KR20090117361A - 배터리 팩 - Google Patents

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KR20090117361A
KR20090117361A KR1020080043370A KR20080043370A KR20090117361A KR 20090117361 A KR20090117361 A KR 20090117361A KR 1020080043370 A KR1020080043370 A KR 1020080043370A KR 20080043370 A KR20080043370 A KR 20080043370A KR 20090117361 A KR20090117361 A KR 20090117361A
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KR
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circuit module
battery pack
bare cell
fastening
protection circuit
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KR1020080043370A
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김봉영
박석륜
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 보호회로모듈의 두께를 줄임과 동시에 부품 실장공간을 확보할 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 상부면의 일측에 고정홀더가 형성되는 베어셀 및 일측에 형성되고, 상기 고정홀더와 체결되는 체결부와, 타측에 형성되고, 상기 베어셀 상부면의 타측에 고정되는 리드플레이트를 포함하는 보호회로모듈을 포함하는 배터리 팩을 제공한다.
배터리 팩, 보호회로모듈, 베어셀, 고정홀더, 서포터

Description

배터리 팩{Battery Pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보호회로모듈의 두께를 줄임과 동시에 부품 실장공간을 확보할 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.
배터리 팩은 베어셀(bare cell)과 보호회로모듈(protection circuit module; PCM)이 전기적으로 연결되어 형성된다. 상기 베어셀은 전극조립체와 전해액이 수용된 캔을 밀봉하여 형성되며, 화학작용에 의해 전기를 충방전한다. 그리고 상기 보호회로모듈은 집적회로, 충·방전 스위치 및 수동소자 등의 전기적 부품이 실장되는 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)을 포함하며, 베어셀을 제어하면서 과충전, 과방전 및 과전류로부터 베어셀을 보호하며, 이차전지의 성능저하를 방지하는 역할을 한다. 여기서, 베어셀과 보호회로모듈의 전기적 연결을 위해, 보호회로모듈의 일측에는 리드플레이트가 접합되어 형성된다. 이때, 보호회로모듈의 타측에는 리드플레이트와 동일한 높이의 더미탭(dummy tab)이 접합되어 보호회로모듈의 수평을 유지하는 역할을 하게 된다. 일반적으로 리드플레이트와 더미탭은 레이저 용접을 통해 보호회로모듈에 접합된다. 따라서, 보호회로모듈의 양측 끝단은 상부에서 하부방향으로 레이저 용접을 할 수 있도록 절단된 형태로 형성된다. 그러나 상기와 같이 보호회로모듈은 양측 단부가 절단되면, 절단된 만큼 전기적 부품을 실장하는 실장공간이 부족해지는 문제가 있다. 또한, 보호회로모듈은 상기와 같은 문제로 인해 부족해진 실장공간에 전기적 부품을 실장하게 되면, 부품 간의 간격이 조밀해지고, 이들을 전기적으로 연결할 도전성 금속패턴 또한 부족해지게 된다. 이에 따라, 종래에는 보호회로모듈의 상부면과 하부면에 도전성 금속패턴을 형성하는 것뿐만 아니라 추가적으로 보호회로모듈 내부에도 여러 층으로 도전성 금속패턴을 형성하여 부족한 금속패턴을 보충하고, 부품들을 전기적으로 연결시키게 된다. 그러나 보호회로모듈에 다층으로 금속패턴을 형성하게 되면, 그만큼 보호회로모듈의 제조공정이 복잡해지고, 보호회로모듈의 두께 및 제조비용이 증가하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 보호회로모듈의 부품 실장공간을 확보함과 동시에 보호회로모듈의 두께를 감소시킬 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 구조가 단순화된 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 종래의 더미탭이 생략된 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 제조비용을 절감할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 높은 체적이용률을 갖는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 배터리 팩은상부면의 일측에 고정홀더가 형성되는베어셀 및 일측에 형성되고, 상기 고정홀더와 체결되는 체결부와, 타측에 형성되고, 상기 베어셀 상부면의 타측에 고정되는 리드플레이트를 포함하는 보호회로모듈을 포함한다.
