WO2024085517A1 - 전동식 굴착기 - Google Patents

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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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Definitions

  • the present invention relates to construction machinery, and more specifically to electric excavators driven by electrical energy.
  • construction machinery such as excavators are configured so that the upper swing body can freely rotate on the lower traveling body, and the front work device of the upper swing body is usually composed of a boom, arm, and bucket.
  • the work of construction machinery is accomplished by controlling work devices such as booms, arms, and buckets through actuators such as hydraulic cylinders.
  • a representative excavator of construction equipment is shown in Figure 1.
  • a typical excavator consists of a lower traveling body (2) that drives the excavator, an upper rotating body (1) rotatably coupled to the lower traveling body (2), and a front mounted on the upper rotating body (1).
  • the work tool includes a boom (3) rotatably coupled to the upper rotating body (1), an arm (4) rotatably coupled to the boom (3), and a rotatably coupled end of the arm (4) for excavation.
  • it consists of a bucket (5) that can contain soil, rocks, etc.
  • the driver's seat of the upper swing body (1) is equipped with a travel lever that operates the forward and backward travel of the lower traveling body (2) and a joystick that operates the upper swing body (1) and operates the front work equipment. .
  • This well-known excavator has the advantage of being able to work freely without being restricted by the work location because it is equipped with an engine such as a diesel engine.
  • the purpose of the present invention is to provide an electric excavator driven by electric energy, which has an efficient arrangement structure, effectively cools the engine and electric power system, and improves safety.
  • An electric excavator includes a lower traveling body and an upper rotating body rotatably coupled to the lower traveling body, an engine disposed on the lower traveling body; a generator disposed on the undercarriage and generating electricity by the engine; a first battery disposed on the undercarriage and charged by the generator; a travel motor disposed on the lower traveling body and supplied with power from the first battery to move the lower traveling body; a swing motor disposed on the upper swing body and configured to rotate the upper swing body; and a work motor disposed on the upper rotating body and operating the front work device including a boom and an arm.
  • the swing motor or the work motor is supplied with power from the first battery.
  • the traveling body is disposed on the lower traveling body and further includes a first power distribution unit for supplying power between the first battery and the traveling motor.
  • a front axle disposed in front of the lower traveling body; Front wheels disposed on both sides of the front axle; It further includes: a rear axle disposed at the rear of the lower traveling body; and rear wheels disposed on both sides of the rear axle; and the front and rear wheels rotate by the driving force of the travel motor.
  • it further includes a gearbox connected to the driving motor.
  • it further includes a second battery disposed on the upper rotating body.
  • the upper swing body is disposed on the upper swing body and further includes a second power distribution unit for supplying power from the first battery to the swing motor and the work motor.
  • it further includes a slip ring disposed between the first power distribution unit and the second power distribution unit to supply power between the first power distribution unit and the second power distribution unit.
  • it further includes a hydraulic pump disposed on the upper swing body and driven by the work motor.
  • hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator of the front work device.
  • it further includes a charging port for charging the first battery from an external power source.
  • it further includes a second battery disposed on the upper rotating body, and charges the first battery and the second battery from an external power source through the charging port.
  • the charging port is disposed on the lower traveling body.
  • it further includes an inclined surface portion disposed on the other side of the upper swing body opposite to the cabin and inclined in a direction away from the cabin.
  • a counterweight disposed behind the upper swing body and including an inclined surface portion inclined in a direction away from the cabin.
  • the lower traveling body further includes a lower frame, the first battery is disposed on one side of the lower frame, and the engine is disposed on the other side of the lower frame opposite to the first battery.
  • an electric excavator driven by electric energy and having an efficient arrangement structure is provided.
  • an electric excavator is provided that effectively cools the engine and electric power system.
  • an electric excavator is provided that improves safety by widening the driver's viewing angle.
  • Figure 2 is a diagram schematically illustrating the main configuration of the electric excavator according to the present invention.
  • Figure 3 is a plan view of the lower traveling body in the present invention, showing the main configuration of the lower traveling body;
  • Figure 4 is a plan view of the upper rotating body in the present invention, showing the main configuration of the upper rotating body
  • Figure 5 is a diagram showing a position where an additional battery can be installed in the undercarriage of the present invention.
  • Figure 6 is a diagram showing a position where an additional battery can be installed in the upper rotating body of the present invention.
  • Figure 7 is a diagram showing the battery and power supply line disposed on the upper swing body and the lower traveling body in the present invention.
  • Figure 8 is a rear view of the electric excavator according to the present invention.
  • Figure 9 is a front view of an electric excavator according to the present invention.
  • Spatially relative terms such as “below”, “beneath”, “lower”, “above”, “upper”, etc. are used as a single term as shown in the drawing. It can be used to easily describe the correlation between elements or components and other elements or components. Spatially relative terms should be understood as terms that include different directions of the element during use or operation in addition to the direction shown in the drawings. For example, if an element shown in the drawings is turned over, an element described as “below” or “beneath” another element may be placed “above” the other element. Accordingly, the illustrative term “down” may include both downward and upward directions. Elements can also be oriented in other directions, so spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
  • a part when a part is connected to another part, this includes not only the case where it is directly connected, but also the case where it is connected with another element in between. Additionally, when it is said that a part includes a certain component, this does not mean that other components are excluded, but that it may further include other components, unless specifically stated to the contrary.
  • first, second, and third may be used to describe various components, but these components are not limited by the terms. The above terms are used for the purpose of distinguishing one component from other components.
  • a first component may be named a second or third component, etc., and similarly, the second or third component may also be named alternately.
  • Figure 2 is a diagram illustrating the main configuration of the electric excavator according to the present invention
  • Figure 3 is a plan view of the lower traveling body in the present invention, showing the main configuration of the lower traveling body
  • Figure 4 is a diagram showing the main configuration of the lower traveling body in the present invention. It is a plan view of the body and shows the main configuration of the upper rotating body.
  • Figure 5 is a diagram showing the position where an additional battery can be installed in the lower traveling body of the present invention
  • Figure 6 is a drawing showing the additional battery in the upper rotating body of the present invention.
  • Figure 7 is a diagram showing the battery and power supply line arranged on the upper swing body and the lower traveling body in the present invention
  • Figure 8 is a diagram showing the electric excavator according to the present invention. It is a rear view
  • Figure 9 is a front view of the electric excavator according to the present invention.
  • the electric excavator includes a lower traveling body 100 and an upper rotating body 200 rotatably coupled to the lower traveling body 100, wherein the lower traveling body 100 Engine 110 disposed in; A generator 120 disposed on the lower vehicle 100 and generating electricity by the engine 110; A first battery 130 charged by the generator 120; A traveling motor 160 disposed on the lower traveling body 100 and for moving the lower traveling body 100; A swing motor 250 disposed on the upper swing body 200 and configured to rotate the upper swing body 200; and a work motor 270 disposed on the upper rotating body 200 and operating the front work device 300 including a boom 310 and an arm 320.
  • the lower traveling body 100 is disposed at the lower part of the upper rotating body 200 and includes a lower frame 101 constituting the lower traveling body 100 and front and rear wheels 181 and 191 disposed on both sides of the lower frame 101. ) includes.
  • an engine 110 Inside the lower frame 101 of the lower vehicle 100, as shown in FIGS. 2 and 3, an engine 110, a generator 120, a first battery 130, a first power distribution unit 140, A first inverter 150, a traveling motor 160, a gearbox 170, etc. are disposed.
  • the lower frame 101 of the lower traveling body 100 includes an intermediate frame 102, a first frame 103 disposed on the left side of the intermediate frame 102, and a second frame disposed on the right side of the intermediate frame 101 ( 104).
  • the middle frame 102 of the lower frame 101 extends in the front and rear direction of the lower traveling body 100, the front axle 180 is disposed in front of the middle frame 102, and the rear axle 180 is disposed at the rear of the middle frame 102.
  • An axle 190 is disposed.
  • a travel motor 160, a gearbox 170, a generator 120, etc. are disposed in the middle frame 102 of the lower frame 101.
  • the first frame 103 of the lower frame 101 is a frame disposed on the left side of the middle frame 102 of the lower frame 101, and the first battery 130, etc. is disposed.
  • the second frame 104 of the lower frame 101 is a frame disposed on the right side of the middle frame 102 of the lower frame 101, and the engine 110, etc. is disposed.
  • the engine 110 disposed on the second frame 104 of the lower frame 101 is for driving the generator 120 to generate electricity.
  • the engine 110 is an example of a diesel engine.
  • An engine may be used, but is not limited to this, and a gasoline engine, liquefied petroleum gas, or natural gas engine may also be used.
  • the generator 120 generates electricity by driving the engine 110, and the electricity generated by the generator 120 is supplied to the inverter 121.
  • the inverter 121 converts alternating current in the electricity generated by the generator 120 into direct current, and the electricity converted to direct current in the inverter 121 is supplied to the first battery 130 and/or through the first power distribution unit 140. Or it is supplied to the second battery 210.
