KR20160139809A - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 배터리 팩이 개시된다. 상기 배터리 팩은, 배터리 셀과, 배터리 셀의 수용공간을 제공하는 케이스를 포함하는 배터리 팩으로서, 케이스는, 중앙에 개구부를 포함하는 것으로, 수용공간과 마주하는 내면과 반대되는 외면을 갖는 프레임 부재와, 프레임 부재에 조립되는 것으로, 프레임 부재의 내면에 지지되는 플랜지부와, 프레임 부재의 개구부를 통하여 노출되는 본체와, 플랜지부와 본체를 단차지게 연결해주는 연결부를 포함하는 제1 커버와, 배터리 셀을 개재하고 제1 커버와 같은 조립 방향을 따라 프레임 부재에 결합되는 제2 커버를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태는, 배터리 셀의 수용공간을 제공하기 위한 케이스 구조를 개선함으로써 구조 및 조립 공정이 단순화되고, 내구성이 향상되는 배터리 팩을 포함한다.

Description

배터리 팩{Battery pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.
통상적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차 전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply) 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 배터리 셀의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 배터리 셀들을 연결하여 하나의 단위로 묶은 배터리 팩의 형태로 사용되기도 한다.
휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 전지의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하지만, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량의 문제로 배터리 팩이 선호되며, 배터리 팩은 내장된 배터리 셀의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 배터리 셀의 수용공간을 제공하기 위한 케이스 구조를 개선함으로써 구조 및 조립 공정이 단순화되고, 내구성이 향상되는 배터리 팩을 포함한다.
상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩은,
배터리 셀과, 배터리 셀의 수용공간을 제공하는 케이스를 포함하는 배터리 팩으로서,
상기 케이스는,
중앙에 개구부를 포함하는 것으로, 상기 수용공간과 마주하는 내면과 반대되는 외면을 갖는 프레임 부재;
상기 프레임 부재에 조립되는 것으로, 상기 프레임 부재의 내면에 지지되는 플랜지부와, 상기 프레임 부재의 개구부를 통하여 노출되는 본체와, 상기 플랜지부와 본체를 단차지게 연결해주는 연결부를 포함하는 제1 커버; 및
상기 배터리 셀을 개재하고 상기 제1 커버와 같은 조립 방향을 따라 상기 프레임 부재에 결합되는 제2 커버;를 포함한다.
예를 들어, 상기 플랜지부와 본체는 서로 나란한 방향으로 연장되고,
상기 연결부는 상기 연장 방향에 대해 예각을 이루며 상기 플랜지부와 본체 사이를 부드럽게 연결해준다.
예를 들어, 상기 연결부와 상기 플랜지부 사이의 제1 경계는 라운드 지게 형성된다.
예를 들어, 상기 연결부와 상기 본체 사이의 제2 경계는 라운드 지게 형성된다.
예를 들어, 상기 배터리 팩은, 상기 프레임 부재와 제1 커버의 플랜지부 사이에 개재되는 접착 부재를 더 포함한다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 커버는 금속 소재로 형성된다.
예를 들어, 상기 배터리 팩은, 상기 제1, 제2 커버와 배터리 셀 사이에 개재되는 절연 부재를 더 포함한다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 커버는 동일한 프레임 부재에 대해 결합된다.
예를 들어, 상기 프레임 부재는 배터리 셀을 지지하기 위한 셀 영역과, 상기 배터리 셀의 충, 방전 동작을 제어하기 위한 보호회로를 지지하기 위한 회로 영역을 포함하고,
상기 제1, 제2 커버는 상기 셀 영역을 선택적으로 덮는다.
예를 들어, 상기 프레임 부재는 상기 셀 영역을 분할하기 위한 리브를 포함하고,
상기 제1 커버는 분할된 셀 영역을 각각 커버하기 위한 적어도 둘 이상으로 마련되고,
상기 제2 커버는 전체 셀 영역을 커버한다.
예를 들어, 상기 제2 커버는 본체와 상기 본체로부터 상기 프레임 부재를 향하여 돌출된 결합부를 포함한다.
