KR20150019382A - 이차전지 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 평판형으로 이루어지고 낙하 시험에 따른 요구 강도를 가지며, 두께를 더욱 얇게 하는 이차전지 팩을 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 팩은, 평판형 이차 전지로 이루어지는 단위셀을 둘러싸는 프레임, 상기 단위셀에 전기적으로 연결되어 상기 프레임에 내장되는 보호회로모듈, 및 상기 프레임의 양면 개구 측에 결합되어 상기 단위셀과 상기 보호회로모듈을 내장하는 1쌍의 케이스를 포함하며, 상기 프레임은 일 방향을 따라 측면에 결합홈들을 형성하고, 상기 1쌍의 케이스는 상기 결합홈들에 번갈아 결합되는 결합 돌기들을 포함한다.

Description

이차전지 팩 {RECHARGEABLE BATTERY PACK}
본 기재는 평판형(tablet type) 이차전지 팩에 관한 것이다.
이차전지(rechargeable battery)는 일차 전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다. 소용량의 이차전지는 휴대폰이나 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 이차전지는 전기 자전거, 스쿠터, 전기 자동차(Electric Vehicle) 및 지게차(fork lift) 등의 모터 구동용 전원으로 사용된다.
이차전지는 사용되는 기기의 종류에 따라 단위셀 또는 복수의 단위셀들을 전기적으로 연결한 팩 상태로 사용될 수 있다. 예를 들면, 이차전지 팩은 복수의 단위셀들과, 단위셀들을 전기적으로 연결하여 보호하는 보호회로모듈(PCM; Protection Circuit Module), 및 이들을 수용하는 프레임을 포함한다.
예를 들면, 태블릿 컴퓨터에 사용되는 이차전지 팩은 프레임에 단위셀을 수용하고, 단위셀과 프레임을 라벨로 부착하여 이루어질 수 있다. 이때 이차전지 팩은 낙하 시험에 따른 강도를 고려하지 않은 상태로 사용되고, 사용자에 의하여 태블릿 컴퓨터로부터 분해되지 않는다.
그러나 이차전지 팩은 사용자에 의하여 태블릿 컴퓨터로부터 분해될 수도 있다. 이 경우, 이차전지 팩은 낙하 시험에 따른 요구 강도를 필요로 한다.
본 발명의 일 실시예는 평판형으로 이루어지고 낙하 시험에 따른 요구 강도를 가지는 이차전지 팩을 제공하는 것이다. 또한 본 발명은 두께를 더욱 얇게 하는 이차전지 팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 팩은, 평판형 이차 전지로 이루어지는 단위셀을 둘러싸는 프레임, 상기 단위셀에 전기적으로 연결되어 상기 프레임에 내장되는 보호회로모듈, 및 상기 프레임의 양면 개구 측에 결합되어 상기 단위셀과 상기 보호회로모듈을 내장하는 1쌍의 케이스를 포함하며, 상기 프레임은 일 방향을 따라 측면에 결합홈들을 형성하고, 상기 1쌍의 케이스는 상기 결합홈들에 번갈아 결합되는 결합 돌기들을 포함한다.
상기 결합홈들은 일 방향을 따라 상기 1쌍의 케이스 양측으로 번갈아 치우쳐 배치되고, 상기 1쌍의 케이스의 상기 결합 돌기들은 상기 결합홈에 번갈아 결합될 수 있다.
상기 프레임은 상기 케이스의 외곽이 삽입되도록 양면에 연속적으로 형성되어 상기 결합홈들에 연결되는 삽입홈을 더 포함할 수 있다.
상기 결합홈들은 상기 삽입홈에서 상기 프레임의 수직 방향 외측으로 관통될 수 있다.
상기 프레임은 상기 삽입홈을 상기 1쌍의 케이스 측으로 각각 구획하는 격벽을 포함하며, 상기 격벽은 상기 결합홈들을 상기 삽입홈 측으로 번갈아 연결하도록 지그재그 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 케이스는 상기 단위셀과 상기 프레임의 양면에 대응하는 판부, 상기 판부에서 절곡되어 상기 삽입홈에 삽입되는 삽입부, 및 상기 삽입부에서 좁아지는 폭으로 연장되고 상기 결합 돌기들을 구비하는 연장부를 더 포함할 수 있다.
상기 결합 돌기는 상기 연장부에서 수직 방향으로 돌출되어 상기 결합홈에 결합될 수 있다.
