蓄電モジュール及び作業機械
【課題】 複数の蓄電セルを効率的に冷却する。
【解決手段】 冷却媒体が通過する流路が形成された第１、第２の部材と、第１、第２の部材間に配置された、平板状の複数の蓄電セルとを有し、平板状の複数の蓄電セルは、第１、第２の部材と近接する蓄電セルの平板面と、第１、第２の部材とが接触するように、第１、第２の部材間に配置されている蓄電モジュールを提供する。
【解決手段】 冷却媒体が通過する流路が形成された第１、第２の部材と、第１、第２の部材間に配置された、平板状の複数の蓄電セルとを有し、平板状の複数の蓄電セルは、第１、第２の部材と近接する蓄電セルの平板面と、第１、第２の部材とが接触するように、第１、第２の部材間に配置されている蓄電モジュールを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の蓄電セルを冷却する構造を有する蓄電モジュール、及びそれを備えた作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
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ハイブリッド型自動車やハイブリッド型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て用いられる。
【０００３】
蓄電セルの充放電に伴い、セル内で熱が発生する。たとえばラミネートタイプの平板蓄電セルを複数直列接続し、モジュールとして使用する場合、セルは厚さ方向に積層され、各セル間に伝熱板が配置される。セルで発生した熱は、伝熱板を経由してコールドプレートに排出されるため、冷却効率が悪い。このような構成の蓄電モジュールにおいては、伝熱板内の熱流束が高くなる結果、蓄電セルの内部温度が上昇し、蓄電セルの劣化が促進される。
【０００４】
蓄電セルに蓄積される電気エネルギ密度が高くなると、蓄電セル内で発生した熱を、より効率的に外部に伝達させる冷却機構が求められる。
【０００５】
複数の蓄電セルで発生した熱を外部に放出する種々の構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１には、複数の蓄電セルの間に熱輸送装置を面接触するように配置した積層型バッテリ装置の発明が開示されている。熱輸送装置の内部には、細管ヒートパイプが形成されており、蓄電セルの熱を吸収して外部に放出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１１１２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、たとえば作業機械に搭載される複数の蓄電セルを効率的に冷却することができる蓄電モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によると、冷却媒体が通過する流路が形成された第１、第２の部材と、前記第１、第２の部材間に配置された、平板状の複数の蓄電セルとを有し、前記平板状の複数の蓄電セルは、前記第１、第２の部材と近接する蓄電セルの平板面と、前記第１、第２の部材とが接触するように、前記第１、第２の部材間に配置されている蓄電モジュールが提供される。
【００１０】
また、本発明の他の観点によれば、下部走行体と、前記下部走行体の上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載された蓄電モジュールとを備え、前記蓄電モジュールは、冷却媒体が通過する流路が形成された第１、第２の部材と、前記第１、第２の部材間に配置された、平板状の複数の蓄電セルとを有し、前記平板状の複数の蓄電セルは、前記第１、第２の部材と近接する蓄電セルの平板面と、前記第１、第２の部材とが接触するように、前記第１、第２の部材間に配置されている作業機械が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、たとえば作業機械に搭載される複数の蓄電セルを効率的に冷却することの可能な蓄電モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１−１】図１Ａは、第１の実施例による蓄電モジュールの平断面図である。
【図１−２】図１Ｂは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】図２Ａ、図２Ｂは、それぞれ第１の実施例による蓄電モジュールの第１の変形例、第２の変形例を示す断面図である。
【図３】図３は、第２の実施例による蓄電モジュールの平断面図である。
【図４】図４は、実施例による作業機械としてのハイブリッド型ショベルの概略平面図である。
【図５】図５は、実施例による作業機械の側面図である。
【図６】図６Ａは、第３の実施例による蓄電モジュールの一部を示す平面図であり、図６Ｂ及び図６Ｃは、それぞれ図６Ａの一点鎖線６Ｂ−６Ｂ、６Ｃ−６Ｃにおける断面図である。
【図７】図７は、第３の実施例における位置関係で蓄電セル２０と冷却板１２０とが配置された場合の、冷却板１２０の温度分布、及び流路１２１内の流速のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】図８は、比較例による位置関係で蓄電セル２０と冷却板１２０とが配置された場合の、冷却板１２０の温度分布、及び流路１２１内の流速のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】図９Ａ及び図９Ｂは、第４の実施例による蓄電モジュールの一部を示す断面図である。
【図１０】図１０Ａは、第５の実施例による蓄電モジュールの一部を示す平面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａの一点鎖線１０Ｂ−１０Ｂにおける断面図である。
【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは、第６の実施例による蓄電モジュールの一部を示す平面図である。
【図１２】図１２は、第７の実施例による蓄電モジュールの一部を示す平面図である。
【図１３】図１３は、第８の実施例による蓄電モジュールの一部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１Ａに、第１の実施例による蓄電モジュールの平断面図を示す。第１の実施例による蓄電モジュールは、排熱容器１０ａ、１０ｂ、天板１４、及び複数の蓄電セル２０を含んで構成される。
【００１４】
排熱容器１０ａ、１０ｂは、同材料、たとえばアルミニウムで、ほぼ同形状、たとえば浴槽型に形成された、略等しい容器である。排熱容器１０ａ、１０ｂは、第１、第２の部材として底板１１ａ、１１ｂ、及び底板１１ａ、１１ｂから、たとえば長方形の周に沿って、垂直に立ち上がった側壁１２ａ、１２ｂを備える。底板１１ａ、１１ｂの内部には、底板１１ａ、１１ｂの面内方向に、冷却媒体、たとえば冷却水を流通させる水冷配管である流路１３ａ、１３ｂが形成されている。底板１１ａ、１１ｂは、相互に略平行配置される。
【００１５】
排熱容器１０ａと排熱容器１０ｂとは、側壁１２ａ、１２ｂの立ち上がり方向と平行な方向（図１Ａにおける上下方向）に重ねられている。両排熱容器１０ａ、１０ｂは、ボルト及びナットからなる締結具１６で固定される。側壁１２ａ、１２ｂは、先端部が外側に、立ち上がり方向と直交する方向（底板１１ａ、１１ｂの延在方向）に屈曲している。側壁１２ａ、１２ｂの、底板１１ａ、１１ｂ延在方向にのびる部分にボルト通し穴が形成されている。排熱容器１０ｂの底板１１ｂにも、側壁１２ｂの外側に、ボルト通し穴が形成されている。排熱容器１０ａの底板１１ａにはボルト通し穴は形成されておらず、排熱容器１０ａと排熱容器１０ｂとはこの点においてのみ相違する。締結具１６のボルトは、底板１１ｂのボルト通し穴と、側壁１２ａのボルト通し穴を貫いて挿入される。側壁１２ａのボルト通し穴の出口にナットが配置される。
【００１６】
底板１１ａのうち、側壁１２ａの立ち上がり位置より内側の領域、側壁１２ａ、及び、底板１１ｂのうち、側壁１２ｂの立ち上がり位置より内側の領域で囲まれる空間Ｓ１に、複数の薄型平板状の蓄電セル２０が収納（配置）されている。蓄電セル２０は、側壁１２ａの立ち上がり方向に、複数個、図１Ａに示す例においては５個配置されている。５個の蓄電セル２０は、最も下に位置する（底板１１ａに近接する）蓄電セル２０の平板面と、底板１１ａとが接触し、熱的に結合するように、厚さ方向に積層配列される。最も上に位置する（底板１１ｂに近接する）蓄電セル２０の平板面と、底板１１ｂとが接触し、熱的に結合する。５個の蓄電セル２０からなる積層体は、底板１１ａの面内方向に複数、図１Ａに示す例においては３列配置される。
【００１７】
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。空間Ｓ１に配置される複数の蓄電セル２０は、配線２１により電気的に直列接続されている。
【００１８】
排熱容器１０ｂ上に、たとえばアルミニウムで形成された板状部材である天板１４が配置される。天板１４の内部には、面内方向に、冷却媒体、たとえば冷却水を流通させる水冷配管である流路１５が形成されている。排熱容器１０ｂ上に天板１４を配置したとき、側壁１２ｂの外側に位置する天板１４に、ボルト通し穴が形成されている。排熱容器１０ｂと天板１４とは、ボルト及びナットからなる締結具１７で固定されている。締結具１７のボルトは、天板１４のボルト通し穴と、側壁１２ｂのボルト通し穴を貫いて挿入される。側壁１２ｂのボルト通し穴の出口にナットが配置される。
【００１９】
底板１１ｂのうち、側壁１２ｂの立ち上がり位置より内側の領域、側壁１２ｂ、及び、天板１４のうち、側壁１２ｂの立ち上がり位置より内側の領域で囲まれる空間Ｓ２に、複数の平板状の蓄電セル２０が配置されている。配置態様は、空間Ｓ１における蓄電セル２０のそれと等しい。空間Ｓ２に配置される複数の蓄電セル２０も、配線により電気的に直列接続されている。すなわち空間Ｓ１と空間Ｓ２には、機械的及び電気的等価物が配置されている。なお、たとえば空間Ｓ１に配置される蓄電セル２０と、空間Ｓ２に配置される蓄電セル２０とは、電気的な接続がなされていない。
【００２０】
排熱容器１０ａ、１０ｂの側壁１２ａ、１２ｂの高さＬは、たとえば３０ｍｍである。また第１の実施例による蓄電モジュール内に配置する前の各蓄電セル２０の厚さは、たとえば７ｍｍである。空間Ｓ１内に配置された蓄電セル２０の積層体には、締結具１６によって、底板１１ａ、１１ｂから積層方向の圧縮力が印加される。空間Ｓ２内に配置された蓄電セル２０の積層体には、締結具１７によって、底板１１ｂ、天板１４から積層方向の圧縮力が印加される。空間Ｓ１においては、排熱容器１０ａの底板１１ａ、排熱容器１０ｂの底板１１ｂ、及び締結具１６が、蓄電セル２０の積層体に圧縮力を印加する加圧機構の役目を果たす。また、空間Ｓ２においては、排熱容器１０ｂの底板１１ｂ、天板１４、及び締結具１７が、蓄電セル２０の積層体に圧縮力を印加する加圧機構の役目を果たす。空間Ｓ１、Ｓ２内に配置され、加圧されている各蓄電セル２０の厚さは、たとえば６ｍｍである。蓄電セル２０は、加圧機構により厚さ方向に約１４％の圧縮が行われることで、積層方向に直交する方向に関する位置を拘束され、空間Ｓ１内（底板１１ａと底板１１ｂの間）、空間Ｓ２内（底板１１ｂと天板１４の間）に安定的に保持される。また、圧縮により、蓄電セル２０積層体の積層方向への熱伝導性を高めることができる。更に、圧縮力の印加により、蓄電セル２０内部で発生したガスの排除が容易に行われるため、蓄電セル２０の電気的特性の低下が防止される。
【００２１】
冷却媒体供給装置１８から流路１３ａ、１３ｂ、１５に、冷却媒体、例えば冷却水が導入される。導入された冷却水は、流路１３ａ、１３ｂ、１５を通過した後、冷却媒体供給装置１８に回収される。冷却媒体供給装置１８は、たとえばポンプとラジエタを含んで構成される。
【００２２】
冷却媒体供給装置１８から流路１３ａ、１３ｂ、１５に供給される冷却媒体により、蓄電セル２０の積層体からの排熱が行われる。
【００２３】
なお、実施例においては、冷却媒体として冷却水を用いたが、油、フロン、アンモニア、炭化水素、空気等を使用することも可能である。
【００２４】
