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公開番号2025037648
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-18
出願番号2023144707
出願日2023-09-06
発明の名称電動式建設機械
出願人日立建機株式会社
代理人弁理士法人開知
主分類E02F 9/00 20060101AFI20250311BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】燃料電池の燃料を貯留する水素タンク、および燃料電池のクーラントの熱を放熱する熱交換器を小型化することが可能な電動式建設機械を提供する。
【解決手段】車体101～103と、車体101～103の動力源である電動機2と、電力を生成する燃料電池3と、電動機2に供給される電力を制御する電力制御装置6とを備えた油圧ショベル100において、商用電源装置11からの電力を受電する外部受電器5を備え、電力制御装置6は、燃料電池3および外部受電器5から電動機2に供給される電力を制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
車体と、
前記車体の動力源である電動機と、
電力を生成する燃料電池と、
前記電動機に供給される電力を制御する電力制御装置とを備えた電動式建設機械において、
商用電源装置からの電力を受電する外部受電器を備え、
前記電力制御装置は、前記燃料電池および前記外部受電器から前記電動機に供給される電力を制御する
ことを特徴とする電動式建設機械。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電動式建設機械において、
前記車体の動作を指示するための操作装置を備え、
前記電力制御装置は、前記操作装置の操作量に基づいて算出される必要電力量に基づいて、前記燃料電池から前記電動機に供給する電力量、および前記外部受電器から前記電動機に供給する電力量を決定する
ことを特徴とする電動式建設機械。
【請求項３】
請求項２に記載の電動式建設機械において、
前記電動機に電力を供給可能なバッテリを備え、
前記電力制御装置は、前記必要電力量が、前記外部受電器と前記バッテリとの合計最大出力値に基づいて設定された第１電力閾値を上回る場合、または、前記必要電力量が、前記外部受電器と前記燃料電池との合計最大出力値に基づいて設定された第２電力閾値を上回る場合は、前記バッテリ、前記燃料電池、および前記外部受電器から前記電動機に電力を供給する
ことを特徴とする電動式建設機械。
【請求項４】
請求項３に記載の電動式建設機械において、
前記電力制御装置は、前記電動機の駆動時に前記バッテリの残量が所定の第１バッテリ閾値以下である場合は、前記燃料電池から前記電動機および前記バッテリに電力を供給するとともに、前記外部受電器から前記電動機および前記バッテリに電力を供給する
ことを特徴とする電動式建設機械。
【請求項５】
請求項４に記載の電動式建設機械において、
前記電力制御装置は、前記必要電力量が、前記外部受電器の最大出力値に基づいて設定された第３電力閾値以下である場合は、前記バッテリの残量が、前記第１バッテリ閾値よりも大きく設定された第２バッテリ閾値未満であるか否かを判定し、
前記バッテリの残量が前記第２バッテリ閾値未満であると判定した場合は、前記燃料電池からの電力供給を停止するとともに、前記外部受電器から前記電動機および前記バッテリに電力を供給し、
前記バッテリの残量が前記第２バッテリ閾値以上であると判定した場合は、前記バッテリおよび前記燃料電池からの電力供給を停止するとともに、前記外部受電器から前記電動機に電力を供給する
ことを特徴とする電動式建設機械。
【請求項６】
請求項５に記載の電動式建設機械において、
前記電力制御装置は、前記必要電力量が前記第３電力閾値を上回り、かつ前記必要電力量が前記第１電力閾値以下であり、かつ前記必要電力量が前記第２電力閾値以下である場合は、前記バッテリの残量が、前記第１バッテリ閾値より大きくかつ前記第２バッテリ閾値より小さく設定された第３バッテリ閾値未満であるか否かを判定し、
前記バッテリの残量が前記第３バッテリ閾値未満であると判定した場合は、前記燃料電池および前記外部受電器から前記電動機および前記バッテリに電力を供給し、
前記バッテリの残量が前記第３バッテリ閾値以上であると判定した場合は、前記燃料電池からの電力供給を停止するとともに、前記バッテリおよび前記外部受電器から前記電動機に電力を供給する
ことを特徴とする電動式建設機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式建設機械に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、温室効果ガスの排出の少ない建設機械の開発が行われており、例えば燃料電池を搭載した電動式建設機械が開発されている。燃料電池を搭載した電動式建設機械の先行技術を開示する文献として、例えば特許文献１がある。特許文献１には、本体部と、該本体部を走行する走行装置との間に設けられ、前記本体部を旋回する第１旋回部と、前記本体部に接続された作業装置と、前記第１旋回部とは異なる第２旋回部により旋回可能な収容部と、を備え、前記収容部は、水素を貯蔵する水素タンクと前記水素タンクから供給される前記水素により発電を行う燃料電池とを収容し、前記本体部には、前記作業装置を駆動する油圧装置が配置される電動式の建設機械が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１８０５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池の燃料となる水素はエネルギー密度が軽油に比べて低く、燃料電池で同じ出力のディーゼルエンジンと同じ連続稼働時間を得ようとすると巨大な水素タンクが必要となるため、水素タンクの搭載性が問題となる。さらに、燃料電池のクーラント（冷却水）はディーゼルエンジンのクーラントに比べて低い温度に維持する必要があり、同じ出力のディーゼルエンジンに比べて大きな熱交換器が必要となるため、熱交換器の搭載性も問題となる。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料電池の燃料を貯留する水素タンク、および燃料電池のクーラントの熱を放熱する熱交換器を小型化することが可能な電動式建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、車体と、前記車体の動力源である電動機と、電力を生成する燃料電池と、前記電動機に供給される電力を制御する電力制御装置とを備えた電動式建設機械において、商用電源装置からの電力を受電する外部受電器を備え、前記電力制御装置は、前記燃料電池および前記外部受電器から前記電動機に供給される電力を制御するものとする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、外部受電器から電動機への電力供給が可能となるため、燃料電池から電動機に供給する電力を削減することができる。これにより、燃料電池の燃料消費量および発熱量が抑制されるため、燃料電池の燃料を貯留する水素タンク、および燃料電池を冷却するクーラントの熱を放熱する熱交換器を小型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の実施形態における油圧ショベルの概略図
本発明の実施形態における電力制御システムの構成図
本発明の実施形態における電力制御装置の処理を示すフローチャート
本発明の実施形態における電力制御システムの変形例を示す構成図
本発明の実施形態における電力制御装置の処理の変形例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、本発明に係る電動式建設機械として油圧ショベルを適用したものであるが、本発明の適用対象は油圧ショベルに限定されるものではなく、他の電動式建設機械にも適用可能である。
【００１０】
図１は、本実施形態における油圧ショベルの概略図である。油圧ショベル１００は、クローラ式の下部走行体１０１と、下部走行体１０１上に旋回可能に搭載された上部旋回体１０２と、上部旋回体１０２に回動可能に取り付けられたフロント作業機１０３とを備えている。下部走行体１０１、上部旋回体１０２、およびフロント作業機１０３は、油圧ショベル１００の車体を構成している。下部走行体１０１、上部旋回体１０２、およびフロント作業機１０３は、それぞれ油圧アクチュエータ（図示せず）によって駆動される。上部旋回体１０２の前側には、オペレータが搭乗するキャブ１０４が設けられている。キャブ１０４内には、車体１０１～１０３の動作を指示するための操作装置１６が配置されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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