여기서, 상기 고정홀더는 상기 베어셀의 상부면 일측에 상부방향으로 돌출되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 고정홀더는 본체부와, 상기 본체부에서 상기 체결부에 대응되도록 상부 방향으로 더 돌출되는 삽입부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체부는 상기 리드플레이트와 동일한 높이로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 고정홀더는 절연체인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정홀더는 사출성형물인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정홀더는 상기 베어셀에 본딩접합되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 체결부는 상기 보호회로모듈을 관통하여 형성되는 체결홀이며, 상기 삽입부가 상기 체결홀에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 체결부는 상기 보호회로모듈의 하부면에 형성되는 하부체결홈이며, 상기 삽입부가 상기 하부체결홈에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 체결부는 상기 보호회로모듈의 일측벽이 절곡되는 측부체결홈이며, 상기 삽입부가 상기 측부체결홈에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
상기 고정홀더는 상기 체결부에 대해 억지 끼움 방식으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 다른 배터리팩은 베어셀 및 하부면의 일측에 형성되고, 상기 베어셀과 접촉되는 서포터와, 상기 하부면의 타측에 형성되는 리드플레이트를 포함하는 보호회로모듈을 포함한다.
여기서, 상기 서포터는 상기 보호회로모듈 하부면 일측에 하부방향으로돌출되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서포터는 상기 리드플레이트와 동일한 높이로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베어셀은 상기 서포터의 일부 또는 전부를 둘러싸는 지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 배터리팩은 인쇄회로기판의 부품실장 공간을 확보하는 동시에 보호회로모듈의 두께를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 구조를 단순화시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 제조비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 별명에 따른 배터리 팩은 체적이용률을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은 비틀림 강도를 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.
도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 팩의 분해 사시도이고, 도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 베어셀의 분해 사시도이며, 도 1c는 도 1a에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 팩의 결합된 상태를 나타낸 사시도이다. 또한, 도 1d는 도 1c의 A-A선을 따라 자른 부분 단면도이고, 도 1e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고정홀더 및 이에 따른 보호회로모듈의 형상을 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다.
도 1a 내지 도 1e를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 베어셀(110)과, 보호회로모듈(120)과, 커버케이스(130)를 포함하여 형성된다. 또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 라벨(140)을 더 포함하여형성된다. 또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 보조케이스(150)를 더 포함하여 형성된다. 또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 상기 베어셀(110)의 상부면 일단에 형성되는 고정홀더(170)와, 이와 상응되는 보호회로모듈(120) 일단에 형성되는 홀 형태의 체결부(123)가 결합되고, 상기 고정홀더(170)와 대향되는 타단에는 리드플레이트(126)가 형성되어 상기 베어셀(110)과 보호회로모듈(120)을 전기적으로 연결하게된다. 즉, 본 발명의 제 1 실시예는 상기와 같은 베어셀(110)과 보호회로모듈(120)의 체결구조를 통해, 보호회로모듈(120)의 부품실장 공간을 확보하고, 보호회로모듈(120)의 두께를 감소시키 며, 단순한 구조를 갖는 콤팩트하고 슬림한 배터리 팩(100)을 제공한다.
상기 베어셀(110)은 양극(+)과 음극(-)을 가지는 캔형전지로, 전극조립체(111)와, 캔(113)과, 캡조립체(160) 및 고정홀더(170)를 포함하여 형성된다. 전극조립체(111)는 일 단부가 개구된 금속성의 캔(113)에 수용되고, 캔(113)의 개구부는 금속성의 캡조립체(160)에 의해 밀봉된다. 이때, 양극(+) 또는 음극(-) 중 어느 하나의극성을 갖는전극은 캡조립체(160)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 캡조립체(160)에 연결된 전극과 반대 극성을 갖는전극은 캡조립체(160)와 절연되어 형성되는 전극단자(163)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 고정홀더(170)는 절연체로이루어지며, 보호회로모듈(120)의 수평을 유지하고 지지하는 역할을 한다.
