KR101956645B1 - 쇼벨 - Google Patents

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KR101956645B1
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카즈야 요코야마
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스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
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Abstract

상부 선회체가, 하부 주행체에 선회 가능하게 탑재되어 있다. 어태치먼트가 상부 선회체에 배치되어 있다. 축전장치가, 어태치먼트와 함께, 상부 선회체에 배치되어 있다. 축전장치로부터의 방전 전력에 의하여 전동부품이 구동된다. 축전장치는, 제1 벽판에, 냉각매체를 흘려 보내는 제1 유로가 형성되어 있는 케이싱을 가진다. 케이싱 내에, 축전모듈이 배치되어 있다. 축전모듈은, 적층된 복수의 축전셀을 포함하고, 축전셀의 각각이 제1 유로에 열적으로 결합하고 있다.

Description

쇼벨{Shovel}
본 발명은, 축전장치를 탑재한 쇼벨에 관한 것이다.
판형상의 복수의 축전셀을 적층하고, 적층된 축전셀을 직렬 접속한 축전모듈이 이미 알려져 있다. 축전셀의 사이에, 냉각용의 전열판이 삽입된다. 축전셀과 전열판과의 적층체의 양단에 누름판을 배치하고, 2매의 누름판에 타이로드를 통과시킨다. 이 타이로드가, 적층체에 압축력을 인가한다.
적층체의 측방 및 상하에, 2쌍의 벽판이 배치되고, 누름판에 볼트 등으로 고정된다. 1쌍의 벽판은, 전열판의 단면을 통하여 전열판에 열적으로 결합함으로써, 전열판의 열을 흡수한다. 2매의 누름판과, 2쌍의 벽판은, 서로 볼트로 고정되어 강고한 평행육면체 구조를 구성한다. 이로써, 축전모듈의 내충격성을 높일 수 있다.
쇼벨은, 크롤러를 포함하는 하부 주행체와, 그 위에 탑재된 상부 선회체를 포함한다. 상부 선회체에는, 엔진, 카운터 웨이트, 캐빈, 작동유 탱크, 연료 탱크 등의 많은 부품이 탑재되기 때문에, 축전모듈을 수용한 축전장치를 설치하기 위한 공간이 한정되어 있다.
선행기술문헌
(특허문헌)
특허문헌1: 국제공개공보 제2011/070758호
평행육면체 구조로 둘러싸인 축전모듈을, 쇼벨 등의 작업기계에 탑재하는 경우에는, 평행육면체 구조와 함께 축전모듈이 케이싱에 수용되어, 축전장치가 구성된다. 제조 코스트 및 부품 코스트 저감을 위하여, 부품 개수의 삭감이 요구되고 있다. 또, 축전장치를 설치하기 위한 공간이 한정되어 있기 때문에, 축전장치의 소형화가 요구되고 있다.
본 발명의 일 관점에 의하면,
하부 주행체와,
상기 하부 주행체에, 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체와,
상기 상부 선회체에 배치된 어태치먼트와,
상기 어태치먼트와 함께, 상기 상부 선회체에 배치된 축전장치와,
상기 축전장치로부터의 방전 전력에 의하여 구동되는 전동부품을 가지고,
상기 축전장치는,
제1 벽판에, 냉각매체를 흘려 보내는 제1 유로가 형성되어 있는 케이싱과,
상기 케이싱 내에 배치되며, 복수의 축전셀이 적층되며, 상기 축전셀의 각각이 상기 제1 유로에 열적으로 결합하고 있는 축전모듈을 가지는 쇼벨이 제공된다.
케이싱의 제1 벽판에 제1 유로가 형성되어 있기 때문에, 냉각용의 유로를 가지는 냉각판을 개별적으로 준비하는 경우에 비해, 부품 개수를 삭감할 수 있다.
도 1은, 실시예 1에 의한 쇼벨의 개략 평면도이다.
도 2는, 실시예 1에 의한 쇼벨의 부분 파단 측면도이다.
도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는, 각각 실시예 1에 의한 축전장치의 상부 케이싱 및 하부 케이싱의 사시도이다.
도 4는, 실시예 1에 의한 축전장치의 하부 케이싱 및 하부 케이싱에 수용되어 있는 부품의 평면도이다.
도 5는, 실시예 1에 의한 축전장치의 등가 회로도이다.
도 6은, 도 4의 일점쇄선 6-6에 있어서의 단면도이다.
도 7은, 도 4의 일점쇄선 7-7에 있어서의 단면도이다.
도 8은, 실시예 1의 변형예에 의한 축전장치의 단면도이다.
도 9의 (a)는, 실시예 2에 의한 축전모듈의 단면도이며, 도 9의 (b)는, 도 9의 (a)의 일점쇄선 9B-9B에 있어서의 단면도이다.
도 9의 (c) 및 도 9의 (d)는, 각각 도 9의 (b)의 일점쇄선 9C-9C, 9D-9D에 있어서의 단면도이다.
도 10은, 냉각판 내의 유로와 축전모듈과의 위치관계를 나타내는 도이다.
도 11에 있어서, 도 11의 (a)는, 시뮬레이션 해석을 행한 샘플 S1~S3의 유로의 형상을 나타내는 도이며, 도 11의 (b)는, 샘플 S1~S3의 유로 중에 있어서의 유속비를 나타내는 그래프이다.
도 12는, 샘플 S3의 시뮬레이션 해석결과를 나타내는 다이어그램이다.
도 13에 있어서, 도 13의 (a) 및 도 13의 (b)는, 실시예 2의 변형예에 의한 유로의 평면형상을 나타내는 도이다.
도 14에 있어서, 도 14의 (a)는, 시뮬레이션 해석을 행한 샘플 S4의 유로의 평면형상을 나타내는 도이며, 도 14의 (b)는, 샘플 S4의 시뮬레이션 해석결과를 나타내는 다이어그램이다.
도 15에 있어서, 도 15의 (a)는, 시뮬레이션 해석을 행한 샘플 S5의 유로의 평면형상을 나타내는 도이며, 도 15의 (b)는, 샘플 S5의 시뮬레이션 해석결과를 나타내는 다이어그램이다.
도 16에 있어서, 도 16의 (a)는, 시뮬레이션 해석을 행한 비교예 R1의 유로의 평면형상을 나타내는 도이며, 도 16의 (b)는, 비교예 R1 및 샘플 S1~S5의 유로 내의 유속비를 나타내는 그래프이다.
도 17은, 실시예 3에 의한 축전장치의 평면도이다.
도 18은, 실시예 4에 의한 축전장치의 평면도이다.
도 19에 있어서, 도 19의 (a)는, 실시예 5에 의한 축전장치의 평면도이며, 도 19의 (b)는, 도 19의 (a)의 일점쇄선 19B-19B에 있어서의 단면도이다.
도 20은, 실시예 6에 의한 축전장치의 평면도이다.
[실시예 1]
도 1에, 실시예 1에 의한 하이브리드형 작업기계의 예로서 쇼벨의 개략 평면도를 나타낸다. 상부 선회체(70)에, 선회베어링(73)을 통하여, 하부 주행체(71)가 장착되어 있다. 상부 선회체(70)에, 엔진(74), 유압펌프(75), 선회모터(전동부품)(76), 오일탱크(77), 냉각팬(78), 캐빈(70C), 축전장치(80), 및 전동발전기(전동부품)(83)가 탑재되어 있다. 캐빈(70C) 내에 좌석(79)이 설치되어 있다. 엔진(74)은, 연료의 연소에 의하여 동력을 발생시킨다. 엔진(74), 유압펌프(75), 및 전동발전기(83)가, 토크전달기구(81)를 통하여 서로 토크의 송수(送受)를 행한다. 유압펌프(75)는, 어태치먼트를 구성하는 붐(82) 등의 유압실린더에 압유를 공급한다.
전동발전기(83)는, 엔진(74)의 동력에 의하여 구동되어, 발전을 행한다(발전운전). 발전된 전력은, 축전장치(80)에 공급되어, 축전장치(80)가 충전된다. 또, 전동발전기(83)는, 축전장치(80)로부터의 전력에 의하여 구동되어, 엔진(74)을 어시스트하기 위한 동력을 발생한다(어시스트 운전). 오일탱크(77)는, 유압회로의 오일을 저장한다. 냉각팬(78)은, 유압회로의 오일온도의 상승을 억제한다. 조작자는, 좌석(79)에 착석하여, 쇼벨을 조작한다.
축전장치(80)로부터 공급되는 전력에 의하여, 선회모터(76)가 구동된다. 선회모터(76)는, 상부 선회체(70)를 선회시킨다. 또, 선회모터(76)는, 운동에너지를 전기 에너지로 변환함으로써 회생전력을 발생한다. 발생된 회생전력에 의하여, 축전장치(80)가 충전된다.
도 2에, 실시예 1에 의한 쇼벨의 부분 파단 측면도를 나타낸다. 하부 주행체(71)에, 선회베어링(73)을 통하여 상부 선회체(70)가 탑재되어 있다. 상부 선회체(70)는, 선회프레임(70A), 커버(70B), 및 캐빈(70C)을 포함한다. 선회프레임(70A)은, 캐빈(70C), 및 다양한 부품의 지지 구조체로서 기능한다. 커버(70B)는, 선회프레임(70A)에 탑재된 다양한 부품, 예를 들면 축전장치(80) 등을 덮는다. 캐빈(70C) 내에 좌석(79)(도 1)이 수용되어 있다.
선회모터(76)(도 1)가, 그 구동 대상인 선회프레임(70A)을, 하부 주행체(71)에 대하여, 시계방향, 또는 반시계 방향으로 선회시킨다. 상부 선회체(70)에, 붐(82)이 장착되어 있다. 붐(82)은, 유압 구동되는 붐실린더(107)에 의하여, 상부 선회체(70)에 대하여 상하방향으로 요동한다. 붐(82)의 선단에, 암(85)이 장착되어 있다. 암(85)은, 유압 구동되는 암실린더(108)에 의하여, 붐(82)에 대하여 전후방향으로 요동한다. 암(85)의 선단에 버킷(86)이 장착되어 있다. 버킷(86)은, 유압 구동되는 버킷실린더(109)에 의하여, 암(85)에 대하여 상하방향으로 요동한다. 붐(82), 암(85), 및 버킷(86)이 어태치먼트를 구성한다.