상기 결합 돌기는, 상기 연장부에서 일변을 절개하고 삼변을 프레스 가공하여 형성되며, 상기 연장부에 수직하게 연결되는 1쌍의 측벽, 상기 연장부에서 상기 측벽을 경사지게 연결하는 경사벽, 및 상기 경사벽에서 상기 측벽을 상기 연장부에 나란하게 연결하는 연결벽을 포함할 수 있다.
상기 측벽과 상기 연결벽 및 절개된 라인은 직사각형으로 형성될 수 있다.
상기 연결벽은 상기 결합홈의 폭에 대응하여, 상기 측벽이 상기 결합홈의 내벽에 밀착될 수 있다.
상기 결합 돌기는 상기 연장부에서 삼변을 절개하고 일변을 프레스 가공하여, 상기 연장부에 경사지게 연결될 수 있다.
상기 결합홈들은 일 방향을 따라 상기 1쌍의 케이스 양측의 중심에 배치되고, 상기 1쌍의 케이스의 상기 결합 돌기들은 상기 결합홈에 번갈아 결합될 수 있다.
상기 프레임은 합성수지재로 형성되고, 상기 케이스는 금속재로 형성될 수 있다.
상기 단위셀은 서로 마주하는 2개로 이루어지고, 상기 프레임은 2개의 단위셀이 마주하는 부분의 일측에 상기 보호회로모듈을 설치하는 회로 설치부를 구비할 수 있다.
상기 회로 설치부는, 상기 단위셀의 리드탭에 대응하는 부분에 형성되는 관통구, 상기 관통구의 일측에서 돌출되어 상기 리드탭의 위치를 설정하고, 상기 보호회로모듈을 지지하는 위치 설정 돌기, 및 상기 회로 설치부의 외곽에서 상기 위치 설정 돌기보다 높게 돌출되어 상기 보호회로모듈의 측면을 지지하는 회로 지지 돌기를 포함할 수 있다.
상기 프레임은 상기 보호회로모듈의 커넥터를 상기 프레임의 외측에 위치시키도록 상기 회로 설치부의 일측에 관통 형성되는 관통부를 더 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 팩은, 평판형 단위셀을 프레임으로 둘러싸고, 1쌍의 케이스를 프레임의 양면에 결합하여 단위셀과 보호회로모듈을 내장한다.
즉 이차전지 팩은 평판형으로 이루어지고 프레임과 케이스로 단위셀과 보호회로모듈을 내장되므로 낙하 시험에 따른 요구 강도를 가질 수 있다. 또한 이차전지 팩은 사용자에 의하여 분해될 수 있는 태블릿 컴퓨터에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 프레임의 결합홈들이 일 방향을 따라 형성되고, 1쌍 케이스의 결합 돌기들이 결합홈들에 번갈아 결합되므로 1쌍 케이스의 간격을 최소화하여 이차전지 팩의 두께를 더욱 얇게 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 팩의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 사용되는 단위셀의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에서 프레임과 단위셀 및 보호회로모듈을 분해한 부분 사시도이다.
도 4는 도 1에 사용되는 프레임의 평면도이다.
도 5는 도 4에 사용되는 프레임의 측면도이다.
도 6은 프레임에서 1쌍의 케이스를 분해한 부분 사시도이다.
도 7은 케이스에서 결합 돌기를 확대한 부분 사시도이다.
도 8은 프레임에 1쌍의 케이스를 결합한 부분 측면도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 팩의 부분 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지 팩의 측면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 팩(100)의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예의 이차전지 팩(100)은 이차전지로 이루어지는 단위셀(10), 단위셀(10)을 둘러싸는 프레임(20), 보호회로모듈(30, 도 3 참조), 및 1쌍의 케이스(41, 42)를 포함한다.
제1 실시예에서 이차전지 팩(100)은 단위셀(10) 2개를 포함하지만, 1개 또는 2개 보다 더 많은 복수의 단위셀들(10)을 포함할 수 있다. 단위셀(10)은 평판형 이차전지로 형성될 수 있다.
프레임(20)은 단위셀(10)의 얇은 측면의 외곽을 둘러싸고, 1쌍의 케이스(41, 42)는 단위셀(10)의 상하 넓은 평면을 덮는다. 예를 들면, 프레임(20)은 합성수지재로 형성되고, 1쌍의 케이스(41, 42)는 금속재(예를 들면, 스테인레스 스틸)로 형성될 수 있다.