상기 전극조립체(111)는 양극판(111a)과, 음극판(111b) 및 이들 두 전극판(111a, 111b) 사이에 개재되는 세퍼레이터(111c)를 구성요소로 한다. 상기 전극조립체(111)는 통상적으로 전기용량을 높이기 위해 양극판(111a) 및 음극판(111b) 사이에 이들을 절연시키는 세퍼레이터(111c)를 개재하여 적층한 후, 와인딩(winding)하여 젤리 롤(jelly roll) 형태로 제조된다.
상기 캔(113)은 각형 이차전지에서 일 단부가 개방된 개구부를 갖는 대략 직육면체 형상의 금속재질로 이루어지며, 딥 드로잉(deep drawing) 등의 가공방법으로 형성된다. 캔(113)은 경량의 전도성 금속인 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy)으로 형성될 수 있다. 따라서, 캔(113) 자체가 단자역할을 수행하는 것도 가능하다. 캔(113)은 전극조립체(111)와 전해액을 수용하는 용기가 되고, 전극조립체(111)가 투입되도록 형성된 개구부는 캡조립체(160)에 의해 밀봉된다.
상기 캡조립체(160)는 캡플레이트(161)와, 가스켓(162)과, 전극단자(163)와, 절연플레이트(164)와, 단자플레이트(165)와, 절연케이스(166) 및 마개(167)를 포함하여 형성된다.
상기 캡플레이트(161)는 단자통공(161a)과 전해액주입공(161b)을 포함하여 형성된다. 단자통공(161a)은 상기 전극단자(163)가 삽입되는 통로를 제공한다. 이때, 금속성의 캡플레이트(161)와 전극단자(163)를 절연시키기 위하여, 전극단자(163)는 절연물질로 이루어진 가스켓(162)을 측벽에 조립한 상태로 단자통공(161a)에 삽입된다. 한편, 캡플레이트(161)의 일측에는 상기 캔(113)의 내부로 전해액을 주입하기 위한 전해액주입공(161b)이 형성되며, 전해액주입공(161b)을 통해 전해액을 주입한 후에는 전해액주입공(161b)을 마개(167)로 밀봉하여 전해액의 누출을 방지하게 된다.
상기 절연플레이트(164)는 상기 캡플레이트(161)의 하부에 형성된다. 그리고 상기 절연플레이트(164)의 하부에는 단자플레이트(165)가 형성된다. 따라서, 상기 절연플레이트(164)는 캡플레이트(161)와 단자플레이트(165)를 절연시키는 역할을 하게 된다. 한편, 상기 단자플레이트(165)는 전극단자(163)의 하단부와 결합되어 형성된다. 따라서, 전극조립체(111)의 음극판(111b)은 음극탭(111f)과 단자플레이트(165)를 통해 전극단자(163)와 전기적으로 연결된다. 이때, 전극조립체(111)의 양극판(111a)은 양극탭(111e)을 통해 캡플레이트(161) 또는 캔(113)과 전기적으로 연결된다.
상기 절연케이스(166)는 상기 단자플레이트(165) 하부에 형성된다. 상기 절 연케이스(166)는 음극탭관통부(166a), 양극탭관통부(166b) 및 전해액주입구(166c)를 포함하여 형성된다.
상기 마개(167)는 캡플레이트(161)에 형성된 전해액주입공(161b)에 전해액을주입한 후 전해액주입공(161b)을 밀폐하는데 사용되며, 상기 마개(167) 외에 볼(ball)을 압입하여 전해액주입공(161b)을 밀폐할 수도 있다.
상기 고정홀더(170)는 베어셀(110)의 상부, 보다 상세하게는 캡조립체(160)를 구성하는 캡플레이트(161)의 상부면 일단에 상부방향으로 돌출되는 형태로 형성된다. 상기 고정홀더(170)는 종래의 더미탭을 대신하여 형성되는 것으로, 절연체로 형성하는 것이 바람직하며, 사출성형을 통해 제조될 수 있다. 또한, 상기 고정홀더(170)는 캡플레이트(161)에 본딩접합되어 설치될 수 있다.
한편, 상기 고정홀더(170)는 본체부(171) 및 삽입부(173)를 포함하여형성된다.
