WO2012121099A1 - 蓄電装置 - Google Patents

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WO2012121099A1
WO2012121099A1 PCT/JP2012/055222 JP2012055222W WO2012121099A1 WO 2012121099 A1 WO2012121099 A1 WO 2012121099A1 JP 2012055222 W JP2012055222 W JP 2012055222W WO 2012121099 A1 WO2012121099 A1 WO 2012121099A1
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WO
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capacitor cells
electrodes
capacitor
electrode
negative electrode
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/055222
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English (en)
French (fr)
Inventor
山本　浩
俊一 桜木
大貴 篠田
貴文 堀
Original Assignee
株式会社小松製作所
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/14—Arrangements or processes for adjusting or protecting hybrid or EDL capacitors
    • H01G11/18—Arrangements or processes for adjusting or protecting hybrid or EDL capacitors against thermal overloads, e.g. heating, cooling or ventilating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/10—Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power storage device.
  • An object of the present invention is to provide a power storage device that can sufficiently cool an electrode and its joint.
  • a power storage device includes a plurality of capacitor cells having a positive electrode and a negative electrode, the positive electrodes and the negative electrodes being joined to each other, and a plurality of heat radiating plates stacked alternately with the plurality of capacitor cells.
  • a heat exchanger for exchanging heat of the cooling oil in the body, and the heat exchanger is provided on an inner surface around the stacking direction axis of the capacitor cell in the housing, and the positive electrode and the negative electrode The joint portion faces the inner surface of the housing.
  • the plurality of capacitor cells are arranged such that the positive electrode, the negative electrode, and the joint are positioned on the bottom surface side of the casing. .
  • the power storage device is characterized in that the joining portion and the inner surface of the bottom portion are separated by a predetermined distance.
  • the positive electrode and the negative electrode are made of different metals and are joined to each other by different metal joining means.
  • the negative electrode is made of copper
  • the positive electrode is made of aluminum
  • the entire electrode including the joint can be cooled.
  • the heat exchanger is provided on the inner surface around the stacking direction axis of the capacitor cell in the casing, and the junction between the positive electrode and the negative electrode of the capacitor cell faces the inner surface of the casing. Natural convection that circulates around each capacitor cell occurs in a plane perpendicular to the stacking direction of the capacitor cells in the housing. For this reason, the cooling oil cooled by the heat exchanger can be sent directly to each capacitor cell, and the cooled cooling oil can be circulated uniformly around each capacitor cell. Therefore, the electrodes and their joints can be sufficiently cooled for all capacitor cells.
  • cooling oil is naturally convected by the heat exchanger provided in the housing, there is no need to route cooling pipes inside the housing or to provide a forced circulation device such as a pump. Can be simplified.
  • a forced circulation device such as a pump.
  • the capacitor cell is arranged such that each electrode and its joint are located on the bottom surface side of the casing, the electrode and the joint are provided with cooling oil on the bottom surface side where the temperature is low. Will come in contact with. For this reason, it is possible to sufficiently cool those portions having a large calorific value.
  • the joining portion between the positive electrode and the negative electrode and the bottom surface portion facing the joining portion are separated by a predetermined distance, so that the cooling oil easily flows between the joining portion and the bottom surface portion. . For this reason, a junction part can be cooled more effectively.
  • the joining strength between the positive electrode and the negative electrode can be improved.
  • the electrical resistance of the joint is increased, and thus the amount of heat generated at the joint is particularly large.
  • the joint portion between the electrodes is located on the bottom surface portion side of the housing, even the joint portion having such a high electric resistance can be sufficiently cooled.
  • the positive electrode made of aluminum is exposed to the cooling oil rather than the negative electrode made of copper. For this reason, it is possible to sufficiently cool the positive electrode made of aluminum, which has an electric resistance larger than that of the negative electrode made of copper and generates a large amount of heat.
  • FIG. 9 is a partially enlarged view of the IX-IX cross section of FIG. 8.
  • the power storage device 1 is a capacitor fixed to the bottom surface of the top plate 21 via a bottomed square case 22 that constitutes the housing 2 of the power storage device 1 together with the top plate 21 and a bracket 23.
  • the module 3 is provided, and the capacitor module 3 is accommodated in the housing 2 in a state immersed in the cooling oil.
  • the housing 2 includes a water-cooled heat exchanger 24 inside the case 22.
  • the heat exchanger 24 is provided on the inner surface 271 of the side surface portion 27 along the longitudinal direction of the case 22.
  • the side surface portion 27 is provided with a cooling water inlet 25 of the heat exchanger 24 on the upper side and a cooling water outlet 26 on the lower side.
  • the heat exchanger 24 performs heat exchange of the cooling oil in the housing 2 to cool the cooling oil, thereby cooling the capacitor module 3.
  • the capacitor module 3 is shown with the top plate 21 facing down.
  • the capacitor module 3 includes two types of capacitor cells 4A and 4B (see FIG. 4), and a plurality of heat sinks 5 stacked alternately with the capacitor cells 4A and 4B.
  • each of the capacitor cells 4A, 4B includes positive electrodes 41A, 41B, negative electrodes 42A, 42B, and a separator (not shown), and each of the electrodes 41A, 41B, 42A, 42B and the separator is an electrolytic solution. It is accommodated in the insulating exterior body in the state immersed in the.
  • the positive electrodes 41A and 41B and the negative electrodes 42A and 42B are made of different metals. Specifically, the positive electrodes 41A and 41B are made of aluminum, and the negative electrodes 42A and 42B are made of copper.
  • the positive electrodes 41A and 41B and the negative electrodes 42A and 42B are provided side by side on the common edge of the capacitor cells 4A and 4B, respectively, and the positive electrodes 41A and 41B extend from the edges to the out-of-plane direction of the capacitor cells 4A and 4B.
  • the negative electrodes 42A and 42B are bent to the other side.
  • the positive electrode 41A of the capacitor cell 4A and the negative electrode 42B of the capacitor cell 4B, and the positive electrode 41B of the capacitor cell 4B and the negative electrode 42A of the capacitor cell 4A are provided at positions facing each other. Further, the positive electrode 41A and the negative electrode 42B facing each other, and the positive electrode 41B and the negative electrode 42A are bent to the facing electrode sides.
  • the positive electrodes 41A and 41B and the negative electrodes 42A and 42B can be connected without separately providing a conducting wire, Capacitor cells 4A and 4B can be connected in series.
  • each electrode 41A, 41B, 42A, 42B is superposed on the negative electrode 42A, 42B made of copper so that the positive electrode 41A, 41B made of aluminum is exposed by a laser as a dissimilar metal joining means. Laser welded together.
  • the negative electrodes 42A and 42B can be laser-welded to the positive electrodes 41A and 41B with the copper negative electrodes 42A and 42B exposed.
  • the balance substrate 6 includes two electrodes 61 and 62 having flexibility such as a flat knitted copper wire.
  • One electrode 61 extends from the balance substrate 6 along the longitudinal direction of the balance substrate 6.
  • the other electrode 62 extends from the balance substrate 6 perpendicularly to the longitudinal direction of the balance substrate 6 and is bent in the stacking direction of the capacitor cells 4A and 4B.
  • These electrodes 61 and 62 are connected to the electrodes 41A, 41B, 42A and 42B of the capacitor cells 4A and 4B.
