KR20190120661A - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 팩의 내구성 및 안전성 향상을 위하여, 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 밀봉 케이스, 상기 밀봉 케이스의 일측에 제1 방향으로 연장된 테라스부 및 상기 밀봉 케이스의 외측으로 연장된 단자부를 포함하는, 단위 전지; 상기 단자부와 전기적으로 연결되도록 상기 단위 전지의 일측에 위치하며, 상기 단위 전지와 수평으로 배치되는, 보호회로모듈; 상기 단위 전지 및 상기 보호회로모듈을 수용하고, 상기 단위 전지와 상기 보호회로모듈 사이에 배치되며 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장된 제1 격벽을 포함하는, 외부 케이스; 및 온도소자, 상기 온도소자의 양측에 연결된 제1 리드 및 제2 리드를 포함하며, 상기 단위 전지와 상기 제1 격벽 사이에 위치하여 상기 제1 격벽에 의해 지지되는, 온도소자부를 구비하는, 배터리 팩을 제공한다.

Description

배터리 팩{Battery Pack}
본 발명은 내구성 및 안전성이 향상된 배터리 팩에 관한 것이다.
무선인터넷이나 통신기술의 발달로 인하여 전원공급장치 없이 전지를 사용하여 운용 가능한 휴대용 전자기기의 사용이 보편화 되고 있다. 그 중 휴대용 컴퓨터는 소형이며 휴대가 간편하여 이동성이 뛰어난 장점이 있어 업무용 또는 개인용으로 널리 사용되고 있다. 휴대용 컴퓨터가 전원공급장치에 구애됨 없이 여러 장소에서 사용되기 위하여 배터리 팩을 구비할 수 있다. 배터리 팩은 충분한 출력을 제공하기 위하여 충전 및 방전을 반복하여 사용할 수 있는 다수의 단위 전지들을 구비할 수 있다.
한편, 최근 사용량이 급격히 증가하고 있는 리튬 이차전지에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 있으므로, 안전성에 큰 단점을 가지고 있다. 따라서, 리튬 이차전지에는 과충전, 과전류 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어할 수 있는 안전소자로서 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자, 보호회로 모듈(Protection Circuit Module: PCM), TCO(Thermal Cut-out) 등이 배터리 팩의 작동을 제어하는 BMU(Battery Management Unit)에 포함되어 있다.
이러한 안전 소자를 구비함에 있어서, 배터리 팩의 트랜드가 경량화, 슬림화에 집중됨에 따라, 배터리 팩에 구비되는 안전 소자 역시 더욱 컴팩트한 구조가 요구되고 있다.
그러나 배터리 팩이 경량화, 슬림화됨에 따라, 안전 소자가 배치되는 위치에 따라 열전도 대류현상이 활발하게 일어나 배터리 셀의 온도를 측정해야 하는 안전 소자의 기능을 수행하기에 용이하지 않은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 컴팩트한 구조를 구비함과 동시에 안전 소자의 기능을 향상시킬 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 밀봉 케이스, 상기 밀봉 케이스의 일측에 제1 방향으로 연장된 테라스부 및 상기 밀봉 케이스의 외측으로 연장된 단자부를 포함하는, 단위 전지; 상기 단자부와 전기적으로 연결되도록 상기 단위 전지의 일측에 위치하며, 상기 단위 전지와 수평으로 배치되는, 보호회로모듈; 상기 단위 전지 및 상기 보호회로모듈을 수용하고, 상기 단위 전지와 상기 보호회로모듈 사이에 배치되며 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장된 제1 격벽을 포함하는, 외부 케이스; 및 온도소자, 상기 온도소자의 양측에 연결된 제1 리드 및 제2 리드를 포함하며, 상기 단위 전지와 상기 제1 격벽 사이에 위치하여 상기 제1 격벽에 의해 지지되는, 온도소자부를 구비하는, 배터리 팩이 제공된다.
