JP5484301B2 - Power storage module and work machine - Google Patents
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Description
本発明は、複数の蓄電セルを配列させて、蓄電セルに冷却用の伝熱板を接触させた蓄電モジュール及び作業機械に関する。 The present invention relates to a power storage module and a work machine in which a plurality of power storage cells are arranged and a heat transfer plate for cooling is brought into contact with the power storage cells.
充電可能な二次電池やキャパシタ等の蓄電セルを用いた電気駆動の作業機械の開発が進められている。所望の動作電圧を確保するために、複数の蓄電セルが直列接続される。複数の蓄電セルには、蓄電セルで発生した熱を外部に伝達させるための伝熱板が接触する。 Development of electrically driven work machines using storage cells such as rechargeable secondary batteries and capacitors is in progress. In order to secure a desired operating voltage, a plurality of power storage cells are connected in series. A heat transfer plate for transferring the heat generated in the storage cell to the outside contacts the plurality of storage cells.
蓄電モジュールを組み立てる際に、複数の蓄電セルと伝熱板とを位置決めして固定する必要がある。蓄電セル及び伝熱板の数が多くなると、組立作業が煩雑になる。 When assembling the power storage module, it is necessary to position and fix the plurality of power storage cells and the heat transfer plate. As the number of power storage cells and heat transfer plates increases, the assembly work becomes complicated.
本発明の目的は、蓄電セルの数が多くなっても、容易に組み立てを行うことができる蓄電モジュールを提供することである。 The objective of this invention is providing the electrical storage module which can be assembled easily even if the number of electrical storage cells increases.
本発明の一観点によると、
複数の蓄電セルと、
前記蓄電セルの間に配置され、両側の前記蓄電セルに接触する伝熱板と
を有し、
前記伝熱板は、該伝熱板の表面に平行な一方向への前記蓄電セルの移動を禁止する第1の位置拘束構造を有し、
前記蓄電セルは、少なくとも3個配列されており、前記伝熱板は、前記蓄電セルの間に配置された複数のセル間部と、前記セル間部同士を接続する湾曲した湾曲部とを含み、前記セル間部と前記湾曲部とは、1枚の板を折り畳むことにより構成されて、第1の仮想平面への垂直投影像がつづら折り状になっており、
前記第1の位置拘束構造は、前記第1の仮想平面に対して垂直な方向への前記蓄電セルの移動を禁止する蓄電モジュールが提供される。
According to one aspect of the invention,
A plurality of storage cells;
A heat transfer plate disposed between the storage cells and in contact with the storage cells on both sides;
The heat transfer plate have a first position restraining structure for inhibiting movement of the storage cells to one direction parallel to the surface of the heat transfer plate,
At least three power storage cells are arranged, and the heat transfer plate includes a plurality of inter-cell portions disposed between the power storage cells and a curved curved portion that connects the inter-cell portions. The inter-cell portion and the curved portion are formed by folding a single plate, and the vertical projection image on the first virtual plane is in a zigzag shape,
The first position constraint structure is provided with a power storage module that prohibits movement of the power storage cell in a direction perpendicular to the first virtual plane .
第1の位置拘束構造が蓄電セルの位置を拘束するため、容易に組み立てを行うことができる。 Since the first position restraining structure restrains the position of the storage cell, assembly can be easily performed.
