KR200473443Y1 - 홀더와 커버케이스가 일체로 형성된 결합구조가 단순화된 배터리팩 - Google Patents

홀더와 커버케이스가 일체로 형성된 결합구조가 단순화된 배터리팩 Download PDF

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Abstract

본 고안에 따른 홀더와 커버케이스가 일체로 형성된 결합구조가 단순화된 배터리팩은 양극단자와 음극단자를 포함하며, 충전된 전원을 공급하는 배터리 셀과, 상기 배터리 셀의 과충전을 방지하기 위한 보호회로모듈과, 상기 배터리 셀의 상부에 결합되는 홀더와, 상기 보호회로모듈과 상기 홀더를 수용하면서 상기 배터리 셀의 상부에 결합되는 커버 케이스를 포함하며, 상기 홀더와 상기 커버케이스는 일체형으로 구성되어 상기 홀더와 커버케이스의 연결부분에는 굽힘부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 의해, 보호회로모듈과 상기 보호회로모듈을 고정하기 위한 홀더와 커버케이스가 배터리셀의 상부에서 상호 결합되는 방식으로 고정될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 홀더를 배터리셀의 상부에 고정하기 위한 별도의 테이프 등의 부착수단이 필요없다.
또한, 전체 배터리 팩의 높이를 감소시킴으로써, 동일한 높이의 배터리셀로 구성될 경우에는 보다 큰 용량을 가질 수 있으며, 배터리셀에 포함되는 구성들을 자동화 공정에 의해 결합할 수 있다.

