專利名稱：蓄電模塊以及作業(yè)機械的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及具有對多個蓄電單元進行冷卻的構造的蓄電模塊以及具備該蓄電模塊的作業(yè)機械。
背景技術：
使用了能夠充電的二次電池、電容器等蓄電單元的混合型汽車、混合型作業(yè)機械的開發(fā)正在推進。為了確保所希望的動作電壓，多個蓄電單元被串聯(lián)使用。伴隨著蓄電單元的充放電，單元內(nèi)產(chǎn)生熱。例如，在將多個層壓類型的平板蓄電單元串聯(lián)，并作為模塊使用的情況下，單元在厚度方向上層疊，在各單元之間配置導熱板。在單元中產(chǎn)生的熱，經(jīng)由導熱板向冷卻板排出，冷卻效率較差。在如此構成的蓄電模塊中，導熱板內(nèi)的熱流通量變高，結果蓄電單元的內(nèi)部溫度上升，促進蓄電單元的惡化。當蓄電單元中所蓄積的電能密度變高時，要求使在蓄電單元內(nèi)產(chǎn)生的熱更高效地向外部傳遞的冷卻機構。提出有將在多個蓄電單元中產(chǎn)生的熱向外部釋放的各種構成(例如參照專利文獻I)。在專利文獻I中公開了在多個蓄電單元之間將熱輸送裝置以面接觸的方式配置的層疊型電池裝置的發(fā)明。在熱輸送裝置的內(nèi)部，形成有細管熱管，吸收蓄電單元的熱而向外部釋放。專利文獻1:日本特開平8 — 111244號公報
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種蓄電模塊，例如能夠對搭載于作業(yè)機械的多個蓄電單元高效地進行冷卻。根據(jù)本實用新型的一個觀點，提供一種蓄電模塊，具有第一、第二構件，形成有通過冷卻介質(zhì)的流路；以及平板狀的多個蓄電單元，配置在上述第一、第二構件之間，上述平板狀的多個蓄電單元以與上述第一、第二構件接近的蓄電單元的平板面和上述第一、第二構件接觸的方式被配置在上述第一、第二構件之間。此外，根據(jù)本實用新型的其他觀點，提供一種作業(yè)機械，具備下部行走體；上部回轉體，能夠回轉地安裝在上述下部行走體上；以及蓄電模塊，搭載于上述上部回轉體，上述蓄電模塊具有第一、第二構件，形成有通過冷卻介質(zhì)的流路；以及平板狀的多個蓄電單元，配置在上述第一、第二構件之間，上述平板狀的多個蓄電單元以與上述第一、第二構件接近的蓄電單元的平板面和上述第一、第二構件接觸的方式被配置在上述第一、第二構件之間。實用新型的效果根據(jù)本實用新型，能夠提供一種蓄電模塊，例如能夠對搭載于作業(yè)機械的多個蓄電單元高效地進行冷卻。
圖1A是第一實施例的蓄電模塊的水平截面圖。圖1B是圖1A的沿著IB — IB線的截面圖。圖2A、圖2B是分別表示第一實施例的蓄電模塊的第一變形例、第二變形例的截面圖。圖3是第二實施例的蓄電模塊的水平截面圖。圖4是作為實施例的作業(yè)機械的混合型挖土機的概略俯視圖。圖5是實施例的作業(yè)機械的側視圖。圖6A是表不第三實施例的蓄電模塊的一部分的俯視圖，圖6B以及圖6C分別是圖6A的點劃線6B - 6B、6C — 6C的截面圖。圖7是表示以第三實施例的位置關系來配置蓄電單元20和冷卻板120時的冷卻板120的溫度分布以及流路121內(nèi)的流速的模擬結果的圖。圖8是表示以比較例的位置關系來配置蓄電單元20和冷卻板120時的冷卻板120的溫度分布以及流路121內(nèi)的流速的模擬結果的圖。圖9A以及圖9B是表示第四實施例的蓄電模塊的一部分的截面圖。圖1OA是表示第五實施例的蓄電模塊的一部分的俯視圖，圖1OB是圖1OA的點劃線IOB-1OB的截面圖。圖1lA以及圖1lB是表示第六實施例的蓄電模塊的一部分的俯視圖。圖12是表示第七實施例的蓄電模塊的一部分的俯視圖。圖13是表示第八實施例的蓄電模塊的一部分的俯視圖。符號的說明10a、IOb 排熱容器I la、I Ib 底板12a、12b 側壁12b'側壁12b的立起位置13a、13b 流路14 頂板15 流路16、17 緊固件18冷卻介質(zhì)供給裝置20、2OA1 2OA6 蓄電單元20(^20(^ 20C6 中心線21 布線25蓄電單元20的層疊體的配設位置26輔助用連桿27輔助用壁31 33冷卻板31a 33a 流路[0045]35 連桿70上部回轉體71下部行走體73回轉軸承74發(fā)動機75 主泵76回轉馬達77 油箱·78冷卻風扇79 座位80蓄電模塊81轉矩傳遞機構82 動臂83電動發(fā)電機85 斗桿86 伊斗90 座91緩沖器107動臂缸108斗桿缸109鏟斗缸120冷卻板121 流路I2IA 上游端121B第一直線流路UlBa內(nèi)側流路121Bb外側流路12IC彎曲流路121Ca內(nèi)側流路121Cb外側流路121D第二直線流路I2IE 下游端121F 凸部123冷卻介質(zhì)導入管124冷卻介質(zhì)排出管130B第一直線流路130C第一彎曲部130D第二直線流路130E第二彎曲部[0084]130F第三直線流路130G第三彎曲部130H第四直線流路155 螺釘
具體實施方式
