JP6021737B2 - Power storage device and work machine - Google Patents
Power storage device and work machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP6021737B2 JP6021737B2 JP2013107563A JP2013107563A JP6021737B2 JP 6021737 B2 JP6021737 B2 JP 6021737B2 JP 2013107563 A JP2013107563 A JP 2013107563A JP 2013107563 A JP2013107563 A JP 2013107563A JP 6021737 B2 JP6021737 B2 JP 6021737B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power storage
- mounting
- mounting substrate
- side member
- lower housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Description
本発明は、直列に接続された複数の蓄電セルの各々の端子間電圧を均等化する電圧均等化装置を搭載した蓄電装置、及びこの蓄電装置を搭載した作業機械に関する。 The present invention relates to a power storage device equipped with a voltage equalizing device that equalizes voltages between terminals of a plurality of power storage cells connected in series, and a work machine equipped with the power storage device.
ハイブリッド型作業機械に、複数の蓄電セルを直列に接続して構成された蓄電モジュールが搭載される。蓄電セルには、例えば電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン二次電池等が用いられる。直列接続された複数の蓄電セルに、それぞれ端子間電圧を所定値以下に制限する電圧均等化回路(バランス回路)が接続される(特許文献1)。 A power storage module configured by connecting a plurality of power storage cells in series is mounted on a hybrid work machine. For example, an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor, a lithium ion secondary battery, or the like is used for the storage cell. A voltage equalization circuit (balance circuit) that limits the inter-terminal voltage to a predetermined value or less is connected to the plurality of storage cells connected in series (Patent Document 1).
特許文献1に開示された蓄電セルは、その上方に突出する正極端子及び負極端子を有する。複数の蓄電セルは、1列に並んで配置される。配線パターンが形成された1枚の基板が、複数の蓄電セルの上に配置され、正極端子及び負極端子に取り付けられる。基板に形成された配線パターンにより、複数の蓄電セルが直列接続される。各蓄電セルの正極端子と負極端子との間に電圧均等化回路が配置される。 The electricity storage cell disclosed in Patent Document 1 has a positive electrode terminal and a negative electrode terminal protruding upward. The plurality of power storage cells are arranged in a line. One board | substrate with which the wiring pattern was formed is arrange | positioned on a some electrical storage cell, and is attached to a positive electrode terminal and a negative electrode terminal. A plurality of power storage cells are connected in series by a wiring pattern formed on the substrate. A voltage equalization circuit is disposed between the positive terminal and the negative terminal of each storage cell.
電圧均等化回路を流れる放電電流は、蓄電セルの端子間電圧が高くなるほど大きくなる。さらに、蓄電セルの温度が高温になるほど、放電電流が大きくなる。これにより、蓄電セルの温度に応じた適切な放電が可能となり、蓄電セルの寿命を延ばすことができる。 The discharge current flowing through the voltage equalization circuit increases as the voltage between the terminals of the storage cell increases. Furthermore, the discharge current increases as the temperature of the storage cell increases. Thereby, appropriate discharge according to the temperature of the electricity storage cell is possible, and the life of the electricity storage cell can be extended.
正極端子及び負極端子が、板状の蓄電セルの縁の相互に反対側の位置から相互に反対方向に導出される場合がある。この蓄電セルを厚さ方向に積み重ねると、各蓄電セルの一対の端子が、セル列を中心として両側に配置される。このため、1枚の基板を、複数の蓄電セルの正極端子及び負極端子に接続することができない。 In some cases, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are led out in opposite directions from positions opposite to each other on the edge of the plate-shaped storage cell. When this power storage cell is stacked in the thickness direction, a pair of terminals of each power storage cell are arranged on both sides with the cell row as the center. For this reason, one board | substrate cannot be connected to the positive electrode terminal and negative electrode terminal of a some electrical storage cell.
本発明の目的は、蓄電モジュールのセル列の両側に蓄電セルの端子が配置される場合にも適用可能な電圧均等化装置を搭載した蓄電装置を提供することである。本発明の他の目的は、この蓄電装置を搭載した作業機械を提供することである。 The objective of this invention is providing the electrical storage apparatus which mounts the voltage equalization apparatus applicable also when the terminal of an electrical storage cell is arrange | positioned at the both sides of the cell row | line | column of an electrical storage module. Another object of the present invention is to provide a work machine equipped with this power storage device.
本発明の一観点によると、
複数の蓄電セルを収納し、上方に向かって開放された下部筐体、及び前記下部筐体の開放部を塞ぐ蓋を有する筐体と、
前記筐体の中に、厚さ方向が前記開放部の向く方向と直交する姿勢で収納された少なくとも1枚の実装基板と、
前記実装基板に実装され、複数の前記蓄電セルに対応して準備され、複数の前記蓄電セルの端子間電圧を均等化する複数の電圧均等化回路と、
前記実装基板に実装され、挿入口が前記下部筐体の前記開放部と同一の方向を向き、前記電圧均等化回路に接続された基板側コネクタと、
前記蓄電セルを前記基板側コネクタに接続する電流路と
を有する蓄電装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A lower housing that houses a plurality of storage cells and is opened upward; and a housing having a lid that closes an open portion of the lower housing;
At least one mounting substrate stored in a posture in which the thickness direction is orthogonal to the direction in which the opening portion faces, in the housing;
A plurality of voltage equalization circuits mounted on the mounting substrate, prepared corresponding to the plurality of storage cells, and equalizing voltages between terminals of the plurality of storage cells;
A board-side connector that is mounted on the mounting board, the insertion port faces in the same direction as the opening of the lower housing, and is connected to the voltage equalization circuit;
There is provided a power storage device having a current path connecting the power storage cell to the board-side connector.
