特開 2024-141490 建設機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024141490

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】建設機械

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04 20160101AFI20241003BHJP

   H01M 8/04029 20160101ALI20241003BHJP

   H01M 8/04298 20160101ALI20241003BHJP

   H01M 8/0432 20160101ALI20241003BHJP

   H01M 8/04746 20160101ALI20241003BHJP

   H01M 8/065 20160101ALI20241003BHJP

   H01M 8/00 20160101ALI20241003BHJP

   E02F 9/00 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04 N

H01M8/04029

H01M8/04298

H01M8/0432

H01M8/04746

H01M8/065

H01M8/00 Z

E02F9/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023053178

(22)【出願日】2023-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002664

【氏名又は名称】弁理士法人相原国際知財事務所

(72)【発明者】

【氏名】福士 幸治

(72)【発明者】

【氏名】吉田 肇

【テーマコード（参考）】

5H127

【Ｆターム（参考）】

5H127AB04

5H127AC07

5H127BA02

5H127BA22

5H127BA23

5H127BA46

5H127BA59

5H127CC07

5H127CC10

5H127DB74

5H127DC08

5H127EE13

5H127EE15

5H127EE19

5H127EE22

5H127EE27

5H127EE30

(57)【要約】

【課題】水素吸蔵合金が未活性の状況で、水素タンクからの水素を燃料電池に供給していち早く作業開始できると共に、水素吸蔵合金を迅速に暖機して水素タンクを小型化できる建設機械を提供する。
【解決手段】第１及び第２水素吸蔵合金１８ａ，１８ｂにより水素吸蔵合金１８を構成し、吸蔵合金出口温度Ｔが活性判定温度Ｔ0未満のときには、切換弁３０を水素タンク１９側に切り換えて、水素タンク１９からの水素を燃料電池１７ａに供給すると共に、開閉弁２７を閉弁して燃料電池１７ａから受熱した冷却水を第１水素吸蔵合金１８ａのみに流通させて早期に暖機する。温度Ｔが活性判定温度Ｔ0以上になると、切換弁３０を水素吸蔵合金１８側に切り換えて、水素吸蔵合金１８からの水素を燃料電池１７ａに供給し、開閉弁２７を開弁して燃料電池１７ａからの冷却水を第１及び第２水素吸蔵合金１８ａ，１８ｂに流通させる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水素吸蔵合金に吸蔵された水素を燃料電池に供給し、前記燃料電池から出力される電力により動力源を作動させる一方、前記水素吸蔵合金の冷態時には、前記燃料電池からの排熱により前記水素吸蔵合金を暖機する燃料電池システムを搭載した建設機械において、
前記水素吸蔵合金は、第１の吸蔵領域と第２の吸蔵領域とを有し、
水素を貯蔵する水素タンクと、
前記水素タンクからの水素を前記燃料電池に供給する第１の供給源切換位置と前記第１の吸蔵領域からの水素を前記燃料電池に供給する第２の供給源切換位置との間で切換可能な水素供給源切換部と、
前記燃料電池からの排熱を前記第１の吸蔵領域に供給する第１の排熱切換位置と前記排熱を前記第１の吸蔵領域及び前記第２の吸蔵領域にそれぞれ供給する第２の排熱切換位置との間で切換可能な排熱切換部と、
を備えたことを特徴とする建設機械。

【請求項2】

前記水素供給源切換部及び前記排熱切換部を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記第１の吸蔵領域の暖機が完了したか否かを判定し、
前記第１の吸蔵領域の暖機完了が判定されていないときには、前記水素供給源切換部を前記第１の供給源切換位置に切り換えると共に、前記排熱切換部を前記第１の排熱切換位置に切り換え、
前記第１の吸蔵領域の暖機完了が判定されたときには、前記水素供給源切換部を前記第２の供給源切換位置に切り換えると共に、前記排熱切換部を前記第２の排熱切換位置に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

【請求項3】

前記燃料電池から前記水素吸蔵合金に供給される排熱は、前記水素吸蔵合金と前記水素吸蔵合金との間で循環する冷却水により供給されるものであることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

