WO2023053668A1 - 電池パック、電動工具および電動車両 - Google Patents

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拓未 忍田
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to battery packs, electric tools, and electric vehicles.
  • Patent Literature 1 discloses a battery pack that uses a buffering agent obtained by mixing rubber particles with a highly thermally conductive resin to improve heat dissipation characteristics while maintaining vibration resistance characteristics.
  • Patent Literature 2 discloses a power module in which cooling performance is secured and rigidity is improved by a cooling insulation layer in which soft and hard insulation layers are laminated in the thickness direction.
  • the rubber material containing the heat-conducting material used in the technology described in Patent Document 1 is disadvantageous from the viewpoint of weight reduction characteristics due to its high specific gravity. Moreover, since the Young's modulus of the rubber material is small, the rigidity becomes small. For this reason, there is a possibility that resonance will occur especially in a low frequency band (for example, 200 Hz or less), which is disadvantageous in terms of vibration resistance characteristics.
  • the technique described in Patent Document 2 is disadvantageous from the viewpoint of weight reduction characteristics because a heat conductive material with a large specific gravity is used.
  • the thicknesses of the hard insulating material and the soft insulating material are reduced, the rigidity is lowered, which may cause resonance in a low frequency band, which is disadvantageous in terms of vibration resistance.
  • the techniques described in Patent Documents 1 and 2 have room for improvement in terms of weight reduction characteristics and vibration resistance characteristics in a low frequency band.
  • one object of the present invention is to provide a battery pack with improved various characteristics such as weight reduction characteristics, and an electric power tool and an electric vehicle having the battery pack.
  • the present invention an outer case; a battery housed in an exterior case and having a terminal; a conductive member connected to the terminal; a spacer member arranged between the battery and the outer case,
  • the spacer member is composed of a first insulating material and a second insulating material, The first insulating material and the second insulating material are in contact with a predetermined inner surface of the exterior case, The first insulating material is arranged to surround the second insulating material, Furthermore, the second insulating material is in contact with at least part of the battery or at least part of the conductive member,
  • the first insulating material and the second insulating material are battery packs that satisfy the following relationships (1) to (3). Specific gravity: first insulating material ⁇ second insulating material (1) Young's modulus: first insulating material > second insulating material (2) Thermal conductivity: first insulating material ⁇ second insulating material (3)
  • the present invention it is possible to improve the weight saving characteristics of the battery pack. It should be noted that the contents of the present invention should not be construed as being limited by the effects exemplified in this specification.
  • FIG. 1A and FIG. 1B are diagrams that are referred to when describing the technology and the like related to the present invention.
  • 2A and 2B are diagrams that are referred to when describing the technology and the like related to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram that is referred to when describing the technology and the like related to the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the battery pack according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram that is referred to when describing the spacer member according to the first embodiment.
  • 6A to 6C are diagrams that are referred to when explaining the spacer member according to the first embodiment.
  • 7A and 7B are diagrams referred to when describing the spacer member according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram that is referred to when describing the action of the battery pack according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a battery pack according to a comparative example.
  • 10A to 10C are diagrams referred to when explaining spacer members according to comparative examples.
  • 11A and 11B are diagrams for explaining an example of a simulation method for evaluating heat dissipation characteristics.
  • FIG. 12 is a diagram showing evaluation results of heat dissipation characteristics.
  • FIG. 13 is a diagram showing evaluation results of vibration resistance characteristics.
  • 14A is a diagram showing an example of a spacer member according to the second embodiment;
  • FIG. 14B is a diagram showing another example of the spacer member according to the second embodiment;
  • FIG. 15 is a diagram showing evaluation results of heat dissipation characteristics.
  • FIG. 16 is a diagram showing evaluation results of vibration resistance characteristics.
  • 17A and 17B are diagrams for explaining a modification.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining an application example.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining an application example.
  • FIG. 1A shows a cushioning material 1 as an example of the cushioning material.
  • the cushioning material 1 has a configuration in which a hard material 1A and a soft material 1B are laminated in the thickness direction.
  • the example shown in FIG. 1A is an example of a cushioning material in which the thickness t1 of the soft material 1B is substantially the same as the thickness of the hard material 1A.
  • the example shown in FIG. 1B is an example of a cushioning material in which the thickness t2 of the soft material 1B is smaller than the thickness of the hard material 1A.
  • the cushioning material 2 has a structure in which a hard material 2A and a soft material 2B are continuously formed in the surface direction.
  • the example shown in FIG. 2A is an example of a cushioning material in which the volume A1 occupied by the soft material 2B in the cushioning material 2 is smaller than the volume of the hard material 2A.
  • the example shown in FIG. 2B is an example of a cushioning material in which the volume A2 occupied by the soft material 2B in the cushioning material 2 is larger than the volume of the hard material 2A.
  • the cushioning material (cushioning material 1 shown in FIG. 1B) having a smaller thickness of the soft material 1B has higher rigidity.
  • the cushioning material (cushioning material 2 shown in FIG. 2A) having a smaller volume of the soft material 2B has higher rigidity.
  • the greater the area of the cushioning material and the smaller the thickness the lower the rigidity of the cushioning material. Therefore, it is necessary to pay attention to the shape of the cushioning material.
  • resonance is a phenomenon that occurs when the natural frequency of a structure matches the input frequency from the outside.
  • the amplitude of the external input becomes many times greater and is transmitted to the structure, and in extreme cases, it leads to the destruction of the structure.
  • a rubber material having low rigidity is used as a buffer material for a battery pack
  • such a buffer material can dampen vibrations in a high frequency band, but causes resonance in a low frequency band.
  • FIG. 3 consider a battery pack in which a battery 4 is housed in an exterior case 3 and a cushioning material 5 is arranged between the exterior case 3 and the battery 4 .
  • the outer case 3 and the battery 4 move differently, thereby degrading the vibration resistance. Therefore, it is desired to improve the rigidity of the cushioning material 5 so that the outer case 3 and the battery 4 move in the same manner as schematically shown in the lower right side of FIG.
  • battery packs eg, electric vehicles and power tools
  • battery packs are required to be safe against vibrations in a low frequency band (eg, 200 Hz or less) rather than in a high frequency band. Therefore, there is a demand for a structure that does not cause resonance by increasing the rigidity of the internal structure of the battery pack to increase the natural frequency. For this reason, it is required to increase the rigidity of the cushioning material as much as possible.
  • a cushioning material is formed by mixing a rubber material with a highly thermally conductive resin.
  • a rubber material containing a heat-conducting material has excellent heat dissipation properties, but has a specific gravity of about 1.0 to 3.5 and a Young's modulus of less than 1.0 MPa.
  • the buffer material has a high specific gravity, which is disadvantageous for battery packs that require weight reduction.
  • the rubber material has a low Young's modulus, the rigidity is low. If the rigidity is low, the resonance point of the internal structure will be lowered, and resonance will occur in the low frequency band in which the battery pack can be used, possibly damaging the internal structure of the battery pack.
  • the cushioning material is composed of two thermally conductive materials, a soft material and a hard material. Both of the two materials have high heat conduction properties, and are excellent in heat dissipation properties, but general heat conduction materials have a specific gravity of about 1.0 to 3.5 and a Young's modulus of less than 1.0 MPa. Since the cushioning material is composed of materials with high specific gravity, it is disadvantageous for battery packs that require weight reduction. In addition, although the Young's modulus of a hard thermally conductive material may be 10 to 50 MPa or more, the Young's modulus of a soft thermally conductive material is less than 1.0 MPa.
  • FIG. 4 is a diagram showing the appearance of the battery pack (battery pack 100) according to the first embodiment.
  • the battery pack 100 has a substantially box-shaped exterior case 10 .
  • the exterior case 10 is made of resin, for example.
  • the exterior case 10 has a substantially rectangular lid-like exterior upper case 10A and a case-shaped exterior lower case 10B with an open top surface.
  • the upper exterior case 10A and the lower exterior case 10B are integrated by being fastened with fastening screws (not shown), for example.
  • An external positive terminal and an external negative terminal (not shown) are led out to the outside of the exterior case 10 .
  • Such external positive terminal and external negative terminal are connected to the load of the battery pack 100 and the charging device.
  • a battery unit 20 is housed inside the exterior case 10 .
  • the battery unit 20 has a battery 21 and a battery holder 22 that accommodates and holds the battery 21 .
  • the battery 21 is, for example, a cylindrical lithium ion secondary battery, but a battery other than the lithium ion secondary battery may be used as the battery 21 .
  • the battery 21 has a positive terminal 23A at one end and a negative terminal 23B at the other end. In the following description, the terminal 23 is appropriately referred to when it may be either a positive electrode or a negative electrode.
  • the battery unit 20 has nine batteries 21 .
  • three batteries 21 are arranged in the X-axis direction in FIG. 4 so that the positive terminal 23A faces upward.
  • the three batteries 21 are arranged adjacent to the three batteries 21 in the Y-axis direction so that the positive terminals 23A face downward.
  • the three batteries 21 are arranged adjacent to the three batteries 21 in the Y-axis direction so that the positive terminals 23A face upward.
  • the battery holder 22 is made of resin, for example.
  • the battery holder 22 holds the batteries 21 in place and ensures insulation between the batteries.
  • the battery holder 22 has a number of tubular portions 22 ⁇ /b>A corresponding to the number of batteries 21 . Although the nine tubular portions 22A are integrated in this embodiment, they may be configured separately.
  • the diameter of the tubular portion 22A is substantially the same as the outer diameter of the battery 21. As shown in FIG.
  • the battery 21 is inserted through the cylindrical portion 22A. Thereby, the vicinity of the center of the side surface of the battery 21 is held by the cylindrical portion 22A.
  • Nine batteries 21 are electrically connected to each other by tabs 24 and tabs 25 .
  • sets (three sets) of three series-connected batteries 21 are connected in parallel (3 series/3 parallel connections).
  • the tabs 24 and 25 are connected to the terminals 23 by known methods such as laser welding and resistance welding.
  • a spacer member is arranged between the exterior case 10 and the battery 21 .
  • a spacer member 26 is arranged between the outer upper case 10A and the terminal 23 of the battery 21 positioned above in the Z-axis direction.
