專利名稱：蓄電模塊及其制造方法以及工作機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請主張基于2012年2月14日申請的日本專利申請第2012-029365號及2012年12月6日申請的日本專利申請第2012-266841號的優(yōu)先權(quán)。其申請的全部內(nèi)容通過參考援用于本說明書中。本發(fā)明涉及一種層疊有多個蓄電單體的蓄電模塊及其制造方法以及搭載有蓄電模塊的工作機(jī)械。
背景技術(shù)：
已知有層疊層壓型的多個蓄電單體來串聯(lián)連接的蓄電模塊。層壓型蓄電單體具有將經(jīng)由隔離物交替層疊的正極板和負(fù)極板用2片層壓薄膜夾住并密封的結(jié)構(gòu)。電極片穿過2片層壓薄膜之間導(dǎo)出到外部。層疊蓄電單體后，通過施加層疊方向的壓縮力來機(jī)械地支承蓄電單體。專利文獻(xiàn)1:國際公開2011/070758號在層壓型蓄電單體中，由于層壓薄膜柔軟，因此在層疊時，在與層疊方向正交的面內(nèi)很難對蓄電單體進(jìn)行定位。并且，在層疊狀態(tài)下，由于蓄電單體本身與焊接裝置發(fā)生空間上的干涉，因此在層疊后，很難將鄰接的蓄電單體的電極片通過超聲波焊接來連接。因此，優(yōu)選在層疊前進(jìn)行電極片的超聲波焊接。然而，將超聲波焊接而相連的多個蓄電單體一邊對位一邊折疊來層疊這是很繁雜的，導(dǎo)致組裝工作量增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠縮減將蓄電單體層疊來組裝成蓄電模塊的工作量的蓄電模塊。本發(fā)明的另 一目的在于提供一種該蓄電模塊的制造方法。本發(fā)明的又一目的在于提供一種搭載有該蓄電模塊的工作機(jī)械。根據(jù)本發(fā)明的一種觀點(diǎn)，提供一種蓄電模塊，該蓄電模塊具有:層疊的多個單體單元；及對所述單體單元的層疊結(jié)構(gòu)施加層疊方向的壓縮力的加壓機(jī)構(gòu)，各所述單體單元具有:蓄電單體；及支承所述蓄電單體的框體，所述框體具有定位部，該定位部限制沿所述層疊方向鄰接的所述框體在與所述層疊方向正交的方向上的相對位置，所述定位部具有如下結(jié)構(gòu):在與所述層疊方向正交的方向上對所述框體彼此進(jìn)行定位，且在通過所述加壓機(jī)構(gòu)的加壓對所述層疊結(jié)構(gòu)施加壓縮力的狀態(tài)下，留有所述框體彼此沿所述層疊方向進(jìn)一步靠近的方向的余量。根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，提供一種蓄電模塊的制造方法，該蓄電模塊的制造方法具有如下工序:層疊包括蓄電單體、支承所述蓄電單體的框體及固定于所述框體的傳熱板在內(nèi)的多個單體單元；在層疊所述單體單元后，在與所述單體單元的層疊方向正交的方向上對齊所述單體單元的位置，以使所述傳熱板的端面在一個平面上對齊；以及對齊所述單體單元的位置后，將相互鄰接的所述蓄電單體的電極片擰緊于所述框體。根據(jù)本發(fā)明的又一觀點(diǎn)，提供一種搭載有所述蓄電模塊的工作機(jī)械。
發(fā)明效果:由于框體支承蓄電單體，因此在層疊蓄電單體時能夠輕松地進(jìn)行蓄電單體的定位。并且，由于定位部具有能夠向框體彼此沿層疊方向靠近的方向位移的結(jié)構(gòu)，因此能夠?qū)π铍妴误w施加充分的壓縮力。


圖1A是基于實(shí)施例1的蓄電模塊中使用的蓄電單體的俯視圖，圖1B是圖1A的單點(diǎn)劃線1B-1B中的截面圖，圖1C是蓄電層疊體的局部截面圖。圖2是基于實(shí)施例1的蓄電模塊中使用的框體及傳熱板的立體圖。圖3A是基于實(shí)施例1的蓄電模塊中使用的框體及傳熱板的俯視圖，圖3B是基于實(shí)施例1的蓄電模塊中使用的框體及傳熱板的仰視圖。圖4是基于實(shí)施例1的蓄電模塊中使用的單體單元的立體圖。圖5A是基于實(shí)施例1的蓄電模塊中使用的單體單元的俯視圖，圖5B是基于實(shí)施例I的蓄電模塊中使用的單體單元的仰視圖。圖6是基于實(shí)施例1的蓄電模塊中使用的單體單元的截面圖。圖7是層疊基于實(shí)施例1的蓄電模塊中使用的單體單元的層疊結(jié)構(gòu)的截面圖。圖8A是基于實(shí)施例1的蓄電模塊的定位部的截面圖，圖8B是施加了壓縮力的狀態(tài)的定位部的截面圖。