  • the balance board 6 is provided for each capacitor cell 4A, 4B, and prevents the specific capacitor cell 4A, 4B from being overcharged during charging, thereby equalizing the voltage of each capacitor cell 4A, 4B. To do.
  • each capacitor cell 4A, 4B varies and the specific capacitor cell 4A, 4B is overcharged, so that the capacitor cell 4A, 4B reaching a certain voltage is bypassed by the balance substrate 6.
  • the specific capacitor cells 4A and 4B are prevented from being overcharged.
  • the substrate fixing portion 7 includes a substrate accommodating portion 71 for accommodating the balance substrate 6, a locking portion 73 provided with a protrusion 72 that is locked to the heat sink 5, and the electrodes 41A of the capacitor cells 4A and 4B, respectively. , 41B, 42A, 42B, and groove portions 75, 76 formed at positions corresponding to them.
  • the substrate housing portion 71 is provided with a slit 74 for holding the balance substrate 6.
  • the balance substrate 6 fitted in the slit 74 and accommodated in the substrate housing portion 71 is made of an epoxy resin adhesive or the like. It fixes to the board
  • the cooling oil flows to cool the electrodes 41A, 41B, 42A and 42B of the capacitor cells 4A and 4B, and the laser light at the time of laser welding of the electrodes 41A, 41B, 42A and 42B is scattered. You can also.
  • the substrate fixing portion 7 is locked to one side of the heat sink 5 by the locking portion 73 in a state where the balance substrate 6 is accommodated in the substrate accommodating portion 71, and each of the electrodes 41A, 41B, 42A of the capacitor cells 4A, 4B. , 42B are supported from the negative electrodes 42A, 42B side.
  • the substrate fixing part 7 is made of resin.
  • the heat sink 5 is made of a plate-shaped member made of aluminum.
  • the heat radiating plate 5 is pointed with respect to a substantially center point of the heat radiating plate 5 in order to insert notches 51 provided at both ends of the heat radiating plate 5 and through bolts 83 described later of the pressing portion 8.
  • a plurality of (four in this embodiment) through-holes 52 provided at positions and a plurality of through-holes 53 corresponding to the shape of the protrusion 72 provided in the locking portion 73 for locking the substrate fixing portion 7.
  • the substrate fixing portion 7 to which the balance substrate 6 is fixed is locked to the heat radiating plate 5 by fitting the projection 72 of the locking portion 73 into the through hole 53.
  • the balance substrate 6 is integrated with the heat sink 5 via the substrate fixing portion 7.
  • the capacitor cells 4A and 4B are alternately arranged with the heat sink 5 interposed therebetween as described above, the positive electrodes 41A and 4B of the capacitor cells 4A and 4B are disposed as shown in FIGS. 41B and the negative electrodes 42A and 42B are alternately arranged on one side and the other side across the balance substrate 6 in a state where they overlap each other on the substrate fixing portion 7. Further, by disposing the heat sink 5 in which the balance substrate 6 is integrated with the front and back being alternately reversed, the heat sinks 5 adjacent to each other with the capacitor cells 4 ⁇ / b> A and 4 ⁇ / b> B sandwiched between the electrodes 61 from the balance substrate 6. The extending direction is reversed.
  • the extending directions of the electrodes 62 from the balance substrate 6 are matched by reversing the bending direction of the electrodes 62 with respect to the balance substrate 6 between the adjacent heat sinks 5.
  • the electrode 61 of the balance substrate 6 is disposed between the positive electrode 41A of the capacitor cell 4A and the negative electrode 42B of the capacitor cell 4B, and the electrode 62 of the balance substrate 6 is connected to the positive electrode 41B of the capacitor cell 4B.
  • the capacitor cell 4A is disposed between the negative electrode 42A.
  • the electrodes 61 and 62 of the balance substrate 6 are directly connected to the positive electrodes 41A and 41B and the negative electrodes 42A and 42B of the capacitor cells 4A and 4B, and are collectively joined by laser welding.
  • the capacitor cells 4A and 4B and the heat sink 5 are positioned with reference to the joint portions of the electrodes 41A, 41B, 42A and 42B. That is, in FIG. 7, the heat sink 5 is positioned such that the electrode 61 extending along the longitudinal direction from the balance substrate 6 is located at the junction of the negative electrode 42B of the capacitor cell 4B. Furthermore, the capacitor cell 4A is positioned so that the junction of the positive electrode 41A is located at the junction of the negative electrode 42B, and the capacitor cells 4A and 4B and the heat dissipation plate 5 are stacked at a predetermined position. At this time, the capacitor cells 4 ⁇ / b> A and 4 ⁇ / b> B are disposed between the through bolts 83 that penetrate both side ends of the heat sink 5.
  • the pressing portion 8 has press plates 81 and 82 provided on both sides in the stacking direction, and the surface thereof is electrically insulated, and passes through the press plates 81 and 82 and the heat radiating plates 5.
  • a through bolt 83 and a spring 84 provided between the pressing plate 81 and the bracket 23 are provided so that the biasing direction coincides with the stacking direction of the capacitor cells 4A and 4B.
  • the through bolt 83 is inserted into a through hole (not shown) of the holding plate 82, each through hole 52 of the heat radiating plate 5, a through hole of the holding plate 81, a spring 84, and a through hole of the bracket 23.
  • the bracket 23 is fastened to the spring 84 side by screwing the nut 85 through the bolt 83. That is, the pressing portion 8 holds the heat dissipation plate 5 so as to be displaceable in the stacking direction in a state where the capacitor cells 4A and 4B and the heat dissipation plate 5 are pressed in the stacking direction.
  • the vibration suppression unit 9 shown in FIGS. 4 and 5 includes a first vibration suppression member (vibration suppression member) 91 and a second vibration suppression member 92 that are continuously formed along the stacking direction of the radiator plates 5. Yes.
  • Two first vibration suppression members 91 shown in FIG. 5 are provided across the heat sink 5, and each first vibration suppression member 91 is inserted into the notch 51 of each heat sink 5 and is in contact with the heat sink 5.
  • the vibration suppressing member 91 includes a main body 94 having a U-shaped cross section welded to a support portion 93 having a bolt hole, and an abutting surface portion 95 configured by an elastic member such as rubber or resin and covering the surface of the main body 94.
  • the bolts are fixed to the top plate 21 via support portions 93 in a state where the heat sinks 5 are inserted through the notches 51.
  • the first vibration suppressing member 91 is different in two directions orthogonal to the stacking direction by one side in the horizontal direction inserted through the notch 51 of the heat radiating plate 5 and one side in the vertical direction contacting the heat radiating plate 5 at both ends.
  • the heat sink 5 is held from the direction.
  • the second vibration suppressing member 92 shown in FIG. 5 is formed in a plate shape with an elastic member such as rubber or resin.
  • the second vibration suppressing member 92 is provided between the top plate 21 and the heat radiating plate 5 in the stacking direction of the heat radiating plates 5, and a contact surface portion 92 ⁇ / b> A configured by a surface portion on the heat radiating plate 5 side is provided for each heat radiating plate 5. Abut.