【請求項4】

前記水素吸蔵合金から流出する冷却水の温度を検出する吸蔵合金出口温度センサと、
前記水素供給源切換部及び前記排熱切換部を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記吸蔵合金出口温度センサにより検出された前記冷却水の温度が所定の温度未満のときには、前記水素供給源切換部を前記第１の供給源切換位置に切り換えると共に、前記排熱切換部を前記第１の排熱切換位置に切り換え、
前記吸蔵合金出口温度センサにより検出された前記冷却水の温度が所定の温度以上のときには、前記水素供給源切換部を前記第２の供給源切換位置に切り換えると共に、前記排熱切換部を前記第２の排熱切換位置に切り換えることを特徴とする請求項３に記載の建設機械。

【請求項5】

前記コントローラは、前記排熱切換部の前記第２の排熱切換位置への切換を徐々に実行する
ことを特徴とする請求項２に記載の建設機械。

【請求項6】

前記第１の吸蔵領域は、前記第２の吸蔵領域よりも高い断熱性を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

【請求項7】

前記水素タンクは、前記燃料電池システムの稼動中において、前記燃料電池から要求される水素量を超えて前記水素吸蔵合金から放出される余剰水素が貯蔵される
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

【請求項8】

前記水素タンクは、車体に対して脱着可能に搭載されている
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

【請求項9】

前記第１の吸蔵領域及び前記第２の吸蔵領域は、互いに独立した水素吸蔵合金からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

【請求項10】

前記第１の吸蔵領域及び前記第２の吸蔵領域は、単一の水素吸蔵合金を区画して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料電池システムを搭載した建設機械に関する。

【背景技術】

【0002】

油圧ショベル等の建設機械には燃料電池システムを搭載したものがあり、水素吸蔵合金に吸蔵した水素を燃料電池に供給し、発電された電力により動力源を作動させて稼動している。水素吸蔵合金は暖機が完了して活性化するまで十分な水素を放出できないため、例えば低温環境下でシステム起動した場合等には、暖機完了までの期間中に燃料電池に供給される水素に不足が生じる。このような状況では、オペレータの操作に応じた要求電力が燃料電池から出力されず、所望の建設機械の動作を実行できないことから作業効率の点で改善の余地があった。

【0003】

例えば特許文献１には、水素を貯蔵する水素高圧バッファタンクを備えた燃料電池システムが開示されている。この燃料電池システムは、燃料電池に対して水素吸蔵合金と水素高圧バッファタンクとを選択的に接続可能に構成されている。低温環境下でのシステム起動時等には、燃料電池に水素高圧バッファタンクを接続し、貯蔵されている水素を燃料電池に供給している。そして、これと並行して燃料電池からの排熱を利用して水素吸蔵合金を暖機し、暖機が完了すると水素吸蔵合金側に切り換えて、吸蔵されている水素を燃料電池に供給している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４－２５３２５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記した低温環境下でのシステム起動時等では、水素吸蔵合金の暖機が完了するまでにかなりの時間を要し、その間の作業中に燃料電池は要求電力を出力するために多くの水素を消費する。このような多量の水素を貯蔵するために水素高圧バッファタンクに大きな容量が求められ、必然的に水素高圧バッファタンクが大型化して車体への搭載に支障が生じてしまうという問題がある。

【0006】

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、水素吸蔵合金が活性化していない状況で、水素タンクからの水素を燃料電池に供給していち早く作業を開始できると共に、水素吸蔵合金を迅速に暖機して活性化することで水素タンクの容量を縮小して小型化することができる建設機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するため、本発明の建設機械は、水素吸蔵合金に吸蔵された水素を燃料電池に供給し、前記燃料電池から出力される電力により動力源を作動させる一方、前記水素吸蔵合金の冷態時には、前記燃料電池からの排熱により前記水素吸蔵合金を暖機する燃料電池システムを搭載した建設機械において、前記水素吸蔵合金が、第１の吸蔵領域と第２の吸蔵領域とを有し、水素を貯蔵する水素タンクと、前記水素タンクからの水素を前記燃料電池に供給する第１の供給源切換位置と前記第１の吸蔵領域からの水素を前記燃料電池に供給する第２の供給源切換位置との間で切換可能な水素供給源切換部と、前記燃料電池からの排熱を前記第１の吸蔵領域に供給する第１の排熱切換位置と前記排熱を前記第１の吸蔵領域及び前記第２の吸蔵領域にそれぞれ供給する第２の排熱切換位置との間で切換可能な排熱切換部と、を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明の建設機械によれば、水素吸蔵合金が未だ活性化していない状況で、水素タンクからの水素を燃料電池に供給していち早く作業を開始できると共に、水素吸蔵合金を迅速に暖機して活性化することで水素タンクの容量を縮小して小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態の油圧ショベルを示す側面図である。

