KR20110004774A - 배터리 팩 - Google Patents

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KR20110004774A
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Abstract

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 제1면, 양극 및 음극을 포함하는 베어셀; 상기 제1면 상에 놓여지며, 양극접속단자 및 음극접속단자를 포함하는 보호회로 모듈; 상기 제1면 상에 배치되며, 상기 양극과 상기 양극접속단자에 결합되는 제1리드플레이트; 및 상기 제1면 상에 배치되며, 상기 음극과 상기 음극접속단자에 결합되는 제2리드플레이트;를 포함하며, 상기 베어셀의 제1면은 곡률을 가지도록 형성되고, 상기 제1 및 제2리드플레이트 각각은 상기 제1면과 일치하는 곡률부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 팩{Battery pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.
일반적으로 충방전이 가능한 이차 전지의 배터리 팩은 전극조립체가 수납된 케이스를 포함하는 베어셀과, 상기 베어셀을 외부단자와 연결하면서 충방전을 제어하는 보호회로모듈을 포함한다.
이러한 배터리 팩에서 상기 베어셀의 전극조립체는 양극판, 음극판 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터가 적층되어 이루어지는 적층형 전극조립체를 사용된다. 또는 양극판, 음극판 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 적층시킨 상태에서 권취하는 권취형 전극조립체를 사용된다. 이러한 전극조립체는 캔 내부에 수납하여 베어셀을 형성한다. 그리고 상기 베어셀은 보호회로모듈과 전기적으로 연결된다.
종래에는 상기 베어셀과 보호회로모듈을 전기적으로 연결하면서 베어셀에 설치되는 보호회로모듈을 기계적으로 지지하기 위하여 지지부재를 설치한다. 상기 지지부재는 일반적으로 구조물인 지지홀더가 설치된다. 또는 핫멜팅 공법에 의해 베어셀과 보호회로모듈 사이에 형성되는 갭으로 몰딩용 수지가 주입되어 채워진다. 이러한 몰딩용 수지에 의해 보호회로모듈이 지지된다.
그런데 상기 지지부재로서 구조물인 지지홀더를 사용하는 경우는 별도의 구조물을 제공하므로 제조비용이 상승된다.
또한, 상기 지지부재로서 핫-멜팅 공법에 의해 몰딩용 수지를 주입하는 경우에는 몰딩용 수지의 성형작업 불량으로 인해 보호회로모듈이 상하방향으로 기울어지거나 또는 좌우방향으로 비틀어지는 문제가 있다. 이처럼 상기 보호회로모듈이 상하방향으로 기울어지면, 보호회로모듈의 외부단자가 외부 기기와 접속되지 않는 문제가 있다. 또한, 상기 보호회로모듈이 좌우방향으로 비틀어지면 보호회로모듈의 외부단자가 본래 위치에서 벗어나게 되어 조립이 이루어지지 않는 문제가 있다.
이에 본 발명은 보호회로기판을 포함하는 보호회로모듈을 보다 안정적으로 지지할 수 있어 별도의 지지부재의 설치에 소요되는 제조비용을 절감하고, 조립공정이 간소화시킬 수 있는 배터리 팩을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 배터리 팩은, 제1면, 양극 및 음극을 포함하는 베어셀; 상기 제1면 상에 놓여지며, 양극접속단자 및 음극접속단자를 포함하는 보호회로 모듈; 상기 제1면 상에 배치되며, 상기 양극과 상기 양극접속단자에 결합되는 제1리드플레이트; 및 상기 제1면 상에 배치되며, 상기 음극과 상기 음극접속단자에 결합되는 제2리드플레이트;를 포함하며, 상기 베어셀의 제1면은 곡률을 가지도록 형성되고, 상기 제1 및 제2리드플레이트 각각은 상기 제1면의 곡율을 수용할 수 있도록 대응되는 곡률부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 베어셀의 제1면은 대략 연속적인 곡률 반경을 갖는 것일 수 있다.
상기 베어셀의 제1면은 제1곡률부를 가지며, 상기 제1 및 제2리드플레이트는 대응되는 제2곡률부를 구비하고, 상기 제2곡률부는 요부를 구비하며, 상기 요부는 상기 제2굴곡부에 의해 구비된 요부내에서 상기 제1굴곡부를 수용하기 위한 크기를 갖는 것일 수 있다.
상기 제1 및 제2리드플레이트는 상기 베어셀의 제1면 표면적의 최소 20% 표면적을 갖는 것이 바람직하다.
