KR101182961B1 - 배터리 팩 - Google Patents

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KR101182961B1
KR101182961B1 KR1020100081588A KR20100081588A KR101182961B1 KR 101182961 B1 KR101182961 B1 KR 101182961B1 KR 1020100081588 A KR1020100081588 A KR 1020100081588A KR 20100081588 A KR20100081588 A KR 20100081588A KR 101182961 B1 KR101182961 B1 KR 101182961B1
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곽은옥
고석
김영호
박경호
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본발명은 와셔를 대신하여 캡플레이트와 전극단자 간의 단락을 방지하면서 배터리 팩의 부피를 최소화 하고 베어셀과의 결합력을 강화하기 위한 홀더케이스와, 상기 배터리 팩의 부피를 최소화하기 위한 커버케이스를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 전극조립체와 상기 전극조립체를 수용하는 캔, 상기 캔의 상단 개구부를 마감하는 캡조립체를 포함하여 구성되는 베어셀과, 상기 베어셀의 일측면을 덮는 바닥부와 상기 바닥부의 일측 및 타측에 형성된 제1 지지부 및 제2 지지부와 상기 캡조립체를 구성하는 캡플레이트의 일부를 덮으며 고정되는 절연부를 포함하는 홀더케이스와, 상기 홀더케이스의 상부에 결합되는 보호회로모듈과, 상기 홀더케이스와 보호회로모듈을 덮으면서 상기 베어셀의 일측면에 고정되는 커버케이스를 포함하여 형성되는 배터리 팩을 제공한다.

Description

배터리 팩{BATTERY PACK}
본 발명은 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 보호회로모듈을 안정적으로 안착시키고 고정하기 위하여 베어셀의 측면과 보호회로모듈 사이에 별도의 고정부재를 사용하게 된다.
또한, 상기 베어셀의 상면에 형성되는 캡플레이트 상에는 캡플레이트와 전극단자 간의 단락을 방지하기 위해 와셔가 구비된다.
배터리 팩에 있어서, 제조 공정의 단순화를 위해 캡플레이트 상의 와셔를 삭제하는 경우 캡플레이트와 전극단자 간의 단락을 방지할 수 있는 홀더케이스의 구조가 필요하다. 따라서 본 발명은 상기 와셔를 대신하여 캡플레이트와 전극단자 간의 단락을 방지하는 홀더케이스를 제공함에 있어서, 배터리 팩의 부피를 최소화 하고 베어셀과의 결합력을 강화하기 위한 홀더케이스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 상기 배터리 팩의 부피를 최소화하기 위한 커버케이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명에 의한 배터리 팩은 전극조립체와 상기 전극조립체를 수용하는 캔, 상기 캔의 상단 개구부를 마감하는 캡조립체를 포함하여 구성되는 베어셀과, 상기 베어셀의 일측면을 덮는 바닥부와 상기 바닥부의 일측 및 타측에 형성된 제1 지지부 및 제2 지지부와 상기 캡조립체를 구성하는 캡플레이트의 일부를 덮으며 고정되는 절연부를 포함하는 홀더케이스와, 상기 홀더케이스의 상부에 결합되는 보호회로모듈과, 상기 홀더케이스와 보호회로모듈을 덮으면서 상기 베어셀의 일측면에 고정되는 커버케이스를 포함하여 형성된다.
또한, 상기 홀더케이스의 바닥부는 하면이 상기 베어셀의 일측면과 대응되는 형상 및 크기를 갖는 것일 수 있다.
또한, 상기 홀더케이스의 제1 지지부에는 제1 결합돌기 및 제2 결합돌기가 형성되고, 제2 지지부에는 제3 결합돌기 및 제4 결합돌기가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 지지부에는 제1 고정돌기 및 제2 고정돌기가 형성되고, 제2 지지부에는 제3 고정돌기 및 제4 고정돌기가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 지지부에는 제1 걸림턱이 더 형성되고, 제2 지지부에는 제2 걸림턱이 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연부는 캡플레이트 상에 고정시 끝단부가 절연가스켓의 일측까지만 오도록 형성된 것일 수 있다.
