混合動(dòng)力式工程機(jī)械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有向馬達(dá)及逆變器等電動(dòng)機(jī)供給電力的蓄電裝置的混合動(dòng)力式工程機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，通過液壓系統(tǒng)而驅(qū)動(dòng)的液壓挖掘機(jī)等工程機(jī)械具有能夠進(jìn)行最大載荷作業(yè)的液壓栗、和驅(qū)動(dòng)該液壓栗的大型發(fā)動(dòng)機(jī)，從而能夠應(yīng)對(duì)從輕載荷作業(yè)到重載荷作業(yè)的所有作業(yè)。尤其在液壓挖掘機(jī)中，在進(jìn)行砂土的挖掘或裝載等作業(yè)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生最大載荷。
[0003]施加這樣的最大載荷的重載荷作業(yè)是作業(yè)整體的一部分，在進(jìn)行用于平整地面的水平拖曳等輕載荷作業(yè)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的能力過剩。其是難以降低液壓挖掘機(jī)的燃料消耗量(以下存在將其簡(jiǎn)略為油耗的情況)的一個(gè)主要原因。鑒于該方面，公知一種為了降低油耗而將發(fā)動(dòng)機(jī)小型化并且通過基于電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的輸出來(lái)輔助(支援)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化而導(dǎo)致的輸出不足的混合動(dòng)力式工程機(jī)械，作為電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源而使用搭載了二次電池或電容器等(以下記為電池)的蓄電裝置。
[0004]對(duì)于構(gòu)成該混合動(dòng)力式工程機(jī)械的蓄電裝置和電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備，為了驅(qū)動(dòng)回路的熱保護(hù)和高效率運(yùn)行而需要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)臏囟日{(diào)節(jié)。尤其，在蓄電裝置中，若電池為過低的溫度，則電池的內(nèi)部電阻增大而輸入輸出特性顯著降低，從而造成工程機(jī)械的動(dòng)作能力的降低。另一方面，若電池為過高的溫度，則會(huì)促進(jìn)電池容量不可逆地降低、或內(nèi)部電阻增大等電池的劣化，因此蓄電裝置的耐用年數(shù)減短。因此，謀求蓄電裝置具有與狀態(tài)相應(yīng)的對(duì)電池的冷卻及預(yù)熱功能。
[0005]以往，作為蓄電裝置的對(duì)電池的冷卻及預(yù)熱功能，而使用通過風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)等將作為熱媒的外部氣體(空氣)強(qiáng)制地吹到電池表面的方法、及通過栗等將作為熱媒的液體(冷卻介質(zhì))強(qiáng)制地導(dǎo)入到電池表面的方法等。前者方法被稱為空冷式，后者方法被稱為水冷式或液冷式等。在混合動(dòng)力式工程機(jī)械的用途中需要對(duì)熱媒及其流路進(jìn)行防塵，由于在采用熱媒的流路為開放系統(tǒng)的空冷式的情況下，需要較多的鉆研改善，所以多為采用熱媒的流路為密閉系統(tǒng)的液冷式的情況。
[0006]作為這樣的液冷式的蓄電裝置的現(xiàn)有技術(shù)之一，公知一種如下的蓄電裝置:將由外裝罐為金屬制的多個(gè)電池單元層疊而成的電池塊經(jīng)由傳熱部件固定在形成有供冷媒循環(huán)的流路的冷卻板上，并將電池塊和冷卻板熱結(jié)合，由此，能夠?qū)㈦姵貕K的各電池單元在相同的狀態(tài)下冷卻(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
[0007]另一方面，在將該專利文獻(xiàn)1所公開的現(xiàn)有技術(shù)的蓄電裝置直接適用于混合動(dòng)力式工程機(jī)械的情況下，電池塊的各電池單元被直接暴露在外部氣體中，混合動(dòng)力式工程機(jī)械的作業(yè)環(huán)境下的粉塵或水分等會(huì)附著在蓄電裝置的電池塊上而有可能給電池的正常動(dòng)作及其可靠性帶來(lái)障礙，因此需要保護(hù)蓄電裝置免受這些粉塵或水分等的損害。
[0008]因此，提出一種如下的混合動(dòng)力型液壓挖掘機(jī):具有分別收納多個(gè)電容器的多個(gè)電容器單元、冷卻各電容器單元的冷卻板、將多個(gè)電容器單元一并覆蓋的上罩、和在冷卻板的底面?zhèn)葘惭b有電容器單元的區(qū)域覆蓋的下罩，冷卻板具有沿壁厚方向貫穿、且供用于安裝這些上罩及下罩的螺紋部件穿插的罩安裝孔，通過由該螺紋部件固定在冷卻板上的上罩及下罩覆蓋電容器單元，而能夠得到對(duì)于電容器的防滴效果及防塵效果(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)