예를 들어, 상기 제2 커버의 결합부와 프레임 부재는 후크 결합을 이룬다.
예를 들어, 상기 배터리 팩은 상기 회로 영역을 선택적으로 커버하기 위한 제3 커버를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 배터리 셀의 수용 공간을 제공하기 위한 케이스 구조를 개선함으로써, 구조 및 조립 공정이 단순화될 수 있고, 내구성이 우수한 배터리 팩을 제공할 수 있다.
도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 관한 배터리 팩의 사시도가 도시되어 있다.
도 2에는 도 1에 도시된 케이스의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 3에는 제1 커버의 사시도가 도시되어 있다.
도 4에는 도 3의 IV-IV 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도 5에는 도 4의 일부에 대한 확대 도면이 도시되어 있다.
도 6에는 본 발명과 대비되는 비교예에 따른 제1 커버의 구조가 도시되어 있다.
도 7에는 제1 커버의 조립 구조를 도시한 단면도가 도시되어 있다.
도 8에는 제2 커버의 조립 구조를 도시한 도면이 도시되어 있다.
도 9에는 본 발명과 대비되는 비교예에 따른 배터리 팩의 일부 구성이 개시되어 있다.
도 10에는 본 발명과 대비되는 또 다른 비교예에 따른 배터리 팩의 일부 구성이 도시되어 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 관한 배터리 팩의 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는 도 1에 도시된 케이스의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도면들을 참조하면, 상기 배터리 팩은, 배터리 셀(10)과 상기 배터리 셀(10)의 수용공간(G)을 제공하는 케이스(C)를 포함한다.
도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 배터리 셀(10)은, 서로 다른 극성을 갖는 양극판 및 음극판 사이에 세퍼레이터를 개재하고 젤리 롤 형태로 권취시키거나 또는 서로 다른 극성을 갖는 양극판 및 음극판 사이에 세퍼레이터를 적층시킨 전극 조립체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리 셀(10)은 전극 조립체와 전해질을 수용한 외장재(11)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리 셀(10)은 유연한 외장재(11)로 포장된 파우치 형태로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 배터리 팩은, 서로에 대해 전기적으로 연결된 다수의 배터리 셀(10)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 배터리 셀은 직렬, 병렬, 직병렬 혼합 방식으로 서로 전기적으로 연결되어 요구되는 높은 수준의 출력을 제공할 수 있다. 그리고, 상기 다수의 배터리 셀(10)은 케이스(C) 내에 수용되어 하나의 팩 형태로 모듈화될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 다수의 배터리 셀(10)은 보호 회로(5)에 의해 충, 방전 동작이 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호 회로(50)는 다수의 배터리 셀(10)로부터 온도나 전압과 같은 상태 정보를 취합하고, 과충전, 과방전과 같은 오동작에 대비하여 충, 방전의 중지와 같은 보호 동작을 취할 수 있다. 예를 들어, 상기 다수의 배터리 셀(10)은 보호 회로(150)를 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 케이스(C)는, 배터리 셀(10)의 수용공간(G)을 제공하는 것으로, 배터리 셀(10)을 사이에 두고 서로 마주하는 방향으로 조립되는 다수의 구성들을 포함한다. 보다 구체적으로 상기 케이스(C)는 중앙에 개구부(OP)가 형성된 프레임 부재(100)와, 상기 프레임 부재(100)에 대해 조립되는 제1, 제2 커버(110,120)를 포함한다.
상기 프레임 부재(100)는 중앙에 개구부(OP)가 형성되고 배터리 팩의 골격을 형성하는 테두리 형태로 형성될 수 있다. 상기 프레임 부재(100)는 수용공간(G)과 마주하는 내면과 반대되는 외면을 포함할 수 있다.
