環境意識の高まりや排出ガス規制の強化、さらにエネルギーコストおよび運用効率といった要素を背景に、電動およびハイブリッド駆動の建設機械は世界的に採用が進んでいる。しかし、これらの機械が安全かつ効率的で、持続可能な形で運用されるためには、電気・電子システムの安全性、電磁両立性(EMC)、および機械全体の安全性といった分野において、国際規格への適合が不可欠である。
業界/技術フレームワーク
電動またはハイブリッド建設機械(フォークリフト、テレハンドラー、小型クレーン、都市型建設機械など)では、バッテリー、インバーター、電動モーターシステムが、高電圧・電流変動および環境影響に耐え得るよう設計されなければならない。従来の油圧式や内燃機関システムと比較すると、これらの機械では、エネルギーマネジメント、トルク/力制御、モーター制御、安全回路に関するソフトウェアおよびハードウェアの統合的な設計が求められる。
この文脈において、電動建設機械では、シャシーの接地、短絡保護、絶縁、非常停止機構、ならびに電子制御システム間の互換性を確保することが、構造安全性およびオペレーター安全性の観点から極めて重要となる。
一方で、「電動/ハイブリッド建設機械の規格」という表現、特に油圧・機械複合型機械や大型建設機械に関しては、単一の包括的規格が存在するわけではなく、機械クラスごとに個別の評価が必要となる点が特徴である。
規格および規範フレームワーク
・電動「道路車両/陸上車両」向けに策定された国際規格の一つがISO 6469-3である。本規格は、高電圧電動推進システムおよび補助電気回路を有する電動車両(主に道路車両)に対し、絶縁、感電防止、熱保護、回路保護などの電気安全要件を定義している。
・同シリーズのISO 6469-2は、電動推進を備える車両の運用安全性、システム安全性、故障時保護といった事項を対象としている。
・建設機械および土工機械分野、とりわけ電気・電子サブシステムを組み込む機械においては、ISO 13766規格が電磁両立性および電気安全性の参照規格として用いられる場合がある。本規格は、内燃機関を使用しない内部電源を有する建設/土工機械のEMC評価に関する試験および受入基準を含んでいる。
・より一般的な機械安全の観点では、低電圧制御回路および機械制御システムに関してIEC 60204-1が参照される。本規格は、機械の電気装置の安全性、制御回路の保護対策、接地、開閉要件を規定している。
・さらに、ソフトウェアおよびハードウェアにおける自動化・安全機能の設計および試験を伴う複雑な制御システムについては、ISO 13849が機能安全アプローチとして用いられる。本規格は、機械制御システムにおける安全関連部品の設計および妥当性確認要件を定義している。
これらの規範的枠組みは、電動またはハイブリッド建設機械が、電気・電子安全および機械安全の両面で規格準拠となるための中核的参照基準を構成している。
国内外の動向
世界的に、建設機械および大型機械分野における電動/ハイブリッドモデルの採用は、炭素排出量削減、運用コスト低減、環境持続性目標の達成と直接的に結び付いている。特に2020年代以降、多くの国際メーカーが、電動フォークリフト、電動ローダー、バッテリー駆動のコンパクト機械などを製品ポートフォリオに加えている。
Türkiyeにおいても、一部メーカーが電動機械向けにバッテリー駆動モジュールを開発し、「ゼロエミッション/低騒音」を強調した製品投入が見られる。例えば、あるトルコ系メーカーは、リチウムイオンバッテリー駆動の小型コンパクト機械を提供しているとされている。
ただし、この変革は現時点では広範に普及しているとは言えず、特定のモデルやメーカーに限定された段階にある。電動/ハイブリッド機械の導入には、インフラ(充電、保守)、オペレーター教育、規格適合試験といった技術的・運用上の課題も伴う。
研究開発およびエンジニアリングの側面
電動およびハイブリッド建設機械を開発するエンジニアリングチームは、バッテリーマネジメント、熱制御、高電圧絶縁、インバーターおよびモーター制御回路、回生制動、エネルギー効率最適化、荷重モーメント制御、電子安全回路といった分野に取り組んでいる。これにより、従来機械と比較して、性能および安全性をより高いレベルで制御することが可能となる。
また、機械制御システムにおけるセンサー、電子回路、ソフトウェア、ハードウェアの統合が、信頼性高く、試験され、標準化されていることは、機械寿命、保守要件、安全性の観点から極めて重要である。この点において、ISO 13849のような機能安全規格の適用は、耐故障性および運用安全性の面で重要な参照となる。
評価および現状
・電動およびハイブリッド建設機械は、技術要件、環境目標、運用コスト面の利点から、将来志向の重要な分野として位置付けられる。
・しかし、これらの機械が安全性およびセキュリティの観点で完全に規格準拠・認証されるためには、電気安全、EMC、機械安全、制御システム安全といった分野に注意を払い、ISO 13766、ISO 6469-3、IEC 60204-1、ISO 13849などの適切な規格を適用する必要がある。
・Türkiyeでは、現時点ではこの変革は「特定のモデル/メーカー」レベルにとどまっており、業界全体に広く浸透した「一般的な標準実務」と表現することはできない。
・充電および保守インフラ、オペレーター教育、定期検査体制が確立されれば、国際規格準拠および国内生産の強みを備えた電動/ハイブリッド建設機械は、Türkiyeにおいて大きな可能性を有している。
