JP2015002172A - 二次電池パック - Google Patents
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Abstract
【課題】保護素子の実装可能な十分な面積を確保することができ、簡便な設置工程でベアセルに結合される連結構造を有する保護回路モジュールを含む二次電池パックを提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態の二次電池パックは、第1表面部と、第1表面部から突出して形成される第2表面部とから構成されたテラス部を含むベアセルと、ベアセルに電気的に連結され、テラス部の第1表面部から突出して第2表面部に沿って延びる電極タブと、第1表面部に向かって曲げられて電極タブに結合される連結タブと、連結タブが結合される保護回路基板とを含む保護回路モジュールとを含む。
【選択図】図2
【解決手段】本発明の一実施形態の二次電池パックは、第1表面部と、第1表面部から突出して形成される第2表面部とから構成されたテラス部を含むベアセルと、ベアセルに電気的に連結され、テラス部の第1表面部から突出して第2表面部に沿って延びる電極タブと、第1表面部に向かって曲げられて電極タブに結合される連結タブと、連結タブが結合される保護回路基板とを含む保護回路モジュールとを含む。
【選択図】図2
Description
本発明は、二次電池パックに関するものである。
二次電池(rechargeable battery)は、一次電池とは異なり、充電および放電を繰り返し行う電池である。小容量の二次電池は、携帯電話やノートパソコンおよびビデオカメラのように携帯が可能な小型電子機器に用いられ、大容量の二次電池は、電気自転車、スクータ、電気自動車(Electric Vehicle)およびフォークリフト(fork lift)などのモータ駆動用電源として用いられる。
二次電池パックは、ベアセル(bare cell)と、ベアセルを保護する保護回路モジュール(PCM、Protection Circuit Module)とを含む。保護回路モジュールは、過充電、過放電、過電流および短絡からベアセルを保護するように保護回路を形成する回路基板と、これに実装される保護素子とを含む。
パウチ型ベアセルは、平板型(tablet type)で構成され、ベアセルの一面にはテラス部が形成され、テラス部には、ベアセルの電極組立体に電気的に連結される電極タブが突出し、電極タブは、保護回路モジュールと溶接で結合される。
ここで、保護回路モジュールを電極タブと溶接結合させる時、保護回路モジュールの保護回路基板に電極タブが溶接されるため、保護回路モジュールに保護素子を設置可能な実装面積が小さくなり、ベアセルへの保護回路モジュールの設置工程が複雑になる問題が発生した。
また、保護回路モジュールの保護回路基板に電極タブが溶接され、保護回路モジュールに保護素子を設置可能な実装面積が小さくなるのを防止するためには、電極タブに溶接結合され、電極タブおよび保護回路モジュールを連結する追加の構成を用いなければならない。
しかし、追加の構成を用いると、二次電池パックの部品数が増加し、ベアセルへの保護回路モジュールの設置工程が複雑になり、二次電池パックの生産コストが上昇する問題が発生した。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、本発明の一態様は、保護素子の実装可能な十分な面積を確保することができ、簡便な設置工程でベアセルに結合される連結構造を有する保護回路モジュールを含む二次電池パックを提供するためのものである。
本発明の一実施形態にかかる二次電池パックは、第1表面部と、第1表面部から突出して形成される第2表面部とから構成されたテラス部を含むベアセルと、ベアセルに電気的に連結され、テラス部の第1表面部から突出して第2表面部に沿って延びる電極タブと、第1表面部に向かって曲げられて電極タブに結合される連結タブと、連結タブが結合される保護回路基板とを含む保護回路モジュールとを含む。
また、連結タブは、保護回路基板の角に結合される連結部と、電極タブに結合され、連結部から折曲されて形成された結合部と、連結部および結合部を連結する折曲部とを含むことができる。
さらに、連結部は、折曲部が第1表面部に向き合うように曲げられて結合部に積層され、結合部は、電極タブ上に積層されて電極タブに結合できる。
また、結合部は、連結部から折曲されて形成される第1結合部と、第1結合部から折曲されて形成される第2結合部と、第2結合部から折曲されて形成される第3結合部とを含むことができる。
さらに、折曲部は、連結部と第1結合部とを連結する第1折曲部と、第1結合部と第2結合部とを連結する第2折曲部と、第2結合部と第3結合部とを連結する第3折曲部とを含むことができる。
また、連結部は、第1折曲部が第1表面部に向かうように曲げられて第1結合部に積層され、第1結合部は、第2折曲部が第1表面部の反対方向に向かうように曲げられて第2結合部に積層され、第2結合部は、第3折曲部が第1表面部に向かうように曲げられて第3結合部に積層され、第3結合部は、電極タブに積層されて電極タブに結合できる。
