KR102082868B1

KR102082868B1 - 전지 팩

Info

Publication number: KR102082868B1
Application number: KR1020130104498A
Authority: KR
Inventors: 이혁
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2020-02-28
Also published as: KR20150026111A; US9774061B2; US20150064505A1

Abstract

전지 셀, 전지 셀과 전기적으로 연결되며, 기판 및 상기 기판 상에 마운트된 보호소자를 포함하는 보호회로모듈, 전지 셀 및 보호회로모듈의 수용공간을 제공하는 하부 프레임, 및 보호회로모듈의 적어도 일부를 덮도록 상기 하부 프레임과 결합되는 커버를 구비하고, 커버는 하부 프레임을 향해 돌출되며, 표면에 요철을 갖는 돌기를 포함하며, 하부 프레임은 홈을 포함하고, 돌기는 상기 홈에 억지 끼움되는 전지 팩이 개시된다.

Description

전지 팩{Battery Pack}

본 발명은 전지 팩에 관한 것이다.

휴대용 기기에 대한 기술 개발과 수용가 증가함에 따라 전력 공급 장치로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이차 전지는 그것이 사용되는 외부 기기의 종류에 따라, 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고 다수의 전지들이 전기적으로 연결된 형태로 사용되기도 한다. 예컨대, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지 1개의 출력과 용량으로 소정의 시간 동작이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD, 소형 PC 등과 같은 중형 또는 대형의 장치는 출력 및 용량이 큰 문제로 다수의 전지들의 사용이 요구된다.

다수의 전지 또는 하나의 전지를 포함하는 전지 팩이 오랜 기간 동안 안정적으로 동작하기 위해서는, 전지 팩을 이루는 구성요소들 간의 전기적 연결이 안정적으로 이루어지는 것이 필요하며, 동작 중 정전기(ESD)와 같은 외부 요소에 의해 전지 팩의 전기적 연결 및 구성 요소가 손상되지 않아야 한다.

본 발명의 일 실시예들은, 전지 팩에 관한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전지 셀; 상기 전지 셀과 전기적으로 연결되며, 기판 및 상기 기판 상에 마운트된 보호소자를 포함하는 보호회로모듈; 상기 전지 셀 및 상기 보호회로모듈의 수용공간을 제공하는 하부 프레임; 및 상기 보호회로모듈의 적어도 일부를 덮도록 상기 하부 프레임과 결합되는 커버;를 구비하고, 상기 커버는 상기 하부 프레임을 향해 돌출되며, 표면에 요철을 갖는 돌기를 포함하며, 상기 하부 프레임은 홈을 포함하고, 상기 돌기는 상기 홈에 억지 끼움되는, 전지 팩을 제공한다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 하부 프레임은, 상기 전지 셀 및 상기 보호회로모듈의 하부면을 지지하는 하부 리브; 상기 하부 리브에 대해 실질적으로 수직으로 절곡되며, 상기 하부 리브와 함께 내부 공간을 정의하는 외측벽; 및 상기 외측벽의 적어도 일부와 평행하게 연장되고, 상기 홈을 형성하도록 상기 외측벽으로부터 이격되어 형성된 내측벽;을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 내측벽은 상기 보호소자를 부분적으로 둘러싸도록 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 내측벽의 높이(h₁)는 상기 외측벽의 높이(h₀)에 대하여 다음의 비율을 만족할 수 있다.

0.8 < h₁/h₀ ≤ 1

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 보호회로모듈은, 상기 전지 셀과 접속되는 접속 유닛; 및 상기 접속 유닛에 대하여 실질적으로 수직으로 연장되며, 상기 보호소자가 마운트된 보호 유닛;을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 홈 및 상기 돌기는 상기 보호 유닛의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 보호 유닛은 상기 전지 팩과 외부를 전기적으로 연결하기 위한 커넥터를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 접속 유닛의 상부에 배치되며, 상기 접속 유닛을 커버하는 충진재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 돌기는, 상기 돌기와 이종 사출에 의해 형성된 절연재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 절연재는 고무 또는 실리콘을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전지 셀; 상기 전지 셀과 전기적으로 연결되는 접속 유닛 및 보호소자가 형성된 보호 유닛을 포함하는 보호회로모듈; 상기 전지 셀 및 상기 보호회로모듈의 수용 공간을 제공하는 하부 프레임; 및 상기 보호회로모듈의 적어도 일부를 덮도록 상기 하부 프레임과 결합되는 커버;를 구비하고, 상기 커버는 상기 하부 프레임을 향해 돌출되며, 표면에 요철을 갖는 돌기를 포함하며, 상기 하부 프레임은 홈을 포함하고, 상기 돌기는 상기 홈에 억지 끼움되는, 전지 팩을 제공한다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 하부 프레임은, 상기 전지 셀 및 상기 보호회로모듈의 상기 접속 유닛을 수용하는 제1 수용부; 및 제1 수용부의 일 측에 마련되며, 상기 보호회로모듈의 상기 보호 유닛을 수용하는 제2 수용부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 커버는 상기 하부 프레임의 상기 제2 수용부와 결합할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제2 수용부는, 상기 하부 프레임의 바닥면을 이루는 하부 리브, 상기 하부 리브에 대하여 실질적으로 수직으로 절곡된 외측벽을 포함하며, 상기 외측벽의 적어도 일부와 평행하게 연장되며 상기 홈을 형성하도록 상기 외측벽으로부터 이격되어 배치된 내측벽을 포함할 수 있다.

0.8 < h₁/h₀ ≤ 1

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 돌기는 상기 요철을 갖는 상기 표면을 덮으며, 상기 돌기와 이종 사출에 의해 형성된 절연재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 하부 프레임을 통해 노출된 상기 전지 셀 상기 보호회로모듈을 커버하는 라벨을 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 외부 정전기에 의해 보호회로모듈이 손상되는 것을 방지한 전지 팩을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전지 팩을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에서 하부 프레임과 커버를 발췌하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ 부분을 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 4a는 도 3의 Ⅳa-Ⅳa 선을 취한 단면도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 커버와 하부 프레임의 결합을 나타낸 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하부 프레임의 돌기를 나타낸 단면도이다.
도 6a 및 도6b는 본 발명의 비교예에 따른 하부 프레임과 커버의 결합을 나타낸 단면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되어서는 안된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 한편, 하기에서 사용된 "/"는 상황에 따라 "및"으로 해석될 수도 있고 "또는"으로 해석될 수도 있다.

도면에서 여러 층 및 부분을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 부분, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 또는 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전지 팩을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에서 하부 프레임(400)과 커버(500)를 발췌하여 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ를 확대한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은, 전지 셀(100), 보호회로모듈(200), 충진재(300), 하부 프레임(400), 커버(500), 및 라벨(600)을 포함할 수 있다.

전지 셀(100)은 재충전이 가능한 이차전지로서, 리튬-이온 전지로 구성될 수 있다. 전지 셀(100)은 전극 조립체(미도시) 및 전극 조립체를 수용하는 파우치(110)를 포함할 수 있다. 전극 조립체는 양극판과 음극판 및 이들 사이에 개재된 세퍼레이터를 적층한 후 젤리 롤 형태로 권취하여 제작될 수 있다. 또는, 전극 조립체는 양극판과 세퍼레이터 및 음극판을 순서대로 복수회 적층하여 제작될 수 있다. 본 실시예에서는 전지 셀(100)이 리튬-이온 전지인 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또 다른 실시예로서, 전지 셀(100)은 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지로 구현될 수 있다.

전지 셀(100)의 일측으로 음극 탭(121)과 양극 탭(122)이 돌출될 수 있다. 음극 탭(121)은 전극 조립체의 음극판과 전기적으로 연결되고 양극 탭(122)은 전극 조립체의 양극판과 전기적으로 연결된다. 전지 셀(100)의 음극 탭(121) 및 양극 탭(122) 중 적어도 어느 하나의 전극 탭은 TCO (temperature cutoff) 조립체(125)와 전기적으로 연결될 수 있다. 양극 탭(122)과 음극 탭(121) 중 적어도 어느 하나의 전극 탭이 TCO 조립체(125)와 용접되고, TCO 조립체(125)가 보호회로모듈(200)에 용접되면서, 전지 셀(100)과 보호회로모듈(200)은 전기적으로 연결될 수 있다.

전지 셀(100)은 전지 팩에 한 개 이상 포함될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 전지 셀들(100)은 각각의 전지 셀(100)에 구비된 음극 탭(121) 및 양극 탭(122)이 서로 마주보도록 배치될 수 있으며, 서로 마주보는 전지 셀(100) 사이에 보호회로모듈(200)이 배치될 수 있다.

보호회로모듈(200)은 전지 셀(100)과 전기적으로 연결되며, 전지 셀(100)의 과충전, 과방전, 또는 과전류로 인해 발생되는 과열 및 폭발을 방지할 수 있다. 보호회로모듈(200)은 기판(201), 기판(201) 상에 형성된 접속부(212) 및 보호소자(222)를 포함할 수 있다. 보호소자(222)는 저항 및 콘덴서와 같은 수동소자나 전계트랜지스터와 같은 능동소자로 이루어지는 안전 소자, 또는 집적 회로들이 선택적으로 형성될 수 있다.

접속부(212)와 보호소자(222)는 기판(201) 상에 서로 다른 영역에 배치될 수 있다. 이와 같은 배치를 통해, 보호회로모듈(200)은 접속 유닛(210), 및 접속 유닛(210)과 일체로 형성되고 접속 유닛(210)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되는 보호 유닛(220)을 포함할 수 있다.

접속 유닛(210)은 기판(201)의 제1 영역, 및 기판(201)의 제1 영역 상에 형성된 접속부(212)를 포함할 수 있다. 접속 유닛(210)은, 양/음극 탭(121, 122)들이 접속 유닛(210)을 향하도록 서로 마주보는 전지 셀들(100) 사이에 배치된다. 전지 셀(100)의 음극 탭(121) 및 양극 탭(122)은 접속 유닛(210)의 접속부(212)와 용접됨으로써 보호회로모듈(200)과 전기적으로 연결될 수 있다.

보호 유닛(220)은 기판(201)의 제1 영역에 대하여 대략 수직인 방향을 따라 연장된 기판(201)의 제2 영역, 및 기판(201)의 제2 영역 상에 마운트된 보호소자(222)를 포함할 수 있다. 보호 유닛(220)은 전지 셀(100)들 중 어느 하나의 전지 셀(100)의 일측을 따라 연장될 수 있다. 보호 유닛(220)은 전지 팩과 외부를 전기적으로 연결하기 위한 커넥터(225)를 더 포함할 수 있다.

충진재(300)는 보호회로모듈(200)의 접속 유닛(210) 상에 배치될 수 있다. 보호회로모듈(200) 및 전지 셀(100)은 하부 프레임(400)에 수용되고, 후술할 라벨(600)에 의하여 하부 프레임(400)에 고정될 수 있다. 이와 관련하여, 충진재(300)는 라벨(600)과 접속 유닛(210) 사이에 형성될 수 있는 빈 공간을 메우는 역할을 하면서 동시에 접속 유닛(210)을 덮으면서 보호할 수 있다. 충진재(300)는 우레탄 소재, 실리콘 소재와 같은 절연성 소재를 포함할 수 있다.

하부 프레임(400)은 전지 셀(100) 및 보호회로모듈(200)의 위치를 정의하며, 이들을 수용할 수 있다. 하부 프레임(400)은 플라스틱과 같은 절연성 소재로 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 하부 프레임(400)은 전지 셀(100) 및 보호회로모듈(200)의 하부면을 지지하는 하부 리브(401), 및 하부 리브(401)에 대해 실질적으로 수직으로 절곡된 외측벽(402)을 포함할 수 있다. 하부 리브(401)와 외측벽(402)에 의하여 형성된 하부 프레임(400)의 내부에는, 전지 셀(100) 및 보호회로모듈(200)이 수용될 수 있다. 하부 리브(401)는 전지 셀(100) 및 보호회로모듈(200)을 지지한다.

하부 리브(401) 중 보호회로모듈(200)을 지지하는 부분은 모두 닫힌면이고, 하부 리브(401) 중 전지 셀(100)을 지지하는 부분은 전지 셀(100)의 가장자리둘레를 지지하는 닫힌면과 전지 셀(100)의 중심과 대응되는 영역에 형성된 개구(op)로 이루어질 수 있다.

외측벽(402)의 일부는 보호회로모듈(200)이 하부 프레임(400)에 수용될 때, 커넥터(225)가 외부로 노출될 수 있도록 개방될 수 있다.

하부 프레임(400)은 분리벽(403)에 의하여 크게 2개의 공간으로 나뉠 수 있다. 예컨대, 하부 프레임(400)은 전지 셀(100) 및 보호회로모듈(200)의 접속 유닛(210)을 수용하는 제1 수용부(410), 및 제1 수용부(410)의 일 측에 마련되며 보호회로모듈(200)의 보호 유닛(220)을 수용하는 제2 수용부(420)를 포함할 수 있다. 제1 수용부(410)와 제2 수용부(420) 사이에는 이들의 공간을 분리하는 분리벽(403)이 형성될 수 있다.

제2 수용부(420)는 보호회로모듈(200)의 보호 유닛(220)이 안착되는 공간으로서, 보호 유닛(220)에 구비된 보호소자(222)는 제2 수용부(420)을 형성하는 하부 리브(401), 외측벽(402) 및 분리벽(403)에 의해 실질적으로 둘러싸일 수 있다. 본 실시예에 따르면, 커넥터(225)가 보호 유닛(220)에 형성되어 있으므로, 커넥터(225)가 외부로 노출될 수 있도록 제2 수용부(420)을 형성하는 외측벽(402)의 일부는 개방될 수 있다.

제2 수용부(420)을 형성하는 외측벽(402)의 안쪽에는 외측벽(402)의 적어도 일부와 평행하게 연장된 내측벽(404)이 형성될 수 있다. 내측벽(404)은 외측벽(402)으로부터 이격되어 형성됨으로써, 이들 사이에는 홈(421)이 형성된다. 내측벽(404)은 보호소자(222)를 부분적으로 둘러싸도록 형성될 수 있다. 예컨대, 내측벽(404)은 제2 수용부(420)을 형성하는 외측벽(402)을 따라 형성되고 분리벽(403)을 따라서는 형성되지 않음으로써, 보호소자(222)를 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 이와 같은 구성을 통해 홈(421)도 보호 유닛(220)의 적어도 일부분, 예컨대 보호소자(222)를 둘러싸도록 형성될 수 있다.

커버(500)는 하부 프레임(400) 중 제2 수용부(420)와 결합하며, 이들의 결합에 의하여 보호회로모듈(200)의 보호 유닛(220)은 외부로 노출되지 않는다. 보호 유닛(220)에 수용되는 제2 수용부(420)의 바닥면을 이루는 하부 리브(401)는 닫힌면이고, 제2 수용부(420)의 측면은 하부 프레임(400)의 외측벽(402)으로 이루어져 있으며, 제2 수용부(420)의 상부면은 커버(500)에 의해 닫혀져 있으므로, 보호 유닛(220)이 외부로 노출되지 않는다.

커버(500)는 돌기(510)는 하부 프레임(400)을 향해 연장된 돌기(510)를 포함한다. 돌기(510)는 하부 프레임(400)에 형성된 홈(421)과 결합한다. 예컨대, 커버(500)에 형성된 돌기(510)가 하부 프레임(400)에 형성된 홈(421)에 억지끼움됨으로써, 커버(500)와 하부 프레임(400)이 결합할 수 있다.

커버(500)와 하부 프레임(400)의 결합에 의하여, 보호회로모듈(200) 중 보호 유닛(220)은 외부로 노출되지 않으면서 외부의 정전기로부터 보호될 수 있다.

외부 정전기는 커버(500)와 하부 프레임(400) 간의 결합 계면을 따라 보호 유닛(220)을 향해 침투할 수 있으며, 이와 같은 외부 정전기는 보호 유닛(220)에 구비된 보호소자(222)에 치명적인 결함을 야기할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따르면, 돌기(510)와 홈(421)의 구성을 이용하여 정전기의 침투 경로를 길게 하고 정전기에 의해 보호소자(222)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 돌기(510)의 구조 및 돌기(510)와 홈(421)을 통한 커버(500)와 하부 프레임(400)의 결합은 도 4a 및 도 4b를 참조하여 해당 부분에서 후술하기로 한다.

다시 도 1을 참조하면, 라벨(600)은 하부 프레임(400)을 통해 노출된 전지 셀(100) 보호회로모듈(200)을 커버(500)할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 하부 프레임(400)의 하부면을 구성하는 하부 리브(401)는 전지 셀(100)의 가장자리둘레 및 보호회로모듈(200)을 지지하기 위한 부분을 제외하고 나머지가 개방된 상태이고 하부 프레임(400)의 상부면은 개방된 상태이다. 따라서, 전지 셀(100)과 보호회로모듈(200)이 하부 프레임(400)에 수용되더라도, 하부 프레임(400)의 상부면 또는 하부면의 일부를 통해서 전지 셀(100)과 보호회로모듈(200)이 노출될 수 있으며, 라벨(600)은 이와 같이 노출된 면을 커버(500)할 수 있다.

이하에서는, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 돌기(510)의 구조 및 돌기(510)와 홈(421)을 통한 커버(500)와 하부 프레임(400)의 결합을 설명한다.

도 4a는 도 3의 Ⅳa-Ⅳa 선을 취한 단면도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 커버(500)와 하부 프레임(400)의 결합 상태를 나타낸 단면도이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 하부 프레임(400)에는 내측벽(404)과 외측벽(402)에 의해 형성된 홈(421)이 구비되어 있으며, 커버(500)에는 돌기(510)가 구비되어 있다.

돌기(510)는 돌기(510)의 바닥면이 하부 프레임(400)의 바닥면, 즉 하부 리브(401)와 접촉할 수 있을 정도로 길게 형성될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해서, 커버(500)와 하부 프레임(400)의 접촉 계면을 따라 진행하는 정전기의 진행 경로를 길게 형성할 수 있으므로, 정전기에 의해 외부 소자가 손상되는 것을 최소화 및 방지할 수 있다.

돌기(510)의 높이가 충분히 길다 하더라도, 내측벽(404)과 외측벽(402)에 의해 형성된 홈(421)의 깊이가 작으면, 외부로부터 정전기가 커버(500)와 하부 프레임(400) 사이의 틈을 통해 유입될 때, 정전기의 진행 경로가 짧아져 정전기에 의해 보호소자(222)가 손상될 염려가 있다.

이를 방지하기 위하여, 내측벽(404)의 높이(h₁)는 외측벽(402)(h₀)의 높이에 대하여 다음의 범위를 만족할 수 있다.

0.8 < h₁/h₀ ≤ 1

내측벽(404)의 높이가 상기의 범위(0.8 < h₁/h₀ ≤ 1)를 벗어나면 정전기의 유입경로가 짧아지므로 보호소자(222)의 손상을 방지하기 어렵다.

상기의 범위에 더하여, 내측벽(404)의 높이(h₁)와 외측벽(402)의 높이(h₀)의 합은 약 11mm 이상이 되도록 함으로써, 정전기에 의한 손상을 최소한으로 예방할 수 있다.

상술한 바와 같이, 서로 평행하게 연장되며 상기의 범위를 만족하는 내측벽(404)과 외측벽(402)의 구조를 통해서 정전기에 의한 보호소자(222)의 손상을 최소화할 수 있으나, 커버(500)와 하부 프레임(400) 간의 체결력이 약해질 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따르면 커버(500)에 형성된 돌기(510)는 표면에 요철을 가지므로 이들 사이의 체결력이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 표면에 요철이 형성된 돌기(510)는 홈(421)에 억지 끼움되며, 돌기(510)에 형성된 요철에 의하여, 돌기(510)와 홈(421) 사이의 결합력이 증가된다.

돌기(510)의 표면은 돌기(510)와 이종 사출에 의해 형성된 절연재(512)를 더 포함할 수 있다. 돌기(510)가 요철을 가지므로 돌기(510)의 표면에 형성된 절연재(512)도 요철을 가질 수 있다. 절연재(512)는 고무 또는 실리콘과 같은 소재를 포함할 수 있으며, 절연재(512)를 통해서 돌기(510)와 홈(421) 사이의 결합력을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 4a 및 도 4b에서는 돌기(510)의 바닥면이 평평한 경우를 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 돌기(510)의 바닥면은 라운드진 형상을 지닐 수 있음은 물론이다.

도 6a 및 도6b는 본 발명의 비교예에 따른 커버(50)와 하부 프레임(40)의 체결 과정을 나타낸 단면도이다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 비교예에 따른 커버(50)와 하부 프레임(40)은 후크 결합을 위한 구조를 갖는다. 본 발명의 비교예에 따른 하부 프레임(40)에는 외측벽(42)과 내측벽(43) 사이에 홈(41)이 형성되어 있고, 커버(50)에는 돌기(51)가 형성되어 있다. 본 발명의 비교예에 따른 커버(50)와 하부 프레임(40)은, 내측벽(43)에 홀(H)이 형성되고 돌기(51)에는 끼움턱(51a)가 형성된 점에서 본 발명의 실시예에 따른 커버(500)와 하부 프레임(400)과 차이가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 커버(500)와 하부 프레임(400)을 구비하는 전지 팩과, 본 발명의 비교예에 따른 커버(50)와 하부 프레임(40)을 구비하는 전지 팩에 대하여 각각 정전기(ESD) 테스트를 진행하였다. 테스트는 각각의 전지 팩에 ±6kV 및 ±8kV의 전압을 갖는 정전기를 침투시키는 방식으로 수행되었다.

테스트 결과, 본 발명의 비교예에 따른 전지 팩은 각각의 전압, 특히 ±8kV의 전압을 갖는 정전기에 의해 손상받았으나, 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩은 상기의 전압을 갖는 정전기에 의해 손상받지 않음을 확인할 수 있었다.

도 6b에 도시된 바와 같이 비교예에 따른 전지 팩은 후크 결합을 위한 구조를 가지므로, 정전기가 내측벽(43)에 형성된 홀(H)을 통해서 보호소자(222)에 영향을 줄 수 있다. 그러나, 본 발명의 비교예에 따른 전지 팩은 도 4b에 도시된 바와 같이, 평행하게 연장되며 상기의 범위를 만족하는 내측벽(404)과 외측벽(402)에 의하여 정전기의 진행 경로를 길게 형성할 수 있으므로, 보호소자(222)가 정전기에 의해 손상받을 염려를 최소화할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 전지 셀(100)과의 접속을 위한 접속 유닛(210)과 보호소자(222)가 마운트된 보호 유닛(220)이 별도의 영역에 구비되도록 보호회로모듈(200)을 형성하고, 보호소자(222)가 마운트된 보호 유닛(220)을 하부 프레임(400)과 커버(500)의 결합에 의하여 보호함으로써, 정전기로부터 보호소자(222)를 안전하게 보호할 수 있다.

하부 프레임(400)의 제2 수용부(420)는, 전술한 바와 같은 구조 및 높이 조건을 갖는 내측벽(404)과 외측벽(402), 및 돌기(510)와 홈(421)을 통해서 보호 유닛(220)에 실장된 보호소자(222)를 정전기로부터 안전하게 보호할 수 있다.

또한, 돌기(510)의 표면에 형성된 요철 및 돌기(510)와 이종 사출에 의해 형성된 절연재(512)의 구조를 통해서 커버(500)와 하부 프레임(400)간의 체결력을 향상시킬 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 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.

100: 전지 셀 200: 보호회로모듈
201: 기판 210: 접속 유닛
212: 접속부 220: 보호 유닛
222: 보호소자 225: 커넥터
300: 충진재 400: 하부 프레임
401: 하부 리브 402: 외측벽
403: 분리벽 404: 내측벽
410: 제1 수용부 420: 제2 수용부
421: 홈 500: 커버
510: 돌기 512: 절연재
600: 라벨

Claims

전지 셀;
상기 전지 셀과 전기적으로 연결되며, 기판 및 상기 기판 상에 마운트된 보호소자를 포함하는 보호회로모듈;
상기 전지 셀 및 상기 보호회로모듈의 수용공간을 제공하는 하부 프레임; 및
상기 보호회로모듈의 적어도 일부를 덮도록 상기 하부 프레임과 결합되는 커버;를 구비하고,
상기 커버는 상기 하부 프레임을 향해 돌출되며, 표면에 요철을 갖는 돌기를 포함하며, 상기 하부 프레임은 홈을 포함하고, 상기 돌기는 상기 홈에 억지 끼움되며,
상기 요철은, 서로로부터 이격되어 그 사이로 홈을 형성하는 내측벽 및 외측벽과 각각 마주하는 돌기의 제1, 제2 면을 형성하며,
상기 표면에 요철을 갖는 돌기는 상기 홈 내에 전체적으로 수용되며, 상기 돌기의 표면에 형성된 요철은, 상기 홈을 벗어나지 않는, 전지 팩.
제1항에 있어서,
상기 하부 프레임은,
상기 전지 셀 및 상기 보호회로모듈의 하부면을 지지하는 하부 리브를 더 포함하고,
상기 외측벽은, 상기 하부 리브에 대해 실질적으로 수직으로 절곡되며, 상기 하부 리브와 함께 내부 공간을 정의하며,
상기 내측벽은, 상기 외측벽의 적어도 일부와 평행하게 연장되고, 상기 홈을 형성하도록 상기 외측벽으로부터 이격되어 형성되는, 전지 팩.
제2항에 있어서,
상기 내측벽은 상기 보호소자를 부분적으로 둘러싸도록 형성된, 전지 팩.
제2항에 있어서,
상기 내측벽의 높이(h₁)는 상기 외측벽의 높이(h₀)에 대하여 다음의 비율을 만족하는, 전지 팩.
0.8 < h₁/h₀ ≤ 1
제1항에 있어서,
상기 보호회로모듈은,
상기 전지 셀과 접속되는 접속 유닛; 및
상기 접속 유닛에 대하여 실질적으로 수직으로 연장되며, 상기 보호소자가 마운트된 보호 유닛;을 포함하는, 전지 팩.
제5항에 있어서,
상기 홈 및 상기 돌기는 상기 보호 유닛의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성되는, 전지 팩.
제5항에 있어서,
상기 보호 유닛은 상기 전지 팩과 외부를 전기적으로 연결하기 위한 커넥터를 더 포함하는, 전지 팩.
제5항에 있어서,
상기 접속 유닛의 상부에 배치되며, 상기 접속 유닛을 커버하는 충진재를 더 포함하는, 전지 팩.
제1항에 있어서,
상기 돌기는, 상기 돌기와 이종 사출에 의해 형성된 절연재를 더 포함하는, 전지 팩.
제9항에 있어서,
상기 절연재는 고무 또는 실리콘을 포함하는, 전지 팩.
전지 셀;
상기 전지 셀과 전기적으로 연결되는 접속 유닛 및 보호소자가 형성된 보호 유닛을 포함하는 보호회로모듈;
상기 전지 셀 및 상기 보호회로모듈의 수용 공간을 제공하는 하부 프레임; 및
상기 보호회로모듈의 적어도 일부를 덮도록 상기 하부 프레임과 결합되는 커버;를 구비하고,
상기 커버는 상기 하부 프레임을 향해 돌출되며, 표면에 요철을 갖는 돌기를 포함하며, 상기 하부 프레임은 홈을 포함하고, 상기 돌기는 상기 홈에 억지 끼움되며,
상기 요철은, 서로로부터 이격되어 그 사이로 홈을 형성하는 내측벽 및 외측벽과 각각 마주하는 돌기의 제1, 제2 면을 형성하며,
상기 표면에 요철을 갖는 돌기는 상기 홈 내에 전체적으로 수용되며, 상기 돌기의 표면에 형성된 요철은, 상기 홈을 벗어나지 않는, 전지 팩.
제11항에 있어서,
상기 하부 프레임은,
상기 전지 셀 및 상기 보호회로모듈의 상기 접속 유닛을 수용하는 제1 수용부; 및
제1 수용부의 일 측에 마련되며, 상기 보호회로모듈의 상기 보호 유닛을 수용하는 제2 수용부;를 포함하는, 전지 팩.
제12항에 있어서,
상기 커버는 상기 하부 프레임의 상기 제2 수용부와 결합하는, 전지 팩.
제12항에 있어서,
상기 제2 수용부는,
상기 하부 프레임의 바닥면을 이루는 하부 리브와, 상기 외측벽 및 내측벽을 포함하며,
상기 외측벽은, 상기 하부 리브에 대하여 실질적으로 수직으로 절곡되며,
상기 내측벽은, 상기 외측벽의 적어도 일부와 평행하게 연장되며 상기 홈을 형성하도록 상기 외측벽으로부터 이격되어 배치되는, 전지 팩.
제14항에 있어서,
상기 내측벽의 높이(h₁)는 상기 외측벽의 높이(h₀)에 대하여 다음의 비율을 만족하는, 전지 팩.
0.8 < h₁/h₀ ≤ 1
제11항에 있어서,
상기 돌기는 상기 요철을 갖는 상기 표면을 덮으며, 상기 돌기와 이종 사출에 의해 형성된 절연재를 더 포함하는, 전지 팩.
제16항에 있어서,
상기 절연재는 고무 또는 실리콘을 포함하는, 전지 팩.
제11항에 있어서,
상기 보호 유닛은 상기 전지 팩과 외부를 전기적으로 연결하기 위한 커넥터를 더 포함하는, 전지 팩.
제11항에 있어서,
상기 접속 유닛의 상부에 배치되며, 상기 접속 유닛을 커버하는 충진재를 더 포함하는, 전지 팩.
제11항에 있어서,
상기 하부 프레임을 통해 노출된 상기 전지 셀 상기 보호회로모듈을 커버하는 라벨을 포함하는, 전지 팩.