JP2014157808A - バッテリパック - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の技術的課題は、ベアセルと上部ケースとの結合時、絶縁部材によって生じ得るバッテリパックの組立不良を低減することである。
【解決手段】本発明は、バッテリパックに関するものであって、ベアセルと、前記ベアセルの一面に設けられた絶縁部材と、前記ベアセルの一面をカバーし、前記ベアセルとの結合のための少なくとも１つの結合部を具備する上部ケースとを含むが、前記結合部の一部分には、前記絶縁部材との接触を回避するための回避部が形成されることを特徴とする。本発明によれば、ベアセル対して上部ケースの結合時、絶縁部材による干渉を回避することにより、バッテリパックの組立不良を低減できる効果がある。
【選択図】図１Ｃ
【解決手段】本発明は、バッテリパックに関するものであって、ベアセルと、前記ベアセルの一面に設けられた絶縁部材と、前記ベアセルの一面をカバーし、前記ベアセルとの結合のための少なくとも１つの結合部を具備する上部ケースとを含むが、前記結合部の一部分には、前記絶縁部材との接触を回避するための回避部が形成されることを特徴とする。本発明によれば、ベアセル対して上部ケースの結合時、絶縁部材による干渉を回避することにより、バッテリパックの組立不良を低減できる効果がある。
【選択図】図１Ｃ
Description
本発明は、バッテリパックに関するものであって、より詳細には、バッテリパックの組立性を向上させるためのバッテリパックに関するものである。
最近、携帯用電子機器の電源としてバッテリパックが多様に用いられている。また、携帯用電子機器が多様な分野で用いられるに伴い、バッテリパックに対する需要が急増している。前記バッテリパックは、経済的な面を考慮して、最近では充放電可能な二次電池を採用している。
このような二次電池は、電極組立体と電解液が収容された缶を密封した状態のベアセルと保護回路基板とが電気的に連結されて形成される。前記保護回路基板は、ベアセルの充放電を制御しながら過充電および過放電を防止してベアセルを保護する。
また、二次電池は、補助的なベアセルの保護素子であって、保護素子をさらに備える。前記保護素子は、ベアセルの温度および電圧の急激な変化を感知して電流の流れを遮断する機能を果たす。このような保護素子は、ベアセルの温度または電圧の変化を感知しやすいように、ベアセルの上面に設けられる。この時、前記保護素子は、ベアセルとの電気的な絶縁のために絶縁部材を備える。また、前記保護回路基板は上部ケースに装着され、上部ケースはバッテリセルに結合される。
前記構造のバッテリパックは、ベアセルに対して上部ケースの結合時、絶縁部材によって結合不良などのような組立誤差が発生する問題があった。
前記構造のバッテリパックは、ベアセルに対して上部ケースの結合時、絶縁部材によって結合不良などのような組立誤差が発生する問題があった。
本発明の技術的課題は、ベアセルと上部ケースとの結合時、絶縁部材によって生じ得るバッテリパックの組立不良を低減することである。
上記の目的を達成するために、本発明の好ましい一実施形態によれば、ベアセルと、前記ベアセルの上面に設けられた絶縁部材と、前記ベアセルの上面をカバーし、前記ベアセルとの結合のための少なくとも１つの結合部を具備する上部ケースとを含むが、前記結合部の一部分には、前記絶縁部材との接触を回避するための回避部が形成されるバッテリパックが提供できる。
ここで、前記回避部は、前記ベアセルの上面と接触する前記結合部の上面のうち、前記絶縁部材に隣接した領域に形成できる。
また、前記回避部は、前記隣接した領域が前記ベアセルの上面と離隔するように形成できる。
さらに、前記回避部は、前記隣接した領域に段差をつけて形成できる。
さらに、前記回避部の高さは、前記絶縁部材の厚さより大きいか等しくなり得る。
さらに、前記回避部の高さは、０．４ｍｍ〜０．６ｍｍであり得る。
また、前記結合部は、ねじホールを含み、前記ベアセルの上面には、前記ねじホールに対応する少なくとも１つの結合溝が形成できる。
