JP2015153743A - 蓄電装置及びこれを搭載した作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】熱伝導シートと冷却プレートとの間、及び、熱伝導シートと電池セルの底面との間への気泡の巻き込みを防止できて、電池セルを最適な温度範囲に保持可能な蓄電装置を提供する。また、このような蓄電装置を備えた作業機械を提供する。【解決手段】底面を一方向に揃えて並列した複数のバッテリセル９ａと、バッテリセル９ａの底面側に配置した冷却プレート１１と、バッテリセル９ａの底面と冷却プレート１１との間に配置した熱伝導シート１０ａを備える。熱伝導シート１０ａには、バッテリセル９ａを押圧する側の面に、バッテリセル９ａの底面が接する部分からバッテリセル９ａの底面が接しない部分まで延びる切り込み１７を形成する。【選択図】図１０

Description

本発明は、蓄電装置と、これを搭載した電動式又はハイブリッド式の作業機械とに関する。

電動式作業機械やハイブリッド式作業機械の蓄電装置としては、体積エネルギ密度の高いリチウムイオン二次電池やキャパシタが用いられる。この種の蓄電装置は、セルを単体で用いるのではなく、複数個のセルを組み合わせてモジュール化し、所定の電圧や容量に調整した上で使用される。また、この種の蓄電装置は、所定電流で充放電するため、及び、過充電や過放電を防止するため、制御回路や保護回路を組み込んだコントロール部と接続して使用される。

リチウムイオン二次電池やキャパシタは、時間の経過や充放電の繰り返しによって電圧及び容量などの特性が低下し、やがて寿命を迎える。モジュール化された蓄電装置の寿命は、最も短命なセルの寿命に倣うので、蓄電装置の長寿命化を図るためには、個々のセルの寿命を均一化する必要がある。そして、セルの特性劣化は温度上昇が一因となるので、蓄電装置の長寿命化を図るためには、蓄電装置を適正な温度に保つ必要がある。また、セル単体についても、温度分布が大きいと電極が局部的に劣化してセルの短命化の原因となる。従って、蓄電装置の調温に際しては、単に蓄電装置を構成する複数のセルの平均温度を許容値の範囲に保つだけでは足りず、セル単体についても各部の温度を許容値の範囲に保つ必要がある。

従来、この種の蓄電装置の冷却構造としては、蓄電装置を構成する電池セルの底面側、即ち、電池セルの電極形成面とは反対側にシリコン樹脂シート等の熱伝導性及び絶縁性を有するシート（以下、本明細書においては当該シートを「熱伝導シート」という。）を介して冷却プレートを配置し、これら電池セルと熱伝導シートと冷却プレートを熱結合状態に固定したものが提案されている。また、電池セルと冷却プレートとの間の熱伝導をより効率良くするため、熱伝導シートと電池セルとの間、及び、熱伝導シートと冷却プレートとの間に、シリコンオイル等の熱伝導ペーストを塗布するものも提案されている（特許文献１の段落００３２及び図５）。

特開２０１０−２７７８６３号公報

特許文献１の図５には、面一に揃えられた電池セルの底面を熱伝導シートの表面に塗布された熱伝導ペーストに接して配置した図が記載されている。しかしながら、特許文献１には、電池セルの底面を面一に整列して蓄電装置を組み立てる技術、及び、蓄電装置を構成する全ての電池セルの底面を熱伝導ペーストに接して配置する技術が何も開示されていないので、特許文献１の図５に示されるような理想的な状態で電池セルと熱伝導シートと熱伝導ペーストと冷却プレートとを配置することは、実際上著しく困難であるか不可能である。即ち、作業機械等に用いられる蓄電装置は、複数の電池セルを外装ケース等の組立部材を用いて一体に組み立てられるが、部分的な過剰発熱を防止するためには、電池セルを組立部材を用いて強固に締め付けることができない。よって、組立作業を慎重に行ったとしても、各電池セルの底面を面一に配列することは実際上不可能であり、各セルの底面が必然的に段差状になったり、所定の基準面に対して傾斜することが避けられない。また、電池セルの底面は、製造時において高度な平面形状になるように形成したとしても、ジュール熱等の影響を受けて経時的に変形することもある。このため、従来においては、蓄電装置の底面を熱伝導シートに押圧して熱伝導シートに圧縮力を付与し、全ての電池セルの底面を熱伝導シートに押し付けるという組立方法がとられるのが一般的である。