상기 제1, 제2 커버(110,120)는, 상기 프레임 부재(100)에 대해 결합된다. 보다 구체적으로 상기 제1, 제2 커버(110,120)는 프레임 부재(100)의 상방으로부터 하방을 향하는 동일한 조립 방향을 따라 프레임 부재(100)에 대해 결합될 수 있다. 이때, 상기 제1, 제2 커버(110,120)는 프레임 부재(100)의 내면에 대해 결합될 수 있다.
상기 제1 커버(110)는 상기 프레임 부재(100)의 내면을 향하여 조립되며, 상기 프레임 부재(100)에 대해 지지되는 플랜지부(115)와 상기 프레임 부재(115)의 개구부(OP)를 통하여 노출되는 본체(111)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 커버(110)는 상대적으로 넓은 영역을 점유하는 본체(111)와, 상기 본체(111)의 가장자리에 형성되어 프레임 부재(100)에 지지되는 플랜지부(115)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 플랜지부(115)는 상기 본체(111)의 가장자리를 따라 형성될 수 있고, 상기 본체(111)의 가장자리를 따라 본체(111)의 전체 주변을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 상기 본체(111)는 제1 커버(110)의 중앙에 형성되며, 제1 커버(110)의 대부분의 영역에 걸쳐서 넓은 면적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 본체(111)는 평판 형태로 형성될 수 있다.
상기 본체(111)와 플랜지부(115)에는 두께 방향으로 서로에 대해 단차지게 형성된다. 보다 구체적으로, 상기 본체(111)와 플랜지부(115) 사이에는 이들을 단차지게 연결해주는 연결부(113)가 형성된다. 상기 연결부(113)는 본체(111)와 플랜지부(115) 간에 단차를 제공함으로써, 본체(111)와 개구부(OP)를 상호 위치 정렬시키는 역할을 할 수 있다. 다시 말하면, 상기 연결부(113)는 제1 커버(110)와 프레임 부재(100) 간의 위치 정렬을 위한 위치 정렬 수단을 제공한다. 보다 구체적으로, 상기 플랜지부(115)에 대해 상대적으로 돌출된 형태로 형성된 본체(111)는 프레임 부재(100)의 개구부(OP)에 끼워지면서 제1 커버(110)와 프레임 부재(100) 간의 조립 위치가 서로 정렬될 수 있다. 프레임 부재(100)의 개구부(OP)에 끼워진 본체(111)를 통하여 프레임 부재(100)와 제1 커버(110) 간의 위치 정렬이 이루어지므로, 프레임 부재(100)와 제1 커버(110) 간의 오 조립을 막을 수 있다.
도 3에는 제1 커버의 사시도가 도시되어 있다. 도 4에는 도 3의 IV-IV 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도면들을 참조하면, 제1 커버의 본체(111)와 플랜지부(115) 사이에는 이들을 단차지게 연결해주는 연결부(113)가 형성된다. 상기 연결부(113)는 본체(111)와 플랜지부(115) 사이에서 경사지게 연장될 수 있다. 이때, 상기 연결부(113)는 본체(111)와 플랜지부(115) 사이에서 소정의 경사각(θ)으로 연장될 수 있는데, 이때, 상기 경사각(θ)은 예각으로 설정될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 본체(111)와 플랜지부(115)는 서로 나란하게 연장될 수 있다. 이때, 상기 연결부(113)의 경사각(θ)은 본체(111)와 플랜지부(115)의 연장 방향에 대해 예각으로 설정될 수 있다. 상기 연결부(113)의 경사각(θ)이 본체(111)와 플랜지부(115)의 연장 방향에 대해 예각을 형성한다는 것은, 상기 연결부(113)가 본체(111)와 플랜지부(115) 사이에서 부드럽게 연장된다는 것을 의미한다. 예를 들어, 상기 연결부(113)는 본체(111)와 플랜지부(115)의 연장 방향에 대해 수직으로 급격하게 꺾이도록 연장되거나, 둔각을 형성하도록 급격하게 경사지지 않고 부드럽게 예각을 형성하며, 본체(111)와 플랜지부(115) 사이를 부드럽게 연결한다는 것이다.
