JP6021817B2 - ショベル - Google Patents

Description

本発明は、蓄電装置を搭載したショベルに関する。

板状の複数の蓄電セルを積層し、積層された蓄電セルを直列接続した蓄電モジュールが公知である。蓄電セルの間に、冷却用の伝熱板が挿入される。蓄電セルと伝熱板との積層体の両端に押し板を配置し、２枚の押し板にタイロッドを通す。このタイロッドが、積層体に圧縮力を印加する。

積層体の側方及び上下に、２対の壁板が配置され、押し板にボルト等で固定される。１対の壁板は、伝熱板の端面を介して伝熱板に熱的に結合することにより、伝熱板の熱を吸収する。２枚の押し板と、２対の壁板は、相互にボルトで固定されて強固な平行六面体構造を構成する。これにより、蓄電モジュールの耐衝撃性を高めることができる。

ショベルは、クローラを含む下部走行体と、その上に搭載された上部旋回体とを含む。上部旋回体には、エンジン、カウンタウェイト、キャビン、作動油タンク、燃料タンク等の多くの部品が搭載されるため、蓄電モジュールを収容した蓄電装置を設置するための空間が限られている。

国際公開第２０１１／０７０７５８号

平行六面体構造で取り囲まれた蓄電モジュールを、ショベル等の作業機械に搭載する場合には、平行六面体構造と共に蓄電モジュールが筐体に収容されて、蓄電装置が構成される。製造コスト及び部品コスト低減のために、部品点数の削減が求められている。また、蓄電装置を設置するための空間が限られているため、蓄電装置の小型化が求められている。

本発明の一観点によると、
下部走行体と、
前記下部走行体に、旋回可能に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に配置されたアタッチメントと、
前記アタッチメントと共に、前記上部旋回体に配置された蓄電装置と、
前記蓄電装置からの放電電力により駆動される電動部品と
を有し、
前記蓄電装置は、
冷却媒体を流す第１の流路が形成されている筐体と、
前記筐体内に配置され、複数の蓄電セルが積層され、前記蓄電セルの各々が前記第１の流路に熱的に結合するとともに、複数の前記蓄電セルの積層体の両端に配置され、前記積層体に積層方向の圧縮力を印加している押さえ板を含む蓄電モジュールと、
前記筐体内に収容され、前記蓄電モジュールに電気的に接続された電装部品と、
前記筐体に取り付けられ、前記蓄電モジュールを外部の電気回路に接続するコネクタと
を有し、
前記筐体は、
底面、及び前記底面の縁から上方に向かって延びる側面を含み、上部が開放された下部筐体と、
前記底面に対向する上面を含む上部筐体と
を有し、
前記上部筐体と前記下部筐体とが合体して、外部から隔離された空間を形成し、前記蓄電モジュール及び前記電装部品が、前記空間内に収容されており、
前記第１の流路が、前記底面及び前記上面の一方の面に形成されているショベルが提供される。

筐体の底面及び上面の一方に第１の流路が形成されているため、冷却用の流路を有する冷却板を個別に準備する場合に比べて、部品点数を削減することができる。

図１は、実施例１によるショベルの概略平面図である。 図２は、実施例１によるショベルの部分破断側面図である。 図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ実施例１による蓄電装置の上部筐体及び下部筐体の斜視図である。 図４は、実施例１による蓄電装置の下部筐体及び下部筐体に収容されている部品の平面図である。 図５は、実施例１による蓄電装置の等価回路図である。 図６は、図４の一点鎖線６−６における断面図である。 図７は、図４の一点鎖線７−７における断面図である。 図８は、実施例１の変形例による蓄電装置の断面図である。 図９Ａは、実施例２による蓄電モジュールの断面図であり、図９Ｂは、図９Ａの一点鎖線９Ｂ−９Ｂにおける断面図である。 図９Ｃ及び図９Ｄは、それぞれ図９Ｂの一点鎖線９Ｃ−９Ｃ、９Ｄ−９Ｄにおける断面図である。 図１０は、冷却板内の流路と蓄電モジュールとの位置関係を示す図である。 図１１Ａは、シミュレーション解析を行ったサンプルＳ１〜Ｓ３の流路の形状を示す図であり、図１１Ｂは、サンプルＳ１〜Ｓ３の流路中における流速比を示すグラフである。 図１２は、サンプルＳ３のシミュレーション解析結果を示すダイアグラムである。 図１３Ａ及び図１３Ｂは、実施例２の変形例による流路の平面形状を示す図である。 図１４Ａは、シミュレーション解析を行ったサンプルＳ４の流路の平面形状を示す図であり、図１４Ｂは、サンプルＳ４のシミュレーション解析結果を示すダイアグラムである。 図１５Ａは、シミュレーション解析を行ったサンプルＳ５の流路の平面形状を示す図であり、図１５Ｂは、サンプルＳ５のシミュレーション解析結果を示すダイアグラムである。 図１６Ａは、シミュレーション解析を行った比較例Ｒ１の流路の平面形状を示す図であり、図１６Ｂは、比較例Ｒ１及びサンプルＳ１〜Ｓ５の流路内の流速比を示すグラフである。 図１７は、実施例３による蓄電装置の平面図である。 図１８は、実施例４による蓄電装置の平面図である。 図１９Ａは、実施例５による蓄電装置の平面図であり、図１９Ｂは、図１９Ａの一点鎖線１９Ｂ−１９Ｂにおける断面図である。 図２０は、実施例６による蓄電装置の平面図である。

［実施例１］
図１に、実施例１によるハイブリッド型作業機械の例としてショベルの概略平面図を示す。上部旋回体７０に、旋回軸受け７３を介して、下部走行体７１が取り付けられている。上部旋回体７０に、エンジン７４、油圧ポンプ７５、電動モータ（電動部品）７６、油タンク７７、冷却ファン７８、キャビン７０Ｃ、蓄電装置８０、及び電動発電機（電動部品）８３が搭載されている。キャビン７０Ｃ内に座席７９が設置されている。エンジン７４は、燃料の燃焼により動力を発生する。エンジン７４、油圧ポンプ７５、及び電動発電機８３が、トルク伝達機構８１を介して相互にトルクの送受を行う。油圧ポンプ７５は、アタッチメントを構成するブーム８２等の油圧シリンダに圧油を供給する。

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、蓄電装置８０に供給され、蓄電装置８０が充電される。また、電動発電機８３は、蓄電装置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、ショベルを操作する。

蓄電装置８０から供給される電力によって、旋回モータ７６が駆動される。旋回モータ７６は、上部旋回体７０を旋回させる。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、蓄電装置８０が充電される。

図２に、実施例１によるショベルの部分破断側面図を示す。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、旋回フレーム７０Ａ、カバー７０Ｂ、及びキャビン７０Ｃを含む。旋回フレーム７０Ａは、キャビン７０Ｃ、及び種々の部品の支持構造体として機能する。カバー７０Ｂは、旋回フレーム７０Ａに搭載された種々の部品、例えば蓄電装置８０等を覆う。キャビン７０Ｃ内に座席７９（図１）が収容されている。

旋回モータ７６（図１）が、その駆動対象である旋回フレーム７０Ａを、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させる。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。ブーム８２、アーム８５、及びバケット８６がアタッチメントを構成する。

蓄電装置８０が、蓄電装置用マウント９５及びダンパ（防振装置）９６を介して、旋回フレーム７０Ａに搭載されている。蓄電装置８０は、例えばキャビン７０Ｃの後方に配置される。カバー７０Ｂが蓄電装置８０を覆う。蓄電装置８０は、上部が開放された下部筐体１１０と、下部筐体１１０の開放部を覆う上部筐体１１１を含む。下部筐体１１０と上部筐体１１１とからなる筐体内に、蓄電モジュールが収納されている。

旋回フレーム７０Ａは、走行中及び作業中に、一般の運搬用車両に比べて大きく振動する。このため、旋回フレーム７０Ａに搭載されている蓄電装置８０が大きな衝撃を受けやすい。蓄電装置８０に、以下に説明する構造を採用することにより、衝撃に対して十分な信頼性を確保することができる。

図３Ａ及び図３Ｂに、それぞれ実施例１による蓄電装置の上部筐体及び下部筐体の斜視図を示す。

図３Ｂに示すように、下部筐体１１０は、長方形の底面１２０と、その縁から上方に向かって延びる４枚の側面１２１とを含む。下部筐体１１０の上部は開放されている。下部筐体１１０の開放部が、上部筐体１１１（図３Ａ）で塞がれる。側面１２１の上端に鍔１２７が設けられている。鍔１２７に、ボルトを通すための複数の貫通孔１２８が形成されている。下部筐体１１０及び上部筐体１１１の各々は、例えば鋳造法により形成される。

