KR101030876B1 - 배터리 팩 - Google Patents

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KR101030876B1
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Abstract

본 발명은 커버케이스와 고정부재가 일체로 형성되는 케이스 어셈블리를 사용함으로써, 팩 조립공정을 단순화하고, 제조비용을 절감할 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 베어셀, 상기 베어셀과 전기적으로 연결되는 보호회로모듈 및 상기 베어셀에 밀착되고, 상기 보호회로모듈을 내측에 수용하며, 일체로 형성되는 커버케이스와 고정부재로 이루어지는 케이스 어셈블리를 포함하여 형성되는 배터리 팩을 제공한다.
커버케이스, 고정부재, 일체, 케이스 어셈블리, 이차전지, 배터리 팩

Description

배터리 팩{Battery Pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 커버케이스와 고정부재가 일체로 형성되는 케이스 어셈블리를 사용함으로써, 팩 조립공정을 단순화하고, 제조비용을 절감할 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.
일반적으로, 배터리 팩은 베어셀과 보호회로모듈을 전기적으로 연결하여 형성된다. 상기 베어셀은 전극조립체와 전해액이 수용된 캔을 밀봉하여 형성되며, 화학작용에 의해 전기를 충·방전한다. 그리고 상기 보호회로모듈은 집적회로, 충·방전 스위치 및 수동소자 등의 전기적 부품이 실장되는 인쇄회로기판을 포함하고, 베어셀을 제어하면서 과충전, 과방전 및 과전류로부터 베어셀을 보호하며, 배터리 팩의 성능저하를 방지하는 역할을 한다.
한편, 배터리 팩은 보호회로모듈의 실장 위치에 따라 가로 실장형과 세로 실장형으로 구분된다. 이중, 가로 실장형 배터리 팩은 베어셀의 측면에 보호회로모듈이 실장되는 구조이다. 이때, 상기 가로 실장형 배터리 팩은 상기 보호회로모듈을 안정적으로 안착시키고 고정하기 위하여 베어셀의 측면과 보호회로모듈 사이에 별도의 고정부재를 사용하게 된다. 그러나, 상기 고정부재는 별도의 금형틀을 사용하 여 단품으로 제작되므로, 이에 따른 제조비용이 추가되어 궁극적으로 배터리 팩의 제조비용을 상승시키는 요인이 된다. 또한, 상기 고정부재를 사용하여 배터리 팩을 제조할 경우, 상기 고정부재를 베어셀과 보호회로모듈 사이에 정 위치시키는 얼라인 공정 및 이들을 상호 체결하는 조립공정 등과 같은 추가적인 제조공정을 발생시키게 되며, 이로 인해 배터리 팩 제조공정이 복잡해져 생산성 및 효율성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 커버케이스와 고정부재가 일체로 형성되는 케이스 어셈블리를 사용함으로써, 팩 조립공정을 단순화하고, 제조비용을 절감할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 배터리 팩은 베어셀, 상기 베어셀과 전기적으로 연결되는 보호회로모듈 및 상기 베어셀에 밀착되고, 상기 보호회로모듈을 내측에 수용하며, 일체로 형성되는 커버케이스와 고정부재로 이루어지는 케이스 어셈블리를 포함하여 형성된다.
여기서, 상기 커버케이스는 상부커버와, 상기 상부커버의 양단부에 형성되는 제 1 측면커버 및 제 2 측면커버로 이루어지고, 상기 고정부재는 제 1 측면과, 상기 제 1 측면과 대응되는 제 2 측면과, 상기 제 1 측면 및 상기 제 2 측면의 일단에 이어져 형성되는 제 3 측면과, 상기 제 1 측면 및 상기 제 2 측면의 타단에 이 어져 형성되는 제 4 측면으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 상부커버의 일측벽은 상기 제 3 측면과 연결부를 이루며 이어져 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 측면은 상기 베어셀의 단측벽에 대응되는 형태로 이루어져 상기 베어셀의 단측벽에 밀착될 수 있다.
또한, 상기 제 2 측면은 판상으로 이루어지며, 상기 보호회로모듈에 밀착될 수 있다.
또한, 상기 제 3 측면 및 상기 제 4 측면은 비대칭으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부커버의 타측벽에는 결합홀이 적어도 하나 형성되고, 상기 제 4 측면에는 상기 결합홀에 상응되는 위치에 결합돌기가 적어도 하나 형성될 수 있다.
또한, 상기 결합홀과 상기 결합돌기는 일대일로 대응되어 억지끼움 방식으로 결합될 수 있다.