圖1A表示第一實施例的蓄電模塊的水平截面圖。第一實施例的蓄電模塊構成為，包括排熱容器10a、10b、頂板14以及多個蓄電單元20。排熱容器10a、10b是相同材料、例如鋁，并形成為幾乎相同形狀例如浴槽型的大 致等同的容器。排熱容器10a、10b作為第一、第二構件具備底板IlaUlb以及從底板11a、Ilb例如沿著長方形的四周垂直地立起的側壁12a、12b。在底板IlaUlb的內(nèi)部，在底板IlaUlb的面內(nèi)方向上，形成有使冷卻介質(zhì)、例如冷卻水流通的水冷配管即流路13a、13b。底板IlaUlb相互大致平行地配置。排熱容器IOa和排熱容器10b，在與側壁12a、12b的立起方向平行的方向(圖1A中的上下方向)上重疊。兩個排熱容器10a、10b通過由螺栓以及螺母構成的緊固件16固定。側壁12a、12b的前端部向外側且向與立起方向正交的方向(底板IlaUlb的延伸方向)彎曲。在側壁12a、12b的向底板IlaUlb的延伸方向延伸的部分上形成有螺栓通孔。在排熱容器IOb的底板Ilb上、在側壁12b的外側也形成有螺栓通孔。在排熱容器IOa的底板Ila上未形成螺栓通孔，排熱容器IOa和排熱容器IOb僅在這一點上不同。緊固件16的螺栓，貫穿插入底板Ilb的螺栓通孔和側壁12a的螺栓通孔。在側壁12a的螺栓通孔的出口配置有螺母。在由底板Ila中比側壁12a的立起位置靠內(nèi)側的區(qū)域、側壁12a以及底板Ilb中比側壁12b的立起位置靠內(nèi)側的區(qū)域圍起的空間S1中，收納(配置)有多個薄型平板狀的蓄電單元20。蓄電單元20在側壁12a的立起方向上配置有多個，在圖1A所示的例子中配置有5個。5個蓄電單元20在厚度方向上層疊排列，以便位于最下方(與底板Ila接近)的蓄電單元20的平板面與底板Ila接觸并熱結合。位于最上方(與底板Ilb接近)的蓄電單元20的平板面與底板Ilb接觸、并熱結合。由5個蓄電單元20構成的層疊體，在底板Ila的面內(nèi)方向上配置多個，在圖1A所示的例子中配置3列。蓄電單元20分別能夠蓄積電能，并將所蓄積的電能釋放。蓄電單元20例如使用集電極、分隔件、電解液等通過層壓膜密封的雙電層電容器。此外，還能夠使用通過層壓膜密封的鋰離子電容器、鋰離子二次電池等。空間S1中所配置的多個蓄電單元20通過布線21電串聯(lián)。在排熱容器IOb上配置有例如由鋁形成的板狀構件即頂板14。在頂板14的內(nèi)部，在面內(nèi)方向上，形成有使冷卻介質(zhì)例如冷卻水流通的水冷配管即流路15。在排熱容器IOb上配置了頂板14時，在位于側壁12b外側的頂板14上，形成有螺栓通孔。排熱容器IOb和頂板14通過由螺栓以及螺母構成的緊固件17固定。緊固件17的螺栓貫穿插入頂板14的螺栓通孔和側壁12b的螺栓通孔。在側壁12b的螺栓通孔的出口配置有螺母。在由底板Ilb中比側壁12b的立起位置靠內(nèi)側的區(qū)域、側壁12b以及頂板14中比側壁12b的立起位置靠內(nèi)側的區(qū)域圍起的空間S2中，配置有多個平板狀的蓄電單元20。配置方式與空間S1中的蓄電單元20的配置方式等同?？臻gS2中所配置的多個蓄電單元20，也通過布線電串聯(lián)。S卩,在空間S1和空間S2中，配置有機械的以及電氣的等價物。此外，例如空間S1中所配置的蓄電單元20和空間S2中所配置的蓄電單元20未進行電連接。排熱容器10a、10b的側壁12a、12b的高度L例如為30mm。此外，向第一實施例的蓄電模塊內(nèi)配置之前的各蓄電單元20的厚度例如為7_。在空間S1內(nèi)所配置的蓄電單元20的層疊體上，通過緊固件16而從底板IlaUlb施加層疊方向的壓縮力。在空間S2內(nèi)所配置的蓄電單元20的層疊體上，通過緊固件17而從底板I lb、頂板14施加層疊方向的壓縮力。在空間S1中，排熱容器IOa的底板I la、排熱容器IOb的底板Ilb以及緊固件16，起到對蓄電單元20的層疊體施加壓縮力的加壓機構的作用。此外，在空間S2中，排熱容器IOb的底板lib、頂板14以及緊固件17，起到對蓄電單元20的層疊體施加壓縮力的加壓機構的作用?？臻gSp S2內(nèi)所配置且被加壓的各蓄電單元20的厚度例如為6mm。蓄電單元20通過加壓機構在厚度方向上進行大約14%的壓縮，由此與層疊方向正交的方向上的位置被限制，被穩(wěn)定地保持在空間S1內(nèi)(底板Ila與底板Ilb之間)、空間S2內(nèi)(底板Ilb與頂板14 之間)。此外，通過壓縮，能夠提高蓄電單元20層疊體的向層疊方向的導熱性。并且，通過施加壓縮力，容易進行對在蓄電單元20內(nèi)部產(chǎn)生的氣體進行排除，因此能夠防止蓄電單元20的電特性降低。從冷卻介質(zhì)供給裝置18向流路13a、13b、15中導入冷卻介質(zhì)、例如冷卻水。所導入的冷卻水在通過流路13a、13b、15之后，被回收到冷卻介質(zhì)供給裝置18。冷卻介質(zhì)供給裝置18例如包括泵和散熱器而構成。通過從冷卻介質(zhì)供給裝置18向流路13a、13b、15供給的冷卻介質(zhì)，從蓄電單元20的層疊體進行排熱。此外，在實施例中，作為冷卻介質(zhì)使用了冷卻水，但也能夠使用油、氟利昂、氨、烴、