圖9A是基于實(shí)施例1的蓄電模塊的俯視圖，圖9B是圖9A的單點(diǎn)劃線9B-9B中的截面圖。圖1OA是上部筐體的立體圖，圖1OB是下部筐體的立體圖。圖11是表示構(gòu)成蓄電模塊的單體單元與筐體側(cè)面的位置關(guān)系的截面圖。圖12是表示基于實(shí)施例1的蓄電模塊的制造方法的流程圖。圖13是基于實(shí)施例2的工作機(jī)械的概要俯視圖。圖14是基于實(shí)施例2的工作機(jī)械的局部剖面?zhèn)纫晥D。圖中:20_框體，20A-較低區(qū)域，20B-較低區(qū)域，20x-x方向部分，20y_y方向部分，21-傳熱板，22-凸部，23-開口部，24-螺釘孔，25-保護(hù)板，26-支承壁，28-貫穿孔，29-凹部，30-貫穿孔，31-蓄電單體，33-電極片，34-螺釘，40-單體單元，43-加壓板，44-拉桿，45-中繼母線，46-絕緣子，47-切口，50-蓄電容器，50A.50B-層壓薄膜，51-正極集電體，5IA-連接部，52-負(fù)極集電體，52A-連接部，53-隔離物，54-排氣孔，55-排氣閥，56-蓄電層疊體，57-正極用極化電極,58-負(fù)極用極化電極,60-蓄電模塊,61-螺釘,110-下部筐體，111-上部筐體，120-底面，121-側(cè)面，123-開口，124-連接器箱，127-凸緣，128-貫穿孔，140-上表面，141-側(cè)面，142-凸緣，143-貫穿孔，170-上部回轉(zhuǎn)體，170A-回轉(zhuǎn)框架，170B-罩，170C-駕駛室，171-下部行走體，173-回轉(zhuǎn)軸承，174-引擎，175-液壓泵，176-電動馬達(dá)，177-油箱，178-冷卻風(fēng)扇，179-座位，180-蓄電裝置，181-轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)，182-動臂，183-電動發(fā)電機(jī)，185-斗桿，186-鏟斗，190-蓄電裝置用安裝座，191-阻尼器，195-動臂缸，196-斗桿缸，197-鏟斗缸，201 205-步驟。
具體實(shí)施 方式
[實(shí)施例1]圖1A中示出基于實(shí)施例1的蓄電模塊中使用的層壓型蓄電單體31的俯視圖。蓄電單體31例如使用雙電層型電容器、鋰離子二次電池及鋰離子電容器等。從具有大致長方形的平面形狀的蓄電容器50的相互平行的兩邊向相反方向上拉出有一對電極片33。圖1B中示出圖1A的單點(diǎn)劃線1B-1B中的截面圖。由2片層壓薄膜50A、50B構(gòu)成蓄電容器50。層壓薄膜50A、50B例如使用鋁層壓薄膜。層壓薄膜50A、50B夾住蓄電層疊體56并密封蓄電層疊體56。一個層壓薄膜50B大致平坦，另一個層壓薄膜50A反映蓄電層疊體56的形狀而變形。將大致平坦的面稱為“背面”，并將變形的面稱為“腹面”。圖1C中示出蓄電層疊體56的局部截面圖。在正極集電體51的兩面形成有正極用極化電極57，在負(fù)極集電 體52的兩面形成有負(fù)極用極化電極58。正極集電體51及負(fù)極集電體52例如使用鋁箔。正極用極化電極57例如通過將包含活性炭粒子混勻的粘合劑的漿料涂布于正極集電體51的表面后加熱固定來形成。負(fù)極用極化電極58也以同樣的方法形成。將正極集電體51與形成于其兩面的極化電極57稱為“正極板”，將負(fù)極集電體52及形成于其兩面的極化電極58稱為“負(fù)極板”。正極板與負(fù)極板交替層疊。在正極板與負(fù)極板之間配置有隔離物53。隔離物53例如使用纖維素紙。該纖維素紙中浸潰有電解液。電解液溶劑例如使用極化有機(jī)溶劑，例如碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯及碳酸甲乙酯等。作為電解質(zhì)(支持鹽)使用季銨鹽，例如SBPB4 (螺環(huán)聯(lián)吡咯烷鎗四氟硼酸鹽)。隔離物53防止正極用極化電極57與負(fù)極用極化電極58的短路、及正極集電體51與負(fù)極集電體52的短路。返回到圖1B繼續(xù)進(jìn)行說明。圖1B中省略隔離物53及極化電極57、58的記載。正極集電體51及負(fù)極集電體52具有分別從兩者的重疊區(qū)域向相互反方向(圖1A中左方向及右方向)延伸的連接部51A、52A。