KR20160080359A - 배터리 팩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리 팩의 전극 단자에 외부 장치의 커넥터가 안정적으로 결합될 수 있도록 하는 배터리 팩을 개시한다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩은, 다수의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리; 내부 공간을 구비하여 상기 셀 어셈블리를 수납하는 팩 케이스; 상기 셀 어셈블리와 연결되어 상기 팩 케이스의 외부로 돌출된 전극 단자를 포함하되, 상기 팩 케이스는, 상기 전극 단자의 적어도 일측면에 마련되어 상기 전극 단자와 연결되는 커넥터가 회전하는 것을 방지하는 회전방지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 팩{Battery pack}

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 배터리 팩의 전극 단자에 외부 장치의 단자가 안정적으로 고정될 수 있도록 하는 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 충 방전이 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 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 특히, 탄소 에너지가 점차 고갈되고 환경에 대한 관심이 높아지면서, 미국, 유럽, 일본, 한국을 비롯하여 전 세계적으로 하이브리드 자동차와 전기 자동차에 세간의 이목이 집중되고 있다. 이러한 하이브리드 자동차나 전기 자동차에 있어서 가장 핵심적 부품은 차량 모터로 구동력을 부여하는 배터리 팩이다. 하이브리드 자동차나 전기 자동차는 배터리 팩의 충방전을 통해 차량의 구동력을 얻을 수 있기 때문에, 엔진만을 이용하는 자동차에 비해 연비가 뛰어나고 공해 물질을 배출하지 않거나 감소시킬 수 있다는 점에서 사용자들이 점차 크게 늘어나고 있는 실정이다. 그리고, 이러한 하이브리드 자동차나 전기 자동차의 배터리 팩에는 다수의 이차 전지가 포함되며, 이러한 다수의 이차 전지들은 서로 직렬 및 병렬로 연결됨으로써 용량 및 출력을 향상시킨다.

한편, 이와 같이 다수의 이차 전지를 포함하는 배터리 팩은 외부 장치와 전기적으로 연결되어 외부 장치로 전력을 공급한다. 이를 테면, 전기 차량에 구비된 배터리 팩은, 차량의 전기 모터와 전기적으로 연결되어 전기 모터로 전력을 공급할 수 있다. 이때, 배터리 팩의 전극 단자는 외부 장치의 커넥터와 접촉하여 도전 경로를 형성한다. 그리고, 상기 전극 단자와 상기 커넥터 사이의 견고한 결합을 위해 체결부재가 사용된다. 일 예로, 외부 장치의 커넥터는 볼트 고정 방식으로 배터리 팩의 전극 단자에 결합된다. 그런데, 외부 장치의 커넥터를 배터리 팩에 고정시키키 위해 너트를 회전시키는 과정에서 외부 장치의 커넥터가 너트의 회전 방향을 따라 함께 회전하는 문제가 있다. 외부 장치의 커넥터의 회전은, 상기 외부 장치의 커넥터에 연결된 케이블의 방향을 변화시키며, 케이블의 연결 방향의 변화로 인해 케이블이 유동할 수 있다. 상기 케이블의 유동으로 인해 케이블과 다른 장치 사이에 마찰이 발생할 수 있어 케이블의 피복이 벗겨질 수 있다. 뿐만 아니라, 케이블에 장력이 가해져 전극 단자와 커넥터 사이의 견고한 결합이 해제되거나, 케이블이 끊어지는 등의 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 배터리 팩의 전극 단자에 외부 장치의 커넥터가 안정적으로 결합될 수 있도록 하는 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 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩은, 다수의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리; 내부 공간을 구비하여 상기 셀 어셈블리를 수납하는 팩 케이스; 상기 셀 어셈블리와 연결되어 상기 팩 케이스의 외부로 돌출된 전극 단자를 포함하되, 상기 팩 케이스는, 상기 전극 단자의 적어도 일측면에 마련되어 상기 전극 단자와 연결되는 커넥터가 회전하는 것을 방지하는 회전방지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전방지부는, 상기 전극 단자의 돌출 방향과 나란한 방향으로 돌출된 적어도 하나의 돌출벽을 포함할 수 있다.

상기 팩 케이스는, 상면이 사각형 형태로 형성되되, 상기 팩 케이스의 상면 테두리의 일부가 하부 방향과 수평 방향으로 만입 형성된 적어도 하나의 만입부를 구비하고, 상기 전극 단자는, 상기 만입부에 형성될 수 있다.

