KR101364096B1

KR101364096B1 - 배터리팩 조립체

Info

Publication number: KR101364096B1
Application number: KR20130011986A
Authority: KR
Inventors: 이은중; 문대연
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2014-02-20
Also published as: CN103972438A; EP2763207A1; US20140219837A1

Abstract

배터리팩 조립체는, 배터리셀과, 배터리셀의 일면에 접하는 제1 표면 지지부와 제1 표면 지지부에서 배터리셀의 측면을 향해 절곡되는 제1 측면 지지부를 구비하는 제1 케이스와, 배터리셀의 타면에 접하는 제2 표면 지지부와 제2 표면 지지부에서 배터리셀의 측면을 향해 절곡되어 외측 면의 적어도 일부분은 제1 측면 지지부에 의해 지지되고 내측 면은 배터리셀의 측면에 접하는 제2 측면 지지부를 구비한 제2 케이스와, 관통 구멍을 구비하며 제2 측면 지지부의 외측 면의 제2 표면 지지부로부터 이격된 위치에서 돌출 형성된 후크부를 구비한다.

Description

배터리팩 조립체{Battery pack assembly}

실시예들은 배터리팩 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬림한 디자인으로 설계가 가능하며 결합 구조가 안정적으로 유지되는 배터리팩 조립체에 관한 것이다.

이차 전지는 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 충전이 불가능한 일차 전지와 구별된다. 이차 전지는 휴대전화, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 디지털 카메라, 전기 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원장치(UPS)등과 같은 전자 기기 분야에서 널리 사용된다.

이차 전지는 전지부가 수용되는 케이스의 형상에 따라서 원통형 및 각형으로 제작되는 캔형 전지와, 유연성을 갖는 파우치형 전지로 구분할 수 있다.

한국 공개특허공보 제2011-0059252호는 원통형 이차 전지를 수용하는 케이스를 이용한 배터리팩 조립체의 구조를 나타낸다. 노트북이나 태블릿 컴퓨터 등과 같이 얇은 두께를 갖는 휴대용 전자 기기를 설계할 때에는 이와 같은 원통형 배터리를 이용한 배터리팩 조립체 보다는 얇은 두께의 각형 이차 전지를 이용하는 것이 요구된다.

얇은 두께를 갖는 복수 개의 각형 이차 전지를 사용하여 배터리팩 조립체를 제작하는 경우 전체적으로 슬림한 두께를 유지하면서도 충격과 진동에도 안정적인 구조를 유지할 수 있도록 하는 것이 중요하다.

배터리팩 조립체가 기계 장치나 전자 장치에 장착될 때에는 배터리팩 조립체에 충격과 진동이 가해지는 경우에도 배터리팩 조립체가 장착된 위치를 견고히 유지할 수 있어야 한다. 따라서 스크류와 같은 체결 수단을 이용하여 배터리팩 조립체를 기계 장치나 전자 장치에 고정한다.

그러나 스크류와 같은 체결 수단을 이용하여 배터리팩 조립체를 고정할 때에 배터리팩 조립체와 스크류의 체결 부위에 강한 힘이 전달되어 배터리셀을 수용하는 케이스가 벌어져 배터리팩 조립체의 조립 상태가 불량해질 수 있다.

한국 공개특허공보 제2011-0059252호 (2011.06.02)

실시예들의 목적은 슬림한 디자인을 갖는 배터리팩 조립체를 제공하는 데 있다.

실시예들의 다른 목적은 전체적으로 슬림한 두께를 유지하면서도 충격과 진동에도 안정적인 구조를 유지할 수 있는 배터리팩 조립체를 제공하는 데 있다.

실시예들의 또 다른 목적은 체결 수단을 이용하여 배터리팩 조립체를 고정할 때에도 케이스의 조립 상태가 견고히 유지될 수 있는 배터리팩 조립체를 제공하는 데 있다.

일 실시예에 관한 배터리팩 조립체는, 배터리셀과, 배터리셀의 일면에 접하는 제1 표면 지지부와 제1 표면 지지부에서 배터리셀의 측면을 향해 절곡되는 제1 측면 지지부를 구비하는 제1 케이스와, 배터리셀의 타면에 접하는 제2 표면 지지부와 제2 표면 지지부에서 배터리셀의 측면을 향해 절곡되어 외측 면의 적어도 일부분은 제1 측면 지지부에 의해 지지되고 내측 면은 배터리셀의 측면에 접하는 제2 측면 지지부를 구비한 제2 케이스와, 관통 구멍을 구비하며 제2 측면 지지부의 외측 면의 제2 표면 지지부로부터 이격된 위치에서 돌출 형성된 후크부를 구비한다.