図１Ｂは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図である。排熱容器１０ｂの底板１１ｂは長方形状である。底板１１ｂの外周部（側壁１２ｂの立ち上がり位置１２ｂ´の外側領域）には、ボルト通し穴が形成されており、締結部１６のボルトが挿入されている。側壁１２ｂの内側領域には、２行３列に蓄電セル２０の積層体が配置される。本図においては、蓄電セル２０の積層体の配設位置に２５の符号を付して示した。流路１３ｂは、蓄電セル２０の積層体の配設位置２５の下方を通過するように蛇行している。なお、天板１４の流路１５の形成態様もこれと等しい。
【００２５】
第１の実施例による蓄電モジュールにおいては、蓄電セル２０の積層体のうち、最も上に位置する蓄電セル２０の平板面と、最も下に位置する蓄電セル２０の平板面とが、排熱機能を有する底板１１ａ、１１ｂ、天板１４に接している。また、底板１１ａ、１１ｂ、天板１４の各々に、複数の蓄電セル２０の平板面が接触している。複数の平板状蓄電セル２０の広い平板面から、底板１１ａ、１１ｂ、天板１４の各々に排熱が行われるため、熱抵抗が低減され、複数の蓄電セル２０を効率的に冷却することができる。
【００２６】
また、各蓄電セル間に伝熱板を配置し、セルで発生した熱を、伝熱板経由でコールドプレートに排出する蓄電モジュールと比較した場合、モジュール全体として見たときの冷却性能のばらつきが少なくなり、蓄電セルの劣化を抑制することが可能である。
【００２７】
更に、第１の実施例による蓄電モジュールにおいては、複数の蓄電セル２０が、伝熱板を介することなく厚さ方向に積層されている。伝熱板を用いないため、熱抵抗が低減されるとともに、構成部材を少なくすることができる。
【００２８】
また、第１の実施例による蓄電モジュールにおいては、排熱容器１０ａ、１０ｂが加圧機構の一部を構成する。排熱容器１０ａ、１０ｂが、蓄電セル２０に対する容器としての収納機能、加圧手段としての安定的保持機能、熱伝導性向上機能、電気的特性維持機能、及び冷却（排熱）機能を備えるため、構成部材を少なくすることができる。
【００２９】
構成部材を少なくし、構造を単純化することは、コストダウンの実現にも寄与する。
【００３０】
なお、蓄電セル２０として、電気的特性を維持するために圧縮力を印加する必要がないもの、たとえばリチウムイオンキャパシタ等を用いる場合には、排熱容器１０ａ、１０ｂの側壁１２ａ、１２ｂを、圧縮力が印加されない状態の蓄電セル２０積層体の厚さと等しい高さ、たとえば３５ｍｍに形成してもよい。この場合には、たとえば蓄電セル２０の四隅に接着剤を塗布して、蓄電セル２０どうしを固着するとともに、蓄電セル２０の積層体を底板１１ａ、１１ｂ、天板１４に固定する。接着剤には、たとえばシリコーン系の接着剤を用いることができる。
【００３１】
図２Ａ、図２Ｂに、それぞれ第１の実施例による蓄電モジュールの第１の変形例、第２の変形例を示す。
【００３２】
図２Ａに示す第１の変形例は、補助用タイロッド２６を備える点で、図１Ｂに示す実施例と異なっている。第１の変形例においては、底板１１ａ、１１ｂ、及び天板１４の対応する位置にタイロッド用の穴が設けられ、その穴を補助用タイロッド２６が貫通している。補助用タイロッド２６は、底板１１ａに形成されるタイロッド用の穴を貫通して外側でナットにより定着される。または、底板１１ａにネジ穴を形成し、そのネジ穴に係合させてもよい。補助用タイロッド２６により、空間Ｓ１、Ｓ２内に積層配置される複数の蓄電装置２０に対し、厚さ方向に一層の圧縮力を加えることができるため、蓄電装置２０をより安定的に保持するとともに、蓄電セル２０積層体の積層方向への熱伝導性をより高めることが可能である。
【００３３】
図２Ｂに示す第２の変形例は、排熱容器１０ａ、１０ｂがともに、たとえばアルミニウムで形成される補助用壁２７を備える点で、図１Ｂに示す実施例と異なっている。補助用壁２７は、２行３列に形成される蓄電セル２０の積層体の配設位置２５を、１行ずつ行方向に区切る位置の底板１１ａ、１１ｂから垂直に立ち上がり、側壁１２ａ、１２ｂと同様に、先端部が立ち上がり方向と直交する方向（底板１１ａ、１１ｂの延在方向）に屈曲している。補助用壁２７の高さと側壁１２ａ、１２ｂの高さとは等しい。補助用壁２７の、底板１１ａ、１１ｂ延在方向にのびる部分にはボルト通し穴が形成されている。底板１１ｂ及び天板１４の対応位置にも、ボルト通し穴が形成されている。
【００３４】
底板１１ｂのボルト通し穴と、排熱容器１０ａの補助用壁２７のボルト通し穴を貫いて締結具１６のボルトが挿入され、排熱容器１０ａの補助用壁２７のボルト通し穴の出口に配置される締結具１６のナットにより定着される。また、天板１４のボルト通し穴と、排熱容器１０ｂの補助用壁２７のボルト通し穴を貫いて締結具１７のボルトが挿入され、排熱容器１０ｂの補助用壁２７のボルト通し穴の出口に配置される締結具１７のナットにより定着される。
【００３５】
なお、底板１１ｂ、天板１４にネジ穴を形成し、補助用壁２７のボルト通し穴に下から挿入したボルトを係合させる構成を採用してもよい。
【００３６】
第２の変形例においては、排熱容器１０ａの補助用壁２７、排熱容器１０ｂの底板１１ｂ、及び締結具１６によって、空間Ｓ１内に配置された蓄電セル２０の積層体に一層の圧縮力を印加することができる。また、排熱容器１０ｂの補助用壁２７、天板１４、及び締結具１７によって、空間Ｓ２内に配置された蓄電セル２０の積層体に一層の圧縮力を印加することが可能である。このため、蓄電装置２０をより安定的に保持するとともに、蓄電セル２０積層体の積層方向への熱伝導性をより高めることができる。
【００３７】
図３に、第２の実施例による蓄電モジュールの平断面図を示す。第１の実施例による蓄電モジュールの構成部材と等しい構成部材については、同符号を付して説明を省略する。
【００３８】
第２の実施例による蓄電モジュールは、たとえばアルミニウムで形成された板状部材であるコールドプレート３１〜３３を備える。コールドプレート３１〜３３は、たとえば平行配置される。
【００３９】
コールドプレート３１〜３３の内部には、コールドプレート３１〜３３の面内方向に、冷却媒体、一例として冷却水を流通させる水冷配管である流路３１ａ〜３３ａが設けられている。流路３１ａ〜３３ａは、たとえば図１Ｂに示す第１の実施例と同様に、蛇行形状に形成される。
【００４０】
ポンプとラジエタを含んで構成される冷却媒体供給装置１８から流路３１ａ〜３３ａに、冷却水が導入される。導入された冷却水は、流路３１ａ〜３３ａを経由して、冷却媒体供給装置１８に回収される。
【００４１】
コールドプレート３１とコールドプレート３２の間、及び、コールドプレート３２とコールドプレート３３の間に、それぞれ電気的に直列接続された複数の蓄電セル２０が配置されている。蓄電セル２０の配置態様は、第１の実施例による蓄電モジュールの空間Ｓ１、Ｓ２におけるそれと等しい。コールドプレート３１、３２、３３は、機能的に、それぞれ第１の実施例による蓄電モジュールの底板１１ａ、底板１１ｂ、天板１４に対応し、一例として、複数の蓄電セル２０を冷却する機能を有する。
【００４２】
コールドプレート３１〜３３にはタイロッド用の穴が設けられ、その穴をタイロッド３５が貫通している。タイロッド３５は、コールドプレート３１の外側でナットにより定着される。コールドプレート３１、３２間に画定される空間Ｓ１、コールドプレート３２、３３間に画定される空間Ｓ２内に配置された蓄電セル２０の積層体には、タイロッド３５によって、積層方向の圧縮力が印加される。空間Ｓ１においては、コールドプレート３１、３２、及びタイロッド３５が、蓄電セル２０の積層体に圧縮力を印加する加圧機構の役目を果たす。また、空間Ｓ２においては、コールドプレート３２、３３、及びタイロッド３５が、蓄電セル２０の積層体に圧縮力を印加する加圧機構の役目を果たす。
【００４３】
圧縮力によって、コールドプレート３１、３２間、及び、コールドプレート３２、３３間に、蓄電装置２０を安定的に保持するとともに、蓄電セル２０積層体の積層方向への熱伝導性を高めることができる。また、蓄電セル２０の電気的特性の低下が防止される。
【００４４】
なお、図示は省略したが、コールドプレート３１〜３３、タイロッド３５、及びコールドプレート３１〜３３間に配置された複数の蓄電セル２０を覆うカバーを設置してもよい。
【００４５】
第２の実施例による蓄電モジュールも、第１の実施例と同様の効果を奏することができる。
【００４６】
以下、流路と蓄電セルの相対的な位置関係、及び流路の形状について説明する。以下に記す実施例による蓄電モジュールの説明においては、図面の見易さの確保等の観点から、積層方向に１個の蓄電セル２０と流路との相対位置関係等を示すが、たとえば平板状の蓄電セル２０は、図１Ａや図３に示されるように、その厚さ方向に積層配列されている。すなわち以下の蓄電モジュールの実施例は、流路と蓄電セルの相対的な位置関係等に関し、蓄電モジュールの特徴部分のみを示す。他の構成は、第１、第２の実施例と同様である。
【００４７】
図６Ａは、第３の実施例による蓄電モジュールの一部を示す平面図である。冷却板１２０の表面上に、蓄電セル２０が固定され、冷却板１２０に熱的に結合している。ここで冷却板１２０は、たとえば、底板１１ａ、１１ｂ、天板１４、コールドプレート３１〜３３のように、その内部に流路が形成された板状の部材である。
【００４８】
なお、蓄電セル２０の積層体の上にも他の冷却板１２０が配置される。積層体上の冷却板１２０の流路と蓄電セル２０との相対的位置関係は、たとえば図６Ａに示す、積層体下の冷却板１２０の流路と蓄電セル２０とのそれと等しい。異ならせることも可能である。
【００４９】
冷却板１２０の内部に、冷却用流路１２１が形成されている。冷却用流路１２１は、冷却媒体導入管１２３に接続され、第１の方向（図６Ａにおいて右方向）に延びる第１の直線流路１２１Ｂを含む。第１の直線流路１２１Ｂの側方（図６Ａにおいて上方）に、第２の直線流路１２１Ｄが形成されている。湾曲流路１２１Ｃが、第１の直線流路１２１Ｂの下流端から第２の直線流路１２１Ｄの上流端に連続する。第１の直線流路１２１Ｂを流れてきた冷却媒体が、湾曲流路１２１Ｃで進行方向を変えて、第２の直線流路１２１Ｄに流れ込む。第２の直線流路１２１Ｄの下流端１２１Ｅが、冷却媒体排出管１２４に接続されている。
【００５０】
第１の直線流路１２１Ｂの上流端１２１Ａの近傍は、下流に向かって幅が広くなるテーパ状とされている。テーパ状の部分以外の第１の直線流路１２１Ｂの幅Ｗは一定である。第２の直線流路１２１Ｄの下流端１２１Ｅの近傍は、上流に向かって幅が広くなるテーパ状とされている。テーパ状の部分以外の第２の直線流路１２１Ｄの幅は、第１の直線流路１２１Ｂの幅Ｗと等しい。また、湾曲流路１２１Ｃの幅も、第１の直線流路１２１Ｂの幅Ｗと等しい。
【００５１】
テーパ状の部分は、流路断面が急激に変化したときに、乱れた流れが安定になるまでの助走路として機能する。助走路の長さは、等価管直径の１０倍程度とすることが好ましい。等価管直径Ｄｅは、
Ｄｅ＝４Ａ／Ｗｐ
と定義される。ここで、Ａは、第１の直線流路１２１Ｂの断面積、Ｗｐは、第１の直線流路１２１Ｂの濡れ縁長さ（流路断面における壁面の長さ）である。
【００５２】
第２の直線流路１２１Ｄと蓄電セル２０とが重なる領域Ａ２の面積が、第１の直線流路１２１Ｂと蓄電セル２０とが重なる領域Ａ１の面積より大きい。湾曲流路１２１Ｃの曲率中心ＣＣを通過し、第１の方向に平行な仮想直線ＶＬを基準として、蓄電セル２０は、第２の直線流路１２１Ｄの側に偏って配置されている。すなわち、曲率中心ＣＣを通過し、第１の方向に平行な仮想直線ＶＬに対して、蓄電セル２０の中心線２０Ｃが、第２の直線流路１２１Ｄ側にずれている。第２の直線流路１２１Ｄは、その幅方向に関して全域が蓄電セル２０と重なっている。これに対し、第１の直線流路１２１Ｂは、その幅方向に関して、一部分のみしか蓄電セル２０と重なっていない。より具体的には、第１の直線流路１２１Ｂの外側の経路は、蓄電セル２０と重なっていない。
【００５３】
図６Ｂ及び図６Ｃに、それぞれ図６Ａの一点鎖線６Ｂ−６Ｂ、６Ｃ−６Ｃにおける断面図を示す。冷却板１２０に近接する蓄電セル２０は、平板面が冷却板１２０に対向し接触する姿勢で、冷却板１２０に固定されている。
【００５４】
冷却板１２０の内部に、流路１２１が形成されている。図６Ｂに示した断面には、第１の直線流路１２１Ｂと第２の直線流路１２１Ｄとが現れており、図６Ｃに示した断面には、湾曲流路１２１Ｃが現れている。流路１２１の断面は、冷却板１２０の厚さ方向に関する寸法が最も小さい扁平な形状を有する。すなわち、流路１２１の厚さ方向の寸法Ｈは、幅方向の寸法Ｗよりも小さい。蓄電セル２０の中心線２０Ｃが、曲率中心ＣＣに対して、第２の直線流路１２１Ｄ側にずれている。