さらに、前記回避部の長さは、前記結合部の一面の長さに対して２０％未満の長さを有するように形成できる。
また、前記ねじホールの開放部には、前記ねじホールの直径より大きい載置部が形成できる。
また、前記絶縁部材上には、前記ベアセルの保護素子が形成できる。
また、前記保護素子は、ＰＴＣ素子、サーマルヒューズまたはこれらと等価の性質を発揮する部品の中から選択できる。
さらに、前記保護素子と前記上部ケースとの間に配置され、前記ベアセルおよび前記保護素子と電気的に連結される保護回路モジュールを含むことができる。
また、前記上部ケースの側面には、前記絶縁部材との接触を回避するための切開部が形成できる。
本発明によれば、ベアセルに対して上部ケースの結合時、絶縁部材による干渉を回避することにより、バッテリパックの組立不良を低減できる効果がある。
その他、実施形態の具体的な事項は詳細な説明および図面に含まれている。
本発明の利点および特徴、そして、それらを達成する方法は、添付した図面と共に詳細に後述する実施形態を参照すれば明確になるはずである。しかし、本発明は、以下に開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現可能であり、以下の説明において、ある部分が他の部分に連結されているとする時、これは、直接的に連結されている場合のみならず、その中間に別の素子を挟んで電気的に連結されている場合も含む。また、図面において、本発明と関係のない部分は本発明の説明を明確にするために省略し、明細書全体にわたって類似の部分については同一の図面符号を付した。
以下、添付した図面を参照して、本発明について説明する。
図１Ａは、本発明の一実施形態にかかるバッテリパックの分解斜視図である。図１Ｂは、図１Ａのバッテリパックが結合した状態の斜視図である。図１Ｃは、図１Ｂに示されたバッテリパックのＩ−Ｉ線を切開した状態の部分断面図である。
前記バッテリパック１００は、ベアセル１１０と、保護回路基板１２０と、保護素子１３０と、絶縁部材１４０と、上部ケース１５０とを含んで形成される。
ベアセル１１０は、正極板（図示せず）、負極板（図示せず）およびセパレータ（図示せず）を巻き取って形成された電極組立体（図示せず）を、アルミニウムのような金属材質の密封組立体１１１で密封した缶型電池である。このような密封組立体１１１は、一端部が開口した金属型缶１１１ｂと、缶の開口部を覆うキャッププレート１１１ａとを含んで形成できる。キャッププレート１１１ａの上面の左右両端部には、第１、第２結合溝１１２ａ、１１３ａが形成される。金属型缶１１１ｂおよびキャッププレート１１１ａのいずれか１つには、電極端子１１４が絶縁体１１４ａによって絶縁されて設置できる。図１Ａと図１Ｃでは、キャッププレート１１１ａに電極端子１１４が絶縁体１１４ａによって絶縁されて挿入されている形状が示されている。この時、ベアセル１１０の正極は、キャッププレート１１１ａに電気的に連結でき、ベアセル１１０の負極は、電極端子１１４に電気的に連結できる。ここで、電極端子１１４とキャッププレート１１１ａに連結される正極または負極の極性は変わってもかまわない。
ベアセル１１０の上面の両側部には、第１結合溝１１２ａおよび第２結合溝１１３ａが形成される。また、前記第１結合溝１１２ａには第１ねじ１６１が結合され、第２結合溝１１３ａには第２ねじ１６２が結合される。また、第１結合溝１１２ａおよび第２結合溝１１３ａの内周面には、第１ねじ１６１と第２ねじ１６２によってねじ山が形成できる。
保護回路基板１２０は、ベアセル１１０と電気的に連結される。保護回路基板１２０の負極は、ベアセル１０の負極である電極端子１１４と第１リードタブ１１６によって連結される。また、保護回路基板１２０の正極は、ベアセル１１０の正極であるキャッププレート１１１ａとリードプレート１１８によって連結される。
保護回路基板１２０は、絶縁基板１２１、印刷回路パターン（図示せず）、導電パッド１２３、保護回路部１２４および充放電端子１２５を含んで形成され得、絶縁基板１２１に形成された印刷回路パターンに導電パッド１２３、保護回路部１２４および充放電端子１２５が半田付けされ得る。
ここで、保護回路部１２４は、抵抗やコンデンサなどの受動素子と電界効果トランジスタのような能動素子、ＰＴＣ素子のような安全素子および集積回路が選択的に形成できる。導電パッド１２３は、第２リードタブ１１７に連結される。第２リードタブ１１７は、電極端子１１４に連結される第１リードタブ１１６に連結される。
また、保護回路部１２４は、ベアセル１１０の充放電時にベアセル１１０を充電または放電させ、ベアセル１１０の過熱や過電流などの状況でベアセル１１０の充放電経路を遮断し、ベアセル１１０の寿命劣化、過熱および爆発などを予防することができる。充放電端子１２５は、バッテリの充放電によってバッテリの内外に電流が流れる通路となる。
保護素子１３０は、保護回路基板１２０の負極と電極端子１１４との間に電気的に連結される。保護素子１３０は、ベアセル１１０の過度の温度上昇や電流の発生時にベアセル１１０と保護回路基板１２０との電気的な連結を遮断する。保護素子１３０の種類は、ＰＴＣ素子、サーマルヒューズまたはこれらと等価の機能を発揮する部品のいずれか１つを選択して用いることができる。
絶縁部材１４０は、ベアセル１１０の上面に付着する。そして、絶縁部材１４０の上面に保護素子１３０が位置する。したがって、絶縁部材１４０によってベアセル１１０と保護素子１３０との絶縁がなされる。絶縁部材１４０は、絶縁材質のテープであることが好ましいが、これに限定される必要はない。
上部ケース１５０は、保護回路基板１２０が内部に収容される状態でベアセル１１０の上部に結合される。上部ケース１５０によって保護回路基板１２０は外部の接触および衝撃から保護される。上部ケース１５０の左右両端には、ベアセル１１０と結合するための第１、第２結合部１５２、１５３が形成される。
第１、第２結合部１５２、１５３のそれぞれには、結合部１５２、１５３の中央を通過する第１ねじホール１５２ａと第２ねじホール１５３ａが形成される。第１ねじホール１５２ａおよび第２ねじホール１５３ａの開放部には、第１、第２ねじホール１５２ａ、１５３ａの直径より大きい載置部１５２ｂ、１５３ｂが形成される。したがって、第１ねじ１６１および第２ねじ１６２の頭部は、載置部１５２ｂ、１５３ｂに載置され、第１ねじ１６１および第２ねじ１６２の胴部は、第１ねじホール１５２ａおよび第２ねじホール１５３ａに挿入され、ベアセル１１０の第１結合溝１１２ａおよび第２結合溝１１３ａと結合する。すなわち、第１ねじ１６１および第２ねじ１６２は、上部ケース１５０をベアセル１１０および保護回路基板１２０に強固に固定する役割を果たすようになる。
また、保護回路基板１２０とベアセル１１０との間を支持すると同時に、保護回路基板１２０とキャッププレート１１１ａとを電気的に連結させるためのリードプレート１１８が第１結合部１５２と第１結合溝１１２ａとの間に配置され、第１ねじ１６１の貫通によって共に結合できる。
ベアセル１１０の上面と接触する第２結合部１５３の一領域には、絶縁部材１４０との接触を回避するための回避部１５３ｃが形成される。これについては、以後により詳細に説明する。
上部ケース１５０は、ポリカーボネートのような樹脂材質を射出して形成されたプラスチックケースであり得、保護回路基板１２０を外部衝撃から保護し、保護回路基板１２０のショートを防止する。
また、上部ケース１５０は、充放電端子ホール１５７が形成される。この場合、充放電端子１２５は、上部ケース１５０に形成された充放電端子ホール１５７によって外部に露出することができる。
さらに、上部ケース１５０の内側には、リブ１５１が複数個形成され、複数個のリブ１５１が保護回路基板１２０の上面を支持し、保護回路基板１２０をベアセル１１０に密着させることができる。
ラベル１７０は、ベアセル１１０と上部ケース１５０を囲む。この場合、ラベル１７０は、接着剤によってベアセル１１０と上部ケース１５０に接着できる。また、ラベル１７０は、外部面にバッテリパック１００の容量および製品番号のような情報が印刷できる。
補助ケース１８０は、ベアセル１１０の角部を囲み、ベアセル１１０の角部が外部から衝撃を受ける際に潰れるのを防止する。この場合、補助ケース１８０とベアセル１１０との間には両面接着テープ１８１が形成され、補助ケース１８０をベアセル１１０と結合させることができる。また、補助ケース１８０は、外郭面がラベル１７０に囲まれ、ベアセル１１０との結合力が向上できる。
図２は、図１Ｃに示されたＡ領域を拡大した断面図である。図３は、図１Ｃに示されたＡ領域において回避部がない場合の拡大断面図である。
図２を参照すれば、第２結合部１５３の一部分には、絶縁部材１４０と接触を回避するための回避部１５３ｃが形成される。
バッテリパックの組立過程において、絶縁部材１４０がベアセル１１０の上面に付着する時、作業者のミスで絶縁部材１４０が第２結合部１５３とベアセル１１０の上面とが接触する領域に付着することがある。一例として、図３に示されるように、絶縁部材１４０が第２結合部１５３とベアセル１１０の上面とが接触する領域に付着する場合、回避部が形成されない第２結合部１５３は、絶縁部材１４０によってベアセル１１０の上面に面密着できなくなる。この場合、第２ねじ１６２が第２結合溝１１３ａとの結合時に空回転したり、第２ねじ１６２が破損することがある。また、第２結合溝１１３ａとベアセル１１０の上面との間に空間が生じることにより、上部ケース１５０とベアセル１１０との間の結合不良が発生する。
したがって、本発明の実施形態では、図２に示されるように、ベアセル１１０の上面と接触する第２結合部１５３の一面のうち、絶縁部材１４０に隣接した領域に回避部１５３ｃが形成される。回避部１５３ｃは、前記隣接した領域がベアセル１１０の上面と離隔するように形成できる。
回避部１５３ｃは、段差づいて形成され得、これは、第２結合部１５３の一面のうち、前記絶縁部材１４０に隣接した領域を一部切開することによって形成できる。
この場合、回避部１５３ｃの高さｈは、第２結合部１５３と絶縁部材１４０との間の干渉を回避するために、絶縁部材１４０の厚さより大きいか等しく形成できる。好ましくは、回避部１５３ｃの高さは、０．４ｍｍ〜０．６ｍｍであり得る。
また、回避部１５３ｃの長さw１は、第２結合部１５３の一面の長さw２に対して、好ましくは２０％未満の長さを有するように形成できる。回避部１５３ｃの長さＷ１を２０％以上に広くする場合、第２結合部１５３とベアセル１１０の上面とが接触する領域が狭くなり、上部ケース１５０とベアセル１１０との間の結合力が弱くなり得るからである。
したがって、前記のように、第２結合部１５３に回避部１５３ｃが形成される場合、作業者のミスで絶縁部材１４０がそもそも付着すべき領域を外れて第２結合部１５３とベアセル１１０の上面とが接触する部分に絶縁部材１４０が付着するとしても、第２結合部１５３と絶縁部材１４０との間に発生し得る干渉を回避することができる。すなわち、第２結合部１５３と絶縁部材１４０との間の干渉が回避されることにより、バッテリパックの組立過程で発生する組立不良を低減することができる。
図４は、本発明の他の実施形態にかかるバッテリパックの分解斜視図であり、図５は、本発明の他の実施形態にかかる上部ケースの一部切開斜視図である。
図４および図５を参照すれば、本発明の他の実施形態にかかるバッテリパックは、ベアセル１１０と、保護回路基板１２０と、保護素子１３０と、絶縁部材１４０と、上部ケース２５０とを含んで形成される。
本発明の他の実施形態には、上部ケース２５０の構成以外には、本発明の一実施形態と同一の構成である。したがって、同一構成については同一符号をそのまま用い、詳細な説明は省略する。
図４に示されるように、バッテリパックの組立過程で絶縁部材１４０がベアセル１１０の上面に付着する時、作業者のミスで絶縁部材１４０が上部ケース２５０の側面とベアセル１１０の上面とが接触する領域に付着することがある。この場合、上部ケース２５０とベアセル１１０との結合時、絶縁部材１４０によって上部ケース２５０の側面がベアセル１１０の上面に面接触できない問題が発生することがある。
これを解決するために、本発明の他の実施形態にかかる上部ケース２５０の両側面には、絶縁部材１４０との接触を回避するための切開部２５４、２５５が形成される。この時、切開部２５４、２５５は、絶縁部材２４０が付着する位置に対応して形成できる。
