KR102570265B1 - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 배터리 팩이 개시된다. 상기 배터리 팩은, 배터리 셀과, 회로부와, 배터리 셀 및 회로부 사이에서 신호 전달 패스를 형성하도록 서로에 대해 조립되는 락 부재 및 리드 부재를 포함하는 배터리 팩으로서, 락 부재는 리드 부재의 조립 방향을 따라 서로 다른 위치에 각각 형성된 것으로, 조립 방향과 다른 상하 방향을 따라 상방으로 돌출된 스톱퍼와 하방으로 오목한 홈부를 포함하고, 리드 부재는 스톱퍼에 밀착되는 끝단부와 홈부에 대해 밀착되는 가압부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 다수의 배터리 셀과 회로부 간의 전기 패스를 형성하기 위한 부품 조립 구조를 개선함으로써 다수의 배터리 셀과 회로부 간의 전기 저항을 줄이고 부품간의 유동을 방지하여 다수의 전기 패스에 대해 균등한 저항을 형성하고 측정 오류를 줄일 수 있는 배터리 팩을 제공한다.

Description

배터리 팩{Battery pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.
통상적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차 전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply) 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 전지들을 연결하여 하나의 단위로 묶은 팩 형태로 사용되기도 한다.
휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 전지의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하지만, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량의 문제로 다수의 전지를 포함하는 팩 형태가 선호되며, 내장된 전지의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 다수의 배터리 셀과 회로부 간의 전기 패스를 형성하기 위한 부품 조립 구조를 개선함으로써 다수의 배터리 셀과 회로부 간의 전기 저항을 줄이고 조립 강도에 따른 부품간의 유동을 방지하여 다수의 전기 패스에 대한 균등한 저항을 제공하고 측정 오류를 줄일 수 있는 배터리 팩을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩은,
배터리 셀과, 회로부와, 상기 배터리 셀 및 회로부 사이에서 신호 전달 패스를 형성하도록 서로에 대해 조립되는 락 부재 및 리드 부재를 포함하는 배터리 팩으로서,
상기 락 부재는 리드 부재의 조립 방향을 따라 서로 다른 위치에 각각 형성된 것으로, 조립 방향과 다른 상하 방향을 따라 상방으로 돌출된 스톱퍼와 하방으로 오목한 홈부를 포함하고,
상기 리드 부재는 상기 스톱퍼에 밀착되는 끝단부와 상기 홈부에 대해 밀착되는 가압부를 포함한다.
예를 들어, 상기 가압부는 상기 리드 부재의 본체로부터 상기 홈부를 향하여 하방으로 가압된다.
예를 들어, 상기 가압부는 리드 부재의 본체와 연결된 일단을 중심으로 하는 회전 반경을 갖고 하방으로 회전하면서 상기 홈부에 대해 가압 접촉된다.
예를 들어, 상기 홈부는 하방으로 가면서 상기 조립 방향으로 기울어진 접촉 면을 갖는다.
예를 들어, 상기 가압부는 리드 부재의 본체와 연결된 일단과 상기 홈부의 접촉 면에 접촉된 타단 사이에서 압축되어 리드 부재를 조립 방향으로 밀어내려는 경향의 탄성 복원력을 제공한다.
예를 들어, 상기 리드 부재는 상기 스톱퍼에 밀착되어 조립 방향으로 진입이 저지된다.
예를 들어, 상기 스톱퍼 및 홈부의 접촉 면은 상기 리드 부재의 조립 방향을 따라 전방 위치 및 후방 위치에 각각 배치된다.
예를 들어, 상기 락 부재에는 상기 리드 부재의 조립을 안내하기 위한 가이드 레일이 형성되어 있다.
예를 들어, 상기 가이드 레일은 상기 리드 부재의 양측 에지를 감싸도록 리드 부재의 폭 방향으로 양편에 형성된 한 쌍의 가이드 레일을 포함한다.
예를 들어, 상기 가이드 레일은 상기 리드 부재의 조립 방향을 따라 상기 홈부의 접촉 면을 가로질러 연장된다.
예를 들어, 상기 홈부는 스톱퍼를 기준으로 원거리 경계와 근거리 경계를 포함하는 경사진 접촉 면을 포함한다.
예를 들어, 상기 원거리 경계는 상기 스톱퍼를 기준으로 상기 가압부의 회전 반경을 벗어나 상대적으로 멀리 위치된다.
예를 들어, 상기 근거리 경계는 상기 스톱퍼를 기준으로 상기 가압부의 회전 반경 안쪽으로 상대적으로 가깝게 위치된다.