축전장치(80)가, 축전장치용 마운트(95) 및 댐퍼(제진장치)(96)를 통하여, 선회프레임(70A)에 탑재되어 있다. 축전장치(80)는, 예를 들면 캐빈(70C)의 후방에 배치된다. 커버(70B)가 축전장치(80)를 덮는다. 축전장치(80)는, 상부가 개방된 하부 케이싱(110)과, 하부 케이싱(110)의 개방부를 덮는 상부 케이싱(111)을 포함한다. 하부 케이싱(110)과 상부 케이싱(111)으로 이루어지는 케이싱 내에, 축전모듈이 수납되어 있다.
선회프레임(70A)은, 주행 중 및 작업 중에, 일반적인 운반용 차량에 비해 크게 진동한다. 이로 인하여, 선회프레임(70A)에 탑재되어 있는 축전장치(80)가 큰 충격을 받기 쉽다. 축전장치(80)에, 이하에 설명하는 구조를 채용함으로써, 충격에 대하여 충분한 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 3의 (a) 및 도 3의 (b)에, 각각 실시예 1에 의한 축전장치의 상부 케이싱 및 하부 케이싱의 사시도를 나타낸다.
도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 하부 케이싱(110)은, 직사각형의 바닥면(120)과 그 가장자리로부터 상방을 향하여 뻗는 4개의 측면(121)을 포함한다. 하부 케이싱(110)의 상부는 개방되어 있다. 하부 케이싱(110)의 개방부가, 상부 케이싱(111)(도 3의 (a))으로 폐쇄된다. 측면(121)의 상단에 플랜지(127)가 마련되어 있다. 플랜지(127)에, 볼트를 통과시키기 위한 복수의 관통공(128)이 형성되어 있다. 하부 케이싱(110) 및 상부 케이싱(111)의 각각은, 예를 들면 주조법에 의하여 형성된다.
바닥면(120) 위에, 2개의 축전모듈(30)이 장착된다. 축전모듈(30)의 각각은, 후술하는 바와 같이, 복수의 축전셀이 적층된 적층 구조를 가진다. 2개의 축전모듈(30)은, 축전셀의 적층방향이 서로 평행하게 되도록 나열하여 배치된다. 축전모듈(30)의 적층방향과 교차하는 하나의 측면(121)의 중앙에 개구(123)가 형성되어 있다.
개구(123)가 형성된 측면(121)의 외측에, 개구(123)를 폐쇄하도록, 커넥터 박스(124)가 배치되어 있다. 커넥터 박스(124)의 상면은 개방되어 있다. 이 개방부는, 커넥터에 의하여 폐쇄된다. 축전모듈(30)이, 커넥터를 통하여 외부의 전기회로에 접속된다.
도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 상부 케이싱(111)은, 상면(140)과, 그 가장자리로부터 하방으로 뻗는 측면(141)을 포함한다. 상면(140)의 외주는, 하부 케이싱(110)의 바닥면(120)의 외주에 정합한다. 상부 케이싱(111)의 측면(141)의 높이는, 하부 케이싱(110)의 측면(121)의 높이보다 낮다. 예를 들면, 측면(141)의 높이는, 측면(121)의 높이의 약 25%이다. 측면(141)의 하단에 플랜지(142)가 마련되어 있다. 플랜지(142)에, 복수의 관통공(143)이 형성되어 있다. 관통공(143)은, 하부 케이싱(110)의 관통공(128)에 대응하는 위치에 배치되어 있다.
상면(140)에, 냉각매체용의 유로가 형성되어 있다. 이 유로의 구성에 대해서는, 후에, 실시예 2~실시예 4에서 상세하게 설명한다. 하부 케이싱(110)의 바닥면(120)에도, 동일한 냉각매체용의 유로가 형성되어 있다.
도 4에, 하부 케이싱(110), 및 하부 케이싱(110) 내에 수용된 축전모듈(30)의 평면도를 나타낸다. 바닥면(120) 위에 2개의 축전모듈(30)이 배치되어 있다. 이하, 축전모듈(30)의 구조에 대하여 설명한다.
복수의 축전셀(20)과 전열판(25)이 적층되어 있다. 축전셀(20)은, 예를 들면 평판형상의 전기 이중층 커패시터, 리튬 이온 배터리, 리튬 이온 커패시터 등이다. 전열판(25)에는, 예를 들면 알루미늄판이 이용된다. 도 4에서는, 축전셀(20)과 전열판(25)이 1매씩 교대로 적층된 예를 나타내고 있지만, 반드시 1매씩 교대로 적층될 필요는 없다. 예를 들면, 2매의 축전셀(20)과 1매의 전열판(25)을 1세트로 하여 적층하여도 된다.
축전셀(20)과 전열판(25)과의 적층체의 양단에 누름판(31)이 배치되어 있다. 타이로드(33)가, 일방의 누름판(31)부터 타방의 누름판(31)까지 도달하고, 축전셀(20)과 전열판(25)과의 적층체에, 적층방향의 압축력을 인가하고 있다. 누름판(31)의 하단이 L자형으로 절곡되어 있다. 절곡 개소보다 선단의 부분(31A)이, 하부 케이싱(110)의 바닥면(120)에 나사고정되어 있다.
축전셀(20)의 각각은, 한 쌍의 전극단자(21)를 가진다. 복수의 축전셀(20)이, 전극단자(21)끼리를 접속함으로써 직렬 접속되어 있다. 전극단자(21)는, 전열판(25)의 가장자리보다 외측에 있어서, 서로 접속되어 있고, 전열판(25)으로부터 절연되어 있다. 양단의 축전셀(20)의 전극단자(21) 중, 인접하는 축전셀(20)에 접속되어 있지 않는 쪽의 전극단자(21)는, 중계판(136)에 접속되어 있다. 중계판(136)은, 절연애자(135)를 통하여 누름판(31)의 외측의 표면에 고정되어 있다.
2개의 축전모듈(30)의, 커넥터 박스(124)와는 반대측(도 4에 있어서 좌측)의 중계판(136)이, 버스바(137) 및 휴즈(155)에 의하여 서로 접속되어 있다. 2개의 축전모듈(30)의 타방측(도 4에 있어서 우측)의 중계판(136)은, 버스바(138)를 통하여 릴레이회로(139)에 접속되어 있다. 릴레이회로(139)는, 커넥터 박스(124)의 개구부를 폐쇄하는 커넥터(151)에 접속된다.
하부 케이싱(110) 내의 빈 스페이스에, 축전모듈(30)의 동작에 필요한 전장부품을 수용하여도 된다. 이 전장부품은, 축전모듈(30)과 전기적으로 접속된다.
도 5에, 축전장치의 등가 회로도를 나타낸다. 축전모듈(30)이, 직렬 접속된 복수의 축전셀(20)을 포함한다. 일방의 축전모듈(30)의 정극이, 스위치(154) 및 휴즈(155)를 통하여 타방의 축전모듈(30)의 부극에 접속되어 있다. 일방의 축전모듈(30)의 부극과 타방의 축전모듈(30)의 정극이, 릴레이회로(139)를 통하여 커넥터(151)에 접속되어 있다. 릴레이에 직렬 접속된 저항 소자는, 외부의 커패시터를 프리차지할 때에, 돌입전류가 흐르지 않도록 하기 위하여 마련되어 있다.
도 6에, 도 4의 일점쇄선 6-6에 있어서의 단면도를 나타낸다. 축전모듈(30)의 누름판(31)이, 하부 케이싱(110)의 바닥면(120)에, 비스(163)로 고정되어 있다. 하부 케이싱(110)은, 댐퍼(96) 및 축전장치용 마운트(95)를 통하여, 선회프레임(70A)에 장착되어 있다. 하부 케이싱(110)의 상방의 개구부가, 상부 케이싱(111)으로 폐쇄되어 있다. 하부 케이싱(110)의 플랜지(127)와, 상부 케이싱(111)의 플랜지(142)를, 체결구(165)가 관통한다. 체결구(165)는, 하부 케이싱(110)과 상부 케이싱(111)에, 양자를 근접시키는 방향의 힘을 인가한다. 하부 케이싱(110)과 상부 케이싱(111)과의 접촉면에, 필요에 따라 가스켓이 삽입된다. 이로써, 하부 케이싱(110)과 상부 케이싱(111)과의 사이의 공간이, 외부로부터 기밀하게 격리된다. 다만, 커넥터 박스(124)(도 3의 (b))에도, 외부로부터 액세스 가능한 개구부가 마련되어 있다. 이 개구부는, 커넥터(151)로 폐쇄되고, 필요에 따라 가스켓 등이 배치된다.
전열판(25)이, 그 하측의 단면에 있어서 하부 케이싱(110)의 바닥면(120)에 접촉하고, 상측의 단면에 있어서 상부 케이싱(111)의 상면(140)에 접촉한다. 체결구(165)에 의하여 상부 케이싱(111)이 하부 케이싱(110)에 가압되고 있기 때문에, 전열판(25)의 위치가 케이싱 내에서 강고하게 고정된다. 비스(163)는, 축전장치의 조립의 도중 단계에 있어서, 축전모듈(30)을 하부 케이싱(110)에 가고정하는 역할을 한다. 비스(163)에만 의한 고정에서는, 격렬한 진동에 대하여 충분한 신뢰성을 확보하는 것이 곤란하다. 특히, 쇼벨 등의 작업기계에 탑재하는 경우에는, 진동이나 충격에 대해서 높은 신뢰성이 요구된다. 실시예 1에 의한 축전장치에 있어서는, 체결구(가압기구)(165)에 의한 가압에 의하여, 축전모듈(30)이, 상부 케이싱(111)과 하부 케이싱(110)으로 구성되는 케이싱 내에 강고하게, 또한 슬라이딩 불가능하게 고정되어 있다. 이로 인하여, 축전장치를 쇼벨 등의 작업기계에 탑재하는 경우에도, 충분한 내진동성 및 내충격성을 확보할 수 있다.
상부 케이싱(111)의 상면(140)의 외측의 표면에 홈이 형성되어 있고, 평판(161)이 상면(140)에 밀착되어 있다. 평판(161)은, 예를 들면 비스에 의하여 상부 케이싱(111)에 고정된다. 상면(140)에 형성된 홈과, 평판(161)에 의하여, 유로(50)가 형성된다. 하부 케이싱(110)의 바닥면(120)의 외측의 표면에도, 평판(160)이 밀착되어 있다. 바닥면(120)에 형성된 홈과 평판(160)에 의하여, 유로(162)가 형성된다. 다만, 유로(50, 162)로부터의 냉각매체의 누설을 방지하기 위하여, 평판(160)과 바닥면(120)과의 사이, 및 평판(161)과 상면(140)과의 사이에, 가스켓을 삽입하여도 된다.
