JP2011040203A - Battery pack - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery pack capable of securing a stable operation by exhausting heat generated by elements in a built-in circuit board smoothly to outside and moreover capable of achieving a high energy density by doing away with an internal useless space, thereby allowing the battery pack to be manufactured without accompanying a complicated work. <P>SOLUTION: The circuit board 101 in the battery pack 1 is mounted with FET elements 1104, 1108 on its lower side main face; a heat conductive sheet 18 is adhered directly on the lower side face of the FET elements 1104, 1108; and the heat conductive sheet 18 and a lower case member 12 are thermally jointed with a heat conductive plate 20 interposed. Further, in the corresponding area of the upper main face of the circuit board 101 where the FET elements 1104, 1108 are mounted, there is adhered a heat conductive sheet 17, and the heat conductive sheet 17 and an upper case member 11 are thermally jointed with a heat conductive plate 19 interposed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、パック電池に関し、特に、回路基板に実装され、駆動時に熱を発する素子の放熱機構に関する。   The present invention relates to a battery pack, and more particularly, to a heat dissipation mechanism for an element mounted on a circuit board and generating heat when driven.

近年、電動工具や電動アシスト自転車、ハイブリッド自動車あるいは電気自動車などの用途に、パック電池が広く用いられている。パック電池は、１または複数の素電池と、これに接続された回路基板とが、外装ケース内に収納された構造を有する。外装ケースのサイズやその内部における素電池および回路基板の配置などについては、より高いエネルギ密度の実現のため、内部にできるだけ無駄な空間が生じないように設計されている。   In recent years, battery packs have been widely used in applications such as electric tools, electric assist bicycles, hybrid vehicles, and electric vehicles. The battery pack has a structure in which one or a plurality of unit cells and a circuit board connected thereto are accommodated in an outer case. The size of the outer case and the arrangement of the unit cells and the circuit board inside the case are designed so that as much space as possible is not generated inside in order to achieve higher energy density.

ところで、パック電池における回路基板には、ＦＥＴ素子をはじめとする駆動時に発熱量の多い素子も実装されている。パック電池における充放電などの制御を安定させるためには、回路基板における発熱量の多い素子の放熱を良好なものとする必要がある。パック電池における回路基板の素子の放熱については、例えば、特許文献１，２などで提案がなされている。一例として、特許文献２で提案されている従来技術に係る素子の放熱構造について、図９を用い説明する。   By the way, on the circuit board in the battery pack, elements that generate a large amount of heat during driving, such as FET elements, are also mounted. In order to stabilize the control such as charging / discharging in the battery pack, it is necessary to improve the heat dissipation of the element that generates a large amount of heat in the circuit board. Regarding heat dissipation of the elements of the circuit board in the battery pack, for example, Patent Documents 1 and 2 have proposed. As an example, a heat dissipation structure for an element according to the related art proposed in Patent Document 2 will be described with reference to FIG.

図９に示すように、従来技術に係るパック電池では、回路基板９０１において、ＦＥＴ素子９１０１，９１０２の各実装箇所の透孔９０１ａ，９０１ｂが開けられている。そして、各ＦＥＴ素子９１０１，９１０２と上ケース部材９１１，９１２との間は、高熱伝導性接着層９２５ａ，９２５ｂ，９２６ａ，９２６ｂによる熱結合されている。高熱伝導性接着層９２５ａ，９２５ｂ，９２６ａ，９２６ｂは、シリコーン樹脂あるいはエポキシ樹脂などの材料から形成されている。   As shown in FIG. 9, in the battery pack according to the conventional technique, through holes 901 a and 901 b are formed in the circuit board 901 at the mounting locations of the FET elements 9101 and 9102. The FET elements 9101 and 9102 and the upper case members 911 and 912 are thermally coupled by the high thermal conductive adhesive layers 925a, 925b, 926a, and 926b. The high thermal conductive adhesive layers 925a, 925b, 926a, 926b are formed of a material such as a silicone resin or an epoxy resin.

上記のような構成を採用するパック電池では、ＦＥＴ素子９１０１，９１０２で発生した熱が、高熱伝導性接着層９２５ａ，９２５ｂ，９２６ａ，９２６ｂを介して上下ケース部材９１１，９１２に伝達され、外部に放出される。このため、回路基板におけるＦＥＴ素子９１０１，９１０２で生じた熱を良好に外部に逃がすことができ、安定した動作が確保される。   In the battery pack adopting the above configuration, the heat generated in the FET elements 9101 and 9102 is transmitted to the upper and lower case members 911 and 912 via the high thermal conductive adhesive layers 925a, 925b, 926a, and 926b, and externally. Released. Therefore, heat generated by the FET elements 9101 and 9102 on the circuit board can be released to the outside satisfactorily, and stable operation is ensured.

特開２００４−７９２１９号公報JP 2004-79219 A 特開２００９−１２９８４１号公報JP 2009-129841 A

しかしながら、上記従来技術に係るパック電池では、回路基板９０１におけるＦＥＴ素子９１０１，９１０２の実装箇所に透孔９０１ａ，９０１ｂをあけているので、当該部分は他の配線を敷設することはできず、回路基板の小型を阻害する要因となる。また、上記従来技術に係るパック電池では、ＦＥＴ素子９１０１，９１０２と上下ケース部材９１１，９１２との間を、高熱伝導性接着層９２５ａ，９２５ｂ，９２６ａ，９２６ｂにより熱結合しているが、回路基板９０１と上下ケース部材９１１，９１２との間隔が広いパック電池に適用しようとする場合には、製造において困難性を伴う。即ち、上記従来技術に係るパック電池では、シリコーン樹脂あるいはエポキシ樹脂などの材料を固化させることにより高熱伝導性接着層９２５ａ，９２５ｂ，９２６ａ，９２６ｂを形成するのであるが、回路基板９０１と上下ケース部材９１１，９１２との間隔がより広いパック電池に対しては、ある程度の断面積を有する高熱伝導性接着層９２５ａ，９２５ｂ，９２６ａ，９２６ｂを形成することは、煩雑な作業とならざるを得ない。   However, in the battery pack according to the above-described prior art, since the through holes 901a and 901b are formed in the mounting positions of the FET elements 9101 and 9102 on the circuit board 901, other wiring cannot be laid on the part. It becomes a factor that hinders the miniaturization of the substrate. In the battery pack according to the above prior art, the FET elements 9101 and 9102 and the upper and lower case members 911 and 912 are thermally coupled by the high thermal conductive adhesive layers 925a, 925b, 926a and 926b. When it is intended to be applied to a battery pack in which the distance between 901 and the upper and lower case members 911 and 912 is wide, there are difficulties in manufacturing. That is, in the battery pack according to the prior art, the high thermal conductive adhesive layers 925a, 925b, 926a, and 926b are formed by solidifying a material such as silicone resin or epoxy resin. For a battery pack having a wider space between 911 and 912, forming the high thermal conductive adhesive layers 925a, 925b, 926a, and 926b having a certain cross-sectional area is a complicated operation.

本発明は、上記問題の解決を図るべくなされたものであって、内蔵される回路基板における素子で発生した熱を円滑に外部に放出させることで安定した動作が確保され、且つ、内部の無駄なスペースを排することで高いエネルギ密度を実現しながら、煩雑な作業を伴うことなく製造が可能なパック電池を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and by stably releasing the heat generated by the elements in the built-in circuit board to the outside, a stable operation is ensured, and internal waste is prevented. An object of the present invention is to provide a battery pack that can be manufactured without complicated operations while realizing a high energy density by eliminating unnecessary space.