空氣等。圖1B是圖1A的沿著IB — IB線的截面圖。排熱容器IOb的底板Ilb為長方形狀。在底板Ilb的外周部(側壁12b的立起位置12b'的外側區(qū)域)形成有螺栓通孔，并插入有緊固部16的螺栓。在側壁12b的內(nèi)側區(qū)域，配置有2行3列的蓄電單元20的層疊體。在該圖中，對蓄電單元20的層疊體的配設位置賦予符號25來表示。流路13b以通過蓄電單元20的層疊體的配設位置25的下方的方式彎曲。此外，頂板14的流路15的形成方式也與此等同。在第一實施例的蓄電模塊中，蓄電單元20的層疊體中位于最上方的蓄電單元20的平板面和位于最下方的蓄電單元20的平板面，與具有排熱功能的底板lla、llb、頂板14相接。此外，多個蓄電單元20的平板面與底板lla、llb、頂板14分別接觸。從多個平板狀蓄電單元20的較大的平板面，分別向底板lla、llb、頂板14分別進行排熱，因此熱阻降低，能夠高效地冷卻多個蓄電單元20。此外，在與在各蓄電單元之間配置導熱板、將單元中產(chǎn)生的熱經(jīng)由導熱板向冷卻板排出的蓄電模塊相比較的情況下，作為模塊整體觀察時的冷卻性能的偏差變少，能夠抑制蓄電單元的惡化。并且，在第一實施例的蓄電模塊中，多個蓄電單元20不隔著導熱板地在厚度方向上層疊。由于未使用導熱板，因此熱阻減少，并且能夠減少構成部件。[0103]此外，在第一實施例的蓄電模塊中，排熱容器10a、10b構成加壓機構的一部分。排熱容器10a、IOb具備作為相對于蓄電單元20的容器的收納功能、作為加壓構件的穩(wěn)定的保持功能、導熱性提高功能、電特性維持功能以及冷卻(排熱)功能，因此能夠減少構成部件。減少構成構件、使構造簡化有助于實現(xiàn)成本降低。此外，作為蓄電單元20，在為了維持電特性而使用不需要施加壓縮力的單元、例如鋰離子電容器等的情況下 ，也可以將排熱容器10a、10b的側壁12a、12b形成為，與未施加壓縮力的狀態(tài)的蓄電單元20層疊體的厚度相等的高度、例如35_。在該情況下，例如在蓄電單元20的四角涂覆粘合劑而將蓄電單元20彼此固定粘合，并且將蓄電單元20的層疊體與底板11a、lib、頂板14固定。粘合劑例如能夠使用硅系的粘合劑。圖2A、圖2B分別表不第一實施例的蓄電模塊的第一變形例、第二變形例。圖2A所示的第一變形例在具備輔助用連桿26這一點上與圖1B所示的實施例不同。在第一變形例中，在底板IlaUlb以及頂板14的對應的位置上設置連桿用的孔，輔助用連桿26貫通該孔。輔助用連桿26貫通在底板Ila上形成的連桿用的孔并在外側通過螺母固定?；蛘?，也可以在底板Ila上形成螺紋孔，使其與該螺紋孔卡合。通過輔助用連桿26，對于在空間SpS2內(nèi)層疊配置的多個蓄電裝置20，能夠在厚度方向上施加進一步的壓縮力，因此能夠更穩(wěn)定地保持蓄電裝置20，并且能夠進一步提高蓄電單元20層疊體的向層疊方向的導熱性。圖2B所示的第二變形例，在排熱容器10a、10b都具備例如由鋁形成的輔助用壁27這一點，與圖1B所示的實施例不同。輔助用壁27為，從將2行3列地形成的蓄電單元20的層疊體的配設位置25在行方向上每I行地劃分的位置的底板IlaUlb上垂直地立起，并與側壁12a、12b同樣，前端部向與立起方向正交的方向(底板IlaUlb的延伸方向)彎曲。輔助用壁27的高度與側壁12a、12b的高度相等。在輔助用壁27的在底板IlaUlb的延伸方向上延伸的部分上形成有螺栓通孔。在底板Ilb以及頂板14的對應位置上也形成有螺栓通孔。緊固件16的螺栓貫穿插入底板Ilb的螺栓通孔和排熱容器IOa的輔助用壁27的螺栓通孔，通過配置在排熱容器IOa的輔助用壁27的螺栓通孔的出口的緊固件16的螺母來固定。此外，緊固件17的螺栓貫穿插入頂板14的螺栓通孔和排熱容器IOb的輔助用壁27的螺栓通孔，通過配置在排熱容器IOb的輔助用壁27的螺栓通孔的出口的緊固件17的螺母來固定。此外，也可以采用如下構成，在底板lib、頂板14上形成螺紋孔，使從下方插入到輔助用壁27的螺栓通孔的螺栓與其配合。在第二變形例中，通過排熱容器IOa的輔助用壁27、排熱容器IOb的底板Ilb以及緊固件16，能夠對空間S1內(nèi)所配置的蓄電單元20的層疊體施加進一步的壓縮力。此外，通過排熱容器IOb的輔助用壁27、頂板14以及緊固件17，能夠對空間S2內(nèi)所配置的蓄電單元20的層疊體施加進一步的壓縮力。因此，能夠更穩(wěn)定地保持蓄電裝置20，并且能夠進一步提高蓄電單元20層疊體的向層疊方向的導熱性。圖3表示第二實施例的蓄電模塊的水平截面圖。對于與第一實施例的蓄電模塊的構成構件等同的構成構件，賦予相同符號而省略說明。第二實施例的蓄電模塊具備例如由鋁形成的板狀構件即冷卻板31 33。冷卻板31 33例如平行地配置。在冷卻板31 33的內(nèi)部，在冷卻板31 33的面內(nèi)方向上，設置有流通冷卻介質(zhì)、作為一個例子為冷卻水的水冷配管即流路31a 33a。流路31a 33a例如與圖1B所示的第一實施例同樣，形成為彎曲形狀。從包括泵和散熱器而構成的冷卻介質(zhì)供給裝置18向流路31a 33a導入冷卻水。所導入的冷卻水經(jīng)由流路31a 33a回收到冷卻介質(zhì)供給裝置18。在冷卻板31和冷卻板32之間以及冷卻板32和冷卻板33之間，分別配置有電串聯(lián)的多個蓄電單元20。蓄電單元20的配置方式與第一實施例的蓄電模塊的空間Sp S2的 配置方式相等同。冷卻板31、32、33在功能上分別與第一實施例的蓄電模塊的底板11a、底板I lb、頂板14對應，作為一個例子具有對多個蓄電單元20進行冷卻的功能。在冷卻板31 33上設置有連桿用的孔，連桿35貫通該孔。連桿35在冷卻板31的外側通過螺母固定。對于在冷卻板31、32之間所劃分的空間S1、冷卻板32、33之間所劃分的空間S2內(nèi)配置的蓄電單元20的層疊體，通過連桿35施加層疊方向的壓縮力。