예를 들어, 상기 리드 부재는, 상기 락 부재와 결합되는 리드부와 상기 배터리 셀의 전극에 연결되는 연결부를 포함한다.
예를 들어, 상기 리드 부재의 연결부에는 적어도 둘 이상의 배터리 셀이 연결되어 있다.
예를 들어, 상기 락 부재는, 상기 리드 부재와 결합되는 리드 락부와 상기 회로부와 연결된 배선이 연결되는 배선 락부를 포함한다.
예를 들어, 상기 배선 락부에는 상기 배선이 끼워지기 위한 홈이 형성되어 있다.
예를 들어, 상기 락 부재와 리드 부재는 배터리 셀의 전압 정보에 대한 신호 전달 패스를 형성하고,
상기 회로부는 수신된 배터리 셀의 전압 신호에 기초하여 셀 밸런싱을 수행한다.
본 발명에 의하면, 다수의 배터리 셀과 회로부 간의 전기 패스를 형성하기 위한 부품 조립 구조를 개선함으로써 다수의 배터리 셀과 회로부 간의 전기 저항을 줄이고, 부품 간의 유동을 방지하여 다수의 전기 패스에 대한 균등한 저항을 형성하고, 측정 오류를 줄일 수 있는 배터리 팩을 포함한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 2에는, 리드부와 락 부재 간의 조립을 보여주는 사시도가 도시되어 있다.
도 3에는, 도 2에 도시된 리드부와 락 부재 간의 조립을 설명하기 위한 도면으로, 리드부와 락 부재의 분리된 사시도가 도시되어 있다.
도 4에는, 도 2에 도시된 리드부와 락 부재 간의 조립을 설명하기 위한 도면으로, 리드 부와 락 부재의 분리된 평면도가 도시되어 있다.
도 5에는, 도 2에 도시된 리드부와 락 부재 간의 조립을 설명하기 위한 도면으로, 리드부와 락 부재의 조립을 보여주는 일부 절개 사시도가 도시되어 있다.
도 6에는 리드부와 락 부재의 조립을 보여주는 단면도가 도시되어 있다.
도 7에는 도 6의 일부에 대한 확대도가 도시되어 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 배터리 팩은, 다수의 배터리 셀(10)과, 상기 배터리 셀(10)을 수용하기 위한 셀 홀더(100)와, 상기 배터리 셀(10)의 충, 방전 동작을 제어하기 위한 회로부(50)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀(10)은 길이 방향을 따라 양단으로 서로 다른 전극이 형성되며, 원통형으로 형성될 수 있다. 상기 배터리 셀(10)은 둘 이상 다수의 배터리 셀(10)을 포함할 수 있다. 상기 다수의 배터리 셀(10)은 직렬, 병렬 또는 직병렬 혼합 방식으로 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 다수의 배터리 셀(10)은 리드 부재(140), 보다 구체적으로 리드 부재(140)의 연결부(120)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있고, 예를 들어, 서로 이웃한 배터리 셀(10)의 같은 극성끼리를 전기적으로 연결하는 리드 부재(140)의 연결부(120)에 의해 병렬 연결되거나 또는 서로 이웃한 배터리 셀(10)의 반대 극성끼리를 전기적으로 연결하는 리드 부재(140)의 연결부(120)에 의해 직렬 연결될 수 있다.
예를 들어, 리드 부재(140)의 연결부(120)는 4개의 배터리 셀(10)을 전기적으로 연결할 수 있는데, 상기 리드 부재(140)의 연결부(120)는 일 방향(Z1 방향)으로 서로 이웃한 배터리 셀(10)을 병렬로 연결하면서 다른 방향(Z2 방향)으로 서로 이웃한 배터리 셀(10)을 직렬로 연결할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 리드 부재(140)의 연결부(120)는 일 방향(Z1 방향)으로 쌍을 이루는 배터리 셀(10)의 같은 극성을 연결하면서 해당 배터리 셀(10)을 병렬로 연결하고, 다른 방향(Z2 방향)으로 쌍을 이루는 배터리 셀(10)의 반대 극성을 연결하면서 해당 배터리 셀(10)을 직렬로 연결할 수 있다.
상기 일 방향(Z1 방향)으로는 병렬 연결을 형성하고 다른 방향(Z2 방향)으로는 직렬 연결을 형성함으로써 병렬-직렬의 혼합 연결을 형성할 수 있고, 이에 따라 고용량 고출력으로 배터리 팩의 출력 용량을 최적화시킬 수 있다. 또한, 리드 부재(140)의 연결부(120)를 이용하여 일 방향(Z1 방향)으로는 병렬 연결을 형성하고, 다른 방향(Z2 방향)으로는 직렬 연결을 형성함으로써, 서로 이웃한 배터리 셀(10)을 연결하기 위한 리드 부재(140)의 개수를 줄일 수 있다.
