WO2021241161A1 - 放熱構造体およびそれを備えるバッテリー - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a heat dissipation structure and a battery including the heat dissipation structure.
  • Control systems for automobiles, aircraft, ships or 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.
  • the circuit board itself has traditionally been made of a material with excellent heat dissipation, and a single or multiple means such as attaching a heat sink or driving a cooling fan have been used. It is done.
  • a method in which the circuit board itself is made of a material having excellent heat dissipation, such as diamond, aluminum nitride (AlN), cubic boron nitride (cBN), etc. makes the cost of the circuit board extremely high.
  • the arrangement of the cooling fan causes a problem that a rotating device called a fan fails, maintenance is required to prevent the failure, and it is difficult to secure an installation space.
  • 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 generally used as a heat dissipation component (see Patent Document 1).
  • 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 a rubber sheet is also conceivable, but since the lower surfaces of a plurality of battery cells are not flat and have steps, a gap is created between the battery cells and the spacer, and the heat transfer efficiency is improved. descend.
  • the battery cell can take various forms (including unevenness such as a step or a non-smooth surface state), it can be adapted to various forms of the battery cell and has high heat transfer efficiency. There is a growing demand for realization.
  • the present invention has been made in view of the above problems, is adaptable to various forms of heat sources, is highly elastically deformable, has excellent heat dissipation efficiency, and enhances uniform heat dissipation in each of a plurality of heat sources. Moreover, it is an object of the present invention to provide a heat dissipation structure capable of improving productivity, and a battery provided with the heat dissipation structure.
  • the heat dissipation structure is a heat dissipation structure including a plurality of heat dissipation members for enhancing heat dissipation from a heat source and a support plate for supporting the plurality of heat dissipation members.
  • the heat radiating member includes a plurality of cushion members having a hollow or solid shape, and a heat conductive sheet that is a sheet for transferring heat from the heat source and covers the outer surface of the cushion member.
  • the support plate is provided with a plurality of grooves for supporting the heat radiating member along a direction orthogonal to the longitudinal direction of the heat radiating member, and the groove portion is curved so as to open the heat radiating member side and dent in the thickness direction.
  • the support plate may include at least one or more flow paths through which the cooling medium flows in the longitudinal direction.
  • the flow path may preferably be a gangway that penetrates the support plate.
  • the support plate may preferably be a metal plate-shaped member.
  • the heat radiating member may preferably be a cylindrical member having a hollow portion along the longitudinal direction.
  • the cushion member is a tubular cushion member having the hollow portion in the longitudinal direction, and the heat conductive sheet is the tubular cushion member.
  • the outer side surface may be wound in a spiral shape in the longitudinal direction.
  • the heat conductive sheet and the cushion member may have a form in which the heat conductive sheet and the cushion member integrally travel in one direction in a spiral shape.
  • the heat radiating structure according to another embodiment preferably has a heat conductive oil on the surface of the heat conductive sheet for enhancing heat conductivity from a heat source in contact with the surface to the surface. May be.
  • the heat conductive oil has a higher heat conductivity than the silicone oil and the silicone oil, and is composed of one or more of metal, ceramics or carbon. It may contain a sex filler.
  • the battery according to one embodiment is a battery having one or more battery cells as heat sources in a housing, and any of the above-mentioned batteries is provided between the battery cells and the housing. It is equipped with a heat dissipation structure.
  • the present invention is adaptable to various forms of a heat source, has abundant elastic deformability, has excellent heat dissipation efficiency, enhances uniform heat dissipation in each of a plurality of heat sources, and improves productivity.
  • a heat dissipation structure capable of being provided, and a battery comprising the same can be provided.
  • FIG. 1 shows a plan view of the heat dissipation structure according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 and an enlarged view of a part C thereof.
  • FIG. 3 shows a sectional view taken along line BB in FIG.
  • FIG. 4 shows the heat dissipation structure according to the second embodiment in the same view as that of FIG.
  • FIG. 5 shows a diagram for explaining a manufacturing process of a heat radiating member constituting the heat radiating structure.
  • FIG. 6 shows a diagram for explaining a manufacturing process of a support plate constituting the heat dissipation structure according to the first embodiment.
  • FIG. 7 shows a diagram for explaining a suitable manufacturing process of a modified example of the heat radiating member constituting the heat radiating structure.
  • FIG. 8 shows a vertical cross-sectional view of a battery including a heat dissipation structure.
  • FIG. 9 shows a cross-sectional view when the battery cell is laid horizontally so as to be in contact with the side surface of the battery cell on the heat radiating structure, a partially enlarged view thereof, and a partial cross-sectional view when the battery cell expands during charging and discharging. Each is shown.
  • 1,1a ... heat dissipation structure 10,10a ... support plate, 15 ... groove, 17,17a ... through path, 20,20a ... heat dissipation member, 21 ... heat conduction sheet , 22 ... Cushion member, 23, 23a ... Hollow part, 40 ... Battery, 41 ... Housing, 43 ... Flow path, 45 ... Cooling medium, 50 ... Battery cell (Example of heat source), R1 ... Radius of curvature of the heat radiating member, R2 ... Radius of curvature of the groove, T ... Depth of the groove, D ... Circular equivalent diameter of the heat radiating member.
  • FIG. 1 shows a plan view of the heat dissipation structure according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 and an enlarged view of a part C thereof.
  • FIG. 3 shows a sectional view taken along line BB in FIG.
  • the heat source is arranged above the paper surface of FIGS. 2 and 3.
  • the heat radiating structure 1 includes 10 heat radiating members 20, but the number of heat radiating members 20 is not particularly limited. The same applies to the subsequent embodiments.
  • the heat dissipation structure 1 is a member including a plurality of heat dissipation members 20 for enhancing heat dissipation from a heat source, and a support plate 10 for supporting the plurality of heat dissipation members 20.
  • the heat radiating member 20 includes a plurality of cushion members 22 having a hollow or solid shape, and a heat conductive sheet 21 which is a sheet for transferring heat from a heat source and covers the outer surface of the cushion member 22.
  • the support plate 10 is provided with a plurality of groove portions 15 for supporting the heat radiating member 20 along a direction orthogonal to the longitudinal direction of the heat radiating member 20 (left-right direction in FIG. 1).
  • the groove portion 15 is a curved groove portion that opens the heat radiating member 20 side and is recessed in the thickness direction.
  • the groove portion 15 is formed so that its radius of curvature R2 is larger than the radius of curvature R1 of the heat radiation member 20 and its depth T is smaller than the circle-converted diameter D of the heat radiation member 20 (see FIG. 2).
  • the heat radiating member 20 may be referred to as a "heat conduction member” or a "heat transfer member”.
  • the "radius of curvature” means the radius of a perfect circle that best approximates the bending of the curve in the cross section when the heat radiating member 20 and the groove portion 15 are cut perpendicular to the longitudinal direction thereof.
  • the "circle-equivalent diameter” means the diameter of a perfect circle having the same area as the area of the cross section of the pipe when the heat radiating member 20 is cut perpendicular to the longitudinal direction thereof.
  • the heat conductive sheet 21 is preferably a sheet having a shape that advances while being wound in a spiral shape.
  • the heat conductive sheet 21 is not limited to its constituent material, but is preferably a sheet containing carbon, and more preferably 90% by mass or more of carbon.
  • a graphite film made by firing a resin can be used for the heat conductive sheet 21.
  • the heat conductive sheet 21 may be a sheet containing carbon and a resin.
  • the resin may be synthetic fiber, and in that case, 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 consisting 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.
  • the heat conductive sheet 21 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 21 may be carbon fiber knitted in a mesh shape, and may be blended or knitted.
  • various fillers such as graphite fiber, carbon particles or carbon fiber are all included in the concept of carbon filler.
  • the resin may exceed 50% by mass or 50% by mass or less with respect to the total mass of the heat conductive sheet 21. .. That is, it does not matter whether or not the heat conductive sheet 21 uses resin as the main material as long as there is no great problem in heat conduction.
  • a thermoplastic resin can be preferably used.
  • 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 fragrance.
  • Group polyamide (aramid fiber) and the like can be preferably mentioned.
  • the resin is dispersed in the gaps between the carbon fillers, for example, in the form of particles or fibers in the state before molding of the heat conductive sheet 21.