예를 들어, 상기 플랜지부(115)로부터 본체(111)를 향해 가면서, 상기 연결부(113)는 플랜지부(115)로부터 예각을 이루며 부드럽게 경사지게 연장되는 것이고, 급격하게 수직이나 둔각으로 꺾이지 않는다는 것이다. 이렇게 연결부(113)가 플랜지부(115)와 본체(111) 사이를 부드럽게 연결해줌으로써 제1 커버(110)의 응력 집중을 방지할 수 있고, 제1 커버(110) 위에 지지되는 배터리 셀(10)에 국부적인 집중 하중이 유발되지 않을 수 있다. 이에 대해서는 후에 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5에는 도 4의 일부에 대한 확대 도면이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 연결부(113)는 소정의 경사각(θ)을 갖고 대체로 직선적인 형태로 연장될 수 있다. 상기 연결부(113)의 양편 경계, 즉, 연결부(113)와 플랜지부(115) 간의 제1 경계(B1)와, 연결부(113)와 본체(111) 간의 제2 경계(B2)는 라운드진 형태로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1, 제2 경계(B1,B2)는 수평적으로 연장되는 플랜지부(115) 및 본체(111)와, 경사진 방향으로 연장되는 연결부(113) 사이를 라운드 지게 부드럽게 연결해줄 수 있다. 이렇게 라운드진 형태의 제1, 제2 경계(B1,B2)를 통하여 제1 커버(110)의 응력 집중을 방지할 수 있고, 제1 커버(110) 위에 지지되는 배터리 셀(10)에 대한 국부적인 집중 하중을 피할 수 있다.
도 6에는 본 발명과 대비되는 비교예에 따른 제1 커버(110`)의 구조가 도시되어 있다.
본 발명과 대비되는 비교예에서는, 제1 커버(110`)의 플랜지부(115`)와 본체(111`)를 단차지게 연결해주는 연결부(113`)는, 플랜지부(115`)와 본체(111`)의 연장 방향에 대해 수직으로 꺾이도록 급격하게 경사지고, 상기 연결부(113`)와 플랜지부(115`) 간의 제1 경계(B1`)와, 상기 연결부(113`)와 본체(111`) 간의 제2 경계(B2`)는 각진 형태로 형성된다. 이렇게 수직으로 연장되는 연결부(113`)와 각진 형태의 제1, 제2 경계(B1`,B2`)는 제1 커버(110`) 자체에 응력 집중을 유발할 수 있고, 예를 들어, 외부 하중이나 진동 등에 따라 제1 커버(110`)의 변형을 일으킬 수 있다. 특히, 제1 커버(110`) 위에 지지되는 배터리 셀은 제1 커버(110`)의 각진 부분, 예를 들어, 제1 경계(B1`)의 각진 부분은 배터리 셀에 대해 국부적인 집중 하중을 유발시킴으로써, 배터리 셀의 손상을 야기할 수 있고, 조립 과정에서 배터리 셀에 찍힘 불량을 일으킬 수 있다.
도 4에 도시된 본 발명에서는 플랜지부(115)와 본체(111) 사이를 단차지게 연결해주는 연결부(113)가 플랜지부(115)와 본체(111)의 연장 방향에 대해 예각을 이루도록 플랜지부(115)와 본체(111)를 부드럽게 연결해주고, 연결부(113)와 플랜지부(115) 간의 제1 경계(B1)와 연결부(113)와 본체(111) 간의 제2 경계(B2)를 라운드 지게 형성함으로써 제1 커버(110)의 응력 집중을 막을 수 있고, 제1 커버(110) 위에 지지되는 배터리 셀(10)의 국부적인 집중 하중을 막을 수 있다.
