KR102647222B1 - 터미널 커버 및 이를 구비하는 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 터미널 커버는, 배터리 팩의 전극 터미널에 결합되는 터미널 커버로, 상기 전극 터미널을 덮으며 상기 전극 터미널에 결합되는 몸체부, 상기 몸체부의 제1면에서 돌출되며 상기 전극 터미널에 구비되는 체결 구멍에 삽입 가능한 크기로 형성되는 삽입 돌기, 및 상기 몸체부의 제2면에 홈의 형태로 형성되는 삽입 홈을 포함한다.

Description

터미널 커버 및 이를 구비하는 배터리 팩{TERMINAL COVER AND BATTERY PACK HAVING THE SAME}
본 발명은 터미널 커버 및 이를 구비하는 배터리 팩에 대한 것이다.
이차전지는 일차전지와 달리 충전 및 방전이 가능하여 디지털 카메라, 휴대폰, 노트북, 하이브리드 자동차와 같은 다양한 분야에 적용될 수 있다. 이차전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차전지 등을 들 수 있다.
이러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가진 리튬 이차전지에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 최근 들어 리튬 이차전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouch-type)의 배터리 셀로 제조되고 있으며, 다수 개를 연결하여 모듈 형태 또는 팩의 형태로 구성하여 사용되고 있다.
한편, 배터리 팩은 차량 구동 모터 등과 전기적으로 연결되는 전극 터미널을 구비한다. 전극 터미널은 일반적으로 팩 케이스에 마련된 전극 단자용 구멍으로 삽입되어 팩 케이스 외부로 노출되도록 구성된다.
전극 터미널이 팩 케이스 외부로 노출됨에 따라 다양한 문제들이 발생되고 있다. 예를 들어, 전극 터미널에 볼트나 금속 파편, 전선과 같은 전도성 물체가 접촉할 수 있으며, 이 경우, 단락이 발생할 수 있다.
따라서 배터리 팩을 취급하는 단계에서 전극 터미널을 보호하는 커버가 요구되고 있다. 또한 배터리 팩을 차량에 장착한 후에도 이물질 또는 수분이 배터리 팩의 내부로 침투하는 것을 차단하기 위해 전극 터미널을 보호할 필요가 있다.
특허문헌 1. 한국공개특허 제2018-0058552호
본 발명의 목적은 배터리 팩의 전극 터미널을 보호할 수 있는 터미널 커버와 이를 구비하는 배터리 팩을 제공하는 데에 있다.
다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 터미널 커버는, 배터리 팩의 전극 터미널에 결합되는 터미널 커버로, 상기 전극 터미널을 덮으며 상기 전극 터미널에 결합되는 몸체부, 상기 몸체부의 제1면에서 돌출되며 상기 전극 터미널에 구비되는 체결 구멍에 삽입 가능한 크기로 형성되는 삽입 돌기, 및 상기 몸체부의 제2면에 홈의 형태로 형성되는 삽입 홈을 포함한다.
본 실시예에 있어서, 상기 전극 터미널의 상기 체결 구멍에 체결 부재가 결합된 경우 상기 몸체부는 제2면이 상기 전극 터미널과 대면하도록 상기 배터리 팩에 결합되고, 상기 전극 터미널의 상기 체결 구멍이 노출된 경우 상기 몸체부는 제1면이 상기 전극 터미널과 대면하도록 상기 배터리 팩에 결합된다.
본 실시예에 있어서, 상기 몸체부의 제1면이 상기 전극 터미널과 대면하도록 상기 배터리 팩에 결합되는 경우, 상기 삽입 돌기는 상기 체결 구멍에 끼움 결합될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 몸체부의 제2면이 상기 전극 터미널과 대면하도록 상기 배터리 팩에 결합되는 경우, 상기 체결 부재의 두부는 상기 삽입 홈에 끼움 결합된다.
본 실시예에 있어서 상기 몸체부는, 상기 체결 부재의 두부 두께보다 두껍게 형성된다.