在空間S1中，冷卻板31、32以及連桿35，起到對蓄電單元20的層疊體施加壓縮力的加壓機構的作用。此外，在空間S2中，冷卻板32、33以及連桿35，起到對蓄電單元20的層疊體施加壓縮力的加壓機構的作用。通過壓縮力，能夠在冷卻板31、32之間以及冷卻板32、33之間，穩(wěn)定地保持蓄電裝置20，并且能夠提高蓄電單元20層疊體的向層疊方向的導熱性。此外，能夠防止蓄電單元20的電特性的降低。此外，雖然省略了圖示，但也可以設置對在冷卻板31 33、連桿35以及冷卻板31 33之間配置的多個蓄電單元20進行覆蓋的蓋。第二實施例的蓄電模塊也能夠發(fā)揮與第一實施例同樣的效果。以下，對流路和蓄電單元的相對位置關系以及流路的形狀進行說明。在以下所記載的實施例的蓄電模塊的說明中，從確保附圖容易觀察等觀點出發(fā)，在層疊方向上表示一個蓄電單元20和流路的相對位置關系等，但是例如平板狀的蓄電單元20如圖1A、圖3所示那樣，在其厚度方向上層疊排列。即，以下的蓄電模塊的實施例，對于流路和蓄電單元的相對位置關系等，僅表示蓄電模塊的特征部分。其他構成與第一、第二實施例同樣。圖6A是表不第三實施例的蓄電模塊的一部分的俯視圖。在冷卻板120的表面上，固定有蓄電單元20，并與冷卻板120熱結合。在此，冷卻板120例如如底板lla、llb、頂板14、冷卻板31 33那樣，是在其內(nèi)部形成了流路的板狀的構件。此外，在蓄電單元20的層疊體上還配置有其他冷卻板120。層疊體上的冷卻板120的流路和蓄電單元20的相對位置關系，例如與圖6A所示的層疊體下的冷卻板120的流路和蓄電單元20之間的相對位置關系相等同。也能夠使其不同。在冷卻板120的內(nèi)部形成有冷卻用流路121。冷卻用流路121包括與冷卻介質(zhì)導入管123連接、在第一方向(圖6A中的右方向)延伸的第一直線流路121B。在第一直線流路121B的側方(圖6A中的上方)形成有第二直線流路121D。彎曲流路121C從第一直線流路121B的下游端起與第二直線流路121D的上游端連續(xù)。從第一直線流路121B流來的冷卻介質(zhì)，通過彎曲流路121C改變行進方向，而向第二直線流路121D流入。第二直線流路121D的下游端121E與冷卻介質(zhì)排出管124連接。[0125]第一直線流路121B的上游端121A附近，成為寬度朝向下游變寬的錐狀。錐狀部分以外的第一直線流路121B的寬度W為恒定。第二直線流路121D的下游端121E附近，成為寬度朝向上游變大的錐狀。錐狀部分以外的第二直線流路121D的寬度與第一直線流路121B的寬度W相等。此外，彎曲流路121C的寬度也與第一直線流路121B的寬度W相等。錐狀部分在流路截面急劇變化時，作為紊亂的流動變得穩(wěn)定之前的助走路(輔助流路)起作用。助走路的長度優(yōu)選為等價管直徑的10倍左右。等價管直徑De被定義為，De = 4A/Wp。在此，A為第一直線流路121B的截面積，Wp為第一直線流路121B的濕潤邊緣長度(流路截面中的壁面的長度)。第二直線流路121D與蓄電單元20重疊的區(qū)域A2的面積，比第一直線流路121B與蓄電單元20重疊的區(qū)域Al的面積大。以通過彎曲流路121C的曲率中心CC、與第一方·向平行的假想直線VL為基準，蓄電單元20偏向第二直線流路121D側配置。S卩，相對于通過曲率中心CC、與第一方向平行的假想直線VL，蓄電單元20的中心線20C向第二直線流路121D側偏移。第二直線流路121D在其寬度方向上、整個區(qū)域與蓄電單元20重疊。而第一直線流路121B在其寬度方向上，僅一部分與蓄電單元20重疊。更具體地說，第一直線流路121B外側的路線不與蓄電單元20重疊。圖6B以及圖6C分別表示圖6A的點劃線6B — 6B、6C — 6C的截面圖。與冷卻板120接近的蓄電單元20，以平板面與冷卻板120對置接觸的姿勢固定在冷卻板120上。在冷卻板120的內(nèi)部形成有流路121。在圖6B所示的截面中表示有第一直線流路121B和第二直線流路121D，在圖6C所示的截面中表示有彎曲流路121C。流路121的截面具有在冷卻板120的厚度方向上尺寸最小的扁平形狀。即，流路121的厚度方向的尺寸H比寬度方向的尺寸W小。蓄電單元20的中心線20C相對于曲率中心CC向第二直線流路12ID側偏移。在流路121的上表面(與固定有蓄電單元20的表面較近一側的面)上，形成有沿著冷卻介質(zhì)的流動方向的脊狀的凸部121F。由于形成有凸部121F，因此冷卻介質(zhì)與冷卻板120接觸的區(qū)域的面積變大。由此，能夠提高從冷卻板120向冷卻介質(zhì)的熱傳遞效率。流路121例如能夠通過鋁的鑄造來形成。在使直線狀的管路彎曲而形成流路的情況下，曲率半徑由管路的直徑限制。由于使用鑄造來形成流路，因此能夠自由設定彎曲流路121C的曲率半徑。圖7表示以第三實施例的位置關系配置蓄電單元20和冷卻板120的情況下的冷卻板120的溫度分布以及流路121內(nèi)的流速的模擬結果。改變影線的間隔來表示流速相對慢的區(qū)域VL、中等程度流速的區(qū)域VM以及流速較速的區(qū)域VH。此外，對于溫度每間隔2°C，用虛線表示等溫線Tl T10。等溫線Tl的溫度最低，等溫線TlO的溫度最高。可知從第一直線流路121B內(nèi)的內(nèi)側路線向彎曲流路121C流入、朝向第二直線流路121D內(nèi)的外側的路線的路線的流速相對較快。