ところで、熱伝導シートとしては、例えばシリコン樹脂シート等の柔軟性のシート材料が用いられるので、冷却プレートの表面に被着する際に、熱伝導シートと冷却プレートとの間に気泡が巻き込まれる。また、上述したように、電池セルの底面は必ずしも高度な平面形状になっているとは言えないので、電池セルの底面を熱伝導シートに押し付けるという組立方法が採ると、熱伝導シートと電池セルの底面との間にも気泡が巻き込まれる。このように、熱伝導シートと冷却プレートとの間、及び、熱伝導シートと電池セルの底面との間に気泡が巻き込まれると、気泡の熱伝導率は熱伝導シートの熱伝導率に比べて格段に低いので、複数の電池セル間又は単一の電池セル内の温度分布が不均一となり、電池セルを最適な温度範囲に保持することが困難になる。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱伝導シートと冷却プレートとの間、及び、熱伝導シートと電池セルの底面との間への気泡の巻き込みを防止し、電池セルを最適な温度範囲に保持可能な蓄電装置を提供すること、及び、このような蓄電装置を備えた作業機械を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る蓄電装置は、底面を一方向に揃えて並列した複数のセルと、前記セルの底面側に配置した冷却プレートと、前記セルの底面と前記冷却プレートとの間に配置した熱伝導シートを備え、前記熱伝導シートには、前記セルを押圧する側の面に、前記セルの底面が接する部分から前記セルの底面が接しない部分まで延びる切り込みを形成したことを特徴とする。

かかる構成によると、熱伝導シートのセルが押圧される側の面に、セルの底面の幅又は長さよりも長い切り込みが形成されるので、熱伝導シートにセルの底面を押し付けたとき、これら熱伝導シートとセルの底面との間に巻き込まれた気泡が、切り込みを通って外部に排出される。

また本発明は、前記構成の蓄電装置において、前記切り込みは、前記セルを押圧する側の面から前記冷却プレートが接する側の面まで貫通していることを特徴とする。

かかる構成によると、熱伝導シートのセルを押圧する側の面から冷却プレートが接する側の面まで貫通する切り込みを形成するので、冷却プレートに対する熱伝導シートの設置時に、これら冷却プレートと熱伝導シートとの間に巻き込まれた気泡についても、切り込みを通って外部に排出できる。

また本発明は、前記構成の蓄電装置において、前記切り込みは、前記冷却プレートが接する側の面まで貫通していないことを特徴とする。

かかる構成によると、切り込みを冷却プレートが接する側の面まで貫通させないので、冷却プレートと熱伝導シートとの間に巻き込まれた気泡は外部に排出できないが、熱伝導シートとセルの底面との間に巻き込まれた気泡は外部に排出できる。

また本発明は、前記構成の蓄電装置において、前記熱伝導シートの前記冷却プレートが接する側の面に、前記セルが押圧される側の面に貫通しない切り込みを形成することを特徴とする。

かかる構成によると、熱伝導シートのセル側の面及び冷却プレート側の面の双方に切り込みが形成されるので、熱伝導シートとセルの底面との間に巻き込まれた気泡も、冷却プレートと熱伝導シートとの間に巻き込まれた気泡も、外部に排出できる。

また本発明は、前記構成の蓄電装置において、前記切り込みとして、前記熱伝導シートの幅及び長さよりも短い複数の切り込みを、前記熱伝導シートの表面に分散して形成することを特徴とする。

かかる構成によると、熱伝導シートの幅及び長さよりも短い複数の切り込みを熱伝導シートの表面に分散して形成するので、切り込みを形成したことによる熱伝導シートの剛性低下を抑制することができ、蓄電装置の組立作業時の作業性を良好に維持できる。

また本発明は、前記構成の蓄電装置において、前記切り込みとして、前記熱伝導シートを貫通せず、かつ前記熱伝導シートの一端から他端まで延びる複数の切り込みを、前記熱伝導シートの表面に均一に分散して形成することを特徴とする。

かかる構成によると、切り込みを熱伝導シートの一端から他端まで一連に形成できるので、切り込みの形成工程を簡略化できる。

一方、本発明の作業機械は、エンジンと、前記エンジンの動力補助及び前記エンジンからのエネルギ回収を行う電動機と、前記電動機との間で電力の授受を行う蓄電装置とを備え、前記蓄電装置は、底面を一方向に揃えて並列した複数のセルと、前記セルの底面側に配置した冷却プレートと、前記セルの底面と前記冷却プレートとの間に配置した熱伝導シートを有し、前記熱伝導シートには、前記セルを押圧する側の面に、前記セルの底面が接する部分から前記セルの底面が接しない部分まで延びる切り込みを形成したことを特徴とする。