본 실시예에 있어서 상기 몸체부는, 전기 절연성을 가지며 탄성 변형되는 재질로 구성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 삽입 돌기와 상기 삽입 홈은 각각 다수 개가 구비되며, 상기 삽입 돌기의 개수와 상기 삽입 홈의 개수는 동일하게 구성될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은, 내부에 다수의 배터리 셀을 수용하는 케이스, 상기 케이스의 외부로 노출된 전극 터미널, 상기 전극 터미널을 덮으며 상기 전극 터미널에 결합되는 몸체부와 상기 몸체부의 제1면에서 돌출되며 상기 전극 터미널에 구비되는 체결 구멍에 삽입 가능한 크기로 형성되는 삽입 돌기 및 상기 몸체부의 제2면에 홈의 형태로 형성되는 삽입 홈을 포함하는 터미널 커버를 포함한다.
본 실시예에 있어서 상기 터미널 커버는, 상기 전극 터미널의 상기 체결 구멍에 체결 부재가 결합된 경우 상기 몸체부의 제2면이 상기 전극 터미널과 대면하도록 상기 배터리 팩에 결합되고, 상기 전극 터미널의 상기 체결 구멍이 노출된 경우 상기 몸체부의 제1면이 상기 전극 터미널과 대면하도록 상기 배터리 팩에 결합된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 터미널 커버만으로, 배터리 팩을 취급하는 과정에서 전극 터미널을 보호하고, 전극 터미널에 버스 바를 결합한 후에도 전극 터미널과 버스 바의 결합 부분을 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 팩과 터미널 커버의 분해 사시도.
도 3은 도 1의 실시예에서 버스 바가 체결된 배터리 팩을 개략적으로 도시한 사시도.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 배터리 팩의 분해 사시도.
도 6은 도 5의 I-I'에 따른 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 도시한 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 배터리 팩과 터미널 커버의 분해 사시도.
도 9는 도 7의 실시예에서 버스 바가 체결된 배터리 팩을 개략적으로 도시한 사시도.
도 10 및 도 11은 도 9에 도시된 배터리 팩의 분해 사시도.
도 12는 도 11의 II-II'에 따른 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
또한 본 발명을 설명함에 있어서 '하부', '상부', '상단', '하단' 등과 같이 방향성을 갖는 용어는 도 1에 도시된 사시도를 기준으로 하여 지칭된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 배터리 팩과 터미널 커버의 분해 사시도이며, 도 3은 버스 바가 체결된 배터리 팩을 개략적으로 도시한 사시도이다. 또한 도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 배터리 팩의 분해 사시도이고, 도 6은 도 5의 I-I'에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리 팩(1)은 케이스(10) 및 터미널 커버(20)를 포함한다.
케이스(10)는 배터리 팩(1)의 외형을 형성한다.
케이스(10) 내부에는 다수의 배터리 셀 또는 다수의 배터리 모듈이 수용 배치되나 이는 일반적인 사항이므로 도시를 생략하였다. 본 실시예에서 배터리 셀은 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차전지 중 어느 하나일 수 있으며, 파우치형(pouched type)의 배터리 셀을 포함할 수 있다.
케이스(10)는 내부 구조물을 외부 환경으로부터 안전하게 보호할 수 있는 강성을 갖는다면 다양한 재질이 이용될 수 있다. 본 실시예에서 케이스(10)는 금속 재질로 형성될 수 있으나 필요에 따라 절연성 재질로 구성될 수 있다.
케이스(10)에는 전극 터미널(12)을 케이스(10)의 외부로 노출시키는 적어도 하나의 개구(11)가 구비된다. 전극 터미널(12)은 케이스(10)와 전기적으로 연결되지 않도록 케이스(10)의 개구(11) 내에 배치된다.
전극 터미널(12)은 금속 재질로 형성되며 케이스(10) 내부에 수용된 배터리 셀들과 전기적으로 연결된다.
전극 터미널(12)은 개구(11)의 외부로 노출되는 부분이 편평하게 구성되며, 내부에 적어도 하나의 체결 구멍(15)이 구비된다. 체결 구멍(15)은 볼트와 같은 체결 부재(50)가 삽입되는 구멍으로, 체결 부재(50)와의 나사 결합을 위해 내주면에는 나사산이 형성될 수 있다.
전극 터미널(12)에는 버스 바(60, bus bar)가 결합될 수 있다. 즉, 체결 부재(50)가 버스 바(60)에 구비된 구멍을 관통한 후 체결 구멍(15)에 나사 결합됨에 따라 버스 바(60)는 전극 터미널(12)의 편평한 면에 면접촉하며 고정 결합된다.
