KR20160020284A - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 팩을 개시한다. 본 발명은, 서로 마주보는 제1 베터리 셀 및 제2 베터리 셀을 구비하고, 고, 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭과 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭이 서로를 향하도록 배치되는 베터리 셀 유닛과, 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭과 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭 사이에 위치하며, 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭 및 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭이 삽입되어 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭 및 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭과 전기적으로 연결된 보호회로모듈과, 상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 상부 및 하부 중 적어도 하나를 감싸도록 설치되는 고정케이스를 포함한다.

Description

배터리 팩{Battery pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.
무선인터넷이나 통신기술의 발달로 인하여 전원공급장치 없이 배터리를 사용하여 운용 가능한 태블릿 PC나 노트북과 같은 휴대용 컴퓨터의 보급이 빠른 속도로 늘고 있다. 일반적으로 휴대용 컴퓨터는 소형이며 휴대가 간편하여 이동성이 뛰어난 장점이 있어 업무용 또는 개인용으로 널리 사용되고 있다. 휴대용 컴퓨터가 전원공급장치에 구애됨 없이 여러 장소에서 사용되기 위하여 내장형 배터리 팩을 구비할 수 있다. 배터리 팩은 충방전을 반복하여 사용할 수 있는 이차전지를 구비할 수 있다.
상기와 같은 배터리 팩은 과충전, 과방전 또는 과전류로부터 배터리 셀을 보호하기 위한 보호회로모듈(PCM, Protective circuit module)을 포함하며, 배터리 셀 및 보호회로모듈은 일반적으로 케이스에 내장될 수 있다. 이때, 일반적으로 배터리 셀은 일렬로 배열되며, 보호회로모듈은 배터리 셀의 상측에 배치되어 배터리 셀과 연결될 수 있다. 또한, 케이스는 내부에 배터리 셀이 삽입되도록 함으로써 배터리 셀이 움직이는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 배터리 팩을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 서로 마주보는 제1 베터리 셀 및 제2 베터리 셀을 구비하고, 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭과 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭이 서로를 향하도록 배치되는 베터리 셀 유닛과, 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭과 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭 사이에 위치하며, 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭 및 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭이 삽입되어 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭 및 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭과 전기적으로 연결된 보호회로모듈과, 상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 상부 및 하부 중 적어도 하나를 감싸도록 설치되는 고정케이스를 포함하는 배터리 팩을 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 베터리 셀과 상기 제2 베터리 셀은 서로 상이한 극성의 전극 탭이 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 고정케이스는, 상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 상부를 감싸도록 설치되는 제1 고정케이스와, 상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 하부를 감싸도록 설치되는 제2 고정케이스를 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 고정케이스와 상기 제2 고정케이스는 서로 분리되도록 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 고정케이스는 상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 적어도 일부의 측면을 감싸도록 설치되는 리브를 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 리브는 복수개 구비되며, 상기 복수개의 리브는 서로 이격되도록 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수개의 리브 중 적어도 하나는 상기 제1 베터리 셀, 상기 보호회로모듈 및 상기 제2 베터리 셀과 접촉할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 고정케이스는, 상기 제1 베터리 셀 및 상기 보호회로모듈 사이 및 상기 제2 베터리 셀 및 상기 보호회로모듈 사이 중 적어도 하나에 배치되도록 상기 리브로부터 돌출되어 형성되는 고정돌기를 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보호회로모듈의 적어도 일면을 커버하도록 배치되는 보호테이프를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 베터리 셀 유닛, 상기 보호회로모듈 및 상기 고정케이스의 일부를 감싸도록 설치되는 라벨을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 베터리 셀 및 상기 제2 베터리 셀은 각형 이차 전지일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 베터리 셀의 전극 및 상기 제2 베터리 셀의 전극은 절곡되어 상기 보호회로모듈에 삽입되도록 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 서로 마주보는 제1 베터리 셀 및 