JP2019158134A

JP2019158134A - バッテリー保温材と保温方法

Info

Publication number: JP2019158134A
Application number: JP2018071926A
Authority: JP
Inventors: 武四佐藤; Takeshi Sato
Original assignee: Satake Corp
Current assignee: Satake Corp
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2018-03-15
Publication date: 2019-09-19

Abstract

【課題】伝導型熱移動、対流型熱移動、輻射型熱移動性能のより高いバッテリー保温材を提供する。
【解決手段】断熱性を期待する綿状断熱材等の代わりに遮熱シートＡ又は遮熱シートと静止空気層を設ける事で、熱移動の３原則である伝導型熱移動、対流型熱移動、赤外線領域の電磁波移動を防ぐことでより有効なバッテリー保温効果を得ることが出来る。
【選択図】図４

Description

本発明は、バッテリーが寒さに弱いと言う欠点を解消する保温材と保温方法に関する。

従来バッテリーは冬の寒さに弱い事から冬季は放電率が高まってしまう。従って冬の寒さを防ぐために耐火性のある綿状断熱材をバッテリーに直貼りする事やポリプロピレン樹脂成型物でボックス型形状としその内部にバッテリーを納める事が一般的であった。

ＹＡＺＡＷＡ［矢澤産業］断熱材バッテリーキーパーＹＫ−Ｆ

しかしながら従来の保温材では、素材その物の熱伝導が著しく成され、短時間で冬の冷気が裏面、つまりバッテリー側に到達してしまう。更に一度冷たくなった断熱材は蓄冷体と化し保温材としての効果を期待することは出来ない。

以上の熱伝導は熱伝導率又は熱伝導度として表される。この事は、ある物質について熱の伝わりが示された値の事であって、一個の物質において温度差がある場合、温度の高い部分から低い部分へと熱の移動現象が生ずる。この現象を称してフーリエの熱伝導の法則として伝えられてきた公知事実である。

詳しくは、物質の両面に１℃の温度差があれば１ｍ^２あたり１時間に伝わる熱量が熱伝導率として表現される。

仮に、バッテリー保温材として使われている綿状断熱材の厚みを８ｍｍとした場合、材料の厚さを熱伝導率で割れば熱抵抗値は０．２［ｍ^２・ｋ／ｗ］と国土交通省管轄住宅金融支援機構の熱抵抗の値を得るための断熱材の厚さ一覧に明記されている通り最低値である。しかも現在流通されている綿状断熱材仕様保温材の厚みはそれ以下である。

つまり、断熱材と称される物質は、熱が若干遅くするだけの性能で何れは熱伝導率に従い時間経過と共に表面から裏面へ、裏面から表面へ熱移動を起こすだけの物である。

更にポリプロピレン樹脂製ボックス型形状物に於いても冬の寒さ対策として期待する事は前記断熱材と同様、断熱値あり断熱材故に熱伝導率に従う熱移動を起こしてしまう。従って前記断熱材同様保温材としての高性能は期待できない。

本発明は上記目的を達成するために、バッテリーの底辺と側面と表面に表面７０ミク以上厚の衝撃に強い高純度アルミ箔と裏面に１０ミクロン厚以内の高純度アルミ箔とバブル型ポリエチレンシート２層とポリエチレンシート３層からなる遮熱シート（以下「遮熱シート」という）を用いる。

表面の高純度アルミ箔は加工がし易い厚さの１００ミクロン以内に留める事が好適である。

また、バッテリーと遮熱シートは直に接する事が無く、両者間にスペーサーを利用し静止空気層を設けたり、両者間にバブル型ポリエチレン層を作ることで冷気遮断性能を向上させる事も出来る。

熱の移動は、物体を移動する伝導型熱移動と空気を媒体とする対流型熱移動、更には赤外線領域の電磁波と化し移動する輻射型熱移動の３種がある。これを熱力学書では熱移動の３原則という。

前記熱移動中、伝導型熱移動と対流型熱移動は断熱材でもある程度は防御可能であるが最も多い輻射型熱移動は赤外線領域の電磁波移動につき反射率１０％未満の断熱材では防御する事は出来ない。

それに反し高純度アルミ箔は最も多い輻射型熱移動の電磁波反射率が少なくとも９４％、最高ランクで９９％の反射率も可能である。冷気中輻射型熱移動を外側７０ミクロン以上、１００ミクロン以下厚層で反射し内部のバブル型ポリエチレン層内の静止空気層と遮熱シートとバッテリー間の空気層或いはバブル型ポリエチレン層内の静止空気層で物体内を通過しようとする伝導型熱移動と空気を媒体とした対流型熱移動を阻止することが出来る。

更に、裏面のアルミ箔は走行時バッテリーに蓄えられた暖熱を外部に逃さないよう考案した。

上述したように、本発明のバッテリー保温材は、伝導型熱移動、対流型熱移動、輻射型熱移動の熱移動の３原則に対する防御法であることから従来の保温材に比してより性能の高い保温材を提供することができる。

温度測定表遮熱シート仕様保温材断面図バッテリー保温材５面体施工図バッテリー保温材６面体施工図バッテリー静止空気層付き保温工法断面図バッテリー緩衝材付き保温工法断面図

以下、本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。

図１は、バッテリー表面に保温材が無いもの、本発明の遮熱仕様保温材としたもの、一般的な断熱材仕様の保温材と樹脂製保温材４種の温度測定表である。車を一定時間走らせエンジン停止した時点から５時間経過後如何にバッテリー表面温度が持続するかの測定表である。遮熱シート仕様保温材は、ずばぬけた性能を発揮している事が数値として表れている。

図２はバッテリー保温材に使う遮熱シートの断面図（Ａ）である。表面は衝撃に強いアルミ箔（１）厚が７０ミクロン以上１００ミクロン以下とした。また、表裏のアルミ箔内部には、バブル型ポリエチレン（３）２層とポリエチレンシート（２）３層を設けたことで、表裏アルミ箔の赤外線領域温度反射層に加え、伝導型熱移動と対流型熱移動にも対応可能となった。

図３は、バッテリー（５）とバッテリー表面に遮熱シート（Ａ）を底辺と側面の５面体貼り合わせた状態の斜視図である。一般市販の保温材施工と同じく５面体遮熱シートを施工した図であるが遮熱断熱効果で全ての熱移動に対応可能である。

図４は、図３の５面体施工に上面に遮熱シートを加えた６面体貼り合わせたものである。この工法は魔法瓶型と云い最高の遮熱威力を発揮する。また遮熱シート（Ａ）の側面上部（６）と上面遮熱シート（Ａ）の耳部（７）の裏側にはマジックテープ処理をすることで覆い被せ気密を取る事を容易にした。

図５は、バッテリー（５）壁面と遮熱シート（Ａ）間にスペーサー（８）を設け静止空気層（９）を設けた断面図である。静止空気層は熱移動が微小あるため更なる保温効果を発揮することができる。

図６はバッテリー（５）壁面と遮熱シート（Ａ）間にポリエチレンシート２層の間にバブル型ポリエチレンを入れたシートである。このシート内の静止空気層により保温性能を高める事が出来る工法断面図である。

以上説明の通り、アルミ箔の有効な温度反射効果とバブル層或いはスペーサーを設けることによる静止空気層での断熱性向上の本発明はより有効なバッテリー保温材として提供可能である。

Ａ遮熱シート
Ｂ遮熱シート保温材５面体施工バッテリー
１７０ミクロン以上１００ミクロン以下のアルミ箔
２ポリエチレンシート
３バブル型ポリエチレン
４１０ミクロン厚以下のアルミ箔
５バッテリー
６マジックテープ
７遮熱シート耳部
８スペーサー
９静止空気層

Claims

バッテリー底辺、側面の５面体に、７０ミクロン厚以上、１００ミクロン厚以下のアルミ箔と裏面は１０ミクロン厚以下のアルミ箔とその両者間に３層のポリエチレンシートと２層のバブル型ポリエチレンを有した遮熱シートを保温材としバッテリーの弱点を補う工法。
バッテリー底辺、側面、上面の６面体に、７０ミクロン厚以上、１００ミクロン厚以下のアルミ箔と裏面は１０ミクロン厚以下のアルミ箔とその両者間に３層のポリエチレンシートと２層のバブル型ポリエチレンを有した遮熱シートを保温材としバッテリーの弱点を補う工法。
バッテリーと表面７０ミクロン厚以上、１００ミクロン厚以下のアルミ箔と裏面は１０ミクロン厚以下のアルミ箔とその両者間に３層のポリエチレンシートと２層のバブル型ポリエチレンを有した遮熱シート間にスペーサーを利用し静止空気層を設けたことで更なる保温効果を得るバッテリー保温工法。
バッテリーと表面７０ミクロン厚以上、１００ミクロン厚以下のアルミ箔と裏面は１０ミクロン厚以下のアルミ箔とその間に３層のポリエチレンシートと２層のバブル型ポリエチレンを有した遮熱シート間に少なくとも５ｍｍ以上の緩衝材バブル型ポリエチレンを設け緩衝材内部の静止空気層を利用することで大きな保温効果を得るバッテリー保温工法。