도 7에는 제1 커버(110)의 조립 구조를 도시한 단면도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 제1 커버(110)의 연결부(113)는 프레임 부재(100)의 경사부(103)에 기대어 지지될 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 프레임 부재(100)의 내면을 향하여 제1 커버(110)가 조립되고, 상기 제1 커버(110)의 플랜지부(115)는 프레임 부재(100)의 내면에 대해 지지되고, 상기 제1 커버(110)의 본체(111)는 프레임 부재(100)의 개구부(OP)를 통하여 프레임 부재(100)의 외부로 노출된다. 이때, 상기 프레임 부재(100)와 플랜지부(115) 사이에는 접착 부재(150)가 개재될 수 있고, 접착 부재(150)를 통하여 제1 커버(110)는 프레임 부재(100) 상에 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 접착 부재(150)로는 양면 테이프가 사용될 수 있다.
상기 제1 커버(110) 위로는 배터리 셀(10)이 지지된다. 이때, 상기 제1 커버(110)와 배터리 셀(10) 사이에는 절연 부재(130)가 개재될 수 있다. 상기 절연 부재(130)는 제1 커버(110)와 배터리 셀(10) 간의 전기적인 간섭을 차단할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 제1 커버(110)는 SUS와 같은 금속 소재로 형성될 수 있다. 이때, 상기 절연 부재(130)가 금속 소재의 제1 커버(110)와 배터리 셀(10) 사이에 개재되어 이들 간의 전기적인 절연을 확보해줄 수 있다. 예를 들어, 상기 절연 부재(130)는 제1 커버(110)와 배터리 셀(10) 사이에 전면적으로 개재될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연 부재(130)는 제1 커버(110)의 내측 면, 그러니까, 제1 커버(110)의 배터리 셀(10)을 향한 면에 전체적으로 밀착될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연 부재(130)는 제1 커버(110)의 내측 면에서 밀착되어 제1 커버(110)와 같은 형태로 변형될 수 있다.
한편, 상기 프레임 부재(100)는 배터리 셀(10)이 지지되는 셀 영역(S1)과, 상기 배터리 셀(10)의 충, 방전 동작을 제어하기 위한 보호 회로(150)가 지지되는 회로 영역(S2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 회로 영역(S2)에는 보호 회로(150)의 적어도 일부가 지지될 수 있고 배터리 셀(10)은 지지되지 않는다. 이때, 상기 제1 커버(110)는 셀 영역(S1)을 덮도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 회로 영역(S2)은 별도의 제3 커버(180)에 의해 덮여질 수 있다.
상기 셀 영역(S1)은 두 개의 영역으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 상기 프레임 부재(100)에는 좌우로 두 개의 셀 영역(S1)을 분리시키는 리브(R)를 포함할 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 셀 영역(S1)에 대응하여 각각 별도의 제1 커버(110)가 마련될 수 있다. 하나의 제1 커버(110)가 셀 영역(S1) 전체를 커버하지 않고 분할된 셀 영역(S1)을 커버함으로써, 제1 커버(110)의 사이즈를 축소시킬 수 있으므로 제1 커버(110)의 편평도를 유지하는 것이 용이해질 수 있고, 그만큼 제1 커버(110)와 프레임 부재(100) 간의 조립성이 향상될 수 있다. 제1 커버(110)는 대체로 평판 형태를 취하게 되므로 구조적인 강성 측면에서 다소 불리할 수 있고, 이에 따라 사이즈를 축소시킴으로써 편평도를 유지하고 변형을 억제할 수 있다.
프레임 부재(100) 상에 조립된 제1 커버(110)와 제2 커버(120) 사이로는 배터리 셀(10)이 재개되고, 프레임 부재(100)와 제2 커버(120)는 서로에 대해 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 커버(120)는 배터리 셀(10)을 개재하고 프레임 부재(100)에 대해 조립된다.