此外,可知從第一直線流路121B內(nèi)的外側路線與彎曲流路121C內(nèi)的外側路線相連的路線的流速、以及第二直線流路121D內(nèi)的內(nèi)側路線的流速，相對較慢。在流速較慢的區(qū)域中冷卻能力相對較低，在流速較快的區(qū)域中冷卻能力相對較高。圖8表示以比較例的位置關系配置了蓄電單元20和冷卻板120的情況下的冷卻板120的溫度分布以及流路121內(nèi)的流速的模擬結果。比較例的流路121的形狀與圖6A 圖6C所示的形狀相同。在比較例中，蓄電單元20與第一直線流路121B重疊的區(qū)域的面積和與第二直線流路121D重疊的區(qū)域的面積相等。曲率中心CC位于蓄電單元20的中心線20C上。蓄電單元20在第一直線流路121B的寬度方向的整個區(qū)域中與第一直線流路121B重疊。流速的分布表示出與圖7所示的實施例的情況幾乎同樣的趨勢。以虛線表示溫度每間隔2°C的等溫線Tl T15。等溫線Tl的溫度最低、等溫線T15的溫度最高。如果對圖7和圖8進行比較，則可知比較例的等溫線的密度比實施例的等溫線的密度高。即，比較例的溫度差別較大。特別是，在比較例中，可知第一直線流路121B內(nèi)的與外側路線相對應的區(qū)域的溫度較高。這是因為，由于流速較慢，因此該部分的冷卻能力較低。在實施例中，如圖7所示，在第一直線流路12IB內(nèi)的外側路線上，未配置有蓄電單元20。因此，能夠抑制第一直線流路121B內(nèi)的與外側路線相對應的區(qū)域的溫度的顯著上升。第二直線流路121D內(nèi)的內(nèi)側路線的流速也較慢，但該部分離第一直線流路121B較近。因此，在第二直線流路121D內(nèi)的內(nèi)側路線流動的冷卻介質(zhì)的冷卻能力的降低，由在第一直線流路121B內(nèi)的內(nèi)側路線流動的冷卻介質(zhì)的冷卻能力補償。而在圖8所示的比較例中，在第一直線流路121B內(nèi)的比外側路線更靠外側不存在流路，因此該部分的冷卻能力的降低未被補償。由此，可以認為第一直線流路121B內(nèi)的與外側路線相對應的部分的溫度顯著上升。如上述那樣，通過第三實施例的蓄電模塊，能夠抑制蓄電單元20的局部的溫度上升，能夠提聞可罪性。為了對蓄電單元20的與第一直線流路121B重疊的邊緣附近的局部的溫度上升進行抑制，優(yōu)選使從蓄電單元20的邊緣到第一直線流路121B的外側的邊緣為止的距離，為第一直線流路121B的寬度W的1/4以上。此外，也可以使第一直線流路121B與蓄電單元20不重疊。在該情況下，蓄電單元20的邊緣配置在第一直線流路121B和第二直線流路121D之間。此外，在第三實施例中，形成有在厚度方向上扁平的流路121。因此，與使截面幾乎為圓形的冷卻管路彎曲成U字狀而形成的冷卻構造相比，能夠使蓄電單元20與流路121重疊的區(qū)域較大。例如，在俯視中，能夠成為蓄電單元20中的60%以上的區(qū)域與流路121重疊的構成。在第三實施例中，兩者重疊的區(qū)域的面積為蓄電單元20的面積的60%以上。而在使冷卻管路彎曲而制作流路的情況下，曲率半徑由管路的直徑限制。因此，難以使蓄電單元20中與冷卻管路重疊的區(qū)域成為蓄電單元20的整個區(qū)域的40%以上。圖9A以及圖9B以截面圖表不第四實施例的蓄電模塊的一部分。以下，對與圖6A 圖6C所示的第三實施例的不同點進行說明，對于相同構成省略說明。第四實施例的俯視圖與圖6A所不的第三實施例相同。圖9A以及圖9B分別表示圖6A的點劃線6B — 6B、6C — 6C的截面圖。在第四實施例中，未形成圖6B以及圖6C所示的凸部121F，而流路121的底面以及上面都平坦。與第三實施例同樣，蓄電單元20的中心線20C相對于曲率中心CC向第二直線流路121D側偏移。[0146]在第四實施例中，流路121與蓄電單元20的俯視中的相對位置關系也與第三實施例的關系相同。因此，與第三實施例同樣，能夠抑制蓄電單元20的局部的溫度上升，能夠提
高可靠性。圖1OA表不第五實施例的蓄電模塊的一部分的俯視圖。以下,對與圖6A 圖6C所示的第三實施例的不同點進行說明，對相同構成省略說明。在第五實施例中，第一直線流路121B相對于寬度方向被分離為內(nèi)側流路121Ba和比其更靠外側配置的外側流路12 IBb。內(nèi)側流路12 IBa的寬度Wl和外側流路12 IBb的寬度W2的合計，與第二直線流路121D的寬度W相同。與內(nèi)側流路121Ba和外側流路121Bb相對應，彎曲流路121C也被分離為內(nèi)側流路121Ca和外側流路121Cb。內(nèi)側流路121Ca、外側流路121Cb的寬度分別與內(nèi)側流路121Ba、 外側流路121Bb的寬度相同。內(nèi)側流路121Ca和外側流路121Cb朝向下游而逐漸接近，在到達第二直線流路121D的上游端之前合流為一個流路。蓄電單元20與第一直線流路121B中的內(nèi)側流路12 IBa重疊，但與外側流路12 IBb不重疊。此外，外側流路121Bb內(nèi)的與內(nèi)側路線相對應的部分，也可以不與蓄電單元20重疊。在該情況下，外側流路121Bb內(nèi)的與外側路線相對應的部分與蓄電單元20不重疊。蓄電單元20通過螺釘155被固定于冷卻板120。一部分的螺釘155被配置在內(nèi)側流路12IBa和外側流路12IBb之間。