JP2015158976A - Hybrid type construction machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hybrid type construction machine comprising a battery temperature controller that can maintain the heat transfer efficiency between a power storage device and a heat exchange member with stability, independently of change in environmental temperature.SOLUTION: A power storage device 8 is configured to have a plurality of battery cells 30 laminated via an insulation separators 31. Each of the plurality of battery cells 30 has one surface thermally coupled with a water jacket 24 that is a heat exchange member via a heat conduction sheet 36, and is fixed to the heat exchange member 24 by using a fixing member so that a compressive force acts on the heat conduction sheet 36. The fixing member is configured to include an upper stay 34 pressing the battery cell from above.

Description

本発明は、ハイブリッド式建設機械に関する。   The present invention relates to a hybrid construction machine.

近年、油圧ショベル等の建設機械においても、搭載するエンジンを小型化して燃料消費量、排ガス量及び騒音の低減を図るため、油圧ポンプの動力源のハイブリッド化、即ち、エンジンと電動モータの併用化が進められている。一般に油圧ショベル等の建設機械は、動力源を用いて油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出される油圧で油圧モータや油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを駆動する構成になっているので、油圧ポンプの動力源としてエンジンのみを備えたエンジン式建設機械では、最大負荷の作業を可能とする油圧ポンプと、この油圧ポンプを駆動可能な大型のエンジンを必要とする。   In recent years, even in construction machines such as hydraulic excavators, in order to reduce the fuel consumption, exhaust gas amount and noise by reducing the size of the mounted engine, the power source of the hydraulic pump is hybridized, that is, the engine and electric motor are combined. Is underway. Generally, a construction machine such as a hydraulic excavator is configured to drive a hydraulic pump using a power source and to drive a hydraulic actuator such as a hydraulic motor or a hydraulic cylinder with hydraulic pressure discharged from the hydraulic pump. An engine-type construction machine having only an engine as a power source requires a hydraulic pump that can perform a maximum load work and a large engine that can drive the hydraulic pump.

しかし、油圧ショベルを例にとって説明すると、土砂の掘削及び積み込みを頻繁に行う重掘削作業等の重負荷作業は、作業全体の一部であり、地面を均すための水平引き等の軽負荷作業時には、エンジンの能力が余ってしまう。このことは、油圧ショベルの燃料消費量(以下、燃費と略すことがある)及び排ガス量の低減を難しくする1つの要因になる。また、大型のエンジンを搭載するほど、重負荷作業時における騒音が大きくなる。 However, taking an example of a hydraulic excavator, heavy load work such as heavy excavation work that frequently excavates and loads earth and sand is a part of the whole work, and light load work such as horizontal pulling to level the ground. At times, the engine's capacity is surplus. This is one factor that makes it difficult to reduce the amount of fuel consumed by the excavator (hereinafter sometimes referred to as fuel efficiency) and the amount of exhaust gas. In addition, the larger the engine, the greater the noise during heavy load work.

そこで、エンジンを小型化してこれらの問題を解決すると共に、エンジンの小型化に伴う油圧ポンプの駆動力不足を電動モータの出力でアシストするハイブリッド式建設機械が提案されるに至っている。電動モータは、蓄電装置からの電気エネルギの供給を受けて油圧ポンプを駆動すると共に、エンジンの回生エネルギを電気エネルギに変換して蓄電装置に蓄電する。これらの蓄電装置や電動モータ等の電気機器は、温度によって寿命や出力特性が変動するため、適切な温度調節を必要とする。 Therefore, a hybrid construction machine has been proposed that solves these problems by reducing the size of the engine and assisting the lack of driving force of the hydraulic pump accompanying the downsizing of the engine with the output of the electric motor. The electric motor receives the supply of electrical energy from the power storage device and drives the hydraulic pump, and converts the regenerative energy of the engine into electrical energy and stores it in the power storage device. These electrical devices such as power storage devices and electric motors require appropriate temperature adjustment because their lifetime and output characteristics vary depending on the temperature.

従来、建設機械等に搭載される蓄電装置の冷却構造としては、絶縁性を有するセパレータを間に挟んで複数の角型電池を配列して組電池を形成し、この組電池の冷却面側に絶縁性を有する熱伝導シートを介して、冷却プレートを設けるものが知られている(例えば、特許文献1の請求項1、図1及び図2参照)。冷却プレートには、冷媒配管を介して圧縮機、凝縮器及び減圧器が接続され、冷凍サイクルが構成されている。この冷凍サイクル内で冷媒を循環すると、冷却プレートが冷却用の熱交換器として機能するので、冷却プレートと組電池との間で熱交換が行われ、組電池が冷却される。特許文献1の記載によれば、上記構成の組電池の冷却構造は、組電池の冷却面に熱伝導シートを当接するので、熱伝導シートを介して組電池と冷却プレートとの間の熱交換効率を高めることができ、組電池の冷却効率を向上できるとしている。 Conventionally, as a cooling structure of a power storage device mounted on a construction machine or the like, an assembled battery is formed by arranging a plurality of prismatic batteries with an insulating separator in between, and on the cooling surface side of the assembled battery It is known that a cooling plate is provided via a heat conductive sheet having an insulating property (see, for example, claim 1, FIG. 1 and FIG. 2 of Patent Document 1). A compressor, a condenser, and a decompressor are connected to the cooling plate via a refrigerant pipe to constitute a refrigeration cycle. When the refrigerant is circulated in the refrigeration cycle, the cooling plate functions as a heat exchanger for cooling. Therefore, heat exchange is performed between the cooling plate and the assembled battery, and the assembled battery is cooled. According to the description of Patent Document 1, the assembled battery cooling structure having the above configuration abuts the heat conducting sheet on the cooling surface of the assembled battery, and therefore heat exchange between the assembled battery and the cooling plate via the heat conducting sheet. The efficiency can be increased, and the cooling efficiency of the assembled battery can be improved.

熱伝導シートは、その圧縮量が大きいほど熱抵抗が小さくなり、効率よく組電池の熱を冷却プレートに伝達できる。特許文献1に記載の蓄電装置の冷却構造は、締め付け具を用いて組電池の左右両側面に密着された固定板を中央に向けて締め付けると共に、固定板と冷却プレートの左右両端部に設けられたフランジとをネジ締めし、その締め付け力にて組電池と冷却プレートの間に配置された熱伝導シートに圧縮力を付与している。 As the amount of compression of the heat conductive sheet increases, the thermal resistance decreases, and the heat of the assembled battery can be efficiently transmitted to the cooling plate. The cooling structure of the power storage device described in Patent Document 1 is provided with fastening plates that are fastened toward the center on the left and right side surfaces of the assembled battery toward the center, and provided at both left and right ends of the stationary plate and the cooling plate. The flange is screwed, and the compression force is applied to the heat conductive sheet disposed between the assembled battery and the cooling plate by the tightening force.

特開2011−34775号公報JP 2011-34775 A

しかしながら、特許文献1に記載の蓄電装置の冷却構造は、組電池の左右両側面に密着された固定板と、冷却プレートの左右両端部に設けられたフランジとをネジ締めしてなるので、環境温度の変化によって熱伝導シートに作用する圧縮力が変動しやすく、組電池と冷却プレートとの間の伝熱効率を安定に保つことが困難である。即ち、組電池を構成する角形電池は、外装ケースがアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されており、隣り合う角形電池の間に配置されるセパレータは、樹脂材料で形成されている。樹脂材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金よりも線膨張係数が大きいため、組電池の組み立て時よりも高温になると、セパレータの熱膨張量が角形電池のケースの熱膨張量よりも大きくなる。このため、熱伝導シートから離れる方向への角形電池の移動を規制するための電池保持部をセパレータに形成したとしても、高温時には熱伝導シートから離れる方向への角形電池の移動を規制できなくなり、最悪の場合には、熱伝導シートに作用する圧縮力が失われて、角形電池の冷却効率が著しく低下する虞がある。   However, the cooling structure of the power storage device described in Patent Document 1 is formed by screwing a fixing plate that is in close contact with the left and right side surfaces of the assembled battery and flanges that are provided at both left and right ends of the cooling plate. The compressive force acting on the heat conductive sheet is likely to fluctuate due to changes in temperature, and it is difficult to keep the heat transfer efficiency between the assembled battery and the cooling plate stable. That is, in the rectangular battery constituting the assembled battery, the outer case is formed of aluminum or an aluminum alloy, and the separator disposed between the adjacent rectangular batteries is formed of a resin material. Since the resin material has a larger linear expansion coefficient than aluminum or an aluminum alloy, when the temperature is higher than when the assembled battery is assembled, the thermal expansion amount of the separator becomes larger than the thermal expansion amount of the case of the prismatic battery. For this reason, even if the battery holder for restricting the movement of the rectangular battery in the direction away from the heat conductive sheet is formed in the separator, the movement of the square battery in the direction away from the heat conductive sheet cannot be restricted at high temperatures, In the worst case, the compressive force acting on the heat conductive sheet is lost, and the cooling efficiency of the prismatic battery may be significantly reduced.

いうまでもなく、建設機械には、−30℃程度の低温から+50℃程度の高温までのあらゆる環境下で稼働可能であることが要求される。しかるに、特許文献1に記載の蓄電装置の冷却構造は、上述したように、環境温度の変化によって組電池と冷却プレートとの間の伝熱効率を安定に保つことが困難であるので、実車への適用に際しては更なる改良の余地がある。 Needless to say, construction machines are required to be able to operate in any environment from a low temperature of about −30 ° C. to a high temperature of about + 50 ° C. However, as described above, the cooling structure of the power storage device described in Patent Document 1 is difficult to stably maintain the heat transfer efficiency between the assembled battery and the cooling plate due to a change in environmental temperature. There is room for further improvement in application.

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、環境温度の変化によらず、蓄電装置と熱交換部材との間の伝熱効率を安定に維持できるバッテリ温調装置を備えたハイブリッド式建設機械を提供することにある。   The present invention has been made in view of the actual situation of the prior art, and an object of the present invention is to provide a battery that can stably maintain the heat transfer efficiency between the power storage device and the heat exchange member regardless of changes in the environmental temperature. The object is to provide a hybrid construction machine equipped with a temperature control device.

上記課題を解決するために、本発明は、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本発明は、上記課題を解決するための手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、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モータと、前記電動モータとの間で電力の授受を行う蓄電装置と、前記蓄電装置の温調を行うバッテリ温調装置とを備え、前記蓄電装置は、絶縁性のセパレータを介して並列した複数の電池セルを有し、前記バッテリ温調装置は、熱伝導シートを介して前記複数の電池セルの一面と熱的に結合する熱交換部材を有していて、前記蓄電装置と前記熱交換部材は、固定部材を用いて一体に組み立てることにより前記熱伝導シートに圧縮力を付与し、前記固定部材は、前記複数の電池セルの前記熱伝導シートが接する面とは反対側の面に配置する上部ステイと、前記蓄電装置の側方に配置し、その先端部を前記熱交換部材に連結する連結ステイと、前記連結ステイの先端部を直接又は他の部材を介して間接的に前記熱交換部材に固定し、前記上部ステイ及び前記複数の電池セルを介して前記熱伝導シートに圧縮力を付与する取付具とからなることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention employs, for example, the configurations described in the claims. The present invention includes a plurality of means for solving the above-described problems. For example, an engine, an electric motor for assisting power in the engine and recovering energy from the engine, and the electric motor A power storage device that transfers power to and from the battery, and a battery temperature control device that controls the temperature of the power storage device, and the power storage device includes a plurality of battery cells arranged in parallel via an insulating separator. The battery temperature control device includes a heat exchange member that is thermally coupled to one surface of the plurality of battery cells via a heat conductive sheet, and the power storage device and the heat exchange member use a fixing member. And compressing the heat conductive sheet by integrally assembling them, and the fixing member is disposed on the surface of the plurality of battery cells opposite to the surface in contact with the heat conductive sheet; A connecting stay for connecting the tip of the connecting stay to the heat exchanging member, and fixing the tip of the connecting stay to the heat exchanging member directly or indirectly through another member, It comprises an upper stay and a fixture for applying a compressive force to the heat conductive sheet through the plurality of battery cells.

