KR101036101B1 - 배터리 팩 및 배터리 팩 스택 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 배터리 셀 또는 복수의 배터리 팩 간에 밸런스가 좋은 배터리 팩 및 배터리 팩 스택에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 각각 제 1 도전성 단자 및 제 2 도전성 단자를 포함하며, 일측에서 타측으로 배열되는 복수의 배터리 셀, 복수의 배터리 셀의 제 1 도전성 단자들을 전기적으로 연결하도록 형성되는 제 1 도전성 탭, 복수의 배터리 셀의 제 2 도전성 단자들을 전기적으로 연결하도록 형성되는 제 2 도전성 탭, 제 1 도전성 탭의 일측에 전기적으로 연결되며, 외부기기와 전기적으로 연결되기 위한 제 1 도전성 외부 단자 및 제 2 도전성 탭의 타측에 전기적으로 연결되며, 외부기기와 전기적으로 연결되기 위한 제 2 도전성 외부 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 개시한다.
또한, 각각 제 1 도전성 외부 단자와 제 2 도전성 외부 단자를 포함하며, 일단에서 타단으로 배열되는 복수의 배터리 팩, 일단에 제 1 접촉부가 형성되며, 제 1 도전성 외부 단자들을 전기적으로 연결하는 제 1 도전성 외부 탭 및 타단에 제 2 접촉부가 형성되며, 제 2 도전성 외부 단자들을 전기적으로 연결하는 제 2 도전성 외부 탭을 포함하며, 제 1 접촉부와 제 2 접촉부는 외부기기와 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 스택을 개시한다.
Figure R1020090115964
배터리 셀, 배터리 팩, 배터리 팩 스택, 병렬, 밸런스

Description

배터리 팩 및 배터리 팩 스택{BATTERY PACK AND STACKED BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 팩 및 배터리 팩 스택에 관한 것이다.
일반적으로 노트북, PDA(Personal Digital Assistants) 및 캠코더 등과 같은 휴대용 외부 전자기기에 사용되는 배터리 팩은 배터리 셀이 갖는 용량의 한계 때문에 여러 개의 배터리 셀을 하나로 묶어서 제조하고 있다. 그리고, 전기자동차나 무정전전원장치(UPS) 등과 같이 휴대용 전자기기보다 큰 용량을 필요로 하는 경우, 상기 배터리 팩은 복수개가 재차 전기적으로 연결되어 스택된 상태로 사용되고 있다.
그런데, 종래의 배터리 팩은 내부에 전기적으로 서로 병렬 연결되는 복수의 배터리 셀을 수용하는 경우, 일측의 배터리 셀에서 양극과 음극을 모두 인출하여, 외부기기에 전기적으로 연결되는 구조를 하고 있었다. 마찬가지로, 종래의 배터리 팩 스택은 전기적으로 서로 병렬 연결되는 복수의 배터리 팩을 포함하는 경우, 일측의 배터리 팩에서 양극과 음극을 모두 인출하여, 외부기기와 연결되는 구조를 하고 있었다.
하지만, 이러한 종래의 배터리 팩 또는 배터리 팩 스택은 외부기기와 연결되 어 충·방전될 시, 양극과 음극이 모두 인출된 쪽의 배터리 셀 또는 배터리 팩이 반대편의 배터리 셀 또는 배터리 팩들에 비하여 충·방전이 빨리 이루어진다. 그래서, 상대적으로 양극과 음극이 모두 인출된 쪽의 배터리 셀 또는 배터리 팩이 반대편의 배터리 셀에 비하여, 상대적으로 발열이 많이 일어난다. 이러한 상태가 계속되면, 양극과 음극이 모두 인출된 쪽의 배터리 셀 또는 배터리 팩은 충·방전을 거듭할수록 열화의 정도가 심하게 된다. 따라서, 배터리 셀 또는 배터리 팩은 상호간에 수명의 차이가 나타나는 문제도 발생하였다.
본 발명의 목적은 복수의 배터리 셀 또는 복수의 배터리 팩 간에 밸런스가 좋은 배터리 팩 및 배터리 팩 스택을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 배터리 팩은 각각 제 1 도전성 단자와 제 2 도전성 단자를 포함하며, 일측에서 타측으로 배열되는 복수의 배터리 셀; 상기 복수의 배터리 셀의 제 1 도전성 단자들을 전기적으로 연결하도록 형성되는 제 1 도전성 탭; 상기 복수의 배터리 셀의 제 2 도전성 단자들을 전기적으로 연결하도록 형성되는 제 2 도전성 탭; 상기 제 1 도전성 탭의 일측에 전기적으로 연결되며, 외부기기와 전기적으로 연결되기 위한 제 1 도전성 외부 단자; 및 상기 제 2 도전성 탭의 타측에 전기적으로 연결되며, 외부기기와 전기적으로 연결되기 위한 제 2 도전성 외부 단자를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 배터리 셀을 내부에 수용하고, 상기 제 1 도전성 외부 단자와 상기 제 2 도전성 외부단자를 고정하기 위한 배터리 케이스를 포함할 수 있다.