多個正極集電體51的連接部51A重疊并超聲波焊接于一個電極片33。多個負(fù)極集電體52的連接部52A重疊并超聲波焊接于另一個電極片33。電極片33例如使用鋁板。電極片33穿過層壓薄膜50A與層壓薄膜50B之間導(dǎo)出至蓄電容器50的外側(cè)。電極片33在導(dǎo)出部位熱熔敷于層壓薄膜50A及層壓薄膜50B。正極集電體51的連接部5IA與層壓薄膜50A之間配置有排氣閥55。排氣閥55以堵塞排氣孔54的方式配置，并熱熔敷于層壓薄膜50A。蓄電容器50內(nèi)產(chǎn)生的氣體穿過排氣閥55及排氣孔54排出至外部。蓄電容器50內(nèi)被真空排氣。因此，層壓薄膜50A、50B通過大氣壓，按照蓄電層疊體56及排氣閥55的外形而變形。圖2中示出基于實(shí)施例1的蓄電模塊中使用的框體及傳熱板的立體圖。圖3A中示出框體及傳熱板的俯視圖，圖3B中示出框體及傳熱板的仰視圖。以下，參考圖2、圖3A及圖3B，對框體及傳熱板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在具有沿長方形的外周線的形狀的框體20的內(nèi)側(cè)容納層壓型蓄電單體。以下，為了便于理解，定義xyz正交坐標(biāo)系。將框體20的朝向z軸的正向的面定義為上表面，朝向負(fù)向的面定義為底面?？蝮w20包含長方形的沿與X方向平行的邊的部分(X方向部分)20x及沿與y方向平行的邊的部分(y方向部分)20y?？蝮w20的底面安裝有傳熱板21。傳熱板21具有長方形的平面形狀，并以被框體20所包圍的區(qū)域的大部分堵塞的方式配置。
框體20使用絕緣性樹脂，例如ABS樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)等。傳熱板21使用導(dǎo)熱率較高的金屬，例如鋁。在比框體20的四角稍靠內(nèi)側(cè)的上表面形成有向z軸的正向突出的凸部22 (圖2、圖3A)。各凸部22具有空心的圓筒形狀。在框體20底面的與凸部22對應(yīng)的區(qū)域形成有凹部29 (圖3B)。將多個框體20沿z方向重疊時，z方向的負(fù)側(cè)的框體20的凸部22被插入至z方向正側(cè)的框體20的凹部29內(nèi)。由此，限制多個框體20在xy面內(nèi)的相對位置。傳熱板21架設(shè)于框體20的y方向部分20y之間，且遠(yuǎn)離X方向部分20x。因此，在框體20的X方向部分20x與傳熱板21之間形成有開口部23。傳熱板21突出至比框體20的y方向部分20y的外側(cè)的邊更靠外側(cè)?？蝮w20的y方向部分20y中，與傳熱板21重疊的區(qū)域20A的上表面低于其它區(qū)域。較低區(qū)域20A與其它區(qū)域的階段差大于傳熱板21的厚度。將多個框體20沿z方向重疊時，傳熱板21容納在較低區(qū)域20A內(nèi)。因此，將框體20沿z方向?qū)盈B時，傳熱板21不會阻礙z方向負(fù)側(cè)的框體20的上表面與z方向正側(cè)的框體20的底面的接觸?？蝮w20的X方向部分20x的一部分區(qū)域20B低于其它區(qū)域。在該較低區(qū)域20B上配置電極片33 (圖1A)。在框體20的X方向部分20x的外周側(cè)表面形成有多個例如3個螺釘孔(擰緊部)24。從形成有螺釘孔24的表面隔著間隙，與該表面平行地配置有保護(hù)板25。保護(hù)板25經(jīng)支承壁26支承于框體20。支承壁26配置于不阻礙形成有螺釘孔24的表面和保護(hù)板25之間的間隙與較低區(qū)域20B 上方的空間的連接的位置。在保護(hù)板25上形成有貫穿孔28。貫穿孔28配置于將螺釘孔24沿y方向延長的假想圓柱與保護(hù)板25的交叉部位上。能夠?qū)⒙萁z刀插入貫穿孔28使螺釘螺合于螺釘孔