본 실시예에서는 하나의 전극 터미널(12)에 하나의 체결 구멍(15)이 구비되는 경우를 예로 들고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
터미널 커버(20)는 전극 터미널(12)에 결합되어 외부 환경으로부터 전극 터미널(12)을 보호하고 불필요한 외부와의 전기적인 접촉을 차단한다.
따라서 터미널 커버(20)는 고무나 수지, 폴리머와 같은 절연성 재질을 갖는 재질로 형성된다.
본 실시예의 터미널 커버(20)는 전극 터미널(12)이 노출된 부분을 덮는 몸체부(22)와 몸체부(22)의 제1면에서 돌출되는 삽입 돌기(24)를 포함한다.
몸체부(22)는 전극 터미널(12)을 덮을 수 있는 크기로 형성된다. 몸체부(22)가 전극 터미널(12)에 결합되는 경우, 전극 터미널(12)은 몸체부(22)에 의해 완전히 가려져 외부로 노출되지 않는다.
본 실시예에서 전극 터미널(12)은 편평한 사각 형상이 케이스(10)의 외부로 노출된다. 따라서 몸체부(22)도 제1면과 제2면이 사각 형상인 육면체 형상으로 형성되어 전극 터미널(12) 상에 결합된다.
또한 몸체부(22)는 제2면에 적어도 하나의 삽입 홈(26)을 구비한다. 여기서 몸제부의 제2면은 상기한 제1면과 반대방향에 배치되는 면을 의미한다.
삽입 홈(26)은 후술되는 체결 부재(50)의 두부(52)가 삽입되는 공간이다. 따라서 몸체부(22)의 두께는 체결 부재(50)의 두부(52)보다 두꺼운 두께로 형성된다.
삽입 돌기(24)는 몸체부(22)의 제1면에서 돌출되며, 전술한 전극 터미널(12)의 체결 구멍(15)에 삽입된다. 따라서 삽입 돌기(24)는 체결 구멍(15)의 개수와 동일한 개수가 구비되며, 체결 구멍(15)에 견고하게 삽입될 수 있는 크기와 형상으로 형성된다.
삽입 돌기(24)는 고무와 같이 탄성 변형되는 재질로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 몸체부(22)와 삽입 돌기(24)가 동일한 재질로 형성되며 일체로 형성되는 경우를 예로 들고 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 몸체부(22)와 삽입 돌기(24)를 서로 다른 재질로 구성하는 것도 가능하다. 이 경우 삽입 돌기(24)와 몸체부(22)는 각각 별도로 제조된 후 결합될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 삽입 돌기(24)는 내부가 빈 형태로 구성된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 내부가 채워진 형태로 구성하는 것도 가능하다.
이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 터미널 커버(20)는 배터리 팩(1)의 전극 터미널(12)에 버스 바(60)가 결합되지 않은 경우와, 버스 바(60)가 결합된 경우에 모두 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 전극 터미널(12)에 버스 바(60)가 결합되지 않은 경우, 터미널 커버(20)는 삽입 돌기(24)가 체결 구멍(15)에 삽입되며 배터리 팩(1)에 결합된다. 이 경우 몸체부(22)의 제1면이 전극 터미널(12)과 대면하도록 배치된다.
그리고 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 체결 부재(50)를 통해 버스 바(60)가 전극 터미널(12)에 결합된 경우, 터미널 커버(20)는 체결 부재(50)의 두부(52)가 삽입 홈(26)에 삽입되도록 배터리 팩(1)에 결합된다. 이 경우, 몸체부(22)의 제2면이 전극 터미널(12) 또는 버스 바(60)와 대면하도록 배치되며, 이에 삽입 돌기(24)는 몸체부(22)의 상부로 돌출 배치된다.
이처럼 본 실시예에 따른 터미널 커버(20)는 배터리 팩(1)을 취급하는 과정에서 전극 터미널(12)을 보호하고, 전극 터미널(12)에 버스 바(60)를 결합한 후에도 전극 터미널(12)과 버스 바(60)의 결합 부분을 보호하는 데에 이용될 수 있다.