また、ベアセルを収容するケースをさらに含むことができる。さらに、ケースは、保護回路モジュールが結合される固定突起を含むことができる。また、ケースは、ケースの底に形成される放熱溝をさらに含むことができる。
さらに、ベアセルは、複数のベアセルを含むことができ、連結タブは、複数のベアセルそれぞれの電極タブに結合される複数の連結タブを含むことができる。
本発明の一態様によれば、保護回路基板の角に連結タブが結合されるため、保護回路モジュールがベアセルに結合される時、保護素子の実装される面積が減少せず、連結タブをベアセル方向に曲げて電極タブに簡便に結合させることが可能な二次電池パックを提供することができる。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施形態に限定されない。図面において、本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付した。
図1は、本発明の第1実施形態にかかる二次電池パックの斜視図であり、図2は、図1の二次電池パックの分解斜視図である。
図1および図2を参照すれば、本実施形態にかかる二次電池パック100は、ケース10と、ケース10に挿入されるベアセル20と、ベアセル20に結合される保護回路モジュール30とを含む。
本実施形態にかかるケース10は、ケース本体11と、ケース本体11の底から突出して形成される固定突起12と、ケース本体11の底に形成された放熱溝13とを含む。
ケース10の固定突起12は、保護回路モジュール30に形成された貫通ホール34に結合され、保護回路モジュール30を固定させることができる。
また、ケース本体11の底に形成された放熱溝13は、ケース10にベアセル20が挿入固定された後、ベアセル20の一面をケース10の外部に露出させる。
本発明の一実施形態にかかるベアセル20は、二次電池(例:パウチ型)であり得、ベアセル本体21と、ベアセル本体21の一端に形成されるテラス部22とを含む。
さらに、テラス部22は、ベアセル本体21の一端に形成される第1表面部221と、第1表面部221から突出して形成される第2表面部222とを含む。
また、本実施形態にかかる電極タブは、ベアセル20の電極組立体(図示せず)に電気的に連結され、テラス部22の第1表面部221から突出して第2表面部222に沿って延び、第1電極(図示せず)に連結される第1電極タブ23と、第2電極(図示せず)に連結される第2電極タブ24とを含む。
本実施形態にかかる保護回路モジュール30は、保護回路基板31と、保護回路基板31に結合される第1連結タブ32および第2連結タブ33を含む連結タブとを含む。
図3は、図1の二次電池パックの保護回路モジュールがベアセルに結合された状態を示す側面図である。
図3を参照すれば、本実施形態にかかる保護回路モジュール30の第2連結タブ33は、保護回路基板31に結合される連結部33aと、連結部33aから折曲されて形成される結合部33bと、連結部33aと結合部33bとを連結する折曲部33cとを含む。
ここで、本実施形態にかかる第1連結タブ32は、第2連結タブ33と同じ構造からなるので、以下、第1連結タブ32に関する詳細な説明は省略する。
本実施形態にかかる連結部33aは、テラス部22の第2表面部222に向き合い、保護回路基板31の第1側面31aの反対側に位置する第2側面31bに結合される。
ここで、保護回路基板31の第2側面31bには、保護素子(図示せず)が実装される。また、連結部33aは、保護回路基板31の第2側面31bの外郭に位置する角部分に結合される。
したがって、本実施形態によれば、保護回路モジュール30の保護回路基板31の外郭に位置する角部分に第2連結タブ33が結合されるため、保護回路基板31の第2側面31bに保護素子が実装可能な面積を十分に確保することができる。
さらに、本実施形態にかかる結合部33bは、連結部33aから折曲されて形成される。この時、本実施形態にかかる連結部33aと結合部33bとの間には、連結部33aと結合部33bとを連結する折曲部33cが形成される。
ここで、本実施形態にかかる折曲部33cは、テラス部22の第1表面部221に向かって折曲される。
以下、本実施形態にかかる第2連結タブ33が第2電極タブ24に結合される過程を詳細に説明する。
本実施形態によれば、連結部33aは、折曲部33cがベアセル20のテラス部22の第1表面部221に向き合うように曲げられて結合部33b上に積層される。
また、結合部33bは、ベアセル20のテラス部22の第2表面部222上に設けられた第2電極タブ24に積層されて結合される。
結局、第2連結タブ33は、保護回路基板31の第2側面31bの下に、第2連結タブ33の連結部33aおよび結合部33bが第2電極タブ24上に順に積層され、連結部33aおよび結合部33bを連結する折曲部33cが、テラス部22の第1表面部221に向かうように第2電極タブ24に結合される。