상기 보호회로모듈은 보호회로기판 및 보호회로소자를 포함하며, 상기 보호회로소자는 상기 베어셀과 상기 보호회로기판 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 상기 보호회로소자는 상기 보호회로모듈이 휘어지는 것을 방지하기 위하여 보호회로기판의 양단부 사이에 배치될 수 있으며, 바람직하게 상기 보호회로소자는 보호회로기판의 중앙부분에 위치하는 것이 좋다.
상기 제1리드플레이트는 양극접속단자에 결합하기 위하여 제1리드플레이트의 단부로부터 연장되는 기판 접속부를 포함하고, 상기 제2리드플레이트는 음극접속단자에 결합하기 위하여 제2리드플레이트의 단부로부터 연장되는 기판 접속부를 포함할 수 있다.
상기 제1리드플레이트는 양극의 접속부에 결합하기 위하여 제1리드플레이트의 타단으로부터 연장되는 베어셀 접속부를 포함하고, 상기 제2리드플레이트는 음극의 접속부에 결합하기 위하여 제2리드플레이트의 타단으로부터 연장되는 베어셀 접속부를 포함하며, 상기 베어셀 접속부들은 상기 양극의 접속부와 음극의 접속부가 위치하는 베어셀의 표면에 대응되는 형상을 갖는 것일 수 있다.
상기 제1 및 제2리드플레이트 각각은 상기 베어셀 접속부와 상기 기판 접속부 사이에 형성되는 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 기판접속부 각각은 보호회로기판과 서로 평행하게 형성되고, 연결부 각각은 상기 기판 접속부의 단부에서 베어셀 접속부의 일측부인 곡률부의 일단부에 각각 수직하게 형성된 것일 수 있다.
상기 베어셀과 상기 보호회로기판 사이에 배치되는 보호회로소자를 더 포함하며, 상기 보호회로소자는 상기 연결부들 중 적어도 하나의 높이와 실질적으로 같은 최대 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기 베어셀과 상기 제1 및 제2리드플레이트를 절연시키기 위하여 상기 베어셀과 상기 제1 및 제2리드플레이트 사이에 형성되는 절연부재를 더 포함할 수 있다.
상기 절연부재는 상기 베어셀의 제1면 상에 놓여지는 제1영역, 양극에 대응되는 베어셀의 제2면 상에 놓여지는 제2영역 및 음극에 대응되는 베어셀의 제3면에 놓여지는 제3영역을 포함할 수 있다.
상기 절연부재의 제1영역은 베어셀의 제1면에 일치하는 형상을 갖는 것일 수 있다.
상기 절연부재는 상기 양극에 제1리드플레이트의 베어셀 접속부를 결합하기 위하여 제2영역내에 형성된 통공을 더 포함하고, 상기 음극에 제2리드플레이트의 베어셀 접속부를 결합하기 위하여 제3영역내에 형성된 통공을 더 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상에 따른 배터리 팩은, 곡률을 가지는 제1면 및 상기 제1면에 연결된 제2면과 제3면을 포함하는 베어셀; 상기 베어셀의 제1면상에 배치되는 보호회로 모듈; 및 상기 제1면 상에 배치되고, 상기 베어셀과 보호회로모듈에 결합되는 제1 및 제2리드플레이트를 포함하며,상기 제1면에 인접된 제1 및 제2리드플레이트의 적어도 일부는 제1면과 동일한 곡률을 갖는 곡률부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2리드플레이트는 상기 곡률부와 보호회로모듈을 연결하는 연결부 및 상기 곡률부와 베어셀을 연결하는 접속부를 포함할 수 있다.
상기 연결부는 상기 곡률부에 수직하게 형성되고, 상기 접속부는 상기 곡률부에 수직하게 형성되어 상기 베어셀의 제2면 및 제3면을 따라 연장되며, 상기 접속부 각각은 상기 제1 및 제2리드플레이트의 곡률부의 폭보다 작은 폭을 갖는 것일 수 있다.
상기 베어셀의 제1면은 제1곡률부를 가지며, 상기 제1 및 제2리드플레이트 각각의 곡률부는 요부를 포함하며, 상기 요부는 상기 제1굴곡부를 수용하기 위한 크기를 갖는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은 보호회로소자에 의해 보호회로기판의 중앙부위가 지지되어 보호회로기판의 휘어짐을 방지하게 된다. 그리고 제1,2리드플레이트는 베어셀의 일면에 밀착되어 보호회로기판의 양단부를 지지하게 된다. 따라서 본 발명예에 따른 배터리 팩은 제1,2리드플레이트에 의해 보호회로기판을 포함하는 보호회로모듈을 보다 안정적으로 지지할 수 있어 별도의 지지부재의 설치에 소요되는 제조비용을 절감하고, 조립공정이 간소화시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 분해사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 베어셀과, 보호회로기판을 도시한 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 베어셀에 보호회로기판에 결합된 상태도.