底面１２０の上に、２つの蓄電モジュール３０が取り付けられる。蓄電モジュール３０の各々は、後述するように、複数の蓄電セルが積み重ねられた積層構造を有する。２つの蓄電モジュール３０は、蓄電セルの積層方向が相互に平行になるように並んで配置される。蓄電モジュール３０の積層方向と交差する１つの側面１２１の中央に開口１２３が形成されている。

開口１２３が形成された側面１２１の外側に、開口１２３を塞ぐように、コネクタボックス１２４が配置されている。コネクタボックス１２４の上面は開放されている。この開放部は、コネクタによって塞がれる。蓄電モジュール３０が、コネクタを介して外部の電気回路に接続される。

図３Ａに示すように、上部筐体１１１は、上面１４０と、その縁から下方に延びる側面１４１を含む。上面１４０の外周は、下部筐体１１０の底面１２０の外周に整合する。上部筐体１１１の側面１４１の高さは、下部筐体１１０の側面１２１の高さより低い。例えば、側面１４１の高さは、側面１２１の高さの約２５％である。側面１４１の下端に鍔１４２が設けられている。鍔１４２に、複数の貫通孔１４３が形成されている。貫通孔１４３は、下部筐体１１０の貫通孔１２８に対応する位置に配置されている。

上面１４０に、冷却媒体用の流路が形成されている。この流路の構成については、後に、実施例２〜実施例４で詳細に説明する。下部筐体１１０の底面１２０にも、同様の冷却媒体用の流路が形成されている。

図４に、下部筐体１１０、及び下部筐体１１０内に収容された蓄電モジュール３０の平面図を示す。底面１２０の上に２つの蓄電モジュール３０が配置されている。以下、蓄電モジュール３０の構造について説明する。

複数の蓄電セル２０と伝熱板２５とが積み重ねられている。蓄電セル２０は、例えば平板状の電気二重層キャパシタ、リチウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタ等である。伝熱板２５には、例えばアルミニウム板が用いられる。図４では、蓄電セル２０と伝熱板２５とが１枚ずつ交互に積み重ねられた例を示しているが、必ずしも１枚ずつ交互に重ねる必要はない。例えば、２枚の蓄電セル２０と１枚の伝熱板２５とを一組として積み重ねてもよい。

蓄電セル２０と伝熱板２５との積層体の両端に押さえ板３１が配置されている。タイロッド３３が、一方の押さえ板３１から他方の押さえ板３１まで達し、蓄電セル２０と伝熱板２５との積層体に、積層方向の圧縮力を印加している。押さえ板３１の下端がＬ字形に折り曲げられている。折り曲げ箇所より先端の部分３１Ａが、下部筐体１１０の底面１２０にねじ止めされている。

蓄電セル２０の各々は、一対の電極端子２１を有する。複数の蓄電セル２０が、電極端子２１同士を接続することによって直列接続されている。電極端子２１は、伝熱板２５の縁よりも外側において、相互に接続されており、伝熱板２５から絶縁されている。両端の蓄電セル２０の電極端子２１のうち、隣の蓄電セル２０に接続されていない方の電極端子２１は、中継板１３６に接続されている。中継板１３６は、絶縁碍子１３５を介して押さえ板３１の外側の表面に固定されている。

２つの蓄電モジュール３０の、コネクタボックス１２４とは反対側（図４において左側）の中継板１３６が、バスバー１３７及びヒューズ１５５により相互に接続されている。２つの蓄電モジュール３０の他方の側（図４において右側）の中継板１３６は、バスバー１３８を介してリレー回路１３９に接続されている。リレー回路１３９は、コネクタボックス１２４の開口部を塞ぐコネクタ１５１に接続される。

下部筐体１１０内の空きスペースに、蓄電モジュール３０の動作に必要な電装部品を収容してもよい。この電装部品は、蓄電モジュール３０と電気的に接続される。

図５に、蓄電装置の等価回路図を示す。蓄電モジュール３０が、直列接続された複数の蓄電セル２０を含む。一方の蓄電モジュール３０の正極が、スイッチ１５４及びヒューズ１５５を介して他方の蓄電モジュール３０の負極に接続されている。一方の蓄電モジュール３０の負極と他方の蓄電モジュール３０の正極とが、リレー回路１３９を介してコネクタ１５１に接続されている。リレーに直列接続された抵抗素子は、外部のキャパシタをプリチャージする際に、突入電流が流れないようにするために設けられている。

図６に、図４の一点鎖線６−６における断面図を示す。蓄電モジュール３０の押さえ板３１が、下部筐体１１０の底面１２０に、ビス１６３で固定されている。下部筐体１１０は、ダンパ９６及び蓄電装置用マウント９５を介して、旋回フレーム７０Ａに取り付けられている。下部筐体１１０の上方の開口部が、上部筐体１１１で塞がれている。下部筐体１１０の鍔１２７と、上部筐体１１１の鍔１４２とを、締結具１６５が貫通する。締結具１６５は、下部筐体１１０と上部筐体１１１とに、両者を近づける向きの力を印加する。下部筐体１１０と上部筐体１１１との接触面に、必要に応じてガスケットが挿入される。これにより、下部筐体１１０と上部筐体１１１との間の空間が、外部から気密に隔離される。なお、コネクタボックス１２４（図３Ｂ）にも、外部からアクセス可能な開口部が設けられている。この開口部は、コネクタ１５１で塞がれ、必要に応じてガスケット等が配置される。

伝熱板２５が、その下側の端面において下部筐体１１０の底面１２０に接触し、上側の端面において上部筐体１１１の上面１４０に接触する。締結具１６５によって上部筐体１１１が下部筐体１１０に押し付けられているため、伝熱板２５の位置が筐体内で強固に固定される。ビス１６３は、蓄電装置の組み立ての途中段階において、蓄電モジュール３０を下部筐体１１０に仮固定する役割を担う。ビス１６３のみによる固定では、激しい振動に対して十分な信頼性を確保することが困難である。特に、ショベル等の作業機械に搭載する場合には、振動や衝撃に対して高い信頼性が要求される。実施例１による蓄電装置においては、締結具（加圧機構）１６５による加圧によって、蓄電モジュール３０が、上部筐体１１１と下部筐体１１０とで構成される筐体内に強固に、かつ摺動不能に固定されている。このため、蓄電装置をショベル等の作業機械に搭載する場合にも、十分な耐振動性及び耐衝撃性を確保することができる。

上部筐体１１１の上面１４０の外側の表面に溝が形成されており、平板１６１が上面１４０に密着している。平板１６１は、例えばビスによって上部筐体１１１に固定される。上面１４０に形成された溝と、平板１６１とにより、流路５０が形成される。下部筐体１１０の底面１２０の外側の表面にも、平板１６０が密着している。底面１２０に形成された溝と平板１６０とにより、流路１６２が形成される。なお、流路５０、１６２からの冷却媒体の漏れを防止するために、平板１６０と底面１２０との間、及び平板１６１と上面１４０との間に、ガスケットを挿入してもよい。

蓄電セル２０は、伝熱板２５を介して、流路５０、１６２を流れる冷却媒体と熱的に結合する。上部筐体１１１を下部筐体１１０に押し付ける力によって、伝熱板２５の端面が底面１２０及び上面１４０に密着する。これにより、伝熱板２５と底面１２０との接触部分、及び伝熱板２５と上面１４０との接触部分の熱抵抗を下げる（熱伝達効率を高める）ことができる。

図７に、図４の一点鎖線７−７における断面図を示す。伝熱板２５の下端が、下部筐体１１０の底面１２０に接し、上端が、上部筐体１１１の上面１４０に接している。蓄電セル２０の各々の左側の縁及び右側の縁から、それぞれ電極端子２１が引き出されている。電極端子２１は、伝熱板２５の縁より外側を通って、隣の蓄電セル２０の電極端子２１に接続される。タイロッド３３が、伝熱板２５及び電極端子２１と接触しない位置に取り付けられている。

下部筐体１１０の底面１２０と平板１６０とにより、流路１６２が形成され、上面１４０と平板１６１とにより、流路５０が形成されている。図７の横方向（幅方向）に関して、流路５０、１６２は、伝熱板２５が配置された領域内に優先的に配置されている。このため、伝熱板２５を効率的に冷却することができる。