축전셀(20)은, 전열판(25)을 통하여, 유로(50, 162)를 흐르는 냉각매체와 열적으로 결합한다. 상부 케이싱(111)을 하부 케이싱(110)에 가압하는 힘에 의하여, 전열판(25)의 단면이 바닥면(120) 및 상면(140)에 밀착한다. 이로써, 전열판(25)과 바닥면(120)과의 접촉부분, 및 전열판(25)과 상면(140)과의 접촉부분의 열저항을 낮출(열전달 효율을 높일) 수 있다.
도 7에, 도 4의 일점쇄선 7-7에 있어서의 단면도를 나타낸다. 전열판(25)의 하단이, 하부 케이싱(110)의 바닥면(120)에 접하고, 상단이, 상부 케이싱(111)의 상면(140)에 접하고 있다. 축전셀(20)의 각각의 좌측의 가장자리 및 우측의 가장자리로부터, 각각 전극단자(21)가 인출되고 있다. 전극단자(21)는, 전열판(25)의 가장자리보다 외측을 지나, 인접하는 축전셀(20)의 전극단자(21)에 접속된다. 타이로드(33)가, 전열판(25) 및 전극단자(21)와 접촉하지 않는 위치에 장착되어 있다.
하부 케이싱(110)의 바닥면(120)과 평판(160)에 의하여, 유로(162)가 형성되고, 상면(140)과 평판(161)에 의하여, 유로(50)가 형성되어 있다. 도 7의 가로방향(폭방향)에 관하여, 유로(50, 162)는, 전열판(25)이 배치된 영역 내에 우선적으로 배치되어 있다. 이로 인하여, 전열판(25)을 효율적으로 냉각할 수 있다.
도 8에, 실시예 1의 변형예에 의한 축전장치의 단면도를 나타낸다. 도 8에 나타낸 단면도는, 실시예 1의 도 6에 나타낸 단면도에 대응한다. 이하, 도 6에 나타낸 구성과의 상이점에 대하여 설명하고, 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
도 8에 나타낸 변형예에 있어서는, 바닥면(120)과 전열판(25)과의 사이, 및 상면(140)과 전열판(25)과의 사이에, 전열고무시트(167)가 배치되어 있다. 상부 케이싱(111)을 하부 케이싱(110)에 가압하면, 전열고무시트(167)가 탄성변형한다. 이로써, 전열판(25)과 바닥면(120)과의 사이, 및 전열판(25)과 상면(140)과의 사이의 열전달 효율을 높일 수 있다.
[실시예 2]
도 9의 (a)에, 실시예 2에 의한 축전장치의 단면도를 나타낸다. 이 축전장치는, 예를 들면 도 1 및 도 2에 나타낸 실시예 1에 의한 하이브리드형 쇼벨에 탑재된다. 이해를 용이하게 하기 위하여, xyz 직교좌표계를 정의한다.
판형상의 복수의 축전셀(20)과, 전열판(25)이, 그 두께방향(y방향)으로 교대로 적층되어 있다. 양단에는, 축전셀(20)이 배치된다. 가장 외측의 축전셀(20)의 각각에, 누름판(31)이 밀착되어 있다. 복수의 타이로드(33)가, 일방의 누름판(31)부터 타방의 누름판(31)까지 관통하여, 축전셀(20)과 전열판(25)에, 적층방향(y방향)의 압축력을 가하고 있다.
축전셀(20)의 각각은, 편평형상의 외형을 가지는 축전요소와, 이 축전요소를 사이에 사이에 끼우는 한 쌍의 라미네이트필름을 포함한다. 축전요소가 라미네이트필름에 의하여 밀봉된다. 축전셀(20)은, 그 외주부에, 라미네이트필름끼리를 융착한 영역(융착부)을 포함한다. 또, 축전셀(20)은, 한 쌍의 전극단자(21)를 포함한다. 전극단자(21)는, 축전셀(20)의 서로 대향하는 외주부로부터, 외부로 도출되어 있다. 전극단자(21)의 일방은 정극이며, 타방은 부극이다. 서로 인접하는 축전셀(20)의 전극단자(21)를 접속함으로써, 복수의 축전셀(20)이 직렬 접속되어 있다. 다만, 축전셀(20)로서, 리튬 이온 이차전지, 리튬 이온 커패시터, 전기 이중층 커패시터 등의 충방전 가능한 축전기를 이용할 수 있다.
전열판(25)에는, 예를 들면 알루미늄이 이용되고, 타이로드(33) 및 누름판(31)에는, 예를 들면 스테인리스강이 이용된다. 축전셀(20), 전열판(25), 누름판(31), 및 타이로드(33)가, 축전모듈(30)을 구성한다. 축전셀(20) 및 전열판(25)이 적층된 구조물을, 축전셀 적층체(40)라고 한다. x방향에 대하여 축전모듈(30)의 양측에, 즉 축전모듈(30)을 x방향으로 사이에 두도록, 한 쌍의 벽판(13, 14)이 배치되어 있다. 벽판(13 및 14)의 각각은, 볼트로 누름판(31)에 고정되어 있다.
도 9의 (b)에, 도 9의 (a)의 일점쇄선 9B-9B에 있어서의 단면도를 나타낸다. 도 9의 (b)의 일점쇄선 9A-9A에 있어서의 단면도가, 도 9의 (a)에 상당한다. 축전셀(20) 및 전열판(25)의 평면형상은, 대략 직사각형이다. 축전셀(20)의 서로 대향하는 변(도 9의 (b)에 있어서, 윗변 및 아랫변)으로부터, 전극단자(21)가 도출되어 있다. 전열판(25)은, 평면에서 볼 때, 축전셀(20)의 가장자리보다 외측까지 돌출되어 있다.
z방향에 대하여 축전모듈(30)의 양측에, 즉 축전모듈(30)을 z방향으로 사이에 두도록, 케이싱을 겸한 한 쌍의 냉각판(11, 12)이 배치되어 있다. 냉각판(11, 12)은, 전열판(25)의 단면에 접촉하고 있다. 이로써, 전열판(25)이, 냉각판(11, 12)에 열적으로 결합한다. 냉각판(11, 12)의 각각은, 벽판(13 및 14)에, 볼트로 고정되어 있다. 냉각판(11, 12)의 내부에, 냉각매체를 흘려 보내기 위한 유로(50)가 형성되어 있다. 실시예 2에 의한 축전장치는, 축전모듈(30), 냉각판(11, 12), 및 벽판(13, 14)(도 9의 (a))에 의하여 구성된다.
도 9의 (c)에, 도 9의 (b)의 일점쇄선 9C-9C에 있어서의 단면도를 나타낸다. 서로 인접하는 축전셀(20)로부터 도출된 전극단자(21)가, 전열판(25)의 가장자리보다 외측을 지나, 서로 접속되어 있다.
도 9의 (d)에, 도 9의 (b)의 일점쇄선 9D-9D에 있어서의 단면도를 나타낸다. 전열판(25)이, 그 단면에 있어서, 냉각판(11, 12)에 접촉하고 있다. 냉각판(11, 12)의 각각은, 누름판(31)에 볼트로 고정되어 있다. 냉각판(11, 12) 내에 유로(50)가 형성되어 있다. 케이싱의 일부를 구성하는 냉각판(11)이, 댐퍼(96) 및 축전장치용 마운트(95)를 통하여, 선회프레임(70A)에 장착되어 있다.
도 9의 (a) 및 도 9의 (d)에 나타낸 축전셀(20)의 두께에는 개체차가 있다. 이로 인하여, 한 쌍의 누름판(31)의 간격은, 제품에 따라 편차가 있다. 냉각판(11, 12) 및 벽판(13, 14)이, 누름판(31)의 단면에 접촉하는 구조로 하고, 또한 냉각판(11, 12)및 벽판(13, 14)에 형성되어 있는 볼트용의 구멍을, y방향으로 긴 장공(長穴)으로 함으로써 의하여, 이 편차를 흡수할 수 있다.
상술의 축전모듈(30)에 있어서는, 타이로드(33) 및 누름판(31)에 의하여, 축전셀(20) 및 전열판(25)으로 이루어지는 축전셀 적층체(40)(도 9의 (a))의 형상이 유지된다. 누름판(31), 냉각판(11, 12) 및 벽판(13, 14)이, 직육면체형상의 평행육면체 구조를 이루고, 평행육면체 구조가 인접하는 벽면끼리는, 볼트 등의 체결부재로 고정되어 있다. 이로 인하여, 높은 강성을 확보할 수 있어, 축전셀(20) 및 전열판(25)의 위치를, 냉각판(11, 12)에 대하여 구속할 수 있다. 축전셀(20) 및 전열판(25)은, 냉각판(11, 12)에 대한 상대 위치관계가 변화하지 않도록 강고하게 고정된다.
상술의 축전모듈(30)에서는, 축전셀(20)과 전열판(25)을 교대로 적층하였지만, 전열판(25)의 매수를 삭감하여도 된다. 예를 들면, 2매의 축전셀(20)에 대하여 1매의 전열판(25)을 배치하여도 된다. 또, 적층된 축전셀(20)의 대략 중앙에, 적어도 1매의 전열판(25)을 배치하여도 된다.
또, 도 9의 (a)~도 9의 (d)에서는, 평행육면체 구조에 의한 고강성의 축전장치를 나타냈지만, 쇼벨 등의 작업기계에 요구되는 강성, 혹은 고유 진동수를 만족시킬 수 있는 경우에는, 벽판(13, 14)을 제거한 구조로 하여도 된다. 이하, 벽판(13 및 14)을 제거한 축전장치에 대하여 설명한다.