상기 배터리 셀(10)은 셀 홀더(100)에 수용될 수 있다. 상기 셀 홀더(100)는 배터리 셀(10)과 정합되는 형태의 수용공간을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 셀 홀더(100)는 제1, 제2 방향(Z1, Z2)을 따라 배열된 다수의 원통형 수용공간을 포함할 수 있다. 상기 셀 홀더(100)는 배터리 셀(10)과 마주하는 내부 면(102)으로는 배터리 셀(10)을 둘러싸고, 외부 면(101)으로는 회로부(50)를 지지할 수 있다.
상기 셀 홀더(100)는 배터리 셀(10)의 수용공간을 제공하는 한도에서 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 셀 홀더(100)는 일체적으로 형성될 수도 있고, 서로 다른 부재의 결합으로 형성될 수도 있다.
상기 배터리 팩은 배터리 셀(10)의 충, 방전 동작을 제어하기 위한 회로부(50)를 더 포함할 수 있다. 상기 회로부(50)는 배터리 셀(10)의 상태 정보를 입수하고, 입수된 상태 정보에 근거하여 배터리 셀(10)의 충, 방전 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 회로부(50)는 배터리 셀(10)의 온도, 전압과 같은 상태 정보를 입수하고, 입수된 상태 정보에 근거하여 과충전, 과방전, 과열과 같은 오동작을 포착하며, 배터리 셀(10)의 충, 방전 동작의 중지와 같은 보호조치를 취할 수 있다. 상기 회로부(50)는 셀 홀더(100)의 외부 면(101) 위에 배치될 수 있다. 상기 회로부(50)는 배터리 셀(10)로부터 상태 정보를 입수할 수 있고, 리드 부재(140)를 통하여 배터리 셀(10)과 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩은, 배터리 셀(10)과 회로부(50) 사이에서 신호 전달 패스를 형성하도록 서로에 대해 조립되는 리드 부재(140) 및 락 부재(150)를 포함할 수 있다. 상기 배터리 셀(10)과 회로부(50) 간의 신호 전달 패스에 대해, 상기 배터리 셀(10)은 리드 부재(140)의 연결부(120)를 경유하고 리드부(130)를 통하여 락 부재(150)로 연결되고, 상기 락 부재(150)는 리드 락부(151)를 경유하고 배선 락부(152)를 통하여 회로부(50)로 연결될 수 있다. 상기 리드 부재(140)와 락 부재(150)는, 서로 결합을 형성하는 리드부(130)와 리드 락부(151)를 통하여 각각의 리드 부재(140) 및 락 부재(150)와 연결된 배터리 셀(10)의 전극과 회로부(50)를 서로 전기적으로 연결해줄 수 있다.
상기 리드 부재(140)는 배터리 셀(10)의 전극과 연결되어 배터리 셀(10)의 전압 정보를 회로부(50)에 전달해줄 수 있다. 예를 들어, 상기 리드 부재(140)의 연결부(120)는 배터리 셀(10)의 전극에 연결되고, 리드 부재(140)의 리드부(130)는 락 부재(150)에 연결될 수 있다.
상기 락 부재(150)는 리드 부재(140)와 회로부(50) 또는 리드 부재(140)와 배선(51) 사이에서 신호 전달 패스를 형성할 수 있다. 여기서, 상기 배선(51)은 전기적인 신호, 그러니까 배터리 셀(10)의 전압 정보를 회로부(50)로 입력해줄 수 있다. 예를 들어, 상기 락 부재(150)는 회로부(50)에 직접 연결되거나 또는 회로부(50)과 연결된 배선(51)에 연결될 수 있다.
상기 리드 부재(140)는 락 부재(150)를 통하여 회로부(50)로 연결될 수 있다. 이때, 상기 락 부재(140)는 리드 부재(150) 측의 리드 락부(151)와, 회로부(50) 측의 배선 락부(152)를 포함할 수 있다.