【図2】油圧ショベルに搭載された燃料電池システムを示す構成図である。

【図3】コントローラが実行する水素供給源切換ルーチンを示すフローチャートである。

【図4】低温環境下でのシステム起動した場合の制御状況を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を油圧ショベルに具体化した一実施形態を説明する。
図１は、本実施形態の油圧ショベルを示す側面図であり、まず、同図に基づき油圧ショベルの概略構成を説明する。なお、以下の説明では、油圧ショベルに搭乗したオペレータを主体として前後、左右、上下方向を表現する。

【0011】

油圧ショベル１の下部走行体２には左右一対のクローラ３が備えられ、図示しない走行用油圧モータにより駆動されて油圧ショベル１を走行させる。下部走行体２上には上部旋回体４が設けられ、図示しない旋回用油圧モータにより駆動されて旋回する。上部旋回体４の前部右側には多関節型の作業フロント５が設けられ、作業フロント５はブーム６、アーム７、及びバケット８から構成されている。ブーム６はブームシリンダ６ａにより角度変更され、アーム７はアームシリンダ７ａにより角度変更され、バケット８はバケットシリンダ８ａにより角度変更される。

【0012】

上部旋回体４上の前部左側には運転室１０が設けられ、運転室１０内に設けられた図示しない各種操作装置がオペレータにより操作される。上部旋回体４上の運転室１０の後側には燃料タンク１１、機械室１２及びカウンタウエイト１３等が設けられ、機械室１２内には油圧ユニット１４が搭載されている。図示はしないが油圧ユニット１４は、モータ（本発明の「動力源」に相当）、このモータにより駆動される油圧ポンプ、油圧ポンプから吐出された作動油を切り換える油圧回路等から構成されている。油圧ポンプからの作動油は、操作装置の操作に応じて油圧回路により切り換えられ、上記した走行用及び旋回用油圧モータや作業フロント５の各シリンダ６ｃ～８ｃに供給される。これにより、油圧ショベル１の走行、上部旋回体４の旋回、作業フロント５の作動等が行われる。

【0013】

図２は、油圧ショベル１の上部旋回体４に搭載された燃料電池システムを示す構成図である。
油圧ユニット１４のモータを駆動するために、機械室１２内には燃料電池システム１６が搭載されている。燃料電池システム１６は、燃料電池モジュール１７、水素吸蔵合金１８、水素タンク１９及びラジエータ２０等から構成されている。燃料電池モジュール１７は、燃料電池１７ａ及び冷却水ポンプ１７ｂ、さらには図示しない加湿装置や排圧弁等の補機類からなり、燃料電池１７ａとラジエータ２０との間には、第１及び第２水路２１，２２が環状をなすように接続されている。冷却水ポンプ１７ｂは第１水路２１に介装され、冷却水ポンプ１７ｂから吐出された冷却水が第１及び第２水路２１，２２を経て燃料電池１７ａとラジエータ２０との間で還流する。

【0014】

第１水路２１の中間位置には３方弁２３を介して第３水路２４の一端が接続され、他端は水素吸蔵合金１８に接続されている。３方弁２３は、連続的に開度を調整可能に構成されている。従って、燃料電池１７ａを流通した冷却水は、３方弁２３の開度に応じた割合でラジエータ２０側と水素吸蔵合金１８側とに案内される。