図８に、実施例１の変形例による蓄電装置の断面図を示す。図８に示した断面図は、実施例１の図６に示した断面図に対応する。以下、図６に示した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。

図８に示した変形例においては、底面１２０と伝熱板２５との間、及び上面１４０と伝熱板２５との間に、伝熱ゴムシート１６７が配置されている。上部筐体１１１を下部筐体１１０に押し付けると、伝熱ゴムシート１６７が弾性変形する。これにより、伝熱板２５と底面１２０との間、及び伝熱板２５と上面１４０との間の熱伝達効率を高めることができる。

［実施例２］
図９Ａに、実施例２による蓄電装置の断面図を示す。この蓄電装置は、例えば図１及び図２に示した実施例１によるハイブリッド型ショベルに搭載される。理解を容易にするために、ｘｙｚ直交座標系を定義する。

板状の複数の蓄電セル２０と、伝熱板２５とが、その厚さ方向（ｙ方向）に交互に積層されている。両端には、蓄電セル２０が配置される。最も外側の蓄電セル２０の各々に、押さえ板３１が密着している。複数のタイロッド３３が、一方の押さえ板３１から他方の押さえ板３１まで貫通し、蓄電セル２０と伝熱板２５とに、積層方向（ｙ方向）の圧縮力を加えている。

蓄電セル２０の各々は、扁平状の外形を有する蓄電要素と、この蓄電要素を挟む一対のラミネートフィルムとを含む。蓄電要素がラミネートフィルムによって密封される。蓄電セル２０は、その外周部に、ラミネートフィルム同士を融着した領域（融着部）を含む。また、蓄電セル２０は、一対の電極端子２１を含む。電極端子２１は、蓄電セル２０の相互に対向する外周部から、外部に導出されている。電極端子２１の一方は正極であり、他方は負極である。相互に隣り合う蓄電セル２０の電極端子２１を接続することにより、複数の蓄電セル２０が直列接続されている。なお、蓄電セル２０として、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等の充放電可能な蓄電器を用いることができる。

伝熱板２５には、例えばアルミニウムが用いられ、タイロッド３３及び押さえ板３１には、例えばステンレス鋼が用いられる。蓄電セル２０、伝熱板２５、押さえ板３１、及びタイロッド３３が、蓄電モジュール３０を構成する。蓄電セル２０及び伝熱板２５が積層された構造物を、蓄電セル積層体４０ということとする。ｘ方向に関して蓄電モジュール３０の両側に、すなわち蓄電モジュール３０をｘ方向に挟むように、一対の壁板１３、１４が配置されている。壁板１３及び１４の各々は、ボルトで押さえ板３１に固定されている。

図９Ｂに、図９Ａの一点鎖線９Ｂ−９Ｂにおける断面図を示す。図９Ｂの一点鎖線９Ａ−９Ａにおける断面図が、図９Ａに相当する。蓄電セル２０及び伝熱板２５の平面形状は、ほぼ長方形である。蓄電セル２０の相互に対向する辺（図９Ｂにおいて、上辺及び下辺）から、電極端子２１が導出されている。伝熱板２５は、平面視において、蓄電セル２０の縁よりも外側まで張り出している。

ｚ方向に関して蓄電モジュール３０の両側に、すなわち蓄電モジュール３０をｚ方向に挟むように、筐体を兼ねた一対の冷却板１１、１２が配置されている。冷却板１１、１２は、伝熱板２５の端面に接触している。これにより、伝熱板２５が、冷却板１１、１２に熱的に結合する。冷却板１１、１２の各々は、壁板１３及び１４に、ボルトで固定されている。冷却板１１、１２の内部に、冷却媒体を流すための流路５０が形成されている。実施例２による蓄電装置は、蓄電モジュール３０、冷却板１１、１２、及び壁板１３、１４（図９Ａ）により構成される。

図９Ｃに、図９Ｂの一点鎖線９Ｃ−９Ｃにおける断面図を示す。相互に隣り合う蓄電セル２０から導出された電極端子２１が、伝熱板２５の縁よりも外側を通って、相互に接続されている。

図９Ｄに、図９Ｂの一点鎖線９Ｄ−９Ｄにおける断面図を示す。伝熱板２５が、その端面において、冷却板１１、１２に接触している。冷却板１１、１２の各々は、押さえ板３１にボルトで固定されている。冷却板１１、１２内に流路５０が形成されている。筐体の一部を区政する冷却板１１が、ダンパ９６及び蓄電装置用マウント９５を介して、旋回フレーム７０Ａに取り付けられている。

図９Ａ及び図９Ｄに示した蓄電セル２０の厚さには個体差がある。このため、一対の押さえ板３１の間隔は、製品によってばらつく。冷却板１１、１２及び壁板１３、１４が、押さえ板３１の端面に接触する構造とし、かつ冷却板１１、１２及び壁板１３、１４に形成されているボルト用の穴を、ｙ方向に長い長穴にすることによって、このばらつきを吸収することができる。

上述の蓄電モジュール３０においては、タイロッド３３及び押さえ板３１により、蓄電セル２０及び伝熱板２５からなる蓄電セル積層体４０（図９Ａ）の形状が維持される。押さえ板３１、冷却板１１、１２及び壁板１３、１４が、直方体状の平行六面体構造をなし、平行六面体構造の隣り合う壁面同士は、ボルト等の締結部材で固定されている。このため、高い剛性を確保することができ、蓄電セル２０及び伝熱板２５の位置を、冷却板１１、１２に対して拘束することができる。蓄電セル２０及び伝熱板２５は、冷却板１１、１２に対する相対位置関係が変化しないよう強固に固定される。

上述の蓄電モジュール３０では、蓄電セル２０と伝熱板２５とを交互に積層したが、伝熱板２５の枚数を削減してもよい。例えば、２枚の蓄電セル２０に対して１枚の伝熱板２５を配置してもよい。また、積層された蓄電セル２０のほぼ中央に、少なくとも１枚の伝熱板２５を配置してもよい。

また、図９Ａ〜図９Ｄでは、平行六面体構造による高剛性の蓄電装置を示したが、ショベル等の作業機械に求められる剛性、もしくは固有振動数を満足することができる場合には、壁板１３、１４を取り除いた構造としてもよい。以下、壁板１３及び１４を取り除いた蓄電装置について説明を行う。

図１０に、冷却板１１の内部に形成される流路５０の平面形状の概略、及び流路５０と蓄電モジュール３０との位置関係を示す。図１０では、冷却板１１に形成された流路５０を示すが、冷却板１１と対向して配置される冷却板１２（図９Ｂ、図９Ｄ）に形成された流路５０と蓄電モジュール３０との位置関係も、冷却板１１に形成された流路５０と蓄電モジュール３０との位置関係と同一である。流路５０は、上流側から下流側に向かって順に、流入口５１ａ、導入路５２ａ、拡大路５３ａ、主流路５４、縮小路５３ｂ、導出路５２ｂ及び排出口５１ｂを含む。流路５０は、アルミニウムの鋳造により形成することが可能である。

冷却板１１のｚｘ面に平行な端面に流入口５１ａ及び排出口５１ｂが設けられる。流入口５１ａから流入された冷却媒体は、導入路５２ａを通って拡大路５３ａに導入される。導入路５２ａの幅は一定である。

拡大路５３ａは、下流側に向かって（ｙ軸の負の方向に向かって）幅が広くなる形状を有する。拡大路５３ａは、流路の断面積が急激に変化する際に生じる圧力損失を低減するために設けられる。導入路５２ａから流れてきた冷却媒体は、拡大路５３ａを通過して、主流路５４に流れ込む。

主流路５４は、ｙ方向に延在し、ｘ方向に配列する第１〜第３の部分５４ａ〜５４ｃを含む。さらに、第１の部分５４ａの下流端と第２の部分５４ｂの上流端とを接続する第１の湾曲部５４ｄ、及び第２の部分５４ｂの下流端と第３の部分５４ｃの上流端とを接続する第２の湾曲部５４ｅを含む。主流路５４は、全体として蛇行した平面形状を有する。冷却媒体は、第１の部分５４ａにおいてｙ軸の負の方向に流れ、その後流動方向を変えて第２の部分５４ｂにおいてｙ軸の正の方向に流れ、さらにその後流動方向を変えて第３の部分５４ｃにおいてｙ軸の負の方向に流れる。

