CN119032209A - 电动式工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明的电动式液压挖掘机(1)包括加热用的加热器芯(34)、对向加热器芯(34)供给的第2热交换液进行加热的电加热器(35)以及供第2热交换液流入、流出的第2储存箱(39)。在此基础上，设有分隔第1冷却扇(28)和电加热器(35)之间的隔壁(12)并根据温度变化而供用于冷却电动马达(15)等的第1热交换液流入、流出的第1储存箱(29)以隔壁(12)为界，配置在第1冷却扇(28)的同一侧。另一方面，第2储存箱(39)以隔壁(12)为界，配置在第1冷却扇(28)的相反侧。

Description

电动式工程机械

技术领域

本发明涉及具备电动马达来作为动力源的液压挖掘机等电动式工程机械。

背景技术

通常，作为工程机械的代表例的液压挖掘机包括能够自行的下部行驶体、借助回转装置能够回转地搭载在下部行驶体上的上部回转体以及设置在上部回转体的前侧并通过液压致动器而动作的作业装置。

液压挖掘机包括成为原动机的发动机、对发动机进行冷却以使变热的第1热交换液(冷却液)冷却的散热器、向散热器供给冷却风的冷却扇以及供由于温度变化而体积增减的第1热交换液流入、流出的第1储存箱(专利文献1)。

在此，在专利文献1中，将第1储存箱配置在冷却扇的冷却风直接吹到的位置，以免第1储存箱内的第1热交换液受到发动机的热影响，提高第1热交换液的冷却效率。

另外，近年来，为了抑制地球暖化、大气污染，取代发动机将电动马达作为动力源的电动式液压挖掘机被实用化。该电动式液压挖掘机通过由电动马达驱动液压泵，从而向液压致动器供给工作用的压力油(工作油)。该电动式液压挖掘机与具备发动机的液压挖掘机同样地，具备对电动马达进行冷却以将变热的第1热交换液的热释放的散热器、冷却扇、第1储存箱。

并且，为了使操作者的作业环境良好，有的电动式液压挖掘机具备加热装置。该加热装置构成为，包含：加热用的加热器芯；对向加热器芯供给的第2热交换液进行加热的电加热器；以及供由于温度变化而体积增减的第2热交换液流入、流出的第2储存箱(专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6527287号公报

专利文献2：日本特开2002-61230号公报

发明内容

然而，在专利文献1这种发动机驱动方式的液压挖掘机的情况下，通过将冷却扇的冷却风吹到第1储存箱上，从而能够提高基于散热器的第1热交换液的冷却效率。但是，由于电动式液压挖掘机还设有供第2热交换液流入、流出的第2储存箱，因此，冷却扇的冷却风也吹到第2储存箱上，第2热交换液的温度下降、加热效率降低。特别是，小型电动式液压挖掘机的设备设置空间有限，因此，冷却扇与第2储存箱配置在接近的位置，存在加热效率可能降低的问题。

本发明是鉴于上述现有技术的问题提出的，本发明的目的在于，提供能够高效地对冷却电动马达的第1热交换液进行冷却而不降低加热效率的电动式工程机械。

本发明的电动式工程机械包括：作为动力源的电动马达；散热器，其对所述电动马达进行冷却以使变热的第1热交换液冷却；冷却扇，其向所述散热器供给冷却风；以及第1储存箱，其供所述第1热交换液流入、流出，所述电动式工程机械的特征在于，包括：加热用的加热器芯；电加热器，其对向所述加热器芯供给的第2热交换液进行加热；以及第2储存箱，其供所述第2热交换液流入、流出，在所述冷却扇与所述电加热器之间设有隔壁，所述第1储存箱以所述隔壁为界，配置在所述冷却扇的同一侧，所述第2储存箱以所述隔壁为界，配置在所述电加热器的同一侧。