[実施例1]
図1Aに、実施例1による蓄電モジュールの平断面図を示す。理解を容易にするために、xyz直交座標系を定義する。平板状の複数(少なくとも4枚)の蓄電セル20が、厚さ方向(z軸方向)に配列されている。蓄電セル20の各々は、電気エネルギを蓄積し、蓄積された電気エネルギを放出することができる。蓄電セル20には、例えば、集電極、セパレータ、電解液等がラミネートフィルムで封止された電気二重層キャパシタが用いられる。なお、ラミネートフィルムで封止されたリチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン二次電池等を用いることも可能である。
[Example 1]
FIG. 1A shows a cross-sectional plan view of a power storage module according to the first embodiment. In order to facilitate understanding, an xyz Cartesian coordinate system is defined. A plurality of (at least four)
蓄電セル20に、つづら折り状(サーペンタイン状)に折り畳まれた伝熱板21が接触している。伝熱板21は、蓄電セル20の間に配置される平板状のセル間部21Aと、セル間部21A同士を接続する湾曲部21Bとを有し、両者が交互に配列している。セル間部21Aは、両側の蓄電セル20に熱的に結合する。ただし、最も外側のセル間部21Aは、内側の表面においてのみ蓄電セル20に接触しており、外側には蓄電セル20が配置されていない。伝熱板21は、x軸に平行な視線で見たときに、すなわちyz面への垂直投影像がつづら折り状になる姿勢で配置されている。
A
伝熱板21の内部に、冷却媒体を流通させる流路22が形成されている。流路22は、伝熱板21のつづら折り形状に整合して、z軸方向の一端から他端に向かって蛇行している。
A
伝熱板21の両側の端面に、流路22が開口している。流路22が開口した端面に、それぞれ冷却媒体導入管24及び冷却媒体排出管25が接続されている。冷却媒体導入管24及び冷却媒体排出管25は、例えば伝熱板21にろう付けされる。
A
冷却媒体供給措置26から冷却媒体導入管24に冷却媒体、例えば冷却水、油、フロン、アンモニア、炭化水素、空気等が導入される。冷却媒体導入管24内に導入された冷却媒体は、伝熱板21内の流路22を経由して、冷却媒体排出管25まで輸送される。冷却媒体排出管25まで輸送された冷却媒体は、冷却媒体供給装置26に回収される。冷却媒体供給装置26は、例えばポンプとラジエタで構成される。
A cooling medium such as cooling water, oil, chlorofluorocarbon, ammonia, hydrocarbons, air, or the like is introduced from the cooling
一対の端版31、34及び一対の側板32、33が、平行六面体構造の6枚の壁面のうち4枚の壁面を構成する。一方の端版31と一対の側板32、33とは、1枚の板を折り曲げることにより形成される。端版31、34が、蓄電セル20の配列方向の両端に配置される。一方の端板31とセル間部21Aとの間、及び他方の端板34とセル間部21Aとの間に、それぞれスペーサ27が配置される。スペーサ27には、例えばアルミニウム、銅等が用いられる。
The pair of
一方の端板34が、側板32、33に、ボルト及びナットからなる締結具37で固定される。締結具37は、蓄電セル20とセル間部21Aとが積層された積層体に、配列方向(z軸方向)の圧縮力を印加する。すなわち、端板31、34、側板32、33、及び締結具37が、積層体に圧縮力を印加する加圧機構の役目を果たす。
One
図1Bに、図1Aの一点鎖線1B−1Bにおける断面図を示す。図1Bの一点鎖線1A−1Aにおける断面図が図1Aに相当する。蓄電セル20と、伝熱板21のセル間部21Aとが交互に積層されている。伝熱板21Aの内部に複数の流路22が形成されている。冷却媒体は、図1Bにおいて、紙面に対して垂直の方向に輸送される。複数の流路22は、隔壁によって相互に隔てられている。隔壁が形成されているため、セル間部21Aに厚さ方向の圧縮力が印加されたとき、セル間部21Aが押し潰されることなく、その形状が維持される。
FIG. 1B is a cross-sectional view taken along one-
底板35及び天板36が、側板32、33(図1A)及び端板31、34とともに、平行六面体構造の筐体を構成する。セル間部21Aは、その下側の端面(x軸の負の方向を向く端面)において、底板35に接触している。天板36とセル間部21Aとの間には、隙間が確保されている。複数の蓄電セル20が、この隙間内を通過する配線38によって直列接続されている。配線38は、一方の蓄電セル20に取り付けられた電極と、他方の蓄電セル20に取り付けられた電極とで構成されている。一方の蓄電セル20の電極と、他方の蓄電セル20の電極とは、超音波溶接により電気的に接続される。電極には、例えばアルミニウム板が用いられる。
The
