JP2020202272A - Heat dissipation structure and battery having the same - Google Patents

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真広 手島
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Abstract

To provide a heat dissipation structure that can adapt to various forms of heat sources, is light in weight, can achieve high heat dissipation efficiency by reliable heat conduction, and is excellent in restoration characteristics and damage suppression for pressing from a heat source, and a battery having the same.SOLUTION: The present invention relates to a heat dissipation structure 1 having a plurality of heat dissipation members 5 each of which includes a cushion member 11 having an elongated hollow or solid shape, and heat conduction sheets 10 covering the outer surfaces of the cushion members 11, the heat conductive sheets 10 having surplus regions 10a that can overlap each other in a non-adhesive state beyond the peripheral lengths of the outer surfaces of the cushion members 11, and also relates to a battery 40 having the same.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、放熱構造体およびそれを備えるバッテリーに関する。 The present invention relates to a heat dissipation structure and a battery including the heat radiating structure.

自動車、航空機、船舶あるいは家庭用若しくは業務用電子機器の制御システムは、より高精度かつ複雑化してきており、それに伴って、回路基板上の小型電子部品の集積密度が増加の一途を辿っている。この結果、回路基板周辺の発熱による電子部品の故障や短寿命化を解決することが強く望まれている。 Control systems for automobiles, aircraft, ships, and household or commercial electronic devices are becoming more accurate and complex, and the density of small electronic components on circuit boards is increasing. .. As a result, it is strongly desired to solve the failure and shortening of the life of electronic components due to heat generation around the circuit board.

回路基板からの速やかな放熱を実現するには、従来から、回路基板自体を放熱性に優れた材料で構成し、ヒートシンクを取り付け、あるいは冷却ファンを駆動するといった手段を単一で若しくは複数組み合わせて行われている。これらの内、回路基板自体を放熱性に優れた材料、例えばダイヤモンド、窒化アルミニウム(AlN)、立方晶窒化ホウ素(cBN)などから構成する方法は、回路基板のコストを極めて高くしてしまう。また、冷却ファンの配置は、ファンという回転機器の故障、故障防止のためのメンテナンスの必要性や設置スペースの確保が難しいという問題を生じる。これに対して、放熱フィンは、熱伝導性の高い金属(例えば、アルミニウム)を用いた柱状あるいは平板状の突出部位を数多く形成することによって表面積を大きくして放熱性をより高めることのできる簡易な部材であるため、放熱部品として汎用的に用いられている(特許文献1を参照)。 In order to realize quick heat dissipation from the circuit board, conventionally, the circuit board itself is made of a material having excellent heat dissipation, a heat sink is attached, or a cooling fan is driven by a single means or a combination of multiple means. It is done. Of these, a method in which the circuit board itself is made of a material having excellent heat dissipation, for example, diamond, aluminum nitride (AlN), cubic boron nitride (cBN), etc., makes the cost of the circuit board extremely high. In addition, the arrangement of the cooling fan causes problems such as failure of the rotating device called the fan, maintenance necessity for preventing the failure, and difficulty in securing the installation space. On the other hand, the heat radiating fin is a simple one that can increase the surface area and further improve the heat radiating property by forming a large number of columnar or flat plate-shaped projecting portions using a metal having high thermal conductivity (for example, aluminum). Since it is a member, it is widely used as a heat-dissipating component (see Patent Document 1).

ところで、現在、世界中で、地球環境への負荷軽減を目的として、従来からのガソリン車あるいはディーゼル車を徐々に電気自動車に転換しようとする動きが活発化している。特に、フランス、オランダ、ドイツをはじめとする欧州諸国の他、中国でも、電気自動車の普及が進行してきている。電気自動車の普及には、高性能バッテリーの開発の他、多数の充電スタンドの設置などが必要となる。特に、リチウム系の自動車用バッテリーの充放電機能を高めるための技術開発は重要である。上記自動車バッテリーは、摂氏60度以上の高温下では充放電の機能を十分に発揮できないことが良く知られている。このため、先に説明した回路基板と同様、バッテリーにおいても、放熱性を高めることが重要視されている。 By the way, at present, there are active movements around the world to gradually convert conventional gasoline-powered vehicles or diesel-powered vehicles to electric vehicles for the purpose of reducing the burden on the global environment. In particular, electric vehicles are becoming more widespread in China as well as in European countries such as France, the Netherlands, and Germany. In order to popularize electric vehicles, it is necessary to develop high-performance batteries and install a large number of charging stations. In particular, technological development for enhancing the charge / discharge function of lithium-based automobile batteries is important. It is well known that the above-mentioned automobile battery cannot fully exert its charge / discharge function at a high temperature of 60 degrees Celsius or higher. For this reason, it is important to improve the heat dissipation of the battery as well as the circuit board described above.

バッテリーの速やかな放熱を実現するには、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属製の筐体に水冷パイプを配置し、当該筐体にバッテリーセルを多数配置し、バッテリーセルと筐体の底面との間に密着性のゴムシートを挟んだ構造が採用されている。このような構造のバッテリーでは、バッテリーセルは、ゴムシートを通じて筐体に伝熱して、水冷によって効果的に除熱される。 To realize quick heat dissipation of the battery, place the water cooling pipe in a metal housing with excellent thermal conductivity such as aluminum, place a large number of battery cells in the housing, and place the battery cell and the bottom of the housing. A structure in which an adhesive rubber sheet is sandwiched between and is adopted. In a battery having such a structure, the battery cell transfers heat to the housing through a rubber sheet and is effectively removed by water cooling.

特開2008−243999Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-24399

しかし、上述のような従来のバッテリーにおいて、ゴムシートは、アルミニウムやグラファイトと比べて熱伝導性が低いため、バッテリーセルから筐体に効率よく熱を移動させることが難しい。また、ゴムシートに代えてグラファイト等のスペーサを挟む方法も考えられるが、複数のバッテリーセルの下面が平らではなく段差を有することから、バッテリーセルとスペーサとの間に隙間が生じ、伝熱効率が低下する。かかる一例にもみられるように、バッテリーセルは種々の形態(段差等の凹凸あるいは表面状態を含む)をとり得ることから、バッテリーセルの種々の形態に順応可能であって高い伝熱効率を実現することの要望が高まっている。さらには、バッテリー全体の軽量化、バッテリーセルを除去したときに元の形状に近い形状に戻る復元特性、およびバッテリーセルからの押圧による放熱構造体の破損を抑制することが望まれている。加えて、バッテリーセルのような熱源と冷却部材との間で、確実な熱伝導を実現する必要もある。上記要請は、バッテリーセルのみならず、回路基板、電子部品あるいは電子機器本体のような他の熱源にも通じる要請である。 However, in the conventional battery as described above, since the rubber sheet has lower thermal conductivity than aluminum or graphite, it is difficult to efficiently transfer heat from the battery cell to the housing. A method of sandwiching a spacer such as graphite instead of the rubber sheet is also conceivable, but since the lower surfaces of the plurality of battery cells are not flat and have steps, a gap is generated between the battery cells and the spacer, and the heat transfer efficiency is improved. descend. As seen in such an example, since the battery cell can take various forms (including unevenness such as a step or a surface state), it is possible to adapt to various forms of the battery cell and realize high heat transfer efficiency. The demand for is increasing. Further, it is desired to reduce the weight of the entire battery, to restore the shape to a shape close to the original shape when the battery cell is removed, and to suppress damage to the heat dissipation structure due to pressing from the battery cell. In addition, it is also necessary to realize reliable heat conduction between a heat source such as a battery cell and a cooling member. The above request is not only for a battery cell but also for other heat sources such as a circuit board, an electronic component, or an electronic device main body.

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、熱源の種々の形態に順応可能であって、軽量で、確実な熱伝導によって高い放熱効率を実現でき、かつ熱源からの押圧による復元特性と破損抑制に優れる放熱構造体、および当該放熱構造体を備えるバッテリーを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, is adaptable to various forms of a heat source, is lightweight, can realize high heat dissipation efficiency by reliable heat conduction, and is pressed from a heat source. It is an object of the present invention to provide a heat radiating structure having excellent restoration characteristics and damage suppression, and a battery provided with the heat radiating structure.

