混合动力式工程机械的制作方法_4

文档序号:9732304阅读:来源:国知局
2动作而重复蓄电装置8的充电放电(通电),由此蓄电装置8与内部电阻相应地发热。该蓄电装置8的发出的大部分热是由内置的各电池单元200的内部电阻带来的,但一部分是由电流流动的周边部件的内部电阻带来的,其各发热量是内部电阻与输入输出时的电流的平方相乘而得的值。
[0088]在蓄电装置8中,由电池单元200带来的发热的大部分从电池罐200C向热传导片204、冷却板203的上表面体203A、冷却板203内的冷却介质及下表面体203B按顺序传导。并且,传导到下表面体203B的热量经由突起214而向下部壳体221、中部壳体222及上部壳体223即壳体220整体传导,传导到该壳体220的热量从壳体220的表面向外部气体放出。此时,从壳体220向空气中的散热量根据壳体220表面的有效面积和热传递率来确定,这些有效面积及热传递率越大则散热量越大。尤其是外部气体的风量越大(风越强)则热传递率越大。
[0089]另外,由电池单元200导致的发热的一部分通过电池盖200D的正极端子200A、负极端子200B及母线217而在相邻的电池单元200之间移动,并通过电源连接器211而最终向外部传导。这样的传热方式是热传导,包含一部分空气中的辐射和对流。
[0090]在此,电池单元200的热主要所传导的热传导片204、冷却板203、冷却介质及壳体220的各部件具有通过各自固有的作为属性值的比热容和大小(体积或质量)而确定的热容。该热容通过比热容和大小之积来求得,两者越大则热容越大。另外,在不同的部件热结合的情况下,整体的总热容为各部件的热容之和。并且,越是热容大的部件则相对于交接的热量的温度变化越缓和。因此,在电池单元200的热所传导的热传导片204、将冷却介质蓄留在内部的冷却板203、突起214及壳体220中,尤其冷却板203及壳体220的热容大,而易于进行电池单元200的热量的交接。
[0091]另一方面,作为表示热传递难易的指标而具有作用于各部件之间的热阻,以热传导率或热导率的倒数来表示。由于该热阻越大则各部件之间的热量的交接越受阻碍,热源附近的绝热性越高,所以能够集中地提高热源附近的部件的温度。另外,关于热阻,部件的传热距离越长则越大,在部件的界面中与其他部件之间的接触面积越小则越大。
[0092]根据上述那样地构成的本发明的第1实施方式,各电池模块202、热传导片204及冷却板203与壳体220分隔,通过在容易进行电池单元200的热量的交接的冷却板203与壳体220之间夹设有用作热阻的多个突起214,来使冷却板203与壳体220之间的热的移动被各突起214阻碍,因此能够抑制各电池单元200的热从热传导片204通过冷却板203而向壳体220释放。由此,由于各电池单元200的附近的绝热性增高,所以能够提高蓄电装置8的温度调节效率。
[0093]因此,在如液压挖掘机冬季启动时等那样地对蓄电装置8进行预热时,通过重复蓄电装置8的充电放电(通电),而能够使各电池单元200的温度迅速地上升。因此,由于能够以短时间使车身工作,所以能够提高液压挖掘机的性能。由此,能够提供使用便利性优异的液压挖掘机。另外,由于缩短了蓄电装置8的预热所花的时间,所以能够减少蓄电装置8的预热所需的能量的消耗量,并且抑制基于没有实际工作的充电放电而导致的电池单元200的劣化。
[0094]尤其,由于能够加快蓄电装置8的预热过程中的初始温度的上升,所以通过使各电池单元200的内部电阻提前减小,而能够使通过蓄电装置8的电流增加。由此,由于上述的蓄电装置8的发热量增大,所以能够相辅相成地提高各电池单元200的温度的上升速度。而且,即使为将液压挖掘机置于强风的环境下而壳体220的热易于向空气中释放出的状态,冷却板203的界面与壳体220的界面之间的热阻通过各突起214而增高,因此从冷却板203向壳体220的热的移动被抑制,从而可以不阻碍各电池单元200的温度的上升速度。
[0095]另外,在本发明的第1实施方式中,各突起214的两端面的面积比冷却板203的下表面体203B的下表面的面积及壳体220的下部壳体221内的内侧的表面的面积小,各突起214的上端与下表面体203B之间的接触、及各突起214的下端与下部壳体221之间的接触被限定在各突起214的两端面的面积的范围内,因此能够提高冷却板203与壳体220之间的热阻。由此,由于能够容易地截断冷却板203与壳体220之间的热传递,所以能够高效地对蓄电装置8进行预热。
[0096]另外,在本发明的第1实施方式中,通过如上述那样地构成蓄电装置8的外形的壳体220来保护内部的各构成部件,随着液压挖掘机的动作而产生的振动或冲击不会直接作用于冷却板203,因此能够减小冷却板203的上表面体203A及下表面体203B的板厚。由此,由于能够减少冷却板203的热容,所以能够在蓄电装置8的预热过程中抑制从各电池单元200向冷却板203的热移动,从而能够更提前地使各电池单元200的温度上升。
[0097]另外,本发明的第1实施方式通过对各突起214使用比铝合金制的冷却板203及壳体220的热传导率小的、热传导率小于lW/m/K的树脂材料,而能够迅速地进行作为冷却板203与壳体220之间的热阻体而适合的树脂材料的选择。由此,能够节省蓄电装置8的组装工序中的工夫。
