JP6377351B2 - バッテリーパック - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリーパックに係わり、さらに詳細には、ユーザによる任意の分解を防止すると同時に、修理の場合には、容易に分解できるバッテリーパックに関する。
最近、携帯用電子機器の電源としてバッテリーパックが多様に使われており、携帯用電子機器が多様な分野で使われるにつれ、バッテリーパックへの需要が急増している。このようなバッテリーパックは、複数回充電及び放電して使用可能であるので、経済的であり、かつ環境に優しくて、その使用が奨励されている。
但し、バッテリーパックは、内部にリチウムのような反応性の大きい物質を含んでいるため、バッテリーパックを任意に分解すれば、爆発などの安全事故が発生する恐れがある。したがって、消費者のバッテリーパックの任意分解を防止するために、バッテリーセルを収容するケースは、超音波融着の方式によって接合される。
しかし、超音波融着によってケースが接合された場合には、完成されたバッテリーパックの不良時の再組立て、またはバッテリーパックの使用過程で異常が発生する時、修理のための分解が容易ではなく、融着によって接合されたケースを再使用することが困難である。
本発明が解決しようとする課題は、ユーザによる任意の分解を防止すると同時に、修理の場合には、容易に分解できるバッテリーパックを提供することである。
前記課題を達成するための本発明の一側面によるバッテリーパックは、バッテリーセルと、前記バッテリーセルを収容し、相互結合する第１ケース及び第２ケースを備えるケースと、前記ケースを覆い包むホルダーと、を備え、前記第１ケース及び前記第２ケースのうち少なくともいずれか一つの外面には、第１締結部が形成され、前記ホルダーの内面には、前記第１締結部と結合する第２締結部が形成される。
本発明において、前記第１締結部は、前記外面の一部が分離されて突出した凸部であり、前記第２締結部は、凹部である。
本発明において、前記ホルダーは、中空を含み、前記ケースは、前記中空内に挿入され、前記中空内に前記ケースを挿入する時、前記第１締結部及び前記第２締結部は、前記挿入の方向と逆方向に、前記ケースが前記ホルダーと分離することを防止する。
本発明において、前記ケースの一側には、前記ケースの外側方向に突出したバンプが形成され、前記中空内に前記ケースを挿入する時、前記バンプは、前記挿入の方向に前記ケースが前記ホルダーと分離することを防止する。
本発明において、前記外面と前記内面との間には、間隙が形成され、前記間隙は、前記ホルダーの一端から前記第１締結部まで一直線に形成される。
本発明において、前記間隙には、分解キットが挿入される。
本発明において、前記分解キットの挿入時、前記ホルダーと前記ケースとは、相互分離される。
本発明において、前記第１締結部及び前記第２締結部は、それぞれ複数個形成される。
本発明において、前記ケース内に収容され、前記バッテリーセルと電気的に連結された保護回路モジュールをさらに含む。
本発明において、前記保護回路モジュールは、外部接続端子をさらに含む。
また、前記課題を達成するための本発明の他の側面によるバッテリーパックは、中空のホルダーと、前記中空内に挿入されて、前記ホルダーと結合するケースと、前記ケース内に収容されるバッテリーセルと、を備え、前記ケースは、相互結合する第１ケース及び第２ケースを含み、前記第１ケース及び前記第２ケースのうち少なくともいずれか一つの外面と前記ホルダーの内面との間には、分解キットが挿入される間隙が形成され、前記間隙内に前記分解キットを挿入する時、前記ホルダーと前記ケースとは、相互分離される。
本発明において、前記外面には、第１締結部が形成され、前記内面には、前記第１締結部と結合する第２締結部が形成され、前記中空内に前記ケースを挿入する時、前記第１締結部と前記第２締結部とは、前記挿入の方向と逆方向に前記ケースが前記ホルダーと分離することを防止する。
本発明において、前記第１締結部は、前記外面の一部が分離されて突出した凸部であり、前記第２締結部は、凹部である。
本発明において、前記第１締結部は、弾性力を有し、前記間隙内に前記分解キットを挿入する時、前記第１締結部と前記第２締結部との結合が解除される。
本発明において、前記ケースの一側には、前記ケースの外側方向に突出したバンプが形成される。
