专利名称：挖土机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用了层叠多个单元而成的工作机械用蓄电模块的挖土机。
背景技术：
正在开展使用能够充电的二次电池或电容器等蓄电单元的汽车或工作机械的开发(专利文献4)。作为采用于汽车或工作机械的蓄电单元，提出了用薄膜包住蓄电要件的扁平状(板状)蓄电单元(蓄电池包)。正电极端子及负电极端子从蓄电 单元的外周部导出。叠加多个蓄电单元，向设置于正电极端子及负电极端子的贯穿孔穿通拉杆，从而能够获得电连接多个蓄电单元的蓄电模块(专利文献I)。提出了向外部发散由层叠的蓄电单元产生的热量的各种结构(专利文献2、3)。现有技术文献专利文献专利文献I :美国专利公开公报2007/0207349 Al专利文献2 :日本特开平8-111244号公报专利文献3 :日本特开2003-133188号公报专利文献4 :日本特开2001-11 889号公报
发明内容
发明要解决的技术课题 与汽车相比，工作机械大多在路面状况较差的砂石路上行走，工作中与周围的堆积物或构造物等冲击的情况也较多。因此，要求搭载于工作机械的蓄电模块具有能够耐于振动或冲击的较高刚性。而且，当为进行挖掘的工作机械时，由于由挖掘时的冲击引起的振动或冲击也较大，因此要求蓄电模块具有尤其高的刚性。以往的蓄电模块中，很难获得充分的刚性。而且，很难实现充分的冷却效率。尤其在具有下部行走体、搭载于其上的上部回转体、及动臂等的挖土机中，由于安装上部回转体的回转轴承松动，因此由于工作中或行走中的冲击，上部回转体剧烈地上下震动。期望一种即便安装于上部回转体上也具有充分的可靠性的蓄电模块。用于解决技术课题的手段根据本发明的I种观点，提供一种挖土机，该挖土机具有下部行走体；上部回转体，能够回转地安装于所述下部行走体的上面；及蓄电模块，搭载于所述上部回转体上，在定义xyz正交坐标系时，所述蓄电模块具有层叠体和第I壁板及第2壁板，所述层叠体包含在z方向上层叠的板状的多个蓄电单元；配置于所述蓄电单元之间的至少I个传热板；及配置于所述蓄电单元的层叠结构的两端并向所述蓄电单元施加该蓄电单元的层叠方向的压缩力的一对压板，所述第I壁板及第2壁板在y方向上夹紧所述层叠体且固定于所述一对压板，所述传热板的位置相对于所述第I壁板及所述第2壁板受限制。根据本发明的另一种观点，提供一种挖土机，该挖土机具有下部行走体；上部回转体，能够回转地安装于所述下部行走体的上面；及蓄电模块，搭载于所述上部回转体上，在定义xyz正交坐标系时，所述蓄电模块具有多个层叠体、第I壁板及第2壁板和第3壁板及第4壁板，所述多个层叠体在I方向上排列，且各自包含在z方向上层叠的板状的多个蓄电单元；配置于所述蓄电单元的层叠结构的两端的一对压板；连结所述一对压板且向所述蓄电单元的层叠结构施加层叠方向的压缩力的第I拉杆；及夹于所述蓄电单元之间的至少I个传热板，所述第I壁板及第2壁板安装于各个所述层叠体，在y方向上夹紧各个所述层叠体，固定于所述压板，且热结合于所述传热板，所述第3壁板及第4壁板在X方向上夹紧多个所述层叠体，固定于多个所述层叠体的所述压板和安装在多个所述层叠体上的所述第I壁板及所述第2壁板。发明效果 一对压板、第I壁板、及第2壁板构成高刚性结构。因此，能够提高蓄电模块的刚性。即使将该蓄电模块搭载于容易产生振动及冲击等的上部回转体上，也能够确保充分的可靠性。而且，能够通过传热板、第I壁板及第2壁板有效地冷却蓄电单元。
图1-1中，图IA及图IB是基于实施例I的蓄电模块的截面图。图1-2中，图IC及图ID是基于实施例I的蓄电模块的截面图。图2中，图2A及图2B是表示基于实施例I的蓄电模块的制冷剂流路的概要图。图3中，图3A及图3B是基于实施例2的蓄电模块的截面图。图4是基于实施例3的蓄电模块的截面图。图5中，图5A是基于实施例4的蓄电模块的截面图，图5B是基于实施例5的蓄电模块的截面图，图5C是基于实施例6的蓄电模块的截面图。图6中，图6A及图6B是基于实施例7的蓄电模块的局部截面图。图7中，图7A及图7B是基于实施例8的蓄电模块的截面图。图8中，图8A 图8C是基于实施例9的蓄电模块的局部截面图。图9是基于实施例10的蓄电模块的截面图。图10是基于实施例13的蓄电模块的截面图。图11中，图IlA是用于基于实施例12的蓄电模块的蓄电单元及支承框的俯视图，图IlB是沿图IlA的单点划线11B-11B的截面图，图IlC是沿图IlA的单点划线11C-11C的截面图。图12是基于实施例13的混合式挖土机的概要俯视图。图13是基于实施例13的混合式挖土机的概要侧视图。图14是基于实施例13的混合式挖土机的块图。图15是基于实施例13的混合式挖土机的蓄电电路的等效电路图。图16是基于实施例14的电动挖土机的概要俯视图。图17是基于实施例14的电动挖土机的块图。
具体实施例方式参考附图对本申请发明的实施例进行说明。