  • the first power distribution unit (PDU) 140 supplies electricity converted to alternating current in the inverter 121 to the first battery 130, or to the upper rotating body 200 through the slip ring 220. It can be supplied to the second power distribution unit (PDU, 240). In addition, the first power distribution unit (PDU) 140 may supply power from the first battery 130 and/or the second battery 210 to the traveling motor 160.
  • the first power distribution unit (PDU, 140) may include a bus bar, fuse, relay, etc.
  • a charging port 195 is provided at the rear of the undercarriage 100, and external power can be supplied from the outside through the charging port 195. , the supplied external power may be supplied to the first battery 130 and/or the second battery 210 through the first power distribution unit (PDU, 140).
  • Electricity generated by the generator 120 may be stored in the first battery 130 through the first power distribution unit (PDU, 140), and external power supplied through the charging port 195 may be used to distribute the first power. It can be stored in the first battery 130 through the unit (PDU, 140).
  • the first battery 130 is disposed on the first frame 103 of the undercarriage 100, and the first battery 130 may be, for example, a lithium-ion battery, but is not limited thereto.
  • the present invention may include a BMS (Battery Management System) that can check the state of charge of the first battery 130.
  • BMS Battery Management System
  • BMS Battery Management System
  • SOC State of Charge
  • internal resistance that changes depending on temperature. Accordingly, when the remaining capacity of the first battery 130 is below a certain level, the engine 110 can be driven to generate electricity in the generator 120, and the first battery 130 can be charged with the generated electricity.
  • the first battery 130 is disposed on the first frame 103 in the lower vehicle 100 in this embodiment.
  • the first inverter 150 converts electricity supplied from the first battery 130 and/or the second battery 210 from direct current to alternating current. Electricity converted to alternating current in the first inverter 150 is supplied to the traveling motor 160.
  • the travel motor 160 is used to drive the front and rear wheels 181 and 191 to drive the electric excavator 1000, and is driven by electricity supplied through the first inverter 150.
  • a gearbox 170 is connected to the driving motor 160, and the driving force of the driving motor 160 is transmitted to the front axle 180 and the rear axle 180 and 190 through the gearbox 170, and the front axle 180 ) and are transmitted to the front wheels 181 and rear wheels 191 respectively disposed on both sides of the rear axle 190.
  • the front and rear wheels 181 and 191 are driven by one driving motor 160, but each driving motor 160 is used to drive the front axle 180 and the rear axle 180 and 190. ) may be placed.
  • the upper swing body 200 is disposed on the upper part of the lower traveling body 100 and rotatably coupled to the lower traveling body 100.
  • the upper swing body 200 includes an upper frame 201 and a cabin 202. , counterweight 203, front work device 300, etc.
  • a second battery 210, a slip ring 220, and a vehicle control unit (HCU/TCU, 230) are installed inside the upper frame 201 of the upper rotating body 200, as shown in FIGS. 2 and 4, a second battery 210, a slip ring 220, and a vehicle control unit (HCU/TCU, 230) are installed.
  • second power distribution unit (240), converter (225), second inverter (245), swing motor (250), reducer (255), third inverter (260), work motor (270), pump drive (280) ), hydraulic pump 290, etc. are placed inside the upper frame
  • the slip ring 220 is for supplying power between the lower traveling body 100 and the upper rotating body 200, from the first power distribution unit (PDU, 140) to the second power distribution unit (PDU, 240) or from the first power distribution unit (PDU, 140) to the second power distribution unit (PDU, 240). It serves to supply power from the 2 power distribution unit (PDU, 240) to the first power distribution unit (PDU, 140).
  • the slip ring 220 may be disposed at a coupling portion of the lower traveling body 100 and the upper rotating body 200.
  • a slip ring 220 may be disposed in the central portion of the upper swing body 200, and a swing motor 250 may be disposed in front of the slip ring 220 and rear of the boom 310. It can be.
  • a work motor 270 and a hydraulic pump 290 may be disposed on the right rear of the upper swing body 200, and a hydraulic oil cooler 291 and a hydraulic oil cooler 291 on the right front of the upper swing body 200. ) may be disposed to cool the cooling fan 292.
  • the second power distribution unit (PDU, 240) supplies power supplied from the first power distribution unit (PDU, 140) through the slip ring 220 to the second battery 210, or Power can be supplied to the first power distribution unit (PDU, 140) through the slip ring 220.
  • the second power distribution unit (PDU, 240) supplies power from the first battery 130 and/or the second battery 210 to the second inverter 245 for the turning motor 250 and the work motor 270. ) can be supplied to the third inverter 260.
  • the second power distribution unit (PDU, 240) may include a bus bar, fuse, relay, etc.
  • the second power distribution unit 240 may be placed on top of the second battery 210 and between the second inverter 245 and the second battery 210.
  • the electricity generated by the generator 120 can be stored in the second battery 210 through the first power distribution unit 140, the slip ring 220, and the second power distribution unit (PDU, 240).
  • external power supplied through the charging port 195 is stored in the second battery 210 through the first power distribution unit 140, the slip ring 220, and the second power distribution unit (PDU, 240). It can be.
  • the second battery 210 may be, for example, a lithium-ion battery, but is not limited thereto.
  • the second battery 210 may be placed at the rear of the cabin 202, and as shown in Figure 4, the second battery 210 is placed to partially overlap the counterweight 203 when viewed from above (on a plane). It can be.
  • a portion of the second battery 210 may be disposed below the counterweight 203, and a portion of the second battery 210 may be inserted into a concave portion (groove, etc.) on the front of the counterweight 203. may be placed.
  • a BMS Battery Management System
  • a BMS Battery Management System
  • BMS Battery Management System
  • SOC State of Charge
  • internal resistance that changes depending on temperature. Accordingly, when the remaining capacity of the second battery 210 is below a certain level, the engine 110 can be driven to generate electricity in the generator 120, and the second battery 210 can be charged with the generated electricity.
  • the electrical energy stored in the first battery 130 and the second battery 210 can be supplied to the second inverter 245 for driving the swing motor 250 through the second power distribution unit (PDU, 240). , can be supplied to the third inverter 260 to drive the work motor 270.
  • PDU power distribution unit
  • the converter 225 is for converting the voltage of direct current power supplied from the first battery 130 and/or the second battery 210, and the converter 225 is a DC-DC converter.
  • the converter 225 controls the voltage value of the direct current electricity supplied from the first battery 130 and/or the second battery 210 so that it is smaller than a set value. For example, the converter 225 can lower the voltage of 600V to 12V.
  • the converter 225 converts the voltage of direct current electricity supplied from the first battery 130 and/or the second battery 210 to the swing motor 250, the work motor 270, or the traveling motor 160. can be supplied.
  • the second inverter 245 converts electricity supplied through the second power distribution unit (PDU, 240) from direct current to alternating current. Electricity converted to alternating current in the second inverter 245 is supplied to the swing motor 250.
  • the second inverter 245 may be placed on top of the second battery 210 at the rear of the cabin 202, as shown in FIG. 4, and may be placed on top of the second power distribution unit 240.
  • the swing motor 250 is used to rotate the upper swing body 200 on the lower traveling body 100.
  • the swing motor 250 is driven by electricity supplied through the second inverter 245.
  • a reducer 260 composed of a plurality of gears is connected to the swing motor 250, and the swing motor 160 rotates the upper swing body 200 through the reducer 260.
  • the third inverter 260 converts electricity supplied through the second power distribution unit (PDU, 240) from direct current to alternating current. Electricity converted to alternating current in the third inverter 260 is supplied to the work motor 270.
  • the work motor 270 is for driving the hydraulic pump 290 for supplying hydraulic oil to the front work device 300 including the boom 310, arm 320, and bucket 330, and the third inverter ( The work motor 270 is driven by electricity supplied through 260).
  • a pump drive 280 including a gearbox is connected to the work motor 270, and the driving force of the work motor 270 is transmitted to the hydraulic pump 290 through the pump drive 280.
  • the hydraulic pump 290 is driven by the work motor 270, and the hydraulic pump 290 operates each hydraulic actuator for operating the boom 310, arm 320, and bucket 330 through the control valve. Hydraulic oil is supplied to (not shown), thereby operating the boom 310, arm 320, and bucket 330 of the front work device 300.
  • the vehicle control unit controls the overall operation of the excavator vehicle. For example, it controls the driving of the excavator vehicle according to the operation of the travel lever and controls the turning of the upper swing body according to the operation of the turning joystick. In addition, the operation of the boom 310, arm 320, and bucket 330 of the front work device 300 are controlled according to the operation of the front work device 300 operation joystick.