  • a spacer member 27 is arranged between the outer lower case 10B and the terminal 23 of the battery 21 located on the lower side in the Z-axis direction. Spacer member 26 and spacer member 27 are members that improve vibration resistance characteristics and heat dissipation characteristics of battery pack 100 in a well-balanced manner, and also function as cushioning materials.
  • spacer member Next, the spacer member according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 7 in addition to FIG. In the following description, the spacer member 26 will be described as an example unless otherwise specified, but the contents described below also apply to the spacer member 27 .
  • FIG. 5 shows a cross section when the battery pack 100 is cut along a cutting line along the X-axis direction (eg, cutting line AA-AA in FIG. 6A) so as to include three batteries 21 aligned in the X-axis direction.
  • FIG. 6A is a plan view of the spacer member 26 according to this embodiment
  • FIG. 6B is a side view of the spacer member 26 according to this embodiment
  • FIG. 6C is a perspective view of the spacer member 26 according to this embodiment
  • 7A is a diagram for explaining the positional relationship between the spacer member 26 and the terminal 23 of the battery 21
  • FIG. 7B is a diagram for explaining the positional relationship between the spacer member 27 and the terminal 23 of the battery 21.
  • FIG. Note that the internal configuration of the battery 21 in the cross-sectional view is appropriately simplified.
  • the spacer member 26 has a thin plate shape as a whole.
  • Spacer member 26 has a major surface 26A and an opposite major surface 26B.
  • Principal surface 26A is the surface on the exterior upper case 10A side
  • principal surface 26B is the surface on the battery 21 side.
  • the spacer member 26 has a substantially rectangular outer edge as a whole, and includes a plate-shaped foam 261 and a substantially circular high heat conductive material 262 provided inside the foam 261 .
  • the high thermal conductivity material 262 includes nine high thermal conductivity materials (high thermal conductivity materials 262A to 262I). In the following description, when there is no particular need to distinguish individual high thermal conductivity materials, they are collectively referred to as high thermal conductivity materials 262 as appropriate.
  • the foam 261 corresponds to the first insulating material
  • the high thermal conductivity material 262 corresponds to the second insulating material.
  • the spacer member 27 also has a foam 271 and a high thermal conductivity material 272 in the same manner.
  • the foam 261 and the high thermal conductive material 262 are not laminated in the thickness direction (Z-axis direction), but alternately formed in the plane direction (X-axis direction). there is The foam 261 and the high thermal conductivity material 262 have substantially the same thickness. That is, the principal surface 26A of the spacer member 26 is formed by the principal surface of the foam 261 and one principal surface of the high thermal conductivity material 262, and the principal surface of the foam 261 and the other principal surface of the high thermal conductivity material 262 form the spacer member 26.
  • main surface 26B is formed.
  • the foam 261 is arranged so as to surround each high thermal conductivity material 262. More specifically, the high thermal conductivity material 262 is arranged in the gap provided in the foam 261, and the inner periphery of the gap is The outer periphery of the high thermal conductivity material 262 is in contact.
  • the main surface 26A of the spacer member 26 is in contact with the upper inner surface 10C of the exterior upper case 10A.
  • the main surfaces of foam 261 and high thermal conductivity material 262 are in contact with inner surface 10C of exterior upper case 10A.
  • a spacer member 26 is arranged so as to cover the upper inner surface 10C of the outer upper case 10A.
  • An inner surface 10C of the outer upper case 10A faces the terminal 23 of the battery 21 (positive terminal 23A in the example shown in FIG. 5).
  • to face means to face each other when there is no other configuration (which may be absent) interposed therebetween.
  • the main surface 27A of the spacer member 27 is in contact with the inner surface 10D on the lower side of the outer lower case 10B.
  • the main surfaces of foam 271 and high thermal conductivity material 272 are in contact with inner surface 10D of outer lower case 10B.
  • a spacer member 27 is arranged to cover the inner surface 10D on the lower side of the outer lower case 10B.
  • An inner surface 10D of the outer lower case 10B is a surface facing the terminal 23 of the battery 21 (negative terminal 23B in the example shown in FIG. 5).
  • the high thermal conductivity material 262 of the spacer member 26 is arranged at a position facing the positive electrode terminal 23A. More specifically, as shown in FIG. 7A, the high thermal conductivity material 262 is arranged at a position where the terminal surface PRA, which is the end surface of the positive terminal 23A, overlaps with the main surface 26B of the spacer member 26 projected.
  • the high thermal conductivity material 272 of the spacer member 27 is arranged at a position facing the negative electrode terminal 23B. More specifically, as shown in FIG. 7B, the high thermal conductivity material 272 is arranged at a position overlapping the projection of the terminal surface PRB of the negative terminal 23B onto the main surface 27B of the spacer member 27 .
  • foam bodies 261 and 271 are arranged at positions corresponding to the SP between the batteries 21, that is, in the vertical direction of the SP between the batteries 21, respectively.
  • the foam 261 and the high thermal conductivity material 262 according to this embodiment satisfy the following relationship.
  • Foam 261 an example of a first insulating material
  • High thermal conductivity material 262 an example of a second insulating material
  • the mass of the foam 261 is smaller than the mass of the high heat conductive material 262.
  • JIS Z 8807 Method for measuring density and specific gravity of solids
  • JIS K 6250 Rubber - General rules for physical test methods
  • JIS K 6251 Vulcanized rubber and thermoplastic rubber - Determination of tensile properties
  • JIS K 6272 Rubber - Tensile, bending and compression tester (constant speed)
  • Foam 261 (an example of a first insulating material) ⁇ High thermal conductivity material 262 (an example of a second insulating material) satisfy the relationship Therefore, the high thermal conductivity material 262 conducts heat more easily than the foam 261 .
  • JIS A 1412-1 Metal-Inorganic Standard
  • JIS A 1412-2 Metal-Inorganic Standard
  • JIS A 1412-2 Method for measuring thermal resistance and thermal conductivity of thermal insulating material
  • foam 26 for example, a foam containing at least one of polypropylene, polyethylene, polyphenylene ether, polyester, and polyurethane can be used.
  • a member having flexibility (flexible property) in which a base material contains a thermally conductive filler can be used.
  • the base material include those composed of at least one of silicone rubber, acrylic rubber, urethane rubber, styrene-butadiene rubber, and elastomer.
  • thermally conductive fillers include carbon, graphite, alumina, aluminum hydroxide, boron nitride, ceramics, and combinations of two or more of these.
  • the foam 261 and the foam 271 have a specific gravity in the range of 0.05 to 0.3, a Young's modulus in the range of 30 to 100 MPa, and a thermal conductivity of 0.01 to 0.3 W/ Those within the range up to m ⁇ K are used.
  • the high thermal conductivity material 262 and the high thermal conductivity material 272 have a specific gravity in the range of 1.5 to 3.5, a Young's modulus in the range of 0.05 to 1.0 MPa, and a thermal conductivity of 1.0. Those in the range up to 15 W/m ⁇ K are used.
  • High thermal conductivity materials 262 and 272 are arranged at positions facing the terminals 23 of the battery 21 . Specifically, the high thermal conductivity material 262 is in contact with the portion where the tab 24 and the terminal 23 are welded. Also, the high thermal conductivity material 272 is in contact with the portion where the tab 25 and the terminal 23 are welded. With such a configuration, as schematically shown in FIG. 8, heat generated by the battery 21 can be effectively transferred to the exterior case 10 via the high thermal conductive materials 262 and 272 . Thereby, the heat dissipation characteristic of the battery pack 100 can be improved.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view for explaining a configuration example of a battery pack (battery pack 100A) according to a comparative example.
  • the same reference numerals are given to the configurations that are the same as or of the same quality as those of the battery pack 100, and redundant explanations are appropriately omitted.
  • the battery pack 100A has spacer members 36 and 37 instead of the spacer members 26 and 27.
  • FIG. 10A to 10C are diagrams for explaining configuration examples of the spacer member 36.
  • FIG. 10A is a front view of the spacer member 36
  • FIG. 10B is a side view of the spacer member 36
  • FIG. 10C is a perspective view of the spacer member 36.
  • the spacer member 36 has foam 361 and high thermal conductivity material 362 . As shown in FIG. 10B, unlike spacer member 26, foam 361 and high thermal conductivity material 362 are laminated in the thickness direction. The foam 361 is arranged on the exterior case 10 side, and the high heat conductive material 362 is arranged on the battery 21 (tab 24) side.
  • Heat dissipation characteristics First, evaluation results of heat dissipation characteristics will be described. Various characteristics of the battery pack according to the present embodiment and the battery pack according to the comparative example were evaluated based on simulations. An example of a simulation method for evaluating heat dissipation characteristics will be described with reference to FIGS. 11A and 11B. Numbers are attached to the nine batteries 21 connected in 3 parallel and 3 series. For example, as shown in FIG. 11A, the nine batteries 21 are numbered from cell1 to cell9. As shown in FIG. 11B, a battery load device is connected to nine batteries 21 (schematically indicated by rectangular frames), and a simulation is performed in which a current value of 3I flows from the battery load device. rice field.
  • Fig. 12 shows the evaluation results of the heat dissipation characteristics.
  • the horizontal axis of the bar graph shown in FIG. 12 indicates the cell number, and the vertical axis indicates the cell maximum temperature ratio (%).
  • Two bars are shown for each cell number.
  • the white bar indicates the surface temperature of the battery having the configuration according to the comparative example
  • the hatched bar among the two bars indicates the surface temperature of the battery having the configuration according to the present embodiment.
  • the ratio of the surface temperature of the battery according to the present embodiment relative to the surface temperature of the battery according to the comparative example is shown as 100%.
  • the surface temperature of the battery according to the present embodiment is the same as in the comparative example, regardless of the cell number, in other words, regardless of the position of the nine batteries connected in 3-series and 3-parallel. It is about 2% to 5% (about 3% on average) lower than the surface temperature of the battery. This is presumably because in the battery pack according to the comparative example, the heat of the high thermal conductive material 362 is blocked by the foam 361 having heat insulating properties, so that the heat cannot be efficiently transmitted to the exterior case 10 . On the other hand, in the battery pack according to the present embodiment, the heat of the battery can be effectively transferred to the outer case 10 through the high thermal conductive materials 262 and 272 without any structure that blocks the heat transfer. It is considered that the rise in temperature of
  • the volume ratio of the high thermal conductive material and the foam is set to 1:1, and the spacer members 26 and 36 of each battery pack have the same thickness.