实施例I图IA中示出基于实施例I的蓄电模块的截面图。为了便于理解定义xyz正交坐标系。板状的多个蓄电单元20与传热板25向其厚度方向(z方向)交替层叠。两端配置蓄电单元20。最外侧的各个蓄电单元20上粘附有压板31。多个拉杆33从一侧的压板31贯穿至另一侧的压板31，且向蓄电单元20与传热板25施加层叠方向(z方向)的压缩力。各个蓄电单元20是用一对层压薄膜夹紧二次电池或双电层电容器等扁平状蓄电要件并进行密封而成的。蓄电单元20包含在其外周部熔合层压薄膜之间的区域(熔合部)。而且，蓄电单元20包含一对电极端子21。电极端子21从蓄电单元20的相互对置的外周部向外部导出。电极端子21的一侧为正电极，另一侧为负电极。通过连接相互邻接的蓄电单元20的电极端子21来串联连接多个蓄电单元20。传热板25例如使用铝，拉杆33及压板31则例如使用不锈钢。将包含蓄电单元
20、传热板25、压板31、及拉杆33的构造物称为层叠体30。在X方向上，在层叠体30的两侧即以向X方向夹紧层叠体30的方式配置有一对壁板13、14。壁板13及14分别用螺栓固定于压板31。图IB中示出沿图IA的单点划线1B-1B的截面图。沿图IB的单点划线1A-1A的截面图相当于图1A。蓄电单元20及传热板25的平面形状为大致长方形。从相互对置的边(在图IB中为上边及下边)导出电极端子21。传热板25在俯视观察时比蓄电单元20的边缘更突出至外侧。在y方向上，在层叠体30的两侧即以向y方向夹紧层叠体30的方式配置有一对壁板11、12。壁板11、12接触于传热板25的端面。由此，传热板25热结合于壁板11、12。壁板11及12分别用螺栓固定于壁板13及14。壁板11及12的内部形成有用于使制冷剂流动的流路17。图IC中示出沿图IB的单点划线1C-1C的截面图。从相互邻接的蓄电单元20导出的电极端子21比传热板25的边缘更通过外侧而连接于旁边的蓄电单元20的电极端子21。图ID中示出沿图IB的单点划线1D-1D的截面图。传热板25在其端面接触于壁板11及12。壁板11及12分别用螺栓固定于压板31。图IA及图ID所示的蓄电单元20的厚度有个体差异。因此，一对压板31的间隔根据产品存在偏差。该偏差能够通过设为壁板11 14接触于压板31的端面的结构且将形成于壁板11 14的螺栓用的孔设为在z方向上较长的长孔来吸收。图2A中示出形成于壁板11的制冷剂流路17的形状。制冷剂流路17包含导入道17A、多个主路径17B、及排出道17C。导入道17A及排出道17C分别从与z方向平行的I个端面沿X方向向壁板11的内部延伸。各个主路径17B从导入道17A向z方向延伸并到达至排出道17C。导入道17A、主路径17B、及排出道17C例如由配置于壁板11的内部且向平行于表面的方向延伸的细长孔构成。导入道17A及导入道17C通过从平行于yz面的端面 用钻头进行开孔加工来形成。主路径17B通过从平行于xy面的端面用钻头进行开孔加工之后，用内置式插头17D埋入开口部来形成。另外，也可在壁板11上粘附制冷剂所通过的配管。
图2B中示出制冷剂流路17的另一例子。图2A所示的例子中，配置有多条从导入道17A至排出道17C的主路径17B。图2B所示的例子中，主路径17B由宽度较宽的I个面状的流路构成。该壁板11通过在一片金属板上形成对应于制冷剂流路17的凹部之后，用另一金属板堵塞凹部，焊接2片金属板的外周来形成。在实施例I所示的蓄电模块中，通过拉杆33及压板31维持蓄电单元20及传热板25的层叠结构。压板31及壁板11 14构成长方体状的平行六面体结构，平行六面体结构的邻接的壁面之间用螺栓固定。因此，能够确保较高的刚性，并能够相对于壁板11及12限制传热板25的位置。由蓄电单元20产生的热量经由传热板25而传导于壁板11、12。因此，能够有效地冷却蓄电单元20。由于通过压板31向蓄电单元20及传热板25施加压缩力，因此能够提高蓄电单元20与传热板25的粘附状态。由此，能够提高蓄电单元20与传热板25之间的传热效率。 用于维持蓄电单元20及传热板25的层叠结构的压板31兼作平行六面体结构的壁面。平行六面体结构的壁板11、12兼作用于冷却蓄电单元20的吸热板。如此，由于使压板31及壁板11、12具有多个功能，因此可实现缩减组件件数。实施例I中，虽然交替层叠蓄电单元20与传热板25，但也可缩减传热板25的个数。例如，还可相对于2个蓄电单元20配置I个传热板25。而且，也可在层叠的蓄电单元20的大致中央配置至少I个传热板25。挖土机与靠橡胶轮胎行走的汽车不同，其通过金属履带行走。而且，上部回转体经轴承支承于下部行走体上。轴承包含相对运动的金属组件，不能说完全没有松动。因此，有行走时的下部行走体的振动增大而传递于上部回转体的情况。因此，为了防止共振，对搭载于上部回转体的蓄电模块要求较高的固有振动频率。实施例I中，虽然示出了基于平行六面体结构的高刚性蓄电模块的例子，但在能够满足工作机械所要求的刚性或者固有振动频率的情况下，也可设为拆除壁板13及14的结构。实施例I中，蓄电单元20使用了双电层电容器等，但也可使用锂离子电容器。为了维持电特性，无需预先对锂离子电容器施加压缩力。此时，压缩力的施加具有提高从蓄电单元20传递至传热板25的传热效率的效果。