(1)上記目的を達成するための一実施形態に係る放熱構造体は、複数の放熱部材を備える放熱構造体であって、放熱部材は、長尺の中空若しくは中実の形状を有するクッション部材と、前記クッション部材の外側面を覆う熱伝導シートとを備え、前記熱伝導シートは、前記クッション部材の外側面の周の長さを超えて非接着状態で重なり合うことのできる余剰領域を備える。
(2)別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記クッション部材は、その内部に備えられていて、前記クッション部材の長さ方向に長い中空部と、前記クッション部材の長さ方向に沿って、前記クッション部材の外側面から前記中空部に連通するスリットと、を備える。
(3)別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、複数の前記放熱部材は、その長さ方向と直交する方向にて糸で連結されている。
(4)別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、複数の前記放熱部材は、前記中空部に前記糸を到達するように縫って連結されている。
(5)別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、複数の前記放熱部材は、枠体の開口部を橋渡しする状態で、前記枠体に固定されている。
(6)別の実施形態に係る放熱構造体は、好ましくは、前記熱伝導シートの表面に、当該表面に接触する前記熱源から当該表面への熱伝導性を高めるための熱伝導性オイルを有する。
(7)別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記熱伝導性オイルは、シリコーンオイルと、前記シリコーンオイルより熱伝導性が高く、金属、セラミックスまたは炭素の1以上からなる熱伝導性フィラーとを含む。
(8)上記目的を達成するための一実施形態に係るバッテリーは、冷却部材を流す構造を持つ筐体内に、1または2以上の熱源としてのバッテリーセルを備えたバッテリーであって、前記バッテリーセルと前記筐体との間に、上述のいずれかの放熱構造体を備える。
(9)別の実施形態に係るバッテリーでは、好ましくは、前記熱伝導シートは、前記余剰領域が前記バッテリーセル若しくは前記筐体のいずれかに接触するように、前記放熱構造体を前記バッテリーセルと前記筐体との間に備える。
(1) The heat radiating structure according to the embodiment for achieving the above object is a heat radiating structure including a plurality of heat radiating members, and the heat radiating member is a cushion member having a long hollow or solid shape. And a heat conductive sheet that covers the outer surface of the cushion member, and the heat conductive sheet includes a surplus region that exceeds the peripheral length of the outer surface of the cushion member and can be overlapped in a non-adhesive state.
(2) In the heat dissipation structure according to another embodiment, preferably, the cushion member is provided inside the hollow portion, which is long in the length direction of the cushion member, and the length direction of the cushion member. Along with, a slit that communicates from the outer surface of the cushion member to the hollow portion is provided.
(3) In the heat radiating structure according to another embodiment, preferably, the plurality of the heat radiating members are connected by a thread in a direction orthogonal to the length direction thereof.
(4) In the heat radiating structure according to another embodiment, preferably, the plurality of the heat radiating members are sewn and connected so as to reach the hollow portion.
(5) In the heat radiating structure according to another embodiment, preferably, the plurality of the heat radiating members are fixed to the frame body in a state of bridging the openings of the frame body.
(6) The heat radiating structure according to another embodiment preferably has a heat conductive oil on the surface of the heat conductive sheet for increasing the heat conductivity from the heat source in contact with the surface to the surface. ..
(7) In the heat radiating structure according to another embodiment, preferably, the heat conductive oil has a higher thermal conductivity than the silicone oil and the silicone oil, and is composed of one or more of metal, ceramics or carbon. Includes with sex filler.
(8) The battery according to the embodiment for achieving the above object is a battery having one or more battery cells as heat sources in a housing having a structure for flowing a cooling member, and the battery cells. Any of the above-mentioned heat dissipation structures is provided between the housing and the housing.
(9) In the battery according to another embodiment, preferably, the heat conductive sheet has the heat radiation structure with the battery cell so that the surplus region contacts either the battery cell or the housing. Provided between the housing and the housing.

本発明によれば、熱源の種々の形態に順応可能であって、軽量で、確実な熱伝導によって高い放熱効率を実現でき、かつ熱源からの押圧による復元特性と破損抑制に優れる放熱構造体、およびそれを備えるバッテリーを提供できる。 According to the present invention, a heat dissipation structure that is adaptable to various forms of a heat source, is lightweight, can realize high heat dissipation efficiency by reliable heat conduction, and has excellent restoration characteristics and damage suppression due to pressing from the heat source. And a battery equipped with it can be provided.

図1は、第1実施形態に係る放熱構造体の平面図を示す。FIG. 1 shows a plan view of the heat radiating structure according to the first embodiment. 図2は、図1の放熱構造体の一部の斜視図(2A)および図1の領域Aの拡大図であって放熱構造体を圧縮する前後の形態の変化(2B)をそれぞれ示す。FIG. 2 is a perspective view (2A) of a part of the heat radiating structure of FIG. 1 and an enlarged view of a region A of FIG. 1, showing a change in form (2B) before and after compressing the heat radiating structure. 図3は、図1の放熱構造体の変形例を、図2(2B)と同様の視野にて示す。FIG. 3 shows a modified example of the heat radiating structure of FIG. 1 in the same field of view as that of FIG. 2 (2B). 図4は、本発明の第2実施形態に係る放熱構造体の平面図を示す。FIG. 4 shows a plan view of the heat radiating structure according to the second embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第3実施形態に係る放熱構造体の平面図を示す。FIG. 5 shows a plan view of the heat radiating structure according to the third embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第1実施形態に係るバッテリーの縦断面図を示す。FIG. 6 shows a vertical cross-sectional view of the battery according to the first embodiment of the present invention. 図7は、図6の領域Bの拡大図を示す。FIG. 7 shows an enlarged view of the region B of FIG. 図8は、第2実施形態に係るバッテリーにおける図6の領域Bと同様の領域の拡大図を示す。FIG. 8 shows an enlarged view of a region similar to region B in FIG. 6 in the battery according to the second embodiment.

次に、本発明の各実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、各実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Next, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments described below does not limit the invention according to the claims, and all of the elements and combinations thereof described in each embodiment are the means for solving the present invention. Is not always required.

1.放熱構造体
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る放熱構造体の平面図を示す。図2は、図1の放熱構造体の一部の斜視図(2A)および図1の領域Aの拡大図であって放熱構造体を圧縮する前後の形態の変化(2B)をそれぞれ示す。
1. 1. Heat dissipation structure (first embodiment)
FIG. 1 shows a plan view of the heat radiating structure according to the first embodiment. FIG. 2 is a perspective view (2A) of a part of the heat radiating structure of FIG. 1 and an enlarged view of a region A of FIG. 1, showing a change in form (2B) before and after compressing the heat radiating structure.

(1)放熱構造体の概略構成
この実施形態に係る放熱構造体1は、複数の放熱部材5を備える。複数の放熱部材5は、好ましくは、間をあけて連結されている。放熱部材5は、略円筒形状を有する。ただし、放熱部材5は、その長さ方向の端面形状を、楕円形状、三角以上の多角形状とする筒状部材であっても良い。放熱部材5は、長尺の中空の形状を有するクッション部材11と、クッション部材11の外側面を覆う熱伝導シート10と、を備える。クッション部材11は、その長さ方向に長い中空部12を備えず、中実の形状(柱状形状ともいう)を有していても良い。熱伝導シート10は、クッション部材11の外側面の周の長さを超えて非接着状態で重なり合うことのできる余剰領域10aを備える。「余剰領域」は、「重複領域」、あるいは「舌片部位」と言い換えても良い。
(1) Schematic configuration of heat dissipation structure The heat dissipation structure 1 according to this embodiment includes a plurality of heat dissipation members 5. The plurality of heat radiating members 5 are preferably connected with a gap. The heat radiating member 5 has a substantially cylindrical shape. However, the heat radiating member 5 may be a tubular member having an elliptical shape or a polygonal shape having a triangle or more in the end face shape in the length direction. The heat radiating member 5 includes a cushion member 11 having a long hollow shape, and a heat conductive sheet 10 that covers the outer surface of the cushion member 11. The cushion member 11 may not have a hollow portion 12 long in the length direction thereof, and may have a solid shape (also referred to as a columnar shape). The heat conductive sheet 10 includes a surplus region 10a that exceeds the peripheral length of the outer surface of the cushion member 11 and can be overlapped in a non-adhesive state. The "surplus area" may be paraphrased as a "overlapping area" or a "tongue piece site".

