Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP3713480B2 - Electric drive wheeled work vehicle - Google Patents

Electric drive wheeled work vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP3713480B2
JP3713480B2 JP2002335251A JP2002335251A JP3713480B2 JP 3713480 B2 JP3713480 B2 JP 3713480B2 JP 2002335251 A JP2002335251 A JP 2002335251A JP 2002335251 A JP2002335251 A JP 2002335251A JP 3713480 B2 JP3713480 B2 JP 3713480B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
electrically driven
work vehicle
converter
inverter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002335251A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004168149A (en
Inventor
博嗣 糟谷
正巳 落合
誠二 山下
光夫 園田
栄治 江川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP2002335251A priority Critical patent/JP3713480B2/en
Publication of JP2004168149A publication Critical patent/JP2004168149A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3713480B2 publication Critical patent/JP3713480B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/0858Arrangement of component parts installed on superstructures not otherwise provided for, e.g. electric components, fenders, air-conditioning units

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はホイールローダ等のホイール式作業車両に係わり、特に、エンジンと発電機と電動モータとインバータ/コンバータとバッテリとを搭載した電動駆動のホイール式作業車両に関する。
【0002】
【従来の技術】
ホイールローダは車体前部と車体後部とから構成されており、車体前部と車体後部は相対回動自在に連結されている。車体前部は前車輪と、土砂の掘削、積み込み作業を行うためのフロント作業装置を備えている。車体後部は後車輪を備え、かつ車体後部の車体フレーム前部上側には運転室が設置され、車体後部の車体フレーム後部にエンジンが配置されている。
【0003】
このようなホイールローダ等のホイール式作業車両の駆動方式には、一般的に油圧駆動が採用されている。しかし、近年、例えば特開平11−158937号公報に記載のように電動モータで走行を行う電動駆動方式が検討されている。この電動駆動装置は、エンジンによって発電機を駆動し、発電機によって発電した電力により電動モータを駆動し、この電動モータにより後車輪を駆動し走行を行うものである。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−158937号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。
【0006】
特開平11−158937号公報に記載のような電動駆動のホイール式作業車両においてはバッテリを備えることが好ましい。バッテリを備えると、発電機で発生した電力を蓄えるだけでなく走行減速時のエネルギー回生により、省エネの効果が高まる。しかし、バッテリを備えると、発電機で発生した交流電流を直流に変換してバッテリに供給したり、バッテリの直流電流を交流に変換して電動モータに供給するためのインバータ/コンバータが必要となる。この場合、発電機、インバータ/コンバータ、バッテリ、電動モータ間は電力をやり取りするためケーブルにより接続しなければならない。発電機、インバータ/コンバータ、バッテリ、電動モータが取り扱う電力は最高電圧が260〜360V、最高電流が100Aにも達する高電圧高電流であり、ケーブルの太さも直径1cm以上となる。このためケーブルが長くなると値段が高価になるばかりでなく、周囲の電気機器や信号線にノイズが乗りやすくなり、動作の信頼性が低下する。
【0007】
また、発電機、インバータ/コンバータ、バッテリ、電動モータをエンジンの近くに配置した場合、それらの温度が上昇し易くなる。特にバッテリは温度の影響を受け易いため、その性能を発揮するためにはバッテリの温度管理は非常に厳しく、バッテリに付属するバッテリコントローラにより常に温度を監視する必要がある。しかし、ホイール式作業車両の車体内部(リヤフレーム内部)のスペースは狭い上に、発電機や電動モータ等の電気機器も発熱体である。従って、バッテリを車体内部に配置するとバッテリはエンジンや発電機及び電動モータ等の発熱体の近くに位置し、その性能を十分に発揮することができなくなる。また、車体内部の狭いスペースに発電機や電動モータに加えインバータ/コンバータやバッテリも配置すると、インバータ/コンバータやバッテリのメインテナンスが極めて困難となる。
【0008】
一方、電動機や電動モータは、油圧駆動方式で用いられる油圧機器やトルクコンバータなどの機器に比べ、温度上昇による性能低下が大きい。従って、電動機や電動モータを車体内部に配置する場合は、油圧機器やトルクコンバータを用いる油圧駆動方式に比べてその冷却性能を増す必要がある。
【0009】
本発明の第1の目的は、発電機、インバータ、バッテリ、電動モータを適切に配置することでそれらの接続ケーブルを短くすることができ、動作の信頼性を向上することができる電動駆動のホイール式作業車両を提供することである。
【0010】
本発明の第2の目的は、バッテリやインバータ/コンバータを車体内部の温度変化による影響が少なくスペース的に余裕のある場所に配置することで、バッテリの性能を十分に発揮することができかつバッテリ及びインバータ/コンバータのメインテナンスが容易となる電動駆動のホイール式作業車両を提供することである。
【0011】
本発明の第3の目的は、バッテリを冷却した空気を発電機及び電動モータの配置空間に導くことで発電機及び電動モータを適切に冷却することができる電動駆動のホイール式作業車両を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
(1)上記第1の目的を達成するために、本発明は、車体フレームの後部にエンジンを搭載し、車体フレームの前部上側に運転室を搭載した電動駆動のホイール式作業車両において、前記運転室下側の前記車体フレームの前部空間に発電機と電動モータを配置し、前記車体フレームの前部近傍にバッテリとインバータ/コンバータを配置したものとする。
【0013】
このように運転室下側の車体フレームの前部空間に発電機と電動モータを配置し、車体フレームの前部近傍にバッテリとインバータ/コンバータを配置することにより、発電機及び電動モータの近辺にバッテリとインバータ/コンバータが位置することになり、発電機及び電動モータとインバータ/コンバータとバッテリ間の接続ケーブルを短くすることができ、動作の信頼性を向上することができる。
【0014】
(2)また、上記第2の目的を達成するために、本発明は、上記(1)において、前記バッテリを前記車体フレームの横側部外側に配置し、前記インバータ/コンバータを前記運転室内で座席の下側に配置するものとする。
【0015】
これによりバッテリ及びインバータ/コンバータの配置位置は車体フレームの前部近傍となり、発電機及び電動モータとインバータ/コンバータとバッテリ間の接続ケーブルを短くすることができる。
【0016】
また、車体フレームの横側部外側や運転室内の座席の下側はエンジンや車体フレームの前部空間に配置された発電機や電動モータ等の発熱体から隔離した場所であるため、バッテリ及びインバータ/コンバータの配置位置は車体内部(車体フレーム内部)の温度変化による影響の少ない場所となり、バッテリが高温になりにくく、バッテリの性能を十分に発揮することができ、かつインバータ/コンバータも高温になることが防止される。また、スペース的に余裕がある場所にバッテリ及びインバータ/コンバータが配置されるので、それらのメインテナンスが容易となる。
【0017】
(3)上記(2)において、好ましくは、前記バッテリを前記車体フレームの横側部両外側に左右対称に配置する。
【0018】
これにより重量の重いバッテリを搭載した場合でも車体のバランスが保たれ、車体の安定性を向上することができる。また、スペース的に余裕がある場所の両側に配置するので、バッテリを大容量にすることができる。
【0019】
(4)また、上記第2の目的を達成するために、本発明は、上記(1)において、前記バッテリとインバータ/コンバータを前記運転室内で座席の下側に配置したものとする。
【0020】
これによってもバッテリ及びインバータ/コンバータの配置位置は車体フレームの前部近傍となり、発電機及び電動モータとインバータ/コンバータとバッテリ間の接続ケーブルを短くすることができる。
【0021】
また、運転室内の座席の下側はエンジンや車体フレームの前部空間に配置された発電機や電動モータ等の発熱体から隔離した場所であるため、バッテリ及びインバータ/コンバータの配置位置は車体内部(車体フレーム内部)の温度変化による影響の少ない場所となり、バッテリが高温になりにくく、バッテリの性能を十分に発揮することができ、かつインバータ/コンバータも高温になることが防止される。また、スペース的に余裕がある場所にバッテリ及びインバータ/コンバータが配置されるので、それらのメインテナンスが容易となる。
【0022】
(5)また、上記第3の目的を達成するために、本発明は、上記(1)において、前記バッテリを空冷式とし、バッテリ冷却後の空気を前記車体フレームの前部空間に吐出するものとする。
【0023】
これによりバッテリ冷却後の空気は、エンジンの吐き出しファンにより吸引される空気と共に車体フレームの前部空間に流入するものとなり、この空間に流入する空気量が増加し、当該空間に配置された発電機及び電動モータを適切に冷却することができる。
【0024】
(6)上記(5)において、好ましくは、前記バッテリ冷却用の空気をエアコンユニットからの冷却風とする。
【0025】
これによりバッテリを一層効果的に冷却することができる。
【0026】
(7)また、上記(5)において、好ましくは、前記バッテリ冷却後の空気をファンにより前記車体フレームの前部空間に吐出する。
【0027】
これによってもバッテリの冷却効果を高めることができる。
【0028】
(8)また、上記第2の目的を達成するために、本発明は、それぞれ前車輪及び後車輪を備えかつ相対回動自在に連結された車体前部と車体後部を有し、前記車体後部の車体フレームである箱形をしたリヤフレームの後部にエンジンを搭載し、前記リヤフレームの前部上側に運転室を搭載した電動駆動のホイール式作業車両において、前記運転室下側の前記リヤフレームの前部空間に発電機と電動モータを配置し、前記バッテリを前記車リヤレームの横側部両外側に左右対称に配置し、前記リヤフレームの前部近傍にインバータ/コンバータを配置したものとする。
【0029】
これにより車体フレームの横側部外側や運転室内の座席の下側はエンジンや車体フレームの前部空間に配置された発電機や電動モータ等の発熱体から隔離した場所であるため、バッテリ及びインバータ/コンバータの配置位置は車体内部(車体フレーム内部)の温度変化による影響の少ない場所となり、バッテリが高温になりにくく、バッテリの性能を十分に発揮することができ、かつインバータ/コンバータも高温になることが防止される。また、スペース的に余裕がある場所にバッテリ及びインバータ/コンバータが配置されるので、それらのメインテナンスが容易となる。
【0030】
更に、バッテリを車体フレームの横側部両外側に左右対称に配置することにより、重量の重いバッテリを搭載した場合でも車体のバランスが保たれ、車体の安定性を向上することができる。また、スペース的に余裕がある場所の両側に配置するので、バッテリの大容量にすることができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【0032】
図1は本発明の第1の実施の形態に係わる電動駆動のホイール式作業車両であるホイールローダの部分透視側面図であり、図2はホイールローダ車体後部の運転室を取り除いた上面図である。
【0033】
図1において、100はホイールローダであり、ホイールローダ100は車体前部101と車体後部102とから構成されており、車体前部101と車体後部102は左右方向に相対回動自在に連結されている。車体前部101は前車輪103と、土砂の掘削、積み込み作業を行うためのフロント作業装置104を備えている。
【0034】
車体後部102は後車輪105と車体フレームを構成する箱形のリヤフレーム106とを備え、リヤフレーム106の前部上側には図2に示すように4本の支柱107が設けられ、この支柱107を介して運転室フロア108が設置され、フロア108に運転室110が配置されている。つまり、運転室110はリヤフレーム106の前部上側に搭載されている。運転室110内にはシート(座席)111aを備えた運転席111が配置され、シート111aはブラケット16によりフロア108上に固定されている。
【0035】
一方、リヤフレーム106の後部には縦方向にエンジン121が配置され、エンジン121は吐き出しファン122を備え、このファン122によりリヤフレーム106の前部や下部から流入した空気を車体後部へと吐き出し、リヤフレーム106の前部に配置された機器(後述)やエンジン121及びラジエータ123を冷却する。
【0036】
ホイールローダ100は電動駆動であり、運転室110の下側に位置するリヤフレーム106の前部空間124には発電機11と電動モータ12及びミッション13が配置され、リヤフレーム106の横側部両外側にバッテリ14a,14b(以下「14」で代表する)を収納したバッテリケース15a,15b(以下「15」で代表する)が左右対称に配置されている。エンジン121と発電機11と電動モータ12及びミッション13が設置される空間124との間には仕切り(図示せず)が設けられ、発電機11及び電動モータ12に対するエンジン121の熱の影響を最小にしている。また、バッテリ14にはバッテリ14の温度などを監視するバッテリコントローラ(図示せず)が付属している。
【0037】
一方、運転室110内の運転席シート111aの下側であるブラケット16内のフロア108上にはインバータ/コンバータ17が配置されている。電動モータ12の出力軸はミッション13に接続され、ミッション13の出力軸は後車輪105に連結され、電動モータ12を駆動することで後車輪105が回転駆動され、走行が行われる。
【0038】
バッテリケース15の車体進行方向前面には冷却風入口41(後述)が設けられ、バッテリケース15のリヤフレーム106側の側面には冷却風出口43(後述)が設けられ、冷却風入口41より流入した空気はバッテリ14を冷却し、冷却風出口43より空間124に空気を流出する。
【0039】
図3はホイールローダ100の電動駆動システムを示す図である。
【0040】
図3において、エンジン121の駆動により発電機11が駆動され、電力を発生する。インバータ/コンバータ17は、発電機11により発生した電力をバッテリ14に蓄える制御と、発電機11により発生した電力或いはバッテリ14の電力により電動モータ12を駆動する制御を行い、電動モータ12の駆動によりミッション13が駆動され、後車輪105が駆動される。なお。ミッション13は必須ではなく、ミッション13がない場合は、後車輪105は電動モータ12により直接駆動される。
【0041】
発電機11及び電動モータ12とインバータ/コンバータ17間はそれぞれケーブルA,Bにより接続され、インバータ/コンバータ17とバッテリ14間はケーブルCにより接続されている。また、インバータ/コンバータ17には信号線Dを介してコントローラ20が接続され、コントローラ20はアクセルレバー21の操作量と前後進切換レバー22の操作方向に応じて電動モータ12の回転速度と回転方向変化するようインバータ/コンバータ17を制御する。コントローラ20は、例えば、運転席111の左右いずれかの脇部にコンソールボックスを設け、その中に配置される。
【0042】
図4は車体後部102のリヤフレーム106斜視図である。
【0043】