根据本发明，能够避免冷却扇的冷却风吹到第2储存箱，能够提高加热效率。

附图说明

图1是示出实施方式的电动式液压挖掘机的右侧视图。

图2是示出省略外装罩的状态的上部回转体的俯视图。

图3是将上部回转体的右侧部分放大示出的俯视图。

图4是将上部回转体的右侧部分放大示出的右侧视图。

图5是从图4中的箭头V-V方向示出隔壁、第2储存箱等的前面图。

图6是使用第1热交换液的冷却电路的构成图。

图7是使用第2热交换液的加热电路的构成图。

具体实施方式

以下，关于本发明的电动式工程机械的实施方式，以应用于小型的电动式液压挖掘机的情况为例，参照图1至图7进行详细说明。

在图1中，作为电动式工程机械的代表例的电动式液压挖掘机1包括能够自行的履带式的下部行驶体2和能够回转地搭载在下部行驶体2上的上部回转体3。刮板装置(排土装置)4能够在上下方向上转动地设置在下部行驶体2的前侧，使用该刮板装置4进行排土(整地)作业等。在上部回转体3的前侧设有摆动式的作业装置5，使用该作业装置5进行砂土的挖掘作业等。

上部回转体3具备作为支承构造体的回转框架6。回转框架6构成上部回转体3的基座。回转框架6安装在下部行驶体2上，作业装置5安装在前侧。

回转框架6中搭载有后述的驾驶室7、配重8、外装罩9、隔壁12、电动马达15、液压泵16、电池装置17、逆变器20、充电器21、散热器22、第1冷却扇28、第1储存箱29、工作油箱30、油冷却器31、第2冷却扇32、电加热器35、第2储存箱39等。

驾驶室7设置在回转框架6的左侧。驾驶室7内成为供操作者搭乘的驾驶室。该驾驶室中设有供操作者落座的驾驶席、控制下部行驶体2的行驶的行驶用杆/踏板以及控制作业装置5等的动作的作业用操作杆等(均未图示)。

配重8设置在回转框架6的后部。配重8是用于与作业装置5保持重量平衡的重锤。后述的供电电缆19能够装拆地连接于配重8的上部。

外装罩9在驾驶室7的周围覆盖上部回转体3。具体来说，外装罩9包括位于左侧并覆盖驾驶室7和配重8之间的左罩部(未图示)、从驾驶室7右侧的前后方向的中间部覆盖前侧的右前罩部10以及驾驶室7右侧的从前后方向的中间部到配重8地覆盖后侧的右后罩部11。

在右前罩部10的与后述的油冷却器31、第2冷却扇32对置的位置设有用于排出冷却风的排出口10A。另外，在右后罩部11的与后述的散热器22、第1冷却扇28对置的位置设有用于排出冷却风的排出口11A。

如图2所示，隔壁12配置在回转框架6的右侧。具体来说，隔壁12位于回转框架6的前后方向的中间部，形成为在左右方向和上下方向上延伸的分隔板。隔壁12分隔包含后述的电动马达15的电装系统的配置区域和包含后述的液压泵16、工作油箱30的液压系统的配置区域。由此，隔壁12分隔第1冷却扇28和电加热器35之间。

另外，隔壁12将由回转框架6、配重8、外装罩9包围的右侧的空间隔离为后侧的电装室13和前侧的箱室14。在电装室13中配置后述的电动马达15、电池装置17、逆变器20、充电器21、散热器22、第1冷却扇28、第1储存箱29等。另一方面，在箱室14中配置液压泵16、工作油箱30、油冷却器31、第2冷却扇32、电加热器35、第2储存箱39等。

电动马达15构成电动式液压挖掘机1的动力源。电动马达15例如配置在回转框架6的右后侧，输出轴的轴线安装为在前后方向上延伸的方向。电动马达15通过从后述的电池装置17供给的电力而使输出轴旋转，驱动与该输出轴连接的液压泵16。另外，例如，电动马达15形成为交流马达。来自电池装置17的直流电力通过逆变器20变换为交流电力并向电动马达15供给。