도 2에는, 리드부와 락 부재 간의 조립을 보여주는 사시도가 도시되어 있다. 도 3 내지 도 5에는 도 2에 도시된 리드부와 락 부재 간의 조립을 설명하기 위한 도면들로서, 도 3에는 리드부와 락 부재의 분리된 사시도, 도 4에는 리드 부와 락 부재의 분리된 평면도, 도 5에는 리드부와 락 부재의 조립을 보여주는 일부 절개 사시도가 각각 도시되어 있다. 그리고, 도 6에는 리드부와 락 부재의 조립을 보여주는 단면도가 도시되어 있다. 도 7에는 도 6의 일부에 대한 확대도가 도시되어 있다.
참고로, 상기 도면들에서는 리드 부재(140) 중 리드부(130)만이 도시되어 있고, 이하에서는 리드부(130)를 중심으로 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명될 리드부(130)에 관한 기술적 사항은 리드부(130)를 포함하는 리드 부재(140)에 관한 기술적 사항으로 이해될 수 있다.
도면들을 참조하면, 상기 락 부재(150), 보다 구체적으로, 리드 락부(151)는 리드부(130)가 끼워지는 가이드 레일(158)을 포함할 수 있다. 상기 가이드 레일(158)은 리드부(130)의 양편 에지를 둘러싸도록 리드부(130)의 폭 방향으로 서로 마주하게 배치된 한 쌍의 가이드 레일(158)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 가이드 레일(158)은 락 부재(150)의 주된 면으로부터 상방으로 돌출될 수 있고, 리드부(130)의 양편 에지를 둘러싸도록 일체적으로 벤딩된 구조로 형성될 수 있다.
상기 락 부재(150)에는 상기 가이드 레일(158)과 겹쳐지도록 홈부(150`)가 형성될 수 있다. 상기 가이드 레일(158)과 홈부(150`) 간의 위치 관계에 대해, 상기 가이드 레일(158)은 조립 방향을 따라 홈부(150`)의 접촉 면(C)을 가로질러 연장될 수 있다. 상기 가이드 레일(158)은 리드부(130)의 양편 에지를 둘러싸면서 리드부(130)의 위치를 견고하게 고정할 수 있다. 리드부(130)의 폭 방향을 따라 양편 에지는 가이드 레일(158)에 의해 둘러싸일 수 있고, 리드부(130)의 폭 방향으로 중앙에는 가압부(135)가 형성될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 리드부(130)의 가압부(135)가 홈부(150`)의 접촉 면(C)에 대해 밀착될 때, 가압부(135) 양편의 에지는 가이드 레일(158)에 의해 둘러싸여 위치가 고정될 수 있다.
상기 락 부재(150)는 리드부(130)가 결합되는 일단의 리드 락부(151)와, 리드 락부(151)와 반대되는 타단의 배선 락부(152)를 포함할 수 있다. 상기 배선 락부(152)는, 회로부(50)에 직접 연결되거나 또는 회로부(50)와 연결된 배선(51)과 연결될 수 있다. 상기 배선 락부(152)는 락 부재(150)의 주된 면에 대해 수직한 상방으로 돌출된 돌기를 포함할 수 있다. 상기 돌기는 회로부(150)에 직접 끼워지거나, 또는 돌기의 홈부(152`)에 회로부(50)와 연결된 배선(51)이 끼워질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배선 락부(152)의 돌기에는 배선(51)이 끼워지기 위한 홈부(152`)가 형성될 수 있으나, 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 배선 락부(152)의 돌기는 직접 회로부(50)에 끼워질 수 있고, 이때, 상기 홈부(152`)는 생략될 수 있다.
상기 리드부(130)는, 슬라이딩 방식으로 락 부재(150)에 조립될 수 있다. 본 명세서를 통하여 리드부(130)의 조립 방향이란, 락 부재(150)에 대해, 리드부(130)가 끼워지는 방향을 의미할 수 있다.
상기 락 부재(150, 보다 구체적으로, 리드 락부 151)는 리드부(130)의 조립 방향을 따라 서로 다른 위치에 각각 형성된 것으로, 조립 방향과 다른 상하 방향을 따라 상방으로 돌출된 형태의 스톱퍼(155)와, 하방으로 오목한 홈부(150`)를 포함할 수 있다. 상기 홈부(150`)는 리드부(130)의 조립 방향을 따라 전방 위치와 후방 위치에 각각 형성된 스톱퍼(158)와 접촉 면(C)에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 홈부(150`)는 스톱퍼(158)에 의해 정의되는 일단과, 접촉 면(C)에 의해 정의되는 타단을 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 홈부(150`)의 일단은 스톱퍼(158)와 분리된 다른 위치에 형성될 수 있고, 스톱퍼(158)와 분리된 위치를 일단으로 하고 상기 접촉 면(C)에 의해 정의되는 타단을 가질 수도 있다. 예를 들어, 상기 스톱퍼(155)와 접촉 면(C)은 상기 리드부(130)의 조립 방향을 따라 각각 전방 위치와 후방 위치에 형성될 수 있다.
