KR200494772Y1 - 배터리 팩 - Google Patents

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KR200494772Y1
KR200494772Y1 KR2020210002827U KR20210002827U KR200494772Y1 KR 200494772 Y1 KR200494772 Y1 KR 200494772Y1 KR 2020210002827 U KR2020210002827 U KR 2020210002827U KR 20210002827 U KR20210002827 U KR 20210002827U KR 200494772 Y1 KR200494772 Y1 KR 200494772Y1
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Abstract

본 고안은 별도의 전선 연결 없이 간편하게 조립 가능한 배터리 팩에 관한 것으로, 하우징(100), 상기 하우징(100) 내부에 수용되고, 내부에 다수개의 배터리 홀(211)이 형성되는 인서트 코어(210), 상기 배터리 홀(211)에 삽입되는 배터리(220)를 포함해 소정의 전압을 출력하는 다수개의 인서트 모듈(200), 상기 하우징(100)에 설치되어 상기 인서트 모듈(200)의 배터리와 전기적으로 연결되고, 다수개의 상기 인서트 모듈(200) 중 적어도 하나 이상을 연결시켜 출력시키는 BMS보드(310)를 포함하는 BMS부(300) 및 상기 하우징(100)에 설치되어 상기 하우징(100) 내부에서 상기 인서트 모듈(200)의 폭발을 감지하는 폭발 감지 모듈(400)을 포함한다.

Description

배터리 팩{Battery Pack}
본 고안은 배터리 팩에 관한 것이다.
특허문헌 001은 전기자동차의 배터리교체 충전에 따른 부가서비스 제공 방법 및 시스템이며, 전기자동차의 배터리 교체 충전에 따른 부가서비스를 제공하는 시스템에 있어서, 상기 전기자동차의 차량 시스템과 연결되는 메모리가 구비된 배터리, 상기 전기자동차가 주차하는 충전용 주차공간에 각각 구비되어 주차되는 상기 전기자동차의 배터리를 교체 충전하는 스테이션 및 상기 배터리의 메모리를 통해 고객별 소비형태 및 취향에 맞는 부가서비스를 제공하는 충전소 서버를 포함에 관하여 개시하고 있다.
특허문헌 002는 전기자동차의 배터리 잔존 용량 표시 방법이며, 배터리의 전압을 검출하는 전압 센서와, 배터리의 온도를 검출하는 온도 센서와, 상기 각 센서의 신호를 판독하여 배터리 잔존 용량을 나타내는 잔존 용량계에 현재 상태를 고려한 잔존용량 수치가 디스플레이 되도록 조정하는 제어부로 이루어지는 전기 자동차의 배터리 잔존 용량 표시 방법에 관하여 개시하고 있다.
특허문헌 003은 전기자동차의 배터리 장착구조이며, 엔진룸에 모터와 인버터가 구비되는 전기자동차에 있어서, 상기 인버터와 전기적으로 연결되는 메인 릴레이박스와, 차량의 2열시트 하부에 장착되는 복수의 제1 배터리모듈과, 1열시트의 사이와 2열시트 하부에 위치하고, 차체에 장착되며, 상기 메인 릴레이박스와 제1 배터리모듈을 내부에 수용하고 차체에 고정되는 메인하우징이 구비되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 장착구조에 관하여 개시하고 있다.
특허문헌 004는 전기자동차용 배터리모듈이며, 외부 몸체를 이루는 외부케이스(3); 상기 외부케이스(3) 내에 병렬로 배치되는 복수의 전지셀(5), 상기 각각의 전지셀(5)과 상기 각각의 전지셀(5)에 인접한 전지셀(5) 사이에 개재되어 상기 전지셀(5)에서 발생되는 열을 흡수하여 외부로 방출하는 복수의 방열수단(7) 및 어느 하나의 상기 전지셀(5) 또는 상기 방열수단(7)과 상기 전지셀(5) 또는 상기 방열수단(7)에 인접한 다른 하나의 상기 방열수단(7) 또는 상기 전지셀(5) 사이에 개재되어 하나의 단위모듈(21,23)을 형성하면서, 설치 시 팽창함으로써 복수의 상기 전지셀(5)과 복수의 상기 방열수단(7)을 상기 외부케이스(3)의 내부에 고정시키는 적어도 하나 이상의 고정수단(9);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 배터리모듈에 관하여 개시하고 있다.
KR 10-2011-0004292 (2011년01월13일) KR 10-1999-0050675 (1999년07월05일) KR 10-2013-0011414 (2013년01월30일) KR 10-2015-0059179 (2015년06월01일)
본 고안은 별도의 전선 연결 없이 간편하게 조립 가능한 배터리 팩에 관한 것이다.
종래고안들의 문제점을 해결하기 위한 양방향 충전기 회로에 관한 고안이며, 하우징(100), 상기 하우징(100) 내부에 수용되고, 내부에 다수개의 배터리 홀(211)이 형성되는 인서트 코어(210), 상기 배터리 홀(211)에 삽입되는 배터리(220)를 포함해 소정의 전압을 출력하는 다수개의 인서트 모듈(200), 상기 하우징(100)에 설치되어 상기 인서트 모듈(200)의 배터리와 전기적으로 연결되고, 다수개의 상기 인서트 모듈(200) 중 적어도 하나 이상을 연결시켜 출력시키는 BMS보드(310)를 포함하는 BMS부(300) 및 상기 하우징(100)에 설치되어 상기 하우징(100) 내부에서 상기 인서트 모듈(200)의 폭발을 감지하는 폭발 감지 모듈(400)을 포함한다.
