JP6633193B2 - バッテリーパック - Google Patents

Description

本発明は、バッテリーパックに関し、より詳しくは、バッテリーパックにハンドル用ロッドが結合され、バッテリーパックを容易に移動できるバッテリーパックに関する。

本出願は、２０１６年１月８日出願の韓国特許出願第１０−２０１６−０００２６２０号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。

モバイル機器に対する技術開発と需要の増加とともに、エネルギー源としての二次電池の需要が急激に伸びている。従来、二次電池としてはニッケルカドミウム電池または水素イオン電池が使用されたが、ニッケル系列の二次電池に比べてメモリ効果が殆ど起きず、充電及び放電が自在であり、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いということから、近年はリチウム二次電池が多く使用されている。

このようなリチウム二次電池は、主にリチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として使用する。リチウム二次電池は、このような正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板がセパレータを介在して配置された電極組立体、及び電極組立体を電解液とともに密封収納する外装材、すなわち電池ケースを備える。

リチウム二次電池は、正極、負極、これらの間に介在するセパレータ及び電解質からなり、正極活物質と負極活物質として如何なるものを使用するかによってリチウムイオン電池（Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｉｏｎ Ｂａｔｔｅｒｙ、ＬＩＢ）、リチウムポリマー電池（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｉｏｎ Ｂａｔｔｅｒｙ、ＰＬＩＢ）などに分けられる。通常、これらリチウム二次電池の電極は、アルミニウムまたは銅のシート、メッシュ、フィルム、ホイルなどの集電体に正極活物質または負極活物質を塗布し、乾燥させることで形成される。

一般に、二次電池は単位セルが積層されてモジュール構造を成し、このような多数のモジュールが積層されてバッテリーパックを構成することができる。バッテリーパックはエネルギー貯蔵装置として使用されるが、外部の物理的要因による危険性を防止し、設置環境または設置条件を満足できるように構成される。このようなバッテリーパックは家庭用または産業用などの多様な用途で使用可能であり、必要な場合、バッテリーパックを所定空間に運ぶか又は移動して使用する。このとき、バッテリーパックの運搬又は移動の容易性のため、取っ手が必要である。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリーパックにハンドル用ロッドが結合され、バッテリーパックを容易に移動できるバッテリーパックを提供することを目的とする。

また、本発明は、ハンドル用ロッドをケースの内部に設けることで、他の対象物との干渉が防止され、空間活用効率を増大できるバッテリーパックを提供することを目的とする。

また、本発明は、フック突起によって上部カバーをハンドル用ロッドに容易に結合及び分離できるバッテリーパックを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、多数のバッテリーセルを含むバッテリーモジュール；多数の前記バッテリーモジュールを収納するケース；及び前記ケースに内蔵されるハンドル用ロッドを含むバッテリーパックを提供することができる。

また、前記ハンドル用ロッドは、一対で設けられ、前記ケースにそれぞれ結合することができる。

そして、前記ハンドル用ロッドは、丸棒状であり得る。

また、前記ケースには、前記ハンドル用ロッドを把持するための把持用溝を形成することができる。

そして、前記ハンドル用ロッドに結合される上部カバーをさらに含むことができる。

また、前記上部カバーには、前記ハンドル用ロッドとの結合のためのフック突起を形成することができる。

また、前記フック突起は、前記ハンドル用ロッドを収容するロッド収容部；及び前記ロッド収容部から延びる延長部を含むことができる。

そして、前記フック突起は、弾性変形自在な弾性材質で形成することができる。

また、前記ケースには、前記ハンドル用ロッドを把持するための把持用溝を形成し、前記把持用溝を閉鎖できるように、前記上部カバーから延設される覆い部を備えることができる。

一方、本発明の他の態様によれば、前記バッテリーパックを含む自動車を提供することができる。

本発明の実施例は、ハンドル用ロッドがバッテリーパックに結合されているため、ハンドル用ロッドを用いてバッテリーパックを容易に移動することができる。

また、ハンドル用ロッドがケースの内部に設けられて他の対象物との干渉が防止されるため、空間活用効率を増大させることができる。

また、上部カバーにフック突起を形成し、フック突起がハンドル用ロッドに結合されるため、別途の締結部材がなくても、上部カバーをハンドル用ロッドに容易に結合及び分離することができる。

本発明の一実施例によるバッテリーパックから上部カバーを分離した状態の概略的な斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックから上部カバーを分離した状態の概略的な側面図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックから上部カバーを分離した状態の断面図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックに上部カバーを結合した状態の断面図である。 図３のＡ部分の拡大図である。 図４のＢ部分の拡大図である。 本発明の一実施例によるバッテリーパックにおいて、フック突起を分離した上部カバーの底面を示した図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例によるバッテリーパックについて詳しく説明する。