또한, 상기 연결부는 끊어짐 없이 연속적으로 이어진 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 커버케이스와 상기 고정부재는 상기 연결부를 따라 구부려질 수 있다.
한편, 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 다른 배터리 팩에서 연결부는 불연속적으로 이어진 형태로 형성될 수 있다.
상기 연결부는 적어도 하나의 힌지홀을 포함할 수 있다.
상기 커버케이스와 상기 고정부재는 상기 연결부를 따라 구부려질 수 있다.
한편, 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 또 다른 배터리 팩은 음극단자를 포함하는 베어셀, 상기 음극단자에 상응되는 상부에 위치되고, 상기 베어셀과 전기적으로 연결되는 보호회로모듈 및 상기 베어셀에 밀착되고, 상기 보호회로모듈을 내측에 수용하며, 일체로 형성되는 커버케이스와 고정부재로 이루어지는 케이스 어셈블리를 포함한다.
여기서, 상기 커버케이스와 상기 고정부재는 연결부를 통해 이어져 일체로 형성된다.
또한, 상기 커버케이스와 상기 고정부재는 상기 연결부를 따라 구부려질 수 있다.
또한, 상기 고정부재는 판상으로 형성될 수 있으며, 중심부에는 단자홈이 형성될 수 있다.
상기 단자홈은 상기 음극단자를 관통시킬 수 있다.
상기 고정부재는 상기 베어셀과 이격되어 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은 하나의 금형틀을 이용하여 커버케이스와 고정부재가 일체로 형성되는 케이스 어셈블리를 구비함으로써, 종래보다 배터리 팩 제조공정을 간소화시켜 생산성 및 효율성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 배터리 팩의 제조비용을 절감하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 분해 사시도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 배터리 팩의 부분 결합 사시도이며, 도 1c는 도 1a에 도시된 배터리 팩의 결합 사시도이다. 또한, 도 1d는 도 1c의 A-A선을 따라 자른 부분 단면도이고, 도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스 어셈블리의 일측 및 타측 사시도이고, 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스 어셈블리의 선 조립 사시도이다.
도 1a 내지 도 1d 및 도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 베어셀(110)과, 보호회로모듈(120)과, 케이스 어셈블리(130)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 배터리 팩(100)은 라벨(140)을 더 포함하여 형성된다. 여기서, 상기 케이스 어셈블리(130)은 커버케이스(131)와 고정부재(133)를 포함하며, 상기 커버케이스(131)와 고정부재(133)는 일체로 형성된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예는 상기와 같은 구성을 통해, 조립공정이 단순화되고, 제조비용이 절감되는 배터리 팩(100)을 제공한다.
상기 베어셀(110)은 양극(111)과 음극단자(112)을 갖는 캔형 전지로, 일 단부가 개구된 금속성의 캔(113)에 전극조립체(미도시)와 전해질(미도시)을 수용한 후 캡조립체(114)로 밀폐시킨 구조로 형성된다. 이때, 전극조립체(미도시)의 양극(111)은 상기 캔(113)에 전기적으로 연결된다. 또한, 전극조립체(미도시)의 음극 단자(112)은 상기 캡조립체(114)와 절연되도록 형성된다.
도시하진 않았지만, 상기 전극조립체는 양극판과, 음극판 및 이들 두 전극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구성요소로 한다. 상기 전극조립체는 통상적으로 전기용량을 높이기 위해 양극판 및 음극판 사이에 이들을 절연시키는 세퍼레이터를 개재하여 적층한 후, 와인딩(winding)하여 젤리 롤(jelly roll) 형태로 제조될 수 있다.
상기 캔(113)은 각형 이차전지에서 일 단부가 개방된 개구부를 갖는 대략 직육면체 형상의 금속재질로 이루어지며, 딥 드로잉(deep drawing) 등의 가공방법으로 형성된다. 상기 캔(113)은 상기 고정부재(133)가 밀착되는 제 1 면(113a)과, 이와 대응되는 제 2 면(113b)과, 상기 제 1 면(113a) 및 상기 제 2 면(113b)와 이어지며 캔(113)의 장변을 이루는 제 3 면(113c) 및 제 4 면(113d)으로 이루어진다. 또한, 상기 캔(113)은 제 1 면 내지 제 4 면(113a 내지 113d)의 일단부를 밀폐하는 제 5 면(113e)을 더 포함하며, 상기 제 1 면 내지 제 4 면(113a 내지 113d)의 타단부는 개구되며, 캡조립체(114)에 의해 마감된다. 캔(113)은 경량의 전도성 금속인 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy)으로 형성될 수 있다. 따라서, 캔(113) 자체가 단자역할을 수행하는 것이 가능하게 된다. 상기 캔(113)은 전극조립체와 전해액을 수용하는 용기가 된다.