종래고안들의 문제점을 해결하기 위한 양방향 충전기 회로에 관한 고안이며, 상기 인서트 모듈(200)은, 상기 인서트 코어(210)의 일측에 설치되어 내부에 수용된 상기 배터리(220)들을 서로 연결시키는 인서트 보드(230)를 포함한다.
종래고안들의 문제점을 해결하기 위한 양방향 충전기 회로에 관한 고안이며, 상기 인서트 코어(210)는 일면이 외곽에 비해 함몰 형성되고, 상기 인서트 보드(230)는 상기 인서트 코어(210)의 함몰 형성된 부분에 위치한다.
종래고안들의 문제점을 해결하기 위한 양방향 충전기 회로에 관한 고안이며, 상기 인서트 모듈(200)은, 상기 인서트 보드(230)의 표면에 덮여 상기 인서트 보드(230)를 보호하는 프로텍션 보드(240)를 포함한다.
종래고안들의 문제점을 해결하기 위한 양방향 충전기 회로에 관한 고안이며, 상기 인서트 코어(210)는 관통 형성되는 상기 CP홀(212)을 포함한다.
종래고안들의 문제점을 해결하기 위한 양방향 충전기 회로에 관한 고안이며, 다수개의 상기 인서트 코어(210) 각각의 CP홀(212)은 서로 정렬되며, 상기 인서트 모듈(200)은, 상기 CP홀(212)에 삽입되되, 일단은 상기 배터리(220)들과 전기적으로 연결되고, 타단은 상기 BMS보드(310)와 연결되는 CP라인(213)을 포함하되, 서로 다른 상기 인서트 모듈(200)의 CP라인(213)은 서로 다른 위치에 정렬된 CP홀(212)을 통해 상기 BMS보드(310)와 연결된다.
종래고안들의 문제점을 해결하기 위한 양방향 충전기 회로에 관한 고안이며, 상기 BMS보드(310)는 상기 CP라인(213)의 타단들 사이에 전기적으로 연결되는 다수개의 스위치를 포함한다.
종래고안들의 문제점을 해결하기 위한 양방향 충전기 회로에 관한 고안이며, 상기 BMS부(300)는, BMS보드(310)를 수용하되, 일측이 개구된 BMS하우징(320) 및 상기 BMS하우징(320)을 덮는 커버(330)를 포함한다.
종래고안들의 문제점을 해결하기 위한 양방향 충전기 회로에 관한 고안이며, 상기 커버(330)는 관통 형성되는 단자홀(333)을 포함하고, 상기 단자홀(331)의 외곽부분에 삽입되는 마이너스 및 플러스 중 어느 한 극을 띄는 제1단자(511), 상기 제1단자(511)의 내주면에 삽입되는 절연부(520) 및 상기 절연부(520)의 내주면에 삽입되는 상기 제1단자(511)와 다른 극을 띄는 제2단자(512)를 포함한다.
종래고안들의 문제점을 해결하기 위한 양방향 충전기 회로에 관한 고안이며, 상기 단자홀(333)의 내주면에는 스크류가 형성되고, 상기 제1단자(511)의 외주면과 내주면에는 스크류가 형성되며, 상기 절연부(520)의 외주면과 내주면에는 스크류가 형성되고, 상기 제2단자(512)의 외주면에는 스크류가 형성되어, 상기 단자홀(333), 상기 제1단자(511), 상기 절연부(520) 및 상기 제2단자(512)는 나사 결합된다.
종래고안들의 문제점을 해결하기 위한 양방향 충전기 회로에 관한 고안이며, 상기 하우징(100) 및 상기 인서트 모듈(200)의 외곽 단면은 원형, 타원형, 또는 다각형이다.
종래고안들의 문제점을 해결하기 위한 양방향 충전기 회로에 관한 고안이며, 상기 하우징(100) 및 상기 인서트 모듈(200)의 외곽 단면은 사각형이고, 상기 인서트 코어(210)의 측면에는 슬라이딩부(214)가 형성되어, 인접한 다른 인서트 모듈(200)의 슬라이딩부(214)와 결합되어, 복수개의 상기 인서트 코어(210)는 서로 측면으로 연결된다.
종래고안들의 문제점을 해결하기 위한 양방향 충전기 회로에 관한 고안이며, 상기 인서트 보드(230)는 수평한 방향으로 다수개의 단자가 형성되고, 단일의 상기 인서트 보드(230)의 단자는 인접한 다른 인서트 보드(230)의 단자와 연결된다.
본 고안에 의한 배터리 팩은, 하우징 내부에 인서트 모듈, BMS부 및 폭발 감지 모듈이 수용되되, 인서트 모듈에 포함되는 배터리와 BMS부가 하우징 내부에서 별도의 결선 없이도 연결되어, 간편하게 조립할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 고안에 의하면, BMS부에 포함되는 BMS보드에서 상황에 따라 다수개의 인서트 모듈 중, 적어도 하나 이상을 연결하여 출력하므로, 서로 다른 출력을 낼 수 있는 효과가 있다.
또한 본 고안에 의하면, 필요한 출력범위에 따라 인서트 모듈을 추가적으로 설치할 수 있어, 용량의 증가가 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 고안의 일실시예에 의한 배터리 팩의 사시도.
도 2는 본 고안의 일실시예에 의한 배터리 팩의 하우징(100)을 제외한 나머지 구성들의 분해 사시도.
도 3은 본 고안의 일실시예에 의한 배터리 팩의 인서트 모듈(200)의 분해 사시도.