24。框體20、保護(hù)板25及支承壁26由樹脂一體成型。傳熱板21例如擰緊于框體20?；蛘撸部稍诳蝮w20成型時將傳熱板21固定于框體20。圖4中示出構(gòu)成基于實(shí)施例1的蓄電模塊的單體單元的立體圖。圖5A及圖5B中分別示出單體單元的俯視圖及仰視圖。圖6中示出圖5A及圖5B的單點(diǎn)劃線6-6中的截面圖。以下，參考圖4、圖5A、圖5B及圖6，對單體單元的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。單體單元40包含框體20、傳熱板21及2個蓄電單體31。如圖6所示，2個蓄電單體31腹面彼此對置而重疊，并載置于傳熱板21的上表面?zhèn)取?個蓄電單體31支承于框體20的內(nèi)側(cè)。如圖5A所示，以平行于z軸的視線觀察時，框體20包圍蓄電單體31的蓄電容器50。如圖5B、圖6所示，配置于框體20的底面?zhèn)?傳熱板21偵彳)的蓄電單體31的一個電極片33穿過y方向正側(cè)(圖5B、圖6中左側(cè))的開口部23導(dǎo)出至框體20的底面?zhèn)瓤臻g。y方向負(fù)側(cè)(圖5B、圖6中右側(cè))的電極片33穿過框體20的X方向部分20x的較低區(qū)域20B(圖2、圖3A、圖6)上方而插入到X方向部分20x與保護(hù)板25之間的間隙。如圖4、圖5A、圖6所示，配置于框體20上表面?zhèn)鹊男铍妴误w31的一對電極片33分別穿過框體20的X方向部分20x的較低區(qū)域20B上方,插入至X方向部分20x與保護(hù)板25之間的間隙。2個蓄電單體31的y方向負(fù)側(cè)(圖6中右側(cè))的電極片33在x方向部分20x與保護(hù)板25之間的間隙內(nèi)相互重疊。上表面?zhèn)鹊男铍妴误w31的上表面(背面)在比框體20的上表面更向上方突出。即2個蓄電單體31的合計(jì)厚度厚于從框體20的底面至上表面的厚度。圖7中示出重疊多個單體單元40的狀態(tài)的截面圖。z方向負(fù)側(cè)的框體20的凸部22插入至z方向正側(cè)的框體20的凹部29 (圖2B、圖5B)內(nèi)。由此，限制多個單體單元40在xy面內(nèi)的位置。將凸部22與凹部29稱為“定位部”。沿z方向鄰接的2個單體單元40中，配置于z方向正側(cè)的單體單元40底面?zhèn)鹊男铍妴误w31的y方向正側(cè)的電極片33插入至z方向負(fù)側(cè)的單體單元40的x方向部分20x與保護(hù)板25之間的間隙。由此，z方向負(fù)側(cè)的單體單元40的y方向正側(cè)的電板片33與z方向正側(cè)的單體單元40的y方向正側(cè)的電板片33在y方向正側(cè)(圖7中左側(cè))的x方向部分20x與保護(hù)板25之間的間隙內(nèi)相互重疊。在y方向負(fù)側(cè)(圖7中右側(cè))的X方向部分20x與保護(hù)板25之間的間隙內(nèi)，包含于I個單體單元40的2個蓄電單體31的y方向負(fù)側(cè)的電板片33相互重疊。電極片33上形成有用于使螺釘穿過的孔。使螺釘34穿過形成于電極片33的孔而螺合于螺釘孔24，從而能夠?qū)㈦姌O片33電連接，并且固定于框體20。由此，多個蓄電單體31被串聯(lián)連接。由于在保護(hù)板25形 成有貫穿孔28，因此即使在層疊單體單元40的狀態(tài)下也能夠從外部緊固螺釘34。將y方向負(fù)側(cè)的保護(hù)板25支承于框體20的支承壁26兼?zhèn)浞乐箉方向負(fù)側(cè)的電極片33與沿z方向鄰接的單體單元40的y方向負(fù)側(cè)的電極片33接觸的功能。支承y方向正側(cè)的保護(hù)板25的支承壁26兼?zhèn)浞乐雇粏误w單元40內(nèi)的2個蓄電單體31的y方向正側(cè)的電極片33彼此接觸的功能。配置于框體20的底面?zhèn)鹊男铍妴误w31與容納該蓄電單體31的單體單元40的傳熱板21接觸并熱結(jié)合。配置于框體20的上表面?zhèn)鹊男铍妴误w31與容納該蓄電單體31的單體單元40的在z方向正側(cè)鄰接的單體單元40的傳熱板21接觸并熱結(jié)合。圖8A中示出定位部的截面圖。在各框體20的上表面形成有凸部22，在底面形成有凹部29。從凹部29的底面起，形成有至凸部22的上表面的貫穿孔30。因此，凸部22具有空心的圓筒形狀。沿z方向鄰接的2個單體單元40中，形成于z方向負(fù)側(cè)的單體單元40的凸部22插入至形成于z方向正側(cè)的單體單元40的凹部29內(nèi)。如參考圖6說明，由于2個蓄電單體31的合計(jì)厚度厚于從框體20的底面至上表面的厚度，因此z方向負(fù)側(cè)的框體20的上表面不會與z方向正側(cè)的框體20的底面接觸。凸部22的前端與插入有該凸部22的凹部29的底面之間也形成有間隙。