【００５５】
流路１２１の上面（蓄電セル２０が固定される表面に近い方の面）に、冷却媒体の流れの方向に沿う尾根状の凸部１２１Ｆが形成されている。凸部１２１Ｆが形成されていることにより、冷却媒体と冷却板１２０とが接触する領域の面積が大きくなる。これにより、冷却板１２０から冷却媒体への熱伝達効率を高めることができる。
【００５６】
流路１２１は、たとえばアルミニウムの鋳造により形成することができる。直線状の管路を湾曲させて流路を形成する場合には、曲率半径が管路の直径によって制限される。流路の形成に鋳造を適用することにより、湾曲流路１２１Ｃの曲率半径を自由に設定することができる。
【００５７】
図７に、第３の実施例における位置関係で蓄電セル２０と冷却板１２０とが配置された場合の、冷却板１２０の温度分布、及び流路１２１内の流速のシミュレーション結果を示す。相対的に流速の遅い領域ＶＬ、中程度の流速の領域ＶＭ、及び流速の速い領域ＶＨを、ハッチの間隔を変えて示す。また、温度間隔２℃ごとに、等温線Ｔ１〜Ｔ１０を破線で示す。等温線Ｔ１の温度が最も低く、等温線Ｔ１０の温度が最も高い。
【００５８】
第１の直線流路１２１Ｂ内の内側の経路から湾曲流路１２１Ｃに流入し、第２の直線流路１２１Ｄ内の外側の経路に向かう経路の流速が相対的に速いことがわかる。また、第１の直線流路１２１Ｂ内の外側の経路から湾曲流路１２１Ｃ内の外側の経路に繋がる経路の流速、及び第２の直線流路１２１Ｄ内の内側の経路の流速が、相対的に遅いことがわかる。流速の遅い領域で、冷却能力が相対的に低く、流速の速い領域では、冷却能力が相対的に高い。
【００５９】
図８に、比較例による位置関係で蓄電セル２０と冷却板１２０とが配置された場合の、冷却板１２０の温度分布、及び流路１２１内の流速のシミュレーション結果を示す。比較例の流路１２１の形状は、図６Ａ〜図６Ｃに示すものと同等である。比較例では、蓄電セル２０が、第１の直線流路１２１Ｂと重なる領域の面積と、第２の直線流路１２１Ｄと重なる領域の面積とが等しい。曲率中心ＣＣが、蓄電セル２０の中心線２０Ｃ上に位置する。蓄電セル２０は、第１の直線流路１２１Ｂの幅方向の全域において、第１の直線流路１２１Ｂと重なっている。
【００６０】
流速の分布は、図７に示した実施例の場合とほぼ同様の傾向を示している。温度間隔２℃ごとに、等温線Ｔ１〜Ｔ１５を破線で示す。等温線Ｔ１の温度が最も低く、等温線Ｔ１５の温度が最も高い。
【００６１】
図７と図８とを比較すると、比較例の等温線の密度が、実施例の等温線の密度よりも高いことがわかる。すなわち、比較例の方が、温度のばらつきが大きい。
【００６２】
特に、比較例においては、第１の直線流路１２１Ｂ内の外側の経路に対応する領域の温度が高いことがわかる。これは、流速が遅いために、この部分の冷却能力が低いことに起因する。
【００６３】
実施例では、図７に示したように、第１の直線流路１２１Ｂ内の外側の経路上には、蓄電セル２０が配置されていない。このため、第１の直線流路１２１Ｂ内の外側の経路に対応する領域の温度の著しい上昇を抑制することができる。第２の直線流路１２１Ｄ内の内側の経路の流速も遅いが、この部分は、第１の直線流路１２１Ｂに近い。このため、第２の直線流路１２１Ｄ内の内側の経路を流れる冷却媒体による冷却能力の低下が、第１の直線流路１２１Ｂ内の内側の経路を流れる冷却媒体による冷却能力で補償される。これに対し、図８に示した比較例においては、第１の直線流路１２１Ｂ内の外側の経路よりもさらに外側には、流路が存在しないため、この部分の冷却能力の低下が補償されない。これにより、第１の直線流路１２１Ｂ内の外側の経路に対応する部分の温度が著しく上昇していると考えられる。
【００６４】
上述のように、第３の実施例による蓄電モジュールにより、蓄電セル２０の局所的な温度上昇を抑制し、信頼性を高めることができる。
【００６５】
蓄電セル２０の、第１の直線流路１２１Ｂと重なっている縁の近傍の局所的な温度上昇を抑制するために、蓄電セル２０の縁から、第１の直線流路１２１Ｂの外側の縁までの距離を、第１の直線流路１２１Ｂの幅Ｗの１／４以上にすることが好ましい。また、第１の直線流路１２１Ｂと蓄電セル２０とが重ならないようにしてもよい。この場合には、蓄電セル２０の縁が、第１の直線流路１２１Ｂと第２の直線流路１２１Ｄとの間に配置される。
【００６６】
また、第３の実施例では、厚さ方向に扁平な流路１２１が形成されている。このため、断面がほぼ円形の冷却管路をＵ字状に湾曲させて形成した冷却構造に比べて、蓄電セル２０と流路１２１とが重なる領域を広くすることができる。例えば、平面視において、蓄電セル２０のうち、６０％以上の領域が、流路１２１に重なる構成とすることができる。第３の実施例においては、両者が重なっている領域の面積が、蓄電セル２０の面積の６０％以上である。これに対し、冷却管路を湾曲させて流路を作製する場合には、曲率半径が管路の直径によって制限される。このため、蓄電セル２０のうち冷却管路と重なる領域を、蓄電セル２０全域の４０％以上にすることは困難である。
【００６７】
図９Ａ及び図９Ｂに、第４の実施例による蓄電モジュールの一部を断面図で示す。以下、図６Ａ〜図６Ｃに示した第３の実施例との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。第４の実施例の平面図は、図６Ａに示した第３の実施例と同一である。
【００６８】
図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ図６Ａの一点鎖線６Ｂ−６Ｂ、６Ｃ−６Ｃにおける断面図を示す。第４の実施例では、図６Ｂ及び図６Ｃに示した凸部１２１Ｆが形成されておらず、流路１２１の底面及び上面が、いずれも平坦である。第３の実施例と同様に、蓄電セル２０の中心線２０Ｃが、曲率中心ＣＣに対して、第２の直線流路１２１Ｄ側にずれている。
【００６９】
第４の実施例においても、流路１２１と蓄電セル２０との、平面視における相対的な位置関係が、第３の実施例における関係と同一である。このため、第３の実施例と同様に、蓄電セル２０の局所的な温度上昇を抑制し、信頼性を高めることができる。
【００７０】
図１０Ａは、第５の実施例による蓄電モジュールの一部を示す平面図である。以下、図６Ａ〜図６Ｃに示した第３の実施例との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００７１】
第５の実施例では、第１の直線流路１２１Ｂが、幅方向に関して内側流路１２１Ｂａと、それよりも外側に配置された外側流路１２１Ｂｂとに分離されている。内側流路１２１Ｂａの幅Ｗ１と、外側流路１２１Ｂｂの幅Ｗ２との合計は、第２の直線流路１２１Ｄの幅Ｗと同一である。
【００７２】
内側流路１２１Ｂａと外側流路１２１Ｂｂとに対応して、湾曲流路１２１Ｃも、内側流路１２１Ｃａと外側流路１２１Ｃｂとに分離されている。内側流路１２１Ｃａ、外側流路１２１Ｃｂの幅は、それぞれ内側流路１２１Ｂａ、外側流路１２１Ｂｂの幅と同一である。内側流路１２１Ｃａと外側流路１２１Ｃｂとは、下流に向かって徐々に近づき、第２の直線流路１２１Ｄの上流端に至るまでに１本の流路に合流する。
【００７３】
蓄電セル２０は、第１の直線流路１２１Ｂのうち、内側流路１２１Ｂａと重なるが、外側流路１２１Ｂｂとは重ならない。なお、外側流路１２１Ｂｂ内の内側の経路に対応する部分が、蓄電セル２０と重なるようにしてもよい。この場合にも、外側流路１２１Ｂｂ内の外側の経路に対応する部分は、蓄電セル２０と重ならない。
【００７４】
蓄電セル２０は、ネジ１５５により、冷却板１２０に固定されている。一部のネジ１５５は、内側流路１２１Ｂａと外側流路１２１Ｂｂとの間に配置される。
【００７５】
図１０Ｂに、図１０Ａの一点鎖線１０Ｂ−１０Ｂにおける断面図を示す。冷却板１２０内に、第１の直線流路１２１Ｂ及び第２の直線流路１２１Ｄが形成されている。第１の直線流路１２１Ｂは、内側流路１２１Ｂａと外側流路１２１Ｂｂとに分離されている。一部のネジ１５５が、内側流路１２１Ｂａと外側流路１２１Ｂｂとの間に配置されている。ネジ１５５は、第１の直線流路１２１Ｂの上面よりも深い位置まで到達している。
【００７６】
流路１２１の上面は、図６Ｂ、図６Ｃに示したように、凸部１２１Ｆが形成された形状としてもよいし、図９Ａ、図９Ｂに示したように、平坦にしてもよい。
【００７７】
第５の実施例においても、蓄電セル２０が、第１の直線流路１２１Ｂの一部分にのみ重なっており、第１の直線流路１２１Ｂの外側の経路は、蓄電セル２０と重なっていない。このため、第３の実施例と同様に、蓄電セル２０の局所的な温度上昇を抑制し、信頼性を高めることができる。
【００７８】
蓄電セル２０から、流路１２１を流れる冷却媒体までの熱抵抗を小さくするために、流路１２１と、蓄電セル２０との間に介在する冷却板１２０を、なるべく薄くすることが好ましい。薄くされた部分には、ネジ１５５を取り付けることが困難である。第５の実施例では、第１の直線流路１２１Ｂを、内側流路１２１Ｂａと外側流路１２１Ｂｂとに分離することにより、ネジ１５５を挿入するための厚い部分を確保することができる。
【００７９】
内側流路１２１Ｂａと外側流路１２１Ｂｂとの間隔は、ネジ１５５を挿入して固定するために十分な間隔にする必要がある。ただし、冷却媒体の流れを妨げないようにするために、両者の間隔を１００ｍｍ以下にすることが好ましい。また、第３の実施例と同様に、蓄電セル２０の縁から、第１の直線流路１２１Ｂの外側流路１２１Ｂｂの外側の縁までの距離を、幅Ｗの１／４以上とすることが好ましい。
【００８０】
図１１Ａに、第６の実施例による蓄電モジュールの一部の平面図を示す。以下、図６Ａ〜図６Ｃに示した第３の実施例による蓄電モジュールとの相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００８１】
第３の実施例では、湾曲流路１２１Ｃが１つのみ配置されていたが、第６の実施例では、湾曲流路が複数個配置されている。すなわち、流路１２１が、直線流路と湾曲流路とが交互に連続する蛇行形状を有する。この場合、最も上流側の直線流路１２１Ｂを、第３の実施例の第１の直線流路１２１Ｂに対応付けて考えればよい。蓄電セル２０は、流路１２１の幅方向に関して、最も上流側の直線流路１２１Ｂの一部分のみと重なり、直線流路１２１Ｂ内の外側の経路は、蓄電セル２０と重なっていない。最も上流の直線流路以外の直線流路は、その幅方向に関して全域が蓄電セル２０と重なっている。
【００８２】
中央の湾曲流路１２１Ｃの曲率中心ＣＣを通過し、直線流路１２１Ｂの長手方向に平行な仮想直線ＶＬに対して、蓄電セル２０の中心線２０Ｃが、第３の実施例の場合と同様に、下流側の直線流路の側にずれている。
【００８３】
第６の実施例においても、蓄電セル２０の縁よりも外側に、最も上流側の直線流路１２１Ｂ内の外側の経路が存在する。このため、第３の実施例と同様に、蓄電セル２０の局所的な温度上昇を抑制し、信頼性を高めることができる。
【００８４】
図１１Ｂに示すように、蓄電セル２０の縁が、最も上流側の直線流路１２１Ｂと、その隣の直線流路１２１Ｄ（第３の実施例の第２の直線流路１２１Ｄに相当）との間に位置するように、蓄電セル２０を冷却板１２０上に配置してもよい。この場合も、図１１Ａに示す場合と同様に、中央の湾曲流路１２１Ｃの曲率中心ＣＣを通過し、直線流路１２１Ｂの長手方向に平行な仮想直線ＶＬに対して、蓄電セル２０の中心線２０Ｃが、下流側の直線流路の側にずれている。
【００８５】
図１２に、第７の実施例による蓄電モジュールの一部の平面図を示す。以下、図６Ａ〜図６Ｃに示した第３の実施例による蓄電モジュールとの相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００８６】
第７の実施例においても、冷却媒体用の流路１２１は、第１の直線流路１２１Ｂ、湾曲流路１２１Ｃ、及び第２の直線流路１２１Ｄを含む。第１の直線流路１２１Ｂは、第１の向き（図１２において上向き）に冷却媒体を流す。第２の直線流路１２１Ｄは、第１の直線流路１２１Ｂの側方に配置され、第１の向きとは反対向き（図１２において下向き）に冷却媒体を流す。湾曲流路１２１Ｃは、第１の直線流路１２１Ｂの下流端を、第２の直線流路１２１Ｄの上流端に接続する。湾曲流路１２１Ｃは、第１の直線流路１２１Ｂの下流端から離れるに従って、一旦、第２の直線流路１２１Ｄから遠ざかる方向に湾曲し、その後、第２の直線流路１２１Ｄに繋がる。