本発明の他の観点によると、
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体を旋回させる旋回電動機と、
前記旋回電動機に電力を供給する蓄電装置と
を有する作業機械であって、
前記蓄電装置は、
複数の蓄電セルを収納し、上方に向かって開放された下部筐体、及び前記下部筐体の開放部を塞ぐ蓋を有する筐体と、
前記筐体の中に、厚さ方向が前記開放部の向く方向に対して直交する姿勢で収納された少なくとも1枚の実装基板と、
前記実装基板に実装され、複数の前記蓄電セルに対応して準備され、複数の前記蓄電セルの端子間電圧を均等化する複数の電圧均等化回路と、
前記実装基板に実装され、挿入口が前記下部筐体の前記開放部と同一の方向を向き、前記電圧均等化回路に接続された基板側コネクタと、
前記蓄電セルを前記基板側コネクタに接続する電流路と
を有する作業機械が提供される。
According to another aspect of the invention,
A lower traveling body,
An upper revolving unit mounted on the lower traveling unit so as to be able to swivel;
A turning electric motor for turning the upper turning body;
A work machine having a power storage device for supplying electric power to the swing motor,
The power storage device
A lower housing that houses a plurality of storage cells and is opened upward; and a housing having a lid that closes an open portion of the lower housing;
At least one mounting substrate stored in a posture in which the thickness direction is orthogonal to the direction in which the opening portion faces, in the housing;
A plurality of voltage equalization circuits mounted on the mounting substrate, prepared corresponding to the plurality of storage cells, and equalizing voltages between terminals of the plurality of storage cells;
A board-side connector that is mounted on the mounting board, the insertion port faces in the same direction as the opening of the lower housing, and is connected to the voltage equalization circuit;
A work machine having a current path connecting the power storage cell to the board-side connector is provided.
蓄電セルが収納された筐体内、電圧均等化回路を実装した実装基板が収納されている。このため、蓄電セルと実装基板との配置の自由度が高まる。また、基板側コネクタの挿入口が下部筐体の開放部と同一の方向を向いているため、下部筐体の蓋を外した状態で、基板側コネクタに電流路を容易に挿入することができ、高い作業性を確保することができる。 A mounting board on which a voltage equalization circuit is mounted is housed in a housing in which the storage cells are housed. For this reason, the freedom degree of arrangement | positioning with an electrical storage cell and a mounting board increases. In addition, since the insertion port of the board-side connector faces the same direction as the opening of the lower housing, the current path can be easily inserted into the board-side connector with the lid of the lower housing removed. High workability can be ensured.
[実施例1]
図1A〜図4Bを参照して実施例1による蓄電モジュール用電圧均等化装置について説明する。
[Example 1]
With reference to FIG. 1A-FIG. 4B, the voltage equalization apparatus for electrical storage modules by Example 1 is demonstrated.
図1Aに、実施例1による蓄電モジュール用電圧均等化装置の斜視図を示す。電圧均等化装置は、複数の実装基板13と、実装基板13を収納する収納容器20とを含む。複数
の実装基板13が厚さ方向に積み重ねられている。実装基板13の各々に、複数の基板側コネクタ15が実装されている。収納容器20は、上下に四角形の開口部を有する筒状の形状を有する。2つの開口部は、実装基板13の積み重ね方向に対して直交する方向を向く。以下、実装基板13の積み重ね方向を、単に「積み重ね方向」という場合がある。
FIG. 1A is a perspective view of a voltage equalizing apparatus for a storage module according to the first embodiment. The voltage equalization apparatus includes a plurality of
基板側コネクタ15は、1つの開口部を通してアクセス可能な位置に取り付けられている。具体的には、実装基板13のうち、1つの開口部が向く方向と同一の方向(図1Aにおいて上方)を向く縁の近傍に取り付けられている。基板側コネクタ15の挿入口が上方を向いており、ケーブル側コネクタが、基板側コネクタ15に上方から挿入される。
The board-
図1Bに、収納容器20の分解斜視図を示す。収納容器20は、第1の側面部材21と第2の側面部材22とを含む。積み重ね方向に直交する1つの側面21A、及び積み重ね方向に平行な一対の側面21Bが、第1の側面部材21で構成される。積み重ね方向に直交するもう1つの側面22Aが、第2の側面部材22で構成される。