上記目的を達成するために、本発明は、次の構成を採用する。
本発明に係るパック電池は、外装ケースと、当該外装ケース内の空間に収納される１または複数の素電池、およびこれに接続される回路基板とを備える。回路基板には、その一方の主面に実装され、（パック電池の）使用時に流れる電流に起因して熱を発する素子を有し、素子の上に第１の伝熱シートが被着され、回路基板の他方の主面における素子の実装相当域の少なくとも一部を含む領域に第２の伝熱シートが被着されている。そして、本発明に係るパック電池は、第１の伝熱シートと外装ケース、および第２の伝熱シートと外装ケースのそれぞれの間が、金属製の第１および第２の各伝熱板の介挿により熱結合されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration.
The battery pack according to the present invention includes an outer case, one or more unit cells housed in a space in the outer case, and a circuit board connected thereto. The circuit board has an element that is mounted on one main surface of the circuit board and generates heat due to a current that flows during use (of the battery pack), and a first heat transfer sheet is attached on the element, A second heat transfer sheet is attached to a region including at least a part of the device mounting equivalent region on the other main surface of the circuit board. In the battery pack according to the present invention, the first and second heat transfer plates made of metal are provided between the first heat transfer sheet and the outer case, and between the second heat transfer sheet and the outer case. It is characterized by being thermally coupled by insertion.

なお、上記において、「他方の主面における素子の実装相当域」とは、素子が実装された領域を、回路基板の厚み方向に他方の主面に透過させたと仮定した場合に、回路基板における他方の主面における前記透過された領域のことを指す。
また、上記において、「素子」としては、能動素子および受動素子の限定はないが、上記のように、パック電池の使用時に流れる電流に起因して熱を発する素子であり、例えば、ＦＥＴ素子や抵抗素子などである。 In the above, the “equivalent mounting area of the element on the other main surface” means that the area where the element is mounted is transmitted through the other main surface in the thickness direction of the circuit board. It refers to the transmitted region on the other main surface.
In the above, the “element” is not limited to an active element and a passive element, but as described above, it is an element that generates heat due to a current that flows when the battery pack is used. For example, a resistance element.

本発明に係るパック電池では、回路基板の素子に対し、第１の伝熱シートおよび第１の伝熱板を介した外装ケースへの経路と、回路基板および第２の伝熱シートおよび第２の伝熱板を介した外装ケースへの経路の２つの放熱経路が形成されている。このため、本発明に係るパック電池では、パック電池の使用時（充放電時）に素子で発生した熱が円滑に外装ケースから外部に放熱され、安定した動作が確保される。   In the battery pack according to the present invention, with respect to the elements of the circuit board, the path to the exterior case via the first heat transfer sheet and the first heat transfer plate, the circuit board, the second heat transfer sheet, and the second Two heat dissipation paths, which are paths to the outer case through the heat transfer plate, are formed. For this reason, in the battery pack according to the present invention, the heat generated in the element when the battery pack is used (during charging / discharging) is smoothly radiated from the outer case to the outside, and a stable operation is ensured.

また、本発明に係るパック電池では、第１の伝熱シートと外装ケースとの間、および第２の伝熱シートと外装ケースとの間が、それぞれ金属製の第１および第２の伝熱板により熱的に結合されている。このため、シリコーン樹脂などを固化させて形成した高熱伝導性接着層９２５ａ，９２５ｂ，９２６ａ，９２６ｂを用いる上記従来技術に係るパック電池に比べ、回路基板と外装ケースとの間隔が広い場合にも、煩雑な作業を伴うことなく放熱経路の形成が可能である。   Further, in the battery pack according to the present invention, the first and second heat transfer plates made of metal are provided between the first heat transfer sheet and the outer case, and between the second heat transfer sheet and the outer case, respectively. Thermally coupled by plates. For this reason, even when the distance between the circuit board and the outer case is wider than the battery pack according to the related art using the high thermal conductive adhesive layers 925a, 925b, 926a, 926b formed by solidifying silicone resin or the like, The heat radiation path can be formed without complicated work.

また、本発明に係るパック電池では、回路基板の他方の主面（素子が実装されたのとは反対側の主面）に対しては、素子の実装相当域に第２の伝熱シートを被着することで放熱経路を確保しているので、高熱伝導性接着層９２６ａ，９２６ｂを埋設するために回路基板に透孔９０１ａ，９０１ｂをあけている上記従来技術に係るパック電池に比べて、回路基板における無駄なスペースを無くすことができる。また、本発明に係るパック電池では、素子で発生した熱の放熱経路確保のための透孔９０１ａ，９０１ｂをあける必要がないので、回路基板における配線の制約がなく、設計上の自由度が高い。よって、本発明に係るパック電池は、上記従来技術に係るパック電池に比べ、エネルギ効率という観点から効果を奏する。   Further, in the battery pack according to the present invention, the second heat transfer sheet is provided in the area corresponding to the mounting of the element on the other main surface of the circuit board (the main surface on the opposite side from where the element is mounted). Since the heat dissipation path is secured by being deposited, compared to the battery pack according to the above prior art in which the through holes 901a and 901b are opened in the circuit board in order to embed the high thermal conductive adhesive layers 926a and 926b, Useless space on the circuit board can be eliminated. Further, in the battery pack according to the present invention, since it is not necessary to open the through holes 901a and 901b for securing the heat radiation path of the heat generated in the element, there is no wiring restriction on the circuit board, and the degree of freedom in design is high. . Therefore, the battery pack according to the present invention is more effective in terms of energy efficiency than the battery pack according to the related art.

以上より、本発明に係るパック電池は、内蔵される回路基板における素子で発生した熱を円滑に外部に放出させることで安定した動作が確保され、且つ、内部の無駄なスペースを無くすことで高いエネルギ密度を実現しながら、煩雑な作業を伴うことなく製造が可能である。
本発明に係るパック電池では、次のようなバリエーションを採用することができる。 As described above, the battery pack according to the present invention ensures stable operation by smoothly releasing the heat generated by the elements in the built-in circuit board to the outside, and is high by eliminating wasted space inside. Manufacture is possible without complicated work while realizing energy density.
In the battery pack according to the present invention, the following variations can be employed.

本発明に係るパック電池では、第１および第２の伝熱シートにより被着領域を、回路基板の主面における素子が実装された領域よりも広いように設定することができる。このように第１および第２の伝熱シートの被着領域を設定する場合には、素子からの放熱経路を大きくすることができ、放熱性を高くすることができる。
また、本発明に係るパック電池では、外装ケースに把手がネジ止めされており、第１の伝熱板または第２の伝熱板の少なくとも一方が、把手を取り付けるためのネジを兼用して、外装ケースに取り付けられているという構成を採用することができる。このような構成を採用する場合には、外装ケースに対する第１の伝熱板または第２の伝熱板の取り付けのために、新たに専用のネジなどを使用しなくてもよく、部品コストの低減および製造工数の低減などに優位である。 In the battery pack according to the present invention, the first and second heat transfer sheets can set the deposition area to be wider than the area where the elements on the main surface of the circuit board are mounted. Thus, when setting the adhesion area | region of the 1st and 2nd heat-transfer sheet | seat, the thermal radiation path | route from an element can be enlarged and heat dissipation can be made high.
Further, in the battery pack according to the present invention, the handle is screwed to the outer case, and at least one of the first heat transfer plate or the second heat transfer plate also serves as a screw for attaching the handle, A configuration of being attached to the outer case can be employed. In the case of adopting such a configuration, it is not necessary to newly use a dedicated screw or the like for attaching the first heat transfer plate or the second heat transfer plate to the outer case, and the component cost is reduced. It is superior in reducing the number of manufacturing steps and man-hours.