伝熱板21の下端の一部、及び上端の一部が、内奥部よりも厚くなっている。内奥部の相対的に薄い部分と、端部の相対的に厚い部分との境界に、段差(位置拘束構造)23が現れる。製造途中段階において、セル間部21Aの間に蓄電セル20を挿入する際に、蓄電セル20の縁が段差23に接触することにより、蓄電セル20のx軸方向への移動が禁止される。
A part of the lower end and a part of the upper end of the
図2に、図1A及び図1Bの一点鎖線2−2における断面図を示す。図2の一点鎖線1A−1Aにおける断面図が図1Aに相当し、一点鎖線1B−1Bにおける断面図が図1Bに相当する。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line 2-2 in FIGS. 1A and 1B. 2 corresponds to FIG. 1A, and the cross-sectional view along the alternate long and
底板35が、ボルトとナットからなる締結具40により、側板32、33に固定されている。天板36が、ボルトとナットからなる締結具41により、側板32、33に固定されている。伝熱板21の内部に流路22が形成されている。伝熱板21と天板36との間の隙間に、2本の圧縮力伝達部材39が配置されている。1つの蓄電セル20から、正極及び負極となる電極タブ38がx軸の正の方向に導出されている。隣り合う蓄電セル20の電極タブ38を相互に接続することにより、蓄電セル20が直列接続される。電極タブ38は、伝熱板21と天板36との間の隙間を通過する。
A
圧縮力伝達部材39の各々は、例えば断面L字状の棒状部材であり、蓄電セル20の配列方向(z軸方向)に延在する。圧縮力伝達部材39は、天板36に溶接等によって固定され、伝熱板21に接触している。締結具40、41により、底板35に対して垂直な方向(x軸方向)の圧縮力が、圧縮力伝達部材39を介して伝熱板21に印加される。
Each of the compressive
この圧縮力により、筐体内において、蓄電セル20の配列方向に直交する方向(x軸方向及びy軸方向)に関する伝熱板21の位置が拘束される。位置が拘束された伝熱板21は、筐体の機械的強度を増す補強リブとして働く。
With this compressive force, the position of the
スペーサ27の厚さは、段差23の高さ以上に設定されている。このため、端板31、34からの圧縮力を、スペーサ27を介してセル間部21Aに有効に伝達することができる。
The thickness of the
図3に、折り畳み前の伝熱板21の斜視図を示す。伝熱板21は、長方形の板状部材であり、その内部に、長さ方向に延在する複数の流路22が形成されている。流路22の各々は、伝熱板21の長さ方向に直交する1つの端面から反対側の端面まで達する。また、伝熱板21の両面に、長さ方向に延在する段差23が形成されている。伝熱板21には、例えばアルミニウム等の金属が用いられる。断熱板21の長さ方向のどの位置でも、断面形状が同一であるため、伝熱板21は、押し出し成型により、容易に作製することができる。このため、蓄電モジュールに、低コストで冷却機能を導入することができる。つづら折り状に折り畳められた伝熱板21のセル間部21Aの間に、蓄電セル20を挿入することにより、蓄電セル20の積層体が得られる。
FIG. 3 shows a perspective view of the
次に、伝熱板21に設けられた段差23の効果について説明する。組み立て時に、蓄電セル20のx軸方向の位置がばらつくと、配線38が、伝熱板21や天板36に異常に接近してしまう。組み立て時に、段差23が蓄電セル20のx軸方向の位置を拘束するため、この異常接近を回避することができる。段差23が、蓄電セル20のx軸方向の目安となるため、組み立て作業を容易に行うことが可能になる。
Next, the effect of the
セル間部21Aの間に蓄電セル20を挿入する前に、蓄電セル20の電極タブ38同士が接続されている場合には、蓄電セル20の位置がy軸方向にばらつくことはない。このため、伝熱板21に、y軸方向に関する位置拘束構造が設けられていない場合でも、組み立て時に不都合は生じない。
If the
蓄電セル20をセル間部21Aの間に挿入する前に、電極タブ38同士が接続されていない場合には、蓄電セル20の、y軸方向に関する位置を拘束することができない。ただし、y軸方向に関して、蓄電セル20が伝熱板21からはみ出さないように位置決めすることは容易である。従って、蓄電セル20の、y軸方向の位置ずれが生じたとしても、この位置ずれ量は、伝熱板21のy軸方向の寸法と、蓄電セル20のy軸方向の寸法との差よりも大きくなることはない。電極タブ38の、y軸方向の寸法は、蓄電セル20の最大の位置ずれ量よりも十分大きい。このため、蓄電セル20のy軸方向の位置がばらついたとしても、電極タブ38同士を接続することに支障は生じない。
If the
図4Aに、実施例1の変形例による伝熱板21の断面図を、蓄電セル20と共に示す。実施例1では、図1Bに示したように、伝熱板21の下端及び上端のいずれにも、両面に段差23が形成されてる。図4Aに示した変形例では、伝熱板21の下端(x軸の負の方向を向く端部)近傍においては、一方の第1の表面28aにのみ段差23aが形成されており、上端(x軸の正の方向を向く端部)近傍においては、第1の表面28aとは反対側の第2の表面28bにのみ段差23bが形成されている。