熱伝導シート10は、クッション部材11の外側面を一周してさらに余剰領域10aを重複させてクッション部材11を巻回する。余剰領域10aは、熱伝導シート10同士を接着していない領域である。熱伝導シート10は、クッション部材11の外側面に固定されてはいるが、クッション部材11を被覆する両端辺同士を固定していない。熱伝導シート10は、好ましくは、クッション部材11の外側面と接触する部分にて、接着剤を介在させて、クッション部材11と固定されている。ただし、接着剤を介在させずに、熱伝導シート10をクッション部材11に固定しても良い。クッション部材11は、熱伝導シート10に比べて熱源の表面形状に合わせて変形容易である。図1では、放熱構造体1は、18本の放熱部材5を備えているが、2本以上であれば放熱部材5の数を問わない。 The heat conductive sheet 10 goes around the outer surface of the cushion member 11 and further overlaps the surplus region 10a to wind the cushion member 11. The surplus region 10a is a region in which the heat conductive sheets 10 are not adhered to each other. Although the heat conductive sheet 10 is fixed to the outer surface of the cushion member 11, both ends of the cushion member 11 are not fixed to each other. The heat conductive sheet 10 is preferably fixed to the cushion member 11 at a portion in contact with the outer surface of the cushion member 11 with an adhesive interposed therebetween. However, the heat conductive sheet 10 may be fixed to the cushion member 11 without the intervention of an adhesive. The cushion member 11 is more easily deformed according to the surface shape of the heat source than the heat conductive sheet 10. In FIG. 1, the heat radiating structure 1 includes 18 heat radiating members 5, but the number of the heat radiating members 5 does not matter as long as it is two or more.

複数の放熱部材5は、放熱部材5の長さ方向の1か所若しくは2か所以上を、放熱部材5の長さ方向と直交する方向にて糸15で連結されている。糸15は、放熱部材5同士を自由に動かないように規制する連結部材の一例である。糸15は、放熱部材5の本数に対応する数の輪を備えている。放熱部材5は、当該輪の中に挿入されている。複数の輪の連結部分には、輪の拡がりを規制する規制部17が設けられている。規制部17は、糸15の結び目、あるいは糸15とは別体の樹脂、金属、セラミックスあるいは木材等から成る部材でも良い。 The plurality of heat radiating members 5 are connected at one place or two or more places in the length direction of the heat radiating member 5 by a thread 15 in a direction orthogonal to the length direction of the heat radiating member 5. The thread 15 is an example of a connecting member that regulates the heat radiating members 5 so as not to move freely. The thread 15 includes a number of rings corresponding to the number of heat radiating members 5. The heat radiating member 5 is inserted in the ring. A regulation unit 17 that regulates the spread of the wheels is provided at the connecting portion of the plurality of wheels. The regulating unit 17 may be a knot of the thread 15 or a member made of a resin, metal, ceramics, wood, or the like separate from the thread 15.

次に、放熱構造体1の各構成要素について説明する。 Next, each component of the heat dissipation structure 1 will be described.

(2)熱伝導シート (2) Heat conduction sheet

熱伝導シート10の余剰領域10aは、放熱部材5が熱源と冷却部位との間で圧縮されて扁平になっても、クッション部材11の周方向にて熱伝導シート10同士を接触可能にするのに十分な長さを有する。この結果、熱源から冷却部位への熱の移動ルートを、放熱部材5の長さ方向端面から見て確実に左右両方向に形成できる。 The surplus region 10a of the heat conductive sheet 10 enables the heat conductive sheets 10 to come into contact with each other in the circumferential direction of the cushion member 11 even if the heat radiating member 5 is compressed between the heat source and the cooling portion and becomes flat. Has a sufficient length. As a result, the heat transfer route from the heat source to the cooling portion can be reliably formed in both the left and right directions when viewed from the end face in the length direction of the heat radiating member 5.

熱伝導シート10は、好ましくは炭素を含むシートであり、さらに好ましくは90質量%以上を炭素から構成されるシートである。例えば、熱伝導シート10に、樹脂を焼成して成るグラファイト製のフィルムを用いることもできる。ただし、熱伝導シート10は、炭素と樹脂とを含むシートであっても良い。その場合、樹脂は、合成繊維でも良く、その場合には、樹脂として好適にはアラミド繊維を用いることができる。本願でいう「炭素」は、グラファイト、グラファイトより結晶性の低いカーボンブラック、ダイヤモンド、ダイヤモンドに近い構造を持つダイヤモンドライクカーボン等の炭素(元素記号:C)から成る如何なる構造のものも含むように広義に解釈される。熱伝導シート10は、この実施形態では、樹脂に、グラファイト繊維やカーボン粒子を配合分散した材料を硬化させた薄いシートとすることができる。熱伝導シート10は、メッシュ状に編んだカーボンファイバーであっても良く、さらには混紡してあっても混編みしてあっても良い。なお、グラファイト繊維、カーボン粒子あるいはカーボンファイバーといった各種フィラーも、すべて、炭素フィラーの概念に含まれる。 The heat conductive sheet 10 is preferably a sheet containing carbon, and more preferably 90% by mass or more of carbon. For example, a graphite film formed by firing a resin can be used for the heat conductive sheet 10. However, the heat conductive sheet 10 may be a sheet containing carbon and resin. In that case, the resin may be a synthetic fiber, and in that case, an aramid fiber can be preferably used as the resin. The term "carbon" as used in the present application is broadly defined to include any structure composed of carbon (element symbol: C) such as graphite, carbon black having lower crystallinity than graphite, diamond, and diamond-like carbon having a structure similar to diamond. Is interpreted as. In this embodiment, the heat conductive sheet 10 can be a thin sheet obtained by curing a material in which graphite fibers and carbon particles are mixed and dispersed in a resin. The heat conductive sheet 10 may be carbon fiber knitted in a mesh shape, and may be blended or knitted. In addition, various fillers such as graphite fibers, carbon particles and carbon fibers are all included in the concept of carbon fillers.

熱伝導シート10を炭素と樹脂とを備えるシートとする場合には、当該樹脂が熱伝導シート10の全質量に対して50質量%を超えていても、あるいは50質量%以下であっても良い。すなわち、熱伝導シート10は、熱伝導に大きな支障が無い限り、樹脂を主材とするか否かを問わない。樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂を好適に使用できる。熱可塑性樹脂としては、熱源からの熱を伝導する際に溶融しない程度の高融点を備える樹脂が好ましく、例えば、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミドイミド(PAI)、芳香族ポリアミド(アラミド繊維)等を好適に挙げることができる。樹脂は、熱伝導シート10の成形前の状態において、炭素フィラーの隙間に、例えば粒子状あるいは繊維状に分散している。熱伝導シート10は、炭素フィラー、樹脂の他、熱伝導をより高めるためのフィラーとして、AlNあるいはダイヤモンドを分散していても良い。また、樹脂に代えて、樹脂よりも柔軟なエラストマーを用いても良い。熱伝導シート10は、また、上述のような炭素に代えて若しくは炭素と共に、金属および/またはセラミックスを含むシートとすることができる。金属としては、アルミニウム、銅、それらの内の少なくとも1つを含む合金などの熱伝導性の比較的高いものを選択できる。また、セラミックスとしては、Al、AlN、cBN、hBNなどの熱伝導性の比較的高いものを選択できる。 When the heat conductive sheet 10 is a sheet containing carbon and a resin, the resin may exceed 50% by mass or 50% by mass or less with respect to the total mass of the heat conductive sheet 10. .. That is, it does not matter whether or not the heat conductive sheet 10 uses resin as the main material as long as there is no major problem in heat conduction. As the resin, for example, a thermoplastic resin can be preferably used. As the thermoplastic resin, a resin having a high melting point that does not melt when conducting heat from a heat source is preferable, and for example, polyphenylene sulfide (PPS), polyetheretherketone (PEEK), polyamideimide (PAI), and aroma. Group polyamide (aramid fiber) and the like can be preferably mentioned. The resin is dispersed in the gaps between the carbon fillers in the form of particles or fibers in the state before molding of the heat conductive sheet 10. In addition to the carbon filler and the resin, the heat conductive sheet 10 may be dispersed with AlN or diamond as a filler for further enhancing the heat conduction. Further, instead of the resin, an elastomer softer than the resin may be used. The thermal conductivity sheet 10 can also be a sheet containing metals and / or ceramics in place of or with carbon as described above. As the metal, those having relatively high thermal conductivity such as aluminum, copper, and alloys containing at least one of them can be selected. Further, as the ceramics, ceramics having relatively high thermal conductivity such as Al 2 O 3 , AlN, cBN, and hBN can be selected.