상기 캡조립체(114)는 상술한 바와 같이, 전극조립체가 수용된 상기 캔(113)의 개구부를 밀봉하게 된다. 상기 캡조립체(114)는 금속성의 캡플레이트(114a) 및 음극단자(112)를 상기 캡플레이트(114a)와 절연시키는 절연가스켓(미도시)을 포함 하여 형성될 수 있다. 여기서, 상기 캡플레이트(114a)와 캔(113)은 전극조립체의 양극(111)으로, 음극단자(112)는 전극조립체의 음극과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 캡조립체(114)는 상기 캡플레이트(114a) 하부에 형성되는 절연플레이트(미도시)와, 상기 절연플레이트 하부에 형성되는 단자플레이트(미도시) 및 상기 단자플레이트(미도시) 하부에 형성되는 절연케이스(미도시)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 보호회로모듈(120)은 베어셀(110)과 전기적으로 연결된다. 상기 보호회로모듈(120)은 절연기판(121)과, 충·방전단자(122) 및 리드탭(123)을 포함하여 형성된다. 여기서, 베어셀(110)과 보호회로모듈(120)의 전기적 연결구조를 살펴보면, 보호회로모듈(120)의 양극(+)은 베어셀(110)의 양극(111)과 제 1 리드탭(123a)에 의해 전기적으로 연결될 수 있고, 보호회로모듈(120)의 음극(-)은 베어셀(110)의 음극단자(112)과 제 2 리드탭(123b)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 베어셀(110)의 양극(111) 및 음극단자(112)은 상기의 극성과는 반대의 극성을 갖도록 형성될 수도 있다.
상기 절연기판(121)은 베이클라이트(bakelite) 또는 에폭시(epoxy)와 같은 고분자 수지로 이루어질 수 있다. 상기 절연기판(121)의 하부에는 다수의 도전성 금속패턴(미도시)이 인쇄된다. 즉, 상기 절연기판(121)은 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)으로 형성된다. 상기 금속패턴(미도시)에는 전계효과 트랜지스터(field effect transistor)와 같은 스위칭 기능이 있는 충·방전 스위칭 소자 등 의 능동소자(미도시)가 솔더링되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 금속패턴(미도시)에는 저항(resistance), 캐패시터(capacitor) 및 인덕터(inductor)와 같은 수동소자(미도시)가 솔더링(soldering)되어 형성될 수 있다. 다수의 상기 수동소자(미도시)는 상기 능동소자(미도시)와 전기적으로 연결되어 다수의 능동소자(미도시) 에 인가되는 전압 및 전류를 설정하여 다수의 능동소자(미도시) 각각이 상호 균형적으로 작동되도록 한다.
한편, 상기 보호회로모듈(120)은 베어셀(110)의 충·방전 이외에 전지의 폭발 및 발화 등에 대한 안정성을 확보하기 위해 안전수단을 구비할 수 있다. 즉, 상기 보호회로모듈(120)은 베어셀(110)의 내부 온도가 상승할 경우, 온도 변화에 따라 전기 저항치가 달라지는 써미스터(thermistor) 또는 상승되는 온도가 임계치 이상으로 상승될 때, 전류의 흐름을 차단하는 PTC(positive temperature coefficient)소자와 같은 안전소자(미도시)를 더 구비할 수 있다.
상기 충·방전 단자(122)는 다수의 능동소자(미도시) 내지 수동소자(미도시)가 실장되는 절연기판(121)의 하부와 대응되는 상부에 형성된다. 또한, 상기 충·방전 단자(122)는 금속패턴(미도시)과 전기적으로 연결된다. 상기 충·방전 단자(122)는 양극단자(122a), 보조단자(122b) 및 음극단자(122c)를 포함하여 형성된다. 이러한 상기 충·방전 단자(122)는 베어셀(110)과 외부 시스템(미도시)을 전기적으로 접속시키는 통로 역할을 하게 된다.
상기 리드탭(123)은 중앙 부분이 절곡되어 베어셀(110)의 양극(111)과 전기적으로 연결되는 제 1 리드탭(123a) 및 중앙 부분이 절곡되어 베어셀(110)의 음극 단자(112)과 전기적으로 연결되는 제 2 리드탭(123b)을 포함하여 형성된다. 상기 리드탭(123)은 베어셀(110)과 보호회로모듈(120)을 전기적으로 접속시키는 역할을 한다.