FIG. 4A shows a cross-sectional view of the
伝熱板21を折り畳んだ状態で、第1の表面28aの間に挟まれる蓄電セル20aは、段差23aによってx軸の負の方向への移動が禁止される。組み立て時に、蓄電セル20aの縁を段差23aに接触させることにより、蓄電セル20aのx軸方向の位置を拘束することができる。また、第2の表面28bの間に挟まれる蓄電セル20bは、段差23bによってx軸の正の方向への移動が禁止される。組み立て時には、蓄電セル20bの縁を段差23bに接触させることにより、蓄電セル20bのx軸方向の位置を拘束することができる。
The
組み立て後に、積層方向(z軸方向)の圧縮力が印加されると、伝熱板21と蓄電セル20との相互接触面に発生する摩擦力によって、蓄電セル20の位置が固定される。このため、蓄電セル20aが、x軸の正の方向へずれることはなく、蓄電セル20bが、x軸の負の方向へずれることもない。
When a compressive force in the stacking direction (z-axis direction) is applied after assembly, the position of the
図4Aに示した変形例の伝熱板21は、図1Bに示した実施例1の伝熱板21よりも、剛性が低い。このため、伝熱板21を、容易に、つづら折り状に折り畳むことが可能になる。
The
図4Bに、実施例1の他の変形例による伝熱板21の断面図を、蓄電セル20と共に示す。この変形例では、伝熱板21の上端(x軸の正の方向を向く端部)近傍にのみ、段差23が形成されており、下端(x軸の負の方向を向く端部)近傍には、段差が形成されていない。上端近傍の段差28は、伝熱板21の両面に形成されている。
FIG. 4B shows a cross-sectional view of the
組み立て時に、蓄電セル20の、x軸の正の向きへの移動が禁止されることにより、蓄電セル20の位置が拘束される。この変形例においても、伝熱板21の剛性が、実施例1の伝熱板21の剛性より低い。このため、伝熱板21を、容易に、つづら折り状に折り畳むことが可能になる。
At the time of assembly, the movement of the
[実施例2]
図5に、実施例2による蓄電モジュールの伝熱板と蓄電セルとの平断面図を示す。以下の説明では、図1A〜図3に示した実施例1による蓄電モジュールとの相違点に着目し、同一の構成については説明を省略する。伝熱板21のセル間部21Aと、蓄電セル20とがz軸方向に積層されている。
[Example 2]
In FIG. 5, the plane sectional view of the heat-transfer plate and electrical storage cell of the electrical storage module by Example 2 is shown. In the following description, the difference from the power storage module according to the first embodiment shown in FIGS. 1A to 3 will be noted, and the description of the same configuration will be omitted. The
湾曲部21Bが、当該湾曲部21Bに連続する一対のセル間部21Aの外側の表面を基準として、盛り上がっている盛上り部21Cを含む。いずれの蓄電セル20においても、y軸の正の向き及び負の向きの一方に、盛上り部21Cが設けられている。蓄電セル20は、盛上り部21Cによって、盛上り部21Cに向かう向き(y軸の正または負の向き)の移動が禁止される。すなわち、盛上り部21Cは、蓄電セル20の位置を拘束する位置拘束構造として作用する。
The
x軸方向に関しては、実施例1と同様に、段差23(図1B)が、蓄電セル20の位置を拘束する。実施例1では、組み立て時に、x軸方向に関してのみ、蓄電セル20の位置を拘束することができたが、実施例2では、y軸方向に関しても、蓄電セル20の位置を拘束することができる。
Regarding the x-axis direction, as in the first embodiment, the step 23 (FIG. 1B) restrains the position of the
[実施例3]
図6Aに、実施例3による蓄電モジュールの断面図を示す。理解を容易にするために、xyz直交座標系を定義する。
[Example 3]
FIG. 6A shows a cross-sectional view of a power storage module according to the third embodiment. In order to facilitate understanding, an xyz Cartesian coordinate system is defined.