リヤフレーム106は左右のサイドプレート30a,30bと前側及び後側のエンドプレート31a,31bを矩形に溶接した箱形のメインフレーム32を有し、メインフレーム32の前方上縁部分に4本の支柱107が立設されている。支柱107には前述したように運転室フロア108が設置される。メインフレーム32の後方部分内側の底部付近には2対の支持ブラケット33a,33b,34a,34bが取り付けられ、これらの支持ブラケット上にエンジン121が搭載される。また、メインフレーム32の前方部分内側の底部付近には1対の支持ブラケット35a,35b(一方のみ図示)が取り付けられ、この支持ブラケット35a,35b上にミッション13が載置される。なお、発電機11はエンジン121の出力軸に連結されることにより支持され、電動モータ12はその出力軸がミッション13に連結されることにより支持されている。
【0044】
メインフレーム32の左右のサイドプレート30a,30bの前方部分外側上部にはL字形の支持ブラケット38a,38bが取り付けられ、この支持ブラケット38a,38b上にバッテリケース15a,15bが搭載される。
【0045】
以上のように構成した本実施の形態によれば下記の効果が得られる。
【0046】
1.リヤフレーム106の前部の運転室110下側に発電機11と電動モータ12を配置し、リヤフレーム106の前部近傍であるリヤフレーム106の横側部外側にバッテリ14を配置し、同じくリヤフレーム106の前部近傍である運転室110内の運転席シート111a下側のフロア108上にインバータ/コンバータ17を配置したので、発電機11及び電動モータ12の近辺にバッテリ14とインバータ/コンバータ17が位置することになり、発電機11及び電動モータとインバータ/コンバータ17とバッテリ14間の接続ケーブルA,B,Cが短くなり、周囲の電気機器や信号線D等でのノイズの発生を少なくし、動作の信頼性を向上することができる。
【0047】
2.リヤフレーム106の横側部外側や運転室110内の運転席シート111の下側はエンジン121やリヤフレーム106の前部空間124に配置された発電機11や電動モータ12等の発熱体から隔離した場所であるため、バッテリ14及びインバータ/コンバータ17の配置位置は車体内部(リヤフレーム106内部)の温度の影響の少ない場所となり、バッテリ14が高温になりにくく、バッテリ14の性能を十分に発揮することができ、かつインバータ/コンバータ17も高温になることが防止される。
【0048】
3.発電機11及び電動モータ12の近辺でスペース的に余裕がある場所にバッテリ14及びインバータ/コンバータ17が配置されるので、バッテリ14及びインバータ/コンバータ17のメインテナンスが容易となる。
【0049】
4.バッテリ14を冷却した空気はバッテリケース5の冷却風出口43より流出し、ファン122によりリヤフレーム106の前部や下部から吸引される空気と共にリヤフレーム106の前部空間124に流入するので、空間124に流入する空気量が増加し、空間124に配置された発電機11及び電動モータ12を適切に冷却することができる。
【0050】
5.バッテリ14は重量物であるため、バッテリ14の搭載位置によっては車体が不安定となるが、バッテリケース15をリヤフレーム106の横側部両外側に左右対称に配置したので、重量の重いバッテリ14を搭載しても車体のバランスが保たれ、車体の安定性を向上することができる。
【0051】
6.リヤフレーム106の横側部外側はスペース的に余裕があり、かつバッテリをリヤフレーム106の横側部両外側に配置するので、バッテリ14を大容量にすることができる。
【0052】
7.機械を操作する運転席近辺にインバータ/コンバータ17を配置するので、インバータ/コンバータ17のコントローラ20を運転席脇部のコンソールボックスに配置することでインバータ/コンバータ17とコントローラ20間の信号線Dを短くなり、コントローラ20等のノイズによる誤動作を低減し動作の信頼性を一層向上することができる。また、オペレータとコントローラ20の距離も短くなり、操作性も向上する。
【0053】
なお、上記実施の形態では、バッテリ14及びバッテリケース15をリヤフレーム106の前部の横側部両外側に左右対称に配置したが、リヤフレーム106の前部以外の横側部両外側、例えばリヤフレーム106の中央部付近の横側部両外側に左右対称に配置してもよく、この場合でも、バッテリ14をエンジン121や発電機11、電動モータ12等の発熱体から隔離した場所に配置し、バッテリ14を高温になりにくくする上記2の効果や、バッテリのメンテナンスが容易となる上記3の効果、車体のバランスを良好にし車体の安定性を向上する上記5の効果及びバッテリ14を大容量にできる上記6の効果を得ることができる。更に、バッテリ14及びバッテリケース15をリヤフレーム106の前部の横側部外側の一方に配置してもよく、これによってもバッテリ14をエンジン121や発電機11、電動モータ12等の発熱体から隔離した場所に配置し、バッテリ14を高温になりにくくする上記2の効果や、バッテリのメンテナンスが容易となる上記3の効果を得ることができる。
【0054】
図5及び図6はバッテリケース15の詳細構造を示す図であり、図5はケース前部を取り外した状態を示す側面図、図6はケース上部を取り外した状態を示す上面図である。
【0055】
バッテリケース15は前述したように車体進行方向前面40に冷却風入口41を有し、リヤフレーム106側の側面42に冷却風出口43を有している。冷却風入口41にはフィルタ45が配置され、フィルタ45とバッテリ14間をダクト46で接続する。また、冷却風出口43には吐き出しファン47を配置し、バッテリ14と吐き出しファン47間をダクト48で接続する。冷却風入口41のフィルタ45を通過した空気はダクト46によりバッテリ14内に導かれ、バッテリ14を冷却した空気はダクト48により冷却風出口43の吐き出しファン47に導かれ、吐き出しファン47によりリヤフレーム内の空間124に排出される。この空間124に排出された空気は上述したように空間124に流入する空気の量を増加させ、空間124に配置された発電機11及び電動モータ12の冷却に寄与する。
【0056】
このように構成したバッテリケース15では、冷却風入口41にフィルタ45を配置したので、バッテリ14に流入する冷却用空気に泥や塵等が流入しないようにすることができる。また、ダクト46,48により流入・流出する空気量を安定して確保することができる。更に、冷却風出口43に吐き出しファン47を設けたので、空間124に排出される空気の方向を規定することができる。また、吐き出しファン47の駆動・停止制御を行うことにより、バッテリ14を適温に温度管理することが可能となる。
【0057】
本発明の第2の実施の形態を図7〜図9を用いて説明する。図中、図1及び図2に示したものと同等の部材には同じ符号を付している。
【0058】
本実施の形態は、第1の実施形態に対して、運転室110内における運転席111のシート111aの下側にシート111aの支持ブラケットを兼ねるバッテリケース50を配置し、バッテリケース50内にバッテリ4a,4bとインバータ/コンバータ17とエアコンユニット51を配置する。また、バッテリケース50に冷却風入口52を設け、フロア108に冷却風出口53a,53b,53c(以下「53」で代表する)を設け、バッテリ4a,4bとインバータ/コンバータ17をスペーサ54で浮かせて支持する。
【0059】
運転室110内からバッテリケース50内に吸引された空気はエアコンユニット51から冷却風として吐き出され、バッテリ4a,4bとインバータ/コンバータ17を冷却する。バッテリ4a,4bとインバータ/コンバータ17を冷却した冷却風は冷却風出口52からリヤフレーム106の前部空間124に吐出され、ファン122によりリヤフレーム106の前部や下部から吸引される空気と共にリヤフレーム106の前部空間124に配置された発電機11及び電動モータ12を冷却し、車体後部へと吐き出される。
【0060】
エアコンユニット51は運転室110内を冷房するエアコンユニットと兼用してもよい。この場合は、例えば、バッテリケース50内のエアコンユニット51とバッテリ4a,4b及びインバータ/コンバータ17間を仕切り、エアコンユニット51に冷却風の分配ダクトを設け、バッテリケース50内のバッテリ4a,4b及びインバータ/コンバータ17側と運転室110側とに吐き出される冷却風の分配流量を調節することにより、バッテリ4a,4bとインバータ/コンバータ17にエアコンユニット51の冷却風を送ることができる。
【0061】
以上のように構成した本実施の形態によれば下記の効果が得られる。
【0062】
1.リヤフレーム106の前部の運転室110下側に発電機11と電動モータ12を配置し、リヤフレーム106の前部近傍である運転室110内の運転席シート111a下側のフロア108上にバッテリ14とインバータ/コンバータ17を配置したので、発電機11及び電動モータ12の近辺にバッテリ14とインバータ/コンバータ17が位置することになり、発電機11及び電動モータとインバータ/コンバータ17とバッテリ14間の接続ケーブルA,B,C(図3参照)が短くなり、周囲の電気機器や信号線D等でのノイズの発生を少なくし、動作の信頼性を向上することができる。
【0063】
2.運転室110内のシート110aの下側はエンジン121やリヤフレーム106の前部空間124に配置された発電機11や電動モータ12等の発熱体から隔離した場所であるため、バッテリ14及びインバータ/コンバータ17の配置位置は車体内部(リヤフレーム106内部)の温度変化による影響の少ない場所となり、バッテリ14が高温になりにくく、バッテリ14の性能を十分に発揮することができ、かつインバータ/コンバータ17も高温になることが防止される。
【0064】
3.発電機11及び電動モータ12の近辺でスペース的に余裕がある場所にバッテリ14及びインバータ/コンバータ17が配置されるので、バッテリ14及びインバータ/コンバータ17のメインテナンスが容易となる。
【0065】
4.バッテリ14とインバータ/コンバータ17とを冷却した空気はフロア108に設けた冷却風出口53より流出し、ファン122によりリヤフレーム106の前部や下部から吸引される空気と共にリヤフレーム106の前部空間124に流入するので、空間124に流入する空気の量が増加し、空間124に配置された発電機11及び電動モータ12を適切に冷却することができる。
【0066】
5.エアコンユニット51からの冷却風によりバッテリ14とインバータ/コンバータ17とを冷却するので、冷却効果が高まると共に、その冷却風をリヤフレーム106の前部空間124に流入させ、空間124に流入する空気量を増加させるので、空間124に配置された機器の冷却効果も一層高めることができる。
【0067】
なお、図5及び図6で説明した実施の形態と同様、エアコンユニット51とバッテリ14との間に及びバッテリ14とフロア108の冷却風出口53との間にダクトを設け、冷却風出口53にファンを設けてもよく、これにより更にバッテリ14の冷却効果を高めることができる。
【0068】
また、上記の実施の形態では、バッテリ14を運転室110内に完全に収納したが、図10に示すようにバッテリ14Aを段付き形状とし、その一部をフロア108の下側の空間に突出させてもよく、これによりバッテリ14を大容量にすることができる。
【0069】
【発明の効果】
本発明によれば、発電機、インバータ、バッテリ、電動モータを適切に配置することでそれらの接続ケーブルを短くすることができ、電動駆動の動作の信頼性を向上することができる。
【0070】
また、本発明によれば、バッテリやインバータ/コンバータを車体内部の温度変化による影響が少なくスペース的に余裕のある場所に配置するので、バッテリの性能を十分に発揮することができかつバッテリ及びインバータ/コンバータのメインテナンスが容易となる。
【0071】
更に、本発明によれば、バッテリを冷却した空気を発電機及び電動モータの配置空間に導くことで発電機及び電動モータを適切に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係わる電動駆動のホイール式作業車両であるホイールローダの部分透視側面図である。
【図2】図1に示したホイールローダの車体後部の運転室を取り除いた上面図である。
【図3】図1に示したホイールローダの電動駆動システムを示す図である。
【図4】図2に示した車体後部のリヤフレーム106斜視図である。
【図5】バッテリケースのケース前部を取り外した状態を示す側面図である。
【図6】バッテリケースのケース上部を取り外した状態を示す上面図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態に係わる電動駆動のホイール式作業車両であるホイールローダの車体後部の部分透視側面図である。
【図8】図7に示したホイールローダ車体後部の運転室を取り除いた上面図である。
【図9】図7に示したホイールローダ車体後部の運転室フロアとバッテリケースのケース上部を取り外した状態を示す上面図である。
【図10】第2の実施の形態の変形例に係わるホイールローダの車体後部の部分透視側面図である。
【符号の説明】
11 発電機
12 電動モータ
13 ミッション
14(14a,14b) バッテリ
14A バッテリ
15(15a,15b) バッテリケース
16 ブラケット
17 インバータ/コンバータ
20 コントローラ
21 アクセルレバー
22 前後進切換レバー
30a,30b サイドプレート
31a,31b エンドプレート
32 メインフレーム
38a,38b 支持ブラケット
41 冷却風入口
43 冷却風出口
45 フィルタ
46,48 ダクト
47 ファン
50 バッテリケース
51 エアコンユニット
52 冷却風入口
53(53a,53b,53c) 冷却風出口
54 スペーサ
100 ホイールローダ(ホイール式作業車両)
101 車体前部
102 車体後部
103 前車輪
104 フロント作業装置
105 後車輪
106 リヤフレーム(車体フレーム)
107 支柱
108 運転室フロア
110 運転室
111 運転席
111a 運転席シート
121 エンジン
122 ファン
123 ラジエータ
124 リヤフレーム前部空間
A,B,C ケーブル
D 信号線
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wheel work vehicle such as a wheel loader, and more particularly to an electrically driven wheel work vehicle equipped with an engine, a generator, an electric motor, an inverter / converter, and a battery.
[0002]
[Prior art]
The wheel loader includes a vehicle body front portion and a vehicle body rear portion, and the vehicle body front portion and the vehicle body rear portion are connected to each other so as to be relatively rotatable. The front part of the vehicle body is provided with front wheels and a front working device for excavating and loading earth and sand. The rear part of the vehicle body has rear wheels, and a cab is installed above the front part of the vehicle body frame at the rear part of the vehicle body, and an engine is arranged at the rear part of the vehicle body frame at the rear part of the vehicle body.
[0003]
Generally, a hydraulic drive is adopted as a drive system for such a wheel work vehicle such as a wheel loader. However, in recent years, an electric drive system that travels with an electric motor as described in, for example, JP-A-11-158937 has been studied. This electric drive device drives a generator by an engine, drives an electric motor by electric power generated by the generator, and drives a rear wheel by this electric motor to run.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-158937
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above prior art has the following problems.
[0006]