상기 만입부는, 팩 케이스의 상면 테두리의 4개의 꼭지점 중 2개의 꼭지점에 각각 하나씩 2개가 형성될 수 있다.

상기 전극 단자는, 상기 만입부에 각각 하나씩 형성되되, 상부 방향으로 돌출되어 상기 전극 단자의 4측면 중 2측면은 팩 케이스의 외벽으로 둘러싸이고, 상기 전극 단자의 4측면 중 나머지 2측면은 외부로 노출될 수 있다.

상기 회전방지부는, 상기 전극 단자의 4측면 중 외부로 노출된 2측면에 마련될 수 있다.

상기 회전방지부는, 상기 전극 단자의 4측면 중 외부로 노출된 2측면 중 어느 하나의 측면에 형성된 제1돌출벽, 상기 전극 단자의 4측면 중 외부로 노출된 2측면 중 나머지 하나의 측면에 형성된 제2돌출벽 및 상기 제1돌출벽과 상기 제2돌출벽 사이에 형성되되, 상기 전극 단자의 4측면 중 외부로 노출된 2측면을 따라 형성된 제3돌출벽을 포함할 수 있다.

상기 제3돌출벽은, 상기 전극 단자의 4측면 중 외부로 노출된 2측면을 따라 절곡될 수 있다.

상기 제3돌출벽은, 상기 절곡된 두 벽 사이에 연결된 보강 플레이트를 구비할 수 있다.

상기 팩 케이스는, 셀 어셈블리를 수용하는 공간이 마련된 로워 케이스 및 상기 로워 케이스의 상부를 커버하는 어퍼 케이스를 포함하고, 상기 전극 단자는, 상기 어퍼 케이스의 외부로 돌출될 수 있다.

상기 배터리 팩은, 상기 전극 단자의 상면을 커버하도록 팩 케이스에 결합되는 단자 커버를 더 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 자동차는 상술한 배터리 팩을 포함한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 팩의 전극 단자에 외부 장치의 커넥터를 연결하는 과정에서 외부 장치의 커넥터가 회전하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 배터리 팩의 전극 단자와 외부 장치의 커넥터 간의 결합상태를 견고하고 안정적으로 유지할 수 있다.

이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1을 상부에서 바라본 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 구비된 전극 단자에 외부 장치의 커넥터가 연결된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4는, 도 3을 상부에서 바라본 도면이다.
도 5는, 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 구비된 전극 단자에 외부 장치의 커넥터가 연결된 모습의 다른 예를 나타낸 사시도이다.
도 6은, 도 5을 상부에서 바라본 도면이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 확대 부분 사시도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 단자 커버가 결합된 모습을 나타낸 사시도이다.

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 팩을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는, 도 1을 상부에서 바라본 도면이다. 또한, 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 구비된 전극 단자에 외부 장치의 커넥터가 연결된 모습을 나타낸 사시도이고, 도 4는, 도 3을 상부에서 바라본 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 셀 어셈블리(미도시), 팩 케이스(100), 전극 단자(200)를 포함한다.

상기 셀 어셈블리는, 하나 이상의 이차 전지를 구비한다. 특히, 배터리 팩에 있어서, 상기 셀 어셈블리는 다수의 이차 전지를 구비하는 이차 전지의 집합체일 수 있다. 여기서, 다수의 이차 전지는 파우치형 이차 전지일 수 있다. 이 경우, 파우치형 이차 전지는, 일 방향, 이를테면 상하 방향으로 적층된 형태로 구성될 수 있다.

한편, 셀 어셈블리는, 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 비어 있는 사각 링 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 적층용 프레임의 네 모서리는 파우치형 이차 전지의 외주부에 각각 위치할 수 있다.

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

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

한편, 상기 팩 케이스(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 로워 케이스(120) 및 어퍼 케이스(110)를 포함할 수 있다. 이때, 로워 케이스(120)는 상부가 개방되고 내부에 수납 공간을 구비하는 형태로 형성될 수 있으며, 어퍼 케이스(110)는 로워 케이스(120)의 상부 개방부를 덮는 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 로워 케이스(120)와 어퍼 케이스(110)는 볼트와 같은 체결 부재를 통해 테두리부가 체결됨으로써 상호 결합될 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 케이스(100)의 외부로 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 이때, 팩 케이스(100), 특히 어퍼 케이스(110)에는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전극 단자(200)가 외부로 노출될 수 있도록 홀이 형성될 수 있으며, 어퍼 케이스(110)와 로워 케이스(120)가 상호 결합하는 경우, 전극 단자(200)는 이러한 어퍼 케이스(110)의 홀을 관통하여 어퍼 케이스(110)의 외부로 돌출되게 구성될 수 있다.

