電気回路は、前記複数のバッテリパックのそれぞれに対応する複数の外部リレーであって、対応する前記バッテリパックと前記電気機器とを接続する回路を開閉する複数の外部リレーを含み、前記制御部は、前記複数のバッテリパックのうち、前記電気機器に対して接続される順番が一番目のバッテリパックである第一バッテリパックを前記電気機器に電気的に接続した状態で、前記複数のバッテリパックのうち、前記順番が二番目以降のバッテリパックである第二バッテリパックの前記内部リレ
ーを閉状態にする第一後段処理と、前記内部リレーが閉状態にされた前記第二バッテリパックに対応する前記外部リレーを閉状態にする第二後段処理と、を行う。
【０００８】
本発明に係る電動作業機の起動方法は、電気機器と、前記電気機器に電気的に接続された電気回路と、それぞれが内部回路を開閉する内部リレーを有する複数のバッテリパックであって、前記電気回路を介して前記電気機器に対して順次接続されて並列接続される複数のバッテリパックと、を備え、前記電気回路が、前記複数のバッテリパックのそれぞれに対応する複数の外部リレーであって、対応する前記バッテリパックと前記電気機器とを接続する回路を開閉する複数の外部リレーを含む電動作業機の起動方法において、前記複数のバッテリパックのうち、前記電気機器に対して接続される順番が一番目のバッテリパックとしての第一バッテリパックを前記電気機器に電気的に接続した状態で、前記複数のバッテリパックのうち、前記順番が二番目以降のバッテリパックである第二バッテリパックの前記内部リレーを閉状態にする第一後段処理と、前記内部リレーが閉状態にされた前記第二バッテリパックに対応する前記外部リレーを閉状態にする第二後段処理と、を行う。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電気機器を起動する際の突入電流の影響でバッテリパックが故障することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る電動作業機の側面図である。
図２は、同実施形態に係る電動作業機の油圧系及び電気系の概略系統図である。
図３は、同実施形態に係る電動作業機の電気系統図である。
図４は、同実施形態に係る電動作業機のバッテリパックの並列接続可否診断の処理フロー図である。
図５は、同実施形態に係る電動作業機のバッテリパックの並列接続処理の処理フロー図である。
図６は、同実施形態に係る電動作業機のバッテリパックの内部リレーの開閉動作診断における各診断過程における診断条件と結果の一覧表である。
図７は、同実施形態に係る電動作業機の故障診断の処理フロー図である。
図８は、同実施形態に係る電動作業機のバッテリパックの単一接続処理の処理フロー図である。
図９は、同実施形態に係る電動作業機のバッテリパックを充電する充電モードの処理フロー図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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