  • Heat conductive sheet 21, other carbon fillers, resins, as a filler for enhancing the thermal conductivity may be dispersed Al 2 O 3, AlN or diamond.
  • an elastomer that is more flexible than the resin may be used.
  • the heat conductive sheet 21 can also be a sheet containing metals and / or ceramics in place of or with carbon as described above.
  • the metal a metal having a relatively high thermal conductivity such as aluminum, copper, and an alloy containing at least one of them can be selected.
  • ceramics ceramics having relatively high thermal conductivity such as Al 2 O 3 , AlN, cBN, and hBN can be selected.
  • the thermal conductivity of the heat conductive sheet 21 is preferably 10 W / mK or more.
  • the heat conductive sheet 21 is preferably a film made of graphite, and is made of a material having excellent heat conductivity and conductivity.
  • the heat conductive sheet 21 is preferably a sheet having excellent bendability (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.
  • the thermal conductivity of the heat conductive sheet 21 decreases in the thickness direction as the thickness increases, but the heat transmission amount increases as the thickness increases, so that the strength, flexibility and heat conductivity of the sheet are improved. It is preferable to determine the thickness in a comprehensive manner.
  • cushion member 22 The important functions of the cushion member 22 are deformability and resilience. Resilience depends on elastic deformability. Deformability is a characteristic necessary to follow the shape of the heat source, and in particular, a battery cell that contains semi-solid materials such as lithium-ion batteries and contents that also have liquid properties in a deformable package. In the case of, there are many cases where the design dimensions are irregular or the dimensional accuracy cannot be improved. Therefore, it is important to maintain the deformability of the cushion member 22 and the resilience for maintaining the following force.
  • the cushion member 22 is a tubular cushion member provided with a hollow portion 23 in the longitudinal direction of the heat radiating member 20.
  • the cushion member 22 improves the contact between the heat conductive sheet 21 and the heat source even when the heat source in contact with the heat conductive sheet 21 is not flat.
  • the hollow portion 23 has a function of facilitating the deformation of the cushion member 22, contributing to the weight reduction of the heat radiating structure 1, and enhancing the contact between the heat conductive sheet 21 and the heat source.
  • the cushion member 22 also has a function as a protective member for preventing the heat conductive sheet 21 from being damaged by a load applied to the heat conductive sheet 21.
  • the cushion member 22 is a member having a lower thermal conductivity than the heat conductive sheet 21.
  • the hollow portion 23 is formed in a circular cross-sectional shape, but the cross-sectional shape of the hollow portion 23 is not limited to a circle, for example, a polygon, an ellipse, a semicircle, and a rounded apex. It may be a substantially polygonal shape. Further, the hollow portion 23 may be composed of a plurality of hollow portions, for example, two hollow portions having a semicircular cross section whose cross-sectional circular shape is divided into two vertically or horizontally. The cushion member 22 may have a solid shape without the hollow portion 23.
  • the cushion member 22 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.
  • the cushion member 22 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 21.
  • the cushion member 22 is more preferably made of a urethane-based elastomer impregnated with silicone or a silicone rubber.
  • the cushion member 22 may be configured by dispersing a filler typified by Al 2 O 3 , AlN, cBN, hBN, diamond particles, or the like in rubber in order to enhance its thermal conductivity as much as possible.
  • the cushion member 22 may contain bubbles or may not contain bubbles.
  • 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".
  • the cushion member 22 can be made of spring steel. Further, it is also possible to arrange a coil spring as the cushion member 22. Further, the spirally wound metal may be made of spring steel and arranged on the annular back surface of the heat conductive sheet 21 as a cushion member. Further, the cushion member 22 can be made of a sponge or a solid (a structure that is not porous like a sponge) formed of resin, rubber, or the like.
  • the support plate 10 is preferably a plate-shaped member made of metal.
  • the support plate 10 is more preferably composed of aluminum, copper, an alloy containing at least one of them, or the like having relatively high thermal conductivity.
  • the support plate 10 may contain a resin and / or ceramics, or may be made of a resin and / or ceramics instead of the metal. Examples of the resin and ceramics include the same materials as the constituent materials of the heat conductive sheet 21 described above.
  • the support plate 10 preferably includes a support substrate 11 having a plurality of groove portions 15 for supporting the heat radiating member 20, and a bottom plate 12.
  • the support substrate 11 preferably has a plurality of groove portions 15 arranged on a surface facing the heat source along a direction orthogonal to the longitudinal direction of the heat radiating member 20 (left-right direction in FIG. 2) and a direction orthogonal to the longitudinal direction. It is provided with a plurality of notches 18 arranged on a surface facing the bottom plate 12 along the line (see FIG. 7 described later).
  • the groove portion 15 is a curved groove portion that opens the heat radiating member 20 side (heat source side) and is recessed in the thickness direction (vertical direction in FIG. 2).
  • the cutout portion 18 is preferably a groove portion that is cut out in a rectangular shape in the thickness direction (vertical direction in FIG. 2) by opening the bottom plate 12 side.
  • the cutout portion 18 is preferably formed so as to penetrate in the longitudinal direction (the depth direction of the paper surface in FIG. 2).
  • the bottom plate 12 is preferably a flat plate-shaped member that is joined to the surface on which the notch 18 of the support substrate 11 is formed.
  • the support substrate 11 and the bottom plate 12 are joined to form a gangway 17 that penetrates the support plate 10 in the longitudinal direction by the cutout portion 18 and the bottom plate 12.
  • the gangway 17 is a member that serves as a flow path 43 through which the cooling medium 45 flows in the longitudinal direction.
  • the size and shape of the notch portion 18 is not particularly limited as long as it is at least a size and shape that allows the cooling medium 45 to flow. Further, the number of notched portions 18 provided in the heat radiating structure 1 is not particularly limited. Further, in the support plate 10, the support substrate 11 and the bottom plate 12 may be integrally molded. Further, the cooling medium 45 may be read as "cooling member” or "cooling agent”. The cooling medium 45 is not limited to the cooling water, but is interpreted to include an organic solvent such as liquid nitrogen and ethanol. The cooling medium 45 is not limited to a liquid under the conditions used for cooling, and may be a gas or a solid. Further, since the "support plate” is a plate member that transfers heat from the heat dissipation member 20 to the cooling medium to cool the heat source, it may be paraphrased as a "cooling plate”.
  • the heat radiating member 20 is pressed by the heat source and collapses in the vertical direction, that is, in the direction from the heat source toward the flow path 43 through which the cooling medium 45 flows. If the heat radiating member 20 is hardly crushed, the adhesion between the heat conductive sheet 21 and the heat source or the like may be lowered.
  • the groove portion 15 is formed so that its depth T is smaller than the heat radiation member 20 yen equivalent diameter D.
  • the groove portion 15 is preferably formed so that its depth T is at least 80% (0.8D) or less of the pipe diameter of the heat radiating member 20 (see the enlarged view of part C of FIG. 2).
  • the groove portion 15 is formed so that the depth T thereof is 80% (0.8D) of the pipe diameter of the heat radiating member 20.
  • the depth T of the groove portion 15 is the length from the surface of the support substrate 11 facing the heat source to the bottom of the groove portion 15.
  • the heat radiating member 20 is pressed from the heat source as compared with the case where the radius of curvature R2 of the groove portion 15 is smaller than the radius of curvature R1 of the heat radiating member 20 or the support plate 10 does not have the groove portion 15.
  • the contact area between the heat radiating member 20 and the support plate 10 when it is crushed by receiving the heat is increased.
  • the groove portion 15 is configured such that the length L2 in the longitudinal direction thereof is longer than the length L1 in the longitudinal direction of the heat radiating member 20 (see FIG. 3). With this configuration, the support plate 10 can reliably support the heat radiating member 20 even when the heat radiating member 20 expands and contracts in the longitudinal direction due to pressing from the heat source.
  • the support plate 10 may be configured so that the length L2 in the longitudinal direction of the groove portion 15 is the same as the length L1 in the longitudinal direction of the heat radiating member 20.
  • the number of groove portions 15 included in the heat radiating structure 1 is not particularly limited as long as it is at least the number of heat radiating members 20, and may be the same number as the heat radiating members 20, or may be larger than the heat radiating members 20. May be.
  • 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 21 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 21.
  • the heat conductive oil is provided on the surface of the heat conductive sheet 21, at least the surface where the heat source and the heat conductive sheet 21 come into contact with each other.