【0015】

水素吸蔵合金１８は、互いに独立した第１水素吸蔵合金１８ａ（本発明の「第１の吸蔵領域」に相当）及び第２水素吸蔵合金１８ｂ（本発明の「第２の吸蔵領域」に相当）を直列接続してなり、互いの間に開閉弁２７（本発明の「排熱切換部」に相当）が介装されている。第１及び第２水素吸蔵合金１８ａ，１８ｂは、異なる断熱性を有する。詳しくは、上流側の第１水素吸蔵合金１８ａは十分に厚い断熱材で被覆されて高い断熱性が付与され、これにより自己の熱を外部に放熱し難い特性を有する。これに対し下流側の第２水素吸蔵合金１８ｂは断熱材で被覆されないか、或いは薄い断熱材で被覆されているだけのため、相対的に断熱性が低くて自己の熱を外部に放熱し易い特性を有する。

【0016】

第１水素吸蔵合金１８ａの最上流に第３水路２４の他端が接続され、第２水素吸蔵合金１８ｂの最下流に第４水路２５の一端が接続されている。第４水路２５の他端はラジエータ２０に接続され、第４水路２５の中間位置は第５水路２６を介して第１水素吸蔵合金１８ａに接続されている。
開閉弁２７は、連続的に開度を調整可能に構成されている。従って、第３水路２４を経て第１水素吸蔵合金１８ａ内を流通した冷却水は、例えば開閉弁２７の全閉時には、第５水路２６を経てラジエータ２０側に案内され、全開時には、開閉弁２７を経て第２水素吸蔵合金１８ｂ内を流通した後、第４水路を経てラジエータ２０に案内される。

【0017】

ラジエータ２０には、モータ２８ａにより駆動される冷却ファン２８が付設され、ラジエータ２０を流通する冷却水が空気との熱交換により冷却されると共に、ラジエータ２０の冷却能力が冷却ファン２８及び冷却水ポンプ１７ｂの回転速度に応じて任意に調整可能となっている。

【0018】

一方、燃料電池１７ａは、水素供給路２９を介して第１及び第２水素吸蔵合金１８ａ，１８ｂと水素タンク１９とにそれぞれ接続され、水素供給路２９には切換弁３０（本発明の「水素供給源切換部」に相当）が介装されている。切換弁３０は、水素吸蔵合金１８側と水素タンク１９側との２位置間で切換可能に構成され、それに応じて水素吸蔵合金１８からの水素または水素タンク１９からの水素が選択的に燃料電池１７ａに供給される。水素タンク１９は、油圧ショベル１の上部旋回体４（本発明の「建設機械の車体」に相当）に対して脱着可能に取り付けられている。

【0019】

以上の３方弁２３、開閉弁２７及び切換弁３０は、燃料電池システム１６を制御するコントローラ３１の入力側に接続され、冷却水ポンプ１７ｂ及び冷却ファン２８のモータ２８ａは、コントローラ３１の出力側に接続されている。さらにコントローラ３１の入力側には、燃料電池１７ａに流入する冷却水の温度を検出する電池入口温度センサ３２、燃料電池１７ａから流出する冷却水の温度を検出する電池出口温度センサ３３、水素吸蔵合金１８から流出する冷却水の温度である吸蔵合金出口温度Ｔを検出する吸蔵合金出口温度センサ３４、及び燃料電池システム１６が設置された機械室１２内の温度を検出する室温センサ３５等の各種センサ類が接続されている。

【0020】

コントローラ３１は、油圧ショベル１のオペレータの操作に基づき燃料電池１７ａに対する要求電力を逐次算出し、これを達成すべく燃料電池システム１６の制御、例えば燃料電池１７ａへの水素及び空気の供給量や湿度の制御等を実行し、これにより燃料電池１７ａに要求電力を出力させる。このような制御の内容は周知のため詳細な説明は省略するが、これに加えて本実施形態のコントローラ３１は、水素吸蔵合金１８が活性化していない冷態時においてシステム起動したときの水素不足を解消する制御を実行しており、その詳細を以下に述べる。

【0021】

図３は、コントローラ３１が実行する水素供給源切換ルーチンを示すフローチャート、図４は、低温環境下でシステム起動した場合の制御状況を示すタイムチャートである。
以下、説明の便宜上、低温環境下において水素吸蔵合金１８が暖機完了せずに未だ活性化していない状況で油圧ショベル１が始動され、このとき水素タンク１９には上限まで水素が貯蔵されているものとする。油圧ショベル１の始動に伴って燃料電池システム１６が起動すると、コントローラ３１により図４のルーチンが所定の制御インターバルで実行される。