このように、蓄電装置と熱交換部材とを固定部材を用いて一体に組み立てる構造において、複数の電池セルの熱伝導シートが接する面とは反対側の面(上面)に配置する上部ステイを含んで固定部材を構成すると、当該上部ステイにより電池セル及びセパレータの上端を押圧できるので、環境温度が変化した場合にも、電池セル及びセパレータの上方への移動を防止又は抑制できる。したがって、環境温度の変化に関わらず、熱伝導シートを常時圧縮状態に保つことができ、電池セルと熱交換部材との間の伝熱効率を良好な状態に維持できる。   As described above, the structure in which the power storage device and the heat exchange member are integrally assembled using the fixing member includes an upper stay disposed on the surface (upper surface) opposite to the surface with which the heat conductive sheets of the plurality of battery cells are in contact. If the fixing member is configured, the upper ends of the battery cell and the separator can be pressed by the upper stay, so that the upward movement of the battery cell and the separator can be prevented or suppressed even when the environmental temperature changes. Therefore, the heat conductive sheet can always be kept in a compressed state regardless of the change in the environmental temperature, and the heat transfer efficiency between the battery cell and the heat exchange member can be maintained in a good state.

また本発明は、前記構成のハイブリッド式建設機械において、前記上部ステイは、長さ方向の側辺に補強用のリブを有することを特徴とする。   According to the present invention, in the hybrid construction machine having the above-described configuration, the upper stay includes a reinforcing rib on a side in a length direction.

上部ステイの長さ方向の側辺に補強用のリブを形成すると、リブを有しない場合に比べて、上部ステイの剛性を格段に高めることができる。よって、熱伝導シートからの圧縮反力に対する上部ステイの変形を抑制できるので、蓄電装置に備えられた複数の電池セル及びセパレータを均一に押圧でき、これら電池セル及びセパレータの不均一な浮き上がりを防止できる。   When the reinforcing rib is formed on the side of the upper stay in the length direction, the rigidity of the upper stay can be significantly increased as compared with the case where the rib is not provided. Therefore, since the deformation of the upper stay against the compression reaction force from the heat conductive sheet can be suppressed, the plurality of battery cells and separators provided in the power storage device can be pressed uniformly, and non-uniform lifting of these battery cells and separators can be prevented. it can.

また本発明は、前記構成のハイブリッド式建設機械において、前記取付具としてボルトを用い、当該ボルトを用いて前記連結ステイの先端部を前記熱交換部材の片面に直接締結し、このときの前記ボルトの締結力により、前記熱伝導シートに圧縮力を付与することを特徴とする。   In the hybrid construction machine having the above-described configuration, a bolt is used as the fixture, and the tip of the connecting stay is directly fastened to one surface of the heat exchange member using the bolt, and the bolt at this time A compression force is applied to the heat conductive sheet by a fastening force of.

かかる構成によると、ボルト締結以前における連結ステイの下面と熱交換部材の上面との間のクリアランスを適宜調整することにより、熱伝導シートに所要の圧縮力を付与することができる。   According to such a configuration, a required compressive force can be applied to the heat conductive sheet by appropriately adjusting the clearance between the lower surface of the connecting stay and the upper surface of the heat exchange member before bolt fastening.

また本発明は、前記構成のハイブリッド式建設機械において、前記取付具として固定軸を用い、当該固定軸を前記熱交換部材の片面に固定すると共に、当該固定軸の一端と前記連結ステイの先端部との間に付勢部材を配置し、当該付勢部材の付勢力により、前記熱伝導シートに常時圧縮力を付与することを特徴とする。   In the hybrid construction machine having the above-described configuration, the fixed shaft is used as the fixture, the fixed shaft is fixed to one surface of the heat exchange member, and one end of the fixed shaft and the tip of the connecting stay An urging member is disposed between the urging member and the urging force of the urging member to constantly apply a compressive force to the heat conductive sheet.

かかる構成によると、固定軸の一端と連結ステイの先端部との間に配置した付勢部材により熱伝導シートに常時圧縮力を付与するので、環境温度の変化により蓄電装置を構成する各部品及び固定部材を構成する各部材に熱膨張又は熱収縮を生じた場合にも、電池セルを常に熱交換部材に押し付けることができ、環境温度の変化による伝熱効率の低下が発生しない。   According to such a configuration, since the compressing force is constantly applied to the heat conducting sheet by the biasing member disposed between one end of the fixed shaft and the tip of the connecting stay, each component constituting the power storage device due to a change in environmental temperature, and Even when thermal expansion or thermal contraction occurs in each member constituting the fixing member, the battery cell can always be pressed against the heat exchange member, and a decrease in heat transfer efficiency due to a change in environmental temperature does not occur.

また本発明は、前記構成のハイブリッド式建設機械において、前記付勢部材として、ばね又は前記電池セル及び前記固定軸よりも熱膨張係数が大きいスペーサのいずれか一方又は双方を備えることを特徴とする。   In the hybrid construction machine having the above-described configuration, the biasing member includes one or both of a spring, the battery cell, and a spacer having a thermal expansion coefficient larger than that of the fixed shaft. .

ばねとしては、コイルスプリングや板ばねなどの汎用的なばね部材を用いることができる。また、スペーサとしては、円筒形の樹脂成形体等を用いることができる。よって、かかる構成によると、蓄電装置の温調構造ひいてはハイブリッド式建設機械を安価に実施できる。   A general-purpose spring member such as a coil spring or a leaf spring can be used as the spring. In addition, as the spacer, a cylindrical resin molded body or the like can be used. Therefore, according to such a configuration, the temperature control structure of the power storage device and thus the hybrid construction machine can be implemented at low cost.

また本発明は、前記構成のハイブリッド式建設機械において、前記取付具として固定軸を用い、当該固定軸を前記熱交換部材の片面に固定すると共に、当該固定軸の一端と前記連結ステイの先端部との間にリニアアクチュエータを配置し、高温時には前記リニアアクチュエータを伸長させて前記熱伝導シートの圧縮量を大きくし、低温時には前記リニアアクチュエータを収縮させて前記熱伝導シートの圧縮量を小さくすることを特徴とする。   In the hybrid construction machine having the above-described configuration, the fixed shaft is used as the fixture, the fixed shaft is fixed to one surface of the heat exchange member, and one end of the fixed shaft and the tip of the connecting stay The linear actuator is disposed between the two and the linear actuator is extended at a high temperature to increase the compression amount of the heat conductive sheet, and at the low temperature, the linear actuator is contracted to reduce the compression amount of the heat conductive sheet. It is characterized by.

かかる構成によると、固定軸の一端と連結ステイの先端部との間にリニアアクチュエータを配置し、当該リニアアクチュエータを駆動することにより、熱伝導シートの圧縮量を調整するので、環境温度の変化に関わらず、熱伝導シートの圧縮量を常に安定に維持できる。   According to such a configuration, the linear actuator is arranged between one end of the fixed shaft and the tip of the connecting stay, and the linear actuator is driven to adjust the amount of compression of the heat conductive sheet. Regardless, the amount of compression of the heat conductive sheet can always be maintained stably.

また本発明は、前記構成のハイブリッド式建設機械において、前記上部ステイと前記複数の電池セルとの間に、前記上部ステイ、前記連結ステイ及び前記電池セルよりも熱膨張係数が大きな材料をもって形成され、斜面同士を対向に組み合わせた2つの楔形スペーサを配置したことを特徴とする。   In the hybrid construction machine having the above-described configuration, the upper stay and the plurality of battery cells are formed of a material having a larger thermal expansion coefficient than the upper stay, the connection stay, and the battery cell. Two wedge-shaped spacers in which slopes are combined to face each other are arranged.

かかる構成によると、高温時には、2つの楔形スペーサが熱膨張して、各楔形スペーサの斜面間に滑りが生じ、2つの楔形スペーサの総厚が大きくなる。一方、低温時には、2つの楔形スペーサが熱収縮して、各楔形スペーサの斜面間に滑りが生じ、2つの楔形スペーサの総厚が小さくなる。よって、環境温度の変化に関わらず、熱伝導シートの圧縮量を常に安定に維持できる。   According to such a configuration, at a high temperature, the two wedge-shaped spacers are thermally expanded to cause slippage between the slopes of the respective wedge-shaped spacers, and the total thickness of the two wedge-shaped spacers is increased. On the other hand, at a low temperature, the two wedge-shaped spacers are thermally contracted to cause slippage between the slopes of the respective wedge-shaped spacers, and the total thickness of the two wedge-shaped spacers is reduced. Therefore, the amount of compression of the heat conductive sheet can always be stably maintained regardless of changes in the environmental temperature.

本発明によれば、環境温度の変化によらず、蓄電装置と熱交換部材との間の伝熱効率を安定に維持できて、ハイブリッド式建設機械の信頼性向上と稼働効率の改善を図ることができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下に記載する実施の形態の説明により明らかにされる。   According to the present invention, it is possible to stably maintain the heat transfer efficiency between the power storage device and the heat exchange member regardless of changes in the environmental temperature, and to improve the reliability and operating efficiency of the hybrid construction machine. it can. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

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。1 is a side view of a hybrid hydraulic excavator according to an embodiment. 実施の形態に係るハイブリッド式油圧ショベルが備える電動系及び油圧系のシステム構成図である。1 is a system configuration diagram of an electric system and a hydraulic system included in a hybrid hydraulic excavator according to an embodiment. FIG. 実施の形態に係るハイブリッド式油圧ショベルが備えるバッテリ温調装置のシステム構成図である。1 is a system configuration diagram of a battery temperature control device provided in a hybrid excavator according to an embodiment. FIG. 実施例1に係る蓄電装置及びウォータジャケットの斜視図である。1 is a perspective view of a power storage device and a water jacket according to Embodiment 1. FIG. 図4の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of FIG. 上部ステイを取り除いた実施例1に係る蓄電装置及びウォータジャケットの斜視図である。It is a perspective view of the electrical storage apparatus and water jacket which concern on Example 1 which removed the upper stay. 実施例2に係る蓄電装置及びウォータジャケットの断面図である。It is sectional drawing of the electrical storage apparatus which concerns on Example 2, and a water jacket. 実施例3に係る蓄電装置及びウォータジャケットの断面図である。It is sectional drawing of the electrical storage apparatus which concerns on Example 3, and a water jacket. 実施例3に係る蓄電装置の温度と熱伝導シート圧縮量の関係とを示すグラフ図である。It is a graph which shows the temperature of the electrical storage apparatus which concerns on Example 3, and the relationship between the heat conductive sheet compression amount. 実施例4に係る蓄電装置及びウォータジャケットの断面図である。It is sectional drawing of the electrical storage apparatus which concerns on Example 4, and a water jacket. 実施例5に係る蓄電装置及びウォータジャケットの断面図である。It is sectional drawing of the electrical storage apparatus which concerns on Example 5, and a water jacket.

以下、本発明の実施の形態を、ハイブリッド式油圧ショベルを例にとり、図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, taking a hybrid hydraulic excavator as an example.