複数の蓄電セル20と複数の伝熱板21とが、交互にz軸方向に積層されている。実施例1で採用された伝熱板21(図1A)は、1枚の板を折り畳んだものであったが、実施例3では、個々の伝熱板21が蓄電セル20の間に挟まれている。蓄電セル20の下端(x軸の負の方向を向く端部)及び上端(x軸の正の方向を向く端部)から、それぞれ電極タブ38が導出されている。蓄電セル20が直列に接続されるように、隣り合う蓄電セル20の電極タブ38同士が接続されている。
A plurality of
蓄電セル20と伝熱板21とを含む積層体の、積層方向(z軸方向)の両端に、端板31、34が配置されている。一方の端板31から他方の端板34まで、複数のタイロッド50が貫通し、蓄電セル20及び伝熱板21に、z軸方向の圧縮力を印加している。端板31、34に、底板35及び天板36が、ボルトで固定されている。
伝熱板21の各々の下端(x軸の負の方向を向く端部)及び上端(x軸の正の方向を向く端部)が、内奥部よりも厚くなっている。相対的に厚い部分と、相対的に薄い部分との境界に、段差23が形成される。段差23は、y軸に平行な方向に延在する。蓄電セル20の縁が段差23に接触することにより、蓄電セル20の、x軸方向の位置が拘束される。
Each
図6Bに、図6Aの一点鎖線6B−6Bにおける断面図を示す。蓄電セル20及び伝熱板21からなる積層体の両側に、側板32、33が配置されている。側板32、33は、ボルトで底板35及び天板36に固定されている。伝熱板21は、その端面において側板32、33に接触している。側板32、33内に、冷却媒体を流すための流路52が形成されている。
6B is a cross-sectional view taken along one-
蓄電セル20で発生した熱は、伝熱板21を経由して側板32、33に伝達される。側板32、33は、流路52を流れる冷却媒体によって冷却される。
The heat generated in the
図7Aに、伝熱板21の斜視図を示す。伝熱板21の下端近傍及び上端近傍の両面に、y軸方向に延在する段差23が形成されている。図4Aに示した例と同様に、下端近傍の段差23を、伝熱板21の一方の表面にのみ形成し、上端近傍の段差23を伝熱板21の他方の表面にのみ形成してもよい。また、図4Bに示した例と同様に、上端近傍にのみ段差23を形成してもよい。逆に、下端近傍にのみ段差23を形成してもよい。
FIG. 7A shows a perspective view of the
実施例3では、蓄電セル20と伝熱板21との、x軸方向に関する相対位置が拘束される。このため、蓄電セル20と伝熱板21とを、位置決めしながら容易に積み重ねることができる。
In the third embodiment, the relative positions of the
図7Bに、実施例3の変形例による蓄電モジュールに適用される伝熱板21の斜視図を示す。この変形例では、伝熱板21の側方の端部(y軸の負の方向を向く端部)の近傍にも段差23yが形成されている。この段差23yは、x軸に平行な方向に延在する。なお、y軸に平行な方向に延在する段差23は、伝熱板21の下端近傍にのみ形成されている。
FIG. 7B is a perspective view of the
段差23yは、蓄電セル20の、y軸方向の位置を拘束する。このため、蓄電セル20と伝熱板21とを、位置決めしながら容易に積み重ねることができる。
The
[実施例4]
図8Aに、実施例4による蓄電モジュールの平面図を示す。理解を容易にするために、xyz直交座標系を定義する。
[Example 4]
FIG. 8A shows a plan view of a power storage module according to the fourth embodiment. In order to facilitate understanding, an xyz Cartesian coordinate system is defined.
複数の蓄電セル20がz軸方向に配列している。蓄電セル20の各々の外形は、例えばx軸に平行な中心軸を持つ円柱形である。蓄電セル20は、集電極、分極性電極、セパレータ等を積層した積層膜を捲いて、円筒状の缶の中に装填したものである。伝熱板21が、蓄電セル20の間を縫うように通過している。例えば、奇数番目の蓄電セル20においては、円柱の側面のうち、y軸の正の方向を向く半分の領域が伝熱板21に接触し、偶数番目の蓄電セル20においては、y軸の負の方向を向く半分の領域が伝熱板21に接触する。
A plurality of
蓄電セル20の上面に正極及び負極が設けられている。複数の蓄電セル20は、配線38により、直列に接続されている。蓄電セル20の上方を、2本の圧縮力伝達部材39が通過する。
A positive electrode and a negative electrode are provided on the upper surface of the
図8Bに、図8Aの一点鎖線8B−8Bにおける断面図を示す。底板(台座)35の上に、蓄電セル20及び伝熱板21が載置されている。伝熱板21内に、冷却媒体を流すための流路22が形成されている。伝熱板21の上端(x軸の正の方向を向く端部)近傍が、他の領域よりも厚くされている。相対的に厚い部分と、相対的に薄い部分との境界に、段差23が形成されている。圧縮力伝達部材39が、伝熱板21にx軸方向の圧縮力を印加する。圧縮力は、例えば図2に示した天板36、側板32、33、及び締結具41等により印加される。
FIG. 8B is a cross-sectional view taken along one-
段差23が蓄電セル20の上面の縁に接触することにより、蓄電セル20が底板35に押し付けられて固定される。このため、蓄電セル20を、個別に底板35に固定する場合に比べて、組立作業が容易になる。
When the
図9に、実施例4の変形例による蓄電モジュールの平面図を示す。図8Aに示した実施例4では、蓄電セル20の中心軸が一直線上に並んでいたが、図9に示した変形例では、奇数番目の蓄電セル20aは一直線上に並び、偶数番目の蓄電セル20bも一直線上に並ぶが、両者は、y軸方向にずれた位置に配置される。例えば、奇数番目の蓄電セル20aは、偶数番目の蓄電セル20bよりもy軸の正の方向にずれている。
In FIG. 9, the top view of the electrical storage module by the modification of Example 4 is shown. In the fourth embodiment shown in FIG. 8A, the central axes of the
伝熱板21は、奇数番目の蓄電セル20aの、y軸の正の側を通過し、偶数番目の蓄電セル20bの、y軸の負の側を通過する。伝熱板21は、中心角が180°より大きな円弧に相当する領域において、蓄電セル20の側面に接触する。このため、蓄電セル20のyz面内の位置が、伝熱板21によって、より強固に固定される。
The
[実施例5]
図10に、上記実施例1〜4による蓄電モジュールの少なくとも1つを搭載した作業機械の例としてハイブリッド型ショベルの概略平面図を示す。旋回体70に、旋回軸受け73を介して、走行装置71が取り付けられている。旋回体70に、エンジン74、油圧ポンプ75、旋回用電動モータ76、油タンク77、冷却ファン78、座席79、蓄電モジュール80、及び電動発電機83が搭載されている。エンジン74は、燃料の燃焼により動力を発生する。エンジン74、油圧ポンプ75、及び電動発電機83が、トルク伝達機構81を介して相互にトルクの送受を行う。油圧ポンプ75は、ブーム82等の油圧シリンダに圧油を供給する。
[Example 5]