도 4는 본 고안의 일실시예에 의한 배터리 팩의 인서트 보드(230)의 사시도.
도 5는 본 고안의 일실시예에 의한 배터리 팩의 BMS부(300), 제1단자(511), 제2단자(512) 및 절연부(520)의 분해 사시도.
도 6은 본 고안의 일실시예에 의한 배터리 팩의 두 개의 인서트 모듈(200)의 분해 사시도.
도 7은 본 고안의 일실시예에 의한 배터리 팩의 인서트 모듈(200)과 폭발 감지 모듈(400)의 분해 사시도.
도 8은 본 고안의 일실시예에 의한 배터리 팩의 회로도.
도 9는 본 고안의 다른 실시예에 의한 배터리 팩의 분해 사시도.
도 10은 본 고안의 다른 실시예에 의한 배터리 팩의 수평 방향으로 연결된 배터리 모듈(200)의 사시도.
도 11은 본 고안의 다른 실시예에 의한 배터리 팩의 배터리 모듈(200)의 분해 사시도.
이하, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 고안의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다.
(실시예 1) 본 고안은 배터리 팩에 관한 것이고, 하우징(100), 상기 하우징(100) 내부에 수용되고, 내부에 다수개의 배터리 홀(211)이 형성되는 인서트 코어(210), 상기 배터리 홀(211)에 삽입되는 배터리(220)를 포함해 소정의 전압을 출력하는 다수개의 인서트 모듈(200), 상기 하우징(100)에 설치되어 상기 인서트 모듈(200)의 배터리와 전기적으로 연결되고, 다수개의 상기 인서트 모듈(200) 중 적어도 하나 이상을 연결시켜 출력시키는 BMS보드(310)를 포함하는 BMS부(300) 및 상기 하우징(100)에 설치되어 상기 하우징(100) 내부에서 상기 인서트 모듈(200)의 폭발을 감지하는 폭발 감지 모듈(400)을 포함한다.
본 고안에 의한 배터리 팩은 다양한 전압을 출력하기 위한 것으로, 출력전압의 증가를 위해 인서트 모듈(200)을 용이하게 증가할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 의한 배터리 팩은 크게 인서트 모듈(200)을 적층하는 방식과 수평방향으로 연결하는 방식으로 나뉠 수 있으며, 적층하는 방식과 수평방향으로 연결하는 방식을 각각 나눠 설명한다.
(실시예 1-1) 본 고안은 배터리 팩에 관한 것이고, (실시예 1)에 있어서, 상기 하우징(100)은 양측이 개구된 통 형상으로 내부공간에 상기 인서트 모듈(200)이 적층되고, 상기 BMS부(300)는 상기 하우징(100)의 개구된 일측에 위치하고, 상기 폭발 감지 모듈(400)은 상기 하우징(100)의 개구된 타측에 위치한다.
본 고안은 상기한 바와 같이 하우징(100)의 상단 및 하단 각각에 BMS부(300)와 폭발 감지 모듈(400)이 위치하여, 하우징(100) 내부에 위치한 다수개의 인서트 모듈(200)을 외부로부터 분리시킨다. BMS부(300)와 폭발 감지 모듈(400) 각각은 사용자가 간편하게 하우징(100)에 결합하도록 구성될 수 있다.
(실시예 1-2) 본 고안은 배터리 팩에 관한 것이고, (실시예 1-1)에 있어서, BMS부(300)는 상기 BMS보드(310)를 수용하되, 일측(상측)이 개구되는 BMS하우징(320) 및 상기 BMS하우징(320)을 덮는 커버(330)를 포함하고, 폭발 감지 모듈(400)은 폭발 감지부(410) 및 하부 캡(420)을 포함한다.
BMS하우징(320)은 하우징(100)의 상측에서 하우징(100)의 내부 공간으로 삽입되며, 적층된 다수개의 인서트 모듈(200)의 상단에 위치한다. BMS하우징(320)은 하면과 하면에서 상측으로 돌출 형성되는 외곽을 포함하여 내부공간을 포함하는 형상이다, BMS하우징(320)의 외경은 하우징(100)의 내경과 동일할 수 있다. BMS하우징(320)의 하면은 인서트 모듈(200)과 소정의 방법을 통해 결합되어 고정될 수 있다. BMS하우징(320)이 인서트 모듈(200)과 결합 및 고정되는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으며, 본 실시예에서는 볼팅을 통해 BMS하우징(320)과 인서트 모듈(200)이 서로 결합되어 고정될 수 있다.
커버(330)는 BMS하우징(320)의 개구된 상면에 덮인다. 커버(330)는 직경이 하우징(100)의 외경과 동일하게 형성되는 제1파트과, 외경이 하우징(100)의 내경과 동일하되, 제1파트의 하면에서 하측으로 돌출 형성되는 제2파트로 나뉠 수 있다. 제2파트는 하우징(100)의 상단에 삽입되어, 하우징(100) 내부에 위치하는 각종 장치들을 외부로부터 보호할 수 있다.
폭발 감지부(410)는 BMS하우징(320)과 유사하게, 적층된 인서트 모듈(200)의 하측 및 하우징(100) 내부에 삽입된다. 하부 캡(420)은 커버(330)와 마찬가지로 직경이 하우징(100)의 외경과 동일하게 형성되는 제3파트와, 외경이 하우징(100)의 내경과 동일하되, 제3파트의 상면에서 상측으로 돌출 형성되는 제4파트를 포함할 수 있다.
