KR20130090096A - 배터리 팩 - Google Patents

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KR20130090096A
KR20130090096A KR1020120011170A KR20120011170A KR20130090096A KR 20130090096 A KR20130090096 A KR 20130090096A KR 1020120011170 A KR1020120011170 A KR 1020120011170A KR 20120011170 A KR20120011170 A KR 20120011170A KR 20130090096 A KR20130090096 A KR 20130090096A
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coupling
battery
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battery holder
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KR1020120011170A
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황호룡
이상훈
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 배터리팩은, 배터리홀더, 복수의 배터리셀, 및 케이스를 포함한다. 상기 배터리홀더는 상기 복수의 배터리셀 각각을 수납하기 위한 수용홀 및 일 부분이 제거되어 형성된 적어도 하나의 요홈부를 갖는다. 또한, 상기 케이스는 상기 복수의 배터리셀이 수납된 배터리홀더를 커버하고, 상기 배터리홀더의 요홈부와 결합되는 적어도 하나의 결합리브를 구비한다. 상술한 구성에 따른 본 발명의 배터리팩에 따르면, 스크류 또는 접착제와 같은 별도의 구성요소를 사용하지 않더라도, 케이스 및 배터리홀더의 구조를 이용하여 케이스 내부에 배터리홀더를 고정시켜 안정적으로 수납할 수 있다.

Description

배터리 팩{Battery Pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 케이스 내부에 배터리셀을 안정적으로 수납할 수 있는 배터리팩에 관한 것이다.
배터리셀 중에서 이차전지는 방전 및 충전이 가능한 전지로, 최근에 스마트폰, 노트북, 전동공구 및 전기자동차의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.
한편, 이차전지를 에너지원으로 사용하는 장치의 종류에 따라 그 구조가 용이하게 변경될 수 있다. 예컨대, 이차전지가 자전거 및 자동차와 같은 고 전력의 전원을 요구하는 장치의 에너지원으로 사용되는 경우에, 복수 개의 이차전지를 하나의 배터리 팩으로 구성할 수 있다.
일반적으로, 배터리 팩은 복수개의 이차전지와 이를 수납하는 배터리 홀더, 및 상기 배터리 홀더를 커버하여 이를 보호하는 케이스를 포함할 수 있다. 상기 배터리팩에 있어서, 스크류 또는 접착제를 사용하여 상기 배터리 홀더를 케이스 내부에 고정시킬 수 있으나, 이 경우에, 배터리팩의 제조공정 및 구성부품이 추가되어 배터리팩의 제조비용이 상승할 수 있다.
본 발명의 목적은 케이스 내부에 이차전지와 같은 배터리셀을 안정적으로 수납할 수 있는 배터리팩을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 배터리팩은, 배터리홀더, 복수의 배터리셀, 및 케이스를 포함한다.
상기 배터리홀더는, 상기 복수의 배터리셀 각각을 수납하기 위한 수용홀 및 일 부분이 제거되어 형성된 적어도 하나의 요홈부를 갖는다.
또한, 상기 케이스는 상기 복수의 배터리셀이 수납된 배터리홀더를 커버하고, 상기 배터리홀더의 요홈부와 결합되는 적어도 하나의 결합리브를 구비한다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 상기 복수의 배터리셀은 이차전지일 수 있다.
본 발명의 배터리팩에 따르면, 스크류 또는 접착제와 같은 별도의 구성요소를 사용하지 않더라도, 케이스 및 배터리홀더의 구조를 이용하여 케이스 내부에서 배터리홀더가 유동되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 외부로부터 배터리팩에 충격이 가해지더라도, 배터리셀이 수납된 배터리홀더는 케이스 내에서 안정적으로 수납될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리팩의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 홀더의 부분 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제2 케이스의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제2 케이스와 배터리 홀더가 결합되는 것을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 1의 I-I`을 따라 절취된 면을 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 배터리팩에 외부 충격이 가해진 상태를 나타내는 도면이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 상기한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 다만, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려, 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 특허청구범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 하기 실시예와 함께 제시된 도면은 명확한 설명을 위해서 다소 간략화되거나 과장된 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리팩의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 배터리 홀더의 부분 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 상부 케이스의 사시도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 배터리팩(500)은 복수의 배터리셀(5), 배터리 홀더(300) 및 케이스(200)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서는 상기 복수의 배터리셀 각각은 충전 및 방전이 가능한 이차전지일 수 있고, 상기 복수의 배터리셀(5)은 상기 배터리 홀더(300)에 형성된 복수의 수용홀(305)에 일대일 대응하여 수용된다. 또한, 본 발명의 실시예에서는, 상기 복수의 배터리셀(5)은 상기 배터리홀더(300) 내에서 상부층 및 하부층으로 이단으로 배치될 수 있고, 상기 상부층에서 서로 인접하여 배열된 두 개의 배터리셀들 사이와 대응하는 위치에 상기 하부층의 배터리셀들이 배열된다. 즉, 상기 배터리 홀더(300)의 상부층 및 하부층에서 상기 복수의 배터리셀(5)은 지그재그 형상으로 배열된다.