상기 케이스 어셈블리(130)는 커버케이스(131)와 고정부재(133) 및 연결부(135)를 포함하여 형성된다. 상기 케이스 어셈블리(130)는 연결부(135)를 기준으로 구분되는 커버케이스(131)와 고정부재(133)가 일체로 형성되어 이루어진 플라스틱 케이스이다. 상기 케이스 어셈블리(130)는 폴리카보네이트(polycarbonate)와 같은 수지물을 일체로 사출 성형하여 제조된다. 즉, 종래에는 커버케이스와 고정부재를 각각 다른 금형틀에서 단품으로 제조하고, 이들을 상호 조립하는 방식으로 팩 제조공정을 진행하였지만, 본 발명에서는 하나의 금형틀을 이용하여 커버케이스(131)와 고정부재(133)가 하나로 이어지는 케이스 어셈블리(130)를 제작함으로써, 배터리 팩(100)의 제조공정을 종래보다 단순화 및 간소화시킬 수 있고, 제조비용 또한 절감시킬 수 있다. 이러한 상기 케이스 어셈블리(130)는 베어셀(110)과 보호회로모듈(120)을 밀착시키고, 보호회로모듈(120)을 외부 충격으로부터 보호하고, 베어셀(110)과 보호회로모듈(120)의 단락을 방지하는 역할을 한다.
상기 커버케이스(131)는 연결부(135)를 통하여 상기 고정부재(133)와 연결되어 이어져 형성된다. 또한, 상기 커버케이스(131)는 상부커버(131a), 제 1 측면커버(131b) 및 제 2 측면커버(131c)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 커버케이스(131)는 고정부재(133)의 결합돌기(133e)와 결합되는 결합홀(131d)을 더 포함하 여 형성된다. 또한, 상기 커버케이스(131)는 충·방전 단자(122)를 외부로 노출시키는 충·방전 단자홀(131e)을 더 포함하여 형성된다. 여기서, 상기 상부커버(131a)는 보호회로모듈(120)을 상부에서 감싸는 형태로 형성된다. 또한, 상기 상부커버(131a)는 일측에 형성되는 충·방전 단자홀(131e)을 통해 보호회로모듈(120)의 상부면에 형성되는 충·방전 단자(122)를 외부에 노출시킨다. 또한, 상기 제 1 측면커버(131b) 및 상기 제 2 측면커버(131c)는 각각 상기 상부커버(131a)의 양단부에서 이어져 형성되고, 상기 제 1 리드탭(123a) 및 상기 제 2 리드탭(123b)이 위치되는 베어셀(110)의 상부면에 대응되어 덮는 형태로 형성된다. 상기 제 1 측면커버(131b) 및 상기 제 2 측면커버(131c)는 금속성의 제 1 리드탭(123a) 및 상기 제 2 리드탭(123b)이 외부의 도전체(미도시)와 닿아 단락(short)되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.
상기 고정부재(133)는 상대적으로 넓은 면으로 이루어지는 제 1 측면(133a)과 이와 대응되는 제 2 측면(133b) 및 상대적으로 좁은 면으로 이루어지는 제 3 측면(133c)와 이와 대응되는 제 4 측면(133d)을 포함하여 형성된다. 여기서, 상기 제 1 측면(133a)은 캔(113)의 제 1 면(113a)에 밀착되는 고정부재(133)의 측면이고, 상기 제 2 측면(133b)은 보호회로모듈(120)과 밀착되는 고정부재(133)의 측면이다. 또한, 상기 제 3 측면(133c)는 연결부(135)와 연결되는 측면이고, 상기 제 4 측면(133d)에는 결합돌기(133e)가 형성된다. 이때, 상기 제 3 측면(133c)과 제 4 측면(133d)은 비대칭으로 형성된다. 즉, 상기 제 3 측면(133c)과 상기 제 4 측면(133d)은 각각 제 1 측면(133a)에서부터 제 2 측면(133b)까지의 거리가 다르게 형성된다. 이는 커버케이스의 마주보는 장측벽이 비대칭적인 구조이므로, 케이스 어셈블리(130)의 선 조립 완료 시 상기 제 3 측면(133c)과 제 4 측면(133d)이 수평을 이룰 수 있게 하기 위함이다. 한편, 상기 고정부재(133)는 상기 보호회로모듈(120)을 안착시키고 고정하는 역할을 한다. 상기 고정부재(133)는 상기 커버케이스(131)와 연결부(135)를 이루며 이어져 형성된다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 연결부(135)는 상기 고정부재(133)의 제 3 측면(133c)과 상기 상부커버(131a)의 일측 장변이 끊어짐 없이 연속적으로 맞닿아 이어진 영역으로 정의된다. 한편, 배터리 팩(100) 제조공정이 완료되면, 상기 고정부재(133)의 제 1 측면(133a)은 상기 베어셀(110)의 장변에 대응되며, 보다 상세하게는 캔(113)의 제 1 면(113a)에 밀착되도록 위치된다. 