(57)【要約】【課題】二次電池を効率よく冷却すること。【解決手段】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３１を備えている。カウンタウェイト３１は、直方体状をなすウェイト部３２と、ウェイト部３２の短手方向第１端部３２ａから立設されるとともに、ウェイト部３２の長手方向の一端から他端まで延びる矩形状のウェイト本体３３とからなる。ウェイト本体３３には、断面形状が円形をなす流路５１がウェイト本体３３の長手方向に間隔をおいて５箇所に形成されている。流路５１は、鉛直方向に直線状に延びている。ウェイト本体３３の厚み方向第１面３３ｂには、電池モジュール６０が固定されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と、前記二次電池の発する熱を吸収する吸熱部材と、を備えた電池パックであって、
前記吸熱部材は、鉛直方向に延びる流路を有し、
前記流路の流入口は、前記流路の排出口よりも鉛直方向下方に設けられることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記流路は、単一の部材に形成された貫通孔であ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】
前記流入口は鉛直方向下方に向けて開口し、前記排出口は鉛直方向上方に向けて開口することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸熱部材によって二次電池の冷却が行われる電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、放電や充電に伴い発熱する。このため、特許文献１に記載のフォークリフトでは、二次電池の冷却が行われている。
特許文献１に記載のフォークリフトは、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（二次電池）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、バッテリの温度が高くなると、バッテリの劣化が促進されるため、バッテリを効率よく冷却することが望まれている。
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、二次電池を効率よく冷却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】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、二次電池と、前記二次電池の発する熱を吸収する吸熱部材と、を備えた電池パックであって、前記吸熱部材は、鉛直方向に延びる流路を有し、前記流路の流入口は、前記流路の排出口よりも鉛直方向下方に設けられることを要旨とする。
【０００６】
これによれば、熱媒体は、流路を鉛直方向上方に向けて流れる。流路を流れる熱媒体が吸熱部材と熱交換されると、熱媒体は、二次電池が発した熱を吸収した吸熱部材によって加熱されて、熱媒体の温度が上昇する。熱媒体の温度が上昇すると、流路内には浮力が生じる。流路内を鉛直方向上方に向けて流れる熱媒体は、この浮力によって流速が速められる。このため、流路内を流れる熱媒体の流速が速くなることで、熱媒体と吸熱部材との熱交換効率が向上され、吸熱部材を効率よく冷却することができる。そして、吸熱部材は、効率よく冷却されることで過熱状態になることが抑制され、二次電池が発する熱を効率よく吸収することができる。このため、二次電池を効率よく冷却することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電池パックであって、前記流路は、単一の部材に形成された貫通孔であることを要旨とする。
これによれば、複数の部材を組み合わせて流路を形成する必要がなく、流路を形成しやすい。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の電池パックであって、前記流入口は鉛直方向下方に向けて開口し、前記排出口は鉛直方向上方に向けて開口することを要旨とする。
【０００９】
これによれば、流路を流れる熱媒体の流通が阻害されにくく、流路を流れる熱媒体の流速を更に速くすることができる。このため、熱媒体と吸熱部材との熱交換効率を更に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、二次電池を効率よく冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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図２の３−３線断面図。
【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】別例の電池パックを示す断面図。
【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】
【００１２】
以下、本発明の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、図１〜図４に従って説明する。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。
【００１３】
図１に示すように、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。
【００１４】
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。
【００１５】
図２に示すように、電池パック３０は、ケースＣを備えている。ケースＣ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、平面視矩形状をなすウェイト部３２と、ウェイト部３２の短手方向一端３２ａからウェイト部３２の厚み方向に立設されるとともに、ウェイト部３２の長手方向一端から他端に亘って延びる吸熱部材としての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３２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。
【００１６】
ウェイト部３２の短手方向他端３２ｂ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４１がウェイト部３２から立設されている。フレーム４１は、ウェイト部３２の上面における短手方向他端３２ｂの縁部の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（ウェイト部３２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、ウェイト部３２の短手方向他端３２ｂ側に、ウェイト部３２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。
【００１７】
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、ウェイト部３２の上面から、ウェイト本体３３の先端面３３ａ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３３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３３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、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３２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、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３２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。そして、カウンタウェイト３１、フレーム４１、天板４７及びそれぞれの蓋部材４５，４６でケースＣが形成されている。
【００１８】
図３に示すように、ウェイト本体３３には、断面形状が円形をなす流路５１がウェイト本体３３の長手方向に間隔をおいて５箇所に形成されている。本実施形態では、流路５１は、単一の部材（ウェイト本体３３）に形成された貫通孔である。
【００１９】
図４に示すように、流路５１は、鉛直方向に直線状に延びている。流路５１のウェイト部３２側の端部は、流路５１に熱媒体を流入させる流入口５２となっている。また、流路５１の流入口５２と反対側の端部は、流路５１から熱媒体を流出させる流出口５３となっている。流入口５２は、流出口５３に比べて鉛直方向下方に形成されている。流路５１がウェイト本体３３の短手方向（鉛直方向）に直線状に延びることで、流入口５２は、鉛直方向下方に向けて開口し、流出口５３は鉛直方向上方に向けて開口している。また、天板４７には、この流路５１に対向するように貫通孔４７ａが形成されている。
【００２０】
図３に示すように、ウェイト本体３３の厚み方向第１面３３ｂには、電池モジュール６０が固定されている。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）としての複数の角型電池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、並設方向の両端にブラケット６３が設けられている。電池ホルダ６２及びブラケット６３は、例えば樹脂から形成されている。そして、電池モジュール６０は、ブラケット６３を介して、ウェイト本体３３に固定されている。角型電池６１は、走行用モータＭ１と荷役用モータＭ２の電力源となっている。
【００２１】
図２に示すように、切欠部３５の上面には、矩形平板状をなす載置板３６が固定されている。載置板３６上には、電池モジュール６０の制御を行う制御機器が収容される収容ケース３７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３８が配設されている。
【００２２】
図１に示すように、車体１１には、上記のように構成された電池パック３０が車体１１に搭載された状態で、流路５１の流入口５２と連通する吸入部２３が形成されている。吸入部２３は、例えば、車体１１の鉛直方向下方に開口して、車体１１の鉛直方向下方から流入口５２に熱媒体（空気）を流入させる。また、車体１１には、流路５１の流出口５３と連通する排出部２４が形成されている。排出部２４は、例えば、車体１１の後方に開口して、車体１１の後方にウェイト本体３３と熱交換を行ったあとの熱媒体（空気）を排出させる。
【００２３】
次に、電池パック３０の作用について説明する。
角型電池６１の放電や充電などに伴い、角型電池６１が発熱すると、この熱は、電池ホルダ６２を介してウェイト本体３３に吸収される。ウェイト本体３３は、角型電池６１が発する熱を吸収することで、加熱される。
【００２４】
流路５１内の熱媒体は、角型電池６１の熱を吸収したウェイト本体３３と熱交換を行う。ウェイト本体３３と熱交換を行うことで加熱された熱媒体は、加熱されていない熱媒体に比べて密度が低く、流路５１内に浮力が生じる。この浮力によって熱媒体が鉛直方向上方に流れる流れができる。そして、流路５１の内部に浮力が生じると、流路５１内における流入口５２側と流出口５３側とで圧力差が生じ（流入口５２側の気圧が低下し）、この圧力差によって流入口５２からは熱媒体が流路５１に流入する。すなわち、流路５１の内部では、煙突効果が生じて、熱媒体が鉛直方向下方から鉛直方向上方に流れる流れができる。なお、本実施形態の流路５１（貫通孔）の径は、流路５１を形成しない場合に、ウェイト本体３３の厚み方向第２面３３ｃと熱交換された熱媒体が鉛直方向上方に向けて流れる流速に比べて、流路５１の内部を流れる熱媒体の流速が速くなるような径に設定されている。
【００２５】
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）ウェイト本体３３には、鉛直方向に延びる流路５１が形成されており、流路５１内の熱媒体が、角型電池６１の熱を吸収したウェイト本体３３と熱交換を行って加熱されると、流路５１内には浮力が生じる。この浮力によって熱媒体が鉛直方向上方に流れる流れができるため、熱媒体とウェイト本体３３との熱交換効率が向上する。このため、ウェイト本体３３を効率よく冷却でき、ひいては、角型電池６１も効率よく冷却することができる。
【００２６】
（２）流路５１は、ウェイト本体３３に形成された貫通孔である。このため、複数の部材を組み合わせて流路５１を形成する必要がなく、流路５１を形成しやすい。
（３）流入口５２は、鉛直方向下方に向けて開口し、流出口５３は、鉛直方向上方に向けて開口している。このため、熱媒体がウェイト本体３３と熱交換を行うことでできた流路５１内の熱媒体の流れが阻害されることを防止し、また、車体１１の走行時、走行風を効率よく流路５１内に流入させることができる。
【００２７】
（４）流路５１内の熱媒体が加熱されたときに発生する浮力によって流路内に熱媒体の流れを形成している。このため、送風機など、熱媒体を流路に流すための機器を設けなくても、流路５１内に熱媒体を流すことができる。
【００２８】
（５）電池パック３０は、フォークリフト１０の車体１１に搭載されている。走行用モータＭ１及び荷役用モータＭ２の電力源となる角型電池６１を効率よく冷却ができるため、フォークリフト１０を適切に駆動させることができる。
【００２９】
（６）また、車体１１に搭載されるウェイト本体３３は、カウンタウェイトとしてだけではなく、角型電池６１の熱を吸収する吸熱部材としても兼用されているため、部品点数を増やすことなく冷却効率を高めることができる。
【００３０】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
○  図５に示すように、ウェイト本体３３の厚み方向第２面３３ｃに、ウェイト本体３３とは別体の流路区画部材７１（第１の吸熱部材）を固定することで流路７２を形成してもよい。流路区画部材７１は、板状をなすとともに、その厚み方向に凹む凹部７３が形成されている。そして、凹部７３の開口部をウェイト本体３３（第２の吸熱部材）の厚み方向第２面３３ｃで閉塞することで、流路区画部材７１とウェイト本体３３で囲まれる領域に流路７２が形成されている。この場合、ウェイト本体３３と流路区画部材７１が吸熱部材として機能する。
【００３１】
○  図６に示すように、流入口５２及び流出口５３は、水平方向に向けて開口してもよい。流入口５２は、ウェイト本体３３の下部で、水平方向に向けて開口している。また、流出口５３は、ウェイト本体３３の上部で水平方向に向けて開口している。この場合でも、流路５１内にできた熱媒体を流れが阻害されることを防止することができる。また、流入口５２及び流出口５３は、流路５１内にできた熱媒体の流れが阻害されることを防止することができるのであれば、鉛直方向下方や水平方向以外に開口していてもよい。
【００３２】
○  実施形態において、流路５１に熱媒体を供給する送風機などを設けてもよい。この場合、流路５１を流れる熱媒体の流速が速くなり、ウェイト本体３３を更に効率よく冷却することができる。
【００３３】
○  実施形態において、ウェイト本体３３の形状を変更してもよい。例えば、ウェイト本体３３の厚み方向の面が、円形状や、五角形状や六角形状などの多角形状をなしていてもよい。
【００３４】
○  実施形態において、二次電池として、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、吸熱部材としてウェイト本体３３以外を採用してもよい。例えば、角型電池６１を収容する四角箱状をなすケースの鉛直方向に延びる側壁に貫通孔を形成して流路を形成してもよい。
【００３５】
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。
（イ）前記吸熱部材は、第１の吸熱部材と第２の吸熱部材からなり、前記流路は、前記第１の吸熱部材に形成された凹部を前記第２の吸熱部材で閉塞して形成されることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【００３６】
（ロ）請求項１〜請求項３及び技術的思想（イ）のうちいずれかに記載の電池パックを搭載したことを特徴とする産業車両。
【符号の説明】
【００３７】
３０…電池パック、３３…ウェイト本体、５１，７２…流路、５２…流入口、５３…排出口、６０…電池モジュール、６１…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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【図６】
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