상기 배터리홀더(300)는 그 내부에 서로 이격된 복수의 수용홀(305)을 갖는다. 또한, 상기 복수의 수용홀(305) 각각은 상기 배터리홀더(300)가 제1 방향(D1)을 길이 방향으로 제거되어 형성될 수 있다. 상기 복수의 수용홀(305)에는 각각이 상기 제1 방향(D1)으로 연장된 복수의 배터리셀(5)이 일대일 대응하여 수납된다.
한편, 상기 복수의 수용홀(305)이 형성되는 면과 이웃한 상기 배터리홀더(300)의 측면을 결합면(318)으로 정의하면, 상기 배터리홀더(300)의 상부층 및 하부층에서 상기 복수의 배터리셀(5)이 지그재그 형상으로 배열되므로 상기 결합면(318)은 바닥면(319)에 대해 경사진다.
또한, 상기 결합면(318)에는 제1 요홈부(310) 및 제2 요홈부(315)가 형성된다. 상기 제1 및 제2 요홈부들(310, 315)은 상기 배터리홀더(300)를 상기 케이스(200)와 결합시키기 위한 구성요소로, 보다 상세하게는, 상기 제1 요홈부(310)는 상기 케이스(200)의 제1 케이스(10)의 제1 결합리브들(20)과 결합되고, 상기 제2 요홈부(315)는 상기 제1 케이스(10)의 제2 결합리브들(25)과 결합된다.
상기 제1 요홈부(310) 및 상기 제2 요홈부(315)는 서로 동일한 구조를 가지므로, 상기 제1 요홈부(310)의 구조를 그 예로서 설명하고, 상기 제2 요홈부(315)의 구조에 대한 설명을 생략된다.
상기 제1 요홈부(310)는 상기 배터리홀더(300)의 일부분이 제거되어 상기 결합면(318) 상에 형성되고, 상기 제1 요홈부(310)는 제1 면(311) 및 제2 면(312)을 갖는다. 또한, 상기 제1 면(311) 및 상기 제2 면(312)은 상기 결합면(318)에 대해 서로 다른 방향으로 경사지고, 이에 따라, 상기 제1 및 제2 면들(311, 312)에 의해 상기 제1 요홈부(310)는 내측이 경사진 노치로 형성되어 상기 제1 결합리브들(20)이 상기 제1 요홈부(310)에 걸리게 된다. 따라서, 상기 배터리홀더(300)는 상기 제1 케이스(10) 내부에 수납되되, 상기 제1 케이스(10) 내부에서 상기 배터리홀더(300)가 유동되는 것이 최소화될 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 도 5 및 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명된다.
한편, 상기 배터리홀더(300) 위에는 복수의 제1 결합부(320)가 구비된다. 상기 제1 결합부(320)는 상기 배터리홀더(300)를 상기 케이스(200)의 제2 케이스(50)와 결합시키기 위한 구성요소로, 상기 제1 결합부(320)는 상기 제2 케이스(50)의 제2 결합부(60)와 결합된다.
본 발명의 실시예에서는, 상기 제1 결합부(320) 및 상기 제2 결합부(60)는 각각 4개가 제공될 수 있고, 4개의 제1 결합부(320)는 4개의 제2 결합부(60)와 일대일 대응하여 결합될 수 있다. 본 발명의 실시예와 달리, 상기 제1 결합부(320) 및 상기 제2 결합부(60) 각각은 4개 미만 또는 4개를 초과하여 제공될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 상기 제1 결합부(320)는 상부가 개방되어 내부가 빈 박스 형상을 가질 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 제1 결합부(320)는 제1 격벽(321), 제2 격벽(322), 제3 격벽(323) 및 제4 격벽(324)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 격벽들(321, 322)은 상기 제1 방향(D1)과 수직인 제2 방향(D2)과 평행하고, 상기 제3 및 제4 격벽들(323,324)은 상기 제1 방향(D1)과 평행하다. 또한, 상기 제1 및 제2 격벽들(321, 322)은 서로 이격되어 마주하고, 상기 제3 격벽(323)은 상기 제1 및 제2 격벽들(321,322)의 일 단부들을 연결하고, 상기 제4 격벽(324)은 상기 제1 및 제2 격벽들(321,322)의 타 단부들을 연결한다.
