KR101023895B1 - 배터리팩 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩은 베어셀, 베어셀 상에 위치하는 보호회로모듈 및 보호회로모듈 상에 위치하는 상부 케이스를 포함하고, 보호회로모듈 및 상부 케이스는 상호 결합하는 결합수단을 포함한다.
배터리팩, 탭, 돌출부, 홀
Description
본 발명은 배터리팩에 관한 것이다.
베어셀은 양극판, 음극판, 전해질 및 세퍼레이터로 구성되어 외부 전자기기에 전원을 공급하며, 충방전을 거듭하여 사용할 수 있다. 보호회로모듈은 과충전 및 과전류로부터 이차전지를 보호하고 과방전으로 인한 성능저하를 방지할 수 있다.
상기 베어셀 및 보호회로모듈을 상부 케이스 등과 함께 팩화시키는 경우 중요한 요소 중의 하나는 팩의 결합강도를 높이고, 팩을 컴팩트하게 제조하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보호회로모듈의 돌출부와 상부 케이스의 홀을 결합시켜 배터리팩의 결합강도를 향상시키고, 베어셀의 측부에 결합할 수 있는 홀더를 제거함으로써 제조비용 및 제조공정을 줄일 수 있는 배터리팩을 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩은 베어셀, 베어셀 상에 위치하는 보호회로모듈 및 보호회로모듈 상에 위치하는 상부 케이스를 포함하고, 보호회로모듈 및 상부 케이스는 상호 결합하는 결합수단을 포함한다. 보호회로모듈은 베어셀의 상부 또는 측부에 위치할 수 있다. 베어셀과 보호회로모듈 사이에는 절연테이프가 더 위치할 수 있다. 보호회로모듈은 제 1 탭 및 제 2 탭과 각각 연결되는 제 1 리드플레이트 및 제 2 리드플레이트를 포함할 수 있다.
보호회로모듈은 베어셀 상에 베어셀과 이격되어 위치하는 보호회로기판 및 보호회로기판의 제 1 단변측 및 제 2 단변측 하면에 각각 위치하는 1 탭 및 제 2 탭을 포함할 수 있고, 제 1 탭과 제 2 탭은 사각 형상을 가질 수 있고, 제 1 탭 및 제 2 탭은 각각 보호회로기판의 제 1 장변측 및 제 2 장변측의 외측으로 돌출되는 제 1 돌출부 및 제 2 돌출부를 포함할 수 있고, 제 1 돌출부 및 제 2 돌출부는 테이퍼 형상을 가질 수 있다.
상부 케이스는 제 1 돌출부 및 제 2 돌출부와 각각 결합되는 제 1 홀 및 제 2 홀을 포함할 수 있다. 제 1 홀 및 제 2 홀은 각각 상부 케이스의 제 2 면 및 제 3 면에 한쌍으로 형성될 수 있다.
제 1 돌출부 및 제 2 돌출부와 제 1 홀 및 제 2 홀은 상부 케이스와 보호회로모듈의 결합수단이 될 수 있다.
보호회로모듈은 제 1 탭과 제 2 탭 사이에 위치하는 더미탭을 더 포함할 수 있고 더미탭은 사각 형상을 가질 수 있다. 더미탭은 보호회로기판의 제 1 장변측 및 제 2 장변측의 외측으로 돌출되는 더미 돌출부를 더 포함할 수 있고 더미 돌출부의 일측은 테이퍼 형상을 가질 수 있다.
상부 케이스는 더미 돌출부와 결합되는 더미홀을 더 포함할 수 있고, 더미홀은 상부 케이스의 제 1 면 및 제 2 면에 한쌍으로 형성될 수 있다.