도 4는 도 3의 정면도.
도 5는 도 4의 평면도.
도 6은 도 4의 좌측면도.
도 7은 도 4의 우측면도.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 베어셀과, 보호회로기판을 도시한 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서 베어셀에 보호회로기판에 결합된 상태도이고, 도 4는 도 3의 정면도이며, 도 5는 도 4의 평면도이고, 도 6은 도 4의 좌측면도이며, 도 7은 도 4의 우측면도이다.
도 1 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 베어셀(110)과, 상기 베어셀과 전기적으로 연결되어 베어셀의 충,방전을 제어하는 보호회로모듈(120)과; 상기 베어셀과 상기 보호 회로 모듈을 전기적으로 연결하면서 상기 보호회로모듈을 지지하는 제1리드플레이트(130) 및 제2리드플레이트(140)와; 상기 베어셀과 보호회로모듈을 감싸는 커버(150)를 포함한다.
상기 제1,2 리드플레이트(130,140)는 상기 베어셀(110)에 안착되는 안착면이 상기 베어셀과 접촉되는 면과 동일한 형상으로 형성된다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 상기 제1 리드플레이트(130)와 제2 리드플레이트(140) 사이에 전기적으로 절연되는 절연 부재(160)와, 상기 베어셀(110)과 커버(150)를 고정시키는 라벨(170)을 더 포함한다.
상기 베어셀(110)은 금속재질의 캔(111)의 내부에 전극조립체(미도시)가 수납되어 구성된다. 상기 캔(111)의 재질은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질인 것이 바람직하나, 이에 한정할 필요는 없다.
상기 베어셀(110)은 제1면(111e), 제2면(111d), 제3면(111c), 제4면(111f), 제5면(111a), 제6면((111b)을 포함하는 대략 직육면체의 형상을 갖는 각형의 캔을 포함한다. 상기 베어셀(110)의 제5,6면(111a,111b)은 폭이 넓은 직사각형의 면으로 형성된다. 그리고 상기 제5,6면(111a,111b)과 일체로 형성된 제1,2,3,4면(111c,111d,111e,111f)은 폭이 좁은 직사각형의 면으로 형성된다. 상기 제2,3면(111c,111d)은 길이가 짧은 면이고, 제1,4면(111e,111f)은 제2,3면(111c,111d)에 비하여 길이가 길게 형성된 면이다.
본 발명에 의한 베어셀(110)의 제1면(111e)은 소정의 곡률을 갖는 라운드 형상의 곡률부를 포한한다. 바람직하게 상기 베어셀(110)의 제1면(111e)은 대략 연속적인 곡률 반경을 갖는다.
상기 전극조립체는 양극판(미도시)과, 음극판(미도시)과, 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 세퍼레이터(미도시)를 포함하는 일반적인 전극조립체의 구성을 갖는다. 상기 양극판은 캔(111)과 전기적으로 연결되고, 상기 음극판은 베어셀의 제3면(111c)을 통해 외부로 돌출된 전극단자(112)와 전기적으로 연결된다.
상기 보호회로모듈(120)은 보호회로기판(121)과, 상기 보호회로기판(121)의 하나의 면에 설치되는 외부 단자(122)를 포함한다. 상기 보호회로기판(121)은 다른 하나의 면에 베어셀(110)의 충전 및 방전을 제어하는 보호회로소자(123)가 구비된다. 상기 보호회로소자(123)는 베어셀(110)의 충전상태를 균일하게 하거나, 또는 과충전 및 과방전을 방지하게 된다. 또한, 상기 보호회로기판(121)은 베어셀(110)의 양극단자 및 음극단자와 전기적으로 연결되는 양극접속단자(미도시)와 음극접속단자(미도시)가 구비된다.
상기 제1 리드플레이트(130)는 베어셀(110)의 양극단자와 보호회로기판(121)의 양극접속단자를 전기적으로 연결한다. 상기 제2 리드플레이트(140)는 베어셀(110)의 음극단자와 보호회로기판(121)의 음극접속단자를 전기적으로 연결한다.