보호회로모듈(30)은 단위셀(10)에 전기적으로 연결되어 단위셀들(10)을 보호한다. 또한 단위셀들(10) 및 보호회로모듈(30)은 프레임(20)과 이에 결합되는 1쌍의 케이스(41, 42)에 의하여 외부 충격으로부터 보호될 수 있다. 보호회로모듈(30)은 단위셀들(10)을 과충전, 과방전, 과전류 및 외부 쇼트로부터 보호할 수 있도록 인쇄 회로 기판에 회로 소자들을 실장하여 형성된다.
1쌍의 케이스(41, 42)는 프레임(20)의 양면 개구 측에 결합되어 단위셀들(10)과 보호회로모듈(30)을 보호하며, 내면에 절연 테이프(미도시)를 구비하여 단위셀들(10) 및 보호회로모듈(30)의 전기 절연성을 더 향상시킬 수 있다. 또한 절연 테이프는 외부 충격으로부터 단위셀들(10)을 보호하는 충격 안전성을 더 향상시킬 수도 있다.
도 2는 도 1에 사용되는 단위셀(10)의 분해 사시도이다. 도 2를 참조하면, 단위셀(10)은 파우치형 이차 전지로 이루어지고, 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체(11) 및 전극 조립체(11)를 내장하는 파우치(12)를 포함한다.
전극 조립체(11)는 세퍼레이터(13)를 사이에 두고 양극(14)과 음극(15)을 배치하고 권취하여, 평판 형태로 이루어지며, 일측으로 리드탭(예를 들면, 양, 음극 리드탭(16, 17))을 인출한다. 일례로써, 세퍼레이터(13)는 리튬 이온을 통과시키는 폴리머 필름으로 형성될 수 있다.
양극(14)은 금속 박막의 집전체에 활물질을 도포한 코팅부, 및 활물질을 도포하지 않아 노출된 집전체로 설정되는 무지부를 포함한다. 예를 들면, 양극(14)은 알루미늄 박막으로 형성될 수 있다. 양극 리드탭(16)은 양극(14)의 무지부에 연결된다.
음극(15)은 양극(14)의 활물질과 다른 활물질을 금속 박막의 집전체에 도포한 코팅부, 및 활물질을 도포하지 않아 노출된 집전체로 설정되는 무지부를 포함한다. 예를 들면, 음극(15)은 구리 박막으로 형성될 수 있다. 음극 리드탭(17)은 양극 리드탭(16)과 이격되어 음극(15)의 무지부에 연결된다.
파우치(12)는 전극 조립체(11)의 외부를 감싸도록 일측을 오목 구조로 형성하고, 다른 일측을 평면 구조로 형성하여, 일측에서 서로 연결된 상태로 마주하는 테두리를 열융착 함으로써 전극 조립체(11)를 수용할 수 있다.
파우치(12)는 다층 시트 구조로 형성되며, 예를 들면, 내면을 형성하며 절연 및 열융착 작용하는 폴리머 시트(121), 외면을 형성하여 보호 작용하는 PET(polyethyleneterephthalate) 시트, 나일론 시트 또는 PET-나일론 복합 시트(122)를 포함한다.
일례로써, 파우치(12)는 폴리머 시트(121)와 PET-나일론 복합 시트(122) 사이에 구비되어 기계적인 강도를 제공하는 금속 시트(123)를 포함한다. 예를 들면, 금속 시트(123)는 알루미늄 시트로 형성될 수 있다.
양극 리드탭(16)과 음극 리드탭(17)은 전극 조립체(11)의 동일 측면으로 인출된다. 양극 리드탭(16)과 음극 리드탭(17)이 열융착된 파우치(12) 밖으로 돌출되므로, 전극 조립체(11)는 파우치(12)의 외부에 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 절연부재(161, 162)는 파우치(12) 상에서 양, 음극 리드탭(16, 17)을 각각 피복하여, 양, 음극 리드탭(16, 17)과 파우치(12)를 전기적으로 절연시키고, 양, 음극 리드탭(16, 17) 상호간의 절연성을 높일 수 있다.
도 3은 도 1에서 프레임(20)과 단위셀(10) 및 보호회로모듈(30)을 분해한 부분 사시도이다. 도 3 및 도 1을 참조하면, 이차전지 팩(100)에서, 단위셀들(10)은 서로 마주하여 2개로 배치된다.