为了机械地支承蓄电单元而所需的压缩力及为了提高传热效率而所需的压缩力小于为了维持双电层电容器的电特性而所需的压缩力。因此，与使用双电层电容器的情况相比，当蓄电单元20使用双电层电容器时可缩小压缩力。实施例2图3A及图3B中示出基于实施例2的蓄电模块的截面图。图3B是沿图3A的单点划线3B-3B的截面图，图3A是沿图3B的单点划线3A-3A的截面图。以下，对与基于实施例I的蓄电模块的差异点进行说明。实施例I中，壁板11及壁板12在其外周部附近固定于图IB所示的壁板13、14、及图ID所示的压板31。在壁板11、12与传热板25接触的位置，壁板11、12通过壁板11、12的刚性按压于传热板25。实施例2中，从壁板11到壁板12贯穿有多个拉杆40。拉杆40安装于在空间上不干扰蓄电单元20及传热板25的位置。通过拉杆40向壁板11及壁板12施加缩窄两者间隔的方向的力。拉杆40所贯穿的孔配置于比壁板11、12固定于压板31及壁板13、14的位置更靠内侧。因此，能够以更大的力向传热板25按压壁板11、12。由此，能够提高从传热板25传递至壁板11、12的传热系数。图3A及图3B中，虽然示出了安装多个拉杆40的例子，但也可安装I根拉杆40。实施例2中示出了基于平行六面体结构的高刚性蓄电模块的例子，但与实施例I相同地在能够满足工作机械所要求的刚性或者固有振动频率的情况下，也可设为拆除壁板13及14的结构。实施例3图4中示出基于实施例3的蓄电模块的截面图。以下，对与基于实施例I的蓄电模块的差异点进行说明。在实施例3中，蓄电单元20的层叠结构的大致中央的2个蓄电单元20之间，代替传热板而插入有中间板43。中间板43使用铁或不锈钢，中间板43具有高于传热板25的刚 性。中间板43在其端面接触于壁板11、12，且通过螺栓固定于壁板11、12。拉杆33通过形成于中间板43的贯穿孔。在对蓄电模块施加冲击时，中间板43阻止拉杆33向X方向及y方向的位移。拉杆33能够考虑为在其两端通过压板31支承的横梁结构。在其大致中央用中间板43支承拉杆33的效果与横梁的长度成为大约一半的情况相等。因此，能够提高蓄电模块在X方向及y方向上的振动的固有振动频率。而且，中间板43阻止与其接触的蓄电单元20向z方向的位移。因此，能够提高蓄电模块在z方向上的振动的固有振动频率。由此，提高蓄电模块的耐冲击性。实施例4图5A中不出基于实施例4的蓄电模块的截面图。基于实施例4的蓄电模块中，向y方向排列有与图IB所示的基于实施例I的蓄电模块相同结构的3个蓄电模块。相互邻接的层叠体30之间的壁板被两侧的蓄电模块共有。即，一侧的蓄电模块的壁板12兼作旁边的蓄电模块的壁板11。各层叠体30的传热板25接触于向y方向夹紧该层叠体30的2个壁板11、12。向X方向夹紧3个层叠体30的壁板13、14分别由连续的I个板部件构成。有时在蓄电单元20上设置用于排出在内部产生的气体的排气阀27。由于排气阀27通常大于蓄电单元20的厚度，因此难以安装在蓄电单元20的大致垂直于z轴的端面。蓄电单元20的导出有电极端子21的边缘附近由于配置用于取出电极的导线等，因此相对于xy面倾斜。排气阀27大多情况下安装于该倾斜的部分。装配时，通过向在y方向上排列的3个蓄电模块施加y方向的压缩力来使各层叠体30的传热板25接触于两侧的壁板。在该状态下将壁板13及14用螺栓固定于壁板11、12、及层叠体30的压板31 (图1D)。由于相互邻接的层叠体30A 30C之间的壁板被两者共用，因此能够实现缩减组件件数。虽然图5A中组装了 3个层叠体30，但是可组装2个层叠体30，也可组装4个以上的层叠体30。由于在蓄电单元20内产生的气体蓄积于蓄电单元20内部空间的上方，因此优选排气阀27维持配置于铅垂上方的姿势。优选基于实施例4的蓄电模块以X方向平行于铅垂方向的姿势(yz面成为水平的姿势)装在工作机械中。基于实施例4的蓄电模块适合装在具有向水平方向扩展的安装空间的设备或工作机械中。实施例5
图5B中示出基于实施例5的蓄电模块的截面图。基于实施例5的蓄电模块包含与基于实施例I的蓄电模块相同结构的3个层叠体30。3个层叠体30以各自的层叠方向平行于z方向的姿势排列于X方向上。壁板11、12向y方向夹紧3个层叠体30。壁板13、14向X方向夹紧3个层叠体30。相互邻接的层叠体30之间配置有隔壁15。壁板13、14及隔壁15通过螺栓固定于壁板11、12。而且，层叠体30的压板31 (图1D)与实施例I的情况相同，通过螺栓固定于壁板11、12。而且，压板31与隔壁15也通过螺栓相互固定。层叠体30各自的传热板25接触于壁板11、12。壁板11、12内形成有制冷剂流路17。压板31、壁板11 14构成平行六面体结构。因此，能够确保较高的刚性。而且，隔壁15发挥进一步提高刚性的作用。在实施例5中，由于传热板25接触于壁板11、12，因此当固定壁板11、12时，无需预先施加X方向的压缩力。因此，基于实施例5的蓄电模块与基于实施例4的蓄电模块相t匕，较易装配及维护。若考虑排气阀27的配置,则基于实施例5的蓄电模块也与实施例4的情况相同，优选以X方向平行于铅垂方向的姿势(yz面成为水平的姿势)装在工作机械中。