WO2018110232A1 - 車両用の電装用バッテリ - Google Patents
車両用の電装用バッテリ Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018110232A1 WO2018110232A1 PCT/JP2017/041977 JP2017041977W WO2018110232A1 WO 2018110232 A1 WO2018110232 A1 WO 2018110232A1 JP 2017041977 W JP2017041977 W JP 2017041977W WO 2018110232 A1 WO2018110232 A1 WO 2018110232A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- heat
- battery
- circuit board
- electrical equipment
- plate portion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/615—Heating or keeping warm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
- B60R16/04—Arrangement of batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
- H01M10/625—Vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6554—Rods or plates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/658—Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
- H01M10/667—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an electronic component, e.g. a CPU, an inverter or a capacitor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
- H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
- H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
- H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
- H01M50/222—Inorganic material
- H01M50/224—Metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
- H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
- H01M50/227—Organic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/284—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
- H05K1/0203—Cooling of mounted components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/06—Thermal details
- H05K2201/066—Heatsink mounted on the surface of the PCB
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/09—Shape and layout
- H05K2201/09818—Shape or layout details not covered by a single group of H05K2201/09009 - H05K2201/09809
- H05K2201/0999—Circuit printed on or in housing, e.g. housing as PCB; Circuit printed on the case of a component; PCB affixed to housing
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10007—Types of components
- H05K2201/10037—Printed or non-printed battery
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Definitions
- the present invention mainly relates to a vehicular electrical battery that is used in parallel with a lead battery that supplies power to electrical components mounted on the vehicle.
- the vehicle is equipped with a lead battery that supplies power to electrical components as a battery for electrical components.
- the lead battery supplies power to all the electrical components of the vehicle, and also all the parts necessary for running the vehicle, such as cell motors, engine control circuits, motors for electric power steering, automatic control, and brakes and steering. Power is also supplied to such by-wire parts. Further, in order to improve fuel efficiency in recent vehicles, a method of charging a lead battery with idling stop and regenerative power at the time of deceleration is also adopted.
- Lead batteries continue to supply power to some electrical components even when the ignition switch is off, and the remaining capacity is reduced by self-discharge. Nevertheless, even if the lead battery is discharged and the voltage drops, the power supply to some electrical components does not stop. For this reason, when the vehicle is not used for a long period of time and the period of non-charging becomes longer, the battery is completely discharged. When the lead battery is completely discharged, the cell motor cannot be driven and the engine cannot be started. This problem can be solved by connecting in parallel with the lead battery, a secondary battery electrical battery different from the lead battery made of nickel metal hydride battery or lithium ion battery.
- Nickel-metal hydride batteries and lithium-ion battery electrical batteries have better charging efficiency than lead batteries and less self-discharge, so that the reduction in remaining capacity due to self-discharge when not used for a long period of time can be reduced.
- the battery for electrical equipment used by connecting in parallel with the lead battery may be provided with a power switch switch between the lead battery and not connected to the lead battery when the ignition switch is in the OFF state. In the battery for electrical equipment in which the power switch is turned off, the secondary battery is not discharged in a state where the vehicle is not used for a long time. For this reason, in a state in which the cell motor cannot be driven by the lead battery, the engine can be started by switching the power switch to the on state and driving the cell motor.
- the battery for electrical equipment is connected to the lead battery in parallel with the power switch turned on in the running state of the vehicle, and can stably supply power to all the devices of the vehicle.
- an electrical battery connected in parallel to a lead battery is provided with a power switch on the output side, and a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery is connected to the lead battery when necessary.
- the semiconductor switching element has excellent features such as high reliability and long life.
- the semiconductor switching element becomes a heating element that generates heat due to current Joule heat and rises in temperature, it must efficiently dissipate heat. This is because the temperature rise hinders the stable operation of the heat generating element itself, and heats surrounding components such as the secondary battery, causing troubles caused by various heats.
- the temperature rise of heating elements such as semiconductor switching elements is specified by the balance between the amount of heat generated and the amount of heat released, so how efficiently heat energy can be dissipated is important for the stable operation of the heating element itself and surrounding components. is there.
- the exterior case is made of a metal case such as aluminum, and the inner surface of the metal case is fixed in a thermally coupled state to the semiconductor element via an insulating material such as mica or plastic sheet and a heat conductive paste.
- a structure is adopted.
- the semiconductor switching element of the heating element is fixed to the metal case in a state where it is mounted on the circuit board, the relative position of the circuit board and the semiconductor switching element is specified, so while fixing the semiconductor switching element to the circuit board, It is difficult to fix to a metal case. In order to avoid this problem, it takes time to assemble if the semiconductor switching element is fixed to the metal case and connected to the circuit board via the lead wire.
- This problem can be solved by a structure in which the semiconductor switching element is fixed to the circuit board without being fixed to the metal case, and the semiconductor switching element is radiated by fixing the radiation fins.
- the radiating fins radiate heat inside the outer case, there is a problem that the internal temperature of the outer case increases. The rise in the internal temperature can be eliminated as a structure for ventilating the outer case, but the vehicle electrical battery cannot be structured to freely vent the outer case. This is because a structure that prevents entry of water from the outside in various usage conditions is required.
- a structure has been developed in which the heat energy of a heat generating element is conducted to a heat dissipating part at a distant position to dissipate heat.
- a heat pipe is thermally coupled to the heat generating element to conduct heat to the heat dissipating part, so that the heat generating element can be disposed at a position away from the heat dissipating part.
- this heat dissipation structure conducts heat with a heat pipe, the cost of parts is high, and it is difficult to thermally couple both ends of the heat pipe in an ideal state, especially for a long time like a vehicle.
- the heat pipe can conduct heat efficiently, but the heat coupling between the heat generating element and the heat radiating portion is not ideal, and if the heat resistance is generated, the heat generating element cannot be efficiently radiated.
- the present inventors fixed a semiconductor switching element of a heating element to a circuit board, placed the circuit board close to a metal outer case, and the circuit board.
- This structure improves the assembly efficiency by mounting the semiconductor switching element of the heating element on the circuit board, and further, the metal case through the insulating heat conductive gel without dissipating the heat of the circuit board into the exterior case By conducting heat to the outside and dissipating heat to the outside of the outer case, an increase in the internal temperature of the outer case can be prevented.
- Insulating heat conductive gel is not a narrow gap, but is filled in a considerably spaced gap, such as a heat conductive paste that fills the gap between the contact surfaces that are in contact with each other, and adheres to the surface of the circuit board and the metal case. Since heat energy can be conducted efficiently, heat can be efficiently radiated from the circuit board to the metal case while widening the gap between the circuit board and the metal case, for example, several mm. Furthermore, since the insulating heat conducting gel conducts heat in an insulated state, it is filled in the gap between the circuit board and the metal case without being insulated with an insulating sheet or the like like a heat conducting paste, and is transferred from the circuit board to the metal case. It can conduct heat efficiently.
- the heat dissipation structure described above is characterized in that it can efficiently conduct heat efficiently from the circuit board to the metal case while effectively making use of the excellent characteristics of the insulating heat conducting gel and simplifying the assembly process.
- the insulating heat conductive gel has the property that the viscosity decreases due to stress, and further, it is filled in a gap that is far away, so when it is mounted on a vehicle and subjected to vibration, the viscosity decreases and flows out of the gap to the outside. As a result, there is a detrimental effect of gradually decreasing the heat conduction characteristics between the circuit board and the metal case over time.
- An important object of the present invention is that the heat energy of the heating element can be efficiently radiated to the outside of the outer case while the structure in which the semiconductor switching element of the heating element is mounted on the circuit board can be assembled efficiently.
- the harmful effects caused by various heat caused by the temperature rise of the heating element can be reliably prevented.
- An object of the present invention is to provide an electric battery for vehicles.
- a vehicle electrical battery includes a secondary battery, a circuit board on which a protection circuit for the secondary battery and a heating element are mounted, and an exterior case that houses the circuit board and the secondary battery.
- the exterior case has a metal heat dissipating plate part that provides a heat conduction space between the circuit board and the heating element mounting part, and the heat conduction space is filled with an insulating heat conductive gel whose viscosity is lowered by stress. Then, the heat generated in the heat generating element mounting portion is conducted to the heat radiating plate portion through the insulating heat conductive gel.
- the heat radiating plate portion has an outflow prevention partition wall outside the heat conduction space, and has a structure that prevents the outflow of the insulating heat conductive gel formed by filling the heat conduction space with the outflow prevention partition wall.
- the vehicle electrical equipment battery according to the present invention has an electronic component including a heating element mounted on the front surface side of the circuit board, and the back surface side of the circuit board is thermally coupled to the heat radiating plate portion via the insulating heat conductive gel. Can do.
- the electric battery for vehicles according to the present invention can make the gap of the heat conduction space 3 mm or less.
- the vehicle electrical battery according to the present invention can have a structure in which heat radiation fins are provided outside the heat radiating plate portion to radiate the heat energy of the heat radiating plate portion more effectively to the outside of the case.
