KR20090029148A - 배터리 팩 - Google Patents

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KR20090029148A
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Abstract

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 해결하고자 하는 기술적 과제는 외관 품질의 저하 없이 케이스의 체결부분의 결합력을 높이고, 케이스의 재사용률을 높일 수 있는 배터리 팩을 제공하는 데 있다.
이를 위해 본 발명에 따른 배터리 팩은 배터리 셀; 개구된 박스 형태로 형성되어 상기 배터리 셀을 수납하며, 일면에는 복수의 체결 돌기가 형성된 제 1 케이스; 및 개구된 박스 형태로 형성되어 상기 제 1 케이스와 결합하며, 상기 복수의 체결 돌기가 체결될 수 있도록 일면에는 복수의 체결홀이 형성된 제 2 케이스를 포함하며 이루어지며, 상기 제 1 케이스와 상기 제 2 케이스의 결합은 상기 복수의 체결 돌기가 상기 복수의 체결홀에 체결되어 이루어지며, 상기 제 2 케이스의 일면 중 상기 복수의 체결 돌기가 체결되는 상기 복수의 체결홀 주변이 다른 부분보다 두꺼운 것을 특징으로 한다.
배터리 팩, 원통형 리튬 이차 전지, 케이스, 리브면, 보강부

Description

배터리 팩{BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세히는 외관 품질의 저하 없이 케이스의 체결부분의 결합력을 높이고, 케이스의 재사용률을 높일 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.
일반적으로 노트북, PDA(Personal Digital Assistants) 및 캠코더 등과 같은 휴대용 전자기기에 사용되는 배터리 팩은 배터리 셀이 갖는 용량의 한계 때문에 여러 개의 배터리 셀을 하나로 묶어서 제조하고 있다.
이러한 배터리 팩은 둘레에 다수의 돌기를 갖는 제1케이스와, 상기 제1케이스의 돌기에 결합될 수 있도록 대응 위치에 다수의 홈을 갖는 제2케이스와, 상기 제1케이스 및 제2케이스가 이루는 공간에 수납된 다수의 배터리 셀과, 상기 배터리 셀의 일측에 설치되어 충방전을 제어하는 보호회로기판으로 이루어져 있다. 물론, 이러한 배터리 팩은 노트북, PDA(Personal Digital Assistants) 및 캠코더 등에 장착됨으로써, 그것들에게 소정 전원을 공급한다. 또한, 상기 돌기는 제2케이스에 형 성되고, 상기 홈은 제1케이스에 형성될 수 있다. 더불어, 상기 배터리 셀은 통상의 원통형 리튬이온 전지일 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 배터리 팩은 제1케이스와 제2케이스가 단순히 돌기 및 홈 구조에 의해 결합되어 있음으로써, 외력에 의해 쉽게 변형되는 문제가 있다. 예를 들어, 휴대용 전자기기로부터 상기 배터리 팩을 분리한 후, 이를 양손으로 뒤틀면 쉽게 변형된다.
더욱이, 이러한 종래의 배터리 팩은 상기와 같은 외력에 의해 제1케이스와 제2케이스가 쉽게 분리되는 문제가 있다. 예를 들면, 제1케이스로부터 제2케이스가 또는 제2케이스로부터 제1케이스가 쉽게 분리됨으로써, 제1케이스 내부에 위치하는 다수의 배터리 셀 및 보호회로기판이 그대로 외부로 노출된다.
또한, 위와 같이 제1케이스와 제2케이스가 강제로 분리되면서, 그것에 형성된 돌기 및 홈 등이 파손됨으로써, 상기 제1케이스와 제2케이스가 다시 원래의 형태로 잘 결합하지 않는다. 따라서, 제 1 케이스와 제 2 케이스를 배터리 셀을 수납하는 케이스로서 다시 사용할 수 없어 폐기해야 하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 외관 품질의 저하 없이 케이스의 체결부분의 결합력을 높이고, 케이스의 재사용률을 높일 수 있는 배터리 팩을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은 배터리 셀; 개구된 박스 형태로 형성되어 상기 배터리 셀을 수납하며, 일면에는 복수의 체결 돌기가 형성된 제 1 케이스; 및 개구된 박스 형태로 형성되어 상기 제 1 케이스와 결합하며, 상기 복수의 체결 돌기가 체결될 수 있도록 일면에는 복수의 체결홀이 형성된 제 2 케이스를 포함하며, 상기 제 1 케이스와 상기 제 2 케이스의 결합은 상기 복수의 체결 돌기가 상기 복수의 체결홀에 체결되어 이루어지며, 상기 제 2 케이스의 일면 중 상기 복수의 체결 돌기가 체결되는 상기 복수의 체결홀 주변이 다른 부분보다 두꺼운 것을 특징으로 한다.
