(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池を有する電池モジュールと、
前記二次電池の充放電に寄与する電子部品と、
鉛直方向に延設する延設部を有する被設置体と、を備え、
前記被設置体は、前記延設部から鉛直方向と交わる方向に突出する載置部を有し、
前記電池モジュール及び前記電子部品の少なくとも一方は、前記載置部に載置された状態で、前記延設部に設置され、
前記載置部の鉛直方向下側には電池モジュール及び電子部品の少なくとも一方が前記延設部に接合された状態で設置され、前記載置部は、該載置部の鉛直方向下側に設置された前記電池モジュール及び電子部品の少なくとも一方に対して鉛直方向に間隔を空けて設けられ、
前記被設置体は、産業車両に搭載されるカウンタウェイトであることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記載置部の鉛直方向下部には、前記載置部を支持するリブが設けられ、
前記リブは、前記載置部の鉛直方向下側に設置された前記電池モジュール及び電子部品の少なくとも一方に対して鉛直方向に間隔を空けて設けられることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
複数の二次電池を有する電池モジュールと、
前記二次電池の充放電に寄与する電子部品と、
鉛直方向に延設する延設部を有する被設置体と、を備え、
前記被設置体は、前記延設部から鉛直方向と交わる方向に突出する載置部を有し、
前記電池モジュール及び前記電子部品の少なくとも一方は、前記載置部に載置された状態で、前記延設部に設置され、
前記延設部と前記載置部とは一体成形されていることを特徴とする電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュール及び電子部品の少なくともいずれか一方を被設置体に設置した電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉛直方向に延びる部材に電池モジュールを設置した電池パックとしては、例えば、特許文献１に記載の二次電池装置が挙げられる。特許文献１に記載の二次電池装置は、複数の電池積層アッセンブリを備えている。電池積層アッセンブリは、床板と、床板から立設された背面板と、床板上に固定されたベース板とを有している。ベース板上には、電池モジュールが載置されている。電池モジュールは、背面板に当接している。ベース板の縁部には、電池モジュールを挟むように側面板が立設されている。電池モジュール上には、パッキンを介してベース板、側面板、背面板が設けられ、このベース板上に電池モジュールが載置されることで、電池モジュールが積層配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５４３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、鉛直方向に延びる部材に電池モジュールを設置する場合、重量の影響で、電池モジュールが背面板から離間してしまう場合がある。電池モジュールで発する熱を背面板に伝導させて電池モジュールの冷却を行う場合には、背面板から電池モジュールが離間することで、電池モジュールに対する放熱性が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、放熱性能の低下を抑制することができる電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する電池パックは、複数の二次電池を有する電池モジュールと、前記二次電池の充放電に寄与する電子部品と、鉛直方向に延設する延設部を有する被設置体と、を備え、前記被設置体は、前記延設部から鉛直方向と交わる方向に突出する載置部を有し、前記電池モジュール及び前記電子部品の少なくとも一方は、前記載置部に載置された状態で、前記延設部に設置され、前記載置部の鉛直方向下側には電池モジュール及び電子部品の少なくとも一方が前記延設部に接合された状態で設置され、前記載置部は、該載置部の鉛直方向下側に設置された前記電池モジュール及び電子部品の少なくとも一方に対して鉛直方向に間隔を空けて設けられ、前記被設置体は、産業車両に搭載されるカウンタウェイトであることを要旨とする。
【０００７】