本発明において、前記バンプは、前記中空内に前記ケースを挿入する時、前記挿入の方向に前記ケースが前記ホルダーと分離することを防止する。
本発明において、前記間隙は、前記ホルダーの一端から前記第１締結部まで一直線に形成される。
本発明において、前記第１締結部及び前記第２締結部は、それぞれ複数個形成される。
本発明において、前記ケース内に収容され、前記バッテリーセルと電気的に連結された保護回路モジュールをさらに含む。
本発明において、前記保護回路モジュールは、外部接続端子及び前記バッテリーセルの温度を測定する温度センサーをさらに含む。
本発明によれば、ユーザが任意にバッテリーパックを分解することが防止できるので、安全事故を予防することができる。
また、バッテリーパックの修理の場合には、バッテリーパックを容易に分離でき、ケース、ホルダーをリサイクルすることができる。
本発明の一実施形態によるバッテリーパックを概略的に示す分解斜視図である。 図１のバッテリーパックの結合過程を概略的に示す斜視図である。 図１のバッテリーパックの結合状態を示す斜視図である。 図１のバッテリーパックの分解過程を概略的に示す斜視図である。
本発明は、多様な変換が可能であり、多様な実施形態を有するところ、特定の実施形態を図面に例示し、詳細な説明に詳細で説明する。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変換、均等物ないし代替物を含むと理解されねばならない。本発明の説明において、関連した公知技術についての具体的な説明が、本発明の要旨を不明確にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
第１、第２などの用語は、多様な構成要素の説明に使われるが、構成要素は、用語によって限定されてはならない。用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてだけ使われる。
本出願で使った用語は、単に特定の実施形態を説明するために使われたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で、“含む”または“有する”の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品または、それらの組み合わせが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品または、それらの組み合わせの存在または付加の可能性を予め排除しないと理解されねばならない。
以下、添付した図面に示された本発明に関する実施形態を参照して、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックを概略的に示した分解斜視図である。
図１を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリーパック１０は、バッテリーセル１１０、バッテリーセル１１０を収容するケース２００及びケース２００を覆い包むホルダー３００を含む。
バッテリーセル１１０は、内部に電極組立体(図示せず)を収容して、充電及び放電を反復する。電極組立体(図示せず)は、電極活物質が塗布された負極板と正極板、及びそれらの間に介在したセパレータを含む。
一例として、電極組立体(図示せず)は、ゼリーロール形態であって、負極板、セパレータ及び正極板を順次に積層した後、それを巻き取って製作する。但し、本発明は、これに限定されず、電極組立体(図示せず)は、負極板、セパレータ及び正極板を順次に積層した積層体である。
バッテリーセル１１０の一側には、保護回路モジュール１２０が位置する。保護回路モジュール１２０は、バッテリーセル１１０と電気的に連結され、バッテリーセル１１０の充電及び放電を制御する。
そのような保護回路モジュール１２０は、基板１２２と、基板１２２上に実装された複数の電子素子(図示せず)と、を含む。
基板１２２は、例えば、回路パターンが印刷された印刷回路基板(ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ)である。電子素子(図示せず)は、例えば、抵抗及びコンデンサーのような受動素子や電界トランジスタのような能動素子からなる安全素子、及び集積回路(ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ)のようなスイッチング素子である。
