KR20180059146A - 방수 기능을 갖는 배터리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 방수 기능을 갖는 배터리 장치는, 충전 가능하게 구성된 배터리 유닛, 케이스 유닛, 그리고 케이스 유닛의 측면부를 감싸면서 케이스 유닛와 상부와 하부 사이에 위치하는 완충 겸용 및 방수 패킹 유닛을 주요 구성 요소로 포함한다. 이러한 배터리 장치는 거칠고 열악한 외부 환경에서 사용하는 데 무리가 없으며, 수분에 의한 내부 오염이 방지될 수 있으므로 누전과 폭발 위험이 거의 없다.

Description

방수 기능을 갖는 배터리 장치{BATTERY DEVICE HAVING WATER RESISTANT FUNCTION}
본 발명은 방수 기능을 갖는 배터리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스마트폰 및 차량 배터리를 완속 충전할 수 있는 방수 기능을 갖는 배터리 장치에 관한 것이다.
리튬 폴리머 전지는 대용량 급속 충전이 가능하고, 납전지에 비해 상당히 경량이므로, 주로 스마트폰과 전동을 이용한 이동 수단에 사용되고 있다. 또한 리튬 폴리머 전지는 스마트폰이나 차량용 배터리의 충전을 위한 보조 배터리로도 개발되어 있다.
기존에 출시된 대용량 배터리는, 주로 납전지를 사용하여 이동과 사용이 불편하고 충전 시간이 길었으나, 스마트폰의 대중화에 따라 리튬 폴리머 전지가 대량생산되면서, 스마트폰의 내부 배터리를 충전할 수 있는 대용량이면서 충전된 전류를 이용하여 방전된 차량을 시동할 수 있는 용량까지 제공하게 되었다.
기존에는 리튬 폴리머 배터리가 가격이 비싸서 차량 시동 배터리로는 사용하기 어려웠으나, 스마트폰과 각종 이동 수단의 대중화에 따라 대량 생산되면서 대용량 배터리를 만들 수 있게 되었다.
그러나 기존의 리튬 폴리머를 사용한 대용량 배터리는, 이동시 충격에 약하여 세심하게 보관해야 했으며, 방수 기능이 떨어졌으므로, 우천 시와 같은 열악하고 거친 외부 환경에서는 사용하기 어려운 단점이 있었다.
본 발명의 일 실시예는, 거칠고 열악한 외부 환경에서 사용하는 데 무리가 없으며, 수분에 의한 내부 오염이 방지될 수 있으므로 누전과 폭발 위험이 거의 없는 방수 기능을 갖는 배터리 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방수 기능을 갖는 배터리 장치는, 충전 가능하게 구성된 배터리 유닛; 상기 배터리 유닛을 보호하도록 상기 배터리 유닛의 상하 및 측면 영역을 감싸며, 상부와 하부로 분리 가능하게 구성되는 케이스 유닛; 및 상기 케이스 유닛의 상부와 하부 사이에 위치하며, 상기 케이스 유닛의 모서리부와 측면을 둘러싸서 상기 케이스 유닛에 가해지는 충격을 완충시키는 완충 겸용 및 방수 패킹 유닛을 포함하며, 상기 케이스 유닛은, 각각 둘레에 지지 가능한 턱 형상 마련되어 있는 상부 케이스와 하부 케이스를 포함하며, 상기 완충 겸용 및 방수 패킹 유닛은, 상기 케이스의 유닛의 모서리부를 충격과 수분으로부터 보호하도록 상기 상부 케이스와 하부 케이스의 턱들 사이에 밀착되게 끼워지는 모서리 완충부와 상기 케이스 유닛의 측면부를 보호하는 측면 패킹부를 포함하며, 상기 측면 패킹부에는 충전 라인의 연결을 위한 충전 개구부가 마련되며, 상기 충전 개구부에는 방수를 위한 개구 커버가 분리 가능하게 마련된다.
상기 케이스 유닛은 사각 형상이며, 상기 모서리 완충부는, 상기 케이스 유닛의 모서리 에지 방향으로 돌출된 모서리 완충부재; 및 상기 케이스 유닛의 턱들에 밀착되는 모서리 실링부를 포함할 수 있다.