(실시예 1-3) 본 고안은 배터리 팩에 관한 것이고, (실시예 1-2)에 있어서, 제2파트의 외주면과 제4파트의 외주면에는 스크류가 형성되고, 하우징(100)의 상측 내주면과 하측 내주면에는 상기 제2파트 및 상기 제4파트의 외주면에 형성된 스크류에 대응되는 스크류가 형성되어, 제2파트와 제4파트가 회전에 의해 하우징(100)의 상단과 하단에 각각 결합된다.
본 고안에서 커버(330)의 제2파트와 하부 캡(420)의 제4파트에 스크류가 형성되는 것은, 사용자가 용이하게 커버(330)을 하우징(100)의 상단에 결합시킬 수 있고, 하부 캡(420)을 하우징(100)의 하단에 결합시키기 위한 것이다. 스크류의 피치가 클 경우, 사용자는 보다 용이하게 커버(330)와 하부 캡(420)을 하우징(100)의 상단과 하단에 각각 결합시킬 수 있다.
(실시예 1-4) 본 고안은 배터리 팩에 관한 것이고, (실시예 1-3)에 있어서, 커버(330)와 하우징(100)의 상단, 하부 캡(420)과 하우징(100)의 하단 사이에 위치하는 씰링부를 포함한다.
본 고안에 의한 배터리 팩은 물이나 기타 이물질이 하우징(100) 내부로 유입되지 않는 것이 중요하다. 하우징(100)의 경우, 물이나 기타 이물질이 유입될 수 있는 부분은 하우징(100)의 개구된 양측, 즉 상단 및 하단이라고 할 수 있다. 이 부분의 씰링력을 강화하기 위해, 하우징(100)의 상단 및 하단 각각에는 씰링부가 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 씰링부는 크게 오-링(O-ring) 및 씰링오일 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 오-링의 경우 하우징(100)의 상단과 제1파트의 하면 사이 및 하우징(100)의 하단과 제3파트의 상면 사이에 위치하여, 외부로부터 하우징(100) 내부로 유입되는 물 또는 이물질을 차단할 수 있다. 씰링 오일 또한 오-링과 동일한 위치에 발려서, 외부로부터 하우징(100) 내부로 유입되는 물 또는 이물질을 차단할 수 있다. 오-링의 경우 방수성이 있는 탄성부재, 예를 들어 실리콘 또는 고무와 같은 재질로 형성될 수 있다.
(실시예 2-1) 본 고안은 배터리 팩에 관한 것이고, (실시예 1-1)에 있어서, 상기 인서트 모듈(200)은, 상기 인서트 코어(210)의 일측에 설치되어 내부에 수용된 상기 배터리(220)들을 서로 전기적으로 연결시키는 인서트 보드(230)를 포함한다.
인서트 보드(230)는 일종의 PCB(인쇄회로기판, Printed Circuit Board)일 수 있으며 하면에 단자(231)들이 형성된다. 인서트 보드(230)의 일면에 형성되는 다수개의 단자(231)들은 인서트 코어(210)에 형성된 배터리 홀(211)의 위치에 대응되도록 형성된다. 따라서 인서트 코어(210)의 상측에 인서트 보드(230)의 단자(231)가 하측을 향하도록 인서트 보드(230)를 덮으면, 단자(231)들은 인서트 코어(210)의 배터리 홀(211)에 삽입되는 배터리(220)들과 전기적으로 연결된다. 인서트 보드(230) 내부에는 단자(231)들이 서로 전기적으로 결선된다. 인서트 보드(230)에는 볼팅홀(232)이 형성될 수 있다. 인서트 보드(230)와 인서트 코어(210)는 볼팅홀(232)에 삽입되어 볼팅되는 볼트(B)를 통해 서로 결합될 수 있다.
인서트 보드(230)는 인서트 코어(210)의 일측에만 위치하므로, 인서트 보드(230)만으로는 수평방향으로 배터리 홀(211)에 삽입되는 배터리(220)들을 전기적으로 연결시킬 수 없다. 따라서 본 고안은 인서트 보드(230)와 유사한 역할을 하는 별도의 PCB가 인서트 코어(210)의 하면에 위치하여, 인서트 보드(230)와 함께 배터리(220)들을 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 이러한 방식 외에, 배터리 홀(211)의 배터리(220)들의 하단과 접촉하는 부분에 단자가 형성되고, 인서트 코어(210) 내부에 배터리 홀(211) 내부에 형성된 단자들을 전기적으로 연결하도록 전기적 라인이 형성되어, 단일의 인서트 코어(210)의 배터리 홀(211)에 삽입된 배터리(220)들을 전기적으로 연결할 수 있다.
(실시예 2-2) 본 고안은 배터리 팩에 관한 것이고, (실시예 2-1)에 있어서, 상기 인서트 모듈(200)은, 상기 인서트 보드(230)의 표면에 덮여 상기 인서트 보드(230)를 보호하는 프로텍션 보드(240)를 포함한다.
프로텍션 보드(240) 또한 일종의 PCB일 수 있다. 프로텍션 보드(240)는 전기적 라인을 연결하는 부분을 제외한 나머지 부분이 절연체로 형성되어 인서트 보드(230)에 결합될 수 있다. 프로텍션 보드(240)는 다양한 형태로 인서트 보드(230)에 결합될 수 있으며, 볼팅은 그 일예일 수 있다. 또 다른 결합예로, 인서트 코어(210)의 함멸된 부분의 외곽 내주면에 프로텍션 보드(240)가 위치할 수 있도록 두 개의 돌기 인서트 코어(210)의 높이 방향으로 일정 간격 이격되도록 돌출 형성될 수 있다. 인서트 코어(210)가 합성수지로 제조될 경우 내주면의 돌기 또한 합성수지로 형성되고, 따라서 돌기가 일정 정도의 탄성을 가질 경우 사용자는 프로텍션 보드(240)를 용이하게 두 개의 돌기 사이에 위치시킬 수 있다. 두 개의 돌기 사이의 간격은 프로텍션 보드(240)를 고정시킬 정도, 즉 프로텍션 보드(240)의 두께와 근사하게 형성될 수 있다.