도시한 바와 같이, 캔(113)의 제 1 면(113a)이 볼록한 라운드 형태로 형성될 경우, 고정부재(133)의 제 1 측면(133a)은 오목한 라운드 형태로 형성되어 배터리 팩(100) 조립 시 캔(113)의 제 1 면(113a)에 밀착된다. 하지만, 캔(113)의 제 1 면(113a)이 판상으로 형성될 경우, 이와 밀착되는 고정부재(133)의 제 1 측면(133a) 또한 판상으로 형성될 수 있는 바, 본 발명에서 캔(113)의 제 1 면(113a)과 밀착되는 고정부재(133)의 제 1 측면(133a)에 대한 형상을 한정하는 것은 아니다. 상기 고정부재(133)의 제 2 측면(133b)은 상기 보호회로모듈(120)의 하면과 밀착될 수 있도록 판상으로 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 고정부재(133)는 결합돌기(133e)를 포함하여 형성된다. 상기 결합돌기(133e)는 고정부재(133)의 제 3 측면(133c)과 대응되는 고정부재(133)의 제 4 측면(133d)에 적어도 하나 형성될 수 있다. 또한, 상기 결합돌기(133e)는 상부커버(131a)에 형성되는 결 합홀(131d)에 상응되는 위치에 형성된다. 배터리 팩(100) 조립 시 상기 결합홀(131d)과 상기 결합돌기(133e)는 일대일로 대응되어 억지끼움 방식으로 결합된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100) 조립 시 일체로 형성되는 커버케이스(131)와 고정부재(133)의 조립 구조에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 케이스 어셈블리(130)가 베어셀(110)에 결합되기 전에, 케이스 어셈블리(130)의 상부커버(131a) 내측으로 보호회로모듈(120)이 끼워져 삽입된다. 이때, 보호회로모듈(120)의 충·방전 단자(122)가 상부커버(131a)의 충·방전 단자홀(131e)을 통해 외부로 노출되도록 정 위치시킨다. 다음으로, 보호회로모듈(120)이 케이스 어셈블리(130)에 정 위치되어 장착된 후, 상부커버(131a)의 일측 장변과 고정부재(133)의 제 3 측면(133c)이 만나 이루는 연결부(135)를 상부커버(131a)의 타측 장변 방향으로 구부려 절곡시키게 된다. 다음으로, 상부커버(131a)의 타측 장변에 형성되어 있는 결합홀(131d)에 고정부재(133)의 제 4 측면(133d)에 형성되어 있는 결합돌기(133e)를 억지끼움 방식으로 끼워 결합시키면, 베어셀(110)과 결합 전, 케이스 어셈블리(130)의 선 조립공정이 완료된다. 상술한 바와 같이, 사전에 보호회로모듈(120)을 케이스 어셈블리(130)에 장착한 후, 베어셀(110)과 결합시키는 공정을 진행하면, 종래보다 작업 효율을 더욱 향상시키는 것이 가능하게 된다. 이때, 베어셀(110)과 고정부재(133)의 밀착성 및 결합력을 향상시키기 위해 이들 사이에 접착부(139)를 형성할 수 있다. 즉, 커버케이스(131)와 고정부재(133)가 일 체로 형성되는 케이스 어셈블리(130)를 구비하여 공정을 간소화, 단순화시키는 효과뿐만 아니라 보호회로모듈(120)을 케이스 어셈블리(130)에 선 조립함으로써, 베어셀(110)을 배터리 팩(100)으로 제조할 시 종래에 발생되는 조립오차를 미연에 방지하는 것이 가능하게 되고, 이로 인해, 종래보다 효율적으로 배터리 팩(100)을 조립하는 것이 가능하게 된다.
상기 라벨(140)은 베어셀(110)을 감싸는 형태로 형성된다. 이때, 상기 라벨(140)은 접착제에 의해 베어셀(110)과 케이스 어셈블리(130)에 접착될 수 있다. 상기 라벨(140)의 외부면에는 배터리 팩(100)의 용량 및 제품번호와 같은 정보가 인쇄될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 커버케이스(131)와 고정부재(133)가 일체로 형성되어 이루어지는 케이스 어셈블리(130)를 구비한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 하나의 금형틀을 이용하여 커버케이스(131)와 고정부재(133)가 하나로 이어지는 케이스 어셈블리(130)를 구비함으로써, 종래보다 배터리 팩(100) 제조공정을 간소화시켜 생산성 및 효율성을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 종래에 고정부재를 성형하기 위해 사용되던 금형틀 자체가 불필요하게 되므로, 이에 따른 제조비용 또한 절감시킬 수 있게 된다.