더미 돌출부 및 더미홀은 상부 케이스와 보호회로모듈의 결합수단이 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩은 보호회로모듈이 베어셀 측부에 위치 하는 경우 보호회로모듈을 안착하기 위한 홀더를 제거하여 홀더를 배터리팩에 구성시킴으로써 발생하는 비용 및 공정을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 배터리팩은 보호회로모듈의 돌출부와 상부 케이스의 홀을 결합시켜 보호회로모듈과 상부 케이스 사이의 체결력을 향상시켜 배터리팩의 결합강도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
후술하는 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리팩(10, 20, 30)에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩(10)의 결합사시도 및 분해사시도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호회로모듈(200)의 평면도, 저면도 및 측면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩(10)은 베어셀(100), 보호회로모듈(200), 상부 케이스(300), 측면 테이프(400) 및 라벨(500)을 더 포함할 수 있다. 베어셀(100)과 보호회로모듈(200) 사이에는 절연테이프(600)가 더 위치할 수 있다. 보호회로모듈(200) 및 상부 케이스(300)는 상호 결합하는 결합수단을 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 상기 배터리팩(10)은 보호회로모듈(200)의 돌출부와 상부 케이스(300)의 홀을 결합시켜 보호회로모듈(200)과 상부 케이스(300) 사이의 체결력을 향상시켜 배터리팩(10)의 결합강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 배터리팩(10)은 보호회로모듈(200)이 베어셀(100) 측부에 위치하는 경우, 보호회로모듈(200)을 안착하기 위한 홀더를 제거하여 홀더를 배터리팩(10)에 구성시킴으로써 발생하는 비용 및 공정을 줄일 수 있다.
상기 베어셀(100)은 캔(110), 전극조립체(미도시) 및 캡조립체(미도시)가 결합되어 구성될 수 있다. 캔(110)의 일측에 형성된 개구부를 통해 전극조립체가 수용되며, 상기 개구부는 캡조립체에 의해 밀봉될 수 있다. 베어셀(100)은 전기적으로 양극과 음극을 가지며, 충방전을 수행할 수 있는 배터리팩(10)의 기본 구성요소이다.
상기 캔(110)은 대략 직육면체의 형상을 가질 수 있다. 캔(110)의 상부는 개방되어 있으며, 측부는 곡률을 가질 수 있다. 캔(110)은 알루미늄(Al) 등의 경량의 금속재료로 이루어질 수 있고, 그 자체가 양극 단자 역할을 수행할 수 있다. 상기 캔(110)에는 개구된 상부를 통해 후술하는 전극조립체 및 전해액(미도시)이 수용될 수 있다.
상기 전극조립체는 양극판(미도시), 음극판(미도시), 세퍼레이터(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 전극조립체는 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터가 위치하 여, 젤리롤(Jelly-Roll) 형태로 권취될 수 있다. 전극조립체는 캔(110)의 상부를 통해 캔(110) 내부로 삽입될 수 있다.
상기 캡조립체는 캡플레이트(121), 전극단자(122), 가스켓(123), 절연플레이트(미도시) 및 터미널플레이트(미도시)를 포함할 수 있다. 캡조립체는 별도의 절연케이스(미도시)와 함께 캔(110)의 개구부에서 전극조립체와 결합되어 캔(110)을 밀봉할 수 있다. 전극단자(122)는 음극단자가 될 수 있다.
상기 보호회로모듈(200)은 보호회로기판(210), 보호회로소자(220), 충방전단자(230), 제 1 탭(240), 제 2 탭(250), 제 1 리드플레이트(260) 및 제 2 리드플레이트(270)를 포함할 수 있다. 보호회로모듈(200)에서 제 1 탭(240) 및 제 2 탭(250)은 상부 케이스(300)와 결합하는 제 1 결합수단을 포함한다. 보호회로모듈(200)은 보호회로기판(210)의 하부 또는 제 1 리드플레이트(260)에 형성되는 PTC 소자(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 보호회로기판(210)은 베어셀(100) 상에 베어셀(100)과 소정 간격 이격되어 위치할 수 있다. 보다 상세하게, 보호회로기판(210)의 베어셀(100)의 측부에 위치할 수 있으며, 대략 직사각 형상을 가지는 평판으로 이루어질 수 있다. 기판(210)의 내부에는 도전성 금속패턴이 형성되어 있으며, 도전성 금속패턴은 보호회로소자(220), 충방전단자(230), 제 1 탭(240) 및 제 2 탭(250)과 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 보호회로기판(210)은 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다. 보호회로기판(210)을 평면도 상에서 보았을 때 길이가 짧은 두 측부를 제 1 단변측(210a) 및 제 2 단변측(210b)으로 정의하기로 하고, 길이가 긴 두 측부를 제 1 장변측(210c) 및 제 2 장변측(210d)으로 정의하기로 한다.