  • the shock or vibration can be absorbed by the second vibration suppressing member 92. It is possible to suppress the vibration of the capacitor cells 4A and 4B sandwiched between the plates 5 and held by the frictional force with the heat radiating plate 5. Further, since the contact surface portion 95 of the first vibration suppressing member 91 and the contact surface portion 92A of the second vibration suppressing member 92 are continuously formed along the stacking direction of the capacitor cells 4A and 4B, the capacitor cell 4A. , 4B can change the position of the heat sink 5 to follow the change in the thickness of the capacitor cells 4A, 4B.
  • the bus bars 10A and 10B are electrically insulated on the surface by covering with a heat shrinkable tube or the like, and the top plate 21 is made of electrically insulating members 11 to 13 such as rubber or resin (see FIGS. 3 and 6). And it is fixed to the bracket 23.
  • fixed electrodes 15A and 15B are screwed to terminal blocks 14A and 14B attached to the holding plates 81 and 82, respectively, and one end side of the bus bars 10A and 10B is connected to the fixed electrodes 15A and 15B.
  • the fixed electrodes 15A and 15B are connected to the positive electrode 41B or the negative electrode 42A of the capacitor cells 4A and 4B located on both sides in the stacking direction via separate aluminum electrodes 16 or copper electrodes 17 (see FIG.
  • the negative electrode 42A of the capacitor cell 4A is connected to the aluminum electrode 16
  • the aluminum electrode 16 is connected to the fixed electrode 15A
  • the fixed electrode 15A is connected to one end of the bus bar 10A.
  • the positive electrode 41B of the capacitor cell 4B is connected to the copper electrode 17, the copper electrode 17 is connected to the fixed electrode 15B, and the fixed electrode 15B is connected to one end of the bus bar 10B.
  • the other end of the bus bars 10A and 10B extends outside the housing 2 and is connected to a terminal box (not shown). And external devices, such as a generator motor and an inverter, are connected to the terminal in this terminal box. Further, a part of the bus bar 10 ⁇ / b> A is sandwiched between slits 92 ⁇ / b> B provided in the second vibration suppression member 92 and is held by the second vibration suppression member 92.
  • the positive electrodes 41A and 41B and the negative electrodes 42A and 42B of the capacitor cells 4A and 4B are formed on the substrate fixing portion 7 as shown in FIG. , 41B are placed on the outside. Between the positive electrodes 41A and 41B and the negative electrodes 42A and 42B, the electrodes 61 and 62 of the balance substrate 6 are interposed, and the positive electrodes 41A and 41B, the negative electrodes 42A and 42B, and the electrodes 61 and 62 are They are joined together by laser welding.
  • the balance substrate 6 can be displaced in the stacking direction with respect to the electrodes 41A, 41B, 42A, and 42B of the capacitor cells 4A and 4B.
  • the electrodes 41A, 41B, 42A, 42B are connected to the electrodes 41A, 41B, 42A, 42B.
  • these impacts and vibrations are prevented from being transmitted from the radiator plate 5 to the respective electrodes 41 ⁇ / b> A, 41 ⁇ / b> B, 42 ⁇ / b> A, 42 ⁇ / b> B via the balance substrate 6. be able to. Therefore, the load which acts on the junction part of each electrode 41A, 41B, 42A, 42B can be suppressed.
  • the substrate fixing part 7 is spaced apart from the electrodes 41A, 41B, 42A, 42B of the capacitor cells 4A, 4B in the stacking direction, and between the electrodes 41A, 41B, 42A, 42B and the substrate fixing part 7. Are provided with a gap in the stacking direction.
  • the gap has such a dimension that the electrodes 41A, 41B, 42A, 42B and the substrate fixing portion 7 do not contact each other and do not contact during vibration even when the capacitor cells 4A, 4B are deteriorated and thinned. It is secured.
  • the substrate fixing portion 7 it is possible to prevent the substrate fixing portion 7 from coming into contact with the electrodes 41A, 41B, 42A, and 42B even when the heat radiating plate 5 is displaced in the stacking direction due to the impact and vibration transmitted to the power storage device 1. Therefore, it is possible to prevent an impact or vibration from being transmitted from the heat radiating plate 5 to the electrodes 41A, 41B, 42A, 42B via the substrate fixing portion 7. Furthermore, since the shock and vibration transmitted to the heat sink 5 can be absorbed by the second vibration suppressing member 92, the vibration suppressing portion 9 indicates that vibration is transmitted from the heat sink 5 to each of the electrodes 41A, 41B, 42A, 42B. Can also be prevented. Therefore, the load which acts on the junction part of each electrode 41A, 41B, 42A, 42B can be suppressed.
  • the capacitor cells 4A and 4B becomes thinner due to aging, the capacitor cells 4A and 4B and the heat sink 5 are urged in the stacking direction by the elastic force of the spring 84.
  • the position can be made to follow the change in the thickness of the capacitor cells 4A and 4B, and the heat sink 5 can be kept pressed against the capacitor cells 4A and 4B. For this reason, even when the thickness of the capacitor cells 4A and 4B changes, the capacitor cells 4A and 4B can be reliably held by the frictional force between the heat sink 5 and the capacitor cells 4A and 4B.
  • the capacitor cells 4A and 4B are arranged so that the positive electrodes 41A and 41B, the negative electrodes 42A and 42B, and their junctions are located on the bottom surface 28 (see FIG. 2) side of the case 22. Since the positive electrodes 41A and 41B of the capacitor cells 4A and 4B are made of aluminum, the calorific value is larger than that of the copper negative electrodes 42A and 42B. Moreover, since the junction part of each electrode 41A, 41B, 42A, 42B has a large electrical resistance, the calorific value at the time of charging / discharging is large especially in capacitor cell 4A, 4B, and temperature tends to rise.
  • the heat exchanger 24 has an inner surface around the stacking direction axis of the capacitor cells 4 ⁇ / b> A and 4 ⁇ / b> B in the housing 2, in this embodiment, a side surface parallel to the stacking direction of the capacitor cells 4 ⁇ / b> A and 4 ⁇ / b> B.
  • the inner surface 271 of the portion 27 is provided.
  • the electrodes 41A, 41B, 42A, 42B of the capacitor cells 4A, 4B face the inner surface 281 of the bottom surface 28 of the case 22, and the inner surface 281 and the electrodes 41A, 41B, 42A, 42B are They are separated by a predetermined distance.
  • the cooling oil in the housing 2 is cooled by heat exchange in the heat exchanger 24 and the specific gravity increases, the cooling oil flows from the heat exchanger 24 to the bottom as shown by arrows A and B in FIG.
  • the natural convection flows around the capacitor cells 4A and 4B in a plane perpendicular to the stacking direction by flowing down to the portion 28 side and moving along the bottom surface portion 28.
  • the cooling oil whose temperature has been lowered due to cooling first cools the electrodes 41A, 41B, 42A, 42B of the capacitor cells 4A, 4B and their joints, so that these parts are effectively cooled. Can do.
  • the positive electrodes 41A and 41B made of aluminum are arranged on the bottom surface 28 side with respect to the negative electrodes 42A and 42B, and are exposed to the cooling oil more than the negative electrodes 42A and 42B. For this reason, the cooling oil can flow on the surfaces of the positive electrodes 41A and 41B, and the positive electrodes 41A and 41B that easily rise in temperature compared to the negative electrodes 42A and 42B can be sufficiently cooled. Further, since the cooling oil flows into the groove portions 75 and 76 of the substrate fixing portion 7, each electrode 41A, 41B, 42A and 42B of the capacitor cells 4A and 4B and the electrodes 61 and 62 of the balance substrate 6 are more effective by this cooling oil. Can be cooled.