また、本発明に係るパック電池では、外装ケースにおける端面の一部が外方に向けて突出した形状を有し、回路基板が前記突出した部分の内方に収納されているという構成を採用することができる。このような構成を採用する場合には、回路基板と外装ケースの外壁との距離を短くすることができ、より放熱性を高くすることができる。このような形状の外装ケースを採用する場合においては、外装ケースにおける端面の突出していない残余の部分に、把手が取り付けられている構成を採用することができる。この構成の場合には、把手の取り付けに起因する無駄なスペースを必要とすることがなく、高いスペース効率を実現することができる。   Further, the battery pack according to the present invention employs a configuration in which a part of the end surface of the exterior case has a shape protruding outward and the circuit board is housed inside the protruding portion. be able to. When such a configuration is adopted, the distance between the circuit board and the outer wall of the outer case can be shortened, and the heat dissipation can be further improved. When the exterior case having such a shape is employed, a configuration in which a handle is attached to the remaining portion of the exterior case where the end surface does not protrude can be employed. In the case of this configuration, a high space efficiency can be realized without requiring a useless space due to the attachment of the handle.

また、本発明に係るパック電池では、素子の一例として、ＦＥＴ素子などのスイッチング機能を有する素子であるという構成を採用することができる。
また、本発明に係るパック電池では、外装ケースが、第１のケース部材と第２のケース部材との組み合わせを以って構成されており、第１の伝熱板は第１のケース部材に対し熱結合され、第２の伝熱板は第２のケース部材に対し熱結合されているという構成を採用することができる。 Moreover, in the battery pack according to the present invention, as an example of the element, a configuration in which the element has a switching function such as an FET element can be employed.
Moreover, in the battery pack according to the present invention, the exterior case is configured by a combination of the first case member and the second case member, and the first heat transfer plate serves as the first case member. On the other hand, it is possible to employ a configuration in which the second heat transfer plate is thermally coupled to the second case member.

また、本発明に係るパック電池では、回路基板における上記他方の主面（素子が実装されているのとは反対側の主面）に、素子の実装相当域に伝熱用パッドとしての金属膜が形成されており、第２の伝熱シートがこの金属膜に当接されているという構成を採用することができる。   Further, in the battery pack according to the present invention, a metal film as a heat transfer pad in a region corresponding to the mounting of the element on the other main surface of the circuit board (the main surface on the opposite side from where the element is mounted). It is possible to employ a configuration in which the second heat transfer sheet is in contact with the metal film.

実施の形態に係るパック電池１の外観を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the external appearance of the battery pack 1 which concerns on embodiment. パック電池１の内部構造を示す展開斜視図である。2 is a developed perspective view showing an internal structure of the battery pack 1. FIG. パック電池１の上ケース部材１１を開けた状態を示す斜視図である。3 is a perspective view showing a state where an upper case member 11 of the battery pack 1 is opened. FIG. 伝熱板１９が取り付けられた状態の上ケース部材１１を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the upper case member 11 in the state to which the heat exchanger plate 19 was attached. 組電池１００ａを構成する素電池１００１〜１０２８を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the unit cells 1001-1028 which comprise the assembled battery 100a. （ａ）は、回路基板１０１のオモテ面１０１ａを示す斜視図であり、（ｂ）は、回路基板１０１の裏面１０１ｂを示す斜視図である。(A) is a perspective view which shows the front surface 101a of the circuit board 101, (b) is a perspective view which shows the back surface 101b of the circuit board 101. FIG. （ａ）、（ｂ）は、回路基板１０１の上方に配される伝熱板１９を示す斜視図であり、（ｃ）、（ｄ）は、回路基板１０１の下方に配される伝熱板２０を示す斜視図である。(A), (b) is a perspective view which shows the heat-transfer plate 19 distribute | arranged above the circuit board 101, (c), (d) is the heat-transfer plate distribute | arranged below the circuit board 101. FIG. FIG. パック電池１における回路基板１０１およびその周辺部分を模式的に示す断面図である。2 is a cross-sectional view schematically showing a circuit board 101 and its peripheral portion in the battery pack 1. FIG. 従来技術に係るパック電池での、ＦＥＴ素子９１０１，９１０２の放熱構造を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the heat dissipation structure of FET element 9101, 9102 in the battery pack concerning a prior art.

以下では、本発明を実施するための形態について、一例を示して説明する。なお、以下の説明で用いる実施の形態は、本発明の構成および作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、 本発明は、その本質的部分以外に以下の形態に何ら限定を受けるものではない。
［実施の形態］
１．パック電池１の外観構成
実施の形態に係るパック電池１の外観構成について、図１を用い説明する。 Below, the form for implementing this invention is shown and an example is demonstrated. The embodiment used in the following description is an example used to explain the configuration, operation, and effect of the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not limited to the following form other than its essential part. It is not something to receive.
[Embodiment]
1. External Configuration of Pack Battery 1 The external configuration of the battery pack 1 according to the embodiment will be described with reference to FIG.

図１に示すように、パック電池１の外観は、上ケース部材１１と下ケース部材１２とにより構成されている。上ケース部材１１におけるＸ軸方向手前側には、ユーザがパック電池１を把持する際に供される把手１４が取り付けられている。上ケース部材１１と下ケース部材１２との組み合わせを以って構成される外装ケースは、Ｘ軸方向の左側端面の一部（Ｚ軸方向の下部分）が外方に向けて突出している。把手１４は、外装ケースにおける上記端面の突出していない部分（Ｚ軸方向の上部分）に取り付けられている。
また、下ケース部材１２からは、Ｙ軸方向奥側に向けて外部接続リード１３が延出されている。 As shown in FIG. 1, the external appearance of the battery pack 1 includes an upper case member 11 and a lower case member 12. On the front side of the upper case member 11 in the X-axis direction, a handle 14 provided when the user grips the battery pack 1 is attached. In the exterior case constituted by a combination of the upper case member 11 and the lower case member 12, a part of the left end face in the X-axis direction (lower part in the Z-axis direction) protrudes outward. The handle 14 is attached to a portion (upper portion in the Z-axis direction) where the end face does not protrude in the outer case.
Further, an external connection lead 13 extends from the lower case member 12 toward the back side in the Y-axis direction.

２．パック電池１の内部構成
パック電池１の内部構成について、図２および図３を用い説明する。図２は、パック電池１の内部構成を示すための展開斜視図であり、図３は、上ケース部材１１を開けた状態を示す斜視図である。
図２に示すように、パック電池１は、上ケース部材１１と下ケース部材１２とで形成される内部空間にコアパック１０が収納されている。コアパック１０は、３つの組電池１００ａ〜１００ｃで構成される電池群１００と回路基板１０１とを主な要素として構成されている。回路基板１０１には、外部接続リード１３の一端が接続されており、外部接続リード１３の他端には、コネクタ１３ａ，１３ｂが取り付けられている。回路基板１０１は、上記のように外装ケース（上ケース部材１１と下ケース部材１２との組み合わせ）における突出した部分の内方に収納されている。 2. Internal Configuration of Pack Battery 1 The internal configuration of the pack battery 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a developed perspective view showing the internal configuration of the battery pack 1, and FIG. 3 is a perspective view showing a state where the upper case member 11 is opened.
As shown in FIG. 2, the battery pack 1 has a core pack 10 housed in an internal space formed by an upper case member 11 and a lower case member 12. The core pack 10 includes a battery group 100 including three assembled batteries 100a to 100c and a circuit board 101 as main elements. One end of the external connection lead 13 is connected to the circuit board 101, and connectors 13 a and 13 b are attached to the other end of the external connection lead 13. As described above, the circuit board 101 is housed inside the protruding portion of the exterior case (a combination of the upper case member 11 and the lower case member 12).

