KR20150136842A - 단자 커버 및 이를 포함하는 배터리 팩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전극 단자와 연결되는 단자 케이블의 규격이 달라지더라도 적용될 수 있는 호환성이 향상된 단자 커버 및 이를 포함하는 배터리 팩을 개시한다.
본 발명에 따른 단자 커버는, 배터리 팩의 전극 단자를 커버하는 단자 커버로서, 상기 전극 단자를 수용하는 내부 공간이 형성되고, 상기 전극 단자가 상기 내부 공간으로 인입될 수 있도록 하단에 단자 삽입부가 형성되며, 적어도 일 측면에는 전극 단자와 연결된 단자 케이블이 통과할 수 있도록 케이블 통과부가 형성된 커버 본체; 및 상기 케이블 통과부가 형성된 커버 본체의 일 측면에 연결되어 상기 케이블 통과부의 적어도 일부를 커버하고, 상기 커버 본체를 중심으로 소정 각도 회전 가능한 커버캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

단자 커버 및 이를 포함하는 배터리 팩{Terminal cover and battery module including the same}

본 발명은 배터리 팩의 전극 단자를 보호하는 단자 커버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 단자 케이블이 적용될 수 있도록 하는 호환성이 향상된 단자 커버 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.

근래에 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.

일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.

최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장시스템(Energy Storage System: ESS)과 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 특히, 탄소 에너지가 점차 고갈되고 환경에 대한 관심이 높아지면서, 미국, 유럽, 일본, 한국을 비롯하여 전 세계적으로 전기 자동차나 전력저장시스템에 세간의 이목이 집중되고 있다. 이러한 전기 자동차나 전력저장시스템에 있어서 가장 핵심적 부품은 전원을 공급하는 배터리 팩이다.

이러한 전기 자동차나 전력저장시스템의 배터리 팩에는 다수의 이차 전지가 포함되며, 이러한 다수의 이차 전지들은 서로 직렬 및 병렬로 연결됨으로써 용량 및 출력을 향상시킨다. 이러한 배터리 팩은, 다수의 이차 전지가 적층된 형태로 구비된 셀 어셈블리와 셀 어셈블리를 내부 공간에 수납하는 팩 하우징을 포함한다. 또한, 이러한 배터리 팩을 사용하기 위해서는, 배터리 팩과 외부의 장치는 연결용 와이어나 버스바 등의 연결 부재를 통해 전기적으로 연결되어야 하는데, 이러한 연결을 위해, 배터리 팩에는 전극 단자가 마련될 수 있다. 특히, 전극 단자는 연결 부재와 결합을 용이하게 하기 위해, 팩 하우징에서 외부 방향으로 돌출되어 노출된 형태로 형성되는 경우가 많다. 따라서, 연결 부재는 일단이 이러한 전극 단자에 접촉 결합되고, 일단으로부터 케이블 등을 통해 연장된 상태에서 타단이 외부 장치, 이를테면 전기 자동차의 모터에 연결됨으로써, 배터리 팩으로부터 외부 장치로 구동 전원이 공급될 수 있도록 한다.

그런데, 이와 같은 배터리 팩 구성에 의하면, 전극 단자가 외부로 노출될 수 있다는 점에서 여러 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 전극 단자가 외부로 노출되면, 전극 단자에 볼트나 금속 파편, 전선과 같은 전도성 물체가 접촉할 수 있으며, 이 경우, 단락이 발생할 수 있다. 그리고, 이와 같은 전도성 물체의 접촉은 배터리 팩이나 전기 계통의 파손은 물론 스파크 등을 발생시켜 화재 위험도 있을 수 있다. 따라서, 종래 이러한 문제점을 해결하고자 전극 단자의 노출을 줄이거나 없애기 위한 시도가 이루어지고 있는데, 그 중 대표적인 것이 단자 커버를 통해 전극 단자의 외부를 씌우는 구성이다.

하지만, 이와 같은 구성의 경우, 단자 커버로 인해 전극 단자의 노출을 줄여 안전성을 향상시킨다는 측면에서는 장점이 있을 수 있으나, 배터리 팩이 다양한 장치에 적용되지 못하는 새로운 문제가 발생할 수 있다. 예컨대, 배터리 팩이 적용되는 외부 장치는 각각의 외부 장치마다 다양한 크기의 전력을 요구한다. 이때, 외부장치가 요구하는 전력의 크기에 따라 전력을 공급하는 케이블의 크기가 달라지게 된다. 통상적으로 사용되는 종래의 단자 커버는 소정 케이블 굵기에만 적용 가능하도록 설계되므로, 배터리 팩에 적용되는 외부 장치가 변경 내지 교체될 때마다 단자 커버도 변경 내지 교체되어야 하는 불편이 존재한다. 따라서, 종래 기술에 의할 경우 배터리 팩이 적용되는 장치에 따라 배터리 팩의 호환성이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 전극 단자와 연결되는 단자 케이블의 규격이 달라지더라도 적용 가능한 호환성이 향상된 단자 커버 및 이를 포함하는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 단자 커버는, 배터리 팩의 전극 단자를 커버하는 단자 커버로서, 상기 전극 단자를 수용하는 내부 공간이 형성되고, 상기 전극 단자가 상기 내부 공간으로 인입될 수 있도록 하단에 단자 삽입부가 형성되며, 적어도 일 측면에는 전극 단자와 연결된 단자 케이블이 통과할 수 있도록 케이블 통과부가 형성된 커버 본체; 및 상기 케이블 통과부가 형성된 커버 본체의 일 측면에 연결되어 상기 케이블 통과부의 적어도 일부를 커버하고, 상기 커버 본체를 중심으로 소정 각도 회전 가능한 커버캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 커버캡에는, 상기 단자 케이블이 통과할 수 있도록 하는 케이블 통과홈이 형성될 수 있다.