かかる構成によると、熱伝導シートのセルが押圧される側の面に、セルの底面の幅又は長さよりも長い切り込みが形成されるので、熱伝導シートにセルの底面を押し付けたとき、これら熱伝導シートとセルの底面との間に巻き込まれた気泡が、切り込みを通って外部に排出される。よって、蓄電装置を構成する各セルの温度分布を均一化できるので、蓄電装置の寿命を延ばすことができ、電動式又はハイブリッド式の作業機械の作業効率を改善できる。

本発明によれば、気泡の巻き込みを防止できて、セルと冷却プレートとの間の熱伝導性能を均一化できるので、蓄電装置の温度管理を容易かつ適正に行うことができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

実施の形態に係るハイブリッド式油圧ショベルの側面図である。 ハイブリッド式油圧ショベルに搭載されるパワーユニット及びバッテリユニットの構成図である。 バッテリユニットに接続する冷却サイクルの構成図である。 実施の形態に係る蓄電装置の説明図である。 バッテリモジュールと冷却プレートとの間に配置される熱伝導シートの配置例を示す図である。 従来例に係る熱伝導シートの設置方法とその問題点の第１例を示す図である。 従来例に係る熱伝導シートの設置方法とその問題点の第２例を示す図である。 熱伝導シートの表裏面に気泡が巻き込まれた状態の第１例を示す図である。 熱伝導シートの表裏面に気泡が巻き込まれた状態の第２例を示す図である。 実施例１に係る熱伝導シートの設置方法とその効果を示す図である。 実施例２に係る熱伝導シートの設置方法とその効果を示す図である。 実施例１〜４に係る熱伝導シートに形成される切り込みのバリエーションを示す図である。 実施例５に係る熱伝導シートに形成される切り込みの形状及び配列を示す図である。

以下、本発明に係る蓄電装置及びこれを搭載した作業機械の実施の形態を、ハイブリッド式油圧ショベル及びこれに搭載される蓄電装置を例にとって説明する。なお、本発明は、以下に記載する実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。

まずは、実施の形態に係るハイブリッド式油圧ショベルの構成を、図１〜図３を用いて説明する。図１は実施の形態に係るハイブリッド式油圧ショベルの側面図、図２はハイブリッド式油圧ショベルに搭載されるパワーユニットの構成図、図３はバッテリユニットに接続する冷却サイクルの構成図である。図１に示すように、実施の形態に係るハイブリッド式油圧ショベルは、クローラ５が巻き掛けられた下部走行体２と、この下部走行体２上に図示しない旋回軸を介して旋回可能に取り付けた上部旋回体１と、上下方向に回動可能であるように一端を回動可能に連結したフロント作業機４を備えている。上部旋回体１及びクローラ５は、図示しない油圧モータを用いて駆動する。なお、図１の例では下部走行体２にクローラ５が巻き掛けられているが、クローラ５に代えてホイールを下部走行体２に備えることもできる。

上部旋回体１には、オペレータが搭乗して運転操作を行うキャビン３と、カウンタウエイト６と、バッテリユニット（蓄電装置）８と、パワーユニット３０とを備える。また、キャビン３の内部には、パワーユニット３０の操作装置３ａと、操作装置３ａの操作量及び操作方向に応じたパワーユニット３０の制御信号を出力するコントローラ３ｂを備える。バッテリユニット８及びパワーユニット３０については、後に図２及び図３を用いて説明する。

フロント作業機４は、一端を上部旋回体１に回動可能に連結したブーム４ａと、ブーム４ａを上下方向に回動するブームシリンダ７ａと、ブーム４ａの先端に回動可能に連結したアーム４ｂと、アーム４ｂを上下方向に回動するアームシリンダ７ｂと、アーム４ｂの先端に回動可能に連結したバケット４ｃと、バケット４ｃを上下方向に回動するバケットシリンダ７ｃを備える。ブームシリンダ７ａ、アームシリンダ７ｂ、バケットシリンダ７ｃはいずれも油圧シリンダであり、パワーユニット３０に備えた油圧ポンプ３０ｃ（図２参照）が吐出する圧油によって作動する。そして、これらの各油圧シリンダ７ａ、７ｂ、７ｃ及び油圧モータは、キャビン３内に備えた操作装置３ａの操作量に応じた速度で、当該操作装置３ａの操作方向に応じた方向に駆動される。なお、図１の例においては、作業用のアタッチメントとしてバケット４ｃを用いているが、作業内容によっては、バケット４ｃに代えて、ブレーカ、クラッシャ、カッタ、グラップル又はリフティングマグネット等の他のアタッチメントを取り付けることもできる。