【0022】

まず、図３のステップＳ１で、吸蔵合金出口温度Ｔが活性判定温度Ｔ0以上であるか否かを判定する。活性判定温度Ｔ0は、水素吸蔵合金１８が活性化しているときに水素吸蔵合金１８から流出する冷却水の下限の温度として予め設定されている。吸蔵合金出口温度Ｔが活性判定温度Ｔ0未満の時には、第１水素吸蔵合金１８ａの暖機が未完と判定し、Ｎo（否定）の判定を下してステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、切換弁３０を水素タンク１９側（本発明の「第１の供給源切換位置」に相当）に切り換え、続くステップＳ３で、３方弁２３を水素吸蔵合金１８側に切り換えると共に、開閉弁２７を閉弁（本発明の「第１の排熱切換位置置」に相当）する。その後にステップＳ４で、再び吸蔵合金出口温度Ｔが活性判定温度Ｔ0以上であるか否かを判定し、ＮoのときにはステップＳ２，３の処理を繰り返す。

【0023】

水素タンク１９から水素を供給されて燃料電池１７ａが発電を開始するため、いち早く油圧ショベル１の作業を開始することができる。そして、発電に伴って燃料電池１７ａは次第に温度上昇し、燃料電池１７ａから受熱した冷却水が第１水素吸蔵合金１８ａの内部に流される。従って、冷却水が有する熱量、即ち燃料電池１７ａの排熱により第１水素吸蔵合金１８ａが暖機されて次第に温度上昇し、吸蔵合金出口温度Ｔも上昇し、一方で、水素タンク１９の水素の貯蔵量は次第に減少する。

【0024】

燃料電池１７ａの温度等の諸条件に応じて異なるものの、水素吸蔵合金１８を暖機する冷却水が有する熱量には限りがある。本実施形態では、水素吸蔵合金１８に第１水素吸蔵合金１８ａを設けて集中的に加温するため、冷却水の熱量の全てが第１水素吸蔵合金１８ａの昇温に利用される。従って、例えば水素吸蔵合金１８全体（即ち、第１及び第２水素吸蔵合金１８ａ，１８ｂ）を同時に昇温する場合に比較して、より迅速に第１水素吸蔵合金１８ａが暖機することができる。

【0025】

図３のフローチャートに戻って説明を続けると、吸蔵合金出口温度Ｔが活性判定温度Ｔ0以上の時には、第１水素吸蔵合金１８ａの暖機が完了したと判定してステップＳ４からステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、切換弁３０を水素吸蔵合金１８側（本発明の「第２の供給源切換位置」に相当）に切り換え、その後にステップＳ６に移行する。水素タンク１９からの水素に代えて、活性化した第１水素吸蔵合金１８ａから放出された水素が燃料電池１７ａに供給されるため、燃料電池１７ａから発電された電力により油圧ショベル１の作業を継続できる。

【0026】

この時点まで燃料電池１７ａに供給する水素が水素タンク１９により賄われるが、上記のように第１水素吸蔵合金１８ａの暖機が早期の段階で完了するため、その分だけ水素タンク１９の容量を縮小して小型化できる。結果として、油圧ショベル１への水素タンク１９の搭載性を向上することができる。

【0027】

一方、ステップＳ６では、活性化した第１水素吸蔵合金１８ａの温度を保ちつつ、第２水素吸蔵合金１８ｂの温度を上昇させて活性化させるべく、３方弁２３及び開閉弁２７の開度をそれぞれ調整する。

【0028】

燃料電池１７ａからの冷却水は第１水素吸蔵合金１８ａを流通する際に温度低下し、さらに第２水素吸蔵合金１８ｂを流通する際に温度低下して第４水路２５へと流れ、このときの温度が吸蔵合金出口温度Ｔとして検出される。従って、吸蔵合金出口温度Ｔが活性判定温度Ｔ0以上に保たれていれば、一旦活性判定温度Ｔ0以上に昇温した第１水素吸蔵合金１８ａが温度低下していないという確証が得られる。これと共に、当初は活性判定温度Ｔ0以下と推測される第２水素吸蔵合金１８ｂが次第に昇温しているという確証も得られる。そこで、ステップＳ６の処理は吸蔵合金出口温度Ｔを指標として実行され、吸蔵合金出口温度Ｔを活性判定温度Ｔ0以上に保ちつつ、例えば図４に実線で示すように、３方弁２３を徐々にラジエータ２０側に切り換えると共に、開閉弁２７を徐々に開弁（本発明の「第２の排熱切換位置」に相当）させる。