基于实施例5的蓄电模块适合装在具有厚度方向趋向大致水平方向的平坦的安装空间的设备或工作机械中。实施例6图5C中不出基于实施例6的蓄电模块的截面图。基于实施例6的蓄电模块中，向y方向排列有与图IB所示的基于实施例I的蓄电模块相同结构的3个蓄电模块。相互邻接的蓄电模块并不共有壁板11、12，分别设置有壁板。因此，邻接的层叠体30之间配置2个壁板 11、12。实施例6中，在各个层叠体30上安装壁板11、12之后，在壁板11、12固定壁板13、14即可。因此，当固定壁板13、14时，无需向蓄电模块预先施加y方向的压缩力。基于实施例6的蓄电模块与图5A所示的实施例4的蓄电模块相比，虽然组件件数有所增加，但较易装配及维护。若考虑排气阀27的配置,则基于实施例6的蓄电模块也与实施例4的情况相同，优选以X方向平行于铅垂方向的姿势(yz面成为水平的姿势)装在工作机械中。基于实施例6的蓄电模块适合装在具有向水平方向扩展的安装空间的设备或工作机械中。实施例7图6A中不出基于实施例7的蓄电模块的局部截面图。以下,对与图IA 图ID所示的基于实施例I的蓄电模块的差异点进行说明。如图ID所示，实施例I中，通过传热板25接触于壁板11、12来热结合两者。在实施例7中，在接触部位，两者以热传导性粘结剂45粘结，以便传热板25固着于壁板11、12。当传热板25与壁板11、12之间形成有微小的间隙的情况下，则以粘结剂埋入该间隙。因此，能够提高传热板25与壁板11、12之间的传热系数。如此，能够通过避免传热板25滑动接触于壁板11、12 (避免传热板25在接触于壁板11、12的状态下移动)来减小在接触部位的热阻。由此，能够提高传热板 25及蓄电单元20的冷却效率，从而抑制蓄电单元20的温度
显著上升。如图6B所示，可在壁板11、12各自的内侧表面形成槽46。在槽46内插入传热板25的边缘，并且填充热传导性粘结剂46。实施例7中虽然示出了基于平行六面体结构的高刚性蓄电模块的例子，但与实施例I相同，在能够满足工作机械所要求的刚性或者固有振动频率的情况下，则也可设为拆除壁板13及14 (图1A、图1B)的结构。实施例8图7A及图7B中示出基于实施例8的蓄电模块的截面图。图7B是沿图7A的单点划线7B-7B的截面图，图7A是沿图7B的单点划线7A-7A的截面图。以下，对与图3A及图3B所示的基于实施例2的蓄电模块的差异点进行说明。与实施例I相同，压板31向蓄电单元20施加层叠方向的压缩力，传热板25的位置相对于壁板11、12受限制。在壁板11、12的内侧的表面形成有向z方向延伸的3条凹部50。各个凹部50的宽度方向的尺寸大于深度方向的尺寸。凹部50内装填有具有热传导性的弹性部件51。弹性部件51例如使用有传热胶片。传热板25的边缘或与凹部50交叉或与凹部50局部性重叠。在未对弹性部件51施加外力的状态下，弹性部件51的局部从凹部50的开口面突出。例如，作为弹性部件51使用厚于凹部50的深度的传热胶片。如图7A所示，在未形成有凹部50的区域中，传热板25与壁板11、12的内侧的表面接触。如图7A及图7B所示，在传热板25的边缘与凹部50交叉的区域及传热板25的边缘与凹部50重叠的区域，传热板25挤压弹性部件51。传热部件25与壁板11、12经弹性部件51热结合。因此，能够确保稳定的热结合。如此，能够通过避免传热板25滑动接触于壁板11、12来减小在接触部位的热阻。由此，能够提高传热板25及蓄电单元20的冷却效率，从而抑制蓄电单元20的温度显著上升。弹性部件51中从凹部50的开口面突出的部分成为挤压余量。弹性部件51不会超过该挤压余量而被挤压。能够通过调整弹性部件51的尺寸(厚度)与凹部50的深度来控制挤压余量在所希望的容许范围内。因此，能够抑制由蠕变应变引起的弹性部件51的经年劣化。在实施例8中虽然示出了基于平行六面体结构的高刚性蓄电模块的例子，但与实施例2相同，在能够满足工作机械所要求的刚性或者固有振动频率的情况下，也可设为拆除壁板13及14 (图7A)的结构。实施例9图8A中不出基于实施例9的蓄电模块的局部截面图。以下,对与图IA 图ID所示的基于实施例I的蓄电模块的差异点进行说明。实施例9中，传热板25的接触于壁板11、12的端部在平行于yz面的截面弯曲成大致直角。因此，传热板25与壁板11、12的接触面积变大。由此，能够提高两者之间的传热系数。如图SB所示，可对弯曲部分设置某种程度的曲率。而且，如图SC所示，可将传热板25的端部的截面设为T字状。