상기 상부 케이스와 상기 하부 케이스에는, 상기 완충 겸용 및 방수 패킹 유닛에 접촉되는 패킹 안착부가 마련되며, 상기 패킹 안착부는 가로 및 세로 방향을 따라 각각 가로 지지부재와 세로 돌출부재로 마련되어 상기 턱 형상을 제공하며, 상기 케이스 유닛의 상부 케이스와 하부 케이스에는 상기 배터리 유닛의 측벽부를 지지하기 위한 가로 배터리 지지판, 세로 배터리 지지판, 및 상기 배터리 유닛의 상하 면부를 지지하기 위한 이격 리브가 마련될 수 있다.
상기 케이스 유닛의 측면부에는 관통 개구부가 마련되며, 상기 관통 개구부에는 투명창 유닛이 위치하며, 상기 투명창 유닛은 외부에서 내부로 구경이 작아지는 투명창 확장관과 상기 투명창 확장관을 상기 관통 개구부에 위치 고정하기 위한 투명창 고정판을 포함할 수 있다.
상기 케이스 유닛의 상부 케이스와 하부 케이스의 외부에는 마름모형 홈이 마련되며, 상기 마름모형 홈에 대응하는 내부 위치에 내부 돌기가 마련되며, 상기 모서리 완충부재에는 마찰을 위한 마찰 홈이 마련될 수 있다.
상기 배터리 유닛은, 리튬 폴리머 전지로 마련되는 배터리모듈; 상기 배터리 모듈의 충전을 위한 어댑터 커넥터; 상기 배터리 모듈로 차량 충전을 위한 차량충전 커넥터; 상기 배터리 모듈의 스마트 폰 충전과 내부 충전을 위한 유에스비 포트; 상기 배터리 모듈의 충전 상태를 나타내는 엘이디들; 및 상기 충전을 on 또는 off 시키기 위한 충전 스위치를 포함할 수 있다.
상기와 같이 기술된 본 발명의 일 실시예는, 케이스 유닛의 측면부를 감싸면서 케이스의 상부와 하부 사이에 완충 겸용 및 방수 패킹 유닛에 견고하게 위치 고정됨으로써 거칠고 열악한 외부 환경에서 사용하는 데 무리가 없으며, 수분에 의한 내부 오염이 방지될 수 있으므로 누전과 폭발 위험이 거의 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방수 기능을 갖는 배터리 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해도이다.
도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ 단면도이다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시예들에 의해 본 발명의 다양한 실시예들을 설명한다. 실시예들에 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 하며, 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 일 실시예에 관련하여 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 다른 실시예로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경 가능한 것으로 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 다양한 측면에 걸쳐 동일하거나 유사한 기능을 가리킬 수 있으며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 구체적인 형태는 설명 상의 편의를 위하여 과장되어 표현된 것일 수 있다.
도면의 방향과 위치는 XYZ 직교 좌표계를 상정하여 설명하며, 상하좌우는 XY좌표 평면계와 일치하며, 전후좌우는 YZ 좌표의 평면계와 일치하는 것으로 상정한다. 실시예들의 도면에서 하부 요소들이 설명되지 않은 각각의 유닛, 모듈, 부, 부재는 각기 부여된 기능을 갖기 위한 통상적인 하부 요소들을 포함하는 것으로 상정하며, 도면에 도시된 하부 요소들에 제한하진 않는다. 도시되었으나 통상적으로 설명이 생략된 구성 요소들은 실시예들에 포함된 것으로 이해되어야 한다.
사용되는 용어들은 특별히 정의된 용어를 제외하고는 통상적인 한자, 국어 혹은 영어의 사전적인 의미 혹은 해당 분야에서 사용되는 용어와 부합하는 속성을 가진 것으로 이해되어야 한다. "포함한다, 구성된다, 또는 구비한다"는 다른 구성요소들을 더 가질 수 있음을, "고정 및 구속된다"는 이동과 움직임이 제한됨을, "회전 및 힌지"는 대상 객체의 일부 혹은 전부가 회전하여 이동될 수 있음을 의미한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방수 기능을 갖는 배터리 장치는, 충전 가능하게 구성된 배터리 유닛(100), 케이스 유닛(120), 그리고 완충 겸용 및 방수 패킹 유닛(160)을 주요 구성 요소로 포함한다.