縮小路５３ｂは、下流側に向かって（ｙ軸の負の方向に向かって）幅が狭くなる平面形状を有する。縮小路５３ｂは、流路の断面積が急激に変化する際に生じる圧力損失を低減するために設けられる。主流路５４から流れてきた冷却媒体は、縮小路５３ｂを通過した後、導出路５２ｂを通って排出口５１ｂから排出される。導出路５２ｂの幅は一定である。

拡大路５３ａ、主流路５４、及び縮小路５３ｂは、第１〜第５の隔壁５８ａ〜５８ｅによって幅方向に区分された第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆを含む。第１〜第５の隔壁５８ａ〜５８ｅのうち中央に配置された隔壁５８ｃを「中央壁」ということとする。また、中央壁５８ｃの上流側の端部は、中央壁５８ｃ以外の第１、第２の隔壁５８ａ、５８ｂ及び第４、第５の隔壁５８ｄ、５８ｅの上流側の端部よりも上流側に配置されている。中央壁５８ｃ以外の第１、第２の隔壁５８ａ、５８ｂ及び第４、第５の隔壁５８ｄ、５８ｅを、「非中央隔壁」という。中央壁５８ｃの下流側の端部は、非中央隔壁５８ａ、５８ｂ、５８ｄ、５８ｅの下流側の端部よりも下流側に配置されている。拡大路５３ａ内の非中央隔壁５８ａ、５８ｂ、５８ｄ、５８ｅは、上流側に向かって、中央壁５８ｃに近づくように傾いている。また、縮小路５３ｂ内の非中央隔壁５８ａ、５８ｂ、５８ｄ、５８ｅは、下流側に向かって、中央壁５８ｃに近づくように傾いている。

第１〜第５の隔壁５８ａ〜５８ｅの上流側の端部近傍の平面形状と下流側の端部近傍の平面形状とは、同一である。第１〜第５の隔壁５８ａ〜５８ｅは、冷却媒体が流れる方向のいずれの位置においても、主流路５４内の第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆの幅が相互に等しくなるように配置される。拡大路５３ａ内においては、第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆの幅は、上流側に向かって狭くなる。縮小路５３ｂ内においては、第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆの幅は、下流側に向かって狭くなる。

冷却板１１の背後に配置される蓄電モジュール３０を点線で示す。蓄電モジュール３０の蓄電セル積層体４０は、冷却板１１が沿う平面（ｘｙ面）において、流路５０、特に主流路５４と重なるように配置される。なお、主流路５４を構成する第１〜第３の部分５４ａ〜５４ｃの第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆは、蓄電セル２０と直交するように配置することが好ましい。

冷却板１１、１２は、図９Ｂ及び図９Ｄに示すように、伝熱板２５に接触し、熱的に結合している。蓄電セル２０及び伝熱板２５は、タイロッド３３及び押さえ板３１により圧縮力が加えられているため、相互に密着している。従って、蓄電セル２０と伝熱板２５との間の良好な熱伝達効率が確保される。蓄電セル２０から発生した熱は、伝熱板２５を経由して冷却板１１、１２まで伝達される。

流入口５１ａに冷却媒体流入管５９ａが接続され、排出口５１ｂに冷却媒体排出管５９ｂが接続される。冷却媒体流入管５９ａ及び冷却媒体排出管５９ｂは、例えば冷却媒体を循環させる冷却ポンプに接続される。冷却媒体流入管５９ａから所定の圧力で流れてくる冷却媒体、例えば冷水は、蓄電セル２０で発生して伝熱板２５まで伝達された熱を吸収しながら第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆを流れて、冷却媒体排出管５９ｂから排出される。このようにして、蓄電セル２０が冷却される。

積層された複数の蓄電セル２０は、均等に冷却されることが望ましい。冷却板１１、１２（図９Ｂ、図９Ｄ）の冷却能力は、冷却媒体の流速が相対的に速い領域で相対的に高く、冷却媒体の流速が相対的に遅い領域で相対的に低い。積層された複数の蓄電セル２０を均等に冷却するためには、第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆを流れる冷却媒体の流速を等しくすることが望ましい。本願の発明者は、第１〜第５の隔壁５８ａ〜５８ｅの上流側の端部の形状を変化させたときの第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆを流れる冷却媒体の様子についてシミュレーション解析を行った。

図１１Ａに、シミュレーション解析を行ったサンプルの拡大路５３ａの近傍の形状を示す。本願の発明者は、拡大路５３ａの上流端（または導入路５２ａの下流端）と中央壁５８ｃの上流側の端部との距離Ｌを１５０ｍｍ（サンプルＳ１）、７５ｍｍ（サンプルＳ２）、０ｍｍ（サンプルＳ３）とした３つのサンプルＳ１〜Ｓ３についてシミュレーション解析を行った。また、各サンプルＳ１〜Ｓ３において、第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆを流れる冷却媒体の速さの最大値と最小値との比率（流速比）を算出し、比較検討を行った。この流速比が１に近いことは、第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆを流れる冷却媒体の流速が均等であることを意味する。

図１１Ｂに、流路５０（図１０）をサンプルＳ１〜Ｓ３の構成としたときの流速比を示す。サンプルＳ１〜Ｓ３における流速比は、それぞれ約２．２、約２．０、及び約１．５であった。以上の結果から、中央壁５８ｃの上流側の端部を、拡大路５３ａの上流端に近づけることによって、第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆに流れる冷却媒体の流速が均等化されることがわかった。

図１２に、流速比が相対的に小さいサンプルＳ３のシミュレーション解析結果を示す。図１２は、サンプルＳ３の拡大路５３ａの近傍における冷却媒体の流動を示すダイアグラムである。図中に示した複数の矢印の方向、長さ、及び密度は、それぞれ矢印の始点の位置における冷却媒体の流れる方向、流速、及び流量の多さを示している。これらのシミュレーション解析結果から、サンプルＳ３において、第２及び第５の副流路６０ｂ、６０ｅで相対的に冷却媒体の流速が速く、第１、第３、第４、第６の副流路６０ａ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｆで相対的に冷却媒体の流速が遅いことがわかった。また、流速比が相対的に大きいサンプルＳ１のシミュレーション解析結果から、サンプルＳ１では、第２〜第５の副流路６０ｂ〜６０ｅで相対的に冷却媒体の流速が速く、第１、第６の副流路６０ａ、６０ｆで相対的に冷却媒体の流速が遅いことがわかった。

また、サンプルＳ１〜Ｓ３のシミュレーション解析結果から、冷却媒体の流動に次のような傾向があることがわかった。つまり、冷却媒体が導入路５２ａから拡大路５３ａに流入する際、冷却媒体の流速は、拡大路５３ａの幅方向の中央付近で最も速く、側壁に近づくほど遅い。また、拡大路５３ａの幅方向の中央付近の冷却媒体の流速は、下流側に流れるに従って徐々に遅くなる。

このような冷却媒体の流動の傾向から、中央壁５８ｃの上流側の端部に衝突する冷却媒体の流速は、中央壁５８ｃの上流側の端部が上流側に配置されるほど相対的に速くなり、下流側に配置されるほど相対的に遅くなることが推察される。つまり、サンプルＳ１〜Ｓ３において、中央壁５８ｃに衝突する際の冷却媒体の流速は、サンプルＳ３で最も速く、サンプルＳ１で最も遅くなる。中央壁５８ｃに衝突する冷却媒体の流速が相対的に速い場合、中央壁５８ｃに衝突した冷却媒体は、拡大路５３ａの幅方向において、流速が均等化するように分散しながら下流側に流れる。その結果、第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆへ流入する冷却媒体の流速が均等化されるものと考えられる。

図１３Ａ及び図１３Ｂに、実施例２の変形例による流路の平面形状を示す。以上のシミュレーション解析結果から、第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆを流れる冷却媒体の流速の均等化において、中央壁５８ｃの上流側の端部をより上流側に配置することが有効であることが確認された。従って、拡大路５３ａ内の非中央隔壁５８ａ、５８ｂ、５８ｄ、５８ｅの形状は、図１３Ａに示すように、上流側に向かって、中央壁５８ｃに近づくように傾いていなくてもよい。また、非中央隔壁５８ａ、５８ｂ、５８ｄ、５８ｅの上流側の端部は、図１３Ｂに示すように、拡大路５３ａにまで侵入していなくてもよい。ただし、中央壁５８ｃの上流側の端部に衝突して拡大路５３ａの側壁の近傍に拡散しようとする冷却媒体を第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆに均等に誘導するためには、図１１Ａに示したように、非中央隔壁５８ａ、５８ｂ、５８ｄ、５８ｅは拡大路５３ａにまで侵入し、上流側に向かって中央壁５８ｃに近づくように傾いていることが好ましい。なお、導入路５２ａから拡大路５３ａに流れ込む際に生じる圧力損失を低減させるという観点から、拡大路５３ａの側壁の、中心軸に対する傾き（広がり半角）θは、４０°以下であることが好ましい。