상기 케이스(200)는 상기 배터리홀더(300)의 일측을 커버하는 제1 케이스(10) 및 상기 배터리홀더(300)의 타측을 커버하는 제2 케이스(50)를 포함한다. 도 1에 도시된 바에 따르면, 상기 제1 케이스(10)는 상기 배터리홀더(300)의 하부를 커버하고, 상기 제2 케이스(50)는 상기 제1 케이스(10)와 결합되어 상기 제1 케이스(10)와 함께 상기 배터리홀더(300)를 커버한다.
상기 제1 케이스(10)는 내면으로부터 돌출된 복수의 결합리브들을 포함한다.
본 발명의 실시예에서는, 상기 복수의 결합리브들은 제1 결합리브들(20) 및 제2 결합리브들(25)을 포함하고, 상기 제1 결합리브들(20) 및 상기 제2 결합리브들(25)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장되어 상기 제1 케이스(10)의 일 측부를 따라 상기 제1 방향(D1)을 따라 배열될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 상기 제1 결합리브들(20)은 제1 리브(21), 제2 리브(22) 및 제3 리브(23)를 포함하여 상기 제1 요홈부(310)와 결합되고, 상기 제2 결합리브들(25)은 제4 리브(26), 제5 리브(27) 및 제6 리브(28)를 포함하여 상기 제2 요홈부(315)와 결합된다. 상기 복수의 결합리브들이 상기 제1 및 제2 요홈부들(310, 315)과 결합되는 구조에 대해서는 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명된다.
상기 제2 케이스(50)는 상기 제1 케이스(10)와 결합되어 상기 배터리홀더(300)의 상부를 커버하고, 상기 배터리홀더(300)와 인접한 표면 위에는 제2 결합부(60)가 구비된다.
본 발명의 실시예에서는, 상기 제2 결합부(60)는 상기 제1 결합부(320)의 형상과 대응하여 상부가 개방되어 내부가 빈 박스 형상을 갖되, 상기 제2 결합부(60)의 크기는 상기 제1 결합부(320)의 크기보다 작아 상기 제1 결합부(320)의 내부에 삽입될 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 제2 결합부(60)는 상기 제1 결합부(320)의 제1 내지 제4 격벽들(321, 322, 323, 324)과 일대일 대응하는 제5 격벽(61), 제6 격벽(62), 제7 격벽(63) 및 제8 격벽(64)을 포함한다. 도 4를 참조하여 상기 제1 및 제2 결합부들(320, 60)이 결합되는 구조에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 도 1에 도시된 제2케이스와 배터리 홀더가 결합되는 것을 나타내는 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 앞서 도 1 내지 도 3들을 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 결합부(320) 및 제2 결합부(60) 각각은 네 개의 측벽들을 포함하여 상부가 개방된 내부가 빈 박스 형상을 갖는다. 또한, 상기 제1 결합부(320)의 내부 공간은 제2 폭(W2)을 갖고, 상기 제2 결합부(60)의 내부 공간은 상기 제2 폭(W1)보다 작은 제1 폭(W1)을 갖는다.
따라서, 상기 제2 결합부(60)가 제3 방향(D3)으로 상기 제1 결합부(320) 측으로 제공되어 상기 제1 결합부(320)의 내부 공간에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 결합부(320) 및 상기 제2 결합부(60) 간의 결합에 의해 상기 제2 케이스(50)에 상기 배터리홀더(300)를 안정적으로 수납할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는, 상술한 바와 같이, 상기 제1 결합부(320) 및 상기 제2 결합부(60)는 상부가 개방되어 내부가 빈 박스 형상을 갖는다. 하지만, 본 발명의 실시예와 달리, 상기 제1 결합부(320) 및 상기 제2 결합부(60)는 다른 형상, 예컨대, 상부가 개방되어 내부가 빈 원기둥 또는 다각형 기둥 형상을 가져 이들 중 어느 하나가 다른 하나에 수용되어 서로 결합될 수 있다.
도 5는 도 1의 I-I`을 따라 절취된 면을 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 배터리팩에 외부 충격이 가해진 상태를 나타내는 도면이다.