또한, 상기 절연부는 캡플레이트 상에 고정시 캡플레이트의 상면을 기준으로 상기 절연부의 상면과 음극단자의 상면의 높이가 일치되도록 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 보호회로모듈은 배터리의 충방전을 제어하는 보호회로기판과, 상기 보호회로기판과 음극단자를 전기적으로 연결하는 제1 리드플레이트와, 상기 보호회로기판과 캔의 하면을 전기적으로 연결하는 제2 리드플레이트를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 보호회로기판은 상기 제1 고정돌기 및 제2 고정돌기에 대응되는 위치에 그와 대응되는 크기와 형상을 갖는 제1 고정홈 및 제2 고정홈을 구비하며, 상기 제3 고정돌기 및 제4 고정돌기에 대응되는 위치에 그와 대응되는 크기와 형상을 갖는 제3 고정홈 및 제4 고정홈을 구비하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 리드플레이트의 일측 끝단부는 음극단자에 용접되어 결합되는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 리드플레이트의 일측 끝단부는 절연 가스켓의 타측 끝단을 지나지 않도록 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 커버케이스는 상기 보호회로모듈의 상부에 형성되는 커버부와, 상기 베어셀의 상면을 덮으며 고정되는 제1 고정부를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 커버부는 상부 커버와, 상부 커버의 일측 장변부에 형성된 제1 측면 커버, 상부 커버의 타측 장변부에 형성된 제2 측면 커버, 상부커버의 일측 단변부에 형성된 제3 측면 커버 및 상부커버의 타측 단변부에 형성된 제4 측면 커버를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 측면 커버에는 제1 결합돌기 및 제2 결합돌기에 각각 대응되는 위치에 그와 대응되는 크기 및 형상을 갖는 제1 결합홀 및 제2 결합홀이 형성되고, 상기 제2 측면 커버에는 제3 결합돌기 및 제4 결합돌기에 각각 대응되는 위치에 그와 대응되는 크기 및 형상을 갖는 제3 결합홀 및 제4 결합홀이 형성된 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 고정부는 절연부 및 제1 리드플레이트를 덮으며 수납하는 공간을 형성하는 제1 밀착부 및 캡플레이트에 부착되어 고정되는 제1 접착부를 포함하여 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 고정부는 캔의 측면 일부를 덮으며 부착될 수 있는 제1 연장부 및 제2 연장부를 더 포함하여 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 밀착부는 캡플레이트의 폭과 대응되는 폭을 가지며, 상기 제1 접착부와 단차가 지도록 더 낮게 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 단차의 높이는 제1 리드플레이트 및 제1 절연부의 두께의 합과 같게 형성될 수 있다.
또한, 상기 단차가 형성되는 경계선은 절연 가스켓의 타측 끝단과 일치되는 곳에 위치하는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 접착부는 캡플레이트의 길이 방향 끝단부와 대응되는 크기 및 형상을 갖는 것일 수 있다.
한편, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명에 의한 배터리 팩은 전극조립체와 상기 전극조립체를 수용하는 캔 및 상기 캔의 상단 개구부를 마감하는 캡조립체를 포함하여 구성되는 베어셀과, 상기 베어셀의 일측면을 덮는 바닥부와 상기 바닥부의 일측 및 타측에 형성된 제1 지지부 및 제2 지지부와 상기 캡조립체를 구성하는 캡플레이트의 일부를 덮으며 고정되는 절연부를 포함하는 홀더케이스와, 상기 홀더케이스의 상부에 결합되는 보호회로모듈과, 상기 보호회로모듈의 상부에 형성되는 커버부와 상기 베어셀의 상면을 덮으며 고정되는 제1 고정부와 및 상기 캔의 하면을 덮으며 고정되는 제2 고정부를 포함하는 커버케이스 를 포함하여 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 절연부는 캡플레이트 상에 고정시 끝단부가 절연가스켓의 일측까
지만 오도록 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 절연부는 캡플레이트 상에 고정시 캡플레이트의 상면을 기준으로 상기 절연부의 상면과 음극단자의 상면의 높이가 일치되도록 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 보호회로모듈은 배터리의 충방전을 제어하는 보호회로기판과, 상기 보호회로기판과 음극단자를 전기적으로 연결하는 제1 리드플레이트와, 상기 보호회로기판과 캔의 하면을 전기적으로 연결하는 제2 리드플레이트를 포함하여 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 리드플레이트의 일측 끝단부는 절연 가스켓의 타측 끝단을 지나지 않도록 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 고정부는 절연부 및 제1 리드플레이트를 덮으며 수납하는
공간을 형성하는 제1 밀착부 및 캡플레이트에 부착되어 고정되는 제1 접착부를 포함하여 형성되며, 상기 제2 고정부는 제2 리드플레이트를 덮으며 수납하는 공간을 형성하는 제2 밀착부 및 캔의 하면에 부착되어 고정되는 제2 접착부를 포함하여 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 밀착부는 캡플레이트의 폭과 대응되는 폭을 가지면서 상기 제1 접착부와 단차가 지도록 더 낮게 형성되며, 상기 제2 밀착부는 캔의 하면의 폭과 대응되는 폭을 가지면서 상기 제2 접착부와 단차가 지도록 더 낮게 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 밀착부와 상기 제1 접착부 간의 단차의 높이는 제1
리드플레이트 및 제1 절연부의 두께의 합과 같게 형성되며, 상기 제2 밀착부와 상기 제2 접착부 간의 단차의 높이는 제2 리드플레이트의 두께와 같게 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 밀착부와 상기 제1 접착부 간의 단차가 형성되는 경계선은 절연 가스켓의 타측 끝단과 일치되는 곳에 위치하며, 상기 제2 밀착부와 상기 제2 접착부 간의 단차가 형성되는 경계선은 제2 리드플레이트의 모서리와 일치되는 곳에 위치하는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 접착부는 캡플레이트의 길이 방향 끝단부와 대응되는 크기 및 형상을 갖고, 제2 접착부는 캔의 하면의 길이 방향 끝단부와 대응되는 크기 및 형상을 갖는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은 베어셀의 캡플레이트 상에 구비되는 와셔를 삭제하는 대신에 간단한 구조의 절연부를 갖는 홀더케이스를 구비함으로써 제조 공정을 단순화하고 생산 비용을 절감하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 베어셀의 캡조립체 상에 밀착되는 구조를 갖는 커버케이스를 구비함으로써 배터리 팩의 부피를 최소화하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 홀더케이스의 타측면 및 하면을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 보호회로모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 커버케이스의 타측면 및 하면을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩에 있어서, 커버케이스의 타측면 및 하면을 나타내는 사시도이다.