In an electrically driven wheel type work vehicle as described in JP-A-11-158937, a battery is preferably provided. When the battery is provided, not only the power generated by the generator is stored, but also the energy saving effect is enhanced by energy regeneration during traveling deceleration. However, if a battery is provided, an inverter / converter is required to convert the alternating current generated by the generator into direct current and supply it to the battery, or to convert the direct current of the battery into alternating current and supply it to the electric motor. . In this case, the generator, inverter / converter, battery, and electric motor must be connected by a cable in order to exchange power. The power handled by the generator, inverter / converter, battery, and electric motor is a high voltage high current with a maximum voltage of 260 to 360 V and a maximum current of 100 A, and the thickness of the cable is 1 cm or more in diameter. For this reason, when the cable becomes long, not only the price becomes high, but also noise is likely to get on the surrounding electric devices and signal lines, and the reliability of the operation is lowered.
[0007]
Moreover, when a generator, an inverter / converter, a battery, and an electric motor are arranged near the engine, their temperatures are likely to rise. In particular, since a battery is easily affected by temperature, in order to exert its performance, the temperature management of the battery is very strict, and it is necessary to constantly monitor the temperature by a battery controller attached to the battery. However, the space inside the vehicle body (inside the rear frame) of the wheel type work vehicle is narrow, and electric devices such as a generator and an electric motor are also heating elements. Therefore, when the battery is disposed inside the vehicle body, the battery is positioned near a heating element such as an engine, a generator, and an electric motor, and the performance cannot be sufficiently exhibited. Further, if an inverter / converter and a battery are arranged in a narrow space inside the vehicle body in addition to a generator and an electric motor, maintenance of the inverter / converter and the battery becomes extremely difficult.
[0008]
On the other hand, electric motors and electric motors have a large performance drop due to temperature rise compared to hydraulic equipment and torque converters used in the hydraulic drive system. Therefore, when an electric motor or an electric motor is disposed inside the vehicle body, it is necessary to increase the cooling performance as compared with a hydraulic drive system using a hydraulic device or a torque converter.
[0009]
A first object of the present invention is to provide an electric drive wheel that can shorten the connecting cables by appropriately arranging a generator, an inverter, a battery, and an electric motor, and can improve operation reliability. It is to provide a type work vehicle.
[0010]
The second object of the present invention is to arrange the battery and the inverter / converter in a place where there is little influence due to the temperature change inside the vehicle body and has a sufficient space, so that the battery performance can be sufficiently exhibited and the battery And an electrically driven wheel-type work vehicle that facilitates maintenance of the inverter / converter.
[0011]
The third object of the present invention is to provide an electrically driven wheel-type work vehicle capable of appropriately cooling the generator and the electric motor by guiding the air that has cooled the battery to the arrangement space of the generator and the electric motor. That is.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
(1) In order to achieve the first object, the present invention provides an electrically driven wheel-type work vehicle in which an engine is mounted on a rear portion of a vehicle body frame and a driver's cab is mounted on an upper front portion of the vehicle body frame. It is assumed that a generator and an electric motor are arranged in the front space of the vehicle body frame below the cab, and a battery and an inverter / converter are arranged in the vicinity of the front portion of the vehicle body frame.
[0013]
In this way, the generator and the electric motor are arranged in the front space of the vehicle body frame below the cab, and the battery and the inverter / converter are arranged in the vicinity of the front portion of the vehicle body frame. Since the battery and the inverter / converter are positioned, the connection cable between the generator, the electric motor, the inverter / converter, and the battery can be shortened, and the operation reliability can be improved.
[0014]
(2) In order to achieve the second object, the present invention provides the battery according to (1), wherein the battery is disposed outside a lateral side portion of the vehicle body frame, and the inverter / converter is disposed in the cab. It shall be placed under the seat.
[0015]
Thereby, the arrangement position of the battery and the inverter / converter is in the vicinity of the front portion of the vehicle body frame, and the connecting cable between the generator, the electric motor, the inverter / converter, and the battery can be shortened.
[0016]
In addition, the outside of the side part of the body frame and the lower side of the seat in the driver's cab are isolated from the heating elements such as the generator and the electric motor disposed in the front space of the engine and the body frame. / The location of the converter is a place that is less affected by temperature changes inside the vehicle body (inside the vehicle body frame), the battery is unlikely to become hot, the battery performance can be fully demonstrated, and the inverter / converter is also hot. It is prevented. In addition, since the battery and the inverter / converter are arranged in a place where there is a margin in space, their maintenance becomes easy.
[0017]
(3) In the above (2), preferably, the battery is arranged symmetrically on both lateral sides of the body frame.
[0018]
Thereby, even when a heavy battery is mounted, the balance of the vehicle body is maintained, and the stability of the vehicle body can be improved. Moreover, since it arrange | positions at the both sides of the place which has room space, a battery can be enlarged.
[0019]
(4) Moreover, in order to achieve the said 2nd objective, this invention shall arrange | position the said battery and an inverter / converter in the said driver's cabin under the seat in said (1).
[0020]
This also places the battery and the inverter / converter in the vicinity of the front portion of the vehicle body frame, and shortens the connecting cable between the generator, the electric motor, the inverter / converter, and the battery.
[0021]
In addition, the lower side of the seat in the driver's cab is a place isolated from the heating elements such as the generator and the electric motor arranged in the front space of the engine and the body frame. It becomes a place where there is little influence by the temperature change (inside the vehicle body frame), the battery is unlikely to become high temperature, the battery performance can be sufficiently exhibited, and the inverter / converter is also prevented from becoming high temperature. In addition, since the battery and the inverter / converter are arranged in a place where there is a margin in space, their maintenance becomes easy.
[0022]
(5) Further, in order to achieve the third object, in the above (1), the present invention uses the battery as an air-cooling type and discharges air after battery cooling to the front space of the body frame. And
[0023]