FIG. 1B shows an exploded perspective view of the
収納容器20の、上方を向く開口部の縁から外側に向かって、一対の取り付け部21Cが突き出ている。具体的には、取り付け部21Cは、積み重ね方向に平行な一対の側面21Bの上端を外側に90°折り曲げることにより形成される。
A pair of
第2の側面部材22の両端を第1の側面部材21の方向に折り曲げることにより、重ね合わせ部22Bが形成されている。重ね合わせ部22Bは、第1の側面部材21の側面21Bの一部と重なる。側面21Bに形成された貫通孔23と、重ね合わせ部22Bに形成された貫通孔24とを重ねて、締結具で締め付けることにより、第2の側面部材22が第1の側面部材21に固定される。
The overlapping
貫通孔23及び貫通孔24の一方は、積み重ね方向に長い長穴とされている。すなわち、貫通孔23及び貫通孔24の一方は、積み重ね方向に長い平面形状を有する。これにより、積み重ね方向に対して垂直な一対の側面21Aと22Aとの間隔を微調整することができる。
One of the through
側面21Aに複数の貫通孔25が形成されており、対向する側面22Aの対応する位置に、貫通孔26が形成されている。貫通孔25、26は、実装基板13を支持するための支持具を取り付けるためのものである。取り付け部21Cに貫通孔27が形成されている。貫通孔27は、収納容器20を蓄電装置の筐体に取り付けるためのものである。
A plurality of through
図2に、実装基板13の平面図を示す。実装基板13の1つの縁の近傍に、基板側コネクタ15が取り付けられている。基板側コネクタ15は、それぞれケーブル側コネクタ31に嵌合する。実装基板13に、複数の電圧均等化回路14が実装されている。電圧均等化回路14は、実装基板13に形成された配線パターン36を介して、基板側コネクタ15の各ターミナルに接続されている。
FIG. 2 shows a plan view of the mounting
実装基板13に、複数の貫通孔18が形成されている。貫通孔18は、図1Bに示した側面21A、22Aの貫通孔25、26に対応する位置に配置されている。
A plurality of through
図3に、直列接続された複数の蓄電セル10と、ケーブル側コネクタ31との接続構成を示す。複数の蓄電セル10が直列に接続されている。蓄電セル10の一対の端子が、ケーブル33により、ケーブル側コネクタ31に接続されている。
FIG. 3 shows a connection configuration between the plurality of
蓄電セル10の各々は、ケーブル33(電流路)、ケーブル側コネクタ31、基板側コネクタ15(図2)を介して、電圧均等化回路14(図2)に接続される。電圧均等化回
路14は、複数の蓄電セル10の端子間電圧を均等化する。
Each of the
図4Aに、実施例1による蓄電モジュール用電圧均等化装置の平断面図を示す。収納容器20内に、厚さ方向に積み重ねられた複数の実装基板13が収納されている。実装基板13に電圧均等化回路14が実装されている。支持具40が、複数の実装基板13を収納容器20内に固定している。支持具40は、一方の側面21Aの外側の表面から、側面21Aの貫通孔25、実装基板13の貫通孔18、及び対向する側面22Aの貫通孔26を通過して、側面22Aの外側の表面まで達する。
FIG. 4A is a plan cross-sectional view of the voltage equalizing apparatus for a power storage module according to the first embodiment. A plurality of mounting
支持具40は、第1の側面部材21の側面21Aと実装基板13との間、相互に隣り合う2枚の実装基板13の間、及び第2の側面部材22の側面22Aと実装基板13との間にそれぞれ配置されたオスメス型スペーサ41を含む。実装基板13は、オスメス型スペーサ41、及び両端に取り付けられたボルト42及びナット43により、収納容器20に固定される。
The
側面21Bの貫通孔23及び重ね合わせ部22Bの貫通孔24を、締結具48が貫通して第1の側面部材21と第2の側面部材22とを相互に固定する。オスメス型スペーサ41の寸法の公差により、一方の側面21Aと、それに対向する側面22Aとの間隔にばらつきが生ずる。貫通孔23及び24の一方を、積み重ね方向に長い長穴としているため、このばらつきを吸収することができる。
A
図4Bに、支持具40の他の構成例を示す。図4Bに示した構成例では、支持具40が、中空スペーサ45、ボルト(タイロッド)46、及びナット47を含む。タイロッド46が、一方の側面21Aの外側の表面から、貫通孔25、中空スペーサ45、実装基板13の貫通孔18、及び貫通孔26を貫通して、他方の側面22Aの外側の表面まで達する。
FIG. 4B shows another configuration example of the
[実施例2]
図5A及び図5Bに、それぞれ実施例2よる蓄電装置の蓋60及び下部筐体50の斜視図を示す。図5Bに示すように、下部筐体50が、底面51及び側面52を含み、下部筐体50の上方が開放されている。側面52は、底面51の外周線の全域に亘って配置されている。図5Aに示した蓋60が、下部筐体50の上方の開放部を塞ぐ。
[Example 2]
5A and 5B are perspective views of the
底面51の上に、2つの蓄電モジュール53が搭載されている。底面51に平行な面をxy面とし、底面51の法線方向をz方向とするxyz直交座標系を定義する。2つの蓄電モジュール53が隔てられた方向をx方向とする。蓄電モジュール53の各々は、y方向に積み重ねられた複数の蓄電セルを含み、電気エネルギの充放電を行う。蓄電モジュール53の詳細な構成については、後に、図6、図7A及び図7Bを参照して説明する。
Two
y方向に垂直な1つの側面52にコネクタボックス59が設けられている。コネクタボックス59内の空間と、下部筐体50内の空間とは、開口58を介して連通している。コネクタボックス59の上方の開口部は、コネクタ端子が配置されるコネクタ板で塞がれる。
A
底面51に、剛性を増すための第1のリブ55、第2のリブ56、及び第3のリブ57が形成されている。第1のリブ55は、2つの蓄電モジュール53の間に配置され、x方向と交差する方向(y方向)に伸びる。第1のリブ55の一方の端部は、コネクタボックス59に対向する側面52に連続している。
A
第2のリブ56は、第1のリブ55の端部において第1のリブ55に連続し、x方向に
伸びる。第1のリブ55は、第2のリブ56の中央に接続されている。第3のリブ57は、第2のリブ56の両端からy方向に伸び、コネクタボックス59が設けられている側面52まで達する。開口58は、2本の第3のリブ57が側面52に接続されている箇所の間に配置されている。
The
底面51を基準として、第1のリブ55、第2のリブ56、及び第3のリブ57は、側面52よりも低い。下部筐体50の開放部を蓋60で塞いだ状態で、第1のリブ55と蓋60との間、第2のリブ56と蓋60との間、及び第3のリブ57と蓋60との間に隙間が形成される。