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全体構成を、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は実施の形態に係るハイブリッド式油圧ショベルが備える電動系及び油圧系のシステム構成図、図3は実施の形態に係るハイブリッド式建設機械が備えるバッテリ温調装置のシステム構成図である。   First, the overall configuration of the hybrid excavator according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 is a side view of a hybrid hydraulic excavator according to the embodiment, FIG. 2 is a system configuration diagram of an electric system and a hydraulic system included in the hybrid hydraulic excavator according to the embodiment, and FIG. 3 is a hybrid type according to the embodiment. It is a system block diagram of the battery temperature control apparatus with which a construction machine is provided.

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101及びクローラ101の駆動輪102を備えた走行体100と、走行体100上に旋回可能に設けた旋回体110と、一端を旋回体110に回動自在に連結したフロント装置70を備えている。駆動輪102及び旋回体110は、図示しない油圧モータを用いて旋回される。なお、図1の例では、走行体100にクローラ101が備えられているが、クローラ101に代えてホイールを走行体100に備えることもできる。   As shown in FIG. 1, the hybrid hydraulic excavator according to the embodiment includes a traveling body 100 provided with a crawler 101 and a driving wheel 102 of the crawler 101, a revolving body 110 provided on the traveling body 100 so as to be capable of turning, A front device 70 having one end rotatably connected to the revolving unit 110 is provided. The drive wheel 102 and the turning body 110 are turned using a hydraulic motor (not shown). In the example of FIG. 1, the traveling body 100 includes the crawler 101, but the traveling body 100 may include a wheel instead of the crawler 101.

旋回体110は、旋回フレーム111と、旋回フレーム111の前部に設けた運転室3と、旋回フレーム111の後部に設けた原動機室112を有している。原動機室112内には、エンジン1と、エンジン1の出力不足をアシストする電動モータ2と、エンジン1で又はエンジン1と電動モータ2の双方で駆動される油圧ポンプ5と、油圧ポンプ5から吐出され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等の油圧システム90を搭載する。また、運転室3内には、油圧アクチュエータを操作するための操作装置4と、操作装置4の操作量及び操作方向に応じたエンジン1及び電動モータ2の制御信号を出力するコントローラ11を備える。油圧システムについては、後に図2を用いて説明する。   The swivel body 110 has a swivel frame 111, a cab 3 provided at the front portion of the swivel frame 111, and a prime mover chamber 112 provided at the rear portion of the swivel frame 111. In the prime mover chamber 112, the engine 1, the electric motor 2 that assists in insufficient output of the engine 1, the hydraulic pump 5 that is driven by the engine 1 or by both the engine 1 and the electric motor 2, and the discharge from the hydraulic pump 5 A hydraulic system 90 such as a valve device that distributes the pressurized oil to a required hydraulic actuator (generic name for a hydraulic motor and a hydraulic cylinder) is mounted. The cab 3 includes an operating device 4 for operating the hydraulic actuator, and a controller 11 that outputs control signals for the engine 1 and the electric motor 2 in accordance with the operation amount and operating direction of the operating device 4. The hydraulic system will be described later with reference to FIG.

フロント装置70は、一端を旋回体110に回動自在に連結したブーム71と、ブーム71を駆動するためのブーム用油圧シリンダ72と、ブーム71の先端部に回動自在に連結したアーム73と、アーム73を駆動するためのアーム用油圧シリンダ74と、アーム73の先端に回動可能に連結したバケット75と、バケット75を駆動するためのバケット用油圧シリンダ76等から構成される。なお、バケット75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。   The front device 70 includes a boom 71 having one end rotatably connected to the swing body 110, a boom hydraulic cylinder 72 for driving the boom 71, and an arm 73 rotatably connected to the tip of the boom 71. The arm hydraulic cylinder 74 for driving the arm 73, the bucket 75 rotatably connected to the tip of the arm 73, the bucket hydraulic cylinder 76 for driving the bucket 75, and the like. Instead of the bucket 75, other attachments such as a breaker, a crusher, a cutter, a grapple, or a lifting magnet can be attached.

図2に示すように、ハイブリッド式油圧ショベルの電動系及び油圧系は、油圧ポンプ5及びパイロット用油圧ポンプ6を駆動するためのエンジン1及び電動モータ2を備える。エンジン1は、エンジン1の燃料噴射量を調整するガバナ7と、エンジン1の実回転数を検出する回転数センサ1aと、エンジン1の出力トルクを検出するエンジントルクセンサ1bを有する。ガバナ7は、エンジン1の実回転数及び実トルクが操作装置4により指示される目標回転数及び目標トルクとなるように、コントローラ11から出力される制御信号に基づいて燃料噴射量を制御する。また、エンジン1の排気通路84には、選択的接触還元触媒(SCR触媒)80と、還元剤添加装置81と、尿素を蓄えた尿素タンク82とから構成される排気ガス浄化システムを設ける。エンジン1の排ガスは、選択的接触還元触媒(SCR触媒)80で、排ガス中の窒素酸化物が浄化され、消音器83を介して大気へ放出される。 As shown in FIG. 2, the electric system and hydraulic system of the hybrid excavator include an engine 1 and an electric motor 2 for driving a hydraulic pump 5 and a pilot hydraulic pump 6. The engine 1 includes a governor 7 that adjusts the fuel injection amount of the engine 1, a rotation speed sensor 1 a that detects the actual rotation speed of the engine 1, and an engine torque sensor 1 b that detects the output torque of the engine 1. The governor 7 controls the fuel injection amount based on the control signal output from the controller 11 so that the actual rotation speed and the actual torque of the engine 1 become the target rotation speed and the target torque indicated by the operation device 4. The exhaust passage 84 of the engine 1 is provided with an exhaust gas purification system including a selective catalytic reduction catalyst (SCR catalyst) 80, a reducing agent adding device 81, and a urea tank 82 storing urea. The exhaust gas of the engine 1 is purified by the selective catalytic reduction catalyst (SCR catalyst) 80 and the nitrogen oxides in the exhaust gas are purified and released to the atmosphere via the silencer 83.

電動モータ2は、蓄電装置8からの電気エネルギの供給を受けて駆動し、エンジン1の出力不足をアシストすると共に、エンジン1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蓄電装置8に蓄電する。蓄電装置8としては、バッテリ又はキャパシタを用いることができる。蓄電装置8には、図示しない電流センサ、電圧センサ及び温度センサが取り付けられており、コントローラ11は、これらの各センサによって検出された電流、電圧、及び温度等の情報に基づいて蓄電装置8の蓄電量を演算し、蓄電装置8の蓄電量を管理している。電動モータ2と蓄電装置8との間の電力の授受は、インバータ装置9を介して行われる。インバータ装置9は、コントローラ11から出力される制御信号に基づいて、電動モータ2に供給する電力の電圧値及び周波数を制御する。なお、蓄電装置8は、図3に示すバッテリ温調装置20を付設しており、このバッテリ温調装置20により適温に保たれる。バッテリ温調装置20の構成については、後に図3を用いて説明する。 The electric motor 2 is driven by receiving electric energy supplied from the power storage device 8 and assists in the shortage of the output of the engine 1, and also converts the regenerative energy recovered from the engine 1 into electric energy and stores it in the power storage device 8. To do. As the power storage device 8, a battery or a capacitor can be used. A current sensor, a voltage sensor, and a temperature sensor (not shown) are attached to the power storage device 8, and the controller 11 determines the power storage device 8 based on information such as current, voltage, and temperature detected by these sensors. The power storage amount is calculated and the power storage amount of the power storage device 8 is managed. Transmission and reception of electric power between the electric motor 2 and the power storage device 8 is performed via the inverter device 9. The inverter device 9 controls the voltage value and frequency of power supplied to the electric motor 2 based on the control signal output from the controller 11. The power storage device 8 is provided with a battery temperature adjustment device 20 shown in FIG. 3, and is maintained at an appropriate temperature by the battery temperature adjustment device 20. The configuration of the battery temperature control device 20 will be described later with reference to FIG.

油圧ポンプ5としては、可変容量機構に斜板を有していて、この斜板の傾転角を調整することにより圧油の吐出流量を制御する斜板ポンプが好適に用いられる。以下、油圧ポンプ5として斜板ポンプを用いた場合を例にとって説明するが、同様の効果が得られれば斜軸ポンプ等でも良い。油圧ポンプ5は、油圧ポンプ5の容量を調整するためのポンプ容量調節装置10を備えている。ポンプ容量調節装置10は、コントローラ11から出力される制御信号に基づいて油圧ポンプ5の容量(押しのけ容積)を調節するものであり、レギュレータ13と電磁比例弁14とから成る。レギュレータ13は、油圧ポンプ5の斜板の傾転角を操作し、油圧ポンプ5の吸収トルク(入力トルク)を制御する。電磁比例弁14は、コントローラ11からの指令値によって制御され、レギュレータ13の作動量を制御する。油圧ポンプ5から吐出された圧油は、バルブ装置12を介して油圧アクチュエータ(72,74,76等)に供給する。また、図示は省略するが、油圧系には、油圧ポンプ5から吐出される圧油の圧力を検出する吐出圧センサ、油圧ポンプ5から吐出される圧油の流量を検出する流量計、及び、油圧ポンプ5の斜板の傾転角を検出する傾転角センサを備える。 As the hydraulic pump 5, a swash plate pump that has a swash plate in the variable displacement mechanism and controls the discharge flow rate of the pressure oil by adjusting the tilt angle of the swash plate is preferably used. Hereinafter, a case where a swash plate pump is used as the hydraulic pump 5 will be described as an example. The hydraulic pump 5 includes a pump capacity adjusting device 10 for adjusting the capacity of the hydraulic pump 5. The pump capacity adjusting device 10 adjusts the capacity (displacement volume) of the hydraulic pump 5 based on a control signal output from the controller 11, and includes a regulator 13 and an electromagnetic proportional valve 14. The regulator 13 operates the tilt angle of the swash plate of the hydraulic pump 5 to control the absorption torque (input torque) of the hydraulic pump 5. The electromagnetic proportional valve 14 is controlled by a command value from the controller 11 and controls the operation amount of the regulator 13. The pressure oil discharged from the hydraulic pump 5 is supplied to the hydraulic actuator (72, 74, 76, etc.) via the valve device 12. Although not shown, the hydraulic system includes a discharge pressure sensor that detects the pressure of the pressure oil discharged from the hydraulic pump 5, a flow meter that detects the flow rate of the pressure oil discharged from the hydraulic pump 5, and A tilt angle sensor for detecting the tilt angle of the swash plate of the hydraulic pump 5 is provided.

パイロット用油圧ポンプ6は、操作装置4で油圧信号(パイロット圧)を発生するための圧油を供給する小型の油圧ポンプである。操作装置4は、パイロット用油圧ポンプ6とバルブ装置12のパイロットポートとを繋ぐ管路Pに設ける。操作装置4は、その操作量及び操作方向に応じたパイロット圧をバルブ装置12のパイロットポートに付与する。 The pilot hydraulic pump 6 is a small hydraulic pump that supplies pressure oil for generating a hydraulic signal (pilot pressure) by the operation device 4. The operating device 4 is provided in a pipeline P that connects the pilot hydraulic pump 6 and the pilot port of the valve device 12. The operation device 4 applies a pilot pressure corresponding to the operation amount and operation direction to the pilot port of the valve device 12.