상기 체결홀 주변은 상기 체결 돌기가 상기 체결홀에 체결되는 방향을 기준으로 상기 체결홀의 전단 영역과, 인접하는 상기 체결홀들 사이의 영역일 수 있다. 또한, 상기 체결홀 주변은 상기 체결홀을 중심으로 상기 체결홀의 전단 영역과 반대 방향인 후단 영역 중 상기 체결홀의 가장자리 영역일 수 있다.
상기 배터리 셀은 복수개의 원통형 리튬 이온 전지일 수 있다.
상기 제 1 케이스 내부에 상기 배터리 셀의 충방전을 제어하는 보호 회로 모 듈이 더 설치될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 또다른 배터리 팩은 배터리 셀; 안착면, 상기 안착면의 가장자리에서 절곡되어 연장된 제 1 측면, 상기 제 1 측면의 내측 가장자리에서 상기 제 1 측면과 평행하게 연장된 연장면, 및 상기 연장면의 내측에 형성된 복수의 체결 돌기를 포함하여 이루어져, 상기 배터리 셀을 수용하는 제 1 케이스; 및 커버면, 상기 커버면의 가장자리에서 절곡되어 형성된 제 2 측면, 상기 제 2 측면으로부터 이격된 상기 커버면 내측에서 상기 제 2 측면과 평행하게 연장된 리브면, 상기 복수의 체결 돌기와 체결되도록 상기 리브면 중 상기 체결 돌기와 상응하는 위치에 형성되는 복수의 체결홀, 및 상기 복수의 체결홀 주변의 상기 리브면 내측에서 돌출되어 형성되는 보강부를 포함하여 이루어져, 상기 제 1 케이스와 결합되는 제 2 케이스를 구비하며, 상기 제 1 케이스와 제 2 케이스의 결합은 상기 제 1 케이스의 상기 연장면이 상기 제 2 케이스의 제 2 측면과 리브면 사이에 형성되는 이격 공간에 삽입되고, 상기 복수의 체결 돌기가 상기 복수의 체결홀에 체결됨으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 보강부는 상기 리브면 내측 중, 상기 체결 돌기가 상기 체결홀에 체결되는 방향을 기준으로 상기 체결홀의 전단 영역에 형성되는 제 1 보강부와, 인접하는 상기 체결홀들 사이의 영역에 형성되는 제 2 보강부를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 상기 보강부는 상기 리브면 내측 중, 상기 체결홀을 중심으로 상기 체결홀의 전단 영역의 반대 방향인 후단 영역 중 상기 체결홀의 가장자리에 형성되는 제 3 보강부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 리브면과 상기 보강부의 합쳐진 두께는 다른 부분의 리브면 두께보다 두꺼울 수 있다.
상기 리브면과 상기 보강부의 합쳐진 두께는 상기 체결 돌기의 두께 내지 상기 체결 돌기 두께의 1.5배일 수 있다.
상기 체결 돌기는 상기 연장면의 내측에서 폭이 좁아지는 형태로 돌출되어 형성될 수 있다.
상기 제 2 측면과 상기 리브면 사이에 형성되는 이격 거리는 상기 연장면의 두께와 같을 수 있다.
상기 연장면은 상기 제 1 측면의 두께보다 작은 두께를 가질 수 있다.
상기 제 1 측면과 상기 연장면의 두께 차이로 형성된 단차부와 상기 제 2 측면의 단부가 맞닿을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은 제 2 케이스의 리브면 내측 중 체결홀 주변에 보강부를 형성하여 체결홀 주변의 강도를 높임으로써, 외관 품질의 저하 없이 제 1 케이스의 체결돌기와 제 2 케이스의 체결홀의 결합력을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은 제 1 케이스와 제 2 케이스가 강제적으로 분리될 때 발생하는 외력에 취약한 체결홀 부분의 파손을 방지함으로써, 제 1 케이스와 제 2 케이스를 다시 결합하여 배터리 팩의 케이스로서 재사용할 수 있다.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 배터리 팩을 분해 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 L-L선에 의해 절취된 배터리 팩을 도시한 단면도이다.
일반적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리 충전과 방전이 가능한 전지로서, 배터리 팩(400) 형태로 제작되어 노트북 컴퓨터와 같은 외부 전자기기에 장착되어 전원으로서 널리 사용되고 있다. 도면에 도시된 배터리 팩(400)은 한 예일 뿐이며, 이 밖에도 다양한 형태의 배터리 팩(400)이 가능하다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(400)은 복수의 배터리 셀(100), 배터리 셀(100)에 전기적으로 연결된 보호 회로 모듈(Protective Circuit Module:PCM (200)), 및 배터리 셀(100)과 보호 회로 모듈(200)을 수용하는 케이스(300)를 포함하여 이루어진다.