(실시예 2-3) 본 고안은 배터리 팩에 관한 것이고, (실시예 2-1)에 있어서, 상기 인서트 코어(210)는 일면 중 외곽을 제외한 부분이 함몰 형성되어 수용공간을 형성하며, 상기 인서트 보드(230)는 상기 인서트 코어(210)의 일면 중 함몰된 부분에 위치한다.
인서트 보드(230)가 인서트 코어(210)의 일면에서 함몰된 부분에 위치하는 것은, 인서트 코어(210)의 함몰된 부분 외곽이 인서트 보드(230)를 보호하도록 하는 역할을 하게 하기 위함이다. 즉, 인서트 보드(230)는 인서트 코어(210)의 일면 함몰된 부분에 위치함으로써 외부로부터 노출되지 않고 절연될 수 있다. 본 실시예에서 인서트 코어(210)는, 인서트 보드(230)가 위치하는 일면, 즉 상면만이 하측으로 함몰되는 것이 아니라, 하면 또한 외곽부분을 제외하고 상측으로 함몰되어 인서트 코어(210)의 하면에 위치하는 PCB와 배터리(220)들을 외부로부터 보호할 수 있다.
(실시예 2-4) 본 고안은 배터리 팩에 관한 것이고, (실시예 2-1)에 있어서, 상기 인서트 코어(210)는 다수개의 CP홀(212)이 관통 형성되고, 상기 인서트 코어(210) 각각에 형성된 상기 CP홀(212)은 서로 정렬되며, 상기 인서트 모듈(200)은 상기 CP홀(212)에 삽입되되, 일단은 상기 배터리(220)들과 전기적으로 연결되고, 타단은 상기 BMS보드(310)와 연결되는 CP라인(213)을 포함하고, 서로 다른 상기 인서트 모듈(200)별 CP라인(213)은 서로 다른 위치에 정렬된 상기 CP홀(212)을 통해 상기 BMS보드(310)와 연결된다.
CP홀(212) 및 CP라인(213)에서 CP란, Current Pole의 약자이다. CP라인(213)은 단일의 인서트 모듈(200)에 포함되는 배터리(220)들의 출력을 전달하는 일종의 전선이다. 단일의 인서트 모듈(200)에 있어서, CP라인(213)은 플러스극과 마이너스극 각각 하나씩 총 두 개 일 수 있다. 도면에 도시된 본 실시예에서 하우징(100) 내부에 적층되는 인서트 모듈(200)의 개수는 총 4개 이므로, 본 실시예에서 CP라인(213)은 총 8개일 수 있다.
인서트 모듈(200) 각각에 포함되는 CP라인(213)은 서로 다른 위치에 정렬된 CP홀(212)을 통해 상측으로 연장되어, BMS보드(310)와 전기적으로 연결될 수 있다. 인서트 모듈(200)은 적층되기 때문에 각각이 위치한 높이가 서로 다르므로, 각각의 인서트 모듈(200)별 CP라인(213)의 길이는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 가장 상측에 위치한 인서트 모듈(200)에 포함되는 CP라인(213)은 길이가 가장 짧고, 가장 하측에 위치한 인서트 모듈(200)에 포함되는 CP라인(213)은 길이가 가장 길 수 있다.
총 8개의 CP라인(213)이 상측으로 연장되기 위해서, 단일의 인서트 코어(210)에 형성되는 CP홀(212)은 적어도 8개 이상일 수 있다. 본 실시예에서 CP홀(212)은 8개를 초과할 수 있는데, 이는 인서트 모듈(200)을 추가적으로 적층할 때, 즉 인서트 모듈(200)의 개수를 증가시켜, 본 고안의 배터리 팩의 출력을 증가시키기 위함이다.
(실시예 2-5) 본 고안은 배터리 팩에 관한 것이고, (실시예 2-4)에 있어서, 상기 BMS보드(310)는 상기 인서트 모듈(200) 각각의 상기 CP라인(213)의 타단들 사이에 전기적으로 연결되는 다수개의 스위치를 포함한다.
본 실시예에서 스위치는 총 8개일 수 있다. 본 실시예에서 단일의 인서트 모듈(200)의 출력을 단일의 배터리로 표현한다면, 본 실시예는 4개의 인서트 모듈(200)을 제1배터리(B1), 제2배터리(B2), 제3배터리(B3) 및 제4배터리(B4)로 표현할 수 있다. 제1 내지 4배터리(B1, B2, B3, B4) 각각은, 앞서 설명한 단일의 인서트 코어(210)에 삽입되는 다의 배터리(220)를 포함하는 개념이다. BMS보드(310)에는 제1 내지 8스위치(S1~S8)이 형성되어, 제1 내지 4배터리(B1~B4) 중 적어도 어느 하나를 연결하여, 소정의 전압을 출력하도록 할 수 있으며, 본 실시예는 상술한 제1 내지 8스위치(S1~S8)를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
제어부는 제1 내지 8스위치(S1~S8)를 제어하여, 제1 내지 4배터리(B1~B4)들의 연결 관계를 변경해, 제1 내지 4배터리(B1~B4) 중 하나의 배터리만이 연결되어 배터리 팩의 출력이 되게 하거나, 두 개의 배터리, 세 개의 배터리, 최종적으로는 네 개의 배터리가 연결되어 배터리 팩의 출력이 되게 할 수 있다. 제어부는 제1 내지 4배터리(B1~B4) 모두가 직렬로 연결되어 최대출력이 되도록 제1 내지 8스위치(S1~S4)를 제어하는 경우를 제외하고는, 제1 내지 4배터리(B1~B4) 각각의 SOC 상태에 따라 배터리 팩의 출력단자에 연결하는 배터리들을 제어하여, 제1 내지 4배터리(B1~B4)를 충방전할 수 있다. 제어부에서 출력단자에 연결되는 배터리의 종류(인서트 모듈의 종류)를 제어하는 것은, 출력단자에 연결되는 부하가 방전부하이냐 또는 충전부하이냐에 따라 달라질 수 있다.
