JP2000030975A - 冷却部品 - Google Patents
冷却部品Info
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- JP2000030975A JP2000030975A JP20101798A JP20101798A JP2000030975A JP 2000030975 A JP2000030975 A JP 2000030975A JP 20101798 A JP20101798 A JP 20101798A JP 20101798 A JP20101798 A JP 20101798A JP 2000030975 A JP2000030975 A JP 2000030975A
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- matrix
- cooling
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/003—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた冷却効果が実現する冷却部品をて
提供すること。 【解決手段】 コンデンサ１０を構成する巻回部１１の
巻芯２０として、Ｃｕ等をマトリックスとし、カーボン
ファイバー等をフィラーとした、高熱伝導のＭＭＣを適
用し、その巻芯２０を延長してフィン２１を取り付け
る。
提供すること。 【解決手段】 コンデンサ１０を構成する巻回部１１の
巻芯２０として、Ｃｕ等をマトリックスとし、カーボン
ファイバー等をフィラーとした、高熱伝導のＭＭＣを適
用し、その巻芯２０を延長してフィン２１を取り付け
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池やコンデンサ等
の巻回型の電気部品を効率的に冷却する冷却技術に関す
る。
の巻回型の電気部品を効率的に冷却する冷却技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電池やコンデンサの形態の一つとして、
巻芯の周りに導体等が巻かれた構造のものが知られてい
る。このような電気部品はその使用に伴ってある程度の
発熱が生ずる場合が多い。通常、電気部品はその限度以
上に過熱すると、その性能の低下や寿命の短縮等を招く
ので、製品上、これらの冷却技術は重要である。
巻芯の周りに導体等が巻かれた構造のものが知られてい
る。このような電気部品はその使用に伴ってある程度の
発熱が生ずる場合が多い。通常、電気部品はその限度以
上に過熱すると、その性能の低下や寿命の短縮等を招く
ので、製品上、これらの冷却技術は重要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】巻回型電池素子は、巻
芯の周りに導体箔（銅箔等）を巻回し、そこに電解液を
含浸させた構造になっている。電池はその使用の際、あ
るいはその充電の際、発熱することはよく知られている
が、電池素子がその電池のケース内に収納されている構
造上、電池素子が限度以上に温度上昇しやすい状況にあ
った。また電池のケースは金属材等で形成されるが、通
常、電池素子の熱がケースに伝わりやすい構造にはなっ
ていなかった。
芯の周りに導体箔（銅箔等）を巻回し、そこに電解液を
含浸させた構造になっている。電池はその使用の際、あ
るいはその充電の際、発熱することはよく知られている
が、電池素子がその電池のケース内に収納されている構
造上、電池素子が限度以上に温度上昇しやすい状況にあ
った。また電池のケースは金属材等で形成されるが、通
常、電池素子の熱がケースに伝わりやすい構造にはなっ
ていなかった。
【０００４】コンデンサの場合、そのコンデンサ素子が
巻回型の構造を有するものもある。このようなコンデン
サ素子もその使用に伴ってある程度の発熱が生ずるが、
電池素子同様、その冷却が効率的ではなかった。またこ
れらの電池素子やコンデンサ素子は、その構造上、特に
巻き中心に近い部分の冷却が不十分になりやすい問題が
ある。
巻回型の構造を有するものもある。このようなコンデン
サ素子もその使用に伴ってある程度の発熱が生ずるが、
電池素子同様、その冷却が効率的ではなかった。またこ
れらの電池素子やコンデンサ素子は、その構造上、特に
巻き中心に近い部分の冷却が不十分になりやすい問題が
ある。
【０００５】このような巻回型の電気部品の過熱は、そ
の電気部品を組み込んだシステム全体の性能低下をきた
す場合もあり、その熱を効率的に放熱する冷却技術の開
