KR20160135515A - 전지 팩 - Google Patents

Abstract

전지 팩은, 복수개의 이차 전지들, 상기 복수개의 이차 전지들과 전기적으로 연결되는 보호회로모듈, 상기 복수개의 이차 전지들 및 상기 보호회로모듈이 수용되는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 덮개, 상기 덮개에 설치되는 제1 컨넥터 및 제2 컨넥터, 상기 제1 컨넥터 및 상기 제2 컨넥터에 각기 연결되는 제1 터미널 및 제2 터미널 및 상기 보호회로모듈에 설치되고, 상기 덮개가 상기 케이스에 착탈시, 상기 제1 터미널 및 상기 제2 터미널에 각기 착탈되는 제3 터미널 및 제4 터미널을 포함할 수 있다.

Description

전지 팩{BATTERY PACK}

본 발명은 전지 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차 전지용 전지 팩에 관한 것이다.

이차 전지(rechargeable battery)는 전지 팩으로 구성되어, 소비자가 원하는 제품의 전원으로 제공될 수 있다.

이 때, 전지 팩은, 제품의 특성에 맞추어 전지 본연의 기능뿐만 아니라 부가적인 기능을 가질 수 있어야 한다. 가령, 진공 청소기와 같은 가전 제품의 경우, 안정적이면서 흡입력을 오랫동안 유지할 수 있도록 고출력을 특성을 지녀야 함은 물론, 방수 기능을 가지는 것이 요구된다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로 창출된 것으로, 간단한 구조를 가지고 충전 및 방전을 이룰 수 있도록 한 전지 팩을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은, 복수개의 이차 전지들, 상기 복수개의 이차 전지들과 전기적으로 연결되는 보호회로모듈, 상기 복수개의 이차 전지들 및 상기 보호회로모듈이 수용되는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 덮개, 상기 덮개에 설치되는 제1 컨넥터 및 제2 컨넥터, 상기 제1 컨넥터 및 상기 제2 컨넥터에 각기 연결되는 제1 터미널 및 제2 터미널 및 상기 보호회로모듈에 설치되고, 상기 덮개가 상기 케이스에 착탈시, 상기 제1 터미널 및 상기 제2 터미널에 각기 착탈되는 제3 터미널 및 제4 터미널을 포함할 수 있다.

상기 제1 터미널, 상기 제2 터미널, 상기 제3 터미널 및 상기 제4 터미널은, 상기 복수개의 이차 전지들의 충전 및 방전용일 수 있다.

상기 제1 터미널 및 상기 제2 터미널은, 수단자 형상(male shape)을 가질 수 있다.

상기 제3 터미널 및 상기 제4 터미널은, 암단자 형상(female shape)을 가질 수 있다.

상기 제1 컨넥터 및 상기 제2 컨넥터는, 상기 덮개에 형성된 제1 홈 및 제2 홈에 각기 고정 설치될 수 있다.

상기 덮개는 베이스 면 및 상기 베이스 면의 가장자리를 따라 형성되는 둘레면을 포함하고, 상기 제1 홈 및 제2 홈은, 상기 베이스 면에 간격을 두고 형성될 수 있다.

상기 제1 터미널 및 상기 제2 터미널 각각의 단부가, 상기 둘레면의 단부보다 돌출될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전지 팩은, 이차 전지의 충전 및 방전을 위한 구조를 단순하게 하므로, 이로부터 전지 팩의 크기를 최소화할 수 있다.

또한, 상기한 구조를 전지 팩의 덮개와 케이스 내에 배치된 보호회로모듈 상에 배치되는 터미널들의 암,수 결합으로 이루므로, 외부 환경으로부터 전지 팩의 전기적 회로 경로를 보호할 수 있는, 다시 말해 전지 팩의 방수 기능을 향상시킬 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 전지 팩에 있어, 케이스로부터 덮개가 분리된 상태를 도시한 부분 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩의 덮개에 설치되는 컨넥터와 터미널을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩의 보호회로모듈에 설치되는 터미널을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩의 케이스에 덮개가 착탈되는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩이 제품에 적용된 상태를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도이며, 도 3은 도 1의 전지 팩에 있어, 케이스로부터 덮개가 분리된 상태를 도시한 부분 사시도이다.

전지 팩(1)은, 복수개의 이차 전지들(10)이 수용되는 케이스(20)와 이 케이스(20)의 개구에 결합되는 덮개(22)를 포함한다.