【００８７】
湾曲流路１２１Ｃの最小曲率半径を有する部分の曲率中心ＣＣを通過し、第１の向きと平行な仮想直線ＶＬを基準として、蓄電セル２０は、第１の直線流路１２１Ｂの幅方向に関して、第２の直線流路１２１Ｄの方に偏った位置に配置されている。第７の実施例においては、第１の直線流路１２１Ｂ及び第２の直線流路１２１Ｄの双方が、幅方向に関して、全域において蓄電セル２０と重なっている。
【００８８】
湾曲流路１２１Ｃの曲率中心ＣＣを通過し、直線流路１２１Ｂの長手方向に平行な仮想直線ＶＬと、蓄電セル２０の中心線２０Ｃとは、第３の実施例の場合と同様に、相互にずれている。
【００８９】
湾曲流路１２１Ｃが、一旦、外側に向かって湾曲しているため、第１の直線流路１２１Ｂ内の外側の経路の流速が、図７に示した例に比べて遅くならない。このため、蓄電セル２０の温度の面内分布のばらつきを抑制することができる。
【００９０】
図１３に、第８の実施例による蓄電モジュールの一部の平面図を示す。図１３に示す平面図は、図１Ｂに示す断面図に対応する。以下、図６Ａ〜図６Ｃに示した第３の実施例による蓄電モジュール、及び、図１Ｂに示す構成との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００９１】
図１３に示す構成と図１Ｂに示す構成とは、蓄電セル２０Ａ１〜２０Ａ６と流路との相対的な位置関係において相違する。
【００９２】
第８の実施例においては、平面視上、矩形状の蓄電セル２０Ａ３の下辺（図１３において下側の辺）が第１の直線流路１３０Ｂの下辺と重なって配置される。矩形状の蓄電セル２０Ａ３の上辺は、第２の直線流路１３０Ｄの上辺を越えている。また、第１の湾曲部１３０Ｃは、蓄電セル２０Ａ３の右辺よりも右側に配置され、第２の湾曲部１３０Ｅは、蓄電セル２０Ａ１の左辺よりも左側に配置される。蓄電セル２０Ａ１、２０Ａ２は、上辺が第２の直線流路１３０Ｄの上辺を越え、下辺が第１の直線流路１３０Ｂの下辺を越えるように配置される。湾曲流路１３０Ｃの曲率中心ＣＣ１を通過し、第１、第２の直線流路１３０Ｂ、１３０Ｄの延在方向に平行な仮想直線ＶＬ１に対して、蓄電セル２０Ａ３の中心線２０Ｃ３は、第２の直線流路１３０Ｄ側にずれている。蓄電セル２０Ａ１、２０Ａ２の中心線２０Ｃ１、２０Ｃ２は、仮想直線ＶＬ１と重なる。
【００９３】
蓄電セル２０Ａ４〜２０Ａ６と第３、第４の直線流路１３０Ｆ、１３０Ｈの相対的位置関係は、蓄電セル２０Ａ１〜２０Ａ３と第１、第２の直線流路１３０Ｂ、１３０Ｄのそれと同様である。すなわち、湾曲流路１３０Ｇの曲率中心ＣＣ３を通過し、第３、第４の直線流路１３０Ｆ、１３０Ｈの延在方向に平行な仮想直線ＶＬ３に対して、蓄電セル２０Ａ６の中心線２０Ｃ６は、第４の直線流路１３０Ｈ側にずれている。蓄電セル２０Ａ４、２０Ａ５の中心線２０Ｃ４、２０Ｃ５は、仮想直線ＶＬ３と重なる。
【００９４】
第８の実施例においても、第３の実施例と同様に、蓄電セル２０Ａ１〜２０Ａ６の局所的な温度上昇を抑制し、信頼性を高めることができる。
【００９５】
図４は、実施例による作業機械、たとえば第１〜第８の実施例による蓄電モジュールを適用した作業機械としてのハイブリッド型ショベルの概略平面図である。
【００９６】
上部旋回体７０に、旋回軸受け７３を介して、下部走行体（走行装置）７１が取り付けられている。上部旋回体７０に、エンジン７４、メインポンプ７５、旋回モータ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、メインポンプ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。メインポンプ７５は、ブーム８２等の油圧シリンダに圧油を供給する。
【００９７】
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。
【００９８】
実施例による作業機械の蓄電モジュール８０には、第１〜第８の実施例による蓄電モジュール、第１の実施例による蓄電モジュールの第１の変形例、第２の変形例の少なくとも１つが用いられる。
【００９９】
図５に、実施例による作業機械の側面図を示す。下部走行体７１に、旋回軸受け７３を介して上部旋回体７０が搭載されている。上部旋回体７０は、旋回モータ７６（図４）からの駆動力により、下部走行体７１に対して、時計回り、または反時計周りに旋回する。上部旋回体７０に、ブーム８２が取り付けられている。ブーム８２は、油圧駆動されるブームシリンダ１０７により、上部旋回体７０に対して上下方向に揺動する。ブーム８２の先端に、アーム８５が取り付けられている。アーム８５は、油圧駆動されるアームシリンダ１０８により、ブーム８２に対して前後方向に揺動する。アーム８５の先端にバケット８６が取り付けられている。バケット８６は、油圧駆動されるバケットシリンダ１０９により、アーム８５に対して上下方向に揺動する。
【０１００】
蓄電モジュール８０が、蓄電モジュール用マウント９０及びダンパ（防振装置）９１を介して、上部旋回体７０に搭載されている。蓄電モジュール８０から供給される電力によって、旋回モータ７６（図４）が駆動される。また、旋回モータ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。
【０１０１】
実施例による作業機械は、冷却効率に優れた第１〜第８の実施例による蓄電モジュール、第１の実施例による蓄電モジュールの第１の変形例、第２の変形例のいずれかを搭載する、高性能の作業機械である。
【０１０２】
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。
【０１０３】
たとえば、実施例による蓄電モジュールにおいては、蓄電セル２０の複数の積層体からなる電気的等価物を、空間Ｓ１、Ｓ２に一単位ずつ、計二単位配置したが、一単位だけとしてもよい。また三単位以上配置することもできる。電気的等価物を複数単位分準備し、必要に応じて配置することができるため、メンテナンス性を向上させることが可能である。
【０１０４】
また、各空間に蓄電セルの積層体を配置した例を示したが、たとえば蓄電セルを一つだけ、各空間に配置してもよい。この場合、両面から蓄電セルを冷却できるため、冷却効果を著しく向上させることができる。
【０１０５】
更に、実施例による蓄電モジュールにおいては、底板１１ａ、１１ｂ、天板１４、コールドプレート３１〜３３、冷却板１２０内部に、流路１３ａ、１３ｂ、１５、３１ａ〜３３ａ、１２１が形成される構成を採用したが、流路は、たとえば溶接によって、それらの外部に形成することもできる。
【０１０６】
また、実施例においては、第１、第２の部材としての底板１１ａ、１１ｂは、より大きな部材である排熱容器１０ａ、１０ｂの一部であった。第１、第２の部材は、より大きな部材の一部である場合に限らず、独立した部材の全部であってもよい。このように考え、たとえば天板１４を、第３の部材とみることができる。
【０１０７】
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
たとえばハイブリッド型ショベル等の作業機械に、好ましく利用可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ａ、１０ｂ 排熱容器
１１ａ、１１ｂ 底板
１２ａ、１２ｂ 側壁
１２ｂ´ 側壁１２ｂの立ち上がり位置
１３ａ、１３ｂ 流路
１４ 天板
１５ 流路
１６、１７ 締結具
１８ 冷却媒体供給装置
２０、２０Ａ１〜２０Ａ６ 蓄電セル
２０Ｃ、２０Ｃ１〜２０Ｃ６ 中心線
２１ 配線
２５ 蓄電セル２０の積層体の配設位置
２６ 補助用タイロッド
２７ 補助用壁
３１〜３３ コールドプレート
３１ａ〜３３ａ 流路
３５ タイロッド
７０ 上部旋回体
７１ 下部走行体
７３ 旋回軸受け
７４ エンジン
７５ メインポンプ
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
８５ アーム
８６ バケット
９０ マウント
９１ ダンパ
１０７ ブームシリンダ
１０８ アームシリンダ
１０９ バケットシリンダ
１２０ 冷却板
１２１ 流路
１２１Ａ 上流端
１２１Ｂ 第１の直線流路
１２１Ｂａ 内側流路
１２１Ｂｂ 外側流路
１２１Ｃ 湾曲流路
１２１Ｃａ 内側流路
１２１Ｃｂ 外側流路
１２１Ｄ 第２の直線流路
１２１Ｅ 下流端
１２１Ｆ 凸部
１２３ 冷却媒体導入管
１２４ 冷却媒体排出管
１３０Ｂ 第１の直線流路
１３０Ｃ 第１の湾曲部
１３０Ｄ 第２の直線流路
１３０Ｅ 第２の湾曲部
１３０Ｆ 第３の直線流路
１３０Ｇ 第３の湾曲部
１３０Ｈ 第４の直線流路
１５５ ネジ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の蓄電セルを冷却する構造を有する蓄電モジュール、及びそれを備えた作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
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ハイブリッド型自動車やハイブリッド型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て用いられる。
【０００３】
蓄電セルの充放電に伴い、セル内で熱が発生する。たとえばラミネートタイプの平板蓄電セルを複数直列接続し、モジュールとして使用する場合、セルは厚さ方向に積層され、各セル間に伝熱板が配置される。セルで発生した熱は、伝熱板を経由してコールドプレートに排出されるため、冷却効率が悪い。このような構成の蓄電モジュールにおいては、伝熱板内の熱流束が高くなる結果、蓄電セルの内部温度が上昇し、蓄電セルの劣化が促進される。
【０００４】
蓄電セルに蓄積される電気エネルギ密度が高くなると、蓄電セル内で発生した熱を、より効率的に外部に伝達させる冷却機構が求められる。
【０００５】
複数の蓄電セルで発生した熱を外部に放出する種々の構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１には、複数の蓄電セルの間に熱輸送装置を面接触するように配置した積層型バッテリ装置の発明が開示されている。熱輸送装置の内部には、細管ヒートパイプが形成されており、蓄電セルの熱を吸収して外部に放出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１１１２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、たとえば作業機械に搭載される複数の蓄電セルを効率的に冷却することができる蓄電モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によると、冷却媒体が通過する流路が形成された第１、第２の部材と、前記第１、第２の部材間に配置された、平板状の複数の蓄電セルとを有し、前記平板状の複数の蓄電セルは、前記第１、第２の部材と近接する蓄電セルの平板面と、前記第１、第２の部材とが接触するように、前記第１、第２の部材間に配置されている蓄電モジュールが提供される。
【００１０】
また、本発明の他の観点によれば、下部走行体と、前記下部走行体の上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載された蓄電モジュールとを備え、前記蓄電モジュールは、冷却媒体が通過する流路が形成された第１、第２の部材と、前記第１、第２の部材間に配置された、平板状の複数の蓄電セルとを有し、前記平板状の複数の蓄電セルは、前記第１、第２の部材と近接する蓄電セルの平板面と、前記第１、第２の部材とが接触するように、前記第１、第２の部材間に配置されている作業機械が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、たとえば作業機械に搭載される複数の蓄電セルを効率的に冷却することの可能な蓄電モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１−１】図１Ａは、第１の実施例による蓄電モジュールの平断面図である。