発が望まれていた。またその冷却システム自体の省スペ
ース化も望まれていた。
の電気部品を組み込んだシステム全体の性能低下をきた
す場合もあり、その熱を効率的に放熱する冷却技術の開
発が望まれていた。またその冷却システム自体の省スペ
ース化も望まれていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述のような課題に鑑み
本発明者らは、巻回型電気部品の冷却に好適な、冷却性
能とサイズ特性に優れた冷却部品を開発すべく鋭意研究
開発を行った。
本発明者らは、巻回型電気部品の冷却に好適な、冷却性
能とサイズ特性に優れた冷却部品を開発すべく鋭意研究
開発を行った。
【０００７】本発明の冷却部品は、巻回型電気部品の巻
芯として、フィラーであるセラミック粒子またはセラミ
ック繊維がマトリックスである金属中に分散した金属系
複合材料製の巻芯または金属巻芯を用い、前記巻芯に放
熱部材が接続されてなる構造を有するものである。ま
た、その巻回型電気部品が用いられる電気部品としては
電池やコンデンサ等が挙げられる。もちろん、その他の
巻回型電気部品にも適用可能である。
芯として、フィラーであるセラミック粒子またはセラミ
ック繊維がマトリックスである金属中に分散した金属系
複合材料製の巻芯または金属巻芯を用い、前記巻芯に放
熱部材が接続されてなる構造を有するものである。ま
た、その巻回型電気部品が用いられる電気部品としては
電池やコンデンサ等が挙げられる。もちろん、その他の
巻回型電気部品にも適用可能である。
【０００８】金属系複合材料製の巻芯を用いる場合は、
アルミ材または銅材をマトリックスとし、高熱伝導の炭
素、ＳｉＣ、ＭｇＯ、ＡｌＮの粒子または繊維をフィラ
ーとした高熱伝導性複合材料を適用すると良い。またそ
の金属系複合材料は、それを構成するマトリックスより
高熱伝導性を有することが望ましい。
アルミ材または銅材をマトリックスとし、高熱伝導の炭
素、ＳｉＣ、ＭｇＯ、ＡｌＮの粒子または繊維をフィラ
ーとした高熱伝導性複合材料を適用すると良い。またそ
の金属系複合材料は、それを構成するマトリックスより
高熱伝導性を有することが望ましい。
【０００９】上述の本発明の冷却部品として、巻芯の一
部には巻回型電気部品の巻回部材が巻かれ、その巻回部
から延長する他の一部には放熱用のフィンまたはヒート
シンクが取り付けられている構造のものも提案する。
部には巻回型電気部品の巻回部材が巻かれ、その巻回部
から延長する他の一部には放熱用のフィンまたはヒート
シンクが取り付けられている構造のものも提案する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１を参照しながら説明する。こ
の例では巻回型電気部品として巻回型のコンデンサを挙
げる。さてコンデンサ１の巻芯２０は、マトリックス
（金属材）中にフィラー（セラミック粒子、繊維、また
はカーボン等の粒子、繊維）を複合させたものでできた
ものである。この様な複合材はＭＭＣ（ｍｅｔａｌ ｍ
ａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼ばれることもあ
る。
の例では巻回型電気部品として巻回型のコンデンサを挙
げる。さてコンデンサ１の巻芯２０は、マトリックス
（金属材）中にフィラー（セラミック粒子、繊維、また
はカーボン等の粒子、繊維）を複合させたものでできた
ものである。この様な複合材はＭＭＣ（ｍｅｔａｌ ｍ
ａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼ばれることもあ
る。
【００１１】マトリックスである金属材としては、Ｃｕ
材やＡｌ材等の熱伝導特性に優れるものを用いると良
い。またマトリックスの中に複合するフィラーとして
は、カーボンファイバーやＳｉＣ等で、高熱伝導、低熱
膨張のものを用いるとよい。
材やＡｌ材等の熱伝導特性に優れるものを用いると良
い。またマトリックスの中に複合するフィラーとして
は、カーボンファイバーやＳｉＣ等で、高熱伝導、低熱
膨張のものを用いるとよい。
【００１２】巻回部１１は巻芯２０の周りに陽極箔、陰
極箔およびセパレータ等を巻き、更に電解液が含浸され
たコンデンサ素子に相当する。図中の符号１２は巻回部
１１に配線するための端子である。巻芯２０は巻回部１
１から突出し、更にケース１０も貫通して、その一端に
はフィン２１が取り付けられて冷却部品２２が構成され
ている。
極箔およびセパレータ等を巻き、更に電解液が含浸され
たコンデンサ素子に相当する。図中の符号１２は巻回部