これによれば、電池モジュール及び電子部品の少なくとも一方は、載置部に載置された状態で延設部に設置され、鉛直方向の下部が支持されている。このため、電池モジュール及び電子部品に重力によって鉛直方向下方に向けた力が作用しても、電池モジュール及び電子部品は延設部から離間しにくく、電池モジュール及び電子部品と延設部の接触面積が小さくなりにくい。したがって、電池モジュール及び電子部品の少なくとも一方に対する放熱性能の低下を抑制することができる。
【０００８】
また、産業車両に搭載されているカウンタウェイトを被設置体として利用することができる。このため、被設置体を設けるために別の部材を用意する必要がなく、部品点数の削減が図られる。
上記電池パックについて、前記載置部の鉛直方向下部には、前記載置部を支持するリブが設けられ、前記リブは、前記載置部の鉛直方向下側に設置された前記電池モジュール及び電子部品の少なくとも一方に対して鉛直方向に間隔を空けて設けられることが好ましい。これによれば、載置部の強度が向上される。
【０００９】
上記課題を解決する電池パックは、複数の二次電池を有する電池モジュールと、前記二次電池の充放電に寄与する電子部品と、鉛直方向に延設する延設部を有する被設置体と、を備え、前記被設置体は、前記延設部から鉛直方向と交わる方向に突出する載置部を有し、前記電池モジュール及び前記電子部品の少なくとも一方は、前記載置部に載置された状態で、前記延設部に設置され、前記延設部と前記載置部とは一体成形されていることを要旨とする。
これによれば、電池モジュール及び電子部品の少なくとも一方は、載置部に載置された状態で延設部に設置され、鉛直方向の下部が支持されている。このため、電池モジュール及び電子部品に重力によって鉛直方向下方に向けた力が作用しても、電池モジュール及び電子部品は延設部から離間しにくく、電池モジュール及び電子部品と延設部の接触面積が小さくなりにくい。したがって、電池モジュール及び電子部品の少なくとも一方に対する放熱性能の低下を抑制することができる。
また、延設部と載置部が別体として成形される場合に比べて、電池モジュールに対する放熱性能が向上される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、放熱性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態のフォークリフトを示す概略側面図。
【図２】実施形態の電池パックを示す斜視図。
【図３】実施形態の電池パックを示す正面図。
【図４】実施形態の電池パックを示す図２の４−４線断面図。
【図５】実施形態の電池モジュールを示す断面図。
【図６】別例の電池パックを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、電池パックをフォークリフトに搭載される電池パックに具体化した一実施形態について説明する。以下の説明において「前」「後」「左」「右」「上」「下」は、フォークリフトの運転者がフォークリフトの前方を向いた状態を基準とした場合の「前」「後」「左」「右」「上」「下」を示すものとする。
【００１４】
図１に示すように、産業車両としてのフォークリフト１０の車体１１の前下部には駆動輪１２が設けられているとともに、車体１１の後下部には操舵輪１３が設けられている。また、車体１１の前部には、荷役装置が設けられている。荷役装置を構成するマスト１４は、車体１１の前部に立設されているとともに、当該マスト１４にはリフトブラケット１５を介して左右一対のフォーク１６が設けられている。そして、フォーク１６は、マスト１４に連結されたリフトシリンダ１７の駆動により、リフトブラケット１５とともに昇降される。また、フォーク１６は、マスト１４に連結されたティルトシリンダ１８の駆動により、マスト１４とともに傾動される。フォーク１６には、積荷１９が搭載される。車体１１には、駆動輪１２の駆動源となる走行用モータＭ１と、フォーク１６の駆動源となる荷役用モータＭ２が搭載されている。
【００１５】
また、車体１１の中央には、運転室２０が設けられている。運転室２０には、作業者（運転者）が着座可能な運転シート２１が設けられている。運転シート２１の前方にはハンドル２２が設けられている。運転室２０の下部には、電池パック３０が搭載されている。以下、電池パック３０について詳細に説明を行う。
【００１６】