상기 제1,2 리드플레이트(130,140)의 재질은 전기전도성을 갖는 재질이면 어떠한 재질이라도 무방하다. 바람직하기는 니켈 또는 니켈 합금을 사용할 수 있다. 그러나 이러한 재질을 한정할 필요는 없다.
상기 제1,2 리드플레이트(130,140)의 형상과 구조는 다음과 같다.
상기 제1 리드플레이트(130)는 일단에 상기 보호회로기판(121)의 양극접속단자와 접속되는 기판 접속부(131)와, 타단은 상기 베어셀(110)의 양극단자에 해당되는 베어셀(110)의 제2면(111d)에 접속되는 베어셀 접속부(132)와, 상기 기판 접속부(131)와 베어셀 접속부(132)를 연결하는 연결부(133)를 포함한다.
상기 기판 접속부(131)는 보호회로기판(121)과 평행하도록 수평하게 형성되어 보호회로기판(121)의 양극접속단자와 용접 등의 방식에 의해 전기적으로 연결된다.
상기 베어셀 접속부(132)는 베어셀(110)의 제1면(111e)의 형태와 일치하는 형태를 포함한다. 따라서 상기 제1 리드플레이트(130)는 상기 베어셀(110)의 곡률부에 대응되는 곡률부(134)를 구비하며, 상기 제1리드플레이트(130)에 형성된 곡률부(134)는 상기 베어셀(110)의 곡률부를 수용할 수 있도록 내부에 요부를 구비한다.
바람직하게, 상기 베어셀 접속부(132)는 상기 제1면(111d)의 곡률과 유사하거나 동일한 곡률을 갖는 곡률부(134)와, 상기 곡률부(134)에 대하여 직각으로 절곡되어 베어셀(110)의 제2면(111d)과 접속되는 접속부(135)를 포함한다. 상기 곡률부(134)는 상기 접속부(135) 보다 폭이 더 넓게 형성되어 보호회로기판(121)을 지지하는 면적을 증대시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 접속부(135)는 상기 절연부재(160)의 제1통공(161)을 통해서 베어셀(110)의 제2면(111d)과 접속된다.
상기 연결부(133)는 상기 기판 접속부(131) 및 베어셀 접속부(132)를 연결하기 위하여 기판 접속부(131)의 단부에서 베어셀 접속부(132)의 일측부인 곡률부(134)의 일단부에 수직하게 형성된다.
한편, 상기 제1 리드플레이트(130)와 보호회로모듈(120) 사이에 2차보호소자가 더 설치될 수 있다. 상기 2차보호소자는 PTC소자(180) 또는 이와 등가의 성능을 갖는 안전소자가 설치된다. 본 발명의 일 실시예에서는 이러한 2차보호소자를 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자(180)인 경우를 설명하였으나, 써멀퓨즈(Thermal Fuse) 등도 사용할 수 있다. 또한, 2차보호소자를 설치하지 않더라도 본 발명을 실시할 수 있다.
상기 제2 리드플레이트(140)는 일단에 상기 보호회로기판(121)의 음극접속단자와 접속되는 기판 접속부(142)와, 타단에서 상기 베어셀(110)의 음극단자에 해당되는 베어셀(110)의 제3면(111c)의 전극단자(112)에 접속되는 베어셀 접속부(142)와, 상기 기판 접속부(141)와 베어셀 접속부(142)는 연결하는 연결부(143)를 포함한다.
상기 기판 접속부(141)는 보호회로기판(121)과 평행하도록 수평하게 형성되어 보호회로기판(121)의 음극접속단자와 용접 등의 방식에 의해 전기적으로 연결된다.
상기 베어셀 접속부(142)는 베어셀(110)의 제1면(111e)의 형태와 일치하는 형태로 형성된다. 따라서 상기 제2리트플레이트(140)는 상기 베어셀(110)의 곡률부에 대응되는 곡률부(134)를 구비하며, 상기 제2리드플레이트(140)에 형성된 곡률부(144)는 상기 베어셀(110)의 곡률부를 수용할 수 있도록 내부에 요부를 구비한다.