With reference to the
底面51、側面52、第1のリブ55、第2のリブ56、第3のリブ57、及びコネクタボックス59は、鋳造法により一体成型される。材料として、例えばアルミニウムが用いられる。
The
第3のリブ57と、y方向に平行な側面52との間に、電圧均等化装置70が配置される。電圧均等化装置70として、実施例1による電圧均等化装置(図1A〜図4B)が用いられる。
The
図6に、下部筐体50、及び下部筐体50に搭載されている部品の平面図を示す。2つの蓄電モジュール53が、x方向に離れて搭載されている。第1のリブ55が、2つの蓄電モジュール53の間をy方向に通過する。第1のリブ55の一方の端部は、側面52に連続する。第1のリブ55の他方の端部は、y方向に関して蓄電モジュール53の端部よりも外側に位置する。この端部から、第2のリブ56がx方向に伸びる。第2のリブ56は、x方向に関して、蓄電モジュール53の各々と部分的に重なる。第2のリブ56の両端から、第3のリブ57がy方向に伸び、コネクタボックス59が設けられた側面52に達する。
FIG. 6 shows a plan view of the
第2のリブ56、第3のリブ57、及びコネクタボックス59で囲まれた領域に、一対の中継部材62が配置されている。コネクタボックス59内にリレー回路63が配置されている。
A pair of
蓄電モジュール53の各々は、板状の複数の蓄電セル10を含む。複数の蓄電セル10は、その厚さ方向(y方向)に積み重ねられている。蓄電セル10の各々は、x方向に、かつ相互に反対方向に導出された一対の端子11を有する。複数の蓄電セル10は、直列接続されている。複数の蓄電セル10の直列回路の両端の端子11を通して、蓄電モジュール53の充放電が行われる。コネクタボックス59から遠い方の両端の端子11同士が相互に電気的に接続されている。この一対の端子11を、ヒューズを介して接続してもよい。
Each of the
コネクタボックス59に近い方の両端の端子11は、それぞれバスバー65により、中継部材62に電気的に接続される。バスバー65は、第2のリブ56と交差する。中継部材62は、バスバー66によりリレー回路63に接続される。バスバー66は、開口58(図5B)を通過する。第3のリブ57と、それに平行な側面52との間に、電圧均等化装置70が搭載されている。蓄電セル10の各々の端子11が、ケーブル33を介して電圧均等化装置70に接続されている。
The
図7Aに、蓄電モジュール53の平面図を示す。板状の蓄電セル10と伝熱板67とが交互に厚さ方向(y方向)に積み重ねられている。なお、複数枚、例えば2枚の蓄電セル10に対して1枚の伝熱板67を配置してもよい。蓄電セル10の各々から、一対の端子11が引き出されている。端子11は、伝熱板67の外側を通って、隣の蓄電セル10の
端子11に接続されている。
FIG. 7A shows a plan view of the
加圧機構80が、蓄電セル10と伝熱板67とが積み重ねられた積層構造に、積層方向の圧縮力を印加する。加圧機構80は、積層構造の両端に配置された加圧板81、及び一方の加圧板81から他方の加圧板81まで達する複数のタイロッド82を含む。ナットでタイロッド82を締め付けることにより、蓄電セル10と伝熱板67との積層構造に、積層方向の圧縮力を印加することができる。
The
図7Bに、図7Aの一点鎖線L9B−L9Bにおける断面図を示す。加圧板81が、下部筐体50の底面51にねじ止めされている。伝熱板67の下端が底面51に接触し、上端が蓋60に接触する。蓋60は下部筐体50にボルト等で締め付けて固定されており、伝熱板67に、z方向の圧縮力が印加されている。この圧縮力により、蓄電モジュール53が下部筐体50(図5B)と蓋60(図5A)とからなる筐体内に強固に、かつ摺動不能に固定される。これにより、衝撃や振動に対する信頼性を高めることができる。
7B is a cross-sectional view taken along one-dot chain line L9B-L9B in FIG. 7A. A
底面51内に冷却媒体用の流路69が形成され、蓋60内にも冷却媒体用の流路64が形成されている。流路64、69に冷却媒体、例えば水を流通させることにより、伝熱板67を介して蓄電セル10を冷却することができる。
A cooling
図8に、図6の一点鎖線L10−L10における断面図を示す。下部筐体50の底面51から上方に第3のリブ57が立ち上がっている。側面52の内側の表面に、段差83が形成されている。段差83は、第3のリブ57の上端の高さと同一の高さに配置されている。第3のリブ57と側面52との間に電圧均等化装置70が配置されている。電圧均等化装置70には、図1A〜図4Bに示した実施例1による電圧均等化装置が用いられる。
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line L10-L10 in FIG. A
2枚の側面21Bの間に実装基板13が支持されている。電圧均等化装置70は、収納容器20(図1A)の開口部、及び基板側コネクタ15の挿入口が、下部筐体50の開放部が向く方向と同一の方向(上方)を向く姿勢で下部筐体50内に配置される。2つの取り付け部21Cが、それぞれ段差83及び第3のリブ57の上面に支持される。取り付け部21Cに形成された貫通孔27(図1A、図1B)を貫通する締結具85(例えばボルト)により、収納容器20(図1A、図1B)が下部筐体50に固定される。実装基板13は、蓄電セル10の積み重ね方向(y方向)に対して垂直である。
The mounting
収納容器20(図1A)の開口部、及びすべての実装基板13の基板側コネクタ15の挿入口が上方を向いているため、電圧均等化装置70を下部筐体50に固定した状態で、ケーブル側コネクタ31(図2)を基板側コネクタ15に容易に挿入することができる。これにより、メンテナンス性の向上が図られる。
Since the opening of the storage container 20 (FIG. 1A) and the insertion openings of the board-
さらに、取り付け部21Cは、図1Aに示したように、上方の開口部の縁に設けられている。下側の開口部の縁に取り付け部を設け、下部筐体50の底面51(図8)に収納容器をねじ止めする場合には、下部筐体50に収納されている部品を避けてねじ止めしなければならない。このため、作業性が悪い。これに対し、実施例2においては、取り付け部21Cが側面21Bの上端に設けられているため、収納容器20(図1A、図1B)を下部筐体50に取り付ける際の作業性を高めることができる。
Furthermore, as shown in FIG. 1A, the
[実施例3]
図9に、実施例3による作業機械の例としてショベルの側面図を示す。下部走行体100に、上部旋回体101が搭載されている。上部旋回体101にブーム103が連結され、ブーム103にアーム105が連結され、アーム105にバケット107が連結されている。ブームシリンダ104の伸縮により、ブーム103の姿勢が変化する。アームシリ
ンダ106の伸縮により、アーム105の姿勢が変化する。バケットシリンダ108の伸縮により、バケット107の姿勢が変化する。ブームシリンダ104、アームシリンダ106、及びバケットシリンダ108は、油圧駆動される。上部旋回体101に、旋回電動機102、エンジン110、電動発電機111、蓄電装置115が搭載されている。