상기 스톱퍼(155)와 접촉 면(C)은 각각 락 부재(150)의 전방 위치 및 후방 위치에서 리드부(130)를 정 위치에 고정하기 위한 역할을 할 수 있다. 상기 스톱퍼(155)는 리드부(130)가 더 이상의 전방 위치로 밀려가는 것을 저지하기 위한 걸림턱 기능을 할 수 있고, 상기 접촉 면(C)은 상기 리드부(130)를 조립 방향인 전방으로 가세하여 리드부(130)의 끝단부가 스톱퍼(158)에 밀착된 상태를 유지하도록 할 수 있다. 상기 스톱퍼(158) 및 접촉 면(C)에 의한 리드부(130)의 위치 고정에 대해서는 이하에서 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 스톱퍼(155)는 상기 락 부재(150)의 주된 면으로부터 상방으로 돌출되어 리드부(130)의 조립 위치를 규제할 수 있다. 상기 리드부(130)는 락 부재(150)에 슬라이딩 방식으로 끼워질 수 있고, 이때, 상기 스톱퍼(155)에 의해 리드부(130)의 슬라이딩이 저지되면서 리드부(130)의 조립 위치가 정의될 수 있다. 즉, 상기 스톱퍼(155)는 리드부(130)가 더 이상 끼워지지 않는 조립 한계를 정의하면서 리드부(130)의 정 위치를 결정해줄 수 있다. 즉, 상기 리드부(130)의 정 위치란, 리드부(130)의 끝단부가 스톱퍼(155)와 맞닿은 위치를 의미할 수 있다. 리드부(130)의 끝단부는 스톱퍼(155)와 맞닿는 위치를 유지할 수 있고, 이는 리드부(130)와 스톱퍼(155) 간의 흔들림이나 유동이 없다는 것을 의미할 수 있다.
예를 들어, 리드부(130)와 락 부재(150)가 서로에 대해 흔들리거나 유동하면, 리드부(130)와 락 부재(150)가 형성하는 신호 전달 패스의 저항이 변동되고, 전압 신호의 측정 오류가 야기된다. 예를 들어, 다수의 배터리 셀(10)로부터의 신호 전달 패스가 동등한 저항을 가질 때, 각 신호 전달 패스를 통하여 전달된 전압 신호의 신뢰도가 유지될 수 있다. 이와 달리, 리드부(130)와 락 부재(150)가 서로에 대해 유동하면, 각 신호 전달 패스의 저항이 수시로 변동되어 각 신호 전달 패스는 서로 다른 저항을 갖고, 이에 따라, 각 신호 전달 패스를 통하여 입수된 전압 정보는 필연적으로 측정 오류를 갖게 된다. 이렇게 측정 오류가 내포된 전압 신호에 기초한 셀 밸런싱은, 각 배터리 셀(10)의 충, 방전 상태의 편차를 해소하지 못하거나, 정상적인 충, 방전 동작을 방해할 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 리드부(130)와 락 부재(150)는 정 위치에서 위치 고정된 상태를 유지하고, 이에 따라, 서로 다른 배터리 셀(10)로부터의 신호 전달 패스가 균등한 저항을 유지하므로, 전압 신호의 측정 오류가 발생되지 않는다.
상기 리드부(130)는 조립 방향을 따라 가압될 수 있고, 이에 따라, 리드부(130)의 끝단부는 스톱퍼(155)와의 접촉을 유지할 수 있다. 이때, 상기 리드부(130)의 가압은 리드부(130)에 마련된 가압부(135)에 의해 이루어질 수 있다.
상기 가압부(135)는 리드부(130)의 본체에 연결된 일단(135a)과 락 부재(150)의 접촉 면(C)에 접촉된 타단을 포함할 수 있다. 상기 가압부(135)는 탄성적으로 압축된 상태를 유지할 수 있고, 일단(135a) 및 타단(135b)에 대해 탄성 복원력을 제공할 수 있다. 즉, 상기 가압부(135)는 락 부재(150)의 접촉 면(C)에 대해 리드부(130)를 조립 방향으로 밀어내려는 경향의 탄성 복원력을 작용하게 되고, 이에 따라, 상기 리드부(130)는 조립 한계를 정의하는 스톱퍼(155)에 대해 밀착된 상태로 위치 고정될 수 있다. 상기 가압부(135)는 일단(135a)과 타단(135b) 사이에서 탄성 변형된 상태를 유지할 수 있고, 이에 따라 탄성 복원력을 제공할 수 있다. 즉, 상기 가압부(135)는 탄성 영역 내에서 길이 방향을 따라 압축 변형된 판 스프링을 포함할 수 있다.