바람직하게, 상기 베어셀 접속부(142)는 상기 베어셀(110)의 제1면(111e)의 곡률과 유사하거나 또는 동일한 곡률을 갖는 곡률부(144)와, 상기 곡률부(144)에 대하여 직각으로 절곡되어 베어셀(110)의 제3면(111c)에서 돌출된 전극단자(112)와 접속되는 접속부(145)를 포함한다. 상기 곡률부(144)는 상기 접속부(145)와 비교하여 폭이 더 넓게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 곡률부(144)는 제1면(111e)과 접촉면적이 넓은 것이 바람직하다. 그에 따라 곡률부(144)에 의해 보호회로기판(121)을 지지하는 면적이 증대될 수 있기 때문이다. 또한, 상기 접속부(145)는 상기 절연부재(160)의 제2통공(162)을 통해서 베어셀(110)의 제3면(111c)의 전극단자(112)와 접속된다. 즉, 상기 접속부(145)는 곡률부(144)보다 폭이 좁더라도 제3면(111c)의 전극단자(112)와 용접 등의 방식에 의해 전기적으로 연결될 수 있는 폭이면 만족된다.
상기 연결부(143)는 양단부가 상기 기판 접속부(141) 및 베어셀 접속부(142)에 대하여 각각 수직하게 일체로 형성된다.
상기 커버(150)는 베어셀(110)과 보호회로모듈(120) 및 제1,2 리드플레이트(130,140)를 외곽에서 감싸도록 형성된다. 상기 커버(150)는 4개의 프레임(151,152,153,154)이 일체로 형성된다.
상기 제1프레임(151)은 베어셀의 제1면(111e)과 대응된다. 상기 제1프레임(151)에 의해 보호회로모듈(120)이 감싸여진다. 제1프레임(151)은 일측에 보호회로모듈(120)의 외부단자(121)가 돌출되는 수개의 단자공(151a)이 형성된다. 제1프레임(151)의 타측에는 침수지(190)가 부착되는 침수지 부착홈(151b)이 형성된다.
상기 제2프레임(152)은 제1프레임(151)의 일측 단부에 일체로 형성되고, 제3프레임(153)은 제1프레임(151)의 타측 단부에 일체로 형성된다. 제2프레임(152)은 베어셀(110)의 제3면(111c)과 대응되고 제3프레임(153)은 베어셀(110)의 제2면(111d)과 대응되어 베어셀(110)의 제2,3면(111d,111c)이 보호된다.
상기 제4프레임(154)은 제2프레임(152)과 제3프레임(153)의 단부에 양단부가 일체로 형성된다. 따라서 제4프레임(154)은 베어셀(110)의 제4면(111f)과 대응되어 베어셀(110)의 제4면(111f)을 보호하게 된다.
상기 절연부재(160)는 베어셀(110)의 제3면(111c) 및 제2면(111d)과 제1면(111e)에 걸쳐서 부착된다.
상기 절연부재(160)는 제1면(111e) 위에 설치되는 보호회로모듈(120)의 보호회로소자(123)를 베어셀(110)의 캔(111)과 절연시킨다. 아울러 절연부재(160)는 제2면(111d)에 설치되는 제1리드플레이트(130)와, 제3면(111c)에 설치되는 제2리드플레이트(140)를 베어셀(110)의 캔(111)과 절연시킨다.
상기 절연부재(160)는 일측에 제1통공(161)이 형성되고 타측에 제2통공(162)이 형성된다. 상기 제1통공(161)에 의해 제1리드플레이트(130)의 접속부(135)가 베어셀(110)의 양극에 해당되는 제2면(111d)과 접속된다. 상기 제2통공(162)에 의해 제2리드플레이트(140)의 접속부(145)가 베어셀(110)의 음극에 해당되는 전극단자(112)와 접속된다.
상기 절연부재(160)는 절연 재질로 형성된 테이프 형태 또는 이와 등가의 성질을 갖는 재질과 형태이면 어떠한 부재이든 적용할 수 있다.
상기 라벨(170)은 상기 베어셀(110)과 커버(150)가 결합된 후에 베어셀(110)의 측면 및 하면을 감싸게 된다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 배터리 팩의 일 실시예에 의해 배터리 팩(100)을 조립하는 순서를 설명한다.
먼저, 보호회로모듈(120)의 보호회로기판(121)에 제1리드플레이트(130)와 제2리드플레이트(140)가 조립된다. 즉, 보호회로기판(121)의 양극접속단자(미도시)에 제1리드플레이트(130)의 기판 접속부(131)가 용접될 수 있다. 그런데 본 발명의 일 실시예에서는 제1리드플레이트(130)와 보호회로기판(121) 사이에 PTC 소자(180)가 설치된다. 따라서 제1리드플레이트(130)의 기판 접속부(131)는 PTC소자(180)의 일단부에 접속된다. 그리고 PTC 소자(180)의 타단부가 보호회로기판(121)의 양극접속단자에 접속된다.
