具有优良散热特性的电池模块和中型到大型电池组 技术领域 本 申 请 要 求 2009 年 4 月 1 日 在 韩 国 知 识 产 权 局 提 交 的 韩 国 专 利 申 请 No.2009-0027936 的优先权和利益， 其公开内容通过引用并入于此。
本发明涉及一种具有优良散热能力的电池模块和一种包括该电池模块的中型或 者大型电池组， 并且更加具体地， 涉及一种包括多个板形电池单元的电池模块， 在其中板形 电池单元被顺序地堆叠的状态下， 板形电池单元被安装在模块壳体中， 其中板形电池单元 中的每一个均包括被安装在由包括树脂层和金属层的层压片形成的电池壳体中的阴极 / 隔板 / 阳极结构的电极组件， 并且多个散热部件被布置于在各板形电池单元之间的两个或 者更多个界面中从而通过经由散热部件的热传导移除在板形电池单元的充电和放电期间 从板形电池单元产生的热量。
背景技术
近来， 能够被充电和放电的二次电池已经被广泛地用作用于无线移动装置的能量 源。而且， 作为用于电动车辆 (EV)、 混合电动车辆 (HEV) 和插电式混合电动车辆 (Plug-in HEV) 的电源， 二次电池已经吸引了相当的关注， 所述车辆已经得以研制以解决由使用化石 燃料的现有汽油和柴油车辆引起的问题诸如空气污染。
小型移动装置使用一个或者几个电池单元以用于每一个装置。另一方面， 因为高 功率和大容量对于中型或者大型装置而言是有必要的， 所以中型或者大型装置例如车辆使 用具有被相互电连接的多个电池单元的中型或者大型电池模块。
优选地， 中型或者大型电池模块被制造成具有尽可能小的尺寸和重量。 因此， 能够 被以高集成度堆叠并且具有小的重量容量比率的方型电池或者袋形电池通常被用作中型 或者大型电池模块的电池单元 ( 单元电池 )。 特别地， 很多的兴趣目前集中于使用铝制层压 片作为护罩部件的袋形电池， 这是因为， 袋形电池的重量是较小的， 袋形电池的制造成本是 低的， 并且易于修改袋形电池的形状。
构成这种中型或者大型电池模块的电池单元是能够被充电和放电的二次电池。 因 此， 在电池的充电和放电期间， 从高功率、 大容量二次电池产生大量的热。 特别地， 在电池模 块中广泛使用的每一个袋形电池的层压片具有在其表面上涂覆的、 表现低导热率的聚合物 材料， 结果难以有效地降低电池单元的总体温度。
如果在电池模块的充电和放电期间从电池模块产生的热量未被有效地移除， 则热 量在电池模块中积聚， 结果电池模块的退化加速。根据情况， 电池模块可能着火或者爆炸。 因此， 在作为一种高功率、 大容量电池的用于车辆的电池组中需要冷却系统， 以冷却被安装 在电池组中的电池单元。
通常通过以高集成度堆叠多个电池单元制造被安装在中型或者大型电池组中的 每一个电池模块。 在该情形中， 电池单元在电池单元被以预定间隔布置的状态下堆叠， 使得 在电池单元的充电和放电期间产生的热量被移除。 例如， 在不使用另外的部件的情况下， 可 以在电池单元被以预定间隔布置的状态下顺序地堆叠电池单元。可替代地， 在电池单元具有低的机械强度的情形中， 一个或者多个电池单元被安装在盒中， 并且多个盒被堆叠以构 成电池模块。 为了有效地移除在所堆叠的电池单元之间或者在所堆叠的电池模块之间积聚 的热量， 可以在所堆叠的电池单元之间或者在所堆叠的电池模块之间限定冷却剂通道。
然而， 在该结构中， 有必要设置与电池单元的数目对应的多个冷却剂通道， 结果电 池模块的总体尺寸增加。
而且， 考虑到电池模块的尺寸， 在其中多个电池单元被堆叠的情形中设置具有较 小间隔的冷却剂通道。结果， 冷却结构的设计是复杂的。即， 如与冷却剂进口端口相比较， 冷却剂通道具有较小间隔， 结果引起高的压损失。 因此， 非常难以设计冷却剂进口端口和冷 却剂出口端口的形状和位置。而且， 可以进一步设置风扇以防止这种压力损失。然而， 在该 情形中， 设计可能在功耗、 风扇噪声、 空间等方面受到限制。