特に、集積回路(ＩＣ)は、バッテリーセル１１０内の電極組立体(図示せず)の動作を制御し、電極組立体(図示せず)の異常作動時、回路を遮断させる。
保護回路モジュール１２０は、外部電子機器と接続するための外部接続端子、バッテリーセル１１０の温度を測定する温度センサー１２５及びバッテリーパック１０の動作をＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチ部１２６をさらに含む。
外部接続端子は、外部の電子機器に電力を供給するための第１接続部１２３と、外部電子機器から電力を供給されるための第２接続部１２４とを含む。但し、本発明は、これに限定されず、第１接続部１２３及び第２接続部１２４は、一体に形成され、外部電子機器に電力を供給するか、または外部電子機器から電力を供給される。
温度センサー１２５は、測定位置の温度情報を電気的信号で生成して、保護回路モジュール１２０に伝達する。一例として、温度センサー１２５は、サーミスタ(Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ)である。一例として、サーミスタは、温度によって抵抗が変わる抵抗型サーミスタである。このような温度センサー１２５は、さらに正確なバッテリーセル１１０の温度を測定するために、バッテリーセル１１０の一面と接するように位置し、ケーブルによって保護回路モジュール１２０と電気的に接続する。
スイッチ部１２６は、バッテリーパック１０の動作をＯＮまたはＯＦＦさせる。スイッチ部１２６によって、バッテリーパック１０の動作がＯＦＦされた場合は、外部接続端子による外部電子機器への電流の流れを遮断する。したがって、バッテリーパック１０を使わない間に、バッテリーセル１１０に充電された電力の不要な消耗を防止する。したがって、本発明によるバッテリーパック１０は、携帯用充電器として使用可能である。
ケース２００は、相互結合する第１ケース２１０及び第２ケース２２０を含み、ケース２００の内部には、バッテリーセル１１０を収容する第１収容部２０２と、保護回路モジュール１２０を収容する第２収容部２０４とが設けられている。
第１ケース２１０及び第２ケース２２０は、絶縁性を有する高分子樹脂で形成される。また、第１ケース２１０には、フック(図示せず)が形成され、第２ケース２２０には、前記フック(図示せず)と結合するロックホール２２２が形成されることによって、第１ケース２１０及び第２ケース２２０は、フック結合によって容易に結合する。また、第１ケース２１０及び第２ケース２２０が、このようにフック結合によって結合されることによって、超音波融着によって付着された場合と比較する時、第１ケース２１０と第２ケース２２０との分解が容易になされる。
一方、第１ケース２１０の外面には、第１締結部２１２が形成される。図１では、二つの第１締結部２１２が第１ケース２１０の外面に形成されたことを例示しているが、本発明は、これに限定されない。すなわち、第１締結部２１２は、第１ケース２１０及び第２ケース２２０のうち少なくともいずれか一つの外面に形成され、一つまたは二つ以上の複数個で形成される。
このような第１締結部２１２は、例えば、第１ケース２１０の外面の一部が分離されて、第１ケース２１０の外面より外側に突出した形状である。第１締結部２１２は、後述するように、ホルダー３００の内面に形成された第２締結部３０２(図３)と結合することによって、ホルダー３００とケース２００とを結合させる。これと関連して、図２及び図３を参照して後述する。
また、第１ケース２１０には、ランプ２１４が配される。ランプ２１４は、保護回路モジュール１２０と電気的に連結され、バッテリーパック１０のＯＮ／ＯＦＦ状態、及びバッテリーセル１１０の充電状態を表す。例えば、図面に示したように、ランプ２１４は、四つで形成され、バッテリーパック１０のＯＮ時、ランプ２１４は、点灯され、バッテリーセル１１０の充電状態によって点灯されるランプ２１４の数が変わる。
ホルダー３００は、ケース２００を覆い包むように形成される。さらに具体的に、ホルダー３００は、ケース２００を覆い包むように、ケース２００の形状に沿って一体的に形成され、内部にケース２００を収容するように、中空３１０を含む。また、中空３１０内にケース２００が滑り込んで挿入されるように、ホルダー３００の長軸方向に沿って相互対向する一組の面は、オープン(Ｏｐｅｎ)された状態である。
