KR20070042032A - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

제조를 용이하게 할 수 있고, 소형화 및 박형화할 수 있으며, 보호회로모듈을 확실히 보호할 수 있도록 한 배터리 팩을 개시한다. 이 배터리 팩은 음극 및 양극단자를 구비하며 박막 튜브로 밀봉된 배터리 셀과, 배터리 셀을 수용하며 상단과 하단이 개방된 외부케이스와, 외부케이스 내에 수용되며 배터리 셀의 음극 및 양극단자와 연결된 보호회로모듈과, 보호회로모듈의 보호를 위해 보호회로모듈을 수용한 상태에서 외부케이스의 내측 상부에 수용되는 보호회로케이스와, 외부케이스의 상단 및 하단 개방부에 각각 압입 결합되는 상부커버 및 하부커버를 포함한다.

Description

배터리 팩{BATTERY PACK}
도 1은 본 발명에 따른 배터리 팩의 구성을 나타낸 분해사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 팩의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 배터리 팩의 접착테이프 부착 예를 도시한 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 배터리 셀, 11: 양극단자,
12: 음극단자, 20: 보호회로모듈,
30: 보호회로케이스, 31: 상부수용공간,
40: 외부케이스, 50: 상부커버,
60: 하부커버, 70: 접착테이프.
본 발명은 휴대폰이나 모바일기기 등에 사용되는 충전용 배터리 팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부피를 소형화할 수 있고 제조를 용이하게 수행할 수 있도록 한 배터리 팩에 관한 것이다.
휴대폰이나 PDA와 같은 모바일기기의 전원으로 사용되는 배터리 팩은 배터리 셀(Cell)과 보호회로모듈(Protection Circuit Module:PCM)의 결합을 통해 구성된다.
통상적인 배터리 셀(Cell)은 양극시트와 음극시트로 이루어지는 전극적층유닛으로 양극단자와 음극단자를 구비한 형태이다. 보호회로모듈은 배터리의 폭발 및 과충전 위험을 방지하기 위한 것으로 배터리 셀의 음극 및 양극단자와 연결된다. 즉 배터리 팩은 배터리 셀과 보호회로모듈이 상호 결합되어 하나의 유닛형태로 포장된 형태이다. 이러한 배터리 팩은 최근 이를 사용하는 휴대폰, PDA 등의 소형화 및 경량화 추세에 따라 소형화, 박형화, 경량화가 요구되고 있다.
일본 공개특허공보 2002-260621호에는 이러한 배터리 팩의 일 예가 개시되어 있다. 이 배터리 팩은 라미네이트(laminate) 필름으로 된 튜브 내에 밀봉된 형태이며 튜브의 외측으로 양극단자와 음극단자가 인출된 형태의 배터리 셀과, 배터리 셀의 양극 및 음극단자와 연결되며 휴대폰 등의 전원접속부와 접속되는 접속부를 갖춘 보호회로기판과, 배터리 셀과 보호회로기판의 상부를 덮는 상부케이스와, 배터리 셀과 보호회로기판의 하부를 덮으며 상부케이스와 결합되는 하부케이스를 갖추고 있다.
또 이 배터리 팩은 배터리 셀과 보호회로기판이 상부 및 하부케이스 내에 수용되도록 결합된 상태에서 내부의 공간부분에 수지몰드가 채워짐으로써 상부 및 하부케이스가 일체형으로 결속되도록 되어 있다.
그러나 이러한 배터리 팩은 상부 및 하부케이스 내에 배터리 셀과 보호회로 기판을 내장시킨 상태에서 용융수지를 주입하여 상호 결속시키는 방식이기 때문에 배터리 팩의 제조가 어려운 문제가 있었다. 또 이러한 제조방식은 용융수지의 주입과정에서 용융수지의 유동불량이 생길 경우 수지몰드에 크랙(crack)이나 핀홀(pin hole)이 생겨 강도가 약해질 수 있었다. 따라서 내장된 보호회로기판을 충격 등으로부터 확실히 보호할 수 없었다.