熱伝導シート10は、導電性に優れるか否かは問わない。熱伝導シート10の熱伝導率は、好ましくは10W/mK以上である。この実施形態では、熱伝導シート10は、好ましくは、グラファイトの帯状の板であり、熱伝導性と導電性に優れる材料から成る。熱伝導シート10は、湾曲性(若しくは屈曲性)に優れるシートであるのが好ましく、その厚さに制約はないが、0.02〜3mmが好ましく、0.03〜0.5mmがより好ましい。ただし、熱伝導シート10の熱伝導率は、その厚さが増加するほど低下するため、シートの強度、可撓性および熱伝導性を総合的に考慮して、その厚さを決定するのが好ましい。 It does not matter whether the heat conductive sheet 10 is excellent in conductivity or not. The thermal conductivity of the heat conductive sheet 10 is preferably 10 W / mK or more. In this embodiment, the heat conductive sheet 10 is preferably a strip of graphite and is made of a material having excellent heat conductivity and conductivity. The heat conductive sheet 10 is preferably a sheet having excellent curvature (or flexibility), and the thickness thereof is not limited, but 0.02 to 3 mm is preferable, and 0.03 to 0.5 mm is more preferable. However, since the thermal conductivity of the heat conductive sheet 10 decreases as the thickness increases, the thickness of the heat conductive sheet 10 should be determined by comprehensively considering the strength, flexibility and heat conductivity of the sheet. preferable.

(3)クッション部材
クッション部材11の重要な機能は、変形容易性と回復力である。回復力は、クッション部材11の弾性変形性に依る。変形容易性は、熱源の形状に追従するために必要な特性であり、特にリチウムイオンバッテリーなどの半固形物、液体的性状も持つ内容物などを変形しやすいパッケージに収めるようなバッテリーセルの場合には、設計寸法的にも不定形または寸法精度があげられない場合が多い。このため、クッション部材11の変形容易性や追従力を保持するための回復力の保持は重要である。
(3) Cushion member The important functions of the cushion member 11 are deformability and resilience. The resilience depends on the elastic deformability of the cushion member 11. Deformability is a characteristic required to follow the shape of the heat source, especially in the case of a battery cell that contains semi-solid materials such as lithium-ion batteries and contents that also have liquid properties in a easily deformable package. In many cases, the design dimensions are irregular or the dimensional accuracy cannot be improved. Therefore, it is important to maintain the deformability of the cushion member 11 and the resilience for maintaining the following force.

クッション部材11は、熱伝導シート10の筒内に備えられる筒状部材(筒状クッション部材とも称する)である。クッション部材11の長さ方向には、中空部12が形成されている。中空部12は、この実施形態では、クッション部材11の長さ方向に貫通する貫通路である。ただし、中空部12は、その長さ方向の両端の少なくとも一方を閉塞されていても良い。 The cushion member 11 is a tubular member (also referred to as a tubular cushion member) provided in the cylinder of the heat conductive sheet 10. A hollow portion 12 is formed in the length direction of the cushion member 11. In this embodiment, the hollow portion 12 is a gangway that penetrates in the length direction of the cushion member 11. However, at least one of both ends of the hollow portion 12 in the length direction may be closed.

クッション部材11は、放熱部材5に接触する熱源が平坦でない場合でも、熱伝導シート10と熱源との接触を良好にする機能を有する。さらに、中空部12は、クッション部材11の変形を容易にし、加えて放熱構造体1の軽量化に寄与する。クッション部材11は、熱源等からの熱伝導シート10に加わる荷重によって熱伝導シート10が破損等しないようにする保護部材としての機能も有する。クッション部材11は、熱伝導シート10に比べて弾性変形しやすく、熱源等からの押圧及びその開放による変形に起因して、割れや亀裂が入りにくい。このため、クッション部材11は、熱伝導シート10に亀裂が生じる事態を抑制することができる。なお、この実施形態では、クッション部材11は、熱伝導シート10に比べて低熱伝導性の部材である。 The cushion member 11 has a function of improving the contact between the heat conductive sheet 10 and the heat source even when the heat source in contact with the heat radiating member 5 is not flat. Further, the hollow portion 12 facilitates the deformation of the cushion member 11, and further contributes to the weight reduction of the heat radiating structure 1. The cushion member 11 also has a function as a protective member for preventing the heat conductive sheet 10 from being damaged by a load applied to the heat conductive sheet 10 from a heat source or the like. The cushion member 11 is more easily elastically deformed than the heat conductive sheet 10, and is less likely to crack or crack due to deformation due to pressing from a heat source or the like and its release. Therefore, the cushion member 11 can suppress the situation where the heat conductive sheet 10 is cracked. In this embodiment, the cushion member 11 is a member having a lower thermal conductivity than the heat conductive sheet 10.

クッション部材11は、好ましくは、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ニトリルゴム(NBR)あるいはスチレンブタジエンゴム(SBR)等の熱硬化性エラストマー; ウレタン系、エステル系、スチレン系、オレフィン系、ブタジエン系、フッ素系等の熱可塑性エラストマー、あるいはそれらの複合物等を含むように構成される。クッション部材11は、熱伝導シート10を伝わる熱によって溶融あるいは分解等せずにその形態を維持できる程度の耐熱性の高い材料から構成されるのが好ましい。この実施形態では、クッション部材11は、より好ましくは、ウレタン系エラストマー中にシリコーンを含浸したもの、あるいはシリコーンゴムにより構成される。クッション部材11は、その熱伝導性を少しでも高めるために、ゴム中にAl、AlN、cBN、hBN、ダイヤモンドの粒子等に代表されるフィラーを分散して構成されていても良い。クッション部材11は、その内部に気泡を含むものの他、気泡を含まないものでも良い。また、「クッション部材」は、柔軟性に富み、熱源の表面に密着可能に弾性変形可能な部材を意味し、かかる意味では「ゴム状弾性体」と読み替えることもできる。さらに、クッション部材11の変形例としては、上記ゴム状弾性体ではなく、金属を用いて構成することもできる。クッション部材11は、樹脂やゴム等から形成されたスポンジあるいはソリッド(スポンジのような多孔質ではない構造のもの)で構成することも可能である。 The cushion member 11 is preferably a thermosetting elastomer such as silicone rubber, urethane rubber, isoprene rubber, ethylene propylene rubber, natural rubber, ethylene propylene diene rubber, nitrile rubber (NBR) or styrene butadiene rubber (SBR); urethane-based , Ester-based, styrene-based, olefin-based, butadiene-based, fluorine-based and other thermoplastic elastomers, or composites thereof and the like. The cushion member 11 is preferably made of a material having high heat resistance that can maintain its shape without being melted or decomposed by the heat transmitted through the heat conductive sheet 10. In this embodiment, the cushion member 11 is more preferably made of a urethane-based elastomer impregnated with silicone or silicone rubber. The cushion member 11 may be configured by dispersing fillers typified by Al 2 O 3 , AlN, cBN, hBN, diamond particles, etc. in rubber in order to increase its thermal conductivity as much as possible. The cushion member 11 may contain air bubbles in the cushion member 11 or may not contain air bubbles. Further, the "cushion member" means a member that is highly flexible and can be elastically deformed so as to be in close contact with the surface of a heat source, and in this sense, it can be read as a "rubber-like elastic body". Further, as a modification of the cushion member 11, a metal may be used instead of the rubber-like elastic body. The cushion member 11 can also be made of a sponge or a solid (a structure that is not porous like a sponge) formed of resin, rubber, or the like.

(4)連結部材
連結部材の一例である糸15は、複数の放熱部材5を連結して、放熱部材5の自由な動きを規制する部材である。糸15は、好ましくは、120℃程度の高温に耐え得る糸であって、天然繊維、合成繊維、カーボン繊維、金属繊維等の繊維からなる撚糸で構成されることが好ましい。糸15は、放熱部材5が熱源等の加重を受けて扁平形状になっても、それを許容するだけの柔軟性あるいは輪の空間領域を備えるのが好ましい。なお、連結部材は、放熱構造体1にとって必須の部材ではない。
(4) Connecting Member The thread 15 which is an example of the connecting member is a member which connects a plurality of heat radiating members 5 and regulates the free movement of the heat radiating member 5. The yarn 15 is preferably a yarn that can withstand a high temperature of about 120 ° C., and is preferably composed of a twisted yarn made of fibers such as natural fibers, synthetic fibers, carbon fibers, and metal fibers. It is preferable that the thread 15 has flexibility or a spatial region of a ring that allows the heat radiating member 5 to have a flat shape due to the load of a heat source or the like. The connecting member is not an essential member for the heat dissipation structure 1.

