JP5590080B2 - 産業車両 - Google Patents

Description

本発明は、車体に備えられた複数の電池セルを電力源として駆動するとともに車体にカウンタウェイトを備えた産業車両に関する。

この種の産業車両としては、例えば、特許文献１に記載のフォークリフトが知られている。
特許文献１に記載の産業車両は、車体の後方に積荷とのつりあいをとるためのカウンタウェイトが設けられている。カウンタウェイトには、車幅方向に延びる収容凹部が形成されるとともに、収容凹部にはバッテリが載置されている。

特開２００９−２７４６５１号公報

ところで、バッテリは、放電時や、充電時に発熱する。バッテリの温度が規定温度以上になると、バッテリの劣化を促進してしまう。このため、産業車両においては、バッテリを効率よく冷却することが望まれている。

本発明の目的は、電池セルを効率よく冷却することができる産業車両を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、車体に備えられた複数の電池セルを電力源として駆動するとともに前記車体にカウンタウェイトを備えた産業車両であって、前記カウンタウェイトは、ウェイト部と、該ウェイト部から立設するウェイト本体とを有し、前記電池セルは、前記ウェイト本体を挟んで設けられ、前記ウェイト本体に熱的に結合されていることを要旨とする。

これによれば、電池セルが発熱し、電池セルの温度がウェイト本体の温度よりも高くなると、電池セルの熱は、ウェイト本体に吸収される。また、ウェイト本体に吸収された熱は、ウェイト部に伝わるため、ウェイト本体に熱が篭ることが抑制され、ウェイト本体を吸熱部材として機能させ続けることができる。よって、電池セルが過熱状態になることが抑制され、結果として電池セルが冷却される。したがって、カウンタウェイトを吸熱部材として利用して、電池セルを効率よく冷却することができる。カウンタウェイトは、電池セルが熱的に結合されたウェイト本体だけでなく、ウェイト部も有する。これにより、カウンタウェイトの表面積を増加させ、カウンタウェイトの放熱面積を増加させることができる。このため、電池セルが発した熱をカウンタウェイトが吸収しても、ウェイト部によりカウンタウェイトが過熱状態になることが抑制される。

また、前記ウェイト本体は、板状をなしていてもよい。
これによれば、複数の電池セルを整列した状態でウェイト本体に設けることができ、電池セルの配設効率が向上される。

本発明によれば、電池セルを効率よく冷却することができる。

実施形態のフォークリフトを示す概略側面図。 実施形態の電池パックを示す斜視図。 実施形態の電池パックを示す正面図。 実施形態の電池パックを示す図３の４−４線断面図。 別例の電池モジュールを示す平面図。

以下本発明の産業車両をフォークリフトに具体化した一実施形態について、図１〜図４に従って説明する。以下の説明において「前」「後」「左」「右」「上」「下」は、フォークリフトの運転者がフォークリフトの前方を向いた状態を基準とした場合の「前」「後」「左」「右」「上」「下」を示すものとする。

図１に示すように、産業車両としてのフォークリフト１０の車体１１の前下部には駆動輪１２が設けられているとともに、車体１１の後下部には操舵輪１３が設けられている。また、車体１１の前部には、荷役装置が設けられている。荷役装置を構成するマスト１４は、車体１１の前部に立設されているとともに、当該マスト１４にはリフトブラケット１５を介して左右一対のフォーク１６が設けられている。そして、フォーク１６は、マスト１４に連結されたリフトシリンダ１７の駆動により、リフトブラケット１５とともに昇降される。また、フォーク１６は、マスト１４に連結されたティルトシリンダ１８の駆動により、マスト１４とともに傾動される。フォーク１６には、積荷１９が搭載される。車体１１には、駆動輪１２の駆動源となる走行用モータＭ１と、フォーク１６の駆動源となる荷役用モータＭ２が搭載されている。

また、車体１１の中央には、運転室２０が設けられている。運転室２０には、作業者（運転者）が着座可能な運転シート２１が設けられている。運転シート２１の前方にはハンドル２２が設けられている。運転室２０の下部には、電池パック３０が搭載されている。以下、電池パック３０について詳細に説明を行う。

図２に示すように、電池パック３０は、フォーク１６に搭載される積荷１９とつりあいをとるためのカウンタウェイト３１を備える。カウンタウェイト３１は、平面視矩形状をなすウェイト部３２と、ウェイト部３２の短手方向の中央から垂直に立設されるとともにウェイト部３２の長手方向に延びる板状のウェイト本体３３と、から形成されている。カウンタウェイト３１は、ウェイト部３２の厚み方向の断面形状が、逆Ｔ字状をなすように形成されている。カウンタウェイト３１は、例えば、鉄などから形成されている。

