KR20120006641A - 절연구조를 가지는 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수의 베어셀이 적층배열되어 있어 장시간 사용할 수 있음은 물론 베어셀과 전기적으로 연결된 PCM어셈블리의 사이가 절연되도록 함으로써 안정적으로 사용될 수 있도록 정극단자(+)(1) 및 부극단자(-)(2)가 형성되어 정격전압을 제공하는 베어 셀(3)과, 상기 베어 셀(3)의 정극단자(1)와 부극단자(2)가 전기적으로 연결되어 충방전시에 있어서 과충전과 과방전으로부터 베어 셀(3)을 보호하도록 된 PCM어셈블리(4)와, 상기 베어 셀(3)과 PCM어셈블리(4)가 수용되는 하우징으로 이루어진 통상의 배터리 팩에 있어서; 상기한 베어 셀(3)은 판상의 판면에 정극단자(1)와 부극단자(2)가 관통되면서 고정되는 단자고정공(6)들이 2개 1조로 다수 조가 구비되고 상기 1조들과 타 조들의 단자고정공(6)들의 사이의 판면에 돌출되어 베어 셀의 양측부가 끼움결함되는 다수의 고정돌기(7)들이 구비된 절연재질의 고정판(8)에 적어도 4개 이상이 조립되며, 상기 다수 개의 베어 셀(3)의 정극단자(1)들과 부극단자(2)들이 PCN어셈블리(4)에 전기적으로 연결고정된 절연구조를 가지는 배터리 팩을 제공한다.