Description

홀더와 커버케이스가 일체로 형성된 결합구조가 단순화된 배터리팩{BATTERY PACK OF SIMPLIFIED COMBINATION STRUCTURE IN WHICH HOLDER AND COVERCASE ARE INTEGRAL}
본 고안은 배터리 팩에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전체적인 배터리 팩의 높이를 감소시킬 수 있고, 전체 배터리팩의 결합을 위한 공정이 단순화되면서도 자동화될 수 있는 홀더와 커버케이스가 일체로 형성된 결합구조가 단순화된 배터리팩에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대용 통신단말기의 전원으로 사용되는 배터리 팩은 배터리 셀(cell)과 보호회로모듈(PCM;Protection Circuit Module)이 결합되는 구조로 구성된다.
여기서, 상기 배터리 셀은 양극시트와 음극시트로 이루어지는 전극적층유닛이 금속 케이싱내에 수용된 형태이고, 상기 케이싱의 외면에는 양극단자와 음극단자가 마련된다.
또한, 상기 보호회로모듈은 배터리의 과충전 및 폭발을 방지하기 위한 것으로 배터리 셀의 외측에 장착된다.
즉, 상기 배터리 팩은 배터리 셀과 보호회로모듈이 상호 결합되어 하나의 유닛 형태로 포장된 구조이며, 이러한 배터리 팩은 최근 이를 사용하는 휴대용 통신단말기의 소형화 및 경량화 추세에 따라 소형화, 박형화, 경량화가 요구되고 있다.
본 고안의 목적은, 보호회로모듈과 상기 보호회로모듈을 고정하기 위한 홀더와 커버케이스가 배터리셀의 상부에서 상호 결합되는 방식으로 고정될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 홀더를 배터리셀의 상부에 고정하기 위한 별도의 테이프 등의 부착수단이 필요없는 결합구조가 단순화된 배터리팩을 제공하는 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은, 전체 배터리 팩의 높이를 감소시킴으로써, 동일한 높이의 배터리셀로 구성될 경우에는 보다 큰 용량을 가질 수 있는 결합구조가 단순화된 배터리팩을 제공하는 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은, 배터리셀에 포함되는 구성들을 자동화 공정에 의해 결합할 수 있도록 구성되는 결합구조가 단순화된 배터리팩을 제공하는 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은, 보호회로모듈과 홀더와 커버케이스 간의 유동을 방지할 수 있는 결합구조를 형성함으로써, 기구적 견고성을 보다 향상시킬 수 있는 결합구조가 단순화된 배터리 팩을 제공하는 데 있다.
본 고안의 또 다른 목적은, 배터리 셀의 둘레면을 덮기 위한 별도의 케이스를 사용하지 않음으로서, 전체적인 무게와 크기를 감소시킬 수 있는 결합구조가 단순화된 배터리 팩을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 결합구조가 단순화된 배터리팩은 양극단자와 음극단자를 포함하며, 충전된 전원을 공급하는 배터리 셀과, 상기 배터리 셀의 과충전을 방지하기 위한 보호회로모듈과, 상기 배터리 셀의 상부에 결합되는 홀더와, 상기 보호회로모듈과 상기 홀더를 수용하면서 상기 배터리 셀의 상부에 결합되는 커버 케이스를 포함하며, 상기 홀더와 상기 커버케이스는 일체형으로 구성되어 상기 홀더와 커버케이스의 연결부분에는 굽힘부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 보호회로모듈과 상기 배터리셀 사이에는 접속플레이트가 배치되어 상기 홀더를 고정하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 배터리셀의 상부판은 양극단자로 마련되며, 상기 상부판의 중심부에 음극단자가 마련될 수 있다.
또한, 상기 배터리셀의 상부판에는 가스분출구가 마련될 수 있다.
바람직하게는, 상기 커버케이스의 측부에는 결합보강부가 마련된다.
또한, 상기 커버케이스의 측부에는 결합홈이 마련되고, 상기 홀더의 측부에는 상기 결합홈에 결합되는 결합돌기가 마련될 수 있다.
한편, 상기 홀더의 중심부에는 상기 배터리셀의 음극단자를 상기 보호회로모듈의 음극단자에 접속시키기 위한 음극단자개구가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 접속플레이트는 상기 보호회로모듈의 양극단자에 접속될 수 있다.
바람직하게는, 상기 접속플레이트에서 상기 보호회로모듈에 접속되는 보호회로모듈접속부는 상기 배터리셀에 접속되는 셀접속부보다 높게 형성되어, 상기 보호회로모듈접속부와 셀접속부 사이에 단차가 형성된다.
본 고안에 의해, 보호회로모듈과 상기 보호회로모듈을 고정하기 위한 홀더와 커버케이스가 배터리셀의 상부에서 상호 결합되는 방식으로 고정될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 홀더를 배터리셀의 상부에 고정하기 위한 별도의 테이프 등의 부착수단이 필요없다.
또한, 전체 배터리 팩의 높이를 감소시킴으로써, 동일한 높이의 배터리셀로 구성될 경우에는 보다 큰 용량을 가질 수 있다.
또한, 배터리셀에 포함되는 구성들을 자동화 공정에 의해 결합할 수 있다.
또한, 보호회로모듈과 홀더와 커버케이스 간의 유동을 방지할 수 있는 결합구조를 형성함으로써, 기구적 견고성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 배터리 셀의 둘레면을 덮기 위한 별도의 케이스를 사용하지 않음으로써, 전체적인 무게와 크기를 감소시킬 수 있다.
첨부의 하기 도면들은, 고안의 상세한 설명과 함께 본 고안의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 고안은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1 은 본 고안에 따른 배터리팩의 분해사시도이며,
도 2 는 상기 배터리팩에 포함되는 홀더와 커버케이스의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성을 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 고안자는 자신의 고안을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 고안의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 고안의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 고안의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 은 본 고안에 따른 배터리팩의 분해사시도이며, 도 2 는 상기 배터리팩에 포함되는 홀더와 커버케이스의 사시도이다.