本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

図面において、各構成要素またはその構成要素を成す特定部分の大きさは、説明の便宜上及び明確性のため、誇張、省略、または、概略的に示された。したがって、各構成要素の大きさは実際の大きさを完全に反映するものではない。関連する公知機能あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不要にぼやかし得ると判断される場合、当該説明は省略する。

本明細書で使用される「結合」または「連結」との用語は、１つの部材と他の部材とが直接結合されるか、または、直接連結される場合だけでなく、１つの部材が継ぎ部材を通じて他の部材と間接的に結合されるか、または、間接的に連結される場合も含む。

図１は本発明の一実施例によるバッテリーパックから上部カバーを分離した状態の概略的な斜視図であり、図２は本発明の一実施例によるバッテリーパックから上部カバーを分離した状態の概略的な側面図であり、図３は本発明の一実施例によるバッテリーパックから上部カバーを分離した状態の断面図であり、図４は本発明の一実施例によるバッテリーパックに上部カバーを結合した状態の断面図である。

図１〜図４を参照すれば、本発明の一実施例によるバッテリーパック１０は、多数のバッテリーモジュール１００が積層され、ケース２００が積層された多数のバッテリーモジュール１００を収容して保護し、運搬または移動の容易性のため、ハンドル用ロッド３００がケース２００に結合される。そして、バッテリーパック１０には、バッテリーモジュール１００の充放電を制御するための各種装置、例えばＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、電流センサ、ヒューズなどが含まれ得る。

バッテリーモジュール１００は多数のバッテリーセルを含むことができる。バッテリーセルは、正極板−セパレータ−負極板の順に配列された単位セル（Ｕｎｉｔ Ｃｅｌｌ）、または、正極板−セパレータ−負極板−セパレータ−正極板−セパレータ−負極板の順に配列されたバイセル（Ｂｉ−Ｃｅｌｌ）を、電池容量に合わせて多数積層した構造を有し得る。そして、バッテリーセルには電極リードが備えられる。電極リードは、外部に露出して外部機器に連結される一種の端子であって、伝導性材質でなり得る。電極リードは、正極リードと負極リードを含む。正極リードと負極リードとは、バッテリーセルの長さ方向で相互逆方向に配置されても良く、同じ方向に位置されても良い。一方、バッテリーモジュール１００は、バッテリーセルを収納する多数のカートリッジを備えることができる。それぞれのカートリッジはプラスチックの射出成形で製造され得、バッテリーセルを収納可能な収納部が形成された多数のカートリッジが積層され得る。多数のカートリッジが積層されたカートリッジ組立体には、コネクタ要素または端子要素が備えられる。コネクタ要素には、例えば、バッテリーセルの電圧または温度に関するデータを提供するＢＭＳ（図示せず）などに連結するための多様な形態の電気的連結部品または連結部材が含まれ得る。そして、端子要素はバッテリーセルに連結されるメイン端子として正極端子と負極端子を含み、端子要素にはターミナルボルトが備えられて、外部と電気的に連結され得る。

ケース２００は、１つまたは多数のバッテリーモジュール１００を収納することができる。すなわち、ケース２００の内部に少なくとも１つのバッテリーモジュール１００を積層し、ケース２００がバッテリーモジュール１００を囲んで保護する。すなわち、ケース２００は、バッテリーモジュール１００の全体を囲み、それによって外部の振動や衝撃からバッテリーモジュール１００を保護する。ケース２００は、バッテリーモジュール１００の形状に応じた形状に形成される。例えば、積層されたバッテリーモジュール１００の全体形状が六面体状である場合は、ケース２００もそれに応じて六面体状に形成され得る。ケース２００は、例えば、金属材質のプレートを折り曲げて製造され、それによってケース２００は一体型に製造され得る。ケース２００が一体型に製造される場合、結合工程が簡単且つ単純になる効果がある。ケース２００を分離型に製造して溶接、リベット、ボルト、ピン、ブラケットまたはモーメント接合方式などの多様な方式で結合しても良い。

一方、ケース２００には後述するハンドル用ロッド３００を把持するための把持用溝２１０を形成することができる。すなわち、丸棒状のハンドル用ロッド３００がケース２００の内部に設けられるが、このとき、作業者がハンドル用ロッド３００を容易に把持できるように、作業者の手を入れられる把持用溝２１０をケース２００に形成することができる。