コントローラ11は、吐出圧センサにより検出された油圧ポンプ5の吐出圧、流量計により検出された油圧ポンプの吐出流量、及び、傾転角センサにより検出された斜板の傾転角を取り込み、油圧ポンプ5の負荷を演算する。また、コントローラ11は、操作装置4から、その操作量及び操作方向に応じたパイロット圧を取り込む。そして、コントローラ11は、演算により求められた油圧ポンプ5の負荷と操作装置4から取り込まれたパイロット圧とから電磁比例弁14に付与する指令値を算出し、算出した指令値信号を電磁比例弁14に出力する。この際、コントローラ11は、回転数センサ1aが検出したエンジン1の実回転数、及び、エンジントルクセンサ1bが検出したエンジン1の出力トルクを加味して、エンストが発生しないように、油圧ポンプ5の傾転角を調整する。   The controller 11 takes in the discharge pressure of the hydraulic pump 5 detected by the discharge pressure sensor, the discharge flow rate of the hydraulic pump detected by the flow meter, and the tilt angle of the swash plate detected by the tilt angle sensor. The load of the pump 5 is calculated. Further, the controller 11 takes in the pilot pressure corresponding to the operation amount and the operation direction from the operation device 4. Then, the controller 11 calculates a command value to be given to the electromagnetic proportional valve 14 from the load of the hydraulic pump 5 obtained by the calculation and the pilot pressure taken in from the operating device 4, and the calculated command value signal is used as the electromagnetic proportional valve. 14 for output. At this time, the controller 11 takes into account the actual rotational speed of the engine 1 detected by the rotational speed sensor 1a and the output torque of the engine 1 detected by the engine torque sensor 1b, so that no engine stall occurs. Adjust the tilt angle.

したがって、実施の形態に係るハイブリッド式油圧ショベルは、運転室3に搭乗したオペレータが操作装置4を操作すると、操作装置4の操作量及び操作方向に応じたパイロット圧がバルブ装置12の所要のパイロットポートに作用し、当該パイロットポートにつながるコントロールバルブのスプール位置が切り換わる。これにより、油圧ポンプ5から吐出した圧油が、操作装置4により指示された流量、方向及び圧力で、所要の油圧アクチュエータ72、74、76に選択的に供給され、所要の作業が行われる。なお、バルブ装置12は、油圧パイロット式に限定されるものではなく、電磁パイロット式のバルブ装置を用いることもできる。   Therefore, in the hybrid hydraulic excavator according to the embodiment, when the operator who has boarded the cab 3 operates the operation device 4, the pilot pressure corresponding to the operation amount and operation direction of the operation device 4 is changed to the required pilot of the valve device 12. Acting on the port, the spool position of the control valve connected to the pilot port is switched. As a result, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 5 is selectively supplied to the required hydraulic actuators 72, 74, and 76 at the flow rate, direction, and pressure instructed by the operation device 4, and the required work is performed. The valve device 12 is not limited to the hydraulic pilot type, and an electromagnetic pilot type valve device can also be used.

図3に、バッテリ温調装置20の構成を示す。なお、ハイブリッド式油圧ショベルにおいては、アシスト用の電動モータ2及びインバータ装置9についても冷却回路が付設されるが、それらについては、公知に属する事項であり、かつ本発明の要旨ではないので、説明を省略する。   In FIG. 3, the structure of the battery temperature control apparatus 20 is shown. In the hybrid hydraulic excavator, the assisting electric motor 2 and the inverter device 9 are also provided with a cooling circuit, but these are matters that are well-known and are not the gist of the present invention. Is omitted.

図3に示すように、実施の形態に係るバッテリ温調装置20は、蓄電装置8を冷却するために冷却水等の機器温調媒体を循環する冷却回路21と、蓄電装置8を暖機するために機器温調媒体を循環する暖機回路22とを備えている。したがって、実施の形態に係るバッテリ温調装置20は、蓄電装置8の過熱を防止できると共に、蓄電装置8の過冷却を防止して、外気温度が低い冬季の始動時などにおける充放電効率の低下を防止することができる。なお、本発明の主たる目的は、外気温度が高い時の蓄電装置8の冷却効率の低下を防止することにあるので、冷却回路21のみを備えたバッテリ温調装置を適用することもできる。   As shown in FIG. 3, the battery temperature control device 20 according to the embodiment warms up the power storage device 8 and a cooling circuit 21 that circulates a device temperature control medium such as cooling water to cool the power storage device 8. Therefore, a warm-up circuit 22 that circulates the device temperature control medium is provided. Therefore, the battery temperature control device 20 according to the embodiment can prevent overheating of the power storage device 8 and also prevent overcooling of the power storage device 8 to reduce charge and discharge efficiency at the start of the winter when the outside temperature is low. Can be prevented. Since the main object of the present invention is to prevent the cooling efficiency of the power storage device 8 from being lowered when the outside air temperature is high, a battery temperature control device having only the cooling circuit 21 can be applied.

冷却回路21は、機器温調媒体の循環ポンプ23と、蓄電装置8との熱交換部材であるウォータジャケット24と、機器温調媒体の熱を外部に放熱するラジエータ26とを、液配管を用いて環状に接続してなる。ところで、建設機械は塵埃が多い現場で使用されるものであるため、空冷式のバッテリ温調装置は、蓄電装置8の保護上で好ましくない。実施の形態に係る水冷式のバッテリ温調装置20を用いると、塵埃を含む冷却風を蓄電装置8に吹き付ける必要がないので、塵埃による蓄電装置8の破損を防止できる。   The cooling circuit 21 uses liquid piping for a circulation pump 23 for the device temperature control medium, a water jacket 24 that is a heat exchange member with the power storage device 8, and a radiator 26 that radiates the heat of the device temperature control medium to the outside. And connected in a ring. By the way, since the construction machine is used at a site with a lot of dust, the air-cooled battery temperature control device is not preferable in terms of protecting the power storage device 8. When the water-cooled battery temperature control device 20 according to the embodiment is used, it is not necessary to blow cooling air containing dust onto the power storage device 8, so that the power storage device 8 can be prevented from being damaged by dust.

ウォータジャケット24の出口側の液配管には、サーミスタや熱電対等の温度センサを備えて、機器温調媒体の温度を検出する。温度センサが検出した機器温調媒体の温度信号は、コントローラ11(図2参照)へ出力される。   The liquid piping on the outlet side of the water jacket 24 is provided with a temperature sensor such as a thermistor or a thermocouple to detect the temperature of the device temperature control medium. The temperature signal of the device temperature control medium detected by the temperature sensor is output to the controller 11 (see FIG. 2).

暖機回路22は、機器温調媒体の循環ポンプ23と、蓄電装置8との熱交換部材であるウォータジャケット24と、機器温調媒体を加熱するヒータ28とを、液配管を用いて環状に接続してなる。ヒータ28は、ラジエータ26と並列に配置し、その一端側を冷却回路21のウォータジャケット24の出口側の液配管に接続すると共に、その他端側をポンプ23の入口側の液配管に接続する。なお、ヒータ28としては、公知に属する任意のヒータを用いることができるが、消費電力量が少なく、かつ温度安定性に優れることから、特にPTC(Positive Temperature Coefficient)素子等からなるヒータを用いることが好ましい。   The warm-up circuit 22 includes a circulation pump 23 for the device temperature control medium, a water jacket 24 that is a heat exchange member with the power storage device 8, and a heater 28 for heating the device temperature control medium in an annular shape using liquid piping. Connected. The heater 28 is arranged in parallel with the radiator 26, and one end side thereof is connected to the liquid pipe on the outlet side of the water jacket 24 of the cooling circuit 21, and the other end side is connected to the liquid pipe on the inlet side of the pump 23. As the heater 28, any known heater can be used. However, since the power consumption is small and the temperature stability is excellent, a heater composed of a PTC (Positive Temperature Coefficient) element or the like is used. Is preferred.

冷却回路21には第1二方弁29Aが設けられ、暖機回路22には第2二方弁29Bが設けられている。従って、第1二方弁29Aを開、第2二方弁29Bを閉として、ポンプ23を駆動した場合には、ラジエータ26により放熱された機器温調媒体がウォータジャケット24に流れ、蓄電装置8を冷却できる。また、第1二方弁29Aを閉、第2二方弁29Bを開として、ポンプ23を駆動した場合には、ヒータ28により加熱された機器温調媒体がウォータジャケット24に流れ、蓄電装置8を暖機できる。第1二方弁29A及び第2二方弁29Bの開閉切替、並びに、ポンプ23及びヒータ28のオンオフ切替は、コントローラ11が蓄電装置8の温度に基づいて自動的に行う構成とすることができる。   The cooling circuit 21 is provided with a first two-way valve 29A, and the warm-up circuit 22 is provided with a second two-way valve 29B. Therefore, when the first two-way valve 29A is opened and the second two-way valve 29B is closed and the pump 23 is driven, the device temperature control medium radiated by the radiator 26 flows to the water jacket 24, and the power storage device 8 Can be cooled. When the first two-way valve 29A is closed and the second two-way valve 29B is opened and the pump 23 is driven, the device temperature control medium heated by the heater 28 flows into the water jacket 24, and the power storage device 8 Can warm up. The controller 11 can automatically switch the opening and closing of the first two-way valve 29 </ b> A and the second two-way valve 29 </ b> B and the on / off switching of the pump 23 and the heater 28 based on the temperature of the power storage device 8. .

なお、冷却時において、蓄電装置8の温度を制御するためには、ポンプ23の流量とファン27の風量とのいずれかを調整すれば良い。具体的には、蓄電装置8が目標温度より高い場合には、ポンプ23の流量を増加するか、ファン27の風量を増加するかのいずれかを実行すればよい。また、蓄電装置8が目標温度より低い場合には、ポンプ23の流量を減少するか、ファン27の風量を減少するかのいずれかを実行すればよい。   In order to control the temperature of the power storage device 8 during cooling, either the flow rate of the pump 23 or the air volume of the fan 27 may be adjusted. Specifically, when the power storage device 8 is higher than the target temperature, either the flow rate of the pump 23 or the air volume of the fan 27 may be increased. Further, when the power storage device 8 is lower than the target temperature, either the flow rate of the pump 23 or the air volume of the fan 27 may be reduced.

また、暖機時において、蓄電装置8の温度を制御するためには、ポンプ23の流量とヒータ28の発熱量とのいずれかを調整すれば良い。具体的には、蓄電装置8が目標温度より低い場合には、ポンプ23の流量を増加するか、ヒータ28の発熱量を増加するかのいずれかを実行すればよい。また、蓄電装置8が目標温度より高い場合には、ポンプ23の流量を減少するか、ヒータ28の発熱量を減少するかのいずれかを実行すればよい。   Further, in order to control the temperature of the power storage device 8 during warm-up, either the flow rate of the pump 23 or the heat generation amount of the heater 28 may be adjusted. Specifically, when the power storage device 8 is lower than the target temperature, either the flow rate of the pump 23 or the heat generation amount of the heater 28 may be increased. Further, when the power storage device 8 is higher than the target temperature, either the flow rate of the pump 23 or the heat generation amount of the heater 28 may be reduced.

なお、蓄電装置8の温度が低く暖機運転が必要な場合には、蓄電装置8を充放電させ、蓄電装置8の内部抵抗により発熱させることで暖機を行うこともできる。本実施の形態では、図3に示すようにヒータ28を含む暖機回路22を備えているが、暖機回路22を設置せず、蓄電装置8の充放電のみで暖機運転を行っても良い。   Note that, when the temperature of the power storage device 8 is low and the warm-up operation is necessary, the power storage device 8 can be warmed up by charging / discharging and generating heat by the internal resistance of the power storage device 8. In the present embodiment, the warm-up circuit 22 including the heater 28 is provided as shown in FIG. 3, but the warm-up operation may be performed only by charging / discharging the power storage device 8 without installing the warm-up circuit 22. good.