【0029】

３方弁２３及び開閉弁２７の開度を連続的に切り換えているのは、水素吸蔵合金１８を流通する冷却水量が急変することにより、水素吸蔵合金１８が活性判定温度Ｔ0未満まで温度低下する事態を確実に防止するためである。但し、これに限ることはなく、例えば図４中に二点鎖線で示すように、３方弁２３を水素吸蔵合金１８側に保持したままでもよいし、開閉弁２７をステップ状に全開させてもよい。

【0030】

なお、このとき図４に示す例では、冷却ファン２８が作動を開始して回転速度を上昇させ、冷却水ポンプ１７ｂは以前からの回転速度の上昇を継続しているが、これらの制御に関しては任意に変更可能である。

【0031】

以上のステップＳ６の処理を実行した後に再びステップＳ１に移行すると、Ｙesの判定を下してステップＳ５に移行し、以降はステップＳ５，６の処理を繰り返す。図４に示すように、開閉弁２７は次第に開弁して何れかの時点で全開状態に達し、このとき、第２水素吸蔵合金１８ｂの暖機完了、ひいては燃料電池システム１６の暖機完了の判定が下される。全開状態の開閉弁２７を経た多量の冷却水が流れても、吸蔵合金出口温度Ｔが活性判定温度Ｔ0以上に保たれていることから、第２水素吸蔵合金１８ｂを流通する過程での冷却水の温度低下が少なく、第２水素吸蔵合金１８ｂの暖機が完了していると推測できるためである。

【0032】

そして、この燃料電池システム１６の暖機完了の判定が下された後には、図４に示すように切換弁３０が水素吸蔵合金１８側に保たれ、３方弁２３がラジエータ２０側と水素吸蔵合金１８側との間の所定の切換位置に保たれ、開閉弁２７が全開状態に保たれる。第１及び第２水素吸蔵合金１８ａ，１８ｂの何れからも水素が供給されるため、オペレータの操作に応じて燃料電池１７ａに最大電力が要求された場合であっても問題なく対応可能となる。

【0033】

また、暖機完了の判定後には、第１及び第２水素吸蔵合金１８ａ，１８ｂを活性状態に保ちつつ燃料電池１７ａを適温に保持する。そのために、コントローラ３１は吸蔵合金出口温度Ｔに加えて、電池入口温度センサ３２、電池出口温度センサ３３及び室温センサ３５により検出された温度情報に基づき、冷却ファン２８及び冷却水ポンプ１７ｂの回転速度を制御する。この制御内容は、例えば特許文献１の燃料電池システム１６と同様の周知内容であるため、詳細な説明は省略する。

【0034】

また、油圧ショベル１の稼動中においてオペレータの操作に応じた要求電力が減少すると、燃料電池１７ａから要求される水素量も減少し、それを超えた量の水素が水素吸蔵合金１８から放出されて余剰分が生じる。このような場合、コントローラは、切換弁３０を介して水素吸蔵合金１８と水素タンク１９とを接続して余剰水素を水素タンク１９に貯蔵する。従って、空になった水素タンク１９に水素を補充する機会が減少して保守性を向上させることができる。

【0035】

一方、第１水素吸蔵合金１８ａは断熱性が高く、第２水素吸蔵合金１８ｂは断熱性が低い。開閉弁２７を全閉にして燃料電池１７ａからの冷却水を第１水素吸蔵合金１８ａだけに流通させている状態では、可能な限り早期の第１水素吸蔵合金１８ａの活性化が望まれる。断熱性が高い第１水素吸蔵合金１８ａは自己の熱を外部に放熱し難いため、冷却水の熱量が効率的に第１水素吸蔵合金１８ａの昇温に利用され、断熱性が低い場合に比較してより早期に暖機が完了する。従って、水素タンク１９の容量を一層縮小して小型化することができる。