- the electric battery for a vehicle of the present invention can constitute an exterior case with a metal case having a heat radiating plate portion and a plastic case formed by closing the opening of the metal case.
- a semiconductor switching element that connects a secondary battery to a lead battery mounted on the vehicle can be used as a heating element.
- the electrical battery of the present invention has a structure in which a semiconductor switching element or the like that is a heating element can be mounted on a circuit board and assembled efficiently.
- the above battery for electrical equipment has a structure that can be assembled efficiently, the heat energy of the heating element can be efficiently radiated to the outside of the outer case, and various harmful effects caused by the heat due to the temperature rise of the heating element can be prevented.
- a heat generating element is mounted on a circuit board, a metal heat radiating plate portion is provided on the outer case, a heat conducting space is provided between the heat radiating plate portion and the circuit board, and an insulating heat conducting gel is provided in the heat conducting space. This is because the heat generated from the heat generating element is conducted to the heat radiating plate portion through the insulating heat conductive gel and radiated to the outside of the outer case.
- the heat conduction space where the viscosity decreases due to stress is filled into the heat conduction space, and the heat energy of the heating element is efficiently conducted to the exterior case to efficiently dissipate the heat and is mounted on a vibrating vehicle for a long time.
- the heat dissipation element can efficiently dissipate the heat generated from the heat generating element to the outside because the heat radiating plate portion is provided with an outflow prevention partition wall outside the heat conduction space, and the insulating heat conductive gel whose viscosity is reduced by this outflow prevention partition wall. This is because the structure prevents the outflow.
- FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 5.
- FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
- the battery for electrical equipment in this figure includes a semiconductor switching element that is the heating element 2.
- the semiconductor switching element of the heating element 2 is a power switch, and the built-in secondary battery 4 is connected in parallel with the lead battery 1.
- the semiconductor switching element is switched to an on state when an ignition switch (not shown) is on, that is, when the vehicle is running. However, even when the ignition switch is in the OFF state, the semiconductor switching element is switched to the ON state at a necessary timing, and power can be supplied to the lead battery or can be supplied from the lead battery.
- the battery for electrical equipment that switches on the semiconductor switching element when the ignition switch is off calculates the remaining capacity of the secondary battery 4 and switches the semiconductor switching element to the off state when the remaining capacity becomes smaller than the minimum capacity. Battery discharge can be stopped.
- the electric battery for vehicles according to the present invention is mainly used by being connected in parallel with the lead battery, but it is not always necessary to use the battery by connecting in parallel with the lead battery by increasing the capacity of the secondary battery. .
- a semiconductor switching element of a heating element is provided on the output side of the secondary battery. Connecting. When the remaining capacity of the secondary battery becomes smaller than the minimum capacity, the semiconductor switching element is switched to the off state, and the power supply to all the electrical components of the vehicle is cut off to prevent the remaining capacity from being lowered.
- the minimum capacity at which the semiconductor switching element can be switched off is set to the remaining capacity that can start the engine by driving the cell motor with a secondary battery, and the engine can be started even when the vehicle is not used for a long period of time. Ready to run. Since hybrid cars and electric vehicles can charge secondary batteries with a high-voltage battery, the minimum capacity for switching the semiconductor switching element to the off state is operated, and the battery ECU and engine ECU installed in the high-voltage battery installed in the vehicle operate. Set to the minimum capacity that can be achieved.
- FIG. 1 is a circuit diagram
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view
- FIG. 3 is an exploded perspective view
- FIG. 4 is an exploded perspective view
- FIG. 5 is a plan view of the metal case.
- 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5 and a cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG. 5 is a secondary battery 4 and the heat generated by connecting the secondary battery 4 in series.
- a circuit board 5 on which an electronic component including a semiconductor switching element of the element 2, a heat generating element 2 including a semiconductor power switch is mounted, and an outer case 6 that houses the circuit board 5 and the secondary battery 4 are provided. .
- the secondary battery 4 is a nickel metal hydride battery.
- the secondary battery 4 is a rechargeable battery such as a lithium ion battery instead of a nickel-metal hydride battery, and has a charge / discharge capacity per unit weight and unit volume larger than that of the lead battery and less self-discharge. All secondary batteries can be used.
- the secondary battery 4 is a nickel metal hydride battery, and ten secondary batteries 4 are arranged in a fixed position by a battery holder 7. Ten secondary batteries 4 are connected in series, and the rated voltage is 12 V of a lead battery.
- the battery holder 7 fills the outer case 6 by arranging the secondary batteries 4 in a horizontal plane.
- the battery holder 7 has a circuit board space in an area where the circuit board 5 is arranged.
- the circuit board 5 is in the circuit board space and is fixed to the outer case 6 in a horizontal posture.
- a lithium ion battery can be used as the secondary battery.
- Three to four lithium ion batteries can be connected in series to make the output voltage the same as the lead battery.
- the secondary battery preferably has an output capacity capable of driving the cell motor with only the secondary battery 4 in a state in which the lead battery is completely discharged. This is because the battery for electrical equipment can drive the cell motor in a state in which the lead battery is completely discharged, start the engine, and enter the running state.
- the secondary battery 4 is connected in parallel with the lead battery via the semiconductor switching element, and is charged and discharged together with the lead battery.
- the secondary battery 4 can be directly connected in parallel to the lead battery via the semiconductor switching element of the heating element 2, or can be connected to the lead battery via a voltage adjusting inverter (not shown) for converting the voltage.
- the voltage adjustment inverter adjusts the voltage of the secondary battery and outputs it to the lead battery, and also adjusts the voltage of the lead battery and outputs it to the secondary battery. Control the discharge current to the optimum value.
- the voltage adjusting inverter is preferably built in the electric battery, and the voltage is controlled by the control circuit of the electric battery.
- the charge / discharge current of the lithium ion battery and the lead battery can be adjusted to the optimum value by connecting to the lead battery via the voltage adjustment inverter.
- the voltage adjustment inverter can charge a lead battery that cannot start the engine with a secondary battery while the heating element is on, and can drive the engine by driving the cell motor with the charged lead battery.
- the battery for electrical equipment that starts the engine by this method does not need to directly drive the cell motor by the output of the voltage adjustment inverter, and the output current of the voltage adjustment inverter can be made smaller than the drive current of the cell motor.
- the battery for electrical equipment supplies power to devices other than the cell motor mounted on the vehicle, such as the motor drive of the electric power steering, so it is connected in parallel with the lead battery, Output that can supply power.
- the voltage regulating inverter includes a semiconductor switching element such as a power MOSFET, IGBT, and power transistor, and a semiconductor switching element such as a large current diode, and these semiconductor switching elements serve as heating elements that generate heat due to a large current Joule heat.
- the heat generating element of the semiconductor switching element is mounted on a circuit board, and heat energy generated is conducted to the metal case of the outer case and dissipated to the outside, so that the maximum temperature is lower than the maximum rated temperature.
- the secondary battery 4 connected in parallel to the lead battery 1 is charged by a generator mounted on the vehicle, or, in a hybrid car or an electric vehicle, a high motor that drives a traveling motor via a DC / DC converter.
- the battery is charged by stepping down the voltage of the voltage battery.
- Recent vehicles charge lead batteries and secondary batteries with regenerative power generated during regenerative braking in order to improve fuel economy.
- Regenerative power charges both the secondary battery and lead battery with a large current in a very short time. Secondary batteries have higher recharge efficiency with regenerative power than lead batteries. Accordingly, the regenerative power charges the secondary battery at a high rate.
- the charging current of the secondary battery is a large current exceeding 100 A.
- a large current of 100 A or more causes the semiconductor switching element of the heating element to generate heat.
- the amount of heat generated by the semiconductor switching element increases in proportion to the square of the current. Therefore, the amount of heat generated by the semiconductor switching element due to regenerative power is extremely large, and the temperature of the semiconductor switching element is rapidly increased.
- current vehicles have electrical components such as electric power steering that consume a large amount of electric current even in a running state. For this reason, the semiconductor switching element of the heat generating element has a large amount of heat generated by Joule heat, and it is extremely important to efficiently dissipate heat to reduce the temperature rise.
- the semiconductor switching element of the heating element 2 is a power MOSFET having a large maximum rated current.
- another semiconductor switching element having a large maximum rated current such as an IGBT or a power transistor, can be used as the semiconductor switching element.
- the semiconductor switching element of the heat generating element 2 is controlled to be turned on / off by the control circuit 9 to connect the secondary battery 4 to the lead battery.
- the control circuit 9 connects the secondary battery 4 to the lead battery 1 by switching the semiconductor switching element to the on state when the ignition switch is on. Further, the control circuit 9 can also connect the secondary battery 4 to the lead battery 1 by switching the semiconductor switching element to the on state at a necessary timing even when the ignition switch is in the off state.
- the circuit board 5 is mounted with a protection circuit for the secondary battery 4 and the heating element 2.
- the heating element 2 is a semiconductor switching element that generates heat when a large current flows.