도 10에, 냉각판(11)의 내부에 형성되는 유로(50)의 평면형상의 개략, 및 유로(50)와 축전모듈(30)과의 위치관계를 나타낸다. 도 10에서는, 냉각판(11)에 형성된 유로(50)를 나타내지만, 냉각판(11)과 대향하여 배치되는 냉각판(12)(도 9의 (b), 도 9의 (d))에 형성된 유로(50)와 축전모듈(30)과의 위치관계도, 냉각판(11)에 형성된 유로(50)와 축전모듈(30)과의 위치관계와 동일하다. 유로(50)는, 상류측으로부터 하류측을 향하여 순서대로, 유입구(51a), 도입로(52a), 확대로(53a), 메인유로(54), 축소로(53b), 도출로(52b) 및 배출구(51b)를 포함한다. 유로(50)는, 알루미늄의 주조에 의하여 형성하는 것이 가능하다.
냉각판(11)의 zx면에 평행한 단면에 유입구(51a) 및 배출구(51b)가 마련된다. 유입구(51a)로부터 유입된 냉각매체는, 도입로(52a)를 지나 확대로(53a)에 도입된다. 도입로(52a)의 폭은 일정하다.
확대로(53a)는, 하류측을 향하여(y축의 부의 방향을 향하여) 폭이 넓어지는 형상을 가진다. 확대로(53a)는, 유로의 단면적이 급격하게 변화할 때에 발생하는 압력 손실을 저감하기 위하여 마련된다. 도입로(52a)로부터 흘러 온 냉각매체는, 확대로(53a)를 통과하여, 메인유로(54)에 흘러든다.
메인유로(54)는, y방향으로 뻗고, x방향으로 배열하는 제1~제3 부분(54a~54c)을 포함한다. 또한, 제1 부분(54a)의 하류단과 제2 부분(54b)의 상류단을 접속하는 제1 만곡부(54d), 및 제2 부분(54b)의 하류단과 제3 부분(54c)의 상류단을 접속하는 제2 만곡부(54e)를 포함한다. 메인유로(54)는, 전체적으로 구불구불한 평면형상을 가진다. 냉각매체는, 제1 부분(54a)에 있어서 y축의 부의 방향으로 흐르고, 그 후 유동방향을 바꾸어 제2 부분(54b)에 있어서 y축의 정의 방향으로 흐르며, 다시 그 후 유동방향을 바꾸어 제3 부분(54c)에 있어서 y축의 부의 방향으로 흐른다.
축소로(53b)는, 하류측을 향하여(y축의 부의 방향을 향하여) 폭이 좁아지는 평면형상을 가진다. 축소로(53b)는, 유로의 단면적이 급격하게 변화할 때에 발생하는 압력 손실을 저감하기 위하여 마련된다. 메인유로(54)로부터 흘러 온 냉각매체는, 축소로(53b)를 통과한 후, 도출로(52b)를 지나 배출구(51b)로부터 배출된다. 도출로(52b)의 폭은 일정하다.
확대로(53a), 메인유로(54), 및 축소로(53b)는, 제1~제5 격벽(58a~58e)에 의하여 폭방향으로 구분된 제1~제6 서브유로(60a~60f)를 포함한다. 제1~제5 격벽(58a~58e) 중 중앙에 배치된 격벽(58c)을 “중앙벽”이라고 하기로 한다. 또, 중앙벽(58c)의 상류측의 단부는, 중앙벽(58c) 이외의 제1, 제2 격벽(58a, 58b) 및 제4, 제5 격벽(58d, 58e)의 상류측의 단부보다 상류측에 배치되어 있다. 중앙벽(58c) 이외의 제1, 제2 격벽(58a, 58b) 및 제4, 제5 격벽(58d, 58e)을, “비중앙 격벽”이라고 한다. 중앙벽(58c)의 하류측의 단부는, 비중앙 격벽(58a, 58b, 58d, 58e)의 하류측의 단부보다 하류측에 배치되어 있다. 확대로(53a) 내의 비중앙 격벽(58a, 58b, 58d, 58e)은, 상류측을 향하여, 중앙벽(58c)에 근접하도록 경사져 있다. 또, 축소로(53b) 내의 비중앙 격벽(58a, 58b, 58d, 58e)은, 하류측을 향하여, 중앙벽(58c)에 근접하도록 경사져 있다.
제1~제5 격벽(58a~58e)의 상류측의 단부 근방의 평면형상과 하류측의 단부 근방의 평면형상은, 동일하다. 제1~제5 격벽(58a~58e)은, 냉각매체가 흐르는 방향 중 어느 위치에 있어서도, 메인유로(54) 내의 제1~제6 서브유로(60a~60f)의 폭이 서로 동일해지도록 배치된다. 확대로(53a) 내에 있어서는, 제1~제6 서브유로(60a~60f)의 폭은, 상류측을 향하여 좁아진다. 축소로(53b) 내에 있어서는, 제1~제6 서브유로(60a~60f)의 폭은, 하류측을 향하여 좁아진다.
냉각판(11)의 배후에 배치되는 축전모듈(30)을 점선으로 나타낸다. 축전모듈(30)의 축전셀 적층체(40)는, 냉각판(11)을 따르는 평면(xy면)에 있어서, 유로(50), 특히 메인유로(54)와 중첩하도록 배치된다. 다만, 메인유로(54)를 구성하는 제1~제3 부분(54a~54c)의 제1~제6 서브유로(60a~60f)는, 축전셀(20)과 직교하도록 배치하는 것이 바람직하다.
냉각판(11, 12)은, 도 9의 (b) 및 도 9의 (d)에 나타내는 바와 같이, 전열판(25)에 접촉하여, 열적으로 결합하고 있다. 축전셀(20) 및 전열판(25)은, 타이로드(33) 및 누름판(31)에 의하여 압축력이 가해지고 있기 때문에, 서로 밀착되어 있다. 따라서, 축전셀(20)과 전열판(25)과의 사이의 양호한 열전달 효율이 확보된다. 축전셀(20)로부터 발생한 열은, 전열판(25)을 경유하여 냉각판(11, 12)까지 전달된다.
유입구(51a)에 냉각매체 유입관(59a)이 접속되고, 배출구(51b)에 냉각매체 배출관(59b)이 접속된다. 냉각매체 유입관(59a) 및 냉각매체 배출관(59b)은, 예를 들면 냉각매체를 순환시키는 냉각펌프에 접속된다. 냉각매체 유입관(59a)으로부터 소정의 압력으로 흘러 오는 냉각매체, 예를 들면 냉수는, 축전셀(20)에서 발생하여 전열판(25)까지 전달된 열을 흡수하면서 제1~제6 서브유로(60a~60f)를 흘러, 냉각매체 배출관(59b)으로부터 배출된다. 이와 같이 하여, 축전셀(20)이 냉각된다.
적층된 복수의 축전셀(20)은, 균등하게 냉각되는 것이 바람직하다. 냉각판(11, 12)(도 9의 (b), 도 9의 (d))의 냉각 능력은, 냉각매체의 유속이 상대적으로 빠른 영역에서 상대적으로 높고, 냉각매체의 유속이 상대적으로 느린 영역에서 상대적으로 낮다. 적층된 복수의 축전셀(20)을 균등하게 냉각하기 위해서는, 제1~제6 서브유로(60a~60f)를 흐르는 냉각매체의 유속을 동일하게 하는 것이 바람직하다. 본원의 발명자는, 제1~제5 격벽(58a~58e)의 상류측의 단부의 형상을 변화시켰을 때의 제1~제6 서브유로(60a~60f)를 흐르는 냉각매체의 모습에 대하여 시뮬레이션 해석을 행하였다.
도 11의 (a)에, 시뮬레이션 해석을 행한 샘플의 확대로(53a)의 근방의 형상을 나타낸다. 본원의 발명자는, 확대로(53a)의 상류단(또는 도입로(52a)의 하류단)과 중앙벽(58c)의 상류측의 단부와의 거리(L)를 150mm(샘플 S1), 75mm(샘플 S2), 0mm(샘플 S3)로 한 3개의 샘플 S1~S3에 대하여 시뮬레이션 해석을 행하였다. 또, 각 샘플 S1~S3에 있어서, 제1~제6 서브유로(60a~60f)를 흐르는 냉각매체의 속도의 최대치와 최소치와의 비율(유속비)을 산출하여, 비교 검토를 행하였다. 이 유속비가 1에 가까운 것은, 제1~제6 서브유로(60a~60f)를 흐르는 냉각매체의 유속이 균등한 것을 의미한다.
도 11의 (b)에, 유로(50)(도 10)를 샘플 S1~S3의 구성으로 하였을 때의 유속비를 나타낸다. 샘플 S1~S3에 있어서의 유속비는, 각각 약 2.2, 약 2.0, 및 약 1.5였다. 이상의 결과로부터, 중앙벽(58c)의 상류측의 단부를, 확대로(53a)의 상류단에 근접시킴으로써, 제1~제6 서브유로(60a~60f)에 흐르는 냉각매체의 유속이 균등화되는 것을 알 수 있었다.
도 12에, 유속비가 상대적으로 작은 샘플 S3의 시뮬레이션 해석결과를 나타낸다. 도 12는, 샘플 S3의 확대로(53a)의 근방에 있어서의 냉각매체의 유동을 나타내는 다이어그램이다. 도면 내에 나타낸 복수의 화살표의 방향, 길이, 및 밀도는, 각각 화살표의 시점의 위치에 있어서의 냉각매체가 흐르는 방향, 유속, 및 유량을 나타내고 있다. 이들 시뮬레이션 해석결과로부터, 샘플 S3에 있어서, 제2 및 제5 서브유로(60b, 60e)에서 상대적으로 냉각매체의 유속이 빠르고, 제1, 제3, 제4, 제6 서브유로(60a, 60c, 60d, 60f)에서 상대적으로 냉각매체의 유속이 느린 것을 알 수 있었다. 또, 유속비가 상대적으로 큰 샘플 S1의 시뮬레이션 해석결과로부터, 샘플 S1에서는, 제2~제5 서브유로(60b~60e)에서 상대적으로 냉각매체의 유속이 빠르고, 제1, 제6 서브유로(60a, 60f)에서 상대적으로 냉각매체의 유속이 느린 것을 알 수 있었다.
또, 샘플 S1~S3의 시뮬레이션 해석결과로부터, 냉각매체의 유동에 다음과 같은 경향이 있는 것을 알 수 있었다. 즉, 냉각매체가 도입로(52a)로부터 확대로(53a)에 유입될 때, 냉각매체의 유속은, 확대로(53a)의 폭방향의 중앙 부근에서 가장 빠르고, 측벽에 가까워질수록 느리다. 또, 확대로(53a)의 폭방향의 중앙 부근의 냉각매체의 유속은, 하류측으로 흐름에 따라 서서히 느려진다.