배터리 셀(100) 각각은 상면과 바닥면이 서로 다른 극성을 갖도록 설계되는데, 도면에서 볼록한 단자 모양의 상면이 양극을 나타내고, 평평한 바닥면이 음극을 나타내는 것으로 한다. 또한, 여기서는 배터리 셀(100)의 상면이 셀 내 전극 조립체(미도시)의 양극과 전기적으로 연결되고, 바닥면이 셀 내 전극 조립체의 음극과 전기적으로 연결된다고 가정한다. 이러한 배터리 셀로는 충전 및 방전이 가능한 원통형 이차 전지(secondary battery)가 사용될 수 있고, 특히 작동전압이 3.6V 로 높고 단위 중량당 에너지밀도가 높은 원통형 리튬 이차 전지가 사용될 수 있다. 이러한 배터리 셀(100)은 도면에서는 6개로 나타냈지만, 그 갯수를 한정하는 것은 아니다. 도 2에서, 복수의 배터리 셀(100)은 제 1 배터리 셀 내지 제 6 배터리 셀(100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f)로 구분하였다.
도면에서 B-, B+,는 대전류단을 표시하고, 직·병렬 연결된 배터리 셀들(100)의 양 끝단의 전원부를 나타낸다. B-는 음극 전원부로서 최저 전위단, B+는 양극 전원부로서 최고 전위단을 나타낸다. 이 대전류단에는 전원 인출을 위한 도전성 탭이 연결될 수 있는데, 도 2 에서는 도면 부호 150 및 180로 나타내었다. 이를 위해, 도전성 플레이트는 대략 "ㅗ"자 형상을 취할 수도 있다. 여기서, "ㅗ"자 형상 중 "ㅡ" 부분은 양극 또는 음극에 용접 고정되는 부분이고, "ı" 부분은 상기 도전성 탭이 납땜 고정되는 부분일 수 있다.
또한, B1과 B2는 센싱단을 표시하고, 서로 다른 극성의 배터리 셀들이 직렬 연결된 부분을 나타낸다. 이 센싱단은 최고 전위단과 최저 전위단 사이의 중간 전위단을 나타낸다. 이 센싱단에는 전압 검출을 위한 도전성 탭이 연결될 수 있는데, 도 2 에서는 도면 부호 160 및 170로 나타내었다. 이를 위해, 도전성 플레이트는 절곡 전 형상이 대략 "ㅗ"자 형상을 취할 수도 있다. 여기서, "ㅗ"자 형상 중 "ㅡ" 부분은 양극 또는 음극에 용접 고정되는 부분이고, "ı" 부분은 상기 도전성 탭이 납땜 고정되는 부분일 수 있다.
상기의 구성을 자세히 설명하면, 제 1 도전성 플레이트(110)는 배터리 셀의 하측 끝단에 위치하는 두 개의 셀의 음극, 즉 최저 전위단에 연결된다. 제 2 및 제 3 도전성 플레이트(120,130)는 절곡부를 가지며, 상기 절곡부를 기준으로 일측은 배터리 셀들 가운데 두 개의 셀의 상면에 접촉 고정되고, 타측은 배터리 셀들 가운데 다른 두 개의 셀의 바닥면에 접촉 고정되어 배터리 셀들 가운데 네 개의 셀을 직렬 및 병렬 연결한다. 제 4 도전성 플레이트(140)는 배터리 셀의 상측 끝단에 위치하는 두 개의 셀의 양극, 즉 최고 전위단에 연결된다. 이러한 도전성 플레이트는 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 그 등가물중 선택된 어느 하나가 이용될 수 있으나, 본 발명에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 그리고, 도전성 플레이트는 배터리 셀의 갯수가 증가하면 당연히 함께 증가한다.
보호 회로 모듈(200)은 제 1 내지 제 4 도전성 플레이트(110,120,130,140)에 연결된 제 1 내지 제 4 도전성 탭(150,160,170,180)을 통하여 배터리 셀(100)과 전기적으로 연결되며, 이후에 설명되는 커넥터(250)를 통해 외부 전자기기와 연결되어 내부에 형성된 회로(미도시)를 통해 전지의 충전 및 방전을 제어함으로써 과방전 및 과충전을 방지한다. 여기서, 제 1 내지 제 4 도전성 탭(150,160,170,180)은 니켈 재질로 형성될 수 있으며, 피복되어있는 도전성 와이어(conductive wire)로 대신할 수도 있다. 여기서, 보호 회로 모듈(200)과 배터리 셀(100)을 전기적으로 연결하는 방식은 사용되는 배터리 셀 및 보호 회로 모듈의 형상 및 형식에 따라 다양하게 사용될 수 있으며, 여기서 연결방식을 한정하는 것은 아니다.