  • the conventional excavator shown in Figure 1 has a structure in which the engine, etc. are disposed on the upper swing body 1, but in the present invention, as described above, parts such as the engine 110 and generator 120 are located on the lower traveling body 100. It is possible to reduce the number of parts arranged in the upper rotating body 200 and reduce the size of the upper rotating body 200. In the present invention, the number of parts placed in the upper rotating body 200 can be reduced, the energy consumed when rotating the upper rotating body 200 can be reduced by reducing the size of the upper rotating body 200, and the driver's viewing angle during work can be reduced. Safety can be strengthened by securing a wider range of areas.
  • the engine 110 and the generator 120 are disposed on the undercarriage 100, but as a pure battery-electric excavator, the engine 110 and the generator 120 may not be disposed.
  • the present invention has the configuration as described above, and when the electric excavator of the present invention is driven back and forth, power is transmitted from the first battery 130 and the second battery 210 to the traveling motor 160 through the first power distribution unit 140. is supplied, and the driving force of the traveling motor 160 is transmitted to the front and rear wheels 181 and 191 through the gearbox 170, allowing the electric excavator to travel.
  • the upper swing body 200 turns, power is supplied from the first battery 130 and the second battery 210 to the swing motor 250 through the second power distribution unit 240, and the swing motor ( The upper rotating body 200 rotates due to the driving of 250).
  • the traveling motor 160, the swing motor 250, the work motor 270, etc. are operated, the first battery 130 disposed on the lower traveling body 100 and the upper rotating body 200 are used in the present invention.
  • the second batteries 210 are connected in parallel so that the same capacity can be used for the load of the electric power components.
  • the generator 120 is driven by the engine 110 and the first battery 130 and the generator 120 are operated by the generator 120.
  • the second battery 210 can be charged, and the first battery 130 and the second battery 210 can also be charged with external power through the charging port 195.
  • the first battery 130 is placed on the lower traveling body 100, and the second battery 210 is placed on the upper rotating body 200, giving an example of a total of two batteries. Although shown, three or more batteries may be disposed.
  • Figure 5 shows an example in which an additional battery is disposed on the lower vehicle 100.
  • the additional battery 130a may be disposed in front of the middle frame 102 of the lower frame 101.
  • an additional battery 130b may be placed in the second frame 104 in place of the engine 110, as shown.
  • Figure 6 shows an example in which an additional battery is disposed on the upper rotating body 200, and an additional battery 210a is placed on one side of the second battery 210 in the upper frame 201 of the upper rotating body 200. ) may be installed.
  • three additional batteries 130a, 130b, and 210a may be installed.
  • Figure 7 is a diagram showing a power supply line between the first and second batteries 130 and 210 disposed on the lower traveling body 100 and the upper rotating body 200 in the present invention.
  • each (+) in the first battery 130, the first power distribution unit 140, the slip ring 220, the second power distribution unit 240, and the second battery 210 The terminal is connected to the (+) terminal, and each (-) terminal is connected to the (-) terminal.
  • the charging port 195 is connected to the first power distribution unit 140, the (+) terminal of the charging port 195 is connected to the (+) terminal of the first power distribution unit 140, and the charging port ( The (-) terminal of 195) is connected to the (-) terminal of the first power distribution unit 140.
  • the charging port 195 is disposed behind the middle frame 102 of the lower frame 101 in the lower traveling body 100 to enable charging while the upper rotating body 200 is rotating and working.
  • the (+) terminal of the first battery 130 is connected to the (+) terminal of the second battery 210, and the (-) terminal of the first battery 130 is connected to the (+) terminal of the second battery 210. It is connected to the (-) terminal of the battery so that the voltage levels of the two batteries can be made the same, and charging can be performed through the charging port 195 using a high-voltage charger.
  • the first battery 130 and the second battery 210 are connected in parallel to each other using the first power distribution unit 140, the slip ring 220, and the second power distribution unit 240. Charged with the same current.
  • the electrical energy stored in the first and second batteries 130 and 210 connected in parallel is used with the same capacity.
  • the first and second batteries 130 and 210 supply 50Kw each to the electric power part.
  • the first battery 130 is mounted on the lower traveling body 100 and the second battery 210 is mounted on the upper rotating body 200, thereby increasing battery capacity and enabling high-load work to be performed for a long time. and the structural stability of the excavator is increased.
  • Figure 8 is a rear view of the electric excavator according to the present invention
  • Figure 9 is a front view of the electric excavator according to the present invention.
  • the upper swing body 200 includes a second battery 210, a second power distribution unit 240, a second inverter 245, a swing motor 250, a third inverter 260, and a work motor ( 270), an upper frame 201 on which a hydraulic pump 290, etc. are placed, a cabin 202, a front work device 300, a counterweight 203, etc.
  • the cabin 202 is a driving compartment of the excavator vehicle, and in this embodiment, it is disposed in a position biased to the left from the center of the upper swing body 200 in the plan view.
  • a travel lever (not shown) that controls the forward and backward movement of the lower traveling body 100 and a joystick that operates the upper rotating body 200 are provided, and this joystick is generally located on the left side of the driver's seat. It consists of a joystick for turning the upper swing body 200 left and right, and a joystick provided on the right side of the driver's seat for operating the front work device 300.
  • the upper frame 201 located on the left or right side of the cabin 202 in the upper swing body 200 (in this embodiment, the right side of the cabin 202 in the top or rear view) is adjacent to the cabin 202 on its upper part. It has a first upper surface portion 201a and a second upper surface portion 201b disposed on the other side opposite to one side of the first upper surface portion adjacent to the cabin.
  • the second upper surface portion 201b is disposed on the right side of the first upper surface portion 201a in this embodiment, and is connected to the right end of the first upper surface portion 201a and lower than the first upper surface portion 201a in a stepped manner. It can be placed in a location. This may be because power components such as the bulky second battery 210 are placed on the first upper surface 201a or the counterweight 203. As shown in Figure 4, in this embodiment, a second battery 210, a second power control unit 240, a second inverter 245, and a converter ( 225), a swing motor 250, a slip ring 220, a third inverter 260, etc. may be disposed, and a work motor 270, a hydraulic pump 290, A hydraulic oil cooler 291, etc. may be placed.
  • the second upper surface portion 201b may be formed as an inclined surface as shown in FIGS. 8 and 9 instead of being connected to the first upper surface portion 201a in a stepwise manner.
  • the second upper surface portion 201b may have an inclined surface portion inclined downward in a direction away from the cabin 202.
  • the starting point (A) of the second upper surface part (201b) connected to the first upper surface part (201a) in the upper rotating body (200) is about 0 m to several meters (cabin ( 201) is located between the distance (D) to the starting point (A) of the second upper surface portion (201b), and the second upper surface portion (201b) is inclined downward in a direction away from the cabin 201 to form a part of the upper frame 201. It may extend to the top edge of the side.
  • the angle ⁇ formed by the second upper surface portion 201b with the horizontal line is greater than 0 degrees and less than 90 degrees.
  • the downward angle ⁇ of the second upper surface portion 201b may be 20 degrees or more and 70 degrees or less, and may be 30 degrees or more and 60 degrees or less.
  • the downward inclination angle ⁇ of the second upper surface portion 201b in the upper pivot 200 may be the same as the downward angle ⁇ of the inclined surface portion 204b of the counterweight 203, which will be described later.
  • the downward inclination angle ⁇ of the second upper surface portion 201b in the upper pivot 200 may be greater than the downward angle ⁇ of the inclined surface portion 204b of the counterweight 203.
  • the second upper surface portion 201b may be located on the same plane as the inclined surface portion 204b of the counterweight 203. That is, in the upper rotating body 200, the second upper surface portion 201b may be located on a plane extending laterally from the inclined surface portion 204b of the counterweight 203. Therefore, as shown in FIG. 8, the second upper surface portion 201b of the upper rotating body 200 may partially overlap with the inclined surface portion 204b of the counterweight 203 when viewed from the rear. Additionally, as another example, the second upper surface portion 201b of the upper rotating body 200 may be located below the inclined surface portion 204b of the counterweight 204 in the rear view.
  • the upper frame 201 located on the right side of the cabin 202 has a downwardly inclined second upper surface portion 201b so that the driver can operate the excavator vehicle within the cabin 202 as shown in FIGS. 8 and 9. Safety can be ensured because dangerous objects or pedestrians located on the right can be seen directly through the field of view.
  • the counterweight (203) is a balancing load body disposed at the rear of the upper swing body (200) to balance the weight, and is used by using the front work device (300) disposed in front of the upper swing body (200) of the excavator. It serves to prevent the excavator vehicle from tilting or tipping over due to excessive load applied to the front work device 300 during work.
  • the counterweight 203 includes a top portion 204 and a rear portion 206 that are exposed to the outside.
  • the second battery 210 may be disposed to partially overlap the counterweight 203 when viewed from above (on a plane) as shown in Figure 4, and a portion of the second battery 210 may be disposed on the counterweight 203. ) can also be installed.