  • Fig. 13 shows the evaluation results of the vibration resistance characteristics.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 13 indicates frequency, and the vertical axis indicates relative acceleration.
  • line LNA indicates the results of the vibration resistance characteristics of the battery pack according to the present embodiment
  • line LNB indicates the results of the vibration resistance characteristics of the battery pack according to the comparative example.
  • the battery pack 100 according to the present embodiment has a resonance point of approximately 360 Hz, which can be approximately 230 Hz higher than the resonance point (approximately 130 Hz) of the battery pack 100A according to the comparative example. That is, the battery pack 100 according to the present embodiment can prevent resonance from occurring in a low frequency band (frequency band less than around 200 Hz) in which the battery pack tends to vibrate, and can improve vibration resistance characteristics. can. Since the resonance point can be increased and the vibration resistance can be improved, it is possible to prevent the internal structure of the battery pack from being destroyed due to the resonance that occurs when the battery pack is in use.
  • the vibration resistance can be improved is that the thickness of the foam 261 with high rigidity can be made larger than the thickness of the foam 361, and the area of the high heat conductive material 262 with low rigidity can be made smaller than that of the high heat conductive material 362. it is conceivable that.
  • thermally conductive rubber materials thermal conductive rubber materials
  • hard thermal conductive materials hard thermal conductive materials
  • soft conductive materials soft conductive materials
  • the volume of the spacer member was 20000 mm 3 , and the masses of the spacer members of the above-described Patent Document 1 (also referred to as Document 1), Patent Document 2 (also referred to as Document 2), and the present embodiment were determined using the specific gravities in Table 1.
  • the mass was determined assuming that it was composed of one material of thermally conductive rubber material.
  • the mass was determined as having a configuration in which the In addition, as in Document 2 and the present embodiment, the spacer member composed of two materials has a volume ratio of 1:1. Table 2 shows the determined mass (range of mass considered from the range of specific gravity).
  • the spacer member according to the present embodiment has a mass ratio of 50 to 80% compared to the spacer members corresponding to Documents 1 and 2, and the weight reduction characteristics are improved. I know there is. Since the weight of the spacer member can be reduced, the weight of the entire battery pack can be reduced.
  • the resonance point can be increased by using a structure in which the foam surrounds the material, and a spacer member is formed by using a structure in which the foam surrounds the high thermal conductivity material instead of a laminated structure of the high thermal conductivity material and the foam.
  • a spacer member is formed by using a structure in which the foam surrounds the high thermal conductivity material instead of a laminated structure of the high thermal conductivity material and the foam.
  • the volume ratio of the high thermal conductivity material 262 to the spacer member 26 (the volume ratio of the high thermal conductivity material 262 to the entire volume of the spacer member 26) and the volume ratio of the high thermal conductivity material 272 to the spacer member 27 Fig. 3 is a range optimized embodiment;
  • the high thermal conductivity material 262 will be described as an example, but the items described below can also be applied to the high thermal conductivity material 272 unless otherwise specified.
  • FIG. 14A shows the spacer member 26 with the high thermal conductivity material 262 having a volume ratio of 50%. Also, FIG. 14B shows a spacer member 26 in which the volume ratio of the high thermal conductivity material 262 is 22%.
  • the volume ratio of the high thermal conductivity material 262 to the spacer member 26 is preferably 22% or more and 50% or less, as shown in FIGS. 14A and 14B. The reason for this will be specifically described below.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 15 indicates the volume ratio (%), which is the volume ratio of the high thermal conductivity material 262 to the entire spacer member 26 .
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 15 indicates the maximum temperature ratio (%) of the battery (cell).
  • the heat dissipation characteristics described in the first embodiment were simulated to obtain and plot the maximum cell temperature ratio.
  • the maximum cell temperature ratio was the average of the maximum cell temperature ratios of nine batteries.
  • the maximum cell temperature ratio is set to 100%.
  • the simulation result of the cell maximum temperature ratio when the spacer member 26 is entirely composed of the high heat conductive material 262 (volume ratio 100%) is about 78%. Assuming that there is a first-order correlation between the result when the volume ratio of the high thermal conductivity material 262 is 0% and the result when it is 100%, this relationship (first-order straight line) is obtained by the prediction line LNC Indicated.
  • the predicted line LNC can also be considered as an example in which nine high thermal conductivity materials 262 are evenly arranged regardless of the positions of the batteries 21 . Also, as a result of plotting the cell maximum temperature ratio obtained by the simulation, a curved line LND was obtained.
  • the cell maximum temperature ratio of the line LND was higher than the cell maximum temperature ratio indicated by the predicted line LNC.
  • the volume ratio of the high heat conductive material 262 was 22% or more, the cell maximum temperature ratio of the line LND was lower than the cell maximum temperature ratio indicated by the predicted line LNC. From this, even when the ratio of the high thermal conductive material 262 is as small as 22%, by facing the terminal 23 of the battery 21, the high thermal conductive material 262 is more evenly distributed than the case where the high thermal conductive material 262 is evenly arranged. The maximum cell temperature ratio can be reduced.
  • the volume ratio of the high thermal conductive material 262 is preferably 22% or more. Note that as the volume ratio of the high thermal conductivity material 262 approaches 100%, there is no substantial difference in the arrangement positions of the nine high thermal conductivity materials 262, so the difference between the value of the predicted line LNC and the value of the line LND gradually increases. , and finally converges to approximately the same value.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 16 indicates the volume ratio (%), which is the volume ratio of the high thermal conductivity material 262 to the entire spacer member 26 .
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 16 indicates the resonance point (Hz) of the battery 21 .
  • the resonance point of the battery 21 was obtained by simulating the vibration resistance characteristics described in the first embodiment while changing the volume ratio of the high thermal conductive material 262 by 1%.
  • the resonance point can be made larger than the prediction line LNE, which is the prediction line.
  • the volume ratio of the high thermal conductivity material 262 is greater than 50%, the resonance point is smaller than the predicted line LNE. This is because the diameter of the battery 21 is larger than that of the high thermal conductive material 262 when the volume ratio of the high thermal conductive material 262 is 50% or less, but the diameter of the battery 21 is larger than that of the high thermal conductive material 262 when the volume ratio of the high thermal conductive material 262 is greater than 50%.
  • the resonance point becomes small and the vibration resistance in the low frequency band deteriorates.
  • both the foam 261 and the high thermal conductive material 262 are arranged at positions overlapping the portion of the terminal surface projected onto the spacer member, so that the terminal surface of the battery is exposed to the foam 261 and the high heat through the tab. It will be in contact with both of the conductive material 262 . Since the foam material 261 has a higher Young's modulus than the high thermal conductive material 262 and is excellent in vibration resistance in a low frequency band, the terminal surface of the battery contacts not only the high thermal conductive material 262 but also the foam material 261. The resonance point becomes large and the vibration characteristics in the low frequency band are improved. Therefore, from the viewpoint of vibration resistance, which is the purpose of preventing resonance of the internal structure, it is preferable that the volume ratio of the high thermal conductivity material 262 is 50% or less.
  • Table 3 shows the mass of the spacer member 26 depending on the volume ratio of the high thermal conductivity material 262 .
  • the spacer member 26 has a volume of 20000 mm 3 and a specific gravity shown in Table 1 of the first embodiment.
  • the volume ratio of the high thermal conductivity material 262 in the spacer member 26 should be 22% or more and 50% or less. found to be favorable. Also, it was found that the volume ratio of the high thermal conductivity material 272 in the spacer member 27 is preferably 22% or more and 50% or less.
  • the structure in which both the foam 261 and the high thermal conductivity material 262 are arranged at the position where the terminal surface is projected onto the spacer member 26 can improve the vibration resistance.
  • the heat of the battery can be efficiently transferred to the exterior case 10 by the high thermal conductive material 262, and further, by reducing the volume ratio of the soft high thermal conductive material 262 with a high specific gravity, not only vibration resistance but also Improvements in heat dissipation and weight reduction can be achieved at the same time.
  • a high thermal conductivity material may be arranged on at least part of the peripheral portion (portion including the vicinity of the periphery) of the spacer member. Further, the high thermal conductivity material arranged on the peripheral edge of the spacer member and at least part of the high thermal conductivity material arranged so as to face the terminal portion of the battery may be connected to each other.
  • high thermal conductivity materials 51A, 51B, 51C, and 51D are provided near four corners of the spacer member 26 .
  • the high thermal conductive materials 51A to 51D the same materials as the high thermal conductive material 262 can be applied.
  • the high thermal conductor 262A and the high thermal conductor 51A are connected, the high thermal conductor 262G and the high thermal conductor 51B are connected, the high thermal conductor 262I and the high thermal conductor 51C are connected, and the high thermal conductor 262C and the high thermal conductor are connected.
  • Conductive material 51D is connected.
  • the size and shape of the high thermal conductivity materials 51A, 51B, 51C, and 51D may be shapes and sizes other than the illustrated example, and a material different from the high thermal conductivity material 262 may be used. good.
  • the spacer member 26 may be provided with a peripheral edge portion 61 . Then, the vicinity of the four corners of the peripheral portion 61 and the high thermal conductivity material 262 arranged in the vicinity of the corners are connected. For example, the vicinity of the upper right corner of the peripheral portion 61 and the high thermal conductivity material 262A located in the vicinity of the corner are connected via the same high thermal conductivity material.
  • all of the high thermal conductivity materials 262A to 262I may be connected to high thermal conductivity materials provided near the corners or around the entire periphery. However, as described in the second embodiment, it is preferable that the volume ratio of the high thermal conductivity material is within an appropriate range.
  • the arrangement positions of the spacer members described above are not limited to the arrangement positions described in the above-described embodiment.
  • the spacer member specifically, the foam and the high thermal conductive material that constitute the spacer member, may be arranged so as to be in contact with the inner surface of the side surface of the exterior case. Then, the high heat conductive material may be in contact with at least part of the side surface of the battery (the body portion forming the peripheral surface). Such a configuration also allows the heat generated from the battery to escape to the side surface of the exterior case.
  • the tab if the tab is small, there may be a mode in which the entire tab is in contact with the high thermal conductivity material. Also, the tabs may be omitted, in which case the battery terminals and the high thermal conductivity material may be in direct contact.
  • the battery pack has two spacer members, but it may have one spacer member, and the battery pack may have three or more spacer members.