したがって、本実施形態によれば、第2連結タブ33を折曲させて第2電極タブ24に連結させるため、簡単な設置工程で保護回路モジュール30をベアセル20に結合させることができる。
また、テラス部22の第1表面部221に向かって第2連結タブ33が折曲されるため、第2連結タブ33がテラス部22の第2表面部222から外れることなく設置可能である。
したがって、本実施形態によれば、保護回路モジュール30がベアセル20に連結タブによって連結されても、二次電池パック100の全体体積が増加することが防止できる。
図4は、本発明の第2実施形態にかかる二次電池パックの分解斜視図であり、図5は、図4の二次電池パックの保護回路モジュールがベアセルに結合された状態を示す側面図である。
図4および図5を参照して説明すれば、本実施形態にかかる二次電池パック200は、本発明の第1実施形態にかかる二次電池パック100とは保護回路モジュール230を除いて同じ構成からなる。
したがって、以下、本発明の第1実施形態にかかる二次電池パック100と同じ構成に関する詳細な説明は省略する。
本実施形態にかかる保護回路モジュール230は、保護回路基板231と、保護回路基板231に結合される第1連結タブ232および第2連結タブ233を含む連結タブとを含む。
図5を参照して説明すれば、本実施形態にかかる第2連結タブ233は、保護回路基板231に結合される連結部233aを含む。
また、第2連結タブ233は、連結部233aから折曲されて形成される第1結合部233bと、第1結合部233bから折曲されて形成される第2結合部233cと、第2結合部233cから折曲されて形成される第3結合部233dとを含む結合部を含む。
ここで、本実施形態にかかる第1連結タブ232は、第2連結タブ233と同じ構造からなるので、以下、第1連結タブ232に関する詳細な説明は省略する。
本実施形態にかかる連結部233aは、テラス部22の第2表面部222に向き合い、保護回路基板231の第1側面231aの反対側に位置する第2側面231bに結合される。
ここで、保護回路基板231の第2側面231bには、保護素子(図示せず)が実装される。この時、連結部233aは、保護回路基板231の第2側面231bの外郭に位置する角部分に結合される。
したがって、本実施形態によれば、保護回路モジュール230の保護回路基板231の外郭に位置する角部分に第2連結タブ233が結合されるため、保護回路基板231の第2側面231bに保護素子が実装可能な面積を十分に確保することができる。
本実施形態にかかる折曲部は、連結部233aと第1結合部233bとを連結する第1折曲部233eと、第1結合部233bと第2結合部233cとを連結する第2折曲部233fと、第2結合部233cと第3結合部233dとを連結する第3折曲部233gとを含む。
以下、本実施形態にかかる第2連結タブ233が第2電極タブ24に結合される過程を詳細に説明する。
図5に示されるように、本実施形態にかかる連結部233aは、第1折曲部233eがテラス部22の第1表面部221に向かうように曲げられて第1結合部233bに積層される。
また、第1結合部233bは、第2折曲部233fが第1表面部221の反対方向に向かうように曲げられて第2結合部233cに積層される。
さらに、第2結合部233cは、第3折曲部233gが第1表面部221に向かうように曲げられて第3結合部233dに積層される。
また、第3結合部233dは、テラス部22の第2表面部222上に設けられた第2電極タブ24に積層されて結合される。
結局、本実施形態にかかる第2連結タブ233は、保護回路基板231の第2側面231bの下に、第2連結タブ233の連結部233aおよび第1ないし第3結合部233b、233c、233dが第2電極タブ24上に順に積層され、連結部233aおよび第1結合部233bを連結する第1折曲部233eと、第2結合部233cおよび第3結合部233dを連結する第3折曲部233gとが、テラス部22の第1表面部221に向かうように第2電極タブ24に結合される。
したがって、本実施形態によれば、第2連結タブ233を折曲させて第2電極タブ24に連結させるため、簡単な設置工程で保護回路モジュール230をベアセル20に結合させることができる。
また、テラス部22の第1表面部221に向かって第2連結タブ233の第1折曲部233eおよび第3折曲部233gが折曲されるため、第2連結タブ233がテラス部22の第2表面部222から外れることなく設置可能である。
したがって、本実施形態によれば、保護回路モジュール230がベアセル20に連結タブによって連結されても、二次電池パック200の全体体積が増加することが防止できる。
図6は、本発明の第3実施形態にかかる二次電池パックの斜視図であり、図7は、図6の二次電池パックの分解斜視図であり、図8は、図6におけるVIII−VIII線断面図である。