Description

절연구조를 가지는 배터리 팩{A Battery pack with insulator}
본 발명은 이동통신단말기 등과 같은 각종 전기기구에 전원을 공급하도록 된 배터리 팩에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 베어셀이 적층배열되어 있어 장시간 사용할 수 있음은 물론 베어셀과 전기적으로 연결된 PCM어셈블리의 사이가 절연되도록 함으로써 안정적으로 사용될 수 있는 절연구조를 가지는 배터리 팩에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰, PDA, 캠코더, 노트북, 기타 디지털 소형가전, 의료기기, 완구류, 소형 휴대용 소형기기, 및 군수용 통신기기에 전원을 공급하도록 된 충전지 중 폴리머 계열의 충전지는 한국공개특허제10-2010-41064호(명칭: 전지 팩)에서 게시된 바와 같이 파우치 형태의 베어 셀(bare cell)에 보호회로부재가 접속된 리튬 폴리머 전지와, 상기 리튬 폴리머 전지가 수납되어 가장자리가 융착된 플라스틱 케이스로 이루어져 있다.
상기 파우치 형태의 베어 셀은 변성 폴리프로필렌(CPP)/알루미늄/나일론(또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET))으로 이루어진 파우치의 내부에, 양극 전극판/세퍼레이터/음극 전극판으로 이루어진 전극 조립체 및 폴리머 전해액이 수납된 형태를 갖는다.
또한, 근자에는 배터리 팩의 소형화를 목적으로 배터리 팩과 외부 회로를 접속하는 외부 입출력 단자를 터미널 블록(terminal block)이나 리드선(lead wire) 등으로 배터리 팩의 외부에 별도로 취부하는 것이 아니라 보호회로기판의 일면에 형성하여 외부로 노출되도록 배치하고 있는 실정이다.
그러나 상기와 배터리 팩은 그 사용기간이 베어 셀의 성능에 의존하기 때문에 종래의 배터리 팩은 그 사용기간이 짧은 문제점이 있었다.
또한 베어 셀과 보호회로부재(PCM어셈블리)가 직결되어 베어 셀에 충전된 전기의 방전에 따른 보호회로부재의 손상이 유발될 우려가 있어 비 안정적인 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수의 베어셀이 적층배열되어 있어 장시간 사용할 수 있음은 물론 베어 셀과 전기적으로 연결된 PCM어셈블리의 사이가 절연되도록 함으로써 안정적으로 사용될 수 있는 절연구조를 가지는 배터리 팩을 제공하는 것에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 절연구조를 가지는 배터리 팩은 정극단자(+) 및 부극단자(-)가 형성되어 정격전압을 제공하는 베어 셀과, 상기 베어 셀의 정극단자와 부극단자가 전기적으로 연결되어 충방전시에 있어서 과충전과 과방전으로부터 베어 셀을 보호하도록 된 PCM어셈블리와, 상기 베어 셀과 PCM어셈블리가 수용되는 하우징으로 이루어진 통상의 배터리 팩에 있어서; 상기한 베어 셀과 PCM어셈블리의 사이에는 상기 베어 셀의 정극단자와 부극단자가 관통되면서 고정되는 단자고정공들이 판면에 구비된 판상의 절연재질로 이루어진 고정판이 마련된 것을 특징으로 한다.
또한 상기한 고정판은 상기 베어 셀의 정극단자와 부극단자가 관통되면서 고정되는 단자고정공들이 2개 1조로 다수 조가 구비되고 상기 1조들과 타 조들의 단자고정공들의 사이의 판면에 돌출되어 베어 셀의 양측부가 끼움결함되는 다수의 고정돌기들이 구비되어 베어 셀이 적어도 4개 이상이 조립되며, 상기 다수 개의 베어 셀의 정극단자들과 부극단자들이 PCN어셈블리에 전기적으로 연결고정된 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 절연구조를 가지는 배터리 팩은 다수의 베어 셀이 구비되어 종래에 비하여 장시간 동안 사용할 수 있음은 물론 베어셀과 전기적으로 연결된 PCM어셈블리의 사이가 절연되도록 함으로써 안정적으로 사용될 수 있고, 특히 다수의 베어 셀이 고정판에 안정적으로 고정배열되어 외부의 충격에도 조립상태가 해체되지 않아 고장의 우려가 낮은 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 절연구조를 가지는 배터리 팩을 보인 분리 사시 예시도.
도 2는 도 1에서 도시된 본 실시예에 의한 절연구조를 가지는 배터리 팩의 정단면 예시도.
도 3은 도 1에서 도시된 본 실시예에 의한 절연구조를 가지는 배터리 팩의 평단면 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 의한 절연구조를 가지는 배터리 팩을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 절연구조를 가지는 배터리 팩을 보인 도면으로서, 본 실시예의 절연구조를 가지는 배터리 팩은 정극단자(+)(1) 및 부극단자(-)(2)가 형성되어 정격전압을 제공하는 베어 셀(3)과, 상기 베어 셀(3)의 정극단자(1)와 부극단자(2)가 전기적으로 연결되어 충방전시에 있어서 과충전과 과방전으로부터 베어 셀(3)을 보호하도록 된 PCM어셈블리(4)와, 상기 베어 셀(3)과 PCM어셈블리(4)가 수용되는 하우징을 갖는다.
상기에서 베어 셀(3)은 정극단자(+) 및 부극단자(-)가 형성되어 정격전압을 제공하는 리튬이온배터리로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 베어 셀(3)에서 정극단자(+) 및 부극단자(-) 등이 형성된 상부면에 PCM어셈블리(4)가 대향되게 배치된다.
이때, PCM어셈블리(4)에는 일면에 가공된 외부 입출력 단자인 터미널블록(5)이 외부로 노출된다.
그리고 상기한 PCM어셈블리(4)는 베어 셀(3)의 수직 상부면과 거의 동일한 크기의 직사각형 모양을 가지는 수지재 판체로 이루어지고, 주표면이 되는 일면에 외부 입출력 단자인 터미널블록(5) 등이 형성되어 있다.
또한 외부 입출력 단자인 터미널블록(5)이 형성된 이면에는 미도시된 회로부 및 접속용 단자를 구비하고 있다.
즉 회로부에는 충방전시에 있어서 과충전, 과방전으로부터 베어 셀(3)을 보호하기 위한 보호회로나, 표면실장형 PTC(티탄산바륨계(系) 도자기로 온도가 상승하면 전기저항이 급격히 커지는 반도체소자, 정특성 서미스터라고도 함) 또는 바이메탈(Bimetal) 등이 형성된다.
그리고 본 실시예에 의한 배터리 팩에 있어서 상기한 베어 셀(3)은 판상의 판면에 정극단자(1)와 부극단자(2)가 관통되면서 고정되는 단자고정공(6)들이 2개 1조로 다수 조가 구비되고 상기 1조들과 타 조들의 단자고정공(6)들의 사이의 판면에 돌출되어 베어 셀(3)의 양측부가 끼움결함되는 다수의 고정돌기(7)들이 구비된 절연재질의 고정판(8)에 적어도 4개 이상이 조립된다.
또한 상기 다수 개의 베어 셀(3)의 정극단자(1)들과 부극단자(2)들이 PCN어셈블리(4)에 전기적으로 연결고정된다.
이에 따라 베어 셀(3)과 전기적으로 연결된 PCM어셈블리(4)의 사이가 절연되도록 함으로써 안정적으로 사용될 수 있고, 특히 다수의 베어 셀(3)이 고정판(8)에 안정적으로 고정배열되어 외부의 충격에도 조립상태가 해체되지 않아 고장의 우려가 현저히 낮아진다.
그리고 상기에서 하우징은 내부에 베어 셀(3)과 고정판(8) 및 PCM어셈블리(4)의 조립체가 수용됨과 아울러 PCN어셈블리(4)에 마련된 터미널블록(5)이 외부로 노출되는 개구공(9)이 구비되며 일측부가 개방된 수용공을 가지는 본체(10)와, 상기 본체(10)와 결합하여 개방된 수용공을 폐쇄하도록 된 커버(11)와, 상기 본체(10)와 커버(11)들의 상단과 하단부위가 동시에 수용되어 고정되도록 구비된 "ㄷ" 형상의 제1고정시트(12) 및 제2고정시트(13)로 이루어진다.
또한 상기한 본체(19)와 커버(11)가 맞물리는 부위에는 결합돌기(14)와 이에 맞춤결합되는 결합공(15)이 형성된다.
따라서 상기한 본체(10)와 커버(11)는 상기 결합돌기(14) 및 결합공(15)에 의해 1차적으로 조립이 되며, 상기 제1고정시트(12) 및 제2고정시트(13)에 의해 2차적으로 고정되어 결합이 확고히 유지된다.
그리고 상기한 제1고정시트(12) 및 제2고정시트(13) 중 상기 터미널블록(5)이 노출된 부위에는 상기 터미널불록(5)이 관통되는 관통공(16)이 구비된다.
이에 따라 상기 터미널블록(5)이 하우징의 외부로 노출되어 외부의 장치에 접속된다.
상기한 바와 같이 본 실시예의 배터리 팩은 상기 고정판(8)에 의해 다수 개의 베어 셀(3)이 1조로 이루어짐에 따라 총체적인 사용시간이 기존에 비하여 증대된다.
또한 베어 셀(3)과 전기적으로 연결된 PCM어셈블리(4)의 사이가 절연되도록 함으로써 안정적으로 사용된다.
1 : 정극단자, 2 : 부극단자,
3 : 베어 셀, 4 : PCM어셈블리,
5 : 터미널블록, 6 : 단자고정공,
7 : 고정돌기, 8 : 고정판,
9 : 개구공, 10 : 본체,
11 : 커버, 12 : 제1고정시트,
13 : 제2고정시트, 14 : 결합돌기,
15 : 결합공, 16 : 관통공.