圖1OB表示圖1OA的點劃線IOB — IOB的截面圖。在冷卻板120內(nèi)形成有第一直線流路121B以及第二直線流路121D。第一直線流路121B被分離為內(nèi)側流路121Ba和外側流路121Bb。一部分的螺釘155被配置在內(nèi)側流路121Ba和外側流路121Bb之間。螺釘155到達比第一直線流路121B的上表面更深的位置。流路121的上表面，也可以如圖6B、圖6C所示那樣為形成有凸部121F的形狀，也可以如圖9A、圖9B所示那樣成為平坦。在第五實施例中，蓄電單元20也僅與第一直線流路121B的一部分重疊，第一直線流路121B的外側路線與蓄電單元20不重疊。因此，與第三實施例同樣，能夠抑制蓄電單元20的局部的溫度上升，能夠提高可靠性。為了使從蓄電單元20到在流路121中流動的冷卻介質(zhì)為止的熱阻減小，優(yōu)選使夾在流路121和蓄電單元20之間的冷卻板120盡量薄。在變薄的部分難以安裝螺釘155。在第五實施例中，通過將第一直線流路121B分離為內(nèi)側流路121Ba和外側流路121Bb，由此能夠確保用于插入螺釘155的較厚部分。內(nèi)側流路121Ba和外側流路121Bb之間的間隔，需要成為為了插入固定螺釘155的足夠間隔。但是，為了不妨礙冷卻介質(zhì)的流動，優(yōu)選使兩者的間隔為IOOmm以下。此外，與第三實施例同樣，優(yōu)選使從蓄電單元20的邊緣到第一直線流路121B的外側流路121Bb的外側邊緣為止的距離為寬度W的1/4以上。圖1lA表不第六實施例的蓄電模塊的一部分的俯視圖。以下,對與圖6A 圖6C所示的第三實施例的蓄電模塊的不同點進行說明，對于相同構成省略說明。在第三實施例中，僅配置了一個彎曲流路121C，但在第六實施例中，配置有多個彎曲流路。即，流路121具有直線流路和彎曲流路交互連續(xù)的蛇行形狀。在該情況下，將最上游側的直線流路121B與第三實施例的第一直線流路121B賦予對應地考慮即可。蓄電單元20在流路121的寬度方向上，僅與最上游側的直線流路121B的一部分重疊，直線流路121B內(nèi)的外側路線與蓄電單元20不重疊。最上游的直線流路以外的直線流路在其寬度方向上，整個區(qū)域與蓄電單元20重疊。相對于通過中央的彎曲流路121C的曲率中心CC、與直線流路121B的長邊方向平行的假想直線VL，蓄電單元20的中心線20C與第三實施例的情況同樣，向下游側的直線流路側偏移。在第六實施例中，在蓄電單元20的邊緣的外側，也存在最上游側的直線流路121B內(nèi)的外側路線。因此，與第三實施例同樣，能夠抑制蓄電單元20的局部的溫度上升，能夠提
高可靠性。如圖1IB所示那樣，也可以將蓄電單元20配置在冷卻板120上，以便蓄電單元20的邊緣位于最上游側的直線流路121B和其相鄰的直線流路121D (相當于第三實施例的第 二直線流路121D)之間。在該情況下，如圖1lA所示的情況同樣，相對于通過中央的彎曲流路121C的曲率中心CC、與直線流路121B的長邊方向平行的假想直線VL，蓄電單元20的中心線20C向下游側的直線流路側偏移。圖12表不第七實施例的蓄電模塊的一部分的俯視圖。以下,對與圖6A 圖6C所示的第三實施例的蓄電模塊的不同點進行說明，對于相同構成省略說明。在第七實施例中，冷卻介質(zhì)用的流路121也包括第一直線流路121B、彎曲流路121C以及第二直線流路121D。第一直線流路121B在第一朝向(在圖12中向上)流動冷卻介質(zhì)。第二直線流路121D被配置在第一直線流路121B的側方，在與第一朝向相反的朝向(在圖12中向下)流動冷卻介質(zhì)。彎曲流路121C將第一直線流路121B的下游端與第二直線流路121D的上游端連接。彎曲流路121C隨著從第一直線流路121B的下游端離開，一度向從第二直線流路121D遠離的方向彎曲，然后與第二直線流路121D連接。以通過彎曲流路121C的具有最小曲率半徑的部分的曲率中心CC、與第一朝向平行的假想直線VL為基準，蓄電單元20相對于第一直線流路121B的寬度方向，配置在向第二直線流路121D側偏移了的位置。在第七實施例中，第一直線流路121B以及第二直線流路121D的雙方，在寬度方向上在整個區(qū)域與蓄電單元20重疊。與第三實施例的情況同樣，通過彎曲流路12IC的曲率中心CC、與直線流路12IB的長邊方向平行的假想直線VL和蓄電單元20的中心線20C相互偏移。彎曲流路121C—度朝向外側彎曲，因此，第一直線流路121B內(nèi)的外側路線的流速與圖7所示的例子相比不變慢。所以，能夠抑制蓄電單元20的溫度的面內(nèi)分布不均。圖13表不第八實施例的蓄電模塊的一部分的俯視圖。圖13所不的俯視圖與圖1B所示的截面圖相對應。以下，對與圖6A 圖6C所示的第三實施例的蓄電模塊以及圖1B所示的構成的不同點進行說明，對于相同構成省略說明。圖13所示的構成與圖1B所示的構成，在蓄電單元20Ai 20A6與流路的相對位置關系上不同。在第八實施例中，在俯視中，矩形狀的蓄電單元20A3的下邊(圖13中下側的邊)與第一直線流路130B的下邊重疊配置。矩形狀的蓄電單元20A3的上邊超過第二直線流路130D的上邊。此外，第一彎曲部130C配置為比蓄電單元20A3的右邊更靠右側，第二彎曲部130E配置為比蓄電單元20Ai的左邊更靠左側。蓄電單元2(^1、2(^2被配置為，上邊超過第二直線流路130D的上邊，下邊超過第一直線流路130B的下邊。