(실시예 3-1) 본 고안은 배터리 팩에 관한 것이고, (실시예 1-2)에 있어서, 상기 커버(330)는 관통 형성되는 단자홀(333)을 포함하고, 상기 단자홀(333)의 외곽부분에 삽입되는 마이너스 및 플러스 중 어느 한 극을 띄는 제1단자(511), 상기 제1단자(511)의 내주면에 삽입되는 절연부(520) 및 상기 절연부(520)의 내주면에 삽입되는 상기 제1단자(511)와 다른 극을 띄는 제2단자(512)를 포함한다.
제1단자(511)와 제2단자(512)는 도체일 수 있으며, 절연부(520)는 부도체일 수 있다. 일예로, 제1단자(511)와 제2단자(512)는 금속일 수 있고, 절연부(520)는 실리콘 또는 고무일 수 있다. 커버(330)에 관통 형성되는 단자홀(333)은 단순히 단일의 직경으로 관통 형성되는 것이 아닌, 하우징(100)에 가까운 쪽은 직경이 작고, 하우징(100)에 먼 쪽은 직경이 큰 형태로 형성될 수 있다. 이는 제1단자(511)가 단자홀(333)상에 안착할 수 있도록 하기 위함이다. 본 실시예에서 제1단자(511)는 플러스일 수 있으며, 제2단자(512)는 마이너스일 수 있다. 제1단자(511)는 단자홀(333)과 마찬가지로, 하우징(100)에서 가까운 측은 직경이 좁고, 하우징(100)에서 먼 측은 직경이 크며, 가운데 부분에는 홀이 관통 형성될 수 있다. 제1단자(511)에 관통 형성된 홀로는 절연부(520)가 삽입되며, 절연부(520) 또한 하우징(100)에서 가까운 측은 직경이 좁고, 하우징(100)에서 먼 측은 직경이 크며, 가운데 부분에는 홀이 관통 형성될 수 있다. 절연부(520)의 가운데 부분에 관통 형성된 홀에는 마이너스를 띄는 제2단자(512)가 삽입될 수 있다.
도면에 도시된 본 실시예에서는 단자홀(333), 제1단자(511), 제2단자(512) 및 절연부(520) 각각은 단면이 각지게 형성되어, 각각의 직경이 서로 다르도록 형성될 수 있지만, 본 고안은 단자홀(333), 제1단자(511), 제2단자(512) 및 절연부(520)의 형상을 이에 한정하지 않으며, 단자홀(333), 제1단자(511), 제2단자(512) 및 절연부(520)의 단면 형상이 하우징(100)측으로 갈수록 직경이 선형적으로 좁아져, 사용자가 보다 간편하게 단자홀(333)에 제1단자(511), 절연부(520) 및 제2단자(512)를 삽입하도록 할 수 있다.
(실시예 3-2) 본 고안은 배터리 팩에 관한 것이고, (실시예 3-1)에 있어서, 상기 단자홀(333)의 내주면에는 스크류가 형성되고, 상기 제1단자(511)의 외주면과 내주면에는 스크류가 형성되며, 상기 절연부(520)의 외주면과 내주면에는 스크류가 형성되고, 상기 제2단자(512)의 외주면에는 스크류가 형성되어, 상기 단자홀(333), 상기 제1단자(511), 상기 절연부(520) 및 상기 제2단자(512)는 나사 결합된다.
앞서 설명한 실시예 3-1과 같이 제1단자(511), 제2단자(512) 및 절연부(520)를 별도의 끼움 결합 방식 없이 단순히 삽입할 경우, 제1단자(511), 제2단자(512) 및 절연부(520)가 빠질 수 있다. 본 실시예에서는 이를 방지하기 위해, 제1단자(511), 제2단자(512) 및 절연부(520) 각각의 부재들의 외주면 또는 내주면에는 스크류(또는 탭)이 형성되어, 단자홀(333)에는 제1단자(511)가 나사결합되고, 제1단자(511)에는 절연부(520)가 나사결합되며, 절연부(520)에는 제2단자(512)가 나사 결합되어, 사용자가 보다 간편하게 제1단자(511), 제2단자(512) 및 절연부(520)를 결합시킬 수 있다. 또한, 최종적으로 결합된 제1단자(511), 제2단자(512) 및 절연부(520)의 표면은 커버(330)의 표면과 동일한 높이가 되도록 하여, 디자인적으로 완성도를 높임과 동시에, 본 고안에 의한 배터리 팩의 이송시, 배터리 팩들이 적층될 때, 적층된 부피를 최소화하면서 제1단자(511), 제2단자(512) 및 절연부(520)를 보호할 수 있다.