  • the "oil” of the heat conductive oil refers to a combustible substance that is liquid or semi-solid at room temperature (arbitrary 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 hinder heat conduction when heat is transferred from a heat source to the heat conduction sheet 21.
  • a hydrocarbon-based oil or a silicone oil can be used as the heat 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.
  • Silicone oil preferably consists 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.
  • the reactive silicone oil includes, for example, various silicone oils such as an amino-modified type, an epoxy-modified type, a carboxy-modified type, a carbinol-modified type, a methacryl-modified type, a mercapto-modified type, and a 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.
  • silicone oil is an oil having excellent heat resistance, cold resistance, viscosity stability, and heat conductivity, it is applied to the surface of the heat conduction sheet 21 and is interposed between the heat source and the heat conduction sheet 21. It is particularly suitable as a sex oil.
  • 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.
  • a thermally conductive filler composed of one or more of metal, ceramics or carbon.
  • the metal include gold, silver, copper, aluminum, beryllium, and tungsten.
  • the 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.
  • the heat conductive oil is interposed between the heat source and the heat conductive sheet 21 and also between the heat conductive sheet 21 and the housing of the battery described later.
  • the heat conductive oil may be applied to the entire surface of the heat conductive sheet 21 or may be applied to a part of the heat conductive sheet 21.
  • the method for allowing the heat conductive oil to exist in the heat conductive sheet 21 is not particularly limited, and any method such as spraying with a spray, coating with a brush, or immersing the heat conductive sheet 21 in the heat conductive oil. It may be due to.
  • the heat conductive oil is not an essential configuration for the heat dissipation structure 1 or the battery described later, but is an additional configuration that can be suitably provided. This also applies to the subsequent embodiments.
  • the heat radiating structure 1 is arranged on the support plate 10 along a direction orthogonal to the longitudinal direction thereof in a state where a plurality of heat radiating members 20 are supported by the groove portion 15.
  • the groove portion 15 is a curved groove portion that opens the heat radiating member 20 side and is recessed in the thickness direction, the radius of curvature R2 thereof is larger than the radius of curvature R1 of the heat radiating member 20, and the depth T thereof is the heat radiating member 20. It is formed so as to be smaller than the circle-equivalent diameter D. As a result, even when the lower ends of the plurality of heat sources are not flat, the contact between the heat conductive sheet 21 and the lower ends is improved.
  • the heat radiating structure 1 sets the number and positions of the grooves 15 in the support plate 10 in consideration of the sizes of a large number of heat sources, and sets the number of heat radiating members 20. By designing the heat dissipation structure 1 in this way, the plurality of heat dissipation members 20 are positioned on the support plate 10.
  • the heat dissipation structure 1 can enhance the uniformity of heat dissipation in each of a large number of heat sources. Further, the heat radiating structure 1 can be positioned by arranging the plurality of heat radiating members 20 in the groove portion 15 of the support plate 10 without connecting them with threads or the like, and can improve productivity. Further, since each heat radiating member 20 has a structure in which the heat conductive sheet 21 is spirally wound around the outer surface of the cushion member 22, the heat radiating structure 1 does not excessively restrain the deformation of the cushion member 22.
  • the plurality of heat radiating members 20 are not limited to being arranged so that the distances between the heat radiating members 20 are evenly spaced. That is, the plurality of groove portions 15 are not limited to being arranged so that the distances between the groove portions 15 rolls are evenly spaced.
  • FIG. 4 shows the heat dissipation structure according to the second embodiment in the same view as that of FIG.
  • the heat radiating structure 1a according to the second embodiment has a structure similar to that of the heat radiating structure 1 according to the first embodiment, but the first embodiment is provided with the support plate 10a instead of the support plate 10. It is different from the heat dissipation structure 1. Since the heat radiating structure 1a has the same configuration as the heat radiating structure 1 according to the first embodiment except for the support plate 10a, detailed description thereof will be omitted.
  • the support plate 10a is preferably a member manufactured by integral molding, unlike the support plate 10 of the first embodiment, which is manufactured by joining the support substrate 11 and the bottom plate 12.
  • the support plate 10a has a plurality of groove portions 15 arranged on a surface facing the heat source along a direction orthogonal to the longitudinal direction of the heat radiating member 20 (left-right direction in FIG. 4), and along the direction orthogonal to the longitudinal direction.
  • a through-passage 17a to be arranged is provided.
  • the gangway 17a is formed by penetrating the support plate 10a in the longitudinal direction (the depth direction of the paper surface in FIG. 4).
  • the gangway 17a is a member that serves as a flow path 43 through which the cooling medium 45 flows in the longitudinal direction, similarly to the gangway 17 of the first embodiment.
  • the through-passage 17a is formed in a circular cross-sectional shape, but the cross-sectional shape of the through-passage 17a is not limited to a circle, for example, a polygon, an ellipse, a semicircle, and a rounded apex. It may be a substantially polygonal shape.
  • the gangway 17a may be composed of a plurality of gangways, for example, two gangways having a semicircular cross section whose cross-sectional circular shape is divided into two vertically or horizontally.
  • the size and position of the gangway 17a are not particularly limited as long as they are at least the size and position where the cooling medium 45 can flow. Further, the number of through-passages 17a included in the heat dissipation structure 1 is not particularly limited. Further, since the material of the support plate 10a and the configuration of the groove portion 15 are the same as those of the support plate 10 of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted. The heat radiating structure 1a configured in this way also has the same effect as that of the first embodiment.
  • FIG. 5 shows a diagram for explaining a manufacturing process of a heat radiating member constituting the heat radiating structure.
  • FIG. 6 shows a diagram for explaining a manufacturing process of a support plate constituting the heat dissipation structure according to the first embodiment.
  • the cushion member 22 having the hollow portion 23 is molded (see a in FIG. 5).
  • the adhesive is applied to the outer surface of the cushion member 22.
  • the band-shaped heat conductive sheet 21 is spirally wound on the outer surface of the cushion member 22, if there is a portion where the heat conductive sheet 21 protrudes from both ends of the cushion member 22, the protruding portion is cut.
  • the cushion member 22 is cut together (see b and c in FIG. 5).
  • the heat conductive oil is applied to the surface of the heat conductive sheet 21.
  • the cushion member 22 and the heat conductive sheet 21 without interposing an adhesive.
  • the cushion member 22 in a state before being completely cured is prepared, and the band-shaped heat conductive sheet 21 is wound around the outer surface thereof. After that, the cushion member 22 is heated and completely cured to fix the heat conductive sheet 21 to the outer surface of the cushion member 22.
  • the cutting step of cutting the portion protruding from both ends of the cushion member 22 of the heat conductive sheet 21 and the coating step of applying the heat conductive oil are not limited to those performed at the above timing.
  • the cutting step may be performed after the coating step.
  • the support substrate 11 and the bottom plate 12 are prepared (see d in FIG. 6).
  • the support substrate 11 is preferably manufactured by cutting, extrusion molding, or the like.
  • the support substrate 11 is formed so that the radius of curvature R2 of the groove 15 is larger than the radius of curvature R1 of the heat radiation member 20 and the depth T of the groove 15 is smaller than the circle-equivalent diameter D of the heat radiation member 20 (see FIG. 2). ).
  • the support plate 10 is manufactured by joining the support substrate 11 and the bottom plate 12 by welding or the like (see e in FIG. 6). At this time, the support substrate 11 and the bottom plate 12 are joined so that the cutout portion 18 provided in the support substrate 11 and the bottom plate 12 face each other.
  • the heat radiating structure 1 is manufactured by arranging a plurality of heat radiating members 20 manufactured by the above manufacturing method in a plurality of groove portions 15 included in the support plate 10 manufactured by the above manufacturing method.
  • the plurality of heat radiating members 20 roll on the slope from the upstream side of the slanted slope in a state where the surface of the support plate 10 having the groove 15 is fixed so as to be slanted with respect to the horizontal plane. Therefore, it is preferable that they are arranged in each of the plurality of groove portions 15.
  • a plurality of heat radiating members 20 can be arranged in the plurality of groove portions 15 by simply rolling the slope of the support plate 10 fixed so as to be inclined diagonally.
  • a plurality of heat radiating members 20 can be easily positioned on the support plate 10 without connecting the heat radiating members 20 with threads or the like, and productivity can be improved.