한편, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며 다양한 변형이 가능하다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 배터리 팩과 터미널 커버의 분해 사시도이며, 도 9는 버스 바가 체결된 배터리 팩을 개략적으로 도시한 사시도이다. 또한 도 10 및 도 11은 도 9에 도시된 배터리 팩의 분해 사시도이고, 도 12는 도 11의 II-II'에 따른 단면도이다.
도 7 내지 도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리 팩(2)은 2개의 체결 구멍(15)을 구비한다. 그리고 이에 대응하여 터미널 커버(20)도 2개의 삽입 돌기(24)와 2개의 삽입 홈(26)을 구비한다.
이처럼 본 발명에 따른 터미널 커버(20)는 필요에 따라 다수의 삽입 돌기(24)와 다수의 삽입 홈(26)을 구비할 수 있다. 이 경우, 삽입 돌기(24)의 개수와 삽입 홈(26)의 개수는 동일하게 구성된다.
또한 본 실시예의 경우, 2개의 삽입 돌기들(24)이 동일한 길이로 구성된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 터미널 커버(20)가 전극 터미널(12)로부터 용이하게 분리될 수 있도록 삽입 돌기들(24)이 길이를 서로 다르게 구성하는 등 다양한 변형이 가능하다.
이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. 또한 전술한 실시예들은 서로 조합되어 실시될 수 있다.
1: 배터리 팩
10: 케이스
12: 전극 터미널
15: 체결 구멍
20: 터미널 커버
22: 몸체부
24: 삽입 돌기
26: 삽입 홈
50: 체결 부재
60: 버스 바

Claims (9)

  1. 배터리 팩의 전극 터미널에 결합되는 터미널 커버로,
    상기 전극 터미널을 덮으며 상기 전극 터미널에 결합되는 몸체부;
    상기 몸체부의 제1면에서 돌출되며, 상기 전극 터미널에 구비되는 체결 구멍에 삽입 가능한 크기로 형성되는 삽입 돌기; 및
    상기 몸체부의 제2면에 홈의 형태로 형성되는 삽입 홈;
    을 포함하고,
    상기 전극 터미널에 버스 바가 결합되지 않은 경우, 상기 삽입 돌기가 상기 체결 구멍에 삽입되어 상기 배터리 팩에 결합되고,
    상기 전극 터미널에 상기 버스 바가 결합된 경우, 상기 버스 바와 상기 전극 터미널을 체결한 체결 부재의 일부가 상기 삽입 홈에 삽입되어 상기 배터리 팩에 결합되는 터미널 커버.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 삽입 돌기는 상기 체결 구멍에 끼움 결합되는 터미널 커버.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 체결 부재의 일부는 상기 삽입 홈에 끼움 결합되는 터미널 커버.
  5. 제1항에 있어서, 상기 몸체부는,
    상기 체결 부재의 두부 두께보다 두껍게 형성되는 터미널 커버.
  6. 제1항에 있어서, 상기 몸체부는,
    전기 절연성을 가지며 탄성 변형되는 재질로 구성되는 터미널 커버.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 삽입 돌기와 상기 삽입 홈은 각각 다수 개가 구비되며,
    상기 삽입 돌기의 개수와 상기 삽입 홈의 개수는 동일하게 구성되는 터미널 커버.
  8. 내부에 다수의 배터리 셀을 수용하는 케이스;
    상기 케이스의 외부로 노출된 전극 터미널;
    상기 전극 터미널을 덮으며 상기 전극 터미널에 결합되는 몸체부와, 상기 몸체부의 제1면에서 돌출되며 상기 전극 터미널에 구비되는 체결 구멍에 삽입 가능한 크기로 형성되는 삽입 돌기, 및 상기 몸체부의 제2면에 홈의 형태로 형성되는 삽입 홈을 포함하는 터미널 커버;
    를 포함하고,
    상기 터미널 커버는,
    상기 전극 터미널에 버스 바가 결합되지 않은 경우, 상기 삽입 돌기가 상기 체결 구멍에 삽입되어 결합되고,
    상기 전극 터미널에 상기 버스 바가 결합된 경우, 상기 버스 바와 상기 전극 터미널을 체결한 체결 부재의 일부가 상기 삽입 홈에 삽입되어 결합되는 배터리 팩.
  9. 삭제
KR1020180138878A 2018-11-13 2018-11-13 터미널 커버 및 이를 구비하는 배터리 팩 KR102647222B1 (ko)

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