(실시예 4-1) 본 고안은 배터리 팩에 관한 것이고, (실시예 1-1)에 있어서, 상기 하우징(100) 또는 상기 인서트 모듈(200)의 외곽 단면은 원형, 타원형, 또는 다각형이다.
본 고안은 하우징(100) 및 인서트 모듈(200)의 외곽 단면의 형상이 다양한 형상을 가질 수 있으며, 하우징(100)의 내부 단면의 형상은 인서트 모듈(200)의 외곽 단면 형상에 대응될 수 있다. 이는 하우징(100)의 외곽 단면은 원형이되, 내부 공간의 단면의 사각형 등, 하우징(100)의 외곽 단면과 내부 공간의 단면의 형상이 서로 상이한 등의 실시예가 있을 수 있으며, 이 경우 인서트 모듈(200)의 외곽 단면의 형상은 하우징(100) 내부 공간의 단면의 형상에 대응될 수 있다. 즉, 본 고안은 하우징(100)의 외곽 단면은 원형이되, 내부 단면의 형상이 서로 상이한 실시예 또한 있을 수 있다.
(실시예 5-1) 본 고안은 배터리 팩에 관한 것이고, (실시예 1)에 있어서, 상기 인서트 코어(210)의 측면에는 결합부(214)가 형성되고, 인접한 두 개의 상기 인서트 코어(210)는 각각에 형성된 결합부(214)가 서로 결합되어 다수개의 상기 인서트 모듈(200)은 수평 방향으로 결합된다.
인서트 모듈(200)이 서로 수평 방향으로 연결되기 위해서는 인서트 모듈(200)의 외곽 단면은 다각형인 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 인서트 모듈(200)의 외곽 단면은 사각형일 수 있다. 인서트 코어(210)의 측면에 형성되는 결합부(214)는 인접한 다른 결합부(214)와 결합되는 부분이다. 본 고안에서 결합부(214)는 다양한 형상일 수 있으며, 본 실시예에서 결합부(214)는 측면에서 함몰 형성된 일종의 공간일 수 있다. 본 고안은 서로 인접하는 두 개의 인서트 코어(210)의 결합부(214) 사이에, 소정의 결합부재(215)가 삽입되어, 두 개의 인서트 코어(210)를 서로 결합시킬 수 있다. 이를 위해, 결합부(214)는 요철 형상의 단면을 가지고, 결합부재(215)는 두 개의 결합부(214)가 서로 맞닿은 형상의 단면을 가져, 결합부재(215)가 두 개의 결합부(214)에 슬라이딩됨에 따라, 두 개의 인서트 코어(210)를 수평 방향으로 서로 결합시킬 수 있다.
다른 예로, 인서트 코어(210)의 측면에 형성되는 결합부(214)는 제1결합부와 제2결합부로 나뉠 수있다. 제1결합부는 함몰 형성되는 슬라이딩 공간이고, 제2결합부는 제1결합부에 대응되는 형상으로 돌출 형성되어, 제1결합부와 제2결합부가 서로 슬라이딩 결합되는 등의 실시예가 있을 수 있다. 단일의 인서트 코어(210)의 4개 면 각각에는 제1결합부 및 제2결합부 중 어느 하나가 형성될 수 있으며, 바람직하게는 단일의 인서트 코어(210)의 4개의 면 중, 2개의 면에는 제1결합부가 형성되고, 나머지 2개의 면에는 제2결합부가 형성되는 등의 실시예가 있을 수 있다.
이러한 방식으로 본 실시예는 필요에 따라 다수개의 인서트 모듈(200)을 수평 방향으로 확장시킬 수 있다. 단, 본 고안은 서로 인접한 두 개의 인서트 모듈(200)을 연결하는 방식을 인서트 코어(210)의 측면에 형성된 결합부(214)를 이용한 연결방법에 한정하지 않고, 억지 끼움 결합방식을 사용하거나, 결합부(214)의 슬라이딩 방향을 변경하는 등의 실시예 또한 있을 수 있다. 또한 본 고안은 필요에 따라 사각형의 인서트 모듈(200)을 상측으로 적층시킬 수 있다.
(실시예 5-2) 본 고안은 배터리 팩에 관한 것이고, (실시예 5-1)에 있어서, 본 고안은 배터리 팩에 관한 것이고, 상기 인서트 모듈(200)은, 상기 인서트 코어(210)의 일측에 설치되어 내부에 수용된 상기 배터리(220)을 서로 전기적으로 연결시키는 인서트 보드(230)를 포함하고, 상기 인서트 보드(230)는 인접한 상기 인서트 모듈(200) 측으로 형성되어 상기 배터리(220)의 전력을 출력하는 단자를 포함하며, 단일의 상기 인서트 보드(230)의 단자는 인접한 다른 인서트 보드(230)의 단자와 전기적으로 연결되거나, 상기 BMS보드(310)와 연결된다.
본 실시예에서 단일의 인서트 보드(230)의 4방향 각각에는 플러스 단자와 마이너스 단자가 형성될 수 있으며, 인접한 다른 인서트 보드(230)의 단자와 연결될 수 있다. 본 고안은 이러한 방식으로 다수개의 인서트 보드(230)를 직렬 또는 병렬로 연결한 후, BMS보드(310)에 연결할 수 있다. 본 실시예에서 BMS부(300)는 BMS보드(310)와 BMS보드(310)가 설치되는 판(301)을 포함할 수 있으며, BMS보드(310)는 수평으로 연결된 인서트 모듈(200)의 최외곽 측면에 위치할 수 있다. 하우징(100)의 측면에는 플러스단자, 마이너스 단자 등이 더 형성될 수 있으며, 플러스 단자와 마이너스 단자는 BMS보드(310)와 전기적으로 연결될 수 있다. 도면에는 플러스 단자와 마이너스 단자는 도시되어 있지 않으며, 플러스 단자와 마이너스 단자가 각각 삽입되도록 관통 형성되는 홀이 도시되어 있다. 하우징(100)은 상측이 개구된 형상이며, 내부에는 수평방향으로 연결된 다수개의 인서트 모듈(200)이 수용된다. 하우징(100)은 상부커버(101)를 포함하여, 상부커버(101)의 상면에는 손잡이(102)가 형성된다.