カウンタウェイト３１において、ウェイト部３２の四隅からは支持部３６が立設されるとともに、支持部３６上には、平面視矩形状をなす天板３５が支持されている。天板３５は、カウンタウェイト３１のウェイト部３２と、短手方向及び長手方向の寸法が同一の寸法となっている。そして、支持部３６と天板３５からフレーム３４が形成されるとともに、このフレーム３４はカウンタウェイト３１に支持されている。天板３５の長手方向に隣り合う支持部３６の間及び各支持部３６とウェイト本体３３の間には、蓋部材３７が設けられている。

図４に示すように、ウェイト本体３３において、厚み方向一端面を第１設置面３３ａとし、厚み方向他端面を第２設置面３３ｂとする。そして、ウェイト本体３３の第１設置面３３ａ及び第２設置面３３ｂそれぞれには、電池モジュール４０が設けられている。

電池モジュール４０は、ウェイト本体３３を挟んでウェイト本体３３の厚み方向両面（第１設置面３３ａ及び第２設置面３３ｂ）に設けられている。本実施形態では、電池モジュール４０は、ウェイト本体３３の第１設置面３３ａ及び第２設置面３３ｂそれぞれに、６個ずつ設けられ、合計１２個の電池モジュール４０がカウンタウェイト３１に固定されている。

図３に示すように、電池モジュール４０は、電池セルとしての角型電池４１（例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素蓄電池）と、角型電池４１と熱的に結合される伝熱プレート４２と、を交互に並設して構成されている。したがって、電池モジュール４０を構成する角型電池４１（電池セル）によって、ウェイト本体３３が挟まれている。伝熱プレート４２は、角型電池４１の並設方向に角型電池４１と隣り合うように設けられており、伝熱プレート４２は、厚み方向の全面が隣り合う角型電池４１の厚み方向の側面と接している。電池モジュール４０において、角型電池４１の並設方向の両端に位置する角型電池４１には、ブラケット４３が固定されている。そして、ブラケット４３を介してボルトＢをウェイト本体３３に螺合することで、電池モジュール４０はウェイト本体３３に固定されている。角型電池４１の幅方向（角型電池の厚み方向及び高さ方向に直交する方向）一面と、伝熱プレート４２の幅方向一面とは、カウンタウェイト３１のウェイト本体３３に熱的に結合されている。本実施形態のウェイト部３２は、少なくとも角型電池４１におけるウェイト本体３３からの立設方向（角型電池４１の幅方向）に延びている。

図２に示すように、天板３５の上面には、電池モジュール４０の制御を行うＥＣＵ５０及びジャンクションボックス５１が配設されている。そして、天板３５に設けられたカバー５２によってＥＣＵ５０及びジャンクションボックス５１は覆われている。上記のように構成された電池パック３０は、ウェイト部３２が角型電池４１よりも重力方向下方に位置するように車体１１に設けられる。

次に、本実施形態のフォークリフト１０の作用について説明する。
フォークリフト１０を走行させたり、フォーク１６を上下動させたりするときには、各電池モジュール４０（各角型電池４１）が放電を行うことで、走行用モータＭ１及び荷役用モータＭ２が駆動される。したがって、本実施形態のフォークリフト１０は、角型電池４１を電力源として駆動する。角型電池４１の放電時や、充電時に、角型電池４１が発熱すると、この熱は、伝熱プレート４２を介してカウンタウェイト３１に伝わる。また、カウンタウェイト３１に接する角型電池４１の幅方向一面からもカウンタウェイト３１に熱が伝わる。

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）角型電池４１は、ウェイト本体３３を挟んで設けられ、かつ、ウェイト本体３３に熱的に結合されている。角型電池４１が発熱し、角型電池４１の温度がウェイト本体３３の温度よりも高くなると、角型電池４１の熱は、ウェイト本体３３に吸収される。このため、角型電池４１が過熱状態になることが抑制され、結果として角型電池４１が冷却される。したがって、カウンタウェイト３１を吸熱部材として利用して、角型電池４１を効率よく冷却することができる。

（２）また、ウェイト本体３３の第１設置面３３ａ及び第２設置面３３ｂそれぞれに角型電池４１を設けることで、ウェイト本体３３の厚み方向両面を利用して角型電池４１を設けることができる。このため、ウェイト本体３３の厚み方向一面にのみ角型電池４１を設ける場合に比べて、多くの角型電池４１を設けることができる。