FIG. 10 is a schematic plan view of a hybrid excavator as an example of a work machine on which at least one of the power storage modules according to the first to fourth embodiments is mounted. A traveling
電動発電機83は、エンジン74の動力によって駆動され、発電を行う(発電運転)。発電された電力は、蓄電モジュール80に供給され、蓄電モジュール80が充電される。また、電動発電機83は、蓄電モジュール80からの電力によって駆動され、エンジン74をアシストするための動力を発生する(アシスト運転)。油タンク77は、油圧回路の油を貯蔵する。冷却ファン78は、油圧回路の油温の上昇を抑制する。操作者は、座席79に着座して、ハイブリッド型ショベルを操作する。 The motor generator 83 is driven by the power of the engine 74 to generate power (power generation operation). The generated power is supplied to the power storage module 80, and the power storage module 80 is charged. In addition, the motor generator 83 is driven by the electric power from the power storage module 80 and generates power for assisting the engine 74 (assist operation). The oil tank 77 stores oil of the hydraulic circuit. The cooling fan 78 suppresses an increase in the oil temperature of the hydraulic circuit. The operator sits on the seat 79 and operates the hybrid excavator.
蓄電モジュール80には、上記実施例1〜4による蓄電モジュールが用いられる。蓄電モジュール80から供給される電力によって、旋回用電動モータ76が駆動される。旋回用電動モータ76は、駆動対象である旋回体70を旋回させる。また、旋回用電動モータ76は、運動エネルギを電気エネルギに変換することによって回生電力を発生する。発生した回生電力によって、蓄電モジュール80が充電される。
As the power storage module 80, the power storage modules according to the first to fourth embodiments are used. The turning electric motor 76 is driven by the electric power supplied from the power storage module 80. The turning electric motor 76 turns the turning
走行装置71は、例えば一対のクローラを含み、旋回体70を前進または後進させる。クローラは、油圧モータで駆動してもよいし、電動モータで駆動してもよい。クローラを駆動する電動モータには、蓄電モジュール80から電力が供給される。
The traveling
特に、作業機械は、自動車に比べて、路面の悪い砂利道を走行する場合が多く、作業中に、周囲の堆積物や構造物等へ衝突する頻度も多い。このため、作業機械に搭載される蓄電モジュールには、大きな振動や強い衝撃が加わりやすい。この振動や衝撃による蓄電モジュールの位置ずれが懸念される。上記実施例では、位置拘束構造を備える伝熱板により蓄電セルを支持しているため、大きな振動や強い衝撃が加わっても、複数の蓄電セルの位置ずれが生じにくい。これにより、電極タブ38の接続状態を安定させることができる。
In particular, work machines often travel on gravel roads with poor road surfaces, compared to automobiles, and frequently collide with surrounding deposits and structures during work. For this reason, a large vibration and a strong impact are easily applied to the power storage module mounted on the work machine. There is concern about the displacement of the power storage module due to this vibration or impact. In the said Example, since the electrical storage cell is supported by the heat exchanger plate provided with a position constraint structure, even if a big vibration and a strong impact are added, the position shift of a some electrical storage cell does not arise easily. Thereby, the connection state of the
図10では、作業機械への適用例として、ハイブリッド型ショベルを示したが、実施例1〜4の蓄電モジュールは、ハイブリッド型ショベルの他に、電動ショベル、ホイルローダ、ブルドーザ、フォークリフト等の他の作業機械に適用することも可能である。実施例1〜4による蓄電モジュールを、ホイルローダやフォークリフトに適用する場合には、蓄電実ジュールから走行用電動モータに電力が供給される。走行用電動モータは、駆動対象である走行装置、例えば車輪を駆動する。走行装置は、走行用電動モータによって駆動されることにより、走行装置に取り付けられた本体部を前進または後進させる。 In FIG. 10, a hybrid excavator is shown as an application example to a work machine. However, in addition to the hybrid excavator, the power storage modules according to the first to fourth embodiments are other operations such as an electric excavator, a wheel loader, a bulldozer, a forklift It can also be applied to machines. When the power storage module according to the first to fourth embodiments is applied to a wheel loader or a forklift, power is supplied from the power storage real module to the traveling electric motor. The traveling electric motor drives a traveling device, for example, a wheel, to be driven. The traveling device is driven by the traveling electric motor to advance or reverse the main body attached to the traveling device.