【0036】

また、第１及び第２水素吸蔵合金１８ａ，１８ｂが共に活性化した燃料電池システム１６の暖機完了後には、燃料電池１７ａからの冷却水の大半が３方弁２３を介してラジエータ２０側に案内されて放熱される。正常作動のための燃料電池１７ａの適温は、例えばエンジン等に比べて低い上に許容範囲が狭いため、ラジエータ２０には高い放熱能力が要求される。燃料電池１７ａからの冷却水の一部は３方弁２３を介して第１及び第２水素吸蔵合金１８ａ，１８ｂに案内され、断熱性が低い第２水素吸蔵合金１８ｂを流通する際に冷却水が外部に放熱され、これによりラジエータ２０の放熱能力が補われる。従って、燃料電池１７ａを確実に適温に保って良好な発電能力を維持できると共に、第２水素吸蔵合金１８ｂでの放熱分だけラジエータ２０の容量を縮小して小型化することも可能となる。

【0037】

一方、水素タンク１９は上部旋回体４に対して脱着可能に取り付けられると共に、小型化により重量が軽減されているため人力で搬送可能である。従って、例えば、作業中に水素タンク１９及び水素吸蔵合金１８の水素を全て消費してしまい、油圧ショベル１が走行不能に陥った場合等には、上部旋回体４から水素タンク１９を取り外し、人力で水素の充填地点まで搬送して補充可能となる。また、予め水素を補充済の水素タンク１９を用意しておけば、空の水素タンク１９と交換することも容易に実施でき、その利便性を向上することができる。

【0038】

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では油圧ショベル１に具体化したが、これに限るものではなく、燃料電池１７ａを搭載した建設機械であれば適用可能である。従って、例えばアスファルト等の路面を締め固める転圧車両、或いは土砂等をトラックに積み込むホイールローダー等に適用してもよい。

【0039】

また上記実施形態では、吸蔵合金出口温度センサ３４により検出された吸蔵合金出口温度Ｔに基づき、コントローラ３１により切換弁３０、３方弁２３及び開閉弁２７を切り換えたが、これに限るものではない。例えば、吸蔵合金出口温度センサ３４に代えて第４水路２５にサーモスタットを設け、第４水路２５を流れる冷却水の温度に応じたサーモスタットの作動に連動して、切換弁３０、３方弁２３及び開閉弁２７を切り換えてもよい。詳しくは、活性判定温度Ｔ0を境界としてサーモスタットを作動させ、活性判定温度Ｔ0未満の場合には、切換弁３０を水素タンク１９側に切り換え、３方弁２３を水素吸蔵合金１８側に切り換えると共に、開閉弁２７を閉弁する。そして、活性判定温度Ｔ0以上になると、切換弁３０を水素吸蔵合金１８側に切り換え、３方弁２３を徐々にラジエータ２０側に切り換えると共に、開閉弁２７を徐々に開弁させてもよい。

【0040】

また上記実施形態では、互いに独立した第１及び第２水素吸蔵合金１８ａ，１８ｂを直列接続して水素吸蔵合金１８を構成し、互いの間に介装した開閉弁２７の開閉に応じて冷却水を第１水素吸蔵合金１８ａのみ、或いは第１及び第２水素吸蔵合金１８ａ，１８ｂに流通させたが、これに限るものではない。例えば、単一の水素吸蔵合金を上流側と下流側とに区画し、上流側の領域を第１水素吸蔵合金１８ａとして機能させ、下流側の領域を第２水素吸蔵合金１８ｂとして機能させてもよい。また、開閉弁２７に対して互いに並列関係となるように第１及び第２水素吸蔵合金１８ａ，１８ｂを接続し、開閉弁２７の開度に応じて双方の水素吸蔵合金１８ａ，１８ｂに流れる冷却水量を調整するように構成してもよい。

【符号の説明】

【0041】

１ 油圧ショベル（建設機械）
１６ 燃料電池システム
１７ａ 燃料電池
１８ 水素吸蔵合金
１８ａ 第１水素吸蔵合金（第１の吸蔵領域）
１８ｂ 第２水素吸蔵合金（第２の吸蔵領域）
１９ 水素タンク
２７ 開閉弁（排熱切換部）
３０ 切換弁（水素供給源切換部）
３１ コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】