パワーユニット３０は、図２に示すように、エンジン３０ａと、エンジン３０ａの動力補助及びエンジン３０ａからのエネルギ回収を行うモータ・ジェネレータ（電動機）３０ｂと、エンジン３０ａで又はエンジン３０ａ及びモータ・ジェネレータ３０ｂの双方で駆動する油圧ポンプ３０ｃを有する。油圧ポンプ３０ｃには、油圧ポンプ３０ｃが吐出する圧油を所要の油圧アクチュエータ（油圧モータ及び油圧シリンダの総称）に分配するバルブ装置３０ｄを接続する。モータ・ジェネレータ３０ｂは、バッテリユニット８からの電気エネルギの供給を受けて駆動し、エンジン３０ａの出力不足をアシストすると共に、エンジン３０ａより回収される回生エネルギを電気エネルギに変換してバッテリユニット８に蓄電する。モータ・ジェネレータ３０ｂと蓄電装置８との間の電力の授受は、インバータ３１を介して行われる。インバータ３１は、コントローラ３ｂが出力する制御信号に基づいて、モータ・ジェネレータ３０ｂに供給する電力の電圧値及び周波数を制御する。

バッテリユニット８は、図３に示すように、底面を一方向に向けて厚さ方向に積層した複数のバッテリセル９ａの集合体からなるバッテリモジュール９と、バッテリモジュール９を構成する各バッテリセル９ａの底面側に配置した冷却プレート１１と、バッテリセル９ａと冷却プレート１１との間に配置した熱伝導シート１０を有している。バッテリユニット８は、各バッテリセル９ａに備えた正極及び負極の端子を適宜接続して、所定の電圧及び容量に調整する。複数のバッテリセル９ａを電気的に直列接続する場合には、正極端子の隣に負極端子がくるように、隣接する各バッテリセル９ａの向きを交互に反転して配置する。そして、図示しないバスバーで、バッテリセル９ａの積層方向に配列された正極端子列及び負極端子列をそれぞれ接続し、正極端子及び負極端子を取り出す。熱伝導シート１０としては、熱伝導性及び電気絶縁性に優れたシリコン樹脂シートなどを用いることができる。

冷却プレート１１は、内部に図示しない冷却媒体の流路を有しており、その流入口及び流出口は、図３に示すように、配管１３を介して、媒体冷却用ラジエータ１４を接続する。これにより、バッテリモジュール９の冷却サイクルが構成される。該冷却サイクル内には、冷却媒体として、例えばクーラントなどの液体の冷却媒体を充填し、図示しないポンプで循環する。これにより、充放電時に発生するジュール熱が、熱伝導シート１０を介して冷却プレート１１に伝わり、また冷却プレート１１から冷却媒体を介して媒体冷却用ラジエータ１４に伝わるので、バッテリモジュール９を冷却できる。

バッテリモジュール９を構成する各バッテリセル９ａは、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、冷却プレート１１上に配置した熱伝導シート１０の上面に、底面を密着させて一列に配置した後、組立部材１２に用いて熱伝導シート１０及び冷却プレート１１と一体化する。組立部材１２は、断面形状がコの字形になっており、その水平部分を各バッテリセル９ａの上面、即ち、電極形成面に押し付けた状態で、下端部を冷却プレート１１に締結することにより、各バッテリセル９ａを所定の押圧力で熱伝導シート１０に押し付ける。これにより、作業機械が走行や掘削で振動しても、バッテリセル９ａの位置ずれや浮き上がりを防ぐことができる。また、熱伝導シート１０ａは、シリコン樹脂シートなどの柔軟性を有する材料をもって形成するので、上記のようにして各バッテリセル９ａの底面を熱伝導シート１０に押し付けると、熱伝導シート１０が局部的に弾性圧縮されて、各接合面が密着する。この場合、熱伝導シート１０とバッテリセル９ａの底面との間、及び、熱伝導シート１０と冷却プレート１１の表面との間に、気泡が巻き込まれないように配慮する必要がある。気泡が巻き込まれると、バッテリセル９ａと冷却プレート１１との間の伝熱効率が局部的に低下して、バッテリセル９ａを均等に冷却することができなくなるからである。気泡の除去方法については、後に図面を用いて詳細に説明する。