As a result, the air after cooling the battery flows into the front space of the vehicle body frame together with the air sucked by the exhaust fan of the engine, and the amount of air flowing into this space increases, and the generator disposed in the space In addition, the electric motor can be appropriately cooled.
[0024]
(6) In the above (5), preferably, the battery cooling air is cooling air from the air conditioner unit.
[0025]
Thereby, the battery can be cooled more effectively.
[0026]
(7) In the above (5), preferably, the air after cooling the battery is discharged to the front space of the body frame by a fan.
[0027]
This also increases the battery cooling effect.
[0028]
(8) In order to achieve the second object, the present invention includes a vehicle body front portion and a vehicle body rear portion that are respectively provided with a front wheel and a rear wheel and are connected to each other so as to be relatively rotatable. In an electrically driven wheel type work vehicle in which an engine is mounted on a rear portion of a box-shaped rear frame that is a vehicle body frame, and a driver's cab is mounted on an upper front portion of the rear frame, the rear frame on the lower side of the cab A generator and an electric motor are disposed in the front space of the vehicle, the battery is disposed symmetrically on both lateral sides of the vehicle rear frame, and an inverter / converter is disposed in the vicinity of the front portion of the rear frame. .
[0029]
As a result, the outside of the lateral side of the body frame and the lower side of the seat in the cab are isolated from the heating elements such as the generator and the electric motor disposed in the front space of the engine and the body frame. / The location of the converter is a place that is less affected by temperature changes inside the vehicle body (inside the vehicle body frame), the battery is unlikely to become hot, the battery performance can be fully demonstrated, and the inverter / converter is also hot. It is prevented. In addition, since the battery and the inverter / converter are arranged in a place where there is a margin in space, their maintenance becomes easy.
[0030]
Furthermore, by arranging the batteries symmetrically on both lateral sides of the vehicle body frame, the balance of the vehicle body can be maintained even when a heavy battery is mounted, and the stability of the vehicle body can be improved. Moreover, since it arrange | positions at the both sides of the place which has a space margin, it can be used as a large capacity of a battery.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0032]
FIG. 1 is a partially transparent side view of a wheel loader that is an electrically driven wheel-type work vehicle according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a top view of the wheel loader vehicle body with its cab removed. .
[0033]
In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a wheel loader. The wheel loader 100 includes a vehicle body front portion 101 and a vehicle body rear portion 102, and the vehicle body front portion 101 and the vehicle body rear portion 102 are connected to each other so as to be relatively rotatable in the left-right direction. Yes. The front part 101 of the vehicle body includes a front wheel 103 and a front work device 104 for excavating and loading earth and sand.
[0034]
The rear part 102 of the vehicle body includes a rear wheel 105 and a box-shaped rear frame 106 constituting the vehicle body frame, and four support pillars 107 are provided on the upper front part of the rear frame 106 as shown in FIG. A driver's cab floor 108 is installed through the floor 108, and a driver's cab 110 is arranged on the floor 108. That is, the cab 110 is mounted on the upper front portion of the rear frame 106. A driver's seat 111 having a seat (seat) 111 a is disposed in the driver's cab 110, and the seat 111 a is fixed on the floor 108 by a bracket 16.
[0035]
On the other hand, an engine 121 is arranged in the longitudinal direction at the rear part of the rear frame 106, and the engine 121 includes a discharge fan 122. The fan 122 discharges air flowing in from the front part and the lower part of the rear frame 106 to the rear part of the vehicle body. The equipment (described later), the engine 121 and the radiator 123 disposed in the front part of the rear frame 106 are cooled.
[0036]
The wheel loader 100 is electrically driven, and the generator 11, the electric motor 12, and the transmission 13 are disposed in a front space 124 of the rear frame 106 located below the cab 110, and both side portions of the rear frame 106 are arranged. Battery cases 15a and 15b (represented by “15” below), in which batteries 14a and 14b (represented by “14” hereinafter) are stored, are arranged symmetrically. A partition (not shown) is provided between the engine 121, the generator 11, and the space 124 in which the electric motor 12 and the mission 13 are installed to minimize the influence of the heat of the engine 121 on the generator 11 and the electric motor 12. I have to. The battery 14 is attached with a battery controller (not shown) for monitoring the temperature of the battery 14 and the like.
[0037]
On the other hand, the inverter / converter 17 is disposed on the floor 108 in the bracket 16 below the driver seat 111 a in the cab 110. The output shaft of the electric motor 12 is connected to the mission 13, and the output shaft of the mission 13 is connected to the rear wheel 105. By driving the electric motor 12, the rear wheel 105 is rotationally driven to run.
[0038]
A cooling air inlet 41 (described later) is provided on the front surface of the battery case 15 in the vehicle body traveling direction, and a cooling air outlet 43 (described later) is provided on a side surface of the battery case 15 on the rear frame 106 side. The cooled air cools the battery 14 and flows out from the cooling air outlet 43 to the space 124.
[0039]
FIG. 3 is a diagram showing an electric drive system of the wheel loader 100.
[0040]
In FIG. 3, the generator 11 is driven by driving the engine 121 to generate electric power. The inverter / converter 17 performs control for storing the power generated by the generator 11 in the battery 14 and control for driving the electric motor 12 by the power generated by the power generator 11 or the power of the battery 14. The mission 13 is driven and the rear wheel 105 is driven. Note that. The mission 13 is not essential, and when there is no mission 13, the rear wheel 105 is directly driven by the electric motor 12.
[0041]
The generator 11 and the electric motor 12 and the inverter / converter 17 are connected by cables A and B, respectively, and the inverter / converter 17 and the battery 14 are connected by cable C. A controller 20 is connected to the inverter / converter 17 via a signal line D, and the controller 20 rotates and rotates the electric motor 12 according to the operation amount of the accelerator lever 21 and the operation direction of the forward / reverse switching lever 22. The inverter / converter 17 is controlled to change. For example, the controller 20 is provided with a console box on either the left or right side of the driver's seat 111 and is disposed therein.
[0042]
FIG. 4 is a perspective view of the rear frame 106 of the rear part 102 of the vehicle body.
[0043]