放熱部材5同士の隙間は、放熱部材5が熱源等からの押圧を受けて潰れる際に、狭くなる。放熱部材5がほとんど潰れない場合には、熱伝導シート10と熱源等との密着性が低くなる可能性がある。かかるリスクを低減するのに適切な放熱部材5の上下方向、すなわち熱源から冷却部位に向かう方向に圧縮されたときの厚みは、少なくとも、放熱部材5の管径(=円換算直径:D)の80%である。ここで、「円換算直径」とは、放熱部材5をその長さ方向と垂直に切断したときの管断面の面積と同じ面積の真円の直径を意味する。放熱部材5が真円の断面をもった円筒の場合には、その直径は円換算直径と同一である。放熱部材5は、上記の圧縮を受けると、熱源等と接する面を平面とし、放熱部材5間の隙間の方向を略円弧断面とするように変形するとみなすことができる。上記隙間を十分に大きくすれば、放熱部材5は隣の放熱部材5と接触しない。逆に、上記隙間が小さすぎると、放熱部材5が上下方向に圧縮されても、隣の放熱部材5に接触して、それ以上に潰れなくなる可能性がある。上記隙間を放熱部材5の円換算直径Dの11.4%以上にすれば、放熱部材5が円換算直径Dの80%の厚さに圧縮されて変形する際に、放熱部材5同士が接触して、当該変形の障害となることを防止できる。なお、この実施形態では、上記隙間を0.6Dとしている。 The gap between the heat radiating members 5 becomes narrower when the heat radiating member 5 is crushed by being pressed by a heat source or the like. If the heat radiating member 5 is hardly crushed, the adhesion between the heat conductive sheet 10 and the heat source or the like may be lowered. The thickness of the heat radiating member 5 suitable for reducing such a risk when compressed in the vertical direction, that is, in the direction from the heat source toward the cooling portion is at least the pipe diameter of the heat radiating member 5 (= circle-equivalent diameter: D). It is 80%. Here, the "circle-equivalent diameter" means the diameter of a perfect circle having the same area as the cross-sectional area of the pipe when the heat radiating member 5 is cut perpendicularly to the length direction thereof. When the heat radiating member 5 is a cylinder having a perfect circular cross section, its diameter is the same as the circle-equivalent diameter. When the heat radiating member 5 receives the above compression, it can be considered to be deformed so that the surface in contact with the heat source or the like is a flat surface and the direction of the gap between the heat radiating members 5 is a substantially arc cross section. If the gap is made sufficiently large, the heat radiating member 5 does not come into contact with the adjacent heat radiating member 5. On the contrary, if the gap is too small, even if the heat radiating member 5 is compressed in the vertical direction, it may come into contact with the adjacent heat radiating member 5 and not be further crushed. If the gap is set to 11.4% or more of the circle-equivalent diameter D of the heat-dissipating member 5, the heat-dissipating members 5 come into contact with each other when the heat-dissipating member 5 is compressed to a thickness of 80% of the circle-equivalent diameter D and deformed. Therefore, it is possible to prevent the deformation from becoming an obstacle. In this embodiment, the gap is set to 0.6D.

(5)熱伝導性オイル
熱伝導性オイルは、好ましくは、シリコーンオイルと、シリコーンオイルより熱伝導性が高く、金属、セラミックスまたは炭素の1以上からなる熱伝導性フィラーとを含む。熱伝導シート10は、微視的に、隙間(孔あるいは凹部)を有する。通常、当該隙間には空気が存在し、熱伝導性に悪影響を及ぼす可能性が有る。熱伝導性オイルは、その隙間を埋めて、空気に代わって存在することになり、熱伝導シート10の熱伝導性を向上させる機能を有する。
(5) Thermally Conductive Oil The thermally conductive oil preferably contains a silicone oil and a thermally conductive filler having a higher thermal conductivity than the silicone oil and consisting of one or more of metal, ceramics or carbon. The heat conductive sheet 10 has a gap (hole or recess) microscopically. Normally, air is present in the gap, which may adversely affect the thermal conductivity. The heat conductive oil fills the gap and exists in place of air, and has a function of improving the heat conductivity of the heat conductive sheet 10.

熱伝導性オイルは、熱伝導シート10の表面、少なくとも熱源等と熱伝導シート10とが接触する面に備えられている。余剰領域10aの表裏両面に熱伝導性オイルを備えていても良い。本願において、熱伝導性オイルの「オイル」は、非水溶性の常温(20〜25℃の範囲の任意の温度)で液状若しくは半固形状の可燃物質をいう。「オイル」という文言に代え、「グリース」あるいは「ワックス」を用いることもできる。熱伝導性オイルは、熱源から熱伝導シート10に熱を伝える際に熱伝導の障害にならない性質のオイルである。熱伝導性オイルには、炭化水素系のオイル、シリコーンオイルを用いることができる。熱伝導性オイルは、好ましくは、シリコーンオイルと、シリコーンオイルより熱伝導性が高く、金属、セラミックスまたは炭素の1以上からなる熱伝導性フィラーとを含む。 The heat conductive oil is provided on the surface of the heat conductive sheet 10, at least the surface where the heat source or the like and the heat conductive sheet 10 come into contact with each other. Thermally conductive oil may be provided on both the front and back surfaces of the surplus region 10a. In the present application, the "oil" of the thermally conductive oil refers to a combustible substance that is liquid or semi-solid at room temperature (any temperature in the range of 20 to 25 ° C.) that is water-insoluble. Instead of the word "oil", "grease" or "wax" can also be used. The heat conductive oil is an oil having a property that does not interfere with heat conduction when heat is transferred from the heat source to the heat conductive sheet 10. As the heat conductive oil, a hydrocarbon-based oil or a silicone oil can be used. The thermally conductive oil preferably contains a silicone oil and a thermally conductive filler having a higher thermal conductivity than the silicone oil and consisting of one or more of metal, ceramics or carbon.

シリコーンオイルは、好ましくは、シロキサン結合が2000以下の直鎖構造の分子から成る。シリコーンオイルは、ストレートシリコーンオイルと、変性シリコーンオイルとに大別される。ストレートシリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルを例示できる。変性シリコーンオイルとしては、反応性シリコーンオイル、非反応性シリコーンオイルを例示できる。反応性シリコーンオイルは、例えば、アミノ変性タイプ、エポキシ変性タイプ、カルボキシ変性タイプ、カルビノール変性タイプ、メタクリル変性タイプ、メルカプト変性タイプ、フェノール変性タイプ等の各種シリコーンオイルを含む。非反応性シリコーンオイルは、ポリエーテル変性タイプ、メチルスチリル変性タイプ、アルキル変性タイプ、高級脂肪酸エステル変性タイプ、親水性特殊変性タイプ、高級脂肪酸含有タイプ、フッ素変性タイプ等の各種シリコーンオイルを含む。シリコーンオイルは、耐熱性、耐寒性、粘度安定性、熱伝導性に優れたオイルであるため、熱伝導シート10の表面に塗布して、熱源等と熱伝導シート10との間に介在させる熱伝導性オイルとして特に好適である。 Silicone oils preferably consist of molecules with a linear structure having a siloxane bond of 2000 or less. Silicone oil is roughly classified into straight silicone oil and modified silicone oil. Examples of the straight silicone oil include dimethyl silicone oil, methyl phenyl silicone oil, and methyl hydrogen silicone oil. Examples of the modified silicone oil include reactive silicone oil and non-reactive silicone oil. Reactive silicone oils include, for example, various silicone oils such as amino-modified type, epoxy-modified type, carboxy-modified type, carbinol-modified type, methacryl-modified type, mercapto-modified type, and phenol-modified type. The non-reactive silicone oil includes various silicone oils such as a polyether-modified type, a methylstyryl-modified type, an alkyl-modified type, a higher fatty acid ester-modified type, a hydrophilic special-modified type, a higher fatty acid-containing type, and a fluorine-modified type. Since silicone oil is an oil having excellent heat resistance, cold resistance, viscosity stability, and thermal conductivity, heat is applied to the surface of the thermal conductive sheet 10 and intervened between the heat source and the thermal conductive sheet 10. It is particularly suitable as a conductive oil.