  • a plurality of heat dissipation members 20 may be arranged on the support substrate 11 before the support substrate 11 and the bottom plate 12 are joined.
  • the heat dissipation structure 1 is manufactured by joining the support substrate 11 on which the plurality of heat dissipation members 20 are arranged and the bottom plate 12.
  • a plurality of heat radiating members 20 manufactured by the above-mentioned manufacturing method are arranged in a plurality of groove portions 15 included in the support plate 10a manufactured by cutting or extruding.
  • the plurality of heat radiating members 20 roll on the slope from the upstream side of the slanted slope in a state where the surface of the support plate 10a provided with the groove 15 is fixed so as to be slanted with respect to the horizontal plane. Therefore, it is preferable that they are arranged in each of the plurality of groove portions 15.
  • the support plate 10a is formed so that the radius of curvature R2 of the groove 15 is larger than the radius of curvature R1 of the heat dissipation member 20 and the depth T of the groove 15 is smaller than the circle-equivalent diameter D of the heat dissipation member 20. Will be done.
  • the heat radiating structure 1a manufactured in this way can also easily position the plurality of heat radiating members 20 to the support plate 10a without connecting the plurality of heat radiating members 20 with threads or the like, thereby improving productivity. Can be planned.
  • FIG. 7 shows a diagram for explaining a suitable manufacturing process of a modified example of the heat radiating member constituting the heat radiating structure.
  • the strip-shaped laminated sheet 28 is manufactured.
  • the heat conductive sheet 21 and the cushion member 22 are preferably fixed with an adhesive.
  • the strip-shaped laminated sheet 28 is wound in a spiral shape and advanced in one direction to manufacture a long heat-dissipating member 20a.
  • an adhesive is not interposed between the heat conductive sheet 21 and the cushion member 22
  • the following method can be exemplified.
  • the heat conductive sheet 21 is attached on the cushion member 22 in an uncured state in which the cushion member 22 is not completely cured. Then, the cushion member 22 is completely cured by heating.
  • the heat radiating member 20a includes a hollow portion 23a penetrating in the longitudinal direction thereof. Unlike the heat radiating member 20 in the above-described embodiment, the hollow portion 23a also penetrates in the direction of the outer surface of the heat radiating member 20a.
  • the cushion member 22 is arranged inside the heat conductive sheet 21, and the heat conductive sheet 21 and the cushion member 22 have a form of integrally traveling in one direction in a spiral shape. Since the heat radiating member 20a has a spiral shape as a whole, it is easier to expand and contract in the longitudinal direction of the heat radiating member 20a than the heat radiating member 20 described above.
  • the heat radiating structure 1a can also be provided with the heat radiating member 20a instead of the heat radiating member 20.
  • the heat radiating structure 1a can be manufactured by the same manufacturing method as the above-mentioned heat radiating structure 1a except that the heat radiating member 20 is replaced with the heat radiating member 20a.
  • FIG. 8 shows a vertical cross-sectional view of a battery including a heat dissipation structure.
  • the "vertical cross-sectional view” means a view that vertically cuts from the upper opening surface inside the housing of the battery to the bottom.
  • the battery 40 is, for example, a battery for an electric vehicle and includes a large number of battery cells 50.
  • the battery 40 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 provided so as to project 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 battery cell 50 is arranged in the housing 41 so as to sandwich the heat radiating structure 1 with the bottom portion 42 of the housing 41.
  • a flow path 43 (through path 17) for flowing cooling water, which is an example of the cooling medium 45, is provided.
  • the battery 40 includes a battery cell 50 as one or two or more heat sources in the housing 41.
  • a plurality of heat radiating members 20 provided in the heat radiating structure 1 are interposed between the battery cell 50 and the cooling medium 45.
  • the battery cell 50 transfers heat to the cooling medium 45 flowing through the flow path 43 (through path 17) through the heat radiating member 20, and is effectively removed by water cooling.
  • the heat radiating structure 1 When the battery cell 50 is set in the housing 41 (see FIG. 8), the heat radiating structure 1 is compressed in the thickness direction of the heat radiating structure 1 between the battery cell 50 and the bottom portion 42. As a result, the heat from the battery cell 50 is easily transferred to the heat conductive sheet 21, the support plate 10, the flow path 43, and the cooling medium 45. Further, when the heat radiating structure 1 is compressed in the thickness direction by the battery cell 50, the heat radiating structure 1 is compressed to a position where the length of the heat radiating member 20 in the thickness direction becomes the depth T of the groove portion 15. NS. That is, the heat radiating member 20 is not compressed to a position where the length in the thickness direction is smaller than the depth T of the groove portion 15.
  • the battery 40 may include the above-mentioned heat dissipation structure 1a instead of the heat dissipation structure 1.
  • FIG. 9 shows a cross-sectional view when the battery cell is laid horizontally so as to be in contact with the side surface of the battery cell on the heat radiating structure, a partially enlarged view thereof, and a partial cross-sectional view when the battery cell expands during charging and discharging. Each is shown.
  • the battery cell 50 may be arranged so that the side surface of the battery cell 50 is in contact with the heat radiating members 20 and 20a of the heat radiating structure 1.
  • the temperature of the battery cell 50 rises during charging and discharging. If the container itself of the battery cell 50 is made of a flexible material, the side surface of the battery cell 50 may bulge in particular. Even in such a case, as shown in FIG.
  • the heat radiating members 20 and 20a constituting the heat radiating structure 1 can be deformed according to the shape of the outer surface of the battery cell 50, the heat radiating property can be improved even during charging and discharging. Can be kept high.
  • the battery cell 50 may be arranged so that the side surface of the battery cell 50 is in contact with the heat radiating members 20 and 20a of the heat radiating structure 1a.
  • the support plates 10 and 10a may be formed with one or more positioning holes through which a positioning pin provided in the housing 41 (bottom 42 or the like) of the battery 40 can be inserted.
  • the positioning hole is a hole through which a positioning pin protruding from the bottom 42 of the battery 40 can be inserted. By inserting the positioning pin into the positioning hole, positioning of the battery 40 and the heat dissipation structures 1, 1a becomes easy.
  • the shapes and positions of the positioning holes and the positioning pins are not particularly limited.
  • the support plate 10 is composed of the support substrate 11 and the bottom plate 12, but the support plate 10 does not have to be provided with the bottom plate 12. That is, the support plate 10 may be composed of only the support substrate 11. In this case, when the support plate 10 is installed in the battery 40, the support plate 10 may be installed so that the surface of the support plate 10 on the cutout portion 18 side is placed on the bottom portion 42 of the housing 41. .. As a result, the cutout portion 18 and the bottom portion 42 can form a flow path 43 through which the cooling medium 45 flows in the longitudinal direction.
  • the support plates 10 and 10a are not particularly limited in their form, and are provided with a plurality of groove portions 15 for supporting at least a plurality of heat radiating members 20 and 20a along a direction orthogonal to the longitudinal direction of the heat radiating members 20 and 20a. If so, for example, the through-passages 17 and 17a may not be provided. In this case, it is preferable that the battery 40 is provided with one or a plurality of water cooling pipes 43 in order to allow the cooling medium 45 to flow through the bottom portion 42 of the housing 41.
  • the heat radiating member 20 does not have to have the hollow portion 23 formed in the cushion member 22.
  • the heat radiating member 20 has a structure in which the cushion member 22 is filled in the hollow portion of the spiral heat conductive sheet 21.
  • the hollow portion may not be formed in the cushion member 22 as long as it is formed by at least the winding structure of the heat conductive sheet 21 among the heat conductive sheet 21 and the cushion member 22.
  • the heat conductive sheet 21 included in the heat radiating member 20 does not have to have a shape that advances while winding in a spiral shape as long as it has a shape that covers at least the outer surface of the cushion member 22.
  • the heat radiating member 20 may be in a form of, for example, covering the outer surface of the cushion member 22 with a single flat heat conductive sheet 21.
  • the spiral cushion member 22 in the heat radiating member 20a is not limited to the same width as the heat conductive sheet 21, and may be larger or smaller than the width of the heat conductive sheet 21.
  • 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.
  • the heat source may be an electronic component such as a capacitor and an IC chip.
  • the cooling medium 45 may be not only cooling water but also an organic solvent, liquid nitrogen, or a cooling gas.