제2 베터리 셀을 구비하고, 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭과 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭이 서로를 향하도록 배치되는 베터리 셀 유닛과, 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭과 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭 사이에 위치하며, 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭 및 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭이 삽입되어 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭 및 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭과 전기적으로 연결된 보호회로모듈과, 상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 상부 및 하부 중 적어도 하나를 감싸도록 설치되는 고정케이스를 포함하고, 상기 제1 베터리 셀 및 상기 제2 베터리 셀 각각은, 개구를 갖는 캔과, 상기 캔의 내부에 수용되며 제1 전극판, 제2 전극판 및 이들 사이에 개재된 세퍼레이터를 갖는 전극 조립체와, 상기 캔의 개구를 밀봉하는 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트 상에 위치하는 전극 탭을 구비하는 배터리 팩을 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 베터리 셀과 상기 제2 베터리 셀은 서로 상이한 극성의 전극 탭이 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 고정케이스는, 상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 상부를 감싸도록 설치되는 제1 고정케이스와, 상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 하부를 감싸도록 설치되는 제2 고정케이스를 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 고정케이스는 상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 적어도 일부의 측면을 감싸도록 설치되는 리브를 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 고정케이스는, 상기 제1 베터리 셀 및 상기 보호회로모듈 사이 및 상기 제2 베터리 셀 및 상기 보호회로모듈 사이 중 적어도 하나에 배치되도록 상기 리브로부터 돌출되어 형성되는 고정돌기를 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보호회로모듈의 적어도 일면을 커버하도록 배치되는 보호테이프를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 베터리 셀 유닛, 상기 보호회로모듈 및 상기 고정케이스의 일부를 감싸도록 설치되는 라벨을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 베터리 셀의 전극 및 상기 제2 베터리 셀의 전극은 절곡되어 상기 보호회로모듈에 삽입되도록 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 공간을 최적화하고 컴팩트한 구조를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 팩의 일부를 보여주는 분해사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 배터리 셀을 보여주는 분해사시도이다.
도 4 내지 도 7은 도 1에 도시된 배터리 팩의 조립과정을 보여주는 순서도이다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 배터리 팩의 일부를 보여주는 분해사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 제1 배터리 셀을 보여주는 분해사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 배터리 팩(10)은 배터리 셀 유닛(100), 보호회로모듈(200), 고정케이스(300), 보호테이프(400) 및 라벨(500)을 포함할 수 있다.
배터리 셀 유닛(100)은 제1 배터리 셀(100A) 및 제2 배터리 셀(100B)을 구비할 수 있다. 이때, 제1 배터리 셀(100A) 및 제2 배터리 셀(100B)은 각형 배터리 셀 형태로 형성될 수 있다. 특히 상기와 같은 제1 배터리 셀(100A) 및 제2 배터리 셀(100B)은 서로 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 배터리 셀(100A)을 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제1 배터리 셀(100A)은 각형(prismatic)의 이차전지일 수 있다. 제1 배터리 셀(100A)은 캔(110A), 캔(110A)에 형성된 개구를 통해 내부에 수용된 상기 전극 조립체, 캔(110A)의 개구를 밀폐하는 캡 플레이트(120A), 제1,2 전극 탭(130A, 140A)를 포함한다.
캔(110A)은 일측이 개방된 대략 육면체의 형상으로, 강도를 확보하기 위하여 금속성 소재로 제작될 수 있다. 예컨대, 캔(110A)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제작될 수 있다. 상기 전극 조립체가 개구를 통해서 캔(110A)에 삽입된 후, 개구는 캡 플레이트(120A)에 의해 밀봉될 수 있다. 캡 플레이트(120A)도 캔(110A)과 마찬가지로 알루미늄 또는, 알루미늄 합금과 같은 금속성 소재로 제작될 수 있다. 캡 플레이트(120A)와 캔(110A)은 레이저 용접에 의해 결합됨으로써, 내부 기밀을 유지할 수 있다. 캔(110A)과 캡 플레이트(120A)가 금속성 소재로 제작될 수 있다.
상기 전극 조립체는 전극 활물질이 도포된 제1 전극판과 제2 전극판, 및 이들 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함할 수 있다. 상기 전극 조립체는, 제1 전극판, 세퍼레이터 및 제2 전극판이 순차적으로 적층된 후 젤리롤 형태가 되도록 권취하여 제작될 수 있다.
본 실시예에서는 상기 전극 조립체가 젤리롤 형태를 갖는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 또 다른 실시예로서, 상기 전극 조립체는, 제1 전극판, 세퍼레이터 및 제2 전극판이 순차적으로 적층된 적층체일 수 있다.