[0098]此外,虽然上述的本发明的第1实施方式说明了作为蓄电装置8的预热的热源而利用了自我发热的情况,但并不限于该情况,例如也可以在冷却板203上铺设面状加热器并利用该面状加热器的发热。另外,虽然本发明的第1实施方式说明了将树脂材料用于各突起214的情况,但并不限于该情况,也可以代替树脂材料而使用其他非金属材料。
[0099]而且,在本发明的第1实施方式中,虽然说明了各突起214的热传导率比壳体220的热传导率及冷却板203的热传导率双方小的情况,但并不限于该情况,只要各突起214的热传导率比壳体220的热传导率及冷却板203的热传导率中的某一方小,则可以与另一方相比设定得大,或可以为lW/m/K以上。另外,在本发明的第1实施方式中,虽然说明了使用铝合金来制作冷却板203及壳体220的情况,但并不限于该情况,也可以代替铝合金而使用其他材料来制作。
[0100]而且,虽然本发明的第1实施方式说明了在电池模块202中各电池单元200的底面露出的情况,但例如也可以在不影响各电池单元200与热传导片204之间的传热的范围内通过树脂膜等绝缘体来覆盖各电池单元200的底面。由此,即使在电池模块202上产生结露等的情况下,由于能够通过绝缘体来保护铝合金制的各电池罐200C的底面,所以能够避免各电池罐200C通电而短路的不良情况。另外,虽然本发明的第1实施方式说明了将各电池单元200及各电池模块202串联连接的情况,但并不限于该情况,例如也可以将各电池单元200及各电池模块202并列连接。
[0101][第2实施方式]
[0102]图10是说明本发明的第2实施方式的蓄电装置的结构的图,是与图9对应的剖视图。此外,在以下的本发明的第2实施方式的说明中,对与上述的第1实施方式相同的部分标注相同的附图标记。
[0103]本发明的第2实施方式与上述的第1实施方式的不同之处在于,在第1实施方式中,如图8、图9所示,八个电池模块202经由热传导片204而配置在冷却板203的上表面体203A的上方,与此相对,在第2实施方式中,例如如图10所示,八个电池模块202中的四个电池模块202配置在冷却板203E的上表面体203A1的上方,剩余的四个电池模块202配置在冷却板203E的下表面体203B1的下方。
[0104]具体地说,在本发明的第2实施方式中,冷却板203E具有例如与形成在上表面体203A1上的散热片203D1同样地沿着槽部203C1形成、且从下表面体203B1的上表面向上表面体203A1的下表面的凹部突起的多个散热片203D2。因此,从冷却回路21的液体配管22向槽部203C1流入的冷却介质在这些各散热片203D1、203D2的空隙中流通。
[0105]并且,冷却板203E的上表面体203A1的上方的各电池模块202在沿着槽部203C1的方向(图10所示的纸面进深方向)上配置有两个,在横穿槽部203C1的方向上各配置有两行,经由热传导片204并通过螺纹紧固而固定在冷却板203E的上表面体203A1的上表面上。另一方面,冷却板203E的下表面体203B1的下方的各电池模块202在沿着槽部203C1的方向上配置有两个,在横穿槽部203C1的方向上各配置有两行,经由热传导片204并通过螺纹紧固而固定在冷却板203E的下表面体203B1的下表面上。因此,各电池模块202的搭载面与下部壳体221A内的内侧的面平行地配置。此外,在冷却板203E的下表面体203B1的下方的各电池模块202与下部壳体221A内的内侧的面之间形成有空隙。
[0106]另外,本发明的第2实施方式的壳体220A的下部壳体221A的沿着槽部203C1的方向上的大小与第1实施方式的下部壳体221相比设定得短,第2实施方式的下部壳体221A的深度与第1实施方式的下部壳体221相比设定得大。而且,本发明的第2实施方式的各突起214A的长度随着电池模块202不仅配置在冷却板203E的上方还配置在下方的情况,而与第1实施方式的各突起214相比设定得大。其他结构与第1实施方式相同,省略重复的说明。
[0107]根据这样构成的本发明的第2实施方式,除了能够得到与上述的第1实施方式相同的作用效果以外,还能够从冷却板203E的上表面体203A1的上表面及下表面体203B1的下表面这两面经由热传导片204促进各电池单元200与冷却介质之间的热交换,因此能够提高冷却板203E的安装效率。由此,由于能够通过一个冷却板203E来高效地冷却八个电池模块202中的各电池单元200,所以能够缩短各电池单元200的热交换所需的时间,从而能够提高基于冷却板203E的冷却效率。尤其,即使将电池模块202配置在冷却板203E的下方,由于与上表面体203A1同样地在下表面体203B1上也形成有散热片203D2,所以能够均等地对冷却板203E的上方的各电池单元200和下方的各电池单元200进行冷却。由此,能够抑制各电池单元200的温度的偏差。
[0108]另外,由于本发明的第2实施方式将在第1实施方式中配置在冷却板203的上方的八个电池模块202的一半配置在冷却板203E
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