上述のように構成した実施の形態に係るハイブリッド式油圧ショベルは、オペレータがキャビン３に搭乗し、キャビン３内に備えた操作装置３ａを操作することで運転される。即ち、オペレータが操作装置３ａを操作すると、操作装置３ａの操作量及び操作方向に応じた信号がコントローラ３ｂに入力する。コントローラ３ｂは、入力信号に基づいて生成した制御信号を出力し、バルブ装置３０ｄを切り換える。これにより、油圧ポンプ３０ｃから吐出した圧油が、操作装置３ａにより指示された流量、方向及び圧力で、所要の油圧シリンダ７ａ、７ｂ、７ｃ及び図示しない油圧モータに選択的に供給され、掘削等の所要の作業が実行される。

次に、蓄電装置８の気泡混入防止構造について説明する。

熱伝導シートの設置方法としては、図５（ａ）に示すように、バッテリモジュール９の底面積よりもやや大きいは１枚の熱伝導シート１０ａを冷却プレート１１上に設置する方法と、図５（ｂ）に示すように、各バッテリセル９ａの底面積よりもやや大きい複数枚の熱伝導シート１０ｂを冷却プレート１１上に設置する方法とがある。図５（ａ）に示すように、１枚の熱伝導シート１０ａに複数のバッテリセル９ａを押し付けて設置する構成にすると、冷却プレート１１に対する熱伝導シート１０ａの設置作業を容易化できる。これに対して、図５（ｂ）に示すように、１枚の熱伝導シート１０ｂごとに１つのバッテリセル９ａを押し付けて設置すると、１のバッテリセル９ａを熱伝導シート１０ｂに押し付けたときの熱伝導シート１０ｂの変形が他に及ばないので、熱伝導シート１０ｂに対するバッテリセル９ａの設置を安定に行うことができる。なお、図５（ｂ）においては、隣接して配置した２つの熱伝導シート１０ｂの間にクリアランスを設けた状態が図示されているが、これら２つの熱伝導シート１０ｂは、密接して配置することもできる。また、図５（ｂ）においては、バッテリセル９ａの数と同数の熱伝導シート１０ｂを冷却プレート１１上に設置した状態が図示されているが、バッテリセル９ａの数と同数の熱伝導シート１０ｂを備える必要はなく、１枚に複数のバッテリセル９ａを押し付けることもできる。

熱伝導シート１０ａ、１０ｂは、バッテリモジュール９から冷却プレート１１への熱伝達を均一かつ効率よく行うために設置する。即ち、バッテリセル９ａの外装面及び冷却プレート１１の表面は、完全な平面には形成し得ない。また、バッテリモジュール９を構成する各バッテリセル９ａの底面は、完全な平面には整列し得ず、段差や傾斜が生じる。このため、熱伝導シート１０ａ、１０ｂを介さずに直接バッテリモジュール９の底面を冷却プレート１１の表面に当接すると、バッテリモジュール９の底面と冷却プレート１１の表面との間には空気層ができ、バッテリモジュール９の熱を効率よく冷却プレート１１に伝達することができない。これに対して、バッテリモジュール９の底面と冷却プレート１１の表面との間に柔軟な熱伝導シート１０ａ、１０ｂを設置すると、バッテリモジュール９及び冷却プレート１１の表面形状に倣って熱伝導シート１０ａ、１０ｂの表面形状が変形するので、空気層を縮小でき、バッテリモジュール９から冷却プレート１１への熱伝達を効率化することができる。