캡 플레이트(120A) 상에는 전극핀(121A)이 형성되어 있다. 제1 전극판은 전극핀(121A)과 전기적으로 연결되고, 제2 전극판은 캡 플레이트(120A)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극판 및 제2 전극판은 서로 다른 극성을 띄므로, 전극핀(121A)과 캡 플레이트(120A)도 서로 다른 극성을 갖는다. 예컨대, 전극핀(121A)은 음극의 극성을 가질 수 있고, 캡 플레이트(120A)는 양극의 극성을 가질 수 있다. 이 때, 전극핀(121A)과 캡 플레이트(120A) 간의 단락을 방지하기 위하여 전극핀(121A)과 캡 플레이트(120A) 사이에는 가스켓(123A)이 구비될 수 있다.
제1 전극 탭(130A)과 제2 전극 탭(140A)은 캡 플레이트(120A) 상에 배치될 수 있다. 제1 전극 탭(130A)은 캡 플레이트(120A)의 일부 영역(이하, 제1 영역이라 함) 상에 배치되며, 제2 전극 탭(140A)은 캡 플레이트(120A)의 다른 영역(이하, 제2 영역이라 함) 상에 배치된다. 보다 구체적으로 제1 전극 탭(130A)은 캡 플레이트(120A) 상에 배치되되 전극핀(121A)과 전기적으로 접속되며, 제2 전극 탭(140A)은 캡 플레이트(120A) 상에 배치되며 캡 플레이트(120A)와 전기적으로 접속될 수 있다.
제1 전극 탭(130A)은 TCO(135A)를 포함할 수 있다. 제1 전극 탭(130A)은 전극핀(121A)과 전기적으로 접속되므로 음극의 극성을 띌 수 있다. 반면에, 캡 플레이트(120A)는 양극의 극성을 띄기 때문에, 캡 플레이트(120A) 상에 배치되는 제1 전극 탭(130A)과 캡 플레이트(120A)는 전기적 단락이 발생하기 쉽다. 따라서, 제1 전극 탭(130A)과 캡 플레이트(120A) 사이에는 이들을 전기적으로 절연시키기 위한 홀더(150A)가 더 포함될 수 있다.
홀더(150A)는 캡 플레이트(120A)의 바로 위에 배치되며, 제1 전극 탭(130A)이 전극핀(121A)과 전기적으로 접속될 수 있도록 제1 개구(OP1)를 포함한다. 한편, 제1 전극 탭(130A)에 포함된 TCO(135A)가 제1 배터리 셀(100A)의 온도에 효과적으로 반응할 수 있도록, 홀더(150A)는 TCO(135A)와 마주보는 면에 형성된 제2 개구(OP2)를 더 포함할 수 있다.
홀더(150A)는 제1 전극 탭(130A)을 고정시키기 위한 삽입돌기(151A)를 포함할 수 있다. 제1 전극 탭(130A)은 홀더(150A)에 안착된 상태에서, 전극핀(121A)에 용접되면서 동시에 삽입돌기(151A)에 고정될 수 있다. 제1 전극 탭(130A)에 형성된 홀(130AA-H)이 삽입돌기(151A)에 끼워진 후, 삽입돌기(151A)의 상단의 일부에 열을 가하면, 삽입돌기(151A)의 상단 일부가 녹으면서 제1 전극 탭(130A)은 홀더(150A)에 고정될 수 있다. 전극핀(121A)과 용접된 제1 전극 탭(130A)이 제1 배터리 셀(100A)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 테이프(160A)가 더 부착될 수 있다.