본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 부피를 소형화할 수 있고 종래보다 제조를 용이하게 할 수 있도록 하는 배터리 팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 충격 등으로부터 보호회로모듈을 확실히 보호할 수 있도록 하는 배터리 팩을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은 음극 및 양극단자를 구비하며 박막 튜브로 밀봉된 배터리 셀과, 상기 배터리 셀을 수용하며 상단과 하단이 개방된 외부케이스와, 상기 외부케이스 내에 수용되며 상기 배터리 셀의 음극 및 양극단자와 연결된 보호회로모듈과, 상기 보호회로모듈의 보호를 위해 상기 보호회로모듈을 수용한 상태에서 상기 외부케이스의 내측 상부에 수용되는 보호회로케이스와, 상기 외부케이스의 상단 및 하단 개방부에 각각 압입 결합되는 상부커버 및 하부커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 외부케이스와 상기 상부 및 하부커버의 외면에 부착되 는 접착테이프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 보호회로케이스는 상기 보호회로모듈을 수용하는 상부수용공간을 포함하며, 상기 상부커버 내에 수용된 상태에서 상기 외부케이스 내에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 보호회로모듈의 상면에는 복수의 출력단자부가 금속도금을 통해 마련되고, 상기 상부커버에는 상기 복수의 출력단자부와 대응하는 위치에 상기 복수의 출력단자부가 노출되도록 개방된 개구가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 보호회로케이스와 상기 상부커버는 절연이 가능한 수지재질인 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 배터리 팩은 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 충전이 가능한 배터리 셀(10), 배터리 셀(10)의 보호를 위한 보호회로모듈(20), 보호회로모듈(20)을 수용하는 보호회로케이스(30), 외부케이스(40), 외부케이스(40)의 상부와 하부에 각각 결합되는 상부커버(50) 및 하부커버(60), 그리고 외부에 접착되는 접착테이프(70)를 포함한다.
배터리 셀(10)은 도면에 구체적으로 도시하지는 않았지만 양극시트와 음극시트로 이루어지는 전극적층유닛이 박형 튜브를 통해 밀봉된 형태이다. 또 배터리 셀(10)은 상부에 양극단자(11)와 음극단자(12)를 구비한다.
배터리 셀(10)을 수용하는 외부케이스(40)는 상단과 하단이 개방된 사각의 튜브형태이며, 외부의 충격으로부터 배터리 셀(10)을 보호할 수 있도록 소정의 강성을 가진 금속 또는 수지재질로 이루어진다.
보호회로모듈(20)은 배터리 셀(10)을 폭발 및 과충전 위험으로부터 보호하기 위한 회로기판이다. 이러한 보호회로모듈(20)은 외부케이스(40)의 내측 상부에 수용되며 배터리 셀(10)의 양극 및 음극단자(11,12)와 각각 연결된다. 또 보호회로모듈(20)의 상면에는 휴대폰(미도시) 등의 전원접속부(미도시)와 연결될 수 있도록 복수의 출력단자부(21)가 금도금을 통해 마련된다.
보호회로케이스(30)는 전기적인 절연이 가능한 수지재의 사출성형을 통해 마련되며, 상부에 보호회로모듈(20)을 흔들림 없이 수용하도록 보호회로모듈(20)의 외형에 상당하는 상부수용공간(31)을 구비한다. 보호회로케이스(30)는 보호회로모듈(20)을 수용한 상태에서 외부케이스(40)의 내측 상부에 설치됨으로써 보호회로모듈(20)을 보호한다.
이러한 보호회로케이스(30)는 절연재질이므로 별도의 절연시트 등을 사용하지 않고서도 전기적인 쇼트(short)를 방지할 수 있고, 보호회로모듈(20)을 상부수용공간(31)에 수용하게 되므로 외부의 충격 등으로부터 보호회로모듈(20)을 확실히 보호할 수 있다.