次に、ハイブリッド式油圧ショベルに搭載される蓄電装置8の冷却構造を、実施例毎に説明する。   Next, the cooling structure of the power storage device 8 mounted on the hybrid hydraulic excavator will be described for each embodiment.

〔実施例1〕
実施例1に係る蓄電装置8の温調構造は、図4〜図6に示すように、蓄電装置8をウォータジャケット24にリジッドに固定することを特徴とする。図4は実施例1に係る蓄電装置8及びウォータジャケット24の斜視図、図5は図4の縦断面図、図6は上部ステイを取り除いた実施例1に係る蓄電装置8及びウォータジャケット24の斜視図である。
[Example 1]
The temperature control structure of the power storage device 8 according to the first embodiment is characterized in that the power storage device 8 is rigidly fixed to the water jacket 24 as shown in FIGS. 4 is a perspective view of the power storage device 8 and the water jacket 24 according to the first embodiment, FIG. 5 is a longitudinal sectional view of FIG. 4, and FIG. 6 is a diagram of the power storage device 8 and the water jacket 24 according to the first embodiment with the upper stay removed. It is a perspective view.

図4〜図6に示すように、実施例1に係る蓄電装置8の温調構造は、厚さ方向に積層した複数の電池セル30と、各電池セル30の表裏面にそれぞれ配置したセパレータ31と、複数積層される電池セル30の両端に配置され、電池セル30の外面を支持する2枚のエンドプレート32と、これら2枚のエンドプレート32を連結固定する連結部材33と、セパレータ31の上部を押さえ、電池セル30の上方への移動を規制する上部ステイ34と、電池セル30をウォータジャケット24に固定する連結ステイ35とから主に構成されている。連結部材33は、ボルト37を用いてエンドプレート32に締結される。また、上部ステイ34は、ボルト38を用いて固定部材35及びエンドプレート32に締結される。さらに、連結ステイ35は、ボルト39を用いてウォータジャケット24に締結される。 As shown in FIGS. 4 to 6, the temperature control structure of the power storage device 8 according to the first embodiment includes a plurality of battery cells 30 stacked in the thickness direction, and separators 31 respectively disposed on the front and back surfaces of each battery cell 30. And two end plates 32 that are disposed at both ends of the battery cells 30 to be stacked and support the outer surface of the battery cell 30; a connecting member 33 that connects and fixes the two end plates 32; The upper stay 34 that holds the upper part and restricts the upward movement of the battery cell 30 and the connection stay 35 that fixes the battery cell 30 to the water jacket 24 are mainly configured. The connecting member 33 is fastened to the end plate 32 using bolts 37. The upper stay 34 is fastened to the fixing member 35 and the end plate 32 using bolts 38. Further, the connecting stay 35 is fastened to the water jacket 24 using bolts 39.

図5に示すように、蓄電装置8を構成する各電池セル30の下面(冷却面)とウォータジャケット24との間には、熱伝導シート36を設置する。これにより、電池セル30の下面とウォータジャケット24とが熱的に結合される。 As shown in FIG. 5, a heat conductive sheet 36 is installed between the lower surface (cooling surface) of each battery cell 30 constituting the power storage device 8 and the water jacket 24. Thereby, the lower surface of the battery cell 30 and the water jacket 24 are thermally coupled.

電池セル30は、リチウムイオン二次電池であり、アルミニウムやアルミニウム合金により形成された外装ケースの外観が角形の箱状をしている。但し、電池セル30は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の他の電池であっても構わない。電池セル30の上面両端部には、正負の電極端子30Aを突出して設け、隣接する正負の電極端子30Aは、図示しないバスバーで連結して互いに直列に接続している。隣接する電池セル30を互いに直列に接続する蓄電装置8は、出力電圧を高くして出力を大きくできる。但し、蓄電装置8は、隣接する電池セル30を並列に接続することもできる。 The battery cell 30 is a lithium ion secondary battery, and the exterior case formed of aluminum or an aluminum alloy has a rectangular box shape. However, the battery cell 30 may be another battery such as a nickel metal hydride battery or a nickel cadmium battery. Positive and negative electrode terminals 30A project from both end portions of the upper surface of the battery cell 30, and adjacent positive and negative electrode terminals 30A are connected in series by being connected by a bus bar (not shown). The power storage device 8 that connects adjacent battery cells 30 in series can increase the output voltage and increase the output. However, the power storage device 8 can also connect adjacent battery cells 30 in parallel.

セパレータ31は、隣接して配置する2つの電池セル30間を絶縁するものであり、樹脂等の絶縁材料をもって形成している。セパレータ31の上端部には、セパレータ31を介して配置した2つの電池セル30の上下方向への位置ずれを防ぐため、図5に示すように、電池保持部31Aを形成している。 The separator 31 insulates between two battery cells 30 arranged adjacent to each other, and is formed of an insulating material such as resin. As shown in FIG. 5, a battery holding portion 31 </ b> A is formed at the upper end portion of the separator 31 in order to prevent vertical displacement of the two battery cells 30 disposed via the separator 31.

エンドプレート32は、電池セル30とほぼ等しい外観を有し、その内面には、図示しないばね構造を備えていて、積層された複数の電池セル30とセパレータ31に押圧力を付与できるようになっている。即ち、両端の電池セル30に当接された2枚のエンドプレート32を連結部材33で連結することにより、互いに積層された複数の電池セル30とセパレータ31に押圧力を付与し、各電池セル30及び各セパレータ31の位置ずれを規制している。連結部材33は、図4に示すように、両端を同一方向に折り曲げた形状をしており、当該折り曲げた両端部をボルト37でエンドプレート32に締結する。エンドプレート32及び連結部材33は、電池セル30を一体に組み立てるための組立部材として機能する。 The end plate 32 has substantially the same appearance as the battery cell 30 and has a spring structure (not shown) on its inner surface so that a pressing force can be applied to the stacked battery cells 30 and the separator 31. ing. That is, by connecting the two end plates 32 that are in contact with the battery cells 30 at both ends by the connecting member 33, a pressing force is applied to the plurality of battery cells 30 and the separators 31 that are stacked on each other, and each battery cell. 30 and the position shift of each separator 31 are regulated. As shown in FIG. 4, the connecting member 33 has a shape in which both ends are bent in the same direction, and the bent both ends are fastened to the end plate 32 with bolts 37. The end plate 32 and the connecting member 33 function as an assembly member for assembling the battery cells 30 integrally.

ウォータジャケット24は、蓄電装置8を温調するための部材であり、電池セル30の下面(電極端子30Aと反対側の面)に熱的に結合した状態で取り付ける。ウォータジャケット24は、アルミニウム等の金属材料をもって薄板状に形成し、その端面には、図4に示すように、機器温調媒体入口24Aと機器温調媒体出口24Bを備えている。機器温調媒体入口24Aは、ポンプ23の出口に接続し、機器温調媒体24Bは、ラジエータ26の入口及びヒータ28の入口に接続する。ウォータジャケット24の内部には、機器温調媒体が循環する図示しない溝が形成されており、電池セル30と機器温調媒体間で効率的に熱交換が行われるようになっている。電池セル30を冷却する場合には、上述したように、機器温調媒体をラジエータ26に循環することで、電池セル30で暖められた機器温調媒体を冷却する。また、電池セル30を暖機する場合には、ヒータ28で暖められた機器温調媒体を循環することで、電池セル30を暖機する。 The water jacket 24 is a member for controlling the temperature of the power storage device 8 and is attached in a state where it is thermally coupled to the lower surface of the battery cell 30 (surface opposite to the electrode terminal 30A). The water jacket 24 is formed in a thin plate shape with a metal material such as aluminum, and has an apparatus temperature adjusting medium inlet 24A and an apparatus temperature adjusting medium outlet 24B on its end surface as shown in FIG. The equipment temperature adjusting medium inlet 24A is connected to the outlet of the pump 23, and the equipment temperature adjusting medium 24B is connected to the inlet of the radiator 26 and the inlet of the heater 28. A groove (not shown) through which the device temperature adjusting medium circulates is formed inside the water jacket 24, so that heat exchange is efficiently performed between the battery cell 30 and the device temperature adjusting medium. When cooling the battery cell 30, as described above, the device temperature control medium heated by the battery cell 30 is cooled by circulating the device temperature control medium to the radiator 26. Further, when the battery cell 30 is warmed up, the battery cell 30 is warmed up by circulating the device temperature control medium warmed by the heater 28.

上述したように、ウォータジャケット24及び電池セル30の外装ケースは、共に金属材料でできており、隣接する電池セル30を直列に接続している蓄電装置8は、隣接する電池セル30間に電位差がある。従って、電池セル30をウォータジャケット24に直接設置すると、大きなショート電流が流れる。これを防止するために、電池セル30とウォータジャケット24の間には、絶縁性の熱伝導シート36を設置する。また、熱伝導シート36は、ウォータジャケット24の表面及び電池セル30の下面にある程度の凹凸がある場合にも、ウォータジャケット24と電池セル30との間の熱結合を維持できるようにするため、弾性体であることが望ましい。この種の熱伝導シート36としては、シリコン樹脂シート、熱伝導の優れたフィラーを充填したプラスチックシート、マイカなどを挙げることができるが、同様の効果が得られれば他のものであっても差し支えない。 As described above, both the water jacket 24 and the outer case of the battery cell 30 are made of a metal material, and the power storage device 8 connecting the adjacent battery cells 30 in series has a potential difference between the adjacent battery cells 30. There is. Accordingly, when the battery cell 30 is directly installed on the water jacket 24, a large short current flows. In order to prevent this, an insulating heat conductive sheet 36 is installed between the battery cell 30 and the water jacket 24. Moreover, in order to maintain the thermal coupling between the water jacket 24 and the battery cell 30 even when the heat conductive sheet 36 has some unevenness on the surface of the water jacket 24 and the lower surface of the battery cell 30, An elastic body is desirable. Examples of this type of heat conductive sheet 36 include a silicon resin sheet, a plastic sheet filled with a filler having excellent heat conductivity, mica, and the like, but other materials may be used as long as the same effect can be obtained. Absent.

上部ステイ34は、図5に示すように、セパレータ31の上端部に形成した電池保持部31Aの上面を押さえ、電池セル30の上方への移動を規制するための部材であり、長さ方向の両端部には、蓄電装置8の側面方向に折り曲げた連結片34aを形成する。連結片34aを除く上部ステイ34の中間部分、即ち、セパレータ31の電池保持部31Aに当接される部分の側辺には、図4に示すように、補強用のリブ34bを形成し、曲げ応力に対する剛性を高めている。これにより、複数のセパレータ31及び電池セル30を均一に押圧することができる。 As shown in FIG. 5, the upper stay 34 is a member for holding the upper surface of the battery holding portion 31 </ b> A formed at the upper end portion of the separator 31 and restricting the upward movement of the battery cell 30. A connecting piece 34 a that is bent in the side surface direction of the power storage device 8 is formed at both ends. As shown in FIG. 4, reinforcing ribs 34b are formed on the intermediate portion of the upper stay 34 excluding the connecting piece 34a, that is, on the side of the portion of the separator 31 that contacts the battery holding portion 31A. Increases rigidity against stress. Thereby, the some separator 31 and the battery cell 30 can be pressed uniformly.

連結ステイ35は、上部ステイ34を介して、蓄電装置8をウォータジャケット24に固定するための部材であり、図4〜図6に示すように、金属板をL字状に折り曲げて形成する。図5に示すように、連結ステイ35の主部35aは、エンドプレート32の外面に当接し、連結片34aの外方より挿入されたボルト38を用いて、エンドプレート32に固定する。また、連結ステイ35の固定部35bは、当該固定部35bの上方より挿入されたボルト39を用いて、ウォータジャケット24に固定する。これにより、ウォータジャケット24に対する電池セル30の前後、左右、上下方向の移動が規制される。固定部35bをウォータジャケット24に固定する際には、当該固定部35bの下面とウォータジャケット24の上面との間にクリアランスを設けておき、ボルト39の締付力により、蓄電装置8とウォータジャケット24との間に設けられた熱伝導シート36に圧縮力を付与する。これにより、上部ステイ34が蓄電装置8の上面に均一に押し付けられ、蓄電装置8を構成する全ての電池セル30が熱伝導シート36を介してウォータジャケット24に均一に押圧されるので、電池セル30とウォータジャケット24との間で高効率な熱交換が行われる。 The connecting stay 35 is a member for fixing the power storage device 8 to the water jacket 24 via the upper stay 34, and is formed by bending a metal plate into an L shape as shown in FIGS. As shown in FIG. 5, the main portion 35a of the connecting stay 35 contacts the outer surface of the end plate 32, and is fixed to the end plate 32 using bolts 38 inserted from the outside of the connecting piece 34a. The fixing portion 35b of the connecting stay 35 is fixed to the water jacket 24 using a bolt 39 inserted from above the fixing portion 35b. Thereby, the movement of the battery cell 30 with respect to the water jacket 24 in the front-rear, left-right, and vertical directions is restricted. When the fixing portion 35b is fixed to the water jacket 24, a clearance is provided between the lower surface of the fixing portion 35b and the upper surface of the water jacket 24, and the power storage device 8 and the water jacket are tightened by the tightening force of the bolt 39. A compressive force is applied to the heat conducting sheet 36 provided between the heat conducting sheet 24 and the heat conducting sheet 36. As a result, the upper stay 34 is uniformly pressed against the upper surface of the power storage device 8, and all the battery cells 30 constituting the power storage device 8 are uniformly pressed against the water jacket 24 via the heat conductive sheet 36. High-efficiency heat exchange is performed between 30 and the water jacket 24.

実施例1に係る蓄電装置8の温調構造は、高剛性の上部ステイ34を蓄電装置8の上部に押し付けて、蓄電装置8とウォータジャケット24とで熱伝導シート36に圧縮力を付与するので、弾性材料からなる熱伝導シート36が弾性変形する。このため、環境温度の変化に関係なく、蓄電装置8と熱伝導シート36とウォータジャケット24の密着状態が維持され、電池セル30とウォータジャケット24との間での高効率な熱交換が可能になる。 In the temperature control structure of the power storage device 8 according to the first embodiment, the highly rigid upper stay 34 is pressed against the upper portion of the power storage device 8, and compressive force is applied to the heat conductive sheet 36 by the power storage device 8 and the water jacket 24. The heat conductive sheet 36 made of an elastic material is elastically deformed. For this reason, the power storage device 8, the heat conductive sheet 36, and the water jacket 24 are kept in close contact with each other regardless of changes in the environmental temperature, and highly efficient heat exchange between the battery cell 30 and the water jacket 24 is possible. Become.

即ち、図6に示すように、上部ステイ34を備えない場合には、環境温度が変化した際に、電池セル30とセパレータ31の上方への移動を規制するのは、エンドプレート31と連結部材33の挟持力による摩擦力しかない。上述したように、電池セル30の外装ケースは、アルミニウム等の金属材料からなり、セパレータ31は、アルミニウム等の金属材料よりも線膨張係数が大きい絶縁性の樹脂を用いて形成するので、蓄電装置8の組立時よりも環境温度が高くなると、セパレータ31の伸び量と電池セル30の伸び量の差分だけ、電池セル30は熱伝導シート36から離れる方向に移動可能となる。このため、予め熱伝導シート36に圧縮力を付与しておいたとしても、環境温度の変化によって熱伝導シート36の圧縮量が小さくなり、伝熱効率が低下するおそれがある。なお、図6に示す構成で、高温時における電池セル30の上方への移動を抑制するためには、エンドプレート31と連結部材33による電池セル30の挟持力を大きくしなくてはならないので、電池セル30の保護上好ましくない。 That is, as shown in FIG. 6, when the upper stay 34 is not provided, when the environmental temperature changes, the upward movement of the battery cell 30 and the separator 31 is regulated by the end plate 31 and the connecting member. There is only frictional force due to 33 clamping force. As described above, the outer case of the battery cell 30 is made of a metal material such as aluminum, and the separator 31 is formed using an insulating resin having a linear expansion coefficient larger than that of the metal material such as aluminum. When the environmental temperature becomes higher than that at the time of assembly of 8, the battery cell 30 can move in the direction away from the heat conductive sheet 36 by the difference between the extension amount of the separator 31 and the extension amount of the battery cell 30. For this reason, even if a compressive force is applied to the heat conductive sheet 36 in advance, the amount of compression of the heat conductive sheet 36 is reduced due to a change in the environmental temperature, and the heat transfer efficiency may be reduced. In the configuration shown in FIG. 6, in order to suppress the upward movement of the battery cell 30 at a high temperature, the clamping force of the battery cell 30 by the end plate 31 and the connecting member 33 must be increased. It is not preferable for protection of the battery cell 30.

これに対して、金属製の上部ステイ34を蓄電装置8の上部に押し付けると、セパレータ31の伸びに関わらず、電池セル30の上方への移動を規制できるので、環境温度が変化しても、熱伝導シート36を圧縮した状態を保つことができる。また、上部ステイ34の側辺には補強用のリブ34bを形成し、熱伝導シート36からの圧縮反力に対する剛性を高めたので、複数のセパレータ31及び電池セル30を均一に押圧でき、セパレータ31及び電池セル30の不均一な浮き上がりも防止できる。 On the other hand, if the metal upper stay 34 is pressed against the upper portion of the power storage device 8, the upward movement of the battery cell 30 can be regulated regardless of the extension of the separator 31. The state where the heat conductive sheet 36 is compressed can be maintained. Further, the rib 34b for reinforcement is formed on the side of the upper stay 34, and the rigidity against the compression reaction force from the heat conductive sheet 36 is increased, so that the plurality of separators 31 and the battery cells 30 can be pressed uniformly, and the separator The uneven lifting of 31 and the battery cell 30 can also be prevented.

〔実施例2〕
次に、実施例2に係る蓄電装置8の温調構造を、図7を用いて説明する。図7は実施例2に係る蓄電装置8の温調構造の断面図である。本実施例は、連結ステイ35とウォータジャケット24との間にばね41を配置したことを特徴とする。
[Example 2]
Next, the temperature control structure of the power storage device 8 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of the temperature control structure of the power storage device 8 according to the second embodiment. This embodiment is characterized in that a spring 41 is disposed between the connecting stay 35 and the water jacket 24.

図7において、符号40は固定軸、符号41はばねを示している。その他の蓄電装置8の構成については、第1の実施の形態に係る蓄電装置8と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。固定軸40は、ウォータジャケット24の蓄電装置搭載面に取り付けられる。連結ステイ35の固定部35bには、固定軸40の貫通孔を開設してあり、連結ステイ35は、貫通孔内に挿通した固定軸40の先端部をウォータジャケット24に固定することにより、ウォータジャケット24に上下動可能に取り付ける。ばね41は、連結ステイ35の固定部35bと固定軸40の頭部40aとの間に圧縮状態で配置する。よって、本実施の形態に係るハイブリッド式油圧ショベルは、上部ステイ34がばね41の弾性力により蓄電装置8に押し付けられる。なお、固定軸40の下端には、ストッパ40bを備えており、その高さを変更することにより、熱伝導シート36の圧縮量を調整している。このように、第2の実施の形態に係るハイブリッド式油圧ショベルは、上部ステイ34及び連結ステイ35をウォータジャケット24に弾性保持したので、環境温度の変化により蓄電装置を構成する各部品並びに上部ステイ34、連結ステイ35及び固定軸40等が熱膨張又は熱収縮した場合にも、電池セル30を常に熱伝導シート36の圧縮量が小さくなることなくウォータジャケット24に押し付けることができるので、伝熱効率が低下しない。なお、図7においては、ばね41としてコイルばねを例示的に図示したが、同様の効果が得られれば、板ばね等の他のばねであっても構わない。   In FIG. 7, reference numeral 40 indicates a fixed shaft, and reference numeral 41 indicates a spring. Since the configuration of other power storage device 8 is the same as that of power storage device 8 according to the first embodiment, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Fixed shaft 40 is attached to the power storage device mounting surface of water jacket 24. A through hole of the fixed shaft 40 is formed in the fixed portion 35b of the connection stay 35, and the connection stay 35 is fixed to the water jacket 24 by fixing the tip end portion of the fixed shaft 40 inserted into the through hole. It is attached to the jacket 24 so that it can move up and down. The spring 41 is disposed in a compressed state between the fixed portion 35 b of the connecting stay 35 and the head portion 40 a of the fixed shaft 40. Therefore, in the hybrid excavator according to the present embodiment, the upper stay 34 is pressed against the power storage device 8 by the elastic force of the spring 41. In addition, the lower end of the fixed shaft 40 is provided with a stopper 40b, and the amount of compression of the heat conductive sheet 36 is adjusted by changing the height of the stopper 40b. As described above, in the hybrid hydraulic excavator according to the second embodiment, the upper stay 34 and the connecting stay 35 are elastically held by the water jacket 24, so that each component constituting the power storage device and the upper stay are changed by a change in environmental temperature. 34, the connecting stay 35, the fixed shaft 40, and the like can be pressed against the water jacket 24 without always reducing the compression amount of the heat conductive sheet 36 even when the thermal expansion or thermal contraction of the thermal expansion sheet 36 is performed. Does not drop. In FIG. 7, a coil spring is illustrated as an example of the spring 41. However, other springs such as a leaf spring may be used as long as the same effect can be obtained.

〔実施例3〕
次に、実施例3に係る蓄電装置8の温調構造を、図8を用いて説明する。図8は実施例3に係る蓄電装置8の温調構造の断面図である。本実施例は、連結ステイ35とウォータジャケット24との間に筒状の弾性スペーサ42を配置したことを特徴とする。
Example 3
Next, the temperature control structure of the power storage device 8 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of the temperature control structure of the power storage device 8 according to the third embodiment. This embodiment is characterized in that a cylindrical elastic spacer 42 is disposed between the connecting stay 35 and the water jacket 24.

図8において、符号40は固定軸、符号42は筒形スペーサを示している。その他の蓄電装置8の構成については、第2の実施の形態に係る蓄電装置8と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。固定軸40は、ウォータジャケット24の蓄電装置搭載面に取り付けられる。連結ステイ35の固定部35bには、固定軸40の貫通孔を開設してあり、連結ステイ35は、貫通孔内に挿通した固定軸40の先端部をウォータジャケット24に固定することにより、ウォータジャケット24に上下動可能に取り付ける。筒形スペーサは、連結ステイ35及び固定軸40よりも線膨張係数の大きな材料、例えば樹脂材料をもって円筒形に形成し、連結ステイ35の固定部35bと固定軸40の頭部40aとの間に隙間なく配置する。よって、本実施の形態に係るハイブリッド式油圧ショベルは、上部ステイ34を蓄電装置8に押し付けることができる。 In FIG. 8, reference numeral 40 denotes a fixed shaft, and reference numeral 42 denotes a cylindrical spacer. Since the configuration of other power storage device 8 is the same as that of power storage device 8 according to the second embodiment, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Fixed shaft 40 is attached to the power storage device mounting surface of water jacket 24. A through hole of the fixed shaft 40 is formed in the fixed portion 35b of the connection stay 35, and the connection stay 35 is fixed to the water jacket 24 by fixing the tip end portion of the fixed shaft 40 inserted into the through hole. It is attached to the jacket 24 so that it can move up and down. The cylindrical spacer is formed in a cylindrical shape with a material having a larger linear expansion coefficient than that of the connecting stay 35 and the fixed shaft 40, for example, a resin material, and between the fixed portion 35b of the connecting stay 35 and the head portion 40a of the fixed shaft 40. Arrange without gaps. Therefore, the hybrid excavator according to the present embodiment can press the upper stay 34 against the power storage device 8.