  • the upper surface portion 204 of the counterweight 203 includes a flat portion 204a located at the rear of the cabin 201 and an inclined surface portion 204b inclined downward from one end of the flat portion 204a in a direction away from the cabin 202. ) has.
  • the starting point (B) of the inclined surface portion 204b connected to the flat portion 204a in the counterweight 203 is approximately 0 m to several meters from the right end of the cabin 202 when viewed from the rear (the inclined surface portion in the cabin 201 It is located between the distance (L) to the starting point (B) of (204b), and the inclined surface portion (204b) is inclined downward in a direction away from the cabin 201 and extends to the upper edge of the right side of the upper frame (201).
  • the angle ⁇ formed by the inclined surface portion 204b of the counterweight 203 with the horizontal line (a line extending horizontally from the first point of the cabin 201) is greater than 0 degrees and less than 90 degrees.
  • the downward angle ⁇ of the inclined surface portion 204b may be 20 degrees or more and 70 degrees or less, or 30 degrees or more and 60 degrees or less.
  • the counterweight 203 has an inclined surface part 204b, so that visibility up to the right rear wheel 191 is ensured, so that the right side view is maintained when the excavator is reversing and driving on the road.
  • the securing angle is widened, further ensuring safety.
  • the rear portion 206 of the counterweight 203 is disposed on the rear of the upper surface portion 204, and has a rounded arc shape in a plan view, as shown in FIG. 4.
  • the rear portion 206 of the counterweight 203 is formed to have a width smaller than the entire width of the upper swing body 200 of the electric excavator. Accordingly, the width of the counterweight 203 is also formed to be smaller than the width of the upper pivot body 200.
  • the present invention provides an electric excavator that has an efficient arrangement structure and is driven by electrical energy.

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Abstract

본 발명에 따른 전동식 굴착기는 하부 주행체와, 상기 하부 주행체에 선회가능하게 결합되는 상부 선회체를 포함하여 이루어지는 전동식 굴착기에 있어서, 상기 하부 주행체에 배치되는 엔진; 상기 하부 주행체에 배치되고 상기 엔진에 의해 전기를 생성하는 발전기; 상기 하부 주행체에 배치되고 상기 발전기에 의해 충전되는 제1 배터리; 상기 하부 주행체에 배치되고, 상기 제1 배터리로부터 전원이 공급되어 상기 하부 주행체를 이동시키기 위한 주행모터; 상기 상부 선회체에 배치되고 상기 상부 선회체를 회전시키기 위한 선회모터; 및 상기 상부 선회체에 배치되고 붐과 아암을 포함하는 프론트 작업장치를 작동시키기 위한 작업모터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 굴착기
본 발명은 건설기계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기에너지로 구동되는 전동식 굴착기에 관한 것이다.
일반적으로 굴착기 등과 같은 건설기계는 하부주행체에 상부 선회체가 자유롭게 선회할 수 있도록 구성되고, 상부 선회체의 프론트 작업 장치는 통상적으로 붐(boom), 아암(arm), 및 버켓(bucket) 등으로 구성되며, 건설기계의 작업은 붐, 아암 및 버켓 등과 같은 작업 장치를 유압 실린더와 같은 액츄에이터를 통해 제어함으로써 이루어진다.
건설기계의 대표적인 굴착기가 도1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 일반적인 굴착기는 굴착기를 주행시키는 하부 주행체(2)와, 하부 주행체(2)에 선회가능하게 결합되는 상부 선회체(1)로 구성되고 상부 선회체(1)에 탑재되는 프론트 작업장치는 상부 선회체(1)에 회동가능하게 결합되는 붐(3)과, 붐(3)에 회동가능하게 결합되는 아암(4)과, 아암(4)의 단부에 회동가능하게 결합되어 굴착 또는 흙, 암석 등을 담을 수 있는 버켓(5)으로 구성된다.
그리고, 캐빈으로 불리는 상부 선회체(1)의 운전석에는 하부 주행체(2)의 전후진 주행을 조작하는 주행레버와, 상부 선회체(1)를 조작하고 프론트 작업장치를 조작하는 조이스틱이 구비된다.
이러한 굴착기는 보통 주행 동력을 얻기 위해 디젤 엔진 등의 엔진을 탑재하고 있고, 이 엔진의 힘을 이용하여 유압 펌프를 구동하며, 유압 펌프에서 토출되는 작동유를 유압 모터나 유압 실린더 등의 유압 액추에이터로 공급함으로써 주행용 크롤러 또는 타이어의 회전이나 붐(3), 아암(4), 버켓(5) 등의 각 작업 부위를 동작시킨다.
이와 같이 주지된 굴착기는 디젤 엔진과 같은 엔진을 탑재하고 있기 때문에 작업장소에 제한을 받지 않고 자유롭게 작업할 수 있는 장점을 가진다.
하지만, 화석연료인 경유는 갈수록 고갈되어 가고 있으며, 대기 오염의 원인이 되어 친환경적인 대체 에너지의 필요성이 심각하게 대두되고 있다. 이 뿐만 아니라, 화석 연료는 연료값이 비싸고, 중장비라는 특수성으로 인한 연료 소모량이 많아 운전비용이 증대되는 단점이 있다. 이를 해소하기 위한 일환으로, 전기 에너지를 이용한 전기 굴착기가 대두되었다.
이러한 전기굴착기의 경우, 디젤 엔진으로 구동되는 굴착기와 달리 엔진에 의해 유압펌프가 구동되지 않으므로 전기굴착기에 적합한 효율적인 배치구조가 요구되고 또한, 배터리 용량의 효율성을 증가시키기 위한 방법 등이 요구된다.
본 발명은 전기에너지로 구동되는 굴착기로서 효율적인 배치구조를 가지고 엔진 및 전기동력계통을 효과적으로 냉각시키며 안전성이 향상되는 전동식 굴착기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 굴착기는 하부 주행체와, 상기 하부 주행체에 선회가능하게 결합되는 상부 선회체를 포함하여 이루어지는 전동식 굴착기에 있어서, 상기 하부 주행체에 배치되는 엔진; 상기 하부 주행체에 배치되고 상기 엔진에 의해 전기를 생성하는 발전기; 상기 하부 주행체에 배치되고 상기 발전기에 의해 충전되는 제1 배터리; 상기 하부 주행체에 배치되고, 상기 제1 배터리로부터 전원이 공급되어 상기 하부 주행체를 이동시키기 위한 주행모터; 상기 상부 선회체에 배치되고 상기 상부 선회체를 회전시키기 위한 선회모터; 및 상기 상부 선회체에 배치되고 붐과 아암을 포함하는 프론트 작업장치를 작동시키기 위한 작업모터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 선회모터 또는 상기 작업모터는 상기 제1 배터리로부터 전원이 공급된다.
또한, 상기 하부 주행체에 배치되고, 상기 제1 배터리와 상기 주행모터 간 전력공급을 위한 제1 전력분배유닛을 더 포함한다.
또한, 상기 하부 주행체의 전방에 배치되는 전방 차축; 상기 전방 차축의 양측에 배치되는 전륜; 상기 하부 주행체의 후방에 배치되는 후방 차축: 및 상기 후방 차축의 양측에 배치되는 후륜;을 더 포함하여 상기 주행모터의 구동력에 의해 상기 전륜 및 후륜이 회전한다.
또한, 상기 주행모터에 연결되는 기어박스를 더 포함한다.
또한, 상기 상부 선회체에 배치되는 제2 배터리;를 더 포함한다.
또한, 상기 상부 선회체에 배치되고, 상기 제1 배터리로부터 전력을 상기 선회모터 및 상기 작업모터로 공급하기 위한 제2 전력분배유닛을 더 포함한다.
또한, 상기 제1 전력분배유닛과 상기 제2 전력분배유닛 사이에 배치되어 상기 제1 전력분배유닛과 상기 제2 전력분배유닛 간 전력공급을 위한 슬립링을 더 포함한다.
또한, 상기 상부 선회체에 배치되고 상기 작업모터에 의해 구동되는 유압펌프를 더 포함한다.
또한, 상기 프론트 작업장치의 작동을 위해 상기 유압펌프로부터 작동유가 상기 프론트 작업장치의 유압 엑츄에이터로 공급된다.
또한, 외부전원으로부터 상기 제1 배터리를 충전하기 위한 충전포트를 더 포함한다.
또한, 상기 상부 선회체에 배치되는 제2 배터리;를 더 포함하고, 상기 충전포트에 의해 외부전원으로부터 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 충전한다.
또한, 상기 충전포트는 상기 하부 주행체에 배치된다.
또한, 상기 상부 선회체 상에 캐빈과 반대쪽 타측면에 배치되어 상기 캐빈과 멀어지는 방향으로 경사진 경사면부를 더 포함한다.
또한, 상기 상부 선회체 후방에 배치되어 상기 캐빈과 멀어지는 방향으로 경사진 경사면부를 포함하는 카운터웨이트를 더 포함한다.