  • the heat dissipation structures 1, 1a may be arranged in a structure other than the battery 40, for example, an electronic device, a home appliance, a power generation device, or the like.
  • the plurality of components of each of the above-described embodiments can be freely combined except when they cannot be combined with each other.
  • the heat dissipation structure 1a may be provided in the battery 40.
  • the heat conductive member 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.
  • the battery according to the present invention can be used not only as a battery for automobiles but also as a battery that can be charged and discharged for home use and a battery for electronic devices such as PCs.

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Abstract

【課題】　熱源の種々の形態に順応可能で、弾性変形性に富み、放熱効率に優れ、複数の熱源各々の放熱性の均一化を高め、かつ生産性の向上を図ることができる放熱構造体およびバッテリーを提供する。　【解決手段】　本発明は、複数の放熱部材２０と、複数の放熱部材２０を支持する支持板１０と、を備える放熱構造体１であって、放熱部材２０は、中空若しくは中実の形状を有する複数のクッション部材２２と、クッション部材２２の外側面を覆う熱伝導シート２１と、を備え、支持板１０は、放熱部材２０を支持する溝部１５を放熱部材２０の長手方向と直交する方向に沿って複数備え、溝部１５は、放熱部材２０側を開口して厚さ方向に窪む湾曲した溝部であって、その曲率半径Ｒ２が放熱部材２０の曲率半径Ｒ１より大きく、かつその深さＴが放熱部材２０の円換算直径Ｄより小さくなるよう形成される放熱構造体１およびバッテリーに関する。

Description

放熱構造体およびそれを備えるバッテリー クロスリファレンス
　本出願は、２０２０年５月２８日に日本国において出願された特願２０２０－０９２９６７に基づき優先権を主張し、当該出願に記載された内容は、本明細書に援用する。また、本願において引用した特許、特許出願及び文献に記載された内容は、本明細書に援用する。
　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。
　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。
　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）等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）。
　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が重要である。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。
　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。
特開２００８－２４３９９９
　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非平滑な表面状態を含む）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。また、高い伝熱効率を実現するためには、多数のバッテリーセルの温度が均一となるように、多数のバッテリーセル各々から均一に放熱させることが望ましい。さらには、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放熱構造体が望まれている。また、放熱構造体の生産性の向上を図ることも求められている。これは、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。このような要望に応えることは、「すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する」という本出願人の持続可能な開発目標の達成にも資する。
　本発明は、上記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、弾性変形性に富み、放熱効率に優れ、複数の熱源各々における放熱性の均一化を高め、かつ生産性の向上を図ることができる放熱構造体、およびそれを備えるバッテリーを提供することを目的とする。
（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、熱源からの放熱を高める複数の放熱部材と、当該複数の放熱部材を支持する支持板と、を備える放熱構造体であって、前記放熱部材は、中空若しくは中実の形状を有する複数のクッション部材と、前記熱源からの熱を伝えるためのシートであって、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、前記支持板は、前記放熱部材を支持する溝部を前記放熱部材の長手方向と直交する方向に沿って複数備え、前記溝部は、前記放熱部材側を開口して厚さ方向に窪む湾曲した溝部であって、その曲率半径が前記放熱部材の曲率半径より大きく、かつその深さが前記放熱部材の円換算直径より小さくなるよう形成される。
（２）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記支持板は、前記長手方向に冷却媒体を流す少なくとも１以上の流路を備えても良い。
（３）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記流路は、前記支持板を貫通する貫通路であっても良い。
（４）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記支持板は、金属製の板状部材であっても良い。
（５）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記放熱部材は、前記長手方向に沿う中空部を備える筒状部材であっても良い。
（６）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、前記長手方向に前記中空部を備える筒状クッション部材であり、前記熱伝導シートは、前記筒状クッション部材の外側面を前記長手方向に向かってスパイラル状に巻回していても良い。
（７）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記熱伝導シートと前記クッション部材は、一体にてスパイラル状に一方向に進行する形態を有しても良い。
（８）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しても良い。
（９）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、を含んでも良い。
（１０）一実施形態に係るバッテリーは、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。
　本発明によれば、熱源の種々の形態に順応可能であって、弾性変形性に富み、放熱効率に優れ、かつ複数の熱源各々における放熱性の均一化を高め、かつ生産性の向上を図ることができる放熱構造体、およびそれを備えるバッテリーを提供できる。
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におけるＡ－Ａ線断面図およびその一部Ｃの拡大図をそれぞれ示す。 図３は、図１におけるＢ－Ｂ線断面図を示す。 図４は、第２実施形態に係る放熱構造体を図２と同視の図にて示す。 図５は、放熱構造体を構成している放熱部材の製造工程を説明するための図を示す。 図６は、第１実施形態に係る放熱構造体を構成している支持板の製造工程を説明するための図を示す。 図７は、放熱構造体を構成している放熱部材の変形例の好適な製造工程を説明するための図を示す。 図８は、放熱構造体を備えるバッテリーの縦断面図を示す。 図９は、放熱構造体の上に、バッテリーセルの側面を接触させるように横置きにしたときの断面図、その一部拡大図および充放電時にバッテリーセルが膨張した際の一部断面図をそれぞれ示す。
１，１ａ・・・放熱構造体、１０，１０ａ・・・支持板、１５・・・溝部、１７，１７ａ・・・貫通路、２０，２０ａ・・・放熱部材、２１・・・熱伝導シート、２２・・・クッション部材、２３，２３ａ・・・中空部、４０・・・バッテリー、４１・・・筐体、４３・・・流路、４５・・・冷却媒体、５０・・・バッテリーセル（熱源の一例）、Ｒ１・・・放熱部材の曲率半径、Ｒ２・・・溝部の曲率半径、Ｔ・・・溝部の深さ、Ｄ・・・放熱部材の円換算直径。
　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。
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におけるＡ－Ａ線断面図およびその一部Ｃの拡大図をそれぞれ示す。図３は、図１におけるＢ－Ｂ線断面図を示す。なお、この実施形態において、熱源は、図２および図３の紙面上方に配置されるものとする。以後の実施形態においても同様である。また、図１は、放熱構造体１は、１０本の放熱部材２０を備えているが、放熱部材２０の数は特に限定されない。以後の実施形態においても同様である。
（１）概略構成