本実施例に係るハイブリッド式油圧ショベルは、連結ステイ35の固定部35bと固定軸40の頭部40aとの間に筒形スペーサ42を配置したので、環境温度の変化によって、固定軸40、筒形スペーサ42、連結ステイ35、電池セル30及びセパレータ31が熱膨張又は熱収縮する特性を利用して、熱伝導シート36の圧縮量を調整できる。即ち、連結ステイ35の固定部35bと固定軸40の頭部40aとの間に、例えば樹脂材料からなる線膨張係数が大きな筒形スペーサ42を配置すると、高温時には、筒形スペーサ42が連結ステイ35及び固定軸40よりも熱膨張するので、連結ステイ35が下方に移動し、電池セル30による伝導シート36の圧縮量が大きくなる。これに対して、低温時には、筒形スペーサ42が連結ステイ35及び固定軸40よりも熱収縮するので、連結ステイ35が上方に移動し、電池セル30による熱伝導シート36の圧縮量が小さくなる。 In the hybrid hydraulic excavator according to the present embodiment, the cylindrical spacer 42 is disposed between the fixed portion 35b of the connecting stay 35 and the head 40a of the fixed shaft 40. The amount of compression of the heat conductive sheet 36 can be adjusted by utilizing the characteristic that the shape spacer 42, the connecting stay 35, the battery cell 30, and the separator 31 thermally expand or contract. That is, when a cylindrical spacer 42 made of, for example, a resin material having a large linear expansion coefficient is disposed between the fixed portion 35b of the connecting stay 35 and the head 40a of the fixed shaft 40, the cylindrical spacer 42 is connected to the connecting stay at a high temperature. 35 and the fixed shaft 40, the connection stay 35 moves downward, and the amount of compression of the conductive sheet 36 by the battery cell 30 increases. On the other hand, since the cylindrical spacer 42 is more thermally contracted than the connection stay 35 and the fixed shaft 40 at a low temperature, the connection stay 35 moves upward, and the amount of compression of the heat conductive sheet 36 by the battery cell 30 is reduced. .

図9に示すように、高温時には、電池セル30からウォータジャケット24への伝熱効率を高めるため、熱伝導シート36の圧縮量を増やすことが望ましい。これに対して、低温時には、蓄電装置8の充放電により発生した熱がウォータジャケット24側に伝熱しないようにすることが望ましい。つまり、低温時には、良好な放電特性を得るため、電池セル30からウォータジャケット24への伝熱効率を下げて、熱伝導シート36の圧縮量を積極的に減らすことが望まれる。本実施例によれば、連結ステイ35の固定部35bと固定軸40の頭部40aとの間に、例えば樹脂材料からなる線膨張係数が大きな弾性スペーサ42を配置したので、低温時において、蓄電装置8の良好な充放電特性を得ることができる。 As shown in FIG. 9, at a high temperature, it is desirable to increase the amount of compression of the heat conductive sheet 36 in order to increase the heat transfer efficiency from the battery cell 30 to the water jacket 24. On the other hand, at low temperatures, it is desirable to prevent heat generated by charging / discharging of the power storage device 8 from being transferred to the water jacket 24 side. That is, in order to obtain good discharge characteristics at low temperatures, it is desirable to reduce the amount of compression of the heat conductive sheet 36 by reducing the heat transfer efficiency from the battery cell 30 to the water jacket 24. According to the present embodiment, the elastic spacer 42 made of, for example, a resin material having a large linear expansion coefficient is disposed between the fixing portion 35b of the connecting stay 35 and the head portion 40a of the fixing shaft 40. Good charge / discharge characteristics of the device 8 can be obtained.

〔実施例4〕
次に、実施例4に係る蓄電装置8の温調構造を、図10を用いて説明する。図10は実施例4に係る蓄電装置8の温調構造の断面図である。本実施例は、連結ステイ35とウォータジャケット24との間に、ピエゾ素子等のリニアアクチュエータ43を配置したことを特徴とする。
Example 4
Next, the temperature control structure of the power storage device 8 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of the temperature control structure of the power storage device 8 according to the fourth embodiment. This embodiment is characterized in that a linear actuator 43 such as a piezo element is disposed between the connecting stay 35 and the water jacket 24.

図10において、符号40は固定軸、符号43はピエゾ素子等のリニアアクチュエータを示している。その他の蓄電装置8の構成については、第2の実施の形態に係る蓄電装置8と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。固定軸40は、ウォータジャケット24の蓄電装置搭載面に取り付けられる。連結ステイ35の固定部35bには、固定軸40の貫通孔を開設してあり、連結ステイ35は、貫通孔内に挿通した固定軸40の先端部をウォータジャケット24に固定することにより、ウォータジャケット24に上下動可能に取り付ける。リニアアクチュエータ43は、例えばコントローラ11(図2参照)からの制御信号によって、長さ寸法が変化するものである。したがって、連結ステイ35の固定部35bと固定軸40の頭部40aとの間にリニアアクチュエータ43を配置し、例えばコントローラ11からの制御信号によってリニアアクチュエータ43の長さ寸法を制御することにより、上部ステイ34を蓄電装置8に押し付けることができる。 In FIG. 10, reference numeral 40 denotes a fixed shaft, and reference numeral 43 denotes a linear actuator such as a piezoelectric element. Since the configuration of other power storage device 8 is the same as that of power storage device 8 according to the second embodiment, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Fixed shaft 40 is attached to the power storage device mounting surface of water jacket 24. A through hole of the fixed shaft 40 is formed in the fixed portion 35b of the connection stay 35, and the connection stay 35 is fixed to the water jacket 24 by fixing the tip end portion of the fixed shaft 40 inserted into the through hole. It is attached to the jacket 24 so that it can move up and down. The length of the linear actuator 43 is changed by, for example, a control signal from the controller 11 (see FIG. 2). Therefore, the linear actuator 43 is disposed between the fixed portion 35b of the connecting stay 35 and the head portion 40a of the fixed shaft 40, and the length of the linear actuator 43 is controlled by a control signal from the controller 11, for example. The stay 34 can be pressed against the power storage device 8.

実施例4に係る蓄電装置8は、実施例3に係る蓄電装置8と同様に、高温時においては、リニアアクチュエータ43の長さ寸法を長くして、熱伝導シート36の圧縮量を増やし、電池セル30とウォータジャケット24との間の伝熱効率を高める。反対に、低温時には、リニアアクチュエータ43の長さ寸法を短くして、熱伝導シート36の圧縮量を減らし、電池セル30とウォータジャケット24との間の伝熱効率を下げる。これにより、低温時における蓄電装置8の良好な充放電特性を維持できる。   Similar to the power storage device 8 according to the third embodiment, the power storage device 8 according to the fourth embodiment increases the compression amount of the heat conductive sheet 36 by increasing the length of the linear actuator 43 at a high temperature. The heat transfer efficiency between the cell 30 and the water jacket 24 is increased. On the contrary, when the temperature is low, the length of the linear actuator 43 is shortened, the amount of compression of the heat conductive sheet 36 is reduced, and the heat transfer efficiency between the battery cell 30 and the water jacket 24 is lowered. Thereby, the favorable charging / discharging characteristic of the electrical storage apparatus 8 at the time of low temperature can be maintained.

〔実施例5〕
次に、実施例5に係る蓄電装置8の温調構造を、図11を用いて説明する。図11は実施例5に係る蓄電装置8の温調構造の断面図である。本実施例は、上部ステイ34とセパレータ31の上端部31Aとの間に、2つの楔形スペーサ44、45を配置したことを特徴とする。
Example 5
Next, the temperature control structure of the power storage device 8 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view of the temperature control structure of the power storage device 8 according to the fifth embodiment. The present embodiment is characterized in that two wedge-shaped spacers 44 and 45 are arranged between the upper stay 34 and the upper end portion 31A of the separator 31.

図11において、符号44、45は斜面同士を対向に組み合わせた2つの楔形スペーサを示している。その他の蓄電装置8の構成については、第1の実施の形態に係る蓄電装置8と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。図11に示すように、2つの楔形スペーサ44、45は、斜面同士を対向に組み合わせた状態で、上部ステイ34とセパレータ31の上端部31Aとの間に配置する。第1の楔形スペーサ44は、上部ステイ34の幅寸法よりも短く形成し、肉厚側の端部を上部ステイ34の一方の側辺部に突き当てる。一方、第2の楔形スペーサ45は、上部ステイ34の幅寸法よりも短く形成し、肉厚側の端部を上部ステイ34の他の側辺部に突き当てる。これら2つの楔形スペーサ44、45は、上部ステイ34や連結ステイ35や電池セル30よりも線膨張係数の大きな材料、例えば樹脂材料で形成する。また、2つの楔形スペーサ44、45を組み合わせたときの総厚は、これら2つの楔形スペーサ44、45を上部ステイ34とセパレータ31の上端部31Aとの間に配置したときに、熱伝導シート36に圧縮力を付与可能な所定の寸法とする。これにより、本実施例に係るハイブリッド式油圧ショベルは、上部ステイ34を蓄電装置8に押し付けることができる。 In FIG. 11, reference numerals 44 and 45 indicate two wedge-shaped spacers in which the slopes are combined to face each other. Since the configuration of other power storage device 8 is the same as that of power storage device 8 according to the first embodiment, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. As shown in FIG. 11, the two wedge-shaped spacers 44 and 45 are disposed between the upper stay 34 and the upper end portion 31 </ b> A of the separator 31 in a state where the inclined surfaces are combined to face each other. The first wedge-shaped spacer 44 is formed to be shorter than the width dimension of the upper stay 34, and the end on the thick side abuts against one side of the upper stay 34. On the other hand, the second wedge-shaped spacer 45 is formed shorter than the width dimension of the upper stay 34, and the end portion on the thick side abuts against the other side portion of the upper stay 34. These two wedge-shaped spacers 44 and 45 are formed of a material having a larger linear expansion coefficient than that of the upper stay 34, the connecting stay 35, and the battery cell 30, for example, a resin material. The total thickness when the two wedge-shaped spacers 44 and 45 are combined is the same as that when the two wedge-shaped spacers 44 and 45 are disposed between the upper stay 34 and the upper end portion 31A of the separator 31. It is set as the predetermined dimension which can give compressive force to. Thereby, the hybrid hydraulic excavator according to the present embodiment can press the upper stay 34 against the power storage device 8.

