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建設機械の電動化が直面する“熱”の課題 負荷・連続運転でのBTMS戦略

はじめに|電動建機が求められる背景

脱炭素化や作業環境改善、省エネルギーの観点から、建設機械の電動化が進んでいます。 特に屋内工事、都市開発、トンネル工事、環境規制区域などでは、 ゼロエミッション建機 の導入が加速しています。
しかし、ディーゼルからバッテリー駆動へ移行すると、 熱マネジメントが新しい設計課題 として浮上します。

建設機械で “熱” が問題になる理由

建設機械は、産業車両の中でもとくに過酷な運用条件です。

  • 高負荷作業が長時間連続する
  • 粉塵、泥水、高湿度、日射など環境変動が大きい
  • 運転と停止を繰り返すダイナミックな負荷
  • 外気温が極端(夏季炎天下/冬季低温)
  • 屋外での急速充電も想定

これらは、 バッテリー温度の急上昇や急低下 を引き起こし、性能低下や劣化、場合によっては安全性のリスクにつながります。

建機電動化で求められるBTMS要件

建設機械向けBTMS(バッテリー熱管理システム)は、以下の能力が必要です。

  • 高負荷・高温時の安定冷却能力
  • 急速充電対応
  • 寒冷環境での確実な立ち上がり(加熱機能)
  • 振動・衝撃への耐久設計
  • 粉塵・水対策(高IP仕様)
  • 長時間連続運転への信頼性

つまり、単なる冷却装置ではなく、 “ 建機仕様の耐環境BTMS ” が求められています。

液冷の採用が増える理由

従来の空冷では対処しきれない場面が多く、 液冷方式BTMS が主流となりつつあります。

液冷が選ばれるポイント

  • 高出力放電/高負荷時の安定性
  • 発熱部(セル、BMS、ECU、インバータ等)の集中管理
  • 省スペース化とレイアウト自由度
  • 加熱機能との統合が容易
  • 騒音や粉塵の影響を抑制

建設機械では、 電池容量が大きい・負荷が重い・外気依存が高い ため、 液冷のメリットが最大限活かされる領域といえます。

注意点|冷やしすぎもリスク

一方で、冷やせば良いわけではありません。

  • セル温度が下がりすぎると性能低下
  • 冷却+加熱のバランスが必要
  • 熱だまり・局所冷却の偏りに注意

建機は稼働時間が長く、環境も変動しやすいため、 制御戦略が重要 になります。

まとめ|電動建機は“熱との戦い”

電動建設機械の信頼性を確保するには、

  • 高効率冷却
  • 低温時の加熱
  • 過酷環境対応
  • 最適制御

を兼ね備えた総合的なBTMS設計が不可欠です。
電動化による静音性・排出削減・省エネというメリットを最大化するためにも、 熱マネジメントは中核技術 となります。

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