한편, 보호 회로 모듈(200)은 일면에 대략 사각 육면체 형태로 형성된 커넥터(250)를 포함한다. 이러한 커넥터(250)는 외부 전자기기와 전기적으로 접속 및 분리 가능하도록 다수의 홀을 갖는 몸체와, 몸체 중 홀의 내측 및 그 후방으로 일 정 길이 연장된 다수의 도전성 리드로 이루어진다. 물론 몸체는 절연성 수지 등으로 형성되어 도전성 리드가 상호 전기적으로 쇼트 되지 않도록 되어 있다.
상기와 같은 배터리 셀(100)과 보호 회로 모듈(200)을 수용하는 케이스(300)는 상기 배터리 셀(100)과 보호 회로 모듈(200)이 안착되는 제 1 케이스(320)와, 제 1 케이스(320)를 덮는 제 2 케이스(340)를 포함하여 이루어진다.
제 1 케이스(320)는 배터리 셀(100)이 수용될 수 있도록 상단면이 개구된 박스 형태로 형성되며, 일측에는 보호 회로 모듈(200)과 커넥터(250)가 수용될 수 있도록 소정크기의 돌출부가 형성된다. 여기서, 돌출부는 커넥터(250)가 노출될 수 있도록 소정 크기의 노출홈을 갖도록 형성된다. 제 2 케이스(340)는 상기 제 1 케이스(320)의 상단부에 상응하는 크기로 형성된다.
제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 케이스(320)의 일면에 형성된 체결 돌기(328)가 제 2 케이스(340)의 일면에 형성된 체결홀(348)에 체결되어 결합됨으로써, 배터리 팩(400)의 외관을 이루는 케이스(300)를 이룬다. 이때, 제 2 케이스(340)의 일면 중 체결 돌기(328)가 체결된 체결홀(348) 주변이 다른 부분보다 두껍게 형성되도록 한다. 이는, 외력에 대해 체결 돌기(328)와 체결홀(328)이 체결되는 체결부분의 결합력을 높이기 위한 것이다. 또한, 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)가 결합된 상태에서 강제로 분리될 경우, 외력에 취약한 체결홀(328) 주변의 파손을 방지하기 위한 것이다. 여기서, 체결홀(328)의 주변은 제 2 케이스(340)의 일면 중, 체결 돌기(328)가 체결홀(348)에 체결되는 방향을 기준으로 체결홀(348)의 전단 영역과, 인접하는 체결홀 들(348) 사이의 영역(미도시)일 수 있다. 체결 돌기(328)와 체결홀(348)에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 상기와 같은 케이스(300)는 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)의 형상에 따라 일측에 돌출된 구조를 가지지만, 배터리 팩의 구조에 따라서 케이스(300)의 다른 부위가 돌출된 구조를 가지거나 다른 형상으로 형성될 수 있으며, 돌출되지 않는 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.
상기와 같이 배터리 셀(100)과 보호 회로 모듈(200)을 케이스(300)로 감싸 배터리 팩(400)을 이룬다. 이러한 배터리 팩(400)은 노트북 컴퓨터와 같은 외부 전자기기에 장착되어 사용된다.
다음은 체결 돌기(328)와 체결홀(348)이 락킹(locking) 구조로 체결됨으로써, 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)가 결합되어 이루어지는 케이스(300)의 대해 자세히 살펴볼 것이다.
도 4는 도 1에 도시된 배터리 팩의 케이스를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 3의 'A' 부분을 확대 도시한 확대 단면도이다.
도 4를 참조하면, 제 1 케이스(320)는 안착면(322), 안착면(324)의 가장자리에서 절곡되어 형성된 제 1 측면(324), 제 1 측면(324)으로부터 연장되어 형성된 연장면(326), 연장면(326)의 내측에 형성되는 복수의 체결 돌기(328)를 포함하여 형성된다.
제 1 케이스(320)의 안착면(322)은 복수의 배터리 셀(100) 및 보호 회로 모듈(200)이 안착되는 면이며, 이러한 안착면(322)은 배터리 셀(100)이 원통형일 경 우 곡면 형태를 가질 수 있다.
제 1 케이스(320)의 제 1 측면(324)은 복수의 배터리 셀(100)을 감싸도록, 안착면(322)의 가장자리에서 절곡되어 연장되는 면이다.
제 1 케이스(320)의 연장면(326)은 제 1 측면(324)의 내측 가장자리로부터 제 1 측면(324)과 평행한 방향으로 연장되어 형성되며, 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)의 결합을 위해 이후에 설명되는 제 2 케이스(340)의 리브면(346)과 접촉된다.