배터리 유닛(100)은, 리튬 폴리머 전지로 마련되는 배터리 모듈(110)을 포함한다. 배터리 모듈(110)에는 배터리 모듈(110)의 충전을 위한 어댑터 커넥터(112), 배터리 모듈(110)로 차량 충전을 위한 차량충전 커넥터(111), 배터리 모듈(110)의 스마트 폰 충전과 내부 충전을 위한 유에스비 포트(114), 배터리 모듈(110)의 충전 상태를 나타내는 엘이디들(115), 그리고 충전을 on 또는 off 시키기 위한 충전 스위치(113)가 마련된다.
이러한 배터리 유닛(100)은 배터리 모듈(110)이 직사각형 형상으로 마련된다. 케이스 유닛(120)은 배터리 모듈(110)을 감싸는 사각 형상으로서, 배터리 유닛(100)의 외부에서 배터리 모듈(110)을 보호하는 것이다. 케이스 유닛(120)은 배터리 유닛(100)을 보호하도록 배터리 유닛(100)의 상하 및 측면 영역을 감싸며, 상부와 하부로 분리 가능하게 구성된다.
케이스 유닛(120)은 각각 둘레에 지지 가능한 턱 형상 마련되어 있는 상부 케이스(121)와 하부 케이스(122)를 포함한다. 케이스 유닛(120)의 상부 케이스(121)와 하부 케이스(122)의 외부에는 마름모형 홈(123)이 마련되며, 마름모형 홈(123)에 대응하는 내부 위치에 내부 돌기(124)가 마련된다. 마름모형 홈(123)은 외면에서 미끄럼을 방지할 수 있으며, 밋밋한 외면부를 이격시켜 충격을 완화할 수 있으며, 뼈대 기능을 하여 외부 충격에 대한 구조를 강화시킬 수 있다.
케이스 유닛(120)의 상부 케이스(121)와 하부 케이스(122)에는 배터리 유닛(100)의 측벽부를 지지하기 위한 가로 배터리 지지판(128), 세로 배터리 지지판(129), 그리고 배터리 유닛(100)의 상하 면부를 지지하기 위한 이격 리브(131)가 마련될 수 있다.
이에 따라 배터리 모듈(110)은 가로 배터리 지지판(128)과 세로 배터리 지지판(129)의 내측에 위치하게 되며, 이격 리브(131)에서 하부 케이스(122)로부터 견고하게 지지되어 외부 충격으로부터 일정 영역이 분리된 상태로 배치될 수 있다.
케이스 유닛(120)의 상부 케이스(121)와 하부 케이스(122) 사이에 완충 겸용 및 방수 패킹 유닛(160)이 배치되어 위치 고정됨으로써 상부 케이스(121)와 하부 케이스(122) 사이의 틈새로 수분의 침투가 차단되며, 충격에 의한 고장이 방지될 수 있다.
상기와 같이 케이스 유닛(120)은 상부 케이스(121)와 하부 케이스(122)로 구성되며, 이러한 상부 케이스(121)와 하부 케이스(122)는 결합 로드(125에 의해 연결된다.
상부 케이스(121)와 하부 케이스(122)에는, 완충 겸용 및 방수 패킹 유닛(160)에 접촉되는 패킹 안착부(135)가 마련되며, 패킹 안착부(135)는 가로 및 세로 방향을 따라 각각 가로 지지부재(136)와 세로 돌출부재(137)로 마련되어 턱 형상을 제공할 수 있다.
완충 겸용 및 방수 패킹 유닛(160)은 케이스 유닛(120)의 상하 및 가로와 세로로 배치되는 가로 지지부재(136)와 세로 돌출부재(137)에 의한 턱에 끼여 견고하게 케이스 유닛(120)의 측벽에 밀착되면서 위치 고정될 수 있다.