- This semiconductor switching element is a semiconductor element such as a power MOSFET for connecting the secondary battery 4 to a lead battery.
- the circuit board on which the voltage regulating inverter is mounted is mounted with a semiconductor switching element such as a power MOSFET that is a heat generating element.
- the circuit board 5 in the figure has all the electronic components mounted on the upper surface in the figure. On the lower surface of the circuit board 5, there is a conductive protruding portion from which the lead of the electronic component protrudes.
- the circuit board 5 shown in the figure is fixed to the bottom plate of the outer case 6 by screwing the four corners. Since the conductive portion protrudes from the back surface of the circuit board 5, a heat conduction space 10 is provided and fixed to the outer case 6 so that the conductive portion does not contact the outer case 6.
- the circuit board 5 is arranged in a posture parallel to the surface facing the outer case 6, and a heat conduction space 10 with a certain gap is provided between the circuit board 5 and the outer case 6.
- the heat conduction space 10 can be narrowed to improve the heat conduction characteristics.
- the heat conduction space 10 is too narrow, the conductive portion of the circuit board 5 comes into contact with the outer case 6, so that the interval (d) of the heat conduction space 10 is, for example, wider than 0.5 mm, preferably from 1 mm. Also make it wide. If the heat conduction space 10 is too wide, the heat conduction characteristic from the circuit board 5 to the outer case 6 is degraded. Moreover, the insulating heat conductive gel with which the heat conductive space 10 is filled becomes easy to flow. Therefore, the interval between the heat conduction spaces 10 is preferably narrower than 3 mm.
- the exterior case 6 includes a metal case 8 and a plastic case 11 that closes the opening of the metal case 8.
- the illustrated outer case 6 has a metal case 8 as a bottom case and a plastic case 11 as an upper case.
- the metal case 8 is made of aluminum die cast, and has a peripheral wall 16 around the bottom plate 18.
- a part of the bottom plate 18 is provided with a heat radiating plate portion 8A protruding inward, and a fitting portion for fitting the battery holder 7 in a fixed position.
- the bottom plate 18 is provided with a plurality of bosses for fixing the circuit board 5 as the fixing portions 17.
- fixing portions 17 are provided at four locations on the bottom plate 18, and four corners of the circuit board 5 are screwed to the fixing portion 17.
- the bottom plate 18 has heat radiating plate portions 8A arranged inside the fixing portions 17 provided at four locations.
- the bottom plate 18 has four corners of the circuit board 5 screwed to the fixing part 17, and a heat radiating plate part 8 ⁇ / b> A is disposed at a position opposed to the circuit board 5, and there is a constant gap between the heat radiating plate part 8 ⁇ / b> A and the circuit board 5. Spacing heat conduction spaces 10 are provided.
- Each fixing portion 17 is provided so as to protrude from the surface of the bottom plate 18, and a set screw 19 penetrating the circuit board 5 is screwed to fix the circuit board 5.
- Each fixing portion 17 has an upper end surface arranged on the same plane, and a heat conduction space 10 having a certain gap between the circuit board 5 fixed to the upper end surface via a set screw 19 and the heat radiating plate portion 8A. Is provided. Since the height of the fixing portion 17 specifies the height at which the circuit board 5 is fixed, this structure can set the interval of the heat conduction space 10 to the optimum interval by the height of the fixing portion 17. Further, the metal case 8 is provided with a peripheral wall along the periphery of the bottom surface, and through holes for fixing the plastic case 11 are provided at four corners of the peripheral wall. The plastic case 11 has a peripheral wall that fits into the peripheral wall of the metal case 8, and is fixed to the metal case 8 to accommodate the secondary battery 4 and the circuit board 5 with the inside being a closed structure.
- the metal case 8 is provided with a heat conducting space 10 between the back surface of the circuit board 5 and the heat radiating plate portion 8A, with the portion of the circuit board 5 facing the heat generating element mounting portion 5A serving as the heat radiating plate portion 8A.
- the heat conductive space 10 is filled with an insulating heat conductive gel 12 whose viscosity is lowered by stress.
- the insulating heat conducting gel 12 conducts the thermal energy of the circuit board 5 to the heat radiating plate portion 8A while insulating the circuit board 5 and the heat radiating plate portion 8A.
- the insulating heat conductive gel 12 is freely deformed and adheres closely to the back surface of the circuit board 5 and the surface of the heat radiating plate portion 8A.
- the insulating heat conductive gel 12 is applied to the surface of the heat radiating plate portion 8A with a predetermined thickness, and in this state, the circuit board 5 is pressed to adhere to the back surface of the circuit board 5 and the surface of the heat radiating plate portion 8A. Since the insulating heat conducting gel 12 conducts heat while keeping the circuit board 5 and the heat radiating plate portion 8A in an insulated state, the heat radiating plate portion 8A is not insulated from the back surface of the circuit board 5 and the surface of the heat radiating plate portion 8A.
- the circuit board 5 that is directly applied to the surface of the substrate and pressed on the back surface thereof is pressed against the circuit board 5 so as to be in close contact with both surfaces of the circuit board 5 and the heat radiating plate portion 8A.
- the viscosity of the insulating heat conductive gel 12 is reduced by stress.
- a heat conductive powder (filler) such as aluminum oxide or zinc oxide dispersed in a binder such as oil can be used.
- a battery for electrical equipment mounted on a vehicle cannot eliminate vibration. This is because the outer case 6 is vibrated by the vibration of the engine or the vibration caused by the unevenness of the road surface when traveling.
- the insulating heat conducting gel 12 is filled in the heat conducting space 10 and conducts heat from the circuit board 5 to the heat radiating plate portion 8A. However, when the viscosity decreases due to stress caused by vibration, the insulating heat conducting gel 12 is interposed between the circuit board 5 and the heat radiating plate portion 8A.
- the heat generated in the circuit board 5 may not be efficiently conducted to the heat radiating plate portion 8A.
- the vehicle since the vehicle is used for a considerably long period of 10 years or more, it is important that the insulating heat conductive gel 12 is not allowed to flow out of the heat conductive space 10 for a long time. If the insulating heat conducting gel 12 flows out from the heat conducting space 10 and an air layer is formed between the circuit board 5 and the heat radiating plate portion 8A, the heat conducting characteristics are remarkably deteriorated and the temperature of the heating element 2 is rapidly increased. The reason for this is that it becomes a cause of failure and a stable operation cannot be guaranteed.
- the heat radiating plate portion 8 ⁇ / b> A is provided with the outflow prevention partition wall 14 outside the heat conduction space 10, and the insulating heat conduction gel 12 is provided in the heat conduction space 10. Filled.
- the outflow prevention partition wall 14 shown in the cross-sectional view of FIG. 7 has a flow prevention gap gap (narrower than the gap (d) of the heat conduction space between the protruding surface 14A and the circuit board 5 at the position facing the circuit board 5. S) is provided to prevent the heat conduction space 10 from flowing out more effectively.
- the outflow prevention partition wall 14 can narrow the flow prevention gap (S) and more effectively prevent the insulating heat conductive gel from flowing out.
- the flow prevention gap (S) is set wider than 0.3 mm, preferably wider than 0.5 mm, for example.
- the outflow prevention partition not only prevents the outflow by narrowing the flow prevention gap (S) provided at the position facing the circuit board, but also prevents the insulating heat conductive gel from flowing out beyond the outflow prevention partition. Also prevents outflow from the heat transfer space. Therefore, it is not always necessary to provide the outflow prevention partition wall at a position facing the circuit board.
- the metal case 8 shown in FIGS. 2 and 7 is provided with a heat radiating plate portion 8A protruding inside, and two rows on both sides of the heat conduction space 10 provided between the heat radiating plate portion 8A and the circuit board 5.
- the outflow prevention partition 14 is provided in parallel.
- the heat conduction space 10 provided with the outflow prevention partition walls 14 on both sides has a length (L) larger than the width (W) and has an elongated shape.
- the heat conduction space 10 provided with the outflow prevention partition walls 14 on both sides prevents the insulation heat conduction gel 12 from easily moving in the width direction, and effectively prevents the insulation heat conduction gel 12 having a reduced viscosity from flowing out. Can be prevented.
- the structure in which the outflow prevention partition walls are provided only on both sides of the heat conduction space, and the outflow prevention partition walls are not provided at both ends in the assembly process, excess insulating heat conduction gel is discharged from both ends without the outflow prevention partition walls, The circuit board can be quickly placed in place. In the assembly process, the heat conduction space is filled with a larger amount of insulating heat conductive gel than the volume.
- the heat radiating plate portion is provided with an outflow prevention partition wall at the longitudinal end of the heat conduction space, and an outflow prevention partition wall is provided around the heat conduction space to further prevent the insulating heat conduction gel from flowing out. It can also be reliably prevented.
- the structure in which the outflow prevention partition is provided around the heat conduction space and the flow prevention gap (S) narrower than the space (d) of the heat conduction space is provided around the heat conduction space the viscosity of the insulating heat conduction gel is reduced. Therefore, it is possible to more reliably prevent outflow due to long-term vibration.
