本發(fā)明涉及液壓挖掘機、輪式液壓挖掘機等作業(yè)機,尤其涉及作為動力源而同時使用發(fā)動機和電動機(電動馬達)的混合動力式作業(yè)機。
背景技術(shù):
通常,作為作業(yè)機的代表例的液壓挖掘機,具有發(fā)動機來作為行駛用、作業(yè)用的動力源,通過該發(fā)動機來驅(qū)動液壓泵。該液壓挖掘機通過從液壓泵供給的液壓油來使液壓馬達、液壓缸等液壓執(zhí)行機構(gòu)動作,由此進行砂土的挖掘作業(yè)等。
另一方面,作為液壓挖掘機等作業(yè)機,公知同時使用了發(fā)動機和電動機的混合動力式作業(yè)機。該混合動力式作業(yè)機構(gòu)成為具有發(fā)動機、通過由發(fā)動機驅(qū)動來發(fā)電或通過來自蓄電裝置的電力來輔助發(fā)動機的驅(qū)動的電動機、對向電動機供給的電力進行充電的蓄電裝置、和控制電動機的動作的逆變器。
在此,搭載在混合動力式作業(yè)機上的蓄電裝置和逆變器需要在適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下使用。因此,在混合動力式作業(yè)機中除用于對發(fā)動機、液壓泵等進行冷卻的熱交換器以外,還具有包含用于對蓄電裝置和逆變器進行冷卻的散熱器在內(nèi)的冷卻回路(參照專利文獻1)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2012-041819號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
另外,在基于上述的現(xiàn)有技術(shù)的混合動力式作業(yè)機中,構(gòu)成為將蓄電裝置和逆變器單元化并使用具有單一散熱器的一個系統(tǒng)的冷卻回路來同時對這些蓄電裝置和逆變器進行冷卻。
因此,在蓄電裝置適當(dāng)?shù)貏幼鞯臏囟确秶?、和逆變器適當(dāng)?shù)貏幼鞯臏囟确秶煌那闆r下,存在難以使用一個系統(tǒng)的冷卻回路來同時對蓄電裝置和逆變器進行冷卻的問題。
尤其是,由于用作蓄電裝置的鋰離子電池暴露在高溫狀態(tài)下,電池會提前劣化而耐用年數(shù)減短,因此與逆變器相比需要將冷卻溫度設(shè)定得低。
本發(fā)明是鑒于上述的現(xiàn)有技術(shù)的問題而研發(fā)的,其目的在于提供一種能夠與其他發(fā)熱體分開地單獨對蓄電裝置進行冷卻的混合動力式作業(yè)機。
用于解決上述技術(shù)課題的本發(fā)明適用于如下混合動力式作業(yè)機,其具有:能夠自行的車身,其在前側(cè)設(shè)有作業(yè)裝置;配重,其設(shè)在該車身的后側(cè)且保持與上述作業(yè)裝置之間的重量平衡;發(fā)動機,其配置在該配重的前側(cè)且驅(qū)動液壓泵;電動機,其通過由該發(fā)動機驅(qū)動而發(fā)電得到電力,或通過被供給電力來輔助上述發(fā)動機的驅(qū)動;熱交換裝置,其對包含發(fā)動機冷卻水及/或工作油在內(nèi)的流體進行冷卻;冷卻風(fēng)扇,其向該熱交換裝置供給冷卻風(fēng);和配置于熱交換裝置上游室中,對電力進行充電或?qū)﹄娏M行放電的蓄電裝置,其中,該熱交換裝置上游室相對于向上述熱交換裝置供給的冷卻風(fēng)的流動方向與上述熱交換裝置相比位于上游側(cè)。
本發(fā)明的特征在于,在向上述熱交換裝置供給的冷卻風(fēng)的流動方向的上游側(cè)即上述熱交換裝置上游室中,設(shè)有使用制冷劑來單獨對上述蓄電裝置進行冷卻的蓄電裝置用散熱器、使制冷劑循環(huán)的冷卻泵、和將該冷卻泵與上述蓄電裝置用散熱器之間連接的冷卻管路,由上述蓄電裝置用散熱器、上述冷卻泵、上述冷卻管路構(gòu)成作為閉環(huán)而形成的蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠使用具有蓄電裝置用散熱器的蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)來與其他發(fā)熱體分開地單獨對蓄電裝置進行冷卻。因此,由于蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)不需要對蓄電裝置以外的發(fā)熱體進行冷卻,所以能夠設(shè)定最適于對蓄電裝置進行冷卻的冷卻溫度。其結(jié)果為,能夠始終將蓄電裝置保持在恰當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi),因此能夠使蓄電裝置順暢地動作,也能夠提高耐用年數(shù)。而且,通過將構(gòu)成蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)的蓄電裝置用散熱器、冷卻泵、冷卻管路設(shè)在熱交換裝置上游室中,而能夠緊湊地構(gòu)成蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)整體。
附圖說明
圖1是表示作為本發(fā)明的實施方式的混合動力式作業(yè)機的液壓挖掘機的主視圖。
圖2是將搭載在旋轉(zhuǎn)架上的發(fā)動機、熱交換裝置、蓄電裝置、第1、第2電動機、逆變器等的配置與冷卻系統(tǒng)一起示出的俯視圖。
圖3是表示上部旋轉(zhuǎn)體的熱交換裝置上游室、熱交換裝置、蓄電裝置、蓄電裝置用散熱器、逆變器用散熱器等的立體圖。
圖4是從圖1中的箭頭IV-IV方向觀察到的向熱交換裝置、蓄電裝置、蓄電裝置用散熱器、逆變器用散熱器等供給的冷卻風(fēng)的流動的剖視圖。
圖5是從上方觀察到的向熱交換裝置、蓄電裝置、蓄電裝置用散熱器、逆變器用散熱器等供給的冷卻風(fēng)的流動的放大俯視圖。
圖6是表示熱交換裝置、蓄電裝置、蓄電裝置用散熱器、逆變器用散熱器等的主要部分放大立體圖。
圖7是表示熱交換裝置、蓄電裝置用散熱器、蓄電裝置用冷卻泵、逆變器用散熱器、逆變器用冷卻泵等的主要部分放大立體圖。
圖8是表示熱交換裝置、蓄電裝置、蓄電裝置用散熱器、逆變器用散熱器等的局部剖切放大主視圖。
圖9是概略地表示液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的框圖。
圖10是表示蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)和逆變器用冷卻系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)圖。
具體實施方式
以下,列舉將本發(fā)明的混合動力式作業(yè)機的實施方式適用于液壓挖掘機的情況為例,一邊參照附圖一邊詳細地說明。