[Example 3]
FIG. 9 shows a side view of an excavator as an example of the work machine according to the third embodiment. An
図10に、実施例3による作業機械のブロック図を示す。図10において、機械的動力系を二重線で表し、高圧油圧ラインを太い実線で表し、電気制御系を細い実線で表し、パイロットラインを破線で表す。 FIG. 10 is a block diagram of a work machine according to the third embodiment. In FIG. 10, the mechanical power system is represented by a double line, the high-pressure hydraulic line is represented by a thick solid line, the electric control system is represented by a thin solid line, and the pilot line is represented by a broken line.
エンジン110の駆動軸がトルク伝達機構121の入力軸に連結されている。エンジン110には、電気以外の燃料によって駆動力を発生するエンジン、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関が用いられる。
The drive shaft of
電動発電機111の駆動軸が、トルク伝達機構121の他の入力軸に連結されている。電動発電機111は、電動(アシスト)運転と、発電運転との双方の運転動作を行うことができる。電動発電機111には、例えば磁石がロータ内部に埋め込まれた内部磁石埋込型(IPM)モータが用いられる。
The drive shaft of the
トルク伝達機構121は、2つの入力軸と1つの出力軸とを有する。この出力軸に、メインポンプ122の駆動軸が連結されている。
The
メインポンプ122に加わる負荷が大きい場合には、電動発電機111がアシスト運転を行い、電動発電機111の駆動力がトルク伝達機構121を介してメインポンプ122に伝達される。これにより、エンジン110に加わる負荷が軽減される。一方、メインポンプ122に加わる負荷が小さい場合には、エンジン110の駆動力がトルク伝達機構121を介して電動発電機111に伝達されることにより、電動発電機111が発電運転される。
When the load applied to the
メインポンプ122は、高圧油圧ライン123を介して、コントロールバルブ124に油圧を供給する。コントロールバルブ124は、運転者からの指令により、油圧モータ109A、109B、ブームシリンダ104、アームシリンダ106、及びバケットシリンダ108に油圧を分配する。油圧モータ109A及び109Bは、それぞれ下部走行体100(図9)に備えられた左右の2本のクローラを駆動する。
The
電動発電機111がインバータ113Aを介して蓄電回路112に接続されている。旋回電動機102がインバータ113Bを介して蓄電回路112に接続されている。インバータ113A、113B、及び蓄電回路112は、制御装置135により制御される。
インバータ113Aは、制御装置135からの指令に基づき、電動発電機111の運転制御を行う。電動発電機111のアシスト運転と発電運転との切り替えが、インバータ113Aにより行われる。
Inverter 113 </ b> A controls operation of
電動発電機111がアシスト運転されている期間は、必要な電力が、蓄電回路112からインバータ113Aを通して電動発電機111に供給される。電動発電機111が発電運転されている期間は、電動発電機111によって発電された電力が、インバータ113Aを通して蓄電回路112に供給される。これにより、蓄電回路112内の蓄電装置115が充電される。蓄電回路112内の蓄電装置115には、実施例2による蓄電装置が用いられる。
During the period in which the
旋回電動機102は、インバータ113Bによって交流駆動され、力行動作及び回生動
作の双方の運転を行うことができる。旋回電動機102には、例えばIPMモータが用いられる。旋回電動機102の力行動作中は、蓄電回路112からインバータ113Bを介して旋回電動機102に電力が供給される。旋回電動機102が、減速機131を介して、上部旋回体101(図9)を旋回させる。回生動作時には、上部旋回体101の回転運動が、減速機131を介して旋回電動機102に伝達されることにより、旋回電動機102が回生電力を発生する。発生した回生電力は、インバータ113Bを介して蓄電回路112に供給される。これにより、蓄電回路112内の蓄電装置115が充電される。
The swing
レゾルバ132が、旋回電動機102の回転軸の回転方向の位置を検出する。レゾルバ132の検出結果が、制御装置135に入力される。旋回電動機102の運転前と運転後における回転軸の回転方向の位置を検出することにより、旋回角度及び旋回方向が導出される。
The
メカニカルブレーキ133が、旋回電動機102の回転軸に連結されており、機械的な制動力を発生する。メカニカルブレーキ133の制動状態と解除状態とは、制御装置135からの制御を受け、電磁的スイッチにより切り替えられる。
A
パイロットポンプ125が、油圧操作系に必要なパイロット圧を発生する。発生したパイロット圧は、パイロットライン126を介して操作装置128に供給される。操作装置128は、レバーやペダルを含み、運転者によって操作される。操作装置128は、パイロットライン126から供給される1次側の油圧を、運転者の操作に応じて、2次側の油圧に変換する。2次側の油圧は、油圧ライン129を介してコントロールバルブ124に伝達されると共に、他の油圧ライン130を介して圧力センサ127に伝達される。
The
圧力センサ127で検出された圧力の検出結果が、制御装置135に入力される。これにより、制御装置135は、下部走行体100、旋回電動機102、ブーム103、アーム105、及びバケット107(図9)の操作の状況を検知することができる。
The pressure detection result detected by the
作業機械の上部旋回体101は、一般的な運搬用車両に比べて、作業中及び走行中に振動し易い。このため、上部旋回体101に搭載された蓄電装置115も振動し、衝撃を受ける。実施例3においては、蓄電装置115として実施例2による蓄電装置が用いられているため、振動や衝撃に対して高い信頼性を確保することができる。
The
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
10 蓄電セル
11 端子
12 サーミスタ
13 実装基板
14 電圧均等化回路
15 基板側コネクタ
18 貫通孔
20 収納容器
21 第1の側面部材
21A 積み重ね方向と直交する側面
21B 積み重ね方向と平行な側面
21C 取り付け部
22 第2の側面部材