- the metal case 8 protrudes from the inner surface and is provided with heat radiation fins 15 on the outer surface of the heat radiation plate portion 8A.
- the heat radiating fins 15 are provided on the whole heat radiating plate portion 8 ⁇ / b> A, and efficiently radiate heat energy conducted from the circuit board 5 through the insulating heat conductive gel 12 to the outside of the outer case 6.
- the metal case 8 shown in the cross-sectional view of FIG. 6 has a heat radiating plate portion 8A protruding inward of the case, and the tips of the heat radiating fins 15 are flush with the bottom surface around the heat radiating plate portion 8A. This structure can efficiently radiate the heat generated in the heat radiating plate portion 8A to the outside without causing the heat radiating plate portion 8A to protrude from the bottom surface of the outer case 6.
- the electric battery for a vehicle according to the present invention is effectively used for a vehicle such as an electric vehicle or an idling stop to stably supply electric power to an electric component and always keep the vehicle in a running state.
- SYMBOLS 1 ... Lead battery, 2 ... Heating element, 4 ... Secondary battery, 5 ... Circuit board, 5A ... Heating element mounting part, 6 ... Outer case, 7 ... Battery holder, 8 ... Metal case, 8A ... Radiation plate part, 9 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Control circuit, 10 ... Heat conduction space, 11 ... Plastic case, 12 ... Insulation heat conduction gel, 13 ... Flow prevention groove, 14 ... Outflow prevention partition, 14A ... Projection surface, 15 ... Radiation fin, 16 ... Perimeter wall, 17 ... Fixed part, 18 ... bottom plate, 19 ... set screw
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
組み立て構造を簡素化しながら、車両に搭載されて発熱素子の熱エネルギーを長期間に渡って効率よく外装ケースの外部に放熱するために、電装用バッテリは、発熱素子を実装する回路基板(5)と、外装ケース(6)に設けた金属製の放熱プレート部(8A)との間に熱伝導スペース(10)を設けてここに絶縁熱伝導ゲル(12)を充填して、発熱素子(2)の熱エネルギーを外装ケース(6)の放熱プレート部(8A)から外部に放熱し、さらに、放熱プレート部(8A)は、熱伝導スペース(10)の外側に流出阻止隔壁(14)を設けて、熱伝導スペース(10)の絶縁熱伝導ゲル(12)の流出を阻止している。
Description
本発明は、主として、車両に搭載している電装品に電力を供給する鉛バッテリと並列に接続して使用される車両用の電装用バッテリに関する。
車両は、電装品に電力を供給する鉛バッテリを電装用のバッテリとして搭載している。鉛バッテリは車両の全ての電装品に電力を供給し、さらに車両を走行させるために必要な全ての部品、たとえば、セルモータ、エンジン制御回路、電動パワーステアリング用のモータ、オートマ制御、さらにブレーキやステアリングなどのバイワイヤー部品にも電力を供給している。さらに、近年の車両は、燃費を改善するために、アイドリングストップや減速時の回生電力で鉛バッテリを充電する方式も採用される。
鉛バッテリは、イグニッションスイッチのオフ状態においても一部の電装部品には継続して電力を供給し、また自己放電によっても残容量が減少する。それにもかかわらず、鉛バッテリは、放電されて電圧が低下しても一部の電装品への電力供給を停止しない。このため、長期間に渡って車両を使用せず、充電されない期間が長くなると、完全に放電される。鉛バッテリが完全に放電されると、セルモータを駆動できず、エンジンを始動できなくなる。この弊害は、鉛バッテリと並列に、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池からなる鉛バッテリとは異なる二次電池の電装用バッテリを並列に接続して解消できる。
ニッケル水素電池やリチウムイオン電池の電装用バッテリは、鉛バッテリよりも充電効率に優れ、しかも自己放電が少ないので、長期間に渡って使用されない時の自己放電による残容量の減少を少なくできる。さらに、鉛バッテリに並列に接続して使用される電装用バッテリは、鉛バッテリとの間にパワースイッチスイッチを設けて、イグニッションスイッチのオフ状態では、鉛バッテリに接続しない状態にできる。パワースイッチをオフ状態とする電装用バッテリは、車両が長期間使用されない状態で二次電池が放電されない。このため、鉛バッテリではセルモータを駆動できない状態において、パワースイッチをオン状態に切り換えてセルモータを駆動してエンジンを始動できる。さらに、電装用バッテリは、車両の走行状態において、パワースイッチをオン状態として鉛バッテリと並列に接続されて、車両の全ての機器に安定して電力を供給できる。このことを実現するために、鉛バッテリに並列に接続される電装用バッテリは、出力側にパワースイッチを設けて、必要なときにニッケル水素電池やリチウムイオン電池を鉛バッテリに接続している。
パワースイッチには、大電流に耐えるリレーや半導体スイッチング素子が使用される。リレーは接点をオンオフに切り換えるので、接点の接触不良による故障を皆無にできず、また切り換え時に騒音が出る欠点がある。半導体スイッチング素子は、信頼性が高く寿命も長い等の優れた特徴があるが、電流のジュール熱で発熱して温度上昇する発熱素子となるので、効率よく放熱する必要がある。温度上昇が、発熱素子自体の安定な動作を阻害し、また二次電池などの周囲の部品を加温して種々の熱による障害の原因となるからである。半導体スイッチング素子等の発熱素子の温度上昇は、発熱量と放熱量のバランスで特定されるので、いかに効率よく熱エネルギーを放熱できるかが、発熱素子自体と周囲の部品の安定な動作に大切である。
発熱素子である半導体スイッチング素子の放熱構造として、外装ケースをアルミニウムなどの金属ケースとし、金属ケースの内面にマイカやプラスチックシート等の絶縁材と熱伝導ペーストを介して半導体素子に熱結合状態に固定する構造が採用される。この構造は、発熱素子の半導体スイッチング素子を回路基板に実装する状態で金属ケースに固定すると、回路基板と半導体スイッチング素子の相対位置が特定されるので、半導体スイッチング素子を回路基板に固定しながら、金属ケースに固定するのが難しい。この弊害をさけるために、半導体スイッチング素子を金属ケースに固定して、リード線を介して回路基板に接続すると組み立てに手間がかかる。この弊害は、半導体スイッチング素子を金属ケースに固定することなく回路基板に固定して、半導体スイッチング素子には放熱フィンを固定して放熱する構造で解消できる。しかしながら、この放熱構造によると、放熱フィンが外装ケースの内部に放熱するので、外装ケースの内部温度が上昇する弊害が発生する。内部温度の上昇は、外装ケースを換気する構造として解消できるが、車両用の電装用バッテリは、外装ケースを自由に換気できる構造にはできない。種々の使用状態において外部からの水の浸入を阻止する構造が要求されるからである。
発熱素子の熱エネルギーを、離れた位置にある放熱部に伝導して放熱する構造は開発されている。(特許文献1参照)
この放熱構造は、発熱素子にヒートパイプを熱結合して放熱部に熱伝導するので、発熱素子を放熱部が離れた位置に配置できる。ただ、この放熱構造は、ヒートパイプで熱伝導するので部品コストが高くなり、また、ヒートパイプの両端を理想的な状態で熱結合するのが難しく、とくに、車両のように長期間に渡って振動を受ける使用環境において、ヒートパイプ両端を理想的な熱結合状態に保持するのが難しい。ヒートパイプは効率よく熱伝導できるが、発熱素子と放熱部との熱結合が理想的でなく、熱抵抗ができると発熱素子を効率よく放熱できない。
この放熱構造は、発熱素子にヒートパイプを熱結合して放熱部に熱伝導するので、発熱素子を放熱部が離れた位置に配置できる。ただ、この放熱構造は、ヒートパイプで熱伝導するので部品コストが高くなり、また、ヒートパイプの両端を理想的な状態で熱結合するのが難しく、とくに、車両のように長期間に渡って振動を受ける使用環境において、ヒートパイプ両端を理想的な熱結合状態に保持するのが難しい。ヒートパイプは効率よく熱伝導できるが、発熱素子と放熱部との熱結合が理想的でなく、熱抵抗ができると発熱素子を効率よく放熱できない。