상기 보호회로소자(220)는 상기 보호회로기판(210)의 하면과 베어셀(100)의 측면 사이에 위치할 수 있다. 보호회로소자(220)는 전지의 충방전 상태, 및 전지의 전류, 전압, 온도 등의 정보를 점검하여 전지를 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 보호회로소자(220)는 보호회로기판(210) 내부의 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 충방전단자는 기판(210)의 상면에 위치하며, 외부 전자기기와 연결되는 전기적 통로 역할을 할 수 있다.
상기 제 1 탭(240)은 보호회로기판(210)의 제 1 단변측(210a) 하면에 위치할 수 있고, 대략 사각 형상을 가지는 평판으로 이루어질 수 있다. 제 1 탭(240)은 보호회로기판(210)의 제 1 장변측(210c) 및 제 2 장변측(210d) 외측으로 일부 돌출되도록 형성되는데, 제 1 탭(240)에서 돌출된 부분을 제 1 돌출부(241)로 정의하기로 한다. 상술한 구조하에 제 1 돌출부(241)는 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 제 1 탭(240)은 니켈 또는 니켈 합금으로 이루어질 수 있으며, 보호회로기판(210) 내부의 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 2 탭(250)은 보호회로기판(210)의 제 2 단변측(210b) 하면에 위치할 수 있고, 대략 사각 형상을 가지는 평판으로 이루어질 수 있다. 제 2 탭(250)은 보호회로기판(210)의 제 1 장변측(210c) 및 제 2 장변측(210d) 외측으로 일부 돌출되도록 형성되는데, 제 2 탭(250)에서 돌출된 부분을 제 2 돌출부(251)로 정의하기로 한다. 상술한 구조하에 제 2 돌출부(251)는 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 제 2 탭(250)은 니켈 또는 니켈 합금으로 이루어질 수 있으며, 보호회로기판(210) 내부의 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 1 리드플레이트(260)는 보호회로기판(210)의 제 1 단변측(210a)에 위치할 수 있다. 제 1 리드플레이트(260)는 베어셀(100)의 하면과 측면이 만나는 모서리에서 절곡되는 "기역(ㄱ)" 구조를 가질 수 있다. 제 1 리드플레이트(260)의 일측은 제 1 탭(240)의 하면에 용접되어 제 1 탭(240)과 전기적으로 연결되고, 타측은 베어셀(100)의 상면에 위치하는 전극단자(122)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전극단자(122)는 전극조립체의 음극판과 용접에 의해 연결되므로 음의 극성을 가진다. 따라서 전극단자(122)와 전기적으로 연결되는 제 1 리드플레이트(260) 및 제 1 탭(240)도 음의 극성을 가진다. 캔(110)과 캡플레이트(121)는 양의 극성을 가지므로, 캔(110) 또는 캡플레이트(121)와 제 2 리드플레이트(270)의 단락을 방지하기 위하여 베어셀(100)과 보호회로모듈(200) 사이에는 절연테이프(600)가 더 위치할 수 있다.
제 2 리드플레이트(270)는 보호회로기판(210)의 제 2 단변측(210b)에 위치할 수 있다. 제 1 리드플레이트(260)는 베어셀(100)의 하면과 측면이 만나는 모서리에서 절곡되는 "ㄱ(기역)" 구조를 가질 수 있다. 제 2 리드플레이트(270)의 일측은 제 2 탭(250)의 하면에 용접되어 제 2 탭(250)과 전기적으로 연결되고, 타측은 베어셀(100)의 하면과 전기적으로 연결될 수 있다. 전극조립체의 양극판은 용접에 의해 캡플레이트(121)와 전기적으로 연결되며, 캔(110)은 캡플레이트(121)와 용접에 의해 캡플레이트(121)와 전기적으로 연결되므로 양의 극성을 가진다. 따라서, 제 2 리드플레이트(270) 및 제 2 탭(250)은 양의 극성을 가진다.