완충 겸용 및 방수 패킹 유닛(160)은, 케이스 유닛(120)의 상부와 하부 사이에 위치하며, 케이스 유닛(120)의 모서리부와 측면을 둘러싸서 케이스 유닛(120)에 가해지는 충격을 완충시키는 것이다. 완충 겸용 및 방수 패킹 유닛(160)은 배터리 장치에 대한 수분 차단 및 충격을 흡수할 수 있도록 고무 혹은 실리콘과 같이 밀착성과 충격 흡수성이 우수한 재질로 형성될 수 있다.
완충 겸용 및 방수 패킹 유닛(160)은, 케이스 유닛(120)의 모서리부를 충격과 수분으로부터 보호하도록 상부 케이스(121)와 하부 케이스(122)의 턱들 사이에 밀착되게 끼워지는 모서리 완충부(161)와 케이스 유닛(120)의 측면부를 보호하는 측면 패킹부(165)를 포함할 수 있다.
완충 겸용 및 방수 패킹 유닛(160)의 측면 패킹부(165)에는 충전 라인의 연결을 위한 충전 개구부(166)가 마련되며, 충전 개구부(166)에는 방수를 위한 개구 커버(169)가 분리 가능하게 마련된다. 충전라인들이 연결되는 영역의 충전 개구부(166)에는 개구 커버가 도시되진 않았으나, 충전 커넥터들의 통과가 가능한 홀들이 있는 개구 커버(169)가 배치될 수 있다.
모서리 완충부(161)는 케이스 유닛(120)의 모서리 방향으로 돌출된 모서리 완충부재(161)와 케이스 유닛(120)의 턱들에 밀착되는 모서리 실링부(171)를 포함할 수 있다.
모서리 완충부재(161)는 케이스 유닛(120)의 모서리 방향으로 사각형상으로 돌출됨으로써 지면에 넓게 접촉되어 케이스 유닛(120)의 모서리 측으로 가해지는 충격을 완충할 수 있는 것이다.
이러한 모서리 완충부재(161)에는 완충 사각돌기(162)와 접촉 충격에 따른 마찰을 위한 마찰 홈(161)이 마련될 수 있다. 마찰 홈(161)에 의해 슬립이 방지됨으로써 모서리 완충부재(161)에 대한 충격 접촉 시에 배터리 장치가 회전되거나 구르면서 완충구조가 약한 여러 영역에 충격이 가해지는 현상이 차단되며, 모서리 완충부재(161)에 대해 충격 집중이 이루어지면서 완충될 수 있다.
모서리 실링부(171)는 완충 겸용 및 방수 패킹 유닛(160)의 모서리 측에 두껍게 형성된 것으로서, 상부 케이스(121)와 하부 케이스(122)의 가로 지지부재(136)와 세로 돌출부재(137)에 의한 턱들 사이에 지지되어 배치될 수 있다. 모서리 실링부(171)가 온전하게 상부 케이스(121)와 하부 케이스(122)의 상하 모서리부 사이에 끼이게 됨으로써 상부 케이스(121)와 하부 케이스(122)의 모서리부 측으로 수분 침투가 차단될 수 있다.
케이스 유닛(120)의 측면부에는 관통 개구부(141)가 마련되며, 관통 개구부(141)에는 투명창 유닛(150)이 위치한다. 투명창 유닛(150)은 외부에서 내부로 구경이 작아지는 투명창 확장관(151)과 투명창 확장관(151)을 관통 개구부(141)에 위치 고정하기 위한 투명창 고정판(152)을 포함할 수 있다. 투명창 확장관(151)에는 케이스 유닛(120)의 내부 관찰이 가능한 투명 패널(153)이 마련될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다 할 것이다.