이러한 냉각매체의 유동의 경향으로부터, 중앙벽(58c)의 상류측의 단부에 충돌하는 냉각매체의 유속은, 중앙벽(58c)의 상류측의 단부가 상류측에 배치될수록 상대적으로 빨라지고, 하류측에 배치될수록 상대적으로 느려지는 것이 추측된다. 즉, 샘플 S1~S3에 있어서, 중앙벽(58c)에 충돌할 때의 냉각매체의 유속은, 샘플 S3에서 가장 빠르고, 샘플 S1에서 가장 느려진다. 중앙벽(58c)에 충돌하는 냉각매체의 유속이 상대적으로 빠른 경우, 중앙벽(58c)에 충돌한 냉각매체는, 확대로(53a)의 폭방향에 있어서, 유속이 균등화되도록 분산하면서 하류측으로 흐른다. 그 결과, 제1~제6 서브유로(60a~60f)로 유입되는 냉각매체의 유속이 균등화되는 것이라고 생각된다.
도 13의 (a) 및 도 13의 (b)에, 실시예 2의 변형예에 의한 유로의 평면형상을 나타낸다. 이상의 시뮬레이션 해석결과로부터, 제1~제6 서브유로(60a~60f)를 흐르는 냉각매체의 유속의 균등화에 있어서, 중앙벽(58c)의 상류측의 단부를 보다 상류측에 배치하는 것이 유효하다는 것이 확인되었다. 따라서, 확대로(53a) 내의 비중앙 격벽(58a, 58b, 58d, 58e)의 형상은, 도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 상류측을 향하여, 중앙벽(58c)에 가까워지도록 경사져 있지 않아도 된다. 또, 비중앙 격벽(58a, 58b, 58d, 58e)의 상류측의 단부는, 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이, 확대로(53a)에까지 침입하고 있지 않아도 된다. 단, 중앙벽(58c)의 상류측의 단부에 충돌하여 확대로(53a)의 측벽의 근방에 확산하려고 하는 냉각매체를 제1~제6 서브유로(60a~60f)로 균등하게 유도하기 위해서는, 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이, 비중앙 격벽(58a, 58b, 58d, 58e)은 확대로(53a)에까지 침입하고, 상류측을 향하여 중앙벽(58c)에 근접하도록 경사져 있는 것이 바람직하다. 다만, 도입로(52a)로부터 확대로(53a)에 흘러들 때에 발생하는 압력 손실을 저감시키는 관점에서, 확대로(53a)의 측벽의, 중심축에 대한 경사(확대 반각)(θ)는, 40° 이하인 것이 바람직하다.
본원의 발명자는, 계속해서, 샘플 S1~S3과는 상이한 형상의 샘플에 대하여 시뮬레이션 해석을 행하였다.
도 14의 (a)에, 시뮬레이션 해석을 행한 샘플 S4의 확대로(53a)의 부근의 평면형상을 나타내고, 도 14의 (b)에, 그 시뮬레이션 해석결과를 나타낸다. 샘플 S4에 있어서는, 도 14의 (a)에 나타내는 바와 같이, 도입로(52a)의 하류단의 근방에, 그 유로를 폭방향(x방향)으로 구분하는 복수의 구획판(61)이 마련되어 있다. 그 외의 유로의 형상은, 샘플 S1의 유로의 형상과 동일하다.
도 14의 (b)에, 샘플 S4의 유로를 흐르는 냉각매체의 유속의 시뮬레이션 해석결과를 나타낸다. 제1~제6 서브유로(60a~60f)를 흐르는 냉각매체의 유속비는, 약 1.3 정도가 되는 것을 알 수 있었다. 구획판(61)을 마련함으로써, 샘플 S4의 유로를 흐르는 냉각매체의 유속비는 샘플 S3의 유속비(약 1.5)보다 더욱 개선되는 것을 알 수 있었다.
또, 이 시뮬레이션 해석결과로부터, 구획판(61)에 의하여 세분화된 도입로(52a)를 통과하여 확대로(53a)에 흘러드는 냉각매체는, 확대로(53a)의 폭방향에 대하여 유속이 균등화되도록 분산하면서 하류측으로 흐른다고 생각된다. 이러한 구획판(61)을 도입로(52a)의 하류단에 마련하는 것에 의한 냉각매체의 유속의 균등화에 의하여, 제1~제6 서브유로(60a~60f)로 유입되는 냉각매체의 유속도 균등화된다고 생각된다.
도 15의 (a)에, 시뮬레이션 해석을 행한 샘플 S5의 확대로(53a)의 근방의 평면형상을 나타내고, 도 15의 (b)에, 그 시뮬레이션 해석결과를 나타낸다. 이하, 샘플 S1과의 상이점에 대하여 설명한다.
샘플 S5에서는, 확대로(53a) 내의 중앙벽(58c)은, 도 15의 (a)에 나타내는 바와 같이, 그 폭(w)이 상류측의 단부로부터 하류측을 향하여 넓어지고, 그 후 좁아지는 형상을 가진다. 중앙벽(58c)의 상류측의 단부는, 적절한 둥그스름함을 가지고 있다. 다만, 확대로(53a) 내의 중앙벽(58c)의 내부는 공동(空洞)으로 되어 있어도 된다. 중앙벽(58c)의 폭이 하류측을 향하여 넓어지는 영역(A)에 대응하는 유로의 폭은, 하류측을 향하여 서서히 넓어지고 있다. 또, 비중앙 격벽(58a, 58b, 58d, 58e)은, 중앙벽(58c)의 폭이 최대가 되는 위치보다 하류측의 일부에 있어서, 상류측을 향하여, 주유로(54)의 폭방향의 중앙에 가상적으로 배치된 평면으로부터 멀어지도록 경사져 있다. 중앙벽(58c)의 폭이 하류측을 향하여 넓어지고 있는 영역(A)을 통과하여 흘러 오는 냉각매체는, 이러한 비중앙 격벽(58a, 58b, 58d, 58e)의 경사에 의하여, 제1~제6 서브유로(60a~60f)에 각각 균등하게 유도된다.
도 15의 (b)에, 샘플 S5의 제1~제6 서브유로(60a~60f)를 흐르는 냉각매체의 유속의 시뮬레이션 해석을 행한 결과를 나타낸다. 유속비는 약 1.2이며, 샘플 S4에 있어서의 냉각매체의 유속비(약 1.3)보다 더욱 개선되는 것을 알 수 있었다.
본원의 발명자는, 이상의 샘플 S1~S5에 대한 비교예로서, 도 16의 (a)에 나타내는 바와 같은 유로를 흐르는 냉각매체의 모습에 대하여 시뮬레이션 해석을 행하였다.
도 16의 (a)에, 비교예 R1의 본 유로를 나타낸다. 비교예 R1의 본 유로(100)는, 도입로(101), 6개의 서브 경로(102a~102f), 및 배출로(103)를 포함한다. 도입로(101) 및 배출로(103)의 각각은, y방향을 따라 뻗어 있다. 서브 경로(102a~102e)는, x방향으로 뻗고, 소정의 피치로 y방향으로 배열한다. 서브 경로(102a~102e)는, 그 양단에 있어서, 도입로(101) 및 배출로(103)와 교차함으로써, 도입로(101) 및 배출로(103)에 접속된다. 도입로(101)에 유입되는 냉각매체는, 서브 경로(102a~102f)를 통과하여, 배출로(103)로부터 배출된다. 시뮬레이션 해석의 결과, 서브 경로(102a~102f)에 흐르는 냉각매체의 유속의 비율은, 6 이상인 것을 알 수 있었다.
도 16의 (b)에, 비교예 R1, 및 샘플 S1~S5의 서브유로를 흐르는 냉각매체의 유속비를 비교한 그래프를 나타낸다. 실시예 2에 의한 구조를 가지는 샘플 S1~S5의 유속비는, 비교예 R1의 유속비보다 현저하게 작은 것을 알 수 있었다. 이상의 시뮬레이션 해석에 의하여, 실시예 2에 의한 유로의 구조의 유효성이 확인되었다.
[실시예 3]
도 17에, 실시예 3에 의한 축전장치의 평면도를 나타낸다. 이하, 실시예 2와의 상이점에 대하여 설명하고, 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다. 실시예 3에서는, 1세트의 냉각판(11, 12)(도 9의 (b), 도 9의 (d))에 대하여, 복수의 축전모듈이 배치된다. 냉각판(11 및 12)을, 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)에 나타낸 실시예 1에 의한 축전장치의 바닥면(120) 및 상면(140)이라고 생각할 수도 있다. 냉각판(11)의 배후에 배치되는 제1 축전모듈(30a), 및 제2 축전모듈(30b)을 점선으로 나타낸다. 제1 및 제2 축전모듈(30a, 30b)의 각각은, 실시예 2에서 설명한 축전모듈(30)(도 9의 (a))과 동등한 구성을 가진다.
냉각판(11)은, 제1 및 제2 축전모듈(30a, 30b)의 전열판(25)의 단면에 접촉하고 있다. 이로써, 제1 및 제2 축전모듈(30a, 30b)의 전열판(25)이, 냉각판(11)에 열적으로 결합한다. 냉각판(11)은, 제1 및 제2 축전모듈(30a, 30b)의 누름판(31)에, 볼트 등의 체결구로 고정되어 있다. 이로써, 냉각판(11)과 제1 및 제2 축전모듈(30a, 30b)에 포함되는 축전셀(20)은, 상대 위치관계가 변화하지 않도록 서로 고정된다.
제1 축전모듈(30a)에 포함되는 축전셀 적층체(40a)는, 평면에서 볼 때(냉각판(11)에 수직인 시선으로 보아), 냉각판(11)에 마련된 유로(50), 특히 메인유로(54)가 배치된 영역 중 도 17에 있어서 상방의 영역(주로 제1 부분(54a)이 배치된 영역)과 중첩하도록 배치된다. 또, 제2 축전모듈(30b)에 포함되는 축전셀 적층체(40b)는, 평면에서 볼 때, 유로(50), 특히 메인유로(54)가 배치된 영역 중, 도 17에 있어서 하방의 영역(주로 제3 부분(54c)이 배치된 영역)과 중첩하도록 배치된다. 이와 같이, 복수의 축전모듈(30a, 30b)을, 냉각판(11)의 메인유로(54)가 배치된 영역과 중첩하도록 배치함으로써, 복수의 축전모듈을 1세트의 냉각판으로 냉각할 수 있다.