상기 가압부(135)는 리드부(130)의 본체로부터 홈부(150`)를 향하여 하방으로 가압될 수 있다. 상기 리드부(130)의 슬라이딩 이동에 따라 가압부(135)과 홈부(150`)가 서로 마주하는 위치에 근접하게 되고, 홈부(150`)를 향하여 가세된 가압부(135)는 자연스럽게 홈부(150`) 내로 진입하게 된다. 이때, 상기 가압부(135)는 홈부(150`)를 향하여 하방으로 가압되며, 홈부(150`)의 접촉 면(C)에 대한 물리적인 접촉이 강제될 수 있다.
상기 홈부(150`)는 가압부(135)와의 접촉을 형성하는 접촉 면(C)을 포함할 수 있다. 본 발명에서 상기 접촉 면(C)은 하방으로 가면서 점차적으로 조립 방향으로 기울어진 경사를 형성할 수 있다. 즉, 상기 접촉 면(C)은 조립 방향을 향하여 가압부(135)를 밀어내도록 조립 방향을 향하여 기울어진 경사를 형성할 수 있다. 상기 가압부(135)는 홈부(150`) 내로 진입한 후, 홈부(150`) 내의 접촉 면(C)과 접촉하며 조립 방향을 향하여 가압될 수 있다. 즉, 상기 스톱퍼(155)에 의해 조립 방향으로의 이동이 저지된 상태에서 상기 접촉 면(C)은 가압부(135)와 탄성적인 접촉을 유지하면서 가압부(135)를 조립 방향으로 밀어내려는 경향의 탄성력을 제공하고, 이에 따라 가압부(135)를 포함하는 리드부(130)가 스톱퍼(155)에 밀착된 정 위치를 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 접촉 면(C)은 하방으로 가면서 조립 방향으로 기울어진 경사를 갖는다. 상기 접촉 면(C)은 직선적인 경사면을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 다른 실시형태에서 상기 접촉 면(C)은 곡선적인 경사면을 포함할 수도 있다.
상기 리드부(130)의 정 위치란, 리드부(130)의 끝단은 스톱퍼(155)에 밀착되고, 가압부(135)는 접촉 면(C)에 밀착된 상태를 의미한다. 즉, 상기 리드부(130)의 정 위치에서, 상기 가압부(135)는 홈부(150`) 내로 진입하여 홈부(150`)의 접촉 면(C)과 밀착될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 가압부(135)가 홈부(150`) 내로 진입하기 위해, 스톱퍼(155)를 기준으로 접촉 면(C)의 원거리 경계(C1)는 가압부(135)의 회전 반경(R, 가압부 135의 길이에 해당)을 벗어나 멀리 위치할 수 있다. 만일 접촉 면(C)의 원거리 경계(C1)가 가압부(135)의 회전 반경(R)의 안쪽으로 가깝게 배치되면, 가압부(135)가 홈부(150`) 내로 진입할 수가 없고, 따라서 가압부(135)가 홈부(150`)의 접촉 면(C)에 접촉될 수 없다.
상기 가압부(135)가 홈부(150`)의 접촉 면(C)에 대해 밀착된다는 것은, 가압부(135)가 접촉 면(C)에 대해 소정의 압력으로 가압 접촉되어 있다는 것이다. 이를 위해, 상기 스톱퍼(155)를 기준으로, 접촉 면(C)의 근거리 경계(C2)는 가압부(135)의 회전 반경(R, 가압부 135의 길이에 해당) 안쪽으로 가깝게 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 접촉 면(C)의 근거리 경계(C2)가 가압부(135)의 회전 반경(R)을 벗어나 멀리 위치되면, 상기 가압부(135)가 접촉 면(C)에 대해 밀착될 수 없다. 예를 들어, 상기 홈부(150`)의 바닥면(B)은 조립 방향으로 기울어진 접촉 면(C)과 달리, 평편한 면을 형성하므로, 가압부(135)가 바닥면(B)과 맞닿더라도, 접촉 면(C)과 같이, 조립 방향으로의 가압을 기대할 수 없다.