상기 전극 단자(200)는, 배터리 팩에 2개 구비될 수 있다. 이때, 2개의 전극 단자 중 하나인 제1전극 단자(200a)는 음극 단자로서, 나머지 1개의 전극 단자인 제2전극 단자(200b)는 양극 단자로서 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 리드와 연결될 수 있다.

바람직하게는, 상기 전극 단자(200)는, 도면에 도시된 바와 같이, 상부 방향으로 돌출되게 구성될 수 있다.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 연결용 와이어 등을 배터리 팩의 전극 단자(200)에 연결하는 경우, 연결 작업이 보다 용이하게 수행될 수 있고, 연결 구조가 보다 간단해질 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩이 자동차에 장착하는 경우, 배터리 팩의 수리 및 교체 시, 배터리 팩으로의 접근은 주로 배터리 팩의 상부에서 하부 방향으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 실시예와 같이 전극 단자(200)가 상부 방향으로 돌출되도록 한 구성에 의하면, 작업자가 배터리 팩의 상부에서 연결용 와이어를 전극 단자(200)로부터 분리하고, 배터리 팩의 수리 또는 교체 후 다시 연결용 와이어를 전극 단자(200)에 연결하는 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 전극 단자(200)는, 돌출된 형태를 가지며, 외주면에 나사산이 형성될 수 있다. 상기 전극 단자(200)는 외부 장치의 커넥터(C)와 연결될 수 있는데, 상기 커넥터(C)는 중심부에 홀이 형성된 링 형태로 구성될 수 있다. 이때, 상기 커넥터(C)의 링은 돌출된 전극 단자(200)에 삽입될 수 있다. 상기 커넥터(C)가 돌출된 전극 단자(200)에 삽입되면, 너트(N)를 이용하여 커넥터(C)를 안정적으로 고정시킬 수 있다. 즉, 전극 단자(200)는, 볼트와 같은 역할을 하여, 전기적인 연결 뿐만 아니라 기계적인 연결을 위한 고정 부재의 역할을 할 수 있다.

한편, 이와 같이 결합 과정 중 너트(N)를 회전시켜 커넥터(C)를 고정시키는 과정에서 커넥터(C)가 너트(N)의 회전 방향을 따라 함께 회전할 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 수단을 제공한다.

다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 팩 케이스(100)는, 전극 단자(200)와 연결된 커넥터(C)가 회전하는 것을 방지하는 회전방지부를 구비하고 있다. 상기 회전방지부는 전극 단자(200)의 적어도 일측면에 마련되어 상기 전극 단자(200)와 연결되는 커넥터(C)가 회전하는 것을 방지한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회전방지부는, 적어도 하나의 돌출벽(130)을 포함할 수 있다. 상기 돌출벽(130)은, 전극 단자(200)의 돌출 방향과 나란한 방향으로 돌출되어 상기 커넥터(C)가 일방향으로 회전할 때 장애물의 역할을 하여 상기 커넥터(C)가 일방향으로 더 회전하지 않도록 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 돌출벽(130)은, 플레이트 형상일 수 있다.

바람직하게는, 상기 돌출벽(130)은, 2개 이상이 구비될 수 있다. 이때, 인접한 2개의 돌출벽(130)은, 상호간 소정 거리 이격되게 배치될 수 있으며, 돌출벽(130) 간의 이격 거리는, 외부 장치의 커넥터(C) 또는 커넥터(C)에 연결된 와이어의 폭과 동일하거나 약간 더 크게 구성될 수 있다. 이때, 외부 장치의 커넥터(C)는 상기 인접한 두 개의 돌출벽(130) 사이에 안착되도록 상방향에 하방향으로 전극 단자(200)에 체결될 수 있다. 이 경우, 전극 단자(200)에 체결된 상기 커넥터(C) 또는 커넥터(C)에 연결된 와이어의 양 측면에는 각각 두 개의 돌출벽(130)이 위치하게 된다. 따라서, 작업자가 너트(N)를 회전시키더라도 커넥터(C)는 너트(N)의 회전 방향을 따라 회전하지 않는다. 더욱이, 돌출벽(130)이 커넥터(C)의 양 측면 모두에 존재하기 때문에 너트(N)가 어느 방향으로 회전하더라도 커넥터(C)는 너트(N)의 회전 방향을 따라 회전하지 않는다.