상기 본체부(171)는 고정홀더(170) 하단의 수평면으로 정의되며, 베어셀(110)과 보호회로모듈(120)을 일정거리 이격시키는 역할을 한다. 도 1d를 참조하면, 본체부(171)의 높이 d1은 이와 대향되는 타측에 베어셀(110)과 보호회로모듈(120)을 전기적으로 연결하는리드플레이트(126)의 높이 d2와 동일한 높이로 형성되어 보호회로모듈(120)의 수평을 유지하는 요인으로 작용된다.
상기 삽입부(173)는 본체부(171)에서 상부방향으로 돌출된 형태로 형성되며, 보호회로모듈(120)에 형성되는 체결부(123)에 삽입되어 보호회로모듈(120)을 고정 하게 된다.
상기 보호회로모듈(120)은 인쇄회로기판(121)과, 이차보호소자(125) 및 체결부(123)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 보호회로모듈(120)의 일단에는 리드플레이트(126)가 연결되고, 체결부(123)가 형성되는 타단으로 고정홀더(170)가 억지 끼움 방식으로 체결된다. 또한, 상기 보호회로모듈(120)은 베어셀(110)과 전기적으로 연결된다. 베어셀(110)과 보호회로모듈(120)의 전기적 연결구조를 살펴보면, 보호회로모듈(120)의 음극(-)이 베어셀(110)의 음극(-)인 전극단자(163)와 연결되고, 보호회로모듈(120)의 양극(+)이 베어셀(110)의 양극(+)인 캡조립체(160)와 리드플레이트(126)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 전극단자(163)와 캡조립체(160)의 극성이 상기와는 반대의 극성을 갖도록 대전될 수 있다.
상기 인쇄회로기판(121)은 다수의 도전성 금속패턴으로 이루어지며, 보호회로모듈(120)의 하부면에 형성된다. 상기 인쇄회로기판(121)의 금속패턴에는 집적회로, 저항과 콘덴서 등의 수동소자, 전계효과 트랜지스터 등의 능동소자와 같은 전기적 부품이 솔더링(soldering)되어 형성될 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 보호회로모듈(120)은 종래보다 면적이 증가된 형태로 구성되는데, 이는 상기 인쇄회로기판(121)의 부품실장 공간의 증가로 이어지게 된다. 즉, 종래의 인쇄회로기판이 금속패턴 확보를 위해 다층 금속패턴으로 형성된 것에 비해, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인쇄회로기판(121)은 부품실장 공간의 증가로 인해 종래보다 적은 예컨대, 2단 금속패턴 구조로 층수를 낮춰형성하는 것이 가능해진다. 상기 보호회로모듈(120)의 면적증가에 대해서는하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
상기 이차보호소자(125)는 보호회로모듈(120)의 음극(-)과 전극단자(163) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 상기 이차보호소자(125)는 PTC(positive temperature coefficient) 소자로 형성될 수 있다. 상기 PTC 소자는 수지와 탄소분말로 형성되는 소자층 및 소자층 상, 하면에 결합되는 도전판으로 형성되며, 상기 PTC 소자의 온도가 올라가면 수지층의 수지가 팽창되면서 탄소분말의 연결을 끊어 전류를 차단해 전지의 폭발, 발화 등의 안전성 문제를 방지하는 역할을 한다.
한편, 상기 보호회로모듈(120)의 상단면에는 출력단자(122)가 형성되어 외부와 전기적으로 연결되고, 중앙부에는 용접홀(124)이 형성된다. 상기 용접홀(124)은 저항 용접을위한 통로를 제공하며, 상기 용접홀(124)을 통해 저항 용접봉이 내려와 하부에 위치되는 전극단자(163) 및 이차보호소자(125)와 전기적으로 연결되는 도전플레이트(125a)를 용접하게 된다.