또한, 상기 하부 주행체는 하부 프레임을 더 포함하고, 상기 하부 프레임의 일측에는 상기 제1 배터리가 배치되고, 상기 하부 프레임에서 상기 제1 배터리의 반대쪽 타측에는 상기 엔진이 배치된다.
따라서, 본 발명에 따르면 전기에너지로 구동되는 굴착기로서 효율적인 배치구조를 가지는 전동식 굴착기가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면 엔진 및 전기동력계통을 효과적으로 냉각시키는 전동식 굴착기가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면 운전자의 시야각이 넓어져서 안전성이 향상되는 전동식 굴착기가 제공된다.
도 1은 일반적인 굴착기를 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 전동식 굴착기의 주요 구성을 모식화한 도면이며,
도 3은 본 발명에서 하부 주행체의 평면도로서 하부 주행체의 주요 구성을 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명에서 상부 선회체의 평면도로서 상부 선회체의 주요 구성을 나타내는 도면이며,
도 5는 본 발명의 하부 주행체에서 추가 배터리가 장착될 수 있는 위치를 표시한 도면이고,
도 6은 본 발명의 상부 선회체에서 추가 배터리가 장착될 수 있는 위치를 표시한 도면이고,
도 7은 본 발명에서 상부 선회체 및 하부 주행체에 배치되는 배터리 및 전력공급라인을 도시한 도면이며,
도 8은 본 발명에 따른 전동식 굴착기의 배면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 전동식 굴착기의 정면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 굴착기를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 전동식 굴착기의 주요 구성을 모식화한 도면이며, 도 3은 본 발명에서 하부 주행체의 평면도로서 하부 주행체의 주요 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에서 상부 선회체의 평면도로서 상부 선회체의 주요 구성을 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 하부 주행체에서 추가 배터리가 장착될 수 있는 위치를 표시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 상부 선회체에서 추가 배터리가 장착될 수 있는 위치를 표시한 도면이고, 도 7은 본 발명에서 상부 선회체 및 하부 주행체에 배치되는 배터리 및 전력공급라인을 도시한 도면이며, 도 8은 본 발명에 따른 전동식 굴착기의 배면도이며, 도 9는 본 발명에 따른 전동식 굴착기의 정면도이다.
1. 전체 layout
본 발명에 따른 전동식 굴착기는 하부 주행체(100)와, 상기 하부 주행체(100)에 선회가능하게 결합되는 상부 선회체(200)를 포함하여 이루어지는 전동식 굴착기에 있어서, 상기 하부 주행체(100)에 배치되는 엔진(110); 상기 하부 주행체(100)에 배치되고 상기 엔진(110)에 의해 전기를 생성하는 발전기(120); 상기 발전기(120)에 의해 충전되는 제1배터리(130); 상기 하부 주행체(100)에 배치되고 상기 하부 주행체(100)를 이동시키기 위한 주행모터(160); 상기 상부 선회체(200)에 배치되고 상기 상부 선회체(200)를 회전시키기 위한 선회모터(250); 및 상기 상부 선회체(200)에 배치되고 붐(310)과 아암(320)을 포함하는 프론트 작업장치(300)를 작동시키기 위한 작업모터(270);를 포함한다.
하부 주행체(100)는 상부 선회체(200)의 하부에 배치되고 하부 주행체(100)를 구성하는 하부 프레임(101) 및 하부 프레임(101)의 양측에 배치되는 전,후륜(181, 191)을 포함한다.
하부 주행체(100)의 하부 프레임(101) 내부에는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 엔진(110), 발전기(120), 제1 배터리(130), 제1 전력분배유닛(140), 제1 인버터(150), 주행모터(160), 기어박스(170) 등이 배치된다.
하부 주행체(100)의 하부 프레임(101)은 중간 프레임(102), 중간 프레임(102)의 좌측에 배치되는 제1 프레임(103) 및 중간 프레임(101)의 우측에 배치되는 제2 프레임(104)을 포함한다.
하부 프레임(101)의 중간 프레임(102)은 하부 주행체(100)의 전후 방향으로 연장되고, 중간 프레임(102)의 전방에 전방 차축(180)이 배치되며 중간 프레임(102)의 후방에 후방 차축(190)이 배치된다.
또한, 하부 프레임(101)의 중간 프레임(102)에는 주행모터(160), 기어박스(170), 발전기(120) 등이 배치된다.
하부 프레임(101)의 제1 프레임(103)은 하부 프레임(101)의 중간 프레임(102) 좌측에 배치되는 프레임으로, 제1 배터리(130) 등이 배치된다.
하부 프레임(101)의 제2 프레임(104)은 하부 프레임(101)의 중간 프레임(102) 우측에 배치되는 프레임으로, 엔진(110) 등이 배치된다.
하부 프레임(101)의 제2 프레임(104)에 배치되는 엔진(110)은 발전기(120)에서 전기를 생성하기 위해 발전기(120)를 구동하기 위한 것으로 본 발명에서 엔진(110)은 일예로 디젤 엔진이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 가솔린 엔진, 액화석유가스 또는 천연가스 엔진 등이 사용될 수도 있다.
발전기(120)는 엔진(110)의 구동에 의해 전기를 생성하고, 발전기(120)에서 생성된 전기는 인버터(121)로 공급된다.
인버터(121)는 발전기(120)에서 생성된 전기에서 교류를 직류로 변환하고, 인버터(121)에서 직류로 변환된 전기가 제1 전력분배 유닛(140)을 통해 제1 배터리(130) 및/또는 제2 배터리(210)로 공급된다.
제1 전력분배유닛(PDU(Power Distribustion Unit), 140)은 인버터(121)에서 교류로 변환된 전기를 제1 배터리(130)로 공급하거나, 슬립링(220)을 거쳐 상부 선회체(200)의 제2 전력분배유닛(PDU, 240)으로 공급할 수 있다. 그리고, 제1 전력분배유닛(PDU, 140)은 제1 배터리(130) 및/또는 제2 배터리(210)로부터 전력을 주행모터(160)로 공급할 수 있다. 제1 전력분배유닛(PDU, 140)은 버스바, 퓨즈, 릴레이 등을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 도 3, 및 도 8에 도시된 바와 같이 하부 주행체(100)의 후방에 충전포트(195)가 구비되는데, 외부로부터 충전포트(195)를 통해 외부전원이 공급될 수 있고, 공급된 외부전원은 제1 전력분배유닛(PDU, 140)을 통해 제1 배터리(130) 및/또는 제2 배터리(210)로 공급될 수 있다.
발전기(120)에서 생성된 전기가 제1 전력분배 유닛(PDU, 140)을 통해 제1 배터리(130)에 저장될 수 있고, 또한 충전포트(195)를 통해 공급되는 외부전원이 제1 전력분배 유닛(PDU, 140)을 통해 제1 배터리(130)에 저장될 수 있다.
제1 배터리(130)는 본 실시예에서 하부 주행체(100)의 제1 프레임(103)에 배치되고, 제1 배터리(130)는 일예로 리튬이온 배터리일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서는 제1 배터리(130)의 충전상태를 확인할 수 있는 BMS(Battery Management System)을 포함할 수 있다.
BMS(Battery Management System)는 잔존용량(SOC, State Of Charge) 및 온도에 따라 변화되는 내부저항을 검출하여 전위를 추정하는 방법 등 여러 가지 방식으로 축전량, 즉 전위를 검출할 수 있다. 이에 의해 제1 배터리(130)의 잔존용량이 일정 이하인 경우 엔진(110)을 구동하여 발전기(120)에서 전기를 생성할 수 있고 생성된 전기에 의해 제1 배터리(130)를 충전할 수 있다.
제1 배터리(130) 및 제2 배터리(210)에 저장된 전기에너지는 제1 전력분배 유닛(PDU, 140)을 통해 주행모터(160)의 구동을 위해 제1 인버터(150)로 공급될 수 있다. 제1 배터리(130)는 본 실시예에서 하부 주행체(100)에서 제1 프레임(103)에 배치된다.
제1 인버터(150)는 제1 배터리(130) 및/또는 제2 배터리(210)에서 공급되는 전기를 직류에서 교류로 변환시킨다. 제1 인버터(150)에서 교류로 변환된 전기는 주행모터(160)로 공급된다.
주행모터(160)는 전동식 굴착기(1000)의 주행을 위해 전후륜(181, 191)을 구동시키기 위한 것으로, 제1 인버터(150)를 통해 공급되는 전기에 의해 주행모터(160)가 구동된다.
주행모터(160)에는 기어박스(170)가 연결되고, 주행모터(160)의 구동력이 기어박스(170)를 통해 전방 차축(180) 및 후방 차축(180, 190)에 전달되고 전방 차축(180) 및 후방 차축(190)의 양측에 각각 배치되는 전륜(181) 및 후륜(191)에 전달된다.