[실시예 4]
복수의 축전모듈을 포함하는 축전장치에서는, 축전모듈의 사이에, 발열원인 축전셀이 배치되지 않는 간극영역(65)(도 17)이 형성될 수 있다. 유로(50) 중 간극영역(65)과 중첩되는 영역을 흐르는 냉각매체, 구체적으로 도 17에서는 메인유로(54)의 제2 부분(54b)을 흐르는 냉각매체의 일부는, 축전모듈의 냉각에 효율적으로 기여하지 않는다. 이러한 경우, 제2 부분(54b) 내의 제1~제6 서브유로(60a~60f)의 각각은, 제1 또는 제2 축전모듈(30a, 30b)의 어느 일방과 중첩하도록 배치하는 것이 바람직하다.
도 18에, 실시예 4에 의한 축전장치의 평면도를 나타낸다. 이하, 도 17에 나타낸 실시예 3과의 차이점에 대하여 설명하고, 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다. 제1~제6 서브유로(60a~60f)의 각각은, 냉각매체를 y방향으로 평행하게 흘려 보내는 y방향 유로를 포함한다. 복수의 y방향 유로는, x방향으로 배열되어 있다. 제1 부분(54a), 제2 부분(54b), 및 제3 부분(54c)에, 각각 6개의 y방향 유로가 배치되고, 전체적으로, 18개의 y방향 유로가 x방향으로 나열된다. 18개의 y방향 유로 중, x축의 정의 측에 배치되는 절반 개수의 y방향 유로를 포함하는 영역을 제1 냉각영역(63a)이라고 하고, x축의 부의 측에 배치되는 절반 개수의 y방향 유로를 포함하는 영역을 제2 냉각영역(63b)이라고 하기로 한다. 제1 냉각영역(63a) 내 및 제2 냉각영역(63b) 내에 있어서, 서로 인접하는 y방향 유로의 간격을 D1로 한다. 제1 냉각영역(63a)과 제2 냉각영역(63b)과의 간격을 D2로 한다. 간격 D2는 간격 D1보다 크다. 유로(50)의 외주선으로 둘러싸인 영역 중, 제1 냉각영역(63a)과 제2 냉각영역(63b)과의 사이의 일부의 영역(66)에는, 제1~제6 서브유로(60a~60f)가 배치되지 않는다.
제1 냉각영역(63a)과 제2 냉각영역(63b)과의 간격(D2)은, 제1 축전모듈(30a)의 축전셀 적층체(40a)와 제2 축전모듈(30b)의 축전셀 적층체(40b)와의 간격(간극영역(65)의 폭)에 대응하도록 설정된다. 제1 축전모듈(30a)의 축전셀 적층체(40a)는, 냉각판(11)의 제1 냉각영역(63a)과 중첩하도록 배치되고, 제2 축전모듈(30b)의 축전셀 적층체(40b)는, 냉각판(11)의 제2 냉각영역(63b)과 중첩하도록 배치된다. 이와 같이, 복수의 축전모듈의 축전셀 적층체를, 각각 냉각판의 냉각영역과 중첩하도록 배치함으로써, 복수의 축전셀 적층체를 1세트의 냉각판으로 더욱 효율적으로 냉각할 수 있다. 또, 이러한 형상의 유로를 형성함으로써, 제1~제6 서브유로(60a~60f)의 입구부에서 출구부까지의 길이가 대략 동일해져, 제1~제6 서브유로(60a~60f)의 각각을 흐르는 냉각매체에 의한 흡열량을 균등화할 수 있다.
여기에서는, 복수의 y방향 유로 중, x축의 정의 측에 배치되는 절반 개수의 y방향 유로를 포함하는 영역을 제1 냉각영역(63a)으로 하고, x축의 부의 측에 배치되는 절반 개수의 y방향 유로를 포함하는 영역을 제2 냉각영역(63b)으로 하였지만, 냉각영역의 획정 방법은 이것에 한정되지 않는다. 도 18에서는, 예를 들면, 제1 냉각영역(63a)에 포함되는 y방향 유로의 개수와, 제2 냉각영역(63b)에 포함되는 y방향 유로의 개수를 상이하게 하여도 된다. 복수의 y방향 유로의 간격의 최대치(즉 D2)가, 2번째로 큰 간격의 값의 8배 이상으로 하는 것이 바람직하고, 그 최대치를 가지는 간격이, 제2 부분(54b)의 y방향 유로에 의하여 획정되는 것이 바람직하다.
제2 부분(54b)에 포함되는 복수의 서브유로(y방향 유로)를, 상대적으로 제1 부분(54a)에 가까운 제1 군과, 상대적으로 제3 부분(54c)에 가까운 제2 군으로 분류한다. 이 때, 제1 군의 y방향 유로와, 제2 군의 y방향 유로와의 간격이 D2에 상당한다. 제1 부분(54a)과 제2 부분(54b)과의 간격, 및 제2 부분(54b)과 제3 부분(54c)과의 간격이, D1에 상당한다.
[실시예 5]
도 19의 (a)에, 실시예 5에 의한 축전장치의 단면도를 나타낸다. 축전셀(20)은 원주형상의 외형을 가지고, 그 중심축은 z방향에 평행하며, 그 단면은, xy면에 평행하다. 축전셀(20)의 양측의 단면에, 각각 전극단자(21)가 장착되어 있다. 전극단자(21)의 일방은 정극이고, 타방은 부극이다. 복수의 축전셀(20)이, x방향 및 y방향으로 행렬형상으로 배치되어 있다. 도 19의 (a)에서는, 8개의 축전셀(20)이, x방향으로 2개, y방향으로 4개의 2행 4열의 행렬형상으로 배치되어 있다. 복수의 축전셀(20)은, 그들 전극단자(21)를 통하여, 전기적으로 직렬 접속되어 있다. 축전셀(20)로서, 예를 들면, 대용량이며 급속 충방전 특성이 뛰어난 전기 이중층 커패시터를 이용할 수 있다.
축전셀(20)은, 홀더(91), 및 고정판(92, 93)에 지지되어 있다. 홀더(91)는, 예를 들면 직육면체의 알루미늄 부재에, 축전셀(20)의 측면의 일부에 정합하는 반원 통형상의 복수의 오목부(91a)가 형성된 외형을 가진다. 홀더(91)의 오목부(91a)에, 축전셀(20)의 일부가 수납된다. 홀더(91)의 오목부(91a)와, 축전셀(20)의 오목부(91a)에 수납되는 측면은, 열전도성이 뛰어나고, 전기적 절연성을 가지는 접합부재(91b)에 의하여 접합되어 있다.
고정판(92, 93)에, 각각 축전셀(20)의 측면의 일부에 정합하는 오목부(92a, 93a)가 형성되어 있다. 축전셀(20)이, 오목부(92a, 93a)와 홀더(91)의 오목부(91a)로 끼워져 있다. 고정판(92, 93)은, 예를 들면 알루미늄으로 형성된다. 고정판(92)의 오목부(92a)와, 축전셀(20)의 측면은, 열전도성이 뛰어나고, 전기적 절연성을 가지는 접합부재(92b)에 의하여 접합되어 있다. 마찬가지로, 고정판(93)의 오목부(93a)와, 축전셀(20)의 측면은, 열전도성이 뛰어나고, 전기적 절연성을 가지는 접합부재(93b)에 의하여 접합되어 있다.
고정판(92, 93)은, 볼트에 의하여 홀더(91)에 고정된다. 축전셀(20)은, 접합부재(91b, 92b, 93b)를 통하여, 홀더(91) 및 고정판(92, 93)에 밀착한다. 축전셀(20), 홀더(91), 및 고정판(92, 93)이, 축전모듈(30)을 구성한다. 복수의 축전셀(20)이 2열로 배열되어 이루어지는 구조물을, 축전셀 집합체(45)라고 하기로 한다.
도 19의 (b)에, 도 19의 (a)의 일점쇄선 19B-19B에 있어서의 단면도를 나타낸다. 도 19의 (b)의 일점쇄선 19A-19A에 있어서의 단면도가, 도 19의 (a)에 상당한다.
홀더(91) 및 고정판(92, 93)은, z방향에 대하여, 축전셀(20)의 전극단자(21)보다 외측까지 돌출되어 있다. 홀더(91) 및 고정판(92, 93)을 z방향으로 사이에 두도록, 한 쌍의 냉각판(11, 12)이 배치되어 있다. 냉각판(12)은, 댐퍼(96) 및 축전장치용 마운트(95)를 통하여, 선회프레임(70A)에 장착되어 있다. 냉각판(11, 12)은, 홀더(91) 및 고정판(92, 93)의 단면에 접촉하고 있다. 이로써, 홀더(91) 및 고정판(92, 93)이, 냉각판(11, 12)에 열적으로 결합한다.
홀더(91) 및 고정판(92, 93)은, 접합부재(91b, 92b, 93b)를 통하여, 축전셀(20)을 둘러싸고 있다. 이로 인하여, 축전셀(20)에서 발생한 열은, 효율적으로 홀더(91) 및 고정판(92, 93)에 전달된다. 또, 홀더(91) 및 고정판(92, 93)은, 복수의 축전셀(20)의 사이를 채우는 형상을 가지고 있기 때문에, 냉각판(11, 12)과 넓은 면적으로 접촉한다. 이로 인하여, 홀더(91), 및 고정판(92, 93)으로부터 냉각판(11, 12)으로, 열이 효율적으로 전달된다. 축전셀(20)로부터 냉각판(11, 12)까지의 열전달 효율이 높아지기 때문에, 냉각판(11, 12)에 의하여, 축전셀(20)을 효율적으로 냉각할 수 있다.
도 19의 (a) 및 도 19의 (b)에서는, 축전셀(20)의 양측의 단면에 각각 전극단자(21)가 마련되어 있는 예를 나타냈지만, 축전셀(20)의 일방의 단면에 정극 및 부극의 2개의 전극단자(21)를 마련하여도 된다. 축전셀(20)을 이러한 구성으로 함으로써, 전극단자(21)가 마련되어 있지 않은 축전셀(20)의 단면에도 홀더(91) 또는 고정판(92, 93)을 접촉시킬 수 있어, 축전셀(20)을 보다 효율적으로 냉각하는 것이 가능해진다.