상기 상부 케이스(300)는 보호회로모듈(200)의 상면에 위치하며, 보다 상세하게 보호회로모듈(200) 및 베어셀(100)의 상면 및 하면을 감싸도록 위치할 수 있다. 상부 케이스(300)는 보호회로기판(210)과 대응하는 제 1 측부(310), 베어셀(100)의 상면 및 하면과 각각 대응하는 제 2 측부(320), 제 3 측부(330)로 이루어질 수 있다. 보다 상세하게, 제 1 측부(310)는 보호회로모듈(200)의 상면과 대응하며 직사각 형상을 가지는 제 1 면(311), 제 1 면(311)의 두 장변측에 각각 연결되며 직사각 형상을 가지는 제 2 면(312) 및 제 3 면(313)으로 이루어진다. 상부 케이스(300)의 제 1 면(311)에는 보호회로모듈(200)의 충방전단자와 대응하도록 충방전단자홀(311a)이 형성되며, 충방전단자(230)는 충방전단자홀(311a)을 통해 외부로 노출될 수 있다.
상기 상부 케이스(300)의 제 2 면(312) 및 제 3 면(313)에는 각각 제 1 돌출부(241) 및 제 2 돌출부(251)와 대응하는 위치에 제 1 홀(312a) 및 제 2 홀(312b)이 형성될 수 있다. 보다 상세하게, 제 2 면(312)에는 제 1 돌출부(241) 및 제 2 돌출부(251)와 대응하는 위치에 각각 제 1 홀(312a) 및 제 2 홀(312b)이 형성될 수 있으며, 제 3 면(313)에도 제 1 돌출부(241) 및 제 2 돌출부(251)와 대응하는 위치에 각각 제 1 홀 및 제 2 홀이 형성될 수 있다. 제 1 홀(312a) 및 제 2 홀(312b)은 각각 제 1 돌출부(241) 및 제 2 돌출부(251)가 결합될 수 있도록 제 1 돌출부(241) 및 제 2 돌출부(251)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다.
상기 측면 테이프(400)는 베어셀(100)의 상부 및 하부에 각각 위치하여, 상부 케이스(300)의 제 2 측부(320) 및 제 3 측부(330)를 각각 덮도록 형성되어, 상부 케이스(300)와 베어셀(100)을 더욱 견고히 결합시킬 수 있다.
상기 라벨(500)은 베어셀(100) 및 상부 케이스(300)를 덮도록 형성되어 외부충격으로부터 베어셀(100) 및 보호회로모듈(200)을 보호할 수 있다.
이하에서는 제 1 탭(240) 및 제 2 탭(250)과 제 1 홀(312a) 및 제 2 홀(312b)과의 결합관계, 보다 상세하게는 제 1 돌출부(241) 및 제 2 돌출부(251)와 제 1 홀(312a) 및 제 2 홀(312b)과의 결합관계에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 제 1 돌출부(241) 및 제 1 홀(312a)과의 결합관계는 제 2 돌출부(251)와 제 2 홀(312b)과의 결합관계와 동일하다. 따라서, 이하에서는 제 1 돌출부(241)와 제 1 홀(312a)과의 결합관계에 대해서만 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩(10)의 확대도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 보호회로모듈(200)의 제 1 탭(240)은 보호회로기판(210)의 제 1 장변측(210c) 및 제 2 장변측(210d) 외측으로 일부 돌출되는 제 1 돌출부(241)를 포함할 수 있다. 상부 케이스(300)의 제 2 면(312) 및 제 3면에는 제 1 돌출부(241)와 대응하는 위치에 제 1 돌출부(241)의 형상과 대응되도록 제 1 홀(312a)이 형성될 수 있다. 상기 제 1 돌출부(241)와 상기 제 1 홀(312a)은 보호회로모듈(200)과 상부 케이스(300)를 결합시키는 결합수단이 될 수 있다.