しかしながら、従来の熱伝導シート１０ａ、１０ｂには、接合面への気泡の巻き込みを防止するための工夫がされていないので、図６及び図７に示すように、冷却プレート１１の表面に熱伝導シート１０ａ、１０ｂを設置する際に、冷却プレート１１の表面と熱伝導シート１０ａ、１０ｂとの間に気泡１５が巻き込まれる。また、図８及び図９に示すように、熱伝導シート１０ａ、１０ｂにバッテリセル９ａを押し付けて設置する際に、バッテリセル９ａの底面と熱伝導シート１０ａ、１０ｂとの間に気泡１６が巻き込まれる。冷却プレート１１の表面への熱伝導シート１０ａ、１０ｂの設置に際しては、図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、熱伝導シート１０ａ、１０ｂの端部から、接合面の空気を追い出すようにしながら、順次貼り付ける方法が採られる。しかし、そのような貼り方をしても、冷却プレート１１の平面性の悪さ、組み立て雰囲気中の粉塵、熱伝導シート１０ａ、１０ｂのしわなどの要因があるために気泡１５の巻き込みを防止することができず、図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、熱伝導シート１０ａと冷却プレート１１間には気泡１５が入る。また、バッテリセル９ａの設置時には、接合面の空気を追い出すような操作を行うことが困難であるので、図８（ｂ）及び図９（ｂ）に示すように、バッテリセル９ａの底面と熱伝導シート１０ａ、１０ｂの間に気泡１６ができる。

以下、接合面への気泡の巻き込みを防止する熱伝導シート１０ａ、１０ｂの構成を、実施例毎に説明する。

＜実施例１＞
図１０（ａ）、（ｂ）及び図１２（ａ）に示すように、実施例１に係る熱伝導シート１０ａは、複数のバッテリセル９ａの集合体からなるバッテリモジュール９の底面積よりもやや大きい底面積を有し、バッテリモジュール９の底面を押圧する側の面から冷却プレート１１と接する面にまで貫通する切り込み１７を形成したことを特徴とする。

切り込み１７の長さＬは、バッテリモジュール９を構成する各バッテリセル９ａの厚さＴよりも大きくし、熱伝導シート１０ａの全面にほぼ均一に分散して千鳥状に形成する。熱伝導シート１０ａをこのように構成し、図１０（ｂ）に示すように、バッテリセル９ａの厚さ方向の両端部より切り込み１７の両端部が突出するようにバッテリセル９ａを設置すると、熱伝導シート１０ａに対するバッテリセル９ａの設置時に、バッテリセル９ａと熱伝導シート１０ａとの間の空気が切り込み１７を通って外部に押し出されるので、バッテリセル９ａと熱伝導シート１０ａとの間に気泡が巻き込まれることがない。また、冷却プレート１１上への熱伝導シート１０ａの設置時においても、冷却プレート１１と熱伝導シート１０ａとの間の空気が切り込み１７を通って外部に押し出されるので、冷却プレート１１と熱伝導シート１０ａとの間に気泡が巻き込まれることがない。したがって、バッテリセル９ａと熱伝導シート１０ａとの間、及び、冷却プレート１１と熱伝導シート１０ａとの間に気泡が介在しないので、バッテリセル９ａの発熱を、熱伝導シート１０ａを介して冷却プレート１１に均一かつ高効率に放熱することができ、バッテリセル９ａを最適な温度範囲内で継続的に使用することができる。また本例の熱伝導シート１０ａは、１枚の熱伝導シート１０ａに切り込み１７を千鳥状に形成したので、切れ込み１７を形成したことによる熱伝導シート１０ａの強度低下が少なく、良好な取扱性を維持できると共に、組み立て時の破損を抑制することができる。

＜実施例２＞
図１１（ａ）、（ｂ）及び図１２（ａ）に示すように、実施例２に係る熱伝導シート１０ｂは、バッテリモジュール９を構成する各バッテリセル９ａの底面積よりもやや大きい底面積を有し、バッテリモジュール９の底面を押圧する側の面から冷却プレート１１と接する面にまで貫通する切り込み１７を形成したことを特徴とする。熱伝導シート１０ｂは、バッテリモジュール９を構成するバッテリセル９ａの数だけ、当該バッテリセル９ａの設定ピッチに等しいピッチで冷却プレート１１上に設置される。なお、図１１（ａ）、（ｂ）の例では、隣接して設置した２つの熱伝導シート１０ｂ間にクリアランスを設けたが、今発明の要旨はこれに限定されるものではなく、各熱伝導シート１０ｂは密接して配置することもできる。