实施例10图9中示出基于实施例10的蓄电模块的截面图。实施例10中，在壁板11、12的外侧的表面形成用于提高散热效率的凹凸55来代替图IB所示的实施例I的制冷剂流路17。凹凸55的凹部例如构成方格模样。其他结构与基于实施例I的蓄电模块的结构相同。即使安装散热用凹凸55来代替制冷剂流路17，也能够有效地发散在蓄电单元20中产生的热量。实施例10中虽然示出了基于平行六面体结构的高刚性蓄电模块的例子，但与实施例I相同，在能够满足工作机械所要求的刚性或者固有振动频率的情况下，也可设为拆除壁板13及14 (图1A、图1B)的结构。实施例11 图10中示出基于实施例11的蓄电模块的截面图。以下说明中，着眼于与图7A及图7B所示的实施例8的差异点，且对相同的结构则省略说明。在实施例11中，为了向蓄电单元20与传热板25的层叠结构施加压缩力，使用了拉杆33 (图7A、图7B)。实施例11中，未使用拉杆而是通过楔子施加压缩力。如图10所示，压板31的连接平行于X轴的端面和外侧的表面的部分被施以倒棱，而形成了倾斜面11A。壁板11、12上形成有平行于倾斜面IlA的倾斜面31A。构成紧固件56的螺栓从一侧的壁板12的外侧的表面向y轴方向贯穿壁板12、压板31、及另一侧的壁板11内并到达至壁板11的外侧的表面。通过紧固部56向壁板11与12施加y轴方向的压缩力。传热胶片51通过该压缩力而弹性变形，传热板25经传热胶片51按压于壁板11、
12。由此，能够从传热板25有效地传递热量至壁板11、12。而且，通过壁板11与12相靠近，倾斜面IlA与倾斜面31A相接触，两者相靠近的方向的力施加于一对压板31。由此，z轴方向的压缩力施加于蓄电单元20与传热板25的
层叠结构。实施例11中紧固件56能够施加向壁板11、12按压传热板25的y轴方向的压缩力和向层叠结构施加的z轴方向的压缩力。为了施加z轴方向的充分的压缩力，优选以在传热胶片51弹性变形的状态下，在压板31的垂直于y轴的端面与壁板11、12的内侧的表面之间确保间隙的方式，设定压板31的y轴方向的尺寸。实施例11中虽然示出了基于平行六面体结构的高刚性蓄电模块的例子，但与实施例I相同，在能够满足工作机械所要求的刚性或者固有振动频率的情况下，也可设为拆除壁板13及14 (图7A)的结构。实施例12图IlA中示出用于基于实施例12的蓄电模块的蓄电单元及支承框的俯视图。蓄电单元20及电极21的结构与实施例I的结构相同。从蓄电单元20的彼此相反侧边缘引出一对电极21。俯视观察时，以包围蓄电单元20的方式配置有支承框60。支承框60例如使用绝缘性树脂。电极21比支承框60的外周侧的边缘更突出至外侧。图IlB中示出沿图IlA的单点划线11B-11B的截面图。蓄电单元20在其外周部具有熔敷正反侧的层压薄膜彼此的较薄部分20A。支承框60的内周侧的侧面具有2级阶梯形状。较薄部分20A通过双面胶带等固定于支承框60的内周的踩踏面61。支承框60薄于蓄电单元20。因此，在与支承框60 —同向厚度方向层叠蓄电单元20时，不会有支承框60阻碍向蓄电单元20施加压缩力的情况。图IlC中示出沿图IlA的单点划线11C-11C的截面图。电极21从蓄电单元20的较薄部分20A的边缘向外部引出。如图IlA所示，俯视观察时，在支承框60中与电极21重叠的区域，踩踏面61延伸至支承框的外周。经由该踩踏面61上，电极21比支承框60的外周更引出至外侧。实施例12中，当向厚度方向叠加蓄电单元20时，支承框60的外周侧的侧面成为与层叠方向正交的面内的对位基准面。因此，能够轻松进行对位。而且，当以单体看待蓄电单元20时，支承框60保护蓄电单元20。因此，能够防止或减轻蓄电单元20的损伤。实施例13 实施例13中例示搭载实施例I 实施例12的任一个蓄电模块的至少I个的挖土机。图12是作为基于实施例13的工作机械的混合式挖土机的概要俯视图。上部回转体70上经回转轴承73安装有下部行走体(行走装置)71。上部回转体70上搭载有引擎74、主泵75、电动马达76、油箱77、冷却风扇78、座位79、蓄电模块80、及电动发电机83。引擎74通过燃烧燃料来产生动力。引擎74、主泵75、及电动发电机83经转矩传递机构81相互传送与接收转矩。主泵75向动臂82等液压缸供给压力油。电动发电机83通过引擎74的动力驱动并进行发电(发电运行)。所发电的电力供给于蓄电模块80来对蓄电模块80进行充电。而且，电动发电机83通过来自蓄电模块80的电力驱动，并产生用于辅助引擎74的动力(辅助运行)。油箱77贮存液压回路的油。冷却风扇78抑制液压回路的油温上升。操作员坐在座位79上操作混合式挖土机。图13中示出基于实施例13的混合式挖土机的侧视图。下部行走体71上经回转轴承73搭载有上部回转体70。上部回转体70通过来自电动马达76(图12)的驱动力相对于下部行走体71顺时针或逆时针回转。上部回转体70上安装有动臂82。动臂82通过被液压驱动的动臂缸107相对于上部回转体70向上下方向摆动。动臂82的前端安装有斗杆85。斗杆85通过被液压驱动的斗杆缸108相对于动臂82向前后方向摆动。斗杆85的前端安装有铲斗86。铲斗86通过被液压驱动的铲斗缸109相对于斗杆85向上下方向摆动。蓄电模块80经蓄电模块用固定座90及阻尼器(防振装置)91搭载于上部回转体70上。蓄电模块80使用基于上述实施例I 12的蓄电模块。通过由蓄电模块80供给的电力驱动回转马达76(图12)。而且，回转马达76通过将动能转换为电能来产生再生电力。通过所产生的再生电力来对蓄电模块80进行充电。图14中示出基于实施例13的混合式挖土机的块图。在图14中，以双重线表示机械动力系统，以粗实线表示高压液压管路，以细实线表示电力系统，以虚线表示先导管路。