进而， 由于在用于构造冷却结构的部件之间的热传导阻力， 不可能获得预期的冷 却效率。
因此， 这样一种电池模块是非常有必要的， 该电池模块提供高功率和大容量， 能够 被以简单和紧凑的结构制造， 并且提供优良的寿命和安全性。 发明内容 技术问题
因此， 已经做出本发明以解决以上问题和尚待解决的其它技术问题。
本发明的一个目的在于提供一种电池模块， 其中通过经由空气冷却型热传导移除 热量， 电池模块的总体温度被一致地维持， 由此在约束电池模块的尺寸增加的同时减小电 池模块的温度偏差。
本发明的另一个目的在于提供一种电池模块， 其中在用于构造电池模块的部件之 间的热传导阻力被最小化， 由此使得在所述结构中的冷却效率最大化。
技术方案
根据本发明的一方面， 能够通过提供一种电池模块实现以上和其它目的， 该电池 模块包括多个板形电池单元， 所述多个板形电池单元在板形电池单元被顺序地堆叠的状态 下被安装在模块壳体中， 其中板形电池单元中的每一个均包括被安装在由包括树脂层和金 属层的层压片形成的电池壳体中的阴极 / 隔板 / 阳极结构的电极组件， 并且多个散热部件 被布置于在各板形电池单元之间的两个或者更多个界面中， 从而通过经由散热部件的热传 导移除在板形电池单元的充电和放电期间从板形电池单元产生的热量。
通常， 电池模块被构造成如下结构， 其中电池单元在被以预定间隔布置的同时被 堆叠以形成冷却剂通道， 从而空气通过冷却剂通道流动 ( 在空气冷却型中 ) 以防止电池单 元过热。然而， 这种类型的电池模块并不提供足够的散热效果。
在根据本发明的具有上述构造的电池模块中， 另一方面， 多个散热部件被布置于 在电池单元之间的两个或者更多个界面中。因此， 在不在各电池单元之间提供空间或者虽 然在各电池单元之间提供了小的空间的情况下， 能够以比传统冷却系统更高的冷却效率冷 却电池单元堆， 并且因此， 能够增大电池模块的散热效率并且以高集成度堆叠电池单元。
在一个优选实例中， 电池模块可以被构造成如下结构， 其中空气冷却型热交换部 件被安装在电池单元堆的一侧处以将散热部件一体地相互连接， 从而经由散热部件利用通
过空气冷却型热交换部件的热传导移除在板形电池单元的充电和放电期间从板形电池单 元产生的热量。
因此， 在具有上述构造的电池模块中， 多个散热部件被布置于在电池单元之间的 两个或者更多个界面中， 并且空气冷却型热交换部件被安装在电池单元堆的一侧处以将散 热部件一体地相互连接。因此， 能够通过热传导更加有效地移除从电池单元产生的热量。
优选地， 电池单元中的每一个均是包括被安装在由层压片形成的电池壳体中的电 极组件的轻质袋形电池， 该层压片包括可热焊接的内部树脂层、 隔离金属层和表现优良耐 久性的外部树脂层。
优选地， 电池单元中的每一个均被安装在被以框架结构构造的电池盒中。该结构 优选地被应用于具有通过热焊接在电池的外周边处形成的密封部分的电池。
在以上结构中， 电池盒包括至少一对板形框架， 该至少一对板形框架用于在其中 在电池单元中的相应一个电池单元的至少一个主表面被暴露的状态下固定电池单元中的 该相应一个电池单元的外周边， 并且框架在其外侧处设置有弹性挤压部件， 该弹性挤压部 件用于以紧密接触方式将散热部件固定到电池单元中的该相应一个电池单元的暴露主表 面。 因此， 在安装有电池单元的多个盒被堆叠并且散热部件被布置在各盒之间的情形 中， 被设置在框架的外侧处的弹性挤压部件增加了盒堆的结构稳定性并且使得散热部件能 够被有效地固定到盒堆。
因为盒中的每一个均包括至少一对板形框架， 所以不仅一个电池单元， 而且两个 或者更多个电池单元也可以被安装在盒中的每一个之中。例如， 在其中在盒中的每一个之 中安装两个电池单元的结构中， 中间框架被设置在电池单元之间从而电池单元之一被布置 在上框架和中间框架之间， 并且另一个电池单元被布置在中间框架和下框架之间。即使在 该结构中， 散热部件也被以紧密接触方式布置在各电池单元的外侧处， 并且因此， 能够通过 热传导提供散热效果。
弹性挤压部件的结构不受特别限制， 只要在组装电池模块时， 弹性挤压部件被安 装到框架以固定散热部件。例如， 弹性挤压部件可以被设置在框架的上端和下端和 / 或左 侧和右侧处。
因此， 被安装到框架外侧的弹性挤压部件以紧密接触方式有效地朝着框架挤压散 热部件以增加用以将散热部件固定到框架的程度， 结果使用另外的部件来固定散热部件是 不必要的。
根据情况， 弹性挤压部件可以进一步被安装在框架的与电池单元的密封部分接触 的内侧处。
在一个优选实例中， 电池单元中的每一个均可以在其中电池单元中的每一个的暴 露主表面从框架中的相应一个向外突出的状态下被安装在框架之间， 并且弹性挤压部件可 以在弹性挤压部件的高度比在其暴露主表面处电池单元中的每一个的突出高度高的状态 下被设置在框架的外侧处。
即， 比电池单元的高度更低地形成的框架仅仅固定电池单元的外周边， 并且因此， 能够通过电池单元的、 突出的暴露主表面实现有效的散热。而且， 在应用散热部件时， 比在 电池单元的、 突出的暴露主表面处电池单元的高度更高地安装的弹性挤压部件以紧密接触
方式有效地将散热部件挤压到电池单元的暴露主表面， 并且因此， 在不增加使用散热部件 的电池模块的尺寸的情况下， 能够增加电池模块的总体机械强度。
用于在框架的外侧处安装的弹性挤压部件的材料不受特别限制， 只要当弹性挤压 部件被挤压时， 该弹性挤压部件能够表现高弹性挤压力。 优选地， 弹性挤压部件中的每一个 均包括表现高弹性挤压力的聚合树脂。 这种聚合树脂可以是能够表现高弹性力的材料或者 可以具有能够表现高弹性力的结构或者形状。前者的代表性实例可以是橡胶， 并且后者的 代表性实例可以是泡沫聚合树脂。
弹性挤压部件可以被以各种方式安装到框架。 为了更加有效率地将弹性挤压部件 安装到框架， 在框架的外侧处可以设置有可以在其中安装弹性挤压部件的槽。
弹性挤压部件中的每一个的宽度均可以等于框架中的每一个的宽度的 10％或者 更大。 如果如与框架中的每一个宽度相比较， 弹性挤压部件中的每一个的宽度太小， 则可以 表现通过将弹性挤压部件安装到框架获得的效果。另一方面， 如果如与框架中的每一个的 宽度相比较弹性挤压部件中的每一个的宽度太大， 则当弹性挤压部件被挤压时弹性地变形 的弹性挤压部件覆盖散热部件的、 大的部分， 结果可降低散热效果。进而， 当弹性挤压部件 被挤压时， 弹性挤压部件可以从框架突出， 这不是优选的。 因此， 当然除非引起以上问题， 否 则弹性挤压部件中的每一个的宽度可超过以上限定的范围。 同时， 用于散热部件的材料不受特别限制， 只要散热部件表现高导热率。例如， 散 热部件可以由具有 20 到 500W/(m.K) 的导热率的片材形成。这种片材的实例可以包括铝、 铜和聚合物， 然而， 本发明不限于此。
散热部件可以被布置于在电池单元之间的全部界面中或者在电池单元之间的某 些界面中。 例如， 在散热部件被布置于在电池单元之间的全部界面中的情形中， 各电池单元 在其相对侧处与不同的散热部件接触。另一方面， 在散热部件被置于在电池单元之间的某 些界面中的情形中， 某些电池单元可能仅仅在其一侧处与散热部件接触。
而且， 用于空气冷却型热交换部件的材料不受特别限制， 只要该空气冷却型热交 换部件表现高导热率。 优选地， 空气冷却型热交换部件由具有 20 到 500W/(m.K) 的导热率的 材料制成。散热部件被连接到空气冷却型热交换部件， 并且因此， 能够有效地实现热传递。
优选地， 在其中散热部件中的每一个的至少一部分均被从堆叠的电池单元向外暴 露的状态下， 散热部件被布置于在电池单元之间的界面中， 并且散热部件的向外暴露部分 被沿着电池单元的横向方向弯曲。即， 被布置于在电池单元之间的界面中的散热部件接收 从电池单元产生的热量并且容易地通过其弯曲部分向空气冷却型热交换部件传递所接收 的热量， 由此有效地从电池单元实现热量耗散。
空气冷却型热交换部件可以被以各种方式诸如焊接和机械联接安装在散热部件 的弯曲部分的顶部处。因此， 从电池单元产生的热量被传递到被布置在电池单元之间的散 热部件并且然后经由在电池单元堆的一侧处安装的空气冷却型热交换部件而被有效地排 放。
在以上结构中， 优选地在散热部件的弯曲部分的顶部和空气冷却型热交换部件之 间设置热界面材料， 从而更加有效地实现在散热部件和空气冷却型热交换部件之间的热传 递。热界面材料是一种具有热传导功能的界面材料。热界面材料用于减小热阻。热界面材 料的实例可以包括热传导油脂、 热传导环氧基粘结剂、 热传导硅树脂垫、 热传导粘合带和石
墨片， 然而， 本发明不限于此。而且， 以上材料可以被单独地或者其中的两种或者更多种相 组合地使用。
因为如上所述减小通过在金属之间的接触引起的热阻的热界面材料被布置在散 热部件的弯曲部分的顶部和具有大的热对流面积的空气冷却型热交换部件之间， 所以能够 更加有效地实现热量到空气冷却型热交换部件的传递。
进而， 添加提供高的热传导效率的这种热界面材料， 使得空气冷却型热交换部件 的结构能够被设计成各种形状。
依赖于热界面材料的种类， 热界面材料可以通过涂覆而被设置在散热部件和 / 或 空气冷却型热交换部件处或者可以被以另外的片材形式设置。
例如， 空气冷却型热交换部件可以被构造成如下结构， 该结构包括底部部分和从 该底部部分向上延伸的多个散热片， 在底部部分的下端表面处以紧密接触方式布置散热部 件。
因此， 被从电池单元传递到散热部件的热量经由底部部分的下端表面传导， 并且 然后通过在热量和每一个均具有大的表面积的散热片之间的热对流而被排放到外侧， 由此 从电池单元实现有效的热量耗散。
因为从电池单元产生的热量经由热界面材料而被从散热部件有效地传递到空气 冷却型热交换部件， 所以如在前描述地能够更加灵活地构造空气冷却型热交换部件、 特别 地散热片。
具体地， 空气冷却型热交换部件的散热片可以沿着空气冷却型热交换部件的纵向 方向从底部部分向上延伸。可替代地， 空气冷却型热交换部件的散热片可以沿着空气冷却 型热交换部件的横向方向从底部部分向上延伸。
空气冷却型热交换部件的散热效率高度地依赖于空气冷却型热交换部件的表面 积。 空气冷却型热交换部件的表面积是底部部分的表面积和从底部部分向上延伸的散热片 的暴露表面积之和。例如， 可以基于底部部分的宽度和散热片的高度以及在散热片之间的 间隔决定空气冷却型热交换部件的表面积。 因此， 当底部部分的宽度是大的， 散热片的高度 是大的， 并且在散热片之间的间隔是小的时， 空气冷却型热交换部件的表面积增加。
当空气冷却型热交换部件的表面积增加时， 散热效率也增加。 然而， 如果在散热片 之间的间隔被过小地设定以确保更大的表面积， 则冷却剂流阻增加， 并且因此， 冷却效率降 低， 结果根据尺寸的增加散热效率降低， 并且电池模块的总体尺寸增加， 这不是优选的。
考虑到以上说明， 优选的是， 使得空气冷却型热交换部件的表面积等于电池单元 中的每一个的表面积的 7 到 15 倍。
同时， 可以在其中在空气冷却型热交换部件具有最小长度、 宽度和高度的同时空 气冷却型热交换部件具有最大散热效率的范围内根据需要选择空气冷却型热交换部件的 长度、 宽度和高度。 例如， 空气冷却型热交换部件的长度可以等于电池单元堆的长度的 30％ 到 70％。 而且， 空气冷却型热交换部件的宽度可以等于电池单元堆的宽度的 50％到 120％。 另外， 空气冷却型热交换部件的高度可以等于电池单元堆的高度的 20％到 50％。
同时， 空气冷却型热交换部件的位置不受特别限制， 只要空气冷却型热交换部件 被安装到电池单元堆的一侧从而容易地移除从电池单元产生的热量。优选地， 空气冷却型 热交换部件被安装到模块壳体的顶部或者底部。更加优选地， 空气冷却型热交换部件被安装到模块壳体的顶部。因此， 从电池单元产生的热量被以高的效率从模块壳体耗散出去。
根据情况， 模块壳体可以在其上端或者下端处设置有凹部， 该凹部具有足以接纳 空气冷却型热交换部件的尺寸， 并且当空气冷却型热交换部件被安装在该凹部中时， 空气 冷却型热交换部件的高度可以等于或者小于模块壳体的顶部或者底部的高度。在该结构 中， 即使在其中多个电池模块被沿着沿其安装空气冷却型热交换部件的方向堆叠的情形 中， 也不会由于空气冷却型热交换部件而在堆叠电池模块时存在困难， 并且因此， 在制造具 有高功率和大容量的中型或者大型电池组时， 以上结构是优选的。
即， 因为如在前描述地根据本发明的电池模块被构造成使用散热部件的间接冷却 类型结构， 所以能够基于电池模块的特性和构造沿着纵向方向或者沿着横向方向灵活地构 造空气冷却型热交换部件。 另外， 相对于与冷却风扇和流动结构的安装位置有关的因素， 这 种灵活构造使得能够实现各种设计， 这是非常优选的。
当然， 除了包括在前描述的袋形电池单元作为板形电池单元的电池模块之外， 根 据本发明的、 具有以上特殊结构的散热部件可以被应用于包括方型电池单元的电池模块。
因此， 根据本发明的另一方面， 提供一种包括多个方型电池单元的电池模块， 在方 型电池单元被顺序地堆叠的状态下， 该方型电池单元被安装在模块壳体中。 具体地， 该电池模块被构造成如下结构， 其中方型电池单元中的每一个均包括以 密封方式与电解质一起地被布置在方型容器中的、 具有阴极 / 隔板 / 阳极结构的电极组件， 并且多个散热部件被布置于在各方型电池单元之间的两个或者更多个界面中从而利用通 过散热部件的热传导移除在方型电池单元的充电和放电期间从方型电池单元产生的热量。
因此， 在根据本发明的电池模块中， 多个散热部件被置于在各方型电池单元之间 的两个或者更多个界面中， 结果在不在各方型电池单元之间设置空间或者虽然在各方型电 池单元之间设置小的空间的情况下， 能够以比传统冷却系统更高的冷却效率冷却电池单元 堆， 由此能够增加电池模块的散热效率并且以高集成度堆叠方型电池单元。
当然， 能够进一步将如在前描述地构造的空气冷却型热交换部件安装到包括方型 电池单元的电池模块。
即， 空气冷却型热交换部件可以被安装在电池单元堆的一侧处以将散热部件一体 地相互连接， 从而经由散热部件通过经由空气冷却型热交换部件的热传导移除在方型电池 单元的充电和放电期间从方型电池单元产生的热量。
根据本发明的另一方面， 提供一种冷却装置， 该冷却装置包括被布置于在电池单 元之间的界面中的两个或者更多个散热部件和被安装到散热部件的相应侧以移除从散热 部件传递的热量的空气冷却型热交换部件。
该冷却装置是一种新颖的部件并且提供如在前描述的各种优点。
在一个优选实例中， 如在前描述地， 该空气冷却型热交换部件可以被构造成如下 结构， 该结构包括底部部分和从该底部部分向上延伸的多个散热片， 散热部件以紧密接触 方式布置在底部部分的下端表面处。
同时， 一种中型或者大型电池组使用多个电池单元从而提供高功率和大容量。在 构成这种电池组的电池模块中， 需要更高的散热效率来确保电池组的安全性。
因此， 根据本发明的进一步的方面， 提供一种通过基于所期功率和容量将电池模 块组合而制造的电池组。
根据本发明的电池组包括多个电池单元从而提供高功率和大容量。因此， 根据本 发明的电池组优选地被用作用于其中在电池单元的充电和放电期间产生的高温热量是严 重的安全性顾虑的电动车辆、 混合电动车辆或者插电式混合电动车辆的电源。
特别地在长时期地从电池组要求高功率的电动车辆和插电式混合电动车辆中， 需 要高散热性质。因此， 根据本发明的电池组更加优选地被用作用于电动车辆或者插电式混 合电动车辆的电源。 附图说明
与附图相结合， 根据以下详细说明， 将更加清楚地理解本发明的以上和其它目的、 特征和其它优点， 在附图中 ：
图 1 是示意板形电池单元的典型视图 ；
图 2 是示意具有在其中安装的、 图 1 的电池单元的电池盒的透视图 ；
图 3 是示意当沿着方向 A 观察时图 2 的电池盒的竖直截面视图 ；
图 4 是示意包括两个电池单元的电池盒的分解视图 ；
图 5 是示意图 4 的电池盒的透视图 ； 图 6 是示意其中散热部件被布置在各电池盒之间的电池模块的典型视图， 电池盒 之一在图 2 中示出 ；
图 7 是示意图 6 的散热部件的典型视图 ；
图 8 是示意沿着纵向方向延伸的热交换部件的放大典型视图 ；
图 9 是示意沿着横向方向延伸的热交换部件的放大典型视图 ；
图 10 是示意在热交换部件被安装到电池模块的一侧之前根据本发明的一个实施 例的电池模块的典型视图 ；
图 11 是示意根据本发明的一个实施例其中热交换部件被安装到电池模块的一侧 的结构的典型视图 ；
图 12 是示意根据本发明的另一个实施例其中热交换部件被安装到模块壳体的一 侧的结构的典型视图 ； 并且
图 13 和图 14 是示意根据本发明的其它实施例的电池模块的典型视图。
具体实施方式
现在， 将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。然而， 应该指出， 本发明的范 围不受所示意的实施例限制。
图 1 是示意板形电池单元的典型视图。
参考图 1， 板形电池单元 100 包括被安装在由包括树脂层和金属层的层压片形成 的电池壳体 110 中的、 具有阴极 / 隔板 / 阳极结构的电极组件 ( 未示出 )。被电连接到电极 组件的阴极端子 120 和阳极端子 130 从电池壳体 110 的上端和下端突出。
图 2 是典型地示意具有在其中安装的、 图 1 的电池单元的电池盒的透视图， 并且图 3 是典型地示意当沿着方向 A 观察时图 2 的电池盒的竖直截面视图。
参考这些附图， 电池盒 200 中安装有板形电池单元 100。 板形电池单元 100 的电极 120 和 130 从电池盒 200 向外突出。电池盒 200 包括用于在电池单元 100 的相对的主表面被暴露的状态下固定电池单元 100 的外周边的一对板形框架 300 和 302。
弹性挤压部件 310、 320、 312 和 322 沿框架 300 和 302 的纵向方向平行地设置在框 架 300 和 302 的外侧、 特别地左侧和右侧处。