100: 배터리유닛 110: 배터리모듈
111: 전원 커넥터 112: 어댑터 커넥터
113: 충전 스위치 114: 유에스비 포트
115: 엘이디들 120: 케이스 유닛
121: 상부 케이스 122: 하부 케이스
123: 마름모형 홈 124: 내부 돌기
125: 결합 로드 128: 가로 배터리 지지판
129: 세로 배터리 지지판 131: 이격 리브
135: 패킹 안착부 136: 가로 지지부재
137: 세로 돌출부재 141: 관통 개구부
150: 투명창 유닛 151: 투명창 확장관
152: 투명창 고정판 160: 완충 겸용 방수 패킹유닛
161: 모서리 완충부 162: 완충 사각돌기
163: 마찰 홈 165: 측면 패킹부
166: 충전 개구부 169: 개구 커버
171: 모서리 실링부

Claims (6)

  1. 충전 가능하게 구성된 배터리 유닛;
    상기 배터리 유닛을 보호하도록 상기 배터리 유닛의 상하 및 측면 영역을 감싸며, 상부와 하부로 분리 가능하게 구성되는 케이스 유닛; 및
    상기 케이스 유닛의 상부와 하부 사이에 위치하며, 상기 케이스 유닛의 모서리부와 측면을 둘러싸서 상기 케이스 유닛에 가해지는 충격을 완충시키는 완충 겸용 및 방수 패킹 유닛을 포함하며,
    상기 케이스 유닛은, 각각 둘레에 지지 가능한 턱 형상 마련되어 있는 상부 케이스와 하부 케이스를 포함하며,
    상기 완충 겸용 및 방수 패킹 유닛은, 상기 케이스의 유닛의 모서리부를 충격과 수분으로부터 보호하도록 상기 상부 케이스와 하부 케이스의 턱들 사이에 밀착되게 끼워지는 모서리 완충부와 상기 케이스 유닛의 측면부를 보호하는 측면 패킹부를 포함하며,
    상기 측면 패킹부에는 충전 라인의 연결을 위한 충전 개구부가 마련되며, 상기 충전 개구부에는 방수를 위한 개구 커버가 분리 가능하게 마련되는 방수 기능을 갖는 배터리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 케이스 유닛은 사각 형상이며,
    상기 모서리 완충부는,
    상기 케이스 유닛의 모서리 에지 방향으로 돌출된 모서리 완충부재; 및
    상기 케이스 유닛의 턱들에 밀착되는 모서리 실링부를 포함하는 방수 기능을 갖는 배터리 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 상부 케이스와 상기 하부 케이스에는, 상기 완충 겸용 및 방수 패킹 유닛에 접촉되는 패킹 안착부가 마련되며,
    상기 패킹 안착부는 가로 및 세로 방향을 따라 각각 가로 지지부재와 세로 돌출부재로 마련되어 상기 턱 형상을 제공하며,
    상기 케이스 유닛의 상부 케이스와 하부 케이스에는 상기 배터리 유닛의 측벽부를 지지하기 위한 가로 배터리 지지판, 세로 배터리 지지판, 및 상기 배터리 유닛의 상하 면부를 지지하기 위한 이격 리브가 마련되는 방수 기능을 갖는 배터리 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 케이스 유닛의 측면부에는 관통 개구부가 마련되며,
    상기 관통 개구부에는 투명창 유닛이 위치하며,
    상기 투명창 유닛은,
    외부에서 내부로 구경이 작아지는 투명창 확장관과 상기 투명창 확장관을 상기 관통 개구부에 위치 고정하기 위한 투명창 고정판을 포함하는 방수 기능을 갖는 배터리 장치.
  5. 제2 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이스 유닛의 상부 케이스와 하부 케이스의 외부에는 마름모형 홈이 마련되며, 상기 마름모형 홈에 대응하는 내부 위치에 내부 돌기가 마련되며, 상기 모서리 완충부재에는 마찰을 위한 마찰 홈이 마련되는 방수 기능을 갖는 배터리 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 배터리 유닛은,
    리튬 폴리머 전지로 마련되는 배터리모듈;
    상기 배터리 모듈의 충전을 위한 어댑터 커넥터;
    상기 배터리 모듈로 차량 충전을 위한 차량충전 커넥터;
    상기 배터리 모듈의 스마트 폰 충전과 내부 충전을 위한 유에스비 포트;
    상기 배터리 모듈의 충전 상태를 나타내는 엘이디들; 및
    상기 충전을 on 또는 off 시키기 위한 충전 스위치를 포함하는 방수 기능을 갖는 배터리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2022511857A (ja) * 2019-08-07 2022-02-01 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 表面凹凸構造を有する電池パックカバー及びそれを含む電池パック
US12027720B2 (en) 2019-08-07 2024-07-02 Lg Energy Solution, Ltd. Battery pack cover having uneven surface structure and battery pack comprising same

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