상기 가압부(135)의 회전 반경(R)은 실질적으로 가압부(135)의 길이에 해당될 수 있다. 즉, 상기 가압부(135)는 리드부(130)의 본체에 대해 하방으로 회전하면서 홈부(150`) 내로 진입하고 접촉 면(C)에 접촉된다. 따라서, 가압부(135)가 홈부(150`) 내로 진입하기 위한 조건이나 접촉 면(C)에 접촉되기 위한 조건에서, 상기 접촉 면(C)의 원거리 경계(C1)나 근거리 경계(C2)가 가압부(135)의 회전 반경(R)을 벗어나 멀리 위치하는지 또는 가압부(135)의 회전 반경(R) 안쪽으로 가깝게 위치하는지가 관건이 될 수 있다. 상기 접촉 면(C)의 원거리 경계(C1)는, 리드부(130)의 조립 방향을 따라, 홈부(150`)가 시작되는 위치에 해당될 수 있다.
상기 리드부(130)가 락 부재(150)에 대해 슬라이딩 조립될 때, 리드부(130)의 가압부(135)는 락 부재(150)의 홈부(150`)와 마주하는 위치로 접근할 수 있고, 상기 가압부(135)는 리드부(130)의 본체와 연결된 일단(135a)을 중심으로 하는 회전 반경(R)을 갖고, 가압부(135)의 타단(135b)이 하방으로 회전하면서 상기 홈부(150`) 내로 진입될 수 있다. 이때, 가압부(135)의 타단(135b)이 홈부(150`) 내로 원활하게 진입되기 위해, 홈부(150`)의 바깥쪽 경계, 그러니까, 원거리 경계(C1)는, 가압부(135)의 타단(135b)이 형성하는 회전 반경(R)을 벗어나 멀리 형성되는 것이 바람직하다. 만일, 상기 접촉 면(C)의 원거리 경계(C1)가 가압부(135)의 타단(135b)이 형성하는 회전 반경(R) 보다 안쪽으로 형성되면, 가압부(135)의 타단(135b)은 홈부(150`) 내로 진입할 수 없고, 이에 따라, 상기 가압부(135)의 타단(135b)이 접촉 면(C)에 대해 밀착될 수 없다.
일단 홈부(150`) 내로 진입된 가압부(135)의 타단(135b)은 회전 반경(R)을 따라 하방으로 회전하면서 접촉 면(C)에 대해 밀착될 수 있다. 즉, 상기 홈부(150`) 내에서, 가압부(135)의 타단(135b)은 회전 반경(R)을 따르는 궤적을 그리면서 접촉 면(C)에 대해 접촉될 수 있다. 이때, 상기 가압부(135)의 회전 반경(R)과 비교해서, 상기 접촉 면(C) 중에서 가장 가까운 근거리 경계(C2)는, 상기 가압부(135)의 회전 반경(R) 보다 안쪽에 형성되는 것이 바람직하다. 만일, 상기 접촉 면(C)의 근거리 경계(C2)가 가압부(135)의 회전 반경(R)을 벗어나 멀리 위치하게 되면, 상기 접촉 면(C)은 가압부(135)와의 접촉을 형성할 수 없게 된다. 이때, 상기 홈부(C)의 바닥면(B)이 가압부(135)와 접촉하더라도, 평편한 바닥면(B)은, 조립 방향을 향하여 기울어진 접촉 면(C)과 달리, 가압부(135)를 조립 방향으로 가세하지 못한다.
본 명세서에서, 상기 접촉 면(C)의 원거리 경계(C1)와 근거리 경계(C2)는 각각, 상기 접촉 면(C) 중에서 가장 가까운 위치와 가장 먼 위치에 해당될 수 있다. 예를 들어, 상기 근거리 경계(C2)는 스톱퍼(155)라는 기준을 중심으로, 접촉 면(C) 중에서 가장 가까운 위치에 해당되고, 상기 원거리 경계(C1)는 접촉 면(C) 중에서 가장 먼 위치에 해당될 수 있다.
상기 가압부(135)는, 상기 리드부(130)의 본체와 연결된 일단(135a)을 중심으로, 가압부(135)의 타단(135b)이 회전 반경(R)을 따라 하방으로 회전될 때, 상기 가압부(135)의 타단(135b)이 원활하게 홈부(150`) 내로 진입되고 홈부(150`) 내에서 접촉 면(C)에 대해 밀착되기 위한 조건은, 상기 가압부(135)의 회전 반경(R)을 중심으로, 상기 원거리 경계(C1)는 회전 반경(R)을 벗어나 먼 위치에 형성되고, 상기 근거리 경계(C2)는 회전 반경(R)의 안쪽으로 가깝게 형성되는 것이다. 본 명세서를 통하여 회전 반경(R)과 원거리 경계(C1), 근거리 경계(C2)의 상대적인 원근은 어느 하나의 기준점, 예를 들어, 스톱퍼(155)를 기준으로 이해될 수 있다.