実施例1〜5においては、蓄電モジュールの構成例として側板32、33、端板31、34、天板36、及び底板35(図1A、図1B等)で構成される平行六面体構造を有する筐体の内部に、蓄電セル20と伝熱板21とを格納したが、必ずしも筐体を平行六面体構造にする必要はない。例えば、図1Aにおいて、側板32、33を省略し、一方の端板31から他方の端板34まで達する複数のタイロッドを配置してもよい。この場合には、タイロッドが、蓄電セル20及び伝熱板21に圧縮力を印加する。
In the first to fifth embodiments, as a configuration example of the power storage module, a housing having a parallelepiped structure including
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
20、20a、20b 蓄電セル
21 伝熱板
21A セル間部
21B 湾曲部
21C 盛上り部
22 流路
23、23a、23b、23y 段差(位置拘束構造)
24 冷却媒体導入管
25 冷却媒体排出管
26 冷却媒体供給装置
27 スペーサ
28a 第1の表面
28b 第2の表面
31、34 端板
32、33 側板
35 底板
36 天板
37 締結具
38 配線(電極タブ)
39 圧縮力伝達部材
40、41 締結具
50 タイロッド
52 流路
70 旋回体(駆動対象)
71 走行装置
73 旋回軸受け
74 エンジン
75 油圧ポンプ
76 旋回モータ
77 油タンク
78 冷却ファン
79 座席
80 蓄電モジュール
81 トルク伝達機構
82 ブーム
83 電動発電機
20, 20a, 20b
24 Cooling
39 Compressive
71 Traveling Device 73 Swivel Bearing 74 Engine 75 Hydraulic Pump 76 Swivel Motor 77 Oil Tank 78 Cooling Fan 79 Seat 80 Power Storage Module 81 Torque Transmission Mechanism 82 Boom 83 Motor Generator
Claims (10)
前記蓄電セルの間に配置され、両側の前記蓄電セルに接触する伝熱板と
を有し、
前記伝熱板は、該伝熱板の表面に平行な一方向への前記蓄電セルの移動を禁止する第1の位置拘束構造を有し、
前記蓄電セルは、少なくとも3個配列されており、前記伝熱板は、前記蓄電セルの間に配置された複数のセル間部と、前記セル間部同士を接続する湾曲した湾曲部とを含み、前記セル間部と前記湾曲部とは、1枚の板を折り畳むことにより構成されて、第1の仮想平面への垂直投影像がつづら折り状になっており、
前記第1の位置拘束構造は、前記第1の仮想平面に対して垂直な方向への前記蓄電セルの移動を禁止する蓄電モジュール。 A plurality of storage cells;
A heat transfer plate disposed between the storage cells and in contact with the storage cells on both sides;
The heat transfer plate have a first position restraining structure for inhibiting movement of the storage cells to one direction parallel to the surface of the heat transfer plate,
At least three power storage cells are arranged, and the heat transfer plate includes a plurality of inter-cell portions disposed between the power storage cells and a curved curved portion that connects the inter-cell portions. The inter-cell portion and the curved portion are formed by folding a single plate, and the vertical projection image on the first virtual plane is in a zigzag shape,
The first position constraint structure is a power storage module that prohibits movement of the power storage cell in a direction perpendicular to the first virtual plane .