相對于通過彎曲流路130C的曲率中心CCl、與第一、第二直線流路130BU30D的延伸方向平行的假想直線VLl，蓄電單元20A3的中心線20C3向第二直線流路130D側偏移。蓄電單元ZOA1JOA2的中心線20Q、20C2與假想直線VLl重疊。蓄電單元20A4 20A6和第三、第四直線流路130F、130H的相對位置關系，與蓄電單元20Ai 20A3和第一、第二直線流路130BU30D的相對位置關系同樣。即，相對于通過彎曲流路130G的曲率中心CC3、與第三、第四直線流路130F、130H的延伸方向平行的假想直線VL3，蓄電單元20A6的中心線20C6向第四直線流路130H側偏移。蓄電單元20A4、20A5的中心線20C4、20C5與假想直線VL3重疊。在第八實施例中，也與第三實施例同樣，能夠抑制蓄電單元20Ai 20A6的局部的溫度上升，能夠提高可靠性。圖4是作為實施例的作業(yè)機械、例如應用了第一 第八實施例的蓄電模塊的作業(yè)機械的混合型挖土機的概略俯視圖。在上部回轉體70上，經(jīng)由回轉軸承73安裝有下部行走體(行走裝置)71。在上部回轉體70上，搭載有發(fā)動機74、主泵75、回轉馬達76、油箱77、冷卻風扇78、座位79、蓄電模塊80以及電動發(fā)電機83。發(fā)動機74通過燃料燃燒來產(chǎn)生動力。發(fā)動機74、主泵75以及電動發(fā)電機83經(jīng)由轉矩傳遞機構81相互進行轉矩的收發(fā)。主泵75向動臂82等的液壓缸供給壓力油。電動發(fā)電機83通過發(fā)動機74的動力被驅動，進行發(fā)電(發(fā)電運轉)。所發(fā)電的電力被向蓄電模塊80供給，蓄電模塊80被充電。此外，電動發(fā)電機83通過來自蓄電模塊80的電力驅動，產(chǎn)生用于輔助發(fā)動機74的動力(輔助運轉)。油箱77儲藏液壓回路的油。冷卻風扇78抑制液壓回路的油溫上升。操作者坐在座位79上操作混合型挖土機。實施例的作業(yè)機械的蓄電模塊80中使用第一 第八實施例的蓄電模塊、第一實施例的蓄電模塊的第一變形例、第二變形例的至少一個。圖5表示實施例的作業(yè)機械的側視圖。在下部行走體71上經(jīng)由回轉軸承73搭載有上部回轉體70。上部回轉體70通過來自回轉馬達76 (圖4)的驅動力而相對于下部行走體71，順時針或者逆時針旋轉。在上部回轉體70上安裝有動臂82。動臂82通過被液壓驅動的動臂缸107,相對于上部回轉體70在上下方向上擺動。在動臂82的前端安裝有斗桿85。斗桿85通過被液壓驅動的斗桿缸108,相對于動臂82在前后方向上擺動。在斗桿85的前端安裝有鏟斗86。鏟斗86通過被液壓驅動的鏟斗缸109，相對于斗桿85在上下方向上擺動。蓄電模塊80經(jīng)由蓄電模塊用座90以及緩沖器(防振裝置) 91搭載于上部回轉體70上。通過從蓄電模塊80供給的電力，回轉馬達76 (圖4)被驅動。此外，回轉馬達76通過將動能轉換為電能來產(chǎn)生再生電力。通過產(chǎn)生的再生電力，蓄電模塊80被充電。實施例的作業(yè)機械為搭載冷卻效率優(yōu)良的第一 第八實施例的蓄電模塊、第一實施例的蓄電模塊的第一變形例、第二變形例的任一種的高性能的作業(yè)機械。以上，通過實施例說明了本實用新型，但本實用新型不限于這些。例如，在實施例的蓄電模塊中，將蓄電單元20的由多個層疊體構成的電等價物在空間SpS2中各配置一個單位、合計配置二個單位，但也可以僅為一個單位。此外，還能夠配置三個單位以上。能夠準備多個單位量的電等價物并根據(jù)需要進行配置，因此能夠提高維護性。此外，表示了在各空間中配置了蓄電單元的層疊體的例子，但例如也可以僅將I個蓄電單元配置在各空間中。在該情況下，能夠從兩面冷卻蓄電單元，因此能夠顯著提高冷卻效果。并且，在實施例的蓄電模塊中，采用了在底板I la、I Ib、頂板14、冷卻板31 33、冷卻板120的內(nèi)部形成流路13a、13b、15、31a 33a、121的構成，但流路例如還能夠通過焊接形成在它們的外部。此外，在實施例中，作為第一、第二構件的底板lla、llb，為更大的構件即排熱容器IOaUOb的一部分。第一、第二構件不限于為更大的構件的一部分的情況，也可以是獨立的 構件的全部。如此考慮，則例如能夠將頂板14視為第三構件。此外，對于本領域技術人員來說，能夠進行各種變更、改進、組合等是顯而易見的。工業(yè)上的可利用性例如優(yōu)選能夠利用于混合型挖土機等作業(yè)機械。
權利要求1.一種蓄電模塊，其中，具有第一、第二構件，形成有冷卻介質(zhì)通過的流路；以及平板狀的多個蓄電單元，配置在上述第一、第二構件之間，上述平板狀的多個蓄電單元以與上述第一、第二構件接近的蓄電單元的平板面和上述第一、第二構件接觸的方式被配置在上述第一、第二構件之間。
2.如權利要求1所述的蓄電模塊，其中，上述平板狀的多個蓄電單元在上述第一、第二構件的延伸方向上形成多個層疊排列了的層疊體，并將層疊排列了的層疊體配置在上述第一、第二構件之間。
3.如權利要求2所述的蓄電模塊，其中，從上述第一、第二構件對上述多個蓄電單元施加層疊方向的壓縮力。
4.如權利要求1 3中任一項所述的蓄電模塊，其中，還包括第三構件，形成有冷卻介質(zhì)通過的流路；以及平板狀的多個蓄電單元，配置在上述第二、第三構件之間，配置在上述第一、第二構件之間的平板狀的多個蓄電單元與配置在上述第二、第三構件之間的平板狀的多個蓄電單元為電等價。