구체적으로, 연장면(326)은 제 1 측면(324)의 내측 가장자리에 둘러가는 형태로 형성된다. 그리고, 연장면(326)은 제 1 측면(324)보다 작은 두께를 가지며, 제 1 측면(324)과 연장면(326)의 두께 차이로 인해 제 1 측면(324)과 연장면(326) 사이에 단차부(325)가 형성된다. 이에 따라, 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)의 결합시, 제 1 케이스(320)의 단차부(325)와 제 2 케이스(340)의 단부(345)가 맞닿게 되며, 제 1 케이스(320)의 연장면(326)과 제 2 케이스(340)의 리브면(346)과의 접촉은 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)이 결합으로 이루어지는 케이스(300) 내부에서 이루어진다. 여기서, 제 1 측면(324)의 내측 가장자리에 둘러가는 형태로 형성되는 연장면(326)에는, 소정 간격마다 홈이 형성될 수 있다.
제 1 케이스(320)의 체결 돌기(328)는 연장면(326) 내측에서 돌출되어 형성된다. 이렇게 돌출된 형태로 형성되는 체결 돌기(328)는 제 2 케이스(340)의 체결홀(348)에 체결됨으로써, 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)가 서로 결합된다. 여기서, 체결 돌기(328)는 연장면(326)의 내측으로부터 폭이 좁아지는 형태, 예를 들어 수직단면 형상이 삼각형인 형태로 돌출되어, 제 2 케이스(340)의 체결홀(348)에 용이하게 끼워지고, 끼워지고 난 후에는 잘 빠지지 않는다. 이러한, 복수의 체결 돌기(328)는, 예를 들어, 2개 또는 3개로 이루어진 그룹(group)형태로 소정간격 이격되어 위치할 수 있다. 여기서, 체결 돌기(328)의 개수 및 형상은 제 1 케이스(320)의 크기 및 디자인에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.
상기와 같은 제 1 케이스(320)는 절연성을 가지는 수지로 형성될 수 있으며, 이러한 제 1 케이스(320)를 구성하는 안착면(322), 제 1 측면(324), 연장면(326), 및 복수의 체결 돌기(328)가 일체로 사출 성형되어 이루어질 수 있다.
제 2 케이스(340)는 커버면(342), 커버면(342)의 가장자리에서 절곡되어 형성된 제 2 측면(344), 제 2 측면(344) 내부에 형성되는 리브면(346), 리브면(346)에 형성되는 복수의 체결홀(348), 체결홀(348) 주변의 리브면(346) 내측에서 돌출되어 형성되는 보강부(349)를 포함하여 형성된다.
제 2 케이스(340)의 커버면(342)은 제 1 케이스(320)와 결합시 제 1 케이스(320)의 안착면(322)과 대응하는 면이며, 직사각형 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 제 2 케이스(340)의 커버면(342)은 배터리 셀(100)로부터 발생하는 열을 방출시킬 수 있도록 홀(미도시)을 가질 수도 있다.
제 2 케이스(340)의 제 2 측면(344)은 복수의 배터리 셀(100)을 감싸도록, 커버면(342)의 가장자리에서 절곡되어 연장되는 면이다. 그리고, 전술한 바와 같이, 제 2 케이스(340)의 단부(345)는 제 1 케이스(320)의 단차부(325)와 맞닿는다.
제 2 케이스(340)의 리브면(346)은 제 2 측면(344)으로부터 이격된 상기 커 버면(342)의 내측에서 제 2 측면(344)과 평행하게 연장되는 면이다. 여기서, 리브면(346)은 제 2 측면(344)으로부터 소정거리 이격되어 형성되기 때문에, 제 2 케이스(340)의 제 2 측면(344)과 리브면(346)사이에 이격 공간(S1)이 형성된다. 이러한 이격 공간(S1)은 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)의 결합시 제 1 케이스(320)의 연장면(326)이 삽입되는 공간이 된다. 이에 따라, 제 2 케이스(340)의 제 2 측면(344)과 리브면(346) 사이의 거리는 제 1 케이스(320)의 연장면(326)의 두께와 같을 수 있다.
제 2 케이스(340)의 복수의 체결홀(348)은 리브면(346)에 형성된다. 이러한 체결홀(348)은, 전술한 바와 같이 제 1 케이스(320)의 체결 돌기(328)와 체결됨으로써, 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)가 서로 결합된다. 여기서, 체결홀(348)의 개수는 제 1 케이스(320)의 체결 돌기(328)의 개수에 대응되며, 체결홀(348)은 체결 돌기(328)와 체결되도록, 리브면(346) 중 제 1 케이스(320)의 체결 돌기(328)에 상응하는 위치에 형성된다.
제 2 케이스(340)의 보강부(349)는 리브면(346) 내측 중 체결홀(348)의 주변에 형성된다. 구체적으로, 보강부(349)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)의 결합시 제 1 케이스(320)의 체결 돌기(328)가 제 2 케이스(340)의 체결홀(348)에 체결되는 방향을 기준으로 체결홀(348)의 전단 영역에 형성되는 제 1 보강부(349a)와, 인접한 체결홀들(348) 사이의 영역에 형성되는 제 2 보강부(349b)를 포함하여 이루어진다.