図２に示すように、電池パック３０は、フォーク１６に搭載される積荷１９とつりあいをとるための被設置体としてのカウンタウェイト３１を備えている。カウンタウェイト３１は、鉛直方向に延びる延設部としてのウェイト本体３２を備えている。ウェイト本体３２は、矩形板状をなしている。ウェイト本体３２の厚み方向の面３２ａには、ウェイト本体３２の厚み方向に突出する第１の載置部３３、第２の載置部３４、第３の載置部３５及び第４の載置部３６がウェイト本体３２の短手方向に間隔を空けて設けられている。各載置部３３〜３６は、ウェイト本体３２から鉛直方向と交わる方向に突出している。第１の載置部３３は、ウェイト本体３２の短手方向一端３２ｂに設けられている。換言すれば、第１の載置部３３は、ウェイト本体３２の基端からウェイト本体３２の厚み方向に立設されている。
【００１７】
各載置部３３〜３６は、矩形平板状をなしており、ウェイト本体３２の長手方向全体にわたって延びている。各載置部３３〜３６の長手方向は、ウェイト本体３２の長手方向と一致し、短手方向は、面３２ａからの突出方向と一致する。第１の載置部３３は、他の載置部３４〜３６に比べて厚い。また、第１の載置部３３の短手方向の寸法は、他の載置部３４〜３６の短手方向の寸法よりも若干長くなっている。各載置部３３〜３６は、例えば、鋳造などの製法によってウェイト本体３２と一体成形されている。本実施形態において、カウンタウェイト３１は、例えば、鉄などの金属材料から形成されている。
【００１８】
図３及び図４に示すように、各載置部３４〜３６の鉛直方向下部には、リブ３７が設けられている。リブ３７は、側面視において直角三角形状をなす板状の部材であり、直角の部分がウェイト本体３２の面３２ａと各載置部３４〜３６の下面がなす角部に位置するように設けられている。
【００１９】
図２に示すように、第１の載置部３３の短手方向において、ウェイト本体３２が設けられる端部と反対側の短手方向一端３３ａには、ウェイト本体３２から離間して設けられる逆Ｕ字状のフレーム４１が第１の載置部３３から立設されている。フレーム４１は、第１の載置部３３の上面における短手方向一端３３ａの２つの角部から立設された第１の柱部４３及び第２の柱部４４と、第１の柱部４３及び第２の柱部４４の上端部（第１の載置部３３と接合される端部と反対側の端部）を繋ぐ基部４２と、からなる。つまり、電池パック３０は、第１の載置部３３の短手方向一端３３ａ側に、第１の載置部３３とフレーム４１によって囲まれた正面開口部３０ａを有する。なお、電池パック３０において、この正面開口部３０ａは、矩形板状をなす蓋部材４６によって閉塞されている。
【００２０】
各柱部４３，４４の立設方向への長さ（各柱部４３，４４の長手方向の長さ）は、第１の載置部３３の上面から、ウェイト本体３２の先端（ウェイト本体３２の基端と反対側の端部）面までの最短の長さと同一となっており、フレーム４１の上面とウェイト本体３２の上面には、天板４７が支持されている。この天板４７によって、ウェイト本体３２とフレーム４１との間の開口部（図示せず）が閉塞されている。更に、電池パック３０は、第１の載置部３３の長手方向一端３３ｂ側に、ウェイト本体３２と、第１の載置部３３と、第１の柱部４３と、天板４７によって囲まれた一端側開口部３０ｂを有する。また、電池パック３０は、第１の載置部３３の長手方向他端３３ｃ側に、ウェイト本体３２と、第１の載置部３３と、第２の柱部４４と、天板４７によって囲まれた他端側開口部３０ｃを有する。なお、一端側開口部３０ｂ及び他端側開口部３０ｃは、蓋部材４５によって閉塞されている。
【００２１】
ウェイト本体３２の面３２ａには、電池モジュール６０が複数設けられている。電池モジュール６０は、第１の載置部３３、第２の載置部３４、第３の載置部３５のそれぞれに２個ずつ載置されている。
【００２２】
図５に示すように、電池モジュール６０は、二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池や、ニッケル水素蓄電池など）としての角型電池６１が、電池ホルダ６２に保持された状態で並設されるとともに、隣り合う角型電池６１の間に伝熱プレート６３が介装されている。電池モジュール６０において、角型電池６１の並設方向両端にはエンドプレート６４が設けられている。
【００２３】
各エンドプレート６４の外面（電池モジュール６０と対向する面と反対側の面）には、ブラケット６５が固定されている。そして、ブラケット６５を挿通したボルトＢが、ウェイト本体３２に螺合されることで、電池モジュール６０は、ウェイト本体３２に熱的に結合された状態で設置されている。
