KR100949006B1 - 배터리 팩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 양극단자와 음극단자를 포함하며, 충전된 전원을 공급하는 배터리 셀과; 상기 배터리 셀의 과충전 내지 과방전을 방지하기 위한 보호회로모듈과; 상기 양극단자 및 음극단자에 전기적으로 연결되며, 상기 보호회로모듈에 접속되고, 'ㄱ' 자 형상으로 마련되는 접속단자판과; 상기 배터리 셀의 측부에 위치하며, 상기 보호회로모듈을 고정시키는 홀더와; 상기 보호회로모듈과 상기 홀더를 수용하도록 마련되어 상기 배터리 셀에 결합되는 케이스;를 포함하며, 상기 접속단자판은 양극플레이트와 음극플레이트가 적층되어 마련되는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 배터리 팩의 전체적인 높이를 감소시킬 수 있으며, 소형화, 박형화, 경량화에 부합되는 배터리 팩의 생산이 가능해 지며, 제작공정의 간소화에 따른 생산 효율성이 증대될 수 있다.

배터리 팩, 양극단자, 음극단자

Description

배터리 팩 {BATTERY PACK}

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전체적인 배터리 팩의 높이를 감소시킬 수 있고, 배터리 팩의 크기 및 무게를 감소시킨 인너형(Inner type) 배터리 팩에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대용 통신단말기의 전원으로 사용되는 인너형 배터리 팩은 배터리 셀(cell)과 보호회로모듈(PCM;Protection Circuit Module)이 결합되는 구조로 구성된다.

여기서, 상기 배터리 셀은 양극시트와 음극시트로 이루어지는 전극적층유닛이 금속 케이싱내에 수용된 형태이고, 상기 케이싱의 외면에는 양극단자와 음극단자가 마련된다.

또한, 상기 보호회로모듈은 배터리의 폭발 및 과충전 위험을 방지하기 위한 것으로 배터리 셀의 외측에 장착된다.

즉, 상기 배터리 팩은 배터리 셀과 보호회로모듈이 상호 결합되어 하나의 유닛 형태로 포장된 구조이며, 이러한 배터리 팩은 최근 이를 사용하는 휴대용 통신단말기의 소형화 및 경량화 추세에 따라 소형화, 박형화, 경량화가 요구되고 있다.

이러한 요구에 따라, 일본공개특허공보 제 2002-334686 호(이하 선행기술이라 칭함)에는 이러한 배터리 팩의 실시예가 개시되어 있으며, 상기 선행기술에서의 배터리 팩은 배터리 셀과, 배터리 셀의 측면에 장착된 보호회로모듈과, 배터리 셀과 보호회로모듈을 전기적으로 접속시키기 위한 전극단자를 포함하고 있다.

이때, 상기 보호회로모듈과 상기 전극단자는 몰드성형부에 의하여 배터리 셀과 일체로 고정된다.

그러나, 상기 선행기술의 배터리 팩은 보호회로모듈과 전극단자를 수지재의 사출에 의한 몰드성형부를 통해 배터리 셀에 고정하는 방식으로서, 배터리 팩의 제조에 상당한 어려움이 따를수 밖에 없었다.

또한, 상기와 같은 제조방식은, 몰드성형부를 성형하는 과정에서 용융수지의 유동불량이 생길 경우, 몰드성형부의 크랙이나 핀홀이 생성되면서, 몰드성형부의 강도가 약해지는 문제점이 있었다.

이러한 상기 문제점에 의해, 외부의 충격으로부터 몰드성형부가 쉽게 파손되면서 보호회로모듈에 대한 보호가 제대로 이루어지지 못하는 단점이 있었다.

또한, 상기 선행기술은 보호회로모듈과 전극단자를 몰드성형부에 일체화시키는 구조로서, 보호회로모듈와 전극단자 중 어느 하나에서 불량이 발생하더라도, 일체화된 몰드성형부 전체를 교체하여야 하므로, 교체비용이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 선행기술에 의한 배터리 팩의 경우, 정면부가 직사각형 형상으로 이루어진 배터리 셀의 상부 및 하부에 음극단자 및 양극단자가 배치되고, 배치된 양, 음극단자를 연결시키기 위한 각극 단자판 및 보호회로모듈의 장착으로 인하여 전체 배터리 팩의 크기 및 길이가 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 양, 음극 단자와 보호회로모듈을 전기적으로 접속시키는 접속단자판을 적층구조로 마련되는 'ㄱ' 자 형태로 구현함으로써, 배터리 팩의 전체적인 높이를 감소시킬 수 있는 배터리 팩을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 소형화, 박형화, 경량화에 부합되는 배터리 팩을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 제작공정의 간소화에 따른 생산 효율성이 증대되는 배터리 팩을 제공하는 데 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 양극단자와 음극단자를 포함하며, 충전된 전원을 공급하는 배터리 셀과; 상기 배터리 셀의 과충전 내지 과방전을 방지하기 위한 보호회로모듈과; 상기 양극단자 및 음극단자에 전기적으로 연결되며, 상기 보호회로모듈에 접속되고, 'ㄱ' 자 형상으로 마련되는 접속단자판과; 상기 배터리 셀의 측부에 위치하며, 상기 보호회로모듈을 고정시키는 홀더와; 상기 보호회로모듈과 상기 홀더를 수용하도록 마련되어 상기 배터리 셀에 결합되는 케이스;를 포함하며, 상기 접속단자판은 양극플레이트와 음극플레이트가 적층되어 마련된다.