도 1 과 2 를 참조하면, 본 고안에 따른 결합구조가 단순화된 배터리팩은 양극단자와 음극단자를 포함하며, 충전된 전원을 공급하는 배터리 셀(10)과, 상기 배터리 셀(10)의 과충전을 방지하기 위한 보호회로모듈(20)과, 상기 배터리 셀(10)의 상부에 결합되는 홀더(30)와, 상기 보호회로모듈(20)과 상기 홀더(30)를 수용하면서 상기 배터리 셀(10)의 상부에 결합되는 커버케이스(40)를 포함하며, 상기 홀더(30)와 상기 커버케이스(40)는 일체형으로 구성되어 상기 홀더(30)와 커버케이스(40)의 연결부분에는 굽힘부(35)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리 셀(10)은 음극시트와 양극시트로 구성되는 전극적층유닛이 금속 또는 합성수지재의 케이싱 내부에 수용된 형태로 마련될 수 있다.
상기 배터리 셀(10)은 다양한 종류로 마련될 수 있으며, 예를 들면, 니켈-카드뮴 배터리, 니켈-수소 배터리 또는 리튬이온 배터리로 마련될 수 있다.
상기 배터리 셀(10)의 상부에는 양극단자인 상부판(2)이 배치된 상태에서, 상기 상부판(2)에는 셀 전해액 주입을 위한 전해액주입구(8)와 내부의 압력이 과도하게 상승될 경우 압력을 배출시키기 위한 가스분출구(6)가 마련된다.
바람직하게는, 상기 배터리 셀(10)은 다른 배터리와 비교시 크기에 대해 대용량 전압의 충전이 가능하고, 충전 후 전원공급이 장시간 동안 지속가능하며, 하나의 배터리로 구성되어 관리가 용이한 리튬이온 배터리로 마련될 수 있다.
상기 보호회로모듈(20)(PCM : Protection Circuit Module)은 상기 배터리 셀(10)의 과충전 내지 과방전을 방지하도록 마련되며, 또한, 상기 배터리 셀(10)의 폭발 및 과도한 전류의 유입을 방지하도록 마련된다.
즉, 상기 보호회로모듈(20)은 배터리 셀(10)의 폭발 등의 위험으로부터 안전성을 확보하기 위해서, 제조시 상기 배터리 셀(10)에 장착되어 작동하며, 본 배터리 셀(10)의 사용수명을 연장시켜 주는 역할을 하도록 마련된다.
상기 홀더(30)는 상기 배터리 셀의 상부에 결합하여 상기 보호회로모듈(20)을 지지하여 유동을 방지하도록 마련된다.
상기와 같이 보호회로모듈(20)의 유동을 방지하면서 지지할 수 있도록, 상기 홀더(30)에는 유동방지돌기(36)가 형성되며, 상기 보호회로모듈(20)의 측부에는 유동방지홈(22)이 형성되어, 상기 유동방지돌기(36)와 유동방지홈(22)간의 결합에 의해 상기 홀더(30)가 상기 보호회로모듈(20)의 유동을 방지하도록 단단히 고정할 수 있다.
또한, 상기 홀더(30)는 상기 커버케이스(40)와 굽힘부(35)를 통해 결합된 상태에서 상기 보호회로모듈(20)과 상기 배터리셀(10) 사이에 배치된다.
상기 홀더(30)는 일 측부가 커버케이스(40)와 결합된 상태에서, 상기 커버케이스(40)의 측부에 결합개구(42)가 마련되고, 상기 홀더(30)의 측부에 상기 결합홈(42)에 결합되는 결합돌기(32)가 형성되어, 상기 커버케이스(40)가 상기 굽힘부(35)를 중심으로 회전되어 상기 결합개구(42)와 상기 홀더(30)의 결합돌기(32)가 서로 체결되도록 구성된다.
한편, 상기 홀더(30)는 상기 배터리 셀(10)의 음극단자(4) 위치에 상기 음극단자(4)가 관통되도록 음극단자개구(34)를 포함한다.
그리하여, 상기 배터리셀(10)의 음극단자(4)가 상기 홀더(30)의 음극단자개구(34)를 관통하여 상기 보호회로모듈(20)의 음극단자에 접속된다.
상기 보호회로모듈(20)의 하부에는 접속플레이트(50)가 결합되어, 상기 접속플레이트(50)를 통해 상기 배터리셀의 상부판, 즉 양극단자(2)에 접속된다.
상기 보호회로모듈(20)의 하부에는 상기 접속플레이트(50)의 융기부(52)가 결합되고, 상기 접속플레이트(50)에서 상기 융기부(52)의 타측(54)은 상기 배터리셀(10)의 상부판에 결합된다.
여기서, 상기 접속플레이트(50)의 융기부(52)는 SMT(Surface Mounting Technology)와 같은 자동화 납땜 공정에 의해 상기 보호회로모듈(20)의 하부에 결합되고, 상기 타측(54)은 레이저 용접 또는 초음파 용접과 같은 자동화 용접 공정에 의해 상기 배터리셀(10)의 상부판(2)에 결합된다.
여기서, 상기 레이저 용접은 고도의 에너지가 집적된 직진성이 양호한 빛을 이용하여 모재를 용접하는 방법으로써, 모재의 열변형이 적고, 이중금속의 용접이 가능하여 상기 접속플레이트(50)와 배터리 셀(10)간의 정밀한 용접을 가능하게 한다.
상기와 같이 배터리셀(10)의 상부에 홀더(20)가 배치된 상태에서 상기 홀더(20)에 의해 보호회로모듈(20)의 유동이 방지되고, 상기 보호회로모듈(20)이 납땜 또는 용접에 의해 상기 배터리셀(10)의 상부에 단단히 고정됨으로써, 상기 홀더(20)와 보호회로모듈(20)이 모두 상기 배터리셀(10)의 상부에 단단히 고정될 수 있다.
여기에 부가하여, 상기 커버케이스(40)가 상기 굽힘부(35)를 중심으로 회전하여 상기 홀더(20) 및 보호회로모듈(20)을 전체적으로 감싸면서 상기 커버케이스(40) 내의 결합홈(42)과 상기 홀더(30)의 결합돌기(32)가 결합되므로, 상기 홀더(20)와 보호회로모듈(20)과 커버케이스(40)가 상기 배터리셀(10)의 상부에 단단히 고정될 수 있다.
여기서, 상기 접속플레이트(50)에서 상기 보호회로모듈(20)에 접속되는 보호회로모듈접속부(52)는 상기 배터리셀의 상부판(2)에 접속되는 셀접속부(54)보다 높게 형성되어, 상기 보호회로모듈접속부(52)와 셀접속부(54) 사이에 단차가 형성된다.
그리하여, 상기 보호회로모듈(20) 아래에 상기 홀더(30)가 끼워져 고정될 수 있으므로, 배터리 팩의 전체 높이를 감소시킬 수 있다.
상기 커버케이스(40)는 상기 배터리 셀(10)에 장착되는 보호회로모듈(20) 및 홀더(30)와 접속플레이트(50) 등을 외력으로부터 보호하며, 이에 의해, 전체적인 배터리 팩의 강도 또한 증가하게 된다.
여기서, 상기 커버케이스(40)는 상기 배터리 셀(10)과 접촉되는 부분에서 상기 배터리 셀(10)과의 고정력을 증대시키시 위한 결합보강부(44)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 결합보강부(44)는 예를 들어 대략 2 밀리미터 내지 5 밀리미터의 길이를 가질 수 있다.
이상, 본 고안은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 고안의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 고안의 기술적 사상과 하기 될 실용신안등록청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.
10: 배터리셀 20: 보호회로모듈
30: 홀더 40: 커버케이스
50: 접속플레이트