在此，电动马达15通过电能由于电阻变换为热能而发热。因此，电动马达15具备供第1热交换液(冷却液)流通的第1热交换液通路(未图示)，以抑制由发热引起的温度上升。该第1热交换液通路与后述的第1管路23连接。

液压泵16安装在电动马达15的前侧。液压泵16通过由电动马达15驱动而将来自后述的工作油箱30的工作油向设置于作业装置5的液压缸、设置于下部行驶体2的液压马达等液压致动器供给。液压泵16与电动马达15的输出轴连接。

电池装置17贮存向电动马达15供给的电力。电池装置17位于驾驶室7的后部下侧并安装在回转框架6上。电池装置17借助供电连接器18、供电电缆19与发电机、商用电源等外部电源(未图示)连接。另外，电池装置17经由逆变器20等与电动马达15连接。并且，在充电模式下，通过供电电缆19与供电连接器18连接，从而来自外部电源的电力被变换为直流电力并向电池装置17充电。另外，在内部电力模式下，来自电池装置17的直流电力由逆变器20变换为交流电力并向电动马达15供给。另外，在外部电力模式下，将来自外部电源的电力由逆变器20同样地变换并向电动马达15供给，且将剩余的电力向电池装置17供给。

逆变器20位于隔壁12的后侧并配置在电动马达15的上侧。逆变器20将从电池装置17供给的直流电力变换为交流电力并向电动马达15供给。逆变器20由于电力切换时的负载(电阻)而发热。因此，逆变器20与电动马达15同样地，具备供第1热交换液流通的第1热交换液通路(未图示)。该第1热交换液通路接着电动马达15而与第1管路23连接。

充电器21与外部电源连接，将来自外部电源的交流电力变换为直流电力并向电池装置17供给。充电器21经由切换器(未图示)与电池装置17电连接。充电器21能够与来自外部电源的供电电缆19连接。充电器21由于电力(直流、交流)切换时的负载(电阻)而发热。因此，充电器21与逆变器20同样地，具备供第1热交换液流通的第1热交换液通路(未图示)。该第1热交换液通路与第2管路25连接。

散热器22是对用于冷却电动马达15、逆变器20、充电器21等电装设备的第1热交换液进行冷却的热交换器。换言之，散热器22对电动马达15等进行冷却以使变热的第1热交换液冷却。散热器22以在前后方向及上下方向上延伸的状态设置在回转框架6的后侧且在右侧的靠近中央位置。另外，散热器22配置在电动马达15与电池装置17之间。散热器22通过使后述的第1冷却扇28产生的冷却风释放在多个细管内流动的第1热交换液的热，从而使第1热交换液的温度下降。散热器22与后述的第1管路23、第2管路25、返回管路27连接。

此外，散热器22与后述的第1储存箱29连接。由此，通过使由于温度变化而体积增减的第1热交换液在与第1储存箱29之间流入、流出，从而容许第1热交换液的体积变化。

如图6所示，第1管路23与散热器22连接。在该第1管路23上的上游侧(散热器22侧)设有第1泵24。第1管路23穿过电动马达15的第1热交换液通路使下游侧与逆变器20的第1热交换液通路连接。第1管路23是向电动马达15、逆变器20供给第1热交换液的管路。

第2管路25与第1管路23同样地与散热器22连接。在该第2管路25上的上游侧(散热器22侧)设有第2泵26。第2管路25穿过充电器21的第1热交换液通路，使下游侧与后述的返回管路27连接。第2管路25是向充电器21供给第1热交换液的管路。需要说明的是，也可以构成为，废止第2管路25而仅以第1管路23向电动马达15、逆变器20、充电器21供给第1热交换液。