圖中,混合動力式的液壓挖掘機1為混合動力式作業(yè)機的代表例。液壓挖掘機1的車身由能夠自行的履帶式的下部行駛體2、和能夠旋轉(zhuǎn)地搭載在下部行駛體2上的上部旋轉(zhuǎn)體3構(gòu)成。在上部旋轉(zhuǎn)體3的前側(cè)能夠進行俯仰動作地設(shè)有作業(yè)裝置4,能夠使用該作業(yè)裝置4來進行砂土的挖掘作業(yè)等。
下部行駛體2構(gòu)成為包含:具有左、右的側(cè)架2A(僅示出左側(cè))的履帶架;設(shè)在各側(cè)架2A的前、后方向(長度方向)上的一側(cè)的驅(qū)動輪2B;設(shè)在前、后方向上的另一側(cè)的滾動輪2C;和卷繞在驅(qū)動輪2B和滾動輪2C上的履帶2D。左、右的驅(qū)動輪2B通過由液壓馬達構(gòu)成的左、右的行駛馬達2E、2F(參照圖9)而分別被驅(qū)動,并通過使履帶2D環(huán)繞驅(qū)動來使液壓挖掘機1行駛。
作業(yè)裝置4由以下部分構(gòu)成:能夠進行俯仰動作地安裝在后述的旋轉(zhuǎn)架5的前部側(cè)的動臂4A;能夠轉(zhuǎn)動地安裝在該動臂4A的前端側(cè)的斗桿4B;能夠轉(zhuǎn)動地安裝在該斗桿4B的前端側(cè)的鏟斗4C;和驅(qū)動它們的由液壓缸構(gòu)成的動臂液壓缸4D、斗桿液壓缸4E、鏟斗液壓缸4F。
上部旋轉(zhuǎn)體3構(gòu)成為包含成為基座的旋轉(zhuǎn)架5、搭載在該旋轉(zhuǎn)架5上的后述的操作室6、配重7、發(fā)動機8、液壓泵9、輔助發(fā)電馬達12、熱交換裝置13、蓄電裝置30、旋轉(zhuǎn)馬達31、逆變器裝置34、蓄電裝置用散熱器42、逆變器用散熱器46等。
在此,如圖2等所示,旋轉(zhuǎn)架5構(gòu)成為包含:形成為厚壁平板狀且沿前、后方向延伸的底板5A;立起設(shè)置在該底板5A上且在左、右方向上相對的同時沿前、后方向延伸的左縱板5B及右縱板5C;從左縱板5B向左側(cè)方伸出地設(shè)置的多個左伸出梁5D;從右縱板5C向右側(cè)方伸出地設(shè)置的多個右伸出梁(未圖示);固定在各左伸出梁5D的前端側(cè)且沿前、后方向延伸的左側(cè)架5E;和固定在各右伸出梁的前端側(cè)且沿前、后方向延伸的右側(cè)架5F。在旋轉(zhuǎn)架5的后部左側(cè),位于左縱板5B與左側(cè)架5E之間地設(shè)有供后述的熱交換裝置13安裝的熱交換裝置安裝板5G、和供后述的蓄電裝置30安裝的蓄電裝置安裝板5H(參照圖6、圖7)。
在旋轉(zhuǎn)架5的前部左側(cè)設(shè)有劃分駕駛室的操作室6。在操作室6內(nèi)設(shè)有供操作員落座的駕駛席,在駕駛席的周圍設(shè)有行駛用的操作桿、作業(yè)用的操作桿(均未圖示)。另一方面,在旋轉(zhuǎn)架5的后端側(cè)設(shè)有用于保持與作業(yè)裝置4之間的重量平衡的配重7。
發(fā)動機8位于配重7的前側(cè)且配置在旋轉(zhuǎn)架5的后側(cè)。發(fā)動機8以曲軸(未圖示)的軸線沿左、右方向延伸的橫置狀態(tài)搭載在旋轉(zhuǎn)架5上。在發(fā)動機8的右側(cè)安裝有后述的液壓泵9和輔助發(fā)電馬達12。另一方面,在發(fā)動機8的左側(cè)(液壓泵9的相反側(cè))安裝有吸入式的冷卻風(fēng)扇8A。
冷卻風(fēng)扇8A通過發(fā)動機8而旋轉(zhuǎn),由此吸入外部氣體,并將該外部氣體作為冷卻風(fēng)向后述的熱交換裝置13等供給。在該情況下,如圖4及圖5所示,基于冷卻風(fēng)扇8A產(chǎn)生的冷卻風(fēng)的流動方向A與發(fā)動機8的曲軸(未圖示)的軸線延伸的方向(左、右方向)一致。
液壓泵9安裝在發(fā)動機8的右側(cè)(輸出側(cè))。該液壓泵9通過發(fā)動機8而驅(qū)動,由此向搭載在液壓挖掘機1上的左、右的行駛馬達2E、2F、各液壓缸4D、4E、4F、后述的旋轉(zhuǎn)液壓馬達32等各種液壓執(zhí)行機構(gòu)供給液壓油。在液壓泵9的前側(cè)設(shè)有工作油油箱10,該工作油油箱10蓄存向液壓執(zhí)行機構(gòu)供給的工作油。
控制閥11設(shè)在發(fā)動機8的前側(cè)。該控制閥11由多個方向控制閥的集合體構(gòu)成??刂崎y11根據(jù)配置在操作室6內(nèi)的操作桿(未圖示)的操作來控制從液壓泵9向各種液壓執(zhí)行機構(gòu)供給的液壓油的方向。
作為第1電動機的輔助發(fā)電馬達(發(fā)電電動機)12與液壓泵9一起安裝在發(fā)動機8的右側(cè)(輸出側(cè))。該輔助發(fā)電馬達12通過由發(fā)動機8驅(qū)動來發(fā)電,或通過被從后述的蓄電裝置30供給電力來輔助(支援:assist)發(fā)動機8的驅(qū)動。即,輔助發(fā)電馬達12具有通過由發(fā)動機8驅(qū)動來發(fā)電的作為發(fā)電機的功能、和通過從后述的蓄電裝置30供給的電力來輔助發(fā)動機8的驅(qū)動的作為電動機的功能。
熱交換裝置13位于發(fā)動機8的左側(cè)且搭載在旋轉(zhuǎn)架5上。如圖6至圖8所示,熱交換裝置13構(gòu)成為包含安裝在旋轉(zhuǎn)架5上的支承框體14、和組裝在該支承框體14上的中間冷卻器15、散熱器16、油冷卻器17、空調(diào)冷凝器18、燃料冷卻器19等。由此,熱交換裝置13構(gòu)成將多個部件組合而成的一個單元。
在此,支承框體14構(gòu)成為包含:配置在熱交換裝置13的前側(cè)(操作室6側(cè))的作為前分隔部件的前分隔板14A;沿著配重7的左前表面部配置在熱交換裝置13的后側(cè)的作為后分隔部件的后分隔板14B;和將前、后的分隔板14A、14B的上部連結(jié)的連結(jié)部件14C。前分隔板14A從熱交換裝置13的前側(cè)朝向左側(cè)架5E沿左、右方向延伸并且沿上、下方向延伸。后分隔板14B從熱交換裝置13的后側(cè)朝向左側(cè)架5E沿左、右方向延伸并且沿上、下方向延伸。連結(jié)部件14C沿前、后方向延伸,將前分隔板14A和后分隔板14B的上部連結(jié)。因此,支承框體14形成為將中間冷卻器15、散熱器16、油冷卻器17的上部覆蓋的長箱狀。在支承框體14的前分隔板14A與后分隔板14B之間,與熱交換裝置13相比位于冷卻風(fēng)的流動方向A的上游側(cè)地形成有后述的熱交換裝置上游室28。