우선, 도 5를 참조하면, 앞서 도 1 내지 도 4들을 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 결합부(320)가 제2 결합부(60)와 결합되고, 제1 결합리브들(20)이 제1 요홈부(310)의 제2 면(312) 상에 안착되어 결합된다. 또한, 제1 격벽(321)이 제5 격벽(61)과 접촉하고 제2 격벽(322)이 제6 격벽(62)과 접촉하여, 상기 케이스(200) 내부에서 배터리홀더(300)의 유동이 거의 방지된다.
도 6을 참조하면, 상기 제1 결합부(320) 및 상기 제2 결합부(60) 간에 조립을 용이하게 하기 위해서 이 두 구성요소들 간의 조립 공차를 두어 제2 격벽(322) 및 제6 격벽(62) 간에 미세한 간격이 발생된 경우에, 배터리팩(500)이 제2 방향(D2)으로 낙하함에 따라 발생되는 충격은 케이스(200) 내부에서 배터리홀더(300)가 유동하는 것을 야기시킬 수 있다. 이 경우, 본 발명의 실시예와 달리, 결합면(318)에 상기 제1 요홈부(310)가 형성되지 않는 경우, 상기 제1 결합리브들(20) 위에서 상기 배터리홀더(300)의 결합면(318)이 슬라이딩 되어, 케이스(200) 내부에 상기 배터리홀더(300)가 유동될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예와 같이, 상기 결합면(318)에 상기 제1 요홈부(310)가 형성되므로, 외부 충격이 배터리팩(500)에 가해지더라도, 상기 제1 결합리브들(20)이 상기 제1 요홈부(310)에 걸리게 되므로 상기 케이스(200) 내부에서 상기 배터리홀더(300)가 유동되는 것이 최소화될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
5: 배터리셀 10: 제1 케이스
20: 제1 결합리브들 25: 제2 결합리브들
50: 제2 케이스 60: 제2 결합부
200: 케이스 300: 배터리홀더
310: 제1 요홈부 311: 제1 면
312: 제2 면 315: 제2 요홈부
320: 제1 결합부 500: 배터리팩

Claims (11)

  1. 복수의 배터리셀;
    상기 복수의 배터리셀 각각을 수납하기 위한 수용홀 및 일 부분이 제거되어 형성된 적어도 하나의 요홈부를 갖는 배터리홀더; 및
    상기 복수의 배터리셀이 수납된 배터리홀더를 커버하고, 상기 요홈부와 결합되는 적어도 하나의 결합리브를 구비한 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리홀더는 상기 케이스와 대향하는 표면 위에 구비되는 제1 결합부를 더 포함하고,
    상기 케이스는 상기 제1 결합부와 결합하는 제2 결합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 결합부들 중 어느 하나가 다른 하나에 수용되어 상기 제1 및 제2 결합부들이 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 각각은 복수개의 격벽들을 포함하고,
    상기 제1 결합부 및 상기 제2 결합부 중 적어도 하나는 상부가 개방된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 결합부는,
    제1 격벽;
    상기 제1 격벽과 이격되어 상기 제1 격벽과 마주보는 제2 격벽;
    상기 제1 및 제2 격벽들의 일 단부들을 연결하는 제3 격벽; 및
    상기 제3 격벽과 마주보고, 상기 제1 및 제2 격벽들의 타 단부들을 연결하는 제4 격벽을 포함하고,
    상기 제2 결합부는,
    상기 제1 결합부와 마주하고, 상기 제2 결합부는 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 격벽들과 일대일 대응하는 네 개의 격벽들을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 케이스는,
    상기 배터리홀더의 일측을 커버하는 제1 케이스; 및
    상기 배터리홀더의 타측을 커버하는 제2 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 결합리브는 상기 제1 케이스에 구비되고, 상기 제2 결합부는 상기 제2 케이스에 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 요홈부는 내측이 경사진 노치로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 요홈부는 제1 면 및 상기 제1 면과 연결된 제2 면으로 정의되어 상기 배터리홀더의 결합면에 형성되고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면은 상기 결합면에 대해 서로 다른 방향으로 경사진 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 수용홀의 길이 방향은 상기 결합면과 평행하고, 상기 결합리브가 연장된 방향과 수직하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 복수의 배터리셀은 상기 배터리홀더 내에서 상부층 및 하부층으로 구분되어 수납되고, 상기 상부층 및 상기 하부층에서 상기 복수의 배터리셀은 지그재그 형상으로 배열된 것을 특징으로 하는 배터리팩.
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