[실시예 6]
도 20에, 실시예 6에 의한 축전장치의 평면도를 나타낸다. 이하, 실시예 5와의 상이점에 대하여 설명하고, 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
실시예 6에서는, 1세트의 냉각판(11, 12)에 대하여 복수의 축전모듈이 조합되어 있다. 이하, 1세트의 냉각판(11, 12) 중 일방의 냉각판(11)과, 제1 및 제2 축전모듈(30a, 30b)과의 위치관계에 대하여 설명한다. 냉각판(12)(도 19의 (b))과, 제1 및 제2 축전모듈(30a, 30b)과의 위치관계는, 냉각판(11)과 제1 및 제2 축전모듈(30a, 30b)과의 위치관계와 동등하다. 냉각판(11)의 배후에 배치되는 제1 축전모듈(30a), 및 제2 축전모듈(30b)을 점선으로 나타낸다. 냉각판(11)에 유로(50)가 형성되어 있다. 유로(50)의 평면형상은, 도 18에 나타낸 실시예 4의 유로(50)의 평면형상과 동일하다. 도 18에 나타낸 실시예 4의 경우와 마찬가지로, 메인유로(54)가 형성된 영역이, 제1 냉각영역(63a)과 제2 냉각영역(63b)으로 구분되어 있다.
냉각판(11)은, 제1 및 제2 축전모듈(30a, 30b)의 홀더 및 고정판의 단면에 접촉하고, 홀더 및 고정판과 열적으로 결합하고 있다. 제1 축전모듈(30a)은, 냉각판(11)의 제1 냉각영역(63a)과 중첩하도록 배치되어 있다. 제2 축전모듈(30b)은, 냉각판(11)의 제2 냉각영역(63b)과 중첩하도록 배치되어 있다. 냉각판(11)은, 제1 및 제2 축전모듈(30a, 30b)에, 그들 y방향의 단부 근방에 있어서, 볼트 등의 체결부재로 고정된다. 이와 같이, 복수의 축전모듈을, 각각 냉각판의 복수의 냉각영역과 중첩하도록 배치함으로써, 복수의 축전모듈을 1세트의 냉각판으로 더욱 효율적으로 냉각할 수 있다.
이상 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이들에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 다양한 변경, 개량, 조합 등이 가능한 것은 당업자에게 자명한 것이다.
상기 실시예에 근거하여, 이하의 부기에 나타난 발명을 개시한다.
(부기 1)
제1 벽판에, 냉각매체를 흘려 보내는 제1 유로가 형성되어 있는 케이싱과,
상기 케이싱 내에 배치되고, 복수의 축전셀이 적층되며, 상기 축전셀의 각각이 상기 제1 유로에 열적으로 결합하고 있는 축전모듈과,
상기 케이싱 내에 배치되고, 상기 축전모듈에 전기적으로 접속된 전장부품을 가지는 축전장치.
(부기 2)
상기 케이싱은, 상기 제1 벽판에 대향하는 제2 벽판을 더 가지고, 상기 제2 벽판에, 냉각매체를 흘려 보내는 제2 유로가 형성되어 있으며, 상기 축전셀은, 상기 제2 유로에 열적으로 결합하고 있는 부기 1에 기재된 축전장치.
(부기 3)
상기 축전모듈은, 상기 축전셀의 사이에 배치된 복수의 전열판을 가지고, 상기 전열판은, 그 단면을 통하여 상기 제1 벽판 및 상기 제2 벽판에 열적으로 결합하고 있으며,
상기 케이싱은, 상기 제1 벽판과 상기 제2 벽판이 서로 근접하는 방향의 힘을 발생시키는 가압기구를 포함하고, 상기 제1 벽판과 상기 제2 벽판을 근접시키는 방향의 힘에 의하여, 상기 전열판과 상기 제1 벽판, 및 상기 전열판과 상기 제2 벽판과의 열전달률을 높이고 있는 부기 1 또는 2에 기재된 축전장치.
(부기 4)
상기 케이싱은, 상기 축전모듈 및 상기 전장부품을 수용하는 공간을, 외부의 공간으로부터 기밀하게 격리하는 부기 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 축전장치.
(부기 5)
상기 제1 벽판은,
외측의 표면에, 상기 제1 유로를 구성하는 홈이 형성된 제1 부재와,
상기 제1 부재의 외측의 표면을 덮고, 상기 홈의 개구부를 폐쇄함으로써 상기 제1 유로를 구성하는 제2 부재를 포함하는 부기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 축전장치.
(부기 6)
상기 축전모듈은, 상기 케이싱 내에, 상기 케이싱에 대하여 슬라이딩 불가능하게 수용되어 있는 부기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 축전장치.
(부기 7)
축전셀과, 그 축전셀과 열적으로 결합하고, 그 축전셀을 냉각하기 위한 냉각매체가 흐르는 유로를 포함하는 냉각판을 구비하는 축전모듈로서,
xy 직교좌표계를 정의하였을 때,
상기 유로는, 냉각매체를 y 정방향으로 흘려 보내고, 그 후 유동방향을 바꾸어 y 부방향으로 흘려 보내며, 다시 그 후 유동방향을 바꾸어 y 정방향으로 흘려 보내도록 구불구불한 합성유로를 포함하고,
상기 합성유로는, 냉각매체의 유동방향과 교차하는 폭방향에 관한 것으로, 복수의 서브유로로 구분되며,
상기 축전셀은, xy평면에 있어서, 상기 냉각판의 상기 합성유로가 배치되는 영역과 중첩하도록 배치되는 축전모듈.
(부기 8)
상기 복수의 서브유로 각각은, 냉각매체를 y방향을 따라 흘려 보내고, x방향으로 배열한 복수의 y방향 유로를 포함하며,
상기 복수의 서브유로에 포함되는 상기 y방향 유로의 서로 x방향에 인접하는 간격의 최대치는, 2번째로 큰 간격의 값의 8배 이상의 값을 가지고, 그 최대치를 가지는 간격은, 냉각매체를 y 부방향으로 흘려 보내는 y방향 유로에 의하여 획정되며,
상기 냉각판은, 상기 최대치를 가지는 간격의 일방측에 배치되는 복수의 y방향 유로에 대응하는 제1 냉각영역과, 타방측에 배치되는 복수의 y방향 유로에 대응하는 제2 냉각영역을 포함하고,
상기 축전셀은, 제1 및 제2 축전셀을 포함하며,
상기 제1 축전셀은, xy평면에 있어서, 상기 냉각판의 제1 냉각영역과 중첩하도록 배치되고,
상기 제2 축전셀은, xy평면에 있어서, 상기 냉각판의 제2 냉각영역과 중첩하도록 배치되는 부기 7에 기재된 축전모듈.
(부기 9)
상기 합성유로의 상류측의 단부는, 상류측을 향하여 폭이 좁아지는 형상을 가지고,
상기 합성유로를 구분하는 복수의 서브유로 각각의 상류측의 단부는, 상류측을 향하여 폭을 좁게 하면서 단일의 유로에 합류하는 부기 7 또는 8에 기재된 축전모듈.
(부기 10)
상기 합성유로의 하류측의 단부는, 하류측을 향하여 폭이 좁아지는 형상을 가지고,
상기 합성유로를 구분하는 복수의 서브유로 각각의 하류측의 단부는, 하류측을 향하여 폭을 좁게 하면서 단일의 유로에 합류하는 부기 7 내지 9 중 어느 하나에 기재된 축전모듈.
(부기 11)
상기 냉각판 및 상기 축전셀은, 상대 위치관계가 변화하지 않도록, 서로 결합되어 있는 부기 7 내지 10 중 어느 하나에 기재된 축전모듈.
(부기 12)
축전셀, 및 그 축전셀과 열적으로 결합하고, 그 축전셀을 냉각하기 위한 냉각매체의 유로가 마련된 냉각판을 포함하는 축전모듈로서,
상기 냉각판은,
상류측으로부터 하류측을 향하여 폭이 넓어지는 확대로와,
상기 확대로의 하류단에 접속하여 마련되는 메인유로와,
상기 메인유로를, 그 폭방향으로 구분하며, 복수의 서브유로로 구획하는 복수의 격벽을 포함하고,
상기 복수의 격벽 중 중앙에 마련되는 중앙벽의 상류측의 단부는, 그 중앙벽 이외의 비중앙 격벽의 상류측의 단부보다 상류측에 배치되는 축전모듈.
(부기 13)
상기 중앙벽의 상류측의 단부는, 상기 확대로에까지 침입하여 배치되는 부기 12에 기재된 축전모듈.
(부기 14)
상기 중앙벽의 상류측의 단부는, 상기 확대로의 상류단에 배치되는 부기 13에 기재된 축전모듈.
(부기 15)
상기 비중앙 격벽의 상류측의 단부는, 상기 확대로에까지 침입하여 배치되는 부기 12 내지 14 중 어느 하나에 기재된 축전모듈.
(부기 16)
상기 확대로에 있어서의 상기 비중앙 격벽은, 상류측을 향하여, 상기 중앙벽에 근접하도록 경사져 있는 부기 15에 기재된 축전모듈.
(부기 17)
상기 복수의 격벽은, 냉각매체가 흐르는 방향 중 어느 위치에 있어서도, 상기 서브유로의 각각의 폭이 동일해지도록 배치되는 부기 12 내지 16 중 어느 하나에 기재된 축전모듈.
(부기 18)
상기 확대로의 상류단에 접속하여 마련되는 도입로와,
상기 도입로의 하류단에 배치되고, 그 도입로의 하류측의 단부를 그 폭방향으로 구분하는 복수의 구획판을 더 포함하는 부기 12 내지 17 중 어느 하나에 기재된 축전모듈.
(부기 19)
상기 확대로에 있어서의 상기 중앙벽은, 그 폭이 상류측의 단부로부터 하류측을 향하여 넓어지고, 그 후 좁아지는 형상을 가지며,
상기 비중앙 격벽은, 상기 중앙벽의 폭이 최대가 되는 위치보다 하류측의 일부에 있어서, 상류측을 향하여, 상기 메인유로의 폭방향 중앙에 가상하는 평면으로부터 멀어지도록 경사져 있는 부기 13에 기재된 축전모듈.