프레임(20)은 2개의 단위셀들(10)을 감싸 수용하고, 2개의 단위셀들(10)이 마주하는 부분의 일측에 회로 설치부(21)를 구비한다. 즉 회로 설치부(21)는 프레임(20)의 x축 방향의 중앙에서 z축 방향의 일측(하방)에 구비된다.
따라서 보호회로모듈(30)은 2개의 단위셀들(10)에 전기적으로 연결된 상태로 회로 설치부(21) 상에 설치될 수 있다. 즉 회로 설치부(21)와 보호회로모듈(30)은 z축 방향으로 포개어진다.
구체적으로 보면, 회로 설치부(21)는 관통구(211), 위치 설정 돌기(212) 및 회로 지지 돌기(213)를 포함한다. 관통구(211)는 2개 단위셀(10)의 양, 음극 리드탭(16, 17) 각각에 대응하는 부분에 형성되어, 용접기(미도시)의 접근을 가능하게 하므로 양, 음극 리드탭(16, 17)을 보호회로모듈(30)의 용접부(32)에 용접할 수 있게 한다.
또한, 케이스(42)는 관통구(211) 및 용접부(32)에 대응하는 관통구(H, 도 1 참조)를 구비하여, 케이스(42)에 프레임(20)을 설치한 상태에서, 관통구(H, 211)를 통하여 용접기의 접근을 가능하게 한다.
위치 설정 돌기(212)는 관통구(211)의 일측을 개방하고 삼방향에서 돌출되어 개방측으로 놓여지는 양, 음극 리드탭(16, 17)의 위치를 설정하고, 보호회로모듈(30)을 지지한다. 즉 위치 설정 돌기(212)는 회로 설치부(21)의 바닥으로부터 돌출되므로 양, 음극 리드탭(16, 17)의 용접을 위하여 단위셀(10)를 프레임(20)에 놓을 때, 양, 음극 리드탭(16, 17)의 위치를 설정한다. 또한 위치 설정 돌기(212)는 바닥으로 돌출되므로 보호회로모듈(30)의 회로 부분이 양, 음극 리드탭(16, 17)에 불필요하게 접촉되는 것을 방지한다.
회로 지지 돌기(213)는 회로 설치부(21)의 대각선 방향 외곽에 배치되어(즉 회로 설치부(21)의 상면과 프레임(20)의 내벽에 부착되어) 위치 설정 돌기(212)보다 높게 돌출되어 보호회로모듈(30)의 측면을 지지한다. 즉 보호회로모듈(30)은 회로 지지 돌기(213)에 의하여 평면(xy 평면)에서 위치가 설정되고, 위치 설정 돌기(212)에 의하여 z축 방향의 위치가 설정되어 안정된 구조로 회로 설치부(21)에 설치 및 지지될 수 있다.
보호회로모듈(30)은 일측에 커넥터(31)를 구비하여 프레임(20) 밖으로 인출함으로써 세트의 부하에 전원을 공급할 수 있다. 이를 위하여, 프레임(20)은 회로 설치부(21)의 일측에 관통부(22)를 구비한다. 보호회로모듈(30)의 커넥터(31)는 관통부(22)를 통하여 프레임(20)의 외측에 위치될 수 있다. 관통부(22)의 내측에 걸림 돌기(214)를 구비하여 관통부(22)에 삽입된 커넥터(31)의 후방을 지지하므로 보호회로모듈(30)은 더욱 안정된 설치 상태를 유지하게 된다.
도 4는 도 1에 사용되는 프레임(20)의 평면도이고, 도 5는 도 4에 사용되는 프레임(20)의 측면도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 프레임(20)은 1쌍 케이스(41, 42)의 외곽이 삽입되도록 양면 개구 측에 연속적으로 형성되는 삽입홈(24, 25), 및 삽입홈(24, 25)에서 프레임(20)의 외측으로 관통되는 결합홈(26, 27)을 포함한다.
결합홈(26, 27)은 1쌍의 케이스(41, 42)에 번갈아 연결되도록 프레임(20)의 측면에 형성된다. 예를 들면, 결합홈(26, 27)은 1쌍 케이스(41, 42)의 각각에 번갈아 결합되도록 프레임(20)의 x축(및 y축(도 1 참조)) 방향으로 가면서 상측과 하측에 번갈아 배치된다.
