KR20160051954A - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 팩 케이스의 바닥면에 배수구를 형성함에 의하여 배터리 팩 내부로 수분 유입 시 배수를 원활하게 할 수 있으며, 금형 제조에 의하여 배수홀로 이물질이 침투하지 않도록 할 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다. 본 발명에 따른 배터리 팩은 전기적으로 연결된 복수개의 배터리 셀; 상기 복수개의 배터리 셀을 감싸며, 상부케이스 및 하부케이스로 이루어지는 케이스;를 포함하되, 상기 하부케이스의 바닥면에는 적어도 하나의 배수홀이 형성되며, 상기 배수홀은, 상기 하부케이스 바닥면의 두께 방향에서 내부면으로부터 일정 깊이까지의 제1 영역과, 상기 제1 영역이 끝나는 위치부터 상기 하부케이스 바닥면의 두께 방향에서 외부면까지의 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 배수홀이 점점 작아지도록 경사지게 형성된 제1 경사부를 포함하며, 상기 제2 영역은 상기 제1 경사부가 끝나는 위치로부터 상기 하부케이스 바닥면의 외부면까지 상기 배수홀 둘레를 따라 일정 간격으로 형성되는 홈부 및, 상기 하부케이스 바닥면의 외부면과 동일한 평면 상에 형성되는 이물 유입 방지부를 포함한다.

Description

배터리 팩{BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 안전성이 향상된 배터리 팩에 관한 것이다.
통상적으로 배터리 셀은 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 다양하게 그 형태를 변화시켜 사용한다.
전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전동공구와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량을 높일 수 있도록 복수개의 배터리 셀을 전기적으로 연결하여 대용량의 배터리 모듈을 구성한다. 배터리 모듈은 내장된 배터리 셀의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다. 그리고, 이러한 배터리 모듈을 전기적으로 다수개 연결하여 배터리 팩을 구성할 수 있다.
이러한 고출력 대용량의 배터리 팩 중에서 전원용 공구에 사용되는 배터리 팩은 야외 및 우천 시 사용빈도가 높다. 그럼에도 불구하고, 배터리 팩에 별도의 배수 구조가 없기 때문에 배터리 팩 내부로 수분이 유입되는 경우 배수가 이루어지기 어렵다. 이에 의해 배터리 팩 내부에 수분이 고여있게 되며, 이로 인하여 보호회로모듈에 쇼트(short)가 발생될 수 있으며, 배터리 팩이 손상될 수 있다.
본 발명은 배터리 팩 케이스의 바닥면에 배수홀을 형성함에 의하여 배터리 팩 내부로 수분 유입 시 배수를 원활하게 할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 금형을 이용하여 이물질이 침투하지 않는 구조의 배수홀을 제조할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 배터리 팩은 전기적으로 연결된 복수개의 배터리 셀; 상기 복수개의 배터리 셀을 감싸며, 상부케이스 및 하부케이스로 이루어지는 케이스;를 포함하되, 상기 하부케이스의 바닥면에는 적어도 하나의 배수홀이 형성되며, 상기 배수홀은, 상기 하부케이스 바닥면의 두께 방향에서 내부면으로부터 일정 깊이까지의 제1 영역과, 상기 제1 영역이 끝나는 위치부터 상기 하부케이스 바닥면의 두께 방향에서 외부면까지의 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 배수홀이 점점 작아지도록 경사지게 형성된 제1 경사부를 포함하며, 상기 제2 영역은 상기 제1 경사부가 끝나는 위치로부터 상기 하부케이스 바닥면의 외부면까지 상기 배수홀 둘레를 따라 일정 간격으로 형성되는 홈부 및, 상기 하부케이스 바닥면의 외부면과 동일한 평면 상에 형성되는 이물 유입 방지부를 포함한다.
여기서, 상기 제2 영역에 위치된 배수홀은 일정한 크기로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 이물 유입 방지부는 상기 제2 영역에 위치된 배수홀과 동일한 크기로 형성될 수 있다.