상기 체결부(123)는 보호회로모듈(120)의 일단에 형성된다. 또한, 상기 체결부(123)는 보호회로모듈(120)의 타단에 연결되는 리드플레이트(126)와 대응되어 형성된다. 또한, 상기 체결부(123)는 베어셀(110)의 상부면 일단에 형성되는 고정홀더(170)와 중첩되는 상부에 형성된다. 상기 체결부(123)는 고정홀더(170)와 억지 끼움 방식으로 체결되어 보호회로모듈(120)을 고정하는 역할을 한다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상기 체결부(123)는 고정홀더(170)와 체결되기 위해 체결홀(123a)로 형성될 수 있다. 상기 체결홀(123a)과 고정홀더(170)와의 상호 결합관계에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다. 한편, 상기 보호회로모듈(120)의 타단은 하부에 위치되는 베어셀(110)보다 짧게 형성되어 상기 베어셀(110)의 일부를 상부로 노출시킨다. 이는 베어셀(110)과 보호회로모듈(120)의 전기적 연결을 위해 형성되는 리드플레이트(126)와 베어셀(110)을 상부에서 하부방향으로 레이저 용접을 하기 위한 작업공간을 제공하기위함이다.
상기 커버케이스(130)는 상부에서 보호회로모듈(120)을 감싸는 형태로 형성된다. 또한, 상기 커버케이스(130)는 보호회로모듈(120)의 상부면에 형성되는 출력 단자(122)를 외부에 노출시킨다. 또한, 상기 커버케이스(130)는 베어셀(110)과 보호회로모듈(120) 사이에 설치되는 리드플레이트(126)를 위에서 누르는 형태로 구성되어 리드플레이트(126)를 베어셀(110)에 밀착시키게 된다. 또한, 상기 커버케이스(130)는 보호회로모듈(120)과 결합된 후, 베어셀(110)과 함께 라벨(140)로 감싸질 수 있다. 상기 커버케이스(130)는 폴리카보네이트(polycarbonate)와 같은 수지물을 사출성형하여 제조되는 플라스틱 케이스이다. 상기 커버케이스(130)는 보호회로모듈(120)을 외부 충격으로부터 보호하고, 보호회로모듈(120)의 단락을 방지하는 역할을 한다.
상기 라벨(140)은 베어셀(110)과 커버케이스(130)을 감싸는 형태로 형성된다. 이때, 상기 라벨(140)은 접착제에 의해 베어셀(110)과 커버케이스(130)에 접착될 수 있다. 상기 라벨(140)의 외부면에는 배터리 팩(100)의 용량 및 제품번호와 같은 정보가 인쇄될 수 있다.
상기 보조케이스(150)는 베어셀(110)의 하단 모서리부를 감싸는 형태로 형성된다. 이때, 베어셀(110)과 보조케이스(150) 사이에는 양면테이프(151)가 형성되어 보조케이스(150)와 베어셀(110)을 접착시키게 된다. 또한, 보조케이스(150)의 외곽 면으로는 라벨(140)에 감싸져 베어셀(110)과의 결합력을 향상시키게 된다. 상기 보조케이스(150)는 외부 충격으로부터 베어셀(110)의 하단 모서리부가 변형되는 것을 방지하는 역할을 한다.
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 베어셀에 형성되는 고정홀더와 보호회로모듈에 형성되는 체결부의 상호 결합관계에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1e에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 체결부(123)는 보호회로모듈(120)을 관통하여 형성되는 체결홀(123a)로 이루어질 수 있다. 즉, 본 발명의 제 1 실시예는 베어셀(110)에 고정홀더(170)가 형성되고, 이와 중첩되는 보호회로모듈(120)에 체결홀(123a)이 형성된다. 그리고 고정홀더(170)와 체결홀(123a)이 억지 끼움 방식으로 상호 결합되는 구조이다. 이때, 체결홀(123a)에 삽입되는 고정홀더(170)의 삽입부(173)는 보호회로모듈(120)의 단면 높이와 동일한 높이로 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 고정홀더(170)는 단순히 보호회로모듈(120)을 베어셀(110)과 이격시키고, 수평을 유지하는 것뿐만 아니라, 상기 체결홀(123a)과 체결되어 보호회로모듈(120)을 보다 확고히 고정하고 지지하는 역할도 하게 된다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고정홀더(170)와 체결홀(123a)의 결합관계를 통해 배터리 팩(100)의 비틀림 강도(twist strength)를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 배터리 팩(100)의 비틀림 강도 향상을 통해, 보호회로모듈(120)의 타단에 접합되어 연결되는 리드플레이트(126)의 접합강도도 보다 안정적으로 확보할 수 있게 된다.