電池群１００の外周面には、上ケース部材１１および下ケース部材１２との間での緩衝部材となるクッション材１５ａ〜１５ｄが接合されている。また、回路基板１０１におけるＺ軸方向上面の一部領域には、伝熱シート１７が取り付けられ、Ｚ軸方向下側にも、伝熱シート１８が伝熱シート１７と対向するように取り付けられている。
回路基板１０１のＺ軸方向上面に取り付けられた伝熱シート１７には、伝熱板１９の一端部分が当接されている。伝熱板１９は、金属板が曲折加工されたものであって、他端部分が上ケース部材１１におけるＸ軸方向手前側の面の内側に当接されている。伝熱板１９は、上ケース部材１１への把手１４の取り付け用のネジ２３ａ，２３ｂを兼用して取り付けられている。 Cushion members 15 a to 15 d that serve as cushioning members between the upper case member 11 and the lower case member 12 are joined to the outer peripheral surface of the battery group 100. Further, the heat transfer sheet 17 is attached to a partial region of the upper surface in the Z-axis direction of the circuit board 101, and the heat transfer sheet 18 is also attached to the lower side of the Z-axis direction so as to face the heat transfer sheet 17. Yes.
One end portion of the heat transfer plate 19 is in contact with the heat transfer sheet 17 attached to the upper surface in the Z-axis direction of the circuit board 101. The heat transfer plate 19 is formed by bending a metal plate, and the other end portion is in contact with the inner surface of the upper case member 11 on the front side in the X-axis direction. The heat transfer plate 19 is attached using screws 23 a and 23 b for attaching the handle 14 to the upper case member 11.

一方、回路基板１０１のＺ軸方向下側には、伝熱シート１８に相当する部分に開口１６ａを有する絶縁板１６が配され、さらに、絶縁板１６および伝熱シート１８と下ケース部材１２の底面との間には、伝熱板２０が介挿されている。伝熱板２０も、伝熱板１９と同様に、金属製であり、回路基板１０１と略同一の面積を有する。
下ケース部材１２の内部空間は、組電池１００ａ〜１００ｃおよび回路基板１０１の各収納領域が仕切られている（収納領域１２ａ〜１２ｄ）。組電池１００ａ〜１００ｃの各側面に対応する箇所には、衝立状のクッション材１５ｅ〜１５ｈが立設されている。クッション材１５ｅ〜１５ｈは、下ケース部材１２の底面に対し、ネジ２２ａ〜２２ｄで取り付けられている。 On the other hand, on the lower side in the Z-axis direction of the circuit board 101, an insulating plate 16 having an opening 16a is disposed in a portion corresponding to the heat transfer sheet 18, and further, the insulating plate 16, the heat transfer sheet 18, and the lower case member 12 are arranged. A heat transfer plate 20 is interposed between the bottom surface. Similarly to the heat transfer plate 19, the heat transfer plate 20 is made of metal and has substantially the same area as the circuit board 101.
In the internal space of the lower case member 12, the storage areas of the assembled batteries 100a to 100c and the circuit board 101 are partitioned (storage areas 12a to 12d). Screen-shaped cushion materials 15e to 15h are erected at locations corresponding to the respective side surfaces of the assembled batteries 100a to 100c. The cushion materials 15e to 15h are attached to the bottom surface of the lower case member 12 with screws 22a to 22d.

図３に示すように、パック電池１では、下ケース部材１２の内部において、各組電池１００ａ〜１００ｃおよび回路基板１０１が、互いの間が仕切られた状態で配されている。
なお、図２に示すように、上ケース部材１１と下ケース部材１２とは、ネジ２１ａ〜２１ｇにより取り付けられている。
３．上ケース部材１１と伝熱板１９
上ケース部材１１への伝熱板１９の取り付け構造について、図４を用い説明する。図４は、伝熱板１９が取り付けられた状態の上ケース部材１１を、図２のＺ軸方向下側から見た斜視図である。 As shown in FIG. 3, in the battery pack 1, the assembled batteries 100 a to 100 c and the circuit board 101 are arranged inside the lower case member 12 with the space between them being partitioned.
In addition, as shown in FIG. 2, the upper case member 11 and the lower case member 12 are attached by screws 21a to 21g.
3. Upper case member 11 and heat transfer plate 19
The attachment structure of the heat transfer plate 19 to the upper case member 11 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a perspective view of the upper case member 11 with the heat transfer plate 19 attached as viewed from the lower side in the Z-axis direction of FIG.

図４に示すように、伝熱板１９は、そのＬ字状に曲折された部分が上ケース部材１１の先端部分１１ｂの内面に沿うように当接され、ネジ２３ａ，２３ｂにより取り付けられている。伝熱板１９は、上ケース部材１１の内面に当接されたＬ字状曲折部分からコの字状に曲折された部分が延伸された形状を有し、当該形状に曲折加工された先端部分が伝熱シート１７に当接することになる。   As shown in FIG. 4, the heat transfer plate 19 is abutted so that the L-shaped bent portion is along the inner surface of the tip end portion 11 b of the upper case member 11, and is attached by screws 23 a and 23 b. . The heat transfer plate 19 has a shape in which a portion bent into a U-shape is extended from an L-shaped bent portion that is in contact with the inner surface of the upper case member 11, and a tip portion that is bent into the shape Comes into contact with the heat transfer sheet 17.

なお、上ケース部材１１の上蓋部分１１ａの内面には、予めクッション材１５ｂ，１５ｄが両面粘着テープなどで貼着されている。
４．組電池１００ａ〜１００ｃの構成
組電池１００ａ〜１００ｃの構成について、組電池１００ａを一例として、図５を用い説明する。図５は、組電池１００ａを、図２のＺ軸方向上側より模式的に見た平面図である。 In addition, cushion materials 15b and 15d are previously attached to the inner surface of the upper lid portion 11a of the upper case member 11 with a double-sided adhesive tape or the like.
4). Configuration of the assembled batteries 100a to 100c The configuration of the assembled batteries 100a to 100c will be described using the assembled battery 100a as an example with reference to FIG. FIG. 5 is a plan view schematically showing the assembled battery 100a from the upper side in the Z-axis direction of FIG.

図５に示すように、組電池１００ａは、２８本の素電池１００１〜１０２８を含み構成されている。各素電池１００１〜１０２８は、円筒型の外観形状を有するニッケル水素二次電池である。２８本の素電池１００１〜１０２８は、直列接続されている。なお、素電池１００１〜１０２８の接続形態については、パック電池１のスペックに応じて、直並列などとすることもできる。   As shown in FIG. 5, the assembled battery 100 a includes 28 unit cells 1001 to 1028. Each of the unit cells 1001 to 1028 is a nickel hydride secondary battery having a cylindrical appearance. The 28 unit cells 1001 to 1028 are connected in series. In addition, about the connection form of unit cell 1001-1028, according to the specification of the battery pack 1, it can also be set as series-parallel.

組電池１００ｂおよび組電池１００ｃについても、図５に示す組電池１００ａと同一構成を有する。そして、組電池１００ａ〜１００ｃでは、２８本の素電池１００１〜１０２８を一纏めとするために、熱収縮チューブなどが外側に被着されている。
５．回路基板１０１の構成
回路基板１０１の構成について、図６（ａ），（ｂ）を用い説明する。図６（ａ）は、回路基板１０１の一方の主面（図２におけるＺ軸方向上側主面）を示し、図６（ｂ）は、他方の主面（図２におけるＺ軸方向下側主面）を示す。 The assembled battery 100b and the assembled battery 100c also have the same configuration as the assembled battery 100a shown in FIG. And in assembled battery 100a-100c, in order to put together 28 unit cells 1001-1028, the heat contraction tube etc. are adhered to the outside.
5). Configuration of Circuit Board 101 The configuration of the circuit board 101 will be described with reference to FIGS. 6A shows one main surface of the circuit board 101 (the Z-axis direction upper main surface in FIG. 2), and FIG. 6B shows the other main surface (the Z-axis direction lower main surface in FIG. 2). Surface).