本願の発明者は、引き続き、サンプルＳ１〜Ｓ３とは異なる形状のサンプルについてシミュレーション解析を行った。

図１４Ａに、シミュレーション解析を行ったサンプルＳ４の拡大路５３ａの付近の平面形状を示し、図１４Ｂに、そのシミュレーション解析結果を示す。サンプルＳ４においては、図１４Ａに示すように、導入路５２ａの下流端の近傍に、その流路を幅方向（ｘ方向）に区分する複数の仕切り板６１が設けられている。その他の流路の形状は、サンプルＳ１の流路の形状と同一である。

図１４Ｂに、サンプルＳ４の流路を流れる冷却媒体の流速のシミュレーション解析結果を示す。第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆを流れる冷却媒体の流速比は、約１．３程度になることがわかった。仕切り板６１を設けることにより、サンプルＳ４の流路を流れる冷却媒体の流速比はサンプルＳ３の流速比（約１．５）よりもさらに改善されることがわかった。

また、このシミュレーション解析結果から、仕切り板６１によって細分化された導入路５２ａを通過して拡大路５３ａに流れ込む冷却媒体は、拡大路５３ａの幅方向に関して流速が均等化するように分散しながら下流側に流れると考えられる。このような仕切り板６１を導入路５２ａの下流端に設けたことによる冷却媒体の流速の均等化により、第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆへ流入する冷却媒体の流速も均等化されると考えられる。

図１５Ａに、シミュレーション解析を行ったサンプルＳ５の拡大路５３ａの近傍の平面形状を示し、図１５Ｂに、そのシミュレーション解析結果を示す。以下、サンプルＳ１との相違点について説明する。

サンプルＳ５では、拡大路５３ａ内の中央壁５８ｃは、図１５Ａに示すように、その幅ｗが上流側の端部から下流側に向かって広くなり、その後狭くなる形状を有する。中央壁５８ｃの上流側の端部は、適度な丸みを有している。なお、拡大路５３ａ内の中央壁５８ｃの内部は空洞になっていてもよい。中央壁５８ｃの幅が下流側に向かって広くなる領域Ａに対応する流路の幅は、下流側に向かって徐々に広くなっている。また、非中央隔壁５８ａ、５８ｂ、５８ｄ、５８ｅは、中央壁５８ｃの幅が最大となる位置よりも下流側の一部において、上流側に向かって、主流路５４の幅方向の中央に仮想的に配置された平面から遠ざかるように傾いている。中央壁５８ｃの幅が下流側に向かって広がっている領域Ａを通過して流れて来る冷却媒体は、このような非中央隔壁５８ａ、５８ｂ、５８ｄ、５８ｅの傾斜によって、第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆにそれぞれ均等に誘導される。

図１５Ｂに、サンプルＳ５の第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆを流れる冷却媒体の流速のシミュレーション解析を行った結果を示す。流速比は約１．２であり、サンプルＳ４における冷却媒体の流速比（約１．３）よりもさらに改善されることがわかった。

本願の発明者は、以上のサンプルＳ１〜Ｓ５に対する比較例として、図１６Ａに示すような流路を流れる冷却媒体の様子についてシミュレーション解析を行った。

図１６Ａに、比較例Ｒ１の本流路を示す。比較例Ｒ１の本流路１００は、導入路１０１、６本の副経路１０２ａ〜１０２ｆ、及び排出路１０３を含む。導入路１０１及び排出路１０３の各々は、ｙ方向に沿って延在する。副経路１０２ａ〜１０２ｅは、ｘ方向に延在し、所定のピッチでｙ方向に配列する。副経路１０２ａ〜１０２ｅは、その両端において、導入路１０１及び排出路１０３と交差することにより、導入路１０１及び排出路１０３に接続される。導入路１０１に流入される冷却媒体は、副経路１０２ａ〜１０２ｆを通過して、排出路１０３から排出される。シミュレーション解析の結果、副経路１０２ａ〜１０２ｆに流れる冷却媒体の流速の比率は、６以上であることがわかった。

図１６Ｂに、比較例Ｒ１、及びサンプルＳ１〜Ｓ５の副流路を流れる冷却媒体の流速比を比較したグラフを示す。実施例２による構造を有するサンプルＳ１〜Ｓ５の流速比は、比較例Ｒ１の流速比よりも著しく小さいことがわかった。以上のシミュレーション解析により、実施例２による流路の構造の有効性が確認された。

［実施例３］
図１７に、実施例３による蓄電装置の平面図を示す。以下、実施例２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。実施例３では、一組の冷却板１１、１２（図９Ｂ、図９Ｄ）に対して、複数の蓄電モジュールが配置される。冷却板１１及び１２を、図３Ａ及び図３Ｂに示した実施例１による蓄電装置の底面１２０及び上面１４０と考えることもできる。冷却板１１の背後に配置される第１の蓄電モジュール３０ａ、及び第２の蓄電モジュール３０ｂを点線で示す。第１及び第２の蓄電モジュール３０ａ、３０ｂの各々は、実施例２で説明した蓄電モジュール３０（図９Ａ）と同等の構成を有する。

冷却板１１は、第１及び第２の蓄電モジュール３０ａ、３０ｂの伝熱板２５の端面に接触している。これにより、第１及び第２の蓄電モジュール３０ａ、３０ｂの伝熱板２５が、冷却板１１に熱的に結合する。冷却板１１は、第１及び第２の蓄電モジュール３０ａ、３０ｂの押さえ板３１に、ボルト等の締結具で固定されている。これにより、冷却板１１と、第１及び第２の蓄電モジュール３０ａ、３０ｂに含まれる蓄電セル２０とは、相対位置関係が変化しないように相互に固定される。

第１の蓄電モジュール３０ａに含まれる蓄電セル積層体４０ａは、平面視において（冷却板１１に垂直な視線で見て）、冷却板１１に設けられた流路５０、特に主流路５４が配置された領域のうち図１７において上方の領域（主として第１の部分５４ａが配置された領域）と重なるように配置される。また、第２の蓄電モジュール３０ｂに含まれる蓄電セル積層体４０ｂは、平面視において、流路５０、特に主流路５４が配置された領域のうち、図１７において下方の領域（主として第３の部分５４ｃが配置された領域）と重なるように配置される。このように、複数の蓄電モジュール３０ａ、３０ｂを、冷却板１１の主流路５４が配置された領域と重なるように配置することにより、複数の蓄電モジュールを一組の冷却板で冷却することができる。

［実施例４］
複数の蓄電モジュールを含む蓄電装置では、蓄電モジュールの間に、発熱源である蓄電セルが配置されない間隙領域６５（図１７）が形成され得る。流路５０のうち間隙領域６５と重なる領域を流れる冷却媒体、具体的に図１７では主流路５４の第２の部分５４ｂを流れる冷却媒体の一部は、蓄電モジュールの冷却に効率的に寄与しない。このような場合、第２の部分５４ｂ内の第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆの各々は、第１または第２の蓄電モジュール３０ａ、３０ｂのどちらか一方に重なるように配置することが好ましい。

図１８に、実施例４による蓄電装置の平面図を示す。以下、図１７に示した実施例３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１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆの各々は、冷却媒体をｙ方向に平行に流すｙ方向流路を含む。複数のｙ方向流路は、ｘ方向に配列している。第１の部分５４ａ、第２の部分５４ｂ、及び第３の部分５４ｃに、それぞれ６本のｙ方向流路が配置され、全体として、１８本のｙ方向流路がｘ方向に並ぶ。１８本のｙ方向流路のうち、ｘ軸の正の側に配置される半数のｙ方向流路を含む領域を第１の冷却領域６３ａといい、ｘ軸の負の側に配置される半数のｙ方向流路を含む領域を第２の冷却領域６３ｂということとする。第１の冷却領域６３ａ内及び第２の冷却領域６３ｂ内において、相互に隣り合うｙ方向流路の間隔をＤ１とする。第１の冷却領域６３ａと第２の冷却領域６３ｂとの間隔をＤ２とする。間隔Ｄ２は間隔Ｄ１より大きい。流路５０の外周線で取り囲まれた領域のうち、第１の冷却領域６３ａと第２の冷却領域６３ｂとの間の一部の領域６６には、第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆが配置されない。