　第１実施形態に係る放熱構造体１は、熱源からの放熱を高める複数の放熱部材２０と、複数の放熱部材２０を支持する支持板１０と、を備える部材である。放熱部材２０は、中空若しくは中実の形状を有する複数のクッション部材２２と、熱源からの熱を伝えるためのシートであって、クッション部材２２の外側面を覆う熱伝導シート２１と、を備える。支持板１０は、放熱部材２０を支持する溝部１５を放熱部材２０の長手方向と直交する方向（図１の左右方向）に沿って複数備える。溝部１５は、放熱部材２０側を開口して厚さ方向に窪む湾曲した溝部である。溝部１５は、その曲率半径Ｒ２が放熱部材２０の曲率半径Ｒ１より大きく、かつその深さＴが放熱部材２０の円換算直径Ｄより小さくなるよう形成される（図２を参照）。放熱部材２０は、「熱伝導部材」または「伝熱部材」と称しても良い。なお、「曲率半径」とは、放熱部材２０および溝部１５をその長手方向と垂直に切断したときの断面における曲線の曲がり具合を最もよく近似する真円の半径を意味する。また、「円換算直径」とは、放熱部材２０をその長手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。これらは、以後の実施形態においても同様である。
（２）熱伝導シート
　熱伝導シート２１は、好ましくは、スパイラル状に巻回しながら進行する形状のシートである。熱伝導シート２１は、その構成材料を問わないが、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２１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２１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２１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２１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。
　熱伝導シート２１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２１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２１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２１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２１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、Ａｌ２Ｏ３、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２１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、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ｃＢＮ、ｈＢＮなどの熱伝導性の比較的高いものを選択できる。
　熱伝導シート２１は、導電性に優れるか否かは問わない。熱伝導シート２１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２１は、好ましくは、グラファイト製のフィルムであり、熱伝導性と導電性に優れる材料から成る。熱伝導シート２１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２１の熱伝導率は、その厚さが増加するほど厚さ方向で低下するが、熱伝送量は厚い方が多くなるため、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。
（３）クッション部材
　クッション部材２２の重要な機能は変形容易性と、回復力である。回復力は、弾性変形性による。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てあ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２２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。
　クッション部材２２は、この実施形態では放熱部材２０の長手方向に中空部２３を備える筒状クッション部材である。クッション部材２２は、熱伝導シート２１に接触する熱源が平坦でない場合でも、熱伝導シート２１と熱源との接触を良好にする。さらに、中空部２３は、クッション部材２２の変形を容易にし、加えて放熱構造体１の軽量化に寄与し、また、熱伝導シート２１と熱源との接触を高める機能を有する。クッション部材２２は、熱伝導シート２１に加わる荷重によって熱伝導シート２１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。この実施形態では、クッション部材２２は、熱伝導シート２１に比べて低熱伝導性の部材である。なお、この実施形態では、中空部２３は、断面円形状に形成されているが、中空部２３の断面形状は円に限定されず、例えば、多角形、楕円形、半円形、頂点が丸みを帯びた略多角形等であっても良い。また、中空部２３は、例えば、断面円形状が上下または左右に２つに分割された２つの断面半円形状の中空部等、複数の中空部から構成されていても良い。なお、クッション部材２２は、中空部２３を備えていない中実の形状であっても良い。
　クッション部材２２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２２は、熱伝導シート２１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２２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２２は、その熱伝導性を少しでも高めるために、ゴム中にＡｌ２Ｏ３、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２２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２２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。例えば、クッション部材２２は、バネ鋼で構成することも可能である。さらに、クッション部材２２として、コイルバネを配置することも可能である。また、スパイラル状に巻いた金属をバネ鋼にしてクッション部材として熱伝導シート２１の環状裏面に配置しても良い。また、クッション部材２２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。
（４）支持板
　支持板１０は、好ましくは、金属製の板状部材である。支持板１０は、より好ましくは、アルミニウム、銅、それらの内の少なくとも１つを含む合金等の熱伝導性の比較的高いものから構成される。ただし、支持板１０は、樹脂および／またはセラミックスを含んでいても良いし、上記金属に代えて樹脂および／またはセラミックスから構成されていても良い。樹脂およびセラミックスとしては、例えば、先述の熱伝導シート２１の構成材料と同様の材料を挙げることができる。
　支持板１０は、好ましくは、放熱部材２０を支持する複数の溝部１５を備える支持基板１１と、底板１２と、を備える。支持基板１１は、好ましくは、放熱部材２０の長手方向と直交する方向（図２の左右方向）に沿って熱源と対向する面に配置される複数の溝部１５と、当該長手方向と直交する方向に沿って底板１２と対向する面に配置される複数の切り欠き部１８と、を備える（後述の図７を参照）。溝部１５は、放熱部材２０側（熱源側）を開口して厚さ方向（図２の上下方向）に窪む湾曲した溝部である。切り欠き部１８は、好ましくは、底板１２側を開口して厚さ方向（図２の上下方向）に矩形状に切り欠かれた溝部である。切り欠き部１８は、好ましくは、長手方向（図２の紙面奥行方向）に貫通して形成される。底板１２は、好ましくは、支持基板１１の切り欠き部１８が形成されている面と接合する平板状の部材である。支持板１０は、支持基板１１と底板１２とが接合されることにより、切り欠き部１８と底板１２とにより支持板１０を長手方向に貫通する貫通路１７を形成する。貫通路１７は、長手方向に冷却媒体４５を流す流路４３としての役割を果たす部材である。なお、切り欠き部１８の大きさおよび形状は、少なくとも冷却媒体４５を流すことが可能な大きさおよび形状であれば、特に制約されない。また、放熱構造体１が備える切り欠き部１８の個数は、特に制約されない。また、支持板１０は、支持基板１１と底板１２とが一体成形されていても良い。また、冷却媒体４５は、「冷却部材」あるいは「冷却剤」と読み替えても良い。冷却媒体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。冷却媒体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。また、「支持板」は、放熱部材２０から冷却媒体へと熱を伝えて熱源を冷却する板部材であることから、「冷却板」と言い換えても良い。
　放熱部材２０は、熱源からの押圧を受けて上下方向、すなわち熱源から冷却媒体４５を流す流路４３に向かう方向に潰れる。放熱部材２０がほとんど潰れない場合には、熱伝導シート２１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２０の上下方向に圧縮されたときの厚みは、少なくとも、放熱部材２０の管径（＝円換算直径：Ｄ）の８０％である。溝部１５は、その深さＴが放熱部材２０円換算直径Ｄより小さくなるよう形成される。溝部１５は、好ましくは、その深さＴが少なくとも放熱部材２０の管径の８０％（０．８Ｄ）以下となるよう形成される（図２の一部Ｃの拡大図を参照）。この実施形態では、溝部１５は、その深さＴが放熱部材２０の管径の８０％（０．８Ｄ）となるよう形成される。ここで、溝部１５の深さＴは、支持基板１１の熱源と対向する面から溝部１５の底部までの長さである。溝部１５をこのように形成することにより、熱源と放熱部材２０とを確実に接触させることができ、放熱部材２０を少なくとも先述の上下方向に圧縮されたときの適切な厚みまで圧縮させることができる。
　また、溝部１５は、その曲率半径Ｒ２が放熱部材２０の曲率半径Ｒ１（＝０．５Ｄ）より大きくなるよう形成される。溝部１５をこのように形成することにより、放熱部材２０が熱源からの押圧を受けて潰れる際に、放熱部材２０が溝部１５の湾曲面に沿って略楕円状に変形することができる（図２の一部Ｃの拡大図を参照）。よって、放熱構造体１は、例えば、溝部１５の曲率半径Ｒ２が放熱部材２０の曲率半径Ｒ１より小さい場合や支持板１０が溝部１５を備えない場合に比べて、放熱部材２０が熱源からの押圧を受けて潰れる際の放熱部材２０と支持板１０との接触面積が大きくなる。また、溝部１５は、その長手方向の長さＬ２が放熱部材２０の長手方向の長さＬ１より長くなるよう構成されることが好ましい（図３を参照）。このように構成されることにより、支持板１０は、熱源からの押圧により放熱部材２０がその長手方向に伸縮した場合であっても、確実に放熱部材２０を支持することができる。しかし、支持板１０は、溝部１５の長手方向の長さＬ２が放熱部材２０の長手方向の長さＬ１と同一となるよう構成されていても良い。なお、放熱構造体１が備える溝部１５の個数は、少なくとも放熱部材２０の個数以上であれば特に制約されず、例えば、放熱部材２０と同数であっても良いし、放熱部材２０より多数であっても良い。