전지 팩(1)은 진공 청소기와 같은 가전제품에 적용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 보호 범위가 반드시 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되고, 다양한 종류의 전기용품들, 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차 등에 채용되는 충전 및 방전이 가능한 전원이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(10)는 원통형으로 이루어지나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 각형 또는 그 이외의 형상으로 이루어질 수도 있다.

이차 전지들(10)은 홀더(12) 상에 장착되어 이웃하는 이차 전지(10)와 버스 바(14)를 매개로 상호 전기적으로 연결된다. 이 전기적인 연결은, 직렬 또는 병렬로 자유롭게 연결될 수 있다.

일 방향(x)을 따라 이웃하는 이차 전지들(10)은 양극 단자와 음극 단자가 교호적으로 배치되도록 홀더(12)에 장착될 수 있다.

홀더(12)의 일측으로는, 이차 전지들(10)과 전기적으로 연결되는 보호회로모듈(16)이 설치된다. 보호회로모듈(16)은 회로 기판(16a) 상에 이차 전지(10)의 보호회로를 구성하기 위한 전자 부품들이 실장되어 구성될 수 있으며, 이차 전지(10)의 충전 및 방전을 위한 단자가 제공될 수 있다.

덮개(22)는 케이스(20)의 개구를 가리면서 이차 전지(10)와 보호회로모듈(16)을 밀폐시키도록 케이스(20)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 여기서, 덮개(22)와 케이스(20)의 결합 구조는 착탈 가능한 모든 구조가 적용 가능하다.

아울러, 덮개(22)에는 이차 전지(10)의 충전 및 방전을 위한 단자가 설치된다. 덮개(22)가 케이스(20)에 착탈시, 덮개(20) 상의 단자는 보호회로모듈(30) 상의 단자와 전기적으로 연결 또는 분리될 수 있다.

이를 구체적으로 살며 보면, 우선 덮개(22)는 일 방향(x)을 따라 길게 자리하는 베이스면(22a)과 이 베이스면(22a)의 가장 자리로부터 수직한 방향(z)을 연장되어 가장 자리를 따라 배치되는 둘레면(22b)을 포함한다.

덮개(22)의 베이스면(22a)에는 사이 간격을 두고 제1 홈(22c)과 제2 홈(22d)이 형성된다. 이 제1 홈(22c)과 제2 홈(22d)의 바닥면에는 각기 임의의 크기를 가진 홀(220c)(220d)이 형성된다.

제1 홈(22c)와 제2 홈(22d)에는 제1 컨넥터(30)와 제2 컨넥터(32)가 각기 삽입 설치되며, 이 제1 컨넥터(30)와 제2 컨넥터(32)의 단부에는 이차 전지(10)의 충전 및 방전을 위한 제1 터미널(34)과 제2 터미널(36)이 일체로 형성될 수 있다.

제1 컨넥터(30)와 제2 컨넥터(32)는 저마다의 선단이 제1 홈(22c)의 홀(220c)과 제2 홈(22d)의 홀(220d)을 관통하도록, 제1 홈(22c)과 제2 홈(22d)에 끼움 결합된 상태에서, 각자의 선단에 나사 결합되는 너트(37)(38)에 의해 덮개(22) 상에 안정적으로 고정될 수 있다.

이와 같이, 제1 컨넥터(30)와 제2 컨넥터(32)가 각기 제1 홈(22c)과 제2 홈(22d)에 설치된 상태를 기준으로, 제1 컨넥터(30)와 제2 컨넥터(32)는 덮개(22)의 베이스면(22a) 외측으로 돌출되지 않도록 하고, 제1 터미널(34)과 제2 터미널(36)의 단부는 덮개(22)의 둘레면(22b) 단부보다 돌출될 수 있다.

도 4는, 제2 컨넥터(32)와 제2 터미널(36)를 도시한 사시도로서, 제2 컨넥터(30)는 중공부를 형성한 육각 기둥의 형상을 가지며 그 선단부 외주면에는 나사산을 형성하고 있다. 제2 터미널(36)은 제2 컨넥터(30)의 선단부에 일체로 형성되며 그 형상은 수단자(male) 형상을 가질 수 있다. 한편, 제1 컨넥터(30)와 제1 터미널(34)은 제2 컨넥터(32)와 제2 터미널(36)과 동일한 형상을 가진다.