Claims (4)

  1. 정극단자(+) 및 부극단자(-)가 형성되어 정격전압을 제공하는 베어 셀과, 상기 베어 셀의 정극단자와 부극단자가 전기적으로 연결되어 충방전시에 있어서 과충전과 과방전으로부터 베어 셀을 보호하도록 된 PCM어셈블리와, 상기 베어 셀과 PCM어셈블리가 수용되는 하우징으로 이루어진 통상의 배터리 팩에 있어서;
    상기한 베어 셀과 PCM어셈블리의 사이에는 상기 베어 셀의 정극단자와 부극단자가 관통되면서 고정되는 단자고정공들이 판면에 구비된 판상의 절연재질로 이루어진 고정판이 마련된 것을 특징으로 하는 절연구조를 가지는 배터리 팩
  2. 제 1항에 있어서;
    상기한 하우징은 내부에 베어 셀과 고정판 및 PCM어셈블리의 조립체가 수용됨과 아울러 PCN어셈블리에 마련된 터미널블록이 외부로 노출되는 개구공이 구비되며 일측부가 개방된 수용공을 가지는 본체와, 상기 본체와 결합하여 개방된 수용공을 폐쇄하도록 된 커버와, 상기 본체와 커버들의 상단과 하단부위가 동시에 수용되어 고정되도록 구비된 "ㄷ" 형상의 제1고정시트 및 제2고정시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 절연구조를 가지는 배터리 팩
  3. 제 2항에 있어서;
    상기한 제1고정시트 및 제2고정시트 중 상기 터미널블록이 노출된 부위에는 상기 터미널불록이 관통되는 관통공이 구비된 것을 특징으로 하는 절연구조를 가지는 배터리 팩
  4. 제 1항에 있어서;
    상기한 고정판은 상기 베어 셀의 정극단자와 부극단자가 관통되면서 고정되는 단자고정공들이 2개 1조로 다수 조가 구비되고 상기 1조들과 타 조들의 단자고정공들의 사이의 판면에 돌출되어 베어 셀의 양측부가 끼움결함되는 다수의 고정돌기들이 구비되어 베어 셀이 적어도 4개 이상이 조립되며, 상기 다수 개의 베어 셀의 정극단자들과 부극단자들이 PCN어셈블리에 전기적으로 연결고정된 것을 특징으로 하는 절연구조를 가지는 배터리 팩
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WO2016192017A1 (zh) * 2015-06-01 2016-12-08 深圳市大疆创新科技有限公司 电池组件及应用该电池的电子装置

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