熱伝導性オイルは、好ましくは、油分以外に、金属、セラミックスまたは炭素の1以上からなる熱伝導性フィラーを含む。金属としては、金、銀、銅、アルミニウム、ベリリウム、タングステンなどを例示できる。セラミックスとしては、アルミナ、窒化アルミニウム、キュービック窒化ホウ素、ヘキサゴナル窒化ホウ素などを例示できる。炭素としては、ダイヤモンド、グラファイト、ダイヤモンドライクカーボン、アモルファスカーボン、カーボンナノチューブなどを例示できる。 The thermally conductive oil preferably contains, in addition to the oil, a thermally conductive filler composed of one or more of metal, ceramics or carbon. Examples of the metal include gold, silver, copper, aluminum, beryllium, and tungsten. Examples of ceramics include alumina, aluminum nitride, cubic boron nitride, and hexagonal boron nitride. Examples of carbon include diamond, graphite, diamond-like carbon, amorphous carbon, and carbon nanotubes.

熱伝導性オイルは、熱源と熱伝導シート10との間に介在する他、熱伝導シート10と冷却部位との間に介在する方が好ましい。熱伝導性オイルは、熱伝導シート10の全面に塗布されていても、熱伝導シート10の一部分に塗布されていても良い。熱伝導性オイルを熱伝導シート10に存在させる方法は、特に制約されることなく、スプレーを用いた噴霧、刷毛等を用いた塗布、熱伝導性オイル中への熱伝導シート10の浸漬など、如何なる方法によるものでも良い。なお、熱伝導性オイルは、放熱構造体1にとって必須の構成ではなく、好適に備えることのできる追加的な構成である。これは、第2実施形態以降でも同様である。 The heat conductive oil is preferably interposed between the heat source and the heat conductive sheet 10 as well as between the heat conductive sheet 10 and the cooling portion. The heat conductive oil may be applied to the entire surface of the heat conductive sheet 10 or may be applied to a part of the heat conductive sheet 10. The method for allowing the heat conductive oil to exist in the heat conductive sheet 10 is not particularly limited, and includes spraying with a spray, coating with a brush, and immersing the heat conductive sheet 10 in the heat conductive oil. Any method may be used. The heat conductive oil is not an essential configuration for the heat radiating structure 1, but an additional configuration that can be suitably provided. This also applies to the second and subsequent embodiments.

(第1実施形態の変形例)
図3は、図1の放熱構造体の変形例を、図2(2B)と同様の視野にて示す。
(Modified example of the first embodiment)
FIG. 3 shows a modified example of the heat dissipation structure of FIG. 1 in the same field of view as in FIG. 2 (2B).

変形例に係る放熱構造体1bは、複数の放熱部材5を備える。放熱部材5は、余剰領域10aを備える筒状に巻かれた放熱シート10の内部にクッション部材11を備える。クッション部材11は、第1実施形態と類似した部材であって、熱伝導シート10の余剰領域10a以外に固定される筒状クッション部材である。クッション部材11は、その内部に備えられていて、クッション部材11の長さ方向に長い中空部12と、クッション部材11の長さ方向に沿って、クッション部材11の外側面から中空部12に連通するスリット11bと、を備える。クッション部材11は、スリット11bを有する点で、第1実施形態と異なる。スリット11bは、クッション部材11の厚さ分を切れ込む開口部である。このように、放熱構造体1bにおいて、クッション部材11は、外側面の一部を開口した筒形状を有する。このため、クッション部材11の変形容易性はより高まる。 The heat radiating structure 1b according to the modified example includes a plurality of heat radiating members 5. The heat radiating member 5 includes a cushion member 11 inside a cylindrically wound heat radiating sheet 10 having a surplus region 10a. The cushion member 11 is a member similar to the first embodiment, and is a tubular cushion member fixed to a region other than the excess region 10a of the heat conductive sheet 10. The cushion member 11 is provided inside and communicates with the hollow portion 12 which is long in the length direction of the cushion member 11 and from the outer surface of the cushion member 11 to the hollow portion 12 along the length direction of the cushion member 11. The slit 11b is provided. The cushion member 11 differs from the first embodiment in that it has a slit 11b. The slit 11b is an opening that cuts the thickness of the cushion member 11. As described above, in the heat radiating structure 1b, the cushion member 11 has a tubular shape with a part of the outer surface opened. Therefore, the deformability of the cushion member 11 is further enhanced.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る放熱構造体について説明する。先の実施形態と共通する部分については同じ符号を付して重複した説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, the heat dissipation structure according to the second embodiment will be described. The parts common to the above embodiments are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図4は、本発明の第2実施形態に係る放熱構造体の平面図を示す。 FIG. 4 shows a plan view of the heat radiating structure according to the second embodiment of the present invention.

第2実施形態に係る放熱構造体1cは、第1実施形態と同様の複数本の放熱部材5を連結した構造を有する。放熱構造体1cが放熱構造体1と異なる点は、放熱部材5を連結する方法である。具体的には、複数の放熱部材5は、放熱部材5の中空部12に糸25を到達するように縫って連結されている。糸25によって放熱部材5を縫って連結するには、手で縫っても、あるいはソーイングマシンを使って縫っても良い。 The heat radiating structure 1c according to the second embodiment has a structure in which a plurality of heat radiating members 5 similar to those of the first embodiment are connected. The difference between the heat radiating structure 1c and the heat radiating structure 1 is the method of connecting the heat radiating members 5. Specifically, the plurality of heat radiating members 5 are sewn and connected so as to reach the hollow portion 12 of the heat radiating member 5. To sew and connect the heat radiating member 5 with the thread 25, it may be sewn by hand or by using a sewing machine.

(第3実施形態)
次に、第3実施形態に係る放熱構造体について説明する。先の実施形態と共通する部分については同じ符号を付して重複した説明を省略する。
(Third Embodiment)
Next, the heat dissipation structure according to the third embodiment will be described. The parts common to the above embodiments are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図5は、本発明の第3実施形態に係る放熱構造体の平面図を示す。 FIG. 5 shows a plan view of the heat radiating structure according to the third embodiment of the present invention.

第3実施形態に係る放熱構造体1dは、複数の放熱部材5と、放熱部材5同士を連結する糸25と、複数の放熱部材5を糸25にて固定する枠体30と、を備える。枠体30は、好ましくは矩形の薄いシートであって、中央に、好ましくは矩形の開口部31を有する。枠体30は、熱源の温度に耐えられる材料であれば、熱硬化性樹脂若しくは熱可塑性樹脂に代表される樹脂、金属、セラミックスあるいは木材で構成されていても良い。複数の放熱部材5は、枠体30の開口部31を橋渡しする状態で、枠体30に固定されている。より具体的には、複数の放熱部材5は、その長さ方向の両端部を枠体30の対向辺上に載せた状態で糸25により固定されている。放熱構造体1dを熱源と冷却部位との間に挟むと、放熱部材5の中位領域(糸25によって固定されている両端部の中間に位置する領域)は、熱源等の加重を受ける。この結果、当該中位領域は、上記両端部の固定側から開口部31に向かって沈みこみ、当該固定側の反対側のシート面と同一若しくはそれ以上に突出する。したがって、放熱部材5は、熱源と冷却部位との両方に接触できる。 The heat radiating structure 1d according to the third embodiment includes a plurality of heat radiating members 5, a thread 25 for connecting the heat radiating members 5 to each other, and a frame 30 for fixing the plurality of heat radiating members 5 with the thread 25. The frame 30 is preferably a rectangular thin sheet, preferably having a rectangular opening 31 in the center. The frame 30 may be made of a resin such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin, metal, ceramics, or wood as long as it can withstand the temperature of the heat source. The plurality of heat radiating members 5 are fixed to the frame body 30 in a state of bridging the openings 31 of the frame body 30. More specifically, the plurality of heat radiating members 5 are fixed by threads 25 in a state where both ends in the length direction are placed on the opposite sides of the frame body 30. When the heat radiating structure 1d is sandwiched between the heat source and the cooling portion, the middle region of the heat radiating member 5 (the region located in the middle of both ends fixed by the thread 25) receives the load of the heat source or the like. As a result, the intermediate region sinks from the fixed side of both ends toward the opening 31, and projects equal to or more than the seat surface on the opposite side of the fixed side. Therefore, the heat radiating member 5 can come into contact with both the heat source and the cooling portion.