The rear frame 106 has a box-shaped main frame 32 in which left and right side plates 30a, 30b and front and rear end plates 31a, 31b are welded in a rectangular shape. 107 is erected. As described above, the cab floor 108 is installed on the support column 107. Two pairs of support brackets 33a, 33b, 34a, 34b are attached near the bottom inside the rear portion of the main frame 32, and the engine 121 is mounted on these support brackets. In addition, a pair of support brackets 35a and 35b (only one is shown) is attached to the vicinity of the bottom inside the front portion of the main frame 32, and the mission 13 is placed on the support brackets 35a and 35b. The generator 11 is supported by being connected to the output shaft of the engine 121, and the electric motor 12 is supported by having its output shaft connected to the mission 13.
[0044]
L-shaped support brackets 38a, 38b are attached to the upper portions of the front portions of the left and right side plates 30a, 30b of the main frame 32, and the battery cases 15a, 15b are mounted on the support brackets 38a, 38b.
[0045]
According to the present embodiment configured as described above, the following effects can be obtained.
[0046]
1. The generator 11 and the electric motor 12 are arranged below the cab 110 at the front part of the rear frame 106, and the battery 14 is arranged outside the lateral side part of the rear frame 106 in the vicinity of the front part of the rear frame 106. Since the inverter / converter 17 is arranged on the floor 108 below the driver seat 111a in the cab 110 near the front of the frame 106, the battery 14 and the inverter / converter 17 are in the vicinity of the generator 11 and the electric motor 12. Therefore, the connecting cables A, B, C between the generator 11 and the electric motor, the inverter / converter 17 and the battery 14 are shortened, and the generation of noise in the surrounding electrical equipment and the signal line D is reduced. In addition, operation reliability can be improved.
[0047]
2. The outside of the lateral side portion of the rear frame 106 and the lower side of the driver seat 111 in the cab 110 are isolated from the heating elements such as the generator 11 and the electric motor 12 disposed in the front space 124 of the engine 121 and the rear frame 106. Therefore, the arrangement position of the battery 14 and the inverter / converter 17 is a place where there is little influence of the temperature inside the vehicle body (inside the rear frame 106), the battery 14 is not easily heated, and the performance of the battery 14 is fully exhibited. And the inverter / converter 17 is also prevented from reaching a high temperature.
[0048]
3. Since the battery 14 and the inverter / converter 17 are disposed in the vicinity of the generator 11 and the electric motor 12 in a space, there is easy maintenance of the battery 14 and the inverter / converter 17.
[0049]
4). The air that has cooled the battery 14 flows out from the cooling air outlet 43 of the battery case 5 and flows into the front space 124 of the rear frame 106 together with the air sucked from the front and lower portions of the rear frame 106 by the fan 122. The amount of air flowing into 124 increases, and the generator 11 and the electric motor 12 disposed in the space 124 can be appropriately cooled.
[0050]
5. Since the battery 14 is heavy, the vehicle body may become unstable depending on the mounting position of the battery 14, but the battery case 15 is disposed symmetrically on both lateral sides of the rear frame 106, so that the heavy battery 14 Even if it is installed, the balance of the vehicle body is maintained, and the stability of the vehicle body can be improved.
[0051]
6). The outer side of the lateral side portion of the rear frame 106 has a sufficient space, and the battery is disposed on both outer sides of the lateral side portion of the rear frame 106, so that the battery 14 can be increased in capacity.
[0052]
7. Since the inverter / converter 17 is disposed in the vicinity of the driver's seat for operating the machine, the signal line D between the inverter / converter 17 and the controller 20 is provided by arranging the controller 20 of the inverter / converter 17 in the console box at the side of the driver's seat. As a result, the malfunction due to noise of the controller 20 or the like can be reduced, and the operation reliability can be further improved. Further, the distance between the operator and the controller 20 is shortened, and the operability is improved.
[0053]
In the above embodiment, the battery 14 and the battery case 15 are arranged symmetrically on both lateral sides of the front part of the rear frame 106, but both lateral side parts other than the front part of the rear frame 106, for example, It may be arranged symmetrically on both lateral sides near the center of the rear frame 106. Even in this case, the battery 14 is arranged in a place where it is isolated from a heating element such as the engine 121, the generator 11, and the electric motor 12. Thus, the second effect that makes the battery 14 less likely to become high temperature, the third effect that makes maintenance of the battery easy, the fifth effect that improves the balance of the vehicle body by improving the balance of the vehicle body, and the battery 14 are greatly increased. The effect 6 described above that can be achieved in capacity can be obtained. Further, the battery 14 and the battery case 15 may be arranged on one of the outer sides of the front side of the rear frame 106, and the battery 14 is also removed from the heating elements such as the engine 121, the generator 11, and the electric motor 12. It is possible to obtain the above-mentioned effect 2 that makes the battery 14 difficult to reach a high temperature, and the effect 3 described above that facilitates battery maintenance.
[0054]
5 and 6 are views showing the detailed structure of the battery case 15, wherein FIG. 5 is a side view showing a state where the front part of the case is removed, and FIG. 6 is a top view showing a state where the upper part of the case is removed.
[0055]
As described above, the battery case 15 has the cooling air inlet 41 on the front surface 40 in the vehicle body traveling direction, and the cooling air outlet 43 on the side surface 42 on the rear frame 106 side. A filter 45 is disposed at the cooling air inlet 41, and the filter 45 and the battery 14 are connected by a duct 46. Further, a discharge fan 47 is arranged at the cooling air outlet 43, and the battery 14 and the discharge fan 47 are connected by a duct 48. The air that has passed through the filter 45 at the cooling air inlet 41 is guided into the battery 14 by the duct 46, and the air that has cooled the battery 14 is guided by the duct 48 to the discharge fan 47 at the cooling air outlet 43, and the rear frame by the discharge fan 47. It is discharged into the inner space 124. The air discharged into the space 124 increases the amount of air flowing into the space 124 as described above, and contributes to cooling of the generator 11 and the electric motor 12 disposed in the space 124.
[0056]
In the battery case 15 configured as described above, the filter 45 is disposed at the cooling air inlet 41, so that mud, dust, and the like can be prevented from flowing into the cooling air flowing into the battery 14. Further, the amount of air flowing in and out by the ducts 46 and 48 can be secured stably. Furthermore, since the discharge fan 47 is provided at the cooling air outlet 43, the direction of the air discharged into the space 124 can be defined. In addition, by controlling the driving / stopping of the discharge fan 47, the battery 14 can be temperature-controlled at an appropriate temperature.
[0057]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, members equivalent to those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
[0058]