１１に配線するための端子である。巻芯２０は巻回部１
１から突出し、更にケース１０も貫通して、その一端に
はフィン２１が取り付けられて冷却部品２２が構成され
ている。
【００１３】さてこの例では、巻芯２０として、銅をマ
トリックスに、カーボンファイバーをフィラーとしたＭ
ＭＣを適用した。ここで用いたカーボンファイバーはグ
ラファイト系の極めて高い熱伝導率を有するものであ
る。高い熱伝導率を有するフィラーであるから、通常、
そのマトリックス中の含有率を高めれば、そのＭＭＣの
熱伝導率も高くなるが、実験の結果、概ねその含有量は
６０体積％程度で飽和していた。これは高い含有率でＭ
ＭＣを製造するとカーボンファイバーの損傷が促進され
た等の原因によるものと推察される。
トリックスに、カーボンファイバーをフィラーとしたＭ
ＭＣを適用した。ここで用いたカーボンファイバーはグ
ラファイト系の極めて高い熱伝導率を有するものであ
る。高い熱伝導率を有するフィラーであるから、通常、
そのマトリックス中の含有率を高めれば、そのＭＭＣの
熱伝導率も高くなるが、実験の結果、概ねその含有量は
６０体積％程度で飽和していた。これは高い含有率でＭ
ＭＣを製造するとカーボンファイバーの損傷が促進され
た等の原因によるものと推察される。
【００１４】図２は従来例として、プラスチック製等で
形成された通常の巻芯３１を用いたもので、その巻芯３
１はケース３０の外まで延長していないものである。こ
の図２の従来例について、コンデンサ３に端子３３から
通電して、所定時間経過後の巻回部３２の温度を測定し
た。更に本発明の例である図１のコンデンサ１における
巻回部１１の温度も同様に測定した。そして図２の例
（従来例）の測定温度を基準に、図１の巻回部１１との
温度比較を行った。図３は図１の巻芯２０を構成するＭ
ＭＣのマトリックスとしてＣｕを用いた場合につき、カ
ーボンファイバーの含有量を変化させて、上述した従来
例との温度比較の値をグラフにしたものである。図４は
図１の巻芯２０を構成するＭＭＣのマトリックスとして
Ａｌを用いた場合につき、カーボンファイバーの含有量
を変化させて、上述した従来例との温度比較の値をグラ
フにしたものである。
形成された通常の巻芯３１を用いたもので、その巻芯３
１はケース３０の外まで延長していないものである。こ
の図２の従来例について、コンデンサ３に端子３３から
通電して、所定時間経過後の巻回部３２の温度を測定し
た。更に本発明の例である図１のコンデンサ１における
巻回部１１の温度も同様に測定した。そして図２の例
（従来例）の測定温度を基準に、図１の巻回部１１との
温度比較を行った。図３は図１の巻芯２０を構成するＭ
ＭＣのマトリックスとしてＣｕを用いた場合につき、カ
ーボンファイバーの含有量を変化させて、上述した従来
例との温度比較の値をグラフにしたものである。図４は
図１の巻芯２０を構成するＭＭＣのマトリックスとして
Ａｌを用いた場合につき、カーボンファイバーの含有量
を変化させて、上述した従来例との温度比較の値をグラ
フにしたものである。
【００１５】図３、４を見れば判るように、カーボンフ
ァイバーの含有量の増大と共に、従来例（図２）の巻回
部３２の温度比較がマイナス方向に大きくなっている。
即ち、カーボンファイバーの含有量が増大する程、巻回
部１１の温度上昇が抑制されていることが判る。従って
その冷却効果が向上している。一方、カーボンファイバ
ーの含有量が６０体積％を上回っても、その冷却効果は
飽和していることも判る。
ァイバーの含有量の増大と共に、従来例（図２）の巻回
部３２の温度比較がマイナス方向に大きくなっている。
即ち、カーボンファイバーの含有量が増大する程、巻回
部１１の温度上昇が抑制されていることが判る。従って
その冷却効果が向上している。一方、カーボンファイバ
ーの含有量が６０体積％を上回っても、その冷却効果は
飽和していることも判る。
【００１６】このように本発明の冷却部品２２を用いる
ことにより、巻回型電気部品であるコンデンサ１の効率
的な冷却が実現していることが判る。
ことにより、巻回型電気部品であるコンデンサ１の効率
的な冷却が実現していることが判る。
【００１７】図１の例では巻回型電気部品としてコンデ
ンサの場合を挙げたが、その他、例えば巻回型の電池に
も本発明の冷却部品は好適に適用できる。電池の場合、
図１の巻回部１１は電池素子に該当することになる。
ンサの場合を挙げたが、その他、例えば巻回型の電池に
も本発明の冷却部品は好適に適用できる。電池の場合、