더불어, 상기 제 1 도전성 외부 단자는 상기 배터리 셀의 상부에 형성되고, 상기 제2 도전성 외부 단자는 상기 배터리 셀의 하부에 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 도전성 외부 단자와 제 2 도전성 외부 단자는 상기 배터리 케이스의 일 측면에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1 도전성 외부 단자와 제 2 도전성 외부 단자는 상기 배터리 케이스의 상면에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 제 1 도전성 탭과 제 2 도전성 탭은 판상으로 형성되며, 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 그 등가물 중 어느 하나 혹은 그 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1 도전성 탭과 상기 제 1 도전성 외부 단자는 제 1 도전성 와이어에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 도전성 탭과 상기 제 2 도전성 외부 단자는 제 2 도전성 와이어에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1 도전성 탭과 상기 제 1 도전성 와이어가 연결되는 부분은 상기 제 1 도전성 탭의 일단이고, 상기 제 2 도전성 탭과 상기 제 2 도전성 와이어가 연결되는 부분은 상기 제 2 도전성 탭의 타단이며, 상기 제 1 도전성 탭의 일단과 상기 제 2 도전성 탭의 타단은 상기 일측에서 타측으로 배열되는 배터리 셀을 기준으로 서로 반대편에 위치한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 배터리 셀은 원통형의 이차 전지인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 배터리 팩 스택은 각각 제 1 도전성 외부 단자와 제 2 도전성 외부 단자를 포함하며, 일단에서 타단으로 배열되는 복수의 배터리 팩; 일단에 제 1 접촉부가 형성되며, 상기 제 1 도전성 외부 단자들을 전기적으로 연결하는 제 1 도전성 외부 탭; 및 타단에 제 2 접촉부가 형성되며, 상기 제 2 도전성 외부 단자들을 전기적으로 연결하는 제 2 도전성 외부 탭을 포함하며, 상기 제 1 접촉부와 상기 제 2 접촉부는 외부기기와 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 배터리 팩은 각각 제 1 도전성 단자 및 제 2 도전성 단자를 포함하며, 서로 전기적으로 연결되어 있는 복수의 배터리 셀; 및 상기 복수의 배터리 셀을 내부에 수용하며, 상기 제 1 도전성 외부 단자와 상기 제 2 도전성 외부 단자를 고정하기 위한 배터리 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
더불어, 상기 복수의 배터리 셀의 전기적 연결은 직렬 연결인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 복수의 배터리 셀의 전기적 연결은 병렬 연결인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩은 상기 복수의 배터리 셀이 상기 배터리 케이스의 일측에서 타측으로 나란히 배열되며, 상기 복수의 배터리 셀의 상기 제 1 도전성 단자들을 전기적으로 연결하도록 형성되는 제 1 도전성 탭; 및 상기 복수의 배터리 셀의 상기 제 2 도전성 단자들을 전기적으로 연결하도록 형성되는 제 2 도전성 탭을 포함하며, 상기 제 1 도전성 탭의 일측단은 상기 제 1 도전성 외부 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 도전성 탭의 타측단은 상기 제 2 도전성 외부 단자와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1 도전성 외부 단자는 상기 배터리 셀의 상부에 형성되고, 상기 제 2 도전성 외부 단자는 상기 배터리 셀의 하부에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1 도전성 외부 단자와 제 2 도전성 외부 단자는 상기 배터리 케이스의 일 측면에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1 도전성 외부 단자와 제 2 도전성 외부 단자는 상기 배터리 케이스의 상면에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 배터리 셀은 원통형의 이차 전지인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같이 하여, 본 발명에 따른 배터리 팩은 복수의 배터리 셀 상호간에 충·방전량이 고르게 되어, 배터리 셀 간의 밸런스가 양호하다. 따라서, 일측의 배터리 셀이 상대적으로 열화 현상이 지속되는 것을 방지할 수 있다. 그래서, 배터리 셀들의 수명이 고르고 안전 사고의 위험이 줄어들게 된다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩 스택은 복수의 배터리 팩의 충·방전이 고르게 되어, 배터리 팩 간의 밸런스가 양호하다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩 스택은 일단의 배터리 팩만 온도가 올라가는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 이에 따라 배터리 팩간의 고른 온도 분포가 나타나므로, 배터리 팩들의 수명이 고르고 안전 사고의 위험이 줄어들게 된다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 배터리 셀과 도전성 탭의 결합상태를 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩을 간략히 나타낸 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 복수의 배터리 셀(110), 제 1 도전성 탭(121), 제 2 도전성 탭(122), 배터리 케이스(130), 제 1 도전성 외부 단자(141), 제 2 도전성 외부 단자(142), 제 1 도전성 와이어(151) 및 제 2 도전성 와이어(152)를 포함하여 형성될 수 있다.
배터리 셀(110)은 제 1 도전성 단자(111) 및 제 2 도전성 단자(112)를 포함하여 형성될 수 있다. 그리고, 배터리 셀(110)은 원통형으로 형성될 수 있다. 또한, 배터리 셀(110)은 충전 및 방전이 가능한 이차 전지(Secondary battery)가 사용될 수 있다. 특히, 작동전압이 3.6V 이상으로 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높은 원통형 리튬 이차 전지가 사용될 수 있다. 배터리 셀(110)은 도 1 및 도 2에서는 10개로 나타냈지만, 그 개수를 한정하는 것은 아니다. 복수의 배터리 셀(110)은 제 1 배터리 셀 내지 제 10 배터리 셀(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f, 110g, 110h, 110i, 110j)로 구분하였다. 제 1 배터리 셀 내지 제 10 배터리 셀(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f, 110g, 110h, 110i, 110j)은 일측에서 타 측으로 나란히 배열될 수 있다.
제 1 도전성 단자(111)는 배터리 셀(110)의 상부에 형성될 수 있다. 그리고,제 1 도전성 단자(111)는 배터리 셀(110) 내 전극 조립체(미도시)의 양극과 전기적으로 연결되어, 양극을 띨 수 있다.
제 2 도전성 단자(112)는 배터리 셀(110)의 하부에 형성될 수 있다. 그리고,제 2 도전성 단자(112)는 배터리 셀(110) 내 전극 조립체(미도시)의 음극과 전기적으로 연결되어, 음극을 띨 수 있다.
제 1 도전성 탭(121)은 제 1 배터리 셀 내지 제 10 배터리 셀(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f, 110g, 110h, 110i, 110j) 각각의 제 1 도전성 단자(111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f, 111g, 111h, 111i, 111j)가 전기적으로 연결될 수 있도록 형성된다. 그리고, 제 1 도전성 탭(121)은 판상으로 형성될 수 있다. 또한, 제 1 도전성 탭(121)의 일측에는 후술하는 제 1 도전성 외부 단자(141)와 직접 접촉하여 전기적으로 연결되거나, 다른 도전성 물질에 의하여 전기적으로 연결될 수 있는 제 1 접촉부(121a)가 형성될 수 있다. 바람직하게는, 제 1 접촉부(121a)는 제 1 도전성 탭(121)의 일단에 형성될 수 있다. 또한, 제 1 도전성 탭(121)은 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 그 등가물 중 어느 하나 혹은 그 조합으로 이루어질 수 있다. 다만, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
제 2 도전성 탭(122)은 제 1 배터리 셀 내지 제 10 배터리 셀(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f, 110g, 110h, 110i, 110j) 각각의 제 2 도전성 단자(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h, 112i, 112j)가 전기적으로 연결될 수 있도록 형성된다. 그리고, 제 2 도전성 탭(122)은 판상으로 형성될 수 있다. 또한, 제 2 도전성 탭(122)의 타측에는 후술하는 제 2 도전성 외부 단자(142)와 직접 접촉하여 전기적으로 연결되거나, 다른 도전성 물질에 의하여 전기적으로 연결될 수 있는 제 2 접촉부(122a)가 형성될 수 있다. 바람직하게는, 제 2 접촉부(122a)는 제 2 도전성 탭(122)의 타단에 형성될 수 있다. 또한, 제 2 도전성 탭(122)은 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 그 등가물 중 어느 하나 혹은 그 조합으로 이루어질 수 있다. 다만, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
배터리 케이스(130)는 내부에 공간이 형성된 박스 형태일 수 있다. 배터리 케이스(130)는 배터리 셀(110), 제 1 도전성 탭(121) 및 제 2 도전성 탭(122)을 내부 공간에 수용하도록 형성될 수 있다. 그리고, 후술하는 제 1 도전성 외부 단자(141) 및 제 2 도전성 외부 단자(142)를 고정하도록 형성될 수 있다. 또한, 배터리 케이스(130)는 절연성 수지 등으로 형성될 수 있다. 또한, 배터리 케이스(130)는 내부에 수용되는 배터리 셀(110) 등을 충격 및 먼지 등의 외부 환경으로부터 보호한다.
제 1 도전성 외부 단자(141)는 복수의 배터리 셀(110) 중 제 1 도전성 탭(121)의 제 1 접촉부(121a)와 가까운 곳에 위치하는 타측의 배터리 셀(110j)과 가까운 배터리 케이스(130)의 일 측면(130a)에 형성될 수 있다. 그리고, 제 1 도전성 외부 단자(141)는 제 1 도전성 탭(121)의 제 1 접촉부(121a)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제 1 도전성 외부 단자(141)는 다른 배터리 팩 혹은 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있도록 배터리 케이스(130)의 외측으로 노출되어 형성될 수 있다.
제 2 도전성 외부 단자(142)는 제 1 도전성 외부 단자(141)가 형성된 배터리 케이스(130)의 일 측면(130a)에 형성될 수 있다. 그리고, 제 2 도전성 외부 단자(142)는 제 2 도전성 탭(122)의 제 2 접촉부(122a)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제 2 도전성 외부 단자(142)는 다른 배터리 팩 혹은 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있도록 배터리 케이스(130)의 외측으로 노출되어 형성될 수 있다.
제 1 도전성 외부 단자(141)와 제 2 도전성 외부 단자(142)가 배터리 케이스(130)의 일 측면(130a)에 형성됨에 따라, 복수개의 상기 배터리 팩(100)을 상부로 쌓아 올리는 배터리 팩 스택 구조가 형성 가능하다.
제 1 도전성 와이어(151)는 제 1 도전성 탭(121)의 제 1 접촉부(121a)와 제 1 도전성 외부 단자(141)를 전기적으로 연결하도록 형성될 수 있다. 그리고, 제 1 도전성 와이어(151)는 제 1 도전성 탭(121)의 제 1 접촉부(121a)와 가까운 배터리 케이스(130)의 일 측면(130a)에 형성되어 상대적으로 길이가 짧게 형성된다. 또한, 제 1 도전성 와이어(151)는 내부에 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 그 등가물 중 어느 하나 혹은 그 조합으로 이루어진 금속을 포함하고, 그 외부를 절연성 수지로 피복한 도선일 수 있다. 다만, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
제 2 도전성 와이어(152)는 제 2 도전성 탭(122)의 제 2 접촉부(122a)와 제 2 도전성 외부 단자(142)를 전기적으로 연결하도록 형성될 수 있다. 그리고, 제 2 도전성 와이어(152)는 제 2 도전성 탭(122)의 제 2 접촉부(122a)와 먼 배터리 케이스(130)의 일 측면(130a)에 형성되어 상대적으로 길이가 길게 형성된다. 또한, 제 2 도전성 와이어(152)는 내부에 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 그 등가물 중 어느 하나 혹은 그 조합으로 이루어진 금속을 포함하고, 그 외부를 절연성 수지로 피복한 도선일 수 있다. 다만, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 간략히 나타낸 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(200)은 도 1 내지 도 2에 따른 배터리 팩(100)과 배터리 케이스(230), 제 1 도전성 외부 단자(241), 제 2 도전성 외부 단자(242), 제 1 도전성 와이어(251), 제 2 도전성 와이어(252)의 구조가 다르게 형성된다. 따라서, 이하에서 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(200)은 배터리 케이스(230), 제 1 도전성 외부 단자(241), 제 2 도전성 외부 단자(242), 제 1 도전성 와이어(251), 제 2 도전성 와이어(252)를 중심으로 설명한다. 또한, 도 1에 따른 배터리 팩(100)과 동일 유사한 부분은 동일한 도면 부호를 사용하며, 여기서 상세한 설명은 생략한다.
배터리 케이스(230)는 내부에 공간이 형성된 박스 형태일 수 있다. 배터리 케이스(230)는 배터리 셀(110), 제 1 도전성 탭(121) 및 제 2 도전성 탭(122)을 내부 공간에 수용하도록 형성될 수 있다. 그리고, 후술하는 제 1 도전성 외부 단 자(241) 및 제 2 도전성 외부 단자(242)를 고정하도록 형성될 수 있다. 또한, 배터리 케이스(230)는 절연성 수지 등으로 형성될 수 있다. 또한, 배터리 케이스(230)는 내부에 수용되는 배터리 셀(110) 등을 충격 및 먼지 등의 외부 환경으로부터 보호한다.
제 1 도전성 외부 단자(241)는 복수의 배터리 셀(110)의 상부에 인접하는 배터리 케이스(230)의 상면(230a)에 형성될 수 있다. 그리고, 제 1 도전성 외부 단자(241)는 제 1 도전성 탭(121)의 제 1 접촉부(121a)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제 1 도전성 외부 단자(241)는 다른 배터리 팩 혹은 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있도록 배터리 케이스(230)의 외측으로 노출되어 형성될 수 있다.
제 2 도전성 외부 단자(242)는 복수의 배터리 셀(110)의 상부에 인접하는 배터리 케이스(230)의 상면(230a)에 형성될 수 있다. 그리고, 제 2 도전성 외부 단자(242)는 제 2 도전성 탭(122)의 제 2 접촉부(122a)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제 2 도전성 외부 단자(242)는 다른 배터리 팩 혹은 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있도록 배터리 케이스(230)의 외측으로 노출되어 형성될 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(200)은 제 1 도전성 외부 단자(241)와 제 2 도전성 외부 단자(242)를 배터리 케이스(230)의 상면(230a)에 형성한다. 따라서, 도 2의 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩(100)과 비교하여, 제 1 도전성 탭(121)의 제 1 접촉부(121a)와 제 1 도전성 외부 단자(241)의 거리 및 제 2 도전성 탭(122)의 제 2 접촉부(122a)와 제 2 도전성 외부 단자(242)의 거리가 가까워진다. 따라서, 제 1 도전성 와이어(251)와 제 2 도전성 와이어(252) 는 상대적으로 길이가 짧게 형성될 수 있다. 제 1 도전성 와이어(251) 및 제 2 도전성 와이어(252)도 미약하나마 배터리 팩(200)의 내부 저항으로 작용을 하는데, 상기와 같은 구조로 도전성 와이어의 길이가 짧아져 상대적으로 내부 저항이 줄어들어 배터리 팩(200)의 효율이 좋아진다.
제 1 도전성 와이어(251)는 제 1 도전성 탭(121)의 제 1 접촉부(121a)와 제 1 도전성 외부 단자(241)를 전기적으로 연결하도록 형성될 수 있다. 그리고, 제 1 도전성 와이어(251)는 내부에 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 그 등가물 중 어느 하나 혹은 그 조합으로 이루어진 금속을 포함하고, 그 외부를 절연성 수지로 피복한 도선일 수 있다. 다만, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
제 2 도전성 와이어(252)는 제 2 도전성 탭(122)의 제 2 접촉부(122a)와 제 2 도전성 외부 단자(242)를 전기적으로 연결하도록 형성될 수 있다. 그리고, 제 2 도전성 와이어(252)는 내부에 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 그 등가물 중 어느 하나 혹은 그 조합으로 이루어진 금속을 포함하고, 그 외부를 절연성 수지로 피복한 도선일 수 있다. 다만, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명에 따른 배터리 팩은 상기와 같은 구조에 의하여, 일측에 위치한 배터리 셀과 타측에 위치한 배터리 셀의 충·방전 속도가 비슷하게 된다. 또한, 충·방전시 종래의 배터리 팩의 일측에 위치한 배터리 셀과 타측에 위치한 배터리 셀의 온도 차이가 많이 나는 것과 다르게, 본 발명에 따른 배터리 팩은 각 배터리 셀 간의 온도 차이가 많이 나지 않는다. 이에, 복수의 배터리 셀의 수명도 고르게 유지된다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩은 복수의 배터리 셀 간의 밸런스가 잘 유지된다.
이하에서는 본 발명에 따른 배터리 팩의 싸이클 당 용량 및 방전 시간에 따른 배터리 셀의 온도 변화를 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩과 종래 기술에 의한 배터리 팩의 싸이클당 용량 변화를 비교한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 가로축은 배터리 팩의 싸이클(횟수)을 나타내고, 세로축은 용량(mAh)을 나타낸다. 그리고, 점선으로 표시된 그래프는 10개의 배터리 셀을 병렬 연결하고, 일측의 배터리 셀 쪽에서 양극과 음극을 모두 인출한 종래 기술에 의한 배터리 팩의 싸이클 당 용량의 변화를 나타낸다. 실선으로 표시된 그래프는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 싸이클 당 용량의 변화를 나타낸다. 종래의 배터리 팩과 본 발명에 따른 배터리 팩의 충전은 초기에는 15A의 전류를 유지하여 정전류 충전을 하고, 배터리 팩의 전압이 만충 전압인 4.25V에 도달하면, 이후에는 전류의 양을 1000mA까지 감소시키는 정전압 충전을 하고, 10분간 그대로 두었다. 그 후, 종래의 배터리 팩과 본 발명에 따른 배터리 팩의 방전은 15A의 전류가 흘러나오도록 유지하다가, 배터리 팩의 전압이 3V로 떨어지면, 방전을 멈추고 그대로 10분간 두었다. 종래의 배터리 팩과 본 발명에 따른 배터리 팩은 상기와 같은 조건으로 충·방전을 반복하고, 그에 따른 용량을 비교해 보았다. 실험 초기에는 같은 용량을 가졌던 종래의 배터리 팩과 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩이 충·방전이 120회 싸이클에 이르렀을 때, 종래 배터리 팩의 용량이 본 발명에 따른 배터리 팩의 용량에 비하여 약 150mAh 정도 작아졌음을 확인할 수 있었다.
종래 기술에 의한 배터리 팩은 충·방전 제어시에 복수의 배터리 셀 중 양극과 음극이 모두 인출된 쪽의 배터리 셀이 제일 먼저 만충전 또는 만방전 상태가 되어 열화가 많이 진행되고, 이 일측의 배터리 셀의 상태를 기준으로 충·방전 제어가 이루어진다. 따라서, 나머지 배터리 셀들은 충분히 충전 또는 방전되지 못하는 상태에서 충·방전이 계속 반복되어, 결국 배터리 팩 전체 용량의 빠른 감소를 가져온다.
하지만, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은 복수의 배터리 셀 중 양극과 음극을 일측과 타측의 배터리 셀 쪽에서 인출하여, 배터리 셀들의 충·방전이 고르게 진행된다. 따라서, 도 4의 그래프에서 나타난 것과 같이, 본 발명에 따른 배터리 팩은 종래 기술에 의한 배터리 팩보다 충·방전의 반복에 따른 용량의 감소가 상대적으로 적게 나타나게 된다.
도 5는 종래기술에 의한 배터리 팩의 방전시, 시간에 따른 각 배터리 셀의 온도 변화를 나타낸 그래프이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 방전시, 시간에 따른 각 배터리 셀의 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 그래프의 가로축은 시간(min:sec)을 나타내고, 왼쪽 세로축은 각 배터리 셀의 온도(℃)를 나타내며, 오른쪽 세로 축은 배터리 셀 간의 불균형도(℃)를 나타낸다. 여기서, 불균형도(D)는 배터리 셀 중 가장 높은 온도의 배터리 셀과 가장 낮은 온도의 배터리 셀의 온도 차를 나타낸다. 종래 기술에 의한 배 터리 팩은 복수의 배터리 셀이 일측에서 타측으로 나란히 배열되며, 복수의 배터리 셀이 전기적으로 병렬 연결된다. 그리고, 종래 기술에 의한 배터리 팩은 일측의 배터리 셀에서 음극과 양극이 모두 인출된다. 이 때, 음극과 양극이 모두 인출되는 일측의 배터리 셀의 온도를 C1으로 표기하고, 타측으로 나란히 배열되는 배터리 셀들의 온도를 차례로 C2 내지 C10으로 표기하였다. 이러한, 종래 기술에 의한 배터리 팩은 40A의 방전 조건에서 실험이 진행되었다.
초기에 약 24℃에서 방전이 시작되었던 복수의 배터리 셀은 시간이 흐름에 따라, 온도가 상승하게 되는데, 배터리 셀 간의 온도차가 확연함을 볼 수 있다. 특히, 음극과 양극이 모두 인출되는 일측의 배터리 셀의 온도(C1)는 방전 시작 후 약 23분이 지났을 때, 약 78℃로 가장 높았다. 반면, 일측의 배터리 셀에서 가장 먼 타단의 배터리 셀의 온도(C10)는 방전 시작 후 약 23분이 지났을 때, 약 40℃로 가장 낮음을 확인할 수 있었다. 즉, 종래 기술에 의한 배터리 팩의 불균형도(D)는 방전 시작 후 약 23분이 지났을 때, 약 38℃로 확인되었다. 이와 같이, 종래 기술에 의한 배터리 팩은 복수의 배터리 셀 상호간의 온도 차가 크게 나타남이 확인되었다.
도 6을 참조하면, 그래프의 가로축은 시간(min:sec)을 나타내고, 왼쪽 세로축은 각 배터리 셀의 온도(℃)를 나타내며, 오른쪽 세로 축은 배터리 셀 간의 불균형도(℃)를 나타낸다. 여기서, 불균형도(D)는 배터리 셀 중 가장 높은 온도의 배터리 셀과 가장 낮은 온도의 배터리 셀의 온도 차를 나타낸다. 또한, 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩을 실험에서 사용하였는데, 양극이 인출되는 일측의 배터리 셀(110j)의 온도를 C1으로 표기하고, 차례로 배열되는 제 9 내지 제 2 배터리 셀(110i, 110h, 110g, 110f, 110e, 110d, 110c, 110b)의 온도를 각각 C2 내지 C9로 표기하였다. 또한, 음극이 인출되는 타측의 배터리 셀(110a)의 온도를 C10으로 표기하였다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은 40A의 방전 조건에서 실험이 진행되었다.
초기에 약 24℃에서 방전이 시작되었던 복수의 배터리 셀은 시간이 흐름에 따라, 온도가 상승하였다. 방전 시작 후 약 23분이 지난 후, 음극이 인출된 배터리 셀의 온도(C10)가 약 65℃로 배터리 셀 중 가장 높게 나타났다. 이는 종래 기술에 의한 배터리 팩이 동일 조건에서 실험했을 때, 음극과 양극이 모두 인출된 배터리 셀의 온도가 약 78℃로 나타나던 것과 비교해 현저히 낮은 온도이다. 그리고, 배터리 셀 중 중앙에 위치한 배터리 셀의 온도(C5, C6)가 약 55℃로 가장 낮게 나타났다. 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 불균형도(D)는 방전 시작 후 약 23분이 지났을 때, 약 10℃로 나타났다. 이는 종래 기술에 의한 배터리 팩에 비하여 현저히 낮은 불균형도(D)이다. 종래 기술에 의한 배터리 팩보다 낮은 불균형도(D)에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은 배터리 셀 간의 밸런스가 좋음을 확인할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩 스택의 구성을 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩 스택을 간략히 나타낸 사시도이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩 스택에 적용 가능한 배터리 팩을 간략히 나타낸 평면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩 스택(1000)은 복수의 배터리 팩(300), 제 1 도전성 외부 단자(341), 제 2 도전성 외부 단자(342), 제 1 도전성 외부 탭(361) 및 제 2 도전성 외부 탭(362)을 포함하여 형성될 수 있다.
배터리 팩(300)은 복수의 배터리 셀(310), 배터리 케이스(330), 제 1 도전성 외부 단자(341), 제 2 도전성 외부 단자(342), 제 1 도전성 와이어(351), 제 2 도전성 와이어(352)를 포함하여 형성될 수 있다. 배터리 팩(300)은 도 7에서 6개로 나타냈지만, 그 개수를 한정하는 것은 아니다. 복수의 배터리 팩(300)은 제 1 내지 제 6 배터리 팩(300a, 300b, 300c, 300d, 300e, 300f)으로 구분하였다. 제 1 내지 제 6 배터리 팩(300a, 300b, 300c, 300d, 300e, 300f)은 일단에서 타단으로 나란히 배열될 수 있다.
복수의 배터리 셀(310)은 각각 제 1 도전성 단자(311)와 제 2 도전성 단자(312)를 포함하여 형성될 수 있다. 배터리 셀(310)은 도 8에서는 10개로 나타냈지만, 그 개수를 한정하는 것은 아니다. 복수의 배터리 셀(310)은 제 1 배터리 셀 내지 제 10 배터리 셀(310a, 310b, 310c, 310d, 310e, 310f, 310g, 310h, 310i, 310j)로 구분하였다. 제 1 배터리 셀 내지 제 10 배터리 셀(310a, 310b, 310c, 310d, 310e, 310f, 310g, 310h, 310i, 310j)은 일측에서 타측으로 나란히 배열될 수 있다. 도 8에 따른 복수의 배터리 셀(310)은 도 2에 도시된 복수의 배터리 셀(110)과 배터리 셀 간의 배치와 리드선(313)을 포함하여 형성되는 구조가 다르게 형성된다. 따라서, 이하에서 복수의 배터리 셀(310)은 그 배치와 리드선(313)을 중심으로 설명한다.
복수의 배터리 셀(310)은 인접한 배터리 셀(310) 간에 전기적으로 직렬 연결되어 형성될 수 있다. 구체적으로, 제 1 배터리 셀(310a)의 제 2 도전성 단자(312a)가 제 2 배터리 셀(310b)의 제 1 도전성 단자(311b)와 전기적으로 연결된다. 그리고, 제 2 배터리 셀(310b)의 제 2 도전성 단자(312b)가 제 3 배터리 셀(310c)의 제 1 도전성 단자(311c)와 전기적으로 연결된다. 또한, 제 3 배터리 셀(310c)의 제 2 도전성 단자(312c)가 제 4 배터리 셀(310d)의 제 1 도전성 단자(311d)와 전기적으로 연결된다. 또한, 제 4 배터리 셀(310d)의 제 2 도전성 단자(312d)가 제 5 배터리 셀(310e)의 제 1 도전성 단자(311e)와 전기적으로 연결된다. 또한, 제 5 배터리 셀(310e)의 제 2 도전성 단자(312e)가 제 6 배터리 셀(310f)의 제 1 도전성 단자(311f)와 전기적으로 연결된다. 또한 제 6 배터리 셀(310f)의 제 2 도전성 단자(312f)가 제 7 배터리 셀(310g)의 제 1 도전성 단자(311g)와 전기적으로 연결된다. 또한, 제 7 배터리 셀(310g)의 제 2 도전성 단자(312g)가 제 8 배터리 셀(310h)의 제 1 도전성 단자(311h)와 전기적으로 연결된다. 또한, 제 8 배터리 셀(310h)의 제 2 도전성 단자(312h)가 제 9 배터리 셀(310i)의 제 1 도전성 단자(311i)와 전기적으로 연결된다. 또한, 제 9 배터리 셀(310i)의 제 2 도전성 단자(312i)가 제 10 배터리 셀(310j)의 제 1 도전성 단 자(311j)와 전기적으로 연결된다.
복수의 배터리 셀(310)의 전기적 직렬 연결은 리드선(313)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제 1 내지 제 10 배터리 셀(310a, 310b, 310c, 310d, 310e, 310f, 310g, 310h, 310i, 310j)의 제 1 도전성 단자와 제 2 도전성 단자가 제 1 내지 제 9 리드선(313a, 313b, 313c, 313d, 313e, 313f, 313g, 313h, 313i)에 의하여 전기적으로 연결된다. 그리고, 리드선(313)은 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 그 등가물 중 어느 하나 혹은 그 조합으로 이루어질 수 있다.
배터리 케이스(330)는 내부에 공간이 형성된 박스 형태일 수 있다. 배터리 케이스(330)는 복수의 배터리 셀(310)을 내부 공간에 수용하도록 형성될 수 있다. 그리고, 후술하는 제 1 도전성 외부 단자(341) 및 제 2 도전성 외부 단자(342)를 고정하도록 형성될 수 있다. 또한, 배터리 케이스(330)는 절연성 수지 등으로 형성될 수 있다. 또한, 배터리 케이스(330)는 내부에 수용되는 배터리 셀(310) 등을 충격 및 먼지 등의 외부 환경으로부터 보호한다.
제 1 도전성 외부 단자(341)는 배터리 케이스(330)의 일 측면(330a)에 형성될 수 있다. 그리고, 제 1 도전성 외부 단자(341)는 제 1 배터리 셀(310a)의 제 1 도전성 단자(311a)와 전기적으로 연결된다. 또한, 제 1 도전성 외부 단자(341)는 다른 배터리 팩 혹은 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있도록 배터리 케이스(330)의 외측으로 노출되어 형성될 수 있다.
제 2 도전성 외부 단자(342)는 배터리 케이스(330)의 일 측면(330a)에 형성될 수 있다. 그리고, 제 1 도전성 외부 단자(342)는 제 10 배터리 셀(310j)의 제 2 도전성 단자(312j)와 전기적으로 연결된다. 또한, 제 2 도전성 외부 단자(342)는 다른 배터리 팩 혹은 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있도록 배터리 케이스(330)의 외측으로 노출되어 형성될 수 있다.
제 1 도전성 와이어(351)는 제 1 배터리 셀(310a)의 제 1 도전성 단자(311a)와 제 1 도전성 외부 단자(341)가 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다. 그리고, 제 1 도전성 와이어(351)는 내부에 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 그 등가물 중 어느 하나 혹은 그 조합으로 이루어진 금속을 포함하고, 그 외부를 절연성 수지로 피복한 도선일 수 있다. 다만, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
제 2 도전성 와이어(352)는 제 10 배터리 셀(310j)의 제 2 도전성 단자(312j)와 제 2 도전성 외부 단자(342)가 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다. 그리고, 제 2 도전성 와이어(352)는 내부에 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 그 등가물 중 어느 하나 혹은 그 조합으로 이루어진 금속을 포함하고, 그 외부를 절연성 수지로 피복한 도선일 수 있다. 다만, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩 스택(1000)에 사용되는 배터리 팩은 도 2에 따른 내부의 배터리 셀들이 병렬 연결된 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩(100)이 사용될 수도 있다.
제 1 도전성 외부 탭(361)은 제 1 내지 제 6 배터리 팩(300a, 300b, 300c, 300d, 300e, 300f)의 제 1 도전성 외부 단자(341a, 341b, 341c, 341d, 341e, 341f) 가 전기적으로 연결되도록 형성된다. 또한, 제 1 도전성 외부 탭(361)의 일단에는 제 1 도선(11)을 통하여, 외부기기(10)와 전기적으로 연결될 수 있는 제 1 접촉부(361a)가 형성될 수 있다.
제 2 도전성 외부 탭(362)은 제 1 내지 제 6 배터리 팩(300a, 300b, 300c, 300d, 300e, 300f)의 제 2 도전성 외부 단자(342a, 342b, 342c, 342d, 342e, 342f)가 전기적으로 연결되도록 형성된다. 또한, 제 2 도전성 외부 탭(362)의 일단에는 제 2 도선(12)을 통하여, 외부기기(10)와 전기적으로 연결될 수 있는 제 2 접촉부(362a)가 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 스택의 구성을 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 스택을 간략히 나타낸 사시도이다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 스택에 적용 가능한 배터리 팩을 간략히 나타낸 평면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩 스택(2000)은 복수의 배터리 팩(400), 제 1 도전성 외부 단자(441), 제 2 도전성 외부 단자(442), 제 1 도전성 외부 탭(461), 및 제 2 도전성 외부 탭(462)을 포함하여 형성될 수 있다.
배터리 팩(400)은 복수의 배터리 셀(310), 배터리 케이스(430), 제 1 도전성 외부 단자(441), 제 2 도전성 외부 단자(442), 제 1 도전성 와이어(451), 제 2 도 전성 와이어(452)를 포함하여 형성된다. 배터리 팩(400)은 도 9에서 6개로 나타냈지만, 그 개수를 한정하는 것은 아니다. 복수의 배터리 팩(400)은 제 1 내지 제 6 배터리 팩(400a, 400b, 400c, 400d, 400e, 400f)으로 구분하였다. 제 1 내지 제 6 배터리 팩(400a, 400b, 400c, 400d, 400e, 400f)은 일단에서 타단으로 나란히 배열될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 스택(2000)은 도 8에 도시된 배터리 팩 스택(1000)과 배터리 케이스(430), 제 1 도전성 외부 단자(441), 제 2 도전성 외부 단자(442), 제 1 도전성 와이어(451), 제 2 도전성 와이어(452), 제 1 도전성 외부 탭(461) 및 제 2 도전성 외부 탭(462)의 구조가 다르게 형성된다. 따라서, 이하에서 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 스택(2000)은 배터리 케이스(430), 제 1 도전성 외부 단자(441), 제 2 도전성 외부 단자(442), 제 1 도전성 와이어(451), 제 2 도전성 와이어(452), 제 1 도전성 외부 탭(461) 및 제 2 도전성 외부 탭(462)을 중심으로 설명한다. 도 8에 따른 배터리 팩 스택(1000)과 동일 유사한 부분은 동일한 도면 부호를 사용하며, 여기서 상세한 설명은 생략한다.
배터리 케이스(430)는 내부에 공간이 형성된 박스 형태일 수 있다. 배터리 케이스(430)는 복수의 배터리 셀(310)을 내부 공간에 수용하도록 형성될 수 있다. 그리고, 후술하는 제 1 도전성 외부 단자(441) 및 제 2 도전성 외부 단자(442)를 고정하도록 형성될 수 있다. 또한, 배터리 케이스(430)는 절연성 수지 등으로 형성될 수 있다. 또한, 배터리 케이스(430)는 내부에 수용되는 배터리 셀(310) 등을 충격 및 먼지 등의 외부 환경으로부터 보호한다.
제 1 도전성 외부 단자(441)는 배터리 케이스(430)의 상면(430a)에 형성될 수 있다. 그리고, 제 1 도전성 외부 단자(441)는 제 1 배터리 셀(310a)의 제 1 도전성 단자(311a)와 전기적으로 연결된다. 또한, 제 1 도전성 외부 단자(441)는 다른 배터리 팩 혹은 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있도록 배터리 케이스(430)의 외측으로 노출되어 형성될 수 있다.
제 2 도전성 외부 단자(442)는 배터리 케이스(430)의 상면(330a)에 형성될 수 있다. 그리고, 제 1 도전성 외부 단자(442)는 제 10 배터리 셀(310j)의 제 2 도전성 단자(312j)와 전기적으로 연결된다. 또한, 제 2 도전성 외부 단자(442)는 다른 배터리 팩 혹은 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있도록 배터리 케이스(430)의 외측으로 노출되어 형성될 수 있다.
제 1 도전성 와이어(451)는 제 1 배터리 셀(310a)의 제 1 도전성 단자(311a)와 제 1 도전성 외부 단자(441)가 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다. 그리고, 제 1 도전성 와이어(451)는 내부에 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 그 등가물 중 어느 하나 혹은 그 조합으로 이루어진 금속을 포함하고, 그 외부를 절연성 수지로 피복한 도선일 수 있다. 다만, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
제 2 도전성 와이어(452)는 제 10 배터리 셀(310j)의 제 2 도전성 단자(312j)와 제 2 도전성 외부 단자(442)가 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다. 그리고, 제 2 도전성 와이어(452)는 내부에 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 그 등가물 중 어느 하나 혹은 그 조합으로 이루어진 금속을 포함하고, 그 외부를 절연성 수지로 피복한 도선일 수 있다. 다만, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아 니다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 스택(2000)에 사용되는 배터리 팩은 도 3에 따른 내부의 배터리 셀들이 병렬 연결된 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(200)이 사용될 수도 있다.
제 1 도전성 외부 탭(461)은 제 1 내지 제 6 배터리 팩(400a, 400b, 400c, 400d, 400e, 400f)의 제 1 도전성 외부 단자(441a, 441b, 441c, 441d, 441e, 441f)가 전기적으로 연결되도록 형성된다. 또한, 제 1 도전성 외부 탭(461)의 일단에는 제 1 도선(11)을 통하여, 외부기기(10)와 전기적으로 연결될 수 있는 제 1 접촉부(461a)가 형성될 수 있다.