일 실시예에 따르면, 전극 단자(200)는 케이스의 만입부(140)에 위치할 수 있다. 다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 팩 케이스(100)는, 상면이 사각형 형태로 형성된다. 즉, 팩 케이스(100)는, 전체적으로 직육면 형태를 가지며, 상부에서 바라봤을 때 사각형 형태를 갖는다.

이때, 팩 케이스(100)는, 상면 테두리의 일부가 하부로 만입된 만입부(140)를 적어도 하나 가질 수 있다. 즉, 상기 팩 케이스(100)는, 상면 테두리의 일부가 하부 방향 및 수평 방향(팩 케이스의 측면 바깥쪽에서 안쪽으로 향하는 방향)으로 만입된 만입부(140)를 가질 수 있다. 그리고, 전극 단자(200)는 이러한 만입부(140)에 위치할 수 있다. 바람직하게는, 상기 만입부(140)는 2개 이상이 구비되어, 양극 단자가 하나의 만입부(140)에 형성되고, 음극 단자가 다른 하나의 만입부(140)에 형성될 수 있다.

상기 만입부(140)는, 팩 케이스(100)의 테두리부, 즉 모서리를 따라 형성될 수 있는데, 바람직하게는, 팩 케이스(100)의 상면 테두리의 4개의 꼭지점에 형성되는 것이 좋다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 만입부(140a, 140b)는, 팩 케이스(100)의 상면 테두리의 4개의 꼭지점 중 2개의 꼭지점에 각각 하나씩 형성되어 있다. 즉, 도 1 내지 도 4의 실시예에서는, 팩 케이스(100)의 상면 전방 좌측의 꼭지점에 제1만입부(140a)가 형성되고, 팩 케이스(100)의 상면 전방 우측의 꼭지점에 제2만입부(140b)가 형성된다. 그리고, 상기 제1만입부(140a)에는 제1전극 단자(200a)가 형성되고, 상기 제2만입부(140b)에는 제2전극 단자(200b)가 형성된다. 즉, 전극 단자(200a, 200b)는, 2개의 만입부(140a, 140b)에 각각 하나씩 형성된다. 그리고, 상기 전극 단자(200)는, 상부 방향으로 돌출되어 전극 단자(200)의 4측면 중 2측면이 팩 케이스(100)의 외벽으로 둘러싸인다. 즉, 제1전극 단자(200a)는, 후측면과 우측면이 팩 케이스(100)의 외벽으로 둘러싸이고, 전측면과 좌측면의 일부가 외부로 노출되며, 상측이 개방된다. 제2전극 단자(200b)는, 후측면과 좌측면이 팩 케이스(100)의 외벽으로 둘러싸이고, 전측면과 우측면의 일부가 외부로 노출되며, 상측이 개방된다. 이때, 제1전극 단자(200a) 및 제2전극 단자(200b)의 상측에 개방된 개구부로 커넥터(C)가 삽입될 수 있다. 그리고, 제1전극 단자(200a) 및 제2전극 단자(200b)의 측면 노출부에는 회전방지부가 마련될 수 있다. 즉, 제1전극 단자(200a)의 전측면과 좌측면, 제2전극 단자(200b)의 전측면과 우측면에는, 적어도 하나의 돌출벽(130)이 구비될 수 있다.

다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 전극 단자(200)의 주변에는 3개의 돌출벽이 구비되어 있다. 제1전극 단자(200a)의 경우, 외부로 노출된 좌측면에 구비된 제1돌출벽(131a), 외부로 노출된 전측면에 구비된 제2돌출벽(132a)에 의해 둘러싸여 있다. 또한, 제1돌출벽(131a)과 제2돌출벽(132a) 사이에 구비된 제3돌출벽(133a)에 의해 둘러싸여 있다. 상기 제3돌출벽(133a)은, 외부로 노출된 좌측면과 전측면을 따라 형성되어 있다. 여기서, 제3돌출벽(133a)은, 좌측면과 전측면을 따라 절곡되어 있다.