제1 측면 지지부와 접하는 제2 측면 지지부의 외측 면의 적어도 일부분의 단부는 제2 측면 지지부의 두께보다 감소된 두께를 갖는 단차부를 형성할 수 있다.

단차부는 배터리셀의 가장자리의 적어도 일부분을 따라 연장할 수 있다.

후크부는 단차부의 연장 방향에서 단차부의 측면에 형성될 수 있다.

후크부는 배터리셀의 일면과 타면에 대해 평행한 방향으로 외측을 향해 돌출 형성될 수 있다.

후크부의 일면은 제2 표면 지지부의 연장면으로부터 제1 표면 지지부의 연장면을 향하여 이격될 수 있다.

후크부는 측면 가장자리에 후크부의 연장 방향을 가로지르는 방향으로 연장하여 제2 측면 지지부에 연결되어 후크부의 강성을 강화하는 강화판을 더 구비할 수 있다.

후크부의 관통 구멍은 배터리셀의 일면의 연장 방향과 타면의 연장 방향을 가로지르는 방향으로 관통하도록 형성될 수 있다.

단차부는 배터리셀의 가장자리의 연장 방향을 따라 이격되며 복수 개가 형성될 수 있다.

단차부는 외측을 향하여 돌출된 결합 돌기를 구비할 수 있고, 제1 측면 지지부는 결합 돌기와 결합하는 결합 홈부를 구비할 수 있다.

제2 측면 지지부는 제1 측면 지지부를 향하는 단부에서 개방된 슬롯을 구비할 수 있으며, 제1 측면 지지부는 제1 측면 지지부의 단부에서 돌출되어 슬롯에 삽입되는 날개부를 더 구비할 수 있다.

배터리셀은 제1 케이스와 제2 케이스의 사이에서 배터리셀의 일면과 타면의 연장 방향을 따라 연속하여 복수 개가 배치될 수 있다.

제1 표면 지지부와 제2 표면 지지부의 각각은 복수 개의 배터리셀의 집합의 외측 가장자리를 둘러싸도록 연장할 수 있으며, 제1 케이스와 제2 케이스의 각각은 복수 개의 배터리셀의 인접하는 가장자리를 따라 연장하며 제1 표면 지지부와 제2 표면 지지부의 각각에 연결되는 복수 개의 가로 지지부들을 구비할 수 있다.

배터리팩 조립체는 제1 케이스의 가로 지지부와 제2 케이스의 가로 지지부의 사이에서 인접하는 배터리셀들의 사이에 배치되는 스페이서를 더 구비할 수 있다.

제1 표면 지지부와 제2 표면 지지부의 각각은 복수 개의 배터리셀의 집합의 외측 가장자리를 둘러싸도록 연장할 수 있으며, 제1 표면 지지부와 제2 표면 지지부의 각각은 배터리셀의 일면과 타면을 외부로 노출시키는 개구부를 구비할 수 있다.

배터리팩 조립체는 개구부를 덮도록 제1 측면 지지부와 제2 측면 지지부의 각각의 외측에 결합하는 라벨을 더 구비할 수 있다.

제1 표면 지지부와 제2 표면 지지부의 각각은 라벨의 가장자리가 안착되는 홈부를 더 구비할 수 있다.

배터리팩 조립체는 제1 케이스와 제2 케이스의 사이에 배치되며 배터리셀과 전기적으로 연결되는 보호회로모듈을 더 구비할 수 있다.

상술한 바와 같은 실시예들에 관한 배터리팩 조립체는, 제1 케이스와 제2 케이스의 각각이 배터리셀의 표면과 접하며 배터리셀을 둘러싸며 지지하므로 얇은 두께의 제1 케이스와 제2 케이스의 결합 구조를 이용하여 슬림한 디자인을 갖는 배터리팩 조립체를 구현할 수 있다.

또한 제2 케이스의 제2 측면 지지부의 외측 면의 적어도 일부분이 제1 케이스의 제1 측면 지지부에 항상 접촉한 상태를 유지하므로, 배터리팩 조립체의 조립을 위해 후크부에 힘이 가해지는 경우나 충격과 진동이 외부로부터 전달되는 경우에도 배터리팩 조립체의 구조가 안정적으로 유지될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 관한 배터리팩 조립체의 구성 요소들의 관계를 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리팩 조립체의 일부분을 확대하여 조립 과정을 나타낸 분리 사시도이다.
도 3은 도 1의 배터리팩 조립체가 조립되어 사용되는 작동 상태를 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다.
도 4는 도 3의 배터리팩 조립체의 일부분을 나타낸 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 관한 배터리팩 조립체의 일부분을 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 1 내지 도 5에 나타난 실시예에 관한 배터리팩 조립체와 작동 상태를 비교하기 위해 제작된 비교예에 관한 배터리팩 조립체의 단면도이다.

본 발명은 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.

도 1은 일 실시예에 관한 배터리팩 조립체의 구성 요소들의 관계를 개략적으로 나타낸 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 배터리팩 조립체의 일부분을 확대하여 조립 과정을 나타낸 분리 사시도이다.

도 1 및 도 2에 나타난 실시예에 관한 배터리팩 조립체(100)는, 배터리셀(200)과, 배터리셀(200)의 일면(201)을 지지하는 제1 케이스(110)와, 배터리셀(200)의 타면(202)을 지지하는 제2 케이스(120)와, 제2 케이스(120)의 외측으로 돌출되는 후크부(130)를 구비한다.

복수 개의 배터리셀(200)은 재충전이 가능한 이차전지로 구현된다. 배터리셀(200)은 예를 들어, 리튬-이온 전지로 구성될 수 있다.

복수 개의 배터리셀(200)의 각각은 전극 조립체(미도시)와 전극 조립체(미도시)를 내부에 수용한다. 전극 조립체(미도시)는 양극판과 음극판 그리고 이들 사이에 개재된 세퍼레이터를 적층한 후 젤리 롤 형태로 감아서 제작될 수 있다. 전극 조립체(미도시)를 둘러싸는 배터리셀(200)의 외부는 알루미늄이나 알루미늄 합금과 같은 금속성 소재의 중공의 캔(can) 형상으로 제조될 수 있다.

복수 개의 배터리셀(200)은 일 방향을 따라 서로 나란하게(side by side) 배치될 수 있다. 도시된 실시예에서 복수 개의 배터리셀(200)은 제1 케이스(110)와 제2 케이스(120)의 사이에서 배터리셀(200)의 일면(201)과 타면(202)의 연장 방향을 따라 연속하여 배치된다.

복수 개의 배터리셀(200)은 전기 전도성 소재의 리드 플레이트(300)에 의하여 직렬 또는 병렬 방식으로 서로 전기적으로 연결되어 배터리셀 집합(200-1)을 형성한다.

도 1에서는 4개의 배터리셀(200)들을 직렬로 연결하여 하나의 배터리팩 조립체(100)를 조립하는 경우를 예시하고 있으나, 실시예들은 이러한 배치 구조에 의해 한정되지 않으며 배터리셀(200)의 배치 방향 및 개수 등을 다양하게 변형할 수 있다.

복수 개의 배터리셀(200)은 보호회로모듈(400)과 전기적으로 연결될 수 있다. 보호회로모듈(400)은 배터리셀 집합(200-1)의 과충전, 과방전 또는 과전류와 같은 현상에 의해 발생할 수 있는 과열이나 폭발을 방지하는 기능을 한다. 보호회로모듈(400)은 제1 케이스(110)와 제2 케이스(120)의 사이에 수용되며, 제2 케이스(120)의 회로 지지부(129)에 배치된다.

보호회로모듈(400)은 기판(410)과, 기판(410)의 일측 또는 내부에 장착되는 보호소자(미도시)를 구비할 수 있다. 보호소자는 저항 및 콘덴서와 같은 수동소자나 전계 트랜지스터와 같은 능동소자로 이루어지는 안전 소자, 또는 집적 회로들을 이용하여 구현될 수 있다.

보호회로모듈(400)의 일측에는 배선(415)을 통해 커넥터(420)가 연결될 수 있다. 커넥터(420)는 배터리팩 조립체(100)가 장착되는 외부의 전자 기기로 전기를 전달하는 기능을 한다.

제1 케이스(110)와 제2 케이스(120)의 각각은 배터리셀 집합(200-1)의 외측 가장자리를 둘러싸도록 형성된다. 제1 케이스(110)와 제2 케이스(120)는 서로 결합함으로써 내부에 복수 개의 배터리셀(200)과 보호회로모듈(400)을 수용하는 공간을 형성할 수 있다.

제1 케이스(110)와 제2 케이스(120)는 예를 들어 절연성의 플라스틱 재질을 사출 성형함으로써 형성할 수 있다. 플라스틱 재질로는, 예를 들어 염화비닐수지(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 케이스(110)는 배터리셀(200)의 일면(201)의 적어도 일부분에 접하는 제1 표면 지지부(111)와, 제1 표면 지지부(111)로부터 배터리셀(200)의 측면(203)을 향해 절곡되는 제1 측면 지지부(112)를 구비한다.

제1 케이스(110)는 전체적인 두께를 최소화하기 위해 복수 개의 개구부(117)를 구비한다. 복수 개의 개구부(117)에 의해 복수 개의 배터리셀(200)의 일면(201)이 외부로 노출된다.

제1 표면 지지부(111)에는 배터리셀 집합(200-1)의 가장자리를 따라 연장하는 홈부(111a)가 형성된다. 홈부(111a)에는 제1 케이스(110)의 개구부(117)를 덮도록 라벨(501)이 부착된다.

제2 케이스(120)는 배터리셀(200)의 타면(202)의 적어도 일부분에 접하는 제2 표면 지지부(121)와, 제2 표면 지지부(121)에서 배터리셀(200)의 측면(203)을 향해 절곡된 제2 측면 지지부(122)를 구비한다.

제2 케이스(120)는 복수 개의 배터리셀(200)의 타면(202)을 외부로 노출시키는 복수 개의 개구부(127)를 구비한다. 제2 케이스(120)에도 제2 케이스(120)의 개구부(127)를 덮도록 라벨(502)이 부착된다.

배터리셀(200)의 충방전시 배터리셀(200)이 부풀어 오르는 스웰링 현상이 발생할 수 있는데, 제1 케이스(110)와 제2 케이스(120)가 결합하였을 때의 내부 공간의 두께가 배터리셀(200)이 최대로 스웰링하였을 때의 배터리셀(200)의 증가된 두께보다 크게 설계될 수 있다. 이와 같이 배터리팩 조립체(100)의 수용 공간에 배터리셀(200)이 스웰링할 수 있도록 여유 공간을 확보함으로써, 배터리셀(200)이 스웰링하더라도 전체적인 배터리팩 조립체(100)가 변형하는 것을 방지할 수 있다.

제1 케이스(110)와 제2 케이스(120)의 각각은 인접한 배터리셀(200)의 인접하는 가장자리를 따라 연장하며, 제1 케이스(110)의 제1 표면 지지부(111)와 제2 케이스(120)의 제2 표면 지지부(121)의 각각에 연결되는 복수 개의 가로 지지부들(119a, 119b, 119c, 129a, 129b)을 구비할 수 있다.

배터리셀(200)의 외부 표면은 도전성을 가지기 때문에 인접하는 배터리셀(200)은 서로 절연되어야 한다. 인접하는 배터리셀(200)의 사이에는 배터리셀(200)을 절연함과 아울러 배터리셀(200)의 유동을 방지하는 스페이서(600)가 배치된다. 스페이서(600)는 제1 케이스(110)의 가로 지지부(119a, 119b)와, 제2 케이스(120)의 가로 지지부(129a, 129b, 129c)의 사이에서, 인접하는 배터리셀(200)의 사이에 배치된다.

스페이서(600)는 플라스틱이나 고무와 같은 전기 절연성 소재로 형성되며, 스페이서(600)의 길이는 배터리셀(200)의 길이보다 길게 형성될 수 있다.

예를 들어, 스페이서(600)는 인접하는 배터리셀(200)의 측면과 결합할 수 있다. 예를 들어, 배터리셀(200)의 측면이 외부로 볼록한 형상을 가지는 경우, 배터리셀(200)과 접하는 스페이서(600)의 양쪽 측면은 오목한 형상을 가짐으로써 배터리셀(200)을 안정적으로 지지할 수 있다.

스페이서(600)는 일측 단부에 블록킹부(650)를 구비할 수 있다. 블록킹부(650)는 스페이서(600)의 길이 방향에 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 예컨대, 블록킹부(650)는 스페이서(600)의 단부에서 좌측 방향과 우측 방향으로 각각 연장함으로써 스페이서(600)는 전체적으로 T자 형상이 될 수 있다.

블록킹부(650)는 스페이서(600)에 인접하는 배터리셀(200)의 측면 가장자리의 단부에 접할 수 있다. 블록킹부(650)는 제1 케이스(110)의 가로 지지부(119a, 119b) 및 제2 케이스(120)의 가로 지지부(129a, 129b, 129c)와 접촉할 수 있다.

도 3은 도 1의 배터리팩 조립체가 조립되어 사용되는 작동 상태를 개략적으로 나타낸 부분 사시도이고, 도 4는 도 3의 배터리팩 조립체의 일부분을 나타낸 단면도이다. 도 3에서는 설명의 편의를 위하여 도 4에서 도시된 라벨(501)의 도시를 생략하였다.

배터리셀(200)과 제1 케이스(110)와 제2 케이스(120)가 결합되면, 제1 표면 지지부(111)가 배터리셀(200)의 일면(201)과 접촉하고 제2 표면 지지부(121)가 배터리셀(200)의 타면(202)과 접촉한다.

제2 측면 지지부(122)의 외측 면(122a)의 적어도 일부분은 제1 측면 지지부(112)에 의해 지지되고, 제2 측면 지지부(122)의 내측 면(128)은 배터리셀(200)의 측면(203)과 접촉한다.

후크부(130)는 제2 측면 지지부(122)의 외측 면(122a)에서 외측으로 돌출하도록 형성되는데, 제2 표면 지지부(121)로부터 제1 표면 지지부(111)를 향하여 이격된 위치에 형성된다.

도 4를 참조하면, 제1 측면 지지부(112)와 접하는 제2 측면 지지부(122)의 외측 면(122a)의 단부에는 제2 측면 지지부(122)의 두께보다 감소된 두께를 갖는 단차부(125)가 형성된다. 제1 케이스(110)의 제1 측면 지지부(112)는 단차부(125)에 수용되며, 제1 측면 지지부(112)의 내측 면은 단차부(125)와 접촉한다.

제1 측면 지지부(112)는 후크부(130)에 스크류(180)가 결합할 때에 작용하는 힘(F)에 의해 제2 케이스(120)가 외측 방향으로 벌어지지 않도록 제2 케이스(120)의 제2 측면 지지부(122)를 화살표(B)의 방향으로 가압하며 지지하는 기능을 수행한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 단차부(125)는 배터리셀(200)의 가장자리의 적어도 일부분을 따라 연장한다. 또한 단차부(125)는 복수 개가 형성되는데, 단차부(125)는 배터리셀(200)의 가장자리의 연장 방향을 따라 이격되며 형성된다. 즉 단차부(125)는 제1 케이스(110)의 연장 방향을 따라 소정 거리 이격되며 복수 개가 형성된다.

복수 개의 단차부(125)는 표면에 외측을 향하여 돌출된 결합 돌기(125a)를 구비하고, 제1 측면 지지부(112)는 결합 돌기(125a)와 결합하는 결합 홈부(112a)를 구비한다. 결합 돌기(125a)와 결합 홈부(112a)는 도 3에 도시된 것과 같이 서로 맞물려 있는 상태를 유지하며, 제1 케이스(110)와 제2 케이스(120)가 결합된 상태를 안정적으로 유지하도록 보조한다.

또한 제2 측면 지지부(122)는 제1 측면 지지부(112)를 향하는 단부에서 개방되는 슬롯(122b)을 구비한다. 슬롯(122b)은 제2 케이스(120)의 연장 방향을 따라 이격되며 복수 개가 배치된다.

제1 측면 지지부(112)는 제1 측면 지지부(112)의 단부로부터 돌출되어 슬롯(122b)에 삽입되는 복수 개의 날개부(112b)를 구비한다. 제1 케이스(110)와 제2 케이스(120)가 서로 결합된 상태에서 슬롯(122b)에 날개부(112b)가 삽입된 상태를 유지하므로 제1 케이스(110)와 제2 케이스(120)가 충격과 진동에도 결합된 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

도 2를 참조하면, 후크부(130)는 단차부(125)의 연장 방향에서 단차부(125)의 측면에 형성될 수 있다. 이와 같이 후크부(130)가 단차부(125)에 인접하여 측면에 배치됨으로써, 후크부(130)에 체결에 의한 힘이 작용할 때에 단차부(125)가 제1 케이스(110)의 제1 측면 지지부(112)에 접함으로써 후크부(130)와 제2 케이스(120)의 변형이 방지될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 후크부(130)는 배터리셀(200)의 일면(201)과 타면(202)에 대해 평행한 방향으로 연장하며 형성될 수 있다. 후크부(130)의 제2 케이스(120)의 제2 표면 지지부(121)의 연장면으로부터 제1 표면 지지부(111)의 연장 면을 향하는 방향으로 이격될 수 있다. 이는 배터리팩 조립체(100)가 고정되는 외부 장치의 장착부(170)와의 조립을 위한 것이다.

후크부(130)의 관통 구멍(130a)은 배터리셀(200)의 일면(201)의 연장 방향과 타면(202)의 연장 방향을 가로지르는 방향으로 관통하도록 형성될 수 있다.

배터리팩 조립체(100)를 외부 장치의 장착부(170)에 고정할 때에는 스크류(180)를 후크부(130)의 관통 구멍(130a)을 통과하여 장착부(170)의 체결 구멍(170a)에 스크류(180)를 결합시킨다. 도시된 실시예에서는 체결 수단으로 스크류(180)가 나타나지만, 실시예는 이러한 구성에 의해 한정되는 것은 아니며 예를 들어 클립(clip)이나 리벳(rivet)과 같은 다른 형태의 체결 수단을 이용하여 배터리팩 조립체(100)의 외부 장치의 장착부(170)에 고정할 수 있다.

후크부(130)는 양측 가장자리에 강화판(137)을 구비할 수 있다. 강화판(137)은 후크부(130)의 연장 방향으로 가로지르는 방향으로 연장하여 제2 측면 지지부(122)에 연결됨으로써 후크부(130)의 강성을 강화하는 기능을 수행한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에서 후크부(130)는 제2 케이스(120)와 일체로 사출 성형하는 방식에 의해 제2 케이스(120)의 외측에 설치되는 것이지만, 실시예는 이러한 제조 방식에 의해 한정되는 것은 아니다. 즉 후크부(130)를 제2 케이스(120)와 독립적으로 제작한 이후에, 스크류(미도시)와 같은 별도의 체결 수단을 이용하여 후크부(130)를 제2 케이스(120)에 결합하거나 제2 케이스(120)에 체결용 홈(미도시)을 형성하여 후크부(130)를 제2 케이스(120)에 삽입할 수도 있다.

상술한 구성의 실시예에 의하면, 배터리셀(200)을 둘러싸는 제1 케이스(110)와 제2 케이스(120)의 각각이 배터리셀(200)의 표면에 접하며 배터리셀(200)을 지지하므로, 얇은 두께의 제1 케이스(110)와 제2 케이스(120)의 결합 구조를 이용한 슬림한 디자인을 갖는 배터리팩 조립체(100)를 구현할 수 있다.

또한 제2 케이스(120)의 제2 측면 지지부(122)의 외측 면(122a)의 적어도 일부분이 제1 케이스(110)의 제1 측면 지지부(112)에 항상 접촉한 상태를 유지하므로, 제2 케이스(120)의 외부에 설치된 후크부(130)에 힘이 가해지는 경우나 외부에서 충격과 진동이 전달되는 경우에도 배터리팩 조립체(100)의 구조가 안정적으로 유지될 수 있다.

도 5는 다른 실시예에 관한 배터리팩 조립체의 일부분을 나타낸 단면도이다.

도 5에 나타난 실시예에 관한 배터리팩 조립체는 배터리셀(200)과, 배터리셀(200)의 일면(201)에 접촉하는 제1 표면 지지부(511)와 제1 표면 지지부(511)에서 배터리셀(200)의 측면(203)을 향해 절곡된 제1 측면 지지부(512)를 구비한 제1 케이스(510)와, 배터리셀(200)의 타면(202)에 접촉하는 제2 표면 지지부(521)와 제2 표면 지지부(521)에서 배터리셀(200)의 측면(203)을 향해 절곡된 제2 측면 지지부(522)를 구비한 제2 케이스(520)와, 제2 케이스(520)의 제2 측면 지지부(512)의 외측에 돌출 형성되며 관통 구멍(530a)을 구비하는 후크부(530)를 구비한다. 제1 케이스(510)와 제2 케이스(520)의 각각의 외측에는 라벨(501, 502)이 부착된다.

도 5의 배터리팩 조립체는 도 1 내지 도 4에 나타난 실시예의 배터리팩 조립체의 구성과 유사하지만, 제2 케이스(520)의 제2 측면 지지부(522)에 별도의 단차부가 설치되지 않고 제2 측면 지지부(522)의 두께가 전체적으로 동일하게 유지되도록 변형되었다. 따라서 제2 측면 지지부(522)의 외측 면(522a)이 제1 측면 지지부(512)의 내측 면에 의해 지지되고, 제2 측면 지지부(522)의 내측 면(522b)은 배터리셀(200)의 측면(203)과 접촉한다.

도 5에 나타난 실시예에서도 후크부(530)에 스크류(미도시)와 같은 체결 수단이 결합됨으로 인해 후크부(530)를 통해 제2 케이스(520)에 힘이 전달되는 경우에 제1 케이스(510)의 제1 측면 지지부(512)가 제2 케이스(520)의 제2 측면 지지부(522)를 지지한다. 따라서 제1 케이스(510)와 제2 케이스(520)의 결합 구조가 안정적인 결합 상태를 유지함으로써 배터리팩 조립체에 발생하는 변형을 방지할 수 있다.

도 6은 도 1 내지 도 5에 나타난 실시예에 관한 배터리팩 조립체와 작동 상태를 비교하기 위해 제작된 비교예에 관한 배터리팩 조립체의 단면도이다.

도 6은 도 1 내지 도 5에 나타난 실시예에서와 달리 제1 케이스(710)의 단부가 제2 케이스(720)의 단부가 서로 접촉하도록 배치되므로, 제1 케이스(710)가 배터리셀(700)의 타측 면을 지지하는 제2 케이스(720)를 지지하지 않는다. 따라서 제2 케이스(720)의 외측의 후크부(730)를 스크류(705)를 이용하여 장착부(740)에 고정함으로써 화살표(F) 방향으로 후크부(730)에 힘이 가해지면, 제2 케이스(720)가 점선으로 도시된 것과 같이 배터리셀(700)로부터 멀어지는 방향으로 변형이 될 수 있다. 이로 인해 제1 케이스(710)와 제2 케이스(720)의 결합 부위가 벌어짐으로써 배터리팩 조립체의 결합 상태가 불량해진다.

도 1 내지 도 5에 나타난 실시예에 관한 배터리팩 조립체에서는 제1 케이스의 제1 측면 지지부가 제2 케이스의 제2 측면 지지부를 지지하므로 후크부에 힘이 가해지더라도 제2 측면 지지부가 배터리셀로부터 멀어지는 것이 방지되어 배터리팩의 조립체의 조립 상태가 견고히 유지될 수 있다.

상술한 실시예들에 대한 구성과 효과에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 배터리팩 조립체 400: 보호회로모듈
111a: 홈부 410: 기판
112a: 결합 홈부 415: 배선
112b: 날개부 420: 커넥터
122b: 슬롯 600: 스페이서
125a: 결합 돌기 111, 511: 제1 표면 지지부
125: 단차부 112, 512: 제1 측면 지지부
129: 회로 지지부 121, 521: 제2 표면 지지부
130a, 530a: 관통 구멍 122, 522: 제2 측면 지지부
137: 강화판 122a, 522a: 외측 면
170: 장착부 128, 522b: 내측 면
170a: 체결 구멍 650: 블록킹부
200-1: 배터리셀 집합 700: 배터리셀
200: 배터리셀 740: 장착부
201: 일면 180, 705: 스크류
202: 타면 501, 502: 라벨
203: 측면 110, 510, 710: 제1 케이스
117, 127: 개구부 120, 520, 720: 제2 케이스
300: 리드 플레이트 130, 530, 730: 후크부
119a, 119b, 119c, 129a, 129b: 가로 지지부

Claims

배터리셀;
상기 배터리셀의 일면에 접하는 제1 표면 지지부와, 상기 제1 표면 지지부에서 상기 배터리셀의 측면을 향해 절곡되는 제1 측면 지지부를 구비하는 제1 케이스;
상기 배터리셀의 타면에 접하는 제2 표면 지지부와, 상기 제2 표면 지지부에서 상기 배터리셀의 상기 측면을 향해 절곡되어 외측 면의 적어도 일부분은 상기 제1 측면 지지부에 의해 지지되고 내측 면은 상기 배터리셀의 상기 측면에 접하는 제2 측면 지지부를 구비한 제2 케이스; 및
관통 구멍을 구비하며 상기 제2 측면 지지부의 상기 외측 면의 상기 제2 표면 지지부로부터 이격된 위치에서 돌출 형성된 후크부;를 구비한, 배터리팩 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제1 측면 지지부와 접하는 상기 제2 측면 지지부의 상기 외측 면의 상기 적어도 일부분의 단부가 상기 제2 측면 지지부의 두께보다 감소된 두께를 갖는 단차부를 형성하는, 배터리팩 조립체.
제2항에 있어서,
상기 단차부는 상기 배터리셀의 가장자리의 적어도 일부분을 따라 연장하는, 배터리팩 조립체.
제3항에 있어서,
상기 후크부는 상기 단차부의 연장 방향에서 상기 단차부의 측면에 형성되는, 배터리팩 조립체.
제4항에 있어서,
상기 후크부는 상기 배터리셀의 상기 일면과 상기 타면에 대해 평행한 방향으로 외측을 향해 돌출 형성되는, 배터리팩 조립체.
제5항에 있어서,
상기 후크부의 일면은 상기 제2 표면 지지부의 연장면으로부터 상기 제1 표면 지지부의 연장면을 향하여 이격되는, 배터리팩 조립체.
제5항에 있어서,
상기 후크부는 측면 가장자리에 상기 후크부의 연장 방향을 가로지르는 방향으로 연장하여 상기 제2 측면 지지부에 연결되어 상기 후크부의 강성을 강화하는 강화판을 더 구비하는, 배터리팩 조립체.
제5항에 있어서,
상기 후크부의 상기 관통 구멍은 상기 배터리셀의 상기 일면의 연장 방향과 상기 타면의 연장 방향을 가로지르는 방향으로 관통하도록 형성되는, 배터리팩 조립체.
제3항에 있어서,
상기 단차부는 상기 배터리셀의 상기 가장자리의 연장 방향을 따라 이격되며 복수 개가 형성되는, 배터리팩 조립체.
제2항에 있어서,
상기 단차부는 외측을 향하여 돌출된 결합 돌기를 구비하고, 상기 제1 측면 지지부는 상기 결합 돌기와 결합하는 결합 홈부를 구비하는, 배터리팩 조립체.
제2항에 있어서,
상기 제2 측면 지지부는 상기 제1 측면 지지부를 향하는 단부에서 개방된 슬롯을 구비하며, 상기 제1 측면 지지부는 상기 제1 측면 지지부의 단부에서 돌출되어 상기 슬롯에 삽입되는 날개부를 구비하는, 배터리팩 조립체.
제2항에 있어서,
상기 배터리셀은 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스의 사이에서 상기 배터리셀의 상기 일면과 상기 타면의 연장 방향을 따라 연속하여 복수 개가 배치되는, 배터리팩 조립체.
제12항에 있어서,
상기 제1 표면 지지부와 상기 제2 표면 지지부의 각각은 복수 개의 상기 배터리셀의 집합의 외측 가장자리를 둘러싸도록 연장하며,
상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스의 각각은 복수 개의 상기 배터리셀의 인접하는 가장자리를 따라 연장하며 상기 제1 표면 지지부와 상기 제2 표면 지지부의 각각에 연결되는 복수 개의 가로 지지부들을 더 구비하는, 배터리팩 조립체.
제13항에 있어서,
상기 제1 케이스의 상기 가로 지지부와 상기 제2 케이스의 상기 가로 지지부의 사이에서 인접하는 상기 배터리셀들의 사이에 배치되는, 스페이서를 더 구비하는, 배터리팩 조립체.
제12항에 있어서,
상기 제1 표면 지지부와 상기 제2 표면 지지부의 각각은 복수 개의 상기 배터리셀의 집합의 외측 가장자리를 둘러싸도록 연장하며, 상기 제1 표면 지지부와 상기 제2 표면 지지부의 각각은 상기 배터리셀의 상기 일면과 상기 타면을 외부로 노출시키는 개구부를 구비하는, 배터리팩 조립체.
제15항에 있어서,
상기 개구부를 덮도록 상기 제1 측면 지지부와 상기 제2 측면 지지부의 각각의 외측에 결합하는 라벨을 더 구비하는, 배터리팩 조립체.
제16항에 있어서,
상기 제1 표면 지지부와 상기 제2 표면 지지부의 각각은 상기 라벨의 가장자리가 안착되는 홈부를 더 구비하는, 배터리팩 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스의 사이에 배치되며 상기 배터리셀과 전기적으로 연결되는 보호회로모듈을 더 구비하는, 배터리팩 조립체.