KR101937171B1 - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 배터리 팩은 전류를 생성하고 생성된 전류를 공급하는 리드가 연결된 배터리 셀을 복수개 포함하고, 복수개의 배터리 셀은 2개 이상의 배터리 셀의 리드가 용접 접합되며, 리드 각각은 용접 접합되는 접합부와 배터리 셀의 사이에 충격 흡수부가 절곡 형성되어, 외부의 진동이나 충격에 의해 리드의 접합부가 파손되는 것을 최소화할 수 있고 리드의 내구성이 향상되는 이점이 있다.

Description

배터리 팩 {Battery Pack}
본 발명은 전기자동차에 사용될 수 있는 배터리 팩에 관한 것으로서, 특히 배터리 셀에 리드가 연결되는 배터리 팩에 관한 것이다.
가솔린, 경유 등의 화석 연료를 사용하는 차량의 가장 큰 문제점 중의 하나는 대기오염을 유발한다는 점이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로서 차량의 동력원을 충방전이 가능한 이차전지로 사용하는 기술이 관심을 끌고 있다. 따라서, 배터리 만으로 운행될 수 있는 전기자동차(EV), 배터리와 기존 엔진을 병용하는 하이브리드 전기자동차(HEV) 등이 개발되었고, 일부는 상용화되어 있다. EV, HEV 등의 동력원으로서의 이차전지는 주로 니켈 금속수소(Ni-MH) 전지가 주로 사용되고 있지만, 최근에는 리튬 이온전지 등의 사용도 시도되고 있다.
EV, HEV 등의 동력원으로 사용되기 위해서는 고출력 대용량이 요구되므로, 다수의 소형 이차전지(단위전지 또는 배터리 셀)들을 직렬 및/또는 병렬로 연결한 구조의 배터리 팩이 사용되고 있다.
배터리 팩은 리드가 연결된 배터리 셀을 복수개 포함할 수 있고, 배터리 셀의 리드는 용접 접합될 수 있다.
종래 기술에 따른 배터리 팩은 충격이나 진동시 리드의 용접 부분이 손상될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 전류를 생성하고 생성된 전류를 공급하는 리드가 연결된 배터리 셀을 복수개 포함하고, 상기 복수개의 배터리 셀은 2개 이상의 배터리 셀의 리드가 용접 접합되며, 상기 리드 각각은 용접 접합되는 접합부와 상기 배터리 셀의 사이에 충격 흡수부가 절곡 형성된다.
상기 리드는 상기 충격 흡수부가 반대 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 충격 흡수부는 적어도 2회 이상 절곡될 수 있다.
상기 충격 흡수부는 내측에 완충 공간을 갖을 수 있다.
본 발명은 외부의 진동이나 충격에 의해 리드의 접합부가 파손되는 것을 최소화할 수 있고 리드의 내구성이 향상되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 팩 일실시예의 분해 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 배터리 팩 일실시예의 개략 측면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 팩 일실시예의 분해 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 배터리 팩 일실시예의 개략 측면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은 배터리 셀(2)(4)(6)(8)과, 배터리 셀(2)(4)(6)(8)을 보호하는 카트리지(10)를 포함한다.
배터리 셀(2)(4)(6)(8)은 전류를 생성하는 것으로서, 리튬 이온(Li-ion) 전지로 이루어질 수 있다.
배터리 셀(2)(4)(6)(8)은 카트리지(10)에 복수개가 수평하게 구비될 수 있다.
카트리지(10)는 카트리지 센터(12)와, 상측 카트리지 인너(14), 하측 카트리지 인너(16), 상측 커버(18) 및 하측 커버(20)를 포함할 수 있다.
복수개의 배터리 셀(2)(4)(6)(8)은 카트리지 센터(12)에 구비될 수 있다. 복수의 배터리 셀(2)(4)(6)(8) 중 최상측 배터리 셀(2)의 상면은 가장자리가 상측 카트리지 인너(14)에 밀착될 수 있고, 가운데 부분이 상측 커버(18)에 밀착될 수 있다. 복수의 배터리 셀(2)(4)(6)(8) 중 최상측 배터리 셀(8)의 하면은 가장자리가 하측 카트리지 인너(16)에 말착될 수 있고, 가운데 부분이 하측 커버(20)에 밀착될 수 있다.
카트리지 센터(12)에는 상측 카트리지 인너(14)와 상측 커버(18) 및 하측 카트리지 인너(16)와 하측 커버(20)를 지지하고 복수개의 배터리 팩을 적층하여 결합할 때 롱볼트가 관통되는 스페이서(22)가 구비될 수 있다.
카트리지 센터(12)의 전면에는 커버 프론트(24)가 결합되고, 카트리지 센터(12)의 후면에는 커버 리어(26)가 결합될 수 있다.
상측 커버(18)와 하측 커버(20)는 발열성이 우수한 알루미늄 재질인 것이 바람직하다.
복수개의 배터리 셀(2)(4)(6)(8)은 제 1,2,3,4 배터리 셀(2)(4)(6)(8)로 구성되는 것이 가능하다.
복수개의 배터리 셀(2)(4)(6)(8)은 2개가 하나의 묶음으로 연결될 수 있다. 제 1 배터리 셀(2)과 제 2 배터리 셀(4)은 병렬로 연결될 수 있고 제 3 배터리 셀(6)과 제 4 배터리 셀(8)은 병렬로 연결될 수 있다. 제 1 배터리 셀(2)과 제 2 배터리 셀(4)의 묶음과 제 3 배터리 셀(6)과 제 4 배터리 셀(8)의 묶음은 직렬로 연결될 수 있다.
배터리 셀(2)(4)(6)(8)은 생성된 전류를 공급하는 리드(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)가 연결될 수 있다.
리드(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)는 배터리 셀(2)(4)(6)(8)의 일측에 연결되는 양극 리드(32)(34)(36)(38)와, 배터리 셀(2)(4)(6)(8)의 타측에 연결되는 음극 리드(33)(35)(37)(39)를 포함할 수 있다.
복수개의 배터리 셀(2)(4)(6)(8)은 2개 이상의 배터리 셀의 리드가 용접 접합될 수 있다.
복수개의 배터리 셀(2)(4)(6)(8)은 2개의 배터리 셀 중 상측에 위치하는 배터리 셀(2)(6)에 연결된 양극 리드(32)(36)가 2개의 배터리 셀 중 하측에 위치하는 배터리 셀(4)(8)에 연결된 양극 리드(34)(38)와 용접 접합될 수 있다.
그리고, 복수개의 배터리 셀(2)(4)(6)(8)은 2개의 배터리 셀 중 상측에 위치하는 배터리 셀(2)(6)에 연결된 음극 리드(33)(37)는 2개의 배터리 셀 중 하측에 위치하는 배터리 셀(4)(8)에 연결된 음극 리드(35)(39)와 용접 접합 될 수 있다.
리드(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39) 각각은 용접 접합되는 접합부(50)와 배터리 셀(2)(4)(6)(8)의 사이에 충격 흡수부(60)가 절곡 형성될 수 있다.
복수개의 리드(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)는 충격 흡수부(60)가 서로 반대 방향으로 돌출될 수 있다.
리드(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)는 2개의 배터리 셀 중 상측에 위치하는 리드(32)(33)(36)(37)에 형성된 충격 흡수부(60)가 상측 방향으로 돌출될 수 있고, 2개의 배터리 셀 중 하측에 위치하는 리드(34)(35)(38)(39)에 형성된 충격 흡수부(60)가 하측 방향으로 돌출될 수 있다.
리드(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)는 2개의 배터리 셀 중 상측에 위치하는 리드(32)(33)(36)(37)에 형성된 충격 흡수부(60)가 하측 방향으로 돌출될 수 있고, 2개의 배터리 셀 중 하측에 위치하는 리드(34)(35)(38)(39)에 형성된 충격 흡수부(60)가 상측 방향으로 돌출될 수 있다. 리드(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)는 2개의 배터리 셀 중 상측에 위치하는 리드(32)(33)(36)(37)에 형성된 충격 흡수부(60)와 2개의 배터리 셀 중 상측에 위치하는 리드(32)(33)(36)(37)에 형성된 충격 흡수부(60)가 접촉될 수 있다.
충격 흡수부(60)는 충격이나 진동시 탄성적으로 변형되면서 충격이나 진동을 흡수할 수 있고 적어도 2회 이상 절곡될 수 있다.
충격 흡수부(60)는 리드(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)에서 절곡된 제 1 절곡부(62)와, 제 1 절곡부(62)와 대향되게 리드(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)에서 절곡된 제 2 절곡부(64)와, 제 1 절곡부(62)와 제 2 절곡부(64)를 잇는 제 3 절곡부(66)를 포함할 수 있다.
충격 흡수부(60)는 내측에 완충 공간(S)을 갖을 수 있다.
배터리 팩은 리드(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)에 접촉되어 리드(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)의 전류를 공급받는 단자(72)(74)(76)를 포함할 수 있다.
단자(72)(74)(76)는 배터리 팩이 전류를 공급하는 모터 등의 외부 기기와 고압케이블로 연결되는 것으로서, 동 재질의 부스 바아(bus bar)로 이루어질 수 있다.
단자(72)(74)(76)는 양극 단자(72)와 음극 단자(74)와 직렬 단자(86)를 더 포함할 수 있다.
양극 단자(72)는 양극 리드(32)(34)(36)(38) 중 하나에 연결될 수 있다. 음극 단자(74)는 음극 리드(33)(35)(37)(39) 중 하나에 연결될 수 있다. 직렬전극 단자(76)는 양극 리드(32)(34)(36)(38) 중 다른 하나와 음극 리드(33)(35)(37)(39) 중 다른 하나에 연결될 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 배터리 팩에 충격이나 진동이 가해지면, 배터리 셀(2)(4)(6)(8)은 충격에 의해 일방향으로 밀리거나 진동할 수 있다.
배터리 셀(2)(4)(6)(8)이 밀리거나 진동될 때, 리드(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)에는 충격이나 진동이 전달되는데, 리드(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)를 통해 전달되는 충격이나 진동은 충격 흡수부(60)에서 흡수되고 용접부(50)로 가해지는 충격이나 진동은 최소화될 수 있다.
충격 흡수부(60)는 제 1 절곡부(62)와 제 2 절곡부(64)와 제 3 절곡부(66) 중 적어도 하나가 탄성적으로 휘면서 충격이나 진동을 흡수할 수 있다. 충격 흡수부(60)는 제 1 절곡부(62)와 제 2 절곡부(64)가 충격 흡수부(60)가 형성하는 공간(S)으로 밀리면서 충격을 완충할 수 있고, 충격이나 진동이 없을 때 원래 형상으로 복원될 수 있다.
2,4,6,8: 배터리 셀 32,33,34,35,36,37,38,39: 리드
50: 용접부 60: 충격 흡수부
62: 제 1 절곡부 64: 제 2 절곡부
66: 제 3 절곡부 72,74,76: 단자

Claims (9)

  1. 전류를 생성하고 생성된 전류를 공급하는 리드가 연결된 배터리 셀을 복수개 포함하고,
    상기 복수개의 배터리 셀은 2개 이상의 배터리 셀의 리드가 용접 접합되며,
    상기 리드 각각은 용접 접합되는 접합부와 상기 배터리 셀의 사이에 충격 흡수부가 절곡 형성되고,
    상기 충격 흡수부는 리드에서 절곡된 제 1 절곡부와, 상기 제 1 절곡부와 대향되게 리드에서 절곡된 제 2 절곡부와, 상기 제 1 절곡부와 제 2 절곡부를 잇는 제 3 절곡부를 포함하고,
    상기 제 1 절곡부와 제 2 절곡부는 상기 리드에서 경사지게 절곡되고,
    상기 제 3 절곡부는 상기 제 1 절곡부 및 제 2 절곡부에서 수평하게 절곡되고,
    상기 충격 흡수부는 내측에 완충 공간을 갖고,
    상기 제 1 절곡부와 상기 제 2 절곡부는 상기 완충 공간으로 밀리면서 충격을 완충하는 배터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 리드는 상기 충격 흡수부가 서로 반대 방향으로 돌출되는 배터리 팩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 충격 흡수부는 적어도 2회 이상 절곡된 배터리 팩.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 절곡부는 상기 제 1 절곡부와 제 2 절곡부 각각과 둔각을 갖는 배터리 팩.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 배터리 셀 중 상측에 위치하는 배터리 셀의 리드에 형성된 충격 흡수부는 상측 방향으로 돌출되고,
    상기 복수개의 배터리 셀 중 상측에 위치하는 하측에 위치하는 배터리 셀의 리드에 형성된 충격 흡수부는 하측 방향으로 돌출되는 배터리 팩.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 충격 흡수부는 높이가 상기 배터리 셀 두께의 1/10∼1/2 이하인 배터리 팩.
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