ホルダー３００は、金属のような堅固な性質を有する材質で形成され、外部の衝撃からバッテリーセル１１０及び保護回路モジュール１２０を保護する。また、ホルダー３００には、ランプ２１４の点灯状態を外部で容易に認識できるために、ランプ２１４と対応する位置にホール３０４が形成される。
図２は、図１のバッテリーパックの結合過程を概略的に示した斜視図であり、図３は、図１のバッテリーパックの結合状態を示す斜視図である。
図２は、第１ケース２１０と第２ケース２２０とが結合されたケース２００及びホルダー３００を示している。また、図３は、ケース２００とホルダー３００とが結合された状態の断面を示しているが、図３では、説明の便宜上ケース２００の内部のバッテリーセル１１０(図１)及び保護回路モジュール１２０(図１)を省略して示している。
図２及び図３を参照すれば、ケース２００は、一方向に滑り込んでホルダー３００の中空３１０内に挿入される。このために、ホルダー３００は、ケース２００の形状に沿って一体に形成され、ケース２００の挿入方向と垂直して配された一組の面は、オープン(Ｏｐｅｎ)された状態である。
ケース２００がホルダー３００内に挿入されれば、ケース２００に形成された第１締結部２１２と、ホルダー３００に形成された第２締結部３０２とが結合する。
第１締結部２１２は、第１ケース２１０及び第２ケース２２０のうち少なくともいずれか一つの外面に形成される。また、第１締結部２１２は、一つまたは二つ以上の複数個で形成される。但し、以下では、説明の便宜上二つの第１締結部２１２が第１ケース２１０の外面に形成されたと説明する。
第１締結部２１２は、第１ケース２１０の外面の一部が分離されて突出した凸部である。さらに具体的には、第１締結部２１２は、ケース２００の挿入方向に傾斜が形成された斜面と、前記ケース２００の挿入方向と垂直な垂直面を含むほぼ直角三角形の形状を有する。また、第１締結部２１２は、弾性力を有する。
第２締結部３０２は、ホルダー３００の内面で垂直に掘られた凹部である。第２締結部３０２は、第１締結部２１２と対応して形成される。すなわち、第１締結部２１２と同じ個数で形成され、ケース２００がホルダー３００に挿入される時、第１締結部２１２の位置と対応して形成される。
一方、ケース２００がホルダー３００の中空３１０内に挿入される時、第１締結部２１２は、中空３１０の内面によって下部方向に押さえられ、ケース２００の挿入が完了する時には、弾性力によって形状が復元され、第２締結部３０２と結合する。具体的には、第２締結部３０２が直角三角形状の第１締結部２１２の垂直面と噛み合いながら、ロック突起として作用する。
したがって、第１締結部２１２及び第２締結部３０２は、ケース２００の挿入方向と逆方向に、ケース２００がホルダー３００と分離されることを防止する。
また、ケース２００の一側には、ケース２００の外側方向に突出したバンプ２３０が形成される。バンプ２３０は、第１ケース２１０及び第２ケース２２０にいずれも形成されるか、またはいずれか一側にだけ形成される。
バンプ２３０は、中空３１０内にケース２００が挿入される時、ホルダー３００のオープンされた一側面を通過したケース２００が、ホルダー３００のオープンされた他側面に抜け出ることを防止する。すなわち、バンプ２３０は、ケース２００の挿入方向に、ケース２００がホルダー３００と分離されることを防止する。
したがって、本発明によれば、ケース２００をホルダー３００内に挿入することによって、ケース２００とホルダー３００とを容易に結合し、外部で第１締結部２１２及び第２締結部３０２を認知し難いため、ユーザが任意にバッテリーパック１０を分解することを防止する。
一方、結合されたケース２００とホルダー３００との間には、間隙４００が形成される。間隙４００は、ホルダー３００の一端から第１締結部２１２まで一直線に形成される。間隙４００は、後述する分解キット５００(図４)が挿入される空間であって、間隙４００に分解キット５００(図４)を挿入する時、ケース２００とホルダー３００は、容易に分離される。これについては、図４で後述する。
一方、ホルダー３００のオープンされた一側面を通じて、ケース２００がホルダー３００内に挿入されれば、ホルダー３００のオープンされた他側面には、カバー３２０が結合して、バッテリーパック１０の外形を完成すると同時に、間隙４００が外部で認知されることを防止する。すなわち、カバー３２０によって、間隙４００が外部に露出されることを防止するので、ユーザが任意にバッテリーパック１０を分解することを防止して、安全事故を予防する。
図４は、図１のバッテリーパックの分解過程を概略的に示した斜視図である。
図４は、図３と同様に、ケース２００とホルダー３００とが結合された状態で、ケース２００の内部のバッテリーセル１１０(図１)及び保護回路モジュール１２０(図１)を省略して示している。
図４を参照すれば、ケース２００とホルダー３００との間隙４００(図３)は、ホルダー３００の一端から第１締結部２１２まで一直線に形成され、第１締結部２１２の個数と同一に形成される。すなわち、間隙４００(図３)は、一つまたは二つ以上、複数個形成される。
間隙４００(図３)には、分解キット５００が挿入される。分解キット５００は、グリップ部５１０及び挿入部５２０を含み、間隙４００(図３)には、挿入部５２０が挿入される。間隙４００(図３)に分解キット５００が挿入されれば、ホルダー３００とケース２００は、相互分離される。
これをさらに具体的に説明すれば、まず、ホルダー３００からカバー３２０(図３)を分離した後、分解キット５００の挿入部５２０を間隙４００(図３)内に押し込む。間隙４００(図３)内に挿入された挿入部５２０は、第１締結部２１２の傾斜した斜面を押し込み、第１締結部２１２は、弾性力を有するので、挿入部５２０によって下部方向に押さえられる。したがって、間隙４００(図３)内に分解キット５００を挿入する時、第１締結部２１２と第２締結部３０２との結合が解除されることによって、容易にケース２００とホルダー３００とが分離される。
すなわち、本発明によれば、組立てが完成されたバッテリーパック１０の不良による再組立てが必要な場合、またはバッテリーパック１０の使用過程で異常が発生する時、修理のための分解が必要な場合、ケース２００及びホルダー３００に損傷を加えずに容易にケース２００及びホルダー３００を分解する。また、前述したように、ケース２００は、フック結合によって第１ケース２１０と第２ケース２２０とが結合されることによって、第１ケース２１０(図１)及び第２ケース２２０(図１)も、容易に分離可能である。したがって、ケース２００及びホルダー３００をリサイクルすることができる。
また、ケース２００とホルダー３００とが結合された状態では、第１締結部２１２及び第２締結部３０２を外部から認知し難いため、ユーザが任意にバッテリーパック１０を分解することを防止し、安全事故を予防することができる。
以上、本発明の望ましい実施形態について図示し、かつ説明したが、本発明は、前述した特定の実施形態に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せずに当業者によって多様な変形実施が可能であり、このような変形実施は、本発明の技術的思想や展望から別個であると理解されてはいけないであろう。
本発明は、電源関連の技術分野に好適に適用可能である。
１０ バッテリーパック
１１０ バッテリーセル
１２０ 保護回路モジュール
１２２ 基板
１２５ 温度センサー
１２６ スイッチ部
２００ ケース
２０２ 第１収容部
２０４ 第２収容部
２１０ 第１ケース
２１２ 第１締結部
２１４ ランプ
２２０ 第２ケース
３００ ホルダー
３０２ 第２締結部
３１０ 中空
３２０ カバー
４００ 間隙
５００ 分解キット

Claims (16)

  1. バッテリーセルと、
    前記バッテリーセルを収容し、相互結合する第１ケース及び第２ケースを備えるケースと、
    前記ケースを覆い包むホルダーと、を備え、
    前記第１ケース及び前記第２ケースのうち少なくともいずれか一つの外面には、第１締結部が形成され、前記ホルダーの内面には、前記第１締結部と結合する第２締結部が形成され、
    前記第１締結部は、前記ケースの挿入方向に傾斜が形成された斜面と、前記ケースの挿入方向と垂直な垂直面を含み、前記第２締結部は、凹部であり、前記第１締結部は、前記第２締結部と結合することによって、前記ホルダーと前記ケースとを結合させ、
    前記ホルダーは、中空を含み、前記ケースは、前記中空内に挿入され、
    前記中空内に前記ケースを挿入する時、前記第１締結部及び前記第２締結部は、前記挿入の方向と逆方向に、前記ケースが前記ホルダーと分離されることを防止するバッテリーパック。
  2. 前記ケースの一側には、前記ケースの外側方向に突出したバンプが形成され、
    前記中空内に前記ケースを挿入する時、前記バンプは、前記挿入の方向に前記ケースが前記ホルダーと分離されることを防止することを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
  3. 前記外面と前記内面との間には、間隙が形成され、
    前記間隙は、前記ホルダーの一端から前記第１締結部まで一直線に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のバッテリーパック。
  4. 前記間隙には、分解キットが挿入されることを特徴とする請求項３に記載のバッテリーパック。
  5. 前記分解キットの挿入時、前記ホルダーと前記ケースとは、相互分離されることを特徴とする請求項４に記載のバッテリーパック。
  6. 前記第１締結部及び前記第２締結部は、それぞれ複数個形成されることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のバッテリーパック。
  7. 前記ケース内に収容され、前記バッテリーセルと電気的に連結された保護回路モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のバッテリーパック。
  8. 前記保護回路モジュールは、外部接続端子をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のバッテリーパック。
  9. 中空のホルダーと、
    前記中空内に挿入されて、前記ホルダーと結合するケースと、
    前記ケース内に収容されるバッテリーセルと、を備え、
    前記ケースは、相互結合する第１ケース及び第２ケースを含み、
    前記第１ケース及び前記第２ケースのうち少なくともいずれか一つの外面には、第１締結部が形成され、前記ホルダーの内面には、前記第１締結部と結合する第２締結部が形成され、
    前記第１締結部は、前記ケースの挿入方向に傾斜が形成された斜面と、前記ケースの挿入方向と垂直な垂直面を含み、前記第２締結部は、凹部であり、前記第１締結部は、前記第２締結部と結合することによって、前記ホルダーと前記ケースとを結合させ、
    前記中空内に前記ケースを挿入する時、前記第１締結部及び前記第２締結部は、前記挿入の方向と逆方向に前記ケースが前記ホルダーと分離されることを防止し、
    前記第１ケース及び前記第２ケースのうち少なくともいずれか一つの外面と前記ホルダーの内面との間には、分解キットが挿入される間隙が形成され、
    前記間隙内に前記分解キットを挿入する時、前記ホルダーと前記ケースとは、相互分離されるバッテリーパック。
  10. 前記第１締結部は、弾性力を有し、
    前記間隙内に前記分解キットを挿入する時、前記第１締結部と前記第２締結部との結合が解除されることを特徴とする請求項９に記載のバッテリーパック。
  11. 前記ケースの一側には、前記ケースの外側方向に突出したバンプが形成されることを特徴とする請求項９または１０に記載のバッテリーパック。
  12. 前記バンプは、前記中空内に前記ケースを挿入する時、前記挿入の方向に前記ケースが前記ホルダーと分離されることを防止することを特徴とする請求項１１に記載のバッテリーパック。
  13. 前記間隙は、前記ホルダーの一端から前記第１締結部まで一直線に形成されることを特徴とする請求項９に記載のバッテリーパック。
  14. 前記第１締結部及び前記第２締結部は、それぞれ複数個形成されることを特徴とする請求項９に記載のバッテリーパック。
  15. 前記ケース内に収容され、前記バッテリーセルと電気的に連結された保護回路モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項９から１４の何れか１項に記載のバッテリーパック。
  16. 前記保護回路モジュールは、外部接続端子及び前記バッテリーセルの温度を測定する温度センサーをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載のバッテリーパック。
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