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。
関連製品
お問い合わせ
株式会社マツイは、油圧機械・自動車関連機械をはじめとした機械の専門商社です。製品に関するお問い合わせ、御見積のご依頼や、お客様の抱える課題に関するご相談は下記からお気軽にご連絡ください。