図６（ａ）に示すように、回路基板１０１における一方の主面（オモテ面）１０１ａには、一定の領域に伝熱用パッド１０１ｄが形成されている。伝熱用パッド１０１ｄは、回路基板１０１の配線の形成と同じ工程で形成された金属薄膜（銅配線）である。そして、伝熱用パッド１０１ｄには、プリント基板である回路基板１０１の銅配線を、図６（ａ）に示すように、面状であって、且つ、他の回路部分とは電気的に分離された状態で（孤立した状態で）配置できる。この際、銅の腐食を防止するために、プリント基板の配線保護のために用いられるレジスト樹脂を上に被覆させることもできる。   As shown in FIG. 6A, a heat transfer pad 101d is formed in a certain region on one main surface (front surface) 101a of the circuit board 101. The heat transfer pad 101d is a metal thin film (copper wiring) formed in the same process as the wiring formation of the circuit board 101. The heat transfer pad 101d has a copper wiring of the circuit board 101, which is a printed circuit board, as shown in FIG. 6A, which is planar and electrically separated from other circuit portions. Can be placed in an isolated state (in an isolated state). At this time, in order to prevent copper corrosion, a resist resin used for protecting the wiring of the printed board can be coated thereon.

図６（ｂ）に示すように、回路基板１０１における他方の主面（裏面）１０１ｂには、８個のＦＥＴ素子１１０１〜１１０８が実装されている。回路基板１０１への８個のＦＥＴ素子１１０１〜１１０８の実装は、例えば、リフロー半田工程などを経ることでなされる。８個のＦＥＴ素子１１０１〜１１０８は、２行×４列の形態を以って実装されており、オモテ面１０１ａにおける伝熱用パッド１０１ｄが形成された領域の丁度裏側に相当する領域１０１ｃ内に配されている。逆に言うと、伝熱用パッド１０１ｄは、回路基板１０１の裏面１０１ｂにおけるＦＥＴ素子１１０１〜１１０８の実装相当域に設けられている。   As shown in FIG. 6B, eight FET elements 1101 to 1108 are mounted on the other main surface (back surface) 101 b of the circuit board 101. The eight FET elements 1101 to 1108 are mounted on the circuit board 101 through, for example, a reflow soldering process. The eight FET elements 1101 to 1108 are mounted in a form of 2 rows × 4 columns, and are in a region 101c corresponding to the back side of the region where the heat transfer pad 101d is formed on the front surface 101a. It is arranged. In other words, the heat transfer pad 101 d is provided in the area corresponding to the mounting of the FET elements 1101 to 1108 on the back surface 101 b of the circuit board 101.

なお、伝熱シート１７は、伝熱用パッド１０１ｄと当接されている（図２を参照）。また、伝熱シート１８は、８個のＦＥＴ素子１１０１〜１１０８の素子本体に当接するように被着されている（図２を参照）。少なくとも伝熱シート１７は、電気的絶縁性を有する。
６．伝熱板１９，２０
伝熱板１９，２０の構成について、図７（ａ）〜図７（ｄ）を用い説明する。 The heat transfer sheet 17 is in contact with the heat transfer pad 101d (see FIG. 2). Further, the heat transfer sheet 18 is attached so as to contact the element bodies of the eight FET elements 1101 to 1108 (see FIG. 2). At least the heat transfer sheet 17 has electrical insulation.
6). Heat transfer plates 19, 20
The configuration of the heat transfer plates 19 and 20 will be described with reference to FIGS. 7 (a) to 7 (d).

図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、伝熱シート１７と上ケース部材１１との間に取り付けられる伝熱板１９は、一枚の金属板が、Ｌ字とコの字を組み合わせた形状に曲折加工され構成されている。図７（ａ）に示すように、伝熱板１９の上ケース部材１１との当接部分１９ａには、把手１４の取り付け用を兼ねるネジ２３ａ，２３ｂを通す孔１９ａ，１９ｂが開けられている（図２を参照）。   As shown in FIG. 7A and FIG. 7B, the heat transfer plate 19 attached between the heat transfer sheet 17 and the upper case member 11 is composed of a single metal plate having an L shape and a U shape. It is bent and formed into a combined shape. As shown in FIG. 7A, holes 19 a and 19 b through which screws 23 a and 23 b that also serve for attaching the handle 14 are opened in the contact portion 19 a with the upper case member 11 of the heat transfer plate 19. (See FIG. 2).

一方、図７（ｂ）に示すように、伝熱板１９における伝熱シート１７との当接部分１９ｄには、孔などの加工はされておらず、平面状となっている。
図７（ｃ）および図７（ｄ）に示すように、伝熱板２０は、略平板状の金属板であり、そのサイズは、回路基板１０１と同等となっている。図７（ｃ）に示す伝熱板２０における一方の主面（オモテ面）２０ａは、伝熱シート１８および絶縁板１６を介してＦＥＴ素子１１０１〜１１０８および回路基板１０１と対向する（図２を参照）。一方、図７（ｄ）に示す伝熱板における他方の主面（裏面）２０ｂは、下ケース部材１２の底面に当接される（図２を参照）。 On the other hand, as shown in FIG.7 (b), the contact part 19d with the heat-transfer sheet | seat 17 in the heat-transfer plate 19 is not processed like a hole, but is planar.
As shown in FIGS. 7C and 7D, the heat transfer plate 20 is a substantially flat metal plate, and the size thereof is equivalent to the circuit board 101. One main surface (front surface) 20a of the heat transfer plate 20 shown in FIG. 7C is opposed to the FET elements 1101 to 1108 and the circuit board 101 through the heat transfer sheet 18 and the insulating plate 16 (see FIG. 2). reference). On the other hand, the other main surface (back surface) 20b of the heat transfer plate shown in FIG. 7D is brought into contact with the bottom surface of the lower case member 12 (see FIG. 2).

７．ＦＥＴ素子１１０１〜１１０８で発生の熱の放熱経路
回路基板１０１に実装されたＦＥＴ素子１１０１〜１１０８で発生した熱の放熱経路について、図８を用い説明する。図８は、パック電池１における回路基板１０１およびその周辺部分を示す断面図である。
図８に示すように、回路基板１０１におけるオモテ面（Ｚ軸方向の上側主面）には、伝熱シート１７を介して伝熱板１９が隙間をあけることなく当接されている（当接部分１９ｄ）。なお、回路基板１０１における伝熱シート１７が被着されている領域は、上記のように、回路基板１０１の裏面（Ｚ軸方向の下側主面）における８個のＦＥＴ素子１１０１〜１１０８が実装された領域の丁度裏側にあたる。後様な構成により、回路基板１０１と伝熱板１９とは、熱的に結合されていることになる。なお、図８では、回路基板１０１における伝熱用パッド１０１ｄの図示を省略している。 7). Heat Dissipation Path of Heat Generated in FET Elements 1101 to 1108 A heat dissipation path of heat generated in the FET elements 1101 to 1108 mounted on the circuit board 101 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the circuit board 101 and its peripheral portion in the battery pack 1.
As shown in FIG. 8, the heat transfer plate 19 is in contact with the front surface (upper main surface in the Z-axis direction) of the circuit board 101 through the heat transfer sheet 17 without leaving a gap (contact). Part 19d). Note that, in the region where the heat transfer sheet 17 is adhered on the circuit board 101, as described above, the eight FET elements 1101 to 1108 on the back surface (the lower main surface in the Z-axis direction) of the circuit board 101 are mounted. Just behind the marked area. With a later configuration, the circuit board 101 and the heat transfer plate 19 are thermally coupled. In FIG. 8, illustration of the heat transfer pad 101d in the circuit board 101 is omitted.