이하에서 실시예와 첨부한 도면을 통하여 본 발명에 따른 배터리 팩에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 홀더케이스의 타측면 및 하면을 나타내는 사이도이며, 도 3은 도 1에 도시된 보호회로모듈의 분해 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 커버케이스의 타측면 및 하면을 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 베어셀(100)과, 홀더케이스(200)와, 보호회로모듈(300)과, 커버케이스(400)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 배터리 팩은 라벨(600)을 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 베어셀(100)은 전극조립체(미도시)를 수용하도록 상단 개구부를 갖는 캔(110)과, 상기 전극조립체(미도시)가 상기 캔(110)에 수용된 후 상기 캔(110)의 상단 개구부를 마감하여 밀폐시키는 캡조립체(120)를 포함하여 형성된다.
도시하진 않았으나, 상기 전극조립체는 양극판과, 음극판의 사이에 이들을 절연시키는 세퍼레이터를 개재하여 적층한 후, 권취시킴으로써 젤리-롤(jelly-roll) 형태로 제조될 수 있다.
상기 캔(110)은 상단이 개방된 개구부를 갖는 대략 직육면체 형상의 금속재질로 이루어지며, 딥 드로잉(deep drawing) 등의 가공방법으로 형성된다. 캔(110)은 경량의 전도성 금속인 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있다. 따라서, 캔(110) 자체가 단자역할을 수행하는 것이 가능하게 된다. 상기 캔(110)은 전극조립체와 전해액을 수용하는 용기가 된다.
상기 캡조립체(120)는 상기 캡조립체(120)는 금속성의 캡플레이트(121)와 음극단자(122), 상기 캡플레이트(121) 및 음극단자(122)를 전기적으로 절연시키는 절연가스켓(123)을 포함하여 형성될 수 있다. 여기서, 상기 캡플레이트(121)와 캔(110) 자체는 전극조립체의 양극과 전기적으로 연결되고, 음극단자(122)는 전극조립체의 음극과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 캡조립체(120)는 상기 캡플레이트(121)의 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 홀더케이스(200)는 상기 베어셀(100)을 구성하는 캔(110)의 일측면(111)을 덮는 바닥부(210)와, 상기 캡플레이트(121)의 일부를 덮는 절연부(240)와, 상기 바닥부(210)의 장변부에 있어서 일측과 타측에 각각 형성되는 제1 지지부(220) 및 제2 지지부(230)를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제1 지지부(220)는 상기 커버케이스(400)와의 결합을 위한 제1 결합돌기(221) 및 제2 결합돌기(222)를 포함하여 형성될 수 있다. 또한 상기 제1 지지부(220)는 상기 보호회로모듈(300)과의 결합을 위한 제1 고정돌기(223) 및 제2 고정돌기(224)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 제2 지지부(230)는 상기 커버케이스(400)와의 결합을 위한 제3 결합돌기(231) 및 제4 결합돌기(232)를 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 지지부(230)는 상기 보호회로모듈(300)과의 결합을 위한 제3 고정돌기(233) 및 제4 고정돌기(234)를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 바닥부(210)는 상기 캔(110)의 일측면(111)에 대응되는 형상을 갖는다. 상기 바닥부(210)는 밑면에 접착제를 도포하거나 양면 테이프를 부착하여 상기 베어셀(100)을 구성하는 캔(110)의 일측면(111)에 강하게 고정될 수 있다.
상기 제1 지지부(220)는 상기 보호회로모듈(300)을 지지하는 역할을 한다.