이와 같이, 보강부(349)는 체결홀(348) 주변의 리브면(346) 내측에 형성되 어, 체결홀(348) 주변의 리브면(346)과 보강부(349)의 합쳐진 두께(Ts1)가, 도 5에 도시된 바와 같이, 보강부(349)가 형성되지 않은 리브면(346)의 두께(Tr1)보다 두껍게 된다. 따라서, 체결홀(348) 주변의 강도가 보강되어, 외력에 대해 체결홀(348)과 체결 돌기(328)가 체결되는 체결부분의 결합력이 높아질 뿐 아니라, 외력으로부터 취약한 체결홀(348) 부분의 파손이 방지될 수 있다.
예를 들어, 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)가 결합된 상태에서 케이스(300) 내부에 수납된 배터리 셀을 교체해야하는 경우, 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)를 강제적으로 분리시켜야 한다. 이때, 보강부(349)는 체결홀(348) 주변 리브면(346)의 강도를 보강함으로써, 제 1 케이스(320)의 체결 돌기(328)가 제 2 케이스(340)의 체결홀(348)로부터 분리되면서 체결홀(348) 및 체결홀(348)의 주변을 파손시키는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 리브면(346)과 보강부(349)의 합쳐진 두께(Ts1)는 체결 돌기(328)의 돌출 두께(Tp1) 내지 체결 돌기(328)의 돌출 두께(Tp1)의 1.5배로 이루어질 수 있다. 이는, 리브면(346)과 보강부(349)의 합쳐진 두께(Ts1)가 체결 돌기(328)의 돌출 두께(Tp1)보다 작으면, 체결 돌기(328)와 체결홀(348)의 결합력이 너무 약해 외력에 대해 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)가 분리되기 쉬워지기 때문이다. 또한, 리브면(346)과 보강부(349)의 합쳐진 두께(Ts1)가 체결 돌기(328)의 돌출 두께(Tp1)의 1.5배보다 크면, 케이스(300) 내부에 수납된 배터리 셀을 교체하기 위해 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)를 강제로 분리시켜야 할 경우 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)를 분리시키기 어렵기 때문이다.
상기와 같은 제 2 케이스(340)는 절연성을 가지는 수지로 형성될 수 있으며, 이러한 제 2 케이스(340)를 구성하는 커버면(342), 제 2 측면(344), 리브면(346), 복수의 체결홀(348) 및 보강부(349)가 일체로 사출 성형되어 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)의 결합은 체결 돌기(328)와 체결홀(348)의 락킹(locking) 구조에 의한 체결로 이루어진다. 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)의 결합은 도 5를 통해 자세히 살펴보기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 케이스(320)의 연장면(326)이, 제 2 케이스의 제 2 측면(344)과 리브면(346) 사이에 형성된 이격 공간(S1)에 삽입되고, 연장면(326) 내측에 형성된 체결 돌기(328)가 리브면(346)에 형성된 체결홀(348)에 끼워짐으로써, 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)의 결합이 이루어진다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(400)은 제 2 케이스(340)의 리브면(346) 내측 중 체결홀(348) 주변에 보강부(349)를 형성함으로써, 체결홀(348) 주변의 강도를 높일 수 있다. 이에 따라, 외관 품질 저하 없이, 제 1 케이스(320)의 체결 돌기(328)와 제 2 케이스(340)의 체결홀(348)이 체결되는 체결부분의 결합력을 높일 수 있다. 따라서, 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)는 배터리 팩(400)에 외력이 가해지더라도 잘 분리되지 않는다. 또한, 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)를 강제적으로 분리시킬 때 발생하는 체결홀(348) 부분의 파손이 방지되어, 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)를 다시 결합하여 배터 리 팩의 케이스로서 재사용할 수 있다.
다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 케이스(500)에 대해서 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩에서 케이스를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 제 1 케이스와 제 2 케이스의 결합 부분을 도시한 부분 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 케이스(500)는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 케이스(300)와 비교하여, 제 2 케이스(540)의 보강부(549) 구조만 다를 뿐 동일한 구성요소를 가지며 동일한 작용을 한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 보강부(549) 및 보강부(549)를 포함하는 제 2 케이스(540)와 제 1 케이스(520)의 결합에 대해서 중점적으로 설명하기로 한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 케이스(500)는 제 1 케이스(520)와 제 2 케이스(540)를 포함하여 이루어진다.
