KR101934399B1 - 보호회로모듈과 접속 단자부를 포함하는 배터리 팩 및 이를 구비한 전기 바이크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 팩 및 이를 구비한 전기 바이크에 관한 것으로서, 구체적으로 본 발명에 따른 배터리 팩은 배터리 케이스, 배터리 어레이, 보호회로 모듈 및 접속단자를 포함한다. 배터리 케이스는 원통형 또는 다각통형으로 형성된다. 배터리 어레이는 상기 배터리 케이스 내부에 복수의 배터리가 다단으로 구비된다. 보호회로 모듈은 상기 배터리 어레이 상부와 상기 배터리 케이스 상부면 사이에 구비된다. 접속단자부는 상기 배터리 케이스 하단에 구비되고, 전력 단자 및 제어 단자를 포함한다.
본 발명에 따르면 배터리 팩을 보틀 형상으로 제공함으로써 전기 바이크가 바이크용 보틀과 배터리 팩을 선택적으로 수용 가능하다.

Description

보호회로모듈과 접속 단자부를 포함하는 배터리 팩 및 이를 구비한 전기 바이크{Battery pack with protection circuit module and connection terminal portion and electric bike having the same}
본 발명은 배터리 팩 및 이를 구비한 전기 바이크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보틀(bottle)형상의 배터리 팩 및 이를 구비한 전기 바이크에 관한 것이다.
최근 대체에너지에 대한 관심이 높아지며 이차전지를 전기 바이크 또는 전기 자동차 등과 같은 전기 구동장치에 적용하는 방법이 개발되고 있다. 바이크는 일반적으로 프레임에 두 개의 바퀴가 회전 가능하게 설치되고 바퀴에는 타이어가 장착된다. 그리고 바퀴를 구동하기 위한 페달이 프레임의 일 측에 설치되고 페달이 구동에 의해 발생하는 구동력이 체인을 통해 바퀴로 전달된다.
그러나 바이크를 타고 인력으로 장거리를 이동하거나 오르막을 오르는 경우 많은 에너지를 필요로 하게 되어 어려움이 발생한다. 이러한 이유로 최근 인력으로 페달을 밟아 바퀴를 회전시키는 것을 대체하거나 보조하는 전기 바이크가 개발되고 있는 실정이다. 전기 바이크는 충전과 방전을 반복할 수 있는 이차전지로 모터를 구동하여 인력을 대체하거나 보조하는 기능을 구비한다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 일본 공개특허공보 제2009-037904호(2009.2.19.)에 개시되어 있다.
본 발명의 과제는 바이크용 보틀 형상으로 형성되는 배터리 팩을 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 과제는 바이크 용 보틀과 배터리 팩을 선택적으로 수용 가능한 전기 바이크를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 과제는 외부의 수분으로부터 전기적 접속부를 보호하는 구조를 갖는 배터리 팩 및 전기 바이크를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 과제는 전기 바이크의 운용 시에 외부의 충격에도 불구하고 안정적인 구조를 유지하는 배터리 팩 및 전기 바이크를 제공하는 데 있다.
전기 바이크에 전력을 공급하는 배터리 팩에 있어서, 본 발명에 따른 배터리 팩은 배터리 케이스, 배터리 어레이, 보호회로 모듈 및 접속단자를 포함한다.
배터리 어레이는 상기 배터리 케이스 내부에 복수의 배터리가 적어도 2단 이상으로 구비되고, 상기 다수의 단 중 적어도 하나의 단은 내부에 공간이 형성되도록 배터리가 배치된다.
보호회로 모듈은 상기 배터리 어레이 상부와 상기 배터리 케이스 상부면 사이에 구비된다.
접속단자부는 상기 배터리 케이스 하단에 구비되고, 전력 단자 및 제어 단자를 포함한다.
또한 상기 전력 단자는 상기 보호회로 모듈과 전력선으로 연결되어 충방전 전류가 입출력될 수 있다. 이 때 상기 제어 단자는 상기 보호회로 모듈과 제어선으로 연결되어 외부로부터 제어신호가 입력된다.