第１の冷却領域６３ａと第２の冷却領域６３ｂとの間隔Ｄ２は、第１の蓄電モジュール３０ａの蓄電セル積層体４０ａと第２の蓄電モジュール３０ｂの蓄電セル積層体４０ｂとの間隔（間隙領域６５の幅）に対応するように設定される。第１の蓄電モジュール３０ａの蓄電セル積層体４０ａは、冷却板１１の第１の冷却領域６３ａと重なるように配置され、第２の蓄電モジュール３０ｂの蓄電セル積層体４０ｂは、冷却板１１の第２の冷却領域６３ｂと重なるように配置される。このように、複数の蓄電モジュールの蓄電セル積層体を、それぞれ冷却板の冷却領域と重なるように配置することにより、複数の蓄電セル積層体を一組の冷却板でより効率的に冷却することができる。また、このような形状の流路を形成することで、第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆの入口部から出口部までの長さがほぼ等しくなり、第１〜第６の副流路６０ａ〜６０ｆの各々を流れる冷却媒体による吸熱量を均等化することができる。

ここでは、複数のｙ方向流路のうち、ｘ軸の正の側に配置される半数のｙ方向流路を含む領域を第１の冷却領域６３ａとし、ｘ軸の負の側に配置される半数のｙ方向流路を含む領域を第２の冷却領域６３ｂとしたが、冷却領域の画定方法はこれに限らない。図１８では、例えば、第１の冷却領域６３ａに含まれるｙ方向流路の本数と、第２の冷却領域６３ｂに含まれるｙ方向流路の本数とを異ならせてもよい。複数のｙ方向流路の間隔の最大値（すなわちＤ２）が、２番目に大きい間隔の値の８倍以上とすることが好ましく、その最大値を有する間隔が、第２の部分５４ｂのｙ方向流路によって画定されることが好ましい。

第２の部分５４ｂに含まれる複数の副流路（ｙ方向流路）を、相対的に第１の部分５４ａに近い第１の群と、相対的に第３の部分５４ｃに近い第２の群とに分類する。このとき、第１の群のｙ方向流路と、第２の群のｙ方向流路との間隔がＤ２に相当する。第１の部分５４ａと第２の部分５４ｂとの間隔、及び第２の部分５４ｂと第３の部分５４ｃとの間隔が、Ｄ１に相当する。

［実施例５］
図１９Ａに、実施例５による蓄電装置の断面図を示す。蓄電セル２０は円柱状の外形を有し、その中心軸はｚ方向に平行であり、その端面は、ｘｙ面に平行である。蓄電セル２０の両側の端面に、それぞれ電極端子２１が取り付けられている。電極端子２１の一方は正極であり、他方は負極である。複数の蓄電セル２０が、ｘ方向及びｙ方向に行列状に配置されている。図１９Ａでは、８個の蓄電セル２０が、ｘ方向に２個、ｙ方向に４個の２行４列の行列状に配置されている。複数の蓄電セル２０は、それらの電極端子２１を介して、電気的に直列接続されている。蓄電セル２０として、例えば、大容量で急速充放電特性に優れる電気二重層キャパシタを用いることができる。

蓄電セル２０は、ホルダ９１、及び固定板９２、９３に支持されている。ホルダ９１は、例えば直方体のアルミニウム部材に、蓄電セル２０の側面の一部に整合する半円筒状の複数の凹部９１ａが形成された外形を有する。ホルダ９１の凹部９１ａに、蓄電セル２０の一部が収納される。ホルダ９１の凹部９１ａと、蓄電セル２０の凹部９１ａに収納される側面とは、熱伝導性に優れ、電気的絶縁性を有する接合部材９１ｂによって接合されている。

固定板９２、９３に、それぞれ蓄電セル２０の側面の一部に整合する凹部９２ａ、９３ａが形成されている。蓄電セル２０が、凹部９２ａ、９３ａと、ホルダ９１の凹部９１ａとで挟まれている。固定板９２、９３は、例えばアルミニウムで形成される。固定板９２の凹部９２ａと、蓄電セル２０の側面とは、熱伝導性に優れ、電気的絶縁性を有する接合部材９２ｂによって接合されている。同様に、固定板９３の凹部９３ａと、蓄電セル２０の側面とは、熱伝導性に優れ、電気的絶縁性を有する接合部材９３ｂによって接合されている。

固定板９２、９３は、ボルトによってホルダ９１に固定される。蓄電セル２０は、接合部材９１ｂ、９２ｂ、９３ｂを介して、ホルダ９１及び固定板９２、９３に密着する。蓄電セル２０、ホルダ９１、及び固定板９２、９３が、蓄電モジュール３０を構成する。複数の蓄電セル２０が２列に配列してなる構造物を、蓄電セル集合体４５と呼ぶこととする。

図１９Ｂに、図１９Ａの一点鎖線１９Ｂ−１９Ｂにおける断面図を示す。図１９Ｂの一点鎖線１９Ａ−１９Ａにおける断面図が、図１９Ａに相当する。

ホルダ９１及び固定板９２、９３は、ｚ方向に関して、蓄電セル２０の電極端子２１よりも外側まで張り出している。ホルダ９１及び固定板９２、９３をｚ方向に挟むように、一対の冷却板１１、１２が配置されている。冷却板１２は、ダンパ９６及び蓄電装置用マウント９５を介して、旋回フレーム７０Ａに取り付けられている。冷却板１１、１２は、ホルダ９１及び固定板９２、９３の端面に接触している。これにより、ホルダ９１及び固定板９２、９３が、冷却板１１、１２に熱的に結合する。

ホルダ９１及び固定板９２、９３は、接合部材９１ｂ、９２ｂ、９３ｂを介して、蓄電セル２０を取り囲んでいる。このため、蓄電セル２０で発生した熱は、効率よくホルダ９１及び固定板９２、９３に伝達される。また、ホルダ９１及び固定板９２、９３は、複数の蓄電セル２０の間を埋めるような形状を有しているため、冷却板１１、１２と広い面積で接触する。このため、ホルダ９１、及び固定板９２、９３から冷却板１１、１２に、熱が効率的に伝達される。蓄電セル２０から冷却板１１、１２までの熱伝達効率が高められるため、冷却板１１、１２によって、蓄電セル２０を効率的に冷却することができる。

図１９Ａ及び図１９Ｂでは、蓄電セル２０の両側の端面にそれぞれ電極端子２１が設けられている例を示したが、蓄電セル２０の一方の端面に正極及び負極の２つの電極端子２１を設けてもよい。蓄電セル２０をこのような構成にすることにより、電極端子２１が設けられていない蓄電セル２０の端面にもホルダ９１または固定板９２、９３を接触させることができ、蓄電セル２０をより効率的に冷却することが可能となる。

［実施例６］
図２０に、実施例６による蓄電装置の平面図を示す。以下、実施例５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。

実施例６では、一組の冷却板１１、１２に対して複数の蓄電モジュールが組み合わされている。以下、一組の冷却板１１、１２のうち一方の冷却板１１と、第１及び第２の蓄電モジュール３０ａ、３０ｂとの位置関係について説明する。冷却板１２（図１９Ｂ）と、第１及び第２の蓄電モジュール３０ａ、３０ｂとの位置関係は、冷却板１１と第１及び第２の蓄電モジュール３０ａ、３０ｂとの位置関係と同等である。冷却板１１の背後に配置される第１の蓄電モジュール３０ａ、及び第２の蓄電モジュール３０ｂを点線で示す。冷却板１１に流路５０が形成されている。流路５０の平面形状は、図１８に示した実施例４の流路５０の平面形状と同一である。図１８に示した実施例４の場合と同様に、主流路５４が形成された領域が、第１の冷却領域６３ａと第２の冷却領域６３ｂとに区分されている。