引擎74的驱动轴连结于转矩传递机构81的输入轴。引擎74使用通过电以外的燃料产生驱动力的引擎，例如柴油引擎等内燃机。引擎74在工作机械的运行中始终被驱动。电动发电机83的驱动轴连结于转矩传递机构81的另一输入轴。电动发电机83能够进行电动(辅助)运行与发电运行这两种运行动作。电动发电机83例如使用磁铁埋入于转子内部的内部磁铁埋入式(IPM)马达。转矩传递机构81具有2个输入轴和I个输出轴。该输出轴上连结有主泵75的驱动轴。施加于引擎74的负荷较大的情况下，电动发电机83进行辅助运行，电动发电机83的驱动力经转矩传递机构81传递于主泵75。由此，减轻施加于引擎74的负荷。另一方面，施加于引擎74的负荷较小的情况下，通过引擎74的驱动力经转矩传递机构81传递于电动发电机83来发电运行电动发电机83。电动发电机83的辅助运行与发电运行的切换通过连接于电动发电机83的逆变器118进行。通过控制装置130控制逆变器118。控制装置130包含中央处理装置(CPU)130A及内部存储器130B。CPU130A执行储存于内部存储器130B的驱动控制用程序。控制装置130通过在显示装置135上显示各种装置的劣化状态等来提醒操作员。主泵75经高压液压管路116向控制阀117供给液压。控制阀117通过来自操作员的指令向液压马达101AU01B、动臂缸107、斗杆缸108、及铲斗缸109分配液压。液压马达IOlA及IOlB分别驱动具备于图13所示的下部行走体71上的左右2条履带。
电动发电机83的电力系统的输入输出端子经逆变器118连接于蓄电电路190。逆变器118根据来自控制装置130的指令，进行电动发电机83的运行控制。蓄电电路190上经另一逆变器120进一步连接回转马达76。通过控制装置130控制蓄电电路190及逆变器120。在辅助运行电动发电机83的期间，从蓄电电路190向电动发电机83供给所需的电力。在发电运行电动发电机83的期间，通过电动发电机83发电的电力供给于蓄电电路190。回转马达76通过来自逆变器120的脉冲宽度调制(PWM)控制信号交流驱动，能够进行动力动作及再生动作这两种运行。回转马达76例如使用IPM马达。IPM马达在再生时产生较大的感应电动势。回转马达76的动力动作中，回转马达76经减速器124使上部回转体70回转。此时，减速器124减慢转速。由此，增大在回转马达76中产生的旋转力。而且，再生运行时，上部回转体70的旋转运动经减速器124传递于回转马达76，从而回转马达76产生再生电力。此时，与动力运行时相反，减速器124加速转速。由此，能够使回转马达76的转速上升。分解器122检测回转马达76的旋转轴的旋转方向的位置。检测结果输入于控制装置130。通过检测回转马达76的运行前与运行后的旋转轴的旋转方向的位置能够导出回转角度及回转方向。机械制动器123连结于回转马达76的旋转轴，产生机械制动力。机械制动器123的制动状态与解除状态接受来自控制装置130的控制并通过电磁开关切换。先导泵115产生液压操作系统所需的先导压。所产生的先导压经先导管路125供给于操作装置126。操作装置126包含操纵杆或踏板，由操作员操作。操作装置126将由先导管路125供给的一次侧的液压按照操作员的操作转换为二次侧的液压。二次侧的液压经液压管路127传递于控制阀117，并且经另一液压管路128传递于压力传感器129。以压力传感器129检测出的压力的检测结果输入于控制装置130。由此，控制装置130能够探测下部行走体71、回转马达76、动臂82、斗杆85、及铲斗86的操作状况。尤其在基于实施例13的混合式挖土机中，回转马达76驱动回转轴承73。因此，要求高精确度地检测用于控制回转马达76的操纵杆的操作量。控制装置130能够经压力传感器129高精确度地检测该操纵杆的操作量。而且，控制装置130能够检测下部行走体71、回转马达76、动臂82、斗杆85、及铲斗86中的任一个都 不运行且向蓄电电路190的电力供给及来自蓄电电路190的电力的强制性取出中的任一个都不进行的状态(非运行状态)。图15中示出蓄电电路190的等效电路图。蓄电电路190包含蓄电模块80、转换器200、及DC总线线路210。转换器200的一对电源连接端子203A、203B上连接有蓄电模块80，一对输出端子204A、204B上连接有DC总线线路210。一侧的电源连接端子203B及一侧的输出端子204B接地。蓄电模块80使用基于上述实施例I 实施例10的蓄电模块。DC总线线路210经逆变器118、120连接于电动发电机83及回转马达76。在DC总线线路210中产生的电压通过电压表211测量，测量结果输入于控制装置130。升压用的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)202A的集电极与降压用的IGBT202B的发射极相互连接的串联电路连接于输出端子204A与204B之间。升压用IGBT202A的发射极接地，降压用IGBT202B的集电极连接于高压侧的输出端子204A。