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コマツ・ソリューション
導入事例

Vol.7 さらに進化したハイブリット油圧ショベル HB205/215LC-1

地球環境のためにコマツができることしなくてはならないこと
コマツはグローバル企業として、持続可能な社会の実現への貢献、エコロジーとエコノミーの両立、企業の社会的責任を掲げた基本理念「コマツ地球環境基本方針」を制定。地球環境負荷低減のためのさまざまな活動を行っています。
この理念のもとに、次世代の建設機械のあるべき姿を求めて総合技術力を結集。2008年、世界初※1のハイブリッドシステムを搭載した油圧ショベルを市場導入しました。

そして今、その後継機として仕様車の充実やデザインをさらに進化させた、HB205/215LC-1 が誕生。
従来のハイブリッド車と同様に25%※2の燃料消費量の低減、NOx、CO2排出量の低減を実現させた、地球環境に優しい、まさに新世代の建設機械と呼ぶにふさわしいハイブリッド油圧ショベルです。

※1:市販車としての販売
※2:PC200-8比、当社テスト基準による。作業内容により異なることがあります。

1.ハイブリットシステムの概要
コマツ独自開発のハイブリッドシステムは、車体旋回の減速時に発生するエネルギーを旋回電気モーターで電気エネルギーに変換してキャパシター(蓄電器)に蓄え、これを発電機モーターを通じてエンジン加速時の補助エネルギーとして活用します。
このハイブリッドシステムにより大幅な燃料消費量の低減を実現。また、ハイブリッドコンポーネントはすべてコマツ自社開発で、信頼性・耐久性に優れています。

※キャパシターセルを除く
2.ハイブリッド専用モニター
ハイブリット温度ゲージ
ハイブリッド温度ゲージは、水温ゲージや作動油ゲージと同じくハイブリッドシステムの温度を表示。ハイブリッドシステムヘの負荷がひと目でわかります。
エネルギーモニター
キャパシターの充放電や発電機モーターのエンジンアシストの状況を、エネルギーフローとしてモニターに表示します。
 
発電機モーター
発電機モーターは、エンジンと油圧ポンプの間に組み込み、油圧ポンプへの伝達効率を高めています。また、エンジンアイドリング状態では、効率良く発電してキャパシターヘの蓄電補充を行います。
旋回電気モーター
旋回減速時のエネルギーを回収する旋回電気モーターを新規開発。従来機の油圧モーターより加速時の効率が良く、よりスムーズな旋回性能を発揮します。また、電気モーター用の潤滑油・冷却水循環も新規開発しました。
インバーター(変換器)/キャパシター(蓄電器)
コンパクトに収納されたインバーターとキャパシターは、専用冷却装置により高い信頼性を確保しています。蓄電器には電子・イオンの移動のみで充放電できるキャパシターを採用。化学反応を必要とするバッテリーと比べて短時間で充放電ができるため、建設機械の頻繁なエンジン回転制御ヘの追従を可能にしました。また、発熱や劣化が少なく、長寿命でメンテナンスも不要です。
3.通常の建設機械およびハイブリッド式自動車と比較しての主な特長

通常の建設機械との比較 (電気旋回によるエネルギーの回生)
建設機械の車体旋回動作には、通常油圧モーターを使用しますが、ハイブリッド式では旋回電気モーターを新規開発。これにより旋回減速時に発生するエネルギーを回収することで、ハイブリッドが実現しました。通常の建設機械がディーゼルエンジンのみで稼働するのに対して、ハイブリッド式では、回生したエネルギーをエンジン加速の電動アシストとして活用するため、エンジンは燃費効率の良い低速回転域で使用することができます。また作業の待機時(デセル時)も、超低速回転に抑えることができ、大幅な燃費低減を実現しました。

ハイブリット式自動車との比較 (キャパシター蓄電)
自動車の場合は、発進加速の際に大容量の電気エネルギーを必要とし、その後は比較的安定したエンジン回転で使われます。それに対して、建設機械の場合、掘削作業等で、短時間で頻繁なエンジン回転の変動が生じます。この頻繁なエンジン回転に追随してアシストするために、キャパシターを搭載しています。自動車に使われるバッテリーは化学反応を伴い、放充電に時間を要するため、十分なアシストが得られませんが、キャパシターであれば効率よく回収・蓄電し、また瞬時に放電することが可能となります。
4.燃費効果について
従来のエンジン、油圧ユニット、メインバルブおよびこれらを高度に制御する電子機器に加えて、ハイブリッドシステムの発電機モーター、旋回電気モーター、インバーター、キャパシターも自社開発・自社生産。すっきりと搭載されています。ハイブリッドシステムは、インバーターにより発電機モーター、旋回電気モーター、エンジンを状況に応じて最適に制御し、機械のポテンシャルを最大限に引き出しながら燃料消費量を大幅に低減することを可能にしました。あわせてモニターパネルに表示される直近5分間の燃費と作業の負荷状態を示すエコゲージにより、さらなる省エネ運転をアシスト。HB205 /215LC-1は、より一層のCO2削減を推進し、環境にやさしいマシンへと進化を遂げました。
 
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