프레임(20)은 삽입홈(24, 25)을 1쌍의 케이스(41, 42) 측으로 각각 구획하는 격벽(28)을 포함한다. 격벽(28)은 결합홈들(26, 27)을 삽입홈(24, 25) 측으로 각각 번갈아 연결하도록 지그재그 형상으로 이루어진다.
따라서 z축 방향을 참조하면, 1쌍 중 일측 케이스(41)에 결합되는 결합홈(26)은 격벽(28)의 위쪽에 배치되고, 다른 측 케이스(42)에 결합되는 결합홈(27)은 격벽(28)의 아래쪽에 배치된다. 즉 결합홈(26, 27)은 x축(및 y축(도 1 참조)) 방향으로 가면서 위쪽과 아래쪽으로 번갈아 배치된다.
도 6은 프레임(20)에서 1쌍의 케이스(41, 42)를 분해한 부분 사시도이다. 도 6을 참조하면, 이차전지 팩(100)에서 1쌍의 케이스(41, 42)는 프레임(20)의 양면에 결합되어 단위셀(10)을 수용하도록 판부(411, 421), 삽입부(412, 422), 연장부(413, 423) 및 결합 돌기(414, 424)를 포함한다.
판부(411, 421)는 단위셀(10)의 양면과 프레임(20)의 양측 개구에 대응하도록 판상으로 형성되어, 단위셀(10) 및 프레임(20)의 z축 방향 양면을 덮는다. 삽입부(412, 422)는 판부(411, 421)에서 직각으로 절곡되어 프레임(20)의 z축 방향 양면의 개구 측에 형성된 삽입홈(24, 25)에 삽입된다.
연장부(413, 423)는 삽입부(412, 422)를 따라 삽입홈(24, 25)에 대응하도록 복수로 배치되며, 삽입부(412, 422)에서 좁아지는 폭으로 연장되어 삽입홈(24, 25) 내에서 각 결합홈(26, 27)에 마주할 수 있다(도 9 참조). 결합 돌기(414, 424)는 연장부(413, 423)에서 y축(또는 x축(도 1 참조)) 방향으로 돌출되어 각 결합홈(26, 27)에 결합될 수 있다(도 9 참조).
이때, 결합홈들(26, 27)은 삽입홈(24, 25)에서 프레임(20)의 수직(y축, 또는 x축(도 1 참조)) 방향 외측으로 관통된다. 따라서 결합 돌기들(414, 424)은 연장부(413, 423)에서 수직(y축, 또는 x축(도 1 참조)) 방향으로 돌출되어 결합홈들(26, 27)에 결합된다.
도 7은 케이스(41)에서 결합 돌기(414)를 확대한 부분 사시도이다. 결합 돌기(414, 424)가 동일하게 형성되므로 편의상 일측 결합 돌기(414)를 예로 설명한다.
도 7을 참조하면, 결합 돌기(414)는 삽입홈(24)으로 삽입되어 결합홈(26)에 결합되도록 연장부(413)에 형성되며, 1쌍의 측벽(141), 경사벽(142) 및 연결벽(143)을 포함하는 입체 구조로 형성된다.
1쌍의 측벽(141)은 연장부(413)에서 일변을 절개하고 절개 라인(L)과 나머지 삼변으로 구획되는 부분을 프레스 가공함으로써 절개 라인(L)의 양단에서 연장부(413)에 수직으로 연결된다.
경사벽(142)은 절개 라인(L)의 반대측 연장부(413)에서 1쌍의 측벽(141)에 경사지게 연결된다. 따라서 경사벽(142)은 삽입홈(24)으로 결합 돌기(414)의 삽입을 효과적으로 유도한다.
연결벽(143)은 경사벽(142)에서 측벽(141)을 서로 연결하며, 연장부(413)와 나란한 상태를 유지한다. 또한 절개 라인(L)으로 형성되는 연결벽(143)의 단부와 측벽(141)의 단부는 경사벽(142)의 반대측에서 개방 구조를 형성하여 결합홈(26)에 결합된다. 따라서 결합 돌기(414)는 프레임(20)에서 z축 방향으로 체결력을 유지할 수 있다.
도 8은 프레임(20)에 1쌍의 케이스(41, 42)를 결합한 부분 측면도이며, 도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 케이스(41, 42)의 결합 돌기(414)에서 측벽(141)과 연결벽(143) 및 절개 라인(L)은 직사각형으로 형성된다.