본 실시예에서는 하나의 주행모터(160)에 의해 전후륜(181, 191)이 구동하는 것을 예시하였으나, 전방 차축(180) 및 후방 차축(180, 190)의 구동을 위해 각각의 주행모터(160)가 배치될 수도 있다.
상기 상부 선회체(200)는 하부 주행체(100)의 상부에 배치되고 하부 주행체(100)에 선회가능하게 결합되는 것으로, 상부 선회체(200)는 상부 프레임(201), 캐빈(202), 카운터웨이트(203), 프론트 작업장치(300) 등을 포함한다.
상부 선회체(200)의 상부 프레임(201) 내부에는 도2 및 도4에 도시된 바와 같이 제2 배터리(210), 슬립링(slip ring, 220), 차량제어유닛(HCU/TCU, 230), 제2 전력분배유닛(240), 컨버터(225), 제2 인버터(245), 선회모터(250), 감속기(255), 제3 인버터(260), 작업모터(270), 펌프드라이브(280), 유압펌프(290) 등이 배치된다.
슬립링(220)은 하부 주행체(100)와 상부 선회체(200) 간 전력 공급을 위한 것으로, 제1 전력분배유닛(PDU, 140)으로부터 제2 전력분배유닛(PDU, 240)으로 또는 제2 전력분배유닛(PDU, 240)으로부터 제1 전력분배유닛(PDU, 140)으로 전력을 공급하는 역할을 한다. 슬립링(220)은 하부 주행체(100)와 상부 선회체(200)의 결합부에 배치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 상부 선회체(200)의 중앙부분에 슬립링(220)이 배치될 수 있고, 슬립링(220)의 전방과 붐(310)의 후방에 선회모터(250)가 배치될 수 있다. 또한, 상부 선회체(200)의 우측 후방에는 작업모터(270)와 유압펌프(290)가 배치될 수 있고, 상부 선회체(200)의 우측 전방에 작동유 쿨러(291)와, 작동유 쿨러(291)를 냉각시키기 위한 냉각팬(292)이 배치될 수 있다.
제2 전력분배유닛(PDU, 240)은 제1 전력분배유닛(PDU, 140)으로부터 슬립링(220)을 거쳐 공급되는 전력을 제2 배터리(210)로 공급하거나, 제2 배터리(210)의 전력을 슬립링(220)을 거쳐 제1 전력분배유닛(PDU, 140)으로 공급할 수 있다. 또한, 제2 전력분배유닛(PDU, 240)은 제1 배터리(130) 및/또는 제2 배터리(210)로부터 전력을 선회모터(250)를 위한 제2 인버터(245), 및 작업모터(270)를 위한 제3 인버터(260)로 공급할 수 있다. 제2 전력분배유닛(PDU, 240)은 버스바, 퓨즈, 릴레이 등을 포함할 수 있다. 제2 전력분배유닛(240)은 제2 배터리(210)의 상부에 배치될 수 있고, 제2 인버터(245)와 제2 배터리(210) 사이에 배치될 수 있다.
따라서, 발전기(120)에서 생성된 전기가 제1 전력분배유닛(140), 슬립링(220), 및 제2 전력분배유닛(PDU, 240)을 통해 제2 배터리(210)에 저장될 수 있고, 또한 충전포트(195)를 통해 공급되는 외부전원이 제1 전력분배유닛(140), 슬립링(220), 및 제2 전력분배유닛(PDU, 240)을 통해 제2 배터리(210)에 저장될 수 있다.
제2 배터리(210)는 일예로 리튬이온 배터리일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서 제2 배터리(210)는 캐빈(202) 후방에 배치될 수 있고 도4에서와 같이 제2 배터리(210)는 상방에서 봤을 때(평면상에서) 카운터웨이트(203)와 일부 겹쳐서 배치될 수 있다. 제2 배터리(210)는 그 일부가 카운터웨이트(203)의 아래쪽에 배치될 수 있고, 카운터웨이트(203)의 전면에 오목하게 들어간 부분(홈 등)에 제2 배터리(210)의 일부가 삽입되어 배치될 수도 있다.
본 발명에서는 제1 배터리(130)와 마찬가지로 제2 배터리(210)의 충전상태를 확인할 수 있는 BMS(Battery Management System)을 포함할 수 있다.
BMS(Battery Management System)는 잔존용량(SOC, State Of Charge) 및 온도에 따라 변화되는 내부저항을 검출하여 전위를 추정하는 방법 등 여러 가지 방식으로 축전량, 즉 전위를 검출할 수 있다. 이에 의해 제2 배터리(210)의 잔존용량이 일정 이하인 경우 엔진(110)을 구동하여 발전기(120)에서 전기를 생성할 수 있고 생성된 전기에 의해 제2 배터리(210)를 충전할 수 있다.
제1 배터리(130) 및 제2 배터리(210)에 저장된 전기에너지는 제2 전력분배 유닛(PDU, 240)을 통해 선회모터(250)의 구동을 위해 제2 인버터(245)로 공급될 수 있고, 작업모터(270)의 구동을 위해 제3 인버터(260)로 공급될 수 있다.
컨버터(225)는 제1 배터리(130) 및/또는 제2 배터리(210)로부터 공급되는 직류 전원의 전압을 변환시키기 위한 것으로, 컨버터(225)는 DC-DC 컨버터이다. 컨버터(225)는 제1 배터리(130) 및/또는 제2 배터리(210)로부터 공급되는 직류 전기의 전압을 설정된 값보다 작은 값이 되도록 전압의 값을 제어한다. 예를 들어 컨버터(225)는 600V의 전압을 12V전압으로 낮출 수 있다.
컨버터(225)는 이와 같이 제1 배터리(130) 및/또는 제2 배터리(210)로부터 공급되는 직류 전기의 전압을 변환하여 선회모터(250), 작업모터(270) 또는 주행모터(160)에 공급할 수 있다.
제2 인버터(245)는 제2 전력분배 유닛(PDU, 240)을 통해 공급되는 전기를 직류에서 교류로 변환시킨다. 제2 인버터(245)에서 교류로 변환된 전기는 선회모터(250)로 공급된다. 제2 인버터(245)는 도4에서와 같이 캐빈(202) 후방에서 제2 배터리(210) 상부에 배치될 수 있고, 제2 전력분배유닛(240)의 상부에 배치될 수 있다.
선회모터(250)는 하부 주행체(100) 상에서 상부 선회체(200)를 선회시키기 위한 것으로, 제2 인버터(245)를 통해 공급되는 전기에 의해 선회모터(250)가 구동된다.
선회모터(250)에는 다수의 기어로 구성되는 감속기(260)가 연결되고, 선회모터(160)는 감속기(260)를 통해 상부 선회체(200)를 선회시키게 된다.
제3 인버터(260)는 제2 전력분배 유닛(PDU, 240)을 통해 공급되는 전기를 직류에서 교류로 변환시킨다. 제3 인버터(260)에서 교류로 변환된 전기는 작업모터(270)로 공급된다.
작업모터(270)는 붐(310), 아암(320), 버켓(330)을 포함하는 프론트 작업장치(300)에 작동유를 공급하기 위한 유압펌프(290)를 구동하기 위한 것으로, 제3 인버터(260)를 통해 공급되는 전기에 의해 작업모터(270)가 구동된다.
작업모터(270)에는 기어박스를 포함하는 펌프드라이브(280)가 연결되고, 작업모터(270)의 구동력이 펌프드라이브(280)를 거쳐 유압펌프(290)로 전달된다.
따라서, 작업모터(270)에 의해 유압펌프(290)가 구동되고, 유압펌프(290)는 컨트롤밸브를 통하여 붐(310), 아암(320), 및 버켓(330)의 작동을 위한 각 유압 액츄에이터(미도시)에 작동유를 공급하며, 이에 의해 프론트 작업장치(300)의 붐(310), 아암(320) 및 버켓(330)이 작동된다.
차량제어유닛(HCU/TCU, 230)은 굴착기 차량의 전반적인 동작을 제어하는 것으로, 예로서 주행레버의 조작에 따라 굴착기 차량의 주행을 제어하고, 선회 조이스틱의 조작에 따라 상부 선회체의 선회를 제어하며, 프론트 작업장치(300) 조작 조이스틱의 조작에 따라 프론트 작업장치(300)의 붐(310) 작동, 아암(320) 작동 및 버켓(330) 작동을 제어하게 된다.
본 발명에서는 도2에 도시된 바와 같이 주행레버, 선회 조이스틱, 등의 조작신호가 입력되면 제어신호가 제2 전력분배유닛(240)을 통해 선회모터(250), 주행모터(160), 작업모터(270) 등으로 송신되어 작동을 제어하게 된다.