因此，由凸部22與凹部29構(gòu)成的定位部會限制層疊的單體單元40在xy面內(nèi)的相對位置，但容許沿z方向進(jìn)一步靠近的方向的位移。圖8B中示出施加z方向的壓縮力時的定位部的截面圖。由于定位部(凸部22、凹部29)容許層疊的單體單元40的沿z方向靠近方向的位移，因此若施加壓縮力，則各蓄電單體31 (圖6)以變薄的方式變形，并且框體20向相互靠近的方向位移。施加壓縮力后，沿z方向鄰接的2個框體20的上表面與底面也不會接觸，留有框體20彼此沿z方向進(jìn)一步靠近的方向的余量M。由于蓄電單體31存在厚度偏差，因此未留有余量M時，存在在施加壓縮力的狀態(tài)下產(chǎn)生框體20彼此接觸的部位的情況。若框體20彼此接觸，則通過加壓板43施加的壓縮力會分散施加于蓄電單體31與框體20。因此，導(dǎo)致施加于蓄電單體31的壓縮力變?nèi)酢Ｔ趯?shí)施例1中，由于留有余量M，因此即使蓄電單體31存在厚度偏差，也能夠優(yōu)先對各蓄電單體31施加壓縮力。因此，壓縮力均等地分配于所有蓄電單體31。該壓縮力抑制蓄電單體31的電特性降低，并且牢固地固定蓄電單體31的位置。圖9A中示出基于實(shí)施例1的蓄電模塊60的俯視圖。層疊有多個單體單元40。通過加壓機(jī)構(gòu)對單體單元40的層疊結(jié)構(gòu)施加層疊方向的壓縮力。加壓機(jī)構(gòu)包含配置于層疊結(jié)構(gòu)兩端的加壓板43及多個例如4根拉桿44。拉桿44貫穿一個加壓板43到達(dá)另一個加壓板43。通過在拉桿44的前端緊固螺栓，從而向2片加壓板43施加使兩者靠近的方向的力。由此，對單體單元40的層疊結(jié)構(gòu)施加層疊方向的壓縮力。拉桿44在形成于框體20的凹部29及貫穿孔30 (圖8A)內(nèi)穿過。配置于圖9A右端的框體20的凸部22的前端與加壓板43接觸時，可以在右端的傳熱板21與加壓板43之間插入墊片。該墊片防止配置于右端的框體20的凸部22的前端與加壓板43接觸。在加壓板43外側(cè)的表面，經(jīng)絕緣子46安裝有中繼母線45。兩端的各單體單元40的一個電極片33電連接于中繼母線45。中繼母線45成為用于進(jìn)行蓄電單體31的串聯(lián)連接電路的充放電的端子。加壓板43的一個邊折彎成L字型。在比折彎部位更靠前端的部分形成有擰緊用的U字型切口 47。圖9B中示出圖9A的單點(diǎn)劃線9B-9B中的截面圖?；趯?shí)施例1的蓄電模塊60通過螺釘61固定于下部筐體110的底面。傳熱板21的端面與下部筐體110的底面接觸。在蓄電模塊60上方配置有上部筐體111。傳熱板21上側(cè)的端面與上部筐體111接觸。傳熱板21將由蓄電單體31產(chǎn)生的熱量傳遞至下部筐體110及上部筐體111。圖1OA及圖1OB中分別 示出容納基于實(shí)施例1的蓄電模塊的上部筐體111及下部筐體110的立體圖。如圖1OB所示，下部筐體110包含長方形的底面120及從其邊朝向上方延伸的4個側(cè)面121。下部筐體110的上部是開放的。下部筐體110的開放部被上部筐體111 (圖10A)堵住。在側(cè)面121的上端設(shè)置有凸緣127。在凸緣127上形成有用于使螺栓穿過的多個貫穿孔128。下部筐體110及上部筐體111分別例如通過鑄造法形成。2個蓄電模塊60 (圖9A、圖9B)搭載于底面120。蓄電模塊60在切口 47 (圖9A)的位置擰緊于底面120。蓄電模塊60以其層疊方向相互成為平行的姿勢配置。在與各蓄電模塊60的層疊方向交叉的一個側(cè)面121形成有開口 123。在形成有開口 123的側(cè)面121的外側(cè)，以堵塞開口 123的方式配置有連接器箱124。連接器箱124的上表面是開放的。該開放部被連接器堵塞。蓄電模塊60經(jīng)連接器連接于外部的電氣電路。2個蓄電模塊60與在連接器箱124的相反側(cè)的端部經(jīng)保險絲及安全開關(guān)相互連接。上部筐體111包含上表面140及從其邊向下方延伸的側(cè)面141。上表面140的外周與下部筐體110的底面120的外周匹配。上部筐體111的側(cè)面141的高度低于下部筐體110的側(cè)面121的高度。例如，側(cè)面141的高度約為側(cè)面121的高度的25%。在側(cè)面141的下端設(shè)置有凸緣142。在凸緣142上形成有多個貫穿孔143。貫穿孔143配置于與下部筐體110的貫穿孔128對應(yīng)的位置。