여기서, 상기 접속단자판은 절연부재를 추가적으로 포함하여 상기 양극플레이트와 음극플레이트가 상호 절연될 수 있다.

또한, 상기 음극플레이트는 상기 배터리 셀의 양극단자가 위치하는 부분에 개구가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 음극플레이트는 상기 배터리 셀의 음극단자와 연결되는 제 1 음극접속부 및 상기 보호회로모듈과 연결되는 제 2 음극접속부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 양극플레이트는 상기 개구의 위치에 대응되며 상기 배터리 셀의 양극단자와 연결되는 제 1 양극접속부 및 상기 보호회로모듈과 연결되는 제 2 양극접속부를 포함할 수 있다.

본 발명에 의해, 양, 음극 단자와 보호회로모듈을 전기적으로 접속시키는 접속단자판을 적층구조로 마련되는 'ㄱ' 자 형태로 구현함으로써, 배터리 팩의 전체적인 높이를 감소시킬 수 있다.

또한, 소형화, 박형화, 경량화에 부합되는 배터리 팩의 생산이 가능해 질 수 있다.

또한, 제작공정의 간소화에 따른 생산 효율성의 증대 효과를 발휘할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상 에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 배터리 팩의 분해사시도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 접속단자판의 분해사시도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 배터리 셀과 보호회로모듈을 연결시키는 접속단자판의 연결상태를 도시한 사시도이며, 도 4 는 본 발명에 따른 배터리 팩의 결합사시도이다.

도 1 내지 4 를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 양극단자(12)와 음극단자(14)를 포함하며, 충전된 전원을 공급하는 배터리 셀(10)과; 상기 배터리 셀(10)의 과충전 내지 과방전을 방지하기 위한 보호회로모듈(20)과; 상기 양극단자(12) 및 음극단자(14)에 전기적으로 연결되며, 상기 보호회로모듈(20)에 접속되고, 'ㄱ' 자 형상으로 마련되는 접속단자판(30)과; 상기 배터리 셀(10)의 측부에 위치하며, 상기 보호회로모듈(20)을 고정시키는 홀더(40)와; 상기 보호회로모듈(20)과 상기 홀더(40)를 수용하도록 마련되어 상기 배터리 셀(10)에 결합되는 케이스(50);를 포함하며, 상기 접속단자판(30)은 양극플레이트(31)와 음극플레이트(32)가 적층되어 마련될 수 있다.

여기서, 상기 배터리 셀(10)은 음극시트와 양극시트로 구성되는 전극적층유 닛이 금속케이싱 내부에 수용된 형태로 마련될 수 있다.

상기 배터리 셀(10)은 다양한 종류로 마련될 수 있으며, 예를 들면, 니켈-카드뮴 배터리, 니켈-수소 배터리 또는 리튬이온 배터리로 마련될 수 있다.

바람직하게는, 상기 배터리 셀(10)은 다른 배터리와 비교시 크기에 대해 대용량 전압의 충전이 가능하고, 충전 후 전원공급이 장시간 동안 지속가능하며, 하나의 배터리로 구성되어 관리가 용이한 리튬이온 배터리로 마련될 수 있다.

또한, 상기 보호회로모듈(20)(PCM : Protection Circuit Module)은 상기 배터리 셀(10)의 과충전 내지 과방전을 방지하도록 마련되며, 또한, 상기 배터리 셀(10)의 폭발을 방지하고, 과도한 전류의 유입을 방지하며, 또는 배터리 셀(10)에 마련된 단자의 단락을 차단하도록 마련된다.

즉, 상기 보호회로모듈(20)은 배터리 셀(10)의 폭발 등의 위험으로부터 안전성을 확보하기 위해서, 제조시 상기 배터리 셀(10)에 장착되어 작동하며, 본 배터리 셀(10)의 사용수명을 연장시켜 주는 역할을 하도록 마련된다.

한편, 도 2 에서와 같이, 상기 접속단자판(30)은 상기 배터리 셀(10)의 양극단자(12) 및 음극단자(14)를 상기 보호회로모듈(20)에 전기적으로 접속되게 하는 구성요소로서, 니켈 재질로 마련되는 양극플레이트(31)와 음극플레이트(32)가 적층되어 구성될 수 있다.