【図１−２】図１Ｂは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】図２Ａ、図２Ｂは、それぞれ第１の実施例による蓄電モジュールの第１の変形例、第２の変形例を示す断面図である。
【図３】図３は、第２の実施例による蓄電モジュールの平断面図である。
【図４】図４は、実施例による作業機械としてのハイブリッド型ショベルの概略平面図である。
【図５】図５は、実施例による作業機械の側面図である。
【図６】図６Ａは、第３の実施例による蓄電モジュールの一部を示す平面図であり、図６Ｂ及び図６Ｃは、それぞれ図６Ａの一点鎖線６Ｂ−６Ｂ、６Ｃ−６Ｃにおける断面図である。
【図７】図７は、第３の実施例における位置関係で蓄電セル２０と冷却板１２０とが配置された場合の、冷却板１２０の温度分布、及び流路１２１内の流速のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】図８は、比較例による位置関係で蓄電セル２０と冷却板１２０とが配置された場合の、冷却板１２０の温度分布、及び流路１２１内の流速のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】図９Ａ及び図９Ｂは、第４の実施例による蓄電モジュールの一部を示す断面図である。
【図１０】図１０Ａは、第５の実施例による蓄電モジュールの一部を示す平面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａの一点鎖線１０Ｂ−１０Ｂにおける断面図である。
【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは、第６の実施例による蓄電モジュールの一部を示す平面図である。
【図１２】図１２は、第７の実施例による蓄電モジュールの一部を示す平面図である。
【図１３】図１３は、第８の実施例による蓄電モジュールの一部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１Ａに、第１の実施例による蓄電モジュールの平断面図を示す。第１の実施例による蓄電モジュールは、排熱容器１０ａ、１０ｂ、天板１４、及び複数の蓄電セル２０を含んで構成される。
【００１４】
排熱容器１０ａ、１０ｂは、同材料、たとえばアルミニウムで、ほぼ同形状、たとえば浴槽型に形成された、略等しい容器である。排熱容器１０ａ、１０ｂは、第１、第２の部材として底板１１ａ、１１ｂ、及び底板１１ａ、１１ｂから、たとえば長方形の周に沿って、垂直に立ち上がった側壁１２ａ、１２ｂを備える。底板１１ａ、１１ｂの内部には、底板１１ａ、１１ｂの面内方向に、冷却媒体、たとえば冷却水を流通させる水冷配管である流路１３ａ、１３ｂが形成されている。底板１１ａ、１１ｂは、相互に略平行配置される。
【００１５】
排熱容器１０ａと排熱容器１０ｂとは、側壁１２ａ、１２ｂの立ち上がり方向と平行な方向（図１Ａにおける上下方向）に重ねられている。両排熱容器１０ａ、１０ｂは、ボルト及びナットからなる締結具１６で固定される。側壁１２ａ、１２ｂは、先端部が外側に、立ち上がり方向と直交する方向（底板１１ａ、１１ｂの延在方向）に屈曲している。側壁１２ａ、１２ｂの、底板１１ａ、１１ｂ延在方向にのびる部分にボルト通し穴が形成されている。排熱容器１０ｂの底板１１ｂにも、側壁１２ｂの外側に、ボルト通し穴が形成されている。排熱容器１０ａの底板１１ａにはボルト通し穴は形成されておらず、排熱容器１０ａと排熱容器１０ｂとはこの点においてのみ相違する。締結具１６のボルトは、底板１１ｂのボルト通し穴と、側壁１２ａのボルト通し穴を貫いて挿入される。側壁１２ａのボルト通し穴の出口にナットが配置される。
【００１６】
底板１１ａのうち、側壁１２ａの立ち上がり位置より内側の領域、側壁１２ａ、及び、底板１１ｂのうち、側壁１２ｂの立ち上がり位置より内側の領域で囲まれる空間Ｓ１に、複数の薄型平板状の蓄電セル２０が収納（配置）されている。蓄電セル２０は、側壁１２ａの立ち上がり方向に、複数個、図１Ａに示す例においては５個配置されている。５個の蓄電セル２０は、最も下に位置する（底板１１ａに近接する）蓄電セル２０の平板面と、底板１１ａとが接触し、熱的に結合するように、厚さ方向に積層配列される。最も上に位置する（底板１１ｂに近接する）蓄電セル２０の平板面と、底板１１ｂとが接触し、熱的に結合する。５個の蓄電セル２０からなる積層体は、底板１１ａの面内方向に複数、図１Ａに示す例においては３列配置される。
【００１７】
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。空間Ｓ１に配置される複数の蓄電セル２０は、配線２１により電気的に直列接続されている。
【００１８】
排熱容器１０ｂ上に、たとえばアルミニウムで形成された板状部材である天板１４が配置される。天板１４の内部には、面内方向に、冷却媒体、たとえば冷却水を流通させる水冷配管である流路１５が形成されている。排熱容器１０ｂ上に天板１４を配置したとき、側壁１２ｂの外側に位置する天板１４に、ボルト通し穴が形成されている。排熱容器１０ｂと天板１４とは、ボルト及びナットからなる締結具１７で固定されている。締結具１７のボルトは、天板１４のボルト通し穴と、側壁１２ｂのボルト通し穴を貫いて挿入される。側壁１２ｂのボルト通し穴の出口にナットが配置される。
【００１９】
底板１１ｂのうち、側壁１２ｂの立ち上がり位置より内側の領域、側壁１２ｂ、及び、天板１４のうち、側壁１２ｂの立ち上がり位置より内側の領域で囲まれる空間Ｓ２に、複数の平板状の蓄電セル２０が配置されている。配置態様は、空間Ｓ１における蓄電セル２０のそれと等しい。空間Ｓ２に配置される複数の蓄電セル２０も、配線により電気的に直列接続されている。すなわち空間Ｓ１と空間Ｓ２には、機械的及び電気的等価物が配置されている。なお、たとえば空間Ｓ１に配置される蓄電セル２０と、空間Ｓ２に配置される蓄電セル２０とは、電気的な接続がなされていない。
【００２０】
排熱容器１０ａ、１０ｂの側壁１２ａ、１２ｂの高さＬは、たとえば３０ｍｍである。また第１の実施例による蓄電モジュール内に配置する前の各蓄電セル２０の厚さは、たとえば７ｍｍである。空間Ｓ１内に配置された蓄電セル２０の積層体には、締結具１６によって、底板１１ａ、１１ｂから積層方向の圧縮力が印加される。空間Ｓ２内に配置された蓄電セル２０の積層体には、締結具１７によって、底板１１ｂ、天板１４から積層方向の圧縮力が印加される。空間Ｓ１においては、排熱容器１０ａの底板１１ａ、排熱容器１０ｂの底板１１ｂ、及び締結具１６が、蓄電セル２０の積層体に圧縮力を印加する加圧機構の役目を果たす。また、空間Ｓ２においては、排熱容器１０ｂの底板１１ｂ、天板１４、及び締結具１７が、蓄電セル２０の積層体に圧縮力を印加する加圧機構の役目を果たす。空間Ｓ１、Ｓ２内に配置され、加圧されている各蓄電セル２０の厚さは、たとえば６ｍｍである。蓄電セル２０は、加圧機構により厚さ方向に約１４％の圧縮が行われることで、積層方向に直交する方向に関する位置を拘束され、空間Ｓ１内（底板１１ａと底板１１ｂの間）、空間Ｓ２内（底板１１ｂと天板１４の間）に安定的に保持される。また、圧縮により、蓄電セル２０積層体の積層方向への熱伝導性を高めることができる。更に、圧縮力の印加により、蓄電セル２０内部で発生したガスの排除が容易に行われるため、蓄電セル２０の電気的特性の低下が防止される。
【００２１】
冷却媒体供給装置１８から流路１３ａ、１３ｂ、１５に、冷却媒体、例えば冷却水が導入される。導入された冷却水は、流路１３ａ、１３ｂ、１５を通過した後、冷却媒体供給装置１８に回収される。冷却媒体供給装置１８は、たとえばポンプとラジエタを含んで構成される。
【００２２】
冷却媒体供給装置１８から流路１３ａ、１３ｂ、１５に供給される冷却媒体により、蓄電セル２０の積層体からの排熱が行われる。
【００２３】
なお、実施例においては、冷却媒体として冷却水を用いたが、油、フロン、アンモニア、炭化水素、空気等を使用することも可能である。
【００２４】
図１Ｂは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図である。排熱容器１０ｂの底板１１ｂは長方形状である。底板１１ｂの外周部（側壁１２ｂの立ち上がり位置１２ｂ´の外側領域）には、ボルト通し穴が形成されており、締結部１６のボルトが挿入されている。側壁１２ｂの内側領域には、２行３列に蓄電セル２０の積層体が配置される。本図においては、蓄電セル２０の積層体の配設位置に２５の符号を付して示した。流路１３ｂは、蓄電セル２０の積層体の配設位置２５の下方を通過するように蛇行している。なお、天板１４の流路１５の形成態様もこれと等しい。
【００２５】
第１の実施例による蓄電モジュールにおいては、蓄電セル２０の積層体のうち、最も上に位置する蓄電セル２０の平板面と、最も下に位置する蓄電セル２０の平板面とが、排熱機能を有する底板１１ａ、１１ｂ、天板１４に接している。また、底板１１ａ、１１ｂ、天板１４の各々に、複数の蓄電セル２０の平板面が接触している。複数の平板状蓄電セル２０の広い平板面から、底板１１ａ、１１ｂ、天板１４の各々に排熱が行われるため、熱抵抗が低減され、複数の蓄電セル２０を効率的に冷却することができる。
【００２６】
また、各蓄電セル間に伝熱板を配置し、セルで発生した熱を、伝熱板経由でコールドプレートに排出する蓄電モジュールと比較した場合、モジュール全体として見たときの冷却性能のばらつきが少なくなり、蓄電セルの劣化を抑制することが可能である。
【００２７】
更に、第１の実施例による蓄電モジュールにおいては、複数の蓄電セル２０が、伝熱板を介することなく厚さ方向に積層されている。伝熱板を用いないため、熱抵抗が低減されるとともに、構成部材を少なくすることができる。
【００２８】
また、第１の実施例による蓄電モジュールにおいては、排熱容器１０ａ、１０ｂが加圧機構の一部を構成する。排熱容器１０ａ、１０ｂが、蓄電セル２０に対する容器としての収納機能、加圧手段としての安定的保持機能、熱伝導性向上機能、電気的特性維持機能、及び冷却（排熱）機能を備えるため、構成部材を少なくすることができる。
【００２９】
構成部材を少なくし、構造を単純化することは、コストダウンの実現にも寄与する。
【００３０】
なお、蓄電セル２０として、電気的特性を維持するために圧縮力を印加する必要がないもの、たとえばリチウムイオンキャパシタ等を用いる場合には、排熱容器１０ａ、１０ｂの側壁１２ａ、１２ｂを、圧縮力が印加されない状態の蓄電セル２０積層体の厚さと等しい高さ、たとえば３５ｍｍに形成してもよい。この場合には、たとえば蓄電セル２０の四隅に接着剤を塗布して、蓄電セル２０どうしを固着するとともに、蓄電セル２０の積層体を底板１１ａ、１１ｂ、天板１４に固定する。接着剤には、たとえばシリコーン系の接着剤を用いることができる。
【００３１】
図２Ａ、図２Ｂに、それぞれ第１の実施例による蓄電モジュールの第１の変形例、第２の変形例を示す。
【００３２】
図２Ａに示す第１の変形例は、補助用タイロッド２６を備える点で、図１Ｂに示す実施例と異なっている。第１の変形例においては、底板１１ａ、１１ｂ、及び天板１４の対応する位置にタイロッド用の穴が設けられ、その穴を補助用タイロッド２６が貫通している。補助用タイロッド２６は、底板１１ａに形成されるタイロッド用の穴を貫通して外側でナットにより定着される。または、底板１１ａにネジ穴を形成し、そのネジ穴に係合させてもよい。補助用タイロッド２６により、空間Ｓ１、Ｓ２内に積層配置される複数の蓄電装置２０に対し、厚さ方向に一層の圧縮力を加えることができるため、蓄電装置２０をより安定的に保持するとともに、蓄電セル２０積層体の積層方向への熱伝導性をより高めることが可能である。
【００３３】
図２Ｂに示す第２の変形例は、排熱容器１０ａ、１０ｂがともに、たとえばアルミニウムで形成される補助用壁２７を備える点で、図１Ｂに示す実施例と異なっている。補助用壁２７は、２行３列に形成される蓄電セル２０の積層体の配設位置２５を、１行ずつ行方向に区切る位置の底板１１ａ、１１ｂから垂直に立ち上がり、側壁１２ａ、１２ｂと同様に、先端部が立ち上がり方向と直交する方向（底板１１ａ、１１ｂの延在方向）に屈曲している。補助用壁２７の高さと側壁１２ａ、１２ｂの高さとは等しい。補助用壁２７の、底板１１ａ、１１ｂ延在方向にのびる部分にはボルト通し穴が形成されている。底板１１ｂ及び天板１４の対応位置にも、ボルト通し穴が形成されている。
【００３４】
