JP2024017900A - バッテリー測温装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリーの温度の測定精度が低下することを抑制できるバッテリー測温装置を提供する。【解決手段】バッテリーの温度を測定するバッテリー測温装置であって、フレキシブルプリント基板にチップサーミスタを実装した温度センサと、温度センサとバッテリーとの間に設けられる集熱板と、チップサーミスタを囲む位置でフレキシブルプリント基板を付勢し、温度センサを集熱板に当接させる弾性部材と、集熱板のバッテリーに接する側の表面に設けられる凸部と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、バッテリーの温度を測定するためのバッテリー測温装置に関する。

特許文献１には、サーミスタ素子実装部を付勢部材でバッテリーに押し付けることによって、バッテリーの温度を測定する構造が開示されている。

特開２０２２－０３０１４５号公報

特許文献１が開示する構造では、バッテリーと接する集熱板（熱収集板）の反り、集熱板やバッテリーの表面状態、及び集熱板とバッテリーとの間に挟まれた異物によって、集熱板がバッテリーに接触する面積が安定せず、バッテリーの温度の測定精度が低下するという課題がある。

本開示は、上記課題を鑑みてなされたものであり、バッテリーの温度の測定精度が低下することを抑制できるバッテリー測温装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示技術の一態様は、バッテリーの温度を測定するバッテリー測温装置であって、フレキシブルプリント基板にチップサーミスタを実装した温度センサと、温度センサとバッテリーとの間に設けられる集熱板と、チップサーミスタを囲む位置でフレキシブルプリント基板を付勢し、温度センサを集熱板に当接させる弾性部材と、集熱板のバッテリーに接する側の表面に設けられる凸部と、を備える、バッテリー測温装置である。

本開示のバッテリー測温装置によれば、集熱板がバッテリーに接触する面積が安定するため、バッテリーの温度の測定精度が低下することを抑制できる。

本実施形態に係るバッテリー測温装置の構造を説明する概略図 本実施形態に係るバッテリー測温装置の構造の変形例を説明する概略図

本開示に係るバッテリー測温装置は、温度センサとバッテリーとの間に設けられる集熱板のバッテリーと対向する表面に、球欠状の凸部を設ける。この凸部によって集熱板がバッテリーに接触する面積が安定するため、バッテリーの温度の測定精度が低下することを抑制できる。
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜実施形態＞
［構造］
図１は、本開示の一実施形態に係るバッテリー測温装置２００を用いたバッテリー測温構造を説明する概略図である。図１に例示するバッテリー測温構造は、バッテリー１００、バッテリー測温装置２００、及び押し付け板３００を含んでいる。

バッテリー測温装置２００は、温度センサ２１０と、集熱板２２０と、弾性部材２３０と、を備える。このバッテリー測温装置２００は、押し付け板３００によって外部（図１の矢印方向）から圧力が加えられて、所定の荷重（Ｎ）でバッテリー１００に押し付けられている。

温度センサ２１０は、バッテリー１００の温度を測定するための構成である。この温度センサ２１０は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）２１２に、バッテリー１００の温度を測定するセンサとしてチップサーミスタ２１１が実装されている構成である。

集熱板２２０は、熱伝導性の高い部材で形成された、例えば板状の構成である。この集熱板２２０は、温度センサ２１０とバッテリー１００との間に挿入されるように設けられ、バッテリー１００が発生させる熱を集めて温度センサ２１０（チップサーミスタ２１１）に伝達する役割を担う。また、集熱板２２０のバッテリー１００に接する側の表面には、球冠をバッテリー１００に向けた球欠状の凸部２２０ａが、３箇所に設けられている。凸部２２０ａを球欠状にすることにより、バッテリー１００に対して集熱板２２０が傾いても、集熱板２２０がバッテリー１００に接触する面積、つまり凸部２２０ａがバッテリー１００に接触する面積を、一定に保ちやすくなる。この凸部２２０ａを設ける位置は、チップサーミスタ２１１の実装位置に近づくほど、熱伝達の応答性がよくなる。

集熱板２２０のバッテリー１００に接する側の表面に設ける凸部２２０ａの数は、図１に示した３つに限られるものではない。例えば、集熱板２２０に設ける凸部２２０ａを、図２に示す変形例のように１つだけ（例えば、チップサーミスタ２１１の直下）にしてもよいし、２つにしてもよい。なお、凸部２２０ａを集熱板２２０のバッテリー１００に接する側の表面に４箇所以上設けることも可能ではあるが、バッテリー１００に対して集熱板２２０が傾いた場合に接触しない凸部２２０ａが生じて、接触面積が安定しない（ばらつく）おそれがあるため、３箇所以下にすることが望ましい。