또한 상기 보호회로 모듈은 외측에 절개부가 형성되고, 상기 배터리 케이스는 내측에 상기 절개부에 대응하는 제3 고정돌기가 형성되어 상기 보호회로 모듈이 삽입된 경우 움직임을 제한할 수 있다.
또한 상기 배터리 어레이는 상하 2단으로 형성되고, 상기 상하 2단의 배터리 어레이 중 어느 하나의 단은 12개의 배터리로 이루어고, 나머지 하나의 단은 9개의 배터리로 이루어질 수 있다.
더 나아가 상기 배터리 어레이는 7직렬 3병렬 방식으로 연결될 수 있다.
또한 상기 배터리 어레이는 출력단이 상기 보호회로 모듈에 연결될 수 있다.
또한 상기 배터리 어레이를 구성하는 각 배터리의 삽입위치를 형성하는 스페이서를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 제어 단자 및 전력 단자는 삽입식으로 형성될 수 있다. 나아가 상기 제어 단자 및 전력 단자는 암커넥터 형상으로 형성될 수 있다.
또한 상기 모호회로모듈은 적어도 둘 이상의 다단의 기판으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전기 바이크는 배터리 팩, 보틀 케이지 및 바이크 프레임을 포함한다.
배터리 팩은 원통형 또는 다각통형으로 형성되는 배터리 케이스와, 상기 배터리 케이스 내부에 복수의 배터리가 다단으로 구비되는 배터리 어레이와, 상기 배터리 어레이 상부와 상기 배터리 케이스 상부면 사이에 구비되는 보호회로모듈과, 상기 배터리 케이스 하단에 구비되고, 전력 단자 및 제어 단자를 포함하는 접속 단자부를 포함한다.
보틀 케이지는 상기 상기 배터리 팩을 지지하는 제1 지지부가 형성되고, 상기 제1 지지부 상단에 상기 접속 단자부의 각 단자와 각각 전기적으로 연결되는 다수의 커넥터가 구비되는 외부 단자부가 형성된다.
바이크 프레임은 다운튜브 또는 시트튜브 중 적어도 어느 하나에 상기 보틀 케이지가 고정된다.
또한 상기 보틀 케이지는 상기 배터리 팩의 횡방향 움직임을 제한하는 고정 날개가 형성될 수 있다.
또한 상기 배터리 케이스의 상단에는 제1 홈부가 형성될 수 있다. 이 때 고정 부재를 더 포함한다. 상기 고정 부재는 상기 바이크 프레임에 고정되고, 상기 배터리 케이스의 상부로부터 상기 제1 홈부에 삽입되어 상기 배터리 케이스를 고정하는 제1 고정돌기가 형성된다.
나아가 상기 고정 부재는 상기 프레임에 고정되는 제2 지지부와, 상기 제2 지지부로부터 상기 배터리 케이스 상부측으로 연장되고, 상기 제1 고정돌기가 출입가능하도록 구비되는 연장부와 상기 고정돌기의 출입을 조절하는 조절 수단을 포함할 수 있다.
더 나아가 상기 조절 수단은 나사 방식으로 상기 고정돌기의 출입을 조절할 수 있다.
더 나아가 상기 조절 수단은 별도의 열쇠를 통하여 회전 가능하도록 자물쇠를 구비할 수 있다.
또한 상기 외부 단자부는 상부로 돌출되도록 형성될 수 있다. 이 때 상기 배터리 케이스 하단에는 상기 외부 단자부가 삽입되도록 단차가 형성된다. 나아가 상기 제1 지지부 상부면에는 제2 고정돌기가 형성될 수 있다. 이 때 상기 배터리 케이스 하단에는 상기 제2 고정돌기에 대응하는 제2 홈부가 형성된다.
또한 상기 배터리 케이스 하단의 접속 단자부가 돌출되도록 형성될 수 있다. 이 때 상기 제1 지지부는 상기 접속 단자부를 수용하도록 단차가 형성된다. 나아가 상기 배터리 케이스 하단에는 제3 고정돌기가 형성될 수 있다. 이 때 상기 제1 지지부에는 상기 제3 고정돌기에 대응하는 제3 홈부가 형성된다.
또한 상기 배터리 케이스의 하단에는 상기 제1 지지부가 일정 깊이 삽입되도록 단차가 형성될 수 있다.
또한 상기 배터리 케이스는 바이크용 보틀의 형상 및 크기를 갖도록 형성되고, 상기 보틀 케이지는 상기 배터리 팩 또는 바이크용 보틀 중 어느 하나를 선택적으로 수용할 수 있다.
나아가 상기 배터리 케이스의 하단부 형상으로 형성되고, 상기 보틀 케이지의 지지부와 상기 바이크용 보틀 사이에 개재되는 보호커버를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 접속 단자부의 의 각 단자와 상기 외부 단자부의 각 커넥터는 삽입식으로 연결될 수 있다. 나아가 상기 접속 단자부의 각 단자는 암커넥터 형상으로 형성되고, 상기 외부 단자부의 각 커넥터는 수커넥터 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면 배터리 팩을 보틀 형상으로 제공함으로써 전기 바이크가 바이크용 보틀과 배터리 팩을 선택적으로 수용 가능하다.
또한 본 발명에 따르면 배터리 팩이나 바이크용 보틀을 수용한 상태로 전기 바이크를 운용하더라도 외부의 수분 또는 바이크용 보틀의 수분으로부터 전기적 접속단자를 보호할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면 전기 바이크의 운용 시에 외부의 충격에도 불구하고 안정적인 구조를 유지할 수 있다.
도 1은 일반적인 바이크의 프레임 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 사시도이다.
도 3은 배터리 팩을 부분적으로 나타내는 저면 사시도이다.
도 4는 배터리 팩의 내부 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 5은 배터리 팩의 모습을 나타내는 횡단면도이다.
도 6는 배터리 팩의 상부 배터리 어레이의 모습을 나타내는 저면 사시도이다.
도 7은 배터리 팩에 제2 스페이서가 구비된 모습을 나타내는 저면 사시도이다.
도 8은 배터리 팩의 내부 구조를 나타내는 저면 사시도이다.
도 9는 도 3의 배터리 팩에 대응하는 보틀 케이지의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 10는 고정부재의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 11은 배터리 팩이 장착된 모습을 나타내는 부분 사시도이다.
도 12은 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 모습을 나타내는 부분 저면도이다.
도 13는 도 12의 배터리 팩에 대응하는 보틀 케이지의 모습을 나타내는 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다. 한편, 도면상에서 표시되는 각 구성은 설명의 편의를 위하여 그 두께나 치수가 과장될 수 있으며, 실제로 해당 치수나 구성간의 비율로 구성되어야 함을 의미하지는 않는다.
일반적으로 바이크 또는 전기 바이크(electric bike)는 도 1에 도시된 바와 같이 기본 뼈대를 이루는 바이크 프레임에 핸들 등의 조향계, 크랭크 및 스프라켓과 같은 구동계, 기타 휠셋 등이 장착된다. 전기 바이크는 전기를 이용하여 바이크의 구동계를 구동하는 인력을 대체하거나 보조하게 된다.
한편, 바이크 프레임은 탑 튜브(11), 다운 튜브(12), 시트 튜브(13), 시트 스테이(15), 체인 스테이(16) 및 헤드 튜브(14)로 구분된다. 일반적으로 다운튜브(12) 및 시트튜브(13)에는 암 나사 등의 체결부가 형성되어 있어서 바이크용 보틀(bottle)을 수용할 수 있는 보틀 케이지를 장착하게 된다. 본 발명은 이러한 바이크용 보틀이 장착될 수 있는 위치에 바이크용 보틀과 선택적으로 수용될 수 있는 배터리 팩에 대한 것이다. 이하 구체적으로 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하여 배터리 케이스(101)를 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 사시도이고, 도 3은 배터리 팩을 부분적으로 나타내는 저면 사시도이다.
본 실시예에 따른 배터리 케이스(101)는 바이크용 보틀 형상으로 형성된다. 배터리 케이스(101)는 도 2에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성될 수도 있고, 다각통형으로 형성될 수도 있다. 또한 배터리 케이스(101)는 상부에 바이크용 보틀과 유사한 형상으로 형성되는 마개부(111)를 구비할 수 있다. 마개부(111) 상단에는 제1 홈부(118)이 형성된다. 제1 홈부(118)는 후술할 고정부재(300)의 제1 고정돌기(303)가 삽입되어 배터리 팩(100)을 고정하는 기능을 하게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이 배터리 케이스(101)의 저면(112)에는 접속 단자부(113)와 제2 홈부(114)가 형성된다. 접속 단자부(113)는 일정한 단차가 형성되어 배터리 케이스(101)의 저면(112)에 비하여 내측으로 함몰된 형상으로 형성된다. 접속 단자부(113)에는 외부와 전기적으로 연결하기 위한 접속단자, 즉 전력단자(115)와 제어단자(116)가 구비된다. 전력단자(115)와 제어단자(116)는 각각 한 쌍의 단자로 형성되는 것이 바람직하다. 전력단자(115)는 배터리 팩(100)으로부터 외부의 바이크 구동계에 까지 전력이 전달되는 접속 포트 역할을 하게 되며, 제어단자(116)는 외부의 표시부(미도시)에 배터리의 상태를 전송하거나 제어부(미도시)로부터 배터리 팩(100)의 제어에 관련한 전기적 제어신호를 전송받는 접속 포트 역할을 하게 된다. 또한 전력 단자(115)와 제어 단자(116)는 삽입식으로 형성될 수 있으며, 암커넥터 형상 또는 수커넥터 형상으로 형성될 수 있다. 제2 홈부(114)는 접속 단자부(113)와는 구분되어 배터리 팩(100) 내부로 함몰된 형상으로 형성된다. 또한, 배터리 케이스(101) 저면(120)은 둘레의 에지에 일정 높이만큼 단차가 형성되어 내측으로 함몰되도록 형성된다.
도 4 내지 도 8을 참조하여 배터리 팩의 내부 구성에 대하여 설명한다. 도 4는 배터리 팩의 내부 구조를 나타내는 분해 사시도이고, 도 5는 배터리 팩의 모습을 나타내는 횡단면도이다. 도 6는 배터리 팩의 상부 배터리 어레이의 모습을 나타내는 저면 사시도이고, 도 7은 배터리 팩에 제2 스페이서가 구비된 모습을 나타내는 저면 사시도이며, 도 8은 배터리 팩의 내부 구조를 나타내는 저면 사시도이다.
배터리 케이스(101)의 내부에는 배터리 어레이(120)와 보호회로 모듈(110)이 수용된다.
보호회로 모듈(110)은 도 4에 도시된 바와 같이 배터리 어레이(120) 상부와 배터리 케이스(101) 상단 사이에 구비된다. 보호회로 모듈(110)은 배터리 팩(100)의 충방전 시 각 배터리 셀(121)의 안전을 담보하는 각종 소자 및 회로가 포함되며, 충방전의 제어 등을 담당하게 된다. 바이크 용 물병 형상 내에 보호회로 모듈(110)이 수용되는 경우 각종 소자 들의 수용에 필요한 공간이 부족할 수 있다. 이러한 이유로 보호회로 모듈(110)은 둘 이상의 단을 이루는 기판으로 형성될 수 있다.
또한 보호회로 모듈(110)의 외측 에지에는 절개부(117)가 형성될 수 있다. 복수의 기판 사이에는 각 소자간 전기적으로 연결하는 도선 등이 구비될 수 있으므로 상하의 보호회로 모듈(110)의 기판이 분리되어 자유롭게 회전하지 않도록 해야 한다. 도 5에 도시된 바와 같이 배터리 케이스(101) 내주면에는 상술한 절개부(117)와 대응하는 제3 고정돌기(102)를 형성할 수 있다. 보호회로 모듈(110)이 배터리 케이스(101) 내부에 수용되는 경우 보호회로 모듈(110)의 절개부(117)에는 상술한 제3 고정돌기(102)가 끼워지는 형태가 되어 보호회로 모듈(110)이 자유롭게 회전하는 것을 제한하게 된다.
배터리 어레이(120)에는 복수의 배터리가 다단으로 구비된다. 배터리 어레이(120)의 각 단은 외부의 배터리 케이스(101)의 형상에 대응하여 원형으로 배열된다.
배터리 팩(100)의 전력을 이용하여 전기 바이크의 구동계를 구동하는 인력을 보조하는 타입인 경우 일반적으로 대략적으로 26V, 130W 정도의 출력 특성을 갖는 모터를 이용한다. 이 경우 배터리 어레이(120)는 충분한 출력을 얻기 위하여 7 직렬로 연결하고, 충분한 용량을 얻기 위하여 3 병렬로 연결하는 것이 바람직하다. 즉, 총 21개의 배터리를 7 직렬 및 3병렬 방식으로 연결하게 된다.
본 실시예에서는 배터리 어레이(120)를 도 4에 도시된 바와 같이 상단 배터리 어레이(120a) 및 하단 배터리 어레이(120b)의 2단으로 배열한다. 이 때 상단(120a)에는 총 9개의 배터리를 배열하고, 하단(120b)에는 총 12개의 배터리를 배열한다. 상단(120a) 및 하단(120b)의 배터리 셀(121) 수는 필요에 따라 다양하게 바뀔 수 있다.
각 배터리 셀(121)은 삽입될 위치에 올바르게 삽입되고, 삽입된 후에는 임의로 이탈하지 않도록 상단 및 하단에 각각 제1 스페이서(122a)를 구비하는 것이 바람직하다. 상단 및 하단에 구비된 제1 스페이서(122a)는 다시 제2 스페이서(122b)를 이용하여 바르게 위치되도록 조립할 수 있다. 제2 스페이서(122b)는 내주면이 제1 스페이서(122a) 외주면의 형상과 유사하게 형성되어 제1 스페이서(122a)가 삽입되는 경우 적은 유격으로 고정한다. 즉, 제2 스페이서(122b)는 상부 및 하하부부터 제1 스페이서(122a)가 삽입되는 경우 임의로 이탈하지 않도록 한다.
배터리 팩(100) 내부의 전기적 연결관계에 대하여 설명한다. 배터리 어레이(120)는 출력단이 상술한 보호회로 모듈(110)에 연결된다. 보호회로 모듈(110)에 전달된 전력은 다시 배터리 케이스(101)의 저면(112)에 구비된 전력 단자(115)에 전기적으로 연결된다. 또한 별도의 연결선(124)을 통하여 보호회로 모듈(110)로부터 배터리 케이스(101)의 저면(112)에 구비된 제어 단자(115)에 전기적으로 연결된다. 이 때 배터리 어레이(120) 내부로는 최소 2가지 종류의 연결선(124)이 지나가게 된다. 즉, 보호회로 모듈(110)로부터 전력단자(115)에 전력을 전달하는 선(124a) 및 보호 회로 모듈(110)로부터 제어단자(116)까지 각종 제어 신호 및 상태 신호를 송수신하기 위한 선(124b) 등이 구비될 수 있다. 배터리 어레이(120)의 배열 방법에 따라 배터리 어레이(120)로부터 보호회로 모듈(110)에 전력을 전달하는 선(미도시)이 추가적으로 구비될 수 있다.
한편, 상단 배터리 어레이(120a)는 도 6에 도시된 바와 같이 9개의 배터리 셀(121)이 원형으로 배치될 수 있다. 이 경우 상단 배터리 어레이(120a) 내측에는 일정한 공간부(125)가 형성되며, 이러한 공간부(125)에는 배터리 어레이(120) 내부를 횡단하는 각종 연결선(124)이 구비될 수 있다. 이러한 공간부(125)는 배터리 어레이(120)를 구성하는 복수의 단 중 어느 하나의 단에도 형성될 수 있으며, 동시에 다수의 단에 형성될 수도 있다.
도 9를 참조하여 보틀 케이지(200)를 설명한다. 도 9는 도 3의 배터리 팩에 대응하는 보틀 케이지의 모습을 나타내는 사시도이다.
보틀 케이지는 케이지 본체(230) 및 제1 지지부(220)가 주요 구성이다.
케이지 본체(230)에는 바이크의 다운튜브 또는 시트튜브와 체결하기 위하여 체결구(201)가 형성되어 있다. 케이지 본체(230)는 상술한 배터리 케이스(101)의 외주면에 대응하도록 곡면으로 형성되며, 케이지 본체(230)의 양 측면에는 배터리 케이스(101)의 횡방향 움직임을 제한하는 고정날개(210)가 형성되어 있다.
보틀 케이지(200) 하단으로부터 배터리 케이스(101)의 저면(112)를 지지하는 제1 지지부(220)가 형성된다. 보틀 케이지(200)와 제1 지지부(220) 사이에는 제1 지지부(220)의 상부면 보다 일정 깊이 낮게 형성된 연결부(231)이 형성된다.
제1 지지부(220) 상단에는 외부 단자부(221)가 형성된다. 외부 단자부(221)는 제1 지지부(220)의 상부면 보다 일정 높이 만큼 돌출되도록 단차가 형성된다. 외부 단자부(221) 상부면에는 앞서 설명한 전력단자(115; 도 3 참조) 및 제어단자(116; 도 3 참조)와 각각 연결되는 전력 커넥터(222a)와 제어 커넥터(222b)가 형성된다. 전력단자(115)와 제어단자(116)가 각각 암 커넥터 형상으로 형성되는 경우 이에 대응하여 전력 커넥터(222a)와 제어 커넥터(222b)는 각각 수 커넥터 형상으로 형성된다.
또한 제1 지지부(220)의 상부면에는 제2 고정돌기(223)가 형성된다. 제2 고정돌기(223)는 상술한 배터리 케이스(101) 저면(112)의 제2 홈부(114)에 삽입되어 배터리 팩(100)의 움직임을 제한하게 된다.
도 10 및 도 11을 참조하여 고정부재에 대하여 설명한다. 도 10은 고정부재의 모습을 나타내는 사시도이고, 도 11은 배터리 팩이 장착된 모습을 나타내는 부분 사시도이다.
고정부재(300)는 제2 지지부(301), 연장부(302), 조절수단(304) 및 제1 고정돌기(303)로 구성된다. 제2 지지부(301)는 전기 바이크의 다운튜브(12) 등에 고정되어 고정부재(300) 전체를 지지하는 역할을 한다. 연장부(302)는 제2 지지부(301)로부터 연장형성 된다. 연장부(302)의 하단에는 연장부(302) 내측 및 외측으로 출입하는 제1 고정돌기(303)가 형성된다. 제1 고정돌기(303)는 조절 수단(304)의 회전에 따라 연장부(302) 외측으로 돌출되거나 내측으로 들어가게 된다. 조절 수단(304)은 나사방식 등으로 형성할 수 있으며, 바람직하게는 배터리 팩(100)의 착탈시에 일정한 자격을 요구하도록 자물쇠 방식으로 형성될 수 있다. 즉, 조절 수단(304)에 대응하는 열쇠 등으로 조절 수단(304)을 회전시킴으로써 제1 고정돌기(303)를 연장부(302)로부터 돌출 시키거나 감출 수 있다.
도 12 및 도 13을 참조하여 다른 실시예에 따른 배터리 팩(100a)과 보틀 케이지(200a)의 장착구조에 대하여 설명한다. 도 12는 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 모습을 나타내는 부분 저면도이고, 도 13은 도 12의 배터리 팩에 대응하는 보틀 케이지의 모습을 나타내는 사시도이다.
본 실시예에 따른 배터리 팩(100a)은 저면(112)의 접속 단자부(113a)가 도 3의 배터리 팩(100)과는 달리 외부로 돌출되도록 형성된다. 또한 제2 홈부(114) 대신 외측으로 돌출된 제3 고정돌기(114a)가 형성되도록 한다.
한편, 제1 지지부(220)에는 도 12에 도시된 배터리 팩(110a)에 대응하도록 외부 단자부(221a)가 제1 지지부(220)에 비하여 함몰되도록 단차가 형성된다. 또한 상술한 제3 고정돌기(114a)에 대응하는 제3 홈부(223a)가 형성된다.
이 경우 배터리 팩(100a)의 접속 단자부(113a)가 상술한 외부 단자부(221a)로 삽입 및 안착되며, 제3 고정돌기(114a)가 제3 홈부(223a)로 삽입 및 안착된다.
본 실시예에 다른 보틀 케이지(200a)의 경우 바이크용 보틀의 밑바닥과 직접적으로 접촉하는 돌출부가 없어 바이크용 보틀을 수용하는 데 더 유리하다.
도 9의 보틀 케이지(200)의 경우에는 배터리 팩(100; 도 3 참조)의 하단부 형상으로 형성된 보호 커버(미도시) 등을 제1 지지부에 구비한 후 바이크용 보틀을 수용하는 것도 가능하다. 이 때 보호 커버는 방수용 재질이면 충분하다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 배터리 팩 및 이를 구비한 전기 바이크로 구현될 수 있다.
100: 배터리 팩 112: 배터리 케이스 저면
113: 접속 단자부 114: 제2 홈부
115: 전력단자 116: 제어 단자
120: 배터리 어레이 122: 스페이서
123: 연결탭 200: 보틀 케이지
210: 고정 날개 220: 제1 지지부
221: 외부 단자부 222a: 전력 커넥터
222b: 제어 커넥터 223: 제2 고정돌기
300: 고정부재 302: 연장부
303: 제1 고정돌기 304: 조절 수단

Claims (21)

  1. 배터리 케이스;
    상기 배터리 케이스 내부에 복수의 배터리가 적어도 2단 이상으로 구비되고, 상기 다수의 단 중 적어도 하나의 단은 내부에 공간이 형성되도록 환형으로 배터리가 배치되는 배터리 어레이;
    상기 배터리 어레이 상부와 상기 배터리 케이스 상부면 사이에 구비되는 보호회로모듈; 및
    상기 배터리 케이스 하단에 구비되고, 상기 환형으로 배열된 배터리 어레이의 내부 공간을 통하여 상기 보호회로모듈에 연결되는 전력 단자 및 제어 단자를 포함하는 접속 단자부;를 포함하며,
    상기 보호회로모듈 및 접속 단자부는 상기 배터리 어레이를 사이에 두고 서로 반대편에 형성되며,
    상기 배터리 어레이를 관통하는 내부 공간을 가로질러 연장되는 연결선을 통하여 상기 보호회로모듈과 접속 단자부가 연결되는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호회로 모듈은 외측에 절개부가 형성되고, 상기 배터리 케이스는 내측에 상기 절개부에 대응하는 제3 고정돌기가 형성되어 상기 보호회로 모듈이 삽입된 경우 움직임을 제한하는 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 어레이는 상하 2단으로 형성되고, 상기 상하 2단의 배터리 어레이 중 어느 하나의 단은 외측에 환형으로 배열되는 9개의 배터리와 내측에 구비되는 3개의 배터리로 이루어고, 나머지 하나의 단은 외측에 환형으로 배열되는 9개의 배터리로 이루어지는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상하 2단의 배터리 어레이의 상단, 하단 및 사이에는 상기 배터리 어레이는 7직렬 3병렬 방식으로 연결하는 연결탭이 구비되는 배터리 팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 어레이를 구성하는 각 배터리의 삽입위치를 형성하는 스페이서를 포함하는 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 단자 및 전력 단자는 암커넥터 형상인 배터리 팩.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보호회로모듈은 적어도 둘 이상의 다단의 기판으로 형성되는 배터리 팩.
  8. 원통형 또는 다각통형으로 형성되는 배터리 케이스와, 상기 배터리 케이스 내부에 복수의 배터리가 다단으로 구비되는 배터리 어레이와, 상기 배터리 어레이 상부와 상기 배터리 케이스 상부면 사이에 구비되는 보호회로모듈과, 상기 배터리 케이스 하단에 구비되고, 전력 단자 및 제어 단자를 포함하는 접속 단자부;를 포함하되, 상기 보호회로모듈 및 접속 단자부는 상기 배터리 어레이를 사이에 두고 서로 반대편에 형성되며, 상기 배터리 어레이를 관통하는 내부 공간을 가로질러 연장되는 연결선을 통하여 상기 보호회로모듈과 접속 단자부가 연결되는 배터리 팩;
    상기 배터리 팩을 지지하는 제1 지지부가 형성되고, 상기 제1 지지부 상단에 상기 접속 단자부의 각 단자와 각각 전기적으로 연결되는 다수의 커넥터가 구비되는 외부 단자부가 형성되는 보틀 케이지; 및
    다운튜브 또는 시트튜브 중 적어도 어느 하나에 상기 보틀 케이지가 고정되는 바이크 프레임;을 포함하는 전기 바이크.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보틀 케이지는 상기 배터리 팩의 횡방향 움직임을 제한하는 고정 날개가 형성되는 전기 바이크.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 배터리 케이스의 상단에는 제1 홈부가 형성되고,
    상기 바이크 프레임에 고정되고, 상기 배터리 케이스의 상부로부터 상기 제1 홈부에 삽입되어 상기 배터리 케이스를 고정하는 제1 고정 돌기가 형성된 고정 부재를 포함하는 전기 바이크.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고정 부재는,
    상기 프레임에 고정되는 제2 지지부;
    상기 제2 지지부로부터 상기 배터리 케이스 상부측으로 연장되고, 상기 제1 고정돌기가 출입 가능하도록 구비되는 연장부; 및
    상기 고정돌기의 출입을 조절하는 조절 수단;을 포함하는 전기 바이크.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 조절 수단은 나사 방식으로 상기 고정돌기의 출입을 조절하는 전기 바이크.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 조절 수단은 별도의 열쇠를 통하여 회전 가능하도록 자물쇠를 구비하는 전기 바이크.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 외부 단자부는 상부로 돌출되도록 형성되고,
    상기 배터리 케이스 하단에는 상기 외부 단자부가 삽입되도록 단차가 형성되는 전기 바이크.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 지지부 상부면에는 제2 고정돌기가 형성되고,
    상기 배터리 케이스 하단에는 상기 제2 고정돌기에 대응하는 제2 홈부가 형성되는 전기 바이크
  16. 제8항에 있어서,
    상기 배터리 케이스 하단의 접속 단자부가 돌출되도록 형성되고,
    상기 제1 지지부는 상기 접속 단자부를 수용하도록 단차가 형성되는 전기 바이크.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 배터리 케이스 하단에는 제3 고정돌기가 형성되고,
    상기 제1 지지부에는 상기 제3 고정돌기에 대응하는 제3 홈부가 형성되는 전기 바이크.
  18. 제8항에 있어서,
    상기 배터리 케이스의 하단에는 상기 제1 지지부가 일정 깊이 삽입되도록 단차가 형성된 전기 바이크.
  19. 제8항에 있어서,
    상기 배터리 케이스는 바이크용 보틀의 형상 및 크기를 갖도록 형성되고,
    상기 보틀 케이지는 상기 배터리 팩 또는 바이크용 보틀 중 어느 하나를 선택적으로 수용가능한 전기 바이크.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 배터리 케이스의 하단부 형상으로 형성되고, 상기 보틀 케이지의 지지부와 상기 바이크용 보틀 사이에 개재되는 보호커버를 더 포함하는 전기 바이크.
  21. 제8항에 있어서,
    상기 접속 단자부의 각 단자와 상기 외부 단자부의 각 커넥터는 삽입식으로 연결되는 전기 바이크.

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