또한, 상기 제1 지지부(220)에 형성된 제1 결합돌기(221) 및 제2 결합돌기(222)는 후술할 상기 커버케이스(400)에 형성되는 제1 결합홀(412a) 및 제2 결합홀(412b)에 억지끼움 방식에 의해 끼워짐으로써 상기 커버케이스(400)를 고정시키는 역할을 한다. 또한, 상기 제1 지지부(220)에 형성된 제1 고정돌기(223) 및 제2 고정돌기(224)은 후술할 상기 보호회로모듈(300)을 구성하는 보호회로기판(310)에 형성된 제1 고정홈(316) 및 제2 고정홈(317)에 삽입됨으로써 보호회로모듈(300)을 고정시키는 역할을 한다. 상기 제1 지지부는 상기 보호회로모듈(300)을 더욱 단단히 고정시키기 위해 제1 걸림턱(225)을 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 제2 지지부(230)는 상기 보호회로모듈(300)을 지지하는 역할을 한다. 또한, 상기 제2 지지부(230)에 형성된 제3 결합돌기(231) 및 제4 결합돌기(232)는 후술할 상기 커버케이스(400)에 형성되는 제3 결합홀(413a) 및 제4 결합홀(413b)에 억지끼움 방식에 의해 끼워짐으로써 상기 커버케이스(400)를 고정시키는 역할을 한다. 또한, 상기 제2 지지부(230)에 형성된 제3 고정돌기(233) 및 제4 고정돌기(234)은 후술할 상기 보호회로모듈(300)을 구성하는 보호회로기판(310)에 형성된 제3 고정홈(318) 및 제4 고정홈(319)에 삽입됨으로써 보호회로모듈(300)을 고정시키는 역할을 한다. 상기 제2 지지부는 상기 보호회로모듈(300)을 더욱 단단히 고정시키기 위해 제2 걸림턱(235)을 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 절연부(240)는 상기 캡플레이트(121)에 대응되는 형상 및 폭을 가지며, 내측면에 접착제를 도포하거나 양면 테이프를 부착하여 상기 캡플레이트(121)상에 강하게 고정될 수 있다. 상기 절연부(240)는 캡플레이트(121) 상에 고정될 때 끝단부(241)가 상기 절연가스켓(123)의 일측(123a)까지만 오도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 절연부(240)가 상기 베어셀(100)과 보호회로모듈(300) 간의 단락을 방지하기 위해 상기 캡플레이트(121) 상에 부착되던 와셔를 대신하여 형성되는 것이기 때문이다. 또한, 상기 절연부(240)는 상기 캡플레이트(121) 상에 고정될 때 상기 절연부(240)의 상면과 상기 음극단자(122)의 상면의 높이가 일치되도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 절연부(240)의 두께는 캡플레이트(121)의 상면으로부터 음극단자(122)의 상면까지의 높이와 같은 것이 바람직하다. 이 경우 후술할 보호회로모듈(300)의 제1 리드플레이트가 음극단자(122)에 결합시 안정적인 고정이 가능하기 때문이다.
상기 보호회로모듈(300)은 충방전을 제어하는 보호회로기판(310)과, 상기 보호회로기판(310)과 상기 음극단자(122)를 전기적으로 연결하는 제1 리드플레이트(330)와, 상기 보호회로기판(310)과 상기 캔(110)의 하면(112)을 전기적으로 연결하는 제2 리드플레이트(320)를 포함하여 형성된다.
상기 보호회로기판(310)은 충방전 단자(311)와, 제1 용접패드(313) 및 제2 용접패드(312)를 포함하여 형성된다. 또한 상기 보호회로기판(310)은 제1 고정홈(316), 제2 고정홈(317), 제3 고정홈(318), 제4 고정홈(319)을 포함하여 형성될 수 있다.
상기 보호회로기판(310)은 베이클라이트 또는 에폭시와 같은 고분자 수지로 이루어질 수 있다. 상기 보호회로기판(310)의 하부에는 다수의 도전성 금속패턴(미도시)이 인쇄된다. 즉, 상기 보호회로기판(310)은 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)으로 형성된다. 상기 금속패턴(미도시)에는 충방전을 제어하기 위한 각종 소자(미도시)가 솔더링되어 형성될 수 있다.
상기 충방전 단자(311)는 상기 소자들이 실장되는 상기 보호회로기판(310)의 하부와 대응되는 상부에 형성된다. 또한, 상기 충방전 단자(311)는 금속패턴(미도시)과 전기적으로 연결된다. 상기 충방전 단자(311)는 상기 베어셀(110)과 외부 시스템(미도시)을 전기적으로 접속시키는 통로 역할을 하게 된다.
상기 제1 고정홈(316) 및 제2 고정홈(317)은 상기 보호회로기판(310)의 일측 장변부에 형성되며, 상기 홀더케이스(200)의 제1 지지부(220)에 형성된 제1 고정돌기(223) 및 제2 고정돌기(224)과 각각 대응되는 위치에 형성된다. 또한, 상기 제1 고정홈(316) 및 제2 고정홈(317)은 상기 제1 고정돌기(223) 및 제2 고정돌기(224)과 대응되는 형상을 갖는다. 따라서 상기 제1 고정돌기(223) 및 제2 고정돌기(224)이 상기 제1 고정홈(316) 및 제2 고정홈(317)에 삽입되어 상기 보호회로기판(310)이 상기 홀더케이스(200) 상에서 유동되는 것을 방지한다.