상기 케이블 통과부의 넓이는, 상기 케이블 통과홈의 넓이 보다 넓을 수 있다.

상기 케이블 통과부는, 상기 커버 본체의 양측면에 하나씩 2개가 형성되고, 상기 커버캡은, 2개 구비되어 상기 2개의 케이블 통과부를 각각 하나씩 커버할 수 있다.

상기 단자 커버는, 절연성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.

상기 단자 커버는, 사출 성형되어 일체로 형성될 수 있다.

상기 단자 커버는, 상기 커버 본체와 상기 커버캡을 연결하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

상기 커버 본체는, 상기 전극 단자가 구비된 배터리 팩과 결합하는 결합부를 더 포함할 수 있다.

상기 결합부는, 상기 커버 본체로부터 연장되어 형성된 바 형상의 결합 돌기 적어도 하나 이상 구비할 수 있다.

상기 결합 돌기 중 적어도 하나에는, 상기 결합 돌기로부터 연장되되 상기 결합 돌기보다 길이가 긴 원통 형상의 압입바가 구비될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩은 상술한 단자 커버를 포함한다.

본 발명에 의하면, 커버캡이 커버 본체를 기준으로 소정 각도 회전할 수 있으므로, 단자 케이블의 크기가 달라지더라도 단자 커버를 교체할 필요가 없다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 주로 사용되는 단자 케이블의 크기에 적합한 크기로 커버캡의 케이블 통과홈이 형성됨으로써, 주로 사용되는 단자 케이블의 규격에 최적화된 단자 커버를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 커버 본체와 커버캡을 연결하는 탄성부재에 의해 커버캡이 불필요하게 유동하는 것을 방지할 수 있다.

상술한 본 발명의 효과 및 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 2는, 도 1의 단자 커버에서 커버캡이 제거된 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은, 도 1의 단자 커버를 우측에서 바라본 도면으로서, 커버캡이 커버 본체를 중심으로 소정 각도 회전하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 단자 커버의 정면도 및 배면도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 단자 커버가 배터리 팩의 전극 단자를 커버하기 전의 모습의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은, 도 5에서 단자 커버가 배터리 팩의 전극 단자를 커버한 후의 모습의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 단자 커버가 배터리 팩의 전극 단자를 커버하기 전의 모습의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 8은, 도 7에서 단자 커버가 배터리 팩의 전극 단자를 커버한 후의 모습의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 단자 커버가 배터리 팩의 전극 단자를 커버하기 전의 모습의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 10은, 도 9에서 단자 커버가 배터리 팩의 전극 단자를 커버한 후의 모습의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 단자 커버와 배터리 팩의 부분 사시도이다.
도 12는, 도 11(a)의 단자 커버를 정면 방향에서 바라본 도면이다.
도 13은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단자 커버의 동작 구성을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이므로 도면에서의 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 따라서, 각 구성요소의 크기나 비율은 실제적인 크기나 비율을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 셀 어셈블리, 팩 하우징(100), 전극 단자(200) 및 단자 커버(300)를 포함한다.

상기 셀 어셈블리는, 하나 이상의 이차 전지를 구비한다. 바람직하게는, 상기 셀 어셈블리는, 다수의 이차 전지를 구비하는 이차 전지의 집합체일 수 있으며, 이러한 다수의 이차 전지는, 일 방향, 예컨대 상하 방향으로 적층된 형태로 구성될 수 있다.

그리고, 이러한 셀 어셈블리에 구비된 이차 전지는 파우치형 이차 전지일 수 있다. 상기 셀 어셈블리는, 이러한 파우치형 이차 전지의 적층을 위한 적층용 프레임을 포함할 수 있다. 이러한 적층용 프레임은 이차 전지를 적층하는데 이용되는 구성요소로서, 이차 전지를 홀딩하여 그 유동을 방지하고, 상호 적층 가능하도록 구성되어 이차 전지의 조립을 가이드할 수 있다. 이러한 적층용 프레임은, 카트리지 등 다른 다양한 용어로 대체될 수 있으며, 중앙 부분이 비어있는 사각 링 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 적층용 프레임의 네 모서리는 파우치형 이차 전지의 외주부에 각각 위치할 수 있다.