升压用IGBT202A与降压用IGBT202B的相互连接点经电抗器201连接于高压侧的电源连接端子203A。二极管202a、202b分别以从发射极朝向集电极的方向成为正向的方向并联连接于升压用IGBT202A及降压用IGBT202B上。输出端子204A与204B之间插入有平滑用电容器 205。连接于电源连接端子203A与203B之间的电压表206测量蓄电模块80的端子之间的电压。串联插入于电抗器201的电流表207测量蓄电模块80的充放电电流。电压及电流的测量结果输入于控制装置130。温度检测器136检测蓄电模块80的温度。检测出的温度数据输入于控制装置130。温度检测器136例如包含对应选自构成蓄电模块80的多个蓄电单元的4个蓄电单元而准备的4个温度计。控制装置130例如计算由4个温度计取得的4个温度数据的平均并将平均值设为蓄电模块80的温度。另外，当判定出电容器的过热状态时，也可采用4个温度数据所示的温度中最高的温度作为蓄电模块的温度。相反，判定出蓄电模块的温度过于下降的状态时，也可采用4个温度数据所示的温度中最低的温度作为蓄电模块的温度。控制装置130向升压用IGBT202A及降压用IGBT202B的栅电极施加控制用的脉冲宽度调制(PWM)电压。以下，对升压动作(放电动作)进行说明。向升压用IGBT202A的栅电极施加PWM电压。当关闭升压用IGBT202A时，电抗器201上产生使电流从高压侧的电源连接端子203A流向升压用IGBT202A的集电极的方向的感应电动势。该电动势经二极管202b施加于DC总线线路210。由此，DC总线线路210被升压。接着，对降压动作(充电动作)进行说明。向降压用IGBT202B的栅电极施加PWM电压。当关闭降压用IGBT202B时，电抗器201上产生使电流从降压用IGBT202B的发射极流向高压侧的电源连接端子203A的方向的感应电动势。通过该感应电动势来对蓄电模块80进行充电。由于蓄电模块80使用基于上述实施例I 10的蓄电模块，因此能够抑制由振动或冲击引起的蓄电模块80的破坏。尤其，在由于回转轴承73 (图12、图13)的松动引起上部回转体70上下震动时，能够抑制由无法以阻尼器91 (图13)完全吸收的振动引起的蓄电模块80的破坏。而且，能够实现从蓄电单元有效地散热。实施例14实施例14中例示搭载实施例I 实施例12的任一个蓄电模块中的至少I个的挖土机。图16和图17分别是作为基于实施例14的工作机械的电动挖土机的概要俯视图和块图。以下说明中，着眼于与图12、图14所示的实施例13的差异点，且对相同的结构则省略说明。基于实施例14的电动挖土机中未搭载有引擎74(图12、图14)。准备有用于对蓄电模块80进行充电的电压转换器88及外部电源连接插头87。能够从外部电源经外部电源连接插头87及电压转换器88对蓄电模块80进行充电。电动发电机83不作为发电机动作，通过由蓄电模块80 (蓄电电路190)供给的电力仅作为电动机动作。 电压转换器88进行用于使外部电源的电压符合蓄电模块80的电压的电压转换。基于实施例I 10的蓄电模块不仅能够应用于混合式挖土机，还能够应用于电动挖土机。以上根据实施例说明了本发明，但本发明并不限定于这些实施例。本领域技术人员应该了解例如能够进行各种变更、改良、组合等。根据上述实施例，进一步公开以下备注内容。(备注I)—种工作机械用蓄电模块,在定义xyz正交坐标系时,其具有多个层叠体，向X方向排列，且各自包含向z方向层叠的板状的多个蓄电单元、配置于所述蓄电单元的层叠结构的两端的一对压板、连结所述一对压板且向所述蓄电单元的层叠结构施加z方向的压缩力的第I拉杆、及夹于所述蓄电单元之间的至少I个传热板；第I壁板及第2壁板，向y方向夹紧多个所述层叠体，且固定于所述层叠体的压板上；及第3壁板及第4壁板，向X方向夹紧多个所述层叠体，且固定于所述第I壁板及所述第2壁板，在X方向上配置于一端的所述层叠体的所述压板固定于所述第3壁板，配置于另一端的所述层叠体的所述压板固定于所述第4壁板，所述传热板热结合于所述第I壁板及所述第2壁板。(备注2)如备注I所述的工作机械用蓄电模块，其中，该工作机械用蓄电模块进一步具有隔壁，该隔壁配置于向X方向邻接的所述层叠体之间，所述隔壁固定于所述第I壁板、所述第2壁板、及该隔壁两侧的所述层叠体的所述压板。(备注3)一种挖土机，该挖土机具有备注I或2所述的工作机械用蓄电模块；及马达，用由所述蓄电模块供给的电力驱动，并且通过将动能转换为电能来产生再生电力，并对所述蓄电模块进行充电。(备注4)如备注3所述的挖土机，该挖土机进一步具有下部行走体；及上部回转体，能够回转地安装于所述下部行走体，所述马达使所述上部回转体回转。