상기 제 1 돌출부(241)와 제 1 홀(312a)은 상호 결합될 수 있으며, 보다 상세하게 제 1 돌출부(241)와 제 1 홀(312a)은 억지끼워맞춤되어 보호회로모듈(200)과 상부 케이스(300)를 견고히 결합시킬 수 있다. 제 1 돌출부(241)에서 제 1 홀(312a)과 대응하는 일측은 제 1 홀(312a)과의 결합을 용이하게 하기 위하여 하부로 갈수록 길어지는 테이퍼 형상으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩(10)은 보호회로모듈(200)의 제 1 돌출부(241)와 상부 케이스(300)의 제 1 홀(312a)을 결합시켜 보호회로모듈(200)과 상부 케이스(300) 사이의 체결력을 향상시켜 배터리팩(10)의 결합강도를 높일 수 있다. 이 때, 제 1 돌출부(241)는 보호회로모듈(200)에서 제 1 리드플레이트(260)와 전기적으로 연결하기 위한 제 1 탭(240)에서 소정 길이가 돌출되어 형성된 것이다. 즉, 제 1 탭(240)은 베어셀(100)과 보호회로모듈(200)과의 전기적 연결을 위한 필수구성요소인데, 제 1 탭(240)의 길이를 보호회로기판(210)의 제 1 장변측(210c) 및 제 2 장변측(210d)에 돌출되도록 형성하는 것만으로써 상부 케이스(300)와 결합시킬 수 있는 결합수단을 형성할 수 있게 되는 것이다. 이는 배터리팩(10)의 결합강도를 높이기 위해, 보호회로모듈(200)에 별도의 결합수단을 형성하지 않아도 된다는 점에 있어서, 배터리팩(10)의 제조공정을 단축시킬 수 있고, 제조비용을 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 베어셀의 측부에 보호회로모듈을 위치시키는 경우, 보호회로모듈을 안정적으로 안착시키기 위하여 보호회로모듈과 베어셀의 측부 사이에는 보호회로모듈을 지지하는 홀더가 별도로 필요하게 된다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩(10)은 보호회로모듈(200)의 돌출부가 상부 케이스(300)의 홀에 결합되어, 보호회로모듈(200)이 견고하게 지지될 수 있으므로, 홀더를 제거할 수 있다. 이는 기존에 홀더를 배터리팩(10)에 구성시킴으로써 발생하는 비용 및 공정을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리팩(20)에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리팩(20)은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩(10)과 비교하여, 보호회로모듈 및 상부 케이스에 각각 더미탭(280) 및 더미홀(312c)이 더 형성된 구성만 다르다. 따라서, 이하에서는 더미탭(280) 및 더미홀(312c)의 구성 및 그 기능에 대하여서만 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리팩(20)의 분해사시도이고, 도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보호회로모듈(200)의 저면도 및 측면도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리팩(20)은 더미탭(280) 및 더미홀(312c)을 더 포함할 수 있다.
상기 더미탭(280)은 보호회로기판(210)의 하면 중앙 영역에 위치할 수 있다. 보다 상세하게 더미탭(280)은 보호회로기판(210)에서 제 1 탭(240) 및 제 2 탭(241) 사이에 위치할 수 있고, 대략 사각 형상을 가지는 평판으로 이루어질 수 있다. 더미탭(280)은 보호회로기판의 제 1 장변측 및 제 2 장변측 외측으로 일부 돌출되도록 형성되는데, 더미탭(280)에서 돌출된 부분을 더미 돌출부(281)로 정의 할 수 있다. 상술한 구조하에 더미 돌출부(281)는 한쌍으로 이루어질 수 있다. 더미탭(280)은 니켈 또는 니켈 합금으로 이루어질 수 있으며, 더미탭(280)은 보호회로기판(210)의 하면에 솔더링되어 결합되어 있을 뿐, 보호회로기판의 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결되어 있지 않다.
상기 더미홀(312c)은 상부 케이스(300)의 제 2 면(312) 및 제 3 면(313)에서 더미 돌출부(281)와 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 더미홀(312c)은 더미 돌출부(281)와 결합될 수 있도록 더미 돌출부(281)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다. 더미 돌출부(281)와 더미홀(312c)도 보호회로모듈(200)과 상부 케이스(300)를 결합시키는 결합수단이 될 수 있다.
상기 더미 돌출부(281)와 더미홀(312c)은 상호 결합될 수 있으며, 보다 상세하게 더미 돌출부(281)와 더미홀(312c)은 억지끼워맞춤되어 보호회로모듈(200)과 상부 케이스(300)를 견고히 결합시킬 수 있다. 더미 돌출부(281)에서 더미홀(312c)과 대응하는 일측은 더미홀(312c)과의 결합을 용이하게 하기 위하여 하부로 갈수록 길어지는 테이퍼 형상으로 이루어질 수 있다.