이때, 상기 이물 유입 방지부의 두께는 상기 홈부의 깊이보다 더 작게 형성될 수 있다.
또한, 상기 배수홀은 상기 하부케이스 바닥면의 4개의 모서리에 각각 인접하게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 하부케이스 바닥면은 대칭되는 위치에 형성된 상기 배수홀 간의 중간 영역으로부터 상기 배수홀을 향하여 점점 낮아지도록 경사지게 형성되는 제2 경사부를 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 제2 경사부는 상기 하부케이스 바닥면의 내부면이 경사지게 형성되고, 상기 하부케이스 바닥면의 외부면은 평평하게 형성되어, 상기 하부케이스 바닥면의 두께가 상이하게 형성될 수 있다.
게다가, 상기 배수홀은 금형에 의하여 제조될 수 있다.
또한, 상기 상부케이스의 일 영역에는 수용부가 형성되고, 상기 수용부와 대응하는 상기 하부케이스에는 돌기부가 형성되어, 상기 수용부 및 돌기부가 상호 체결될 수 있다.
본 발명에 의하면 배터리 팩 케이스의 바닥면에 배수홀을 형성하여 배터리 팩 내부로 수분 유입 시 배수를 원활하게 함으로써, 보호회로모듈에 쇼트가 방지되어 안전성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 이물 유입 방지부를 포함하는 배수홀을 금형으로 제조함에 의하여, 리브 등의 추가 구조 없이도 배수홀로 이물질이 침투하지 않도록 할 수 있음으로써, 보다 간단하게 배수홀을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면을 보여주는 사시도.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 하부케이스 바닥면의 내부 형상을 나타내는 도면.
도 3b는 도 3a의 하부케이스 바닥면에 형성된 배수홀을 내부에서 바라본 사시도.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 하부케이스 바닥면의 외부 형상을 나타내는 도면.
도 4b는 도 4a의 하부케이스 바닥면에 형성된 배수홀을 외부에서 바라본 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 바닥면을 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 배터리 팩 내부로 유입된 수분이 배수되는 경로를 나타내는 도면.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 아울러, 도면에서 각 구성의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장될 수 있으며 실제 구성의 두께나 크기와 다를 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면을 보여주는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩(100)은 전기적으로 연결된 복수개의 배터리 셀(20)과, 복수개의 배터리 셀(20)을 감싸는 케이스(10)를 포함한다. 이때, 케이스(10)는 상부케이스(10a) 및 하부케이스(10b)로 이루어지며,이 중, 하부케이스(10b)의 바닥면에는 적어도 하나의 배수홀(30)이 형성될 수 있다.
이러한 배수홀(30)은 하부케이스(10b)의 바닥면의 일 영역이 관통되어 배터리 팩(100)의 내부로 수분이 유입되는 경우, 원활하게 배출될 수 있도록 할 수 있다. 일반적으로 배터리 팩 케이스에는 배수홀이 형성되지 않기 때문에, 우천 시 배터리 팩 내부에 빗물 등이 유입되면 배수가 되지 않고, 케이스 내부에 고이게 된다. 이로 인하여, 보호회로모듈에서 쇼트(short)가 발생되며, 배터리 팩이 손상되어 사용이 불가능할 수 있다.
따라서, 본 발명의 배터리 팩(100)은 하부케이스(10b) 바닥면에 적어도 하나의 배수홀(30)을 형성함으로써, 배터리 팩(100) 내부로 수분 유입 시 배수를 원활하게 하여, 배터리 팩(100)의 안전성이 향상될 수 있다. 또한, 본 발명의 배수홀(30)은 금형을 이용하여 제조되며, 리브 등의 추가 부품 없이도 배수홀(30)로 이물질이 침투하지 않는 구조로 간단하게 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 배수홀(30)은 그 형성 깊이에 따라 두 가지 영역으로 구분할 수 있다. 즉, 배수홀(30)은 하부케이스(10b) 바닥면의 두께 방향에서 내부면으로부터 일정 깊이까지의 제1 영역(30a)과, 제1 영역(30a)이 끝나는 위치부터 하부케이스(10b) 바닥면의 두께 방향에서 외부면까지의 제2 영역(30b)을 포함한다.