여기서, 상기 음극플레이트(32)는 상기 배터리 셀(10)의 양극단자(12)가 위치하는 부분에 용접봉 삽입을 위한 개구(36)가 형성되며, 상기 배터리 셀(10)의 음극단자(14)와 연결되는 제 1 음극접속부(37) 및 상기 보호회로모듈(20)과 연결되는 제 2 음극접속부(39)를 포함하고, 상기 양극플레이트(31)는 상기 개구(36)의 위치에 대응되며 상기 배터리 셀(10)의 양극단자(12)와 연결되는 제 1 양극접속부(33) 및 상기 보호회로모듈(20)과 연결되는 제 2 양극접속부(35)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1, 2 양극접속부(33, 35) 및 제 1, 2 음극접속부(37, 39)는 각각의 대응되는 부분과 점용접(Spot Welding)을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 접속단자판(30)은 양, 음극단자(12, 14)와 보호회로모듈(20)과의 연결시, 양극플레이트(31)와 음극플레이트(32) 상호간의 단락, 쇼트 등이 발생할 수 있으며, 이는 연결되는 보호회로모듈(20) 및 기타 회로의 단락, 쇼트로 이어질 수 있다.

전술한 회로의 단락 및 쇼트를 방지하기 위하여, 상기 접속단자판(30)은 상기 양극플레이트(31)와 음극플레이트(32)의 제 1, 2 양극접속부(33, 35) 및 제 1, 2 음극접속부(37, 39)를 제외한 부분에 절연부재가 구비되며, 이에 의해 상기 양극플레이트(31)와 음극플레이트(32)가 상호 절연될 수 있다.

여기서, 상기 절연부재는 FPCB(Flexible Printed Circit Board)라 명칭되는 연성회로기판 재질로 마련되어 상기 절연부분에 부착될 수 있으며, 인서트 사출방식을 통한 절연부재로서 상기 양극플레이트(31) 및 음극플레이트(32)에 적용될 수도 있다.

여기서, 상기 접속단자판(30)은, 도 3 에서와 같이, 양, 음극 단자(12, 14) 및 보호회로모듈(20)에 연결되며, 상기 접속단자판(30)이 배터리 셀(10)의 표면을 따라 근접하게 위치됨으로서, 배터리 팩의 전체높이를 감소시킬 수 있다.

한편, 상기 홀더(40)는 상기 배터리 셀(10)의 측부에 위치하며, 상기 보호회로모듈(20)을 지지하여 유동을 방지하도록 마련되는 구성요소로서, 상기 보호회로모듈(20)과 상기 배터리 셀(10) 사이에 마련되며, 양면테이프 또는 접착제에 의해 상기 배터리 셀(10)에 결합될 수 있다.

또한, 상기 홀더(40)는 후술할 케이스(50)와의 결합을 위하여 본 홀더(40)의 측면에 마련되는 복수 개의 돌출부(42)를 추가적으로 포함할 수 있다.

여기서, 상기 케이스(50)는 상기 배터리 셀(10)에 장착되는 보호회로모듈(20) 및 홀더(40) 등을 수용하여 외부 충격으로부터 보호하는 구성요소로서, 상기 케이스(50)의 상부면에는 배터리 팩의 침수여부를 판단할 수 있는 침수라벨(58)이 수용되는 침수라벨수용부(56)를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 케이스(50)는 상기 배터리 셀(10)의 외부를 보호하며, 이에 의해, 전체적인 배터리 팩의 강도 또한 증가하게 된다.

이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 배터리 팩의 분해사시도이며,

도 2 는 본 발명에 따른 접속단자판의 분해사시도이며,

도 3 은 본 발명에 따른 배터리 셀과 보호회로모듈을 연결시키는 접속단자판의 연결상태를 도시한 사시도이며,

도 4 는 본 발명에 따른 배터리 팩의 결합사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 배터리 셀 12 : 양극단자

14 : 음극단자 20 :보호회로모듈

30 : 접속단자판 31 : 양극플레이트

32 : 음극플레이트 33 : 제 1 양극접속부

35 : 제 2 양극접속부 36 : 개구

37 : 제 1 음극접속부 39 : 제 2 음극접속부

40 : 홀더 50 : 케이스

Claims (5)

1. 양극단자와 음극단자를 포함하며, 충전된 전원을 공급하는 배터리 셀과;

   상기 배터리 셀의 과충전 내지 과방전을 방지하기 위한 보호회로모듈과;

   상기 양극단자 및 음극단자에 전기적으로 연결되며, 상기 보호회로모듈에 접속되고, 'ㄱ' 자 형상으로 마련되는 접속단자판과;

   상기 배터리 셀의 측부에 위치하며, 상기 보호회로모듈을 고정시키는 홀더와;

   상기 보호회로모듈과 상기 홀더를 수용하도록 마련되어 상기 배터리 셀에 결합되는 케이스;를 포함하며,

   상기 접속단자판은 양극플레이트와 음극플레이트가 적층되어 마련되며,

   상기 접속단자판은 절연부재를 추가적으로 포함하여 상기 양극플레이트와 음극플레이트가 상호 절연되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 음극플레이트는 상기 배터리 셀의 양극단자가 위치하는 부분에 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 음극플레이트는 상기 배터리 셀의 음극단자와 연결되는 제 1 음극접속부 및 상기 보호회로모듈과 연결되는 제 2 음극접속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 양극플레이트는 상기 개구의 위치에 대응되며 상기 배터리 셀의 양극단자와 연결되는 제 1 양극접속부 및 상기 보호회로모듈과 연결되는 제 2 양극접속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.

Images