2.バッテリー
次に、本発明に係るバッテリーの好適な実施形態について説明する。
2. 2. Battery Next, a preferred embodiment of the battery according to the present invention will be described.

(第1実施形態)
図6は、本発明の第1実施形態に係るバッテリーの縦断面図を示す。ここで、「縦断面図」は、バッテリーの筐体内部のバッテリーセルの長さ方向にバッテリーを切断する図を意味する。
(First Embodiment)
FIG. 6 shows a vertical cross-sectional view of the battery according to the first embodiment of the present invention. Here, the "vertical cross-sectional view" means a view of cutting the battery in the length direction of the battery cell inside the housing of the battery.

この実施形態に係るバッテリー40は、冷却部材45を流す構造を持つ筐体41内に、1または2以上の熱源としてのバッテリーセル50を備え、バッテリーセル50と筐体41との間に、放熱構造体1,1b,1c,1d(以後、「放熱構造体1等」ともいう。)を備える。放熱構造体1等において、熱伝導シート10は、余剰領域10aを備える。熱伝導シート10における余剰領域10aがバッテリーセル50若しくは筐体41(具体的には、この実施形態では底部42)のいずれかに接触するように、放熱構造体1等は、バッテリーセル50と筐体41との間に備えられている。以下、バッテリー40の構成について詳述する。 The battery 40 according to this embodiment includes a battery cell 50 as one or more heat sources in a housing 41 having a structure for flowing a cooling member 45, and dissipates heat between the battery cell 50 and the housing 41. It includes structures 1, 1b, 1c, and 1d (hereinafter, also referred to as "heat dissipation structure 1 and the like"). In the heat radiating structure 1 and the like, the heat conductive sheet 10 includes a surplus region 10a. The heat radiating structure 1 and the like are housed with the battery cell 50 so that the surplus region 10a of the heat conductive sheet 10 contacts either the battery cell 50 or the housing 41 (specifically, the bottom portion 42 in this embodiment). It is provided between the body 41 and the body 41. Hereinafter, the configuration of the battery 40 will be described in detail.

この実施形態において、バッテリー40は、例えば、電気自動車用のバッテリーであって、多数のバッテリーセル(熱源の一例であって、単に、「セル」と称しても良い。)50を備える。バッテリー40は、好ましくは一方に開口する有底型の筐体41を備える。筐体41は、好ましくは、アルミニウム若しくはアルミニウム基合金から成る。バッテリーセル50は、筐体41の内部44に配置される。バッテリーセル50の上方には、電極(不図示)が突出して設けられている。複数のバッテリーセル50は、好ましくは、筐体41内において、その両側からネジ等を利用して圧縮する方向に力を与えられて、互いに密着するようになっている(不図示)。筐体41の底部42(冷却部位の一例)には、冷却部材45の一例である冷却水を流すために、1または複数の水冷パイプ43が備えられている。冷却部材は、冷却媒体あるいは冷却剤と称しても良い。バッテリーセル50は、底部42との間に、放熱構造体1等を挟むようにして筐体41内に配置されている。このような構造のバッテリー40では、バッテリーセル50は、放熱構造体1等を通じて筐体41に伝熱して、水冷によって効果的に除熱される。なお、冷却部材45は、冷却水に限定されず、液体窒素、エタノール等の有機溶剤も含むように解釈される。冷却部材45は、冷却に用いられる状況下にて、液体であるとは限らず、気体あるいは固体でも良い。 In this embodiment, the battery 40 is, for example, a battery for an electric vehicle and includes a large number of battery cells (an example of a heat source, which may be simply referred to as a "cell") 50. The battery 40 preferably includes a bottomed housing 41 that opens to one side. The housing 41 is preferably made of aluminum or an aluminum-based alloy. The battery cell 50 is arranged inside 44 of the housing 41. An electrode (not shown) is projected above the battery cell 50. The plurality of battery cells 50 are preferably brought into close contact with each other in the housing 41 by applying a force in the direction of compression from both sides thereof using screws or the like (not shown). The bottom 42 (an example of a cooling portion) of the housing 41 is provided with one or more water cooling pipes 43 for flowing cooling water, which is an example of the cooling member 45. The cooling member may be referred to as a cooling medium or a coolant. The battery cell 50 is arranged in the housing 41 so as to sandwich the heat radiating structure 1 and the like with the bottom portion 42. In the battery 40 having such a structure, the battery cell 50 transfers heat to the housing 41 through the heat radiating structure 1 and the like, and is effectively removed by water cooling. The cooling member 45 is not limited to cooling water, but is interpreted to include an organic solvent such as liquid nitrogen and ethanol. The cooling member 45 is not limited to a liquid under the conditions used for cooling, and may be a gas or a solid.

図7は、図6の領域Bの拡大図を示す。なお、図7では、一部の放熱部材5を拡大して示す。 FIG. 7 shows an enlarged view of the region B of FIG. In FIG. 7, a part of the heat radiating member 5 is shown in an enlarged manner.

放熱構造体1等は、放熱部材5の余剰領域10aをバッテリーセル50側に向けて、バッテリーセル50と底部42との間に挟持された状態で筐体41内に備えられる。このため、バッテリーセル50からの熱は、熱伝導シート10の余剰領域10aから両側の周に沿って底部42へと伝わる(図中のC1およびC2のルートを参照)。したがって、熱の伝達ルートを確実に増大させることができ、もって、バッテリーセル50からの放熱性をより高めることができる。加えて、余剰領域10aは、熱伝導シート10同士を接続していない領域である。このため、放熱部材5が扁平に変形した際に、クッション部材11の変形に追随して変形可能である。 The heat radiating structure 1 and the like are provided in the housing 41 in a state of being sandwiched between the battery cell 50 and the bottom portion 42 with the surplus area 10a of the heat radiating member 5 facing the battery cell 50 side. Therefore, the heat from the battery cell 50 is transferred from the surplus region 10a of the heat conductive sheet 10 to the bottom 42 along the circumferences on both sides (see the routes C1 and C2 in the figure). Therefore, the heat transfer route can be reliably increased, and thus the heat dissipation from the battery cell 50 can be further enhanced. In addition, the surplus region 10a is a region in which the heat conductive sheets 10 are not connected to each other. Therefore, when the heat radiating member 5 is deformed flat, it can be deformed following the deformation of the cushion member 11.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係るバッテリーについて説明する。先の実施形態と共通する部分については同じ符号を付して重複した説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, the battery according to the second embodiment will be described. The parts common to the above embodiments are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図8は、第2実施形態に係るバッテリーにおける図6の領域Bと同様の領域の拡大図を示す。なお、図8では、一部の放熱部材5を拡大して示す。 FIG. 8 shows an enlarged view of a region similar to region B in FIG. 6 in the battery according to the second embodiment. In FIG. 8, a part of the heat radiating member 5 is enlarged and shown.

この実施形態では、放熱構造体1等は、余剰領域10aが底部42側を向くように、配置されている。このような配置形式であっても、バッテリーセル50からの熱は、放熱部材5の周方向両側を伝って底部42へと伝わる(図中のC1およびC2のルートを参照)。よって、第1実施形態と同様、バッテリーセル50からの放熱性をより高めることができる。また、熱伝導シート10は、放熱部材5が扁平に変形した際に、クッション部材11の変形に追随して変形可能である。したがって、熱伝導シート10が破損するリスクを低減できる。 In this embodiment, the heat radiating structure 1 and the like are arranged so that the surplus region 10a faces the bottom 42 side. Even in such an arrangement type, the heat from the battery cell 50 is transmitted to the bottom portion 42 along both sides in the circumferential direction of the heat radiating member 5 (see the routes of C1 and C2 in the figure). Therefore, as in the first embodiment, the heat dissipation from the battery cell 50 can be further improved. Further, the heat conductive sheet 10 can be deformed following the deformation of the cushion member 11 when the heat radiating member 5 is deformed flat. Therefore, the risk of damage to the heat conductive sheet 10 can be reduced.