한편, 상기 체결홀(123a)이 형성되는 상기 보호회로모듈(120)은 하부에 위치되는 베어셀(110)과 동일한 수평길이로 형성된다. 도 1d를 참조하면, 상기 보호회로모듈(120)은 종래의 보호회로모듈보다 수평길이가 d3만큼 증가된 형태로 형성되고, 보호회로모듈(120)의 증가된 d3영역에 체결홀(123a)이 형성되며, 상기 체결홀(123a)에 고정홀더(170)가 결합되는 구조이다. 또한, 종래에 더미탭이 부착되어 가려지는 d4영역만큼 보호회로모듈(120) 하부면에 형성되는 인쇄회로기판(121)의 넓이가 증가되며, 이로 인해, 인쇄회로기판(121)의 부품실장 공간이 늘어나게 된다. 또한, 종래에 인쇄회로기판 내부에 형성되는 도전성 금속패턴들을 인쇄회로기판(121)의 증가된 외부 영역에 형성할 수 있게 됨으로써, 금속패턴의 층수를 줄이는 것이 가능하게 된다. 이로써, 보호회로모듈(120)의 전체적인 두께를 감소시킬 수 있으며, 보다 단순화된 구조로 형성할 수 있다. 또한, 금속패턴의 층수가 감소됨에 따라, 이에 따른 제조비용도 절감할 수 있으며, 보호회로모듈(120)의 두께가 줄어든 만큼 베어셀(110)의 부피를 증가시켜 베어셀(110)의 용량을 증가시킬 수 있으므로, 배터리 팩(100)의 체적이용률을 향상 시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 콤팩트하고 슬림한 배터리 팩(100)을 제조할 수 있다.
다음은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고정홀더 및이에 따른 보호회로모듈의 형상을 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 배터리 팩은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리팩과 비교하여 체결부의 형상만 다를 뿐, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 팩과동일한 구성요소를 가지므로, 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면부호를 부여하고 중복된 설명은 생략하기로 한다. 이에 따라, 본 발명의 제 2 실시예에서는 본 발명의 제 1 실시예와 차이를 갖는보호회로모듈의 체결부에 대해서 중점적으로 설명하기로 한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 체결부는 보호회로모듈(220)의 하부면에서 내측으로 함몰되어 형성되는 하부체결홈(223a)으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 하부체결홈(223a)은 보호회로모듈(220)의 일단에 형성될 수 있다. 또한, 상기 하부체결홈(223a)은 보호회로모듈(220)의 타단에 연결되는 리드플레이트(126)와 대응되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 하부체결홈(223a)은 캡플레이트(161)의 상부면 일단에 형성되는 고정홀더(270)와 중첩되는 상부에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 고정홀더(270)는 하단의 수평면으로 정의되는 본체부(271)와, 상기 본체부(271)의 상부에서 돌출된 형태로 형성되는 삽입부(273)로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 삽입부(273)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고정홀더(170)의 삽입부(173)보다 하부체결홈(223a)에 맞게 짧게 형성되어 보호회로모듈(220)의 하부면이 본체부(271)의 상부면에 밀착되어 수평을 유지할 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 본 발명의 제 1 실시예 에 따른 배터리 팩(100)과 마찬가지로, 보호회로모듈(220) 하부면에 형성되는 인쇄회로기판(121)의 부품실장 공간이 늘어나는 효과가 있다. 상기 인쇄회로기판(121)의 부품실장 공간이 늘어남에 따라 인쇄회로기판(121)에 여러 층으로형성되는 금속패턴의 층수를 줄이는 것이 가능하게 되며, 이로써, 보호회로모듈(220)의 전체적인 두께를 감소시켜 보다 단순화된 구조의 배터리 팩을제조할 수 있다.
다음은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 고정홀더 및이에 따른 보호회로모듈의 형상을 개략적으로 나타낸 부분 사시도이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 배터리 팩은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리팩과 비교하여 체결부의 형상만 다를 뿐, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 팩과동일한 구성요소를 가지므로, 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면부호를 부여하고 중복된 설명은 생략하기로 한다. 이에 따라, 본 발명의 제 3 실시예에서는 본 발명의 제 1 실시예와 차이를 갖는보호회로모듈의 체결부에 대해서 중점적으로 설명하기로 한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 체결부는 보호회로모듈(320)의 일측벽이 내측으로 절곡되어 형성되는 측부체결홈(323a)으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 측부체결홈(323a)은 보호회로모듈(320)의 일단에 형성될 수 있다. 또한, 상기 측부체결홈(323a)은 보호회로모듈(320)의 타단에 연결되는 리드플레이트(126)와 대응되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 측부체결홈(323a)은 캡플레 이트(161)의 상부면 일단에 형성되는 고정홀더(370)와 중첩되는 상부에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 고정홀더(370)는 하단의 수평면으로 정의되는 본체부(371)와, 상기 본체부(371)의 상부에서 돌출된 형태로 형성되는 삽입부(373)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 상기 삽입부(373)는 보호회로모듈(320)에 형성되는 상기 측부체결홈(323a)과 결합될 경우, 보호회로모듈(320)을 밀착시키고, 보호회로모듈(320)의 수평을 유지할 수 있도록 하기 위하여, 'T'자 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 본체부(371)는 상기 삽입부(373)의 형상으로 인해 상부면이 분할되어 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 팩(100) 보다 베어셀(110)과 보호회로모듈(320)의 결합구조를 더욱 안정적으로 유지할 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 팩(100)과 마찬가지로, 보호회로모듈(320) 하부면에 형성되는 인쇄회로기판(121)의 부품실장 공간이 늘어나는 효과가 있다. 상기 인쇄회로기판(121)의 부품실장 공간이 늘어남에 따라 인쇄회로기판(121)에 여러 층으로 형성되는 금속패턴의 층수를 줄이는 것이 가능하게 되며, 이로써, 보호회로모듈(320)의 전체적인 두께를 감소시켜 보다 단순화된 구조의 배터리 팩을 제조할 수 있다.
다음은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.
도 4a는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 배터리 팩의 분해 사시도이고, 도 4b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 보호회로모듈의 배면도이다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 배터리 팩은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 팩과 비교하여 보호회로모듈에 고정홀더와 동일한 역할을 하는 서포터가 형성되는 것만 다를 뿐, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 팩과 동일한 구성요소를 가지므로, 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면부호를 부여하고 중복된 설명은 생략하기로 한다. 이에 따라, 본 발명의 제 4 실시예에서는 본 발명의 제 1 실시예와 차이를 갖는 보호회로모듈의 서포터에 대해서 중점적으로 설명하기로 한다.
도 4a 내지 도 4b를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 배터리 팩(400)은 베어셀(110)과, 베어셀(110)의 상부에 위치되고, 일단에는 아래방향으로 돌출된 형태의 서포터(421)가 형성되는 보호회로모듈(420)을 포함하여 형성된다. 또한, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 배터리 팩(400)은 상기 베어셀(110)의 상부면에 형성되는 지지부재(423)를 더 포함하여 형성된다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 상기 서포터(421)가 형성되는 상기 보호회로모듈(420)은 하부에 위치되는 베어셀(110)과 동일한 수평길이로 형성된다. 즉, 상기 보호회로모듈(420)은 종래의 보호회로모듈보다 수평길이가 증가된 형태로 형성되고, 보호회로모듈(420)의 증가된 영역의 하단면에 상기 서포터(421)가 솔더링되어 형성된다. 이때, 상기 베어셀(110)의 상단면에 안착되는 상기 서포터(421)는 타단에 연결되는 리드플레이트(126)와 동일한 높이로 형성되어 보호회로모듈(420)의 수평을 유지하는 역할을 한다. 한편, 베어셀(110)의 상단면에 안착되는 상기 서포 터(421)의 유동을 방지하기 위한 지지부재(423)가 서포터(421)와 상응되는베어셀(110)의 상단면에 형성될 수 있다. 상기 지지부재(423)는 상기 서포터(421)의 양 측벽만 지지하도록 형성될 수 있고, 전 측벽을 지지하도록 형성될 수도 있는데, 본 발명에서 그 형상을 한정하는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따르면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 팩(100)과 마찬가지로, 보호회로모듈(420) 하부면에 형성되는 인쇄회로기판(121)의 부품실장 공간이 늘어나는 효과가 있다. 상기 인쇄회로기판(121)의 부품실장 공간이 늘어남에 따라 인쇄회로기판(121)에 여러 층으로 형성되는 금속패턴을 줄이는 것이 가능하게 되며, 이로써, 보호회로모듈(420)의 전체적인 두께를 감소시켜 보다 단순화된 구조의 배터리 팩(400)을 제조할 수 있다.
즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 팩(100)과 본 발명의 제 4 실시예에 따른 배터리 팩(400)은 고정홀더(170) 또는 서포터(421)가 접합되는 위치에 따른 구성적 차이만 있을 뿐, 베어셀(110)과 보호회로모듈(120, 420)을 이격시키고, 보호회로모듈(120, 420)의 수평을 유지하는 동일한 역할을 하게된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 팩의 분해 사시도.
도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 베어셀의 분해 사시도.
도 1c는 도 1a에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배터리 팩의 결합된 상태를 나타낸 사시도.
도 1d는 도 1c의 A-A선을 따라 자른 부분 단면도.
도 1e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고정홀더 및이에 따른 보호회로모듈의 형상을 개략적으로 나타낸 부분 사시도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고정홀더 및이에 따른 보호회로모듈의 형상을 개략적으로 나타낸 부분 사시도.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 고정홀더 및이에 따른 보호회로모듈의 형상을 개략적으로 나타낸 부분 사시도.
도 4a는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 배터리 팩의분해 사시도.
도 4b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 보호회로모듈의 배면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
배터리 팩 : 100, 400 베어셀: 110
고정홀더 : 170, 270, 370 본체부 : 171, 271, 371
삽입부 : 173, 273, 373 호회로모듈 : 120, 220, 330, 440 인쇄회로기판 : 121 체결부 : 123
체결홀 : 123a 리드플레이트 : 126
하부체결홈 : 223a 측부체결홈 : 323a
서포터 : 421 지지부재 : 423

Claims (15)

  1. 상부면의 일측에 고정홀더가 형성되는 베어셀; 및
    일측에 형성되고, 상기 고정홀더와 체결되는 체결부와,
    타측에 형성되고, 상기 베어셀상부면의 타측에 고정되는 리드플레이트를 포함하는 보호회로모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정홀더는 상기 베어셀의 상부면 일측에 상부방향으로 돌출되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 고정홀더는 본체부와, 상기 본체부에서 상기 체결부에 대응되도록 상부 방향으로 더 돌출되는 삽입부로 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 본체부는 상기 리드플레이트와 동일한 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정홀더는 절연체인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 고정홀더는 사출성형물인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 고정홀더는 상기 베어셀에 본딩접합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 체결부는 상기 보호회로모듈을 관통하여 형성되는 체결홀이며, 상기 삽입부가 상기 체결홀에 삽입되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 체결부는 상기 보호회로모듈의 하부면에 형성되는 하부체결홈이며, 상기 삽입부가 상기 하부체결홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 체결부는 상기 보호회로모듈의 일측벽이 절곡되는 측부체결홈이며, 상 기 삽입부가 상기 측부체결홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정홀더는 상기 체결부에 대해 억지 끼움 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 베어셀; 및
    하부면의 일측에 형성되고, 상기 베어셀과 접촉되는 서포터와,
    상기 하부면의 타측에 형성되는 리드플레이트를 포함하는 보호회로모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 서포터는 상기 보호회로모듈 하부면 일측에 하부방향으로 돌출되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 서포터는 상기 리드플레이트와 동일한 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 베어셀은 상기 서포터의 일부 또는 전부를 둘러싸는 지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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