In the present embodiment, a battery case 50 that also serves as a support bracket for the seat 111 a is disposed below the seat 111 a of the driver's seat 111 in the cab 110 in the driver's cab 110. 4a, 4b, inverter / converter 17, and air conditioner unit 51 are arranged. The battery case 50 is provided with a cooling air inlet 52 and the floor 108 is provided with cooling air outlets 53a, 53b, 53c (hereinafter represented by "53"), and the batteries 4a, 4b and the inverter / converter 17 are floated by the spacer 54. And support.
[0059]
The air sucked into the battery case 50 from the cab 110 is discharged as cooling air from the air conditioner unit 51 to cool the batteries 4a and 4b and the inverter / converter 17. Cooling air that has cooled the batteries 4 a and 4 b and the inverter / converter 17 is discharged from the cooling air outlet 52 to the front space 124 of the rear frame 106, and the air is sucked from the front and lower portions of the rear frame 106 by the fan 122. The generator 11 and the electric motor 12 arranged in the front space 124 of the frame 106 are cooled and discharged to the rear part of the vehicle body.
[0060]
The air conditioner unit 51 may also be used as an air conditioner unit that cools the cab 110. In this case, for example, the air conditioner unit 51 in the battery case 50, the batteries 4a and 4b, and the inverter / converter 17 are partitioned, a cooling air distribution duct is provided in the air conditioner unit 51, and the batteries 4a and 4b in the battery case 50 are provided. By adjusting the distribution flow rate of the cooling air discharged to the inverter / converter 17 side and the cab 110 side, the cooling air of the air conditioner unit 51 can be sent to the batteries 4a and 4b and the inverter / converter 17.
[0061]
According to the present embodiment configured as described above, the following effects can be obtained.
[0062]
1. The generator 11 and the electric motor 12 are disposed below the cab 110 at the front of the rear frame 106, and the battery is placed on the floor 108 below the driver seat 111a in the cab 110 near the front of the rear frame 106. 14 and the inverter / converter 17 are arranged, the battery 14 and the inverter / converter 17 are located in the vicinity of the generator 11 and the electric motor 12, and between the generator 11, the electric motor, the inverter / converter 17, and the battery 14. The connection cables A, B, and C (see FIG. 3) are shortened, noise generation in the surrounding electrical equipment, the signal line D, and the like is reduced, and the operation reliability can be improved.
[0063]
2. Since the lower side of the seat 110a in the cab 110 is a place isolated from the heating elements such as the generator 11 and the electric motor 12 disposed in the front space 124 of the engine 121 and the rear frame 106, the battery 14 and the inverter / The arrangement position of the converter 17 is a place where there is little influence due to the temperature change inside the vehicle body (inside the rear frame 106), the battery 14 is unlikely to become high temperature, and the performance of the battery 14 can be fully exhibited, and the inverter / converter 17 Is prevented from becoming too hot.
[0064]
3. Since the battery 14 and the inverter / converter 17 are disposed in the vicinity of the generator 11 and the electric motor 12 in a space, there is easy maintenance of the battery 14 and the inverter / converter 17.
[0065]
4). The air that has cooled the battery 14 and the inverter / converter 17 flows out from the cooling air outlet 53 provided on the floor 108, and the front space of the rear frame 106 together with the air sucked from the front and lower portions of the rear frame 106 by the fan 122. Since the air flows into the space 124, the amount of air flowing into the space 124 increases, and the generator 11 and the electric motor 12 disposed in the space 124 can be appropriately cooled.
[0066]
5. Since the battery 14 and the inverter / converter 17 are cooled by the cooling air from the air conditioner unit 51, the cooling effect is enhanced, and the cooling air flows into the front space 124 of the rear frame 106, and the amount of air flowing into the space 124 Therefore, the cooling effect of the devices arranged in the space 124 can be further enhanced.
[0067]
As in the embodiment described with reference to FIGS. 5 and 6, a duct is provided between the air conditioner unit 51 and the battery 14 and between the battery 14 and the cooling air outlet 53 of the floor 108. A fan may be provided, whereby the cooling effect of the battery 14 can be further enhanced.
[0068]
In the above embodiment, the battery 14 is completely stored in the cab 110. However, as shown in FIG. 10, the battery 14A has a stepped shape, and a part of the battery 14A projects into the space below the floor 108. This may increase the capacity of the battery 14.
[0069]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to shorten the connecting cables by appropriately arranging the generator, the inverter, the battery, and the electric motor, and it is possible to improve the reliability of the electric drive operation.
[0070]
In addition, according to the present invention, the battery and the inverter / converter are arranged in a place where there is little influence due to the temperature change inside the vehicle body and there is enough space, so that the battery performance can be sufficiently exhibited and the battery and the inverter / Maintenance of converter becomes easy.
[0071]
Furthermore, according to the present invention, the generator and the electric motor can be appropriately cooled by guiding the air that has cooled the battery to the arrangement space of the generator and the electric motor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially transparent side view of a wheel loader which is an electrically driven wheel type work vehicle according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view of the wheel loader shown in FIG. 1 with the cab at the rear of the vehicle body removed.
3 is a diagram showing an electric drive system of the wheel loader shown in FIG. 1. FIG.
4 is a perspective view of a rear frame 106 at the rear of the vehicle body shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is a side view showing a state where a case front portion of the battery case is removed.
FIG. 6 is a top view showing a state in which a case upper part of the battery case is removed.
FIG. 7 is a partially transparent side view of a rear part of a vehicle body of a wheel loader which is an electrically driven wheel type work vehicle according to a second embodiment of the present invention.
8 is a top view of the wheel loader vehicle body shown in FIG.
9 is a top view showing a state in which a driver's cab floor at the rear of the wheel loader vehicle body and a case upper part of the battery case shown in FIG. 7 are removed. FIG.
FIG. 10 is a partially transparent side view of the rear part of a vehicle body of a wheel loader according to a modification of the second embodiment.
[Explanation of symbols]
11 Generator
12 Electric motor
13 Mission
14 (14a, 14b) battery
14A battery
15 (15a, 15b) Battery case
16 Bracket
17 Inverter / Converter
20 controller
21 Accelerator lever
22 Forward / reverse selector lever
30a, 30b Side plate
31a, 31b End plate
32 Mainframe
38a, 38b Support bracket
41 Cooling air inlet
43 Cooling air outlet
45 Filter
46,48 duct
47 fans
50 battery case
51 Air conditioner unit
52 Cooling air inlet
53 (53a, 53b, 53c) Cooling air outlet
54 Spacer
100 Wheel loader (wheel work vehicle)
101 Body front
102 Car body rear
103 Front wheel
104 Front working device
105 Rear wheel
106 Rear frame (body frame)
107 prop
108 cab floor
110 cab
111 Driver's seat
111a Driver's seat
121 engine
122 fans
123 radiator
124 Rear frame front space
A, B, C cable
D signal line