다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이스 어셈블리의 일측 사시도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩과 비교하여 연결부의 구조만 다를 뿐, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩과 동일한 구성요소를 가지므로, 케이스 어셈블리를 제외한 나머지 동일한 구성요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에서는 본 발명의 일 실시예와 차이를 갖는 케이스 어셈블리의 연결부에 대해서 중점적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은 베어셀(100)과, 보호회로모듈(120)과, 케이스 어셈블리(230)를 포함하여 형성된다. 상기 케이스 어셈블리(230)는 커버케이스(231)와 고정부재(233)가 연결부(235)를 이루며 일체로 형성된다. 상기 케이스 어셈블리(230)는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스 어셈블리(130)와 동일한 물질 및 동일한 가공방법으로 형성되고, 동일한 역할을 수행한다.
도 3을 참조하면, 상기 케이스 어셈블리(230)는 커버케이스(231)와 고정부재(233) 및 연결부(235)를 포함하여 형성된다. 상기 케이스 어셈블리(230)는 연결부(235)를 기준으로 구분되는 커버케이스(231)와 고정부재(233)가 일체로 형성되어 이루어진 플라스틱 케이스이다.
상기 커버케이스(231)는 연결부(235)를 통하여 상기 고정부재(233)와 연결되어 이어져 형성된다. 또한, 상기 커버케이스(231)는 상부커버(231a), 제 1 측면커버(231b) 및 제 2 측면커버(231c)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 커버케이 스(231)는 보호회로모듈(120)의 충·방전 단자(122)를 외부로 노출시키는 충·방전 단자홀(231e)을 더 포함하여 형성된다.
상기 고정부재(233)는 상대적으로 넓은 면으로 이루어지는 제 1 측면(233a)과 이와 대응되는 제 2 측면(233b) 및 상대적으로 좁은 면으로 이루어지는 제 3 측면(233c)와 이와 대응되는 제 4 측면(233d)을 포함하여 형성된다. 상기 제 1 측면(233a)은 캔(113)의 제 1 면(113a)에 밀착되는 고정부재(233)의 측면이고, 상기 제 2 측면(233b)은 보호회로모듈(120)과 밀착되는 고정부재(233)의 측면이다. 또한, 상기 제 3 측면(233c)는 연결부(235)와 연결되는 측면이고, 상기 제 4 측면(133d)에는 결합돌기(미도시)가 형성되어 상부커버(231a)에 이와 상응되어 형성되는 결합홀(미도시)과 억지끼움 방식으로 결합될 수 있다. 상기 고정부재(233)는 상기 커버케이스(231)와 연결부(235)를 이루며 이어져 형성된다. 여기서, 상기 연결부(235)는 적어도 하나의 힌지홀(hinge hole)(235a)를 포함한다. 따라서, 상기 연결부(235)는 상기 힌지홀(235a)에 의해 불연속적으로 이어지는 형태로 형성된다. 상기 힌지홀(235a)은 보호회로모듈(120)을 케이스 어셈블리(230)에 장착하는 선 조립공정 시 연결부(235)가 보다 잘 구부려지도록 하는 역할을 한다. 즉, 상기 힌지홀(235a)은 연결부(235)의 유연성을 강화시키는 구조로 작용된다. 이때, 상기 힌지홀(235a)은 하나의 홀로 형성되는 것보다 복수개가 등 간격으로 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은 연결부(235)에 힌지홀(235a)을 형성함으로써, 보호회로모듈(120)을 케이스 어셈블리(230)에 장 착하는 선 조립공정의 작업성을 보다 향상시킬 수 있다.
다음은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 분해 사시도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩은 세로 실장형 배터리 팩으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 가로 실장형 배터리 팩과 비교하여 구성요소의 형성 위치와, 이에 따른 세부 구조만 다소 차이가 있을 뿐, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩과 동일한 목적 및 효과를 나타내는 구성요소를 가지므로, 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면부호를 부여하고 중복된 설명은 생략하기로 한다. 이에 따라, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 본 발명의 일 실시예와 차이를 갖는 세로 실장형 배터리 팩을 구성하는 케이스 어셈블리에 대해서 중점적으로 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩(300)은 세로 실장형 배터리 팩으로, 베어셀(100)과, 보호회로모듈(320)과, 케이스 어셈블리(330)를 포함하여 형성된다.