케이스(41)를 프레임(20)에 결합하면, 결합 돌기(414)가 삽입홈(25)을 경유하여 결합홈(26)에 결합되고, 이때, 연결벽(143)은 결합홈(26)의 폭(W)에 대응하여, 연결벽(143)의 양측에 구비되는 측벽(141)은 결합홈(26)의 내벽에 밀착된다.
따라서 케이스(41)는 프레임(20)에서 x축 방향으로 유동이 방지될 수 있다. 설명하지 않았으나, 또한 케이스(42)를 프레임(20)에 결합하면, 결합 돌기(424)가 결합홈(27)에 동일한 구조로 결합된다.
이와 같이, 프레임(20)에 결합홈들(26, 27)을 z축 방향 양측으로 번갈아 치우치게 배치하고, 1쌍의 케이스(41, 42)에 결합 돌기(414, 424)를 z축 방향 양측으로 번갈아 치우치게 배치하므로 프레임(20)의 두께(T)를 최소화 할 수 있다.
즉 도 9에 도시된 바와 같이, 결합 돌기(414, 424)를 구비하는 연장부(413, 423)는 프레임(20)의 두께(T, z축 방향) 범위에서 일부 중첩된 부분을 가지게 된다. 따라서 적어도 중첩된 중첩 거리(D)만큼 요구되는 프레임(20)의 두께(T)가 줄어들 수 있다. 즉 이차전지 팩(100)의 두께가 더 얇아질 수 있다.
이하 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명한다. 제1 실시예 및 기 설명된 실시예와 동일한 구성을 생략하고 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 팩(200)의 부분 분해 사시도이다. 도 10을 참조하면, 제2 실시예에 따른 이차전지 팩(200)에서, 케이스(241, 242)의 결합 돌기(415, 425)는 연장부(413, 423)에서 삼변을 절개하고 일변을 프레스 가공하므로 연장부(413, 423)에 경사지게 연결된다.
결합 돌기(415, 425)는 1쌍의 케이스(241, 242)를 삽입홈(24, 25)에 삽입할 때, 탄성적으로 후퇴되어 삽입을 용이하게 하고, 삽입 후, 자체 탄성에 의하여 결합홈(26, 27)에 탄성적으로 삽입된다. 따라서 케이스(241, 242)와 프레임(20)은 강한 체결력을 가질 수 있다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지 팩(300)의 측면도이다. 도 11을 참조하면, 제3 실시예에 따른 이차전지 팩(300)에서, 프레임(320)의 결합홈들(326, 327)은 케이스(341, 342) 양측의 중심을 따라 배치된다. 그리고 케이스(341, 342)의 결합 돌기들(515, 525)은 결합홈(326, 327)에 번갈아 결합되도록 형성된다.
따라서 1쌍 중 일측 케이스(341)에 결합되는 결합홈(326)은 격벽(328)의 위쪽에 배치되고, 다른 측 케이스(342)에 결합되는 결합홈(327)은 격벽(328)의 아래쪽에 배치된다. 즉 결합홈(326, 327)은 x축(및 y축(미도시)) 방향으로 가면서 z축 방향에 대하여 위쪽과 아래쪽으로 번갈아 배치된다.
이때, 결합 돌기(515, 525)를 구비하는 케이스(341, 342)의 연장부(513, 523)는 프레임(320)의 두께 범위(z축 방향)에서 일부 중첩된 부분을 제1 실시예의 중첩 거리(D)보다 더 크게 형성한다. 따라서 적어도 중첩 거리(D3)만큼 요구되는 프레임(320)의 두께가 더 줄어들 수 있다. 즉 이차전지 팩(300)의 두께가 더욱 얇아질 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 단위셀 11: 전극 조립체
12: 파우치 13: 세퍼레이터
14, 15: 양, 음극 16, 17: 양, 음극 리드탭
20, 220, 320: 프레임 21: 회로 설치부
22: 관통부 24, 25: 삽입홈
26, 27, 326, 327: 결합홈 28, 328: 격벽
30: 보호회로모듈 31: 커넥터
41, 42, 241, 242, 341, 342: 케이스 100, 200, 300: 이차전지 팩
121: 폴리머 시트 122: PET-나일론 복합 시트
123: 금속 시트 141: 측벽
142: 경사벽 143: 연결벽
211, H: 관통구 212: 위치 설정 돌기
213: 회로 지지 돌기 411, 421: 판부
412, 422: 삽입부 413, 423, 513, 523: 연장부
414, 424, 415, 425, 515, 525: 결합 돌기 D, D3: 중첩 거리
L: 절개 라인 T: 두께

Claims (16)

  1. 평판형 이차 전지로 이루어지는 단위셀을 둘러싸는 프레임;
    상기 단위셀에 전기적으로 연결되어 상기 프레임에 내장되는 보호회로모듈; 및
    상기 프레임의 양면 개구 측에 결합되어 상기 단위셀과 상기 보호회로모듈을 내장하는 1쌍의 케이스
    를 포함하며,
    상기 프레임은,
    일 방향을 따라 측면에 결합홈들을 형성하고,
    상기 1쌍의 케이스는,
    상기 결합홈들에 번갈아 결합되는 결합 돌기들을 포함하는
    이차전지 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결합홈들은,
    일 방향을 따라 상기 1쌍의 케이스 양측으로 번갈아 치우쳐 배치되고,
    상기 1쌍의 케이스의 상기 결합 돌기들은, 상기 결합홈에 번갈아 결합되는 이차전지 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프레임은,
    상기 케이스의 외곽이 삽입되도록 양면에 연속적으로 형성되어 상기 결합홈들에 연결되는 삽입홈을 더 포함하는 이차전지 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결합홈들은,
    상기 삽입홈에서 상기 프레임의 수직 방향 외측으로 관통되는 이차전지 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프레임은,
    상기 삽입홈을 상기 1쌍의 케이스 측으로 각각 구획하는 격벽을 포함하며,
    상기 격벽은,
    상기 결합홈들을 상기 삽입홈 측으로 번갈아 연결하도록 지그재그 형상으로 이루어지는 이차전지 팩.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 케이스는,
    상기 단위셀과 상기 프레임의 양면에 대응하는 판부,
    상기 판부에서 절곡되어 상기 삽입홈에 삽입되는 삽입부, 및
    상기 삽입부에서 좁아지는 폭으로 연장되고 상기 결합 돌기들을 구비하는 연장부를 더 포함하는 이차전지 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 결합 돌기는,
    상기 연장부에서 수직 방향으로 돌출되어 상기 결합홈에 결합되는 이차전지 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 결합 돌기는,
    상기 연장부에서 일변을 절개하고 삼변을 프레스 가공하여 형성되며, 상기 연장부에 수직하게 연결되는 1쌍의 측벽,
    상기 연장부에서 상기 측벽을 경사지게 연결하는 경사벽, 및
    상기 경사벽에서 상기 측벽을 상기 연장부에 나란하게 연결하는 연결벽
    을 포함하는 이차전지 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 측벽과 상기 연결벽 및 절개된 라인은 직사각형으로 형성되는 이차전지 팩.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 연결벽은 상기 결합홈의 폭에 대응하여, 상기 측벽이 상기 결합홈의 내벽에 밀착되는 이차전지 팩.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 결합 돌기는,
    상기 연장부에서 삼변을 절개하고 일변을 프레스 가공하여, 상기 연장부에 경사지게 연결되는 이차전지 팩.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 결합홈들은, 일 방향을 따라 상기 1쌍의 케이스 양측의 중심에 배치되고,
    상기 1쌍의 케이스의 상기 결합 돌기들은, 상기 결합홈에 번갈아 결합되는 이차전지 팩.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은 합성수지재로 형성되고,
    상기 케이스는 금속재로 형성되는 이차전지 팩.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 단위셀은 서로 마주하는 2개로 이루어지고,
    상기 프레임은,
    2개의 단위셀이 마주하는 부분의 일측에 상기 보호회로모듈을 설치하는 회로 설치부를 구비하는 이차전지 팩.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 회로 설치부는,
    상기 단위셀의 리드탭에 대응하는 부분에 형성되는 관통구,
    상기 관통구의 일측에서 돌출되어 상기 리드탭의 위치를 설정하고, 상기 보호회로모듈을 지지하는 위치 설정 돌기, 및
    상기 회로 설치부의 외곽에서 상기 위치 설정 돌기보다 높게 돌출되어 상기 보호회로모듈의 측면을 지지하는 회로 지지 돌기
    를 포함하는 이차전지 팩.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 프레임은,
    상기 보호회로모듈의 커넥터를 상기 프레임의 외측에 위치시키도록 상기 회로 설치부의 일측에 관통 형성되는 관통부
    를 더 포함하는 이차전지 팩.
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