図１の巻回部１１は電池素子に該当することになる。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の冷却部品
は、コンデンサや電池等の巻回型電気部品の冷却構造に
好適に適用できるものである。これらの効率的な冷却を
実現することは、その電気部品の設計自由度を高め、ま
たその用途をも拡大させる等の効果が期待でき産業上の
貢献は大きい。
は、コンデンサや電池等の巻回型電気部品の冷却構造に
好適に適用できるものである。これらの効率的な冷却を
実現することは、その電気部品の設計自由度を高め、ま
たその用途をも拡大させる等の効果が期待でき産業上の
貢献は大きい。
【図１】本発明の冷却部品の適用例を説明するための説
明図である。
明図である。
【図２】従来の巻回型電気部品の例を示す説明図であ
る。
る。
【図３】本発明の冷却部品の冷却性能を示すグラフであ
る。
る。
【図４】本発明の冷却部品の冷却性能を示すグラフであ
る。
る。
１ コンデンサ １０ ケース １１ 巻回部 １２ 端子 ２０ 巻芯 ２１ フィン ２２ 冷却部品 ３ コンデンサ ３０ ケース ３１ 巻芯 ３２ 巻回部 ３３ 端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F036 AA01 BB05 BB21 BD01 BD13 5H028 AA05 BB05 CC12 EE01 EE04 HH01 5H031 AA08 EE01 EE02 EE03 KK01 KK06 KK08
Claims (7)
- 【請求項１】 巻回型電気部品の巻芯として、フィラー
であるセラミック粒子またはセラミック繊維が、マトリ
ックスである金属中に分散した金属系複合材料製の巻芯
または金属巻芯を用い、前記巻芯に放熱部材が接続され
てなる冷却部品。 - 【請求項２】 巻回型電気部品の巻芯として、フィラー
であるセラミック粒子またはセラミック繊維が、マトリ
ックスである金属中に分散した金属系複合材料製の巻芯
を用い、前記巻芯に放熱部材が接続されてなる冷却部
品。 - 【請求項３】 前記金属系複合材料として、アルミ材ま
たは銅材をマトリックスとし、高熱伝導の炭素、Ｓｉ
Ｃ、ＭｇＯ、ＡｌＮの粒子または繊維をフィラーとした
高熱伝導性複合材料である、請求項２記載の冷却部品。 - 【請求項４】 前記フィラーの含有率が６０体積％以下
である、請求項２または３に記載の冷却部品。 - 【請求項５】 前記金属系複合材料は、それを構成する
マトリックスより高熱伝導性を有する請求項２〜４のい
ずれか記載の冷却部品。 - 【請求項６】 前記巻芯の一部には当該巻回型電気部品
の巻回部材が巻かれ、その巻回部から延長する他の一部
には放熱用のフィンまたはヒートシンクが取り付けられ
ている、請求項２〜５のいずれかに記載の冷却部品。 - 【請求項７】 前記巻回型電気部品がコンデンサ素子ま
たは電池素子である、請求項２〜６のいずれかに記載の
冷却部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20101798A JP2000030975A (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 冷却部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20101798A JP2000030975A (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 冷却部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000030975A true JP2000030975A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16434100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20101798A Pending JP2000030975A (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 冷却部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000030975A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1213783A1 (fr) * | 2000-12-08 | 2002-06-12 | Renata AG | Batterie à électrodes bobinées avec dissipateur de chaleur |