도1에 도시된 종래 굴착기에서는 엔진 등이 상부 선회체(1)에 배치되는 구조를 가지나, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 엔진(110), 발전기(120) 등의 부품이 하부 주행체(100)에 배치되어 상부 선회체(200) 내에 배치되는 부품 수를 줄일 수 있고 상부 선회체(200)의 크기를 작게 할 수 있다. 본 발명에서는 상부 선회체(200) 내에 배치되는 부품 수를 줄일 수 있고 상부 선회체(200)의 크기를 작게 하여 상부 선회체(200)의 선회시 소요되는 에너지를 줄일 수 있고, 작업 중 운전자 시야각을 보다 넓게 확보할 수 있어 안전성이 강화된다.
한편, 본 발명의 일실시예로서 하부 주행체(100)에 엔진(110) 및 발전기(120)가 배치되었으나, 순수 배터리 전동식 굴착기로서 엔진(110) 및 발전기(120)가 배치되지 않을 수도 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 구성을 가져 본 발명의 전동식 굴착기의 전후 주행시 제1 배터리(130) 및 제2 배터리(210)로부터 전력이 제1 전력분배유닛(140)을 통해 주행모터(160)에 공급되고, 주행모터(160)의 구동력이 기어박스(170)를 통해 전,후륜(181, 191)에 전달되어 본 전동식 굴착기가 주행가능하게 된다.
그리고, 상부 선회체(200)의 선회시에는 제1 배터리(130) 및 제2 배터리(210)로부터 전력이 제2 전력분배유닛(240)을 통해 선회모터(250)에 공급되고, 선회모터(250)의 구동에 의해 상부 선회체(200)가 선회하게 된다.
또한, 프론트 작업장치(300)의 작업시에는 제1 배터리(130) 및 제2 배터리(210)로부터 전력이 제2 전력분배유닛(240)을 통해 작업모터(270)에 공급되고, 작업모터(270)에 의해 유압펌프(290)가 구동되어 프론트 작업장치(300)의 붐(310), 아암(320), 버켓(330)이 작동된다.
이와 같이 주행모터(160), 선회모터(250), 작업모터(270) 등의 작동시 본 발명에서는 하부 주행체(100)에 배치되는 제1 배터리(130) 및 상부 선회체(200)에 배치되는 제2 배터리(210)는 병렬로 연결되어 전기동력 부품의 부하에 대해 각각 동일한 용량이 사용될 수 있다.
또한, 제1 배터리(130) 및 제2 배터리(210)의 배터리 잔존용량이 일정 이하인 경우에는 엔진(110)에 의해 발전기(120)를 구동시키고 발전기(120)에 의해 제1 배터리(130) 및 제2 배터리(210)를 충전할 수 있고, 충전포트(195)를 통해 외부 전원으로 제1 배터리(130) 및 제2 배터리(210)를 충전할 수도 있다.
한편, 도 2 내지 도4에서는 하부 주행체(100)에 제1 배터리(130)가 배치되고, 상부 선회체(200)에 제2 배터리(210)가 배치되어 총 2개의 배터리가 배치되는 예를 도시하였으나, 3개 이상의 배터리가 배치될 수도 있다. 도 5는 하부 주행체(100)에 추가 배터리가 배치되는 예를 도시한 것으로, 하부 주행체(100)에서 하부 프레임(101)의 중간 프레임(102) 전방에 추가 배터리(130a)가 배치될 수 있고, 순수 배터리 전동식 굴착기로서 엔진(110) 및 발전기(120)가 없는 경우에는 도시된 바와 같이 제2 프레임(104)에도 엔진(110)을 대체하여 추가 배터리(130b)가 배치될 수 있다.
또한, 도 6은 상부 선회체(200)에 추가 배터리가 배치되는 예를 도시한 것으로, 상부 선회체(200)의 상부 프레임(201)에서 제2 배터리(210)의 한쪽 측면에 추가 배터리(210a)가 장착될 수도 있다.
따라서, 제1 배터리(130), 제2 배터리(210) 외에 3개의 추가 배터리(130a, 130b, 210a)가 장착될 수도 있다.
2. 배터리 구조
도7은 본 발명에서 하부 주행체(100) 및 상부 선회체(200)에 배치되는 제1, 2 배터리(130, 210) 간 전력공급라인을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이 본 발명에서 제1 배터리(130), 제1 전력분배유닛(140), 슬립링(220), 제2 전력분배유닛(240), 제2 배터리(210)에서 각각의 (+)단자는 (+)단자와 연결되고, 각각의 (-)단자는 (-)단자와 연결된다.
그리고, 충전포트(195)는 제1 전력분배유닛(140)에 연결되고 충전포트(195)의 (+)단자는 제1 전력분배유닛(140)의 (+)단자에 연결되고, 충전포트(195)의 (-)단자는 제1 전력분배유닛(140)의 (-)단자에 연결된다.
본 발명에서 충전포트(195)는 하부 주행체(100)에서 하부 프레임(101)의 중간 프레임(102) 후방에 배치되어 상부 선회체(200)가 회전하면서 작업하는 중에 충전이 가능하게 된다.
이와 같이 본 발명에서는 제1 배터리(130)의 (+)단자는 제2 배터리(210)의 (+)단자에 연결되고, 제1 배터리(130)의 (-)단자는 제2 배터리(210)의 (-)단자에 연결되어 두 배터리의 전압 레벨을 동일하게 맞출 수 있고 고전압 충전기를 사용하여 충전포트(195)로 충전을 수행할 수 있다.
구체적으로 충전시에는 제1 배터리(130)와 제2 배터리(210)가 제1 전력분배유닛(140), 슬립링(220), 제2 전력분배유닛(240)을 이용하여 서로 병렬로 연결되어 동일한 전류로 충전된다.
그리고, 사용시에는 병렬로 연결된 제1,2 배터리(130, 210)에 저장된 전기에너지가 동일한 용량으로 사용된다.
예를 들어 굴착기의 전기동력 부품의 부하가 100Kw를 요청할 경우 제1,2 배터리(130, 210)에서 전기동력 부품으로 각각 50Kw씩 공급하게 된다.
또한, 본 발명에서는 하부 주행체(100)에 제1 배터리(130)가 탑재되고, 상부 선회체(200)에 제2 배터리(210)가 탑재됨으로써 배터리 용량이 증가하여 장시간 고부하의 작업을 수행할 수 있고 굴착기의 구조적 안정성이 증가된다.
3. 상부 선회체 구조
도 8은 본 발명에 따른 전동식 굴착기의 배면도이며, 도 9는 본 발명에 따른 전동식 굴착기의 정면도이다.
전술한 바와 같이 상부 선회체(200)는 제2 배터리(210), 제2 전력분배유닛(240), 제2 인버터(245), 선회모터(250), 제3 인버터(260), 작업모터(270), 유압펌프(290) 등이 배치되는 상부 프레임(201), 캐빈(202), 프론트 작업장치(300), 카운터웨이트(203) 등을 포함한다.
상기 캐빈(202)은 본 굴착기 차량의 운전실로서, 본 실시예에서는 평면상에서 상부 선회체(200)의 중앙에서 좌측으로 치우친 위치에 배치된다. 캐빈(202) 내부에는 하부 주행체(100)의 전후진 주행을 조작하는 주행레버(미도시)와, 상부 선회체(200)를 조작하는 조이스틱이 구비되고, 이 조이스틱은 일반적으로 운전석 좌측에 구비되어 상부 선회체(200)를 좌우로 선회조작하기 위한 조이스틱과, 운전석 우측에 구비되어 프론트 작업장치(300)를 조작하기 위한 조이스틱으로 구성된다.
상부 선회체(200)에서 캐빈(202)의 좌측 또는 우측(본 실시예에서는 평면도 또는 배면도상에서 캐빈(202)의 우측)에 위치하는 상부 프레임(201)은 그 상부에 캐빈(202)과 인접한 제1 상면부(201a)와, 상기 캐빈과 인접한 상기 제1 상면부의 일측면의 반대쪽 타측면에 배치되는 제2 상면부(201b)를 가진다.
제2 상면부(201b)는 본 실시예에서 제1상면부(201a)의 우측에 배치되는 것으로, 제1 상면부(201a)의 우측단부에 연결되고 계단식으로 제1 상면부(201a)보다 낮은 위치에 배치될 수 있다. 이는 부피가 큰 제2 배터리(210)와 같은 전력부품들을 제1 상면부(201a) 또는 카운터웨이트(203)에 배치한 것이 이유일 수 있다. 도4에서와 같이 본 실시예에서는 상부 프레임(201)에서 제1 상면부(201a)의 하측에 제2 배터리(210), 제2 전력제어유닛(240), 제2 인버터(245), 컨버터(225), 선회모터(250), 슬립링(220), 제3 인버터(260) 등이 배치될 수 있고, 제2 상면부(201b)의 하측에 작업모터(270), 유압펌프(290), 작동유 쿨러(291) 등이 배치될 수 있다.
제2 상면부(201b)는 다른 예로서 계단식으로 제1 상면부(201a)에 연결되는 대신에 도 8 내지 도 9에서와 같이 경사면으로 형성될 수 있다.