상기 제3 고정홈(318) 및 제4 고정홈(319)은 상기 보호회로기판(310)의 타측 장변부에 형성되며, 상기 홀더케이스(200)의 제2 지지부(230)에 형성된 제3 고정돌기(233) 및 제4 고정돌기(234)과 각각 대응되는 위치에 형성된다. 또한, 상기 제3 고정홈(318) 및 제4 고정홈(319)은 상기 제3 고정돌기(233) 및 제4 고정돌기(234)과 대응되는 형상을 갖는다. 따라서 상기 제3 고정돌기(233) 및 제4 고정돌기(234)이 상기 제3 고정홈(318) 및 제4 고정홈(319)에 삽입되어 상기 보호회로기판(310)이 상기 홀더케이스(200) 상에서 유동되는 것을 방지한다.
또한, 상기 보호회로기판(310)의 일측 단변부가 상기 홀더케이스(200)의 제1 지지부(220) 및 제2 지지부(230) 상에 각각 형성된 제1 걸림턱(225) 및 제2 걸림턱(235)에 걸림으로써 상기 보호회로기판(310)의 유동이 더욱 확실히 방지될 수 있다.
상기 제1 리드플레이트(330)는 상기 보호회로기판(310)과 음극단자(122)를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 상기 제1 리드플레이트(330)는 제1 절곡부(332)와 제2 절곡부(333) 및 제3 절곡부(334)에서 각각 직각으로 꺾인 형상을 갖는다. 제1 리드플레이트(330)는 제1 용접면(335)에서 용접을 통해 상기 보호회로기판(310)에 형성된 제1 용접패드(313)에 결합된다. 또한, 제1 리드플레이트(330)는 일측 끝단부(331)가 상기 음극단자(122)에 용접되어 결합된다. 이 경우, 상기 제1 리드플레이트(330)의 일측 끝단부(331)는 상기 절연 가스켓(123)의 타측 끝단(123b)을 지나지 않도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 후술할 커버케이스(400)의 제1 고정부(430)가 베어셀(100)에 결합되는 경우에 배터리 팩의 부피를 최소화하고, 강한 결합이 가능하게 하기 위함이다.
상기 제2 리드플레이트(320)는 상기 보호회로기판(310)과 양극단자의 역할을 하는 상기 캔(110)의 하면(112)을 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 상기 제2 리드플레이트(320)는 제4 절곡부(322)와 제5 절곡부(323) 및 제6 절곡부(324)에서 각각 직각으로 꺾인 형상을 갖는다. 제2 리드플레이트(330)는 제2 용접면(325)에서 용접을 통해 상기 보호회로기판(310)에 형성된 제2 용접패드(312)에 결합된다. 또한, 제2 리드플레이트(320)는 일측 끝단부(321)가 상기 캔(110)의 하면(112)에 용접되어 결합된다.
상기 커버케이스(400)는 상기 보호회로모듈(300)의 상부에 형성되는 커버부(410)와, 상기 베어셀(100)의 상면을 덮으며 고정되는 제1 고정부(430)를 포함하여 형성된다.
상기 커버케이스(400)는 제1 연결부(435)를 기준으로 구분되는 커버부(410)와 고정부(430)가 일체로 형성되어 이루어진 플라스틱 케이스이다. 상기 커버케이스(400)는 폴리카보네이트와 같은 수지물을 일체로 사출 성형하여 제조된다.
상기 커버부(410)는 상부 커버(411)과, 상부 커버(411)의 일측 장변부에 형성된 제1 측면 커버(412), 상부 커버(411)의 타측 장변부에 형성된 제2 측면 커버(413)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 커버부(410)는 상부 커버(411)의 일측 단변부에 형성된 제3 측면 커버(415), 및 상부 커버(411)의 타측 단변부에 형성된 제4 측면 커버(414)를 포함하여 형성된다.
상기 상부 커버(411)은 외부 시스템과 전기적으로 연결되는 외부 단자(440)를 포함하여 형성된다. 상기 외부 단자(440)는 상기 보호회로기판(310) 상의 충방전 단자(311)와 대응되는 위치에 대응되는 형태를 가지며 형성된다. 따라서, 상기 베어셀(100)로부터 보호회로모듈(300)로 흐르는 전류는 상기 충방전 단자(311)를 통해 외부단자(440)로 흐르고, 외부단자(440)를 통해서 외부 시스템으로 흐르게 된다.
상기 제1 측면 커버(412)는 상기 홀더케이스(300)의 제1 지지부(220) 상에 형성된 제1 결합돌기(221) 및 제2 결합돌기(222)에 대응되는 위치에 제1 결합홀(412a) 및 제2 결합홀(412b)를 구비한다. 상기 제1 결합홀(412a) 및 제2 결합홀(412b)는 상기 제1 결합돌기(221) 및 제2 결합돌기(222)에 대응되는 크기 및 형상을 갖는다. 따라서, 상기 제1 결합돌기(221) 및 제2 결합돌기(222)가 상기 제1 결합홀(412a) 및 제2 결합홀(412b)에 각각 억지끼움 방식으로 끼워져 상기 커버케이스(400)가 상기 홀더케이스(200)에 단단히 결합될 수 있게 한다.