なお、図８に示すように、伝熱シート１７および伝熱シート１８は、回路基板１０１における８個のＦＥＴ素子１１０１〜１１０８の実装相当域を含み、それよりも若干広い領域をそれぞれ覆うように各大きさが設定されている。
伝熱板１９の上方部分は、上ケース部材１１の内面に沿うように加工されており、当接部分１９ａで把手１４の取り付け用のネジ２３ａ，２３ｂ（図８では、図示の便宜上、ネジ２３ｂのみを示す）を兼用して、上ケース部材１１の内面に密着した状態で取り付けられている。 As shown in FIG. 8, the heat transfer sheet 17 and the heat transfer sheet 18 include an area corresponding to the mounting of the eight FET elements 1101 to 1108 on the circuit board 101, and cover a slightly wider area than that. Each size is set.
The upper portion of the heat transfer plate 19 is processed along the inner surface of the upper case member 11, and screws 23a and 23b for attaching the handle 14 at the contact portion 19a (in FIG. 8, for convenience of illustration, the screw 23b And only attached to the inner surface of the upper case member 11.

一方、図８の拡大部分に示すように、回路基板１０１に実装されたＦＥＴ素子１１０１〜１１０８（図８では、図示の便宜上、２つのＦＥＴ素子１１０４，１１０８のみを示す）の各下側面は、伝熱シート１８および伝熱板２０を介して下ケース部材１２の底面に当接されている。伝熱板２０は、上記のように、８個のＦＥＴ素子１１０１〜１１０８の実相された領域よりも広い、回路基板１０１と同等のサイズを有する。このため、伝熱シート１８を介して伝達されてくるＦＥＴ素子１１０１〜１１０８の熱は、大きな熱伝達経路の確保により高効率に下ケース部材２０へと逃がされる。   On the other hand, as shown in the enlarged portion of FIG. 8, each lower surface of FET elements 1101 to 1108 (only two FET elements 1104 and 1108 are shown in FIG. 8 for convenience of illustration) mounted on the circuit board 101 are The heat transfer sheet 18 and the heat transfer plate 20 are in contact with the bottom surface of the lower case member 12. As described above, the heat transfer plate 20 has a size equivalent to that of the circuit board 101 that is wider than the actual phase region of the eight FET elements 1101 to 1108. For this reason, the heat of the FET elements 1101 to 1108 transmitted through the heat transfer sheet 18 is released to the lower case member 20 with high efficiency by securing a large heat transfer path.

伝熱シート１７，１８は、ともに低粘着性を有し、回路基板１０１における伝熱用パッド１０１ｄ、ＦＥＴ素子１１０１〜１１０８、伝熱板１９，２０などと当該伝熱シート１７，１８の粘着性により貼着されている。
なお、図８に示すように、回路基板１０１と伝熱板２０との間には、伝熱シート１８が被着された領域を除き、絶縁板１６が介挿されているので、回路基板１０１と伝熱板２０との間での電気的な絶縁は確実に確保されている。 The heat transfer sheets 17 and 18 both have low adhesiveness, and the heat transfer pads 101d on the circuit board 101, the FET elements 1101 to 1108, the heat transfer plates 19 and 20 and the heat transfer sheets 17 and 18 are adhesive. It is stuck by.
As shown in FIG. 8, since the insulating plate 16 is inserted between the circuit board 101 and the heat transfer plate 20 except for the region where the heat transfer sheet 18 is attached, the circuit board 101 is inserted. Electrical insulation between the heat transfer plate 20 and the heat transfer plate 20 is ensured.

ここで、伝熱シート１７，１８および伝熱板１９，２０としては、例えば、次のような材質およびサイズのものを用いることができる。
（１） 伝熱シート１７；低硬度放熱シリコーンゴムから構成され、２．０［ｍｍ］の厚みを有する。
（２） 伝熱シート１８；低硬度放熱シリコーンゴムから構成され、１．０［ｍｍ］の厚みを有する。 Here, as the heat transfer sheets 17 and 18 and the heat transfer plates 19 and 20, for example, the following materials and sizes can be used.
(1) Heat transfer sheet 17; composed of low-hardness heat dissipation silicone rubber and having a thickness of 2.0 [mm].
(2) Heat transfer sheet 18; composed of a low-hardness heat dissipation silicone rubber and having a thickness of 1.0 [mm].

（３） 伝熱板１９，２０；銅板を曲折加工することで形成され、１．０［ｍｍ］の厚みを有する。
８．優位性
本実施の形態に係るパック電池１の優位性について、説明する。
本実施の形態に係るパック電池１では、回路基板１０１に実装されたＦＥＴ素子１１０１〜１１０８に対し、伝熱シート１８および伝熱板２０を介した下ケース部材１２への熱伝達経路と、回路基板１０１に設けられた伝熱用パッド１０１ｄおよび伝熱シート１７および伝熱板１７を介した上ケース部材１１への熱伝達経路の２つの経路が設けられている。このため、パック電池１では、駆動時（充放電時）にＦＥＴ素子１１０１〜１１０８で発生した熱が円滑に上ケース部材１１および下ケース部材１２を介して外部に放熱され、安定した動作が確保される。 (3) Heat transfer plates 19, 20; formed by bending a copper plate and having a thickness of 1.0 [mm].
8). Superiority The superiority of the battery pack 1 according to the present embodiment will be described.
In the battery pack 1 according to the present embodiment, a heat transfer path to the lower case member 12 via the heat transfer sheet 18 and the heat transfer plate 20 and the circuit for the FET elements 1101 to 1108 mounted on the circuit board 101. Two paths of heat transfer paths to the upper case member 11 through the heat transfer pad 101d, the heat transfer sheet 17, and the heat transfer plate 17 provided on the substrate 101 are provided. For this reason, in the battery pack 1, heat generated in the FET elements 1101 to 1108 during driving (charge / discharge) is smoothly radiated to the outside through the upper case member 11 and the lower case member 12, and stable operation is ensured. Is done.

また、パック電池１では、伝熱シート１８と下ケース部材１２の底面との間、および伝熱シート１７と上ケース部材１１との間が、それぞれ金属製の伝熱板２０，１９により接合されており、熱的に結合されている。このため、シリコーン樹脂などを固化させて形成した高熱伝導性接着層９２５ａ，９２５ｂ，９２６ａ，９２６ｂを用いる上記従来技術に係るパック電池（図９を参照）に比べ、回路基板１０１と上ケース部材１１，下ケース部材１２との間隔に関わらず、煩雑な作業を伴うことなく熱伝達経路（放熱経路）の形成が可能である。   Further, in the battery pack 1, the heat transfer sheet 18 and the bottom surface of the lower case member 12 and the heat transfer sheet 17 and the upper case member 11 are joined by metal heat transfer plates 20 and 19, respectively. And are thermally coupled. For this reason, the circuit board 101 and the upper case member 11 are compared with the battery pack according to the prior art using the high thermal conductive adhesive layers 925a, 925b, 926a and 926b formed by solidifying silicone resin or the like (see FIG. 9). Regardless of the distance from the lower case member 12, it is possible to form a heat transfer path (heat dissipation path) without complicated operations.

また、パック電池１では、回路基板１０１のオモテ面１０１ａに対しては、ＦＥＴ素子１１０１〜１１０８の実装相当域（ＦＥＴ素子１１０１〜１１０８が実装された領域の丁度裏側に当たる領域）に設けられた伝熱用パッド１０１ｄに伝熱シート１７を被着することで放熱経路を確保しているので、高熱伝導性接着層９２６ａ，９２６ｂを埋設するために回路基板に透孔９０１ａ，９０１ｂをあけている上記従来技術に係るパック電池（図９を参照）に比べて、回路基板１０１における無駄なスペースを無くすことができる。   In the battery pack 1, the front surface 101 a of the circuit board 101 is provided with a transmission equivalent area of the FET elements 1101 to 1108 (an area just behind the area where the FET elements 1101 to 1108 are mounted). Since the heat dissipation path is secured by attaching the heat transfer sheet 17 to the thermal pad 101d, the through holes 901a and 901b are formed in the circuit board in order to embed the high thermal conductive adhesive layers 926a and 926b. Compared to the battery pack according to the prior art (see FIG. 9), a useless space in the circuit board 101 can be eliminated.