符号的说明11、12、13、14_壁板，15-隔壁，17-制冷剂流路，20-蓄电单元，20A-较薄部分，21-电极，25-传热板，27-排气阀，30-层叠体，31-压板，33-拉杆(第I拉杆)，40-拉杆(第2拉杆),43-中间板,45-热传导性粘结剂，46-槽,50-槽,51-传热胶片,55-凹凸，56-紧固件，60-支承框，61-踩踏面，70-上部回转体，71-下部行走体(基体)，73-回转轴承，74-引擎，75-主泵，76-回转马达，77-油箱，78-冷却风扇，79-座位，80-蓄电模块，81-转矩传递机构，82-动臂，83-电动发电机，85-斗杆，86-铲斗，87-外部电源连接插头，88-电压转换器，90-蓄电模块固定座，91-阻尼器(防振装置)，101A、101B-液压马达，107-动臂缸，108-斗杆缸，109-铲斗缸，114-主泵，115-先导泵，116-高压液压管路，117-控制阀，118-逆变器，119-电容器，120-逆变器，122-分解器，123-机械制动器，124-减速器，125-先导管路，126-操作装置，127,128-液压管路，129-压力传感器，130-控制装置，135-显示装置，136-温度检测器，200-转换器，201-电抗器，202A-升压用IGBT，202B-降压用IGBT，202a、202b-二极管，203A、203B_电源连接端子，204A、204B_输出端子，205-平滑用电容器，206-电压表,207-电流表，211-电压表
权利要求
1.一种挖土机，该挖土机具有 下部行走体； 上部回转体，能够回转地安装于所述下部行走体的上面 '及 蓄电模块，搭载于所述上部回转体上， 在定义xyz正交坐标系时，所述蓄电模块具有层叠体和第I壁板及第2壁板， 所述层叠体包含 在z方向上层叠的板状的多个蓄电单元； 配置于所述蓄电单元之间的至少I个传热板；及 配置于所述蓄电单元的层叠结构的两端并向所述蓄电单元施加该蓄电单元的层叠方向的压缩力的一对压板， 所述第I壁板及第2壁板在y方向上夹紧所述层叠体且固定于所述一对压板， 所述传热板的位置相对于所述第I壁板及所述第2壁板受限制。
2.如权利要求I所述的挖土机,其中， 所述传热板热结合于所述第I壁板及所述第2壁板。
3.如权利要求I或2所述的挖土机，其中， 该挖土机进一步具有用于冷却所述第I壁板及所述第2壁板的制冷剂流路或散热用的凹凸。
4.如权利要求I至3中任一项所述的挖土机，其中， 所述传热板固着于所述第I壁板及所述第2壁板。
5.如权利要求I至4中任一项所述的挖土机，其中， 所述传热板与所述第I壁板之间及所述传热板与所述第2壁板之间配置有具有热传导性的粘结剂。
6.如权利要求I至5中任一项所述的挖土机，其中， 所述层叠体进一步包含第I拉杆，所述第I拉杆连结所述一对压板且向所述蓄电单元的层叠结构施加层叠方向的压缩力， 所述蓄电模块进一步具有第3壁板及第4壁板，所述第3壁板及第4壁板在X方向上夹紧所述层叠体且固定于所述一对压板、所述第I壁板及所述第2壁板。
7.如权利要求I至6中任一项所述的挖土机，其中， 所述层叠体进一步包含配置于所述蓄电单元之间的中间板， 所述中间板在其外周固定于所述第I壁板及第2壁板。
8.如权利要求I至3中任一项所述的挖土机，其中， 所述蓄电模块进一步具有 凹部，形成于所述第I壁板及所述第2壁板的内侧的表面；及弹性部件，其配置于所述凹部内且具有热传导性，在未向该弹性部件施加外力的状态下，该弹性部件的局部从所述凹部的开口面突出， 所述传热板的边缘以与所述凹部交叉的方式配置，并与所述第I壁板及第2壁板的内侧的表面接触，并且挤压所述弹性部件。
9.一种挖土机，该挖土机具有 下部行走体；上部回转体，能够回转地安装于所述下部行走体的上面 '及 蓄电模块，搭载于所述上部回转体上， 在定义xyz正交坐标系时，所述蓄电模块具有多个层叠体、第I壁板及第2壁板和第3壁板及第4壁板， 所述多个层叠体在I方向上排列，且各自包含 在z方向上层叠的板状的多个蓄电单元； 配置于所述蓄电单元的层叠结构的两端的一对压板； 连结所述一对压板且向所述蓄电单元的层叠结构施加层叠方向的压缩力的第I拉杆；及 夹于所述蓄电单元之间的至少I个传热板， 所述第I壁板及第2壁板安装于各个所述层叠体，在y方向上夹紧各个所述层叠体，固定于所述压板，且热结合于所述传热板， 所述第3壁板及第4壁板在X方向上夹紧多个所述层叠体，固定于多个所述层叠体的所述压板和安装在多个所述层叠体上的所述第I壁板及所述第2壁板。
10.如权利要求9所述的挖土机，其中， 所述挖土机进一步具有马达，所述马达通过从所述蓄电模块供给的电力驱动，并且通过将动能转换为电能来产生再生电力并对所述蓄电模块进行充电。
11.如权利要求11所述的挖土机，其中， 所述马达使所述上部回转体回转。
全文摘要
本发明提供一种挖土机，该挖土机的上部回转体能够回转地安装于下部行走体的上面。上部回转体上搭载有蓄电模块。蓄电模块在定义xyz正交坐标系时具有向z方向层叠的板状的多个蓄电单元。蓄电单元之间配置有至少1个传热板。配置于蓄电单元的层叠结构的两端的压板向蓄电单元施加层叠方向的压缩力。第1壁板及第2壁板向y方向夹紧层叠体并固定于压板。传热板的位置相对于第1壁板及第2壁板受限制。
文档编号H01M2/10GK102640347SQ20108005433
公开日2012年8月15日 申请日期2010年12月3日 优先权日2009年12月7日
发明者宫武勤 申请人:住友重机械工业株式会社