本発明者等は、以上の従来の欠点を解消することを目的として、発熱素子の半導体スイッチング素子を回路基板に固定して、回路基板を金属製の外装ケースに接近して配置し、回路基板と外装ケースとの間に絶縁熱伝導ゲルを充填する構造で従来の欠点を解消することに成功した。この構造は、発熱素子の半導体スイッチング素子を回路基板に実装することで組み立て効率を改善し、さらに、回路基板の熱を外装ケースの内部に放熱することなく、絶縁熱伝導ゲルを介して金属ケースに伝導して外装ケースの外部に放熱することで、外装ケースの内部温度の上昇を防止できる。絶縁熱伝導ゲルは、互いに接触している接触面の隙間に充填される熱伝導ペーストのように、狭い隙間でなくて相当な離れた隙間に充填されて、回路基板と金属ケースの表面に密着して熱エネルギーを効率よく伝導できることから、回路基板と金属ケースとの隙間を例えば数mmと広くしながら、回路基板から金属ケースに効率よく放熱できる。さらに絶縁熱伝導ゲルは、絶縁状態で熱伝導することから、熱伝導ペーストのように絶縁シート等で絶縁処理することなく、回路基板と金属ケースの隙間に充填されて、回路基板から金属ケースに効率よく熱伝導できる。したがって、以上の放熱構造は、絶縁熱伝導ゲルの優れた特性を有効に生かして、組み立て工程を簡単にしながら、安定して回路基板から金属ケースに効率よく熱伝導できる特徴がある。しかしながら、絶縁熱伝導ゲルは、応力で粘度が低下する物性があり、さらに、離れた隙間に充填されるので、車両に搭載されて振動を受けると、粘度が低下して、隙間から外部に流れ出て、経時的に回路基板と金属ケースとの熱伝導特性を次第に低下させる弊害がある。
本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、発熱素子の半導体スイッチング素子などを回路基板に実装する構造によって、能率よく組み立てできる構造としながら、発熱素子の熱エネルギーを効率よく外装ケースの外部に放熱できることに加えて、車両に搭載されて振動を受けながら、長期間に渡って発熱素子の発熱を効率よく外装ケースの外部に放熱することで、発熱素子の温度上昇による種々の熱に起因する弊害を確実に阻止できる車両用の電装用バッテリを提供することにある。
本発明の車両用の電装用バッテリは、二次電池と、二次電池の保護回路と発熱素子とを実装する回路基板と、回路基板と二次電池とを収納してなる外装ケースとを備える。外装ケースは、回路基板の発熱素子実装部との間に熱伝導スペースを設けている金属製の放熱プレート部を有し、熱伝導スペースには、応力で粘度が低下する絶縁熱伝導ゲルを充填して、発熱素子実装部の発熱を絶縁熱伝導ゲルを介して放熱プレート部に伝導する。さらに、放熱プレート部が、熱伝導スペースの外側に流出阻止隔壁を有し、この流出阻止隔壁でもって熱伝導スペースに充填してなる絶縁熱伝導ゲルの流出を阻止する構造としている。
本発明の車両用の電装用バッテリは、回路基板の表面側に発熱素子を含む電子部品を実装して、回路基板の裏面側を、絶縁熱伝導ゲルを介して放熱プレート部に熱結合することができる。
本発明の車両用の電装用バッテリは熱伝導スペースの隙間を3mm以下とすることができる。
本発明の車両用の電装用バッテリは、放熱プレート部の外側に放熱フィンを設けて、放熱プレート部の熱エネルギーをより効果的にケースの外部に放熱する構造とすることができる。
本発明の車両用の電装用バッテリは、放熱プレート部を有する金属ケースと、この金属ケースの開口部を閉塞してなるプラスチックケースとで外装ケースを構成することができる。
本発明の車両用の電装用バッテリは、二次電池を車両に搭載している鉛バッテリに接続する半導体スイッチング素子を発熱素子とすることができる。
本発明の電装用バッテリは、発熱素子である半導体スイッチング素子などを回路基板に実装して能率よく組み立てできる構造としながら、発熱素子の熱エネルギーを効率よく外装ケースの外部に放熱できることに加えて、車両に搭載されて振動を受けながら、長期間に渡って発熱素子の発熱を効率よく外装ケースの外部に放熱して、発熱素子の温度上昇による種々の熱に起因する弊害を確実に阻止できる特徴がある。
以上の電装用バッテリが、能率よく組み立てできる構造としながら、発熱素子の熱エネルギーを効率よく外装ケースの外部に放熱し、発熱素子の温度上昇による熱に起因する種々の弊害を阻止できるのは、発熱素子を回路基板に実装し、外装ケースには金属製の放熱プレート部を設け、この放熱プレート部と回路基板との間には熱伝導スペースを設けて、熱伝導スペースに絶縁熱伝導ゲルを充填して、発熱素子の発熱を絶縁熱伝導ゲルを介して放熱プレート部に伝導して外装ケースの外部に放熱するからである。さらに、応力で粘度が低下する熱伝導スペースを熱伝導スペースに充填して、発熱素子の熱エネルギーを効率よく外装ケースに熱伝導して効率よく放熱しながら、振動する車両に搭載されて長期間に渡って発熱素子の発熱を効率よく外部に放熱できるのは、放熱プレート部が、熱伝導スペースの外側に流出阻止隔壁を設けて、この流出阻止隔壁でもって粘度の低下した絶縁熱伝導ゲルの流出を防止する構造としているからである。
以上の電装用バッテリが、能率よく組み立てできる構造としながら、発熱素子の熱エネルギーを効率よく外装ケースの外部に放熱し、発熱素子の温度上昇による熱に起因する種々の弊害を阻止できるのは、発熱素子を回路基板に実装し、外装ケースには金属製の放熱プレート部を設け、この放熱プレート部と回路基板との間には熱伝導スペースを設けて、熱伝導スペースに絶縁熱伝導ゲルを充填して、発熱素子の発熱を絶縁熱伝導ゲルを介して放熱プレート部に伝導して外装ケースの外部に放熱するからである。さらに、応力で粘度が低下する熱伝導スペースを熱伝導スペースに充填して、発熱素子の熱エネルギーを効率よく外装ケースに熱伝導して効率よく放熱しながら、振動する車両に搭載されて長期間に渡って発熱素子の発熱を効率よく外部に放熱できるのは、放熱プレート部が、熱伝導スペースの外側に流出阻止隔壁を設けて、この流出阻止隔壁でもって粘度の低下した絶縁熱伝導ゲルの流出を防止する構造としているからである。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電装用バッテリを例示するものであって、本発明は車両用の電装用バッテリを以下の構造や材質ものに特定しない。
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
図1の回路図に示す車両用の電装用バッテリは、車両に搭載している鉛バッテリ1と並列に接続して使用される。この図の電装用バッテリは、発熱素子2である半導体スイッチング素子を備える。発熱素子2の半導体スイッチング素子はパワースイッチで、内蔵する二次電池4を鉛バッテリ1と並列に接続する。半導体スイッチング素子はイグニッションスイッチ(図示せず)のオン状態で、すなわち車両を走行させる状態で、オン状態に切り換えられる。ただし、イグニッションスイッチのオフ状態においても、必要なタイミングにおいて半導体スイッチング素子はオン状態に切り換えられて、鉛バッテリに電力を供給し、あるいは鉛バッテリから電力を供給することもできる。イグニッションスイッチのオフ状態で半導体スイッチング素子をオンに切り換える電装用バッテリは、二次電池4の残容量を演算し、残容量が最小容量よりも小さくなると半導体スイッチング素子をオフ状態に切り換えて、二次電池の放電を停止できる。
本発明の車両用の電装用バッテリは、主として鉛バッテリと並列に接続して使用されるが、二次電池の容量を大きくすることで、必ずしも鉛バッテリと並列に接続して使用する必要はない。本発明の電装用バッテリは、鉛バッテリと並列に接続することなく単独で全ての電装品の電源として使用されるものにあっても、二次電池の出力側には発熱素子の半導体スイッチング素子を接続する。この半導体スイッチング素子は、二次電池の残容量が最小容量よりも小さくなるとオフ状態に切り換えられて、車両の全ての電装品への電力供給を遮断して残容量の低下を防止する。半導体スイッチング素子がオフ状態に切り換えられる最小容量は、二次電池でセルモータを駆動してエンジンを始動できる残容量に設定されて、長期間に渡って車両を使用しない状態においても、エンジンを始動して走行できる状態にできる。ハイブリッドカーや電動車両は、高電圧バッテリで二次電池を充電できるので、半導体スイッチング素子をオフ状態に切り換える最小容量を、車両に搭載している高電圧バッテリに装備のバッテリECUやエンジンECUを動作状態にできる最低容量に設定される。
図1の回路図と、図2の概略断面図と、図3の上から見た分解斜視図と、図4の下から見た分解斜視図と、図5の金属ケースの平面図と、図6の図5のVI-VI線断面図と、図7の図5におけるVII-VII線断面図に示す電装用バッテリは、二次電池4と、二次電池4と直列に接続してする発熱素子2の半導体スイッチング素子と、半導体パワースイッチを含む発熱素子2を含む電子部品を実装している回路基板5と、回路基板5と二次電池4とを収納している外装ケース6とを備える。
二次電池4はニッケル水素電池である。ただし、二次電池4にはニッケル水素電池に代わって、リチウムイオン電池等の充電できる電池であって、単位重量及び単位容積に対する充放電容量が鉛バッテリよりも大きく、かつ自己放電の少ない他の全ての二次電池を使用できる。図に示す電装用バッテリは、二次電池4をニッケル水素電池として、10個の二次電池4を電池ホルダー7で定位置に配置している。10個の二次電池4は直列に接続されて定格電圧を鉛バッテリの12Vとしている。電池ホルダー7は、各二次電池4を水平面内に配置して、外装ケース6に充填している。電池ホルダー7は、回路基板5を配置する領域に回路基板スペースを設けている。回路基板5は、回路基板スペースにあって、外装ケース6に水平姿勢で固定される。
図示しないが、二次電池には、リチウムイオン電池も使用できる。リチウムイオン電池は3個~4個を直列に接続して出力電圧を鉛バッテリと同じ電圧にできる。二次電池は、好ましくは鉛バッテリを完全に放電する状態において、すなわち二次電池4のみでセルモータを駆動できる出力容量とする。この電装用バッテリは、鉛バッテリを完全に放電する状態でセルモータを駆動して、エンジンを始動して走行状態にできるからである。