また、パック電池１では、ＦＥＴ素子１１０１〜１１０８の熱伝達経路確保のための透孔９０１ａ，９０１ｂを開ける必要がないので、回路基板１０１における配線の制約がなく、設計上の自由度が高い。よって、パック電池１は、上記従来技術に係るパック電池（図９を参照）に比べ、エネルギ効率という観点から効果を奏する。
また、図２に示すように、パック電池１では、回路基板１０１を外装ケース（上ケース部材１１と下ケース部材１２との組み合わせ）におけるＸ軸方向の左側の突出部分内方に収納する構成としているので、回路基板１０１と上ケース部材１１および下ケース部材１２の両外壁との距離が短くなっており、回路基板１０１におけるＦＥＴ素子１１０１〜１１０８などの素子の放熱という観点から優位である。 Further, in the battery pack 1, since it is not necessary to open the through holes 901 a and 901 b for securing the heat transfer paths of the FET elements 1101 to 1108, there is no wiring restriction on the circuit board 101 and the degree of freedom in design is high. Therefore, the battery pack 1 is more effective in terms of energy efficiency than the battery pack according to the related art (see FIG. 9).
As shown in FIG. 2, in the battery pack 1, the circuit board 101 is housed inside the protruding portion on the left side in the X-axis direction in the exterior case (combination of the upper case member 11 and the lower case member 12). Therefore, the distance between the circuit board 101 and the outer walls of the upper case member 11 and the lower case member 12 is short, which is advantageous from the viewpoint of heat dissipation of the elements such as the FET elements 1101 to 1108 on the circuit board 101.

さらに、パック電池１では、回路基板１０１における伝熱用パッド１０１ｄの上に、伝熱シート１７を被着させた上で伝熱板１９をこれに当接させているので、伝熱用パッド１０１ｄを回路構成の一部として用いる場合にも、上ケース部材１１と回路基板１０１との間の電気的な絶縁性を確保することができる。よって、伝熱用パッド１０１ｄを設けるために、回路基板１０１における当該領域を敢えて開けておく必要はなく、スペース効率という観点から優れている。また、図１に示すように、パック電池１では、把手１４を外装ケース（上ケース部材１１と下ケース部材１２との組み合わせ）におけるＸ軸方向の左側端面の突出していない部分に取り付けられているので、スペースの有効利用がなされ、スペース効率という観点から優れている。   Furthermore, in the battery pack 1, since the heat transfer sheet 17 is attached on the heat transfer pad 101d on the circuit board 101 and the heat transfer plate 19 is brought into contact with the heat transfer pad 101d, the heat transfer pad 101d. Even when used as a part of the circuit configuration, electrical insulation between the upper case member 11 and the circuit board 101 can be ensured. Therefore, it is not necessary to open the area in the circuit board 101 in order to provide the heat transfer pad 101d, which is excellent from the viewpoint of space efficiency. As shown in FIG. 1, in the battery pack 1, the handle 14 is attached to a portion of the outer case (a combination of the upper case member 11 and the lower case member 12) that does not protrude on the left end surface in the X-axis direction. Therefore, the space is effectively used, which is superior from the viewpoint of space efficiency.

以上より、本実施の形態に係るパック電池１は、内蔵される回路基板１０１におけるＦＥＴ素子１１０１〜１１０８で発生した熱を円滑に外部に放出させることで安定した動作が確保され、且つ、内部の無駄なスペースを無くすことで高いエネルギ密度を実現しながら、煩雑な作業を伴うことなく製造が可能である。
［その他の事項］
上記実施の形態に係るパック電池１では、伝熱板１９を上ケース部材１１に熱結合し、伝熱板２０を下ケース部材１２に熱結合しているが、必ずしも、伝熱板１９と伝熱板２０とを別々のケース部材に対し熱結合する必要はない。例えば、伝熱板１９および伝熱板２０を、ともに下ケース部材１２に熱結合させてもよいし、逆に上ケース部材１１に熱結合させてもよい。 As described above, the battery pack 1 according to the present embodiment ensures stable operation by smoothly releasing the heat generated in the FET elements 1101 to 1108 in the built-in circuit board 101 to the outside, and the internal Manufacture is possible without complicated operations while realizing high energy density by eliminating wasted space.
[Other matters]
In the battery pack 1 according to the above embodiment, the heat transfer plate 19 is thermally coupled to the upper case member 11 and the heat transfer plate 20 is thermally coupled to the lower case member 12. There is no need to thermally couple the hot plate 20 to separate case members. For example, both the heat transfer plate 19 and the heat transfer plate 20 may be thermally coupled to the lower case member 12, or conversely, may be thermally coupled to the upper case member 11.

また、上記実施の形態に係るパック電池１では、伝熱板１９を把手１４取り付け用のネジ２３ａ，２３ｂを兼用して、上ケース部材１１に接合しているが、必ずしもネジ２３ａ，２３ｂを兼用する必要はなく、また、熱結合おさせることができれば、ネジ止めする必要もない。
また、上記実施の形態に係るパック電池１では、各組電池１００ａ〜１００ｃが２８本の円筒型の素電池１００１〜１０２８を束ねた構成としたが、素電池の形状および構成本数については、これに限定されない。例えば、角型の素電池であってもよいし、構成本数も２８本未満であっても２９本以上であってもよい。 Further, in the battery pack 1 according to the above-described embodiment, the heat transfer plate 19 is joined to the upper case member 11 also using the screws 23a and 23b for attaching the handle 14, but the screws 23a and 23b are also necessarily used. There is no need to do this, and there is no need to screw it if it can be thermally coupled.
Further, in the battery pack 1 according to the above embodiment, each of the assembled batteries 100a to 100c has a configuration in which 28 cylindrical unit cells 1001 to 1028 are bundled. It is not limited to. For example, it may be a rectangular unit cell, and the number of components may be less than 28 or 29 or more.

また、上記実施の形態に係るパック電池１では、素電池１００１〜１０２８としてニッケル水素二次電池を採用しているが、リチウムイオン二次電池を採用することも勿論可能である。
また、上記実施の形態に係るパック電池１では、回路基板１０１におけるオモテ面１０１ａに伝熱用パッド１０１ｄを設けた上で、伝熱シート１７を被着させることとしているが、伝熱用パッド１０１ｄを設けることなく直接、伝熱シート１７を被着させることとしてもよい。 Moreover, in the battery pack 1 according to the above embodiment, nickel-hydrogen secondary batteries are employed as the unit cells 1001 to 1028, but it is of course possible to employ lithium-ion secondary batteries.
In the battery pack 1 according to the above-described embodiment, the heat transfer pad 101d is provided on the front surface 101a of the circuit board 101 and the heat transfer sheet 17 is attached. Alternatively, the heat transfer sheet 17 may be directly attached without providing a cover.

また、伝熱シート１７および伝熱シート１８のサイズについては、図８に示すようなＦＥＴ素子１１０１〜１１０８の実装相当域よりも若干広く設定しておくことが放熱経路の確保という観点から望ましいが、サイズは必ずしもこれに限定されるものではない。即ち、伝熱シート１８および伝熱シート１８のサイズについては、８個のＦＥＴ素子１１０１〜１１０８の実装相当域の少なくとも一部を含むようにしておけばよい。   Further, the size of the heat transfer sheet 17 and the heat transfer sheet 18 is preferably set slightly larger than the mounting equivalent area of the FET elements 1101 to 1108 as shown in FIG. 8 from the viewpoint of securing a heat dissipation path. The size is not necessarily limited to this. That is, the size of the heat transfer sheet 18 and the heat transfer sheet 18 may include at least a part of the mounting equivalent area of the eight FET elements 1101 to 1108.