한편, 상기 셀 어셈블리는, 후술할 팩 하우징(100) 내부에 수납되어 있으므로, 도면상에는 도시되지 않았다.

상기 팩 하우징(100)은, 내부에 빈 공간이 형성되며, 이러한 내부 공간에 상기 셀 어셈블리를 수납할 수 있다. 상기 팩 하우징(100)은, 배터리 팩에 있어서, 외장재 역할을 할 수 있기 때문에, 배터리 팩에 구조적 안정성을 부여하고, 충격이나 이물질의 침입 등 외부의 다른 물리적인 요소로부터 셀 어셈블리와 같은 내부에 수납된 구성요소들을 보호하는 역할을 한다.

또한, 상기 팩 하우징(100)은 내부 공간에 셀 어셈블리 이외에 다양한 전장품을 수납할 수 있다. 예를 들어, 상기 팩 하우징(100)의 내부 공간에는, BMS, 전류센서, 릴레이 및 퓨즈 등이 더 수납될 수 있다.

상기 전극 단자(200)는, 셀 어셈블리와 연결되도록 구성되어, 셀 어셈블리와 외부 장치 사이가 전기적으로 연결될 수 있도록 단자를 제공한다. 보다 구체적으로, 상기 전극 단자(200)는, 셀 어셈블리에 포함된 이차 전지의 전극 리드와 직접적 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 전극 단자(200)는 이차 전지의 전극 리드와 버스바를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 전극 단자(200)는 셀 어셈블리와 연결된 상태로 팩 하우징(100)의 외부로 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 이때, 팩 하우징(100)에는, 전극 단자(200)가 외부로 노출될 수 있도록 홀이 형성될 수 있으며, 전극 단자(200)는 이러한 팩 하우징(100)의 홀을 관통하여 팩 하우징(100)의 외부로 돌출되게 구성될 수 있다.

그리고, 상기 전극 단자(200)는, 배터리 팩에 2개 구비될 수 있다. 이때, 1개의 전극 단자(200)는 양극 단자로, 나머지 1개의 전극 단자(200)는 음극 단자로 기능할 수 있다. 즉, 상기 전극 단자(200)는 양극 단자와 음극 단자를 포함할 수 있는데, 이 경우, 양극 단자는 셀 어셈블리에 포함된 이차 전지의 양극 리드와 연결되고, 음극 단자는 셀 어셈블리에 포함된 이차 전지의 음극 단자와 연결될 수 있다.

또한, 상기 전극 단자(200)는 단자 케이블(L)을 매개로 외부 장치 등과 전기적으로 연결될 수 있다. 이때 전극 단자(200)는 단자 케이블(L)과 물리적으로 연결된다. 예를 들어, 전극 단자(200)는, 도 5 내지 도 10 등에 나타난 바와 같이, 단자 케이블(L)의 연결홈에 삽입된 다음, 전극 단자(200)의 외주부에 형성된 나사산을 따라 너트(210)가 결합됨으로써, 단자 케이블(L)과 견고하게 결합될 수 있다. 다만, 전극 단자(200)와 단자 케이블(L)의 이러한 연결 구성은 하나의 실시예로서, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

상기 단자 커버(300)는, 배터리 팩의 전극 단자(200)를 커버할 수 있다. 또한, 상기 단자 커버(300)는, 배터리 팩의 전극 단자(200)에 단자 케이블(L)이 연결될 경우, 전극 단자(200) 뿐만 아니라 상기 단자 케이블(L)의 일부분을 함께 커버할 수 있다. 여기서, 단자 커버(300)에 의해 커버되는 단자 케이블(L)의 일부분은 주로 단자 케이블(L)과 전극 단자(200)가 연결되는 부분이 될 수 있다.

이와 같이, 단자 커버(300)는 전극 단자(200) 및 전극 단자(200)와 단자 케이블(L)의 연결부를 커버함으로써, 전극 단자(200)의 노출로 인한 문제, 예컨대 금속성 물체가 전극 단자(200)에 접촉하여 내부 단락이나 스파크, 화재 등이 발생하는 문제가 효과적으로 예방될 수 있다.

바람직하게는, 상기 단자 커버(300)는 배터리 팩에 둘 이상 포함될 수 있다. 배터리 팩에는 전극 단자(200)로서 양극 단자 및 음극 단자, 2개의 전극 단자(200)가 포함될 수 있는데, 이 경우, 단자 커버(300) 역시 2개 포함되어, 각각 양극 단자와 음극 단자를 커버하도록 구성될 수 있다.

도 2는, 도 1의 단자 커버에서 커버캡이 제거된 모습을 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단자 커버(300)는, 커버 본체(310) 및 커버캡(320)을 포함한다.

상기 커버 본체(310)는, 전극 단자(200)를 수용할 수 있도록 내부에 공간이 형성될 수 있다. 또한, 이러한 내부 공간에는 전극 단자(200)가 수용될 수 있을 뿐만 아니라 전극 단자(200)에 연결된 단자 케이블(L)의 일부가 수용될 수도 있다.

또한 상기 커버 본체(310)의 하단에는 단자 삽입부(311)가 형성될 수 있다. 이러한 단자 삽입부(311)는 전극 단자(200)가 커버 본체(310)의 내부 공간으로 인입될 수 있도록 한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 도 1 및 도 2에 도시된 단자 커버(300)의 배면 방향이 커버 본체(310)의 하단에 해당한다. 따라서, 도 1에서 단자 커버(300)가 B화살표 방향을 따라 팩 하우징(100)에 결합하게 되면, 전극 단자(200)는 단자 삽입부(311)를 통해 커버 본체(310)의 내부 공간으로 인입될 수 있다.

또한 상기 커버 본체(310)의 적어도 일 측면에는 케이블 통과부(312)가 형성될 수 있다. 이러한 케이블 통과부(312)는 전극 단자(200)와 연결되는 단자 케이블(L)이 통과될 수 있도록 통로를 제공할 수 있다. 다시 말해, 단자 케이블(L)은 케이블 통과부(312)를 통해 단자 커버(300)의 외부로 연장될 수 있다.

도 2를 참조하면, 단자 커버(300)에서 커버캡(320)이 제거된 모습이 도시되어 있다. 즉, 도 2에서는 커버캡(320)이 제거되어 케이블 통과부(312)가 외부로 노출된 상태이다. 그리고, 도 2에서 케이블 통과부(312)는 전극 단자(200)의 인입 방향을 따라 만입된 형태를 띄고 있다.

이때, 전극 단자(200)에 단자 케이블(L)이 연결되고, 단자 커버(300)가 팩 하우징(100)에 결합하게 되면, 케이블 통과부(312)를 통해 단자 케이블(L)이 외부로 연장될 수 있다.

상기 커버캡(320)은, 상기 케이블 통과부(312)의 적어도 일부를 커버하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 커버캡(320)은, 상기 케이블 통과부(312)가 형성된 커버 본체(310)의 일 측면에 연결되어 상기 케이블 통과부(312)의 적어도 일부를 커버할 수 있다. 도 2와 비교하여 도 1을 참조하면, 커버캡(320)은 케이블 통과부(312)가 형성된 커버 본체(310)의 일 측면에 연결되어 있고, 이러한, 커버캡(320)은 케이블 통과부(312)의 일부를 커버하도록 구성되어 있다.

또한, 상기 커버캡(320)은, 상술한 커버 본체(310)를 중심으로 소정 각도 회전가능하도록 구성된다. 도 1을 참조하면, 커버 본체(310)와 커버캡(320) 사이에 연결부(330)가 구비되어 있는데, 이러한 연결부(330)는 커버캡(320)이 커버 본체(310)를 중심으로 소정 각도 회전할 수 있도록 한다. 이와 같은 커버캡(320)의 회전 동작에 대해서는 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.

도 3은, 도 1의 단자 커버를 우측에서 바라본 도면으로서, 커버캡이 커버 본체를 중심으로 소정 각도 회전하는 동작을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 커버 본체(310)를 중심으로 커버 본체(310)의 좌측면에 커버캡(320) 하나가 연결되어 있고, 커버 본체(310)의 우측면에 커버캡(320) 하나가 연결되어 있다. 그리고, 이 중에서 우측면에 연결된 커버캡(320)은 커버 본체(310)를 중심으로 소정 각도 회전한 상태이다. 이와 같이 커버캡(320)은 커버 본체(310)를 중심으로 소정 각도 회전 가능하도록 구성되어, 단자 케이블(L)이 커버 본체(310)의 케이블 통과부(312)를 통해 외부로 연장될 수 있도록 자연스럽게 상부 방향으로 들린 형태를 띌 수 있다.

바람직하게는, 상기 커버캡(320)에는 단자 케이블(L)이 통과할 수 있도록 하는 케이블 통과홈(321)이 형성될 수 있다. 이러한 케이블 통과홈(321)은, 커버캡(320)에 형성된 것으로서, 커버 본체(310)에 형성된 케이블 통과부(312)와 나란하게 형성되어, 단자 케이블(L)이 통과할 수 있는 통로를 제공할 수 있다. 이때, 케이블 통과홈(321)의 넓이는 케이블 통과부(312)의 넓이 보다 충분히 작도록 구성되어, 단자 케이블(L)을 충분히 커버할 수 있도록 구성되는 것이 좋다. 또한, 케이블 통과홈(321)의 넓이는, 단자 커버(300)가 적용되는 배터리 팩에 주로 사용되는 단자 케이블(L)의 단면적과 대응되는 정도의 넓이를 갖는 것이 좋다. 그리하여, 주로 사용되는 단자 케이블(L)은, 케이블 통과홈(321)을 통해 외부로 연장될 수 있다.

다시 도 3과 비교하여 도 2를 참조하면, 커버캡(320)에 형성된 케이블 통과홈(321)은, 커버 본체(310)에 형성된 케이블 통과부(312)와 나란하게 형성되어 있다. 따라서, 전극 단자(200)에 연결된 단자 케이블(L)은, 케이블 통과부(312)와 케이블 통과홈(321)을 순차적으로 통과하여 외부로 연장될 수 있다. 또한, 도 2 및 도 3에서, 케이블 통과부(312)의 넓이는 케이블 통과홈(321)의 넓이보다 넓다. 바꾸어 말하면, 커버캡(320)에 형성된 케이블 통과홈(321)의 넓이는 충분히 작아서, 커버캡(320)은, 케이블 통과부(312)를 커버하여, 케이블 통과부(312)를 통해 유발될 수 있는 전극 단자(200)와의 접촉을 효과적으로 방지할 수 있다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버캡(320)에 형성된 케이블 통과홈(312)은, 커버 본체(310)에 형성된 케이블 통과부(312)와 유사하게 전극 단자(200)의 인입방향을 따라 만입된 형태를 띄고 있다. 따라서, 단자 케이블(L)의 크기가 케이블 통과홈(312)의 크기보다 크더라도 커버캡(320)이 상부 방향으로 들려서 단자 케이블(L)이 케이블 통과홈(312) 아래로 통과할 수 있게 된다. 이러한 동작에 대해서는 도 5 내지 도 10 등에 도시되어 있으며 후술하도록 한다.

또한 바람직하게는, 상기 케이블 통과부(312)는 커버 본체(310)의 양 측면에 각각 하나씩 2개가 형성될 수 있다. 그리고, 커버캡(320)은 이러한 케이블 통과부(312)에 대응하여, 각각의 케이블 통과부(312)를 커버할 수 있도록 커버 본체(310)의 양 측면에 각각 하나씩 연결될 수 있다. 일 예로, 도 1에 도시된 바와 같이, 커버캡(320)은, 커버 본체(310)의 양 측면에 각각 하나씩 연결되어, 커버 본체(310)의 양 측면에 각각 하나씩 형성된 케이블 통과부(312)를 커버할 수 있다. 이와 같이 케이블 통과부(312) 및 커버캡(320)을 1개 이상 구비됨으로써, 단자 케이블(L)이 외부로 연장될 수 있는 통로가 다양하게 구성될 수 있다.

한편, 이때 커버캡(320)에는, 상술한 바와 같이, 단자 케이블(L)이 통과할 수 있도록 하는 케이블 통과홈(321)이 형성될 수 있는데, 각각의 커버캡(320)에 형성된 케이블 통과홈(321)의 넓이는 서로 다르게 구성되는 것이 좋다.

도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 단자 커버의 정면도 및 배면도이다. 즉, 도 4(a)는 도 1에 확대 도시된 단자 커버를 상부에서 바라본 도면이고, 도 4(b)는 도 1에 확대 도시된 단자 커버를 하부에서 바라본 도면이라고 할 수 있다.

도 4를 참조하면, 단자 커버(300)의 일 측면에 구비된 커버캡(320)에는 비교적 작은 크기의 케이블 통과홈(321)이 형성되어 있고(도 4(a) 참조), 단자 커버(300)의 타 측면에 구비된 커버캡(320)에는 상대적으로 큰 크기의 케이블 통과홈(321)이 형성되어 있다(도 4(b) 참조). 케이블 통과홈(321)의 크기는 상술한 바와 같이, 주로 사용되는 단자 케이블(L)의 크기에 대응되도록 형성되는 것이 좋다. 이와 같이, 케이블 통과홈(321)의 크기를 달리함으로써, 적어도 2 종류의 단자 케이블(L)에 대해서는 커버캡(320)이 들리지 않는 상태로 사용될 수 있다. 즉, 이러한 구성에 의하면 적어도 2 종류의 단자 케이블에 대해서는 최적화된 커버 효과를 제공할 수 있다. 이를 통해, 케이블 통과부(312)를 통해 유발될 수 있는 전극 단자(200)와의 접촉을 효과적으로 방지할 수 있다.

이하에서는, 도면을 참조하여, 단자 케이블(L)의 규격의 차이에 따른 단자 커버(300)의 커버링 동작에 대해 살펴보도록 한다. 이하의 설명에서 사용되는 단자 커버(300)는 2개의 커버캡(320)을 구비하고 있으며, 이러한 2개의 커버캡(320)에는 각각 다른 크기의 케이블 통과홈(321)이 형성되어 있다.

보다 구체적으로, 이하에서는 1) 단자 케이블의 크기가 2개의 케이블 통과홈의 크기보다 작은 경우, 2) 단자 케이블의 크기가 2개의 케이블 통과홈 중 어느 하나의 통과홈의 크기보다 작은 경우, 3) 단자 케이블의 크기가 2개의 케이블 통과홈의 크기보다 큰 경우의 3가지 경우에서의 단자 커버(300)의 커버링 동작에 대해 설명하도록 한다.