3.その他の実施形態
上述のように、本発明の好適な各実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されることなく、種々変形して実施可能である。
3. 3. Other Embodiments As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to these, and can be implemented in various modifications.

上述のバッテリーの各実施形態では、バッテリーセル50の下端部と筐体41の底部42との間に放熱構造体1等が挟持されているが、バッテリーセル50の側面と底部42との間に放熱構造体1等が挟持されても良い。また、第1実施形態および第2実施形態に係るバッテリー40では、全ての放熱部材5の余剰領域10aは、バッテリーセル50の下端側若しくは筐体41の底部42側を向いている。しかし、一部の放熱部材5の余剰領域10aがバッテリーセル50の下端側を向き、残りの放熱部材5の余剰領域10aが底部42側を向いていても良い。 In each of the above-described battery embodiments, the heat dissipation structure 1 and the like are sandwiched between the lower end of the battery cell 50 and the bottom 42 of the housing 41, but between the side surface of the battery cell 50 and the bottom 42. The heat radiating structure 1 and the like may be sandwiched. Further, in the battery 40 according to the first embodiment and the second embodiment, the surplus area 10a of all the heat radiating members 5 faces the lower end side of the battery cell 50 or the bottom 42 side of the housing 41. However, the surplus area 10a of a part of the heat radiating member 5 may face the lower end side of the battery cell 50, and the surplus area 10a of the remaining heat radiating member 5 may face the bottom 42 side.

また、スリット11bは、放熱部材5をバッテリーセル50側から見た平面視にて直線状の隙間に限定されず、例えば、波線状の隙間あるいはジグザグ状の隙間でも良い。 Further, the slit 11b is not limited to a linear gap when the heat radiating member 5 is viewed from the battery cell 50 side in a plan view, and may be, for example, a wavy gap or a zigzag gap.

また、熱源は、バッテリーセル50のみならず、回路基板や電子機器本体などの熱を発する対象物を全て含む。例えば、熱源は、キャパシタおよびICチップ等の電子部品であっても良い。同様に、冷却部材45は、冷却用の水のみならず、有機溶剤、液体窒素、冷却用の気体であっても良い。また、放熱構造体1等は、バッテリー40以外の構造物、例えば、電子機器、家電、発電装置等に配置されていても良い。 Further, the heat source includes not only the battery cell 50 but also all objects that generate heat such as a circuit board and an electronic device main body. For example, the heat source may be an electronic component such as a capacitor and an IC chip. Similarly, the cooling member 45 may be not only cooling water but also an organic solvent, liquid nitrogen, or a cooling gas. Further, the heat radiating structure 1 and the like may be arranged in a structure other than the battery 40, for example, an electronic device, a home appliance, a power generation device and the like.

また、上述の各実施形態の複数の構成要素は、互いに組み合わせ不可能な場合を除いて、自由に組み合わせ可能である。例えば、スリット11bは、放熱構造体1c,1dに備えられていても良い。 Further, the plurality of components of each of the above-described embodiments can be freely combined except when they cannot be combined with each other. For example, the slit 11b may be provided in the heat radiating structures 1c and 1d.

本発明に係る放熱構造体は、例えば、自動車用バッテリーの他、自動車、工業用ロボット、発電装置、PC、家庭用電化製品などの各種電子機器にも利用することができる。また、本発明に係るバッテリーは、自動車用のバッテリー以外に、家庭用の充放電可能なバッテリー、PC等の電子機器用のバッテリーにも利用できる。 The heat dissipation structure according to the present invention can be used not only for automobile batteries, but also for various electronic devices such as automobiles, industrial robots, power generation devices, PCs, and household electric appliances. Further, the battery according to the present invention can be used not only as a battery for automobiles but also as a rechargeable battery for home use and a battery for electronic devices such as PCs.

1,1b,1c,1d・・・放熱構造体、5・・・放熱部材、10・・・熱伝導シート、10a・・・余剰領域、11・・・クッション部材、11b・・・スリット、12・・・中空部、15,25・・・糸(連結部材の一例)、30・・・枠体、31・・・開口部、40・・・バッテリー、41・・・筐体、45・・・冷却部材、50・・・バッテリーセル(熱源の一例)。 1,1b, 1c, 1d ... Heat dissipation structure, 5 ... Heat dissipation member, 10 ... Heat conduction sheet, 10a ... Surplus area, 11 ... Cushion member, 11b ... Slit, 12 ... Hollow part, 15, 25 ... Thread (an example of connecting member), 30 ... Frame body, 31 ... Opening, 40 ... Battery, 41 ... Housing, 45 ... -Cooling member, 50 ... Battery cell (an example of heat source).

Claims (9)

複数の放熱部材を備える放熱構造体であって、
前記放熱部材は、
長尺の中空若しくは中実の形状を有するクッション部材と、
前記クッション部材の外側面を覆う熱伝導シートと、
を備え、
前記熱伝導シートは、前記クッション部材の外側面の周の長さを超えて非接着状態で重なり合うことのできる余剰領域を備える放熱構造体。
A heat dissipation structure including a plurality of heat dissipation members.
The heat radiating member is
Cushion members with a long hollow or solid shape,
A heat conductive sheet that covers the outer surface of the cushion member and
With
The heat conductive sheet is a heat radiating structure having a surplus region that exceeds the peripheral length of the outer surface of the cushion member and can be overlapped in a non-adhesive state.
前記クッション部材は、
その内部に備えられていて、前記クッション部材の長さ方向に長い中空部と、
前記クッション部材の長さ方向に沿って、前記クッション部材の外側面から前記中空部に連通するスリットと、
を備える請求項1に記載の放熱構造体。
The cushion member is
A hollow portion that is provided inside and is long in the length direction of the cushion member,
A slit that communicates with the hollow portion from the outer surface of the cushion member along the length direction of the cushion member.
The heat radiating structure according to claim 1.
複数の前記放熱部材は、その長さ方向と直交する方向にて糸で連結されている請求項1または2に記載の放熱構造体。 The heat radiating structure according to claim 1 or 2, wherein the plurality of heat radiating members are connected by a thread in a direction orthogonal to the length direction thereof. 複数の前記放熱部材は、前記中空部に前記糸を到達するように縫って連結されている請求項3に記載の放熱構造体。 The heat radiating structure according to claim 3, wherein the plurality of heat radiating members are sewn and connected so as to reach the hollow portion of the thread. 複数の前記放熱部材は、枠体の開口部を橋渡しする状態で、前記枠体に固定されている請求項1から4のいずれか1項に記載の放熱構造体。 The heat-dissipating structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the plurality of heat-dissipating members are fixed to the frame in a state of bridging the openings of the frame. 前記熱伝導シートの表面に、当該表面に接触する前記熱源から当該表面への熱伝導性を高めるための熱伝導性オイルを有する請求項1から5のいずれか1項に記載の放熱構造体。 The heat radiating structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the surface of the heat conductive sheet has a heat conductive oil for increasing the heat conductivity from the heat source in contact with the surface to the surface. 前記熱伝導性オイルは、シリコーンオイルと、前記シリコーンオイルより熱伝導性が高く、金属、セラミックスまたは炭素の1以上からなる熱伝導性フィラーとを含む請求項6に記載の放熱構造体。 The heat-dissipating structure according to claim 6, wherein the thermally conductive oil contains a silicone oil and a thermally conductive filler having a higher thermal conductivity than the silicone oil and consisting of one or more of metal, ceramics or carbon. 冷却部材を流す構造を持つ筐体内に、1または2以上の熱源としてのバッテリーセルを備えたバッテリーであって、前記バッテリーセルと前記筐体との間に、請求項1から7のいずれか1項に記載の放熱構造体を備えるバッテリー。 A battery having one or more battery cells as a heat source in a housing having a structure for flowing a cooling member, and any one of claims 1 to 7 is provided between the battery cells and the housing. A battery with the heat dissipation structure described in the section. 前記熱伝導シートは、前記余剰領域が前記バッテリーセル若しくは前記筐体のいずれかに接触するように、前記放熱構造体を前記バッテリーセルと前記筐体との間に備える請求項8に記載のバッテリー。

The battery according to claim 8, wherein the heat conductive sheet is provided with the heat radiating structure between the battery cell and the housing so that the surplus region contacts either the battery cell or the housing. ..

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