보호회로모듈(200)은 제1 배터리 셀(100A) 및 제2 배터리 셀(100B)과 전기적으로 연결되어 제1 배터리 셀(100A) 및 제2 배터리 셀(100B)의 충방전을 제어할 수 있으며, 과충전, 과방전 또는 과전류로 인해 발생되는 과열 및 폭발을 방지할 수 있다. 제1 배터리 셀(100A)의 전면에 구비된 제1,2 전극 탭(130A, 140A)이 보호회로모듈(200)에 구비된 단자홀(230)에 삽입된 후 납땜되면서 제1 배터리 셀(100A)과 보호회로모듈(200)은 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제2 배터리 셀(100B)의 전면에 구비된 제1,2 전극 탭(130B,140B)도 보호회로모듈(200)에 구비된 단자홀(240)에 삽입된 후 납땜되어 제2 배터리 셀(100B)과 보호회로모듈(200)은 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 배터리 셀(100A)의 제1,2 전극 탭(130A,140A)과 제2 배터리 셀(100B)의 제1,2 전극 탭(130B,140B)은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 배터리 셀(100A)의 제1,2 전극 탭(130A, 140A)과 제2 배터리 셀(100B)의 제1,2 전극 탭(130B, 140B)은 각각 엇갈리도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 배터리 셀(100A)의 제1,2 전극 탭(130A, 140A)과 제2 배터리 셀(100B)의 제1,2 전극 탭(130B, 140B)은 서로 상이한 극성의 전극탭이 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 배터리 셀(100A)의 제1 전극 탭(130A)과 제2 배터리 셀(100B)의 제1 전극 탭(130B)이 양극인 경우 제1 배터리 셀(100A)의 제1 전극 탭(130A)과 제2 배터리 셀(100B)이 제2 전극 탭(130B)은 보호회로모듈(200)의 중심을 기준으로 상측에 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 배터리 셀(100A)의 제2 전극 탭(140A)과 제2 배터리 셀(100B)이 제1 전극 탭(130B)은 보호회로모듈(200)의 중심을 기준으로 하측에 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
보호회로모듈(200)은 회로기판(210), 회로기판(210)에 마운트된 적어도 하나 이상의 보호 소자(220) 및 커넥터(250)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로기판(210)은 제1 배터리 셀(100A) 및 제2 배터리 셀(100B)의 사이에 배치될 수 있다. 보호 소자(220)는 회로기판(210)의 저항 및 콘덴서와 같은 수동소자나 전계트랜지스터와 같은 능동소자로 이루어지는 안전 소자, 또는 집적 회로들이 선택적으로 형성될 수 있다.
회로기판(210)에는 제1 배터리 셀(100A) 및 제2 배터리 셀(100B)을 직렬 또는/및 병렬로 연결할 수 있는 회로패턴이 형성되어 있다. 따라서, 제1 배터리 셀(100A)의 제1,2 전극 탭(130A, 140A) 및 제2 배터리 셀(100B)의 제1,2 전극 탭(130B, 140B)이 회로기판(210)에 형성된 단자홀(230, 240)에 직접 연결됨으로써, 제1 배터리 셀(100A) 및 제2 배터리 셀(100B)은 보호 소자(220)의 구동에 따라 충방전 제어를 받을 수 있는 동시에 직렬 또는/및 병렬로 연결될 수 있다.
커넥터(250)는 보호회로모듈(200)의 일 단에 위치하며, 외부의 전자 기기와 전기적 연결을 수행할 수 있다. 커넥터(250)는 고정케이스(300)의 일측에 형성된 홈(350A)을 통해 외부로 노출될 수 있다.
고정케이스(300)는 배터리 셀 유닛(100) 및 보호회로모듈(200)의 상부 및 하부 중 적어도 하나를 감싸도록 설치될 수 있다. 특히 고정케이스(300)는 배터리 셀 유닛(100) 및 보호회로모듈(200)의 적어도 일부를 감싸도록 설치될 수 있다. 상기와 같은 고정케이스(300)는 절연성 소재를 포함할 수 있다. 예컨대, 고정케이스(300)는 열이나 압력에 의해 성형될 수 있는 플라스틱과 같은 고분자 화합물로 형성될 수 있다.
고정케이스(300)는 서로 분리되도록 형성되는 제1 고정케이스(300A)와 제2 고정케이스(300B)를 구비할 수 있다. 이때, 제1 고정케이스(300A)는 배터리 셀 유닛(100) 및 보호회로모듈(200)의 상부를 감싸도록 설치될 수 있다. 또한, 제2 고정케이스(300B)는 배터리 셀 유닛(100) 및 보호회로모듈(200)의 하부를 감싸도록 설치될 수 있다.