Claims (8)

車体フレームの後部にエンジンを搭載し、車体フレームの前部上側に運転室を搭載した電動駆動のホイール式作業車両において、
前記運転室下側の前記車体フレームの前部空間に発電機と電動モータを配置し、前記車体フレームの前部近傍にバッテリとインバータ/コンバータを配置したことを特徴とする電動駆動のホイール式作業車両。
In an electrically driven wheel type work vehicle equipped with an engine at the rear of the body frame and a driver's cab on the front upper side of the body frame,
An electrically driven wheel type work characterized in that a generator and an electric motor are disposed in a front space of the body frame below the cab, and a battery and an inverter / converter are disposed in the vicinity of the front portion of the body frame. vehicle.
請求項1記載の電動駆動のホイール式作業車両において、
前記バッテリを前記車体フレームの横側部外側に配置し、前記インバータ/コンバータを前記運転室内で座席の下側に配置したことを特徴とする電動駆動のホイール式作業車両。
In the electrically driven wheel type work vehicle according to claim 1,
An electrically driven wheel-type work vehicle characterized in that the battery is disposed outside a lateral side portion of the body frame, and the inverter / converter is disposed below a seat in the driver's cabin.
請求項2記載の電動駆動のホイール式作業車両において、
前記バッテリを前記車体フレームの横側部両外側に左右対称に配置したことを特徴とする電動駆動のホイール式作業車両。
In the electrically driven wheel type work vehicle according to claim 2,
An electrically driven wheel-type work vehicle characterized in that the battery is arranged symmetrically on both lateral sides of the body frame.
請求項1記載の電動駆動のホイール式作業車両において、
前記バッテリとインバータ/コンバータを前記運転室内で座席の下側に配置したことを特徴とする電動駆動のホイール式作業車両。
In the electrically driven wheel type work vehicle according to claim 1,
An electrically driven wheel-type work vehicle, wherein the battery and the inverter / converter are disposed below the seat in the driver's cab.
請求項1記載の電動駆動のホイール式作業車両において、
前記バッテリを空冷式とし、バッテリ冷却後の空気を前記車体フレームの前部空間に吐出することを特徴とする電動駆動のホイール式作業車両。
In the electrically driven wheel type work vehicle according to claim 1,
An electrically driven wheel-type work vehicle characterized in that the battery is air-cooled and the air after battery cooling is discharged to the front space of the body frame.
請求項5記載の電動駆動のホイール式作業車両において、
前記バッテリ冷却用の空気をエアコンユニットからの冷却風としたことを特徴とする電動駆動のホイール式作業車両。
In the electrically driven wheel type work vehicle according to claim 5,
An electrically driven wheel type work vehicle characterized in that the air for cooling the battery is used as cooling air from an air conditioner unit.
請求項5記載の電動駆動のホイール式作業車両において、
前記バッテリ冷却後の空気をファンにより前記車体フレームの前部空間に吐出することを特徴とする電動駆動のホイール式作業車両。
In the electrically driven wheel type work vehicle according to claim 5,
An electrically driven wheel type work vehicle, wherein the air after the battery is cooled is discharged to a front space of the body frame by a fan.
それぞれ前車輪及び後車輪を備えかつ相対回動自在に連結された車体前部と車体後部を有し、前記車体後部の車体フレームである箱形をしたリヤフレームの後部にエンジンを搭載し、前記リヤフレームの前部上側に運転室を搭載した電動駆動のホイール式作業車両において、
前記運転室下側の前記リヤフレームの前部空間に発電機と電動モータを配置し、前記バッテリを前記車リヤレームの横側部両外側に左右対称に配置し、前記リヤフレームの前部近傍にインバータ/コンバータを配置したことを特徴とする電動駆動のホイール式作業車両。
A vehicle body front portion and a vehicle body rear portion each having a front wheel and a rear wheel and connected to each other so as to be relatively rotatable, and an engine is mounted on a rear portion of a box-shaped rear frame which is a vehicle body frame at the rear of the vehicle body, In an electrically driven wheeled work vehicle equipped with a driver's cab on the upper front side of the rear frame,
A generator and an electric motor are arranged in the front space of the rear frame below the cab, and the battery is arranged symmetrically on both outer sides of the lateral side of the vehicle rear frame, near the front of the rear frame. An electrically driven wheel-type work vehicle having an inverter / converter.
JP2002335251A 2002-11-19 2002-11-19 Electric drive wheeled work vehicle Expired - Fee Related JP3713480B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002335251A JP3713480B2 (en) 2002-11-19 2002-11-19 Electric drive wheeled work vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002335251A JP3713480B2 (en) 2002-11-19 2002-11-19 Electric drive wheeled work vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004168149A JP2004168149A (en) 2004-06-17
JP3713480B2 true JP3713480B2 (en) 2005-11-09

Family

ID=32699429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002335251A Expired - Fee Related JP3713480B2 (en) 2002-11-19 2002-11-19 Electric drive wheeled work vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3713480B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4234821A1 (en) * 2022-02-28 2023-08-30 Yanmar Holdings Co., Ltd. Work machine
EP4286196A1 (en) * 2022-06-03 2023-12-06 Kubota Corporation Work vehicle
EP4342707A1 (en) * 2022-09-26 2024-03-27 Kubota Corporation Work vehicle

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070131466A1 (en) * 2005-12-12 2007-06-14 Gutzwiller Timothy M Work machine with electrical and hydraulic service centers
JP4859859B2 (en) * 2006-02-07 2012-01-25 株式会社竹内製作所 Work vehicle
US7673713B2 (en) 2006-10-26 2010-03-09 Caterpillar Inc. Multi-purpose mobile power generating machine
KR101482481B1 (en) 2008-11-18 2015-01-15 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 Working machine
JP5312999B2 (en) * 2009-03-19 2013-10-09 住友重機械工業株式会社 Hybrid construction machine
JP5287208B2 (en) * 2008-12-17 2013-09-11 株式会社豊田自動織機 Battery cooling device for industrial vehicle
JP5172898B2 (en) * 2010-06-15 2013-03-27 日立建機株式会社 Electric construction machine
CN102336140B (en) * 2010-07-21 2015-04-08 光阳工业股份有限公司 Multipurpose vehicle capable of providing power supply
KR101302262B1 (en) 2011-03-30 2013-09-02 가부시끼 가이샤 구보다 Working vehicle
JP5576328B2 (en) * 2011-03-30 2014-08-20 株式会社クボタ Work vehicle
KR101293995B1 (en) 2011-12-23 2013-08-07 대동공업주식회사 Creep control system and method of Electric type agriculture vehicle
JP2013233929A (en) * 2013-07-10 2013-11-21 Kubota Corp Working vehicle
EP3009285B1 (en) 2013-08-09 2017-03-01 Komatsu Ltd. Working vehicle
EP3009284B1 (en) * 2013-08-09 2019-08-14 Komatsu Ltd. Working vehicle
JP6438266B2 (en) * 2014-10-20 2018-12-12 日立建機株式会社 Dump truck
JP6716357B2 (en) * 2016-06-21 2020-07-01 株式会社クボタ Work machine
JP2018151188A (en) * 2017-03-10 2018-09-27 日立建機株式会社 Electric working vehicle
GB201714194D0 (en) * 2017-09-05 2017-10-18 Agco Int Gmbh Agricultural vehicle
GB2582260B (en) 2019-03-01 2023-03-08 Bamford Excavators Ltd Working machine
GB201903399D0 (en) 2019-03-01 2019-04-24 Bamford Excavators Ltd A working machine and a controller
GB2582261B (en) 2019-03-01 2023-06-21 Bamford Excavators Ltd Working machine
US20230103926A1 (en) * 2020-03-06 2023-04-06 Manitou Equipment America, Llc Electric motor driven loader with electric motor powered hydraulics
JP7346364B2 (en) * 2020-06-29 2023-09-19 株式会社クボタ work equipment
DE102021126363A1 (en) * 2021-10-12 2023-04-13 Hamm Ag tillage machine
JP7519983B2 (en) * 2021-12-24 2024-07-22 株式会社クボタ Electric work vehicle
JP7519982B2 (en) 2021-12-24 2024-07-22 株式会社クボタ Electric work vehicle

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3464129B2 (en) * 1997-11-26 2003-11-05 Tcm株式会社 Electric drive vehicle
JP2001298802A (en) * 2000-04-12 2001-10-26 Tcm Corp Industrial vehicle
JP2002046494A (en) * 2000-08-04 2002-02-12 Tcm Corp Industrial vehicle
JP4520649B2 (en) * 2001-02-06 2010-08-11 株式会社小松製作所 Hybrid construction machine
JP2003284208A (en) * 2002-03-22 2003-10-03 Tcm Corp Electric cargo handling vehicle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4234821A1 (en) * 2022-02-28 2023-08-30 Yanmar Holdings Co., Ltd. Work machine
EP4286196A1 (en) * 2022-06-03 2023-12-06 Kubota Corporation Work vehicle
EP4342707A1 (en) * 2022-09-26 2024-03-27 Kubota Corporation Work vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004168149A (en) 2004-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3713480B2 (en) Electric drive wheeled work vehicle
JP6469381B2 (en) Hybrid work machine
US10000908B2 (en) Hybrid-type working machine
JP5684768B2 (en) Work vehicle
JP5527883B2 (en) Construction machinery
JP5486130B1 (en) Battery powered work machine and battery powered forklift
WO2016017200A1 (en) Hybrid-type work machine
JP5572764B1 (en) Battery powered forklift
WO2014109005A1 (en) Battery work machine and battery fork lift
JP6752258B2 (en) vehicle
JP2004169466A (en) Equipment arrangement structure of construction machinery
JP5438867B1 (en) Battery powered forklift
JP2017114153A (en) Service car
JP5155112B2 (en) Electric hydraulic work machine
JP2014054117A (en) Electrically driven dump truck
JP5449891B2 (en) Construction machinery
JP6911078B2 (en) Vehicle cooling mechanism
JP2024060766A (en) Motor work machine
JP6634119B2 (en) Power storage device layout structure and dump truck
JP2021014162A (en) Vehicular cooling system
EP4234821A1 (en) Work machine
US20240287758A1 (en) Working vehicle
JP7532469B2 (en) Earthmoving machinery
WO2024143323A1 (en) Work vehicle
JP2024095113A (en) Work vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050316

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050816

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050822

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090826

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090826

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100826

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110826

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110826

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120826

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130826

Year of fee payment: 8

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees