KR101156539B1

KR101156539B1 - 배터리 팩

Info

Publication number: KR101156539B1
Application number: KR1020100068580A
Authority: KR
Inventors: 황금율; 안드레이 마튜셴코
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2010-07-15
Filing date: 2010-07-15
Publication date: 2012-06-20
Also published as: US8859125B2; KR20120007835A; US20120015227A1

Abstract

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 팩의 구조에 관한 것이다. 이를 위해, 일 방향으로 서로 평행하게 구비되는 복수개의 이차 전지와, 이차 전지를 내부에 수용하도록 이차 전지의 상단을 고정시키는 상부 프레임과, 상부 프레임과 마주보도록 배치되어 이차 전지의 하단을 고정시키는 하부 프레임 및 이차 전지와 평행하게 배치되는 탄성 부재를 포함하는 배터리 팩을 제공한다.

Description

배터리 팩{Battery pack}

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 팩의 구조에 관한 것이다.

전동 자전거(electric bike)나 오토바이와 같은 장치에는 복수 개의 이차 전지들이 조합되는 배터리 팩(battery pack)이 장착된다.

배터리 팩이 작동하는 동안 발생하는 열로 인해 이차 전지들의 온도가 상승하므로, 열을 효율적으로 냉각하지 않으면 이차 전지의 수명이 짧아지는 문제점이 있다.

또한 배터리 팩은 주행 중에 충격과 진동이 전달되어도 이차 전지들이 탈락하지 않도록 이차 전지들을 원래의 조립 위치에 안정적으로 유지하여야 한다. 또한 복수 개의 이차 전지들을 조합하여 배터리 팩을 제조할 때에는 이차 전지들이 완전히 조립되지 않은 상태에서 각각의 이차 전지들을 전기적으로 연결하는 작업을 실시하는데, 이차 전지들이 움직이거나 탈락하여 작업이 불편한 문제점이 있었다.

본 발명의 일실시예는, 이차 전지를 효과적으로 냉각할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것이다.

또한, 이차 전지를 수납하는 조립 작업이 용이하고, 이차 전지의 조립 상태가 안정적으로 유지되는 배터리 팩을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는, 일 방향으로 서로 평행하게 구비되는 복수개의 이차 전지와, 이차 전지를 내부에 수용하도록 이차 전지의 상단을 고정시키는 상부 프레임과, 상부 프레임과 마주보도록 배치되어 이차 전지의 하단을 고정시키는 하부 프레임 및 이차 전지와 평행하게 배치되는 탄성 부재를 포함하는 배터리 팩에 의하여 달성 가능하다.

이 경우, 상부 프레임 및 하부 프레임은 이차 전지가 끼워지는 고정부를 포함할 수 있다.

상부 프레임의 고정부와 하부 프레임의 고정부는 서로 마주보는 위치에 배치된다.

한편, 상부 프레임의 고정부 및 하부 프레임의 고정부는 각각 상부 프레임 및 하부 프레임에 함몰된 형상의 끼움홀을 포함할 수 있다.

혹은, 상부 프레임의 고정부 및 하부 프레임의 고정부는 각각 상부 프레임 및 하부 프레임에 돌출된 형상의 끼움홀을 포함할 수 있다.

또한, 고정부는 이차 전지의 일축 단부면과 외부의 공기를 유체적으로 연결시키는 환기 구멍을 포함할 수 있다.

탄성 부재의 일단은 상부 프레임에 고정되고, 탄성 부재의 타단은 하부 프레임에 고정될 수 있다.

탄성 부재는 복수개의 이차 전지 중 어느 하나의 이차 전지와 다른 하나의 이차 전지 사이에 배치될 수 있다.

또한, 탄성 부재는 절연성 소재로 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상부 프레임 및 하부 프레임 사이에 이차 전지와 서로 평행하게 배치되는 스페이서를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 스페이서의 일단은 상부 프레임 또는 하부 프레임에 고정되고 타단은 고정되지 않은 상태일 수 있다.

또한, 탄성 부재와 스페이서는 이차 전지 사이의 빈 공간에 서로 교번되도록 배치될 수 있다.

또는, 스페이서는 탄성 부재 내부에 배치될 수 있다.

한편, 스페이서는 적어도 하나 이상의 공기 유통공을 구비할 수 있다.

혹은,스페이서는 복수개로서 복수개의 스페이서 중 일부의 스페이서는 일단이 상부 프레임에 고정되고, 나머지 스페이서는 일단이 하부 프레임에 고정되며, 상부 프레임에 고정된 스페이서와 하부 프레임에 고정된 스페이서는 서로 교번되는 순서로 배치될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 상부 프레임과 하부 프레임을 통해 이차 전지의 상단과 하단만을 고정하므로 상대적으로 대면적인 이차 전지의 측면을 통해 이차 전지의 충방전시 발생하는 열을 냉각시킬 수 있다.

또한, 상부 프레임과 하부 프레임을 탄성 부재로 연결하고 스페이서를 구비함으로써, 이차 전지의 수납을 용이하게 하며, 상부 프레임과 하부 프레임의 조립 구조를 안정적으로 유지시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩을 정면에서 바라본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2의 배터리 팩을 정면에서 바라본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 배터리 팩을 정면에서 바라본 단면도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 단면도이다.
도 8은 도 7의 배터리 팩 중에서, 상부 프레임 및 하부 프레임을 분리하여 나타낸 단면도이다.
도 9는 도 6의 배터리 팩 중에서, 스페이서의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 6의 배터리 팩 중에서, 스페이서의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

(제1실시 형태)

도 1은 본 발명에 따른 배터리 팩의 사시도이고, 도 2는 도 1의 배터리 팩을 정면에서 바라본 단면도이다. 도시된 바와 같이 배터리 팩은 복수개의 이차 전지(40), 상부 프레임(100), 하부 프레임(200), 탄성 부재(300) 등을 포함한다.

복수개의 이차 전지(40)는 충전 및 방전이 가능한 전지 조립체이다. 이차 전지(40)는 소정의 간격 이격되고 일 방향(z축 방향)으로 서로 평행하게 배치되어 전지 열을 형성한다. 이차 전지(40)는 예컨대, 니켈-카드뮴(Ni-Cd)전지, 니켈-수소(Ni-H)전지 또는 리튬(Li) 이차 전지 등일 수 있다. 리튬 이온 이차 전지는 휴대용 전자 장비전원으로 많이 사용되는 니켈-카드뮴 전지 혹은 니켈-수소 전지보다 작동 전압이 약 3배 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높아 다양한 용도로 사용 가능하다.

이차 전지(40)의 상측 단부면(40A1)과 하측 단부면(40A2)은 외부와의 전기적 연결을 위한 단자로 기능할 수 있다. 한편, 이차 전지(40)의 상측 단부면(40A1)과 하측 단부면(40A2)은 각각 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)의 고정부(110A, 210A)를 통해서도 외부로 노출될 수 있다. 본 실시예에서는 이차 전지(40)가 원통형의 형상인 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 각형으로 구성할 수 있다.

이차 전지(40)의 상단(40S1)과 하단(40S2)은 각각 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)에 고정된다. 이차 전지(40)를 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)만으로 고정하여 수납함으로써, 이차 전지(40)의 충방전시 발생하는 열을 상대적으로 대면적인 이차 전지(40)의 측면을 통해 방열시킬 수 있다.

상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)은 이차 전지(40)를 수용하기 위한 부재로서, 이차 전지(40)를 고정시키는 기능을 수행한다. 즉, 상부 프레임(100)은 이차 전지(40)의 상단(40S1)을 고정시키고 하부 프레임(200)은 이차 전지(40)의 하단(40S2)을 고정시켜, 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200) 사이에 이차 전지(40)를 배치한다. 이를 위해, 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)은 복수개의 고정부(110A, 210A)를 구비하여 이차 전지(40)가 고정부(110A, 210A)에 끼워지도록 할 수 있다. 도시된 바와 같이 이차 전지(40)의 단면은 원형이므로 고정부(110A, 210A)도 이에 대응하는 원형으로 형성한다. 고정부(110A, 210A)는 이차 전지(40)의 개수만큼 구비된다.

고정부(110A, 210A)는 지그재그 모양으로 배치될 수 있다. 고정부(110A, 210A)를 지그재그로 배치함으로써 이차 전지(40)들이 벌집 모양의 형태를 이루도록 서로 엇갈리게 배치할 수 있다. 이와 같은 이차 전지(40)의 배치는 공간을 효율적으로 사용하여 많은 이차 전지(40)를 배치하면서 냉각을 위한 공기의 유통 공간을 충분히 확보할 수 있게 한다. 고정부(110A, 210A)는 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)에 모두 구비되므로, 이하에서는 상부 프레임(100)에 형성된 고정부(110A)를 중심으로 설명하고, 하부 프레임(200)의 고정부(210A)는 상부 프레임(100)의 고정부(110A)에 대한 설명으로 갈음한다.

고정부(110A)는 끼움홀(111)과 환기 구멍(113)을 포함한다.

끼움홀(111)은 이차 전지(40)의 상단(40S1)이 결합되는 공간으로, 상부 프레임(100)에 함몰된 형상의 홈을 내는 방식으로 형성될 수 있다. 끼움홀(111)의 직경(w2)은 이차 전지(40)의 직경과 동일하게 하고, 끼움홀(111)의 상부에 배치되는 환기 구멍(113)의 직경(w1)을 끼움홀(111)의 직경(w2) 보다 작게 하여 걸림턱(112)을 형성한다. 이와 같은 구성으로 이차 전지(40)의 상단(40S1)은 끼움홀(111)을 지나 걸림턱(112)에 닿을 때까지 끼워질 수 있다. 걸림턱(112)을 구비함으로써, 이차 전지(40)가 상부 프레임(100)에 안정적으로 고정됨과 동시에 상부 프레임(100)을 관통하여 벗어나는 일을 방지할 수 있다.

환기 구멍(113)은 이차 전지(40)의 상측 단부면(40A1)과 외부의 공기를 유체적으로 연결하는 통로이다. 환기 구멍(113)을 통해 이차 전지(40)의 충방전시 발생하는 열이 외부로 방열될 수 있다.

하부 프레임(200)의 고정부(210A)는 상부 프레임(100)의 고정부(110A)와 마주보는 위치에 구비되며, 동일한 구조일 수 있다. 하부 프레임(200)의 고정부(210A)도 끼움홀과 환기 구멍을 구비하여, 하부 프레임(200)에 끼워진 이차 전지(40)의 하측 단부면(40A2)이 외부의 공기와 유체적으로 연결되도록 할 수 있다. 도시된 바와 같이 이차 전지(40)는 측면이 개방된 상태이고 환기 구멍(113)을 통해서 상측 단부면(40A1)과 하측 단부면(40A2)의 일부가 개방된 상태이므로, 이차 전지(40)에서 발생하는 열은 상하 및 측 방향으로 방열될 수 있다. 따라서 방열에 필요한 시간과 속도가 크게 증가한다.

탄성 부재(300)는 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200) 사이에 구비되는 부재로, 이차 전지(40)와 평행하게 배치되어 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)을 연결한다. 탄성 부재(300)는 예컨대, 평행하게 배치된 이차 전지(40) 사이의 빈 공간, 즉 어느 하나의 이차 전지(40)와 다른 하나의 이차 전지(40) 사이에 배치되어 배터리 팩의 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.

탄성 부재(300)의 양단은 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)에 고정된다. 이를 위해 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)은 탄성고정돌기(120)를 포함한다. 본 실시예에서는 탄성고정돌기(120)가 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)의 내부에 함몰된 영역에 구비되도록 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 도시되지는 않았으나 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)에 돌출된 형상으로 구비될 수 있음은 물론이다.

탄성 부재(300)를 구비함으로써 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)에 이차 전지(40)를 용이하게 수납할 수 있을 뿐만 아니라 수납된 이차 전지(40)를 안정적으로 유지할 수 있다. 이를 보다 자세하게 설명하면 다음과 같다.

이차 전지(40)를 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)에 수납하는 경우에는 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200) 간의 이격 거리를 넓혀 이차 전지(40)를 고정부(110A, 210A)에 끼운다. 탄성 부재(300)는 길이가 늘어나는 성질이 있으므로 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200) 간의 이격 거리를 용이하게 넓힐 수 있다. 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)간 이격 거리가 넓어졌으므로 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)의 고정부(110A, 210A)에 이차 전지(40)를 용이하게 끼울 수 있다.

이차 전지(40)를 고정시켜 수납한 이후에는 탄성 부재(300)의 복원력을 통해 배터리 팩의 구조를 안정적으로 유지할 수 있다. 이 경우, 탄성 부재(300)의 전체 길이를 이차 전지(40)가 완전히 수납된 상태에서 배터리 팩의 높이 즉, 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200) 간 이격 거리 보다 다소 짧게 구성할 수 있다. 이차 전지(40)가 수납된 배터리 팩의 조립구조에서 탄성 부재(300)는 항상 일정한 복원력을 가지므로, 상부 프레임(100) 또는 하부 프레임(200)이 배터리 팩의 조립 구조로부터 이탈되는 현상을 방지할 수 있다. 즉, 탄성 부재(300)의 복원력은 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)이 서로를 잡아당기는 힘으로 작용하므로, 상부 프레임(100) 또는 하부 프레임(200)이 이탈되는 현상을 방지하게 된다. 따라서, 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200) 사이의 이차 전지(40)가 안정적으로 수납되고 유지될 수 있다.

탄성 부재(300)는 절연성 소재를 사용할 수 있다. 절연성 소재로는 높은 인장강도를 갖고 내열성이 우수한 소재로, 엔지니어링 플라스틱이나 수퍼 엔지니어링 플라스틱과 같은 고강도 플라스틱 등을 사용할 수 있다. 혹은 외면에 산화막과 같은 절연층이 형성된 금속성 소재를 사용할 수 있다.

(제2실시 형태)

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 팩의 개략적인 사시도이고, 도 3은 도 2의 배터리 팩을 정면에서 바라본 단면도이다. 도면을 참조하면 본 실시예에 따른 배터리 팩도 복수개의 이차 전지(40), 상부 프레임(100), 하부 프레임(200), 탄성 부재(300) 등을 포함한다. 다만, 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)에 형성된 고정부(110B, 210B)의 구조가 전체적으로 돌출된 형상인 점에서 앞서 설명한 실시예와 차이를 보인다. 본 실시예에서도 상부 프레임(100)의 고정부(110B)와 하부 프레임(200)의 고정부(210B)는 동일한 구조로 구성 가능한바, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상부 프레임(100)의 고정부(110B)를 중심으로 설명한다.

고정부(110b)는 상부 프레임(100)의 일측면, 즉 하부면에 돌출 벽면(S)을 형성함으로 끼움홀(111)을 구비할 수 있다. 돌출 벽면(S)은 도시된 바와 같이, 중공관의 형상으로 내부에 이차 전지(40)가 끼워진다. 돌출 벽면(S)은 상부 프레임(100)과 일체로 형성할 수 있다. 예컨대, 플라스틱을 사출하는 방식을 이용하여 일체로 형성할 수 있다.

본 실시예에서 돌출 벽면(S)과 상부 프레임(100)을 일체형으로 제작하는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 상부 프레임(100)을 먼저 제작한 후 별도로 중공관 형상의 돌출 벽면(S)을 제작하여, 상부 프레임(100)과 돌출 벽면(S)을 연결할 수 있다. 연결 부재(미도시)로는 볼트와 같은 별도의 체결 수단이나 접착제 등을 이용할 수 있다.

본 실시예에서도 끼움홀(111)의 상부에는 이차 전지(40)의 상측 단부면(40A1)을 외부의 공기와 유체적으로 연결하는 통로인 환기 구멍(113)이 포함될 수 있다. 이 때, 환기 구멍(113)의 직경(w1)을 끼움홀(111)의 직경(w2)보다 작게 함으로써 걸림턱(112)을 형성한다. 이와 같은 구성으로 이차 전지(40)가 상부 프레임(100)에 안정적으로 고정됨과 동시에 상부 프레임(100)을 관통하여 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예와 같이 고정부(110b)를 돌출된 형상으로 구성함으로써, 앞서 설명한 실시예에 비하여 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)의 두께(d)를 얇게 형성할 수 있다. 즉, 이차 전지(40)의 상단(40S1)을 지지할 수 있는 돌출 벽면(S)이 별도로 형성되어 있으므로 상부 프레임(100)의 두께를 환기 구멍(113)의 두께와 동일하게 할 수 있다. 마찬가지로 이차 전지(40)의 하단(40S2)을 지지할 수 있는 돌출 벽면이 별도로 형성되어 있으므로 하부 프레임(200)의 두께를 환기 구멍(113)의 두께와 동일하게 할 수 있다.

본 실시예의 경우는 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)의 두께(d)가 제1실시예의 경우보다 더 얇아지므로 전체적으로 조립된 배터리 팩의 높이를 낮게 할 수 있다. 따라서, 제1실시예의 배터리 팩보다 콤팩트한 배터리 팩을 제작할 수 있다.

본 실시예에서는 상부 프레임(100)의 고정부(110b)와 하부 프레임(200)의 고정부(210B)가 동일한 구조인 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 상부 프레임(100)은 본 실시예와 같은 돌출형의 고정부(110B)를 형성하고, 하부 프레임(200)은 제1실시예와 같은 함몰형의 고정부(210A)를 형성할 수 있다.

(제3실시 형태)

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 배터리 팩의 개략적인 사시도이고, 도 6은 도 5의 배터리 팩을 정면에서 바라본 단면도이다. 도면을 참조하면 본 실시예에 따른 배터리 팩도 복수개의 이차 전지(40), 상부 프레임(100), 하부 프레임(200), 탄성 부재(300) 등을 포함한다. 다만, 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200) 사이에 스페이서(400)를 더 구비하는 점에서 앞서 설명한 실시예와 차이를 보인다. 이하, 차이점을 중심으로 구체적인 구성을 설명한다.

스페이서(400)는 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200) 간 이격 거리를 유지시켜주는 부재로서, 이차 전지(40)와 평행하게 배치될 수 있다. 탄성 부재(300) 이외에도 스페이서(400)가 더 부가됨으로써 상부 프레임(100) 및 하부 프레임(200)의 간격이 보다 안정적으로 유지될 수 있다.

스페이서(400)의 형상은 원기둥형 또는 다각 기둥형으로 구성 가능하다. 스페이서(400)는 복수개의 이차 전지(40) 사이의 빈 공간에 배치될 수 있다. 이 경우 스페이서(400)는 탄성 부재(300)와 서로 교번되도록 배치될 수 있다.

공기가 유동하는 통로를 확보하기 위하여 스페이서(400)의 직경은 작게 구성할 수 있다. 스페이서(400)는 플라스틱과 같은 전기 절연성 소재로 제작될 수 있다. 또는 금속소재로 성형한 후 표면을 전기 절연성 소재로 코팅하는 방법으로 제작될 수 있다.

스페이서(400)의 일단은 상부 프레임(100) 또는 하부 프레임(200)에 고정되고 타단은 고정되지 않은 상태이다. 스페이서(400)의 일단만을 고정하는 것은 이차 전지(40)의 수납 과정을 용이하게 하기 위함이다. 이하에서 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 설명의 편의를 위하여 스페이서(400)의 일단이 상부 프레임(100)에 고정된 경우를 설명한다.

이차 전지(40)의 수납 과정은 앞서 제1실시예에서 설명한 바와 같이 탄성 부재(300)의 길이를 신장시켜 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200) 사이의 간격을 넓힌 후 이차 전지(40)를 각각의 고정부(110A)에 끼우는 방식에 의할 수 있다. 탄성 부재(300)의 길이 신장에 따라 상부 프레임(100) 및 이에 고정된 스페이서(400)는 상방으로 이동하게 된다. 즉, 스페이서(400)가 상부 프레임(100)과 함께 상방으로 이동한 상태이므로 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)은 탄성 부재(300)에 의해서만 연결되어 있다. 따라서, 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200) 사이의 간격을 용이하게 이격시킬 수 있다. 만약, 스페이서(400)의 양단이 상부 프레임(100) 및 하부 프레임(200)과 고정된 경우라면, 이차 전지(40)를 수납한 이후에 이차 전지(40)에 불량이 생긴 경우에는 교환이 어려울 수 있다.

도 7은 도 6의 변형예에 따른 배터리 팩의 단면도를 나타낸다. 도시된 배터리 팩에서는 스페이서(400)가 탄성 부재(300) 내부에 배치되어 있다. 예컨대, 탄성 부재(300)가 코일형 압축 스프링과 같이 내부가 빈 공간이라면, 여기에 스페이서(400)를 위치시킴으로써 스페이서(400)를 구비하기 위한 별도의 공간을 형성하지 않아도 된다. 이와 같은 구성으로 공기가 유동할 수 있는 공간을 감소시키지 않으면서도 배터리 팩의 공간을 효율적으로 사용할 수 있어 콤팩트한 배터리 팩을 구성할 수 있다.

도 8은 도 6 또는 도 7의 변형예에 따른 배터리 팩으로서 상부 프레임(100)과 하부 프레임(200)의 단면도를 나타낸다. 도 6 및 도 7을 참고하여 설명한 각 실시예에서 구비된 스페이서(400)는 상부 프레임(100) 또는 하부 프레임(200)과 일체형으로 제작될 수 있다. 예컨대, 플라스틱을 사출하는 방식을 이용하여 일체로 형성할 수 있다.

스페이서(400)는 복수개 구비될 수 있는데. 이 경우 일부의 스페이서(130(400))는 상부 프레임(100)과 일체형으로 제작하고 나머지 스페이서(230(400))는 하부 프레임(200)과 일체형으로 제작할 수 있다. 도시된 바와 같이 서로 이웃하는 스페이서(400)는 교번되는 순서로 상부 프레임(100) 및 하부 프레임(200)과 일체를 이룰 수 있다. 이와 같이 대칭을 이루는 구성을 통해 배터리 팩의 조립체는 보다 안정적으로 유지될 수 있다.

도 9 및 도 10은 스페이서(400)의 변형예를 나타낸다. 설명의 편의를 위하여 스페이서(400)의 일단이 상부 프레임(100)과 연결된 상태를 도시하였다. 스페이서(400)는 적어도 하나 이상의 공기 유통공(410)을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이 타원형의 공기 유통공(410)을 복수개 포함할 수 있다. 혹은 도 10에 도시된 바와 같이 슬릿 형상의 공기 유통공(410)을 포함할 수 있다.

공기 유통공(410)이 형성된 스페이서(400)는 도 5 내지 도 7을 참고하여 설명한 본 발명의 각 실시예에 적용될 수 있음은 물론이다.

또한, 본 실시예에서는 스페이서(400)가 원통의 중공관 형상인 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 다각형의 중공관 형상인 경우에도 마찬가지이다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

40: 이차 전지 100: 상부 프레임
110A, 110B: 고정부 111: 끼움홀
112: 걸림턱 113: 환기 구멍
120: 탄성고정돌기 200: 하부 프레임
210A, 210B: 고정부 300: 탄성 부재
400: 스페이서 410: 공기 유통공

Claims

일 방향으로 서로 평행하게 구비되는 복수개의 이차 전지;
상기 이차 전지를 내부에 수용하도록 상기 이차 전지의 상단을 고정시키는 상부 프레임;
상기 상부 프레임과 마주보도록 배치되어, 상기 이차 전지의 하단을 고정시키는 하부 프레임; 및
상기 이차 전지와 평행하도록 상기 이차전지의 길이 방향을 따라 연장되며,일단은 상기 상부 프레임에 고정되고 타단은 상기 하부 프레임에 고정되는 탄성 부재; 및
상기 상부 프레임 및 상기 하부 프레임 사이에서 상기 이차 전지와 서로 평행하도록 상기 이차 전지의 길이 방향을 따라 연장되며, 양단 중 어느 일단만이 상기 상부 프레임 및 상기 하부 프레임 중 어느 하나에 고정 결합된 스페이서;를 포함하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 상부 프레임 및 상기 하부 프레임은, 상기 이차 전지가 끼워지는 고정부를 포함하는 배터리 팩.
제2항에 있어서,
상기 상부 프레임의 고정부 및 상기 하부 프레임의 고정부는 서로 마주보는 위치에 배치되는 배터리 팩.
제2항에 있어서,
상기 상부 프레임의 고정부 및 상기 하부 프레임의 고정부는 각각 상기 상부 프레임 및 상기 하부 프레임에 함몰된 형상의 끼움홀을 포함하는 배터리 팩.
제2항에 있어서,
상기 상부 프레임의 고정부 및 상기 하부 프레임의 고정부는 각각 상기 상부 프레임 및 상기 하부 프레임에 돌출된 형상의 끼움홀을 포함하는 배터리 팩.
제2항에 있어서,
상기 고정부는,
상기 이차 전지의 일측 단부면과 외부의 공기를 유체적으로 연결시키는 환기 구멍을 포함하는 배터리 팩.
삭제
제1항에 있어서,
상기 탄성 부재는 상기 복수개의 이차 전지 중 어느 하나의 이차 전지와 다른 하나의 이차 전지 사이에 배치되는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 탄성 부재는 절연성 소재를 포함하는 배터리 팩.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 탄성 부재와 상기 스페이서는 상기 이차 전지 사이의 빈 공간에 서로 교번되도록 배치되는 것인 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 스페이서는 상기 탄성 부재 내부에 배치되는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 스페이서는 적어도 하나 이상의 공기 유통공을 구비하는 배터리 팩.
제1항에 있어서,
상기 스페이서는 복수개로서,
상기 복수개의 스페이서 중 일부의 스페이서는 일단이 상기 상부 프레임에 고정되고,
나머지 스페이서는 일단이 상기 하부 프레임에 고정되며,
상기 상부 프레임에 고정된 스페이서와 상기 하부 프레임에 고정된 스페이서는 서로 교번되는 순서로 배치되는 것인 배터리 팩.