더미 돌출부(281)와 더미홀(312c)을 결합시키는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따라 제 1 돌출부(241)와 제 1 홀(312a), 제 2 돌출부(242)와 제 2 홀(312b)만을 결합시키는 경우와 비교하여 보호회로모듈(200)과 상부 케이스(300)간의 체결력을 더욱 견고히 하여 배터리팩(20)의 결합강도를 한층 더 높일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리팩(30)에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리팩(30)은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리팩(10)과 비교하여, 보호회로모듈과 베어셀 사이의 위치 및 연결관계, 보호회로모듈의 구조 및 상부 케이스의 구조에 있어 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 상기 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리팩(30)의 분해사시도이고, 도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 보호회로모듈(700)의 평면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리팩(30)은 베어셀(100), 보호회로모듈(700) 및 상부 케이스(800)를 포함할 수 있다. 배터리팩은 베어셀(100) 및 상부 케이스(800)를 덮도록 형성되어 외부 충격으로부터 베어셀(100) 및 보호회로모듈(700)을 보호하는 라벨(미도시)을 더 포함할 수도 있다.
상기 베어셀(100)은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩(30)의 베어셀(100)과 동일하므로 그 설명을 생략한다.
상기 보호회로모듈(700)은 보호회로기판(710), 보호회로소자(미도시), 충방전단자(730), 제 1 탭(740), 제 2 탭(750), 제 1 리드플레이트(760), 제 2 리드플레이트(770) 및 음극 리드플레이트를 포함할 수 있다. 보호회로모듈(700)에서 제 1 탭(740) 및 제 2 탭(750)은 상부 케이스(800)와 결합하는 제 1 결합수단을 포함한다.
상기 보호회로기판(710)은 베어셀(100) 상에 베어셀(100)과 소정 간격 이격되어 위치할 수 있다. 보다 상세하게, 보호회로기판(710)의 베어셀(100)의 상부에 위치할 수 있으며, 대략 직사각 형상을 가지는 평판으로 이루어질 수 있다. 기 판(710)의 내부에는 도전성 금속패턴이 형성되어 있으며, 도전성 금속패턴은 보호회로소자, 충방전단자(730), 제 1 탭(740) 및 제 2 탭(750)과 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 보호회로기판(710)은 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다. 보호회로기판(710)을 평면도 상에서 보았을 때 길이가 짧은 두 측부를 제 1 단변측(710a) 및 제 2 단변측(710b)으로 정의하기로 하고, 길이가 긴 두 측부를 제 1 장변측(710c) 및 제 2 장변측(710d)으로 정의하기로 한다.
상기 보호회로소자는 상기 보호회로기판(710)의 하면과 베어셀(100)의 측면 사이에 위치할 수 있다. 보호회로소자는 전지의 충방전 상태, 및 전지의 전류, 전압, 온도 등의 정보를 점검하여 전지를 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 보호회로소자는 보호회로기판(710) 내부의 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 충방전단자(730)는 기판(710)의 상면에 위치하며, 외부 전자기기와 연결되는 전기적 통로 역할을 할 수 있다.
상기 제 1 탭(740)은 보호회로기판(710)의 제 1 단변측(710a) 하면에 위치할 수 있고, 대략 사각 형상을 가지는 평판으로 이루어질 수 있다. 제 1 탭(740)은 보호회로기판(710)의 제 1 장변측(710c) 및 제 2 장변측(710d) 외측으로 일부 돌출되도록 형성되는데, 제 1 탭(740)에서 돌출된 부분을 제 1 돌출부(741)로 정의하기로 한다. 상술한 구조하에 제 1 돌출부(741)는 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 제 1 탭(740)은 니켈 또는 니켈 합금으로 이루어질 수 있으며, 보호회로기판(710) 내부의 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 2 탭(750)은 보호회로기판(710)의 제 2 단변측(710b) 하면에 위치할 수 있고, 대략 사각 형상을 가지는 평판으로 이루어질 수 있다. 제 2 탭(750)은 보호회로기판(710)의 제 1 장변측(710c) 및 제 2 장변측(710d) 외측으로 일부 돌출되도록 형성되는데, 제 2 탭(750)에서 돌출된 부분을 제 2 돌출부(751)로 정의하기로 한다. 상술한 구조하에 제 2 돌출부(751)는 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 제 2 탭(750)은 니켈 또는 니켈 합금으로 이루어질 수 있으며, 보호회로기판(710) 내부의 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 1 리드플레이트(760)는 보호회로기판(710)의 제 1 단변측(710a)에 위치할 수 있다. 제 1 리드플레이트(760)의 일측은 제 1 탭(740)의 하면에 용접되어 제 1 탭(740)과 전기적으로 연결되고, 타측은 베어셀(100)의 캡플레이트에 용접되어 캡플레이트와 전기적으로 연결될 수 있다. 전극조립체의 양극판은 용접에 의해 캡플레이트와 전기적으로 연결되므로 캡플레이트는 양의 극성을 가진다. 따라서 제 1 리드플레이트(760) 및 제 1 탭(740)은 양의 극성을 가진다.