제 2 케이스(540)의 보강부(549)는 리브면(546) 내측 중 체결홀(548) 주변에 형성된다. 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 보강부(549)는 제 1 케이스(520)와 제 2 케이스(540)의 결합시 제 1 케이스(520)의 체결 돌기(528)가 제 2 케이스(540)의 체결홀(548)에 체결되는 방향을 기준으로 체결홀(548)의 전단 영역에 형성되는 제 1 보강부(549a)와, 인접한 체결홀들(548) 사이의 영역에 형성되는 제 2 보강부(549b)와, 체결홀(548)을 중심으로 체결홀(548)의 전단영역과 반대방향에 위 치하는 후단영역 중 체결홀(548)의 가장자리에 형성되는 제 3 보강부(549c)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 체결홀(548)의 후단 영역 중 커버면(542)로부터 시작되는 리브면(546) 부분에는 보강부(549)를 형성하지 않았는데, 이는 리브면(546) 전체에 보강부(549)가 형성되면 제 2 케이스(540)에 여유공간이 적어지고, 제 1 케이스(520)와 제 2 케이스(540)를 강제적으로 분리할 경우 발생하는 힘이 체결홀(548)의 후단영역에는 거의 미치지 않기 때문이다.
상기와 같이, 보강부(549)는, 도 4에 도시된 보강부(349)와 비교할 때, 제 2 케이스(540)의 리브면(546) 내측에 형성된 제 3 보강부(549c)를 더 포함하여 이루어짐으로써, 체결홀(548) 부분의 강도를 더 높일 수 있다. 따라서, 외력에 대해 제 1 케이스(520)와 제 2 케이스(540)의 결합력을 더욱 높일 수 있을 뿐 아니라, 제 1 케이스(520) 및 제 2 케이스(540)가 결합된 상태에서 제 1 케이스(520)와 제 2 케이스(540)를 강제로 분리해야 할 경우, 외력으로부터 취약한 체결홀(548) 부분의 파손을 더욱 효율적으로 방지할 수 있다.
상기와 같은 보강부(549)를 갖는 제 2 케이스(540)는 도 4에 도시된 제 2 케이스(340)와 마찬가지로, 절연성을 가지는 수지로 형성될 수 있으며, 이러한 제 2 케이스(540)를 구성하는 커버면(542), 제 2 측면(544), 리브면(546), 복수의 체결홀(548) 및 보강부(549)가 일체로 사출 성형되어 이루어질 수 있다.
제 1 케이스(520)와 제 2 케이스(540)의 결합은, 도 7에 도시된 바와 같이, 체결 돌기(528)와 체결홀(548)이 락킹(locking) 구조로 체결되어 이루어진다. 구체적으로, 제 1 케이스(520)의 연장면(526)이, 제 2 케이스의 제 2 측면(542)과 리 브면(546) 사이에 형성된 이격 공간(S2)에 삽입되고, 연장면(526) 내측에 형성된 체결 돌기(528)가 리브면(546)에 형성된 체결홀(548)에 끼워짐으로써, 제 1 케이스(520)와 제 2 케이스(540)의 결합이 이루어진다.
한편, 체결홀(548) 주변의 리브면(546)과 보강부(549)의 합쳐진 두께(Ts2)와 보강부(549)가 형성되지 않은 리브면(546)의 두께(Tr2)와의 관계는, 도 5에 도시된 보강부(349)와 리브면(346)의 합쳐진 두께(Ts1)와 보강부(349)가 형성되지 않은 리브면(346)의 두께(Tr1)와의 관계와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 체결홀(548) 주변의 리브면(546)과 보강부(549)의 합쳐진 두께(Ts2)와 체결 돌기(528)의 두께(Tp2)와의 관계도, 도 5에 도시된 체결홀(348) 주변의 리브면(346)과 보강부(349)의 합쳐진 두께(Ts1)와 체결 돌기(328)의 두께(Tp1)와의 관계와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩은 제 2 케이스(540)의 체결홀(548) 주변의 리브면(546) 내측에 제 1 보강부(549a)와 제 2 보강부(549b) 및 제 3 보강부(549c)를 포함하는 보강부(549)를 형성하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 제 2 케이스(340)의 체결홀(348) 주변의 리브면(346) 내측에 제 1 보강부(349a)와 제 2 보강부(349b)를 포함하는 보강부(349)를 형성한 경우보다, 체결홀(548) 주변의 강도를 더욱 높일 수 있다. 이에 따라, 외관 품질 저하 없이, 제 1 케이스(520)의 체결 돌기(528)와 제 2 케이스(540)의 체결홀(548)이 체 결되는 체결부분의 결합력을 더욱 높일 수 있다. 따라서, 제 1 케이스(520)와 제 2 케이스(540)는 배터리 팩에 외력이 가해지더라도 잘 분리되지 않는다. 또한, 제 1 케이스(520)와 제 2 케이스(540)를 강제적으로 분리시킬 때 발생하는 체결홀(548) 부분의 파손이 방지되어, 제 1 케이스(520)와 제 2 케이스(540)를 다시 결합하여 배터리 팩의 케이스로서 재사용할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 팩을 분해 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 L-L선에 의해 절취된 배터리 팩을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 배터리 팩의 케이스를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3의 'A' 부분을 확대 도시한 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩에서 케이스를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 제 1 케이스와 제 2 케이스의 결합 부분을 도시한 부분 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 배터리 셀 200: 보호 회로 모듈