（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２１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２１の熱伝導性を向上させる機能を有する。
　熱伝導性オイルは、熱伝導シート２１の表面、少なくとも熱源と熱伝導シート２１とが接触する面に備えられている。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２１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。
　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２１の表面に塗布して、熱源と熱伝導シート２１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。
　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。
　熱伝導性オイルは、熱源と熱伝導シート２１との間に介在する他、熱伝導シート２１と後述のバッテリーの筐体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２１の全面に塗布されていても、熱伝導シート２１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２１に存在させる方法は、特に制約はなく、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２１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あるいは後述のバッテリー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、以後の実施形態においても同様である。
　放熱構造体１は、複数の放熱部材２０が溝部１５に支持された状態で、その長手方向と直交する方向に沿って支持板１０上に配置される。溝部１５は、放熱部材２０側を開口して厚さ方向に窪む湾曲した溝部であって、その曲率半径Ｒ２が放熱部材２０の曲率半径Ｒ１より大きく、かつその深さＴが放熱部材２０の円換算直径Ｄより小さくなるよう形成される。これにより、複数の熱源の下端部が平坦でない場合でも、熱伝導シート２１と当該下端部との接触が良好になる。高い伝熱効率を実現するためには、多数の熱源各々の温度が均一となるように、多数の熱源各々から均一に放熱させることが望ましい。そのためには、各熱源に接触する放熱部材２０の数が均一となるように、複数の放熱部材２０を配置することが好ましい。放熱構造体１は、多数の熱源の大きさを考慮して支持板１０における溝部１５の数および位置を設定し、放熱部材２０の数を設定することが好ましい。このように放熱構造体１を設計することにより、複数の放熱部材２０が支持板１０に位置決めされる。よって、放熱構造体１は、多数の熱源各々における放熱性の均一化を高めることができる。また、放熱構造体１は、複数の放熱部材２０を糸等で連結することなく、支持板１０の溝部１５に配置させることにより位置決めを行うことができ、生産性の向上を図ることができる。また、放熱構造体１は、各放熱部材２０がクッション部材２２の外側面に熱伝導シート２１をスパイラル状に巻いた構造を有しているため、クッション部材２２の変形を過度に拘束しない。なお、複数の放熱部材２０は、放熱部材２０間の距離が等間隔となるよう配置されることに限定されない。すなわち、複数の溝部１５は、溝部１５巻の距離が等間隔となるよう配置されることに限定されない。
（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。
　図４は、第２実施形態に係る放熱構造体を図２と同視の図にて示す。
　第２実施形態に係る放熱構造体１ａは、第１実施形態に係る放熱構造体１と類似の構造を有するが、支持板１０に代えて、支持板１０ａを備える点において、第１実施形態に係る放熱構造体１と異なる。なお、放熱構造体１ａは、支持板１０ａ以外の構成は、第１実施形態に係る放熱構造体１と同様のため、詳細な説明を省略する。
　支持板１０ａは、好ましくは、支持基板１１と底板１２とが接合して製造される第１実施形態の支持板１０と異なり、一体成形により製造される部材である。支持板１０ａは、放熱部材２０の長手方向と直交する方向（図４の左右方向）に沿って熱源と対向する面に配置される複数の溝部１５と、当該長手方向と直交する方向に沿って配置される貫通路１７ａと、を備える。貫通路１７ａは、支持板１０ａを長手方向（図４の紙面奥行方向）に貫通して形成される。貫通路１７ａは、第１実施形態の貫通路１７と同様に、長手方向に冷却媒体４５を流す流路４３としての役割を果たす部材である。なお、この実施形態では、貫通路１７ａは、断面円形状に形成されているが、貫通路１７ａの断面形状は円に限定されず、例えば、多角形、楕円形、半円形、頂点が丸みを帯びた略多角形等であっても良い。また、貫通路１７ａは、例えば、断面円形状が上下または左右に２つに分割された２つの断面半円形状の貫通路等、複数の貫通路から構成されていても良い。また、貫通路１７ａの大きさおよび位置は、少なくとも冷却媒体４５を流すことが可能な大きさおよび位置であれば、特に制約されない。また、放熱構造体１が備える貫通路１７ａの個数は、特に制約されない。また、支持板１０ａの材料および溝部１５の構成は、第１実施形態の支持板１０と同様であるため、詳細な説明を省略する。このように構成された放熱構造体１ａもまた、第１実施形態と同様の効果を奏する。
２．放熱構造体の製造方法
　次に、第１実施形態に係る放熱構造体１の好適な製造方法の一例を説明する。
　図５は、放熱構造体を構成している放熱部材の製造工程を説明するための図を示す。図６は、第１実施形態に係る放熱構造体を構成している支持板の製造工程を説明するための図を示す。
　まず、放熱構造体１を構成している放熱部材２０の好適な製造方法の一例を説明する。まず、中空部２３を有するクッション部材２２を成形する（図５のａを参照）。次に、クッション部材２２の外側面に接着剤を塗布する。次に、帯状の熱伝導シート２１を、クッション部材２２の外側面上にスパイラル状に巻いた後、熱伝導シート２１がクッション部材２２の両端からはみ出した部分があれば、そのはみ出した部分をカット若しくはクッション部材２２ごとカットする（図５のｂおよびｃを参照）。最後に、熱伝導シート２１の表面に、熱伝導性オイルを塗布する。クッション部材２２と熱伝導シート２１との間に接着剤を介在させないで固定することも可能である。その場合には、完全硬化する前の状態のクッション部材２２を用意して、その外側面に帯状の熱伝導シート２１を巻く。その後、クッション部材２２を加温して完全硬化させて、クッション部材２２の外側面に熱伝導シート２１を固定する。
　熱伝導シート２１のクッション部材２２の両端からはみ出した部分をカットするカット工程および熱伝導性オイルを塗布する塗布工程は、上述のタイミングで行うことに限定されない。例えば、カット工程は、塗布工程後に行っても良い。
　次に、放熱構造体１を構成している支持板１０の好適な製造方法の一例を説明する。まず、支持基板１１および底板１２を用意する（図６のｄを参照）。支持基板１１は、好ましくは、切削加工や押し出し成形等により製造される。支持基板１１は、溝部１５の曲率半径Ｒ２が放熱部材２０の曲率半径Ｒ１より大きく、かつ溝部１５の深さＴが放熱部材２０の円換算直径Ｄより小さくなるよう成形される（図２を参照）。次に、支持基板１１と底板１２とを溶接等により接合することにより、支持板１０が製造される（図６のｅを参照）。このとき、支持基板１１が備える切り欠き部１８と底板１２とが対向するように、支持基板１１と底板１２とが接合される。
　放熱構造体１は、上述の製造方法により製造された支持板１０が備える複数の溝部１５に、上述の製造方法により製造された複数の放熱部材２０をそれぞれ配置することにより製造される。この場合、複数の放熱部材２０は、支持板１０の溝１５を備える面が水平面に対して斜めに傾斜するように固定された状態で、斜めに傾斜した斜面の上流側から当該斜面を転がることにより、複数の溝部１５それぞれに配置されることが好ましい。このように製造された放熱構造体１は、斜めに傾斜するよう固定された支持板１０の斜面を転がすだけで複数の放熱部材２０を複数の溝部１５にそれぞれ配置することができるため、複数の放熱部材２０を糸等で連結することなく、容易に複数の放熱部材２０を支持板１０に位置決めすることができ、生産性の向上を図ることができる。なお、放熱構造体１は、支持基板１１と底板１２とを接合する前に、支持基板１１に複数の放熱部材２０を配置しても良い。この場合、放熱構造体１は、複数の放熱部材２０が配置された支持基板１１と底板１２とが接合されることにより製造される。
　第２実施形態に係る放熱構造体１ａは、切削加工や押し出し成形等により製造された支持板１０ａが備える複数の溝部１５に、上述の製造方法により製造された複数の放熱部材２０をそれぞれ配置することにより製造される。この場合、複数の放熱部材２０は、支持板１０ａの溝１５を備える面が水平面に対して斜めに傾斜するように固定された状態で、斜めに傾斜した斜面の上流側から当該斜面を転がることにより、複数の溝部１５それぞれに配置されることが好ましい。支持板１０ａは、支持板１０と同様に、溝部１５の曲率半径Ｒ２が放熱部材２０の曲率半径Ｒ１より大きく、かつ溝部１５の深さＴが放熱部材２０の円換算直径Ｄより小さくなるよう成形される。このように製造された放熱構造体１ａもまた、複数の放熱部材２０を糸等で連結することなく、容易に複数の放熱部材２０を支持板１０ａに位置決めすることができ、生産性の向上を図ることができる。
　放熱構造体１の変形例の好適な製造方法の一例を説明する。この変形例において、上述の放熱構造体１を構成している放熱部材２０を放熱部材２０ａに代える点以外は、上述の放熱構造体１と同様の製造方法により製造されているため、詳細な説明を省略する。以下、放熱部材２０ａの好適な製造方法について説明する。
　図７は、放熱構造体を構成している放熱部材の変形例の好適な製造工程を説明するための図を示す。
　まず、帯状の積層シート２８を製造する。帯状の積層シート２８の製造において、熱伝導シート２１とクッション部材２２とは、好ましくは接着剤にて固定されている。次に、帯状の積層シート２８を、スパイラル状に巻回しながら一方向に進行させて、長尺状の放熱部材２０ａを製造する。熱伝導シート２１とクッション部材２２との間に接着剤を介在させない製造方法としては、以下のような方法を例示できる。例えば、クッション部材２２が完全には硬化していない未硬化状態で、熱伝導シート２１をクッション部材２２の上に貼る。その後、加温により、クッション部材２２を完全に硬化させる。