而且， 在其中电池单元 100 的暴露的主表面从框架 300 和 302 向外突出的状态下， 电池单元 100 被安装在框架 300 和 302 之间。在其中弹性挤压部件 310、 320、 312 和 322 的 高度 H 比电池单元 100 在其暴露的主表面处的突出高度 h 高的状态下， 弹性挤压部件 310、 320、 312 和 322 被设置在框架 300 和 302 的外侧处。因此， 在应用散热部件 ( 未示出 ) 时， 能够使得弹性挤压部件 310、 320、 312 和 322 相对于散热部件 ( 未示出 ) 提供弹性挤压力。 而且， 所应用的散热部件 ( 未示出 ) 被弹性挤压部件 310、 320、 312 和 322 以紧密接触方式 有效地挤压到电池单元 100 的暴露的主表面， 并且因此， 在不增加使用散热部件的电池模 块的尺寸的情况下， 实现有效的散热是可能的。
图 4 是典型地示意包括两个电池单元的电池盒的分解视图， 并且图 5 是典型地示 意图 4 的电池盒的透视图。
参考这些附图， 除了在所述状态下在电池盒 200a 中安装两个板形电池单元 100 和 102 之外， 电池盒 200a 与图 2 的电池盒相同， 并且中间框架 301 进一步被设置在电池单元 100 和 102 之间， 并且因此， 将不给出其详细说明。 在该结构中， 即使在其中散热部件 ( 未示出 ) 被设置在电池单元 100 和 102 的主 表面处的情形中， 通过热传导实现优良的散热效果也是可能的。因此， 如与图 2 的结构相比 较， 散热部件被在一对框架 300 和 302 和中间框架 301 处设置的弹性挤压部件 310 和 320 以紧密接触方式挤压到电池单元 100 和 102 的主表面， 并且因此， 在最小化电池模块的尺寸 增加的同时实现有效的散热是可能的。
图 6 是典型地示意其中散热部件被布置在各电池盒之间的电池模块 400 的典型视 图， 电池盒之一在图 2 中示出， 并且图 7 是典型地示意图 6 的散热部件的典型视图。
参考这些附图， 电池模块 400 包括被顺序地堆叠的八个盒 200， 并且四个散热部件 500 被置于在盒 200 之间的某些界面中从而从盒 200 产生的热量 ( 具体地， 从被安装在各盒 中的电池单元产生的热量 ) 被传导到散热部件从而实现高的散热效果。
被设置在该八个盒 200 的框架 300 的外侧处的弹性挤压部件 310 和 320 有助于散 热部件 500 被稳定地安装并且固定到框架 300。
同时， 各散热部件 510、 520、 530 和 540 由表现高导热率的铜片制成。 散热部件 510、 520、 530 和 540 的向外暴露部分 511、 521、 531 和 541 被沿着盒 200 的横向方向弯曲。
图 8 是示意根据本发明的一个实施例的空气冷却型热交换部件的典型视图。
参考图 8， 空气冷却型热交换部件 600 被构造成如下结构， 该结构包括底部部分 610 和从底部部分 610 向上延伸的多个散热片 620， 散热部件 500 以紧密接触方式布置在底 部部分 610 的下端表面处。
空气冷却型热交换部件 600 由表现高导热率的铝材制成。散热片 620 沿着空气冷 却型热交换部件 600 的纵向方向 l 从底部部分 610 向上延伸。
图 9 是示意根据本发明的另一个实施例的空气冷却型热交换部件的典型视图。
除了空气冷却型热交换部件 601 的散热片 630 沿着空气冷却型热交换部件 601 的 横向方向 w 从底部部分 612 向上延伸之外， 图 9 的空气冷却型热交换部件 601 与图 8 的空
气冷却型热交换部件 600 相同， 并且因此， 将不给出其详细说明。
图 10 是示意根据本发明的一个实施例的电池模块和空气冷却型热交换部件的典 型视图， 并且图 11 是示意其中热交换部件被安装到图 10 的电池模块一侧的结构的典型视 图。
参考这些附图， 电池模块 400 被构造成如下结构， 其中空气冷却型热交换部件 600 被安装在通过顺序地堆叠其中安装有电池单元 100 的多个盒 200 而获得的电池单元堆的顶 部处。
而且， 热界面材料 550 诸如热传导油脂被设置在空气冷却型热交换部件 600 和散 热部件 500 的弯曲部分的顶部之间， 从而实现更加有效的热传递。因此， 能够灵活地构造空 气冷却型热交换部件 600。
即， 在电池单元 100 的充电和放电期间从电池单元 100 产生的热量被传递到在盒 200 之间布置的散热部件 500， 并且然后经由热界面材料 550 通过空气冷却型热交换部件 600 被排放到外部。 因此， 能过在电池模块的整体被构造成紧凑结构的同时实现高的散热效 率。
而且， 空气冷却型热交换部件 600 具有等于电池单元堆的长度 L 的大致 60％的长 度 l、 等于电池单元堆的宽度 W 的大致 100％的宽度 w 和等于电池单元堆的高度 T 的大致 30％的高度 t。 另外， 空气冷却型热交换部件 600 具有等于电池单元 100 中的每一个的表面 积的大致 10 倍的表面积。
图 12 是示意根据本发明另一个实施例的其中热交换部件被安装到模块壳体一侧 的结构的典型视图。
与图 9 一起地参考图 12， 被安装在模块壳体 410 中的电池模块 400 被构造成如下 结构， 其中空气冷却型热交换部件 601 被安装在通过顺序地堆叠其中安装有电池单元 100 的八个盒 200 而获得的电池单元堆的顶部处。
除了其多个散热片 630 沿着空气冷却型热交换部件 601 的横向方向 w 从底部部分 612 向上延伸的空气冷却型热交换部件 601 被安装在模块壳体 410 的顶部处之外， 图 12 的 结构与图 11 的结构相同， 并且因此， 将不给出其详细说明。
即， 空气冷却型热交换部件 601 的散热片 630 被以实现空气流动而必要的预定间 隔 d 布置， 并且因此， 能够以高可靠性和优良冷却效率通过传导移除从散热部件 500 传递的 热量。
图 13 和图 14 是示意根据本发明的其它实施例的电池模块的典型视图。
参考这些附图， 图 13 的电池模块 400a 被构造成如下结构， 其中电池单元 104 的阴 极端子 120 和阳极端子 130 从电池单元 104 的上端向外突出。因此， 除了其阴极端子 120 和阳极端子 130 沿着相反方向突出的、 图 6 的电池单元 100 之外， 散热部件 500 可以被应用 于其阴极端子 120 和阳极端子 130 沿着相同方向突出的电池单元 104。 在其余结构方面， 图 13 的电池模块 400a 与图 6 的电池模块 400 相同， 并且因此， 将不给出其详细说明。
另一方面， 在图 14 的电池模块 400b 中， 散热部件 502 被布置在电池单元堆的一侧 处。因此， 散热部件 502 可以如在图 13 的电池模块 400a 中那样位于电池单元堆的顶部处 或者如在图 14 的电池模块 400b 中那样位于电池单元堆的一侧处。在其余结构方面， 图 14 的电池模块 400b 与图 13 的电池模块 400a 相同， 并且因此， 将不给出其详细说明。虽然已经为了示意性的意图公开了本发明的示例性实施例， 但是本领域技术人员 可以理解， 在不偏离如在所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下， 各种修改、 添加和替代都是可能的。
工业实用性
如根据以上说明清楚地， 根据本发明的电池模块被构造成如下结构， 其中散热部 件被置于在电池单元之间的界面中以加速热量从电池单元的耗散， 并且因此， 能够在最小 化电池模块的尺寸增加的同时有效地向外侧排放从电池单元产生的热量。