実施例5に係る蓄電装置8の温調構造は、線膨張係数の大きな材料をもって形成した2つの楔形スペーサ44、45を、斜面同士を対向に組み合わせて上部ステイ34とセパレータ31の上端部31Aとの間に配置すると共に、各楔形スペーサ44、45の肉厚側の端部を上部ステイ34の側辺部に突き当てたので、楔スペーサ44、45の熱膨張及び熱収縮を利用して、熱伝導シート36に作用する圧縮力を調整できる。即ち、高温時には、各楔形スペーサ44、45が長さ方向に膨張するので、これら2つの楔形スペーサ44、45の斜面間に滑りが生じて楔形スペーサの総厚が大きくなり、熱伝導シート36の圧縮量が増加する。これにより、電池セル30とウォータジャケット24との間の伝熱効率が高くなるので、電池セル30を効率的に冷却できる。これに対して、低温時には、各楔形スペーサ44、45が長さ方向に収縮するので、これら2つの楔形スペーサ44、45の斜面間に滑りが生じて楔形スペーサの総厚が小さくなり、熱伝導シート36の圧縮量が減少する。これにより、電池セル30とウォータジャケット24との間の伝熱効率が低くなるので、電池セル30の冷却が抑制され、所要の充放電効率が維持される。 In the temperature control structure of the power storage device 8 according to the fifth embodiment, two wedge-shaped spacers 44 and 45 formed of a material with a large linear expansion coefficient are combined with the upper stay 34 and the upper end portion 31A of the separator 31 with the inclined surfaces facing each other. Since the end portions on the thick side of the wedge-shaped spacers 44 and 45 are abutted against the side portions of the upper stay 34, the thermal expansion and contraction of the wedge spacers 44 and 45 are utilized. The compressive force acting on the heat conductive sheet 36 can be adjusted. That is, at high temperatures, the wedge-shaped spacers 44 and 45 expand in the length direction, so that slip occurs between the slopes of the two wedge-shaped spacers 44 and 45, and the total thickness of the wedge-shaped spacers increases. The amount of compression increases. Thereby, since the heat transfer efficiency between the battery cell 30 and the water jacket 24 becomes high, the battery cell 30 can be cooled efficiently. On the other hand, since the wedge-shaped spacers 44 and 45 contract in the length direction at a low temperature, slippage occurs between the slopes of the two wedge-shaped spacers 44 and 45, thereby reducing the total thickness of the wedge-shaped spacers. The amount of compression of the sheet 36 is reduced. Thereby, since the heat transfer efficiency between the battery cell 30 and the water jacket 24 becomes low, cooling of the battery cell 30 is suppressed and required charge / discharge efficiency is maintained.

なお、本発明は、上述した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で、任意に変更して実施することができる。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change arbitrarily and can implement.

例えば、上述した実施例1〜5では、上部ステイ34と連結ステイ35を独立の別体に形成したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、これら上部ステイ34と連結ステイ35を一体に形成することもできる。 For example, in the first to fifth embodiments described above, the upper stay 34 and the connecting stay 35 are formed as separate bodies. However, the gist of the present invention is not limited thereto, and the upper stay 34 and the connecting stay 35 are not limited thereto. Can also be formed integrally.

また、上述した実施の形態においては、ハイブリッド式油圧ショベルを例にとって説明したが、電動式油圧ショベル等の電動式建設機械にも適用することができる。 In the above-described embodiment, the hybrid hydraulic excavator is described as an example, but the present invention can also be applied to an electric construction machine such as an electric hydraulic excavator.

また、上述した実施例1〜5では、1つのウォータジャケット24上に一組の蓄電装置8を設置固定しているが、1つのウォータジャケット24上に二組以上の蓄電装置を設置しても良い。勿論、電池セル30の個数は図4と異なるものであっても構わない。さらに、蓄電装置8は、電池セル30の組み合わせからなるもののほか、キャパシタの組み合わせからなるものを用いることもできる。 Further, in the first to fifth embodiments described above, one set of power storage devices 8 is installed and fixed on one water jacket 24, but two or more power storage devices may be installed on one water jacket 24. good. Of course, the number of battery cells 30 may be different from that shown in FIG. Furthermore, the power storage device 8 can be made of a combination of capacitors in addition to a combination of battery cells 30.

また、上述した実施例1〜5に記載の技術は、それぞれ単独に実施でけるだけでなく、組み合わせて用いても良い。組み合わせて用いた場合には、それぞれの実施例の相乗的な効果を期待できる。   Moreover, the techniques described in the first to fifth embodiments described above can be used not only independently but also in combination. When used in combination, the synergistic effects of the respective embodiments can be expected.

1:エンジン、1a:回転数センサ、1b:エンジントルクセンサ、2:電動モータ、3:運転室、4:操作装置、5:油圧ポンプ、6:パイロット油圧ポンプ、7:ガバナ、8:蓄電装置、9:インバータ装置、10:ポンプ容量調節装置、11:コントローラ、12:バルブ装置、13:レギュレータ、14:電磁比例弁、20:バッテリ温調装置、21:冷却回路、22:暖機回路、23:ポンプ、24:ウォータジャケット(熱交換部材)、25:圧縮機、25a:クラッチ、26:ラジエータ、27:ファン、28:ヒータ、29A、29B:二方弁、30:電池セル、30A:電極端子、31:セパレータ、31A:セパレータの上端部、32:エンドプレート、33:連結部材、34:上部ステイ、35:連結ステイ、36:熱伝導シート、37、38、39:ボルト、40:固定軸、41:ばね、42:筒形スペーサ、43:リニアアクチュエータ、44、45:楔形スペーサ、70:ショベル機構、71:ブーム、72:ブームシリンダ、73:アーム、74:アームシリンダ、75:バケット、76:バケットシリンダ、80:選択的接触還元触媒(SCR触媒)、81:還元剤添加装置、82:尿素タンク、83:マフラ、84:排気通路、90:油圧システム、100:走行体、110:旋回体、111:旋回フレーム、112:原動機室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Engine, 1a: Speed sensor, 1b: Engine torque sensor, 2: Electric motor, 3: Driver's cab, 4: Operating device, 5: Hydraulic pump, 6: Pilot hydraulic pump, 7: Governor, 8: Power storage device , 9: inverter device, 10: pump capacity adjustment device, 11: controller, 12: valve device, 13: regulator, 14: electromagnetic proportional valve, 20: battery temperature control device, 21: cooling circuit, 22: warm-up circuit, 23: Pump, 24: Water jacket (heat exchange member), 25: Compressor, 25a: Clutch, 26: Radiator, 27: Fan, 28: Heater, 29A, 29B: Two-way valve, 30: Battery cell, 30A: Electrode terminal, 31: separator, 31A: upper end of separator, 32: end plate, 33: connecting member, 34: upper stay, 35: connecting stay, 36: heat Guide sheet, 37, 38, 39: bolt, 40: fixed shaft, 41: spring, 42: cylindrical spacer, 43: linear actuator, 44, 45: wedge spacer, 70: shovel mechanism, 71: boom, 72: boom Cylinder, 73: Arm, 74: Arm cylinder, 75: Bucket, 76: Bucket cylinder, 80: Selective catalytic reduction catalyst (SCR catalyst), 81: Reductant addition device, 82: Urea tank, 83: Muffler, 84: Exhaust passage, 90: hydraulic system, 100: traveling body, 110: rotating body, 111: rotating frame, 112: prime mover room

Claims (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モータと、前記電動モータとの間で電力の授受を行う蓄電装置と、前記蓄電装置の温調を行うバッテリ温調装置とを備え、
前記蓄電装置は、絶縁性のセパレータを介して並列した複数の電池セルを有し、前記バッテリ温調装置は、熱伝導シートを介して前記複数の電池セルの一面と熱的に結合する熱交換部材を有していて、前記蓄電装置と前記熱交換部材は、固定部材を用いて一体に組み立てることにより前記熱伝導シートに圧縮力を付与し、
前記固定部材は、前記複数の電池セルの前記熱伝導シートが接する面とは反対側の面に配置する上部ステイと、前記蓄電装置の側方に配置し、その先端部を前記熱交換部材に連結する連結ステイと、前記連結ステイの先端部を直接又は他の部材を介して間接的に前記熱交換部材に固定し、前記上部ステイ及び前記複数の電池セルを介して前記熱伝導シートに圧縮力を付与する取付具とからなることを特徴とするハイブリッド式建設機械。
An engine, an electric motor that assists in powering the engine and recovers energy from the engine, a power storage device that transfers power to and from the electric motor, and a battery temperature control device that controls the temperature of the power storage device With
The power storage device includes a plurality of battery cells arranged in parallel via an insulating separator, and the battery temperature control device is thermally exchanged with one surface of the plurality of battery cells via a heat conductive sheet. Having a member, the power storage device and the heat exchanging member apply a compressive force to the heat conductive sheet by assembling integrally using a fixing member,
The fixing member is disposed on the side of the power storage device, the upper stay disposed on the surface of the plurality of battery cells opposite to the surface on which the heat conductive sheet is in contact, and the tip portion of the fixing member is disposed on the heat exchange member. The connecting stay to be connected and the tip of the connecting stay are directly or indirectly fixed to the heat exchange member via another member, and compressed to the heat conductive sheet via the upper stay and the plurality of battery cells. A hybrid construction machine characterized by comprising a fixture for applying force.
前記上部ステイは、長さ方向の側辺に補強用のリブを有することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド式建設機械。   The hybrid construction machine according to claim 1, wherein the upper stay includes a reinforcing rib on a side in a length direction. 前記取付具としてボルトを用い、当該ボルトを用いて前記連結ステイの先端部を前記熱交換部材の片面に直接締結し、このときの前記ボルトの締結力により、前記熱伝導シートに圧縮力を付与することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド式建設機械。   A bolt is used as the fixture, and the tip of the connecting stay is directly fastened to one surface of the heat exchange member using the bolt, and a compression force is applied to the heat conductive sheet by the fastening force of the bolt at this time. The hybrid construction machine according to claim 1, wherein: 前記取付具として固定軸を用い、当該固定軸を前記熱交換部材の片面に固定すると共に、当該固定軸の一端と前記連結ステイの先端部との間に付勢部材を配置し、当該付勢部材の付勢力により、前記熱伝導シートに常時圧縮力を付与することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド式建設機械。   A fixed shaft is used as the fixture, the fixed shaft is fixed to one surface of the heat exchange member, and an urging member is disposed between one end of the fixed shaft and the tip of the connection stay, The hybrid construction machine according to claim 1, wherein a compressive force is constantly applied to the heat conductive sheet by a biasing force of a member. 前記付勢部材として、ばね又は前記電池セル及び前記固定軸よりも熱膨張係数が大きいスペーサのいずれか一方又は双方を備えることを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド式建設機械。   5. The hybrid construction machine according to claim 4, wherein the biasing member includes one or both of a spring or the battery cell and a spacer having a thermal expansion coefficient larger than that of the fixed shaft. 前記取付具として固定軸を用い、当該固定軸を前記熱交換部材の片面に固定すると共に、当該固定軸の一端と前記連結ステイの先端部との間にリニアアクチュエータを配置し、高温時には前記リニアアクチュエータを伸長させて前記熱伝導シートの圧縮量を大きくし、低温時には前記リニアアクチュエータを収縮させて前記熱伝導シートの圧縮量を小さくすることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド式建設機械。   A fixed shaft is used as the fixture, the fixed shaft is fixed to one surface of the heat exchange member, and a linear actuator is disposed between one end of the fixed shaft and the tip of the connecting stay, and the linear 2. The hybrid construction machine according to claim 1, wherein the compression amount of the heat conductive sheet is increased by extending an actuator, and the linear actuator is contracted at a low temperature to reduce the compression amount of the heat conductive sheet. . 前記上部ステイと前記複数の電池セルとの間に、前記上部ステイ、前記連結ステイ及び前記電池セルよりも熱膨張係数が大きな材料をもって形成され、斜面同士を対向に組み合わせた2つの楔形スペーサを配置したことを特徴とする請求項3に記載のハイブリッド式建設機械。   Between the upper stay and the plurality of battery cells, two wedge-shaped spacers are formed which are made of a material having a larger thermal expansion coefficient than the upper stay, the connecting stay and the battery cell, and the slopes are combined to face each other. The hybrid construction machine according to claim 3, wherein
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