22A 積み重ね方向と直交する側面
22B 重ね合わせ部
23、24、25、26、27 貫通孔
31 ケーブル側コネクタ
33、35 ケーブル
36、37 配線パターン
40 支持具
41 オスメス型スペーサ
42 ボルト
43 ナット
45 中空スペーサ
46 タイロッド
47 ナット
50 下部筐体
51 底面
52 側面
53 蓄電モジュール
55 第1のリブ
56 第2のリブ
57 第3のリブ
58 開口
59 コネクタボックス
60 蓋
62 中継部材
63 リレー回路
64 流路
65、66 バスバー
67 伝熱板
69 流路
70 電圧均等化装置
80 加圧機構
81 加圧板
82 タイロッド
83 段差
85 締結具
100 下部走行体
101 上部旋回体
102 旋回電動機
103 ブーム
104 ブームシリンダ
105 アーム
106 アームシリンダ
107 バケット
108 バケットシリンダ
109A、109B 油圧モータ
110 エンジン
111 電動発電機
112 蓄電回路
113A、113B インバータ
115 蓄電装置
121 トルク伝達機構
122 メインポンプ
123 高圧油圧ライン
124 コントロールバルブ
125 パイロットポンプ
126 パイロットライン
127 圧力センサ
128 操作装置
129、130 パイロットライン
131 減速機
132 レゾルバ
133 メカニカルブレーキ
135 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Storage cell 11 Terminal 12 Thermistor 13 Mounting board 14 Voltage equalization circuit 15 Board side connector 18 Through-hole 20 Storage container 21 1st side surface member 21A Side surface 21B orthogonal to the stacking direction Side surface 21C parallel to the stacking direction Attachment part 22 Two side members 22A Side 22B perpendicular to the stacking direction Overlapping portions 23, 24, 25, 26, 27 Through hole 31 Cable side connector 33, 35 Cable 36, 37 Wiring pattern 40 Support tool 41 Male female spacer 42 Bolt 43 Nut 45 hollow spacer 46 tie rod 47 nut 50 lower housing 51 bottom surface 52 side surface 53 power storage module 55 first rib 56 second rib 57 third rib 58 opening 59 connector box 60 lid 62 relay member 63 relay circuit 64 flow path 65 , 66 Busbar 67 Heat transfer 69 Flow path 70 Voltage equalizing device 80 Pressurizing mechanism 81 Pressurizing plate 82 Tie rod 83 Step 85 Fastener 100 Lower traveling body 101 Upper turning body 102 Turning electric motor 103 Boom 104 Boom cylinder 105 Arm 106 Arm cylinder 107 Bucket 108 Bucket cylinder 109A, 109B Hydraulic motor 110 Engine 111 Motor generator 112 Power storage circuit 113A, 113B Inverter 115 Power storage device 121 Torque transmission mechanism 122 Main pump 123 High pressure hydraulic line 124 Control valve 125 Pilot pump 126 Pilot line 127 Pressure sensor 128 Operating device 129, 130 Pilot line 131 Reducer 132 Resolver 133 Mechanical brake 135 Control device
Claims (10)
前記筐体の中に、厚さ方向が前記開放部の向く方向と直交する姿勢で収納された少なくとも1枚の実装基板と、
前記実装基板に実装され、複数の前記蓄電セルに対応して準備され、複数の前記蓄電セルの端子間電圧を均等化する複数の電圧均等化回路と、
前記実装基板に実装され、挿入口が前記下部筐体の前記開放部と同一の方向を向き、前記電圧均等化回路に接続された基板側コネクタと、
前記蓄電セルを前記基板側コネクタに接続する電流路と
を有する蓄電装置。 A lower housing that houses a plurality of storage cells and is opened upward; and a housing having a lid that closes an open portion of the lower housing;
At least one mounting substrate stored in a posture in which the thickness direction is orthogonal to the direction in which the opening portion faces, in the housing;
A plurality of voltage equalization circuits mounted on the mounting substrate, prepared corresponding to the plurality of storage cells, and equalizing voltages between terminals of the plurality of storage cells;
A board-side connector that is mounted on the mounting board, the insertion port faces in the same direction as the opening of the lower housing, and is connected to the voltage equalization circuit;
A power storage device having a current path connecting the power storage cell to the board-side connector.