　帯状の積層シート２８をスパイラル状に巻回した後、積層シート２８の両端をカットして形状を整えても良い。最後に、熱伝導シート２１の表面に、熱伝導性オイルを塗布する。放熱部材２０ａは、その長手方向に貫通する中空部２３ａを備えている。中空部２３ａは、上述の実施形態における放熱部材２０と異なり、放熱部材２０ａの外側面方向にも貫通している。このように、クッション部材２２は、熱伝導シート２１の内側に配置され、熱伝導シート２１とクッション部材２２は、一体にてスパイラル状に一方向に進行する形態を有する。放熱部材２０ａは、その全体がスパイラル状であるため、上述の放熱部材２０に比べて、放熱部材２０ａの長手方向に伸縮容易である。
　なお、放熱構造体１ａもまた、放熱部材２０に代えて放熱部材２０ａを備えることができる。この場合、放熱構造体１ａは、放熱部材２０を放熱部材２０ａに代える点以外は、先述の放熱構造体１ａと同様の製造方法により製造することができる。
３．バッテリー
　次に、本実施形態に係るバッテリーについて説明する。
　図８は、放熱構造体を備え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上方開口面から底部へと垂直に切断する図を意味する。
　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５０を備える。バッテリー４０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）。バッテリーセル５０は、筐体４１の底部４２との間に、放熱構造体１を挟むようにして筐体４１内に配置される。放熱構造体１の底部４２側には、冷却媒体４５の一例である冷却水を流すための流路４３（貫通路１７）が備えられている。
　バッテリー４０は、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を備える。放熱構造体１に備えられる複数の放熱部材２０は、バッテリーセル５０と冷却媒体４５との間に介在する。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、放熱部材２０を通じて流路４３（貫通路１７）を流れる冷却媒体４５に伝熱して、水冷によって効果的に除熱される。
　バッテリーセル５０を筐体４１内にセットした状態では（図８参照）、放熱構造体１は、バッテリーセル５０と底部４２との間において、放熱構造体１の厚さ方向に圧縮される。この結果、バッテリーセル５０からの熱は、熱伝導シート２１、支持板１０、流路４３、冷却媒体４５へと伝わりやすくなる。また、バッテリーセル５０により放熱構造体１がその厚さ方向に圧縮される場合、放熱構造体１は、放熱部材２０の厚さ方向の長さが溝部１５の深さＴとなる位置まで圧縮される。すなわち、放熱部材２０は、その厚さ方向の長さが溝部１５の深さＴより小さくなる位置まで圧縮されない。このため、バッテリーセル５０からの押圧により放熱部材２０が当該厚さ方向（上下方向）に圧縮されても、バッテリーセル５０が支持板１０に接触して、放熱部材２０が溝部１５の深さＴよりも圧縮されることを抑制することができる。溝部１５の深さＴは、放熱部材２０の円換算直径Ｄの８０％の厚さ（０．８Ｄ）であることが好ましい。また、放熱構造体１は支持板１０を備えるため、作業者が支持板１０を持ってバッテリー４０に放熱構造体１を取り付けることができ、作業性が向上する。なお、バッテリー４０は、放熱構造体１に代えて、先述の放熱構造体１ａを備えていても良い。
４．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。
　図９は、放熱構造体の上に、バッテリーセルの側面を接触させるように横置きにしたときの断面図、その一部拡大図および充放電時にバッテリーセルが膨張した際の一部断面図をそれぞれ示す。
　先述の第１実施形態では、バッテリーセル５０を縦にしてその下端に放熱構造体１を接触せしめている状況について説明したが、バッテリーセル５０の配置形態は、これに限定されない。図９に示すように、バッテリーセル５０の側面を放熱構造体１の各放熱部材２０，２０ａに接触させるように、バッテリーセル５０を配置しても良い。バッテリーセル５０は、充電および放電の際に温度上昇する。バッテリーセル５０の容器自体が柔軟性に富む材料にて形成されていると、バッテリーセル５０の特に側面が膨らむ可能性がある。そのような場合でも、図９に示すように、放熱構造体１の構成している各放熱部材２０，２０ａがバッテリーセル５０の外面の形状に合わせて変形できるので、充放電時にも放熱性を高く維持できる。また、先述の第２実施形態においても同様に、バッテリーセル５０の側面を放熱構造体１ａの各放熱部材２０，２０ａに接触させるように、バッテリーセル５０を配置しても良い。
　また、支持板１０，１０ａは、バッテリー４０の筐体４１（底部４２等）に備えられた位置決めピンを挿通可能な１以上の位置決め穴が形成されていても良い。位置決め穴は、バッテリー４０の底部４２から突出した位置決めピンを挿通可能な穴である。位置決め穴に位置決めピンが挿通することにより、バッテリー４０と放熱構造体１，１ａとの位置決めが容易となる。なお、位置決め穴および位置決めピンの形状および位置は、特に制約はない。
　また、先述の第１実施形態において、支持板１０は支持基板１１と底板１２とから構成されていたが、支持板１０は、底板１２を備えていなくても良い。すなわち、支持板１０は、支持基板１１のみから構成されていても良い。この場合、支持板１０がバッテリー４０に設置される際に、支持板１０の切り欠き部１８側の面が筐体４１の底部４２上に載置されるように支持板１０を設置すればよい。これにより、切り欠き部１８と底部４２とにより長手方向に冷却媒体４５を流す流路４３を形成することができる。
　また、支持板１０，１０ａは、その形態に特に制約はなく、少なくとも複数の放熱部材２０，２０ａを支持する複数の溝部１５を、放熱部材２０，２０ａの長手方向と直交する方向に沿って備えていれば、例えば、貫通路１７，１７ａを備えていなくても良い。この場合、バッテリー４０は、筐体４１の底部４２に冷却媒体４５を流すために、１または複数の水冷パイプ４３が備えられていることが好ましい。
　また、放熱部材２０は、クッション部材２２に中空部２３が形成されていなくても良い。その場合、放熱部材２０は、スパイラル状の熱伝導シート２１の中空部内にクッション部材２２を充填した構成を有する。中空部は、熱伝導シート２１およびクッション部材２２のうち、少なくとも熱伝導シート２１の巻回構造によって形成されていれば、クッション部材２２に形成されていなくとも良い。
　また、放熱部材２０が備える熱伝導シート２１は、少なくともクッション部材２２の外側面を覆う形状であれば、スパイラル状に巻回しながら進行する形状でなくても良い。放熱部材２０は、例えば、クッション部材２２の外側面を平面状の１枚の熱伝導シート２１で覆う形態であっても良い。
　また、放熱部材２０ａにおけるスパイラル状のクッション部材２２は、熱伝導シート２１の幅と同一に限定されず、熱伝導シート２１の幅に対して大きくても、あるいは小さくても良い。
　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、冷却媒体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１，１ａ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。
　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、放熱構造体１ａは、バッテリー４０に備えられていても良い。
　本発明に係る熱伝導部材は、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。

Claims (10)

  1. 　熱源からの放熱を高める複数の放熱部材と、当該複数の放熱部材を支持する支持板と、を備える放熱構造体であって、
    　前記放熱部材は、
    　中空若しくは中実の形状を有する複数のクッション部材と、
    　前記熱源からの熱を伝えるためのシートであって、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、
    　前記支持板は、前記放熱部材を支持する溝部を前記放熱部材の長手方向と直交する方向に沿って複数備え、
    　前記溝部は、前記放熱部材側を開口して厚さ方向に窪む湾曲した溝部であって、その曲率半径が前記放熱部材の曲率半径より大きく、かつその深さが前記放熱部材の円換算直径より小さくなるよう形成されることを特徴とする放熱構造体。
  2. 　前記支持板は、前記長手方向に冷却媒体を流す少なくとも１以上の流路を備えることを特徴とする請求項１に記載の放熱構造体。
  3. 　前記流路は、前記支持板を貫通する貫通路であることを特徴とする請求項１または２に記載の放熱構造体。
  4. 　前記支持板は、金属製の板状部材であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放熱構造体。
  5. 　前記放熱部材は、前記長手方向に沿う中空部を備える筒状部材であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の放熱構造体。
  6. 　前記クッション部材は、前記長手方向に前記中空部を備える筒状クッション部材であり、
    　前記熱伝導シートは、前記筒状クッション部材の外側面を前記長手方向に向かってスパイラル状に巻回していることを特徴とする請求項５に記載の放熱構造体。
  7. 　前記熱伝導シートと前記クッション部材は、一体にてスパイラル状に一方向に進行する形態を有することを特徴とする請求項５に記載の放熱構造体。
  8. 　前記熱伝導シートの表面に、当該表面に接触する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ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の放熱構造体。
  9. 　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、を含むことを特徴とする請求項８に記載の放熱構造体。
  10. 　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９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。

     
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