底板１１ｂのボルト通し穴と、排熱容器１０ａの補助用壁２７のボルト通し穴を貫いて締結具１６のボルトが挿入され、排熱容器１０ａの補助用壁２７のボルト通し穴の出口に配置される締結具１６のナットにより定着される。また、天板１４のボルト通し穴と、排熱容器１０ｂの補助用壁２７のボルト通し穴を貫いて締結具１７のボルトが挿入され、排熱容器１０ｂの補助用壁２７のボルト通し穴の出口に配置される締結具１７のナットにより定着される。
【００３５】
なお、底板１１ｂ、天板１４にネジ穴を形成し、補助用壁２７のボルト通し穴に下から挿入したボルトを係合させる構成を採用してもよい。
【００３６】
第２の変形例においては、排熱容器１０ａの補助用壁２７、排熱容器１０ｂの底板１１ｂ、及び締結具１６によって、空間Ｓ１内に配置された蓄電セル２０の積層体に一層の圧縮力を印加することができる。また、排熱容器１０ｂの補助用壁２７、天板１４、及び締結具１７によって、空間Ｓ２内に配置された蓄電セル２０の積層体に一層の圧縮力を印加することが可能である。このため、蓄電装置２０をより安定的に保持するとともに、蓄電セル２０積層体の積層方向への熱伝導性をより高めることができる。
【００３７】
図３に、第２の実施例による蓄電モジュールの平断面図を示す。第１の実施例による蓄電モジュールの構成部材と等しい構成部材については、同符号を付して説明を省略する。
【００３８】
第２の実施例による蓄電モジュールは、たとえばアルミニウムで形成された板状部材であるコールドプレート３１〜３３を備える。コールドプレート３１〜３３は、たとえば平行配置される。
【００３９】
コールドプレート３１〜３３の内部には、コールドプレート３１〜３３の面内方向に、冷却媒体、一例として冷却水を流通させる水冷配管である流路３１ａ〜３３ａが設けられている。流路３１ａ〜３３ａは、たとえば図１Ｂに示す第１の実施例と同様に、蛇行形状に形成される。
【００４０】
ポンプとラジエタを含んで構成される冷却媒体供給装置１８から流路３１ａ〜３３ａに、冷却水が導入される。導入された冷却水は、流路３１ａ〜３３ａを経由して、冷却媒体供給装置１８に回収される。
【００４１】
コールドプレート３１とコールドプレート３２の間、及び、コールドプレート３２とコールドプレート３３の間に、それぞれ電気的に直列接続された複数の蓄電セル２０が配置されている。蓄電セル２０の配置態様は、第１の実施例による蓄電モジュールの空間Ｓ１、Ｓ２におけるそれと等しい。コールドプレート３１、３２、３３は、機能的に、それぞれ第１の実施例による蓄電モジュールの底板１１ａ、底板１１ｂ、天板１４に対応し、一例として、複数の蓄電セル２０を冷却する機能を有する。
【００４２】
コールドプレート３１〜３３にはタイロッド用の穴が設けられ、その穴をタイロッド３５が貫通している。タイロッド３５は、コールドプレート３１の外側でナットにより定着される。コールドプレート３１、３２間に画定される空間Ｓ１、コールドプレート３２、３３間に画定される空間Ｓ２内に配置された蓄電セル２０の積層体には、タイロッド３５によって、積層方向の圧縮力が印加される。空間Ｓ１においては、コールドプレート３１、３２、及びタイロッド３５が、蓄電セル２０の積層体に圧縮力を印加する加圧機構の役目を果たす。また、空間Ｓ２においては、コールドプレート３２、３３、及びタイロッド３５が、蓄電セル２０の積層体に圧縮力を印加する加圧機構の役目を果たす。
【００４３】
圧縮力によって、コールドプレート３１、３２間、及び、コールドプレート３２、３３間に、蓄電装置２０を安定的に保持するとともに、蓄電セル２０積層体の積層方向への熱伝導性を高めることができる。また、蓄電セル２０の電気的特性の低下が防止される。
【００４４】
なお、図示は省略したが、コールドプレート３１〜３３、タイロッド３５、及びコールドプレート３１〜３３間に配置された複数の蓄電セル２０を覆うカバーを設置してもよい。
【００４５】
第２の実施例による蓄電モジュールも、第１の実施例と同様の効果を奏することができる。
【００４６】
以下、流路と蓄電セルの相対的な位置関係、及び流路の形状について説明する。以下に記す実施例による蓄電モジュールの説明においては、図面の見易さの確保等の観点から、積層方向に１個の蓄電セル２０と流路との相対位置関係等を示すが、たとえば平板状の蓄電セル２０は、図１Ａや図３に示されるように、その厚さ方向に積層配列されている。すなわち以下の蓄電モジュールの実施例は、流路と蓄電セルの相対的な位置関係等に関し、蓄電モジュールの特徴部分のみを示す。他の構成は、第１、第２の実施例と同様である。
【００４７】
図６Ａは、第３の実施例による蓄電モジュールの一部を示す平面図である。冷却板１２０の表面上に、蓄電セル２０が固定され、冷却板１２０に熱的に結合している。ここで冷却板１２０は、たとえば、底板１１ａ、１１ｂ、天板１４、コールドプレート３１〜３３のように、その内部に流路が形成された板状の部材である。
【００４８】
なお、蓄電セル２０の積層体の上にも他の冷却板１２０が配置される。積層体上の冷却板１２０の流路と蓄電セル２０との相対的位置関係は、たとえば図６Ａに示す、積層体下の冷却板１２０の流路と蓄電セル２０とのそれと等しい。異ならせることも可能である。
【００４９】
冷却板１２０の内部に、冷却用流路１２１が形成されている。冷却用流路１２１は、冷却媒体導入管１２３に接続され、第１の方向（図６Ａにおいて右方向）に延びる第１の直線流路１２１Ｂを含む。第１の直線流路１２１Ｂの側方（図６Ａにおいて上方）に、第２の直線流路１２１Ｄが形成されている。湾曲流路１２１Ｃが、第１の直線流路１２１Ｂの下流端から第２の直線流路１２１Ｄの上流端に連続する。第１の直線流路１２１Ｂを流れてきた冷却媒体が、湾曲流路１２１Ｃで進行方向を変えて、第２の直線流路１２１Ｄに流れ込む。第２の直線流路１２１Ｄの下流端１２１Ｅが、冷却媒体排出管１２４に接続されている。
【００５０】
第１の直線流路１２１Ｂの上流端１２１Ａの近傍は、下流に向かって幅が広くなるテーパ状とされている。テーパ状の部分以外の第１の直線流路１２１Ｂの幅Ｗは一定である。第２の直線流路１２１Ｄの下流端１２１Ｅの近傍は、上流に向かって幅が広くなるテーパ状とされている。テーパ状の部分以外の第２の直線流路１２１Ｄの幅は、第１の直線流路１２１Ｂの幅Ｗと等しい。また、湾曲流路１２１Ｃの幅も、第１の直線流路１２１Ｂの幅Ｗと等しい。
【００５１】
テーパ状の部分は、流路断面が急激に変化したときに、乱れた流れが安定になるまでの助走路として機能する。助走路の長さは、等価管直径の１０倍程度とすることが好ましい。等価管直径Ｄｅは、
Ｄｅ＝４Ａ／Ｗｐ
と定義される。ここで、Ａは、第１の直線流路１２１Ｂの断面積、Ｗｐは、第１の直線流路１２１Ｂの濡れ縁長さ（流路断面における壁面の長さ）である。
【００５２】
第２の直線流路１２１Ｄと蓄電セル２０とが重なる領域Ａ２の面積が、第１の直線流路１２１Ｂと蓄電セル２０とが重なる領域Ａ１の面積より大きい。湾曲流路１２１Ｃの曲率中心ＣＣを通過し、第１の方向に平行な仮想直線ＶＬを基準として、蓄電セル２０は、第２の直線流路１２１Ｄの側に偏って配置されている。すなわち、曲率中心ＣＣを通過し、第１の方向に平行な仮想直線ＶＬに対して、蓄電セル２０の中心線２０Ｃが、第２の直線流路１２１Ｄ側にずれている。第２の直線流路１２１Ｄは、その幅方向に関して全域が蓄電セル２０と重なっている。これに対し、第１の直線流路１２１Ｂは、その幅方向に関して、一部分のみしか蓄電セル２０と重なっていない。より具体的には、第１の直線流路１２１Ｂの外側の経路は、蓄電セル２０と重なっていない。
【００５３】
図６Ｂ及び図６Ｃに、それぞれ図６Ａの一点鎖線６Ｂ−６Ｂ、６Ｃ−６Ｃにおける断面図を示す。冷却板１２０に近接する蓄電セル２０は、平板面が冷却板１２０に対向し接触する姿勢で、冷却板１２０に固定されている。
【００５４】
冷却板１２０の内部に、流路１２１が形成されている。図６Ｂに示した断面には、第１の直線流路１２１Ｂと第２の直線流路１２１Ｄとが現れており、図６Ｃに示した断面には、湾曲流路１２１Ｃが現れている。流路１２１の断面は、冷却板１２０の厚さ方向に関する寸法が最も小さい扁平な形状を有する。すなわち、流路１２１の厚さ方向の寸法Ｈは、幅方向の寸法Ｗよりも小さい。蓄電セル２０の中心線２０Ｃが、曲率中心ＣＣに対して、第２の直線流路１２１Ｄ側にずれている。
【００５５】
流路１２１の上面（蓄電セル２０が固定される表面に近い方の面）に、冷却媒体の流れの方向に沿う尾根状の凸部１２１Ｆが形成されている。凸部１２１Ｆが形成されていることにより、冷却媒体と冷却板１２０とが接触する領域の面積が大きくなる。これにより、冷却板１２０から冷却媒体への熱伝達効率を高めることができる。
【００５６】
流路１２１は、たとえばアルミニウムの鋳造により形成することができる。直線状の管路を湾曲させて流路を形成する場合には、曲率半径が管路の直径によって制限される。流路の形成に鋳造を適用することにより、湾曲流路１２１Ｃの曲率半径を自由に設定することができる。
【００５７】
図７に、第３の実施例における位置関係で蓄電セル２０と冷却板１２０とが配置された場合の、冷却板１２０の温度分布、及び流路１２１内の流速のシミュレーション結果を示す。相対的に流速の遅い領域ＶＬ、中程度の流速の領域ＶＭ、及び流速の速い領域ＶＨを、ハッチの間隔を変えて示す。また、温度間隔２℃ごとに、等温線Ｔ１〜Ｔ１０を破線で示す。等温線Ｔ１の温度が最も低く、等温線Ｔ１０の温度が最も高い。
【００５８】
第１の直線流路１２１Ｂ内の内側の経路から湾曲流路１２１Ｃに流入し、第２の直線流路１２１Ｄ内の外側の経路に向かう経路の流速が相対的に速いことがわかる。また、第１の直線流路１２１Ｂ内の外側の経路から湾曲流路１２１Ｃ内の外側の経路に繋がる経路の流速、及び第２の直線流路１２１Ｄ内の内側の経路の流速が、相対的に遅いことがわかる。流速の遅い領域で、冷却能力が相対的に低く、流速の速い領域では、冷却能力が相対的に高い。
【００５９】
図８に、比較例による位置関係で蓄電セル２０と冷却板１２０とが配置された場合の、冷却板１２０の温度分布、及び流路１２１内の流速のシミュレーション結果を示す。比較例の流路１２１の形状は、図６Ａ〜図６Ｃに示すものと同等である。比較例では、蓄電セル２０が、第１の直線流路１２１Ｂと重なる領域の面積と、第２の直線流路１２１Ｄと重なる領域の面積とが等しい。曲率中心ＣＣが、蓄電セル２０の中心線２０Ｃ上に位置する。蓄電セル２０は、第１の直線流路１２１Ｂの幅方向の全域において、第１の直線流路１２１Ｂと重なっている。
【００６０】
流速の分布は、図７に示した実施例の場合とほぼ同様の傾向を示している。温度間隔２℃ごとに、等温線Ｔ１〜Ｔ１５を破線で示す。等温線Ｔ１の温度が最も低く、等温線Ｔ１５の温度が最も高い。
【００６１】
図７と図８とを比較すると、比較例の等温線の密度が、実施例の等温線の密度よりも高いことがわかる。すなわち、比較例の方が、温度のばらつきが大きい。
【００６２】
特に、比較例においては、第１の直線流路１２１Ｂ内の外側の経路に対応する領域の温度が高いことがわかる。これは、流速が遅いために、この部分の冷却能力が低いことに起因する。
【００６３】
実施例では、図７に示したように、第１の直線流路１２１Ｂ内の外側の経路上には、蓄電セル２０が配置されていない。このため、第１の直線流路１２１Ｂ内の外側の経路に対応する領域の温度の著しい上昇を抑制することができる。第２の直線流路１２１Ｄ内の内側の経路の流速も遅いが、この部分は、第１の直線流路１２１Ｂに近い。このため、第２の直線流路１２１Ｄ内の内側の経路を流れる冷却媒体による冷却能力の低下が、第１の直線流路１２１Ｂ内の内側の経路を流れる冷却媒体による冷却能力で補償される。これに対し、図８に示した比較例においては、第１の直線流路１２１Ｂ内の外側の経路よりもさらに外側には、流路が存在しないため、この部分の冷却能力の低下が補償されない。これにより、第１の直線流路１２１Ｂ内の外側の経路に対応する部分の温度が著しく上昇していると考えられる。
【００６４】
上述のように、第３の実施例による蓄電モジュールにより、蓄電セル２０の局所的な温度上昇を抑制し、信頼性を高めることができる。
【００６５】
蓄電セル２０の、第１の直線流路１２１Ｂと重なっている縁の近傍の局所的な温度上昇を抑制するために、蓄電セル２０の縁から、第１の直線流路１２１Ｂの外側の縁までの距離を、第１の直線流路１２１Ｂの幅Ｗの１／４以上にすることが好ましい。また、第１の直線流路１２１Ｂと蓄電セル２０とが重ならないようにしてもよい。この場合には、蓄電セル２０の縁が、第１の直線流路１２１Ｂと第２の直線流路１２１Ｄとの間に配置される。