在上部筐體111的上表面140及下部筐體110的底面120的內(nèi)部形成有用于使冷卻介質(zhì)流動的流路。通過使螺栓穿過下部筐體110的貫穿孔128及上部筐體111的貫穿孔143并由螺母緊固，從而從上下方向夾持蓄電模塊60。如圖9B所示，通過下部筐體110及上部筐體111從上下方向夾持傳熱板21，從而蓄電模塊60牢固且不能滑動地固定于筐體內(nèi)。并且，能夠提高傳熱板21與下部筐體110、及傳熱板21與上部筐體111之間的傳熱效率。在形成于上部筐體111的流路及形成于下部筐體110的流路中流動的冷卻介質(zhì)經(jīng)傳熱板21 (圖9B)冷卻蓄電模塊31 (圖9B)。圖11中示出構(gòu)成蓄電模塊60的單體單元40與下部筐體110的側(cè)面121的相對位置關(guān)系。保護(hù)板25配置于電極片33及用于固定電極片33的螺釘34與側(cè)面121之間。因此，能夠防止電極片33及螺釘34接觸于側(cè)面121而引起的電性短路。圖12中示出基于實(shí)施例1的蓄電模塊60的制造方法的流程圖。在步驟201中，將蓄電單體31 (圖1A 圖1C)容納于框體20 (圖2 圖3B)的內(nèi)側(cè)。由此，完成單體單元40 (圖4 圖6)。此時，如圖6所示，2個蓄電單體31的y方向負(fù)側(cè)的電極片33插入至X方向部分20x與保護(hù)板25之間的間隙并相互重疊。底面?zhèn)鹊男铍妴误w31的y方向正側(cè)的電極片33穿過開口部23導(dǎo)出至框體20的底面?zhèn)鹊目臻g。上表面?zhèn)鹊男铍妴误w31的y方向正側(cè)的電板片33插入至y方向正側(cè)的X方向部分20x與保護(hù)板25之間的間隙。在步驟202中層疊單體單元40。具體地，將單體單元40的凸部22 (圖8A、圖8B)插入至另一單體單元40的 凹部29 (圖8A、圖8B)內(nèi)。此時，如圖7所示，在相互鄰接的2個單體單元40中，將z方向正側(cè)的單體單元40的底面?zhèn)鹊男铍妴误w31的y方向正側(cè)的電極片33插入至z方向負(fù)側(cè)的單體單元40的X方向部分20x與保護(hù)板25之間的間隙并重疊2片電極片33。在層疊單體單元40的狀態(tài)下，在層疊結(jié)構(gòu)的兩端配置加壓板43 (圖9A、圖9B)，用拉桿44臨時固定。在該階段未對層疊結(jié)構(gòu)施加壓縮力。在步驟203中，將臨時固定的單體單元40的層疊結(jié)構(gòu)的傳熱板21 (圖9B)的端面在一平面上對齊。例如如圖9B所示，將加壓板43的折彎成L字型的邊朝下而載置于下部筐體110上。在該階段，由于未對層疊結(jié)構(gòu)施加壓縮力，因此單體單元40沿與層疊方向正交的方向在定位部(凸部22及凹部29)的對位余裕范圍內(nèi)偏離。定位部中確保有吸收傳熱板21與框體20的相對位置的偏差而使傳熱板21的下側(cè)的端面在一平面上對齊的程度的對位余裕。在步驟204中，對單體單元40的層疊結(jié)構(gòu)施加層疊方向的壓縮力。由此，能夠在傳熱板21的下側(cè)的端面在一平面上對齊的狀態(tài)下，固定單體單元40的相對位置。在步驟205中，將插入至X方向部分20x與保護(hù)板25之間并重疊的電極片33由螺釘34 (圖7)固定于框體20。由此，蓄電模塊60 (圖9A、圖9B)內(nèi)的蓄電單體31串聯(lián)連接。由于螺釘孔24 (圖7)形成于框體20的外周側(cè)的表面，因此能夠在層疊單體單元40的狀態(tài)下，緊固螺釘34?；趯?shí)施例1的制造方法中，在層疊單體單元40的工序時，單體單元40之間未連接電極片33。因此，在層疊單體單元40時，工作人員能夠從使電極片33的連接部位變形的同時進(jìn)行單體單元40的對位的繁雜中解放出來。