二次電池4は、半導体スイッチング素子を介して鉛バッテリと並列に接続されて、鉛バッテリと一緒に充放電される。二次電池4は発熱素子2の半導体スイッチング素子を介して直接に鉛バッテリに並列に接続され、あるいは電圧を変換する電圧調整インバータ(図示せず)を介して鉛バッテリに接続することもできる。電圧調整インバータは、二次電池の電圧を調整して鉛バッテリに出力し、また鉛バッテリの電圧を調整して二次電池に出力して、両者を並列接続する状態で、各々の電池の充放電電流を最適値にコントロールする。電圧調整インバータは、好ましくは電装用バッテリに内蔵されて、電装用バッテリの制御回路で電圧が制御される。リチウムイオン電池は残容量によって電圧が変動するので、電圧調整インバータを介して鉛バッテリに接続して、リチウムイオン電池と鉛バッテリの充放電電流を最適値に調整できる。電圧調整インバータは、発熱素子のオン状態で、エンジンを始動できない鉛バッテリを二次電池で充電し、充電された鉛バッテリでセルモータを駆動してエンジンを駆動できる。この方式でエンジンを始動する電装用バッテリは、電圧調整インバータの出力で直接にセルモータを駆動する必要がなく、電圧調整インバータの出力電流をセルモータを駆動電流よりも小さくできる。電装用バッテリは、セルモータの駆動以外にも、電動パワーステアリングのモータ駆動等、車両に搭載されるセルモータ以外の機器にも電力を供給するので、鉛バッテリと並列に接続されて、全ての機器に電力を供給できる出力とする。
電圧調整インバータは、パワーMOSFET、IGBT、パワートランジスタ等の半導体スイッチング素子と、大電流ダイオード等の半導体スイッチング素子を備え、これ等の半導体スイッチング素子は、大電流のジュール熱で発熱する発熱素子となる。半導体スイッチング素子の発熱素子は回路基板に実装され、発熱する熱エネルギーを外装ケースの金属ケースに熱伝導して外部に放熱して、最高温度を最大定格温度よりも低くする。
鉛バッテリ1に並列接続される二次電池4は、車両に搭載している発電機で充電され、あるいは、ハイブリッドカーや電気自動車においては、DC/DCコンバータを介して走行用モータを駆動する高電圧バッテリの電圧を降圧して充電される。近年の車両は、燃費を改善するために、回生制動時に発生する回生電力で鉛バッテリと二次電池を充電する。回生電力は極めて短時間に、大電流で二次電池と鉛バッテリの両方を充電する。二次電池は鉛バッテリよりも回生電力による充電効率が高い。したがって、回生電力は高い割合で二次電池を充電する。たとえば、速度で走行している車両が停止するまでに発生する回生電力を数十Whとし、制動するまでの時間を10秒以下とすれば、二次電池の充電電流は100Aを超える大電流となる。100A以上の大電流は発熱素子の半導体スイッチング素子を発熱させる。半導体スイッチング素子の発熱量は、電流の二乗に比例して大きくなる。したがって、回生電力による半導体スイッチング素子の発熱量は極めて大きく、半導体スイッチング素子を急激に温度上昇させる。回生制動時に限らず、現在の車両は、走行状態においても、電動パワーステアリング等の消費電流の大きい電装部品がある。このため、発熱素子の半導体スイッチング素子は、ジュール熱による発熱量が大きく、いかに効率よく放熱して温度上昇を少なくすることが極めて大切である。
発熱素子2の半導体スイッチング素子は、最大定格電流の大きいパワーMOSFETである。ただし、半導体スイッチング素子には、パワーMOSFETに代わって、IGBTやパワートランジスタ等の最大定格電流の大きい他の半導体スイッチング素子も使用できる。発熱素子2の半導体スイッチング素子は、制御回路9でオンオフに制御されて、二次電池4を鉛バッテリに接続する。制御回路9は、イグニッションスイッチのオン状態で、半導体スイッチング素子をオン状態に切り換えて、二次電池4を鉛バッテリ1に接続する。さらに、制御回路9はイグニッションスイッチのオフ状態においても、必要なタイミングでは半導体スイッチング素子をオン状態に切り換えて、二次電池4を鉛バッテリ1に接続することもできる。
回路基板5は、二次電池4の保護回路と発熱素子2を実装している。発熱素子2は大電流が流れて発熱する半導体スイッチング素子である。この半導体スイッチング素子は、二次電池4を鉛バッテリに接続するパワーMOSFET等の半導体素子である。また、電圧調整インバータを実装する回路基板は、発熱素子であるパワーMOSFETなどの半導体スイッチング素子を実装している。図の回路基板5は、図において上面に全ての電子部品を実装している。回路基板5は、下面には電子部品のリードが突出して導電性の突出部がある。
図2~図7の電装用バッテリは、上面に発熱素子2を実装している回路基板5の裏面と外装ケース6との間に熱伝導スペース10を設けて、回路基板5を外装ケース6に固定している。図の回路基板5は、四隅をネジ止めして外装ケース6の底板に固定している。回路基板5は裏面に導電部が突出するので、この導電部が外装ケース6に接触しないように、熱伝導スペース10を設けて外装ケース6に固定している。回路基板5は、外装ケース6との対向面に対して平行となる姿勢に配置されて、外装ケース6との間に一定隙間の熱伝導スペース10を設けている。熱伝導スペース10は、狭くして熱伝導特性を改善できる。ただ、熱伝導スペース10が狭すぎると、回路基板5の導電部が外装ケース6に接触するので、熱伝導スペース10の間隔(d)は、たとえば、0.5mmよりも広く、好ましくは1mmよりも広くする。熱伝導スペース10が広すぎると、回路基板5から外装ケース6への熱伝導特性が低下する。また、熱伝導スペース10に充填される絶縁熱伝導ゲルが流動しやすくなる。したがって、熱伝導スペース10の間隔は好ましくは3mmよりも狭くする。
外装ケース6は、金属ケース8と、この金属ケース8の開口部を閉塞するプラスチックケース11とからなる。図の外装ケース6は、金属ケース8を底ケースとして、プラスチックケース11を上ケースとしている。金属ケース8はアルミダイキャスト製で、底プレート18の周囲に周壁16を設けている。底プレート18は、一部には内側に突出する放熱プレート部8Aを設けており、さらに電池ホルダー7を定位置に嵌合する嵌合部とを設けている。また、底プレート18は、回路基板5を固定するための複数のボスを固定部17として設けている。図の金属ケース8は、底プレート18の4カ所に固定部17を設けて、回路基板5の四隅部を固定部17にネジ止めしている。さらに底プレート18は、4カ所に設けている固定部17の内側に放熱プレート部8Aを配置している。この底プレート18は、回路基板5の四隅を固定部17にネジ止めして、回路基板5の対向位置に放熱プレート部8Aを配置し、放熱プレート部8Aと回路基板5との間には一定間隔の熱伝導スペース10が設けられる。各々の固定部17は、底プレート18の表面から突出して設けられ、回路基板5を貫通する止ネジ19がねじ込まれて回路基板5を固定する。各々の固定部17は、上端面を同一平面に配置しており、止ネジ19を介して上端面に固定される回路基板5と放熱プレート部8Aとの間に一定の隙間の熱伝導スペース10を設けている。固定部17の高さは、回路基板5を固定する高さを特定するので、この構造は、固定部17の高さで、熱伝導スペース10の間隔を最適間隔に設定できる。さらに、金属ケース8は底面の周囲に沿って周壁を設けて、周壁の四隅にはプラスチックケース11を固定する貫通穴を設けている。プラスチックケース11は、金属ケース8の周壁に嵌合する周壁を有し、金属ケース8に固定されて内部を閉鎖構造として、二次電池4と回路基板5とを収納している。
金属ケース8は、回路基板5の発熱素子実装部5Aとの対向部を放熱プレート部8Aとして、回路基板5の裏面と放熱プレート部8Aとの間に熱伝導スペース10を設けている。熱伝導スペース10には、応力で粘度が低下する絶縁熱伝導ゲル12を充填している。絶縁熱伝導ゲル12は、回路基板5と放熱プレート部8Aとを絶縁しながら、回路基板5の熱エネルギーを放熱プレート部8Aに伝導する。絶縁熱伝導ゲル12は自由に変形して回路基板5の裏面と放熱プレート部8Aの表面に隙間なく密着する。したがって、絶縁熱伝導ゲル12は、放熱プレート部8Aの表面に所定の厚さで塗布し、この状態で回路基板5を押し付けて回路基板5の裏面と放熱プレート部8Aの表面に密着する。絶縁熱伝導ゲル12は、回路基板5と放熱プレート部8Aとを絶縁状態としながら、熱伝導するので、回路基板5の裏面と放熱プレート部8Aの表面を絶縁処理することなく、放熱プレート部8Aの表面に直接に塗布し、その上に裏面を絶縁していない回路基板5を押し付けて、回路基板5と放熱プレート部8Aの両面に密着して、回路基板5から放熱プレート部8Aに効率よく熱伝導する。ただ、回路基板5の裏面に絶縁皮膜を塗布して、絶縁熱伝導ゲル12に密着することもできる。絶縁熱伝導ゲル12は回路基板5を絶縁して放熱プレート部8Aに熱結合するので、回路基板5裏面の絶縁皮膜が破損しても、回路基板5と放熱プレート部8Aとを絶縁状態として熱伝導できる。
絶縁熱伝導ゲル12は、応力で粘度が低下する。この絶縁熱伝導ゲルは、酸化アルミや酸化亜鉛などの熱伝導粉末(フィラー)を油等のバインダーに分散させたものが使用できる。車両に搭載される電装用バッテリは、振動を皆無にはできない。エンジンの振動で、あるいは走行するときの路面の凹凸による振動で外装ケース6が振動されるからである。絶縁熱伝導ゲル12は、熱伝導スペース10に充填されて、回路基板5から放熱プレート部8Aに熱伝導するが、振動による応力で粘度が低下すると、回路基板5と放熱プレート部8Aとの間の熱伝導スペース10から外部に流失して、回路基板5の発熱を効率よく放熱プレート部8Aに熱伝導できなくなるおそれがある。とくに、車両は10年以上と相当に長期間に渡って使用されることから、絶縁熱伝導ゲル12は長期間に渡って熱伝導スペース10から流出させないことが大切である。絶縁熱伝導ゲル12が熱伝導スペース10から外部に流出して、回路基板5と放熱プレート部8Aとの間に空気層ができると、熱伝導特性が著しく低下して発熱素子2の温度が急激に上昇して、故障の原因となり、また安定な動作を保証できなくなるからである。
以上の弊害を防止するために、図7の断面図に示すごとく、放熱プレート部8Aは、熱伝導スペース10の外側に流出阻止隔壁14を設けて、熱伝導スペース10に絶縁熱伝導ゲル12を充填している。図7の断面図に示す流出阻止隔壁14は、回路基板5との対向位置にある突出面14Aと回路基板5との間に、熱伝導スペースの間隔(d)よりも狭い流動阻止隔隙間(S)を設けて、熱伝導スペース10の流出をより効果的に阻止する。この流出阻止隔壁14は、流動阻止隔隙間(S)を狭くして、絶縁熱伝導ゲルの流出をより効果的に阻止できるが、流動阻止隔隙間(S)が狭すぎると、突出面14Aが回路基板5に接触してショートの原因となるので、流動阻止隔隙間(S)は、たとえば、0.3mmよりも広く、好ましくは0.5mmよりも広く設定される。
流出阻止隔壁は、回路基板との対向位置に設ける流動阻止隔隙間(S)を狭くして流出を阻止するのみでなく、絶縁熱伝導ゲルが流出阻止隔壁を越えて流出するのを阻止することによっても、熱伝導スペースからの流出を阻止する。したがって、流出阻止隔壁は必ずしも回路基板との対向位置に設ける必要はない。
図2と図7に示す金属ケース8は、内部に突出する放熱プレート部8Aを設けて、放熱プレート部8Aと回路基板5との間に設けている熱伝導スペース10の両側部に2列の流出阻止隔壁14を平行に設けている。両側に流出阻止隔壁14を設けている熱伝導スペース10は、横幅(W)より長さ(L)を大きくして、細長い形状としている。絶縁熱伝導ゲル12は、粘度が低下すると、寸法の小さい幅方向に移動して流出しやすいが、横幅(W)より長さ(L)の大きい流動阻止溝13は、幅方向に移動しての流出を両側の流出阻止隔壁14で阻止する。したがって、両側に流出阻止隔壁14を設けている熱伝導スペース10は、絶縁熱伝導ゲル12の流出しやすい幅方向の移動を阻止して、粘度の低下した絶縁熱伝導ゲル12の流出を効果的に阻止できる。熱伝導スペースの両側にのみ流出阻止隔壁を設けて、両端部には流出阻止隔壁を設けない構造は、組み立て工程において、余分の絶縁熱伝導ゲルを流出阻止隔壁のない両端部から排出して、回路基板を速やかに定位置に配置できる。組み立て工程において、熱伝導スペースには容積よりも多量の絶縁熱伝導ゲルが充填される。この状態で、回路基板は、絶縁熱伝導ゲルに押し付けられて定位置に固定されるが、この状態で、絶縁熱伝導ゲルは、回路基板と放熱プレート部の両面に密着し、余分の絶縁熱伝導ゲルは、流出阻止隔壁のない熱伝導スペースの両端部からスムーズに排出される。
ただし、図示しないが、放熱プレート部は、熱伝導スペースの長手方向の端部にも流出阻止隔壁を設けて、熱伝導スペースの周囲に流出阻止隔壁を設けて、絶縁熱伝導ゲルの流出をより確実に阻止することもできる。熱伝導スペースの周囲に流出阻止隔壁を設けて、熱伝導スペースの間隔(d)よりも狭い流動阻止隔隙間(S)を熱伝導スペースの周囲に設ける構造は、絶縁熱伝導ゲルの粘度が低下する状態での流出をより確実に阻止できるので、長期間の振動による流動はより確実に防止できる。
金属ケース8は、内面に突出して設けて放熱プレート部8Aの外面に放熱フィン15を設けている。放熱フィン15は、放熱プレート部8Aの全体に設けられて、回路基板5から絶縁熱伝導ゲル12を介して熱伝導される熱エネルギーを効率よく外装ケース6の外部に放熱する。図6の断面図に示す金属ケース8は、放熱プレート部8Aをケースの内側に突出する形状として、放熱フィン15の先端を放熱プレート部8Aの周囲の底面と同一平面としている。この構造は、放熱プレート部8Aを外装ケース6の底面から突出させることなく、放熱プレート部8Aの発熱を効率よく外部に放熱できる。
本発明の車両用の電装用バッテリは、電動車両やアイドリングストップ等の車両において、電装品に安定して電力を供給して、常に車両を走行状態とする用途に有効に使用される。
1…鉛バッテリ、2…発熱素子、4…二次電池、5…回路基板、5A…発熱素子実装部、6…外装ケース、7…電池ホルダー、8…金属ケース、8A…放熱プレート部、9…制御回路、10…熱伝導スペース、11…プラスチックケース、12…絶縁熱伝導ゲル、13…流動阻止溝、14…流出阻止隔壁、14A…突出面、15…放熱フィン、16…周壁、17…固定部、18…底プレート、19…止ネジ
Claims (7)
- 二次電池と、
前記二次電池の保護回路と発熱素子とを実装する回路基板と、
前記回路基板と前記二次電池とを収納してなる外装ケースとを備え、
前記外装ケースは、前記回路基板の発熱素子実装部との間に熱伝導スペースを設けて配置してなる金属製の放熱プレート部を有し、
前記熱伝導スペースには、応力で粘度が低下する絶縁熱伝導ゲルが充填されて、前記発熱素子実装部の発熱が前記絶縁熱伝導ゲルを介して前記放熱プレート部に伝導され、
さらに、前記放熱プレート部が、前記熱伝導スペースの外側に流出阻止隔壁を有し、前記流出阻止隔壁でもって、前記熱伝導スペースに充填してなる前記絶縁熱伝導ゲルの流出が阻止される構造としてなることを特徴とする車両用の電装用バッテリ。 - 請求項1に記載される車両用の電装用バッテリであって、
前記回路基板が、前記発熱素子を含む電子部品を前記回路基板の表面側に実装しており、
前記回路基板の裏面側が前記絶縁熱伝導ゲルを介して前記放熱プレート部に熱結合されてなることを特徴とする車両用特徴とする車両用の電装用バッテリ。 - 請求項1又は2のいずれかに記載される車両用の電装用バッテリであって、
前記熱伝導スペースの隙間が3mm以下であることを特徴とする車両用の電装用バッテリ。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載される車両用の電装用バッテリであって、
前記流出阻止隔壁の突出面の少なくとも一部が、前記回路基板の対向位置にあって、前記回路基板との対向位置にある前記突出面と回路基板との間に、前記熱伝導スペースの間隔(d)よりも狭い流出阻止隙間(S)を設けてなることを特徴とする車両用の電装用バッテリ。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載される車両用の電装用バッテリであって、
前記放熱プレート部の外側に放熱フィンを設けてなることを特徴とする車両用の電装用バッテリ。 - 請求項1ないし5のいずれかに記載される車両用の電装用バッテリであって、
前記外装ケースが前記放熱プレート部を有する金属ケースと、この金属ケースの開口部を閉塞してなるプラスチックケースとからなることを特徴とする車両用の電装用バッテリ。 - 請求項1ないし6のいずれかに記載される車両用の電装用バッテリであって、
前記発熱素子が、前記二次電池を車両に搭載してなる鉛バッテリに接続する半導体スイッチング素子であることを特徴とする車両用の電装用バッテリ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018556527A JP7163190B2 (ja) | 2016-12-16 | 2017-11-22 | 車両用の電装用バッテリ |
CN201780076506.2A CN110050382B (zh) | 2016-12-16 | 2017-11-22 | 车辆用的电子设备用电池 |
US16/467,835 US11600874B2 (en) | 2016-12-16 | 2017-11-22 | Electrical equipment battery for vehicles |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016244831 | 2016-12-16 | ||
JP2016-244831 | 2016-12-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2018110232A1 true WO2018110232A1 (ja) | 2018-06-21 |
Family
ID=62558592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2017/041977 WO2018110232A1 (ja) | 2016-12-16 | 2017-11-22 | 車両用の電装用バッテリ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11600874B2 (ja) |
JP (1) | JP7163190B2 (ja) |
CN (1) | CN110050382B (ja) |
WO (1) | WO2018110232A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021207802A1 (de) | 2021-07-21 | 2023-01-26 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Gehäuseelement eines Batteriemoduls und Verfahren zur Herstellung eines solchen |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113363614B (zh) * | 2021-06-10 | 2023-02-24 | 东莞新能安科技有限公司 | 一种电池包及用电设备 |
CN115881662A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-03-31 | 厦门新能达科技有限公司 | 电化学装置及用电设备 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003013978A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-15 | Tochigi Fuji Ind Co Ltd | シール構造 |
JP2005317456A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Sanyo Electric Co Ltd | パック電池 |
JP2016152349A (ja) * | 2015-02-18 | 2016-08-22 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 回路構成体 |
JP2016197688A (ja) * | 2015-04-06 | 2016-11-24 | 株式会社デンソー | 電子制御装置 |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5763835A (en) * | 1995-11-01 | 1998-06-09 | Raychem Corporation | Gel-filled closure |
JP2002198471A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-12 | Aisin Aw Co Ltd | 電子制御ユニット |
JP2003031978A (ja) | 2001-07-13 | 2003-01-31 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | コントロールユニット及びその製造方法 |
JP4904732B2 (ja) * | 2004-07-08 | 2012-03-28 | 東レ株式会社 | 熱伝導性成形体およびその製造方法 |
KR100904373B1 (ko) * | 2004-12-24 | 2009-06-25 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 모듈용 방열 구조물, 및 그것을 포함하는 스위칭보드 및 이차전지 모듈 |