【００６６】
また、第３の実施例では、厚さ方向に扁平な流路１２１が形成されている。このため、断面がほぼ円形の冷却管路をＵ字状に湾曲させて形成した冷却構造に比べて、蓄電セル２０と流路１２１とが重なる領域を広くすることができる。例えば、平面視において、蓄電セル２０のうち、６０％以上の領域が、流路１２１に重なる構成とすることができる。第３の実施例においては、両者が重なっている領域の面積が、蓄電セル２０の面積の６０％以上である。これに対し、冷却管路を湾曲させて流路を作製する場合には、曲率半径が管路の直径によって制限される。このため、蓄電セル２０のうち冷却管路と重なる領域を、蓄電セル２０全域の４０％以上にすることは困難である。
【００６７】
図９Ａ及び図９Ｂに、第４の実施例による蓄電モジュールの一部を断面図で示す。以下、図６Ａ〜図６Ｃに示した第３の実施例との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。第４の実施例の平面図は、図６Ａに示した第３の実施例と同一である。
【００６８】
図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ図６Ａの一点鎖線６Ｂ−６Ｂ、６Ｃ−６Ｃにおける断面図を示す。第４の実施例では、図６Ｂ及び図６Ｃに示した凸部１２１Ｆが形成されておらず、流路１２１の底面及び上面が、いずれも平坦である。第３の実施例と同様に、蓄電セル２０の中心線２０Ｃが、曲率中心ＣＣに対して、第２の直線流路１２１Ｄ側にずれている。
【００６９】
第４の実施例においても、流路１２１と蓄電セル２０との、平面視における相対的な位置関係が、第３の実施例における関係と同一である。このため、第３の実施例と同様に、蓄電セル２０の局所的な温度上昇を抑制し、信頼性を高めることができる。
【００７０】
図１０Ａは、第５の実施例による蓄電モジュールの一部を示す平面図である。以下、図６Ａ〜図６Ｃに示した第３の実施例との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００７１】
第５の実施例では、第１の直線流路１２１Ｂが、幅方向に関して内側流路１２１Ｂａと、それよりも外側に配置された外側流路１２１Ｂｂとに分離されている。内側流路１２１Ｂａの幅Ｗ１と、外側流路１２１Ｂｂの幅Ｗ２との合計は、第２の直線流路１２１Ｄの幅Ｗと同一である。
【００７２】
内側流路１２１Ｂａと外側流路１２１Ｂｂとに対応して、湾曲流路１２１Ｃも、内側流路１２１Ｃａと外側流路１２１Ｃｂとに分離されている。内側流路１２１Ｃａ、外側流路１２１Ｃｂの幅は、それぞれ内側流路１２１Ｂａ、外側流路１２１Ｂｂの幅と同一である。内側流路１２１Ｃａと外側流路１２１Ｃｂとは、下流に向かって徐々に近づき、第２の直線流路１２１Ｄの上流端に至るまでに１本の流路に合流する。
【００７３】
蓄電セル２０は、第１の直線流路１２１Ｂのうち、内側流路１２１Ｂａと重なるが、外側流路１２１Ｂｂとは重ならない。なお、外側流路１２１Ｂｂ内の内側の経路に対応する部分が、蓄電セル２０と重なるようにしてもよい。この場合にも、外側流路１２１Ｂｂ内の外側の経路に対応する部分は、蓄電セル２０と重ならない。
【００７４】
蓄電セル２０は、ネジ１５５により、冷却板１２０に固定されている。一部のネジ１５５は、内側流路１２１Ｂａと外側流路１２１Ｂｂとの間に配置される。
【００７５】
図１０Ｂに、図１０Ａの一点鎖線１０Ｂ−１０Ｂにおける断面図を示す。冷却板１２０内に、第１の直線流路１２１Ｂ及び第２の直線流路１２１Ｄが形成されている。第１の直線流路１２１Ｂは、内側流路１２１Ｂａと外側流路１２１Ｂｂとに分離されている。一部のネジ１５５が、内側流路１２１Ｂａと外側流路１２１Ｂｂとの間に配置されている。ネジ１５５は、第１の直線流路１２１Ｂの上面よりも深い位置まで到達している。
【００７６】
流路１２１の上面は、図６Ｂ、図６Ｃに示したように、凸部１２１Ｆが形成された形状としてもよいし、図９Ａ、図９Ｂに示したように、平坦にしてもよい。
【００７７】
第５の実施例においても、蓄電セル２０が、第１の直線流路１２１Ｂの一部分にのみ重なっており、第１の直線流路１２１Ｂの外側の経路は、蓄電セル２０と重なっていない。このため、第３の実施例と同様に、蓄電セル２０の局所的な温度上昇を抑制し、信頼性を高めることができる。
【００７８】
蓄電セル２０から、流路１２１を流れる冷却媒体までの熱抵抗を小さくするために、流路１２１と、蓄電セル２０との間に介在する冷却板１２０を、なるべく薄くすることが好ましい。薄くされた部分には、ネジ１５５を取り付けることが困難である。第５の実施例では、第１の直線流路１２１Ｂを、内側流路１２１Ｂａと外側流路１２１Ｂｂとに分離することにより、ネジ１５５を挿入するための厚い部分を確保することができる。
【００７９】
内側流路１２１Ｂａと外側流路１２１Ｂｂとの間隔は、ネジ１５５を挿入して固定するために十分な間隔にする必要がある。ただし、冷却媒体の流れを妨げないようにするために、両者の間隔を１００ｍｍ以下にすることが好ましい。また、第３の実施例と同様に、蓄電セル２０の縁から、第１の直線流路１２１Ｂの外側流路１２１Ｂｂの外側の縁までの距離を、幅Ｗの１／４以上とすることが好ましい。
【００８０】
図１１Ａに、第６の実施例による蓄電モジュールの一部の平面図を示す。以下、図６Ａ〜図６Ｃに示した第３の実施例による蓄電モジュールとの相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００８１】
第３の実施例では、湾曲流路１２１Ｃが１つのみ配置されていたが、第６の実施例では、湾曲流路が複数個配置されている。すなわち、流路１２１が、直線流路と湾曲流路とが交互に連続する蛇行形状を有する。この場合、最も上流側の直線流路１２１Ｂを、第３の実施例の第１の直線流路１２１Ｂに対応付けて考えればよい。蓄電セル２０は、流路１２１の幅方向に関して、最も上流側の直線流路１２１Ｂの一部分のみと重なり、直線流路１２１Ｂ内の外側の経路は、蓄電セル２０と重なっていない。最も上流の直線流路以外の直線流路は、その幅方向に関して全域が蓄電セル２０と重なっている。
【００８２】
中央の湾曲流路１２１Ｃの曲率中心ＣＣを通過し、直線流路１２１Ｂの長手方向に平行な仮想直線ＶＬに対して、蓄電セル２０の中心線２０Ｃが、第３の実施例の場合と同様に、下流側の直線流路の側にずれている。
【００８３】
第６の実施例においても、蓄電セル２０の縁よりも外側に、最も上流側の直線流路１２１Ｂ内の外側の経路が存在する。このため、第３の実施例と同様に、蓄電セル２０の局所的な温度上昇を抑制し、信頼性を高めることができる。
【００８４】
図１１Ｂに示すように、蓄電セル２０の縁が、最も上流側の直線流路１２１Ｂと、その隣の直線流路１２１Ｄ（第３の実施例の第２の直線流路１２１Ｄに相当）との間に位置するように、蓄電セル２０を冷却板１２０上に配置してもよい。この場合も、図１１Ａに示す場合と同様に、中央の湾曲流路１２１Ｃの曲率中心ＣＣを通過し、直線流路１２１Ｂの長手方向に平行な仮想直線ＶＬに対して、蓄電セル２０の中心線２０Ｃが、下流側の直線流路の側にずれている。
【００８５】
図１２に、第７の実施例による蓄電モジュールの一部の平面図を示す。以下、図６Ａ〜図６Ｃに示した第３の実施例による蓄電モジュールとの相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００８６】
第７の実施例においても、冷却媒体用の流路１２１は、第１の直線流路１２１Ｂ、湾曲流路１２１Ｃ、及び第２の直線流路１２１Ｄを含む。第１の直線流路１２１Ｂは、第１の向き（図１２において上向き）に冷却媒体を流す。第２の直線流路１２１Ｄは、第１の直線流路１２１Ｂの側方に配置され、第１の向きとは反対向き（図１２において下向き）に冷却媒体を流す。湾曲流路１２１Ｃは、第１の直線流路１２１Ｂの下流端を、第２の直線流路１２１Ｄの上流端に接続する。湾曲流路１２１Ｃは、第１の直線流路１２１Ｂの下流端から離れるに従って、一旦、第２の直線流路１２１Ｄから遠ざかる方向に湾曲し、その後、第２の直線流路１２１Ｄに繋がる。
【００８７】
湾曲流路１２１Ｃの最小曲率半径を有する部分の曲率中心ＣＣを通過し、第１の向きと平行な仮想直線ＶＬを基準として、蓄電セル２０は、第１の直線流路１２１Ｂの幅方向に関して、第２の直線流路１２１Ｄの方に偏った位置に配置されている。第７の実施例においては、第１の直線流路１２１Ｂ及び第２の直線流路１２１Ｄの双方が、幅方向に関して、全域において蓄電セル２０と重なっている。
【００８８】
湾曲流路１２１Ｃの曲率中心ＣＣを通過し、直線流路１２１Ｂの長手方向に平行な仮想直線ＶＬと、蓄電セル２０の中心線２０Ｃとは、第３の実施例の場合と同様に、相互にずれている。
【００８９】
湾曲流路１２１Ｃが、一旦、外側に向かって湾曲しているため、第１の直線流路１２１Ｂ内の外側の経路の流速が、図７に示した例に比べて遅くならない。このため、蓄電セル２０の温度の面内分布のばらつきを抑制することができる。
【００９０】
図１３に、第８の実施例による蓄電モジュールの一部の平面図を示す。図１３に示す平面図は、図１Ｂに示す断面図に対応する。以下、図６Ａ〜図６Ｃに示した第３の実施例による蓄電モジュール、及び、図１Ｂに示す構成との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００９１】
図１３に示す構成と図１Ｂに示す構成とは、蓄電セル２０Ａ１〜２０Ａ６と流路との相対的な位置関係において相違する。
【００９２】
第８の実施例においては、平面視上、矩形状の蓄電セル２０Ａ３の下辺（図１３において下側の辺）が第１の直線流路１３０Ｂの下辺と重なって配置される。矩形状の蓄電セル２０Ａ３の上辺は、第２の直線流路１３０Ｄの上辺を越えている。また、第１の湾曲部１３０Ｃは、蓄電セル２０Ａ３の右辺よりも右側に配置され、第２の湾曲部１３０Ｅは、蓄電セル２０Ａ１の左辺よりも左側に配置される。蓄電セル２０Ａ１、２０Ａ２は、上辺が第２の直線流路１３０Ｄの上辺を越え、下辺が第１の直線流路１３０Ｂの下辺を越えるように配置される。湾曲流路１３０Ｃの曲率中心ＣＣ１を通過し、第１、第２の直線流路１３０Ｂ、１３０Ｄの延在方向に平行な仮想直線ＶＬ１に対して、蓄電セル２０Ａ３の中心線２０Ｃ３は、第２の直線流路１３０Ｄ側にずれている。蓄電セル２０Ａ１、２０Ａ２の中心線２０Ｃ１、２０Ｃ２は、仮想直線ＶＬ１と重なる。
【００９３】
蓄電セル２０Ａ４〜２０Ａ６と第３、第４の直線流路１３０Ｆ、１３０Ｈの相対的位置関係は、蓄電セル２０Ａ１〜２０Ａ３と第１、第２の直線流路１３０Ｂ、１３０Ｄのそれと同様である。すなわち、湾曲流路１３０Ｇの曲率中心ＣＣ３を通過し、第３、第４の直線流路１３０Ｆ、１３０Ｈの延在方向に平行な仮想直線ＶＬ３に対して、蓄電セル２０Ａ６の中心線２０Ｃ６は、第４の直線流路１３０Ｈ側にずれている。蓄電セル２０Ａ４、２０Ａ５の中心線２０Ｃ４、２０Ｃ５は、仮想直線ＶＬ３と重なる。
【００９４】
第８の実施例においても、第３の実施例と同様に、蓄電セル２０Ａ１〜２０Ａ６の局所的な温度上昇を抑制し、信頼性を高めることができる。
【００９５】
図４は、実施例による作業機械、たとえば第１〜第８の実施例による蓄電モジュールを適用した作業機械としてのハイブリッド型ショベルの概略平面図である。
【００９６】
上部旋回体７０に、旋回軸受け７３を介して、下部走行体（走行装置）７１が取り付けられている。上部旋回体７０に、エンジン７４、メインポンプ７５、旋回モータ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、メインポンプ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。メインポンプ７５は、ブーム８２等の油圧シリンダに圧油を供給する。
【００９７】
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。
【００９８】
実施例による作業機械の蓄電モジュール８０には、第１〜第８の実施例による蓄電モジュール、第１の実施例による蓄電モジュールの第１の変形例、第２の変形例の少なくとも１つが用いられる。
【００９９】
図５に、実施例による作業機械の側面図を示す。下部走行体７１に、旋回軸受け７３を介して上部旋回体７０が搭載されている。上部旋回体７０は、旋回モータ７６（図４）からの駆動力により、下部走行体７１に対して、時計回り、または反時計周りに旋回する。上部旋回体７０に、ブーム８２が取り付けられている。ブーム８２は、油圧駆動されるブームシリンダ１０７により、上部旋回体７０に対して上下方向に揺動する。ブーム８２の先端に、アーム８５が取り付けられている。アーム８５は、油圧駆動されるアームシリンダ１０８により、ブーム８２に対して前後方向に揺動する。アーム８５の先端にバケット８６が取り付けられている。バケット８６は、油圧駆動されるバケットシリンダ１０９により、アーム８５に対して上下方向に揺動する。
【０１００】
蓄電モジュール８０が、蓄電モジュール用マウント９０及びダンパ（防振装置）９１を介して、上部旋回体７０に搭載されている。蓄電モジュール８０から供給される電力によって、旋回モータ７６（図４）が駆動される。また、旋回モータ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。
【０１０１】
実施例による作業機械は、冷却効率に優れた第１〜第８の実施例による蓄電モジュール、第１の実施例による蓄電モジュールの第１の変形例、第２の変形例のいずれかを搭載する、高性能の作業機械である。
【０１０２】
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。
【０１０３】
たとえば、実施例による蓄電モジュールにおいては、蓄電セル２０の複数の積層体からなる電気的等価物を、空間Ｓ１、Ｓ２に一単位ずつ、計二単位配置したが、一単位だけとしてもよい。また三単位以上配置することもできる。電気的等価物を複数単位分準備し、必要に応じて配置することができるため、メンテナンス性を向上させることが可能である。
【０１０４】
また、各空間に蓄電セルの積層体を配置した例を示したが、たとえば蓄電セルを一つだけ、各空間に配置してもよい。この場合、両面から蓄電セルを冷却できるため、冷却効果を著しく向上させることができる。
【０１０５】
更に、実施例による蓄電モジュールにおいては、底板１１ａ、１１ｂ、天板１４、コールドプレート３１〜３３、冷却板１２０内部に、流路１３ａ、１３ｂ、１５、３１ａ〜３３ａ、１２１が形成される構成を採用したが、流路は、たとえば溶接によって、それらの外部に形成することもできる。
【０１０６】
また、実施例においては、第１、第２の部材としての底板１１ａ、１１ｂは、より大きな部材である排熱容器１０ａ、１０ｂの一部であった。第１、第２の部材は、より大きな部材の一部である場合に限らず、独立した部材の全部であってもよい。このように考え、たとえば天板１４を、第３の部材とみることができる。
【０１０７】
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
たとえばハイブリッド型ショベル等の作業機械に、好ましく利用可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ａ、１０ｂ 排熱容器
１１ａ、１１ｂ 底板
１２ａ、１２ｂ 側壁
１２ｂ´ 側壁１２ｂの立ち上がり位置
１３ａ、１３ｂ 流路
１４ 天板
１５ 流路
１６、１７ 締結具
１８ 冷却媒体供給装置
２０、２０Ａ１〜２０Ａ６ 蓄電セル
２０Ｃ、２０Ｃ１〜２０Ｃ６ 中心線
２１ 配線
２５ 蓄電セル２０の積層体の配設位置
２６ 補助用タイロッド
２７ 補助用壁
３１〜３３ コールドプレート
３１ａ〜３３ａ 流路
３５ タイロッド
７０ 上部旋回体
７１ 下部走行体
７３ 旋回軸受け
７４ エンジン
７５ メインポンプ
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
８５ アーム
８６ バケット
９０ マウント
９１ ダンパ
１０７ ブームシリンダ
１０８ アームシリンダ
１０９ バケットシリンダ
１２０ 冷却板
１２１ 流路
１２１Ａ 上流端
１２１Ｂ 第１の直線流路
１２１Ｂａ 内側流路
１２１Ｂｂ 外側流路
１２１Ｃ 湾曲流路
１２１Ｃａ 内側流路
１２１Ｃｂ 外側流路
１２１Ｄ 第２の直線流路
１２１Ｅ 下流端
１２１Ｆ 凸部
１２３ 冷却媒体導入管
１２４ 冷却媒体排出管
１３０Ｂ 第１の直線流路
１３０Ｃ 第１の湾曲部
１３０Ｄ 第２の直線流路
１３０Ｅ 第２の湾曲部
１３０Ｆ 第３の直線流路
１３０Ｇ 第３の湾曲部
１３０Ｈ 第４の直線流路
１５５ ネジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却媒体が通過する流路が形成された第１、第２の部材と、
前記第１、第２の部材間に配置された、平板状の複数の蓄電セルと
を有し、
前記平板状の複数の蓄電セルは、前記第１、第２の部材と近接する蓄電セルの平板面と、前記第１、第２の部材とが接触するように、前記第１、第２の部材間に配置されている蓄電モジュール。
【請求項２】
前記平板状の複数の蓄電セルは、積層配列された積層体を、前記第１、第２の部材の延在方向に複数形成して、前記第１、第２の部材間に配置されている請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項３】
前記複数の蓄電セルには、前記第１、第２の部材から、積層方向の圧縮力が印加される請求項２に記載の蓄電モジュール。
【請求項４】
更に、
冷却媒体が通過する流路が形成された第３の部材と、
前記第２、第３の部材間に配置された、平板状の複数の蓄電セルと
を含み、
前記第１、第２の部材間に配置された、平板状の複数の蓄電セルと、前記第２、第３の部材間に配置された、平板状の複数の蓄電セルとは、電気的に等価である請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
【請求項５】
前記第１の部材の流路は、第１の向きに冷却媒体を流す第１の直線流路と、前記第１の直線流路の側方に配置され、前記第１の向きとは反対向きの第２の向きに冷却媒体を流す第２の直線流路と、前記第１の直線流路及び前記第２の直線流路に連続し、前記第１の直線流路を流れてきた冷却媒体の進行方向を変えて、前記第２の直線流路に流入させる湾曲流路とを含み、
前記第２の直線流路と前記蓄電セルとが重なる領域の面積が、前記第１の直線流路と前記蓄電セルとが重なる領域の面積より大きい請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
【請求項６】
前記流路の、前記蓄電セルが配置された側の内面に、冷却媒体の流れの方向に沿う尾根状の凸部が形成されている請求項５に記載の蓄電モジュール。
【請求項７】
平面視において、前記蓄電セルのうち、前記流路と重なっている領域が、前記蓄電セルの全域の６０％以上である請求項５または６に記載の蓄電モジュール。
【請求項８】
前記第１の部材の流路は、第１の向きに冷却媒体を流す第１の直線流路と、前記第１の直線流路の側方に配置され、前記第１の向きとは反対向きの第２の向きに冷却媒体を流す第２の直線流路と、前記第１の直線流路及び前記第２の直線流路に連続し、前記第１の直線流路を流れてきた冷却媒体の進行方向を変えて、前記第２の直線流路に流入させる湾曲流路とを含み、
前記湾曲流路の最小曲率半径を有する部分の曲率中心を通過し、前記第１の向きと平行な仮想直線を基準として、前記蓄電セルは、前記第１の直線流路の幅方向に関して、前記第２の直線流路の方に偏った位置に配置されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
【請求項９】
下部走行体と、
前記下部走行体の上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、
前記上部旋回体に搭載された蓄電モジュールと
を備え、
前記蓄電モジュールは、冷却媒体が通過する流路が形成された第１、第２の部材と、前記第１、第２の部材間に配置された、平板状の複数の蓄電セルとを有し、前記平板状の複数の蓄電セルは、前記第１、第２の部材と近接する蓄電セルの平板面と、前記第１、第２の部材とが接触するように、前記第１、第２の部材間に配置されている作業機械。
【請求項１】
冷却媒体が通過する流路が形成された第１、第２の部材と、
前記第１、第２の部材間に配置された、平板状の複数の蓄電セルと
を有し、
前記平板状の複数の蓄電セルは、前記第１、第２の部材と近接する蓄電セルの平板面と、前記第１、第２の部材とが接触するように、前記第１、第２の部材間に配置されている蓄電モジュール。
【請求項２】
前記平板状の複数の蓄電セルは、積層配列された積層体を、前記第１、第２の部材の延在方向に複数形成して、前記第１、第２の部材間に配置されている請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項３】
前記複数の蓄電セルには、前記第１、第２の部材から、積層方向の圧縮力が印加される請求項２に記載の蓄電モジュール。
【請求項４】
更に、
冷却媒体が通過する流路が形成された第３の部材と、
前記第２、第３の部材間に配置された、平板状の複数の蓄電セルと
を含み、
前記第１、第２の部材間に配置された、平板状の複数の蓄電セルと、前記第２、第３の部材間に配置された、平板状の複数の蓄電セルとは、電気的に等価である請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
【請求項５】
前記第１の部材の流路は、第１の向きに冷却媒体を流す第１の直線流路と、前記第１の直線流路の側方に配置され、前記第１の向きとは反対向きの第２の向きに冷却媒体を流す第２の直線流路と、前記第１の直線流路及び前記第２の直線流路に連続し、前記第１の直線流路を流れてきた冷却媒体の進行方向を変えて、前記第２の直線流路に流入させる湾曲流路とを含み、
前記第２の直線流路と前記蓄電セルとが重なる領域の面積が、前記第１の直線流路と前記蓄電セルとが重なる領域の面積より大きい請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
【請求項６】
前記流路の、前記蓄電セルが配置された側の内面に、冷却媒体の流れの方向に沿う尾根状の凸部が形成されている請求項５に記載の蓄電モジュール。
【請求項７】
平面視において、前記蓄電セルのうち、前記流路と重なっている領域が、前記蓄電セルの全域の６０％以上である請求項５または６に記載の蓄電モジュール。
【請求項８】
前記第１の部材の流路は、第１の向きに冷却媒体を流す第１の直線流路と、前記第１の直線流路の側方に配置され、前記第１の向きとは反対向きの第２の向きに冷却媒体を流す第２の直線流路と、前記第１の直線流路及び前記第２の直線流路に連続し、前記第１の直線流路を流れてきた冷却媒体の進行方向を変えて、前記第２の直線流路に流入させる湾曲流路とを含み、
前記湾曲流路の最小曲率半径を有する部分の曲率中心を通過し、前記第１の向きと平行な仮想直線を基準として、前記蓄電セルは、前記第１の直線流路の幅方向に関して、前記第２の直線流路の方に偏った位置に配置されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
【請求項９】
下部走行体と、
前記下部走行体の上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、
前記上部旋回体に搭載された蓄電モジュールと
を備え、
前記蓄電モジュールは、冷却媒体が通過する流路が形成された第１、第２の部材と、前記第１、第２の部材間に配置された、平板状の複数の蓄電セルとを有し、前記平板状の複数の蓄電セルは、前記第１、第２の部材と近接する蓄電セルの平板面と、前記第１、第２の部材とが接触するように、前記第１、第２の部材間に配置されている作業機械。
【図１−１】
【図１−２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１−２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１２７００（Ｐ２０１３−１２７００Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４６４４８（Ｐ２０１１−２４６４４８）
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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