| JP2010519713A (ja) * | 2007-02-27 | 2010-06-03 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | バッテリー用電気化学的個別セルおよびバッテリー |
| JP2013059155A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Denso Corp | 電力変換装置 |
| CN103165952A (zh) * | 2011-12-09 | 2013-06-19 | 乐荣工业股份有限公司 | 可从内部直接导热到外部进行散热的锂电池芯 |
| JP2013161630A (ja) * | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Toyota Industries Corp | 蓄電装置用電極槽、蓄電装置、及び車両 |
| JP2013211326A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Panasonic Corp | 金属化フィルムコンデンサ |
| CN103366910A (zh) * | 2012-03-27 | 2013-10-23 | 台湾双羽电机股份有限公司 | 散热型电阻及其散热模块 |
| JP2015073125A (ja) * | 2007-10-31 | 2015-04-16 | コーニング インコーポレイテッド | 長円形電気化学二重層コンデンサ |
| JP5962653B2 (ja) * | 2011-05-10 | 2016-08-03 | 日立化成株式会社 | 捲回式二次電池 |
| WO2019045365A1 (ko) | 2017-08-29 | 2019-03-07 | 주식회사 엘지화학 | 열전달 부재를 포함하는 파우치형 이차전지 |
| KR20190024709A (ko) | 2017-08-29 | 2019-03-08 | 주식회사 엘지화학 | 열전달 부재를 포함하는 파우치형 이차전지 |
| KR20190072489A (ko) | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 주식회사 엘지화학 | 젤리-롤형 전극조립체를 포함하는 다각형 기둥 전지 캔 및 이를 포함하는 전지팩 |
| CN115004454A (zh) * | 2019-10-18 | 2022-09-02 | 思乐科技有限公司 | 柔性传热材料 |
-
1998
- 1998-07-16 JP JP20101798A patent/JP2000030975A/ja active Pending
Cited By (16)
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| WO2019045365A1 (ko) | 2017-08-29 | 2019-03-07 | 주식회사 엘지화학 | 열전달 부재를 포함하는 파우치형 이차전지 |
| KR20190024709A (ko) | 2017-08-29 | 2019-03-08 | 주식회사 엘지화학 | 열전달 부재를 포함하는 파우치형 이차전지 |
| US11183717B2 (en) | 2017-08-29 | 2021-11-23 | Lg Chem, Ltd. | Pouch-shaped secondary battery including heat transfer member connected to metal layer of laminate sheet |
| KR20190072489A (ko) | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 주식회사 엘지화학 | 젤리-롤형 전극조립체를 포함하는 다각형 기둥 전지 캔 및 이를 포함하는 전지팩 |
| CN115004454A (zh) * | 2019-10-18 | 2022-09-02 | 思乐科技有限公司 | 柔性传热材料 |
| CN115004454B (zh) * | 2019-10-18 | 2024-06-11 | 思乐科技有限公司 | 柔性传热材料 |
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