상기 보호회로모듈(320)은 절연기판(321)과, 양극단자(322a), 보조단자(322b), 음극단자(322c)로 구성되는 충·방전 단자(322) 및 리드탭(323)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 보호회로모듈(320)은 용접홀(324)을 더 포함하여 형성된다. 여기서, 상기 용접홀(324)은 저항 용접을 위한 통로를 제공하며, 상기 용접 홀(324)을 통해 저항 용접봉이 내려와 하부에 위치되는 베어셀(110)의 음극단자(112) 및 이차보호소자(미도시)와 전기적으로 연결되는 도전플레이트(미도시)를 용접하게 된다. 한편, 베어셀(110)의 양극은 보호회로모듈(320)의 일단부에 형성되는 리드탭(323)을 통해 보호회로모듈(320)의 양극(+)과 연결된다. 상기 보호회로모듈(320)은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호회로모듈(120)과 비교하여 형성위치에 따른 약간의 형태적인 차이만 있을 뿐 본 발명의 일 실시예에 따른 보호회로모듈(120)과 동일한 물질 및 동일한 제조방법으로 형성되고, 동일한 역할을 수행한다.
상기 케이스 어셈블리(330)는 커버케이스(331)와 고정부재(333) 및 연결부(335)를 포함하여 형성된다. 상기 케이스 어셈블리(330)는 연결부(335)를 기준으로 구분되는 커버케이스(331)와 고정부재(333)가 일체로 형성되어 이루어진 플라스틱 케이스이다. 상기 케이스 어셈블리(330)는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스 어셈블리(130)와 동일한 물질 및 동일한 가공방법으로 형성되고, 동일한 역할을 수행한다.
상기 커버케이스(331)는 연결부(335)를 통하여 상기 고정부재(333)와 연결되어 이어져 형성된다. 또한, 상기 커버케이스(331)는 보호회로모듈(320)의 충·방전 단자(322)를 외부로 노출시키는 충·방전 단자홀(331e)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 커버케이스(331)는 상기 고정부재(333)의 결합돌기(333e)와 결합되는 결합홀(미도시)을 더 포함하여 형성된다.
상기 고정부재(333)는 상기 보호회로모듈(320)을 안착시키고 고정하는 역할을 한다. 상기 고정부재(333)는 상기 커버케이스(331)와 연결부(335)를 이루며 이어져 형성된다. 상기 연결부(335)는 본 발명의 일 실시예와 같이 연속적으로 이어진 형태로 형성될 수 있고, 또한, 상기 연결부(335)는 본 발명의 다른 실시예와 같이 불연속적으로 이어진 형태로 형성될 수 있다. 한편, 세로 실장형 배터리 팩(300)은 보호회로모듈(320)이 베어셀(110)의 음극단자(112) 상부에 형성되는 구조이므로, 상기 고정부재(333)의 중심부에는 보호회로모듈(320)의 용접홀(324)에 상응되고, 베어셀(110)의 음극단자(112)를 관통시키는 단자홈(333b)이 형성된다. 여기서, 통상적으로, 세로 실장형 배터리 팩(300)의 경우 보호회로모듈(320)과 베어셀(110)의 단락을 방지하기 위한 방법으로 베어셀(110) 상부면에 절연테이프를 부착하는 방법이 주로 사용된다. 하지만, 절연테이프를 부착하기 위해서는 이에 따른 부수적인 인력 및 공정이 수반되어야 한다. 하지만, 본 발명의 또 다른 실시예와 같이 커버케이스(331)와 고정부재(333)가 일체로 형성되는 케이스 어셈블리(330)를 구비하면, 보호회로모듈(320)을 선 조립하는 것이 가능하여 종래의 부수적인 공정을 생략하는 것이 가능하게 된다. 이때, 상기 고정부재(333)의 두께는 베어셀(110)과 보호회로모듈(120)을 이격시키는 리드탭(323)의 설치 두께보다 얇게 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 고정부재(333)는 판상으로 형성되고, 상기 연결부(335)와 대응되는 고정부재(333)의 타측벽에는 적어도 하나의 결합돌기(333e)가 형성될 수 있다. 상기 결합돌기(333e)는 케이스 어셈블리(330)의 선 조립공정 시 상기 커버케이스(331)의 결합홀(미도시)에 억지끼움 방식으로 결합될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 세로 실장형 배터리 팩(300)의 조립공정에 대해 간단히 살펴보면, 먼저, 베어셀(110)의 상부에 보호회로모듈(320)을 정 위치시키고, 리드탭(323)과 베어셀(110)을 레이저 용접을 통해 접합하고, 음극단자(112)와 보호회로모듈(320)을 저항 용접을 통해 접합하게 된다. 다음으로, 베어셀(110)과 보호회로모듈(320)의 이격된 공간 사이로 케이스 어셈블리(330)의 고정부재(333)를 측부에서 밀어 넣게 된다. 이때, 고정부재(333)의 단자홈(333b) 내측으로 음극단자(112)가 위치되도록 해야 함은 물론이다. 다음으로, 케이스 어셈블리(330)의 커버케이스(331)를 구부려 결합시키면 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩(300) 조립 공정이 완료된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩(300)은 커버케이스(331)와 고정부재(333)가 일체로 형성되어 이루어지는 케이스 어셈블리(330)를 구비한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩(300)은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)과 같은 케이스 어셈블리(130)의 선 조립공정은 진행할 수 없지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)과 마찬가지로, 종래보다 배터리 팩(300) 제조공정을 간소화시켜 생산성 및 효율성을 향상시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당 해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 분해 사시도.