[0011 ] 專利文獻(xiàn)1: W02012-118015號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)2:日本特開2012-21396號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]關(guān)于上述的專利文獻(xiàn)2所公開的現(xiàn)有技術(shù)的混合動(dòng)力型液壓挖掘機(jī)，由于上罩及下罩直接與冷卻板連接，且這些上罩、下罩及冷卻板處于熱結(jié)合的狀態(tài)，所以在上罩及下罩與冷卻板之間容易產(chǎn)生熱移動(dòng)。因此，成為由于電容器的熱通過冷卻板向上罩及下罩釋放而導(dǎo)致蓄電裝置的溫度調(diào)節(jié)效率降低的問題。尤其在熱容與上罩及下罩的厚度相應(yīng)地增大、或上述的混合動(dòng)力型液壓挖掘機(jī)被置于強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下的情況下，由于上罩及下罩與冷卻板之間的熱移動(dòng)變得顯著，所以擔(dān)心如在冬季啟動(dòng)時(shí)等那樣在對(duì)蓄電裝置進(jìn)行預(yù)熱來(lái)提高電容器的溫度時(shí)花費(fèi)時(shí)間。
[0014]本發(fā)明是根據(jù)這樣的現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)際情況而研發(fā)的，其目的在于提供一種能夠提高蓄電裝置的溫度調(diào)節(jié)效率的混合動(dòng)力式工程機(jī)械。
[0015]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的混合動(dòng)力式工程機(jī)械的特征在于，具有:原動(dòng)機(jī)、進(jìn)行該原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助及發(fā)電的電動(dòng)發(fā)電機(jī)、和在與該電動(dòng)發(fā)電機(jī)之間進(jìn)行電力的交接的蓄電裝置，上述蓄電裝置包含:多個(gè)電池單元;對(duì)于上述多個(gè)電池單元在將至少一部分分隔的狀態(tài)下覆蓋的殼體;安裝在該殼體上、且與上述多個(gè)電池單元進(jìn)行熱交換的熱交換部件；和夾設(shè)在上述殼體與上述熱交換部件之間、且阻礙上述殼體與上述熱交換部件之間的熱量的交接的熱阻體。
[0016]由于這樣構(gòu)成的本發(fā)明通過使熱阻體夾設(shè)在殼體與熱交換部件之間，而能夠由熱阻體來(lái)阻礙殼體與熱交換部件之間的熱移動(dòng)，所以能夠抑制各電池單元的熱向殼體釋放。由此，能夠提高蓄電裝置的溫度調(diào)節(jié)效率。
[0017]另外，本發(fā)明的混合動(dòng)力式工程機(jī)械的特征在于，在上述發(fā)明中，上述熱交換部件由將熱媒的流路形成在內(nèi)部的構(gòu)造體構(gòu)成，上述熱阻體與上述構(gòu)造體的一部分接觸。若像這樣構(gòu)成，則由于能夠通過熱阻體而使殼體與熱交換部件之間的接觸面積減少，所以能夠提高殼體與熱交換部件之間的熱阻。由此，能夠容易地截?cái)鄽んw與熱交換部件之間的熱傳遞。
[0018]另外，本發(fā)明的混合動(dòng)力式工程機(jī)械的特征在于，在上述發(fā)明中，上述構(gòu)造體由多面體構(gòu)成，上述多個(gè)電池單元分別設(shè)在上述多面體的不同的面上。若像這樣構(gòu)成，則通過使多個(gè)電池單元分別與熱交換部件的不同的面接觸，而能夠通過一個(gè)熱交換部件來(lái)同時(shí)對(duì)多個(gè)電池單元進(jìn)行熱交換，因此能夠縮短多個(gè)電池單元的熱交換所需的時(shí)間。由此，能夠提高基于熱交換部件進(jìn)行的熱交換的效率。
[0019]另外，本發(fā)明的混合動(dòng)力式工程機(jī)械的特征在于，在上述發(fā)明中，上述熱阻體由具有比上述殼體的熱傳導(dǎo)率及上述熱交換部件的熱傳導(dǎo)率中的至少一方小的熱傳導(dǎo)率的樹脂材料構(gòu)成。若像這樣構(gòu)成，則由于能夠使熱阻體與夾設(shè)在殼體與熱交換部件之間的部分的形狀匹配地容易地進(jìn)行加工，所以能夠提高殼體及熱交換部件的配置的自由度。
[0020]另外，本發(fā)明的混合動(dòng)力式工程機(jī)械的特征在于，在上述發(fā)明中，上述殼體及上述熱交換部件中的至少一方由金屬材料構(gòu)成。若像這樣構(gòu)成，則由于用于熱阻體的樹脂材料的熱傳導(dǎo)率相對(duì)于金屬材料的熱傳導(dǎo)率較小，所以能夠迅速地進(jìn)行作為殼體與熱交換部件之間的熱阻體而適合的樹脂材料的選擇。
[0021]另外，本發(fā)明的混合動(dòng)力式工程機(jī)械的特征在于，在上述發(fā)明中，上述殼體具有向下方開口的容積體，并在將上述多個(gè)電池單元配置在上述熱交換部件的上方的狀態(tài)下，從上述多個(gè)電池單元的上方通過上述容積體的開口而固定在上述熱交換部件上。若像這樣構(gòu)成，則在蓄電裝置的組裝工序中在沒有將殼體安裝到熱交換部件上的狀態(tài)下，多個(gè)電池單元的周邊的空間開放，所以能夠容易地進(jìn)行這些電池單元的布線的連接等。由此，能夠提高蓄電裝置的配置作業(yè)的效率性。