  • the cooling oil is naturally convected by the heat exchanger 24 provided in the housing 2, there is no need to route piping in the housing 2, and the structure of the power storage device 1 can be simplified.
  • a forced circulation device such as a pump inside or outside the housing 2, and thus such a configuration is useful.
  • the capacitor cells 4A and 4B and the heat radiating plate 5 are immersed in the cooling oil, the entire electrodes 41A, 41B, 42A and 42B including the joint portions can be cooled.
  • the heat exchanger 24 is provided on the inner surface 271 around the axis in the stacking direction of the capacitor cells 4A and 4B in the casing 2, and the junctions of the electrodes 41A, 41B, 42A and 42B of the capacitor cells 4A and 4B are as follows.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
  • the electrodes 41A, 41B, 42A, 42B of the capacitor cells 4A, 4B and the electrodes 61, 62 of the balance substrate 6 may be made of a material other than that used in the embodiment.
  • the electrodes 41A, 41B, 42A, and 42B of the capacitor cells 4A and 4B and their junctions are arranged so as to be located on the bottom surface portion 28 side of the case 22, but the electrodes 41A, 41B, The positions of 42A and 42B and the joint are not limited to this.
  • the electrodes 41 ⁇ / b> A, 41 ⁇ / b> B, 42 ⁇ / b> A, 42 ⁇ / b> B and the joint portion may be arranged at a position facing the side surface portion of the case 22.
  • the positive electrodes 41A and 41B made of aluminum are exposed to the cooling oil more than the negative electrodes 42A and 42B made of copper, but the negative electrodes 42A and 42B are exposed to the cooling oil more than the positive electrodes 41A and 41B. You may arrange so that. Moreover, in the said embodiment, although each electrode 41A, 41B, 42A, 42B of capacitor cell 4A, 4B was joined by laser welding, even if each electrode 41A, 41B, 42A, 42B is joined by the other method. Good.
  • two cutouts 51 of the heat sink 5 and two first vibration suppression members 91 of the vibration suppression unit 9 are provided.
  • the numbers of the cutouts 51 and the first vibration suppression members 91 are the same. It is not restricted to, You may provide two or more, respectively.
  • a through hole may be provided instead of the notch 51, and the first vibration suppressing member 91 may be inserted into the through hole.
  • the first vibration suppression member 91 includes the main body 94 and the contact surface portion 95 that covers the surface of the main body 94.
  • the main body 94 itself may be formed of an elastic member to serve as the first vibration suppression member 91.
  • the first vibration suppressing member 91 may be configured by the elastic member and the through bolt 83 by covering the periphery of the through bolt 83 with an elastic member.
  • the shape of the first vibration suppressing member 91 is not limited to the U-shaped cross section, and for example, the first vibration suppressing member 91 may be formed in an L-shaped cross section or a plate shape.
  • the capacitor cells 4A and 4B and the heat radiating plate 5 can be pressed in the stacking direction.
  • two through holes 52 and through bolts 83 are provided at positions to be pointed with respect to the approximate center point of the heat radiating plate 5. Four or more may be provided.
  • the spring 84 is provided as an urging member for urging the capacitor cells 4A and 4B and the heat radiating plate 5 in the stacking direction.
  • the urging member is not limited to this, for example, hydraulic pressure or pneumatic pressure A bellows, a cylinder or the like that is driven by may be used as the urging member.
  • the heat exchanger 24 is provided on the side surface portion 27 along the longitudinal direction of the case 22.
  • the position of the heat exchanger 24 is not limited to this, and for example, the heat exchanger 24 is enclosed in a housing. It may be provided on the inner surface of the top plate 21 of the body 2.
  • the cooling oil cooled by the heat exchanger 24 flows down to the bottom surface portion 28 side through both sides of the capacitor module 3.
  • the temperature distribution of the cooling oil in the housing 2 can be made uniform on the left and right of the capacitor module 3, and the capacitor cells 4A, 4B and the electrodes 41A, 41B, 42A, 42B can be evenly cooled.
  • the heat exchanger 24 was a water cooling type, the thing of another cooling system may be used.
  • the casing 2 is filled with the cooling oil and the capacitor module 3 is housed in the casing 2 in a state immersed in the cooling oil.
  • any cooling medium that does not short-circuit the capacitor module 3 can be used.
  • a thing other than the cooling oil may be used as a cooling medium for the capacitor module 3.
  • the present invention can be used for a hybrid type construction machine equipped with an engine and a generator motor as a drive source, as well as an electric drive type construction machine driven only by electric power, a machine other than a construction machine, and a vehicle. Can do.
  • SYMBOLS 1 Power storage device, 2 ... Housing, 4A, 4B ... Capacitor cell, 5 ... Heat sink, 24 ... Heat exchanger, 28 ... Bottom part, 41A, 41B ... Positive electrode, 42A, 42B ... Negative electrode, 271, 281 ... inside.