返回管路27的上游侧与逆变器20的第1热交换液通路连接，下游侧与散热器22连接。返回管路27是穿过电动马达15、逆变器20、充电器21使温度上升了的第1热交换液返回散热器22的管路。

如图3、图4所示，作为冷却扇的第1冷却扇28位于电动马达15的上侧，并与散热器22的右侧对置设置。第1冷却扇28通过在风扇马达的作用下旋转，从而从外装罩9的左罩部的吸气口吸入外部的空气来作为冷却风，使其在电池装置17的周围流通并从散热器22中通过。通过散热器22的冷却风穿过电装室13被从外装罩9的右后罩部11的排出口11A向外部排出。需要说明的是，作为第1冷却扇，也能够使用将从右后罩部的吸气口吸入的外部气体作为冷却风向散热器供给的吸入式的风扇。

第1储存箱29设置于电装室13。第1储存箱29经由软管29A与散热器22的上部连接。第1储存箱29例如形成为由半透明的树脂材料构成的容器，以能够透过内部目视液面。第1储存箱29供由于温度变化而体积增减的第1热交换液流入、流出。具体来说，在第1热交换液的温度上升而第1热交换液的体积增加时，第1储存箱29从散热器22接受溢出量的第1热交换液。另一方面，在第1热交换液的温度下降而第1热交换液的体积减小时，第1储存箱29使减少量的第1热交换液返回散热器22。

在此，第1储存箱29设置在第1冷却扇28与后述的外装罩9的右后罩部11(排出口11A)之间。换言之，第1储存箱29以隔壁12为界，配置在比该隔壁12靠后侧，且在穿过散热器22流入电装室13的冷却风吹到的第1冷却扇28侧。因此，第1储存箱29在第1冷却扇28产生的冷却风的流动方向上与第1冷却扇28重叠配置。由此，在第1冷却扇28旋转时，由于第1冷却扇28产生的冷却风吹到第1储存箱29，因此能够将第1储存箱29内的第1热交换液的温度抑制得低。

工作油箱30配置在回转框架6的右前侧。工作油箱30贮存向各种液压致动器供给的工作油，与液压泵16等连接。工作油箱30形成为具有箱形状的制罐容器。工作油箱30位于比隔壁12靠前侧，工作油箱30的后表面30A与隔壁12隔开间隔对置。换言之，工作油箱30配置在隔着隔壁12位于电装室13前侧的箱室14中。

在此，工作油箱30由于通过液压泵16、液压致动器而温度上升的工作油返回，因此被加热。该工作油箱30的发热向配置在附近的后述的第2储存箱39传递。

油冷却器31是对通过液压泵16、液压致动器而温度上升的工作油进行冷却的热交换器。油冷却器31以与外装罩9的右前罩部10(排出口10A)对置的方式位于箱室14并设置在工作油箱30的右侧。

第2冷却扇32设置在油冷却器31的右侧、即油冷却器31与右前罩部10(排出口10A)之间。第2冷却扇32通过在风扇马达(未图示)的作用下旋转，从而从油冷却器31朝向右前罩部10产生冷却风。并且，从油冷却器31中通过的冷却风被从排出口10A向外部排出。由此，第2冷却扇32能够将冷却风向油冷却器31供给(吹送)。

加热装置33为了使操作者的作业环境良好而向驾驶室7内供给热风。加热装置33构成为包含加热器芯34、电加热器35及第2储存箱39。

加热器芯34在驾驶室7内设置为室内机的一部分。加热器芯34经由后述的循环通路36、38与电加热器35连接。加热器芯34通过使被电加热器35加热的第2热交换液在多个细管内流通，从而由第2热交换液的热量对从送风扇(未图示)向驾驶室7内吹出的风进行加热。在此，第2热交换液例如使用在水中混有防腐剂、防锈剂等的水溶液、油液等。

如图3、图4所示，电加热器35设置于箱室14。详细来说，如图5所示，电加热器35安装在成为工作油箱30的后侧的隔壁12的前面。电加热器35通过供电而对向加热器芯34供给的第2热交换液进行加热。