도 8에는 제2 커버(120)의 조립 구조를 도시한 도면이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 제2 커버(120)는 평판 형태의 본체(121)와, 상기 본체(121)로부터 돌출되어 상기 프레임 부재(100)에 대해 결합되는 결합부(125)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 결합부(125)는 상기 본체(121)로부터 프레임 부재(100)를 향하여 돌출될 수 있고, 상기 결합부(125)는 상기 본체(121)의 가장자리에 형성되고 프레임 부재(100)에 대해 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 결합부(125)와 프레임 부재(100)는 후크 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 결합부(125)와 프레임 부재(100)에는 각각 후크(125a)와 체결 공(100a)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 커버(120)는 결합부(125)가 프레임 부재(100)의 내면에 끼워지도록 결합될 수 있고, 결합부(125)의 후크(125a)가 프레임 부재(100)의 체결 공(100a)에 끼워지며 제2 커버(120)의 조립이 완료될 수 있다.
상기 제2 커버(120)는, 제1 커버(110)와 달리, 전체 셀 영역(S1)을 커버하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 커버(120)는 본체(121)로부터 프레임 부재(100)를 향하여 돌출된 결합부(125)를 포함하며, 결합부(125)에 의해 제2 커버(120)의 강성이 보강될 수 있다. 이렇게 강성이 보강된 제2 커버(120)는 전체 셀 영역(S1)을 커버하도록 상대적으로 큰 사이즈로 형성되더라도 편평도를 유지할 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 제1, 제2 커버(110,120)는 프레임 부재(100)의 내면을 향하여 조립될 수 있다. 즉, 상기 제1, 제2 커버(110,120)는 프레임 부재(100)의 동일한 상방으로부터 조립될 수 있다. 상기 프레임 부재(100) 상으로 제1 커버(110)가 조립되고, 이어서 제1 커버(110) 상으로 배터리 셀(10)을 개재하고 제2 커버(120)가 조립되며, 상기 제2 커버(120)는 프레임 부재(100)에 대해 결합될 수 있다.
상기 제1, 제2 커버(110,120)는 프레임 부재(100)의 셀 영역(S1)을 커버하도록 형성된다. 상기 프레임 부재(100)에는 셀 영역(S1) 외에 회로 영역(S2)이 마련되며, 상기 회로 영역(S2)은 제1, 제2 커버(110,120)와 별개의 제3 커버(180)에 의해 덮이게 된다.
상기 제1, 제2 커버(110,120)는 금속 소재로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 제1, 제2 커버(110,120)는 동일한 금속 소재로 형성될 수 있고, 예를 들어, SUS 소재로 형성될 수 있다. 금속 소재의 제1, 제2 커버(110,120)와 배터리 셀(10) 사이에는 절연 부재(130,140)가 개재될 수 있다. 상기 절연 부재(130,140)는 배터리 셀(10)과 제1, 제2 커버(110,120) 간의 전기적인 절연을 확보할 수 있다. 예를 들어, 상기 절연 부재(130,140)는, 제1, 제2 커버(110,120)의 내측 면, 그러니까, 제1, 제2 커버(110,120)의 배터리 셀(10)을 향한 면에 밀착될 수 있고, 제1, 제2 커버(110,120)의 내측 면에 밀착된 상태로 조립될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 배터리 셀(10)의 양편으로 배치되는 제1, 제2 커버(110,120)의 조립 구조는 서로 상이하다. 다만, 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 제1, 제2 커버(110,120)의 조립 구조는 서로 동일하게 구현될 수도 있다. 예를 들어, 제1, 제2 커버(110,120)가 동일한 프레임 부재(100)에 대해 조립되는 것이 아니고, 제1 커버(110)와 제2 커버(120)가 각각 서로 다른 프레임 부재(100)에 대해 조립되고, 상기 제1, 제2 커버(110,120) 사이에 배터리 셀(10)이 개재되며, 상기 서로 다른 프레임 부재(100)가 서로에 대해 결합되는 구조를 가질 수도 있다.
본 발명에 일 실시형태에서, 제1, 제2 커버(110,120)는 서로 같은 방향을 따라 프레임 부재(100)에 대해 조립된다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 커버(110,120)는 프레임 부재(100)의 상방으로부터 하방을 향하는 동일한 조립 방향을 갖는다는 것이다.