인서트 보드(230)는 인서트 코어(210)의 외곽을 제외하고 함몰 형성되는 일면에 설치될 수 있으며, 이는 앞서 설명한 본 고안의 다른 실시예에서 인서트 보드(230)를 해당 위치에 고정시키는 이유와 동일하다.
10 : 부하 100 : 하우징
101 : 커버 102 : 손잡이
210 : 인서트 코어 211 : 배터리 홀
212 : CP홀 213 : CP라인
214 : 결합부 215 : 결합부재
220 : 배터리 230 : 인서트 보드
231 : 단자 232 : 볼팅홀
240 : 프로텍션 보드 300 : BMS부
301 : 판 310 : BMS보드
320 : BMS하우징 330 : 커버
333 : 단자홀 400 : 폭발 감지 모듈
410 : 폭발 감지부 420 : 하부 캡
511 : 제1단자 512 : 제2단자
520 : 절연부 B1 : 제1배터리
B2 : 제2배터리 B3 : 제3배터리
B4 : 제4배터리 S1 : 제1스위치
S2 : 제2스위치 S3 : 제3스위치
S4 : 제4스위치 S5 : 제5스위치
S6 : 제6스위치 S7 : 제7스위치
S8 : 제8스위치

Claims (13)

  1. 하우징(100);
    상기 하우징(100) 내부에 수용되고, 내부에 다수개의 배터리 홀(211)이 형성되는 인서트 코어(210), 상기 배터리 홀(211)에 삽입되는 배터리(220)를 포함해 소정의 전압을 출력하는 다수개의 인서트 모듈(200);
    상기 하우징(100)에 설치되어 상기 인서트 모듈(200)의 배터리와 전기적으로 연결되고, 다수개의 상기 인서트 모듈(200) 중 적어도 하나 이상을 연결시켜 출력시키는 BMS보드(310)를 포함하는 BMS부(300); 및
    상기 하우징(100)에 설치되어 상기 하우징(100) 내부에서 상기 인서트 모듈(200)의 폭발을 감지하는 폭발 감지 모듈(400);
    을 포함하되,
    다수개의 상기 인서트 모듈(200)은 상기 하우징(100) 내에서 적층 배열되고,
    상기 인서트 코어(210)는 상기 인서트 모듈(200)이 적층 배열된 방향으로 관통 형성되는 다수개의 CP홀(212)을 포함하며,
    상기 인서트 코어(210) 각각의 CP홀(212)은 서로 정렬되고,
    상기 인서트 모듈(200)은, 상기 CP홀(212)에 삽입되되, 일단은 상기 배터리(220)들과 전기적으로 연결되고, 타단은 상기 BMS보드(310)와 연결되는 CP라인(213)을 포함하되, 서로 다른 상기 인서트 모듈(200)의 CP라인(213)은 서로 다른 위치에 정렬된 CP홀(212)을 통해 상기 BMS보드(310)와 연결되는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인서트 모듈(200)은,
    상기 인서트 코어(210)의 일측에 설치되어 내부에 수용된 상기 배터리(220)들을 서로 연결시키는 인서트 보드(230)를 포함하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인서트 코어(210)는 일면이 외곽에 비해 함몰 형성되고,
    상기 인서트 보드(230)는 상기 인서트 코어(210)의 함몰 형성된 부분에 위치하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 인서트 모듈(200)은,
    상기 인서트 보드(230)의 표면에 덮여 상기 인서트 보드(230)를 보호하는 프로텍션 보드(240)를 포함하는 배터리 팩.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 BMS보드(310)는 상기 CP라인(213)의 타단들 사이에 전기적으로 연결되는 다수개의 스위치를 포함하는 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 BMS부(300)는,
    BMS보드(310)를 수용하되, 일측이 개구된 BMS하우징(320); 및
    상기 BMS하우징(320)을 덮는 커버(330);
    를 포함하는 배터리 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 커버(330)는 관통 형성되는 단자홀(333)을 포함하며,
    상기 단자홀(333)의 외곽부분에 삽입되는 마이너스 및 플러스 중 어느 한 극을 띄는 제1단자(511);
    상기 제1단자(511)의 내주면에 삽입되는 절연부(520); 및
    상기 절연부(520)의 내주면에 삽입되는 상기 제1단자(511)와 다른 극을 띄는 제2단자(512);
    를 포함하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단자홀(333)의 내주면에는 스크류가 형성되고,
    상기 제1단자(511)의 외주면과 내주면에는 스크류가 형성되며,
    상기 절연부(520)의 외주면과 내주면에는 스크류가 형성되고,
    상기 제2단자(512)의 외주면에는 스크류가 형성되어, 상기 단자홀(333), 상기 제1단자(511), 상기 절연부(520) 및 상기 제2단자(512)는 나사 결합되는 배터리 팩.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 하우징(100) 및 상기 인서트 모듈(200)의 외곽 단면은 원형, 타원형, 또는 다각형인 배터리 팩.
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