<단자 케이블의 크기가 2개의 케이블 통과홈의 크기보다 작은 경우>

도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 단자 커버가 배터리 팩의 전극 단자를 커버하기 전의 모습의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 6은, 도 5에서 단자 커버가 배터리 팩의 전극 단자를 커버한 후의 모습의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 5 및 도 6에서, 단자 커버(300)의 일 측면에 구비된 커버캡(320a)(이하, 제1커버캡)에 형성된 케이블 통과홈(321a)(이하, 제1케이블 통과홈)의 크기는 단자 커버(300)의 타 측면에 구비된 커버캡(320b)(이하, 제2커버캡)에 형성된 케이블 통과홈(321b)(이하, 제2케이블 통과홈)의 크기보다 작다(즉, 제1케이블 통과홈의 크기 < 제2케이블 통과홈의 크기).

그리고, 단자 케이블(L)의 크기는, 제2케이블 통과홈(321b)의 크기보다 작을 뿐만 아니라, 제1 케이블 통과홈(321a)의 크기보다 작다(즉, 단자 케이블의 크기 < 제1케이블 통과홈의 크기 < 제2케이블 통과홈의 크기). 이러한 경우, 단자 케이블(L)은, 제1케이블 통과홈(321a) 및 제2케이블 통과홈(321b)을 통해 외부로 연장될 수 있으며, 이때, 제1커버캡(320a)과 제2커버캡(320b)은 소정 각도 회전되지 않은 상태로 유지될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 단자 케이블(L)이 제1커버캡(320a)의 방향으로 외부로 연장된 경우(실선으로 도시된 단자 케이블 참조) 뿐만 아니라 단자 케이블(L)이 제2커버캡(320b)의 방향으로 외부로 연장된 경우(1점 쇄선으로 도시된 단자 케이블 참조), 단자 케이블(L)은 각각의 커버캡(320a, 320b)에 형성된 케이블 통과홈(321a, 321b)을 통해 외부로 연장될 수 있다.

<단자 케이블의 크기가 2개의 케이블 통과홈 중 어느 하나의 통과홈의 크기보다 작은 경우>

도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 단자 커버가 배터리 팩의 전극 단자를 커버하기 전의 모습의 다른 예를 나타낸 도면이고, 도 8은, 도 7에서 단자 커버가 배터리 팩의 전극 단자를 커버한 후의 모습의 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 7 및 도 8에서, 제1케이블 통과홈(321a)의 크기는 제2케이블 통과홈(321b)의 크기보다 작다. 이러한 점은 도 7 및 도 8에 도시된 실시예와 동일하다. 다만, 단자 케이블(L)의 크기에 있어서, 도 7 및 도 8에 도시된 실시예는 도 5 및 도 6에 도시된 실시예와 차이가 있다.

즉, 단자 케이블(L)의 크기는 제2케이블 통과홈(321b)의 크기보다는 작지만, 제1케이블 통과홈(321a)의 크기보다는 크다(즉, 제1케이블 통과홈의 크기 < 단자 케이블의 크기 < 제2케이블 통과홈의 크기). 이러한 경우, 비록 단자 케이블(L)은 제1케이블 통과홈(321a)을 통해 외부로 연장될 수 있지만, 제1커버캡(320a)은, 닫혀진 상태를 유지할 수는 없고 소정 각도 회전하여 상부로 들린 상태가 된다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1커버캡(320a)은 단자 케이블(L)과 접촉하여 상부로 들리게 된다(실선으로 도시된 단자 케이블 참조). 이와 달리, 단자 케이블(L)이 다른 경로, 즉, 제2케이블 통과홈(321b)을 통해 외부로 연장될 경우에는 제2커버캡(320b)은 닫혀진 상태를 유지할 수 있다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2커버캡(320b)은 단자 케이블(L)과 접촉하지 않으므로 닫힌 상태를 유지할 수 있다(1점 쇄선으로 도시된 단자 케이블 참조).

<단자 케이블의 크기가 2개의 케이블 통과홈의 크기보다 큰 경우>

도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 단자 커버가 배터리 팩의 전극 단자를 커버하기 전의 모습의 또 다른 예를 나타낸 도면이고, 도 10은, 도 9에서 단자 커버가 배터리 팩의 전극 단자를 커버한 후의 모습의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 9 및 도 10에서, 제1케이블 통과홈(321a)의 크기는 제2케이블 통과홈(321b)의 크기보다 작다. 이러한 점은 도 5 내지 도 8에 도시된 실시예와 동일하다. 다만, 단자 케이블(L)의 크기에 있어서, 도 9 및 도 10에 도시된 실시예는 도 5 내지 도 8에 도시된 실시예와 차이가 있다.

즉, 단자 케이블(L)의 크기는 제1케이블 통과홈(321a)의 크기보다 클 뿐만 아니라, 제2케이블 통과홈(321b)의 크기보다도 크다(즉, 제1케이블 통과홈의 크기 < 제2케이블 통과홈의 크기 < 단자 케이블의 크기). 이러한 경우, 비록 단자 케이블(L)은 제1케이블 통과홈(321a) 또는 제2케이블 통과홈(321b)을 통해 외부로 연장될 수 있지만, 제1커버캡(320a) 또는 제2커버캡(320b)은, 닫혀진 상태를 유지할 수는 없고, 소정 각도 회전하여 상부로 들린 상태가 된다. 즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1커버캡(320a) 및 제2커버캡(320b)은 단자 케이블(L)과 접촉하여 상부로 들리게 되어 닫혀진 상태를 유지할 수 없다. 이때, 제1케이블 통과홈(321a)의 크기는 제2케이블 통과홈(321b)의 크기보다 작기 때문에 제1커버캡(320a)은 제2커버캡(320b) 보다 더 많이 회전하게 된다. 즉, 제1커버캡(320a)은, 제2커버캡(320b)보다 상부로 더 많이 들린 상태가 된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 단자 커버(300)에 의하면, 다양한 규격의 단자 케이블(L)을 커버할 수 있다. 단자 케이블(L)의 크기가 큰 경우에도 커버캡(320)이 소정 각도 회전함으로써, 단자 케이블(L)이 외부로 연장될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 단자 케이블(L)이 커버캡(320) 중 어느 하나의 커버캡(320)에 형성된 케이블 통과홈(321) 보다 크기가 작은 경우에는, 해당 커버캡(320)에 형성된 케이블 통과홈(321)을 통해 외부로 연장될 수 있으므로, 커버캡(320)이 닫혀진 상태로 유지될 수 있다. 따라서, 단자 커버(300)는 전극 단자(200) 등을 보다 안정적으로 커버할 수 있다.

한편, 이러한 단자 커버(300)는 배터리 팩에 결합한 상태로 전극 단자(200)를 커버할 수 있다. 이를 위해 단자 커버(300)는 결합부(340)를 더 포함할 수 있다. 이때, 결합부(340)는 커버 본체(310)에 구비되어 전극 단자(200)가 구비된 배터리 팩과 결합하여, 단자 커버(300)는 전극 단자(200)를 커버할 수 있다.

도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 단자 커버와 배터리 팩의 부분 사시도이다. 즉, 도 11a는, 도 1의 좌측 전극 단자 주변을 확대한 도면이고, 도 11b는, 도 1의 우측 전극 단자 주변을 확대한 도면이라고 할 수 있다.

도 12는, 도 11(a)의 단자 커버를 정면 방향에서 바라본 도면이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 커버 본체(310)에는 결합 돌기(341)가 형성되어 있다. 이러한 결합 돌기(341)는 바 형상을 가지고 있다. 그리고, 도 11 및 도 12에서, 결합 돌기(341)는, 결합 돌기(341)로부터 연장된 긴 원통 형상의 압입바(342)를 구비하고 있다.

그리고, 배터리 팩의 팩 하우징(100)에는, 상기 단자 커버(300)의 결합부(340)와 결합하는 결합구성(110)이 구비되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 팩 하우징(100)에는, 2개의 결합 돌기(341)가 삽입될 수 있도록 바 형상의 대응 홈(h1, h2)이 형성되어 있다. 또한, 상기 팩 하우징(100)에는 상기 압입바(342)가 삽입될 수 있는 공간이 제공되어 있다. 이러한 공간은, 팩 하우징(100)에 형성된 복수 개의 플레이트(P1 ~ P6)에 의해 제공된다. 이 중에서 압입바(342)가 삽입되는 공간의 양 측면에 구비된 플레이트(P3 ~ P6)는 내부 방향으로 향하도록 구부러져 있다. 따라서, 압입바(342)는 상기 공간(s)에 압입 결합된 이후에는 쉽게 이탈하지 않게 된다.

한편, 도 11 및 도 12에서 결합부(340) 내지 결합구성(110)의 일 실시예를 나타내었으나, 본 발명에 따른 배터리 팩이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 결합부(340)는 다양한 형태로 구현되어, 배터리 팩과 결합할 수 있다. 예를 들어, 단자 커버(300)의 결합부(340)는 배터리 팩과 접착, 용접 등에 의해 결합될 수도 있으며, 열거되지 않은 다양한 방법에 의해 배터리 팩에 결합될 수 있다.

또한, 상기 단자 커버(300)는, 단자 커버가 소정 범위 이상 더 삽입되는 것을 방지하기 위한 스토퍼(343)를 더 구비할 수 있다.

다시 도 11 및 도 12을 참조하면, 상기 단자 커버(300)는 스토퍼(343)를 더 구비하고 있음을 확인할 수 있다. 도면에서 상기 스토퍼(343)는 2개가 구비되어 있으며, 이러한 스토퍼(343)는 단자 커버(300)와 팩 하우징(100)이 결합할 경우, 단자 커버(300)가 소정 범위 이상 더 삽입되는 것을 방지하는 역할을 한다. 한편, 도면에서, 스토퍼(343)는 2개가 구비되어 있고, 결합 돌기(341) 및 압입바(342)와 반대되는 위치에 형성되어 있으나, 상기 스토퍼(343)의 개수 및/또는 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 단자 커버(300)는, 탄성부재(350)를 더 포함할 수 있다. 상기 탄성부재(350)는, 커버 본체(310)와 커버캡(320) 사이에 구비되어 커버 본체(310)와 커버캡(320)을 연결할 수 있다. 상기 탄성부재(350)는, 고무, 스프링 등으로 구현될 수 있으며, 특성 형상이나 재질에 한정되지 않으며, 커버 본체(310)와 커버캡(320) 사이에 탄성력을 제공할 수 있는 것이라면 어느 것이든 적용될 수 있다.

도 13은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단자 커버의 동작 구성을 나타낸 도면이다.

도 13을 참조하면, 단자 커버(300)는 탄성부재(350)를 더 포함하고 있다. 그리고, 이러한 탄성부재(350)는, 커버 본체(310)와 커버캡(320) 사이에 연결되어 있다.

도 13에서 단자 케이블(L)은, 커버 본체(310)의 일 측면에 형성된 케이블 통과부(312)를 통해 외부로 연장되어 있다. 그리고, 커버 본체(310)의 일 측면에 연결된 커버캡(320)은 단자 케이블(L)과 접촉하여 들린 상태이다. 이때, 커버 본체(310)와 커버캡(320) 사이에 연결된 탄성부재(350)는 커버캡(320)이 커버 본체(310)로 가까워지는 방향(도 13에 표시된 화살표 참조)으로 탄성력을 제공하여, 커버캡(320)이 과도하게 더 들리는 것을 방지한다. 즉, 커버캡(320)은 도 13에 표시된 화살표 방향으로 탄성력을 받는다. 따라서, 커버캡(320)은 불필요하게 유동하지 않고 고정된 상태를 유지할 수 있다.

바람직하게는, 상기 단자 커버(300)는, 절연성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 또한 바람직하게는, 상기 단자 커버(300)는 사출 성형되어 일체로 형성될 수 있다. 즉, 단자 커버(300)의 커버 본체(310)와 커버캡(320) 등은 사출 성형되어 일체로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 단자 커버(300)를 포함할 수 있다. 상기 배터리 팩은, 상술한 단자 커버(300) 이외에 셀 어셈블리, 팩 하우징(100) 등을 더 포함할 수 있다. 그리고, 단자 커버(300)가 배터리 팩에 결합할 수 있도록 단자 커버(300)의 결합부(340)에 대응하는 결합 구성(110)을 더 포함할 수 있다.

한편, 본 명세서에서는. 상, 하, 좌, 우, 내, 외 등과 같이 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 설명의 객체가 되는 대상, 관측자의 보는 위치 또는 대상의 놓여져 있는 위치 등에 따라 다르게 표현될 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100: 팩 하우징
200: 전극 단자
300: 단자 커버
310: 커버 본체
311: 단자 삽입부
312: 케이블 통과부
320, 320a, 320b: 커버캡
321, 321a, 321b: 케이블 통과홈
330: 연결부
340: 결합부
350: 탄성부재
L: 단자 케이블

Claims (11)

1. 배터리 팩의 전극 단자를 커버하는 단자 커버에 있어서,
   상기 전극 단자를 수용하는 내부 공간이 형성되고, 상기 전극 단자가 상기 내부 공간으로 인입될 수 있도록 하단에 단자 삽입부가 형성되며, 적어도 일 측면에는 전극 단자와 연결된 단자 케이블이 통과할 수 있도록 케이블 통과부가 형성된 커버 본체; 및
   상기 케이블 통과부가 형성된 커버 본체의 일 측면에 연결되어 상기 케이블 통과부의 적어도 일부를 커버하고, 상기 커버 본체를 중심으로 소정 각도 회전 가능한 커버캡
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 단자 커버.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 커버캡에는, 상기 단자 케이블이 통과할 수 있도록 하는 케이블 통과홈이 형성된 것을 특징으로 하는 단자 커버.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 케이블 통과부의 넓이는, 상기 케이블 통과홈의 넓이 보다 넓은 것을 특징으로 하는 단자 커버.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 케이블 통과부는, 상기 커버 본체의 양측면에 하나씩 2개가 형성되고,
   상기 커버캡은, 2개 구비되어 상기 2개의 케이블 통과부를 각각 하나씩 커버하는 것을 특징으로 하는 단자 커버.
5. 제 1 항에 있어서,
   절연성을 갖는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 단자 커버
6. 제 1 항에 있어서,
   사출 성형되어 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 단자 커버.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 커버 본체와 상기 커버캡을 연결하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단자 커버.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 커버 본체는, 상기 전극 단자가 구비된 배터리 팩과 결합하는 결합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단자 커버.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 결합부는, 상기 커버 본체로부터 연장되어 형성된 바 형상의 결합 돌기 적어도 하나 이상 구비하는 것을 특징으로 하는 단자 커버.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 결합 돌기 중 적어도 하나에는, 상기 결합 돌기로부터 연장되되 상기 결합 돌기보다 길이가 긴 원통 형상의 압입바가 구비된 것을 특징으로 하는 단자 커버.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 단자 커버를 포함하는 배터리 팩.

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