[0022]另外，本發(fā)明的混合動(dòng)力式工程機(jī)械的特征在于，在上述發(fā)明中，上述蓄電裝置包含將上述多個(gè)電池單元連接而構(gòu)成的多個(gè)電池模塊，上述熱交換部件由分別配置在上述多個(gè)電池模塊的下方、且冷卻上述多個(gè)電池單元的多個(gè)冷卻板構(gòu)成，上述熱阻體由分別配置在上述多個(gè)電池模塊的下方、且阻礙上述殼體與上述冷卻板之間的熱量的交接的多個(gè)熱阻件構(gòu)成，并將上述各冷卻板及上述各熱阻件的水平方向上的大小設(shè)定為與上述多個(gè)電池模塊的水平方向上的大小相同程度以下。
[0023]由于這樣構(gòu)成的本發(fā)明將各冷卻板及各熱阻件緊湊地收納在各電池模塊的下方，且各冷卻板及各熱阻件幾乎沒有向各電池模塊的外側(cè)伸出，所以能夠減少相鄰的電池模塊的搭載間隔。由此，能夠?qū)⑿铍娧b置小型化。
[0024]另外，本發(fā)明的混合動(dòng)力式工程機(jī)械的特征在于，在上述發(fā)明中，上述殼體由金屬的鑄造體構(gòu)成。若像這樣構(gòu)成，則能夠確保蓄電裝置的氣密性，并且對(duì)于振動(dòng)及沖擊得到充分的強(qiáng)度。
[0025]另外，本發(fā)明的混合動(dòng)力式工程機(jī)械的特征在于，在上述發(fā)明中，具有收納上述原動(dòng)機(jī)的原動(dòng)機(jī)室、和配置在該原動(dòng)機(jī)室中、且冷卻上述熱媒的散熱器，上述原動(dòng)機(jī)室具有形成在框架上、且引入向上述散熱器輸送的外部氣體的進(jìn)氣口，上述蓄電裝置配置在上述原動(dòng)機(jī)室的上述框架與上述散熱器之間。若像這樣構(gòu)成，則由于被引入到原動(dòng)機(jī)室內(nèi)的外部氣體與散熱器和蓄電裝置接觸，所以能夠通過外部氣體來(lái)冷卻蓄電裝置的殼體。由此，由于能夠抑制蓄電裝置的溫度過度上升，所以能夠?qū)⑿铍娧b置維持在恰當(dāng)?shù)臓顟B(tài)，從而能夠得到高的可靠性。
[0026]發(fā)明效果
[0027]根據(jù)本發(fā)明的混合動(dòng)力式工程機(jī)械，能夠提高蓄電裝置的溫度調(diào)節(jié)效率。上述以外的課題、結(jié)構(gòu)及效果將通過以下的實(shí)施方式的說(shuō)明而得以明確。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是表示作為本發(fā)明的混合動(dòng)力式工程機(jī)械的第1實(shí)施方式而列舉的混合動(dòng)力式液壓挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0029]圖2是說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的混合動(dòng)力式液壓挖掘機(jī)的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。
[0030]圖3是說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的混合動(dòng)力式液壓挖掘機(jī)的原動(dòng)機(jī)室的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
[0031]圖4是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的溫度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0032]圖5是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的電池模塊的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0033]圖6是說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的冷卻板的結(jié)構(gòu)的圖。
[0034]圖7是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的蓄電裝置的外觀的立體圖。
[0035]圖8是沿著圖7的A-A線的剖視圖。
[0036]圖9是沿著圖7的B-B線的剖視圖。
[0037]圖10是說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的蓄電裝置的結(jié)構(gòu)的圖，是與圖9對(duì)應(yīng)的剖視圖。
[0038]圖11是說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施方式的蓄電裝置的結(jié)構(gòu)的圖，是與圖9對(duì)應(yīng)的剖視圖。
[0039]圖12是說(shuō)明本發(fā)明的第4實(shí)施方式的電池模塊、及與該電池模塊一體化的部件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0040]圖13是說(shuō)明本發(fā)明的第4實(shí)施方式的蓄電裝置的結(jié)構(gòu)的圖，是將與圖9對(duì)應(yīng)的剖視圖放大示出的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]以下基于附圖來(lái)說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的混合動(dòng)力式工程機(jī)械的