以上、本発明では、具体的な構成要素などのような特定事項と限定された実施形態および図面によって説明されたが、これは本発明のより全般的な理解のために提供されたに過ぎず、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような記載から多様な修正および変形が可能である。したがって、本発明の思想は、説明された実施形態に限って定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等または等価的変形があるすべてのものは本発明の思想の範疇に属するというべきである。
１１０：ベアセル
１１１ａ：キャッププレート
１１２ａ：第１結合溝
１１３ａ：第２結合溝
１１６：第１リードタブ
１１７：第２リードタブ
１２０：保護回路基板
１３０：保護素子
１４０：絶縁部材
１５０、２５０：上部ケース
１５２：第１結合部
１５２ａ：第１ねじホール
１５２ｂ：第１載置部
１５３：第２結合部
１５３ａ：第２ねじホール
１５３ｂ：第２載置部
１５３ｃ：回避部
１７０：ラベル
２５４、２５５：切開部
１１１ａ：キャッププレート
１１２ａ：第１結合溝
１１３ａ：第２結合溝
１１６：第１リードタブ
１１７：第２リードタブ
１２０：保護回路基板
１３０：保護素子
１４０：絶縁部材
１５０、２５０：上部ケース
１５２：第１結合部
１５２ａ：第１ねじホール
１５２ｂ：第１載置部
１５３：第２結合部
１５３ａ：第２ねじホール
１５３ｂ：第２載置部
１５３ｃ：回避部
１７０：ラベル
２５４、２５５：切開部
Claims (13)
- ベアセルと、
前記ベアセルの一面に設けられた絶縁部材と、
前記ベアセルの一面をカバーし、前記ベアセルとの結合のための少なくとも１つの結合部を具備する上部ケースとを含むが、
前記結合部の一部分には、前記絶縁部材との接触を回避するための回避部が形成されることを特徴とするバッテリパック。 - 前記回避部は、前記ベアセルの上面と接触する前記結合部の一面のうち、前記絶縁部材に隣接した領域に形成されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
- 前記回避部は、前記隣接した領域が前記ベアセルの上面と離隔するように形成されることを特徴とする請求項２に記載のバッテリパック。
- 前記回避部は、前記隣接した領域に段差をつけて形成されていることを特徴とする請求項３に記載のバッテリパック。
- 前記回避部の高さは、前記絶縁部材の厚さより大きいか等しいことを特徴とする請求項２に記載のバッテリパック。
- 前記回避部の高さは、０．４ｍｍ〜０．６ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載のバッテリパック。
- 前記回避部の長さは、前記結合部の一面の長さに対して２０％未満で形成されていることを特徴とする請求項２に記載のバッテリパック。
- 前記結合部は、ねじホールを含み、前記ベアセルの上面には、前記ねじホールに対応する少なくとも１つの結合溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
- 前記ねじホールの開放部には、前記ねじホールの直径より大きい載置部が形成されることを特徴とする請求項８に記載のバッテリパック。
- 前記絶縁部材上には、前記ベアセルの保護素子が設けられることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
- 前記保護素子は、ＰＴＣ素子、サーマルヒューズまたはこれらと等価の性質を発揮する部品の中から選択されることを特徴とする請求項１０に記載のバッテリパック。
- 前記保護素子と前記上部ケースとの間に配置され、前記ベアセルおよび前記保護素子と電気的に連結される保護回路モジュールを含むことを特徴とする請求項１１に記載のバッテリパック。
- 前記上部ケースの側面には、前記絶縁部材との接触を回避するための切開部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
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