（３）カウンタウェイト３１のウェイト本体３３は、板状をなしている。したがって、複数の角型電池４１を整列した状態でウェイト本体３３に設けることができ、角型電池４１の配設効率が向上される。

（４）ウェイト本体３３は、ウェイト部３２から立設され、ウェイト本体３３とウェイト部３２は熱交換可能である。したがって、角型電池４１の熱を吸熱するウェイト本体３３に熱が篭ることが抑制される。また、ウェイト部３２でカウンタウェイト３１の表面積を増加させ、カウンタウェイト３１の放熱面積を増加させることができる。

（５）また、ウェイト部３２を少なくとも角型電池４１におけるウェイト本体３３からの立設方向（角型電池４１の幅方向）に延設させることで、電池パック３０を載置するときの安定性が向上する。

（６）また、角型電池４１より重力方向下方にウェイト部３２が配設されているので角型電池４１より重力方向下方に熱を移動させることができる。
（７）カウンタウェイト３１は、積荷１９とのつりあいをとるために、荷役運送用の産業車両に従来から搭載されている。このカウンタウェイト３１と角型電池４１を熱的に結合させることで、カウンタウェイト３１を角型電池４１の熱を吸収する吸熱部材として利用している。このため、産業車両に設けられた既存の物品（カウンタウェイト３１）を利用することで、部品点数を増加させることなく角型電池４１を効率よく冷却することができる。

（８）角型電池４１と隣り合うように伝熱プレート４２を設けている。このため、角型電池４１が発した熱を、伝熱プレート４２を介してカウンタウェイト３１に吸収させることができる。

なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、電池セルとして、円筒形電池や、ラミネート型の二次電池を採用してもよい。

○ 実施形態において、ウェイト部３２を設けなくてもよい。
○ 実施形態において、ウェイト本体３３の形状は、ウェイト本体３３を挟んで複数の電池セル（角型電池４１）を配設できる形状であればどのような形状であってもよい。また、ウェイト部３２の形状は、ウェイト本体３３を立設でき、かつ、ウェイト本体３３の立設方向とは異なる方向に延設する形状であればどのような形状であってもよい。

○ 伝熱プレート４２は、例えば、図５に示すように、伝熱プレート６０の幅方向（ウェイト本体３３からの立設方向）の寸法を、角型電池４１の幅方向（ウェイト本体３３からの立設方向）の寸法よりも大きくして、伝熱プレート６０が、角型電池４１の幅方向他面に対して突出するようにしてもよい。すなわち、伝熱プレート６０の一部が、角型電池４１のカウンタウェイト３１に熱的に結合される側（幅方向一面）と反対側に突出していてもよい。この場合、伝熱プレート６０の、角型電池４１の幅方向他面に対して突出している突出部６１は、周囲の熱媒体と熱交換されて、角型電池４１の発する熱を放熱する。このため、角型電池４１を効率よく冷却することができる。また、カウンタウェイト３１のウェイト本体３３と伝熱プレート６０の突出部６１で、角型電池４１の幅方向両側から冷却を行うことで角型電池４１における温度差が低減される。

○ 本発明の産業車両を、フォークリフト１０以外の、例えば、パワーショベルなどに具体化してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（イ）前記カウンタウェイトは、前記ウェイト部が前記電池セルより重力方向下方に位置するように前記車体に設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の産業車両。

（ロ）前記複数の電池セル間に配設されるとともに、前記ウェイト本体と熱的に結合された伝熱プレートを設けたことを特徴とする請求項１、請求項２及び技術的思想（イ）のうちいずれか一項に記載の産業車両。

（ハ）前記伝熱プレートにおける前記ウェイト本体からの立設方向の寸法は、前記電池セルにおける前記ウェイト本体からの立設方向の寸法より大きいことを特徴とする技術的思想（ロ）に記載の産業車両。

１０…産業車両としてのフォークリフト、１１…車体、３０…電池パック、３１…カウンタウェイト、３２…ウェイト部、３３…ウェイト本体、４１…電池セルとしての角型電池。

Claims (2)

1. 車体に備えられた複数の電池セルを電力源として駆動するとともに前記車体にカウンタウェイトを備えた産業車両であって、
   前記カウンタウェイトは、ウェイト部と、該ウェイト部から立設するウェイト本体とを有し、
   前記電池セルは、前記ウェイト本体を挟んで設けられ、前記ウェイト本体に熱的に結合されていることを特徴とする産業車両。
2. 前記ウェイト本体は、板状をなすことを特徴とする請求項１に記載の産業車両。