상기 제2 측면 커버(413)는 상기 홀더케이스(300)의 제2 지지부(230) 상에 형성된 제3 결합돌기(231) 및 제4 결합돌기(232)에 대응되는 위치에 제3 결합홀(413a) 및 제4 결합홀(413b)를 구비한다. 상기 제3 결합홀(413a) 및 제4 결합홀(413b)는 상기 제3 결합돌기(231) 및 제4 결합돌기(232)에 대응되는 크기 및 형상을 갖는다. 따라서, 상기 제3 결합돌기(231) 및 제4 결합돌기(232)가 상기 제3 결합홀(413a) 및 제4 결합홀(413b)에 각각 억지끼움 방식으로 끼워져 상기 커버케이스(400)가 상기 홀더케이스(200)에 단단히 결합될 수 있게 한다.
상기 제3 측면 커버(415)는 상기 캡플레이트(121) 상에 형성된 절연부(240) 및 제1 리드플레이트(330)의 일부를 덮으며 형성된다.
상기 제4 측면 커버(414)는 상기 캔(110)의 하면(112) 상에 형성된 제2 리드플레이트(320)의 일부를 덮으며 형성된다.
상기 제1 고정부(430)는 상기 절연부(240) 및 제1 리드플레이트(330)를 덮으며 수납하는 공간이 형성되는 제1 밀착부(433) 및 상기 캡플레이트(121)에 부착되어 고정되는 제1 접착부(434)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 제1 고정부(430)는 상기 캔(110)의 측면 일부를 덮으며 부착될 수 있는 제1 연장부(431) 및 제2 연장부(432)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 제1 고정부(430)는 상기 베어셀(100)의 상면을 덮으면서 고정됨으로써 상기 커버케이스(400)가 베어셀(100)에 고정되도록 하며, 베어셀(100) 상면의 캡플레이트(121) 및 음극단자(122)를 외부와 전기적으로 절연시키는 역할을 한다.
상기 제1 밀착부(433)는 상기 캡플레이트(121)의 폭과 대응되는 폭을 갖는다. 또한, 상기 제1 밀착부(433)는 제1 접착부(434)와 단차가 지도록 형성된다. 보다 구체적으로는, 상기 제1 접착부(434)가 제1 밀착부(433)보다 제1 리드플레이트(330) 및 제1 절연부(240)의 두께의 합만큼 더 높게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 단차가 형성되는 경계선은 상기 절연 가스켓(123)의 타측 끝단(123b)과 일치되는 곳에 위치하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 제1 고정부(430)와 베어셀(100)의 상부 사이에 빈공간이 최소화 되어 배터리 팩의 부피가 최소화 되고, 고정부(430)가 베어셀(100)에 강하게 고정될 수 있기 때문이다.
상기 제1 접착부(434)는 상기 캡플레이트(121)의 끝단부와 대응되는 크기 및 형상을 가지며, 상기에서 설명한 바와 같이 제1 밀착부(433)와 단차지게 형성된다. 상기 제1 접착부(434)는 제1 고정부(430)가 캡플레이트(121) 상에 고정되도록 하는 역할을 한다. 상기 제1 접착부(434)를 캡플레이트(121)에 고정시키는 방법으로는 상기 제1 접착부(434)와 캡플레이트(121) 사이에 접착제를 도포하여 접착시키거나, 양면 테이프를 이용하여 고정시킬 수 있다.
상기 제1 연장부(431) 및 제2 연장부(432)는 각각 상기 제1 고정부(430)의 장변측에 형성되며 상기 제1 고정부(430)가 베어셀(100)의 상부에 밀착되어 고정되었을 때 베어셀(100)의 측면 일부를 덮는다. 상기 제1 연장부(431) 및 제2 연장부(432)는 내측면에 접착제를 도포하거나 양면테이프를 이용하여 베어셀(100)의 측면에 고정될 수 있다. 이 경우 상기 제1 고정부(430)가 베어셀(100)에 더욱 강하게 고정될 수 있다.
상기 라벨(600)은 베어셀(100)을 감싸는 형태로 형성된다. 상기 라벨(600)은 상기 캔(110)의 측면 둘레를 절연하는 역할을 한다. 상기 라벨(600)은 접착제에 의해 베어셀(500)의 측면 둘레에 접착될 수 있다. 상기 라벨(600)의 외면에는 배터리 팩의 용량 및 제품번호와 같은 정보가 인쇄될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 베어셀(100)의 캡플레이트(121) 상에 구비되는 와셔를 삭제하는 대신에 간단한 구조의 절연부(240)를 갖는 홀더케이스(200)를 구비함으로써 제조 공정을 단순화하고 생산 비용을 절감할 수 있게 한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 베어셀(100)의 상부에 밀착되는 구조를 갖는 커버케이스(400)를 구비함으로써 배터리 팩의 부피를 최소화하고, 커버케이스(400)와 베어셀(100)간의 결합력을 높일 수 있다.
다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커버케이스(500)의 타측면 및 하부를 나타내는 사시도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩과 비교하여 커버케이스(500)가 제2 고정부(520)를 더 갖는다는 점이 다를 뿐, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩과 동일한 구성요소를 갖는다. 따라서 제2 고정부(520)를 제외한 나머지 동일한 구성요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에서는 본 발명의 일 실시예와 차이를 갖는 제2 고정부(520)에 대해서 중점적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은 베어셀(100)과, 홀더케이스(200)와, 보호회로모듈(300)과, 커버케이스(500)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 배터리 팩은 라벨(600)을 더 포함하여 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 커버케이스(500)는 상기 보호회로모듈(300)의 상부에 형성되는 커버부(510)와, 상기 베어셀(100)의 상면을 덮으며 고정되는 제1 고정부(530)와, 상기 캔(110)의 하면(112)을 덮으며 고정되는 제2 고정부(520)를 포함하여 형성된다.
상기 제2 고정부(530)는 상기 제2 리드플레이트(320)를 덮으며 수납하는 공간이 형성되는 제2 밀착부(523) 및 상기 캔(110)의 하면(112)에 부착되어 고정되는 제2 접착부(434)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 제2 고정부(520)는 상기 캔(110)의 측면 일부를 덮으며 고정될 수 있는 제3 연장부(521) 및 제4 연장부(522)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 제2 고정부(520)는 상기 캔(110)의 하면(112)을 덮으면서 고정됨으로써 상기 커버케이스(400)가 베어셀(100)에 고정되도록 한다. 또한 상기 제2 고정부(530)는 양극 단자 역할을 하는 상기 캔(110)의 하면(112) 및 제2 리드플레이트(320)를 외부와 전기적으로 절연시키는 역할을 한다.
상기 제2 밀착부(523)는 상기 캔(110)의 하면(112)의 폭과 대응되는 폭을 갖는다. 또한, 상기 제2 밀착부(523)는 제2 접착부(524)와 단차가 지도록 형성된다. 보다 구체적으로는 제2 접착부(524)가 제2 밀착부(523)보다 상기 제2 리드플레이트(320)의 두께만큼 더 높게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 단차가 형성되는 경계선은 상기 제2 리드플레이트(320)의 모서리와 일치되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 제2 고정부(520)와 캔(110)의 하면(112) 사이 빈공간이 최소화 되어 배터리 팩의 부피가 최소화 되고, 고정부(520)가 베어셀(100)에 강하게 고정될 수 있기 때문이다.
상기 제2 접착부(524)는 상기 캔(110)의 하면(112) 길이 방향 끝단부와 대응되는 크기 및 형상을 가지며, 상기에서 설명한 바와 같이 제2 밀착부(523)와 단차지게 형성된다. 상기 제2 접착부(524)는 제2 고정부(520)가 캔(110)의 하면(112)에 고정되도록 하는 역할을 한다. 상기 제2 접착부(524)를 캔(110)의 하면(112)에 고정시키는 방법으로는 상기 제2 접착부(524)와 캔(110)의 하면(112) 사이에 접착제를 도포하여 접착시키거나, 양면 테이프를 이용하여 고정시킬 수 있다.
상기 제3 연장부(521) 및 제4 연장부(522)는 각각 상기 제2 고정부(520)의 장변측에 형성되며 상기 제2 고정부(520)가 캔(110)의 하면(112)에 밀착되어 고정되었을 때 베어셀(100)의 측면 일부를 덮는다. 상기 제3 연장부(521) 및 제4 연장부(522)는 내측면에 접착제를 도포하거나 양면테이프를 이용하여 베어셀(100)의 측면에 고정될 수 있다. 이 경우 상기 제2 고정부(430)가 베어셀(100)에 더욱 강하게 고정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은 캔(110)의 하면(112)을 덮는 하부 케이스를 별도로 형성하는 대신에 상기 커버케이스(500)에 제2 고정부(520)를 하나 더 구비하고 있다. 이로 인해 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은 제조 공정을 단순화하고 생산 비용을 절감할 수 있게 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은 캔(110)의 하면(112)에 밀착되는 구조를 갖는 커버케이스(500)를 구비함으로써 배터리 팩의 부피를 최소화하고, 커버케이스(500)와 베어셀(100)간의 결합력을 높일 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다.
100 : 베어셀 120 : 캡조립체
200 : 홀더케이스 210 : 바닥부
240 : 절연부 221,222,231,232 : 결합돌기
223,224,233,234: 고정돌기 300 : 보호회로모듈
310 : 보호회로기판 316,317,318,319 : 고정홈
320 : 제1 리드플레이트 330 : 제2 리드플레이트 400,500 : 커버케이스 410,510 : 커버부
430,530 : 제1 고정부 520 : 제2 고정부

Claims (20)

  1. 전극조립체와 상기 전극조립체를 수용하는 캔, 상기 캔의 상단 개구부를 마감하는 캡조립체를 포함하여 구성되는 베어셀;
    상기 베어셀의 일측면을 덮는 바닥부와, 상기 바닥부의 일측 및 타측에 형성된 제1 지지부 및 제2 지지부와, 상기 캡조립체를 구성하는 캡플레이트의 일부를 덮으며 고정되는 절연부를 포함하는 홀더케이스;
    상기 홀더케이스의 상부에 결합되는 보호회로모듈;
    상기 홀더케이스와 보호회로모듈을 덮으면서 상기 베어셀의 일측면에 고정되는 커버케이스; 를 포함하고,
    상기 제1 지지부에는 제1 고정돌기 및 제2 고정돌기가 형성되고, 제2 지지부에는 제3 고정돌기 및 제4 고정돌기가 형성되며,
    상기 제1 지지부에는 상기 보호회로모듈이 안착되는 제1 걸림턱이 형성되고, 제2 지지부에는 상기 보호회로모듈이 안착되는 제2 걸림턱이 형성되고,
    상기 절연부의 두께는 캡플레이트의 상면으로부터 음극단자의 상면까지의 높이와 같은 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 홀더케이스의 제1 지지부에는 제1 결합돌기 및 제2 결합돌기
    가 형성되고, 제2 지지부에는 제3 결합돌기 및 제4 결합돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 절연부는 캡플레이트 상에 고정시 끝단부가 절연가스켓의 일측까지만 오도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 보호회로모듈은 배터리의 충방전을 제어하는 보호회로기판과, 상기 보호회로기판과 음극단자를 전기적으로 연결하는 제1 리드플레이트와, 상기 보호회로기판과 캔의 하면을 전기적으로 연결하는 제2 리드플레이트를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 보호회로기판은 상기 제1 지지부에 형성된 제1 고정돌기 및 제2 고정돌기에 대응되는 위치에 그와 대응되는 크기와 형상을 갖는 제1 고정홈 및 제2 고정홈을 구비하며, 상기 제2 지지부에 형성된 제3 고정돌기 및 제4 고정돌기에 대응되는 위치에 그와 대응되는 크기와 형상을 갖는 제3 고정홈 및 제4 고정홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 리드플레이트의 일측 끝단부는 절연 가스켓의 타측 끝단을 지나지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버케이스는 상기 보호회로모듈의 상부에 형성되는 커버부와, 상기 베어셀의 상면의 적어도 일부를 덮으며 상기 베어셀의 상면에 고정되는 제1 고정부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 커버부는 상부 커버와, 상부 커버의 일측 장변부에 형성된 제1 측면 커버, 상부 커버의 타측 장변부에 형성된 제2 측면 커버, 상부커버의 일측 단변부에 형성된 제3 측면 커버 및 상부커버의 타측 단변부에 형성된 제4 측면 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 측면 커버에는 상기 제1 지지부에 형성된 제1 결합돌기 및 제2 결합돌기에 각각 대응되는 위치에 그와 대응되는 크기 및 형상을 갖는 제1 결합홀 및 제2 결합홀이 형성되고, 상기 제2 측면 커버에는 상기 제2 지지부에 형성된 제3 결합돌기 및 제4 결합돌기에 각각 대응되는 위치에 그와 대응되는 크기 및 형상을 갖는 제3 결합홀 및 제4 결합홀이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 고정부는 절연부 및 제1 리드플레이트를 덮으며 수납하는 공간을 형성하는 제1 밀착부 및 캡플레이트에 부착되어 고정되는 제1 접착부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 밀착부는 캡플레이트의 폭과 대응되는 폭을 가지며, 상기 제1 접착부와 단차가 지도록 더 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 단차의 높이는 제1 리드플레이트 및 제1 절연부의 두께의 합과 같은 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 단차가 형성되는 경계선은 절연 가스켓의 타측 끝단과 일치되는 곳에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 청구항 9에 있어서,
    상기 커버케이스는 상기 베어셀의 하면의 적어도 일부를 덮으며 상기 베어셀의 하면에 고정되는 제2 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제2 고정부는 제2 리드플레이트를 덮으며 수납하는 공간을 형성하는
    제2 밀착부 및 캔의 하면에 부착되어 고정되는 제2 접착부를 포함하여 형성되는
    것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제2 밀착부는 캔의 하면의 폭과 대응되는 폭을 가지면서 상기 제2 접착
    부와 단차가 지도록 더 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 단차의 높이는 제2 리드플레이트의 두께와 같게 형성되는 것을 특징으
    로 하는 배터리 팩.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 제2 밀착부와 상기 단차가 형성되는 경계선은 제2 리드플레이트의 모서리와 일치되는 곳에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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