상기 제 2 리드플레이트(770)는 대응되는 보호회로기판(710)의 제 2 단변측(710b)에 위치할 수 있다. 위치할 수 있다. 제 2 리드플레이틔 일측은 제 2 탭(750)의 하면에 용접되어 제 1 탭(740)과 연결되며, 타측은 베어셀(100)의 캡플레이트에 용접되어 캡플레이트 연결될 수 있다. 제 2 리드플레이트(770)는 캡플레이트와 전기적으로 연결되어 제 1 리드플레이트(760)와 같이 전류가 흐르는 전도체로서의 역할도 할 수 있지만, 단지 제 1 리드플레이트(760)와 동일한 구조로 보호회로기판(710)의 하면에 연결되어 보호회로모듈(700)을 베어셀(100) 상에 구조적으로 안정적이게 하는 더미 리드플레이트가 될 수도 있다.
상기 음극 리드플레이트(미도시)는 보호회로기판(710)에서 베어셀(100)의 전극단자와 대응하는 곳에 위치하며, 전극단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 상부 케이스(800)는 보호회로모듈(700)의 상면에 위치하며, 보다 상세하게 보호회로모듈(700) 및 베어셀(100)의 상면을 감싸도록 위치할 수 있다. 상부 케이스(800)는 보호회로모듈(700)의 상면과 대응하며 직사각 형상을 가지는 제 1 면(810), 제 1 면(810)의 두 장변측에 각각 연결되며 직사각 형상을 가지는 제 2 면(812) 및 제 3 면(813)을 포함할 수 있다. 상부 케이스(800)의 제 1 면(810)에는 보호회로모듈(700)의 충방전단자(730)와 대응하도록 충방전단자(730)홀이 형성되며, 충방전단자(730)는 충방전단자(730)홀을 통해 외부로 노출될 수 있다.
상기 상부 케이스(800)의 제 2 면(812) 및 제 3 면(813)에는 각각 제 1 돌출부(741) 및 제 2 돌출부(751)와 대응하는 위치에 제 1 홀(812a) 및 제 2 홀(812b)이 형성될 수 있다. 보다 상세하게, 제 2 면(812)에는 제 1 돌출부(741) 및 제 2 돌출부(751)와 대응하는 위치에 각각 제 1 홀(812a) 및 제 2 홀(812b)이 형성될 수 있으며, 제 3 면(813)에도 제 1 돌출부(741) 및 제 2 돌출부(751)와 대응하는 위치에 각각 제 1 홀(812a) 및 제 2 홀(812b)이 형성될 수 있다. 제 1 홀(812a) 및 제 2 홀(812b)은 각각 제 1 돌출부(741) 및 제 2 돌출부(751)가 결합될 수 있도록 제 1 돌출부(741) 및 제 2 돌출부(751)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다.