【００２４】
図３及び図４に示すように、第４の載置部３６には、電池モジュール６０の制御を行う制御機器７０（例えば、インバータ）が収容される収容ケース７１及びリレーや配線などが収容されるジャンクションボックス７２が配設されている。これらの部品は、角型電池６１の放電時に直流電力を交流電力に変換したり、角型電池６１の充電時に外部電源との接続と遮断を切り替えたりする電子部品であり、角型電池６１（二次電池）の充放電に寄与する電子部品である。収容ケース７１及びジャンクションボックス７２は、ウェイト本体３２に設置され、これにより、収容ケース７１及びジャンクションボックス７２に収容される電子部品がウェイト本体３２に設置されている。
【００２５】
次に、本実施形態における電池パック３０の作用について説明する。
第１の載置部３３、第２の載置部３４及び第３の載置部３５のそれぞれには、電池モジュール６０が載置され、この電池モジュール６０は、ウェイト本体３２に接合されている。電池モジュール６０には、重力によって鉛直方向下方に向けた力が作用している。しかしながら、各載置部３３〜３５は、電池モジュール６０の鉛直方向下部を支持しているため、電池モジュール６０がウェイト本体３２から離れにくい。
【００２６】
また、電池モジュール６０は、ウェイト本体３２だけでなく、各載置部３３〜３５に接触しているため、カウンタウェイト３１と電池モジュール６０の接触面積が増加している。
【００２７】
更に電池モジュール６０で熱が発生すると、電池モジュール６０の周囲の空気（熱媒体）が加熱され、この空気は鉛直方向上方に向けて移動する。このとき、加熱された空気は、各載置部３４〜３６によって流通が阻害される。したがって、加熱された空気が鉛直方向上方に位置する電池モジュール６０や電子部品に直接供給されることが抑制され、それぞれの電池モジュール６０及び電子部品は、互いに影響されにくい。
【００２８】
また、第４の載置部３６には、角型電池６１の充放電に寄与する電子部品が載置され、電子部品が発熱すると、この熱はウェイト本体３２及び第４の載置部３６に伝導する。したがって、第４の載置部３６は、その他の載置部３３〜３５と同様な機能を有している。
【００２９】
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）電池モジュール６０、収容ケース７１及びジャンクションボックス７２の鉛直方向下部は、各載置部３３〜３６に支持されている。このため、それぞれの部材は、ウェイト本体３２から離れにくい。すなわち、ウェイト本体３２と電池モジュール６０、収容ケース７１及びジャンクションボックス７２との接合強度が向上されている。このため、ウェイト本体３２と各部材の接合状態が維持されて、電池モジュール６０及び電子部品に対する放熱性能の低下が抑制されている。
【００３０】
（２）また、各載置部３３〜３６が設けられることによって、カウンタウェイト３１と電池モジュール６０、収容ケース７１及びジャンクションボックス７２との接触面積が増加し、電池モジュール６０及び電子部品に対する放熱性能が向上されている。
【００３１】
（３）電池モジュール６０は、各載置部３３〜３５によって支持され、ウェイト本体３２から離れにくいため、載置部３３〜３５がない場合に比べると、電池モジュール６０をウェイト本体３２に固定するための力を低減させることができる。このため、電池モジュール６０をウェイト本体３２に固定するためのブラケット６５を小型化することができ、ひいては、電池パック３０全体の小型化も図られる。
【００３２】
（４）各載置部３３〜３６によって、熱された空気が鉛直方向上方に位置する電池モジュール６０や電子部品に直接供給されることが抑制されている。このため、電池モジュール６０及び電子部品が加熱されにくく、角型電池６１や電子部品の劣化が抑制されている。
【００３３】
（５）第２の載置部３４、第３の載置部３５及び第４の載置部３６の鉛直方向下部には、リブ３７が設けられている。このため、第２の載置部３４、第３の載置部３５及び第４の載置部３６の強度が向上される。そして、それぞれの載置部３４〜３６の強度が向上されることで、載置部３４〜３６を薄くしても所望の強度が得られ、載置部３４〜３６を薄くすることで、材料費の削減や、電池パック３０の小型化が図られる。なお、所望の強度とは、各載置部３４〜３６に電池モジュール６０、収容ケース７１及びジャンクションボックス７２を載置したときに、経年によって各載置部３４〜３６が変形したとしても、その変形が角型電池６１の充放電に影響を及ぼさない程度の変形ですむような強度である。