循环通路36将加热器芯34与电加热器35连接，在上游侧具有泵37。在循环通路36中，以加热器芯34进行热交换而温度下降的第2热交换液朝向电加热器35流通。

另外，循环通路38与循环通路36同样地，将电加热器35与加热器芯34连接。在循环通路38中，由电加热器35加热的第2热交换液朝向加热器芯34流通。

第2储存箱39以隔壁12为界，配置在与第1冷却扇28成为相反侧的箱室14中。第2储存箱39经由流出管路40而与比循环通路36的泵37靠上游侧连接，经由流入管路41与循环通路38连接。第2储存箱39例如形成为由半透明的树脂材料构成的容器，以能够透过内部目视液面。第2储存箱39供由于温度变化而体积增减的第2热交换液流入、流出。具体来说，第2储存箱39在第2热交换液的温度上升而第2热交换液的体积增加时，从加热装置33接受溢出量的第2热交换液。另一方面，第2储存箱39在第2热交换液的温度下降而第2热交换液的体积减小时，使减少量的第2热交换液返回加热装置33。

对第2储存箱39的详细配置进行说明，在隔壁12与工作油箱30的后表面30A之间形成容纳第2储存箱39的程度的间隙。第2储存箱39配置在从工作油箱30的后侧偏向右侧(外侧)的位置。在此基础上，第2储存箱39配置在比隔壁12靠前侧且比工作油箱30的后表面30A靠后侧，即配置在隔壁12与工作油箱30的后表面30A之间。由此，第2储存箱39配置在接近得能够传递工作油箱30的热传递的位置。因此，在第2储存箱39中，能够将内部的第2热交换液从在被电加热器35加热前利用工作油箱30的热加热。

而且，第2储存箱39在以隔壁12为界配置在第1冷却扇28的相反侧的箱室14中。由此，第1冷却扇28的冷却风不会吹到第2储存箱39而使第2热交换液的温度下降。因此，第2储存箱39的第2热交换液能够抑制温度降低并进行加热。

本实施方式的电动式液压挖掘机1具有上述构成，接下来说明其动作。

在使用电动式液压挖掘机1进行挖掘作业等的情况下，操作者搭乘驾驶室7，使电动马达15起动而驱动液压泵16。在该状态下，操作者通过操作行驶用杆/踏板而在下部行驶体2的作用下行驶至作业现场。在使电动式液压挖掘机1移动至作业现场之后，通过操作者操作作业用操作杆，从而能够使上部回转体3回转并利用作业装置5进行砂土等的挖掘作业。

在电动式液压挖掘机1运转时，由于电动马达15、逆变器20、充电器21发热，因此需要抑制电动马达15、逆变器20、充电器21的温度上升。因而，通过使由散热器22冷却的第1热交换液向电动马达15、逆变器20、充电器21的第1热交换液通路流通，从而能够利用第1热交换液抑制这些部件的温度上升。另外，从电动马达15、逆变器20、充电器21中通过而温度上升的第1热交换液返回散热器22被冷却。另一方面，若第1热交换液的温度变化，则第1热交换液的体积增减。该第1热交换液的体积增减能够由第1储存箱29吸收。

此外，在冬季作业中，为了提高驾驶室7内的温度而使用加热装置33。加热装置33能够通过操作驾驶室7内的开关(未图示)而将由电加热器35加热的第2热交换液向加热器芯34供给。另外，加热装置33通过使由送风扇产生的风穿过加热器芯34向驾驶室7内吹出，从而能够利用热风对驾驶室7内进行加热。