제 2 도전성 외부 탭(462)은 제 1 내지 제 6 배터리 팩(400a, 400b, 400c, 400d, 400e, 400f)의 제 2 도전성 외부 단자(442a, 442b, 442c, 442d, 442e, 442f)가 전기적으로 연결되도록 형성된다. 또한, 제 2 도전성 외부 탭(462)의 일단에는 제 2 도선(12)을 통하여, 외부기기(10)와 전기적으로 연결될 수 있는 제 2 접촉부(462a)가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 배터리 팩 스택은 상기와 같은 구조에 의하여 일단에 위치한 배터리 팩과 타단에 위치한 배터리 팩의 충·방전 속도가 비슷하게 된다. 또한, 충·방전시 종래의 배터리 팩 스택의 일단에 위치한 배터리 팩과 타단에 위치한 배터리 팩의 온도 차이가 많이 나는 것과 다르게, 본 발명에 따른 배터리 팩은 각 배터리 팩 간의 온도 차이가 많이 나지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩 스택은 상기와 같은 구조에 의하여, 복수의 배터리 팩 간의 밸런스가 잘 유 지된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 배터리 셀과 전극 탭의 결합상태를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩을 간략히 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 간략히 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩과 종래 기술에 의한 배터리 팩의 싸이클 당 용량을 비교한 그래프이다.
도 5는 종래기술에 의한 배터리 팩의 방전시, 시간에 따른 각 배터리 셀의 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 방전시, 시간에 따른 각 배터리 셀의 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩 스택을 간략히 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩 스택에 적용 가능한 배터리 팩을 간략히 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 스택을 간략히 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩 스택에 적용 가능한 배터리 팩을 간략히 나타낸 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200, 300, 400; 배터리 팩
110, 310; 배터리 셀
111, 311; 제 1 도전성 단자 112, 312; 제 2 도전성 단자
121; 제 1 도전성 탭 122; 제 2 도전성 탭
130, 230, 330, 430; 배터리 케이스
141, 241, 341, 441; 제 1 도전성 외부 단자
142, 242, 341, 441; 제 2 도전성 외부 단자
361, 461; 제 1 도전성 외부 탭 362, 462; 제 1 도전성 외부 탭
1000, 2000; 배터리 팩 스택
10; 외부기기

Claims (18)

  1. 각각 제 1 도전성 단자와 제 2 도전성 단자를 포함하며, 일측에서 타측으로 배열되는 복수의 배터리 셀;
    상기 복수의 배터리 셀의 제 1 도전성 단자들을 전기적으로 연결하도록 형성되는 제 1 도전성 탭;
    상기 복수의 배터리 셀의 제 2 도전성 단자들을 전기적으로 연결하도록 형성되는 제 2 도전성 탭;
    상기 제 1 도전성 탭의 일측에 전기적으로 연결되며, 외부기기와 전기적으로 연결되기 위한 제 1 도전성 외부 단자; 및
    상기 제 2 도전성 탭의 타측에 전기적으로 연결되며, 외부기기와 전기적으로 연결되기 위한 제 2 도전성 외부 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀을 내부에 수용하고, 상기 제 1 도전성 외부 단자와 상기 제 2 도전성 외부단자를 고정하기 위한 배터리 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 도전성 외부 단자는 상기 배터리 셀의 상부에 형성되고, 상기 제2 도전성 외부 단자는 상기 배터리 셀의 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 도전성 외부 단자와 제 2 도전성 외부 단자는 상기 배터리 케이스의 일 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 도전성 외부 단자와 제 2 도전성 외부 단자는 상기 배터리 케이스의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제 1항에 있어서,
    제 1 도전성 탭과 제 2 도전성 탭은 판상으로 형성되며, 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 그 등가물 중 어느 하나 혹은 그 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 도전성 탭과 상기 제 1 도전성 외부 단자는 제 1 도전성 와이어에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 도전성 탭과 상기 제 2 도전성 외부 단자는 제 2 도전성 와이어에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 도전성 탭과 상기 제 1 도전성 와이어가 연결되는 부분은 상기 제 1 도전성 탭의 일단이고, 상기 제 2 도전성 탭과 상기 제 2 도전성 와이어가 연결되는 부분은 상기 제 2 도전성 탭의 타단이며,
    상기 제 1 도전성 탭의 일단과 상기 제 2 도전성 탭의 타단은 상기 일측에서 타측으로 배열되는 배터리 셀을 기준으로 서로 반대편에 위치한 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 원통형의 이차 전지인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 각각 제 1 도전성 외부 단자와 제 2 도전성 외부 단자를 포함하며, 일단에서 타단으로 배열되는 복수의 배터리 팩;
    일단에 제 1 접촉부가 형성되며, 상기 제 1 도전성 외부 단자들을 전기적으로 연결하는 제 1 도전성 외부 탭; 및
    타단에 제 2 접촉부가 형성되며, 상기 제 2 도전성 외부 단자들을 전기적으로 연결하는 제 2 도전성 외부 탭을 포함하며, 상기 제 1 접촉부와 상기 제 2 접촉부는 외부기기와 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 스택.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 배터리 팩은
    각각 제 1 도전성 단자 및 제 2 도전성 단자를 포함하며, 서로 전기적으로 연결되어 있는 복수의 배터리 셀; 및
    상기 복수의 배터리 셀을 내부에 수용하며, 상기 제 1 도전성 외부 단자와 상기 제 2 도전성 외부 단자를 고정하기 위한 배터리 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 스택.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀의 전기적 연결은 직렬 연결인 것을 특징으로 하는 배터리 팩 스택.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀의 전기적 연결은 병렬 연결인 것을 특징으로 하는 배터리 팩 스택.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 배터리 팩은 상기 복수의 배터리 셀이 상기 배터리 케이스의 일측에서 타측으로 나란히 배열되며,
    상기 복수의 배터리 셀의 상기 제 1 도전성 단자들을 전기적으로 연결하도록 형성되는 제 1 도전성 탭; 및
    상기 복수의 배터리 셀의 상기 제 2 도전성 단자들을 전기적으로 연결하도록 형성되는 제 2 도전성 탭을 포함하며,
    상기 제 1 도전성 탭의 일측은 상기 제 1 도전성 외부 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 도전성 탭의 타측은 상기 제 2 도전성 외부 단자와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 스택.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 도전성 외부 단자는 상기 배터리 셀의 상부에 형성되고, 상기 제 2 도전성 외부 단자는 상기 배터리 셀의 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 스택.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1 도전성 외부 단자와 제 2 도전성 외부 단자는 상기 배터리 케이스의 일 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 스택.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1 도전성 외부 단자와 제 2 도전성 외부 단자는 상기 배터리 케이스의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 스택.
  18. 제 10항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 원통형의 이차 전지인 것을 특징으로 하는 배터리 팩 스택.
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