도 9에는 본 발명과 대비되는 비교예에 따른 배터리 팩의 일부 구성이 개시되어 있다. 도면을 참조하여, 도시된 비교예에서는, 본 발명과 달리, 제1, 제2 커버(210,220)가 프레임 부재(200)의 상하 방향에서 서로 마주하는 조립 방향을 갖는다. 이러한 비교예에 의하면, 동일한 프레임 부재(200)에 대한 제1, 제2 커버(210,220)의 결합 구조가 서로 간섭을 일으키거나 결합 구조가 복잡화될 수 있다. 한편, 본 발명에 일 실시형태에서, 제1, 제2 커버(210,220)는 프레임 부재(200)의 내면에 대해 결합된다.
도 10에는 본 발명과 대비되는 비교예에 따른 배터리 팩의 일부 구성이 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 도시된 비교예에서는, 본 발명과 달리, 커버(310)가 프레임 부재(300)의 외면에 대해 결합된다. 이러한 비교예에 의하면, 외부 하중에 의해 커버(310)가 프레임 부재(300)로부터 탈착될 위험이 있다.
도 1에 도시된 본 발명에 의하면, 제1 커버(110)는 접착 부재(150)에 의해 프레임 부재(100)의 내면에 부착되고, 제2 커버(120)는 프레임 부재(100)의 내면에 형성된 체결 공(100a)에 후크 결합되므로, 외부 하중에 의해 제1, 제2 커버(110,120)가 프레임 부재(100)로부터 탈착될 위험이 없다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 배터리 셀 11: 외장재
100: 프레임 부재 100a: 체결 공
110: 제1 커버 111: 본체
113: 연결부 115: 플랜지부
120: 제2 커버 121: 본체
125: 결합부 125a: 후크
130,140: 절연 부재 150: 접착 부재
180: 제3 커버 G: 수용공간
S1: 셀 영역 S2: 회로 영역
C: 케이스

Claims (13)

  1. 배터리 셀과, 배터리 셀의 수용공간을 제공하는 케이스를 포함하는 배터리 팩으로서,
    상기 케이스는,
    중앙에 개구부를 포함하는 것으로, 상기 수용공간과 마주하는 내면과 반대되는 외면을 갖는 프레임 부재;
    상기 프레임 부재에 조립되는 것으로, 상기 프레임 부재의 내면에 지지되는 플랜지부와, 상기 프레임 부재의 개구부를 통하여 노출되는 본체와, 상기 플랜지부와 본체를 단차지게 연결해주는 연결부를 포함하는 제1 커버; 및
    상기 배터리 셀을 개재하고 상기 제1 커버와 같은 조립 방향을 따라 상기 프레임 부재에 결합되는 제2 커버;를 포함하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플랜지부와 본체는 서로 나란한 방향으로 연장되고,
    상기 연결부는 상기 연장 방향에 대해 예각을 이루며 상기 플랜지부와 본체 사이를 부드럽게 연결해주는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결부와 상기 플랜지부 사이의 제1 경계는 라운드 지게 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결부와 상기 본체 사이의 제2 경계는 라운드 지게 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 부재와 제1 커버의 플랜지부 사이에 개재되는 접착 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 커버는 금속 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 커버와 배터리 셀 사이에 개재되는 절연 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 커버는 동일한 프레임 부재에 대해 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 부재는 배터리 셀을 지지하기 위한 셀 영역과, 상기 배터리 셀의 충, 방전 동작을 제어하기 위한 보호회로를 지지하기 위한 회로 영역을 포함하고,
    상기 제1, 제2 커버는 상기 셀 영역을 선택적으로 덮는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 회로 영역을 선택적으로 커버하기 위한 제3 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 프레임 부재는 상기 셀 영역을 분할하기 위한 리브를 포함하고,
    상기 제1 커버는 분할된 셀 영역을 각각 커버하기 위한 적어도 둘 이상으로 마련되고,
    상기 제2 커버는 전체 셀 영역을 커버하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 커버는 본체와 상기 본체로부터 상기 프레임 부재를 향하여 돌출된 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 커버의 결합부와 프레임 부재는 후크 결합을 이루는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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