따라서, 제2 상면부(201b)는 캐빈(202)과 멀어지는 방향으로 하향 경사진 경사면부를 가질 수 있다.
이 경우 상부 선회체(200)에서 제1 상면부(201a)와 연결되는 제2 상면부(201b)의 시작점(A)은 정면에서 캐빈(201)의 좌측단에서 약 0m~수m(캐빈(201)에서 제2상면부(201b)의 시작점(A)까지 거리(D)) 사이에 위치하고 제2 상면부(201b)는 캐빈(201)과 멀어지는 방향으로 하향 경사져서 상부 프레임(201)의 일측면 상단 가장자리까지 연장될 수 있다.
그리고, 상부 선회체(200)에서 제2 상면부(201b)가 수평선(캐빈(201)의 일지점에서 수평으로 연장되는 선)과 이루는 각도(θ)는 0도보다 크고 90도 보다 작다. 일예로 제2 상면부(201b)의 하향 각도(θ)는 20도 이상 70도 이하일 수 있고, 30도 이상 60도 이하일 수 있다.
상부 선회체(200)에서 제2 상면부(201b)의 하향 경사 각도(θ)는 후술하는 카운터웨이트(203)의 경사면부(204b)의 하향 각도(θ)와 동일할 수 있다. 다른 예로서 상부 선회체(200)에서 제2 상면부(201b)의 하향 경사 각도(θ)는 카운터웨이트(203)의 경사면부(204b)의 하향 각도(θ)보다 클 수도 있다.
그리고, 상부 선회체(200)에서 제2 상면부(201b)는 카운터웨이트(203)의 경사면부(204b)의 동일 평면상에 위치할 수 있다. 즉, 상부 선회체(200)에서 제2 상면부(201b)는 카운터웨이트(203)의 경사면부(204b)에서 측면으로 연장되는 평면상에 위치할 수 있다. 따라서, 도8에서와 같이 배면상에서 볼 때 상부 선회체(200)에서 제2 상면부(201b)는 카운터웨이트(203)의 경사면부(204b)와 일부 중첩할 수 있다. 또한, 다른 예로서, 상부 선회체(200)에서 제2 상면부(201b)는 배면도상에서 카운터웨이트(204)의 경사면부(204b) 보다 아래에 위치할 수도 있다.
이와 같이 본 발명에서는 캐빈(202) 우측에 위치하는 상부 프레임(201)이 하향 경사진 제2 상면부(201b)를 가져 도8 및 도9에서와 같이 캐빈(202) 내에서 운전자가 굴착기 차량의 우측에 위치하는 위험물 또는 보행자를 직접 시야를 통해 볼 수 있기 때문에 안정성이 확보될 수 있다.
상기 카운터웨이트(counterweight, 203)는 무게 균형을 잡기 위해 상부 선회체(200)의 후방에 배치되는 균형 하중체로서, 굴착기의 상부 선회체(200) 전방에 배치되는 프론트 작업장치(300)를 이용한 작업 중 프론트 작업장치(300)에 가해지는 과하중에 의해 굴착기 차량이 기울거나 전복되는 것을 방지하는 역할을 한다.
본 발명에서 카운터웨이트(203)는 외부로 노출되는 상면부(204) 및 후면부(206)를 포함한다. 본 실시예에서 제2 배터리(210)는 도4에서와 같이 상방에서 봤을 때(평면상에서) 카운터웨이트(203)와 일부 겹쳐서 배치될 수 있고, 제2 배터리(210)의 일부가 카운터웨이트(203)에 장착될 수도 있다.
카운터웨이트(203)의 상면부(204)는 캐빈(201)의 후방에 위치하는 평면부(204a) 및 평면부(204a)의 일단에서 캐빈(202)과 멀어지는 방향으로 하향 경사진 경사면부(204b)를 가진다.
카운터웨이트(203)에서 평면부(204a)와 연결되는 경사면부(204b)의 시작점(B)은 배면에서 볼 때 캐빈(202)의 우측단에서 약 0m ~ 수m(캐빈(201)에서 경사면부(204b)의 시작점(B)까지 거리(L)) 사이에 위치하고 경사면부(204b)는 캐빈(201)과 멀어지는 방향으로 하향 경사져서 상부 프레임(201)의 우측면 상단 가장자리까지 연장된다.
본 실시예에서 카운터웨이트(203)의 경사면부(204b)가 수평선(캐빈(201)의 일지점에서 수평으로 연장되는 선)과 이루는 각도(θ)는 0도보다 크고 90도 보다 작다. 일예로 경사면부(204b)의 하향 각도(θ)는 20도 이상 70도 이하, 30도 이상 60도 이하일 수 있다.
이와 같이 상부 프레임(201)의 제2상면부(201b)에 더하여 카운터웨이트(203)가 경사면부(204b)를 가짐으로써 우측 후륜(191)까지 시야성이 확보되므로 굴착기의 후진 및 도로 주행시 우측면 시야 확보각이 넓어져서 안전성이 더욱 확보된다.
카운터웨이트(203)의 후면부(206)는 상면부(204)의 후면에 배치되고, 도4에 도시된 바와 같이 평면도상에서 라운드된 형태로 이루어진 원호형태를 가진다.
그리고, 카운터웨이트(203)의 후면부(206)는 전동식 굴착기의 상부 선회체(200) 전체 너비보다 폭이 작게 형성된다. 따라서, 카운터웨이트(203)의 폭 또한 상부 선회체(200) 너비보다 작게 형성된다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명은 효율적인 배치구조를 가지고 전기에너지로 구동되는 전동식 굴착기를 제공한다.

Claims (14)

  1. 하부 주행체와, 상기 하부 주행체에 선회가능하게 결합되는 상부 선회체를 포함하여 이루어지는 전동식 굴착기에 있어서,
    상기 하부 주행체에 배치되는 엔진;
    상기 하부 주행체에 배치되고 상기 엔진에 의해 전기를 생성하는 발전기;
    상기 하부 주행체에 배치되고 상기 발전기에 의해 충전되는 제1 배터리;
    상기 하부 주행체에 배치되고, 상기 제1 배터리로부터 전원이 공급되어 상기 하부 주행체를 이동시키기 위한 주행모터;
    상기 상부 선회체에 배치되고 상기 상부 선회체를 회전시키기 위한 선회모터; 및
    상기 상부 선회체에 배치되고 붐과 아암을 포함하는 프론트 작업장치를 작동시키기 위한 작업모터;
    를 포함하는 전동식 굴착기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선회모터 또는 상기 작업모터는 상기 제1 배터리로부터 전원이 공급되는 것을 특징으로 하는 전동식 굴착기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하부 주행체에 배치되고, 상기 제1 배터리와 상기 주행모터 간 전력공급을 위한 제1 전력분배유닛을 더 포함하는 전동식 굴착기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부 주행체의 전방에 배치되는 전방 차축:
    상기 전방 차축의 양측에 배치되는 전륜;
    상기 하부 주행체의 후방에 배치되는 후방 차축: 및
    상기 후방 차축의 양측에 배치되는 후륜;
    를 더 포함하여 상기 주행모터의 구동력에 의해 상기 전륜 및 후륜이 회전하는 전동식 굴착기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상부 선회체에 배치되는 제2 배터리;
    를 더 포함하는 전동식 굴착기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상부 선회체에 배치되고, 상기 제1 배터리로부터 전력을 상기 선회모터 및 상기 작업모터로 공급하기 위한 제2 전력분배유닛을 더 포함하는 전동식 굴착기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 전력분배유닛과 상기 제2 전력분배유닛 사이에 배치되어 상기 제1 전력분배유닛과 상기 제2 전력분배유닛 간 전력공급을 위한 슬립링을 더 포함하는 전동식 굴착기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부 선회체에 배치되고 상기 작업모터에 의해 구동되는 유압펌프를 더 포함하는 전동식 굴착기.
  9. 제1항에 있어서,
    외부전원으로부터 상기 제1 배터리를 충전하기 위한 충전포트를 더 포함하는 전동식 굴착기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상부 선회체에 배치되는 제2 배터리;를 더 포함하고,
    상기 충전포트에 의해 외부전원으로부터 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 충전하는 전동식 굴착기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 충전포트는 상기 하부 주행체에 배치되는 전동식 굴착기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 상부 선회체 상에 캐빈과 반대쪽 타측면에 배치되어 상기 캐빈과 멀어지는 방향으로 경사진 경사면부를 더 포함하는 전동식 굴착기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 상부 선회체 후방에 배치되어 상기 캐빈과 멀어지는 방향으로 경사진 경사면부를 포함하는 카운터웨이트를 더 포함하는 전동식 굴착기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 하부 주행체는 하부 프레임을 더 포함하고,
    상기 하부 프레임의 일측에는 상기 제1 배터리가 배치되고,
    상기 하부 프레임에서 상기 제1 배터리의 반대쪽 타측에는 상기 엔진이 배치되는 전동식 굴착기.
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