ハンドル用ロッド３００はケース２００に内蔵され、バッテリーパック１０を移動する際、取っ手として使用することができる。そして、図１を参照すれば、ハンドル用ロッド３００は一対で設けられ、ケース２００にそれぞれ結合することができる。すなわち、一対のハンドル用ロッド３００をケース２００の両端部にそれぞれ結合することができる。ハンドル用ロッド３００は、断面が円形である円柱形状の丸棒状であり、丸棒状のハンドル用ロッド３００はケース２００の内部に位置するようにケース２００に結合され、ケース２００の外部には突出しない。従来、外部に突出する取っ手の場合、壁面または他のバッテリーパック１０などにぶつかって干渉を受けるため、外部に突出する取っ手のための余分の空間を確保する必要があり、空間活用効率が低下するという問題があった。しかし、本発明の一実施例によるバッテリーパック１０は、ハンドル用ロッド３００がケース２００の内部に設けられるため、他の対象物と干渉せず、空間活用効率が増大する効果がある。

図５は図３のＡ部分の拡大図であり、図６は図４のＢ部分の拡大図であり、図７は本発明の一実施例によるバッテリーパックにおいて、フック突起を分離した上部カバーの底面を示した図である。

図３〜図６を参照すれば、上部カバー４００は、ハンドル用ロッド３００に結合されてケース２００を密閉し、ケース２００内部のバッテリーモジュール１００を保護する。ここで、上部カバー４００にはフック突起４１０が形成されてハンドル用ロッド３００に結合される。ケース２００が金属材質、特に鋼材質のプレートを折り曲げて製造される場合、上部カバー４００はボルトとナットなどの締結部材によってケース２００に結合され得る。しかし、上部カバー４００とケース２００とがボルトとナットを用いて締結される場合、上部カバー４００とケース２００とを分離し難いという問題がある。特に、ケース２００から上部カバー４００を分離し、ケース２００の内部に設けられたハンドル用ロッド３００を把持してバッテリーパック１０を移動する場合、移動の度にボルトとナットとの締結を解除しなければならず、容易でもなく、不便で手間がかかった。本発明の一実施例によるバッテリーパック１０の場合、上部カバー４００にフック突起４１０が形成され、フック突起４１０がハンドル用ロッド３００に結合されるため、ボルトとナットのような別途の締結部材なく、上部カバー４００をハンドル用ロッド３００に容易に結合でき、さらに上部カバー４００をハンドル用ロッド３００から容易に分離することができる。そして、上部カバー４００をハンドル用ロッド３００から分離した後、ケース２００の内部に設けられたハンドル用ロッド３００を使用してバッテリーパック１０を移動させることができる。ただし、本実施例によるバッテリーパック１０は、上部カバー４００とケース２００とがボルトとナットで締結される方式を完全に排除するものではなく、例えば、バッテリーパック１０が所定位置に移動した後長期間固定されて、運搬や移動の可能性が低い場合は、ボルトとナットを使用して上部カバー４００とケース２００とを結合しても良いことは自明である。

図５及び図６を参照すれば、フック突起４１０はロッド収容部４１１と延長部４１２を含むことができる。ロッド収容部４１１にはハンドル用ロッド３００が挿入されて収容される。ロッド収容部４１１は、ハンドル用ロッド３００を収容するため、ハンドル用ロッド３００の断面に対応する形状で形成される。すなわち、ハンドル用ロッド３００の断面が円形であれば、ロッド収容部４１１も実質的に円形状を含むように形成され得る。そして、延長部４１２は、ハンドル用ロッド３００がロッド収容部４１１に容易に挿入できるように、ロッド収容部４１１から延長される。すなわち、ハンドル用ロッド３００がまず延長部４１２に当接すれば、フック突起４１０のロッド収容部４１１と延長部４１２が加圧されるが、ここで、ロッド収容部４１１と延長部４１２が弾性材質で形成されていれば、ロッド収容部４１１と延長部４１２が弾性変形して広がり、ハンドル用ロッド３００がロッド収容部４１１の内部に挿入されて安着される。それによって、上部カバー４００をハンドル用ロッド３００に容易に結合または分離することができる。

図７を参照すれば、フック突起４１０を分離型に設け、締結ボルト５００によって上部カバー４００に結合することができる。ただし、フック突起４１０を上部カバー４００に結合する方式はこれに限定されず、フック突起４１０と上部カバー４００とを一体型に射出成形して製造しても良い。そして、図７には４つのフック突起４１０が示されているが、フック突起４１０の個数がこれに限定されることはない。

