(57)【要約】【課題】電池セルの中での温度差を小さくすることができる産業車両を提供すること。【解決手段】フォークリフトに搭載される電池パック３０は、フォークに搭載される積荷とつりあいをとるためのカウンタウェイト３２と、電池モジュール５０を備えている。カウンタウェイト３２の、ウェイト本体３３の厚み方向の一面（内面）は電池モジュール５０（角型電池５１）が設置される設置面３３ａとされている。設置面３３ａには、電池モジュール５０が設けられている。電池パック３０は、角型電池５１におけるカウンタウェイト３２に接合されていない部分が、角型電池５１におけるカウンタウェイト３２に接合されている部分に比べて、走行風によって熱交換されやすい位置に配設されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カウンタウェイトと、該カウンタウェイトと一部分が接合される電池セルと、を有する電池パックが車体に搭載されている産業車両であって、
前記電池パックは、前記電池セルにおける前記カウンタウェイトに接合されていない部分が、前記電池セルにおける前記カウンタウェイトに接合されている部分よりも走行風と熱交換されるように前記車体に配設されることを特徴とする産業車両。
【請求項２】
前記電池セルは、複数設けられ、複数の前記電池セルは、前記車体の上下方向に積層状態で前記カウンタウェイトに接合されることを特徴とする請求項１に記載の産業車両。
【請求項３】
前記電池セルは、角型電池であり、
前記電池パックは、前記角型電池における前記カウンタウェイトと接合された面と反対側の面が、前記角型電池おける前記カウンタウェイトと接合された面よりも前記走行風と熱交換されるように前記車体に配設されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の産業車両。
【請求項４】
前記角型電池は、前記角型電池における前記カウンタウェイトと接合された面と反対側の面が、前記車体の前方を向くように配設されることを特徴とする請求項３に記載の産業車両。
【請求項５】
前記カウンタウェイトは、複数の前記電池セルが接合されるウェイト本体と、該ウェイト本体に設けられるウェイト部とを有し、
前記ウェイト部は、前記ウェイト本体の延設方向とは異なる方向に延設されることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の産業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カウンタウェイトと、該カウンタウェイトと一部分が接合される電池セルと、を有する電池パックが車体に搭載されている産業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
カウンタウェイトを備える産業車両としては、例えば、特許文献１に記載のフォークリフトが知られている。
特許文献１に記載の産業車両は、車体の後方に積荷とのつりあいをとるためのカウンタウェイトが設けられている。カウンタウェイトには、車幅方向に延びる収容凹部が形成されるとともに、収容凹部にはバッテリが載置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７４６５１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、バッテリは、一部分が局所的に冷却されると、冷却されている部分と、他の部分で温度差が生じる。バッテリの中に温度差が生じると、バッテリの劣化が促進されてしまうおそれがあるため、バッテリの中での温度差を小さくすることが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、電池セルの中での温度差を小さくすることができる産業車両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ため、請求項１に記載の発明は、カウンタウェイトと、該カウンタウェイトと一部分が接合される電池セルと、を有する電池パックが車体に搭載されている産業車両であって、前記電池パックは、前記電池セルにおける前記カウンタウェイトに接合されていない部分が、前記電池セルにおける前記カウンタウェイトに接合されている部分よりも走行風と熱交換されるように前記車体に配設されることを要旨とする。
【０００７】
これによれば、産業車両が走行するときの走行風で、電池セルにおけるカウンタウェイトに接合されていない部分が冷却されやすい。電池セルの発熱時には、電池セルにおけるカウンタウェイトに接合されている部分からカウンタウェイトに熱が吸収される。一方、カウンタウェイトに接合されていない部分は、カウンタウェイトとは熱交換されにくいが、走行風との熱交換により効率よく冷却される。この結果、電池セルは、複数の部分から冷却され、電池セルにおけるカウンタウェイトと接合されている部分と、接合されていない部分との温度差を小さくすることができる。したがって、電池セルの中での温度差が大きくなることが抑制される。
【０００８】
また、前記電池セルは、複数設けられ、複数の前記電池セルは、前記車体の上下方向に積層状態で前記カウンタウェイトに接合されていてもよい。
これによれば、カウンタウェイトは、電池セルの積層方向に延びるため、電池セルの組み付け性が向上される。
【０００９】
また、前記電池セルは、角型電池であり、前記電池パックは、前記角型電池における前記カウンタウェイトと接合された面と反対側の面が、前記角型電池における前記カウンタウェイトと接合された面よりも前記走行風と熱交換されるように前記車体に配設されていてもよい。
【００１０】
これによれば、角型電池におけるカウンタウェイトと接合された面と反対側の面を効率よく冷却できる。角型電池におけるカウンタウェイトと接合された面と反対側の面は、カウンタウェイトによる吸熱効果が最も及びにくい部分であり、この部分を効率よく冷却することで、角型電池の中での温度差が大きくなることが更に抑制される。
【００１１】
また、前記角型電池は、前記角型電池における前記カウンタウェイトと接合された面と反対側の面が、前記車体の前方を向くように配設されていてもよい。
これによれば、走行風を受けやすい車体の前方に、角型電池におけるカウンタウェイトと接合された面と反対側の面を向けることで、角型電池におけるカウンタウェイトと接合された面と反対側の面を更に効率よく冷却でき、角型電池の中での温度差が大きくなることが更に抑制される。
【００１２】
前記カウンタウェイトは、複数の前記電池セルが接合されるウェイト本体と、該ウェイト本体に設けられるウェイト部とを有し、前記ウェイト部は、前記ウェイト本体の延設方向とは異なる方向に延設されていてもよい。
【００１３】
これによれば、カウンタウェイトをウェイト本体だけとする場合と比べると、カウンタウェイトの表面積が増加し、カウンタウェイトの放熱面積を増加させることができる。このため、電池セルが発した熱をカウンタウェイトが吸収しても、カウンタウェイトが過熱状態になりにくい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電池セルの中での温度差を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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】実施形態のフォークリフトと電池パックの関係を拡大して示す拡大図。
【図５】別例の電池モジュールを示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の産業車両を、リーチ式フォークリフト（以下、単に「フォークリフト」と示す）に具体化した一実施形態について図１〜図４にしたがって説明する。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（前進方向）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。
【００１７】
図１に示すように、フォークリフト１１の車体１２には、左右一対のリーチレグ１３が前方に向かって延設されている。各リーチレグ１３の前方にはそれぞれ前輪１４が設けられている。一方、車体１２の後方には、駆動輪としての後輪１６とキャスタホイール（図示せず）が配設されている。また、車体１２の前方には、各リーチレグ１３に沿ってリーチシリンダ（図示せず）の駆動により前後動作するマスト１７が立設されている。マスト１７の前面側には、左右一対のフォーク２０がリフトブラケット２１を介して設けられている。そして、フォーク２０は、マスト１７に沿って上下に昇降するようになっている。フォーク２０には、積荷２２が搭載される。また、車体１２の後部には、立席タイプの運転室２４が設けられている。運転室２４内のステアリングテーブル２５には、後輪１６の操舵操作を行うステアリングハンドル２６が設けられている。車体１２の前方には、収容スペースＳが形成されている。この収容スペースＳ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。
【００１８】
図２に示すように、電池パック３０は、ケース３１を備えている。ケース３１は、フォーク２０に搭載される積荷２２とつりあいをとるためのカウンタウェイト３２を備えている。カウンタウェイト３２は、平面視矩形状をなすウェイト部３４と、ウェイト部３４の短手方向一端からウェイト部３４の厚み方向に立設されるとともに、ウェイト部３４の長手方向一端から他端に亘って延びる板状のウェイト本体３３とからなる。換言すれば、ウェイト部３４は、ウェイト本体３３の基端からウェイト本体３３の厚み方向に立設されている。ウェイト本体３３の先端（ウェイト本体３３の基端とは反対側の端部）には、ウェイト本体３３を該ウェイト本体３３の厚み方向に切り欠いた切欠部３５が形成されている。
【００１９】
ウェイト部３４の短手方向他端には、ウェイト本体３３から離間して設けられる逆Ｕ字状のフレーム３６がウェイト部３４から立設されている。フレーム３６は、ウェイト部３４の上面における短手方向他端縁部の２つの角部から立設された第１の柱部３８及び第２の柱部３９と、第１の柱部３８及び第２の柱部３９の上端部（ウェイト部３４と接合される端部と反対側の端部）を繋ぐ基部３７と、からなる。つまり、電池パック３０は、ウェイト部３４の短手方向他端側に、ウェイト部３４とフレーム３６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４３によって閉塞されている。
【００２０】
各柱部３８，３９の立設方向への長さ（各柱部３８，３９の長手方向の長さ）は、ウェイト部３４の上面から、ウェイト本体３３の先端面までの最短の長さと同一となっており、フレーム３６の上面とウェイト本体３３の上面には、天板４４が支持されている。この天板４４によって、ウェイト本体３３とフレーム３６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、ウェイト本体３３の長手方向一端側に、ウェイト本体３３と、ウェイト部３４と、第１の柱部３８と、天板４４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、ウェイト本体３３の長手方向他端側に、ウェイト本体３３と、ウェイト部３４と、第２の柱部３９と、天板４４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は、一端側蓋部材４１によって閉塞され、他端側開口部３０ｃは、他端側蓋部材４２によって閉塞されている。そして、カウンタウェイト３２、フレーム３６、天板４４及びそれぞれの蓋部材４１〜４３でケース３１が形成されている。
【００２１】
図３及び図４に示すように、ウェイト本体３３の厚み方向の一面（内面）は電池モジュール５０が設置される設置面３３ａとされている。設置面３３ａには、電池モジュール５０が間隔を空けて複数設けられている。電池モジュール５０は、ウェイト本体３３の長手方向に間隔を空けて２個並んで設けられるとともに、ウェイト本体３３の短手方向に間隔を空けて３個並んで設けられている。
【００２２】
電池モジュール５０は、電池セル（例えば、リチウムイオン二次電池や、ニッケル・水素蓄電池）としての角型電池５１と、角型電池５１と熱的に結合される矩形平板状の伝熱プレート５２と、を交互に並設して構成されている。したがって、電池モジュール５０がウェイト本体３３の短手方向に並んで設けられることで、角型電池５１はウェイト本体３３の短手方向に積層されている。本実施形態において、角型電池５１は、車体１２の上下方向（鉛直方向）に積層状態で設けられ、ウェイト本体３３は、角型電池５１の積層方向に短手方向が延びている。伝熱プレート５２は、角型電池５１に隣り合うように設けられており、伝熱プレート５２は、厚み方向の全面が、角型電池５１の厚み方向の面と接している。電池モジュール５０において、角型電池５１の並設方向両端に位置する角型電池５１には、ブラケット５３が固定されている。そして、ブラケット５３を介してボルトＢをウェイト本体３３に螺合することで、電池モジュール５０はウェイト本体３３に固定されている。角型電池５１の幅方向（角型電池５１の厚み方向及び高さ方向に直交する方向）一面及び伝熱プレート５２の幅方向（伝熱プレート５２の厚み方向及び高さ方向に直交する方向）一面は、カウンタウェイト３２（ウェイト本体３３）に接合されている。本実施形態では、角型電池５１の幅方向一面が、カウンタウェイト３２に接合されている部分となる。
【００２３】
本実施形態において、カウンタウェイト３２は、例えば、鉄などの金属材料から形成されている。角型電池５１が発熱すると、カウンタウェイト３２に熱が伝わり、吸収される。
【００２４】
切欠部３５の上面には、矩形平板状をなす載置板４０が固定されている。載置板４０上には、電池モジュール５０の制御を行う制御機器が収容される収容ケース６１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６２が配設されている。
【００２５】
図４に示すように、上記のように構成された電池パック３０は、車体１２の前方に形成された収容スペースＳに収容される。電池パック３０は、角型電池５１におけるカウンタウェイト３２と接合される面と反対側の面である角型電池５１の幅方向他面が車体１２の前方を向くように配設されている。また、電池パック３０は、ウェイト部３４が複数の電池モジュール５０より下方（鉛直方向下方）に位置するように配設されている。
【００２６】
次に、本実施形態のフォークリフト１１の作用について説明する。
フォークリフト１１が前進すると、蓋部材４３の外面は、走行風と熱交換されて冷却される。蓋部材４３の外面が走行風と熱交換されて冷却されると、蓋部材４３を介してケース３１の内部の熱媒体が冷却され、この熱媒体と角型電池５１とが、角型電池５１の熱媒体と接触する面（角型電池５１の厚み方向両面、角型電池５１の幅方向他面及び角型電池５１の高さ方向両面）を介して熱交換を行い、角型電池５１が冷却される。
【００２７】
また、角型電池５１のウェイト本体３３に接合された面（角型電池５１の幅方向一面）を介して角型電池５１はカウンタウェイト３２と熱交換を行い、これにより角型電池５１の熱がカウンタウェイト３２に吸収される。したがって、角型電池５１は、全面から放熱を行う。
【００２８】
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）角型電池５１は、全面から放熱を行うため、角型電池５１の中での温度差が大きくなることが抑制されて、角型電池５１の劣化が促進されることが抑制される。より詳細には、角型電池５１は、角型電池５１のウェイト本体３３に接合された面（角型電池５１の幅方向一面）を介してカウンタウェイト３２と熱交換を行うとともに、角型電池５１のウェイト本体３３に接合された面以外の面（角型電池５１の厚み方向両面、角型電池５１の幅方向他面及び角型電池５１の高さ方向両面）を介して走行風と熱交換されて冷却された熱媒体と熱交換を行う。
【００２９】
（２）ウェイト本体３３は、その短手方向が角型電池５１の積層方向に延びている。ウェイト本体３３が積層方向に延びることで、電池モジュール５０（角型電池５１）の組み付け性が向上されている。
【００３０】
（３）電池パック３０は、角型電池５１の幅方向他面が車体１２の前方を向くように車体１２に配設されている。走行風を受けやすい車体１２の前方に角型電池５１の幅方向他面を向けることで、角型電池５１のウェイト本体３３と接合されている面と反対側の面が、蓋部材４３を介して走行風によって冷却された直後の熱媒体と熱交換されやすい。このため、カウンタウェイト３２の吸熱効果が最も低い角型電池５１のウェイト本体３３と接合されている面と反対側の面を効率よく冷却でき、角型電池５１の中での温度差が大きくなることが更に抑制される。
【００３１】
（４）カウンタウェイト３２は、ウェイト本体３３から延設されたウェイト部３４を有している。このため、カウンタウェイト３２をウェイト本体３３だけとする場合と比べると、カウンタウェイト３２の放熱面積が増加され、カウンタウェイト３２が過熱状態になることが更に抑制される。したがって、カウンタウェイト３２が、角型電池５１が発する熱を吸収しやすく、角型電池５１を効率よく冷却することができる。
【００３２】
（５）電池パック３０は、ウェイト部３４が複数の電池モジュール５０より鉛直方向下方に位置するように配設されている。このため、車体１２の重心位置が低くなり、フォーク２０に搭載することができる積荷２２の許容重量が重くなる。
【００３３】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
○  実施形態において、ウェイト本体３３と角型電池５１とが直接接合されているが、これに限らず、熱電シートなどを介して間接的に接合されていてもよい。また、角型電池５１が電池ホルダなどに保持されている場合には、電池ホルダを介して接合されていてもよい。
【００３４】
○  実施形態において、車体１２の後方に収容スペースＳを形成して、電池パック３０を車体１２の後方に配設してもよい。この場合、フォークリフト１１が後進したときに、角型電池５１のウェイト本体３３に接合されている面と反対側の面が、角型電池５１のウェイト本体３３に接合されている面よりも走行風で熱交換されやすいように、角型電池５１の幅方向他面が車体１２の後方を向くように電池パック３０を配設する。
【００３５】
○  実施形態において、ウェイト部３４を設けず、ウェイト本体３３のみでカウンタウェイト３２を構成してもよい。
○  実施形態において、ウェイト部３４の形状は、どのような形状であってもよい。
【００３６】
○  実施形態において、ウェイト本体３３の形状は、どのような形状であってもよい。この場合であっても、角型電池５１におけるウェイト本体３３に接合されていない部分が、角型電池５１におけるウェイト本体３３に接合されている部分よりも走行風と熱交換されやすいように電池パック３０を車体１２に配設する。
【００３７】
○  実施形態において、電池セルとして、円筒型電池や、ラミネート型の電池を採用してもよい。
○  実施形態において、角型電池５１の幅方向他面が車体１２の車幅方向（左右方向）を向くように配設されていてもよい。つまり、角型電池５１のウェイト本体３３に接合されている面と反対側の面が、角型電池５１のウェイト本体３３に接合されている面よりも走行風と熱交換されやすい位置に角型電池５１及びカウンタウェイト３２を配置できればよい。
【００３８】
○  本発明の産業車両を、フォークリフト１０以外の産業車両に具体化してもよい。例えば、パワーショベルなどに具体化してもよい。
○  実施形態において、車体１２などに送風機などを設けて、送風機によって蓋部材４３に送風を行ってもよい。
【００３９】
○  実施形態において、蓋部材４３の外面にフィンを形成して、熱交換効率を高めてもよい。また、カウンタウェイト３２の外面、天板４４の外面、蓋部材４１，４２の外面にフィンを形成してもよい。フィンの形状はどのような形状でもよい。例えば、板状のフィン（ストレートフィン）や、ピン状のフィンなどでもよい。
【００４０】
○  図５に示すように、角型電池５１の幅方向に沿った伝熱プレート７０の寸法を、角型電池５１の幅方向の寸法よりも大きくして、伝熱プレート７０が、角型電池５１の幅方向他面に対して突出するようにしてもよい。すなわち、伝熱プレート７０の一部が、角型電池５１のウェイト本体３３に接合される側（幅方向一面）と反対側に突出していてもよい。この場合、伝熱プレート７０の、角型電池５１の幅方向他面に対して突出している突出部７１は、周囲の熱媒体と熱交換されて、角型電池５１の発する熱を放熱する。このため、角型電池５１を効率よく冷却することができる。また、ウェイト本体３３と伝熱プレート７０の突出部７１で、角型電池５１の幅方向両側から冷却を行うことで角型電池５１の中での温度差が低減される。
【００４１】
○  カウンタウェイト３２の外面、天板４４の外面、蓋部材４１〜４３の外面、図５の伝熱プレート７０の突出部７１に向けて熱媒体を送る送風機を設けてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１１…産業車両としてのフォークリフト、１２…車体、３０…電池パック、３１…ケース、３２…カウンタウェイト、３３…ウェイト本体、３４…ウェイト部、５１…電池セルとしての角型電池。
【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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