5.如權利要求1 3中任一項所述的蓄電模塊，其中，上述第一構件的流路包括第一直線流路，向第一朝向流動冷卻介質(zhì)；第二直線流路， 配置在上述第一直線流路的側方，向與上述第一朝向相反的朝向的第二朝向流動冷卻介質(zhì)；以及彎曲流路，與上述第一直線流路以及上述第二直線流路相連，改變從上述第一直線流路流來的冷卻介質(zhì)的行進方向，而使其向上述第二直線流路流入，上述第二直線流路與上述蓄電單元重疊的區(qū)域的面積，比上述第一直線流路與上述蓄電單元重疊的區(qū)域的面積大。
6.如權利要求5所述的蓄電模塊，其中，在上述流路的配置有上述蓄電單元的一側的內(nèi)面，形成有沿著冷卻介質(zhì)的流動方向的脊狀的凸部。
7.如權利要求5所述的蓄電模塊，其中，在俯視中，上述蓄電單元中的與上述流路重疊的區(qū)域為上述蓄電單元的整個區(qū)域的 60%以上。
8.如權利要求6所述的蓄電模塊，其中，在俯視中，上述蓄電單元中的與上述流路重疊的區(qū)域為上述蓄電單元的整個區(qū)域的 60%以上。
9.如權利要求1 3中任一項所述的蓄電模塊，其中，上述第一構件的流路包括第一直線流路，向第一朝向流動冷卻介質(zhì)；第二直線流路， 配置在上述第一直線流路的側方，向與上述第一朝向相反的朝向的第二朝向流動冷卻介質(zhì)；以及彎曲流路，與上述第一直線流路以及上述第二直線流路相連，改變從上述第一直線流路流來的冷卻介質(zhì)的行進方向，而使其向上述第二直線流路流入，以通過上述彎曲流路的具有最小曲率半徑的部分的曲率中心、并與上述第一朝向平行的假想直線為基準，上述蓄電單元相對于上述第一直線流路的寬度方向，配置在偏向上述第二直線流路的位置。
10.一種作業(yè)機械，其中，具備下部行走體；上部回轉體，能夠回轉地安裝在上述下部行走體上；以及蓄電模塊，搭載于上述上部回轉體，上述蓄電模塊具有第一、第二構件，形成有冷卻介質(zhì)通過的流路；以及平板狀的多個蓄電單元，配置在上述第一、第二構件之間，上述平板狀的多個蓄電單元以與上述第一、第二構件接近的蓄電單元的平板面和上述第一、第二構件接觸的方式被配置在上述第一、第二構件之間。
11.如權利要求10所述的作業(yè)機械，其中，上述平板狀的多個蓄電單元在上述第一、第二構件的延伸方向上形成多個層疊排列了的層疊體，并將層疊排列了的層疊體配置在上述第一、第二構件之間。
12.如權利要求11所述的作業(yè)機械，其中，從上述第一、第二構件對上述多個蓄電單元施加層疊方向的壓縮力。
13.如權利要求10 12中任一項所述的作業(yè)機械，其中，還包括第三構件，形成有冷卻介質(zhì)通過的流路；以及平板狀的多個蓄電單元，配置在上述第二、第三構件之間，配置在上述第一、第二構件之間的平板狀的多個蓄電單元與配置在上述第二、第三構件之間的平板狀的多個蓄電單元為電等價。
14.如權利要求10 12中任一項所述的作業(yè)機械，其中，上述第一構件的流路包括第一直線流路，向第一朝向流動冷卻介質(zhì)；第二直線流路， 配置在上述第一直線流路的側方，向與上述第一朝向相反的朝向的第二朝向流動冷卻介質(zhì)；以及彎曲流路，與上述第一直線流路以及上述第二直線流路相連，改變從上述第一直線流路流來的冷卻介質(zhì)的行進方向，而使其向上述第二直線流路流入，上述第二直線流路與上述蓄電單元重疊的區(qū)域的面積，比上述第一直線流路與上述蓄電單元重疊的區(qū)域的面積大。
15.如權利要求14所述的作業(yè)機械，其中，在上述流路的配置有上述蓄電單元的一側的內(nèi)面，形成有沿著冷卻介質(zhì)的流動方向的脊狀的凸部。
16.如權利要求14所述的作業(yè)機械，其中，在俯視中，上述蓄電單元中的與上述流路重疊的區(qū)域為上述蓄電單元的整個區(qū)域的 60%以上。
17.如權利要求15所述的作業(yè)機械，其中，在俯視中，上述蓄電單元中的與上述流路重疊的區(qū)域為上述蓄電單元的整個區(qū)域的 60%以上。
18.如權利要求10 12中任一項所述的作業(yè)機械，其中，上述第一構件的流路包括第一直線流路，向第一朝向流動冷卻介質(zhì)；第二直線流路， 配置在上述第一直線流路的側方，向與上述第一朝向相反的朝向的第二朝向流 動冷卻介質(zhì)；以及彎曲流路，與上述第一直線流路以及上述第二直線流路相連，改變從上述第一直線流路流來的冷卻介質(zhì)的行進方向，而使其向上述第二直線流路流入，以通過上述彎曲流路的具有最小曲率半徑的部分的曲率中心、并與上述第一朝向平行的假想直線為基準，上述蓄電單元相對于上述第一直線流路的寬度方向，配置在偏向上述第二直線流路的位置。
專利摘要一種蓄電模塊以及作業(yè)機械，高效地冷卻多個蓄電單元。該蓄電模塊具有第一、第二構件，形成有冷卻介質(zhì)通過的流路；以及平板狀的多個蓄電單元，被配置在上述第一、第二構件之間；平板狀的多個蓄電單元以與第一、第二構件接近的蓄電單元的平板面和第一、第二構件接觸的方式被配置在第一、第二構件之間。
文檔編號H01M10/50GK202839893SQ20122025407
公開日2013年3月27日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權日2011年5月31日
發(fā)明者橫山和也, 中條晃伸 申請人:住友重機械工業(yè)株式會社