상기 접촉 면(C)은 스톱퍼(155)를 기준으로 원거리 경계(C1)와 근거리 경계(C2)를 갖고, 이들 원거리 경계(C1)와 근거리 경계(C2) 사이를 직선적으로 연결하는 경사면으로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 접촉 면(C)은, 원거리 경계(C1)와 근거리 경계(C2) 사이를 곡선적으로 연결하는 곡면으로 형성될 수도 있다. 이때, 상기 접촉 면(C)은, 원거리 경계(C1)와 근거리 경계(C2) 사이에서 오목하거나 볼록한 곡면을 형성할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10 : 전지 셀 50 : 회로기판
100 : 셀 홀더 101 : 셀 홀더의 외부 면
102 : 셀 홀더의 내부 면 120 : 리드 부재의 연결부
130 : 리드 부재의 리드부 135 : 가압부
135a : 가압부의 일단 135b : 가압부의 타단
140 : 리드 부재 150 : 락 부재
151 : 락 부재의 리드 락부 152 : 락 부재의 배선 락부
155 : 스톱퍼 158 : 가이드 레일
C : 접촉 면 C1 : 원거리 경계
C2 : 근거리 경계 R : 회전 반경
B : 바닥면

Claims (18)

  1. 배터리 셀과, 회로부와, 상기 배터리 셀 및 회로부 사이에서 신호 전달 패스를 형성하도록 서로에 대해 조립되는 락 부재 및 리드 부재를 포함하는 배터리 팩으로서,
    상기 락 부재는 리드 부재의 조립 방향을 따라 서로 다른 위치에 각각 형성된 것으로, 조립 방향과 다른 상하 방향을 따라 상방으로 돌출된 스톱퍼와 하방으로 오목한 홈부를 포함하고,
    상기 리드 부재는 상기 스톱퍼에 밀착되는 끝단부와 상기 홈부에 대해 밀착되는 가압부를 포함하며,
    상기 가압부는 상기 리드 부재의 본체로부터 상기 홈부를 향하여 하방으로 가압되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가압부는 리드 부재의 본체와 연결된 일단을 중심으로 하는 회전 반경을 갖고 하방으로 회전하면서 상기 홈부에 대해 가압 접촉되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 홈부는 하방으로 가면서 상기 조립 방향으로 기울어진 접촉 면을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가압부는 리드 부재의 본체와 연결된 일단과 상기 홈부의 접촉 면에 접촉된 타단 사이에서 압축되어 리드 부재를 조립 방향으로 밀어내려는 경향의 탄성 복원력을 제공하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 리드 부재는 상기 스톱퍼에 밀착되어 조립 방향으로 진입이 저지되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스톱퍼 및 홈부의 접촉 면은 상기 리드 부재의 조립 방향을 따라 전방 위치 및 후방 위치에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 락 부재에는 상기 리드 부재의 조립을 안내하기 위한 가이드 레일이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가이드 레일은 상기 리드 부재의 양측 에지를 감싸도록 리드 부재의 폭 방향으로 양편에 형성된 한 쌍의 가이드 레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 가이드 레일은 상기 리드 부재의 조립 방향을 따라 상기 홈부의 접촉 면을 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 홈부는 스톱퍼를 기준으로 원거리 경계와 근거리 경계를 포함하는 경사진 접촉 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 원거리 경계는 상기 스톱퍼를 기준으로 상기 가압부의 회전 반경을 벗어나 상대적으로 멀리 위치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 근거리 경계는 상기 스톱퍼를 기준으로 상기 가압부의 회전 반경 안쪽으로 상대적으로 가깝게 위치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 리드 부재는, 상기 락 부재와 결합되는 리드부와 상기 배터리 셀의 전극에 연결되는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 리드 부재의 연결부에는 적어도 둘 이상의 배터리 셀이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 락 부재는, 상기 리드 부재와 결합되는 리드 락부와 상기 회로부와 연결된 배선이 연결되는 배선 락부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 배선 락부에는 상기 배선이 끼워지기 위한 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 락 부재와 리드 부재는 배터리 셀의 전압 정보에 대한 신호 전달 패스를 형성하고,
    상기 회로부는 수신된 배터리 셀의 전압 신호에 기초하여 셀 밸런싱을 수행하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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