상부커버(50)는 외부케이스(40)의 상단 개방부에 압입 결합됨으로써 외부케이스(40)의 상단을 폐쇄한다. 상부커버(40)는 보호회로모듈(20)을 수용한 상태의 보호회로케이스(30)를 그 내부에 수용할 수 있도록 하부에 수용공간(51)을 구비한다. 또 상부커버(50)의 양측에는 보호회로케이스(30)가 수용공간(51)으로 진입한 후 결속될 수 있도록 걸림후크(52)가 마련되고, 보호회로케이스(30)의 양단에는 걸림후크(52)가 걸리는 걸림홈(32)이 마련된다. 이러한 상부커버(50)는 보호회로모듈(20)과 보호회로케이스(30)를 그 내부에 완전히 수용한 상태에서 외부케이스(40)의 상부에 압입 결합됨으로써 보호회로모듈(20)을 더욱 안정적으로 보호할 수 있도록 한 것이다.
또한 상부커버(50)는 외부케이스(40)의 내측으로 진입하는 진입부(53)와 외부에 노출되는 노출부(54)를 구비하며, 진입부(53)와 노출부(54) 사이에 형성되는 단차(55)를 구비한다. 이는 외부케이스(40) 상단에 결합될 때 상측의 노출부(54)가 걸려 지지될 수 있도록 한 것이다. 또 결합 후 노출부(54)의 외면이 외부케이스(40)의 외면과 동일한 평면을 이루도록 함으로써 미려한 외관을 제공할 수 있도록 한 것이다.
상부커버(50)의 상면에는 보호회로모듈(20)의 복수의 출력단자부(21)와 대응하는 위치에 복수의 출력단자부(21)가 노출되도록 개방된 개구(56)가 형성된다. 따라서 상부커버(50)가 결합되면 보호회로모듈(20)의 출력단자부(21)가 개구(56)를 통해 외부에 노출되므로 휴대폰 등의 전원연결부를 보호회로모듈(20)의 출력단자부(21)에 접속시킬 수 있다. 이러한 상부커버(50)는 전기적인 절연이 가능한 수지재질로 마련되는 것이 바람직하다.
하부커버(60)는 외부케이스(40)의 하단 개방부에 결합되어 외부케이스(40)의 하단을 폐쇄한다. 이러한 하부커버(60)는 상부커버(50)와 마찬가지로 외부케이스(40) 내측으로 진입하는 진입부(61)와 외부에 노출되는 노출부(62)를 구비한다. 또 진입부(61)와 노출부(62)에는 단차(63)가 형성된다.
이러한 상부커버(50)와 하부커버(60)가 외부케이스(40)에 장착되면, 배터리 팩의 상측 모서리부와 하측 모서리부가 두 커버(50,60)에 의해 보강된다. 따라서 배터리 팩에 외부충격(특히 배터리 팩의 낙하 등)이 가해지는 경우에도 배터리 팩을 안정적으로 보호할 수 있다. 또한 상부커버(50)와 하부커버(60)가 외부케이스(40)의 상부와 하부만을 덮는 형태이기 때문에 배터리 팩의 소형화, 박형화, 경량화를 구현할 수 있다.
접착테이프(70,라벨테이프)는 도 3에 도시한 바와 같이, 상부커버(50)와 하부커버(60)가 결합된 후 최종적으로 외면을 감싸는 형태로 부착됨으로써 상부커버(50)와 외부케이스(40) 및 하부커버(60)와 외부케이스(40)의 결속력을 보강함과 동시에 미려한 외관을 제공할 수 있도록 한다.
다음은 본 발명에 따른 배터리 팩의 조립방법에 관하여 설명한다.
배터리 팩을 조립할 때는 배터리 셀(10)의 양극 및 음극단자(11,12)를 보호회로모듈(20)에 연결시킨다. 이때 양극 및 음극단자(11,12)는 납땜 또는 스폿용접 등을 통하여 보호회로모듈(20)과 연결할 수 있다. 그리고 이러한 상태의 보호회로모듈(20)을 보호회로케이스(30)의 상부수용공간(31)에 수용시킨 후, 보호회로케이스(30)를 상부커버(50) 하부의 수용공간(51)으로 진입시켜 결속되도록 한다.