Claims (9)

  1. 양극단자와 음극단자를 포함하며, 충전된 전원을 공급하는 배터리 셀과;
    상기 배터리 셀의 과충전을 방지하기 위한 보호회로모듈과;
    상기 배터리 셀의 상부에 결합되는 홀더와;
    상기 보호회로모듈과 상기 홀더를 수용하면서 상기 배터리 셀의 상부에 결합되는 커버케이스를 포함하며,
    상기 홀더와 상기 커버케이스는 일체형으로 구성되어 상기 홀더와 커버케이스의 연결부분에는 굽힘부가 형성되며,
    상기 보호회로모듈과 상기 배터리셀 사이에는 접속플레이트가 배치되어 상기 홀더를 고정하도록 구성되고,
    상기 배터리셀의 상부판은 양극단자로 마련되며, 상기 상부판의 중심부에 음극단자가 마련되고,
    상기 배터리셀의 상부판에는 가스분출구가 마련되며,
    상기 커버케이스의 측부에는 결합보강부가 마련되는 것을 특징으로 하는 홀더와 커버케이스가 일체로 형성된 결합구조가 단순화된 배터리팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버케이스의 측부에는 결합홈이 마련되고, 상기 홀더의 측부에는 상기 결합홈에 결합되는 결합돌기가 마련되는 것을 특징으로 하는 홀더와 커버케이스가 일체로 형성된 결합구조가 단순화된 배터리팩.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 홀더의 중심부에는 상기 배터리셀의 음극단자를 상기 보호회로모듈의 음극단자에 접속시키기 위한 음극단자개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 홀더와 커버케이스가 일체로 형성된 결합구조가 단순화된 배터리팩.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 접속플레이트는 상기 보호회로모듈의 양극단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 홀더와 커버케이스가 일체로 형성된 결합구조가 단순화된 배터리팩.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 접속플레이트에서 상기 보호회로모듈에 접속되는 보호회로모듈접속부는 상기 배터리셀에 접속되는 셀접속부보다 높게 형성되어, 상기 보호회로모듈접속부와 셀접속부 사이에 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 홀더와 커버케이스가 일체로 형성된 결합구조가 단순화된 배터리팩.
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