【００３４】
（６）リブ３７が設けられることで、カウンタウェイト３１の表面積が増加している。すなわち、リブ３７は、フィンとしても機能しているため、電池モジュール６０及び電子部品に対する放熱性能が向上される。
【００３５】
（７）ウェイト本体３２と、各載置部３３〜３６は一体成形されている。ウェイト本体３２と各載置部３３〜３６が別体として設けられる場合、ウェイト本体３２と各載置部３３〜３６の接合界面では熱抵抗が大きくなり、電池モジュール６０及び電子部品に対する放熱性能が低下する。ウェイト本体３２と各載置部３３〜３６を一体成形することで、電池モジュール６０及び電子部品に対する放熱性能が向上される。
【００３６】
（８）被設置体としてカウンタウェイト３１を用いている。カウンタウェイト３１は、フォークリフト１０に元から備わっている部材であり、この部材を被設置体として用いることで、被設置体を別途用意する必要がない。このため、部品点数が増加することが抑制されている。
【００３７】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
○  図６に示すように、電池モジュール６０を載置部に載置しない状態で、ウェイト本体３２に接合してもよい。すなわち、電子部品（収容ケース７１及びジャンクションボックス７２）のみを載置部８１に載置してもよい。また、電子部品を載置部に載置せず、電池モジュール６０のみを載置部に載置した状態でウェイト本体３２に接合してもよい。すなわち、載置部には、電池モジュール６０及び電子部品の少なくともいずれかが載置されていればよい。
【００３８】
○  実施形態において、被設置体としてカウンタウェイト３１のウェイト本体３２以外を用いてもよい。例えば、筐体に電池モジュール６０を固定して電池パック３０を構成する場合には、筐体が被設置体となり、鉛直方向に延びる筐体の側壁に載置部を形成してもよい。
【００３９】
○  実施形態において、各載置部３３〜３６の形状は、どのような形状であってもよい。同様に、ウェイト本体３２の形状も、どのような形状であってもよい。例えば、平面視円形状や、三角形状や四角形状などの多角形状であってもよい。
【００４０】
○  実施形態において、各載置部３３〜３６は、ウェイト本体３２と別体として設けられていてもよい。この場合、各載置部３３〜３６は、例えば、ボルト締結や、接着材などによってウェイト本体３２に固定される。
【００４１】
○  実施形態において、リブ３７の形状は、側面視において四角形状など、他の形状であってもよい。
○  実施形態において、リブ３７を設けなくても、所望の強度を確保できる場合には、リブ３７を設けなくてもよい。
【００４２】
○  実施形態において、二次電池として角型電池６１以外の円筒形電池や、ラミネート型の電池を用いてもよい。
○  実施形態において、角型電池６１は、電池ホルダ６２に保持されていなくてもよい。すなわち、電池モジュール６０は、電池ホルダ６２を備えていなくてもよい。また、電池モジュール６０は、伝熱プレート６３を備えていなくてもよい。
【００４３】
○  実施形態において、各載置部３３〜３６は、ウェイト本体３２から、鉛直方向と交わる方向に突出していればよく、電池モジュール６０や、電視部品を載置できる範囲内で、鉛直方向の上方や下方に若干傾いていてもよい。
【００４４】
○  パワーショベル（産業車両）に設けられるカウンタウェイトを壁部材としてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【００４５】
（イ）電池パックを搭載した産業車両。
【符号の説明】
【００４６】
１０…フォークリフト、３０…電池パック、３１…カウンタウェイト、３２…ウェイト本体、３３…第１の載置部、３４…第２の載置部、３５…第３の載置部、３６…第４の載置部、３７…リブ、６０…電池モジュール、６１…角型電池、７０…制御機器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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