보호회로케이스(30)가 상부커버(50)의 수용공간(51)에 수용된 후에는 배터리 셀(10)을 외부케이스(40)의 상단 개구를 통해 외부케이스(40) 내부로 진입시키고, 계속해서 상부커버(50)를 압입 결합시킴으로써 외부케이스(40) 상단을 폐쇄시킨다. 또 외부케이스(40)의 하부는 하버커버(60)를 압입시켜 폐쇄시킨다.
이렇게 하면 배터리 셀(40)은 외부케이스(40)를 통해 안정적으로 보호된다. 그리고 보호회로모듈(20)은 보호회로케이스(30) 내에 수용된 상태에서 보호회로케이스(30)가 다시 상부커버(50) 내에 수용된 상태이며, 상부커버(50)가 다시 외부케이스(40) 상측 내부로 진입하여 결합되기 때문에 안정적으로 보호된다. 따라서 외부의 충격 등으로부터 보호회로모듈(20)을 확실히 보호할 수 있다.
상부커버(50)와 하부커버(60)가 결합된 후에는 도 3에 도시한 바와 같이, 최종적으로 접착테이프(70)를 부착함으로써 조립을 완료한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 팩은 보호회로모듈과 배터리 셀을 연결한 후, 보호회로모듈을 수용한 보호회로케이스를 상부커버에 결합시키고, 배터리 셀과 상부커버를 외부케이스에 진입시켜 장착하고, 하부커버를 외부케이스의 하부에 장착하는 방식이기 때문에 종래에 비하여 배터리 팩을 손쉽게 제조할 수 있고 안정된 품질을 유지할 수 있다. 또 제조공정이 단순하기 때문에 조립공수를 줄일 수 있어 제조비용을 줄이고 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩은 보호회로모듈이 보호회로케이스 내에 수용된 상태에서 보호회로케이스가 다시 상부커버 내에 완전히 수용되며, 상부커버가 다시 외부케이스 상부에 수용되는 형태로 결합되기 때문에 외부의 충격 등으로부터 보호회로모듈을 확실히 보호할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩은 상측 모서리부와 하측 모서리부가 상부커 버와 하부커버에 의해 보강되기 때문에 외부충격(특히 배터리 팩의 낙하 등)이 가해지는 경우에도 배터리 팩을 안정적으로 보호할 수 있는 효과가 있다. 또한 상부커버와 하부커버가 외부케이스의 상부와 하부만을 덮는 형태이기 때문에 배터리 팩의 소형화, 박형화, 경량화를 구현할 수 있다.

Claims (5)

  1. 음극 및 양극단자를 구비하며 박막 튜브로 밀봉된 배터리 셀과, 상기 배터리 셀을 수용하며 상단과 하단이 개방된 외부케이스와, 상기 외부케이스 내에 수용되며 상기 배터리 셀의 음극 및 양극단자와 연결된 보호회로모듈과, 상기 보호회로모듈의 보호를 위해 상기 보호회로모듈을 수용한 상태에서 상기 외부케이스의 내측 상부에 수용되는 보호회로케이스와, 상기 외부케이스의 상단 및 하단 개방부에 각각 압입 결합되는 상부커버 및 하부커버를 포함하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부케이스와 상기 상부 및 하부커버의 외면에 부착되는 접착테이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보호회로케이스는 상기 보호회로모듈을 수용하는 상부수용공간을 포함하며, 상기 상부커버 내에 수용된 상태에서 상기 외부케이스 내에 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보호회로모듈의 상면에는 복수의 출력단자부가 금속도금을 통해 마련되 고, 상기 상부커버에는 상기 복수의 출력단자부와 대응하는 위치에 상기 복수의 출력단자부가 노출되도록 개방된 개구가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 보호회로케이스와 상기 상부커버는 절연이 가능한 수지재질인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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