さらに、複数の前記実装基板を支持し、前記下部筐体に固定された収納容器を有し、
前記収納容器は、複数の前記実装基板が積み重ねられた積み重ね方向と直交する方向を向く開口部を有し、前記開口部が、前記下部筐体の前記開放部と同一の方向を向いている請求項1に記載の蓄電装置。 In the housing, a plurality of the mounting boards stacked in the thickness direction are stored,
Furthermore, supporting a plurality of said mounting board, have a fixed container to said lower housing,
The storage container has an opening portion that faces a direction orthogonal to a stacking direction in which a plurality of the mounting substrates are stacked, and the opening portion faces the same direction as the opening portion of the lower housing. Item 2. The power storage device according to Item 1.
前記実装基板の積み重ね方向と直交する側面、及び前記積み重ね方向に平行な一対の側面を構成する第1の側面部材と、
前記実装基板の積み重ね方向と直交するもう1つの側面を構成する第2の側面部材と、
前記第2の側面部材を前記第1の側面部材に固定する締結具と
を含む請求項2に記載の蓄電装置。 The storage container is
A side surface perpendicular to the stacking direction of the mounting substrate, and a first side member constituting a pair of side surfaces parallel to the stacking direction;
A second side member constituting another side surface orthogonal to the stacking direction of the mounting substrate;
The power storage device according to claim 2 , further comprising: a fastener that fixes the second side member to the first side member.
前記支持具は、相互に隣り合う前記実装基板の間に配置され、前記実装基板の間隔を固定するスペーサを含む請求項2乃至4のいずれか1項に記載の蓄電装置。 Furthermore, it has a support that penetrates the plurality of mounting substrates and fixes the mounting substrate to the storage container,
The support is disposed between the mounting substrate adjacent to each other, the power storage device according to any one of claims 2 to 4 including a spacer for fixing the spacing of the mounting substrate.
前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体を旋回させる旋回電動機と、
前記旋回電動機に電力を供給する蓄電装置と
を有する作業機械であって、
前記蓄電装置は、
複数の蓄電セルを収納し、上方に向かって開放された下部筐体、及び前記下部筐体の開放部を塞ぐ蓋を有する筐体と、
前記筐体の中に、厚さ方向が前記開放部の向く方向に対して直交する姿勢で収納された少なくとも1枚の実装基板と、
前記実装基板に実装され、複数の前記蓄電セルに対応して準備され、複数の前記蓄電セルの端子間電圧を均等化する複数の電圧均等化回路と、
前記実装基板に実装され、挿入口が前記下部筐体の前記開放部と同一の方向を向き、前記電圧均等化回路に接続された基板側コネクタと、
前記蓄電セルを前記基板側コネクタに接続する電流路と
を有する作業機械。 A lower traveling body,
An upper revolving unit mounted on the lower traveling unit so as to be able to swivel;
A turning electric motor for turning the upper turning body;
A work machine having a power storage device for supplying electric power to the swing motor,
The power storage device
A lower housing that houses a plurality of storage cells and is opened upward; and a housing having a lid that closes an open portion of the lower housing;
At least one mounting substrate stored in a posture in which the thickness direction is orthogonal to the direction in which the opening portion faces, in the housing;
A plurality of voltage equalization circuits mounted on the mounting substrate, prepared corresponding to the plurality of storage cells, and equalizing voltages between terminals of the plurality of storage cells;
A board-side connector that is mounted on the mounting board, the insertion port faces in the same direction as the opening of the lower housing, and is connected to the voltage equalization circuit;
A work machine having a current path connecting the power storage cell to the board-side connector.