여기서, 제1 영역(30a)은 배수홀(30)이 하부로 갈수록 점점 작아지도록 경사지게 형성된 제1 경사부(31)를 포함한다. 그리고, 제2 영역(30b)은 제1 경사부(31)가 끝나는 위치로부터 하부케이스(10b) 바닥면의 외부면까지 배수홀(30) 둘레를 따라 일정 간격으로 형성되는 홈부(33) 및, 하부케이스(10b) 바닥면의 외부면과 동일한 평면 상에 형성되는 이물 유입 방지부(34)를 포함한다.
제2 영역(30b)에 위치된 배수홀(30)은 제1 영역(30a)이 끝나는 위치부터 하부케이스(10b) 바닥면의 두께 방향에서 외부면까지 동일한 크기로 형성되며, 이때 이물 유입 방지부(34)는 제2 영역(30b)에 위치된 배수홀(30)에 대응하는 크기로 형성될 수 있다.
그리고, 이물 유입 방지부(34)의 두께는 홈부(33)의 깊이보다 더 작게 형성될 수 있다. 이에 의하여 배수홀(30)과 홈부(33)가 관통되며, 수분이 이동할 수 있는 통로가 형성된다. 배터리 팩(100) 내부로부터 그 외부로 수분이 이동하는 경로와 관련하여, 도 6을 참조하여 후술한다.
더욱이, 배수홀(30)의 제2 영역(30b) 둘레를 따라 홈부(33)가 형성됨에 의해 홈부(33)가 형성되지 않은 제2 영역(30b)의 둘레는 배수홀(30)의 제1 영역(30a)과 제2 영역(30b)의 경계로부터 이물 유입 방지부(34)까지 연결하는 연결부(32)로 형성될 수 있다.
또한, 상부케이스(10a)의 일 영역에는 수용부(11a)가 형성되고, 수용부(11a)와 대응하는 하부케이스(10b)에는 돌기부(11b)가 형성된다. 즉, 상부케이스(10a)와 하부케이스(10b)가 맞닿는 영역에는 각각 수용부(11a)와 돌기부(11b)가 형성되며, 수용부(11a) 및 돌기부(11b)가 상호 체결됨에 의해 상부케이스(10a)와 하부케이스(10b)가 견고하게 결합될 수 있다. 여기서, 상부케이스(10a)와 하부케이스(10b)의 결합은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 상부케이스에 돌기부가 형성되고, 하부케이스에 수용부가 형성되어, 돌기부와 수용부가 상호 체결됨에 의해 상부케이스와 하부케이스가 결합될 수 있음은 물론이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 하부케이스 바닥면의 내부 형상을 나타내는 도면이고, 도 3b는 도 3a의 하부케이스 바닥면에 형성된 배수홀을 내부에서 바라본 사시도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 하부케이스(10b)의 바닥면에는 적어도 하나의 배수홀(30)이 형성된다. 이때, 배수홀(30)은 하부케이스(10b) 바닥면의 4개의 모서리에 각각 인접하게 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
앞서 설명한 바와 같이, 배수홀(30)은 하부케이스(10b) 바닥면의 두께 방향에서 내부면으로부터 일정 깊이까지의 제1 영역(30a, 도 2 참조)과, 제1 영역(30a)이 끝나는 위치부터 하부케이스(10b) 바닥면의 두께 방향에서 외부면까지의 제2 영역(30b, 도 2 참조)을 포함한다.