切り込み１７の長さは、熱伝導シート１０ｂの幅よりも小さく、その端部は熱伝導シート１０ｂの端部に達している。熱伝導シート１０ａをこのように構成し、図１１（ｂ）に示すように、バッテリセル９ａの厚さ方向の両端部より切り込み１７の両端部が突出するようにバッテリセル９ａを設置すると、熱伝導シート１０ｂに対するバッテリセル９ａの設置時に、バッテリセル９ａと熱伝導シート１０ａとの間の空気が切り込み１７を通って外部に押し出されるので、バッテリセル９ａと熱伝導シート１０ａとの間に気泡が巻き込まれることがない。また、冷却プレート１１上への熱伝導シート１０ｂの設置時においても、冷却プレート１１と熱伝導シート１０ｂとの間の空気が切り込み１７を通って外部に押し出されるので、冷却プレート１１と熱伝導シート１０ｂとの間に気泡が巻き込まれることがない。したがって、バッテリセル９ａと熱伝導シート１０ｂとの間、及び、冷却プレート１１と熱伝導シート１０ｂとの間に気泡が介在しないので、バッテリセル９ａの発熱を、熱伝導シート１０ｂを介して冷却プレート１１に均一かつ高効率に放熱することができる。また本例の熱伝導シート１０ｂは、切り込み１７の一端を熱伝導シート１０ｂの端部に達するようにしたので、気泡の押し出し効果が高い。

＜実施例３＞
図１２（ｂ）に示すように、実施例３に係る熱伝導シート１０ａ、１０ｂは、バッテリモジュール９の底面を押圧する側の面に、冷却プレート１１と接する面にまで貫通しない切り込み１７を形成したことを特徴とする。その他については、実施例１及び実施例２と同じであるので、重複を避けるために説明を省略する。

本例の熱伝導シート１０ａ、１０ｂは、バッテリモジュール９の底面を押圧する側の面に、冷却プレート１１と接する面にまで貫通しない切り込み１７を形成したので、熱伝導シート１０ｂに対するバッテリセル９ａの設置時に、バッテリセル９ａと熱伝導シート１０ａとの間の空気が切り込み１７を通って外部に押し出され、バッテリセル９ａと熱伝導シート１０ａとの間に気泡が巻き込まれることがない。したがって、バッテリセル９ａの発熱を熱伝導シート１０ａ、１０ｂに均一かつ高効率に伝達できる。また、本例の熱伝導シート１０ａ、１０ｂは、冷却プレート１１と接する面にまで貫通しない切り込み１７を形成するので、切れ込み１７を形成したことによる熱伝導シート１０ａの強度低下が少なく、良好な取扱性を維持できると共に、組み立て時の破損を抑制することができる。

＜実施例４＞
図１２（ｃ）に示すように、実施例４に係る熱伝導シート１０ａ、１０ｂは、バッテリモジュール９の底面を押圧する側の面に、冷却プレート１１と接する側の面にまで貫通しない切り込み１７を形成すると共に、冷却プレート１１と接する側の面に、バッテリモジュール９の底面を押圧する側の面にまで貫通しない切り込み１７を形成したことを特徴とする。その他については、実施例１乃至実施例３と同じであるので、重複を避けるために説明を省略する。

本例の熱伝導シート１０ａ、１０ｂは、バッテリモジュール９の底面を押圧する側の面及び冷却プレート１１と接する側の面に切り込み１７を形成したので、バッテリセル９ａと熱伝導シート１０ｂとの間、及び、冷却プレート１１と熱伝導シート１０ｂとの間に気泡が巻き込まれず、バッテリセル９ａの発熱を、熱伝導シート１０ｂを介して冷却プレート１１に均一かつ高効率に放熱することができる。

＜実施例５＞
図１３に示すように、実施例５に係る熱伝導シート１０ａ、１０ｂは、バッテリモジュール９の底面を押圧する側の面に、複数条の冷却プレート１１と接する側の面にまで貫通しない切り込み１７を平行に形成したことを特徴とする。その他については、実施例１乃至実施例４と同じであるので、重複を避けるために説明を省略する。

本例の熱伝導シート１０ａ、１０ｂは、バッテリモジュール９の底面を押圧する側の面に、複数条の冷却プレート１１と接する側の面にまで貫通しない切り込み１７を平行に形成したので、実施例３に係る熱伝導シート１０ａ、１０ｂを用いた場合と同様の効果を奏することができるほか、切り込み１７の形成を容易化することができる。

その他、熱伝導シート１０ａ、１０ｂに形成する切り込み１７の形状及び配列については、上述の実施例１〜５に限定されるものではなく、必要に応じてその他の形状及び配列とすることができる。例えば、実施例１において、切り込み１７を複数のバッテリセル９ａにまたがる長さに形成することもできる。このようにすると、切り込み１７の本数を減少できるので、熱伝導シート１０ａ、１０ｂの量産性を高めることができる。また、１枚の熱伝導シート１０ａ、１０ｂに形成する切り込み１７は、平行でなく、ある角度を持たせてもよい。また、切り込み１７は、曲線であってもよい。さらに、切り込みの本数は、１本でも複数でもよい。切り込み１７は、熱伝導シート１０ａ、１０ｂの製造時に薄いカッタで裁断することにより形成できる。また、切り込み１７は、カッタで裁断したままでよく、シートの熱抵抗を小さくするため、切り込み部の隙間はない方がよい。

上述した実施の形態は、本発明の実施の形態を例示したものであり、本発明の範囲は、上述した実施の形態にのみ限定されるものではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。以下、本発明の他の実施形態について説明する。

上記の実施の形態では、蓄電装置８として複数のバッテリセル９ａをモジュール化したバッテリモジュール９を備えたものを用いたが、かかる構成に代えて、複数のキャパシタセルをモジュール化したキャパシタモジュールを備えたものを用いることもできる。なお、バッテリセル９ａとしては、リチウムイオンバッテリ以外の他のバッテリを用いることもできる。

また、上述の実施の形態においては、ハイブリッド式の作業機械を例にとって説明したが、電動式（バッテリ式）の作業機械にも適用することもできる。この場合、図２に示すパワーユニット３０の構成が異なるものとなる。具体的には、バッテリ式の油圧ショベルの場合、エンジン３０ａがなくなり、モータ・ジェネレータ３０ｂの代わりにモータが搭載される。即ち、ハイブリッド式油圧ショベルの場合、モータ・ジェネレータが本発明の「電動機」に相当するが、バッテリ式の油圧ショベルの場合、モータが本発明の「電動機」に相当する。勿論、本発明は、油圧ショベルだけでなく、ブルドーザ、ホイールローダ、クレーン、ダンプトラック等の他の作業機械にも適用可能である。

さらに、冷却プレート１１に流す熱搬送媒体は、冷却媒体用ラジエータ１４内を循環する冷却媒体以外のものであっても良い。例えば、キャビン３に備えられるエアコン空調装置の冷媒ガスを循環してもよい。

８…蓄電装置
９…バッテリモジュール
１０ａ、１０ｂ…熱伝導シート
１１…冷却プレート
１２…組立部材
１５、１６…気泡
１７…シートを貫通する切り込み
３０…パワーユニット
３０ａ…エンジン
３０ｂ…モータ・ジェネレータ（電動機）
３０ｃ…油圧ポンプ

Claims (7)

1. 底面を一方向に揃えて並列した複数のセルと、前記セルの底面側に配置した冷却プレートと、前記セルの底面と前記冷却プレートとの間に配置した熱伝導シートを備え、
   前記熱伝導シートには、前記セルを押圧する側の面に、前記セルの底面が接する部分から前記セルの底面が接しない部分まで延びる切り込みを形成したことを特徴とする蓄電装置。
2. 請求項１に記載の蓄電装置において、
   前記切り込みは、前記セルを押圧する側の面から前記冷却プレートが接する側の面まで貫通していることを特徴とする蓄電装置。
3. 請求項１に記載の蓄電装置において、
   前記切り込みは、前記冷却プレートが接する側の面まで貫通していないことを特徴とする蓄電装置。
4. 請求項３に記載の蓄電装置において、
   前記熱伝導シートの前記冷却プレートが接する側の面に、前記セルが押圧される側の面に貫通しない切り込みを形成することを特徴とする蓄電装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蓄電装置において、
   前記切り込みとして、前記熱伝導シートの幅及び長さよりも短い複数の切り込みを、前記熱伝導シートの表面に分散して形成することを特徴とする蓄電装置。
6. 請求項３に記載の蓄電装置において、
   前記切り込みとして、前記熱伝導シートを貫通せず、かつ前記熱伝導シートの一端から他端まで延びる複数の切り込みを、前記熱伝導シートの表面に均一に分散して形成することを特徴とする蓄電装置。
7. エンジンと、前記エンジンの動力補助及び前記エンジンからのエネルギ回収を行う電動機と、前記電動機との間で電力の授受を行う蓄電装置とを備え、
   前記蓄電装置は、底面を一方向に揃えて並列した複数のセルと、前記セルの底面側に配置した冷却プレートと、前記セルの底面と前記冷却プレートとの間に介在した熱伝導シートを有し、
   前記熱伝導シートには、前記セルを押圧する側の面に、前記セルの底面が接する部分から前記セルの底面が接しない部分まで延びる切り込みを形成することを特徴とする作業機械。