상기 제 1 돌출부(741)와 제 1 홀(812a), 제 2 돌출부(751)와 제 2 홀(812b)은 보호회로모듈(700)과 상부 케이스(800)를 결합시키는 결합수단이 될 수 있다. 상기 제 1 돌출부(741)와 제 1 홀(812a), 제 2 돌출부(751)와 제 2 홀(812b)은 상호 결합될 수 있으며, 보다 상세하게 제 1 돌출부(741)와 제 1 홀(812a), 제 2 돌출부(751)와 제 2 홀(812b)은 억지끼워맞춤되어 보호회로모듈(700)과 상부 케이스(800)를 견고히 결합시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩은 보호회로모듈(700)의 돌출부와 상부 케이스(800)의 홀을 결합시켜 보호회로모듈(700)과 상부 케이스(800) 사이의 체결력을 향상시켜 배터리팩의 결합강도를 높일 수 있다. 이 때, 돌출부는 보호회로모듈(700)에서 리드플레이트와 전기적으로 연결하기 탭에서 소정 길이가 돌출되어 형성된 것이다. 즉, 탭은 베어셀(100)과 보호회로모듈(700)과의 전기적 연결을 위한 필수구성요소인데, 탭의 길이를 보호회로기판(710)의 제 1 장변측(710c) 및 제 2 장변측(710d)에 돌출되도록 형성하는 것만으로써 상부 케이스(800)와 결합시킬 수 있는 결합수단을 형성할 수 있게 되는 것이다. 이는 배터리팩의 결합강도를 높이기 위해, 보호회로모듈(700)에 별도의 결합수단을 형성하지 않아도 된다는 점에 있어서, 배터리팩의 제조공정을 단축시킬 수 있고, 제조비용을 낮출 수 있는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩의 결합사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩의 분해사시도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호회로모듈의 평면도, 저면도 및 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩의 부분사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩의 확대도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리팩의 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보호회로모듈의 저면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보호회로모듈의 측면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리팩의 분해사시도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 보호회로모듈의 평면도이다.
Claims (22)
- 베어셀;상기 베어셀 상에 위치하는 보호회로모듈; 및상기 보호회로모듈 상에 위치하는 상부 케이스;를 포함하고, 상기 보호회로모듈 및 상기 상부 케이스는 상호 결합하는 결합수단을 포함하며, 상기 보호회로모듈은 상기 베어셀 상에 상기 베어셀과 이격되어 위치하는 보호회로기판, 상기 보호회로기판의 제1 단변측 및 제2 단변측 하면에 각각 위치하는 제1 탭 및 제2 탭을 포함하고, 상기 제1 탭 및 제2 탭은 각각 보호회로기판의 제1 장변측 및 제2 장변측의 외측으로 돌출되는 제1 돌출부 및 제2 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 상부케이스는 상기 제 1 돌출부 및 상기 제 2 돌출부와 각각 결합되는 제 1 홀 및 제 2 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 4 항에 있어서,상기 결합수단은 상기 제 1 돌출부 및 상기 제 2 돌출부와 상기 제 1 홀 및 상기 제 2 홀인 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 1 홀 및 상기 제 2 홀은 각각 상기 상부케이스의 제 2 면 및 제 3 면에 한쌍으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 탭과 상기 제 2 탭은 사각 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 돌출부의 일측 및 상기 제 2 돌출부의 일측은 테이퍼 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 1 항에 있어서,상기 보호회로모듈은 상기 제 1 탭과 상기 제 2 탭 사이에 위치하는 더미탭을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 9 항에 있어서,상기 더미탭은 상기 보호회로기판의 제 1 장변측 및 제 2 장변측의 외측으로 돌출되는 더미 돌출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 10 항에 있어서,상기 상부케이스는 상기 더미 돌출부와 결합되는 더미홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 11 항에 있어서,상기 결합수단은 상기 더미 돌출부와 상기 더미홀인 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 11 항에 있어서,상기 더미홀은 상기 상부케이스의 제 1 면 및 제 2 면에 한쌍으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 9 항에 있어서,상기 더미탭은 사각 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 10 항에 있어서,상기 더미 돌출부의 일측은 테이퍼 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 1 항에 있어서,상기 보호회로모듈은 상기 베어셀의 상부 또는 측부에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 1 항에 있어서,상기 베어셀과 상기 보호회로모듈 사이에는 절연테이프가 더 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 1 항에 있어서,상기 보호회로모듈은 상기 제 1 탭 및 상기 제 2 탭과 각각 연결되는 제 1 리드플레이트 및 제 2 리드플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 18 항에 있어서,상기 제 1 탭 및 상기 제 2 탭은 각각 상기 제 1 리드플레이트 및 상기 제 2 리드플레이트와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 1 리드플레이트는 상기 베어셀의 상면에 위치하는 전극단자와 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 리드플레이트는 상기 베어셀의 하면과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 18 항에 있어서,상기 제 1 리드플레이트 및 상기 제 2 리드플레이트는 상기 베어셀의 캡플레이트와 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
- 제 21 항에 있어서,상기 제 1 리드플레이트는 상기 베어셀의 캡플레이트와 전기적으로 연결되고, 상기 보호회로모듈은 상기 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결되는 음극 리드플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
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