제2전극 단자(200b)의 경우, 외부로 노출된 우측면에 구비된 제1돌출벽(131b), 외부로 노출된 전측면에 구비된 제2돌출벽(132b)에 의해 둘러싸여 있다. 또한, 제1돌출벽(131b)과 제2돌출벽(132b) 사이에 구비된 제3돌출벽(133b)에 의해 둘러싸여 있다. 상기 제3돌출벽(133b)은, 외부로 노출된 우측면과 전측면을 따라 형성되어 있다. 여기서, 제3돌출벽(133b)은, 우측면과 전측면을 따라 절곡되어 있다.

이러한 구성은, 전극 단자(200)에 연결되는 외부 장치의 커넥터(C)의 회전을 방지할 뿐만 아니라, 커넥터(C)의 연결 경로를 다양하게 제공한다. 즉, 외부 장치의 커넥터(C)는, 다양한 배치 형태로 전극 단자(200)와 연결될 수 있다.

일 예로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 커넥터(C)가 양측면에서 연결될 수도 있다. 즉, 제1전극 단자(200a)는 좌측면을 통해 외부 장치의 커넥터(C)와 연결되고, 제2전극 단자(200b)는 우측면을 통해 외부 장치의 커넥터(C)와 연결될 수 있다.

다른 예로, 커넥터(C)는, 전측면 방향으로 전극 단자(200)와 연결될 수 있다.

도 5는, 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 구비된 전극 단자에 외부 장치의 커넥터가 연결된 모습의 다른 예를 나타낸 사시도이고, 도 6은, 도 5을 상부에서 바라본 도면이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 제1전극 단자(200a)는 전측면을 통해 외부 장치의 커넥터(C)와 연결되고, 제2전극 단자(200b)도 전측면을 통해 외부 장치의 커넥터(C)와 연결된다.

이와 같이, 외부 장치의 커넥터(C)는, 다양한 방향으로 전극 단자(200)와 연결될 수 있다. 한편, 도 3 내지 도 6에 도시된 연결 구성뿐만 아니라 이들의 조합에 의해 외부 장치의 커넥터(C)와 전극 단자(200)가 서로 연결될 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 절곡된 제3돌출벽(133a, 133b)에는 보강 플레이트가 더 구비될 수 있다. 즉, 제3돌출벽(133a, 133b)의 절곡된 두 벽 사이에는 보강 플레이트가 연결될 수 있다.

도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 확대 부분 사시도이다. 도 7을 참조하면, 제1 전극 단자(200a)와 제1 전극 단자(200a)의 주변이 확대된 모습이 도시되어 있다.

여기서, 제3돌출벽(133a)의 내측에는 제3돌출벽(133a)의 두 벽 사이를 연결하는 플레이트가 구비되어 있다. 상기 플레이트는, 제3돌출벽(133a)의 기계적 강성을 보완하고 제3돌출벽(133a)의 변형을 방지하는 기능을 수행하는 플레이트로서, 보강 플레이트(133p)라고 지칭될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 보강 플레이트(133p)는, 사출성형방식 등을 통해 제3돌출벽(133a)과 일체로 형성될 수도 있다.

한편, 상기 보강 플레이트(133p)가 구비됨으로 인해, 제3돌출벽(133a)과 보강 플레이트(133p) 사이에는 빈 공간이 형성될 수 있다. 이러한 빈 공간은, 제3돌출벽(133a)과 보강 플레이트(133p)의 규격 및 배치 관계에 의해 정해질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이러한 빈 공간은, 후술한 단자 커버의 가이드 봉이 삽입되는 삽입구(133h)를 제공하여, 단자 커버가 견고하게 고정 결합되기 전에 단자 커버의 위치를 가이드할 수 있다.

도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에 단자 커버가 결합된 모습을 나타낸 사시도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 단자 커버(300)를 더 포함할 수 있다. 상기 단자 커버(300)는, 전극 단자(200)의 일부를 커버하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 전극 단자(200)는 팩 케이스(100)의 외부로 돌출된 형태로 형성될 수 있는데, 이 경우 상기 단자 커버(300)는 전극 단자(200)의 일부만 외부로 노출되도록 하고, 나머지 부분은 커버하여 외부로 노출되는 것을 차단하도록 구성될 수 있다.

보다 구체적으로는, 상기 단자 커버(300)는 전극 단자(200)의 측면 일부 및 상부를 커버하도록 구성될 수 있다. 상기 단자 커버(300)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 전극 단자(200)의 상면을 커버할 수 있으며, 전극 단자(200)의 측면에는 커넥터(C)가 통과할 수 있는 개구부(300m)가 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 단자 커버(300)는 둘 이상 포함될 수 있다. 배터리 팩에는 양극 단자 및 음극 단자가 구비될 수 있으므로, 단자 커버(300) 역시 2개 구비되어, 각각 양극 단자와 음극 단자를 커버하도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 단자 커버(300)는, 팩 케이스(100)에 탈착 가능하도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 상기 단자 커버(300)는, 팩 케이스(100)와 결합공을 통해 볼트 결합되거나 나사 결합될 수 있다. 다시 도 1 내지 도 8을 참조하면, 팩 케이스(100)에는 단자 커버(300)가 결합할 수 있는 커버결합공(150)이 형성되어 있다. 또한, 상기 단자 커버(300)에는 상기 커버결합공(150)과 대응되는 위치에 커버공(300h)이 형성되어 있다. 상기 단자 커버(300)의 커버공(300h)은, 팩 케이스(100)의 커버결합공(150)에 대응되도록 배치되어 볼트 등의 결합 부재에 의해 팩 케이스(100)에 결합될 수 있다.

한편, 상기 단자 커버(300)의 상면 내측에는 상부에서 하부 방향으로 연장된 가이드 봉이 더 구비될 수 있다. 상기 가이드 봉은, 전술한 제3돌출벽(133a, 133b)의 삽입구(133h)에 삽입 가능한 규격으로 구성되어, 작업자가 단자 커버(300)를 팩 케이스(100)의 커버결합부에 안정적으로 결합시키기 전에 단자 커버(300)의 위치를 가이드할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉 본 발명의 다른 측면에 따른 자동차는, 상술한 배터리 팩을 포함할 수 있다.

이상과 같이, 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.

한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용된 경우, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

100: 팩 케이스 110: 어퍼 케이스
120: 로워 케이스 130: 돌출벽
140: 만입부 150: 커버결합공
200: 전극 단자 300: 단자 커버
300h: 커버공 C: 커넥터
N: 너트

Claims (12)

1. 다수의 이차 전지를 구비하는 셀 어셈블리;
   내부 공간을 구비하여 상기 셀 어셈블리를 수납하는 팩 케이스;
   상기 셀 어셈블리와 연결되어 상기 팩 케이스의 외부로 돌출된 전극 단자
   를 포함하되,
   상기 팩 케이스는, 상기 전극 단자의 적어도 일측면에 마련되어 상기 전극 단자와 연결되는 커넥터가 회전하는 것을 방지하는 회전방지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전방지부는, 상기 전극 단자의 돌출 방향과 나란한 방향으로 돌출된 적어도 하나의 돌출벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 팩 케이스는, 상면이 사각형 형태로 형성되되, 상기 팩 케이스의 상면 테두리의 일부가 하부 방향과 수평 방향으로 만입 형성된 적어도 하나의 만입부를 구비하고,
   상기 전극 단자는, 상기 만입부에 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 만입부는, 팩 케이스의 상면 테두리의 4개의 꼭지점 중 2개의 꼭지점에 각각 하나씩 2개가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 전극 단자는, 상기 만입부에 각각 하나씩 형성되되, 상부 방향으로 돌출되어 상기 전극 단자의 4측면 중 2측면은 팩 케이스의 외벽으로 둘러싸이고, 상기 전극 단자의 4측면 중 나머지 2측면은 외부로 노출된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 회전방지부는, 상기 전극 단자의 4측면 중 외부로 노출된 2측면에 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 회전방지부는, 상기 전극 단자의 4측면 중 외부로 노출된 2측면 중 어느 하나의 측면에 형성된 제1돌출벽, 상기 전극 단자의 4측면 중 외부로 노출된 2측면 중 나머지 하나의 측면에 형성된 제2돌출벽 및 상기 제1돌출벽과 상기 제2돌출벽 사이에 형성되되, 상기 전극 단자의 4측면 중 외부로 노출된 2측면을 따라 형성된 제3돌출벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제3돌출벽은, 상기 전극 단자의 4측면 중 외부로 노출된 2측면을 따라 절곡된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제3돌출벽은, 상기 절곡된 두 벽 사이에 연결된 보강 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 팩 케이스는, 셀 어셈블리를 수용하는 공간이 마련된 로워 케이스 및 상기 로워 케이스의 상부를 커버하는 어퍼 케이스를 포함하고,
    상기 전극 단자는, 상기 어퍼 케이스의 외부로 돌출된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 팩은, 상기 전극 단자의 상면을 커버하도록 팩 케이스에 결합되는 단자 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
    
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차.
    
    

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