또한, 보호회로기판(121)의 음극접속단자(미도시)는 제2리드플레이트(140)의 기판 접속부(141)가 용접된다.
그 다음에 제1,2 리드플레이트(130,140)를 베어셀(110)에 전기적으로 연결한다.
제1,2리드플레이트(130,140)를 베어셀(110)에 접속하기 전에 절연부재(160)를 베어셀(110)의 외면에 부착한다. 절연부재(160)는 상기 제1,2 리드플레이트(130,140)가 부착되는 베어셀(110)의 제1,2,3면(111e,111d,111c)에 부착된다.
제1,2리드플레이트(130,140)가 조립된 보호회로모듈(120)은 베어셀의 측면중 폭이 좁고 길이가 상대적으로 길게 형성된 제1면(111e) 또는 제4면(111f)에 안착될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 제1면(111e)에 보호회로모듈(120)이 안착된 상태를 설명한다.
상기 보호회로모듈(120)은 제1,2 리드플레이트(130,140)가 전기적으로 연결되면서 기구적으로 지지하는 구조로 안착된다.
상기 제1리드플레이트(130)는 베어셀 접속부(132)중에서 곡률부(134)가 제1면(111e)에 안착된다. 그리고 접속부(135)는 제2면(111d)에 용접된다. 따라서 제1리드플레이트(130)는 접속부(135)에 의해 베어셀(110)의 양극과 전기적으로 연결된다. 그리고, 곡률부(134)에 의해서 보호회로기판(121)을 기구적으로 지지하게 된다. 특히 곡률부(134)는 제1면(111e)와 대체적으로 동일한 곡률로 형성되고 폭이 넓게 형성되어 제1면(111e)에 밀착된 상태가 된다.
또한, 상기 제2리드플레이트(140)는 베어셀 접속부(142)중에서 곡률부(144)가 제1면(111e)에 안착된다. 그리고 접속부(145)는 제3면(111c)에 돌출된 음극단자인 전극단자(112)에 용접된다. 따라서 제2리드플레이트(140)는 접속부(145)에 의해 베어셀(110)의 음극과 전기적으로 연결된다. 그리고 곡률부(144)에 의해 보호회로기판(121)을 기구적으로 안정되게 지지하게 된다. 곡률부(144)도 제1면(111e)과 대체적으로 동일한 곡률로 형성되어 폭이 넓게 형성되어 제1면(111e)에 밀착된 상태가 된다.
이와 같이 상기 제1,2리드플레이트(130,140)는 각각의 곡률부(134,144)가 베어셀(110)의 제1면(111e)과 동일한 곡률로 형성되고, 대체로 폭이 넓게 형성되어 있다. 그러므로 상기 각각의 곡률부(134,144)는 베어셀(110)의 제1면(111e)과 넓은 면적을 갖고 밀착되어 있다. 따라서 제1,2리드플레이트(130,140)에 의해 보호회로기판(121)을 최대한 안정적으로 지지하게 된다.
다음에는 커버(150)에 의해 보호회로모듈(120)이 베어셀(110)을 감싸게 된다. 커버(150)의 제1프레임(151)은 보호회로모듈(120)과 제1,2리드플레이트(130,140)의 일부를 감싸고, 제1프레임(151)에 형성된 단자공(151a)을 통해서 보호회로모듈(120)의 외부단자(122)가 돌출된다. 제2,3프레임(152,153)에 의해 제1,2리드플레이트(130,140)의 나머지 부분이 감싸여진다. 그리고 제4프레임(154)은 베어셀(110)의 제4면(111f)을 감싸게 된다.
마지막으로 베어셀(110)과 커버(150)는 라벨(170)에 의해 감싸여진다. 상기 라벨(170)에 의해 베어셀(110)에서 커버(150)가 분리되지 않게 된다.
그리고 커버(150)의 제1프레임(151)에는 침수지(190)가 부착된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 제1,2리드플레이트(130,140)가 베어셀(110)의 하나의 면과 동일한 곡률을 갖고 밀착되게 설치되면서 보호회로기판(121)을 포함하는 보호회로모듈(120)을 지지한다. 이때, 제1,2리드플레이트(130,140)는 베어셀(110)과 보호회로모듈(120)을 전기적으로 연결하고 기구적으로 보호회로모듈(120)을 지지하는 역할을 수행한다. 따라서 별도의 지지부재를 필요로 하지 않는다. 그리고 외부 충격이 발생되더라도 보호회로모듈(120)은 제1,2리드플레이트(130,140)에 의해 안정적으로 지지되는 효과가 있다.
다음에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)을 다른 측면에 의하여 설명한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 따른 배터리 팩(100)은 제1,2리드플레이트(130,140)가 보호회로모듈(120)을 지지한다. 상기 제1,2리드플레이트(130,140)는 각각 기판 접속부(131,141)와, 베어셀 접속부(132,142)와, 이들을 연결하는 연결부(133,143)로 이루어진다.
상기 연결부(133,143)는 높이(h)가 상기 보호회로기판(121)에 설치되는 보호회로소자(123)의 높이(h1)와 동일하게 형성하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 보호회로소자(123)는 보호회로기판(121)의 중간부위에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 보호회로소자(123)는 일반적으로 보호회로기판(121)의 외부단자(122)가 설치되는 면과 반대면에 설치된다. 따라서 베어셀(110)의 하나의 면과 마주보게 설치된다. 이때 상기 연결부(133,143)의 높이(h)가 보호회로소자(123)의 높이(h1)와 동일하게 형성되면, 상기 보호회로소자(123)에 의해 보호회로기판(121)을 포함하는 보호회로모듈(120)을 지지할 수 있다.
일반적으로 상기 보호회로소자(123)는 대략 1.0mm 내외의 높이를 갖는다. 제1,2리드플레이트(130,140)의 연결부(133,143)의 길이(h)를 보호회로소자(123)와 동일하게 형성하면, 제1,2 리드플레이트(130,140)와 보호회로소자(123)가 동시에 보호회로기판(121)을 지지할 수 있다. 따라서 보다 안정적으로 보호회로기판(121)에 베어셀(110)의 하나의 면에 대하여 지지되는 효과가 있다.
또한, 상기 보호회로소자(123)는 보호회로기판(121)의 양단부 사이에 형성되는 것이 바람직하며, 보호회로기판(121)의 일면에서 대략 중앙부에 설치되는 것이 더욱 바람직하다. 그에 따라 보호회로기판(121)은 보호회로소자(123)에 의해 지지되어 중앙부위에서의 휘어짐을 방지한다.
상기 제1,2리드플레이트(130,140)는 각각의 곡률부(134,144)가 제1면(111e)의 면적에 대하여 최소 20%의 면적을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서는 제1면(111e)의 면적이 3123.149mm2인 경우에 대하여 제1리드플레이트(130)의 곡률부(134)의 면적은 40.744mm2이고, 제2리드플레이트(140)의 곡률부(144)의 면적은 20.7696mm2이다. 따라서 제1면(111e)의 면적에 대하여 제1,2 리드플레이트(130,140)의 곡률부(134,144)의 면적의 합은 제1면(111e)의 면적에 대하여 대략 19.7%이다.
제1,2리드플레이트의 곡률부의 면적이 제1면(111e)의 면적의 1/5 보다 현저하게 작아지면 보호회로기판을 안정적으로 지지하기가 어렵다. 또한, 제1,2리드플레이트의 곡률부의 면적이 제1면(111e)의 면적보다 지나치게 커지게 되면 리드플레이트의 제조비용이 증가되고 조립성이 저하되는 문제가 있다.
한편, 상술한 본 발명의 일 실시예의 제1,2리드플레이트는 베어셀과 접속되는 방식이 주로 용접방식에 의해 접속되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정할 필요는 없다. 즉, 테이프 등과 같은 접착 부재에 의해서 제1,2리드플레이트를 베어셀에 고정할 수 있다.
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 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100 ; 배터리 팩 110 ; 베어셀
120 ; 보호회로모듈 130 ; 제1리드플레이트
140 ; 제2리드플레이트 150 ; 커버
160 ; 절연부재 170 ; 라벨
180 ; 2차보호소자 190 ; 침수지

Claims (20)

  1. 제1면, 양극 및 음극을 포함하는 베어셀;
    상기 제1면 상에 놓여지며, 양극접속단자 및 음극접속단자를 포함하는 보호회로 모듈;
    상기 제1면 상에 배치되며, 상기 양극과 상기 양극접속단자에 결합되는 제1리드플레이트; 및
    상기 제1면 상에 배치되며, 상기 음극과 상기 음극접속단자에 결합되는 제2리드플레이트;를 포함하며,
    상기 베어셀의 제1면은 곡률을 가지도록 형성되고, 상기 제1 및 제2리드플레이트 각각은 상기 제1면의 곡률을 수용할 수 있도록 대응되는 곡률부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 베어셀의 제1면은 대략 연속적인 곡률 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 베어셀의 제1면은 제1곡률부를 가지며, 상기 제1 및 제2리드플레이트는 대응되는 제2곡률부를 구비하고, 상기 제2곡률부는 요부를 구비하며, 상기 요부는 상기 제2굴곡부에 의해 구비된 요부내에서 상기 제1굴곡부를 수용하기 위한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 및 제2리드플레이트는 상기 베어셀의 제1면 표면적의 최소 20% 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 보호회로모듈은 보호회로기판 및 보호회로소자를 포함하며, 상기 보호회로소자는 상기 베어셀과 상기 보호회로기판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 보호회로소자는 상기 보호회로모듈이 휘어지는 것을 방지하기 위하여 보호회로기판의 양단부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 보호회로소자는 보호회로기판의 중앙부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 제1리드플레이트는 양극접속단자에 결합하기 위하여 제1리드플레이트의 단부로부터 연장되는 기판 접속부를 포함하고, 상기 제2리드플레이트는 음극접속단자에 결합하기 위하여 제2리드플레이트의 단부로부터 연장되는 기판 접속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1리드플레이트는 양극의 접속부에 결합하기 위하여 제1리드플레이트의 타단으로부터 연장되는 베어셀 접속부를 포함하고,
    상기 제2리드플레이트는 음극의 접속부에 결합하기 위하여 제2리드플레이트의 타단으로부터 연장되는 베어셀 접속부를 포함하며,
    상기 베어셀 접속부들은 상기 양극의 접속부와 음극의 접속부가 위치하는 베어셀의 표면에 대응되는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 제1 및 제2리드플레이트 각각은 상기 베어셀 접속부와 상기 기판 접속부 사이에 형성되는 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 기판접속부 각각은 보호회로기판과 서로 평행하게 형성되고, 연결부 각각은 상기 기판 접속부의 단부에서 베어셀 접속부의 일측부인 곡률부의 일단부에 각각 수직하게 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 베어셀과 상기 보호회로기판 사이에 배치되는 보호회로소자를 더 포함하며, 상기 보호회로소자는 상기 연결부들 중 적어도 하나의 높이와 실질적으로 같은 최대 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 청구항 9에 있어서, 상기 베어셀과 상기 제1 및 제2리드플레이트를 절연시키기 위하여 상기 베어셀과 상기 제1 및 제2리드플레이트 사이에 형성되는 절연부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 절연부재는 상기 베어셀의 제1면 상에 놓여지는 제1영역, 양극에 대응되는 베어셀의 제2면 상에 놓여지는 제2영역 및 음극에 대응되는 베어셀의 제3면에 놓여지는 제3영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 절연부재의 제1영역은 베어셀의 제1면에 일치하는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 절연부재는 상기 양극에 제1리드플레이트의 베어셀 접속부를 결합하기 위하여 제2영역내에 형성된 통공을 더 포함하고, 상기 음극에 제2리드플레이트의 베어셀 접속부를 결합하기 위하여 제3영역내에 형성된 통공을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  17. 곡률을 가지는 제1면 및 상기 제1면에 연결된 제2면과 제3면을 포함하는 베어셀;
    상기 베어셀의 제1면상에 배치되는 보호회로 모듈; 및
    상기 제1면 상에 배치되고, 상기 베어셀과 보호회로모듈에 결합되는 제1 및 제2리드플레이트를 포함하며,
    상기 제1면에 인접된 제1 및 제2리드플레이트의 적어도 일부는 제1면과 동일한 곡률을 갖는 곡률부를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 제1 및 제2리드플레이트는 상기 곡률부와 보호회로모듈을 연결하는 연결부 및 상기 곡률부와 베어셀을 연결하는 접속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 연결부는 상기 곡률부에 수직하게 형성되고, 상기 접속부는 상기 곡률부에 수직하게 형성되어 상기 베어셀의 제2면 및 제3면을 따라 연장되며,
    상기 접속부 각각은 상기 제1 및 제2리드플레이트의 곡률부의 폭보다 작은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  20. 청구항 17에 있어서, 상기 베어셀의 제1면은 제1곡률부를 가지며, 상기 제1 및 제2리드플레이트 각각의 곡률부는 요부를 포함하며, 상기 요부는 상기 제1굴곡부를 수용하기 위한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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