  • the shape of the high heat conductive material is substantially circular so as to correspond to the shape of the battery terminal, but it is not limited to this.
  • the shape of the high thermal conductivity material may be rectangular, triangular, or the like.
  • an example in which the foam and the high thermal conductivity material are integrally molded has been shown, but they may be formed in different steps and then integrated by adhesion or the like.
  • the battery pack according to the present invention can be mounted on or used to supply electric power to power tools, electric vehicles, various electronic devices, and the like.
  • the electric driver 431 is provided with a motor 433 that transmits rotational power to a shaft 434 and a trigger switch 432 that is operated by a user.
  • a battery pack 430 and a motor control unit 435 are accommodated in a lower housing of the handle of the electric driver 431 .
  • the battery pack 430 is built into the electric driver 431 or is detachable therefrom.
  • a battery pack according to the present invention can be applied to the battery pack 430 .
  • Each of the battery pack 430 and the motor control unit 435 may be provided with a microcomputer (not shown) so that charge/discharge information of the battery pack 430 can be communicated with each other.
  • the motor control unit 435 can control the operation of the motor 433 and cut off the power supply to the motor 433 in the event of an abnormality such as overdischarge.
  • FIG. 19 schematically shows a configuration example of a hybrid vehicle (HV) employing a series hybrid system.
  • a series hybrid system is a vehicle that runs with an electric drive force conversion device using electric power generated by a generator powered by an engine or electric power temporarily stored in a battery.
  • This hybrid vehicle 600 includes an engine 601, a generator 602, a power driving force conversion device (DC motor or AC motor, hereinafter simply referred to as "motor 603"), driving wheels 604a, driving wheels 604b, wheels 605a, wheels 605b, A battery 608, a vehicle control device 609, various sensors 610, and a charging port 611 are mounted.
  • a battery pack according to the present invention or a power storage module equipped with a plurality of battery packs according to the present invention can be applied.
  • the electric power of the battery 608 operates the motor 603, and the rotational force of the motor 603 is transmitted to the driving wheels 604a, 604b.
  • the rotational power produced by engine 601 allows power generated by generator 602 to be stored in battery 608 .
  • Various sensors 610 control the engine speed via the vehicle control device 609 and control the opening of a throttle valve (not shown).
  • HV plug-in hybrid vehicles
  • the secondary battery according to the present invention can be applied to a miniaturized primary battery and use it as a power supply for the tire pressure monitoring system (TPMS) built into the wheels 604 and 605.
  • TPMS tire pressure monitoring system
  • the present invention can also be applied to a parallel system that uses both an engine and a motor, or a hybrid vehicle that combines a series system and a parallel system. Furthermore, the present invention can also be applied to electric vehicles (EV or BEV) that run only with a drive motor that does not use an engine, and fuel cell vehicles (FCV).
  • EV or BEV electric vehicles
  • FCV fuel cell vehicles

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Abstract

放熱特性等を向上させた電池パックを提供する。　スペーサー部材を有し、スペーサー部材は、第１の絶縁材および第２の絶縁材により構成されており、第１の絶縁材および第２の絶縁材は、外装ケースにおける所定の内面に接しており、第１の絶縁材は、第２の絶縁材を取り囲むように配置されており、第１の絶縁材および第２の絶縁材は、下記の（１）から（３）までの関係を満たす電池パックである。 比重：第１の絶縁材＜第２の絶縁材・・・（１） ヤング率：第１の絶縁材＞第２の絶縁材・・・（２） 熱伝導率：第１の絶縁材＜第２の絶縁材・・・（３）

Description

電池パック、電動工具および電動車両
　本発明は、電池パック、電動工具および電動車両に関する。
　使用時に発熱を伴う電池（例えば、リチウムイオン二次電池）の分野において、放熱のし易さである放熱特性を向上させることは重要である。また、二次電池の用途が、電動工具や電動車両等の分野に拡大していることを踏まえれば、二次電池を含む電池パックの軽量化および耐振動特性を向上させることも重要である。例えば、特許文献１は、ゴム粒子に熱伝導性の高い樹脂を混合した緩衝剤を用いることにより、耐振動特性を保ちつつ、放熱特性を向上させた電池パックを開示する。また、特許文献２は、軟質および硬質の絶縁層を厚み方向に積層した冷却絶縁層により、冷却性能を確保しつつ剛性を向上させたパワーモジュールを開示する。
特開２０１９－１２５４４９号公報
特開２０１５－７６４４２号公報
　特許文献１に記載の技術で用いられている熱伝導材を含むゴム材は、比重が大きいため軽量化特性の観点で不利である。また、ゴム材はヤング率が小さいため剛性が小さくなる。このため、特に低周波帯（例えば、２００Ｈｚ以下）で共振を起こしてしまう虞があり、耐振動特性の観点で不利である。また、特許文献２に記載の技術は、比重が大きい熱伝導材が用いられているため、軽量化特性の観点で不利である。また、硬質の絶縁材と軟質の絶縁材の厚みが小さくなるため剛性が低下し、低周波帯で共振を起こしてしまう虞があり、耐振動特性の観点で不利である。このように、特許文献１および２に記載の技術は、軽量化特性および低周波数帯での耐振動特性の観点で改善の余地がある。
　従って、本発明は、軽量化特性等の各種の特性を向上させた電池パック、および、当該電池パックを有する電動工具および電動車両を提供することを目的の一つとする。
　本発明は、
　外装ケースと、
　外装ケースに収納され、端子を有する電池と、
　端子に接続される導電性部材と、
　電池と外装ケースとの間に配置されるスペーサー部材と
　を有し、
　スペーサー部材は、第１の絶縁材および第２の絶縁材により構成されており、
　第１の絶縁材および第２の絶縁材は、外装ケースにおける所定の内面に接しており、
　第１の絶縁材は、第２の絶縁材を取り囲むように配置されており、
　さらに第２の絶縁材は、電池の少なくとも一部または導電性部材の少なくとも一部と接しており、
　第１の絶縁材および第２の絶縁材は、下記の（１）から（３）までの関係を満たす電池パックである。
比重：第１の絶縁材＜第２の絶縁材・・・（１）
ヤング率：第１の絶縁材＞第２の絶縁材・・・（２）
熱伝導率：第１の絶縁材＜第２の絶縁材・・・（３）
　本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、電池パックにおける軽量化特性等を向上させることができる。なお、本明細書で例示された効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明に関連する技術等を説明する際に参照される図である。 図２Ａおよび図２Ｂは、本発明に関連する技術等を説明する際に参照される図である。 図３は、本発明に関連する技術等を説明する際に参照される図である。 図４は、第１の実施形態に係る電池パックの分解斜視図である。 図５は、第１の実施形態に係るスペーサー部材についての説明がなされる際に参照される図である。 図６Ａから図６Ｃは、第１の実施形態に係るスペーサー部材についての説明がなされる際に参照される図である。 図７Ａおよび図７Ｂは、第１の実施形態に係るスペーサー部材についての説明がなされる際に参照される図である。 図８は、第１の実施形態に係る電池パックの作用についての説明がなされる際に参照される図である。 図９は、比較例に係る電池パックの分解斜視図である。 図１０Ａ～図１０Ｃは、比較例に係るスペーサー部材についての説明がなされる際に参照される図である。 図１１Ａおよび図１１Ｂは、放熱特性を評価するためのシミュレーション方法の一例を説明するための図である。 図１２は、放熱特性の評価結果を示す図である。 図１３は、耐振動特性の評価結果を示す図である。 図１４Ａは、第２の実施形態に係るスペーサー部材の一例を示す図である。図１４Ｂは、第２の実施形態に係るスペーサー部材の他の例を示す図である。 図１５は、放熱特性の評価結果を示す図である。 図１６は、耐振動特性の評価結果を示す図である。 図１７Ａおよび図１７Ｂは、変形例を説明するための図である。 図１８は、応用例を説明するための図である。 図１９は、応用例を説明するための図である。
　以下、本発明の実施形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行われる。
＜本発明に関連する技術＞
＜第１の実施形態＞
＜第２の実施形態＞
＜変形例＞
＜応用例＞
　以下に説明する実施形態等は本発明の好適な具体例であり、本発明の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものではない。特に、実施形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置、上下左右等の方向の記載等は特に限定する旨の記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがあり、また、図示が煩雑となることを防止するために、参照符号の一部のみを図示する場合や図示の一部を簡略化する場合もある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、重複する説明を適宜省略する。
＜本発明に関連する技術＞
　始めに、本発明の理解を容易とするために、本発明に関連する技術について説明しつつ、本発明で考慮すべき問題について説明する。
　始めに、電池パックに適用される緩衝材の剛性について説明する。一方（本例では図面に向かって左側）を固定し、他方（本例では図面に向かって右側）を自由端とした片持ち梁の緩衝材を考える。図１Ａおよび図１Ｂは、緩衝材の一例である緩衝材１を示す。緩衝材１は、硬質材１Ａと軟質材１Ｂとが厚み方向に積層された構成を有している。図１Ａに示す例は、軟質材１Ｂの厚みｔ１が硬質材１Ａの厚みと略同じである緩衝材の例である。図１Ｂに示す例は、軟質材１Ｂの厚みｔ２が硬質材１Ａの厚みに対して小さい緩衝材の例である。
　図２Ａおよび図２Ｂは、緩衝材の他の例である緩衝材２を示す。緩衝材２は、硬質材２Ａと軟質材２Ｂとが面方向に連続的に形成された構成を有している。図２Ａに示す例は、緩衝材２における軟質材２Ｂの占める体積Ａ１が硬質材２Ａの体積より小さい緩衝材の例である。図２Ｂに示す例は、緩衝材２における軟質材２Ｂの占める体積Ａ２が硬質材２Ａの体積より大きい緩衝材の例である。
　緩衝材１の自由端側に下向きの力ＦＡを印加した場合の力ＦＡに対する剛性を考える。図１Ａおよび図１Ｂに示す例を比較した場合は、軟質材１Ｂの厚みが小さい緩衝材（図１Ｂに示す緩衝材１）の方が剛性は高くなる。また、図２Ａおよび図２Ｂに示す例を比較した場合は、軟質材２Ｂの体積が小さい緩衝材（図２Ａに示す緩衝材２）の方が剛性は高くなる。一般に、緩衝材の面積が大きいほど、また、厚みが小さいほど緩衝材の剛性は低下する。したがって、緩衝材の形状に留意する必要がある。すなわち、緩衝材の剛性を高めるために緩衝材の面積を小さくすると、緩衝材に要求される耐振動特性を満たさない虞がでてくる。また、硬質材の厚みを大きくすると、緩衝材のサイズが大型化してしまう虞がある。
　また、緩衝材の共振についても留意する必要がある。ここで、共振とは構造物が持つ固有振動数と外部からの入力振動数とが一致した際に生じる現象である。共振を起こすと外部入力が何倍もの振幅となって構造物に伝わってしまい、極端な場合、構造物の破壊に至ってしまう。例えば、電池パックの緩衝材として剛性が低いゴム材などを用いた場合、係る緩衝材は高周波数帯では振動を減衰することができるが低周波数帯で共振を起こしてしまう。例えば、図３に示すように、電池４が外装ケース３内に収納され、外装ケース３と電池４との間に緩衝材５が配置された電池パックを考える。緩衝材５の剛性が低いと、図３の右上側に模式的に示すように、外装ケース３と電池４が異なる動きをすることで耐振動特性が低下する。したがって、緩衝材５の剛性を向上させ、これにより図３の右下側に模式的に示すように、外装ケース３と電池４とが同じ動きをすることが望まれる。特に、電池パックの用途（例えば電動車両や電動工具）を考慮すると、電池パックに対しては高周波数帯ではなく低周波数帯（例えば、２００Ｈｚ以下）の振動に対する安全性が求められる。したがって、電池パックの内部構造の剛性を上げることで固有振動数を上げ、共振を起こさない構造が求められる。このことから、緩衝材の剛性を可能な限り大きくすることが求められる。
　上述した特許文献１の技術では、ゴム材に高熱伝導性の樹脂を混ぜ合わせることで緩衝材を構成している。熱伝導材を含むゴム材は放熱特性では優れているが、比重が１．０～３．５程度、ヤング率も１．０ＭＰａ未満である。すなわち、比重が高い緩衝材となるため、軽量化が求められる電池パックにおいて不利となる。また、ゴム材はヤング率が低いため剛性が低い。剛性が低いと内部構造の共振点を下げることにつながり、電池パックが使用され得る低周波数帯で共振が起こり、電池パックの内部構造が損傷する虞がある。
　また、特許文献２に記載の技術では、軟質材および硬質材の二材の熱伝導材により緩衝材を構成している。二材共に熱伝導特性が高いため放熱特性では優れているが、一般的な熱伝導材は比重が１．０～３．５程度、ヤング率も１．０ＭＰａ未満である。比重の高い材料同士で構成される緩衝材のため、軽量化が求められる電池パックにおいて不利となる。また、硬質の熱伝導材の場合はヤング率が１０～５０ＭＰａ以上の場合があるものの、軟質の熱伝導材はヤング率が１．０ＭＰａ未満である。また、特許文献２に記載の緩衝材では、二材を厚み方向に重ねており、それぞれの緩衝材の厚みが薄くなるため、一様な材料で構成されているものと比較して剛性が低下する。これにより内部構造の共振点が下がり、電池パックが使用され得る低周波数帯で共振が起こり、電池パックの内部構造が損傷する虞がある。以上を踏まえつつ、本発明を実施形態等に基づいて以下詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
［電池パックの構成例］
（全体の構成例）
　図４は、第１の実施形態に係る電池パック（電池パック１００）の外観を示す図である。電池パック１００は、概略箱状の外装ケース１０を有している。外装ケース１０は、例えば、樹脂により形成されている。外装ケース１０は、上面視が略矩形状であり蓋状の外装上ケース１０Ａと、上面が開放されたケース状の外装下ケース１０Ｂとを有している。外装上ケース１０Ａと外装下ケース１０Ｂとは、例えば、締結ネジ（不図示）によって締結されることで一体化される。外装ケース１０の外側には、外部正極端子および外部負極端子（不図示）が導出されている。係る外部正極端子および外部負極端子が電池パック１００の負荷や充電装置に対して接続される。
　外装ケース１０内には、電池ユニット２０が収納される。電池ユニット２０は、電池２１と、電池２１を収納および保持する電池ホルダ２２とを有している。電池２１は、例えば、円筒型のリチウムイオン二次電池であるが、電池２１としてリチウムイオン二次電池以外の電池が用いられてもよい。電池２１は、一方の端部に正極端子２３Ａを有し、他方の端部に負極端子２３Ｂを有している。以下の説明では、正極および負極の何れであってもよい場合には、端子２３と適宜、称する。
　本実施形態では、電池ユニット２０は、９個の電池２１を有している。例えば、図４におけるＸ軸方向に３個の電池２１が、正極端子２３Ａが上側を向くように配置される。当該３個の電池２１に対してＹ軸方向で隣接する位置に、正極端子２３Ａが下側を向くように３個の電池２１が、配置される。当該３個の電池２１に対してＹ軸方向で隣接する位置に、正極端子２３Ａが上側を向くように３個の電池２１が配置される。
　電池ホルダ２２は、例えば、樹脂により構成されている。電池ホルダ２２は、電池２１を所定位置に保持するとともに、各電池間の絶縁を確保する。電池ホルダ２２は、電池２１の数に対応する数の筒状部２２Ａを有している。本実施形態では、９個の筒状部２２Ａは一体化されているが、別々の構成であっても構わない。筒状部２２Ａの径は、電池２１の外径と略同じ大きさである。筒状部２２Ａに対して電池２１が挿通される。これにより、電池２１の側面中央付近が筒状部２２Ａに保持される。
　電池２１の一方の端子２３、例えば、Ｚ軸方向において上側に配置される端子２３に対して導電性部材の一例であるタブ２４が接続される。また、電池２１の他方の端子２３、例えば、Ｚ軸方向において下側に配置される端子２３に対してタブ２５が接続される。タブ２４およびタブ２５によって、９個の電池２１が互いに電気的に接続される。本実施形態では、直列接続された３個の電池２１の組（３組）が並列接続されている（３直列３並列接続）。タブ２４およびタブ２５は、端子２３に対してレーザー溶接や抵抗溶接等の公知の方法により接続される。
　外装ケース１０と電池２１との間には、スペーサー部材が配置される。例えば、外装上ケース１０Ａと、Ｚ軸方向において上側に位置する電池２１の端子２３との間には、スペーサー部材２６が配置される。また、外装下ケース１０Ｂと、Ｚ軸方向において下側に位置する電池２１の端子２３との間には、スペーサー部材２７が配置される。スペーサー部材２６およびスペーサー部材２７は、電池パック１００の耐振動特性や放熱特性をバランスよく向上させ、緩衝材としても機能する部材である。
（スペーサー部材）
　次に、図４に加え、図５から図７を参照しつつ、本実施形態に係るスペーサー部材について説明する。以下の説明では、特に断らない限りスペーサー部材２６を例にして説明するが、以下で説明する内容はスペーサー部材２７にもあてはまる。
　図５は、Ｘ軸方向に整列する３個の電池２１を含むように、Ｘ軸方向に沿う切断線（例えば図６Ａにおける切断線ＡＡ－ＡＡ）で電池パック１００を切断した場合の断面を示す断面図である。図６Ａは本実施形態に係るスペーサー部材２６の平面図、図６Ｂは本実施形態に係るスペーサー部材２６の側面図、図６Ｃは本実施形態に係るスペーサー部材２６の斜視図である。図７Ａはスペーサー部材２６と電池２１の端子２３との位置関係を説明するための図であり、図７Ｂはスペーサー部材２７と電池２１の端子２３との位置関係を説明するための図である。なお、断面図における電池２１の内部構成については適宜、図示を簡略化している。
　図６Ａ～図６Ｃに示すように、スペーサー部材２６は、全体としては、薄板状の形状を有している。スペーサー部材２６は、主面２６Ａと反対側の主面２６Ｂとを有している。主面２６Ａは外装上ケース１０Ａ側の面であり、主面２６Ｂは電池２１側の面である。
　また、スペーサー部材２６は、全体として略矩形の外縁を有し、板状の形状を有する発泡体２６１と、発泡体２６１の内側に設けられる略円形の高熱伝導材２６２とを有している。本実施形態に係る高熱伝導材２６２は、９個の高熱伝導材（高熱伝導材２６２Ａ～２６２Ｉ）を含む。なお、以下の説明で個々の高熱伝導材を特に区別する必要がない場合は、高熱伝導材２６２と適宜、総称する。本実施形態では、発泡体２６１が第１の絶縁材に対応し、高熱伝導材２６２が第２の絶縁材に対応する。なお、スペーサー部材２７も同様に発泡体２７１と高熱伝導材２７２とを有している。
　図５に示すように、発泡体２６１および高熱伝導材２６２は、厚み方向（Ｚ軸方向）に積層された構成ではなく、面方向（Ｘ軸方向）に交互に形成された構成を有している。発泡体２６１および高熱伝導材２６２の厚みは略同じである。すなわち、発泡体２６１の主面および高熱伝導材２６２の一方の主面によってスペーサー部材２６の主面２６Ａが形成され、発泡体２６１の主面および高熱伝導材２６２の他方の主面によってスペーサー部材２６の主面２６Ｂが形成される。
　また、図６Ａに示すように、本実施形態では、発泡体２６１に対して、その内側に９個の高熱伝導材２６２が配置されている。具体的には、発泡体２６１が個々の高熱伝導材２６２を取り囲むように配置されており、より詳しくは、発泡体２６１に設けられた空隙に高熱伝導材２６２が配置され、空隙の内周に高熱伝導材２６２の外周が接している。
　図５に示すように、スペーサー部材２６の主面２６Ａは、外装上ケース１０Ａの上側の内面１０Ｃと接している。換言すれば、発泡体２６１および高熱伝導材２６２のそれぞれの主面が、外装上ケース１０Ａの内面１０Ｃと接している。より具体的には、外装上ケース１０Ａの上側の内面１０Ｃを覆うようにスペーサー部材２６が配置されている。外装上ケース１０Ａの内面１０Ｃは、電池２１の端子２３（図５に示す例では正極端子２３Ａ）と対向する面である。本明細書において対向するとは、その間に介在する他の構成（なくてもよい）を無くした場合に互いに向き合うことを意味する。また、スペーサー部材２７の主面２７Ａは、外装下ケース１０Ｂの下側の内面１０Ｄと接している。換言すれば、発泡体２７１および高熱伝導材２７２のそれぞれの主面が、外装下ケース１０Ｂの内面１０Ｄと接している。より具体的には、外装下ケース１０Ｂの下側の内面１０Ｄを覆うようにスペーサー部材２７が配置されている。外装下ケース１０Ｂの内面１０Ｄは、電池２１の端子２３（図５に示す例では負極端子２３Ｂ）と対向する面である。
　さらに、図５に示すように、スペーサー部材２６の高熱伝導材２６２は、正極端子２３Ａと対向する位置に配置されている。より具体的には、図７Ａに示すように、正極端子２３Ａの端面である端子面ＰＲＡをスペーサー部材２６の主面２６Ｂに投影した部分と重なる位置に、高熱伝導材２６２が配置されている。
　さらに、図５に示すように、スペーサー部材２７の高熱伝導材２７２は、負極端子２３Ｂと対向する位置に配置されている。より具体的には、図７Ｂに示すように、負極端子２３Ｂの端子面ＰＲＢをスペーサー部材２７の主面２７Ｂに投影した部分と重なる位置に、高熱伝導材２７２が配置されている。
　さらに、図５に示すように、電池２１の間ＳＰに相当する位置、すなわち、電池２１の間ＳＰの上下方向には、発泡体２６１および発泡体２７１がそれぞれ配置されている。
　本実施形態に係る発泡体２６１および高熱伝導材２６２は、下記の関係を満たす。
　比重については、
　発泡体２６１（第１の絶縁材の一例）＜高熱伝導材２６２（第２の絶縁材の一例）
　の関係を満たす。
　従って、同体積の場合は、発泡体２６１の質量が高熱伝導材２６２の質量よりも小さくなる。
　比重の測定方法としては、JIS Z 8807「固体の密度及び比重の測定方法」が用いられる。
　ヤング率については、
　発泡体２６１（第１の絶縁材の一例）＞高熱伝導材２６２（第２の絶縁材の一例）
　の関係を満たす。
　従って、スペーサー部材２６における発泡体２６１が占める割合が大きくなるほど、スペーサー部材２６の剛性は高くなる。
　ヤング率の測定方法としては、樹脂材料については、JIS K 7161-1「プラスチック－引張特性の求め方」、JIS K 7161-2「プラスチック－引張特性の求め方」が用いられる。
　ヤング率の測定方法としては、ゴム材料については、JIS K 6250「ゴム－物理試験方法通則」、JIS K 6251「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム－引張特性の求め方」、JIS K 6272「ゴム－引張，曲げ及び圧縮試験機（定速）」が用いられる。
　熱伝導率については、
　発泡体２６１（第１の絶縁材の一例）＜高熱伝導材２６２（第２の絶縁材の一例）
　の関係を満たす。
　従って、高熱伝導材２６２は発泡体２６１よりも熱を伝えやすい。
　熱伝導率の測定方法としては、JIS A 1412-1「熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法」またはJIS A 1412-2「熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法」が用いられる。
　発泡体２６１としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリエステル、および、ポリウレタンの少なくとも一つを含む発泡体を用いることができる。
　高熱伝導材２６２としては、母材に熱伝導性フィラーを含ませた可撓性（撓む性質）を有する部材を用いることができる。母材としては、例えば、シリコーンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、スチレン・ブタジエンラバー、および、エラストマーの少なくとも一つにより構成されるものが挙げられる。また、熱伝導性フィラーとしては、例えば、カーボン、グラファイト、アルミナ、水酸化アルミニウム、窒化ホウ素、および、セラミック、若しくは、これらを２以上組み合わせたものが挙げられる。
　一例として、発泡体２６１および発泡体２７１としては、比重が０．０５から０．３までの範囲内、ヤング率が３０から１００ＭＰａまでの範囲内、熱伝導率が０．０１～０．３Ｗ／ｍ・Ｋまでの範囲内にあるものが用いられる。また、高熱伝導材２６２および高熱伝導材２７２としては、比重が１．５から３．５までの範囲内、ヤング率が０．０５から１.０ＭＰａまでの範囲内、熱伝導率が１．０～１５Ｗ／ｍ・Ｋまでの範囲内にあるものが用いられる。
［作用］
　図８を参照しつつ、本実施形態に係る電池パック１００の作用について説明する。図８に示すように、本実施形態では、電池２１の端子２３と対向する位置に高熱伝導材２６２、２７２を配置している。具体的には、タブ２４と端子２３とが溶接される箇所に高熱伝導材２６２が接している。また、タブ２５と端子２３とが溶接される箇所に高熱伝導材２７２が接している。係る構成により、図８に模式的に示すように、電池２１が発熱した熱を、高熱伝導材２６２、２７２を介して外装ケース１０に効果的に伝えることが可能となる。これにより、電池パック１００の放熱特性を向上させることができる。
［本実施形態により得られる効果］
　次に、本実施形態により得られる効果について説明する。本実施形態に係る電池パック１００によれば、電池パックに要求される各種の特性をバランスよく向上させることができる。具体的には、電池パックに要求される放熱特性、耐振動特性、および、軽量化特性をバランスよく向上させることができる。
　本実施形態に係る電池パック１００によって各種の特性を向上させることができる点について、比較例を用いて対比的に説明する。図９は、比較例に係る電池パック（電池パック１００Ａ）の構成例を説明するための分解斜視図である。なお、比較例に係る電池パック１００Ａにおいて、電池パック１００と同一または同質の構成については同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜、省略する。
　図９に示すように、電池パック１００Ａは、スペーサー部材２６、２７に替えてスペーサー部材３６、３７を有している。図１０Ａ～図１０Ｃは、スペーサー部材３６の構成例を説明するための図である。図１０Ａはスペーサー部材３６の正面図、図１０Ｂはスペーサー部材３６の側面図、図１０Ｃはスペーサー部材３６の斜視図である。なお、以下で説明する事項は、スペーサー部材３７に対しても適用可能である。
　スペーサー部材３６は、発泡体３６１および高熱伝導材３６２を有している。図１０Ｂに示すように、スペーサー部材２６と異なり、発泡体３６１および高熱伝導材３６２が厚み方向に積層されている。発泡体３６１は外装ケース１０側に配置され、高熱伝導材３６２は電池２１（タブ２４）側に配置される。
（放熱特性）
　始めに、放熱特性の評価結果について説明する。本実施形態に係る電池パックおよび比較例に係る電池パックの各種特性に対する評価は、シミュレーションに基づいて行った。図１１Ａおよび図１１Ｂを参照して、放熱特性を評価するためのシミュレーション方法の一例について説明する。３並列３直列で接続された９個の電池２１に対して番号を付す。例えば、図１１Ａに示すように、９個の電池２１に対する番号としてｃｅｌｌ１～ｃｅｌｌ９までを付す。図１１Ｂに示すように、９個の電池２１（矩形の枠で模式的に示している）に対して電池負荷装置を接続して、電池負荷装置から電流値＝３Ｉの電流を流すシミュレーションを行った。電池１個当たりの内部抵抗と、電池に流れる電流値からジュール熱（Ｗ＝Ｉ２Ｒ）を算出し、熱解析を行うことによりジュール熱に対応する電池表面温度をシミュレーションにより測定した。この際、９個の電池それぞれの内部抵抗および流れる電流値はすべて等しいものとした。
　放熱特性の評価結果を図１２に示す。図１２に示す棒グラフの横軸はセル番号を示し、縦軸はセル最大温度比率（％）を示す。セル番号毎に２本の棒が示されている。２本の棒のうち白い棒は比較例に係る構成の電池の表面温度であり、２本の棒のうち斜線が付された棒は本実施形態に係る構成の電池の表面温度である。本例では、比較例に係る電池の表面温度を１００％とした場合における本実施形態に係る電池の表面温度の比率を、相対的に示した。
　図１２に示すように、どのセル番号でも、換言すれば、３直列３並列接続された９個の電池のどの位置の電池であっても、本実施形態に係る電池の表面温度は比較例に係る電池の表面温度に比べて２％から５％程度（平均３％程度）小さくなっている。これは、比較例に係る電池パックでは高熱伝導材３６２の熱が、断熱性を有する発泡体３６１により遮られるため外装ケース１０に効率よく伝えられないためと考えられる。これに対して、本実施形態に係る電池パックでは、熱の伝搬を遮る構成がなく、高熱伝導材２６２、２７２を介して電池の熱を外装ケース１０に効果的に伝えることができたため、電池の温度の上昇を抑制できたと考えられる。
（耐振動特性）
　次に、耐振動特性の評価結果について説明する。シミュレーション条件は、以下の通りである。電池パック（電池パック１００、１００Ａ）の外装ケースの上面および底面の２面を固定した。そして、電池の長手方向と略平行となる方向を加振方向として電池パックを振動させ、このときの電池の共振点を算出した。共振点の測定方法は以下の通りである。振動試験機に電池パックを固定し、低周波数帯から高周波数帯へ周波数を掃引し加振する。この時、電池やタブなどの内部構造にセンサを取り付け、加速度を測定する。また、外装ケースにもセンサを取り付け、加速度を測定する。測定した内部構造の加速度と外装ケースの加速度との相対的な加速度（以下、相対加速度とも適宜、称する）を比較し、その差分のピーク値となった周波数を共振点とした。
　また、電池パック１００、１００Ａとも、高熱伝導材および発泡体の体積比を１：１とし、それぞれの電池パックのスペーサー部材２６、３６の厚みは同じにした。
　耐振動特性の評価結果を図１３に示す。図１３に示すグラフの横軸は周波数を示し、縦軸は相対加速度を示す。また、図１３のグラフ中、ラインＬＮＡは本実施形態に係る電池パックの耐振動特性の結果を示し、ラインＬＮＢは比較例に係る電池パックの耐振動特性の結果を示す。
　図１３に示すように、本実施形態に係る電池パック１００は共振点が３６０Ｈｚ程度になり、比較例に係る電池パック１００Ａの共振点（約１３０Ｈｚ）よりも約２３０Ｈｚ程度大きくすることができる。すなわち、本実施形態に係る電池パック１００は、電池パックの振動が起こりやすい低周波数帯（２００Ｈｚ付近より小さいの周波数帯）で共振が起きてしまうことを防止でき、耐振動特性を向上させることができる。共振点を大きくすることができ、且つ、耐振動特性を向上させることができたため、電池パックの使用時に共振が起きてしまい、共振により電池パックの内部構造が破壊されることを防止できる。耐振動特性を向上できたのは、剛性が高い発泡体２６１の厚みを発泡体３６１の厚みに比べて大きくでき、さらに、剛性が低い高熱伝導材２６２の面積を高熱伝導材３６２より小さくできたためと考えられる。
（軽量化特性）
　次に、耐振動特性の評価結果について説明する。一般的に用いられる、熱伝導性を有するゴム材（熱伝導ゴム材）、硬質熱伝導材、軟質伝導材の比重は、下記の表１に示す通りである。なお、熱伝導ゴム材や硬質熱伝導材の物性値については一般的な熱伝導材の比重から推定した。
［表１］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　スペーサー部材の体積は２００００ｍｍ３とし、上述した特許文献１（文献１とも称する）、特許文献２（文献２とも称する）、本実施形態のスペーサー部材の質量を表１の比重を用いて求めた。文献１に対応するスペーサー部材は、熱伝導性ゴム材の一材により構成されているものとして質量を求めた、文献２に対応するスペーサー部材は、硬質熱伝導材および軟質熱伝導材が厚み方向に積層された構成を有しているものとして質量を求めた。また、文献２や本実施形態のように、二材から構成されるスペーサー部材については、それぞれの材料により構成される体積の比を１：１にした。求めた質量（比重の範囲から考えられる質量の範囲）を表２に示す。
［表２］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　表２から、本実施形態に係るスペーサー部材は、文献１や文献２に対応するスペーサー部材と比較して、質量比が５０～８０％となっていることがわかり、軽量化特性が向上していることがわかる。スペーサー部材を軽量化できることから、電池パック全体の軽量化を実現できる。
　以上、説明したように、本実施形態に係る電池パックでは、熱の伝搬を遮る構成がなく、高熱伝導材を介して電池の熱を外装ケースに効果的に伝えることができ、また、高熱伝導材を発泡体が取り囲む構成とすることで共振点を大きくすることができ、さらに、高熱伝導材と発泡体との積層構造でなく、高熱伝導材を発泡体が取り囲む構成とすることでスペーサー部材を軽量化できるので、電池パックの放熱特性、耐振動特性および軽量化特性を同時に向上させることができる。
＜第２の実施形態＞
　次に、第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態の説明において、上述した説明における同一または同質の構成については同一の参照符号を付し、重複した説明が適宜、省略される。また、特に断らない限り、第１の実施形態で説明した事項は第２の実施形態に対して適用することができる。
　第２の実施形態は、スペーサー部材２６に対する高熱伝導材２６２の体積比率（スペーサー部材２６全体の体積において高熱伝導材２６２が占める体積割合）、および、スペーサー部材２７に対する高熱伝導材２７２の体積比率の範囲を最適化した実施形態である。なお、以下の説明では、高熱伝導材２６２を例にして説明するが、以下で説明する事項は、特に断らない限り、高熱伝導材２７２に対しても適用可能である。
　図１４Ａは、高熱伝導材２６２の体積比率を５０％にしたスペーサー部材２６を示す。また、図１４Ｂは、高熱伝導材２６２の体積比率を２２％にしたスペーサー部材２６を示す。
　スペーサー部材２６に対する高熱伝導材２６２の体積比率は、電池パックの各種の特性を向上させる観点から、図１４Ａおよび図１４Ｂに示したように、２２％以上５０％以下であることが好ましい。以下、その理由について具体的に説明する。
（放熱特性）
　始めに、放熱特性について考察する。図１５に示すグラフの横軸は、スペーサー部材２６全体で占める高熱伝導材２６２の体積の割合である体積比率（％）を示す。また、図１５に示すグラフの縦軸は、電池（セル）の最大温度比率（％）を示す。例えば、高熱伝導材２６２の体積比率を所定％（例えば１％）ずつ変化させながら、第１の実施形態で説明した放熱特性のシミュレーションを行うことでセル最大温度比率を求め、プロットした。セル最大温度比率は、９個の電池のセル最大温度比率の平均とした。
　高熱伝導材２６２の体積比率が０％、すなわち、スペーサー部材２６が全て発泡体２６１により構成されている場合のセル最大温度比率を１００％とした。また、スペーサー部材２６が全て高熱伝導材２６２で構成されている場合（体積比率１００％）のセル最大温度比率のシミュレーション結果が約７８％となった。高熱伝導材２６２の体積比率が０％のときの結果と１００％のときの結果との間には１次相関の関係があると仮定して、この関係（１次直線）を予測ラインＬＮＣにより示した。予測ラインＬＮＣは、９個の高熱伝導材２６２が、電池２１の位置に関係なく、均等に配置された例と考えることもできる。また、シミュレーションにより得られたセル最大温度比率をプロットした結果、曲線状のラインＬＮＤを得た。
　図１５に示すように、高熱伝導材２６２の体積比率が２２％より小さい場合は、ラインＬＮＤのセル最大温度比率が予測ラインＬＮＣで示されるセル最大温度比率よりも上回っていた。高熱伝導材２６２の体積比率が２２％以上の場合には、ラインＬＮＤのセル最大温度比率が予測ラインＬＮＣで示されるセル最大温度比率よりも下回っていた。このことから、高熱伝導材２６２を電池２１の端子２３と対向させることにより、高熱伝導材２６２の割合が２２％と少ない場合であっても、高熱伝導材２６２を均等に配置した場合と比べてセル最大温度比率を小さくすることができる。すなわち、電池２１の発熱を効果的に抑制する観点からは、高熱伝導材２６２の体積比率が２２％以上であることが好ましいと言える。なお、高熱伝導材２６２の体積比率が１００％に近づくにつれ、９個の高熱伝導材２６２の配置位置に実質的な差異が無くなるため、予測ラインＬＮＣの値とラインＬＮＤの値との差異が徐々に小さくなり最終的に略同一の値に収束する。
（耐振動特性）
　次に、放熱特性について考察する。図１６に示すグラフの横軸は、スペーサー部材２６全体で占める高熱伝導材２６２の体積の割合である体積比率（％）を示す。また、図１６に示すグラフの縦軸は、電池２１の共振点（Ｈｚ）を示す。例えば、高熱伝導材２６２の体積比率を１％ずつ変化させながら、第１の実施形態で説明した耐振動特性のシミュレーションを行うことで電池２１の共振点を求めた。
　高熱伝導材２６２の体積比率が０％、すなわち、スペーサー部材２６が全て発泡体２６１により構成されている場合のシミュレーション結果は約１０００Ｈｚとなった。また、スペーサー部材２６が全て高熱伝導材２６２で構成されている場合のシミュレーション結果は約５０Ｈｚとなった。高熱伝導材２６２の体積比率が０％のときの結果と１００％のときの結果との間には１次相関の関係があると仮定して、この関係（１次直線）を予測ラインＬＮＥにより示した。また、シミュレーションにより得られたプロットした結果、曲線状のラインＬＮＦを得た。
　硬質である発泡体２６１の比率が高いほど剛性値が上がり共振点を高周波数帯へ持たせることが可能である。また、シミュレーション結果から、高熱伝導材２６２の体積比率が５０％以下の時は予測線である予測ラインＬＮＥよりも共振点を大きくすることができた。反対に、高熱伝導材２６２の体積比率が５０％より大きい場合には予測線である予測ラインＬＮＥよりも共振点が小さくなった。これは、高熱伝導材２６２の体積比率が５０％以下では高熱伝導材２６２より電池２１の直径の方が大きいが、高熱伝導材２６２の体積比率が５０％より大きい場合では電池２１の直径の方が高熱伝導材２６２より大きくなったことに関係するものである。すなわち、高熱伝導材２６２の体積比率が５０％より大きい場合、高熱伝導材２６２の径が電池（ここでセル）の直径より大きくなってしまうため、電池の端子面（端子面ＰＲＡやＰＲＢ）全体がタブ（タブ２４や２５）を介して軟質な層である高熱伝導材２６２と接する状態となる。つまり、ヤング率が低い層である高熱伝導材２６２のみと接することになるため共振点が小さくなり低周波数帯での耐振動性が悪化する。反対に、高熱伝導材２６２の体積比率が５０％以下の場合だと電池の直径の方が熱伝導材の径よりも大きくなる。換言すれば、端子面をスペーサー部材に投影した部分と重なる位置に、発泡体２６１および高熱伝導材２６２の両方が配置されることになり、電池の端子面がタブを介して発泡体２６１および高熱伝導材２６２の両方と接することになる。発泡材２６１は高熱伝導材２６２よりもヤング率が高く低周波数帯での耐振動性に優れていることから、高熱伝導材２６２だけでなく発泡材２６１にも電池の端子面とが接することで共振点が大きくなり低周波数帯での振動特性が向上する。よって、内部構造の共振を防ぐ目的である耐振動特性の観点からは、高熱伝導材２６２の体積比率が５０％以下であることが好ましい。
（軽量化特性）
　次に、軽量化特性について考察する。表３に高熱伝導材２６２の体積比率によるスペーサー部材２６材の質量を示す。第１の実施形態と同様、スペーサー部材２６の体積は２００００ｍｍ３とし、比重は第１の実施形態の表１で示した比重を用いた。
［表３］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　表３に示す結果から比重の高い軟質の高熱伝導材２６２の体積比率を２５％まで減らすことで、体積比率５０％の場合と比べスペーサー部材２６の質量を約４割程度削減することができた。
　以上から、電池パックの放熱特性、耐振動特性、および、軽量化特性をバランスよく向上させるためには、スペーサー部材２６における高熱伝導材２６２の体積比率が、２２％以上５０％以下であることが好ましいことがわかった。また、スペーサー部材２７における高熱伝導材２７２の体積比率が、２２％以上５０％以下が好ましいことがわかった。