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Abstract

　蓄電装置（１）は、正電極および負電極を有し、互いの正電極および負電極が接合された複数のキャパシタセルと、キャパシタセルと交互に積層された複数の放熱板（５）と、キャパシタセルおよび放熱板（５）を冷却油に浸した状態でキャパシタセル、放熱板（５）、および冷却油を収容する筐体（２）と、筐体（２）内に設けられ、筐体（２）内で冷却油の熱交換を行う熱交換器（２４）とを備え、熱交換器（２４）は、筐体（２）におけるキャパシタセルの積層方向軸の周囲の内面（２７１）に設けられ、正電極と負電極との接合部は、筐体（２）の内面（２８１）に面している。

Description

蓄電装置
　本発明は、蓄電装置に関する。
　近年、各種装置の駆動源としてエンジンおよび発電電動機が搭載されたハイブリッド型車両やハイブリッド型建設機械の開発が盛んである。これらハイブリッド型車両およびハイブリッド型建設機械において、発電電動機によって発電された電力を蓄える装置として、リチウムイオン電池等のセル電池や電気二重層キャパシタ等のキャパシタセルを複数備えた蓄電装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
　このような蓄電装置では、充放電時に電極が大きな発熱を伴うため、電極を中心とした冷却が行われる。特に、セル同士の電極の接合部は、電気抵抗が大きく発熱量が大きいことから、接合部を含む電極全体を冷却することが必要となる。
　特許文献１に記載の蓄電装置では、それぞれケースに収容されたセル電池が電極を一直線状にして積層され、全てのセル電池にわたって積層方向に連続する水冷ジャケットが電極およびケース両側面に設けられることで、各セル電池および電極が水冷ジャケットにより冷却されるように構成されている。
　特許文献２に記載の蓄電装置では、積層されたキャパシタセルがケース内に収容され、ケース外部からのびるヒートパイプがキャパシタセルの電極に接続されることで、キャパシタセルの電極がヒートパイプにより冷却されるように構成されている。
特開２０００－３４８７８１号公報 実開昭５８－１６６０２７号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の蓄電装置では、冷却水を積層方向に沿って強制対流させるため、冷却水の温度が上昇する下流側の電極およびその接合部を十分に冷却することができないという問題がある。
　特許文献２に記載の蓄電装置では、ヒートパイプが電極の限られた部分にのみ接するため、接合部を含む電極全体を十分に冷却することができないという問題がある。
　本発明の目的は、電極およびその接合部を十分に冷却できる蓄電装置を提供することである。
　第１発明に係る蓄電装置は、正電極および負電極を有し、互いの正電極および負電極が接合された複数のキャパシタセルと、前記複数のキャパシタセルと交互に積層された複数の放熱板と、前記複数のキャパシタセルおよび放熱板を冷却油に浸した状態で前記複数のキャパシタセル、前記複数の放熱板、および前記冷却油を収容する筐体と、前記筐体内に設けられ、前記筐体内で前記冷却油の熱交換を行う熱交換器とを備え、前記熱交換器は、前記筐体における前記キャパシタセルの積層方向軸の周囲の内面に設けられ、前記正電極と前記負電極との接合部は、前記筐体の内面に面していることを特徴とする。
　第２発明に係る蓄電装置では、前記複数のキャパシタセルは、前記正電極、前記負電極、および前記接合部が前記筐体の底面部側に位置するように配置されていることを特徴とする。
　第３発明に係る蓄電装置では、前記接合部と前記底面部の内面とは、所定距離離間していることを特徴とする。
　第４発明に係る蓄電装置では、前記正電極および前記負電極は、異なる金属で構成されるとともに、互いが異種金属接合手段で接合されていることを特徴とする。
　第５発明に係る蓄電装置では、前記負電極は銅製であり、前記正電極はアルミニウム製で、前記銅製の負電極よりも前記冷却油に露出していることを特徴とする。
　第１発明によれば、キャパシタセルおよび放熱板が冷却油に浸されているため、接合部を含む電極全体を冷却することができる。この際、熱交換器が、筐体におけるキャパシタセルの積層方向軸の周囲の内面に設けられ、キャパシタセルの正電極と負電極との接合部は、筐体の内面に面しているため、筐体内にキャパシタセルの積層方向と直交する面内で各キャパシタセル周りを循環する自然対流が生じる。このため、熱交換器により冷却された冷却油を各キャパシタセルに直接送ることができ、冷却された冷却油を各キャパシタセル周りに均等に循環することができる。従って、全てのキャパシタセルについて、電極およびその接合部を十分に冷却することができる。
　さらに、筐体内に設けられた熱交換器により冷却油を自然対流させるため、筐体内部に冷却用の配管を引き回したり、ポンプ等の強制循環装置を設けたりする必要がなく、蓄電装置の構造を簡略化することができる。特に、蓄電装置を含む各機器の配置スペースが少ない建設機械では、筐体の内部あるいは外部に強制循環装置を設けることが困難なため、このような構成が有用となる。
　第２発明によれば、キャパシタセルは、各電極およびその接合部が筐体の底面部側に位置するように配置されているため、電極および接合部が、温度の低い底面部側の冷却油に接することになる。このため、発熱量が大きいこれらの部位の冷却を十分に行うことができる。
　第３発明によれば、正電極および負電極の接合部と、この接合部が面する底面部とが所定距離離間しているため、冷却油が接合部と底面部との間を流れやすくなる。このため、より効果的に接合部の冷却を行うことができる。
　第４発明によれば、それぞれ異なる金属で構成された正電極および負電極が異種金属接合手段で接合されているため、正電極と負電極との接合強度を向上させることができる。ここで、異種金属同士を接合した場合は、接合部の電気抵抗が高くなるため、接合部の発熱量が特に大きくなる。本発明によれば、電極同士の接合部が筐体の底面部側に位置するため、このように高い電気抵抗を有する接合部であっても、十分な冷却を行うことができる。
　第５発明によれば、アルミニウム製の正電極が銅製の負電極よりも冷却油に露出している。このため、銅製の負電極よりも電気抵抗が大きく、発熱量の大きいアルミニウム製の正電極を、十分に冷却することができる。
本発明の一実施形態に係る蓄電装置の側面図。 図１のII－II断面図。 蓄電装置のキャパシタモジュールの平面図。 図３のIV－IV断面図。 図３のV－V断面図。 図３のVI矢視図。 蓄電装置のキャパシタセル、放熱板、および周辺部材の分解斜視図。 図３の部分拡大図。 図８のIX－IX断面の部分拡大図。
　以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１および図２において、蓄電装置１は、天板２１とともに蓄電装置１の筐体２を構成する有底角状のケース２２と、ブラケット２３を介して天板２１の下面に固定されたキャパシタモジュール３とを備え、キャパシタモジュール３が冷却油に浸された状態で筐体２内に収容されている。
　筐体２は、図２に示すように、ケース２２内部に水冷式の熱交換器２４を備えている。この熱交換器２４は、ケース２２の長手方向に沿った側面部２７の内面２７１に設けられている。このため、この側面部２７には、上部側に熱交換器２４の冷却水の流入口２５が設けられ、下部側に冷却水の流出口２６が設けられている。この熱交換器２４により、筐体２内の冷却油の熱交換が行われて冷却油が冷却され、キャパシタモジュール３が冷却される。
　次に、キャパシタモジュール３の構成について説明する。なお、図３以降の図では、天板２１を下にした状態でキャパシタモジュール３を示している。
　図３から図６に示すように、キャパシタモジュール３は、２種類の複数のキャパシタセル４Ａ，４Ｂ（図４参照）と、これらキャパシタセル４Ａ，４Ｂと交互に積層された複数の放熱板５と、各キャパシタセル４Ａ，４Ｂの充電時の電圧を均等化するための複数のバランス回路が形成されたバランス基板６と、各バランス基板６を放熱板５に固定するための基板固定部７と、複数のキャパシタセル４Ａ，４Ｂおよび複数の放熱板５を積層方向に押圧する押圧部８と、各放熱板５に当接してキャパシタセル４Ａ，４Ｂおよび放熱板５の振動を抑制する振動抑制部９と、キャパシタセル４Ａ，４Ｂと筐体２の外部あるいは内部に設けられた図示しないターミナルボックスとを接続するバスバー１０Ａ，１０Ｂとを備えている
　図７に示すように、各キャパシタセル４Ａ，４Ｂは、正電極４１Ａ，４１Ｂと、負電極４２Ａ，４２Ｂと、図示しないセパレータとを備え、各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂおよびセパレータが電解液に浸された状態で絶縁性の外装体に収容されている。正電極４１Ａ，４１Ｂおよび負電極４２Ａ，４２Ｂは、異なる金属で構成されている。具体的に、正電極４１Ａ，４１Ｂはアルミニウムで構成され、負電極４２Ａ，４２Ｂは銅で構成されている。これら正電極４１Ａ，４１Ｂおよび負電極４２Ａ，４２Ｂは、それぞれキャパシタセル４Ａ，４Ｂにおける共通の端縁に並んで設けられ、当該端縁から正電極４１Ａ，４１Ｂがキャパシタセル４Ａ，４Ｂの面外方向の一方側に折曲し、負電極４２Ａ，４２Ｂが他方側に折曲している。
　ここで、キャパシタセル４Ａの正電極４１Ａとキャパシタセル４Ｂの負電極４２Ｂ、並びにキャパシタセル４Ｂの正電極４１Ｂとキャパシタセル４Ａの負電極４２Ａとは、それぞれ互いに対向する位置に設けられている。また、互いに対向する正電極４１Ａと負電極４２Ｂ、並びに正電極４１Ｂと負電極４２Ａとは、それぞれ対向する電極側に折曲している。このようなキャパシタセル４Ａ，４Ｂを、放熱板５を間に挟んで交互に配置することにより、導線を別途設けることなく正電極４１Ａ，４１Ｂと負電極４２Ａ，４２Ｂとを接続することができ、キャパシタセル４Ａ，４Ｂを直列に接続することができる。その際、各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂは、アルミニウム製の正電極４１Ａ，４１Ｂが露出するように、銅製の負電極４２Ａ，４２Ｂに重ねられた状態で、異種金属接合手段としてのレーザーにより互いにレーザー溶接される。なお、銅製の負電極４２Ａ，４２Ｂが露出した状態で、負電極４２Ａ，４２Ｂを正電極４１Ａ，４１Ｂにレーザー溶接することも可能である。
　バランス基板６は、平編銅線等の可撓性を有する２つの電極６１，６２を備えている。一方の電極６１は、バランス基板６の長手方向に沿ってバランス基板６から延出している。他方の電極６２は、バランス基板６の長手方向に垂直にバランス基板６から延出し、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの積層方向に折り曲げられている。これら電極６１，６２は、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂに接続されている。このバランス基板６は、各キャパシタセル４Ａ，４Ｂに対して設けられ、充電時には、特定のキャパシタセル４Ａ，４Ｂが過充電されることを防止して、各キャパシタセル４Ａ，４Ｂの電圧を均等化する。すなわち、充電時は各キャパシタセル４Ａ，４Ｂの容量抵抗がばらついて特定のキャパシタセル４Ａ，４Ｂが過充電されてしまうため、一定電圧に達したキャパシタセル４Ａ，４Ｂをバランス基板６によりバイパスすることで、特定のキャパシタセル４Ａ，４Ｂが過充電されることを防止する。
　基板固定部７は、バランス基板６を収容するための基板収容部７１と、放熱板５に係止される突起７２が設けられた係止部７３と、それぞれキャパシタセル４Ａ，４Ｂの各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂに対応する位置に形成された溝部７５，７６とを備えている。基板収容部７１には、バランス基板６を保持するためのスリット７４が設けられており、スリット７４に嵌め込まれて基板収容部７１内に収容されたバランス基板６は、エポキシ樹脂系接着剤等のモールド剤により、基板固定部７に固定される。溝部７５，７６では、冷却油が流れ込んでキャパシタセル４Ａ，４Ｂの各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂを冷却したり、各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂのレーザー溶接時のレーザー光が散乱したりできるようになっている。この基板固定部７は、バランス基板６が基板収容部７１に収容された状態で、係止部７３により放熱板５の一辺に係止され、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂを負電極４２Ａ，４２Ｂ側から支持する。また、基板固定部７を介してのキャパシタセル４Ａ，４Ｂの各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂとの短絡や、放熱板５とバランス基板６およびその電極６１，６２との短絡を防止するため、基板固定部７は樹脂で形成されている。
　放熱板５は、アルミニウム製の板状部材で構成されている。この放熱板５は、当該放熱板５の両側端に設けられた切欠部５１と、押圧部８の後述する通しボルト８３を挿通するために放熱板５の略中心点に対して点対象となる位置に設けられた複数の（本実施形態では４つの）貫通孔５２と、基板固定部７を係止するために係止部７３に設けられた突起７２の形状に対応する複数の貫通孔５３とを備えている。この放熱板５において、図５に示すように、バランス基板６が固定された基板固定部７は、係止部７３の突起７２が貫通孔５３に嵌まり込むことで放熱板５に係止されており、これによりバランス基板６が、基板固定部７を介して放熱板５と一体化されている。
　ここで、キャパシタセル４Ａ，４Ｂは、前述のように放熱板５を間に挟んで交互に配置されているため、図８および図９に示すように、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの正電極４１Ａ，４１Ｂおよび負電極４２Ａ，４２Ｂは、基板固定部７上で互いに重なった状態で、バランス基板６を挟んだ一方側および他方側に互い違いに配置されている。また、バランス基板６が一体化された放熱板５を交互に表裏を反転して配置することにより、キャパシタセル４Ａ，４Ｂを挟んで隣接する放熱板５同士で、バランス基板６からの電極６１の延出方向を反転させている。この際、隣接する放熱板５同士で、バランス基板６に対する電極６２の折り曲げ方向を反対にすることで、バランス基板６からの電極６２の延出方向を一致させている。このような構成により、バランス基板６の電極６１をキャパシタセル４Ａの正電極４１Ａとキャパシタセル４Ｂの負電極４２Ｂとの間に配置し、バランス基板６の電極６２をキャパシタセル４Ｂの正電極４１Ｂとキャパシタセル４Ａの負電極４２Ａとの間に配置している。このようにして、バランス基板６の各電極６１，６２は、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの正電極４１Ａ，４１Ｂと負電極４２Ａ，４２Ｂとに直接的に接続され、それぞれレーザ溶接で一括して接合される。
　このため、キャパシタセル４Ａ，４Ｂおよび放熱板５は、各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂの接合部を基準として位置決めがされる。すなわち、図７において、放熱板５は、バランス基板６から長手方向に沿って延出する電極６１がキャパシタセル４Ｂの負電極４２Ｂの接合部に位置するように位置決めされる。さらに、キャパシタセル４Ａは、正電極４１Ａの接合部が負電極４２Ｂの接合部に位置するように位置決めされ、キャパシタセル４Ａ，４Ｂおよび放熱板５が所定の位置で積層される。この際、キャパシタセル４Ａ，４Ｂは、放熱板５の両側端を貫通する通しボルト８３間に配置される。
　図３から図６に示すように、押圧部８は、積層方向の両側に設けられた押え板８１，８２と、表面が電気絶縁処理され、押え板８１，８２や各放熱板５を貫通する通しボルト８３と、付勢方向がキャパシタセル４Ａ，４Ｂの積層方向と一致するように押え板８１とブラケット２３との間に設けられたばね８４とを備えている。この押圧部８では、通しボルト８３が押え板８２の図示しない貫通孔、放熱板５の各貫通孔５２、押え板８１の貫通孔、ばね８４、およびブラケット２３の貫通孔に挿通された状態で、ナット８５を通しボルト８３に螺合することにより、ブラケット２３をばね８４側に締め付けている。すなわち、押圧部８は、キャパシタセル４Ａ，４Ｂおよび放熱板５を積層方向に押圧した状態で、放熱板５を積層方向に変位可能に保持している。
　図４および図５に示す振動抑制部９は、それぞれ放熱板５の積層方向に沿って連続して形成された第１振動抑制部材（振動抑制部材）９１および第２振動抑制部材９２を備えている。
　図５に示す第１振動抑制部材９１は放熱板５を挟んで２つ設けられ、各第１振動抑制部材９１が各放熱板５の切欠部５１に挿通されて放熱板５に当接している。この振動抑制部材９１は、ボルト穴を有する支持部９３が溶接された断面コ字状の本体９４と、ゴムや樹脂等の弾性部材で構成され本体９４の表面を覆う当接面部９５とを備え、全ての放熱板５にわたって切欠部５１に挿通された状態で、支持部９３を介して天板２１にボルト固定されている。つまり、第１振動抑制部材９１は、放熱板５の切欠部５１に挿通された水平方向の一辺と、放熱板５に両側端に当接する鉛直方向の一辺とにより、積層方向に直交する異なる二方向から放熱板５を保持している。
　図５に示す第２振動抑制部材９２は、ゴムや樹脂等の弾性部材で板状に形成されている。この第２振動抑制部材９２は、天板２１と放熱板５との間に放熱板５の積層方向にわたって設けられ、放熱板５側の表面部分で構成される当接面部９２Ａが各放熱板５に当接している。
　このような振動抑制部９によれば、蓄電装置１の外部からの衝撃や振動が放熱板５に伝わった場合でも、衝撃や振動を第２振動抑制部材９２により吸収することができるので、放熱板５間に挟まれて放熱板５との摩擦力により保持されているキャパシタセル４Ａ，４Ｂの振動を抑制することができる。また、第１振動抑制部材９１の当接面部９５および第２振動抑制部材９２の当接面部９２Ａが、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの積層方向に沿って連続して形成されているため、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの厚さが変化した場合に、放熱板５の位置をキャパシタセル４Ａ，４Ｂの厚さの変化に追従させることができる。
　バスバー１０Ａ，１０Ｂは、熱収縮チューブでの被覆等により表面の電気絶縁処理が施されているとともに、ゴムや樹脂等の電気絶縁性部材１１～１３（図３および図６参照）により天板２１およびブラケット２３に固定されている。ここで、押え板８１，８２にそれぞれ取り付けられた端子台１４Ａ，１４Ｂには、それぞれ固定電極１５Ａ，１５Ｂがねじ止めされており、この固定電極１５Ａ，１５Ｂにバスバー１０Ａ，１０Ｂの一端側が接続されている。また、固定電極１５Ａ，１５Ｂは、積層方向の両側に位置するキャパシタセル４Ａ，４Ｂの正電極４１Ｂまたは負電極４２Ａに、別体のアルミニウム電極１６または銅電極１７（ともに図３参照）を介して接続されている。すなわち、キャパシタセル４Ａの負電極４２Ａはアルミニウム電極１６に接続され、アルミニウム電極１６は固定電極１５Ａに接続され、固定電極１５Ａはバスバー１０Ａの一端に接続されている。また、キャパシタセル４Ｂの正電極４１Ｂは銅電極１７に接続され、銅電極１７は固定電極１５Ｂに接続され、固定電極１５Ｂはバスバー１０Ｂの一端に接続されている。
　バスバー１０Ａ，１０Ｂの他端側は、筐体２の外部に延出して、図示しないターミナルボックスに接続される。そして、このターミナルボックス内のターミナルに、発電電動機やインバータ等の外部機器が接続される。さらに、バスバー１０Ａの一部は、第２振動抑制部材９２に設けられたスリット９２Ｂに挟み込まれて、当該第２振動抑制部材９２に保持されている。
　以上のような構成を有する蓄電装置１において、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの正電極４１Ａ，４１Ｂおよび負電極４２Ａ，４２Ｂは、図９に示すように、基板固定部７上でアルミニウム製の正電極４１Ａ，４１Ｂを外側にして互いに重ねられている。そして、正電極４１Ａ，４１Ｂと負電極４２Ａ，４２Ｂとの間には、バランス基板６の電極６１，６２が介在し、これら正電極４１Ａ，４１Ｂおよび負電極４２Ａ，４２Ｂ並びに電極６１，６２が、レーザー溶接により互いに接合されている。
　ここで、バランス基板６の電極６１，６２が可撓性を有するため、バランス基板６は、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂに対して積層方向に変位可能な状態で、各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂに接続されている。このため、蓄電装置１に外部からの衝撃や振動が伝わった場合でも、これらの衝撃や振動が放熱板５からバランス基板６を介して各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂに伝わるのを防止することができる。従って、各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂの接合部に作用する負荷を抑制することができる。
　また、基板固定部７は、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂと積層方向において離間しており、各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂと基板固定部７との間には、積層方向に隙間が設けられている。この隙間は、キャパシタセル４Ａ，４Ｂが劣化して厚みが薄くなった場合でも、各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂと基板固定部７とが接触せず、かつ振動時に接触しない程度の寸法が確保されている。このため、蓄電装置１に衝撃や振動が伝わることで、放熱板５が積層方向に変位した場合でも、基板固定部７が各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂに接触することを防止することができるので、衝撃や振動が放熱板５から基板固定部７を介して各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂに伝わるのを防止することができる。さらに、放熱板５に伝わった衝撃や振動を第２振動抑制部材９２により吸収することができるので、振動が放熱板５から各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂに伝わることを振動抑制部９によっても防止することができる。従って、各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂの接合部に作用する負荷を抑制することができる。
　また、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの厚さは、経年変化により薄くなるが、キャパシタセル４Ａ，４Ｂおよび放熱板５は、ばね８４の弾性力により積層方向に付勢されているため、放熱板５の位置をキャパシタセル４Ａ，４Ｂの厚さの変化に追従させることができ、放熱板５をキャパシタセル４Ａ，４Ｂに押圧し続けることができる。このため、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの厚さが変化した場合でも、放熱板５との間の摩擦力によりキャパシタセル４Ａ，４Ｂを確実に保持することができる。
　一方、キャパシタセル４Ａ，４Ｂは、正電極４１Ａ，４１Ｂ、負電極４２Ａ，４２Ｂ、およびこれらの接合部が、ケース２２の底面部２８（図２参照）側に位置するように配置されている。キャパシタセル４Ａ，４Ｂの正電極４１Ａ，４１Ｂはアルミニウム製であるため、銅製の負電極４２Ａ，４２Ｂと比べて発熱量が大きい。また、各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂの接合部は、電気抵抗が大きいため、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの中でも特に充放電時の発熱量が大きく、温度が上昇しやすい。
　ここで、図２に示すように、熱交換器２４は、筐体２におけるキャパシタセル４Ａ，４Ｂの積層方向軸の周囲の内面、本実施形態ではキャパシタセル４Ａ，４Ｂの積層方向に平行な側面部２７の内面２７１に設けられている。また、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂは、ケース２２の底面部２８の内面２８１に面しており、この内面２８１と各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂとは、所定距離離間している。このため、筐体２内の冷却油は、熱交換器２４での熱交換により冷却されて比重が大きくなると、図２に矢印Ａ，Ｂで示すように、冷却油が熱交換器２４から底面部２８側に流れ落ちて底面部２８に沿って移動し、積層方向と直交する面内で各キャパシタセル４Ａ，４Ｂ周りを循環する自然対流が発生する。この際、冷却されて温度が低下した冷却油が、先ずキャパシタセル４Ａ，４Ｂの各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂやその接合部を冷却するため、これらの部位の冷却を効果的に行うことができる。また、アルミニウム製の正電極４１Ａ，４１Ｂは、負電極４２Ａ，４２Ｂに対して、より底面部２８側に配置され、負電極４２Ａ，４２Ｂよりも冷却油に露出している。このため、冷却油が正電極４１Ａ，４１Ｂの表面を流れることができ、負電極４２Ａ，４２Ｂに比べて温度が上がりやすい正電極４１Ａ，４１Ｂを十分に冷却することができる。また、基板固定部７の溝部７５，７６には冷却油が流れ込むため、この冷却油によりキャパシタセル４Ａ，４Ｂの各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂやバランス基板６の電極６１，６２をより効果的に冷却することができる。
　さらに、筐体２内に設けられた熱交換器２４により冷却油を自然対流させるため、筐体２内に配管を引き回す必要がなく、蓄電装置１の構造を簡略化することができる。特に、蓄電装置１を含む各機器の配置スペースが少ない建設機械では、筐体２の内部あるいは外部にポンプ等による強制循環装置を設けることが困難なため、このような構成が有用となる。
　以上の蓄電装置１によれば、キャパシタセル４Ａ，４Ｂおよび放熱板５が冷却油に浸されているため、接合部を含む電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ全体を冷却することができる。この際、熱交換器２４が、筐体２におけるキャパシタセル４Ａ，４Ｂの積層方向軸の周囲の内面２７１に設けられ、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂの接合部は、筐体２の底面部２８の内面２８１に面しているため、筐体２内に積層方向と直行する面内で各キャパシタセル４Ａ，４Ｂ周りを循環する自然対流が生じる。このため、熱交換器２４により冷却された冷却油を各キャパシタセル４Ａ，４Ｂに直接送ることができ、冷却された冷却油を各キャパシタセル４Ａ，４Ｂ周りに均等に循環することができる。従って、全てのキャパシタセル４Ａ，４Ｂについて、電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂおよびその接合部を十分に冷却することができる。
　なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
　例えば、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂや、バランス基板６の各電極６１，６２を、前記実施形態で用いた以外の材料で構成してもよい。
　前記実施形態では、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂおよびこれらの接合部が、ケース２２の底面部２８側に位置するように配置されていたが、電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂおよび接合部の位置としてはこれに限られない。例えば、電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂおよび接合部をケース２２の側面部に面する位置に配置してもよい。
　前記実施形態では、アルミニウム製の正電極４１Ａ，４１Ｂを銅製の負電極４２Ａ，４２Ｂよりも冷却油に露出させていたが、この負電極４２Ａ，４２Ｂが正電極４１Ａ，４１Ｂよりも冷却油に露出するように配置してもよい。
　また、前記実施形態では、キャパシタセル４Ａ，４Ｂの各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂをレーザー溶接により接合していたが、他の方法で各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂを接合してもよい。
　前記実施形態では、放熱板５の切欠部５１と振動抑制部９の第１振動抑制部材９１とは、それぞれ２つ設けられていたが、切欠部５１および第１振動抑制部材９１の数はこれに限られず、それぞれ２つ以上設けてもよい。また、切欠部５１のかわりに貫通孔を設け、この貫通孔に第１振動抑制部材９１を挿通してもよい。
　前記実施形態では、第１振動抑制部材９１は本体９４および本体９４の表面を覆う当接面部９５を備えていたが、本体９４そのものを弾性部材で構成して第１振動抑制部材９１としてもよい。また、通しボルト８３の周りを弾性部材で覆うことにより、この弾性部材および通しボルト８３で第１振動抑制部材９１を構成してもよい。さらに、第１振動抑制部材９１の形状は、断面コ字状に限られず、例えば、第１振動抑制部材９１を断面Ｌ字状や板状に形成してもよい。
　前記実施形態では、放熱板５の貫通孔５２および押圧部８の通しボルト８３は、それぞれ４つ設けられていたが、貫通孔５２および通しボルト８３の数は、これに限られない。要するに、キャパシタセル４Ａ，４Ｂおよび放熱板５を積層方向に押圧できればよく、貫通孔５２および通しボルト８３を、例えば、放熱板５の略中心点に対して点対象となる位置に２つ設けたり、４つ以上設けたりしてもよい。
　前記実施形態では、キャパシタセル４Ａ，４Ｂおよび放熱板５を積層方向に付勢する付勢部材としてばね８４が設けられていたが、付勢部材としてはこれに限られず、例えば、油圧または空圧で駆動されるベローズやシリンダ等を付勢部材として用いてもよい。
　前記実施形態では、熱交換器２４は、ケース２２の長手方向に沿った側面部２７に設けられていたが、熱交換器２４の位置としてはこれに限られず、例えば、熱交換器２４を筐体２の天板２１の内面に設けてもよい。熱交換器２４を天板２１に設けた場合には、熱交換器２４で冷却された冷却油がキャパシタモジュール３の両側を通って底面部２８側に流れ落ちる。このため、筐体２内における冷却油の温度分布をキャパシタモジュール３の左右で均等にすることができ、キャパシタセル４Ａ，４Ｂおよび各電極４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂを均等に冷却することができる。
　さらに、前記実施形態では、熱交換器２４は水冷式であったが、他の冷却方式のものであってもよい。
　前記実施形態では、筐体２内に冷却油が充満し、キャパシタモジュール３が冷却油に浸された状態で筐体２内に収容されていたが、キャパシタモジュール３を短絡させない冷却媒体であれば、冷却油以外のものをキャパシタモジュール３の冷却媒体として用いてもよい。
　本発明は、駆動源としてエンジンおよび発電電動機が搭載されたハイブリッド型の建設機械に利用できる他、電力のみで駆動する電気駆動型の建設機械や、建設機械以外の機械および車両にも利用することができる。
　１…蓄電装置、２…筐体、４Ａ，４Ｂ…キャパシタセル、５…放熱板、２４…熱交換器、２８…底面部、４１Ａ，４１Ｂ…正電極、４２Ａ，４２Ｂ…負電極、２７１，２８１…内面。

Claims (5)

  1. 　正電極および負電極を有し、互いの正電極および負電極が接合された複数のキャパシタセルと、
    　前記複数のキャパシタセルと交互に積層された複数の放熱板と、
    　前記複数のキャパシタセルおよび放熱板を冷却油に浸した状態で前記複数のキャパシタセル、前記複数の放熱板、および前記冷却油を収容する筐体と、
    　前記筐体内に設けられ、前記筐体内で前記冷却油の熱交換を行う熱交換器とを備え、
    　前記熱交換器は、前記筐体における前記キャパシタセルの積層方向軸の周囲の内面に設けられ、
    　前記正電極と前記負電極との接合部は、前記筐体の内面に面している
    　ことを特徴とする蓄電装置。
  2. 　請求項１に記載の蓄電装置において、
    　前記複数のキャパシタセルは、前記正電極、前記負電極、および前記接合部が前記筐体の底面部側に位置するように配置されている
    　ことを特徴とする蓄電装置。
  3. 　請求項２に記載の蓄電装置において、
    　前記接合部と前記底面部の内面とは、所定距離離間している
    　ことを特徴とする蓄電装置。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれかに記載の蓄電装置において、
    　前記正電極および前記負電極は、異なる金属で構成されるとともに、互いが異種金属接合手段で接合されている
    　ことを特徴とする蓄電装置。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれかに記載の蓄電装置において、
    　前記負電極は銅製であり、
    　前記正電極はアルミニウム製で、前記銅製の負電極よりも前記冷却油に露出している
    　ことを特徴とする蓄電装置。
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