并且，基于實(shí)施例1的方法中，在施加壓縮力后將電極片33擰緊于框體。若對單體單元40的層疊結(jié)構(gòu)施加壓縮力，則多個單體單元40通過蓄電單體31的變形而在z方向上相對地位移。在該時刻，由于電極片33未固定于框體20，因此不會產(chǎn)生電極片33的變形。因此，能夠抑制在圖1B所示的電極片33與正極集電體51的連接部位、及電極片33與負(fù)極集電體52的連接部位上產(chǎn)生的應(yīng)力。[實(shí)施例2]圖13中示出作為基于實(shí)施例2的混合式工作機(jī)械的例子的挖土機(jī)的概要俯視圖。在上部回轉(zhuǎn)體170上經(jīng)回轉(zhuǎn)軸承173安裝有下部行走體171。上部回轉(zhuǎn)體170上搭載有引擎174、液壓泵175、電動馬達(dá)(電動部件)176、油箱177、冷卻風(fēng)扇178、座位179、蓄電裝置180及電動發(fā)電機(jī)(電動部件)183。引擎174通過燃燒燃料來產(chǎn)生動力。引擎174、液壓泵175及電動發(fā)電機(jī)183經(jīng)轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)181相互進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的送受。液壓泵175向動臂182等的液壓缸供給壓力油。蓄電裝置180包含基于上述實(shí)施例1的蓄電模塊60(圖9A、圖9B)、下部筐體110 (圖10B)及上部筐體111 (圖10A)。電動發(fā)電機(jī)183通過引擎174的動力而被驅(qū)動并進(jìn)行發(fā)電(發(fā)電運(yùn)行)。發(fā)電電力供給于蓄電裝置180而對蓄電裝置180進(jìn)行充電。并且，電動發(fā)電機(jī)183通過來自蓄電裝置180的電力而被驅(qū)動并產(chǎn)生用于輔助引擎174的動力(輔助運(yùn)行)。油箱177儲存液壓回路的油。冷卻風(fēng)扇178抑制液壓回路的油溫上升。操作人員坐在座位179上對挖土機(jī)進(jìn)行操作?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)176通過從蓄電裝置180供給的電力而被驅(qū)動?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)176使上部回轉(zhuǎn)體170回轉(zhuǎn)。并且，回轉(zhuǎn)馬達(dá)176通過將動能轉(zhuǎn)換為電能來產(chǎn)生再生電力。蓄電裝置180通過所產(chǎn)生的再生電力而被充電。圖14中示出基于實(shí)施例2的挖土機(jī)的局部剖面?zhèn)纫晥D。下部行走體171上經(jīng)回轉(zhuǎn)軸承173搭載有上部 回轉(zhuǎn)體170。上部回轉(zhuǎn)體170包含回轉(zhuǎn)框架170A、罩170B及駕駛室170C?；剞D(zhuǎn)框架170A作為駕駛室170C及各種部件的支承結(jié)構(gòu)體發(fā)揮作用。罩170B覆蓋搭載于回轉(zhuǎn)框架170A上的各種部件例如蓄電裝置180等。在駕駛室170C內(nèi)容納有座位179(圖 13)?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)176 (圖13)使作為其驅(qū)動對象的回轉(zhuǎn)框架170A相對于下部行走體171順時針或逆時針回轉(zhuǎn)。上部回轉(zhuǎn)體170上安裝有動臂182。動臂182通過液壓驅(qū)動的動臂缸195相對于上部回轉(zhuǎn)體170上下方向擺動。在動臂182的前端安裝有斗桿185。斗桿185通過液壓驅(qū)動的斗桿缸196相對于動臂182前后方向擺動。在斗桿185的前端安裝有鏟斗186。鏟斗186通過液壓驅(qū)動的鏟斗缸197相對斗桿于185上下方向擺動。蓄電裝置180經(jīng)蓄電裝置用安裝座190及阻尼器(防振裝置)191搭載于回轉(zhuǎn)框架170A上。蓄電裝置180例如配置于駕駛室170C的后方。罩170B覆蓋蓄電裝置180。與一般搬運(yùn)用車輛相比，回轉(zhuǎn)框架170A在行走中及工作中振動較大。因此，搭載于回轉(zhuǎn)框架170A的蓄電裝置180容易受到較大沖擊。由于基于實(shí)施例1的蓄電模塊60牢固地固定于下部筐體110與上部筐體111內(nèi)，因此能夠提高耐沖擊性。并且，由于在蓄電裝置180中使用基于上述實(shí)施例1的蓄電模塊，因此能夠消除單體單元40 (圖6)的層疊工作的繁雜。通過以上實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于這些。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白例如能夠進(jìn)行各種 變更、改良、組合等。
權(quán)利要求
1.一種蓄電模塊，具有: 層疊的多個單體單元 '及 對所述單體單元的層疊結(jié)構(gòu)施加層疊方向的壓縮力的加壓機(jī)構(gòu)， 各所述單體單元具有: 蓄電單體；及 支承所述蓄電單體的框體， 所述框體具有定位部，該定位部限制沿所述層疊方向鄰接的所述框體在與所述層疊方向正交的方向上的相對位置， 所述定位部具有如下結(jié)構(gòu):在與所述層疊方向正交的方向上對所述框體彼此進(jìn)行定位，且在通過所述加壓機(jī)構(gòu)的加壓對所述層疊結(jié)構(gòu)施加壓縮力的狀態(tài)下，留有所述框體彼此沿所述層疊方向進(jìn)一步靠近的方向的余量。
2.如權(quán)利要求1所述的蓄電模塊，其中， 所述框體具有在以 平行于所述層疊方向的視線觀察時包圍所述蓄電單體的形狀。
3.如權(quán)利要求1或2所述的蓄電模塊，其中， 各所述單體單元進(jìn)一步包含傳熱板，所述傳熱板固定于所述框體，并在層疊所述單體單元的狀態(tài)下與所述蓄電單體接觸。
4.如權(quán)利要求3所述的蓄電模塊，其中， 所述定位部在層疊所述單體單元后且由所述加壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行加壓前，容許所述框體朝向與所述層疊方向正交的方向偏離，以使所述多個傳熱板的端面在一個平面上對齊。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的蓄電模塊，其中， 各所述蓄電單體具有I對電極片， 所述框體具有將相互鄰接的蓄電單體的一個電極片彼此重疊來進(jìn)行擰緊的擰緊部。
6.如權(quán)利要求5所述的蓄電模塊，其中， 所述擰緊部在沿所述層疊方向?qū)盈B所述框體的狀態(tài)下，配置于所述框體的面向外周側(cè)的面上。
7.一種蓄電模塊的制造方法，具有如下工序: 層疊包括蓄電單體、支承所述蓄電單體的框體及固定于所述框體的傳熱板在內(nèi)的多個單體單元； 在層疊所述單體單元后，在與所述單體單元的層疊方向正交的方向上對齊所述單體單元的位置，以使所述傳熱板的端面在一個平面上對齊；以及 對齊所述單體單元的位置后，將相互鄰接的所述蓄電單體的電極片擰緊于所述框體。
8.一種工作機(jī)械，具有蓄電模塊及通過蓄積于所述蓄電模塊的電力驅(qū)動的電動機(jī)，其中， 所述蓄電模塊具有: 層疊的多個單體單元 '及 對所述單體單元的層疊結(jié)構(gòu)施加層疊方向的壓縮力的加壓機(jī)構(gòu)， 各所述單體單元具有: 蓄電單體；及 支承所述蓄電單體的框體，所述框體具有定位部，該定位部限制沿所述層疊方向鄰接的所述框體在與所述層疊方向正交的方向上的相對位置， 所述定位部具有如下結(jié)構(gòu):在與所述層疊方向正交的方向上對所述框體彼此進(jìn)行定位，且在通過所述加壓機(jī)構(gòu)的加壓對所述層疊結(jié)構(gòu)施加壓縮力的狀態(tài)下，留有所述框體彼此沿所述層疊方向進(jìn)一步靠近的方 向的余量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠縮減將蓄電單體層疊來組裝成蓄電模塊的工作量的蓄電模塊及其制造方法以及工作機(jī)械。本發(fā)明的蓄電模塊中層疊有多個單體單元。加壓機(jī)構(gòu)對單體單元的層疊結(jié)構(gòu)施加層疊方向的壓縮力。各單體單元具有蓄電單體及支承蓄電單體的框體?？蝮w具有定位部，該定位部限制沿層疊方向鄰接的框體在與層疊方向正交的方向上的相對位置。定位部在與層疊方向正交的方向上對框體彼此進(jìn)行定位。并且，在通過加壓機(jī)構(gòu)的加壓對所述層疊結(jié)構(gòu)施加壓縮力的狀態(tài)下，留有框體彼此沿層疊方向進(jìn)一步靠近的方向的余量。
文檔編號H01G11/78GK103247445SQ20131004386
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者橫山和也, 中條晃伸 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會社