また、上記実施の形態に係るパック電池１では、回路基板１０１に実装された素子の内、スイッチング素子であるＦＥＴ素子１１０１〜１１０８の放熱構造を一例として示したが、ＦＥＴ素子１１０１〜１１０８以外の素子に対して、上記構成を採用することも勿論可能である。例えば、抵抗素子などにも適用が可能である。
また、上記実施の形態に係るパック電池１では、伝熱シート１７，１８として低硬度放熱シリコーンゴムからなるシートを採用したが、放熱性に優れ、電気的な絶縁性を有するシート材あるいは板材などであれば、代わりに採用することもできる。また、伝熱シート１７，１８の厚みなどについても、上記以外とすることも勿論可能である。 In the battery pack 1 according to the above-described embodiment, the heat dissipation structure of the FET elements 1101 to 1108 that are switching elements among the elements mounted on the circuit board 101 is shown as an example, but other than the FET elements 1101 to 1108. Of course, the above-described configuration can be adopted for the element. For example, the present invention can be applied to a resistance element.
Further, in the battery pack 1 according to the above embodiment, a sheet made of low-hardness heat-dissipating silicone rubber is employed as the heat transfer sheets 17 and 18, but a sheet material or plate material having excellent heat dissipation and electrical insulation properties, etc. If so, it can be used instead. Of course, the thickness of the heat transfer sheets 17 and 18 may be other than the above.

また、図１に示すように、パック電池１では、把手１４を外装ケース（上ケース部材１１と下ケース部材１２との組み合わせ）における端面の突出していない部分に取り付ける構成としたが、スペース効率という観点を除けば、必ずしも把手１４の取り付け箇所はこれに限定されず、パック電池１の用途に合わせて上ケース部材１１あるいは下ケース部材１２の外壁の必要箇所に取り付けることができる。また、上ケース部材１１および下ケース部材１２への把手１４の取り付けについては、上記実施の形態ではネジ止めによることとしたが、その他の種々の方法、例えば、スポット溶接やリベットなどによることもできる。   As shown in FIG. 1, in the battery pack 1, the handle 14 is attached to a portion of the exterior case (combination of the upper case member 11 and the lower case member 12) that is not projected on the end face. Except for the viewpoint, the attachment location of the handle 14 is not necessarily limited to this, and can be attached to a required location on the outer wall of the upper case member 11 or the lower case member 12 according to the use of the battery pack 1. In addition, the attachment of the handle 14 to the upper case member 11 and the lower case member 12 is by screwing in the above embodiment, but it can also be by other various methods such as spot welding or rivets. .

本発明は、電動工具や電動アシスト自転車、ハイブリッド自動車あるいは電気自動車などの電源として、安定した動作が保障され、且つ、高いエネルギ効率を有するパック電池を実現するのに有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for realizing a battery pack that ensures stable operation and has high energy efficiency as a power source for an electric tool, an electric assist bicycle, a hybrid vehicle, or an electric vehicle.

１．パック電池
１０．コアパック
１１．上ケース部材
１２．下ケース部材
１３．外部接続リード
１３ａ，１３ｂ．コネクタ
１４．把手
１５ａ〜１５ｈ．クッション材
１６．絶縁板
１７，１８．伝熱シート
１９，２０．伝熱板
２１ａ〜２１ｇ，２２ａ〜２２ｄ，２３ａ，２３ｂ．ネジ
１００．電池群
１００ａ〜１００ｃ．組電池
１０１．回路基板
１０１ｄ．伝熱用パッド
１００１〜１０２８．素電池
１１０１〜１１０８．ＦＥＴ素子 1. Pack battery 10. Core pack 11. Upper case member 12. Lower case member 13. External connection leads 13a, 13b. Connector 14. Handle 15a-15h. Cushion material 16. Insulating plate 17, 18. Heat transfer sheet 19,20. Heat transfer plates 21a-21g, 22a-22d, 23a, 23b. Screw 100. Battery group 100a-100c. Assembled battery 101. Circuit board 101d. Heat transfer pads 1001-1028. Unit cells 1101-1108. FET element

Claims (9)

外装ケースと、当該外装ケース内の空間に収納される１または複数の素電池およびこれに接続される回路基板とを備えるパック電池であって、
前記回路基板には、その一方の主面に実装され、使用時に流れる電流に起因して熱を発する素子を有し、
前記素子の上に第１の伝熱シートが被着され、前記回路基板の他方の主面における前記素子の実装相当域の少なくとも一部を含む領域に第２の伝熱シートが被着されており、
前記第１の伝熱シートと前記外装ケース、および前記第２の伝熱シートと前記外装ケースのそれぞれの間は、金属製の第１および第２の各伝熱板の介挿により熱結合されている
ことを特徴とするパック電池。 A battery pack comprising an outer case, one or more unit cells housed in a space in the outer case, and a circuit board connected thereto,
The circuit board has an element that is mounted on one main surface thereof and emits heat due to a current that flows during use,
A first heat transfer sheet is attached onto the element, and a second heat transfer sheet is attached to a region including at least a part of the mounting equivalent area of the element on the other main surface of the circuit board. And
The first heat transfer sheet and the outer case, and the second heat transfer sheet and the outer case are thermally coupled by insertion of metal first and second heat transfer plates. A battery pack characterized by 前記第１および第２の伝熱シートは、前記回路基板の主面における前記素子が実装された領域よりも広い領域を包含するように被着されている
ことを特徴とする請求項１に記載のパック電池。 The first and second heat transfer sheets are attached so as to include a region wider than a region where the element is mounted on the main surface of the circuit board. Pack battery. 外装ケースには、把手がネジ止めされており、
前記第１の伝熱板または前記第２の伝熱板の少なくとも一方は、前記把手を取り付けるためのネジを兼用して、前記外装ケースに取り付けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のパック電池。 A handle is screwed to the outer case,
The at least one of the first heat transfer plate or the second heat transfer plate is attached to the exterior case by using a screw for attaching the handle. The battery pack described in 1. 前記外装ケースは、端面の一部が外方に突出した形状を有し、
前記回路基板は、前記突出した部分の内方に収納されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のパック電池。 The exterior case has a shape in which a part of the end surface protrudes outwardly,
The battery pack according to claim 1, wherein the circuit board is housed inside the protruding portion. 前記外装ケースには、前記端面における突出していない残余の部分に、把手が取り付けられている
ことを特徴とする請求項４に記載のパック電池。 The battery pack according to claim 4, wherein a handle is attached to a remaining portion of the outer case that does not protrude from the end surface. 前記素子は、スイッチング機能を有する素子である
ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のパック電池。 The battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the element is an element having a switching function. 前記外装ケースは、第１のケース部材と第２のケース部材との組み合わせを以って構成されており、
前記第１の伝熱板は、前記第１のケース部材に対し熱結合され、
前記第２の伝熱板は、前記第２のケース部材に対し熱結合されている
ことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のパック電池。 The exterior case is configured with a combination of a first case member and a second case member,
The first heat transfer plate is thermally coupled to the first case member;
The battery pack according to claim 1, wherein the second heat transfer plate is thermally coupled to the second case member. 前記回路基板における前記他方の主面には、前記実装相当域に伝熱用パッドとしての金属膜が形成されており、
前記第２の伝熱シートは、前記金属膜に当接されている
ことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載のパック電池。 On the other main surface of the circuit board, a metal film as a heat transfer pad is formed in the mounting equivalent area,
The battery pack according to any one of claims 1 to 7, wherein the second heat transfer sheet is in contact with the metal film. 前記第２の伝熱シートは、電気的絶縁性を有する
ことを特徴とする請求項８に記載のパック電池。 The battery pack according to claim 8, wherein the second heat transfer sheet has electrical insulation.
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