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公開番号2025060283
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023170940
出願日2023-09-29
発明の名称作業機械
出願人日立建機株式会社
代理人弁理士法人サンネクスト国際特許事務所
主分類E02F 9/20 20060101AFI20250403BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】燃料電池の経年劣化を抑制しつつ、コスト増加を抑えることが可能な燃料電池システムを有する作業機械を実現する。
【解決手段】車体コントローラ45は、電動機30の駆動に必要な第1の所要電力を演算し、この第1の所要電力に基づいて、燃料電池110に対する要求電力を演算する。そして、この要求電力に基づいて、燃料電池110の発電電力の変動量が所定の制限値以下となるように燃料電池の目標電力を演算する。このとき、燃料電池に対する要求電力の時間変化率が所定値以上である場合に、燃料電池110の発電電力の変動量に対する制限値を緩和する。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池と、
電力を充放電可能な蓄電装置と、
前記燃料電池および前記蓄電装置からそれぞれ供給される電力を用いて駆動する電動機と、
前記燃料電池が発電すべき目標電力を演算し、前記目標電力に基づいて前記燃料電池を制御する制御装置と、を備えた作業機械において、
前記制御装置は、
前記電動機の駆動に必要な第１の所要電力を演算し、
前記第１の所要電力に基づいて、前記燃料電池に対する要求電力を演算し、
前記要求電力に基づいて、前記燃料電池の発電電力の変動量が所定の制限値以下となるように前記目標電力を演算し、
前記要求電力の時間変化率が所定値以上である場合に、前記制限値を緩和する
ことを特徴とする作業機械。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
請求項１に記載の作業機械において、
前記制御装置は、前記蓄電装置の電圧に基づいて、前記蓄電装置の電圧が所定の目標電圧よりも高い場合は、前記蓄電装置の電圧が高くなるほど所定時間内での前記燃料電池の発電電力の減少量に対する前記制限値が緩和され、前記蓄電装置の電圧が前記目標電圧よりも低い場合は、前記蓄電装置の電圧が低くなるほど所定時間内での前記燃料電池の発電電力の増加量に対する前記制限値が緩和されるように、前記制限値を設定する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項３】
請求項１に記載の作業機械において、
前記制御装置は、前記制限値を緩和した状態を所定の継続時間の間維持する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項４】
請求項１に記載の作業機械において、
前記制御装置は、
前記作業機械が備える補機の駆動に必要な第２の所要電力を演算し、
前記第１の所要電力および前記第２の所要電力に基づいて、前記要求電力を演算し、
前記蓄電装置の電圧が所定の電圧閾値以上の場合、前記第２の所要電力を減少させて前記要求電力を演算する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項５】
請求項１に記載の作業機械において、
前記制御装置は、現在の前記燃料電池の発電電力が所定の第一閾値以下であり、かつ、所定の演算周期ごとに演算された前記要求電力が前記第一閾値以下の値から前記第一閾値よりも大きい所定の第二閾値以上へと変化した場合に、前記制限値を緩和する
ことを特徴とする作業機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化対策のために、温室効果ガスを排出しない作業機械として、燃料電池システムを有する作業機械が知られている。こうした作業機械において、燃料電池には発電電力の変動が急峻であると経年劣化が促進される特性があるため、発電電力の変動をなるべく抑える必要がある。
【０００３】
上記のような課題に対して、特許文献１の技術が知られている。特許文献１には、負荷が燃料電池に対して要求する要求電力の変動よりも、燃料電池が発電すべき目標電力の変動を小さくする変動抑制処理を行うことで、燃料電池の経年劣化を抑制する燃料電池システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１４９８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の燃料電池システムでは、変動抑制処理によって生じる要求電力と目標電力の差分を、２次電池の充放電により賄っている。したがって、作業機械の負荷変動に対して十分な蓄電量を有する２次電池を用いなければならず、負荷変動が大きい場合には大容量の２次電池が必要となり、２次電池に費やすコストが増加するという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料電池の経年劣化を抑制しつつ、コスト増加を抑えることが可能な燃料電池システムを有する作業機械を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による作業機械は、燃料電池と、電力を充放電可能な蓄電装置と、前記燃料電池および前記蓄電装置からそれぞれ供給される電力を用いて駆動する電動機と、前記燃料電池が発電すべき目標電力を演算し、前記目標電力に基づいて前記燃料電池を制御する制御装置と、を備えた作業機械において、前記制御装置は、前記電動機の駆動に必要な第１の所要電力を演算し、前記第１の所要電力に基づいて、前記燃料電池に対する要求電力を演算し、前記要求電力に基づいて、前記燃料電池の発電電力の変動量が所定の制限値以下となるように前記目標電力を演算し、前記要求電力の時間変化率が所定値以上である場合に、前記制限値を緩和する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、燃料電池の経年劣化を抑制しつつ、コスト増加を抑えることが可能な燃料電池システムを有する作業機械を実現することができる。
【０００９】
なお、本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る作業機械の一例である油圧ショベルの外観図。
本発明の一実施形態に係る作業機械における燃料電池システムの概略構成図。
車体コントローラの演算処理の内容を示す制御ブロック図。
要求電力制限演算部の制御ブロック図。
補機所要電力演算部の制御ブロック図。
電動機所要電力演算部の制御ブロック図。
本発明の一実施形態に係る作業機械における燃料電池システムの制御の一例を示すタイムチャート。
【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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