前記蓄電セルの間に配置され、両側の前記蓄電セルに接触する伝熱板と
を有し、
前記伝熱板は、該伝熱板の表面に平行な一方向への前記蓄電セルの移動を禁止する第1の位置拘束構造を有し、
前記蓄電セルは、少なくとも3個配列されており、前記伝熱板は、前記蓄電セルの間に配置された複数のセル間部と、前記セル間部同士を接続する湾曲した湾曲部とを含み、前記セル間部と前記湾曲部とは、1枚の板を折り畳むことにより構成されており、
前記蓄電セルの各々は板状の外形を有し、相互に交差する第1の縁と第2の縁とを有し、前記複数の蓄電セルは厚さ方向に配列されており、
前記第1の位置拘束構造は、前記第1の縁に接触する段差を含む蓄電モジュール。 A plurality of storage cells;
A heat transfer plate disposed between the storage cells and in contact with the storage cells on both sides;
Have
The heat transfer plate has a first position restraining structure that prohibits movement of the storage cell in one direction parallel to the surface of the heat transfer plate,
At least three power storage cells are arranged, and the heat transfer plate includes a plurality of inter-cell portions disposed between the power storage cells and a curved curved portion that connects the inter-cell portions. The inter-cell portion and the curved portion are configured by folding a single plate,
Each of the energy storage cells has a plate-like outer shape, has a first edge and a second edge intersecting each other, and the plurality of energy storage cells are arranged in a thickness direction,
It said first position restraining structure, the first including a charge reservoir module the step of contacting the rim.
前記湾曲部は、前記蓄電セルの配列方向に関して、当該湾曲部に連続する2つの前記セル間部の外側の表面を基準として盛り上がっている盛上り部を含み、該盛上り部が前記第2の位置拘束構造として作用する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の蓄電モジュール。 The heat transfer plate further includes a second position restraining structure that prohibits movement of the storage cell in a second direction that is parallel to the surface of the heat transfer plate and intersects the first direction ,
The curved portion includes a raised portion that is raised with reference to the outer surface of the two inter-cell portions that are continuous to the curved portion with respect to the arrangement direction of the storage cells, and the raised portion is the second portion. The electrical storage module of any one of Claim 1 thru | or 3 which acts as a position restraint structure .
前記伝熱板は、その端面において前記側板に熱的に結合している請求項5に記載の蓄電モジュール。 Furthermore, it has a side plate arranged on the side of the laminate in which the storage cell and the heat transfer plate are arranged,
The power storage module according to claim 5 , wherein the heat transfer plate is thermally coupled to the side plate at an end surface thereof.
前記蓄電モジュールから電力の供給を受ける電動モータと、
前記電動モータによって駆動される駆動対象と
を有し、
前記蓄電モジュールは、
複数の蓄電セルと、
前記蓄電セルの間に配置され、両側の前記蓄電セルに接触する伝熱板と
を有し、
前記伝熱板は、該伝熱板の表面に平行な一方向への前記蓄電セルの移動を禁止する第1の位置拘束構造を有し、
前記蓄電セルは、少なくとも3個配列されており、前記伝熱板は、前記蓄電セルの間に配置された複数のセル間部と、前記セル間部同士を接続する湾曲した湾曲部とを含み、前記セル間部と前記湾曲部とは、1枚の板を折り畳むことにより構成されて、第1の仮想平面への垂直投影像がつづら折り状になっており、
前記第1の位置拘束構造は、前記第1の仮想平面に対して垂直な方向への前記蓄電セルの移動を禁止する作業機械。 An electricity storage module;
An electric motor receiving power from the power storage module;
A driving object driven by the electric motor,
The power storage module is:
A plurality of storage cells;
A heat transfer plate disposed between the storage cells and in contact with the storage cells on both sides;
The heat transfer plate have a first position restraining structure for inhibiting movement of the storage cells to one direction parallel to the surface of the heat transfer plate,
At least three power storage cells are arranged, and the heat transfer plate includes a plurality of inter-cell portions disposed between the power storage cells and a curved curved portion that connects the inter-cell portions. The inter-cell portion and the curved portion are formed by folding a single plate, and the vertical projection image on the first virtual plane is in a zigzag shape,
The first position constraint structure is a work machine that prohibits movement of the storage cell in a direction perpendicular to the first virtual plane .
前記駆動対象は、前記走行装置に旋回可能に取り付けられた旋回体であり、
前記電動モータは、前記旋回体を旋回させる請求項8に記載の作業機械。 Furthermore, it has a traveling device for moving the drive object forward and backward,
The driving object is a revolving body attached to the traveling device so as to be able to turn,
The work machine according to claim 8 , wherein the electric motor turns the turning body.
The work machine according to claim 8 , wherein the driving target is a traveling device that moves the main body forward or backward, and the electric motor drives the traveling device to move the main body forward or backward.
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