US20060185836A1 (en) * | 2005-02-24 | 2006-08-24 | Scott Garner | Thermally coupled surfaces having controlled minimum clearance |
CN100472763C (zh) * | 2005-04-22 | 2009-03-25 | 日月光半导体制造股份有限公司 | 包含无源元件的半导体封装构造 |
JP2008143432A (ja) | 2006-12-12 | 2008-06-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 車載用電源装置 |
JP4270312B2 (ja) * | 2007-02-16 | 2009-05-27 | 株式会社デンソー | 半導体センサ |
JP2008282633A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Nissan Motor Co Ltd | 電池一体化回路装置 |
US20080292950A1 (en) * | 2007-05-24 | 2008-11-27 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Battery module |
JP2009283145A (ja) * | 2008-05-19 | 2009-12-03 | Toyota Motor Corp | 伝熱制御装置およびこれを備えた電源装置 |
JP5453013B2 (ja) * | 2009-08-07 | 2014-03-26 | 三洋電機株式会社 | パック電池 |
JP2011154986A (ja) | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池パック |
JP2011181415A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 安定化回路を備えるバッテリパック |
FR2963485B1 (fr) * | 2010-07-29 | 2013-03-22 | Commissariat Energie Atomique | Batterie d'accumulateurs a conception et montage facilites |
US8432696B2 (en) * | 2010-12-01 | 2013-04-30 | Apple Inc. | Using a battery pack to facilitate thermal transfer in a portable electronic device |
WO2012139338A1 (zh) * | 2011-04-14 | 2012-10-18 | 智晖有限公司 | 一种锂电池电芯模块及电池包冷却***的设计方法 |
US20130344369A1 (en) * | 2011-10-31 | 2013-12-26 | Panasonic Corporation | Secondary battery unit |
KR101431720B1 (ko) * | 2011-12-13 | 2014-08-22 | 주식회사 엘지화학 | 신규한 구조의 스위칭 보드 및 그것을 포함하고 있는 전지모듈 |
JP5971333B2 (ja) * | 2012-04-02 | 2016-08-17 | 富士電機株式会社 | 電力変換器 |
CN202662676U (zh) * | 2012-05-28 | 2013-01-09 | 歌尔声学股份有限公司 | 发光二极管装置 |
WO2014068897A1 (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-08 | 三洋電機株式会社 | 電源装置及び電源装置を備える車両並びに蓄電装置、バッテリシステム |
JP2014093243A (ja) * | 2012-11-06 | 2014-05-19 | Nissan Motor Co Ltd | バッテリユニット |
JP5974988B2 (ja) * | 2013-06-21 | 2016-08-23 | 株式会社デンソー | 電子装置 |
EP3128574B1 (en) * | 2014-04-30 | 2018-08-22 | LG Chem, Ltd. | Battery pack comprising a pouch-type cell secondary battery and said secondary battery comprising a circuit board |
JP6148202B2 (ja) * | 2014-05-28 | 2017-06-14 | 本田技研工業株式会社 | 蓄電装置の冷却構造 |
JP6384412B2 (ja) * | 2014-07-10 | 2018-09-05 | 株式会社デンソー | 電源装置 |
-
2017
- 2017-11-22 CN CN201780076506.2A patent/CN110050382B/zh active Active
- 2017-11-22 US US16/467,835 patent/US11600874B2/en active Active
- 2017-11-22 WO PCT/JP2017/041977 patent/WO2018110232A1/ja active Application Filing
- 2017-11-22 JP JP2018556527A patent/JP7163190B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003013978A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-15 | Tochigi Fuji Ind Co Ltd | シール構造 |
JP2005317456A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Sanyo Electric Co Ltd | パック電池 |
JP2016152349A (ja) * | 2015-02-18 | 2016-08-22 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 回路構成体 |
JP2016197688A (ja) * | 2015-04-06 | 2016-11-24 | 株式会社デンソー | 電子制御装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021207802A1 (de) | 2021-07-21 | 2023-01-26 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Gehäuseelement eines Batteriemoduls und Verfahren zur Herstellung eines solchen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20210367292A1 (en) | 2021-11-25 |
CN110050382A (zh) | 2019-07-23 |
CN110050382B (zh) | 2022-08-05 |
JPWO2018110232A1 (ja) | 2019-10-24 |
JP7163190B2 (ja) | 2022-10-31 |
US11600874B2 (en) | 2023-03-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5621882B2 (ja) | 電源装置 | |
JP6784844B2 (ja) | パワーリレーアセンブリ | |
EP2132823B1 (en) | Electricity storage device | |
JP4164212B2 (ja) | 電池モジュール及び電力供給装置 | |
JP6908091B2 (ja) | 電池装置 | |
JP5209036B2 (ja) | 電池組立体、電気自動車、及び電池ハウジング | |
US8343648B2 (en) | Power storage cell with heat conducting plate | |
US11072248B2 (en) | Battery for a motor vehicle, and motor vehicle | |
WO2018110232A1 (ja) | 車両用の電装用バッテリ | |
EP2246929A1 (en) | Temperature control mechanism | |
JP2007150014A (ja) | 蓄電装置 | |
JP6652030B2 (ja) | 電池装置 | |
JP2008204762A (ja) | 電源装置 | |
CN212587616U (zh) | 高压盒、电池包及电动汽车 | |
JP2007311274A (ja) | 電池 | |
JP2015130301A (ja) | 電池冷却装置 | |
US11622478B2 (en) | Power converter having improved cooling | |
KR20190024242A (ko) | 전력분배기 | |
JP2019021402A (ja) | 車両用電池パック | |
CN217589068U (zh) | 电池保护盒、电池包及电动汽车 | |
CN110022668A (zh) | 一种具有多面散热功能的功率型电子产品 | |
KR20230096847A (ko) | 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 | |
JP6144128B2 (ja) | 車両用のバッテリ | |
CN109962315B (zh) | 一种电池包、车辆及储能装置 | |
WO2018070310A1 (ja) | 電池装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17880837 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2018556527 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17880837 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |