KR102393343B1 - 방열 부재가 구비된 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 원통형 전지셀들의 냉각 효율성이 향상된 배터리 팩을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 전극 단자가 양단에 형성된 복수의 원통형 전지셀; 상기 복수의 원통형 전지셀의 전극 단자에 접촉되어 상기 전극 단자 사이를 전기적으로 연결하는 연결 부재; 상기 원통형 전지셀을 내부에 수용하도록 형성된 수용부 및 상기 수용부의 내부가 외부로 노출되도록 개구된 노출부가 구비된 팩 케이스; 및 열전도성 재질의 플레이트 형태로 구성되고 상기 팩 케이스의 일부위에 삽입되어 고정되며, 적어도 일부분이 상기 팩 케이스의 노출부를 통해 외부로 노출된 방열 플레이트를 포함한다.

Description

방열 부재가 구비된 배터리 팩 {Battery Pack Having Radiant Heat Member}
본 발명은 방열 부재가 구비된 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 원통형 전지셀들의 냉각 효율성이 향상된 배터리 팩에 관한 것이다.
이차 전지는 다양한 제품군에 적용성이 높고, 높은 에너지 밀도를 가지는 전기적 특성을 가지고 있다. 이러한 이차 전지는 휴대용 전자 기기 뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기 차량 또는 하이브리드 차량, 전력 저장 장치 등에 적용되고 있다.
이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점 뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
전기 차량 등에 적용되는 배터리 팩은 고출력을 얻기 위해 복수의 배터리 셀들을 포함하는 다수의 배터리 팩을 연결한 구조를 가지고 있다. 그리고, 개개의 배터리 셀은 전극 조립체로서, 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다.
한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 이차 전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 배터리 셀들을 집합시킨 구조의 배터리 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
더욱이, 최근 소형 배터리 팩의 경우에도, 점차 소비자의 요구에 의해 고출력 고용량화가 되고 있다.
그러나, 소형 배터리 팩 내부에 다수의 배터리 셀들이 탑재된 경우, 공간적인 제약으로 인해 배터리 셀들의 밀집도가 매우 높은 편이었다. 특히, 배터리 셀의 발열량은 전류의 제곱에 비례하기 때문에 고율 방전 시, 배터리 셀의 온도가 급격히 상승하는 현상이 발생하기 쉬웠다.
나아가, 소형 배터리 팩은, 각 배터리 셀에서 발생되는 열을 용이하게 방출하는 것이 중요하다. 즉, 충방전 과정에서 발생한 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어날 수 있다. 이에 따라, 장기적으로 고온의 환경에 노출된 전지셀은 열화 현상이 촉진되어, 배터리 팩의 수명이 빠르게 감소하는 문제가 있었다.
따라서, 배터리 팩의 수명 특성을 높이기 위해 효과적인 냉각 기술이 필요한 상황이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 복수의 원통형 전지셀들의 냉각 효율성이 향상된 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은,
전극 단자가 양단에 형성된 복수의 원통형 전지셀;
상기 복수의 원통형 전지셀의 전극 단자에 접촉되어 상기 전극 단자 사이를 전기적으로 연결하는 연결 부재;
상기 원통형 전지셀을 내부에 수용하도록 형성된 수용부 및 상기 수용부의 내부가 외부로 노출되도록 개구된 노출부가 구비된 팩 케이스; 및
열전도성 재질의 플레이트 형태로 구성되고 상기 팩 케이스의 일부위에 삽입되어 고정되며, 적어도 일부분이 상기 팩 케이스의 노출부를 통해 외부로 노출된 방열 플레이트
를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 팩 케이스는,
내부에 수용된 상기 원통형 전지셀의 상면 및 하면을 감쌀 수 있도록 형성된 상판 및 하판, 및 내부에 수용된 상기 원통형 전지셀의 측면을 감쌀 수 있도록 상기 상판 및 하판의 외주부에서 상기 상판과 상기 하판 사이를 연결하도록 연장되며 상기 노출부가 형성된 측벽을 구비할 수 있다.
또한, 상기 방열 플레이트는 일부분이 상기 측벽 내부에 삽입되어 고정되고 다른 부분이 상기 측벽의 노출부를 통해 노출될 수 있다.
더욱이, 상기 팩 케이스의 측벽에는 상기 노출부를 따라 상기 방열 플레이트의 외주변부가 삽입되도록 고정홈이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 배터리 팩은, 전기적 절연성 재질로 구성되어 상기 연결 부재 및 상기 방열 플레이트 사이에 개재된 절연 패드를 더 포함할 수 있다.
나아가, 상기 방열 플레이트의 외부로 노출된 일면, 또는 일면 및 타면에는, 오목한 구조와 볼록한 구조가 주기적으로 배열된 요철 구조가 형성될 수 있다.
또한, 상기 방열 플레이트는 상기 절연 패드와 대면하는 타면에 요철 구조가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 절연 패드의 일면에는 상기 요철 구조의 볼록한 구조가 삽입되도록 삽입홈이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 노출부는 개구의 일측에서 타측으로 연장되어 형성된 리브가 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
나아가, 상기 노출부에는 원형 홀이 복수개 형성될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩은, 보호회로모듈을 더 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 보호회로모듈은,
도선 패턴이 새겨진 인쇄회로기판;
상기 원통형 전지셀들의 전압을 측정하도록 구성된 전압 센싱 유닛; 및
외부 장치와 전기적으로 연결되도록 구성된 외부입출력단자가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 전압 센싱 유닛은 상기 팩 케이스의 상판 또는 하판과 대면하도록 위치될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명의 배터리 팩은, 방열 플레이트 및 상기 방열 플레이트의 적어도 일부를 외부로 노출시킬 수 있는 노출부가 형성된 팩 케이스를 구비함으로써, 수용된 원통형 전지셀에서 생성된 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 전기적 절연성 재질을 포함한 절연 패드가 상기 연결 부재 및 상기 방열 플레이트 사이에 개재됨으로써, 상대적으로 발열량이 많은 연결 부재와 전극 단자의 접합 부위에서 발생한 열을 효과적으로 방열 플레이트로 전달 할 수 있다. 이에 따라, 배터리 팩의 냉각 효과를 더욱 높일 수 있다.
더욱이, 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 팩 케이스의 노출부의 리브는 뜨거워진 방열 플레이트가 사용자의 신체나 외부 물질과 접촉되는 것을 방지할 수 있어, 배터리 팩의 안전성을 효과적으로 높일 수 있다.
그리고, 본 발명의 이러한 또 다른 일 측면에 의하면, 팩 케이스의 노출부의 원형 홀은 뜨거워진 방열 플레이트가 사용자의 신체나 외부 물질과 접촉되는 것을 방지할 수 있어, 배터리 팩의 안전성을 효과적으로 높일 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 여러 구성을 분리하여 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다.
도 3은, 도 1의 배터리 팩의 일부 구성인 팩 케이스를 A-A' 선을 따라 절단하여 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 7은, 도 6의 배터리 팩의 정면도이다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는, 도 8의 배터리 팩의 정면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 여러 구성을 분리하여 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩(100)은, 원통형 전지셀(110), 팩 케이스(120), 방열 플레이트(130), 및 연결 부재(140)를 포함하고 있다.
여기서, 원통형 전지셀(110)은, 원통형 전지캔(118), 및 상기 전지캔(118)의 내부에 수용된 전극 조립체(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전지캔(118)은, 전기 전도성이 높은 재질을 포함하고 있으며, 예를 들면, 상기 전지캔(118)은 알루미늄 또는 구리 소재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전지캔(118)의 양단에 전극 단자(111, 112)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 전지캔(118)의 일단의 평평한 원형의 일단면에는 제1 전극 단자(111)가 형성될 수 있고, 상기 전지캔(118)의 타단의 평평한 원형의 타단면에는 제2 전극 단자(112)가 형성될 수 있다.
또한, 전극 조립체(도시하지 않음)는, 양극과 음극 사이에 분리막을 개재한 상태로 젤리-롤형으로 권취한 구조로 형성될 수 있다. 상기 양극(도시하지 않음)에는 양극 탭이 부착되어 전지캔(118)의 일단의 제1 전극 단자(111)에 접속될 수 있다. 상기 음극(도시하지 않음)에는 음극 탭이 부착되어 전지캔(118)의 타단의 제2 전극 단자(112)에 접속될 수 있다.
한편, 상기 연결 부재(140)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(110)의 전극 단자(111, 112)에 접촉되어 상기 전극 단자(111, 112) 사이를 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 연결 부재(140)는, 하나의 원통형 전지셀(110)의 제1 전극 단자(111)와 다른 하나의 원통형 전지셀(110)의 제2 전극 단자(112)가 전기적으로 연결되도록, 일단이 하나의 원통형 전지셀(110)의 제1 전극 단자(111)에 접촉되고, 타단이 다른 하나의 원통형 전지셀(110)의 제2 전극 단자(112)에 접촉될 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 3개의 연결 부재(140) 각각이, 하나의 원통형 전지셀(110)의 제1 전극 단자(111)와 다른 하나의 원통형 전지셀(110)의 제2 전극 단자(112)를 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 연결 부재(140)는, 하나의 원통형 전지셀(110)의 제1 전극 단자(111)와 다른 하나의 원통형 전지셀(110)의 제1 전극 단자(111)가 전기적으로 연결되도록, 일단이 하나의 원통형 전지셀(110)의 제1 전극 단자(111)에 접촉되고, 타단이 다른 하나의 원통형 전지셀(110)의 제1 전극 단자(111)에 접촉될 수 있다.
또한, 상기 연결 부재(140)는, 하나의 원통형 전지셀(110)의 제2 전극 단자(112)와 다른 하나의 원통형 전지셀(110)의 제2 전극 단자(112)가 전기적으로 연결되도록, 일단이 하나의 원통형 전지셀(110)의 제2 전극 단자(112)에 접촉되고, 타단이 다른 하나의 원통형 전지셀(110)의 제2 전극 단자(112)에 접촉될 수 있다.
그리고, 상기 연결 부재(140)는 일방향으로 길게 형성된 플레이트 형상을 구비할 수 있다.
나아가, 상기 연결 부재(140)는 상기 원통형 전지셀(110)의 제1 전극 단자(111) 또는 제2 전극 단자(112)가 형성된 일단면 또는 타단면에 위치될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 3개의 연결 부재(140)가 4개의 원통형 전지셀(110)을 전기적으로 직렬 연결하도록 구성될 수 있다.
또한, 하나의 연결 부재(140)의 일측은 원통형 전지셀(110)의 제1 전극 단자(111)가 형성된 일단면에 위치하고, 타측은 원통형 전지셀(110)의 제2 전극 단자(112)가 형성된 타단면에 위치될 수 있다.
한편, 상기 팩 케이스(120)는, 일체형으로 구성될 수 있고, 또는 2개의 부재가 결합되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 팩 케이스(120)는, 상부 케이스(120A) 및 하부 케이스(120B)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 팩 케이스(120)는 상기 상부 케이스(120A)와 상기 하부 케이스(120B)가 서로 결합되어 구성될 수 있고, 상기 팩 케이스(120) 내부에는 원통형 전지셀(110) 등의 구성들을 수용할 수 있는 빈 공간이 형성될 수 있다.
또한, 상기 팩 케이스(120)는, 상기 원통형 전지셀(110)을 내부에 수용하도록 빈 공간이 형성된 수용부(121)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 4개의 원통형 전지셀(110)들이 상기 팩 케이스(120) 내부에 수용될 수 있는 빈 공간을 가진 수용부(121)가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 팩 케이스(120)는, 상기 수용부(121)의 내부가 외부로 노출되도록 개구된 노출부(125)가 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 노출부(125)는, 상기 팩 케이스(120)의 일측 또는 양측에 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 노출부(125)는, F 방향으로 바라볼 때, 상기 팩 케이스(120)의 전방 및 후방 각각의 측부에 형성될 수 있다.
여기서, 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어는 관측자의 위치나 대상의 놓여진 형태에 따라 달라질 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, F 방향으로 바라볼 때를 기준으로 하여, 전, 후, 좌, 우, 상, 하 등의 방향을 구분하여 나타내도록 한다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 방열 플레이트(130) 및 상기 방열 플레이트(130)의 적어도 일부를 외부로 노출시킬 수 있는 팩 케이스(120)의 노출부(125)를 구비함으로써, 상기 원통형 전지셀(110)에서 생성된 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
나아가, 상기 방열 플레이트(130)는, 열전도성 재질의 플레이트 형태로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 열전도성 재질은, 알루미늄, 구리 등을 포함하는 금속일 수 있다.
또한, 상기 방열 플레이트(130)는, 상기 팩 케이스(120)의 일부위에 삽입되어 고정될 수 있다. 구체적으로, 상기 방열 플레이트(130)는, 인서트 사출 성형을 통해 팩 케이스(120) 내부에 삽입되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 팩 케이스(120)를 주조를 통해 제조할 경우, 금형에 미리 방열 플레이트(130)를 배치하고, 용융된 팩 케이스(120)의 재료를 주입한 뒤, 경화 시키는 방식으로 팩 케이스(120)에 삽입된 방열 플레이트(130)를 제조할 수 있다.
그리고, 상기 방열 플레이트(130)는 적어도 일부분이 상기 팩 케이스(120)의 노출부(125)를 통해 외부로 노출되도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 방열 플레이트(130)는, 플레이트 평면에 주변부가 상기 팩 케이스(120) 내부에 삽입되고, 나머지 부위가 상기 노출부(125)를 통해 외부로 노출된 형태일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 팩 케이스(120)는, 상판(122), 하판(123), 및 측벽(124)을 구비할 수 있다.
여기서, 상기 상판(122) 및 상기 하판(123)은, 내부에 수용된 상기 원통형 전지셀(110)의 상면 및 하면을 감쌀 수 있도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 측벽(124)은, 상기 팩 케이스(120) 내부에 수용된 상기 원통형 전지셀(110)의 측면을 감쌀 수 있도록 상기 상판(122) 및 하판(123)의 외주부에서 상기 상판(122)과 상기 하판(123) 사이를 연결하도록 상하 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 측벽(124)에는 상기 노출부(125)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 방열 플레이트(130)는 일부분이 상기 측벽(124) 내부에 삽입되어 고정되고 다른 부분이 상기 측벽(124)의 노출부(125)를 통해 노출될 수 있다.
도 3은, 도 1의 배터리 팩의 일부 구성인 팩 케이스를 A-A' 선을 따라 절단하여 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2와 함께 도 3을 참조하면, 상기 팩 케이스(120)의 측벽(124)에는 상기 노출부(125)를 따라 상기 방열 플레이트(130)의 외주변부가 삽입되도록 고정홈(127)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 고정홈(127)은, 상기 노출부(125)의 개구된 내면에 형성될 수 있다. 즉, 상기 팩 케이스(120)의 측벽(124)에 개구된 노출부(125)의 외주변을 따라 고정홈(127)이 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 팩 케이스(120)의 전방 및 후방 각각에 형성된 측벽(124)에는 노출부(125)가 형성될 수 있고, 상기 팩 케이스(120)의 측벽(124)에 개구된 내면을 따라 고정홈(127)이 형성될 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
다시 도 2와 함께 도 4를 참조하면, 상기 배터리 팩(100)은, 상기 팩 케이스(120) 내부에 수용된 절연 패드(150)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 절연 패드(150)는, 전기적 절연성 재질로 구성되어 상기 연결 부재(140) 및 상기 방열 플레이트(130) 사이에 개재되어 위치될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 절연 패드(150)가 상기 팩 케이스(120)의 전방 및 후방의 측벽(124)과 대면하도록 배치되어 있다.
또한, 상기 방열 플레이트(130)의 외부로 노출된 일면에는, 오목한 구조(135A)와 볼록한 구조(135B)가 주기적으로 배열된 요철 구조(135)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 방열 플레이트(130)의 요철 구조(135)는 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 방열 플레이트(130)가 전후 방향으로 오목한 구조(135A) 및 볼록한 구조(135B)가 주기적으로 배열된 요철 구조(135)가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 방열 플레이트(130)는 요철 구조(135)로 인해 외부 공기와의 접촉 면적으로 효과적으로 늘릴 수 있어, 방열 효과를 극대화 할 수 있다.
더욱이, 상기 절연 패드(150)는, 일면이 상기 방열 플레이트(130)의 타면과 접하도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 절연 패드(150)의 타면은, 상기 연결 부재(140)의 일면과 접촉되어 위치될 수 있다. 즉, 상기 절연 패드(150)는 상기 연결 부재(140)와 상기 방열 플레이트(130) 간의 전기적 절연을 위해 구성될 수 있다.
또한, 상기 절연 패드(150)는, 열전도성이 높은 소재를 적어도 일부 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 열전도성이 높은 소재는 실리콘일 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전기적 절연성 재질을 포함한 상기 절연 패드(150)가 상기 연결 부재(140) 및 상기 방열 플레이트(130) 사이에 개재됨으로써, 상대적으로 발열량이 많은 연결 부재(140)와 전극 단자(111, 112)의 접합 부위에서 발생한 열을 효과적으로 방열 플레이트(130)로 전달 할 수 있다. 이에 따라, 배터리 팩(100)의 냉각 효과를 더욱 높일 수 있다.
도 5는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩에 대한 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5를 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩(100B)의 방열 플레이트(130B)는, 외부로 노출된 일면, 및 상기 일면의 반대 면인 타면에 오목한 구조(135A)와 볼록한 구조(135B)가 주기적으로 배열된 요철 구조(135)가 모두 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 방열 플레이트(130B)는, 도 4의 방열 플레이트(130B)과 같이 외부에 노출된 일면에 요철 구조(135)가 형성되고, 또한 내부 방향의 타면에도 요철 구조(135)가 형성될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 절연 패드(150B)는, 일면에 상기 요철 구조(135)의 볼록한 구조(135B)가 삽입되도록 삽입홈(152)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 배터리 팩(100)에는 양면에 요철 구조(135)가 형성된 2개의 방열 플레이트(130B)가 구비되어 있다. 또한, 2개의 절연 패드(150B) 각각은 상기 2개의 방열 플레이트(130B)의 내부 방향에 위치한 타면과 접촉하도록 위치되어 있다. 그리고, 상기 절연 패드(150B)의 일면에는 상기 요철 구조(135)의 볼록한 구조(135B)가 삽입되도록 삽입홈(152)이 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 방열 플레이트(130B)는 일면에 형성된 요철 구조(135)로 인해 외부 공기와의 접촉 면적으로 늘릴 수 있을 뿐만 아니라, 타면에 형성된 요철 구조(135)와 상기 절연 패드(150B)의 삽입홈(152)에 의해 절연 패드(150B)와의 접촉 면적 또한 늘릴 수 있으므로, 도 4의 방열 플레이트(130B)와 비교하여 더욱 방열 효율을 높일 수 있다.
도 6은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 7은, 도 6의 배터리 팩의 정면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩(100C)은, 도 1의 팩 케이스(120)와 비교하여, 상기 노출부(125)에 형성된 개구에 리브(126)가 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 리브(126)는, 상기 노출부(125)의 개구의 일측에서 타측으로 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 리브(126)는 복수개 형성될 경우, 서로 일정한 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 노출부(125)의 개구에 15개의 리브(126)가 서로 일정한 간격으로 이격되어 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 노출부(125)의 리브(126)는 뜨거워진 방열 플레이트(130)가 사용자의 신체나 외부 물질과 접촉되는 것을 방지할 수 있어, 배터리 팩(100C)의 안전성을 효과적으로 높일 수 있다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 9는, 도 8의 배터리 팩의 정면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 팩 케이스(120D)에 형성된 노출부(125D)는 상기 방열 플레이트(130)의 적어도 일부위가 외부로 노출될 수 있도록 내부에서 외부로 관통된 홀(128)이 복수개 포함될 수 있다.
즉, 상기 방열 플레이트(130)의 적어도 일부가 팩 케이스(120D)의 외부로 노출될 수 있도록, 상기 팩 케이스(120)에 복수개의 홀이 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 홀은 평면상으로 원형, 또는 다각형일 수 있다. 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 63개의 원형 홀이 상기 팩 케이스(120)의 측벽(124)에 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 노출부(125)의 원형 홀(128)은 뜨거워진 방열 플레이트(130)가 사용자의 신체나 외부 물질과 접촉되는 것을 방지할 수 있어, 배터리 팩(100D)의 안전성을 효과적으로 높일 수 있다.
한편, 다시 도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 배터리 팩(100)은, 보호회로모듈(160)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 보호회로모듈(160)은 도선 패턴이 새겨진 인쇄회로기판(162), 전압 센싱 유닛(164), 및 외부 장치와 전기적으로 연결되도록 구성된 외부입출력단자(166)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 팩 케이스(120)에는 상기 외부입출력단자(166)가 외부로 노출될 수 있도록 개구된 입출력부(129)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결 부재(140)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(110)의 전압을 측정하기 위해 플레이트 형상 일측에서 연장된 센싱부(144)가 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 센싱부(144)는 내부 공간을 활용을 위해 상기 전지캔(118)의 외면을 따라 연장될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 센싱부(144)는 상기 원통형 전지셀(110)의 제1 전극 단자(111)가 형성된 일단면 또는 제2 전극 단자(112)가 형성된 타단면으로부터 전지캔(118)의 외면을 따라 중앙 방향으로 연장될 수 있다.
그리고, 상기 배터리 팩(100)은, 상기 원통형 전지셀(110)의 전극 단자(111, 112)와 전기적으로 접속된 전극 리드(145)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 전극 리드(145)에는 전극 단자(111, 112)와 면 접촉할 수 있도록 구성된 플레이트 형상 및 상기 원통형 전지셀(110)의 전압을 측정하기 위해 상기 플레이트 형상의 일측으로부터 연장된 센싱부(146)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 전압 센싱 유닛(164)은, 상기 복수의 원통형 전지셀(110)의 전압을 측정하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 전압 센싱 유닛(164)은, 일단이 상기 인쇄회로기판(162)과 전기적으로 연결되어 있고, 타단이 상기 연결 부재(140)의 센싱부(144) 및 전극 리드(145)의 센싱부(146)와 접촉하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 전압 센싱 유닛(164)은 적어도 일부가 전기 전도성의 소재로 이루어질 수 있다. 나아가, 상기 전압 센싱 유닛(164)은, 상기 원통형 전지셀(110)의 외면을 따라 밀착되어 연장된 형태일 수 있다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(100)은 5개의 전압 센싱 유닛(164)을 포함할 수 있다. 5개의 전압 센싱 유닛(164) 각각은, 일단이 상기 인쇄회로기판(162)과 전기적으로 연결되어 있고, 타단이 상기 연결 부재(140) 및 전극 리드(145)와 접촉하도록 형성될 수 있다. 또한, 5개의 전압 센싱 유닛(164) 각각은, 상기 원통형 전지셀(110)의 외면을 따라 밀착되어 연장되고 또한 절곡된 형태일 수 있다.
나아가, 상기 전압 센싱 유닛(164)은 상기 팩 케이스(120)의 상판(122) 또는 하판(123)과 대면하도록 위치될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전압 센싱 유닛(164)은, 상기 팩 케이스(120)의 상판(122)과 대면하도록 원통형 전지셀(110)의 상면에 위치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 전압 센싱 유닛(164)은 상기 원통형 전지셀(110)의 상면 또는 하면을 따라 연장되어 형성됨으로써, 배터리 팩(100)의 좁은 내부 공간을 효과적으로 활용할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 배터리 팩 130: 방열 플레이트
110: 원통형 전지셀 135: 요철 구조
120: 팩 케이스 140: 연결 플레이트
121: 수용부 150: 절연 패드
124: 측벽 160: 보호회로모듈
125: 노출부 162: 인쇄회로기판
126: 리브 164: 전압 센싱 유닛
127: 고정홈 166: 외부입출력단자

Claims (9)

  1. 전극 단자가 양단에 형성된 복수의 원통형 전지셀;
    상기 복수의 원통형 전지셀의 전극 단자에 접촉되어 상기 전극 단자 사이를 전기적으로 연결하는 연결 부재;
    상기 원통형 전지셀을 내부에 수용하도록 형성된 수용부 및 상기 복수의 원통형 전지셀의 전극 단자와 마주하는 일측 또는 양측에 노출부를 구비한 팩 케이스; 및
    열전도성 재질의 플레이트 형태로 구성되고 상기 팩 케이스의 일부위에 삽입되어 고정되며, 적어도 일부분이 상기 팩 케이스의 노출부를 통해 외부로 노출된 방열 플레이트;를 포함하고,
    상기 팩 케이스는,
    상호 결합하는 상부 케이스와 하부 케이스를 포함하고, 상기 상부 케이스는 상판과 상기 상판의 외주부에서 아래로 연장된 상부 측벽을 구비하고 상기 하부 케이스는 하판과 상기 하판의 외주부에서 위로 연장된 하부 측벽을 구비하며, 상기 상부 측벽의 하단과 상기 하부 측벽의 상단은 서로 접촉하되 상기 노출부에서는 서로 이격되도록 구성되고,
    서로 이격되어 있는 상기 상부 측벽의 하단과 상기 하부 측벽의 상단 속으로 상기 방열 플레이트의 테두리가 끼워져 고정되도록 상기 상부 측벽의 하단의 두께면과 상기 하부 측벽의 상단의 두께면에 함몰 형성된 고정홈; 및
    상기 방열 플레이트보다 외측에 위치하고, 서로 이격 되어 있는 상기 상부 측벽과 상기 하부 측벽에서 상하 방향으로 연장된 형태로 소정 간격마다 구비되어 상기 방열 플레이트의 바깥쪽을 부분적으로 차폐하는 복수 개의 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열 플레이트는 테두리가 상기 상부 측벽과 상기 하부 측벽에 내장되어 고정되고 나머지 부분은 일면이 상기 팩 케이스의 외부를 향하고 타면은 상기 수용부를 향하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 팩은, 전기적 절연성 재질로 구성되어 상기 연결 부재 및 상기 방열 플레이트 사이에 개재된 절연 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 방열 플레이트의 외부로 노출된 일면, 또는 일면 및 타면에는, 오목한 구조와 볼록한 구조가 주기적으로 배열된 요철 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 방열 플레이트는 상기 절연 패드와 대면하는 타면에 요철 구조가 형성되고,
    상기 절연 패드의 일면에는 상기 요철 구조의 볼록한 구조가 삽입되도록 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 팩은, 보호회로모듈을 더 포함하고,
    상기 보호회로모듈은,
    도선 패턴이 새겨진 인쇄회로기판;
    상기 원통형 전지셀들의 전압을 측정하도록 구성된 전압 센싱 유닛; 및
    외부 장치와 전기적으로 연결되도록 구성된 외부입출력단자가 구비되고,
    상기 전압 센싱 유닛은 상기 팩 케이스의 상판 또는 하판과 대면하도록 위치된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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