冷却板１１は、第１及び第２の蓄電モジュール３０ａ、３０ｂのホルダ及び固定板の端面に接触し、ホルダ及び固定板と熱的に結合している。第１の蓄電モジュール３０ａは、冷却板１１の第１の冷却領域６３ａと重なるように配置されている。第２の蓄電モジュール３０ｂは、冷却板１１の第２の冷却領域６３ｂと重なるように配置されている。冷却板１１は、第１及び第２の蓄電モジュール３０ａ、３０ｂに、それらのｙ方向の端部近傍において、ボルト等の締結部材で固定される。このように、複数の蓄電モジュールを、それぞれ冷却板の複数の冷却領域と重なるように配置することにより、複数の蓄電モジュールを一組の冷却板でより効率的に冷却することができる。

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

上記実施例に基づいて、以下の付記に示された発明を開示する。
（付記１）
第１の壁板に、冷却媒体を流す第１の流路が形成されている筐体と、
前記筐体内に配置され、複数の蓄電セルが積層され、前記蓄電セルの各々が前記第１の流路に熱的に結合している蓄電モジュールと、
前記筐体内に配置され、前記蓄電モジュールに電気的に接続された電装部品と
を有する蓄電装置。

（付記２）
前記筐体は、さらに、前記第１の壁板に対向する第２の壁板を有し、前記第２の壁板に、冷却媒体を流す第２の流路が形成されており、前記蓄電セルは、前記第２の流路に熱的に結合している付記１に記載の蓄電装置。

（付記３）
前記蓄電モジュールは、前記蓄電セルの間に配置された複数の伝熱板を有し、前記伝熱板は、その端面を介して前記第１の壁板及び前記第２の壁板に熱的に結合しており、
前記筐体は、前記第１の壁板と前記第２の壁板とが相互に近づく向きの力を発生する加圧機構を含み、前記第１の壁板と前記第２の壁板とを近づける向きの力によって、前記伝熱板と前記第１の壁板、及び前記伝熱板と前記第２の壁板との熱伝達率を高めている付記１または２に記載の蓄電装置。

（付記４）
前記筐体は、前記蓄電モジュール及び前記電装部品を収容する空間を、外部の空間から気密に隔離する付記１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電装置。

（付記５）
前記第１の壁板は、
外側の表面に、前記第１の流路を構成する溝が形成された第１の部材と、
前記第１の部材の外側の表面を覆い、前記溝の開口部を塞ぐことにより前記第１の流路を構成する第２の部材と
を含む付記１乃至４のいずれか１項に記載の蓄電装置。

（付記６）
前記蓄電モジュールは、前記筐体内に、前記筐体に対して摺動不能に収容されている付記１乃至５のいずれか１項に記載の蓄電装置。

（付記７）
蓄電セルと、該蓄電セルと熱的に結合し、該蓄電セルを冷却するための冷却媒体が流れる流路を含む冷却板と、を備える蓄電モジュールであって、
ｘｙ直交座標系を定義したとき、
前記流路は、冷却媒体をｙ正方向に流し、その後流動方向を変えてｙ負方向に流し、さらにその後流動方向を変えてｙ正方向に流すように蛇行する合成流路を含み、
前記合成流路は、冷却媒体の流動方向と交差する幅方向に関し、複数の副流路に区分され、
前記蓄電セルは、ｘｙ平面において、前記冷却板の前記合成流路が配置される領域と重なるように配置される蓄電モジュール。

（付記８）
前記複数の副流路各々は、冷却媒体をｙ方向に沿って流し、ｘ方向に配列した複数のｙ方向流路を含み、
前記複数の副流路に含まれる前記ｙ方向流路の相互にｘ方向に隣り合う間隔の最大値は、２番目に大きい間隔の値の８倍以上の値を有し、該最大値を有する間隔は、冷却媒体をｙ負方向に流すｙ方向流路によって画定され、
前記冷却板は、前記最大値を有する間隔の一方側に配置される複数のｙ方向流路に対応する第１の冷却領域と、他方側に配置される複数のｙ方向流路に対応する第２の冷却領域と、を含み、
前記蓄電セルは、第１及び第２の蓄電セルを含み、
前記第１の蓄電セルは、ｘｙ平面において、前記冷却板の第１の冷却領域と重なるように配置され、
前記第２の蓄電セルは、ｘｙ平面において、前記冷却板の第２の冷却領域と重なるように配置される付記７に記載の蓄電モジュール。

（付記９）
前記合成流路の上流側の端部は、上流側に向かって幅が狭くなる形状を有し、
前記合成流路を区分する複数の副流路各々の上流側の端部は、上流側に向かって幅を狭くしながら単一の流路に合流する付記７または８に記載の蓄電モジュール。

（付記１０）
前記合成流路の下流側の端部は、下流側に向かって幅が狭くなる形状を有し、
前記合成流路を区分する複数の副流路各々の下流側の端部は、下流側に向かって幅を狭くしながら単一の流路に合流する付記７〜９のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。

（付記１１）
前記冷却板及び前記蓄電セルは、相対位置関係が変化しないように、相互に結合されている付記７〜１０のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。

（付記１２）
蓄電セル、及び該蓄電セルと熱的に結合し、該蓄電セルを冷却するための冷却媒体の流路が設けられた冷却板を含む蓄電モジュールであって、
前記冷却板は、
上流側から下流側に向かって幅が広くなる拡大路と、
前記拡大路の下流端に接続して設けられる主流路と、
前記主流路を、その幅方向に区分し、複数の副流路に区画する複数の隔壁と、
を含み、
前記複数の隔壁のうち中央に設けられる中央壁の上流側の端部は、該中央壁以外の非中央隔壁の上流側の端部よりも上流側に配置される蓄電モジュール。

（付記１３）
前記中央壁の上流側の端部は、前記拡大路にまで侵入して配置される付記１２に記載の蓄電モジュール。

（付記１４）
前記中央壁の上流側の端部は、前記拡大路の上流端に配置される付記１３に記載の蓄電モジュール。

（付記１５）
前記非中央隔壁の上流側の端部は、前記拡大路にまで侵入して配置される付記１２〜１４のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。

（付記１６）
前記拡大路における前記非中央隔壁は、上流側に向かって、前記中央壁に近づくように傾いている付記１５に記載の蓄電モジュール。

（付記１７）
前記複数の隔壁は、冷却媒体が流れる方向のいずれの位置においても、前記副流路の各々の幅が等しくなるように配置される付記１２〜１６のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。

（付記１８）
さらに、
前記拡大路の上流端に接続して設けられる導入路と、
前記導入路の下流端に配置され、該導入路の下流側の端部をその幅方向に区分する複数の仕切り板と、
を含む付記１２〜１７のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。

（付記１９）
前記拡大路における前記中央壁は、その幅が上流側の端部から下流側に向かって広くなり、その後狭くなる形状を有し、
前記非中央隔壁は、前記中央壁の幅が最大となる位置よりも下流側の一部において、上流側に向かって、前記主流路の幅方向中央に仮想する平面から遠ざかるように傾いている付記１３に記載の蓄電モジュール。

（付記２０）
前記拡大路の側壁は、該拡大路の平断面において、該拡大路の中心軸に対して４０°以下の傾きで直線的に設けられている付記１２〜１９のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。