前記蓄電装置は、さらに、複数の前記実装基板を支持し、前記下部筐体に固定された収納容器を有し、
前記収納容器は、複数の前記実装基板が積み重ねられた積み重ね方向と直交する方向を向く開口部を有し、前記開口部が、前記下部筐体の前記開放部と同一の方向を向いている請求項6に記載の作業機械。 In the housing, a plurality of the mounting boards stacked in the thickness direction are stored,
It said power storage device is further configured to support a plurality of said mounting board, have a fixed container to said lower housing,
The storage container has an opening portion that faces a direction orthogonal to a stacking direction in which a plurality of the mounting substrates are stacked, and the opening portion faces the same direction as the opening portion of the lower housing. Item 7. The work machine according to Item 6 .
前記実装基板の積み重ね方向と直交する側面、及び前記積み重ね方向に平行な一対の側面を構成する第1の側面部材と、
前記実装基板の積み重ね方向と直交するもう1つの側面を構成する第2の側面部材と、
前記第2の側面部材を前記第1の側面部材に固定する締結具と
を含む請求項7に記載の作業機械。 The storage container is
A side surface perpendicular to the stacking direction of the mounting substrate, and a first side member constituting a pair of side surfaces parallel to the stacking direction;
A second side member constituting another side surface orthogonal to the stacking direction of the mounting substrate;
The work machine according to claim 7 , further comprising: a fastener that fixes the second side member to the first side member.
前記支持具は、相互に隣り合う前記実装基板の間に配置され、前記実装基板の間隔を固定するスペーサを含む請求項7乃至9のいずれか1項に記載の作業機械。
The power storage device further includes a support that passes through the plurality of mounting substrates and fixes the mounting substrate to the storage container.
10. The work machine according to claim 7 , wherein the support includes a spacer that is disposed between the mounting boards adjacent to each other and fixes a distance between the mounting boards.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013107563A JP6021737B2 (en) | 2013-05-22 | 2013-05-22 | Power storage device and work machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013107563A JP6021737B2 (en) | 2013-05-22 | 2013-05-22 | Power storage device and work machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014229457A JP2014229457A (en) | 2014-12-08 |
JP6021737B2 true JP6021737B2 (en) | 2016-11-09 |
Family
ID=52129137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013107563A Active JP6021737B2 (en) | 2013-05-22 | 2013-05-22 | Power storage device and work machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6021737B2 (en) |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62279698A (en) * | 1986-05-28 | 1987-12-04 | 三菱重工業株式会社 | Construction of electronic equipment |
JP4078553B2 (en) * | 2003-10-21 | 2008-04-23 | 新神戸電機株式会社 | Lithium battery module for vehicles |
JP4935112B2 (en) * | 2006-02-28 | 2012-05-23 | トヨタ自動車株式会社 | In-vehicle structure of power storage pack |
JP5048985B2 (en) * | 2006-09-27 | 2012-10-17 | 本田技研工業株式会社 | Wiring processing circuit device |
JP5340676B2 (en) * | 2008-08-29 | 2013-11-13 | 三洋電機株式会社 | Battery system |
JP2010108734A (en) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Toshiba Corp | Battery module |
US9793724B2 (en) * | 2010-01-11 | 2017-10-17 | A123 Systems Llc | System and method for monitoring and balancing voltage of individual battery cells within a battery pack |
US20110309796A1 (en) * | 2010-06-22 | 2011-12-22 | A123 Systems, Inc. | System and Method for Managing Charge Within a Battery Pack |
JP2012014963A (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Sanyo Electric Co Ltd | Power supply for vehicle |
WO2012026093A1 (en) * | 2010-08-25 | 2012-03-01 | 三洋電機株式会社 | Battery module, battery system, electric vehicle, mobile body, electric power storage device, and electric power supply device |
JP5472645B2 (en) * | 2011-02-03 | 2014-04-16 | 三菱自動車工業株式会社 | Vehicle battery fixing structure |
JP5709133B2 (en) * | 2011-06-16 | 2015-04-30 | 住友重機械工業株式会社 | Power storage module |
IN2014CN03893A (en) * | 2011-10-26 | 2015-07-03 | Sumitomo Heavy Industries | |
JP6084513B2 (en) * | 2013-05-22 | 2017-02-22 | 住友重機械工業株式会社 | Voltage equalization device for power storage module, power storage device and work machine |
-
2013
- 2013-05-22 JP JP2013107563A patent/JP6021737B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014229457A (en) | 2014-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6095813B2 (en) | Power storage device | |
JP5102902B2 (en) | Excavator | |
KR101403779B1 (en) | Shovel having electricity storing module | |
US9340115B2 (en) | Shovel | |
JP6114041B2 (en) | Storage module and work machine equipped with storage module | |
JP6045299B2 (en) | Storage module and work machine equipped with storage module | |
US9186999B2 (en) | Shovel | |
JP2013191538A (en) | Power storage module, manufacturing method therefor, and work machine | |
JP5968228B2 (en) | Excavator | |
JP6112987B2 (en) | Power storage module and method for manufacturing power storage module | |
US9552933B2 (en) | Storage module and method for manufacturing storage module | |
JP6444038B2 (en) | Excavator | |
WO2013021925A1 (en) | Accumulation device, accumulation device aggregate, and method of manufacturing accumulation device | |
JP6112988B2 (en) | Power storage module | |
JP6029678B2 (en) | Power storage module and work machine | |
JP6084513B2 (en) | Voltage equalization device for power storage module, power storage device and work machine | |
JP6021737B2 (en) | Power storage device and work machine | |
JP6618236B2 (en) | Power storage device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150915 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160711 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160719 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160908 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161004 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161004 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6021737 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |