混合动力式工程机械的制作方法_2

文档序号:9732304阅读:来源:国知局
方式。
[0042][第1实施方式]
[0043]图1是表示作为本发明的混合动力式工程机械的一个实施方式而列举的混合动力式液压挖掘机的结构的图,图2是说明本发明的第1实施方式的混合动力式液压挖掘机的主要部分的结构的图,图3是说明本发明的第1实施方式的混合动力式液压挖掘机的原动机室的内部结构的图。
[0044]例如如图1所示,本发明的混合动力式工程机械的第1实施方式适用于混合动力式液压挖掘机(以下为方便起见将其称为液压挖掘机)。该液压挖掘机具有:行驶体100;能够经由旋转架111旋转地设在该行驶体100上的旋转体110;夹设在这些行驶体100与旋转体110之间、且使旋转体110旋转的旋转装置113;和安装在旋转体110的前方、且沿上下方向转动来进行挖掘等作业的前作业机70。
[0045]前作业机70具有:基端能够转动地安装在旋转架111上并沿上下方向转动的动臂71、能够转动地安装在该动臂71的前端的斗杆72、和能够转动地安装在该斗杆72的前端的铲斗73。另外,前作业机70具有:将旋转体110和动臂71连接且通过伸缩而使动臂71转动的动臂液压缸71a、将动臂71和斗杆72连接且通过伸缩而使斗杆72转动的斗杆液压缸72a、和将斗杆72和铲斗73连接且通过伸缩而使铲斗73转动的铲斗液压缸73a。
[0046]如图1?图3所示,旋转体110具有:设在旋转架111上的前部的驾驶室(操作室)3;设在旋转架111上的后部且形成有引入外部气体的进气口(未图示)的原动机室112;将从该原动机室112的进气口向内部流入的外部气体净化的空气净化器15;收纳在原动机室112内的作为原动机的发动机1;和调整该发动机1的燃料喷射量的调节器7。
[0047]另外,旋转体110具有:存储发动机1的燃料的燃料箱1A;将从该燃料箱1A向发动机1供给的燃料过滤的燃料滤清器1B;检测发动机1的实际转速的转速传感器la;检测发动机1的转矩的发动机转矩传感器lb;和进行发动机1的动力辅助及发电的作为电动发电机的辅助发电马达2。该辅助发电马达2配置在发动机1的驱动轴上,并在与发动机1之间进行转矩的传递。此外,在发动机1的驱动轴上经由离合器25a连接有压缩机25。
[0048]而且,旋转体110具有:控制辅助发电马达2的转速的逆变器装置9;经由该逆变器装置9在与辅助发电马达2之间进行电力的交接的液冷式的蓄电装置8;和对向上述的动臂液压缸71a、斗杆液压缸72a及铲斗液压缸73a等液压执行机构7 la?73a供给的液压油的流量及方向进行控制的阀装置12。
[0049]在旋转体110的原动机室112内配置有用于驱动液压执行机构71a?73a的液压系统90。该液压系统90包含:作为产生液压的液压源的液压栗5;产生先导液压油的先导液压栗6;和经由先导管路P与阀装置12的操作部连接、且能够进行各液压执行机构71a?73a的所期望的动作的操作装置4。该操作装置4设在驾驶室3内,具有由操作员握持并操作的操作杆4a。
[0050]而且,旋转体110具有调整液压栗5的容量的栗容量调节装置10、和调整调节器7来控制发动机1的转速并且控制逆变器(inverter)装置9来控制辅助发电马达2的转矩的控制器11。此外,通过液压栗5、液压执行机构71a?73a及阀装置12而构成液压回路,将由上述的转速传感器la检测出的发动机1的实际转速、由发动机转矩传感器lb检测出的发动机1的转矩及操作杆4a的操作量等输入到控制器11中。
[0051]并且,液压栗5经由辅助发电马达2而与发动机1连接,液压栗5及先导液压栗6通过发动机1及辅助发电马达2的驱动力而动作,由此从液压栗5排出的液压油被供给到阀装置12,从先导液压栗6排出的先导液压油被供给到操作装置4。
[0052]此时,当驾驶室3内的操作员对操作杆4a进行操作时,操作装置4将与操作杆4a的操作量相对应的先导液压油经由先导管路P向阀装置12的操作部供给,由此阀装置12内的滑阀的位置通过先导液压油而被切换,而将从液压栗5在阀装置12流通的液压油向液压执行机构71a?73a供给。由此,液压执行机构71a?73a通过从液压栗5经由阀装置12供给的液压油而驱动。
[0053]液压栗5作为可变容量机构而具有例如斜盘(未图示),通过调整该斜盘的倾斜角来控制液压油的排出流量。以下,虽然将液压栗5作为斜盘栗来说明,但只要具有控制液压油的排出流量的功能,则液压栗5也可以是斜轴栗等。此外,在液压栗5中,虽然没有图示,但设有检测液压栗5的排出压的排出压传感器、检测液压栗5的排出流量的排出流量传感器及计测斜盘的倾斜角的倾斜角传感器,控制器11输入从这些各传感器得到的液压栗5的排出压、排出流量及斜盘的倾斜角来对液压栗5的载荷进行运算。
[0054]栗容量调节装置10基于从控制器11输出的操作信号来调节液压栗5的容量(排油容积)。具体地说,栗容量调节装置10具有能够倾转地支承斜盘的调整器(regulator)13、和根据控制器11的指令值对调整器13施加控制压的电磁比例阀14,调整器13当从电磁比例阀14接受控制压时,通过该控制压来改变斜盘的倾斜角,由此调节液压栗5的容量(排油容积),而能够控制液压栗5的吸收转矩(输入转矩)。
[0055]另外,在发动机1的排气通路上设有将从发动机1排出的废气净化的废气净化系统,该废气净化系统具有:作为还原剂的促进基于从尿素生成的氨对废气中的氮氧化物进行的还原反应的选择性接触还原催化剂(SCR催化剂)80、将尿素添加到发动机1的排气通路内的还原剂添加装置81、储存向该还原剂添加装置81供给的尿素的尿素箱82、和对发动机1的排气声进行消音的消声器(消音器)83。因此,发动机1的废气通过选择性接触还原催化剂80而将废气中的氮氧化物净化成无害的水和氮后再经由消声器83向大气排放出。
[0056]上述的辅助发电马达2、逆变器装置9及蓄电装置8由于持续使用而发热,因此为了抑制这些设备的温度上升,旋转体110具有冷却辅助发电马达2、逆变器装置9及蓄电装置8的后述的冷却回路21(参照图4)。在此,由于蓄电装置8具有能够无电流限制地使用的上限温度,所以在旋转体110上搭载有调整蓄电装置8的温度的温度调节装置20(参照图4),从而避免蓄电装置8的温度过度增高。
[0057]图4是表示本发明的第1实施方式的温度调节装置的结构的图,图5是表示本发明的第1实施方式的电池模块的结构的立体图,图6是说明本发明的第1实施方式的冷却板的结构的图。
[0058]如图4所示,温度调节装置20包含供作为热媒的冷却介质(不冻液)循环来冷却蓄电装置8的上述的冷却回路21,该冷却回路21由以下部分构成:供冷却介质在内部流通的液体配管22;在该液体配管22内使冷却介质循环的栗23;冷却通过该栗23而向蓄电装置8的后述的冷却板203供给的冷却介质的散热器26;和安装在该散热器26上、且将从原动机室112的进气口向内部引入的外部气体向散热器26输送的风扇27,这些栗23、冷却板203及散热器26通过液体配管22按顺序连接成环状。此外,热媒并不限于上述的冷却介质,也可以是冷却水等液体。
[0059]蓄电装置8包含八个例如由六个电池单元200连接而构成的电池模块202(参照图8及图9)、和与该电池模块202内的多个电池单元200进行热交换的热交换部件,该热交换部件例如由作为经由热传导片204配置在多个电池模块202的下方、且冷却多个电池单元200的构造体的上述的冷却板203构成。此外,一个电池模块202内的电池单元200的个数并不限于上述的六个的情况,也可以为一至五个或七个以上。同样地,蓄电装置8内的电池模块202的个数并不限于上述的八个的情况,也可以为一至七个或九个以上。在图4中为了易于理解地说明温度调节装置20的结构,示出八个电池模块202中的一个的概略。
[0060]例如如图5所示,电池模块202形成为矩形状,具有:在厚度方向上层叠的上述的六个电池单元200;夹装在这些各电池单元200之间、且对相邻的电池单元200彼此之间的位置进行规定的单元支架201;从各电池单元200的厚度方向上的两侧夹持这些电池单元200及单元支架201的一对端板215;和将这些端板215的上部及下部分别连结的四条钢带216,在各电池单元200的底面均露出的状态下通过各钢带216的张力将各电池单元200、单元支架201及端板215—体地固定。
[0061]单元支架201具有例如进行相邻的电池单元200的定位的引导件(未图示),通过该引导件以使各电池单元200的相对位置大致一致的方式进行调整。端板215例如将钢材冲压成型来制作,并确保不会因成为一体的电池单元200组的应力而弯曲的程度的刚性。此外,在端板215上预先穿设有贯穿孔218,该贯穿孔218供将电池模块202固定在冷却板203上的螺钉(未图示)穿插。
[0062]各电池单元200由锂离子二次电池构成,例如包括铝合金制的电池罐200C、盖上该电池罐200C的电池盖200D、和收纳在由这些电池罐200C及电池盖200D划定的空间内且卷绕成扁平状的电极组及电解液等其它必要部件(未图示),并以避免内部的液体向外部漏出的方式将电池罐200C及电池盖200D密接封固。另外,各电池单元200具有在过度的低温状态下内部的锂离子的移动阻力增大而内部电阻增大的特性,并且具有在过度的高温状态下内部电阻的增大或容量的降低等劣化现象的时间性变化率增大的特性。此外,各电池单元200也可以代替上述的锂离子二次电池而由镍氢电池或镍镉电池等其它电池或电容器构成。
[0063]而且,电池模块202具有:正极端子200A及负极端子200B,其分别分隔地设在电池盖200D上,且与电池单元200的电极组连接;绝缘部件(未图示),其夹装在这些正极端子200A及负极端子200B与电池盖200D之间,且将正极端子200A及负极端子200B与电池盖200D绝缘;和安全阀等(未图示),其为了防备随着电池单元200过度充电而内压上升的不测情况,而与其他部位相比将强度设定得小。
[0064]各电池单元200在相对于相邻的电池单元200而彼此朝向反转的状态下配置,从而使相邻的各电池单元200的正极端子200A和负极端子200B接近。并且,电池模块202具有将正极端子200A和负极端子200B电连接的铜合金制的多根母线217,通过将这些各母线217安装在相邻的电池单元200
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