図6および図7を参照して説明すれば、本実施形態にかかる二次電池パック300は、ケース310と、ケース310に挿入される第1ベアセル320および第2ベアセル330と、第1ベアセル320および第2ベアセル330に結合される保護回路モジュール340とを含む。
本実施形態にかかるケース310は、ケース本体311と、区画バー312と、区画バー312から突出する固定突起313と、ケース310の底に形成された第1放熱溝314および第2放熱溝315とを含む。
ケース310の区画バー312に形成された固定突起313は、保護回路モジュール340に形成された貫通ホール346に結合され、保護回路モジュール340を固定させることができる。
また、本実施形態にかかる第1放熱溝314および第2放熱溝315は、区画バー312を挟んでケース310の底に形成される。
したがって、ケース310に第1ベアセル320および第2ベアセル330が挿入されると、第1ベアセル320および第2ベアセル330それぞれの一面が第1放熱溝314および第2放熱溝315を介してケース310の外部に露出する。
本発明の一実施形態にかかる第1ベアセル320は、二次電池(例:パウチ型)であり得、第1ベアセル本体321と、第1ベアセル本体321の一端に形成される第1テラス部322とを含む。
また、第1テラス部322は、第1ベアセル本体321の一端に形成される第1表面部322aと、第1表面部322aから突出して形成される第2表面部322bとを含む。
さらに、本実施形態にかかる電極タブは、第1ベアセル320の電極組立体(図示せず)に電気的に連結され、テラス部222の第1表面部322aから突出して第2表面部322b沿って延びる。
ここで、本実施形態にかかる電極タブは、第1電極(図示せず)に連結される第1電極タブ323と、第2電極(図示せず)に連結される第2電極タブ324とを含む。
本発明の一実施形態にかかる第2ベアセル330は、二次電池(例:パウチ型)であり得、第2ベアセル本体331と、第2ベアセル本体331の一端に形成される第2テラス部332とを含む。
また、第2テラス部332は、第2ベアセル本体331の一端に形成される第3表面部332aと、第3表面部332aから突出して形成される第4表面部332bとを含む。
さらに、本実施形態にかかる電極タブは、第2ベアセル330の電極組立体(図示せず)に電気的に連結され、第2テラス部332の第3表面部332aから突出して第4表面部332bに沿って延びる。
ここで、本実施形態にかかる電極タブは、第1電極(図示せず)に連結される第3電極タブ333と、第2電極(図示せず)に連結される第4電極タブ334とを含む。
また、本実施形態にかかる保護回路モジュール340は、保護回路基板341と、第1連結タブ342と、第2連結タブ343と、第3連結タブ344と、第4連結タブ345と、固定突起313に結合される貫通ホール346とを含む。
ここで、本実施形態にかかる第1ないし第4連結タブ342、343、344、345それぞれは、本発明の第2実施形態にかかる二次電池パック200の第1および第2連結タブ232、233と同じ構造からなる。
したがって、以下、本発明の第2実施形態にかかる二次電池パック200の第1および第2連結タブ232、233と同じ部分に関する詳細な説明は省略する。
図8を参照すれば、本実施形態にかかる第1連結タブ342は、保護回路基板341の角に結合される連結部342aと、連結部342aから屈曲して形成される第1結合部342bと、第1結合部342bから屈曲して形成される第2結合部342cと、第2結合部342cから屈曲して形成される第3結合部342dとを含む結合部を含む。
本実施形態にかかる第1連結タブ342は、保護回路基板341の下に、第1連結タブ342の連結部342aおよび第1ないし第3結合部342b、342c、342dが第1電極タブ323上に順に積層されて第1電極タブ323に結合される。
ここで、本実施形態にかかる第2ないし第4連結タブ343、344、345は、第1連結タブ342と同じ構造からなるので、以下、第2ないし第4連結タブ343、344、345に関する詳細な説明は省略する。
したがって、本実施形態によれば、第1ないし第4連結タブ342、343、344、345それぞれが折曲されて第1ないし第4電極タブ323、324、333、334に結合されるため、簡単な設置工程で保護回路モジュール340を第1ベアセル320および第2ベアセル330それぞれに結合させることができる。
本実施形態にかかる第1ないし第4連結タブ342、343、344、345それぞれと第1ないし第4電極タブ323、324、333、334それぞれとの結合関係は、本発明の第2実施形態にかかる二次電池パック200の第1および第2連結タブ232、233それぞれと第1および第2電極タブ23、24との結合関係と同じである。
結局、本実施形態によれば、連結タブが第2表面部322bおよび第4表面部332bから外れることなく設置可能であるため、保護回路モジュール340が第1および第2ベアセル320、330に結合されても、二次電池パック300の全体体積が増加することが防止できる。