１１、１２：冷却板
１３、１４：壁板
２０ ：蓄電セル
２１ ：電極端子
２５ ：伝熱板
３０ ：蓄電モジュール
３０ａ ：第１の蓄電モジュール
３０ｂ ：第２の蓄電モジュール
３１ ：押さえ板
３１Ａ ：押さえ板の先端の部分
３３ ：タイロッド
４０、４０ａ、４０ｂ：蓄電セル積層体
４５ ：蓄電セル集合体
５０ ：流路
５１ａ ：流入口
５１ｂ ：排出口
５２ａ ：導入路
５２ｂ ：導出路
５３ａ ：拡大路
５３ｂ ：縮小路
５４ ：主流路
５４ａ ：第１の部分
５４ｂ ：第２の部分
５４ｃ ：第３の部分
５４ｄ ：第１の湾曲部
５４ｅ ：第２の湾曲部
５８ ：隔壁
５８ａ ：第１の隔壁（非中央隔壁）
５８ｂ ：第２の隔壁（非中央隔壁）
５８ｃ ：第３の隔壁（中央壁）
５８ｄ ：第４の隔壁（非中央隔壁）
５８ｅ ：第５の隔壁（非中央隔壁）
５９ａ ：冷却媒体流入管
５９ｂ ：冷却媒体排出管
６０ ：副流路
６０ａ〜６０ｆ：第１〜第６の副流路
６１ ：仕切り板
６３ａ ：第１の冷却領域
６３ｂ ：第２の冷却領域
６５ ：間隙領域
６６ ：副流路が配置されない領域
７０ ：上部旋回体
７０Ａ ：旋回フレーム
７０Ｂ ：カバー
７０Ｃ ：キャビン
７１ ：下部走行体
７３ ：旋回軸受け
７４ ：エンジン
７５ ：油圧ポンプ
７６ ：旋回モータ
７７ ：油タンク
７８ ：冷却ファン
７９ ：座席
８０ ：蓄電装置
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
９１ ：ホルダ
９１ａ ：凹部
９１ｂ ：接合部材
９２ ：固定板
９２ａ ：凹部
９２ｂ ：接合部材
９３ ：固定板
９３ａ ：凹部
９３ｂ ：接合部材
９５ ：蓄電装置用マウント
９６ ：ダンパ（制振装置）
１００ ：本流路
１０１ ：導入路
１０２ａ〜１０２ｆ：副経路
１０３ ：排出路
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
１１０ ：下部筐体
１１１ ：上部筐体
１２０ ：底面
１２１ ：側面
１２３ ：開口
１２４ ：コネクタボックス
１２７ ：鍔
１２８ ：貫通孔
１３５ ：絶縁碍子
１３６ ：中継板
１３７ ：バスバー
１３８ ：バスバー
１３９ ：リレー回路
１４０ ：上面
１４１ ：側面
１４２ ：鍔
１４３ ：貫通孔
１５１ ：コネクタ
１５４ ：スイッチ
１５５ ：ヒューズ
１６０ ：平板
１６１ ：平板
１６２ ：流路
１６３ ：ビス
１６５ ：締結具
１６７ ：伝熱ゴムシート

Claims (14)

1. 下部走行体と、
   前記下部走行体に、旋回可能に搭載された上部旋回体と、
   前記上部旋回体に配置されたアタッチメントと、
   前記アタッチメントと共に、前記上部旋回体に配置された蓄電装置と、
   前記蓄電装置からの放電電力により駆動される電動部品と
   を有し、
   前記蓄電装置は、
   冷却媒体を流す第１の流路が形成されている筐体と、
   前記筐体内に配置され、複数の蓄電セルが積層され、前記蓄電セルの各々が前記第１の流路に熱的に結合するとともに、複数の前記蓄電セルの積層体の両端に配置され、前記積層体に積層方向の圧縮力を印加している押さえ板を含む蓄電モジュールと、
   前記筐体内に収容され、前記蓄電モジュールに電気的に接続された電装部品と、
   前記筐体に取り付けられ、前記蓄電モジュールを外部の電気回路に接続するコネクタと
   を有し、
   前記筐体は、
   底面、及び前記底面の縁から上方に向かって延びる側面を含み、上部が開放された下部筐体と、
   前記底面に対向する上面を含む上部筐体と
   を有し、
   前記上部筐体と前記下部筐体とが合体して、外部から隔離された空間を形成し、前記蓄電モジュール及び前記電装部品が、前記空間内に収容されており、
   前記第１の流路が、前記底面及び前記上面の一方の面に形成されているショベル。
2. 前記筐体の、前記底面及び前記上面のうち前記第１の流路が形成されていない方の面に、冷却媒体を流す第２の流路が形成されており、前記蓄電セルは、前記第２の流路に熱的に結合しており、
   前記筐体は、前記底面と前記上面とが相互に近づく向きの力を発生する加圧機構を含み、前記底面と前記上面とを近づける向きの力によって、前記蓄電モジュールを挟んでいる請求項１に記載のショベル。
3. 前記蓄電モジュールは、前記蓄電セルの間に配置された複数の伝熱板を有し、前記伝熱板は、その端面を介して前記底面及び前記上面に熱的に結合しており、
   前記加圧機構による力によって、前記伝熱板と前記底面、及び前記伝熱板と前記上面との熱伝達率を高めている請求項２に記載のショベル。
4. 前記底面及び前記上面のうち前記第１の流路が形成されている方の面は、
   外側の表面に、前記第１の流路を構成する溝が形成された第１の部材と、
   前記第１の部材の外側の表面を覆い、前記溝の開口部を塞ぐことにより前記第１の流路を構成する第２の部材と
   を含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載のショベル。
5. 前記蓄電モジュールは、前記筐体内に、前記筐体に対して摺動不能に収容されており、
   さらに、前記筐体が前記上部旋回体に、制振装置を介して取り付けられている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のショベル。
6. 下部走行体と、
   前記下部走行体に、旋回可能に搭載された上部旋回体と、
   前記上部旋回体に配置されたアタッチメントと、
   前記アタッチメントと共に、前記上部旋回体に配置された蓄電装置と、
   前記蓄電装置からの放電電力により駆動される電動部品と
   を有し、
   前記蓄電装置は、
   第１の壁板に、冷却媒体を流す第１の流路が形成されている筐体と、
   前記筐体内に配置され、複数の蓄電セルが積層され、前記蓄電セルの各々が前記第１の流路に熱的に結合している蓄電モジュールと
   を含み、
   前記第１の流路は、前記第１の壁板の面内で蛇行しており、冷却媒体を第１の方向に流す第１の部分と、前記第１の部分を流れた冷却媒体が流入し、流入した冷却媒体を前記第１の方向とは反対向きの第２の方向に流す第２の部分と、前記第２の部分を流れた冷却媒体が流入し、流入した冷却媒体を前記第１の方向に流す第３の部分とを含み、かつ、前記第１の部分、前記第２の部分、及び前記第３の部分の各々は、前記第１の流路の幅方向に区分された複数の副流路を含み、
   平面視において、前記蛇行した部分が、前記蓄電モジュールと重なっており、
   前記第２の部分に含まれる複数の前記副流路は、相対的に前記第１の部分に近い第１の群と、相対的に前記第３の部分に近い第２の群とに分類され、前記第１の群の前記副流路と、前記第２の群の前記副流路との間隔は、前記第１の部分と前記第２の部分との間隔、及び前記第２の部分と前記第３の部分との間隔のいずれよりも広いショベル。
7. 前記第１の流路は、上流側から下流側に向かって幅が広くなる拡大路を含み、
   前記拡大路の下流端に、前記第１の流路の前記第１の部分が連続し、
   前記副流路は、前記第１の流路内に設けられた複数の隔壁によって相互に分離されており、前記複数の隔壁のうち中央に設けられる中央壁の上流側の端部は、該中央壁以外の隔壁の上流側の端部よりも上流側に配置される請求項６に記載のショベル。
8. 前記中央壁の上流側の端部は、前記拡大路にまで侵入して配置される請求項７に記載のショベル。
9. 前記中央壁以外の前記隔壁の上流側の端部も、前記拡大路にまで侵入して配置される請求項８に記載のショベル。
10. 前記拡大路において、前記中央壁以外の前記隔壁は、上流側に向かって、前記中央壁に近づくように、前記中央壁の延びる方向に対して傾いている請求項９に記載のショベル。
11. 前記第１の流路は、さらに、
    前記拡大路の上流端に接続して設けられる導入路と、
    前記導入路の下流端に配置され、該導入路の下流側の端部をその幅方向に区分する複数の仕切り板と
    を含む請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のショベル
12. 前記蓄電モジュールは、複数の前記蓄電セルが積層された第１の蓄電モジュールと、複数の他の蓄電セルが積層された第２の蓄電モジュールとを含み、
    前記第１の蓄電モジュール及び前記第２の蓄電モジュールは、前記蓄電セルの積層方向が相互に平行になるように並んで、前記筐体内に配置されており、
    さらに、複数の前記蓄電セルを相互に接続するヒューズを含み、
    前記第１の流路は、１つの流入口、前記流入口から流入した冷却媒体が流れ込む主流路、及び前記主流路を流れてきた冷却媒体が排出される１つの流出口を含み、前記主流路は、蛇行した平面形状を有し、平面視において前記第１の蓄電モジュール及び前記第２の蓄電モジュールに重なる請求項１乃至５のいずれか１項に記載のショベル。
13. さらに、前記側面に配置され、開放部が設けられたコネクタボックスを有し、
    前記コネクタが前記開放部を塞いでいる請求項１乃至５、及び１２のいずれか１項に記載のショベル。
14. さらに、前記側面に設けられた開口と、
    前記コネクタボックス内に配置され、前記コネクタと前記蓄電モジュールとを接続するリレー回路と
    を有し、
    前記コネクタボックスは、前記側面の外側に設けられて前記開口を塞いでいる請求項１３に記載のショベル。
    

Images