제1 영역(30a)은 제1 경사부(31)를 포함하며, 제1 경사부(31)는 하부로 갈수록 배수홀(30)이 점점 작아지도록 경사지게 형성된다. 즉, 배터리 팩(100, 도 1 참조) 내부로 유입된 수분이 배수홀(30)로 배수되기 용이하도록 하부케이스(10b) 바닥면에 형성된 배수홀(30) 중 내부면 측의 제1 영역(30a)은 하부를 향하여 경사지게 형성된다.
그리고, 제2 영역(30b)은 제1 경사부(31)가 끝나는 위치로부터 하부케이스(10b) 바닥면의 외부면까지의 영역으로, 홈부(33) 및 이물 유입 방지부(34)를 포함한다. 홈부(33)는 배수홀(30) 둘레를 따라 일정 간격으로 형성되며, 이물 유입 방지부(34)는 하부케이스(10b) 바닥면의 외부면과 동일한 평면 상에 형성된다.
여기서, 제2 영역(30b)에 위치된 배수홀(30)은, 제1 영역(30a)과 제2 영역(30b)의 경계부터 하부케이스(10b) 바닥면의 외부면까지 동일한 크기로 형성된다. 그리고, 이물 유입 방지부(34)는 제2 영역(30b)의 배수홀(30)과 동일한 크기로 형성될 수 있다. 또한, 이물 유입 방지부(34)의 두께는 홈부(33)의 깊이보다 더 작게 형성된다. 이에 따라, 홈부(33)와 배수홀(30)의 제2 영역(30b)이 관통 형성되어, 배터리 팩(100) 내부의 수분이 용이하게 배출될 수 있는 통로를 형성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 배수홀(30)은 배터리 팩 내부의 수분이 용이하게 배수될 수 있으면서도, 배수홀(30)을 통하여 외부로부터 이물질이 유입되는 것이 방지될 수 있는 구조를 갖는다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 하부케이스 바닥면의 외부 형상을 나타내는 도면이고, 도 4b는 도 4a의 하부케이스 바닥면에 형성된 배수홀을외부에서 바라본 사시도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하여, 하부케이스(10b) 바닥면을 외부에서 살펴보면, 배수홀(30)의 둘레를 따라 일정 간격으로 형성된 홈부(33) 및 하부케이스(10b) 바닥면의 외부면과 동일한 평면 상에 형성된 이물 유입 방지부(34)가 형성된다.
여기서, 이물 유입 방지부(34)의 두께는 홈부(33)의 깊이보다 얇게 형성됨으로써, 홈부(33)와 배수홀(30)의 제2 영역(30b)이 관통된 개구가 형성될 수 있다. 그리고, 이물 유입 방지부(34)는 배수홀(30)의 제2 영역(30b)과 동일한 크기로 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 바닥면을 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 하부케이스(10b) 바닥면에는 4개의 모서리에 각각 인접하게 배수홀(30)이 형성되며, 하부케이스(10b) 바닥면은 배수홀(30)을 향하여 경사지도록 형성된 제2 경사부(36)를 포함한다. 즉, 제2 경사부(36)는 하부케이스(10b) 바닥면에서 대칭되는 위치에 형성된 배수홀(30) 간의 중간 영역(D)으로부터 배수홀(30)을 향하여 점점 낮아지도록 경사지게 형성될 수 있다.
이때, 제2 경사부(36)는 하부케이스(10b) 바닥면의 내부면이 경사지게 형성되고, 하부케이스(10b) 바닥면의 외부면은 평평하게 형성되어, 하부케이스(10b) 바닥면의 두께가 상이하게 형성될 수 있다. 즉, 하부케이스(10b) 바닥면은 배수홀(30)에 인접할수록 얇은 두께로 형성될 수 있다.
이에 의해 배터리 팩(100) 내부에 유입된 수분이 내부에 고이는 일 없이, 배수홀(30)을 향하여 보다 용이하게 이동될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 배터리 팩 내부로 유입된 수분이 배수되는 경로를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 배수홀(30)은 하부케이스(10b) 바닥면의 내부면 측의 제1 영역(30a)과, 하부케이스(10b) 바닥면의 외부면 측의 제2 영역(30b)을 포함한다. 여기서, 제1 영역(30a)은 수분의 배수가 용이하도록 하부로 갈수록 배수홀(30)이 점점 작아지도록 형성되는 제1 경사부(31)를 구비한다. 그리고, 제2 영역(30b)은 배수홀(30)의 둘레를 따라 일정 간격으로 이격되어 형성된 홈부(33) 및 이물 유입 방지부(34)를 포함한다.
여기서, 이물 유입 방지부(34)는 제1 영역(30a)과 제2 영역(30b)의 경계에 형성된 배출홀(30)과 동일한 크기로 형성되며, 그 두께는 홈부(33)의 깊이보다 더 얇게 형성될 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 배수홀(30)에 의하여, 배터리 팩(100) 내부로 유입된 수분은 배출홀(30)의 제1 영역(30a)에 형성된 제1 경사부(31)를 통하여 배출홀(30)의 제2 영역(30b)으로 이동된다. 배출홀(30)의 제2 영역(30b)으로 이동된 수분은 배출홀(30)의 제2 영역(30b)과 홈부(33)에 의해 개구된 영역을 통하여 이동되어 하부케이스(10b) 바닥면에 위치된 홈부(33)로 배수된다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.
10 : 케이스 10a : 상부케이스
10b : 하부케이스 20 : 배터리 셀
30 : 배수홀 31 : 제1 경사부
32 : 연결부 33 : 홈부
34 : 이물 유입 방지부 36 : 제2 경사부

Claims (9)

  1. 전기적으로 연결된 복수개의 배터리 셀;
    상기 복수개의 배터리 셀을 감싸며, 상부케이스 및 하부케이스로 이루어지는 케이스;를 포함하되,
    상기 하부케이스의 바닥면에는 적어도 하나의 배수홀이 형성되며,
    상기 배수홀은, 상기 하부케이스 바닥면의 두께 방향에서 내부면으로부터 일정 깊이까지의 제1 영역과, 상기 제1 영역이 끝나는 위치부터 상기 하부케이스 바닥면의 두께 방향에서 외부면까지의 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역은 상기 배수홀이 점점 작아지도록 경사지게 형성된 제1 경사부를 포함하며, 상기 제2 영역은 상기 제1 경사부가 끝나는 위치로부터 상기 하부케이스 바닥면의 외부면까지 상기 배수홀 둘레를 따라 일정 간격으로 형성되는 홈부 및, 상기 하부케이스 바닥면의 외부면과 동일한 평면 상에 형성되는 이물 유입 방지부를 포함하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 영역에 위치된 배수홀은 일정한 크기로 형성되는 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이물 유입 방지부는 상기 제2 영역에 위치된 배수홀과 동일한 크기로 형성되는 배터리 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이물 유입 방지부의 두께는 상기 홈부의 깊이보다 더 작게 형성되는 배터리 팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배수홀은 상기 하부케이스 바닥면의 4개의 모서리에 각각 인접하게 형성되는 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하부케이스 바닥면은 대칭되는 위치에 형성된 상기 배수홀 간의 중간 영역으로부터 상기 배수홀을 향하여 점점 낮아지도록 경사지게 형성되는 제2 경사부를 포함하는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 경사부는 상기 하부케이스 바닥면의 내부면이 경사지게 형성되고, 상기 하부케이스 바닥면의 외부면은 평평하게 형성되어, 상기 하부케이스 바닥면의 두께가 상이하게 형성되는 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배수홀은 금형에 의하여 제조되는 배터리 팩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상부케이스의 일 영역에는 수용부가 형성되고, 상기 수용부와 대응하는 상기 하부케이스에는 돌기부가 형성되어, 상기 수용부 및 돌기부가 상호 체결되는 배터리 팩.
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