　また、端子面をスペーサー部材２６に投影した部分と重なる位置に、発泡体２６１および高熱伝導材２６２の両方が配置される構成によって耐振動特性を向上させることができた。係る構成では、高熱伝導材２６２によって電池の熱を外装ケース１０に効率よく伝えることができ、さらに、比重の高い軟質の高熱伝導材２６２の体積比率を減らすことで、耐振動特性だけでなく、放熱特性および軽量化特性の向上を同時に実現することができる。
＜変形例＞
　以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明の内容は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
　スペーサー部材が矩形状の場合であって、高熱伝導材が比較的中央寄りに設けられる場合には、スペーサー部材のコーナー付近から外装ケースに伝わる熱が少なくなり得る。そこで、スペーサー部材の周縁部（周囲付近を含む部分）の少なくとも一部に、高熱伝導材が配置されてもよい。そして、スペーサー部材の周縁部に配置された高熱伝導材と、電池の端子部分と対向するように配置された高熱伝導材の少なくとも一部とが、互いに接続されていてもよい。
　例えば、図１７Ａに示すように、スペーサー部材２６の４つのコーナー付近に高熱伝導材５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄが設けられる。高熱伝導材５１Ａ～５１Ｄとしては、高熱伝導材２６２と同様のものを適用することができる。例えば、高熱伝導材２６２Ａと高熱伝導材５１Ａとが接続され、高熱伝導材２６２Ｇと高熱伝導材５１Ｂとが接続され、高熱伝導材２６２Ｉと高熱伝導材５１Ｃとが接続され、高熱伝導材２６２Ｃと高熱伝導材５１Ｄとが接続される。なお、高熱伝導材５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄの大きさや形状は、図示された例以外の形状や大きさであってもよいし、高熱伝導材２６２とは異なる材料のものが用いられてもよい。
　また、図１７Ｂに示すように、スペーサー部材２６に周縁部６１が設けられてもよい。そして、周縁部６１の４個のコーナー付近と、当該コーナー付近に配置される高熱伝導材２６２とが接続される。例えば、周縁部６１の右上のコーナー付近と、当該コーナー付近に位置する高熱伝導材２６２Ａとが、同じ高熱伝導材を介して接続される。
　なお、高熱伝導材２６２Ａ～２６２Ｉの全てが、コーナー付近や周縁全体に設けられる高熱伝導材と接続されてもよい。但し、第２の実施形態で説明したように、高熱伝導材の体積比率が適切な範囲であることが好ましい。
　上述したスペーサー部材の配置位置は、上述した実施形態で説明した配置位置に限定されることはない。例えば、スペーサー部材、具体的には、スペーサー部材を構成する発泡体および高熱伝導材が、外装ケースの側面の内面と接するように配置されてもよい。そして、高熱伝導材が電池の側面（周面を成す胴体部分）の少なくとも一部と接するようにしてもよい。係る構成によっても、電池から発生した熱を外装ケースの側面に逃がすようにすることができる。
　上述した実施形態においてタブが小さい場合には、タブ全体が高熱伝導材と接する態様もあり得る。また、タブがなくてもよく、この場合は、電池の端子と高熱伝導材とが直接、接触し得る。
　上述した実施形態では、電池パックが有するスペーサー部材が２個であったが１個でもよいし、電池パックが３個以上のスペーサー部材を有していてもよい。
　上述した実施形態では、高熱伝導材の形状を電池の端子の形状と対応させるように略円形としたが、これに限定されることはない。高熱伝導材の形状は矩形状や三角形状等であってもよい。また、実施形態では、発泡体および高熱伝導材が一体成形された例を示したが、それぞれが異なる工程で形成された後、接着等によって一体化されるようにしてもよい。
　上述した実施形態、変形例で説明した事項は、適宜組み合わせることが可能である。また、実施形態で説明された材料、工程等はあくまで一例であり、例示された材料等に本発明の内容が限定されるものではない。
＜応用例＞
　本発明に係る電池パックは、電動工具、電動車両、各種の電子機器等に搭載又は電力を供給するために使用することができる。
（電動工具）
　図１８を参照して、本発明が適用可能な電動工具として電動ドライバの例について概略的に説明する。電動ドライバ４３１には、シャフト４３４に回転動力を伝達するモーター４３３と、ユーザが操作するトリガースイッチ４３２が設けられている。電動ドライバ４３１の把手の下部筐体内に、電池パック４３０及びモーター制御部４３５が収容されている。電池パック４３０は、電動ドライバ４３１に対して内蔵されているか、又は着脱自在とされている。電池パック４３０に本発明に係る電池パックを適用することができる。
　電池パック４３０及びモーター制御部４３５のそれぞれには、マイクロコンピュータ（図示せず）が備えられており、電池パック４３０の充放電情報が相互に通信できるようにしてもよい。モーター制御部４３５は、モーター４３３の動作を制御すると共に、過放電などの異常時にモーター４３３への電源供給を遮断することができる。
（電動車両用蓄電システム）
　本発明を電動車両用の蓄電システムに適用した例として、図１９に、シリーズハイブリッドシステムを採用したハイブリッド車両（ＨＶ）の構成例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンを動力とする発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
　このハイブリッド車両６００には、エンジン６０１、発電機６０２、電力駆動力変換装置（直流モーター又は交流モーター。以下単に「モーター６０３」という。）、駆動輪６０４ａ、駆動輪６０４ｂ、車輪６０５ａ、車輪６０５ｂ、バッテリー６０８、車両制御装置６０９、各種センサ６１０、充電口６１１が搭載されている。バッテリー６０８としては、本発明に係る電池パック、または、本発明に係る電池パックを複数搭載した蓄電モジュールが適用され得る。
　バッテリー６０８の電力によってモーター６０３が作動し、モーター６０３の回転力が駆動輪６０４ａ、６０４ｂに伝達される。エンジン６０１によって産み出された回転力によって、発電機６０２で生成された電力をバッテリー６０８に蓄積することが可能である。各種センサ６１０は、車両制御装置６０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度を制御したりする。
　図示しない制動機構によりハイブリッド車両６００が減速すると、その減速時の抵抗力がモーター６０３に回転力として加わり、この回転力によって生成された回生電力がバッテリー６０８に蓄積される。バッテリー６０８は、ハイブリッド車両６００の充電口６１１を介して外部の電源に接続されることで充電することが可能である。このようなＨＶ車両を、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ又はＰＨＥＶ）という。
　なお、本発明に係る二次電池を小型化された一次電池に応用して、車輪６０４、６０５に内蔵された空気圧センサシステム（TPMS: Tire Pressure Monitoring system）の電源として用いることも可能である。
　以上では、シリーズハイブリッド車を例として説明したが、エンジンとモーターを併用するパラレル方式、又は、シリーズ方式とパラレル方式を組み合わせたハイブリッド車に対しても本発明は適用可能である。さらに、エンジンを用いない駆動モーターのみで走行する電気自動車（ＥＶ又はＢＥＶ）や、燃料電池車（ＦＣＶ）に対しても本発明は適用可能である。
１０・・・外装ケース
２１・・・電池
２３Ａ・・・正極端子
２３Ｂ・・・負極端子
２４、２５・・・タブ
２６、２７・・・スペーサー部材
２６１、２７１・・・発泡体
２６２、２７２・・・高熱伝導材
１００・・・電池パック

Claims (13)

  1. 　外装ケースと、
    　前記外装ケースに収納され、端子を有する電池と、
    　前記端子に接続される導電性部材と、
    　前記電池と前記外装ケースとの間に配置されるスペーサー部材と
    　を有し、
    　前記スペーサー部材は、第１の絶縁材および第２の絶縁材により構成されており、
    　前記第１の絶縁材および前記第２の絶縁材は、前記外装ケースにおける所定の内面に接しており、
    　前記第１の絶縁材は、前記第２の絶縁材を取り囲むように配置されており、
    　さらに前記第２の絶縁材は、前記電池の少なくとも一部または前記導電性部材の少なくとも一部と接しており、
    　前記第１の絶縁材および前記第２の絶縁材は、下記の（１）から（３）までの関係を満たす電池パック。
    比重：第１の絶縁材＜第２の絶縁材・・・（１）
    ヤング率：第１の絶縁材＞第２の絶縁材・・・（２）
    熱伝導率：第１の絶縁材＜第２の絶縁材・・・（３）
  2. 　前記所定の内面は、前記端子と対向する側の面であり、
    　前記第２の絶縁材は、前記導電性部材の少なくとも一部と接している
    　請求項１に記載の電池パック。
  3. 　前記第１の絶縁材は、発泡体であり、
    　前記第２の絶縁材は、母材に熱伝導性フィラーを含ませた可撓性を有する部材である
    　請求項１または２に記載の電池パック。
  4. 　前記第１の絶縁材は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリエステル、および、ポリウレタンの少なくとも一つを含む発泡体であり、
    　前記第２の絶縁材の母材は、シリコーンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、スチレン・ブタジエンラバー、および、エラストマーの少なくとも一つにより構成されており、前記熱伝導性フィラーは、カーボン、グラファイト、アルミナ、水酸化アルミニウム、窒化ホウ素、および、セラミックの少なくとも一つである
    　請求項３に記載の電池パック。
  5. 　前記第１の絶縁材に設けられた空隙に前記第２の絶縁材が配置され、前記空隙の内周に前記第２の絶縁材の外周が接する
    　請求項１から４までの何れかに記載の電池パック。
  6. 　前記外装ケースの上下内面を覆うように前記スペーサー部材が配置されている
    　請求項１から５までの何れかに記載の電池パック。
  7. 　前記スペーサー部材の周縁部の少なくとも一部に、前記第２の絶縁材が配置されている
    　請求項１から６までの何れかに記載の電池パック。
  8. 　前記端子と対向する位置に前記第２の絶縁材の少なくとも一部が配置されている
    　請求項１から７までの何れかに記載の電池パック。
  9. 　前記端子が形成される端子面を前記スペーサー部材に投影した部分と重なる位置に前記第２の絶縁材が配置されている
    　請求項８に記載の電池パック。
  10. 　前記端子が形成される端子面を前記スペーサー部材に投影した部分と重なる位置に、前記第１の絶縁材および前記第２の絶縁材の両方が配置されている
    　請求項８に記載の電池パック。
  11. 　前記電池を複数有し、
    　前記電池間に相当する位置に前記第１の絶縁材が配置されている
    　請求項１から１０までの何れかに記載の電池パック。
  12. 　請求項１から１１までの何れかに記載の電池パックを有する電動工具。
  13. 　請求項１から１１までの何れかに記載の電池パックを有する電動車両。
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