図１及び図７を参照すれば、覆い部４２０は上部カバー４００から延設され、上述した把持用溝２１０を閉鎖できるように設けられる。すなわち、覆い部４２０は、把持用溝２１０を通じて内部に微細粉塵などの異物が流入することを防止し、また外部衝撃からハンドル用ロッド３００とフック突起４１０の破損を防止することができる。覆い部４２０は多様に形成でき、特に上部カバー４００と一体型に射出成形して製造しても良い。

以下、本発明の一実施例によるバッテリーパック１０の作用及び効果について説明する。

バッテリーパック１０は、バッテリーモジュール１００を保護するため、バッテリーモジュール１００を収納するケース２００を備え、バッテリーパック１０の運搬または移動の便利性と容易性のため、ハンドル用ロッド３００がケース２００に結合される。ここで、ハンドル用ロッド３００が壁面または他のバッテリーパック１０などの他の対象物と干渉することを防止するため、ハンドル用ロッド３００はケース２００に内蔵される。

一方、ケース２００に収納されたバッテリーモジュール１００を保護するため、フック突起４１０が形成された上部カバー４００が備えられ、フック突起４１０を通じて上部カバー４００をハンドル用ロッド３００に結合または分離することができる。すなわち、バッテリーパック１０を運搬または移動するとき、フック突起４１０を用いて上部カバー４００をハンドル用ロッド３００から分離した後、ハンドル用ロッド３００を把持してバッテリーパック１０を運搬または移動する。そして、バッテリーパック１０の運搬または移動が完了すれば、フック突起４１０を用いて上部カバー４００をハンドル用ロッド３００に結合する。

一方、本発明の一実施例による自動車（図示せず）は、上述したバッテリーパック１０を含むことができ、前記バッテリーパック１０は前記バッテリーモジュール１００を備えることができる。そして、本発明の一実施例によるバッテリーパック１０は、前記自動車（図示せず）、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車のような電気を使用する所定の自動車（図示せず）に適用することができる。

以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

本発明は、バッテリーパックに関し、特に、二次電池に関連する産業に利用可能である。

１０ バッテリーパック
１００ バッテリーモジュール
２００ ケース
２１０ 把持用溝
３００ ハンドル用ロッド
４００ 上部カバー
４１０ フック突起
４１１ ロッド収容部
４１２ 延長部
４２０ 覆い部
５００ 締結ボルト

Claims (11)

1. 複数のバッテリーセルを含むバッテリーモジュールと、
   前記バッテリーモジュールを収納するケースであって、外面上に凹部が形成されたケースと、
   前記ケースの外部に突出しないように前記凹部内に固定されたハンドル用ロッドと、
   前記ハンドル用ロッドに結合される上部カバーとを含むバッテリーパック。
2. 複数のバッテリーセルを含むバッテリーモジュールと、
   前記バッテリーモジュールを収納する、上壁、底壁、対向する一対の側壁、及び対向する一対の端壁を有するケースと、
   前記ケースの前記側壁の少なくとも一方に形成され、前記上壁から延在する把持用溝と、
   前記ケースに内蔵され、前記把持用溝を横切って延在するように固定されたハンドル用ロッドと、
   前記ハンドル用ロッドに結合される上部カバーとを含むバッテリーパック。
3. 前記ハンドル用ロッドは、一対で設けられ、前記ケースにそれぞれ結合されることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリーパック。
4. 前記ハンドル用ロッドは、丸棒状に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリーパック。
5. 前記ケースには、前記ハンドル用ロッドを把持するための把持用溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
6. 前記上部カバーには、前記ハンドル用ロッドとの結合のためのフック突起が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリーパック。
7. 前記フック突起は、前記ハンドル用ロッドを収容するロッド収容部と、前記ロッド収容部から延びる延長部とを含むことを特徴とする請求項６に記載のバッテリーパック。
8. 前記フック突起は、弾性変形自在な弾性材質で形成されることを特徴とする請求項６に記載のバッテリーパック。
9. 前記ケースには、前記ハンドル用ロッドを把持するための把持用溝が形成され、前記把持用溝を閉鎖できるように、前記上部カバーから延設される覆い部が備えられ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。
10. 請求項１〜請求項９のうちいずれか１項に記載のバッテリーパックを含む自動車。
11. 外面上に凹部が形成された、バッテリーモジュール用のケースであって、
    前記ケースの外部に突出しないように前記凹部内に固定されたハンドル用ロッドと、
    前記ハンドル用ロッドに結合される上部カバーとを含む、バッテリーモジュール用のケース。

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