300, 500: 케이스 320, 520: 제 1 케이스
322, 522: 안착면 324, 524: 제 1 측면
325, 525: 단차부 326, 526: 연장면
328, 528: 체결 돌기 340, 540: 제 2 케이스
342, 542: 커버면 344, 544: 제 2 측면
345, 545: 제 2 케이스의 단부 346, 546: 리브면
348, 548: 체결홀 349, 549: 보강부
400: 배터리 팩

Claims (16)

  1. 배터리 셀;
    개구된 박스 형태로 형성되어 상기 배터리 셀을 수납하며, 일면에는 복수의 체결 돌기가 형성된 제 1 케이스; 및
    개구된 박스 형태로 형성되어 상기 제 1 케이스와 결합하며, 상기 복수의 체결 돌기가 체결될 수 있도록 일면에는 복수의 체결홀이 형성된 제 2 케이스를 포함하며,
    상기 제 1 케이스와 상기 제 2 케이스의 결합은 상기 복수의 체결 돌기가 상기 복수의 체결홀에 체결되어 이루어지며, 상기 제 2 케이스의 일면 중 상기 복수의 체결 돌기가 체결되는 상기 복수의 체결홀 주변이 다른 부분보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결홀 주변은 상기 체결 돌기가 상기 체결홀에 체결되는 방향을 기준으로 상기 체결홀의 전단 영역과, 인접하는 상기 체결홀들 사이의 영역인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 체결홀 주변은 상기 체결홀을 중심으로 상기 체결홀의 전단 영역과 반 대 방향인 후단 영역 중 상기 체결홀의 가장자리 영역인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 복수개의 원통형 리튬 이온 전지인 것을 특징으로 배터리 팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 케이스 내부에 상기 배터리 셀의 충방전을 제어하는 보호 회로 모듈이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 배터리 셀;
    안착면, 상기 안착면의 가장자리에서 절곡되어 연장된 제 1 측면, 상기 제 1 측면의 내측 가장자리에서 상기 제 1 측면과 평행하게 연장된 연장면, 및 상기 연장면의 내측에 형성된 복수의 체결 돌기를 포함하여 이루어져, 상기 배터리 셀을 수용하는 제 1 케이스; 및
    커버면, 상기 커버면의 가장자리에서 절곡되어 형성된 제 2 측면, 상기 제 2 측면으로부터 이격된 상기 커버면 내측에서 상기 제 2 측면과 평행하게 연장된 리브면, 상기 복수의 체결 돌기와 체결되도록 상기 리브면 중 상기 체결 돌기와 상응하는 위치에 형성되는 복수의 체결홀, 및 상기 복수의 체결홀 주변의 상기 리브면 내측에서 돌출되어 형성되는 보강부를 포함하여 이루어져, 상기 제 1 케이스와 결합되는 제 2 케이스를 구비하며,
    상기 제 1 케이스와 제 2 케이스의 결합은 상기 제 1 케이스의 상기 연장면이 상기 제 2 케이스의 제 2 측면과 리브면 사이에 형성되는 이격 공간에 삽입되고, 상기 복수의 체결 돌기가 상기 복수의 체결홀에 체결됨으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보강부는 상기 리브면 내측 중, 상기 체결 돌기가 상기 체결홀에 체결되는 방향을 기준으로 상기 체결홀의 전단 영역에 형성되는 제 1 보강부와, 인접하는 상기 체결홀들 사이의 영역에 형성되는 제 2 보강부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 보강부는 상기 리브면 내측 중, 상기 체결홀을 중심으로 상기 체결홀의 전단 영역의 반대 방향인 후단 영역 중 상기 체결홀의 가장자리에 형성되는 제 3 보강부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 리브면과 상기 보강부의 합쳐진 두께는 다른 부분의 리브면 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 리브면과 상기 보강부의 합쳐진 두께는 상기 체결 돌기의 두께 내지 상기 체결 돌기 두께의 1.5배인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 체결 돌기는 상기 연장면의 내측에서 폭이 좁아지는 형태로 돌출되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 측면과 상기 리브면 사이에 형성되는 이격 거리는 상기 연장면의 두께와 같은 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 연장면은 상기 제 1 측면의 두께보다 작은 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 측면과 상기 연장면의 두께 차이로 형성된 단차부와 상기 제 2 측 면의 단부가 맞닿는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제 6 항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 복수개의 원통형 리튬 이온 전지인 것을 특징으로 배터리 팩.
  16. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 케이스 내부에 상기 배터리 셀의 충방전을 제어하는 보호 회로 모듈이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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