(부기 20)
상기 확대로의 측벽은, 그 확대로의 평단면에 있어서, 그 확대로의 중심축에 대하여 40° 이하의 경사로 직선적으로 마련되어 있는 부기 12 내지 19 중 어느 하나에 기재된 축전모듈.
11, 12: 냉각판
13, 14: 벽판
20: 축전셀
21: 전극단자
25: 전열판
30: 축전모듈
30a: 제1 축전모듈
30b: 제2 축전모듈
31: 누름판
31A: 누름판의 선단부분
33: 타이로드
40, 40a, 40b: 축전셀 적층체
45: 축전셀 집합체
50: 유로
51a: 유입구
51b: 배출구
52a: 도입로
52b: 도출로
53a: 확대로
53b: 축소로
54: 메인유로
54a: 제1 부분
54b: 제2 부분
54c: 제3 부분
54d: 제1 만곡부
54e: 제2 만곡부
58: 격벽
58a: 제1 격벽(비중앙 격벽)
58b: 제2 격벽(비중앙 격벽)
58c: 제3 격벽(중앙벽)
58d: 제4 격벽(비중앙 격벽)
58e: 제5 격벽(비중앙 격벽)
59a: 냉각매체 유입관
59b: 냉각매체 배출관
60: 서브유로
60a~60f: 제1~제6 서브유로
61: 구획판
63a: 제1 냉각영역
63b: 제2 냉각영역
65: 간극영역
66: 서브유로가 배치되지 않는 영역
70: 상부 선회체
70A: 선회프레임
70B: 커버
70C: 캐빈
71: 하부 주행체
73: 선회 베어링
74: 엔진
75: 유압펌프
76: 선회모터
77: 오일탱크
78: 냉각팬
79: 좌석
80: 축전장치
81: 토크전달기구
82: 붐
83: 전동발전기
85: 암
86: 버킷
91: 홀더
91a: 오목부
91b: 접합부재
92: 고정판
92a: 오목부
92b: 접합부재
93: 고정판
93a: 오목부
93b: 접합부재
95: 축전장치용 마운트
96: 댐퍼(제진장치)
100: 본 유로
101: 도입로
102a~102f: 서브 경로
103: 배출로
107: 붐실린더
108: 암실린더
109: 버킷실린더
110: 하부 케이싱
111: 상부 케이싱
120: 바닥면
121: 측면
123: 개구
124: 커넥터 박스
127: 플랜지
128: 관통공
135: 절연애자
136: 중계판
137: 버스바
138: 버스바
139: 릴레이회로
140: 상면
141: 측면
142: 플랜지
143: 관통공
151: 커넥터
154: 스위치
155: 휴즈
160: 평판
161: 평판
162: 유로
163: 비스
165: 체결구
167: 전열고무 시트

Claims (30)

  1. 하부 주행체와,
    상기 하부 주행체에, 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체와,
    상기 상부 선회체에 배치된 어태치먼트와,
    상기 어태치먼트와 함께, 상기 상부 선회체에 배치된 축전장치와,
    상기 축전장치로부터의 방전 전력에 의하여 구동되는 전동부품을 가지고,
    상기 축전장치는,
    냉각매체를 흘려 보내는 제1 유로가 형성되어 있는 케이싱과,
    상기 케이싱 내에 배치되며, 복수의 축전셀이 적층되고, 상기 적층된 축전셀의 각각이 상기 제1 유로에 열적으로 결합함과 동시에, 복수의 상기 적층된 축전셀의 양단에 배치되어, 상기 적층된 축전셀에 적층 방향으로 압축력을 인가하는 누름판을 포함하는 축전모듈과,
    상기 케이싱 내에 수용되고, 상기 축전모듈에 전기적으로 접속된 전장부품과,
    상기 케이싱에 장착되며, 상기 축전모듈을 외부의 전기회로에 접속하는 커넥터를 가지고,
    상기 케이싱은,
    바닥면, 및 상기 바닥면의 가장자리로부터 상방을 향하여 뻗는 측면을 포함하며, 상부가 개방된 하부 케이싱과,
    상기 바닥면에 대향하는 상면을 포함하는 상부 케이싱을 가지고,
    상기 상부 케이싱과 상기 하부 케이싱이 합체되어, 외부로부터 격리된 공간을 형성하며, 상기 축전모듈 및 상기 전장부품이, 상기 공간 내에 수용되어 있고,
    상기 제1 유로가 상기 바닥면 및 상기 상면의 일방의 면에 형성되어 있는 쇼벨.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이싱의, 상기 바닥면 및 상기 상면 중 상기 제1 유로가 형성되어 있지 않는 쪽의 면에, 냉각매체를 흘려 보내는 제2 유로가 형성되어 있고, 상기 축전셀은, 상기 제2 유로에 열적으로 결합하고 있으며,
    상기 케이싱은, 상기 바닥면과 상기 상면이 서로 근접하는 방향의 힘을 발생시키는 가압기구를 포함하고, 상기 바닥면과 상기 상면을 근접시키는 방향의 힘에 의하여, 상기 축전모듈을 사이에 끼우고 있는 쇼벨.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 축전모듈은, 상기 축전셀의 사이에 배치된 복수의 전열판을 가지고, 상기 전열판은, 그 단면을 통하여 상기 바닥면 및 상기 상면에 열적으로 결합하고 있으며,
    상기 가압기구에 의한 힘에 의하여, 상기 전열판과 상기 바닥면, 및 상기 전열판과 상기 상면과의 열전달율을 높이고 있는 쇼벨.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바닥면 및 상기 상면 중 상기 제1 유로가 형성되어 있는 쪽의 면은, 외측의 표면에, 상기 제1 유로를 구성하는 홈이 형성된 제1 부재와,
    상기 제1 부재의 외측의 표면을 덮고, 상기 홈의 개구부를 폐쇄함으로써 상기 제1 유로를 구성하는 제2 부재를 포함하는 쇼벨.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축전모듈은, 상기 케이싱 내에, 상기 케이싱에 대하여 슬라이딩 불가능하게 수용되어 있고,
    상기 케이싱이 상기 상부 선회체에, 제진장치를 통하여 더 장착되어 있는 쇼벨.
  6. 하부 주행체와,
    상기 하부 주행체에, 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체와,
    상기 상부 선회체에 배치된 어태치먼트와,
    상기 어태치먼트와 함께, 상기 상부 선회체에 배치된 축전장치와,
    상기 축전장치로부터의 방전 전력에 의하여 구동되는 전동부품을 가지고,
    상기 축전장치는,
    제1 벽판에, 냉각매체를 흘려 보내는 제1 유로가 형성되어 있는 케이싱과,
    상기 케이싱 내에 배치되며, 복수의 축전셀이 적층되고, 상기 축전셀의 각각이 상기 제1 유로에 열적으로 결합하고 있는 축전모듈을 포함하며,
    상기 제1 유로는, 상기 제1 벽판의 면 내에서 구불구불해져 있으며, 냉각매체를 제1 방향으로 흘려 보내는 제1 부분과, 상기 제1 부분을 흐른 냉각매체가 유입되어, 유입된 냉각매체를 상기 제1 방향과는 반대 방향인 제2 방향으로 흘려 보내는 제2 부분과, 상기 제2 부분을 흐른 냉각매체가 유입되어, 유입된 냉각매체를 상기 제1 방향으로 흘려 보내는 제3 부분을 포함하고, 또한, 상기 제1 부분, 상기 제2 부분, 및 상기 제3 부분의 각각은, 상기 제1 유로의 폭방향으로 구분된 복수의 서브유로를 포함하며,
    평면에서 볼 때, 상기 구불구불한 부분이, 상기 축전모듈과 중첩하고 있고,
    상기 제2 부분에 포함되는 복수의 상기 서브유로는, 상대적으로 상기 제1 부분에 가까운 제1 군과, 상대적으로 상기 제3 부분에 가까운 제2 군으로 분류되며, 상기 제1 군의 상기 서브유로와, 상기 제2 군의 상기 서브유로와의 간격은, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분과의 간격, 및 상기 제2 부분과 상기 제3 부분과의 간격 중 어느 것 보다도 넓은 쇼벨.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 유로는, 상류측으로부터 하류측을 향하여 폭이 넓어지는 확대로를 포함하고,
    상기 확대로의 하류단에, 상기 제1 유로의 상기 제1 부분이 연속하며,
    상기 서브유로는, 상기 제1 유로 내에 마련된 복수의 격벽에 의하여 서로 분리되어 있고, 상기 복수의 격벽 중 중앙에 마련되는 중앙벽의 상류측의 단부는, 상기 중앙벽 이외의 격벽의 상류측의 단부보다도 상류측에 배치되는 쇼벨.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 중앙벽의 상류측의 단부는, 상기 확대로에까지 침입하여 배치되는 쇼벨.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 중앙벽 이외의 상기 격벽의 상류측의 단부도, 상기 확대로에까지 침입하여 배치되는 쇼벨.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 확대로에 있어서, 상기 중앙벽 이외의 상기 격벽은, 상류측을 향하여, 상기 중앙벽에 근접하도록, 상기 중앙벽이 뻗는 방향에 대하여 경사져 있는 쇼벨.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유로는,
    상기 확대로의 상류단에 접속하여 마련되는 도입로와,
    상기 도입로의 하류단에 배치되고, 상기 도입로의 하류측의 단부를 그 폭방향으로 구분하는 복수의 구획판을 더 포함하는 쇼벨.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축전모듈은, 복수의 상기 축전셀이 적층된 제1 축전모듈과, 복수의 다른 축전셀이 적층된 제2 축전모듈을 포함하고,
    상기 제1 축전모듈 및 상기 제2 축전모듈은, 상기 축전셀의 적층방향이 서로 평행이 되도록 나열되어, 상기 케이싱 내에 배치되어 있으며,
    복수의 상기 축전셀을 서로 접속하는 휴즈를 더 포함하는 쇼벨.
  13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측면에 배치되고, 개방부가 마련된 커넥터 박스를 더 가지며,
    상기 커넥터가 상기 개방부를 폐쇄하고 있는 쇼벨.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 측면에 마련된 개구와,
    상기 커넥터 박스 내에 배치되고, 상기 커넥터와 상기 축전모듈을 접속하는 릴레이회로를 더 가지며,
    상기 커넥터 박스는, 상기 측면의 외측에 마련되어 상기 개구를 폐쇄하고 있는 쇼벨.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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  21. 삭제
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  23. 삭제
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  30. 삭제
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