这样，根据本实施方式，电动式液压挖掘机1包括加热用的加热器芯34、对向加热器芯34供给的第2热交换液进行加热的电加热器35以及供第2热交换液流入、流出的第2储存箱39。在此基础上，设有分隔第1冷却扇28和电加热器35之间的隔壁12，第1储存箱29以隔壁12为界，配置在第1冷却扇28的同一侧。另一方面，第2储存箱39以隔壁12为界，配置在电加热器35的同一侧。

因此，第1储存箱29内的第1热交换液能够利用第1冷却扇28旋转而产生的冷却风将温度抑制得低。由此，能够使冷却的第1热交换液从第1储存箱29返回到散热器22，能够提高电动马达15、逆变器20、充电器21的冷却效率。

而且，在本实施方式中，第2储存箱39以隔壁12为界，配置在电加热器35的同一侧，换言之，配置在第1冷却扇28的相反侧，由此能够避免第1冷却扇28的冷却风吹到第2储存箱39上。由此，能够抑制第2储存箱39内的第2热交换液的温度降低。其结果，能够使未冷却的第2热交换液从第2储存箱39返回加热器芯34侧，因此能够提高加热效率。

另外，电动式液压挖掘机1包括供电动马达15和第1冷却扇28配置的电装室13以及供贮存工作油的工作油箱30和第2储存箱39配置的箱室14。在此基础上，隔壁12分隔电装室13和箱室14。因此，隔壁12能够将电装室13侧的第1冷却扇28与箱室14侧的第2储存箱39分离。由此，隔壁12能够抑制第2储存箱39内的第2热交换液的温度降低，能够进一步提高加热效率。

另外，第1储存箱29在第1冷却扇28产生的冷却风的流动方向上与第1冷却扇28重叠配置。由此，能够使第1冷却扇28产生的冷却风吹到第1储存箱29，能够将第1储存箱29内的第1热交换液的温度抑制得低。

此外，第2储存箱39配置在隔壁12和工作油箱30之间。换言之，第2储存箱39配置在接近得能够传递工作油箱30的热传递的位置。因此，第2储存箱39内的第2热交换液能够在由电加热器35升温前由工作油箱30的热加热，能够实现加热效率提高、省电化。

需要说明的是，在实施方式中，例示具备履带式的下部行驶体2的电动式液压挖掘机1。但是，本发明不限于此，例如，也能够应用于具备轮式下部行驶体的电动式液压挖掘机等的其他电动式工程机械。

附图标记说明

1电动式液压挖掘机(电动式工程机械)

12 隔壁

13 电装室

14 箱室

15 电动马达

22 散热器

28第1冷却扇(冷却扇)

29第1储存箱

30 工作油箱

34 加热器芯

35 电加热器

39第2储存箱

Claims (4)

1.一种电动式工程机械，其包括：

作为动力源的电动马达；

散热器，其对所述电动马达进行冷却以使变热的第1热交换液冷却；

冷却扇，其向所述散热器供给冷却风；以及

第1储存箱，其供所述第1热交换液流入、流出，

所述电动式工程机械的特征在于，包括：

加热用的加热器芯；

电加热器，其对向所述加热器芯供给的第2热交换液进行加热；以及

第2储存箱，其供所述第2热交换液流入、流出，

在所述冷却扇与所述电加热器之间设有隔壁，

所述第1储存箱以所述隔壁为界，配置在所述冷却扇的同一侧，

所述第2储存箱以所述隔壁为界，配置在所述电加热器的同一侧。

2.根据权利要求1所述的电动式工程机械，其特征在于，

电装室，其供所述电动马达和所述冷却扇配置；以及

箱室，其供贮存工作油的工作油箱和所述第2储存箱配置，

所述隔壁分隔所述电装室和所述箱室。

3.根据权利要求1所述的电动式工程机械，其特征在于，

所述第1储存箱在从所述冷却扇产生的冷却风的流动方向上与所述冷却扇重叠配置。

4.根据权利要求2所述的电动式工程机械，其特征在于，

所述第2储存箱配置在所述隔壁与所述工作油箱之间。