전술한 바와 같이, 보호회로모듈(16) 상에도 이차 전지(10)의 충전 및 방전을 위한 단자가 설치되는데, 이 단자는 제1 터미널(34)과 제2 터미널(36)에 각기 대응하여, 보호회로모듈(16)의 회로 기판(16a)에 설치되는 제3 터미널(40)과 제4 터미널(42)로 이루어진다. 회로 기판(16a) 상에서, 제3 터미널(40)과 제4 터미널(42)의 사이 간격은, 제1 터미널(34)과 제2 터미널(36)의 사이 간격에 맞추어 진다.

도 5는 제4 터미널(42)를 도시한 사시도로서, 제4 터미널(42)은 암단자(female) 형상을 가지고 형성된다. 즉, 제4 터미널(42)은 양 가닥 사이로 제2 터미널(36)이 삽입되면 그 양 가닥으로 제2 터미널(36)을 고정시킬 수 있도록 형성된다. 여기서, 양 가닥의 선단부는 제2 터미널(36)의 착탈이 용이 하도록, 외측으로 펼쳐진 형상을 가질 수 있다. 한편, 제3 터미널(40)은 제4 터미널(42)과 동일한 형상을 가진다.

도 6은, 덮개(22)가 케이스(20)에 착탈되는 상태를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 6에 이점 쇄선으로 도시된 바와 같이, 덮개(22)가 케이스(20)로부터 분리된 상태에서, 실선으로 도시된 바와 같이, 덮개(22)가 케이스(20)에 결합되면, 이들의 결합과 동시에 제1 터미널(34)/제2 터미널(36)과 제3 터미널(40)/제4 터미널(42)이 원터치식으로 상호 암수 결합될 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩(1)에 따르면, 이차 전지(10)의 충전 및 방전을 위한 회로 경로를 덮개(22)와 케이스(20) 내부에서 이룰 수 있다. 이러한 전지 팩(1)의 충전 및 방전을 위한 구성은, 전지 팩(1)으로 충전 및 방전을 위해 별도의 부설물(예: 와이어)을 배치시키지 않아도 되므로, 전지 팩(1)을 컴팩트하게 구성할 수 있는 결과를 가져올 수 있다.

또한, 전지 팩(1)이 실 제품에 제공되는 경우, 이 전지 팩(1)은 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 컨넥터(30)와 제2 컨넥터(32)로 제품에 마련된 단자(50)(52)를 삽입시키기만 하면, 간단하게 이차 전지(10)의 충전과 방전을 이룰 수 있는 환경을 만들 수 있다. 이러한 전지 팩(1)과 제품과의 전기적 연결 구조는, 외부 환경으로부터 양자의 결합 부위가 노출되지 않도록 하여, 방수 효과를 높일 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.

1: 전지 팩 10: 이차 전지
16: 보호회로모듈 20: 케이스
22: 덮개 30: 제1 컨넥터
32: 제2 컨넥터 34: 제1 터미널
36: 제2 터미널 40: 제3 터미널
42: 제4 터미널

Claims (7)

1. 복수개의 이차 전지들;
   상기 복수개의 이차 전지들과 전기적으로 연결되는 보호회로모듈;
   상기 복수개의 이차 전지들 및 상기 보호회로모듈이 수용되는 케이스;
   상기 케이스의 개구에 결합되는 덮개;
   상기 덮개에 설치되는 제1 컨넥터 및 제2 컨넥터;
   상기 제1 컨넥터 및 상기 제2 컨넥터에 각기 연결되는 제1 터미널 및 제2 터미널; 및
   상기 보호회로모듈에 설치되고, 상기 덮개가 상기 케이스에 착탈시, 상기 제1 터미널 및 상기 제2 터미널에 각기 착탈되는 제3 터미널 및 제4 터미널
   을 포함하는 전지 팩.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 터미널, 상기 제2 터미널, 상기 제3 터미널 및 상기 제4 터미널은, 상기 복수개의 이차 전지들의 충전 및 방전용인 전지 팩.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 터미널 및 상기 제2 터미널은, 수단자 형상(male shape)을 갖는 전지 팩.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제3 터미널 및 상기 제4 터미널은, 암단자 형상(female shape)을 갖는 전지 팩.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 컨넥터 및 상기 제2 컨넥터는, 상기 덮개에 형성된 제1 홈 및 제2 홈에 각기 고정 설치되는 전지 팩.
6. 제5항에 있어서,
   상기 덮개는 베이스 면 및 상기 베이스 면의 가장자리를 따라 형성되는 둘레면을 포함하고, 상기 제1 홈 및 제2 홈은, 베이스 면에 간격을 두고 형성되는 전지 팩.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 터미널 및 상기 제2 터미널 각각의 단부가, 상기 둘레면의 단부보다 돌출된 전지 팩.

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