(57)【要約】【課題】温度測定精度が高く、設計自由度の高い温度検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】熱伝導シート１１と、熱伝導シート１１の一端部１１ａに熱的に接続した発熱体１２と、熱伝導シートの一端部１１ａとは反対側の他端部１１ｂに熱的に接続した温度検出素子１３とを備え、一端部１１ａと他端部１１ｂとの間の熱伝導シート１１の両面に断熱層１４を設けたものであり、このようにすることによりエネルギーのロスなく温度検出素子１３に熱を伝えることができ、高精度化が図れる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導シートと、前記熱伝導シートの一端部に熱的に接続した発熱体と、前記熱伝導シートの前記一端部とは反対側の他端部に熱的に接続した温度検出素子とを備え、前記一端部と前記他端部との間の前記熱伝導シートの両面に断熱層を設けた温度検出装置。
【請求項２】
前記断熱層の上に赤外線反射層を設けた請求項１記載の温度検出装置。
【請求項３】
前記熱伝導シートに、グラファイトシートを用いた請求項１記載の温度検出装置。
【請求項４】
前記断熱層に、熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以下のシートを用いた請求項１記載の温度検出装置。
【請求項５】
前記断熱層に、不織布にシリカを含浸させたシートを用いた請求項４記載の温度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の充放電時等の温度を検出するための温度検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年各種電子機器にリチウムイオン等の二次電池が多く用いられているが、充放電時に熱が発生するため、これをモニターしながら、充放電をコントロールする必要がある。そのため通常二次電池の近傍にリード付サーミスタを配置し、温度を測定することが行われている。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−３０３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
二次電池の近傍にサーミスタを配置した場合、二次電池とサーミスタとの距離のばらつきにより時間遅れ、温度測定の誤差が発生しやすい。そのため時間遅れや誤差等を見込んで充放電の温度閾値を設定する必要があり、二次電池の性能を十分に活かすことが難しくなる。また、温度検出用の回路も二次電池の近くに設ける必要があり、設計的な自由度が十分にとり難くなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために、熱伝導シートと、熱伝導シートの一端部に熱的に接続した発熱体と、熱伝導シートの一端部とは反対側の他端部に熱的に接続した温度検出素子とを備え、一端部と他端部との間の熱伝導シートの両面に断熱層を設けたものである。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成により、発熱体の温度が上昇すると、その温度が熱伝導シートの一端部から他端部に伝わり、温度検出素子に伝わる。一端部と他端部との間の熱伝導シートの両面に断熱層を設けることにより、熱伝導シートを伝わる間に熱伝導シートから熱を放射して温度が下がることを防ぎ、時間遅れ、測定誤差を小さくすることができる。さらに、発熱体の測定ポイントと温度検出素子との距離を自由に選べるため、設計的な自由度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態における温度検出装置を用いた機器の断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態における温度検出装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施の形態における温度検出装置を用いた機器の断面図である。厚さ約１７μｍの熱分解グラファイトシートからなる熱伝導シート１１の一端部１１ａをリチウムイオン二次電池からなる発熱体１２に当接させることにより熱的に接続している。熱伝導シート１１の一端部１１ａとは反対側の他端部１１ｂは、面実装型サーミスタ素子からなる温度検出素子１３に熱的に接続されている。さらに熱伝導シート１１の、一端部１１ａと他端部１１ｂとの間の領域の両面に断熱層１４を設けている。この断熱層１４は厚さ約０．５ｍｍで不織布にシリカを含浸させたものを用いており、その熱伝導率は約０．０３Ｗ／ｍ・Ｋとなっている。断熱層の熱伝導率は、０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以下とすることが望ましく、より望ましくは０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。
【００１１】
このように構成することにより、発熱体１２の温度が上がると直ちに熱伝導シート１１を通して温度検出素子１３に伝わり、この伝わる経路では熱伝導シート１１が断熱層１４で覆われているため、温度測定の時間遅れ、測定誤差を小さくすることができる。
【００１２】
なお、熱伝導シート１１の熱容量が大きいと、発熱体１２の熱が熱伝導シートの温度を上げるために使われ、温度測定精度が悪くなる可能性がある。本実施の形態では、厚さ約１７μｍの熱分解グラファイトシートを使っているため、熱容量が小さく、熱伝導率も約１８５０Ｗ／ｍ・Ｋと非常に高いため、精度良く温度を測定することができる。熱分解グラファイトシートは、厚さが薄くなるほど熱伝導率が高くなる傾向があり、薄いほど熱容量が小さくなるため、熱伝導シートとしては、厚さ２０μｍ以下の熱分解グラファイトシートを用いることが望ましい。
【００１３】
グラファイトシートは伝わった熱を赤外線として輻射しやすい。そのため断熱層１４があっても、発熱体１２から温度検出素子１３に伝わる経路でエネルギーを外部に放出し、温度検出素子１３付近で温度が下がり、温度測定精度が悪くなる可能性がある。そこで断熱層１４の上にさらに赤外線反射層１５を設けるが望ましい。このようにすることにより、熱伝導シート１１から放出された赤外線を反射させて熱伝導シート１１に戻すことができるため、温度測定精度の劣化を抑えることができる。ここで赤外線反射層１５とは、波長１０μｍの赤外線の放射率が０．１以下となるような層をいう。例えばアルミ箔あるいはポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと表記する）のテープにアルミ等の金属を蒸着したものを用いることができる。この表面の凹凸を小さくすることにより、赤外線放射率を小さくすることができる。
【００１４】
なお、上記実施の形態では、１個の二次電池の温度を測定しているが、複数個の二次電池がある場合には、それぞれの二次電池に別々の熱伝導シートをつけ、個別に測定することができる。この場合でも温度検出素子は１ヶ所にまとめて配置することができる。
【００１５】
また、本実施の形態において、発熱体と熱的に接続する面積を大きくとることにより、局所的な温度ではなく、発熱体全体の温度を測定することができ、温度測定の精度を向上させることができる。
【００１６】
なお、上記実施の形態では、熱伝導シートにグラファイトシートを用いたが、例えばグラファイトシートの両面にＰＥＴフィルム等を貼り合わせたものを用いても構わない。このような熱伝導シートを用いることにより、取り扱いを容易なものとすることができる。この場合断熱層には、グラファイトシートの両面を覆っているＰＥＴフィルム等よりも厚く、熱伝導率が小さいものを用いることが重要となる。さらに発熱体、温度検出素子と熱的に接続する部分を両面テープとしても構わない。このようにすることにより、さらに熱的な接続を安定させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明の温度検出装置は、温度測定の時間遅れ、測定誤差を小さくすることができ、さらに設計的な自由度を高くすることができるため産業上有用である。
【符号の説明】
【００１８】
１１  熱伝導シート
１１ａ  一端部
１１ｂ  他端部
１２  発熱体
１３  温度検出素子
１４  断熱層
１５  赤外線反射層
【図１】
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