在支承框體14上組裝有:對由渦輪增壓器(未圖示)壓縮后的空氣進行冷卻的中間冷卻器15;對發(fā)動機冷卻水進行冷卻的散熱器16;對工作油進行冷卻的油冷卻器17;對空氣調(diào)節(jié)裝置(空調(diào))用的制冷劑進行冷卻的空調(diào)冷凝器18;和對燃料進行冷卻的燃料冷卻器19。由冷卻風(fēng)扇8A吸入到熱交換裝置上游室28內(nèi)的外部氣體(冷卻風(fēng))通過向空調(diào)冷凝器18、燃料冷卻器19、中間冷卻器15、散熱器16、油冷卻器17供給,來分別對壓縮空氣、發(fā)動機冷卻水、工作油、空調(diào)用的制冷劑、燃料進行冷卻。
在該情況下,如圖5等所示,中間冷卻器15、散熱器16、油冷卻器17相對于由冷卻風(fēng)扇8A向熱交換裝置上游室28內(nèi)供給的冷卻風(fēng)的流動方向A而并列地配置。另外,空調(diào)冷凝器18在冷卻風(fēng)的流動方向A上與散熱器16相比配置在上游側(cè),燃料冷卻器19在冷卻風(fēng)的流動方向A上與油冷卻器17相比配置在上游側(cè)。
另一方面,如圖7所示,在構(gòu)成支承框體14的前分隔板14A與后分隔板14B之間,固定有從空調(diào)冷凝器18及燃料冷卻器19的下側(cè)通過而沿前、后方向延伸的臺座部件20。在臺座部件20的上表面?zhèn)劝惭b有后述的蓄電裝置用散熱器42及逆變器用散熱器46。在臺座部件20的下表面?zhèn)扰渲糜泻笫龅男铍娧b置用冷卻泵43及逆變器用冷卻泵47。
構(gòu)造罩21位于配重7的前側(cè)且設(shè)在旋轉(zhuǎn)架5上。該構(gòu)造罩21覆蓋發(fā)動機8、液壓泵9、輔助發(fā)電馬達12、熱交換裝置13等。在此,構(gòu)造罩21的上側(cè)由上面板22和發(fā)動機罩22A構(gòu)成。構(gòu)造罩21的左側(cè)由后述的左前側(cè)門24和左后側(cè)門25構(gòu)成。構(gòu)造罩21的右側(cè)由右側(cè)門26構(gòu)成(參照圖4)。
前分隔罩23設(shè)在操作室6的后側(cè)位置與構(gòu)成熱交換裝置13的支承框體14的前分隔板14A之間。該前分隔罩23與支承框體14的前分隔板14A在前、后方向上隔開間隔地相對,將后述的雜用室(utility room)29的前側(cè)分隔。
左前側(cè)門24能夠開閉地安裝在前分隔罩23上。該左前側(cè)門24經(jīng)由鉸鏈部件能夠轉(zhuǎn)動地支承在前分隔罩23上。左前側(cè)門24以前分隔罩23的位置為中心沿前、后方向轉(zhuǎn)動,由此對后述的雜用室29進行開閉。
左后側(cè)門25設(shè)在左前側(cè)門24的后側(cè)。該左后側(cè)門25經(jīng)由鉸鏈部件能夠轉(zhuǎn)動地支承在構(gòu)成熱交換裝置13的支承框體14的后分隔板14B上。左后側(cè)門25以后分隔板14B的位置為中心沿前、后方向轉(zhuǎn)動,由此對后述的熱交換裝置上游室28進行開閉。
發(fā)動機室27形成在構(gòu)造罩21內(nèi)(參照圖4)。該發(fā)動機室27由以下部分劃分而成:構(gòu)成構(gòu)造罩21的上面板22、發(fā)動機罩22A、右側(cè)門26;熱交換裝置13;配重7;和工作油油箱10。在該發(fā)動機室27內(nèi)收納有發(fā)動機8、液壓泵9、輔助發(fā)電馬達12等。
熱交換裝置上游室28在構(gòu)造罩21內(nèi)隔著熱交換裝置13地形成在發(fā)動機室27的相反側(cè)。該熱交換裝置上游室28由在支承框體14的前分隔板14A與后分隔板14B之間與熱交換裝置13相比靠冷卻風(fēng)的流動方向A的上游側(cè)形成的空間構(gòu)成。熱交換裝置上游室28的上方被構(gòu)造罩21的上面板22覆蓋,另外,通過左后側(cè)門25而進行開閉。而且,在熱交換裝置上游室28的內(nèi)部配置有后述的蓄電裝置30、蓄電裝置用散熱器42、逆變器用散熱器46等。
雜用室29在構(gòu)造罩21內(nèi)形成在熱交換裝置上游室28的前側(cè)。該雜用室29由構(gòu)成構(gòu)造罩21的上面板22及左前側(cè)門24、前分隔罩23和前分隔板14A劃分而成。在雜用室29內(nèi)配置有后述的逆變器裝置34。
蓄電裝置30在向熱交換裝置13供給的冷卻風(fēng)的流動方向A上與熱交換裝置13相比配置在上游側(cè)、即配置在接近左后側(cè)門25的位置上。蓄電裝置30例如使用鋰離子電池而構(gòu)成,安裝在旋轉(zhuǎn)架5的蓄電裝置安裝板5H上。該蓄電裝置30對輔助發(fā)電馬達12發(fā)電得到的電力、后述的旋轉(zhuǎn)電動馬達33通過上部旋轉(zhuǎn)體3的旋轉(zhuǎn)減速動作(再生動作)而發(fā)電得到的再生電力進行充電(蓄電)。另一方面,蓄電裝置30將充入的電力向輔助發(fā)電馬達12、旋轉(zhuǎn)電動馬達33放電(供電)。此外,蓄電裝置30除蓄電池以外還可以使用例如雙電層電容器而構(gòu)成。
在此,如圖5、圖6所示,蓄電裝置30構(gòu)成為包含在內(nèi)部收納有多個蓄電池模塊的長方體狀的殼體30A、和由比該殼體30A小型的箱體構(gòu)成且安裝在殼體30A上的連接箱(junction box)30B。在殼體30A上形成有供冷卻水流通的水套(未圖示)。
連接箱30B將從后述的第1、第2逆變器35、37延伸的線纜36、38與蓄電裝置30的端子之間連接。如圖9所示,在連接箱30B的內(nèi)部收納有控制部30C等的電路(未圖示),該電路通過被供給來自后述的控制裝置39的信號來控制蓄電裝置30的充電、放電。
在此,連接箱30B由上表面30B1、前側(cè)面30B2、后側(cè)面30B3、左側(cè)面30B4、右側(cè)面30B5包圍。在后側(cè)面30B3的左、右方向的中間部上設(shè)有朝向后方伸出的伸出部30B6。在連接箱30B的前側(cè)面30B2上,沿左、右方向排列地設(shè)有第1線纜連接口30D和第2線纜連接口30E。在第1線纜連接口30D上連接有將其與第1逆變器35之間連接的后述的線纜36,在第2線纜連接口30E上連接有將其與第2逆變器37之間連接的后述的線纜38。另一方面,在連接箱30B的后側(cè)面30B3上設(shè)有信號線連接口30F。在信號線連接口30F上連接有將蓄電裝置30的控制部30C與控制裝置39之間連接的后述的信號線40A。
在該情況下,連接箱30B的上表面30B1為蓄電裝置30的上端位置。設(shè)在連接箱30B的前側(cè)面30B2上的第1、第2線纜連接口30D、30E、和設(shè)在連接箱30B的后側(cè)面30B3上的信號線連接口30F配置在比連接箱30B的上表面30B1低的位置。由此,成為能夠抑制第1、第2線纜連接口30D、30E及與它們連接的線纜36、38、信號線連接口30F及與它連接的信號線40A從連接箱30B的上表面30B1向上方突出的結(jié)構(gòu)。
旋轉(zhuǎn)馬達31設(shè)在旋轉(zhuǎn)架5的中央部。該旋轉(zhuǎn)馬達31使上部旋轉(zhuǎn)體3相對于下部行駛體2旋轉(zhuǎn)。如圖9所示,旋轉(zhuǎn)馬達31由通過從液壓泵9供給的液壓油而驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)液壓馬達32、和附設(shè)在該旋轉(zhuǎn)液壓馬達32上的后述的旋轉(zhuǎn)電動馬達33構(gòu)成。
旋轉(zhuǎn)電動馬達33構(gòu)成第2電動機。該旋轉(zhuǎn)電動馬達33與旋轉(zhuǎn)液壓馬達32協(xié)同動作地使上部旋轉(zhuǎn)體3在下部行駛體2上旋轉(zhuǎn)。在構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電動馬達33的外殼的殼體上形成有供冷卻水流通的水套(均未圖示)。在此,旋轉(zhuǎn)電動馬達33通過被供給充入于蓄電裝置30的電力而驅(qū)動,使上部旋轉(zhuǎn)體3旋轉(zhuǎn)。另外,旋轉(zhuǎn)電動馬達33通過上部旋轉(zhuǎn)體3旋轉(zhuǎn)減速時的再生動作來發(fā)電得到再生電力,并將該再生電力向蓄電裝置30充電。
即,旋轉(zhuǎn)電動馬達33具有通過經(jīng)由后述的線纜38被從蓄電裝置30供給電力來使上部旋轉(zhuǎn)體3旋轉(zhuǎn)的作為電動機的功能。另一方面,旋轉(zhuǎn)電動馬達33具有在上部旋轉(zhuǎn)體3旋轉(zhuǎn)減速時將上部旋轉(zhuǎn)體3的動能轉(zhuǎn)換成電能的作為發(fā)電機的功能。旋轉(zhuǎn)電動馬達33發(fā)電得到的再生電力經(jīng)由線纜38向蓄電裝置30供給而進行蓄電裝置30的充電。
接下來,說明混合動力式的液壓挖掘機1的電動系統(tǒng)。
如圖9所示,液壓挖掘機1的電動系統(tǒng)構(gòu)成為包含上述的輔助發(fā)電馬達12、蓄電裝置30、旋轉(zhuǎn)電動馬達33、后述的逆變器裝置34、控制裝置39等。
逆變器裝置34設(shè)在雜用室29內(nèi)。該逆變器裝置34與設(shè)在熱交換裝置上游室28內(nèi)的蓄電裝置30相比配置在前側(cè)(參照圖2)。該逆變器裝置34構(gòu)成為具有后述的第1逆變器35和第2逆變器37的一個單元。
第1逆變器35與蓄電裝置30相比位于前側(cè)且配置在雜用室29內(nèi)。該第1逆變器35控制輔助發(fā)電馬達12的動作。第1逆變器35通過收納在構(gòu)成外殼的殼體內(nèi)的由晶體管、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等構(gòu)成的多個開關(guān)元件而構(gòu)成,各開關(guān)元件的通/斷由控制部35A控制。另外,在第1逆變器35的殼體上形成有供冷卻水流通的水套(未圖示)。
在此,第1逆變器35和蓄電裝置30在正極側(cè)(+側(cè))和負極側(cè)(-側(cè))通過一對線纜(直流母線)36而相互連接。在輔助發(fā)電馬達12發(fā)電時,第1逆變器35將基于輔助發(fā)電馬達12產(chǎn)生的發(fā)電電力轉(zhuǎn)換成直流電力,并通過線纜36向蓄電裝置30供給。另一方面,在將輔助發(fā)電馬達12作為電動機驅(qū)動時,第1逆變器35將經(jīng)由線纜36從蓄電裝置30供給的直流電力轉(zhuǎn)換成三相交流電力,并向輔助發(fā)電馬達12供給。
第2逆變器37在與第1逆變器35沿上下重疊的狀態(tài)下與第1逆變器35一起配置在雜用室29內(nèi)。該第2逆變器37控制旋轉(zhuǎn)電動馬達33的動作。第2逆變器37與第1逆變器35同樣地由收納在構(gòu)成外殼的殼體內(nèi)的多個開關(guān)元件構(gòu)成,各開關(guān)元件的通/斷由控制部37A控制。另外,在第2逆變器37的殼體上形成有供冷卻水流通的水套(未圖示)。
在此,第2逆變器37和蓄電裝置30在正極側(cè)(+側(cè))和負極側(cè)(-側(cè))通過一對線纜(直流母線)38而相互連接。在旋轉(zhuǎn)電動馬達33使上部旋轉(zhuǎn)體3旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時,第2逆變器37將經(jīng)由線纜38供給的直流電力轉(zhuǎn)換成三相交流電力,并向旋轉(zhuǎn)電動馬達33供給。另一方面,在上部旋轉(zhuǎn)體3旋轉(zhuǎn)減速時,在旋轉(zhuǎn)電動馬達33通過再生動作而發(fā)電得到再生電力時,第2逆變器37將基于旋轉(zhuǎn)電動馬達33產(chǎn)生的再生電力轉(zhuǎn)換成直流電力,并經(jīng)由線纜38向蓄電裝置30供給。
控制裝置39控制蓄電裝置30、輔助發(fā)電馬達12、旋轉(zhuǎn)電動馬達33等的動作。控制裝置39經(jīng)由信號線40A而與蓄電裝置30的控制部30C連接,并經(jīng)由信號線40B而與第1逆變器35的控制部35A連接。另外,控制裝置39經(jīng)由信號線40C而與第2逆變器37的控制部37A連接??刂蒲b置39對蓄電裝置30的控制部30C輸出控制信號,由此控制基于蓄電裝置30進行的充電或放電。另外,控制裝置39對第1、第2逆變器35、37的控制部35A、37A輸出控制信號,由此控制輔助發(fā)電馬達12、旋轉(zhuǎn)電動馬達33的動作。
接下來,說明對搭載在液壓挖掘機1上的蓄電裝置30、逆變器裝置34等進行冷卻的冷卻系統(tǒng)。
與逆變器裝置34分開地,蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41單獨對蓄電裝置30進行冷卻。蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41構(gòu)成為包含使用作為制冷劑的冷卻水來對蓄電裝置30進行冷卻的蓄電裝置用散熱器42、使冷卻水循環(huán)的蓄電裝置用冷卻泵43、和將蓄電裝置用散熱器42與蓄電裝置用冷卻泵43之間連接的蓄電裝置用冷卻管路44。蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41形成與蓄電裝置30的水套連接的閉環(huán)(參照圖10)。構(gòu)成蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41的蓄電裝置用散熱器42、蓄電裝置用冷卻泵43、蓄電裝置用冷卻管路44設(shè)于在冷卻風(fēng)的流動方向A上位于熱交換裝置13的上游側(cè)的熱交換裝置上游室28內(nèi)。
在此,如圖6至圖8所示,蓄電裝置用散熱器42安裝于設(shè)在熱交換裝置13的支承框體14上的臺座部件20上。因此,蓄電裝置用散熱器42與構(gòu)成熱交換裝置13的空調(diào)冷凝器18相比位于下側(cè),配置在熱交換裝置13與蓄電裝置30之間。該蓄電裝置用散熱器42通過對在設(shè)于蓄電裝置30的殼體30A的水套中流動的冷卻水進行冷卻來冷卻蓄電裝置30。
蓄電裝置用散熱器42呈在臺座部件20上沿前、后方向延伸的箱形狀,大致由供被蓄電裝置30加熱后的冷卻水流入的上箱42A、供冷卻后的冷卻水流入的下箱42B、和設(shè)在上箱42A與下箱42B之間的散熱部(芯)42C構(gòu)成。
散熱部42C由上端側(cè)向上箱42A開口并且下端側(cè)向下箱42B開口的多根細管、和與這些各細管連接的散熱片構(gòu)成。散熱部42C在流入到上箱42A的冷卻水通過各細管向下箱42B流入的期間,經(jīng)由暴露在冷卻風(fēng)中的散熱片來對冷卻水的熱進行散熱。
因此,被蓄電裝置30加熱后的冷卻水通過蓄電裝置用冷卻泵43而循環(huán),在流入到蓄電裝置用散熱器42的上箱42A后,在從散熱部42C通過的期間,通過由冷卻風(fēng)扇8A向熱交換裝置上游室28內(nèi)供給的冷卻風(fēng)而被冷卻。通過散熱部42C進行散熱后的冷卻水從蓄電裝置用散熱器42的下箱42B通過蓄電裝置用冷卻管路44向蓄電裝置30的水套供給,來對蓄電裝置30進行冷卻。
在該情況下,構(gòu)成蓄電裝置用散熱器42的散熱部42C的下端部42D配置在與成為蓄電裝置30上端部的連接箱30B的上表面30B1大致相同的平面內(nèi)。即,散熱部42C的下端部42D配置在連接箱30B的上表面30B1的高度以上的高度位置。由此,在通過發(fā)動機8的冷卻風(fēng)扇8A使冷卻風(fēng)流入到熱交換裝置上游室28內(nèi)時,能夠抑制在該冷卻風(fēng)的流動方向A上連接箱30B的上側(cè)部分與散熱部42C重合,而在散熱部42C的整面范圍內(nèi)大致均等地供給冷卻風(fēng)。
與蓄電裝置30分開地,逆變器用冷卻系統(tǒng)45對構(gòu)成逆變器裝置34的第1、第2逆變器35、37及旋轉(zhuǎn)電動馬達33進行冷卻。逆變器用冷卻系統(tǒng)45構(gòu)成為包含使用作為制冷劑的冷卻水來對第1、第2逆變器35、37及旋轉(zhuǎn)電動馬達33進行冷卻的逆變器用散熱器46、使冷卻水循環(huán)的作為其他冷卻泵的逆變器用冷卻泵47、和將逆變器用散熱器46、第1、第2逆變器35、37及旋轉(zhuǎn)電動馬達33相互連接的作為其他冷卻管路的逆變器用冷卻管路48。逆變器用冷卻系統(tǒng)45形成與第1、第2逆變器35、37及旋轉(zhuǎn)電動馬達33的水套連接的閉環(huán)(參照圖10)。構(gòu)成逆變器用冷卻系統(tǒng)45的逆變器用散熱器46與蓄電裝置用散熱器42相鄰地設(shè)于在冷卻風(fēng)的流動方向上位于熱交換裝置13的上游側(cè)的熱交換裝置上游室28內(nèi)。
在此,逆變器用散熱器46與蓄電裝置用散熱器42的前側(cè)(前分隔板14A側(cè))相鄰地安裝于設(shè)在熱交換裝置13的支承框體14上的臺座部件20上。因此,逆變器用散熱器46與構(gòu)成熱交換裝置13的燃料冷卻器19相比位于下側(cè),配置在熱交換裝置13與蓄電裝置30之間。該逆變器用散熱器46通過對在第1、第2逆變器35、37的水套、旋轉(zhuǎn)電動馬達33的水套中流動的冷卻水進行冷卻來冷卻這些第1、第2逆變器35、37及旋轉(zhuǎn)電動馬達33。
逆變器用散熱器46呈在臺座部件20上沿前、后方向延伸的箱形狀,大致由供被第1、第2逆變器35、37及旋轉(zhuǎn)電動馬達33加熱后的冷卻水流入的上箱46A、供冷卻后的冷卻水流入的下箱46B、和設(shè)在上箱46A與下箱46B之間的散熱部(芯)46C構(gòu)成。
散熱部46C由上端側(cè)向上箱46A開口并且下端側(cè)向下箱46B開口的多根細管、和與這些各細管連接的散熱片構(gòu)成。散熱部46C在流入到上箱46A的冷卻水通過各細管向下箱46B流入的期間,經(jīng)由暴露在冷卻風(fēng)中的散熱片來對冷卻水的熱進行散熱。
因此,被第1、第2逆變器35、37及旋轉(zhuǎn)電動馬達33加熱后的冷卻水在通過逆變器用冷卻泵47而循環(huán)并流入到逆變器用散熱器46的上箱46A后,在從散熱部46C通過的期間,通過由冷卻風(fēng)扇8A向熱交換裝置上游室28內(nèi)供給的冷卻風(fēng)而被冷卻。通過散熱部46C進行散熱后的冷卻水從逆變器用散熱器46的下箱46B通過逆變器用冷卻管路48向第1、第2逆變器35、37及旋轉(zhuǎn)電動馬達33的水套供給,來冷卻第1、第2逆變器35、37及旋轉(zhuǎn)電動馬達33。
在該情況下,構(gòu)成逆變器用散熱器46的散熱部46C的下端部46D配置在與成為蓄電裝置30上端部的連接箱30B的上表面30B1大致相同的平面內(nèi)。即,散熱部46C的下端部46D配置在連接箱30B的上表面30B1的高度以上的高度位置。由此,在冷卻風(fēng)流入到熱交換裝置上游室28內(nèi)時,能夠抑制在該冷卻風(fēng)的流動方向A上連接箱30B的上側(cè)部分與散熱部46C重合,而在散熱部46C的整面范圍內(nèi)大致均等地供給冷卻風(fēng)。
像這樣,通過分別設(shè)置蓄電裝置用散熱器42和逆變器用散熱器46,而能夠獨立地冷卻蓄電裝置30和第1、第2逆變器35、37。由此,蓄電裝置30能夠通過蓄電裝置用散熱器42而保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶?。另外,?、第2逆變器35、37能夠通過逆變器用散熱器46而保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶?/p>
而且,構(gòu)成為使用具有與熱交換裝置13不同的蓄電裝置用散熱器42的蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41來單獨地冷卻蓄電裝置30。由此,蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41不需要對蓄電裝置30以外的發(fā)熱體進行冷卻。因此,蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41能夠設(shè)定最適于冷卻蓄電裝置30的冷卻溫度。
另外,如圖5所示,蓄電裝置用散熱器42和逆變器用散熱器46在向熱交換裝置上游室28流入的冷卻風(fēng)的流動方向A上比熱交換裝置13靠上游側(cè),且相對于冷卻風(fēng)的流動方向A并列地配置。由此,能夠?qū)臒峤粨Q裝置13通過而被加熱之前的冷卻風(fēng)對蓄電裝置用散熱器42和逆變器用散熱器46均等地供給。
而且,如圖10所示,逆變器裝置34與配置在熱交換裝置上游室28內(nèi)的蓄電裝置30相比位于前側(cè),且配置在雜用室29內(nèi)。另一方面,逆變器用散熱器46在熱交換裝置上游室28內(nèi)配置在接近逆變器裝置34的前側(cè)(前分隔板14A側(cè)),蓄電裝置用散熱器42在熱交換裝置上游室28內(nèi)配置在逆變器用散熱器46的后側(cè)(后分隔板14B側(cè))。
由此,能夠使逆變器裝置34與蓄電裝置30的前、后方向上的配置關(guān)系、和逆變器用散熱器46與蓄電裝置用散熱器42的前、后方向上的配置關(guān)系一致。其結(jié)果為,能夠?qū)⑿铍娧b置用冷卻系統(tǒng)41的蓄電裝置用冷卻管路44、和逆變器用冷卻系統(tǒng)45的逆變器用冷卻管路48相互不重合地整齊地配置。
本實施方式的混合動力式的液壓挖掘機1具有如上所述的結(jié)構(gòu),接下來說明其動作。
當(dāng)搭乘在操作室6中的操作員使發(fā)動機8動作時,通過發(fā)動機8來驅(qū)動液壓泵9和輔助發(fā)電馬達12。由此,從液壓泵9排出的液壓油根據(jù)設(shè)在操作室6內(nèi)的操作桿(未圖示)的操作而向左、右的行駛馬達2E、2F、旋轉(zhuǎn)液壓馬達32、作業(yè)裝置4的動臂液壓缸4D、斗桿液壓缸4E、鏟斗液壓缸4F供給。由此,液壓挖掘機1進行基于下部行駛體2的行駛動作、上部旋轉(zhuǎn)體3的旋轉(zhuǎn)動作、基于作業(yè)裝置4的挖掘作業(yè)等。
在液壓挖掘機1動作時,通過發(fā)動機8驅(qū)動冷卻風(fēng)扇8A,由此外部氣體被吸入到熱交換裝置上游室28內(nèi)。吸入到熱交換裝置上游室28內(nèi)的外部氣體成為冷卻風(fēng),在供給到蓄電裝置30、蓄電裝置用散熱器42、逆變器用散熱器46、熱交換裝置13等后,經(jīng)由發(fā)動機室27向外部排出。
在此,在液壓挖掘機1動作時,在發(fā)動機8的輸出轉(zhuǎn)矩比液壓泵9的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩大時,通過剩余轉(zhuǎn)矩將輔助發(fā)電馬達12作為發(fā)電機而驅(qū)動。由此,輔助發(fā)電馬達12產(chǎn)生交流電力,該交流電力通過第1逆變器35而被轉(zhuǎn)換成直流電力,并蓄存在蓄電裝置30中。另一方面,在發(fā)動機8的輸出轉(zhuǎn)矩比液壓泵9的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩小時,輔助發(fā)電馬達12通過來自蓄電裝置30的電力而作為電動機被驅(qū)動,來輔助(支援)基于發(fā)動機8進行的液壓泵9的驅(qū)動。
旋轉(zhuǎn)電動馬達33通過被供給充入于蓄電裝置30的電力而被驅(qū)動,與旋轉(zhuǎn)液壓馬達32協(xié)同動作地使上部旋轉(zhuǎn)體3在下部行駛體2上旋轉(zhuǎn)。另外,旋轉(zhuǎn)電動馬達33通過上部旋轉(zhuǎn)體3旋轉(zhuǎn)減速時的再生動作來發(fā)電得到交流電力(再生電力)。該交流電力通過第2逆變器37而被轉(zhuǎn)換成直流電力,并蓄存到蓄電裝置30中。
像這樣,在液壓挖掘機1動作時,由于輔助發(fā)電馬達12、旋轉(zhuǎn)電動馬達33等被驅(qū)動,所以控制輔助發(fā)電馬達12的第1逆變器35、控制旋轉(zhuǎn)電動馬達33的第2逆變器37發(fā)熱而溫度上升。另外,蓄電裝置30根據(jù)液壓挖掘機1的運轉(zhuǎn)狀況來進行充電和放電,由此發(fā)熱而溫度上升。
對此,在本實施方式中,具有對溫度上升后的蓄電裝置30進行冷卻的蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41、和與蓄電裝置30分開地對第1、第2逆變器35、37(逆變器裝置34)進行冷卻的逆變器用冷卻系統(tǒng)45,以下說明其動作。
首先,說明蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41的動作。如圖10所示,蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41通過蓄電裝置用散熱器42、蓄電裝置用冷卻泵43和蓄電裝置用冷卻管路44而形成與蓄電裝置30的水套連接的閉環(huán)。因此,當(dāng)蓄電裝置用冷卻泵43動作時,蓄電裝置30的水套內(nèi)的冷卻水(制冷劑)向蓄電裝置用散熱器42的上箱42A流入。流入到上箱42A的冷卻水從散熱部42C通過并向下箱42B流入。
此時,通過發(fā)動機8來驅(qū)動冷卻風(fēng)扇8A,由此向熱交換裝置上游室28內(nèi)供給外部氣體(冷卻風(fēng))。該冷卻風(fēng)在從蓄電裝置用散熱器42的散熱部42C通過時,對冷卻水的熱進行散熱。因此,在蓄電裝置用散熱器42的下箱42B中流入有散熱后的冷卻水,散熱后的冷卻水從下箱42B通過蓄電裝置用冷卻管路44而向蓄電裝置30(殼體30A)的水套供給。
像這樣,由于蓄電裝置30而溫度上升后的冷卻水在通過蓄電裝置用冷卻泵43而在蓄電裝置30的水套與蓄電裝置用散熱器42之間循環(huán)的期間,被向熱交換裝置上游室28內(nèi)供給的冷卻風(fēng)冷卻。其結(jié)果為,能夠通過蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41將蓄電裝置30始終保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶?/p>
接下來,說明逆變器用冷卻系統(tǒng)45的動作。逆變器用冷卻系統(tǒng)45通過旋轉(zhuǎn)電動馬達33的水套、第1、第2逆變器35、37的水套、逆變器用散熱器46、逆變器用冷卻泵47、逆變器用冷卻管路48而形成閉環(huán)。因此,當(dāng)逆變器用冷卻泵47動作時,第1、第2逆變器35、37及旋轉(zhuǎn)電動馬達33的水套內(nèi)的冷卻水(制冷劑)向逆變器用散熱器46的上箱46A流入。流入到上箱46A的冷卻水從散熱部46C通過并向下箱46B流入。
此時,由于向熱交換裝置上游室28內(nèi)供給外部氣體(冷卻風(fēng)),所以該冷卻風(fēng)在從逆變器用散熱器46的散熱部46C通過時,對冷卻水的熱進行散熱。因此,在逆變器用散熱器46的下箱46B中流入有散熱后的冷卻水。散熱后的冷卻水從下箱46B通過逆變器用冷卻管路48而向第1、第2逆變器35、37及旋轉(zhuǎn)電動馬達33的水套供給。
像這樣,由于第1、第2逆變器35、37及旋轉(zhuǎn)電動馬達33而溫度上升后的冷卻水在通過逆變器用冷卻泵47而在第1、第2逆變器35、37及旋轉(zhuǎn)電動馬達33的水套與逆變器用散熱器46之間循環(huán)的期間,被向熱交換裝置上游室28內(nèi)供給的冷卻風(fēng)冷卻。其結(jié)果為,能夠通過逆變器用冷卻系統(tǒng)45將第1、第2逆變器35、37及旋轉(zhuǎn)電動馬達33始終保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶?/p>
在該情況下,本實施方式的液壓挖掘機1由蓄電裝置用散熱器42、蓄電裝置用冷卻泵43和蓄電裝置用冷卻管路44構(gòu)成了作為閉環(huán)而形成的蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41。該蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41配置于在冷卻風(fēng)的流動方向A上成為熱交換裝置13的上游側(cè)的熱交換裝置上游室28內(nèi),且與蓄電裝置30的水套連接。
由此,由于能夠與逆變器裝置34等其他發(fā)熱體分開地由蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41單獨對蓄電裝置30進行冷卻,所以能夠設(shè)定最適于冷卻蓄電裝置30的冷卻溫度。其結(jié)果為,能夠通過蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41而將蓄電裝置30始終保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi),因此能夠使蓄電裝置30始終順暢地動作,從而能夠提高蓄電裝置30的耐用年數(shù)。
而且,通過將蓄電裝置用散熱器42、蓄電裝置用冷卻泵43、蓄電裝置用冷卻管路44設(shè)在熱交換裝置上游室28內(nèi),而能夠緊湊地構(gòu)成蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41整體。其結(jié)果為,能夠提高例如對蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41進行維護時的作業(yè)性。
另一方面,逆變器用冷卻系統(tǒng)45能夠使用逆變器用散熱器46來與蓄電裝置30分開地對逆變器裝置34進行冷卻。因此,逆變器用冷卻系統(tǒng)45能夠設(shè)定最適于冷卻逆變器裝置34及旋轉(zhuǎn)電動馬達33的冷卻溫度,從而能夠高效地冷卻它們。其結(jié)果為,能夠?qū)⒛孀兤餮b置34保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi),從而能夠使逆變器裝置34的第1、第2逆變器35、37始終順暢地動作。
而且,蓄電裝置用散熱器42和逆變器用散熱器46在冷卻風(fēng)的流動方向A上比熱交換裝置13靠上游側(cè),且相對于冷卻風(fēng)的流動方向A并列地配置。由此,能夠?qū)臒峤粨Q裝置13通過而被加熱前的冷卻風(fēng)對蓄電裝置用散熱器42和逆變器用散熱器46均等地供給。其結(jié)果為,能夠高效地冷卻蓄電裝置30和逆變器裝置34的第1、第2逆變器35、37。
本實施方式的液壓挖掘機1相對于向熱交換裝置13供給的冷卻風(fēng)的流動方向A,在比熱交換裝置13靠上游側(cè)的熱交換裝置上游室28內(nèi)配置有蓄電裝置30。與該蓄電裝置30相比在前側(cè)(操作室6側(cè))配置有逆變器裝置34。因此,在本實施方式中,例如與如現(xiàn)有技術(shù)那樣將蓄電裝置和逆變器裝置與熱交換裝置相比在冷卻風(fēng)的流動方向的上游側(cè)沿上下重疊地配置的情況相比,能夠抑制蓄電裝置30和逆變器裝置34妨礙冷卻風(fēng),而對熱交換裝置13供給充分的冷卻風(fēng)。
而且,在熱交換裝置上游室28內(nèi),蓄電裝置用散熱器42配置在逆變器用散熱器46的后側(cè)(配重7側(cè))。因此,能夠使逆變器裝置34與蓄電裝置30的前、后方向上的配置關(guān)系、和逆變器用散熱器46與蓄電裝置用散熱器42的前、后方向上的配置關(guān)系一致。由此,能夠?qū)?gòu)成蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41的蓄電裝置用冷卻管路44、和構(gòu)成逆變器用冷卻系統(tǒng)45的逆變器用冷卻管路48相互不重合地整齊地配置。其結(jié)果為,能夠提高例如對蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)41、逆變器用冷卻系統(tǒng)45進行維護作業(yè)時的作業(yè)性。
根據(jù)本實施方式的液壓挖掘機1,熱交換裝置上游室28在配置于熱交換裝置13的前側(cè)的前分隔板14A、與配置于熱交換裝置13的后側(cè)的后分隔板14B之間,形成為與熱交換裝置13相比形成在冷卻風(fēng)的流動方向A的上游側(cè)的空間。在熱交換裝置上游室28內(nèi)配置有蓄電裝置用散熱器42和逆變器用散熱器46。由此,能夠?qū)π铍娧b置用散熱器42和逆變器用散熱器46無浪費地供給基于冷卻風(fēng)扇8A產(chǎn)生的大量的冷卻風(fēng),從而能夠促進蓄電裝置30、第1、第2逆變器35、37的冷卻。
本實施方式的液壓挖掘機1在蓄電裝置30的殼體30A的上表面?zhèn)仍O(shè)有由上表面30B1、前側(cè)面30B2、后側(cè)面30B3、左側(cè)面30B4、右側(cè)面30B5圍成的連接箱30B。在該連接箱30B的前側(cè)面30B2上設(shè)有第1、第2線纜連接口30D、30E,在連接箱30B的后側(cè)面30B3上設(shè)有信號線連接口30F。由此,能夠抑制與第1、第2線纜連接口30D、30E連接的線纜36、38、和與信號線連接口30F連接的信號線40A從連接箱30B的上表面30B1向上方突出,而抑制其妨礙向熱交換裝置上游室28供給的冷卻風(fēng)。其結(jié)果為,能夠?qū)π铍娧b置用散熱器42及逆變器用散熱器46供給充分的冷卻風(fēng)。
關(guān)于本實施方式的液壓挖掘機1,蓄電裝置用散熱器42的散熱部42C的下端部42D、及逆變器用散熱器46的散熱部46C的下端部46D配置在成為蓄電裝置30上端部的連接箱30B的上表面30B1的高度以上的高度位置。
由此,通過冷卻風(fēng)扇8A向熱交換裝置上游室28內(nèi)供給的冷卻風(fēng)不受蓄電裝置30的殼體30A和連接箱30B妨礙地向蓄電裝置用散熱器42的散熱部42C及逆變器用散熱器46的散熱部46C供給。其結(jié)果為,能夠通過逆變器用散熱器46來高效地冷卻逆變器裝置34,并且能夠通過蓄電裝置用散熱器42來高效地冷卻蓄電裝置30。
此外,在實施方式中,例示了作為逆變器裝置34而由第1逆變器35和第2逆變器37這兩個逆變器構(gòu)成逆變器裝置34的情況。但是,本發(fā)明并不限于此,例如可以由單一的逆變器構(gòu)成逆變器裝置,或者也可以由三個以上的逆變器構(gòu)成逆變器裝置。
在實施方式中,例示了逆變器用冷卻系統(tǒng)45一起冷卻逆變器裝置34和旋轉(zhuǎn)電動馬達33的情況。但是,本發(fā)明并不限于此,也可以為具有與逆變器裝置34分開地對旋轉(zhuǎn)電動馬達33進行冷卻的其他冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
在實施方式中,作為混合動力式作業(yè)機,列舉具有履帶2D的履帶式的液壓挖掘機1為例進行了說明。但是,本發(fā)明并不限于此,能夠廣泛地適用于例如具有車輪的輪式液壓挖掘機、輪式裝載機、叉車、翻斗卡車等各種作業(yè)機。
附圖標(biāo)記說明
2 下部行駛體(車身)
3 上部旋轉(zhuǎn)體(車身)
4 作業(yè)裝置
7 配重
8 發(fā)動機
8A 冷卻風(fēng)扇
9 液壓泵
12 輔助發(fā)電馬達(第1電動機)
13 熱交換裝置
14A 前分隔板
14B 后分隔板
28 熱交換裝置上游室
30 蓄電裝置
30B 連接箱
30B1 上表面
30B2 前側(cè)面(側(cè)面)
30B3 后側(cè)面(側(cè)面)
30D 第1線纜連接口
30E 第2線纜連接口
30F 信號線連接口
33 旋轉(zhuǎn)電動馬達(第2電動機)
34 逆變器裝置
35 第1逆變器
37 第2逆變器
38 線纜
39 控制裝置
40A、40B、40C 信號線
41 蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)
42 蓄電裝置用散熱器
42A、46A 上箱
42B、46B 下箱
42C、46C 散熱部
42D、46D 下端部
43 蓄電裝置用冷卻泵
44 蓄電裝置用冷卻管路
45 逆變器用冷卻系統(tǒng)
46 逆變器用散熱器
47 逆變器用冷卻泵(其他冷卻泵)
48 逆變器用冷卻管路(其他冷卻管路)
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)
1.一種混合動力式作業(yè)機,具有:能夠自行的車身,其在前側(cè)設(shè)有作業(yè)裝置;配重,其設(shè)在該車身的后側(cè)且保持與所述作業(yè)裝置之間的重量平衡;發(fā)動機,其配置在該配重的前側(cè)且驅(qū)動液壓泵;電動機,其通過由該發(fā)動機驅(qū)動而發(fā)電得到電力、或通過被供給電力來輔助所述發(fā)動機的驅(qū)動;熱交換裝置,其對包含發(fā)動機冷卻水及/或工作油在內(nèi)的流體進行冷卻;冷卻風(fēng)扇,其向該熱交換裝置供給冷卻風(fēng);和配置于熱交換裝置上游室中,對電力進行充電或?qū)﹄娏M行放電的蓄電裝置,其中,該熱交換裝置上游室相對于向所述熱交換裝置供給的冷卻風(fēng)的流動方向與所述熱交換裝置相比位于上游側(cè),所述混合動力式作業(yè)機的特征在于,
在向所述熱交換裝置供給的冷卻風(fēng)的流動方向的上游側(cè)即所述熱交換裝置上游室中,設(shè)有使用制冷劑來單獨對所述蓄電裝置進行冷卻的蓄電裝置用散熱器、使制冷劑循環(huán)的冷卻泵、和將該冷卻泵與所述蓄電裝置用散熱器之間連接的冷卻管路,
通過所述蓄電裝置用散熱器、所述冷卻泵、所述冷卻管路構(gòu)成作為閉環(huán)而形成的蓄電裝置用冷卻系統(tǒng),
與通過所述發(fā)動機而被驅(qū)動的所述電動機即第1電動機分開地,設(shè)置有通過從所述蓄電裝置供給的電力而被驅(qū)動、或?qū)⑼ㄟ^再生動作而發(fā)電得到的再生電力向所述蓄電裝置充電的第2電動機,
設(shè)置有由控制所述第1電動機的動作的第1逆變器、和控制所述第2電動機的動作的第2逆變器構(gòu)成的逆變器裝置,
設(shè)置有對所述第1逆變器、第2逆變器進行冷卻的逆變器用散熱器,
所述逆變器用散熱器通過使制冷劑循環(huán)的其他冷卻泵、和將該其他冷卻泵與所述逆變器用散熱器之間連接的其他冷卻管路構(gòu)成作為閉環(huán)而形成的逆變器用冷卻系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的混合動力式作業(yè)機,其特征在于,
構(gòu)成為所述蓄電裝置用冷卻系統(tǒng)的所述蓄電裝置用散熱器在所述熱交換裝置上游室內(nèi)且在所述冷卻風(fēng)的流動方向上配置在所述熱交換裝置與所述蓄電裝置之間。
3.如權(quán)利要求1所述的混合動力式作業(yè)機,其特征在于,
所述蓄電裝置用散熱器具有:供要冷卻的制冷劑流入的上箱;供冷卻后的制冷劑流入的下箱;和設(shè)在所述上箱與所述下箱之間且將制冷劑的熱向冷卻風(fēng)散熱的散熱部,
構(gòu)成為所述蓄電裝置用散熱器的所述散熱部的下端部配置在所述蓄電裝置的上表面的高度以上的高度位置。
4.如權(quán)利要求1所述的混合動力式作業(yè)機,其特征在于,
所述熱交換裝置上游室由如下空間構(gòu)成,該空間被在所述車身的前、后方向上且在所述熱交換裝置的前側(cè)向左、右方向延伸的前分隔部件、和在所述車身的前、后方向上且在所述熱交換裝置的后側(cè)沿著所述配重向左、右方向延伸的后分隔部件包圍,且形成在冷卻風(fēng)的流動方向的上游側(cè)。