ここで、本実施形態にかかる二次電池パック300は、第1および第2ベアセル320、330の2つのベアセルを含むことに限定されず、3つ以上のベアセルを含み、3つ以上のそれぞれのベアセルに保護回路モジュールが結合されることも可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明および添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属することは当然である。
10:ケース
20:ベアセル
21:ベアセル本体
321:第1ベアセル本体
331:第2ベアセル本体
22:テラス部
221、322a:第1表面部
222、322b:第2表面部
332a:第3表面部
332b:第4表面部
322:第1テラス部
332:第2テラス部
320:第1ベアセル
330:第2ベアセル
30、230、340:保護回路モジュール
232、342:第1連結タブ
233、343:第2連結タブ
344:第3連結タブ
345:第4連結タブ
23、323:第1電極タブ
24、324:第2電極タブ
333:第3電極タブ
334:第4電極タブ
33a、233a、342a:連結部
33b:結合部
33c:折曲部
233b、342b:第1結合部
233c、342c:第2結合部
233d、342d:第3結合部
233e:第1折曲部
233f:第2折曲部
233g:第3折曲部
20:ベアセル
21:ベアセル本体
321:第1ベアセル本体
331:第2ベアセル本体
22:テラス部
221、322a:第1表面部
222、322b:第2表面部
332a:第3表面部
332b:第4表面部
322:第1テラス部
332:第2テラス部
320:第1ベアセル
330:第2ベアセル
30、230、340:保護回路モジュール
232、342:第1連結タブ
233、343:第2連結タブ
344:第3連結タブ
345:第4連結タブ
23、323:第1電極タブ
24、324:第2電極タブ
333:第3電極タブ
334:第4電極タブ
33a、233a、342a:連結部
33b:結合部
33c:折曲部
233b、342b:第1結合部
233c、342c:第2結合部
233d、342d:第3結合部
233e:第1折曲部
233f:第2折曲部
233g:第3折曲部
Claims (10)
- 第1表面部と、前記第1表面部から突出して形成される第2表面部とから構成されたテラス部を含むベアセルと、
前記ベアセルに電気的に連結され、前記テラス部の前記第1表面部から突出して前記第2表面部に沿って延びる電極タブと、
前記第1表面部に向かって曲げられて前記電極タブに結合される連結タブと、前記連結タブが結合される保護回路基板とを含む保護回路モジュールとを含むことを特徴とする二次電池パック。 - 前記連結タブは、
前記保護回路基板の角に結合される連結部と、前記電極タブに結合され、前記連結部から折曲されて形成される結合部と、前記連結部および前記結合部を連結する折曲部とを含むことを特徴とする請求項1記載の二次電池パック。 - 前記連結部は、前記折曲部が前記第1表面部に向き合うように曲げられて前記結合部に積層され、前記結合部は、前記電極タブ上に積層されて前記電極タブに結合されることを特徴とする請求項2記載の二次電池パック。
- 前記結合部は、前記連結部から折曲されて形成される第1結合部と、前記第1結合部から折曲されて形成される第2結合部と、前記第2結合部から折曲されて形成される第3結合部とを含むことを特徴とする請求項2記載の二次電池パック。
- 前記折曲部は、
前記連結部と前記第1結合部とを連結する第1折曲部と、
前記第1結合部と前記第2結合部とを連結する第2折曲部と、
前記第2結合部と前記第3結合部とを連結する第3折曲部とを含むことを特徴とする請求項4記載の二次電池パック。 - 前記連結部は、前記第1折曲部が前記第1表面部に向かうように曲げられて前記第1結合部に積層され、
前記第1結合部は、前記第2折曲部が前記第1表面部の反対方向に向かうように曲げられて前記第2結合部に積層され、
前記第2結合部は、前記第3折曲部が前記第1表面部に向かうように曲げられて前記第3結合部に積層され、
前記第3結合部は、前記電極タブに積層されて前記電極タブに結合されることを特徴とする請求項5記載の二次電池パック。 - 前記ベアセルを収容するケースをさらに含むことを特徴とする請求項1記載の二次電池パック。
- 前記ケースは、
前記保護回路モジュールが結合される固定突起を含むことを特徴とする請求項7記載の二次電池パック。 - 前記ケースは、前記ケースの底に形成される放熱溝をさらに含むことを特徴とする請求項8記載の二次電池パック。
- 前記ベアセルは、複数のベアセルを含み、
前記連結タブは、前記複数のベアセルそれぞれの電極タブに結合される複数の連結タブを含むことを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項記載の二次電池パック。
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