제1 고정케이스(300A)는 내부에 홈이 형성되는 제1 바디부(310A)를 구비할 수 있다. 제1 고정케이스(300A)에는 상기에서 설명한 바와 같이 보호회로모듈(200)의 커넥터(250)가 삽입되는 홈(350A)이 형성될 수 있다. 또한, 제1 고정케이스(300A)는 제1 바디부(310A)로부터 연장되어 형성되는 적어도 하나 이상의 제1 리브(320A)를 구비할 수 있다. 이때, 제1 바디부(310A)와 제1 리브(320A)는 일체로 형성될 수 있다. 또한, 제1 리브(320A)는 일체로 형성되어 배터리 셀 유닛(100)의 상측 부분의 외주면 및 배터리 셀 유닛(100)의 상측, 보호회로모듈(200)의 상측 부분의 외주면 및 보호회로모듈(200)의 상측을 감쌀 수 있다. 다른 실시예로써 제1 리브(320A)는 복수개 구비되어 서로 이격되도록 배치됨으로써 배터리 셀 유닛(100) 및 보호회로모듈(200)의 상측과 상측 부분의 외주면을 감쌀 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 리브(320A)가 2개 구비되어 서로 대향하도록 배치되며, 배터리 셀 유닛(100) 및 보호회로모듈(200)의 전면과 후면을 지지하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제1 고정케이스(300A)는 제1 리브(320A)로부터 내측 공간으로 돌출되도록 형성되는 제1 끼움돌기(330A)를 구비할 수 있다. 이때, 제1 끼움돌기(330A)는 복수개 구비되어 서로 이격되도록 제1 리브(320A)에 배치될 수 있다. 특히 제1 끼움돌기(330A)는 서로 대향하도록 제1 리브(320A)에 형성될 수 있으며, 서로 대향하는 제1 끼움돌기(330A) 사이의 거리는 제1 배터리 셀(100A) 또는 제2 배터리 셀(100B)의 두께보다 작게 형성될 수 있다. 따라서 제1 고정케이스(300A)에 제1 배터리 셀(100A) 및 제2 배터리 셀(100B)을 삽입하는 경우 제1 고정케이스(300A)는 제1 배터리 셀(100A) 및 제2 배터리 셀(100B)과 완전히 밀착함으로써 제1 배터리 셀(100A) 및 제2 배터리 셀(100B)과 분리되지 않을 수 있다.
제1 고정케이스(300A)는 제1 리브(320A)로부터 돌출되어 형성되는 제1 고정돌기(340A)를 구비할 수 있다. 이때, 제1 고정돌기(340A)는 제1 리브(320A)과 수직을 형성할 수 있다. 특히, 제1 고정돌기(340A)는 제1 배터리 셀(100A)과 보호회로모듈(200) 사이 및 제2 배터리 셀(100B)과 보호회로모듈(200) 사이 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 따라서 제1 고정돌기(340A)는 제1 배터리 셀(100A)과 보호회로모듈(200)의 위치 및 제2 배터리 셀(100B)과 보호회로모듈(200)의 위치 중 적어도 하나를 고정시킬 수 있으므로 외부의 충격 등으로 인하여 제1 배터리 셀(100A), 보호회로모듈(200) 및 제2 배터리 셀(100B)의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있다.
제2 고정케이스(300B)는 제1 고정케이스(300A)와 유사하게 형성될 수 있다. 구체적으로 제2 고정케이스(300B)는 내부에 공간이 형성되는 제2 바디부(310B)를 구비할 수 있다. 이때, 제2 바디부(310B)는 제1 배터리 셀(100A), 보호회로모듈(200) 및 제2 배터리 셀(100B)의 하면을 차폐할 수 있다.
제2 고정케이스(300B)는 제2 바디부(310B)로부터 연장되어 형성되는 적어도 하나 이상의 제2 리브(320B)를 구비할 수 있다. 이때, 제2 리브(320B)는 제2 바디부(310B)와 일체로 형성될 수 있다. 또한, 제2 리브(320B)는 제1 배터리 셀(100A), 보호회로모듈(200) 및 제2 배터리 셀(100B)의 상측 부분의 측면을 지지할 수 있다.
상기와 같은 제2 리브(320B)는 복수개 구비되어 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 이때, 복수개의 제2 리브(320B) 중 적어도 하나는 제1 배터리 셀(100A), 보호회로모듈(200) 및 제2 배터리 셀(100B)와 전부 접촉하도록 배치될 수 있다. 즉, 복수개의 제2 리브(320B) 중 적어도 하나는 보호회로모듈(200)이 배치되는 부분에 형성되어 제1 배터리 셀(100A), 보호회로모듈(200) 및 제2 배터리 셀(100B)을 지지할 수 있다.
제2 고정케이스(300B)는 제2 리브(320B)로부터 돌출되어 형성되는 제2 끼움돌기(미도시) 및 제2 고정돌기(미도시)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 제2 끼움돌기 및 상기 제2 고정돌기는 상기에서 설명한 제1 끼움돌기(330A) 및 제1 고정돌기(340A)와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 보호테이프(400)는 보호회로모듈(200)의 적어도 일면에 배치되어 보호회로모듈(200)을 보호할 수 있다. 이때, 보호테이프(400)는 포론(Poron) 등과 같은 합성수지 재질 또는 고무, 실리콘 등과 같은 탄성 재질로 형성될 수 있다.
보호테이프(400)는 보호회로모듈(200)의 전면에 배치되는 제1 보호테이프(400A)와, 보호회로모듈(200)의 후면에 배치되는 제2 보호테이프(400B)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 보호테이프(400A)와 제2 보호테이프(400B)는 제1 배터리 셀(100A)과 보호회로모듈(200)의 두께 차이 및 제2 배터리 셀(100B)과 보호회로모듈(200)의 두께 차이에 대응하도록 형성될 수 있다. 따라서 보호테이프(400)는 라벨(500)을 붙이는 경우 제1 배터리 셀(100A), 보호회로모듈(200) 및 제2 배터리 셀(100B) 사이의 단차를 제거함으로써 와관을 일정하게 유지시킬 수 있다. 또한, 보호테이프(400)는 외부로부터 충격이 가해지는 경우 충격을 흡수함으로써 보호회로모듈(200)의 파손을 방지할 수 있다.
라벨(500)은 배터리 셀 유닛(100), 보호회로모듈(200) 및 보호테이프(400)의 외면을 감싸도록 설치될 수 있다. 이때, 라벨(500)은 하나로 형성되거나 복수개 구비될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 라벨(500)이 2개 구비되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
라벨(500)은 제1 라벨(미표기)과 제2 라벨(미도시)을 구비할 수 있다. 상기 제1 라벨은 배터리 셀 유닛(100), 보호회로모듈(200) 및 제1 보호테이프(400A)의 전면에 부착될 수 있다. 이때, 상기 제1 라벨은 제1 리브(320A)와 제2 리브(320B)에 부착되어 제1 고정케이스(300A) 및 제2 고정케이스(300B)를 고정시킬 수 있다.
또한, 상기 제2 라벨은 배터리 셀 유닛(100), 보호회로모듈(200) 및 제2 보호테이프(400B)의 후면에 부착될 수 있다. 이때, 상기 제2 라벨은 제1 리브(320A)와 제2 리브(320B)에 부착되어 제1 고정케이스(300A) 및 제2 고정케이스(300B)를 고정시킬 수 있다.
한편, 이하에서는 배터리 팩(10)의 조립 과정에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 7은 도 1에 도시된 배터리 팩의 조립과정을 보여주는 순서도이다.
도 4 내지 도 7을 참고하면, 우선 제1 배터리 셀(100A) 및 제2 배터리 셀(100B)을 제조하여 준비할 수 있다. 이때, 제1 배터리 셀(100A) 및 제2 배터리 셀(100B)은 일반적인 각형의 이차전지를 제조하는 방법과 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기의 과정이 완료되면, 제1 배터리 셀(100A) 및 제2 배터리 셀(100B)을 보호회로모듈(200)에 연결할 수 있다. 이때, 제1 배터리 셀(100A)의 제1 전극 탭(130A) 및 제2 전극 탭(140A)을 단자홀(230)에 삽입하고, 제2 배터리 셀(100B)의 제1 전극 탭(130B) 및 제2 전극 탭(140B)을 다른 단자홀(230)에 삽입하여 고정시킬 수 있다. 특히 상기와 같은 경우 제1 배터리 셀(100A)의 전극 탭과 제2 배터리 셀(100B)의 전극 탭은 서로 상이한 극성이 마주보도록 배치될 수 있다.
이후 보호회로모듈(200)의 전면과 후면에 제1 보호테이프(400A)와 제2 보호테이프(400B)를 배치할 수 있다. 이때, 제1 보호테이프(400A)와 제2 보호테이프(400B)는 보호회로모듈(200)에 접착제 등으로 고정될 수 있다.
상기의 과정이 완료되면, 제1 배터리 셀(100A), 보호회로모듈(200), 보호테이프(400) 및 제2 배터리 셀(100B)의 상측과 하측에 각각 제1 고정케이스(300A)와 제2 고정케이스(300B)를 삽입할 수 있다. 이때, 보호회로모듈(200)의 커넥터(250)는 제1 고정케이스(300A)의 홈(250A)을 통하여 외부로 인출될 수 있다. 또한, 제1 리브(320A) 및 제2 리브(320B)는 제1 배터리 셀(100A), 보호회로모듈(200), 보호테이프(400) 및 제2 배터리 셀(100B)의 전면 및 후면에 각각 배치되고, 제1 끼움돌기(330A) 및 제2 끼움돌기(미도시)는 제1 배터리 셀(100A), 보호회로모듈(200), 보호테이프(400) 및 제2 배터리 셀(100B)을 가압하여 억지끼움 형식으로 고정시킬 수 있다. 특히 제1 고정돌기(340A) 및 제2 고정돌기(미도시)는 각각 제1 배터리 셀(100A)과 보호회로모듈(200) 사이 및 제2 배터리 셀(100B)과 보호회로모듈(200) 사이로 진입하여 제1 배터리 셀(100A), 보호회로모듈(200), 제2 배터리 셀(100B)의 간격을 유지하면서 위치를 고정시킬 수 있다.
상기의 과정이 완료되면, 제1 라벨(500A)과 제2 라벨(500B)을 부착하여 배터리 팩(10)의 제조를 완료할 수 있다.
따라서 배터리 팩(10)은 제1 배터리 셀(100A) 및 제2 배터리 셀(100B) 사이에 보호회로모듈(200)을 배치함으로써 배터리 팩(10)이 차지하는 공간을 최소화할 수 있다.
또한, 배터리 팩(10)은 보호회로모듈(200)을 배터리 셀 유닛(100)의 상측에 배치하지 않고 중앙에 배치함으로써 배터리 팩(10)의 낙하 등과 같은 외부충격이 가해지는 경우 보호회로모듈(200)을 보호할 수 있다.
배터리 팩(10)은 제1 리브(320A), 제2 리브(320B), 제1 끼움돌기(330A), 상기 제2 끼움돌기 및 제1 고정돌기(340A), 상기 제2 고정돌기 등을 통하여 배터리 셀 유닛(100) 및 보호회로모듈(200)을 견고하게 고정시킬 수 있다.
뿐만 아니라 배터리 팩(10)은 간편한 구조로 형성되어 조립됨으로써 조립성과 생산성을 증대시킬 수 있다. 또한, 배터리 팩(10)은 고장이나 파손 시 수리를 위하여 제1 배터리 셀(100A) 및 제2 배터리 셀(100B)을 고정케이스(300)와 용이하게 분리 가능할 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
10: 배터리 팩
100: 배터리 셀 유닛
100A: 제1 배터리 셀
100B: 제2 배터리 셀
200: 보호회로모듈
210: 회로기판
220: 보호 소자
230: 단자홀
250: 커넥터
300: 고정케이스
400: 보호테이프
500: 라벨

Claims (20)

  1. 서로 마주보는 제1 베터리 셀 및 제2 베터리 셀을 구비하고, 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭과 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭이 서로를 향하도록 배치되는 베터리 셀 유닛;
    상기 제1 베터리 셀의 전극 탭과 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭 사이에 위치하며, 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭 및 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭이 삽입되어 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭 및 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭과 전기적으로 연결된 보호회로모듈;
    상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 상부 및 하부 중 적어도 하나를 감싸도록 설치되는 고정케이스;를 포함하는 배터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 베터리 셀과 상기 제2 베터리 셀은 서로 상이한 극성의 전극 탭이 서로 마주보도록 배치되는 배터리 팩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정케이스는,
    상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 상부를 감싸도록 설치되는 제1 고정케이스; 및
    상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 하부를 감싸도록 설치되는 제2 고정케이스;를 구비하는 배터리 팩.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 고정케이스와 상기 제2 고정케이스는 서로 분리되도록 형성되는 배터리 팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정케이스는 상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 적어도 일부의 측면을 감싸도록 설치되는 리브;를 구비하는 배터리 팩.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 리브는 복수개 구비되며,
    상기 복수개의 리브는 서로 이격되도록 형성되는 배터리 팩.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수개의 리브 중 적어도 하나는 상기 제1 베터리 셀, 상기 보호회로모듈 및 상기 제2 베터리 셀과 접촉하는 배터리 팩.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 고정케이스는,
    상기 제1 베터리 셀 및 상기 보호회로모듈 사이 및 상기 제2 베터리 셀 및 상기 보호회로모듈 사이 중 적어도 하나에 배치되도록 상기 리브로부터 돌출되어 형성되는 고정돌기;를 구비하는 배터리 팩.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호회로모듈의 적어도 일면을 커버하도록 배치되는 보호테이프;를 더 포함하는 배터리 팩.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 베터리 셀 유닛, 상기 보호회로모듈 및 상기 고정케이스의 일부를 감싸도록 설치되는 라벨;을 더 포함하는 배터리 팩.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 베터리 셀 및 상기 제2 베터리 셀은 각형 이차 전지인 배터리 팩.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 베터리 셀의 전극 및 상기 제2 베터리 셀의 전극은 절곡되어 상기 보호회로모듈에 삽입되도록 설치되는 배터리 팩.
  13. 서로 마주보는 제1 베터리 셀 및 제2 베터리 셀을 구비하고, 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭과 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭이 서로를 향하도록 배치되는 베터리 셀 유닛;
    상기 제1 베터리 셀의 전극 탭과 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭 사이에 위치하며, 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭 및 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭이 삽입되어 상기 제1 베터리 셀의 전극 탭 및 상기 제2 베터리 셀의 전극 탭과 전기적으로 연결된 보호회로모듈;
    상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 상부 및 하부 중 적어도 하나를 감싸도록 설치되는 고정케이스;를 포함하고,
    상기 제1 베터리 셀 및 상기 제2 베터리 셀 각각은,
    개구를 갖는 캔;
    상기 캔의 내부에 수용되며 제1 전극판, 제2 전극판 및 이들 사이에 개재된 세퍼레이터를 갖는 전극 조립체;
    상기 캔의 개구를 밀봉하는 캡 플레이트; 및
    상기 캡 플레이트 상에 위치하는 전극 탭;을 구비하는 배터리 팩.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 베터리 셀과 상기 제2 베터리 셀은 서로 상이한 극성의 전극 탭이 서로 마주보도록 배치되는 배터리 팩.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 고정케이스는,
    상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 상부를 감싸도록 설치되는 제1 고정케이스; 및
    상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 하부를 감싸도록 설치되는 제2 고정케이스;를 구비하는 배터리 팩.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 고정케이스는 상기 베터리 셀 유닛 및 상기 보호회로모듈의 적어도 일부의 측면을 감싸도록 설치되는 리브;를 구비하는 배터리 팩.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 고정케이스는,
    상기 제1 베터리 셀 및 상기 보호회로모듈 사이 및 상기 제2 베터리 셀 및 상기 보호회로모듈 사이 중 적어도 하나에 배치되도록 상기 리브로부터 돌출되어 형성되는 고정돌기;를 구비하는 배터리 팩.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 보호회로모듈의 적어도 일면을 커버하도록 배치되는 보호테이프;를 더 포함하는 배터리 팩.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 베터리 셀 유닛, 상기 보호회로모듈 및 상기 고정케이스의 일부를 감싸도록 설치되는 라벨;을 더 포함하는 배터리 팩.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 베터리 셀의 전극 및 상기 제2 베터리 셀의 전극은 절곡되어 상기 보호회로모듈에 삽입되도록 설치되는 배터리 팩.
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