弾性部材２３０は、高い弾性力を有する部材である。この弾性部材２３０は、チップサーミスタ２１１の一部又は全部を囲む位置（すなわち、チップサーミスタ２１１が実装されていない基板だけの位置）において、フレキシブルプリント基板２１２に接するように設けられる。弾性部材２３０としては、発泡ゴムや発泡樹脂などを例示できる。また、この弾性部材２３０を、高い断熱性能と高い弾性力とを兼ね備えた断熱性弾性部材とすることができる。断熱性部材は熱伝達しないため、バッテリー１００から集熱板２２０を介して伝達した熱が温度センサ２１０以外の他の部分へ伝達することを抑えられる。これにより、バッテリー１００の安全性を担保しつつ、バッテリー１００の温度を高精度かつ高応答で測定することが可能となる。

押し付け板３００は、バッテリー１００に接する集熱板２２０とは反対側となる弾性部材２３０の端部で、バッテリー測温装置２００と接する構成である。押し付け板３００には、所定の剛性を有する板状の部材を用いることができる。この押し付け板３００は、外部から与えられる圧力で温度センサ２１０を集熱板２２０に当接させるために、弾性部材２３０を介してフレキシブルプリント基板２１２を付勢する。

バッテリー１００は、安全性を担保するために温度管理が必要なバッテリー（又はバッテリーセル）である。このバッテリー１００としては、充放電可能に構成されたリチウムイオン電池などの二次電池を例示できる。

＜作用・効果＞
以上のように、本開示の一実施形態に係るバッテリー測温装置２００を用いたバッテリー測温構造によれば、フレキシブルプリント基板２１２にチップサーミスタ２１１を実装した温度センサ２１０を、チップサーミスタ２１１の周囲外となるフレキシブルプリント基板２１２の表面を弾性部材２３０によって付勢する。この弾性部材２３０による温度センサ２１０の押し付け構造により、温度センサ２１０が集熱板２２０に当接し、さらに集熱板２２０がバッテリー１００に当接する。

凸部２２０ａを、集熱板２２０のバッテリー１００に接する側の表面に設けることで、弾性部材２３０の弾性ばらつきや、押し付け板３００による押し付け圧のばらつきなどによって、温度センサ２１０を当接させた集熱板２２０が、バッテリー１００に片当たりしてしまうことを防ぐことができる。さらに、凸部２２０ａを球欠状にすることで集熱板２２０がバッテリー１００に接触する面積が安定するため、バッテリー１００の温度の測定精度が低下することを抑制できる。

弾性部材２３０を断熱性弾性部材とすることで、バッテリー１００から集熱板２２０を介して伝達した熱が温度センサ２１０以外の他の部分へ伝達することを抑えられる。これにより、バッテリー１００の安全性を担保しつつ、バッテリー１００の温度を高精度かつ高応答で測定することが可能となる。また、本実施形態に係るバッテリー測温装置２００を低コストで実現できる。

本開示のバッテリー測温装置は、防水構造のバッテリー（電池パック）の温度を測定する場合などに利用可能である。

１００ バッテリー
２００ バッテリー測温装置
２１０ 温度センサ
２１１ チップサーミスタ
２１２ フレキシブルプリント基板
２２０ 集熱板
２２０ａ 凸部
２３０ 弾性部材
３００ 押し付け板

Claims (3)

1. バッテリーの温度を測定するバッテリー測温装置であって、
   フレキシブルプリント基板にチップサーミスタを実装した温度センサと、
   前記温度センサと前記バッテリーとの間に設けられる集熱板と、
   前記チップサーミスタを囲む位置で前記フレキシブルプリント基板を付勢し、前記温度センサを前記集熱板に当接させる弾性部材と、
   前記集熱板の前記バッテリーに接する側の表面に設けられる凸部と、を備える、
   バッテリー測温装置。
2. 前記凸部は、前記集熱板の前記バッテリーに接する側の表面に、３箇所以下で設けられる、
   請求項１に記載のバッテリー測温装置。
3. 前記凸部は、球冠を前記バッテリーに向けた球欠状である、
   請求項２に記載のバッテリー測温装置。