도 1b는 도 1a에 도시된 배터리 팩의 부분 결합 사시도.
도 1c는 도 1a에 도시된 배터리 팩의 결합 사시도.
도 1d는 도 1c의 A-A선을 따라 자른 부분 단면도.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스 어셈블리의 일측 및 타측 사시도.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스 어셈블리의 선 조립 사시도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이스 어셈블리의 일측 사시도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 분해 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
배터리 팩 : 100, 300 베어셀 : 110
보호회로모듈 : 120, 320 케이스 어셈블리 : 130, 230, 330
커버케이스 : 131, 231, 331 결합홀 : 131d
고정부재 : 133, 233, 333 결합돌기 : 133e, 333e
연결부 : 135, 235, 335 힌지홀 : 235a

Claims (19)

  1. 베어셀;
    상기 베어셀과 전기적으로 연결되는 보호회로모듈; 및
    상기 베어셀에 밀착되고, 상기 보호회로모듈을 내측에 수용하며, 일체로 형성되는 커버케이스와 고정부재로 이루어지는 케이스 어셈블리;를 포함하며,
    상기 고정부재는 보호회로모듈과 베어셀 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버케이스는 상부커버와, 상기 상부커버의 양단부에 형성되는 제 1 측면커버 및 제 2 측면커버로 이루어지고, 상기 고정부재는 제 1 측면과, 상기 제 1 측면과 대응되는 제 2 측면과, 상기 제 1 측면 및 상기 제 2 측면의 일단에 이어져 형성되는 제 3 측면과, 상기 제 1 측면 및 상기 제 2 측면의 타단에 이어져 형성되는 제 4 측면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상부커버의 일측벽은 상기 제 3 측면과 연결부를 이루며 이어져 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 측면은 상기 베어셀의 단측벽에 대응되는 형태로 이루어져 상기 베어셀의 단측벽에 밀착되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 측면은 판상으로 이루어지며, 상기 보호회로모듈에 밀착되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 3 측면 및 상기 제 4 측면은 비대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 상부커버의 타측벽에는 결합홀이 적어도 하나 형성되고, 상기 제 4 측면에는 상기 결합홀에 상응되는 위치에 결합돌기가 적어도 하나 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 결합홀과 상기 결합돌기는 일대일로 대응되어 억지끼움 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결부는 끊어짐 없이 연속적으로 이어진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 커버케이스와 상기 고정부재는 상기 연결부를 따라 구부려지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결부는 불연속적으로 이어진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 연결부는 적어도 하나의 힌지홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 커버케이스와 상기 고정부재는 상기 연결부를 따라 구부려지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 음극단자를 포함하는 베어셀;
    상기 음극단자에 상응되는 상부에 위치되고, 상기 베어셀과 전기적으로 연결되는 보호회로모듈; 및
    상기 베어셀에 밀착되고, 상기 보호회로모듈을 내측에 수용하며, 일체로 형성되는 커버케이스와 고정부재로 이루어지는 케이스 어셈블리;를 포함하며,
    상기 고정부재는 보호회로모듈과 베어셀 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 커버케이스와 상기 고정부재는 연결부를 통해 이어져 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 커버케이스와 상기 고정부재는 상기 연결부를 따라 구부려지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 고정부재는 판상으로 형성되며, 중심부에는 단자홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 단자홈은 상기 음극단자를 관통시키는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 베어셀과 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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