본 실시예에 따르면, 상기 단위 전지의 일측에 배치되어, 일단부는 상기 온도소자부와 연결되고, 타단부는 상기 단자부 및 상기 보호회로모듈과 연결되는, 제1 탭부 및 제2 탭부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 단위 전지는 제1 평면과 평행한 메인면 및 상기 메인면과 연결되어 제1 평면과 수직인 제2 평면에 평행한 측면을 갖고, 상기 온도소자부는 상기 단위 전지의 측면과 평행하게 배치될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1 탭부 및 상기 제2 탭부는 상기 단위 전지의 측면 및 상기 테라스부와 접하도록 절곡될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 온도소자는 상기 제1 탭부와 상기 제2 탭부 사이에 배치될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1 탭부는 상기 단위 전지의 측면과 접하는 부분이 갈라진 형상의 제1 연결탭 및 제1 지지탭을 포함하고, 상기 제2 탭부는 상기 단위 전지의 측면과 접하는 부분이 갈라진 형상의 제2 연결탭 및 제2 지지탭을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1 리드는 상기 제1 연결탭에 연결되고, 제2 리드는 상기 제2 연결탭에 연결될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1 지지탭 및 상기 제2 지지탭은 상기 제1 방향으로 돌출된 굴곡부를 가질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 격벽은 상기 굴곡부와 접하여 상기 온도소자부를 지지할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 외부 케이스는 상기 제1 격벽과 이격된 제2 격벽을 더 포함하고, 상기 보호회로모듈은 상기 제1 격벽과 제2 격벽 사이에 위치할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1 격벽의 높이는 상기 제2 격벽의 높이보다 높을 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 보호회로모듈은 회로기판을 포함하고, 상기 제2 격벽은 상기 회로기판을 지지할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 회로기판은 단자홈을 포함하며, 상기 단자홈을 통해 상기 보호회로모듈이 상기 제1 탭부 및 제2 탭부에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 온도소자부과 상기 단위 전지의 측면 사이에 개재되는 접착층을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 온도소자부는 상기 제1 격벽과 수평하게 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 내부에 전극 조립체를 수용하며, 제1 평면과 평행한 메인면 및 상기 메인면과 연결되어 제1 평면과 수직인 제2 평면에 평행한 측면을 갖는 단위 전지; 상기 단위 전지와 전기적으로 연결되도록 일측에 위치하며, 상기 메인면과 평행하게 배치되는, 보호회로모듈; 상기 단위 전지 및 상기 보호회로모듈을 수용하고, 상기 단위 전지와 상기 보호회로모듈 사이에 배치되며 상기 측면과 평행하게 배치된 제1 격벽을 포함하는, 외부 케이스; 및 상기 단위 전지와 상기 제1 격벽 사이에 위치하며, 상기 단위 전지의 측면 상에 배치되는, 온도소자부를 구비하는, 배터리 팩이 제공된다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 내구성 및 안전성이 향상된 배터리 팩을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
아울러 본 발명의 효과는 상술한 내용 이외에도, 도면을 참조하여 이하에서 설명할 내용으로부터 도출될 수도 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 팩을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 팩을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 팩의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 배터리 팩의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 팩의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 팩의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 "바로 위에" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 팩을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 팩을 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 2는 도 1의 배터리 팩을 조립한 구조에 대응된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 적어도 하나 이상의 단위전지(100), 단위전지(100)와 전기적으로 연결되는 보호회로모듈(200), 단위전지(100)와 보호회로모듈(200)을 수용하는 외부 케이스(300) 및 단위전지(100)의 일측에 배치된 온도소자부(400)를 구비한다.
배터리 팩은 적어도 하나 이상의 단위전지(100)를 포함할 수 있으며, 도 1과 같이 단위전지(100)들은 복수개 구비되어 일 방향(+x 방향)을 따라 연속적으로 배치될 수 있다. 각각의 단위전지(100)는 전극 조립체(미도시), 전극 조립체를 수용하는 밀봉 케이스(110) 및 단자부(140)를 포함할 수 있다. 도 1과 같이 본 실시예에서는 복수개의 단위전지(100)들은 일 방향(+x 방향)을 따라 연속적으로 배치되며, 각각의 단위전지(100)들은 접착 테이프(106, 108)로 서로 연결될 수 있다.
도시되어 있지는 않으나, 전극 조립체는 전극 활물질이 도포된 제1 전극판, 제2 전극판 및 이들 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함할 수 있다. 제1 전극판과 제2 전극판은 서로 다른 극성을 갖는다. 전극 조립체는 제1 전극판, 세퍼레이터 및 제2 전극판이 순차적으로 적층된 후 젤리롤(jelly-roll) 형태가 되도록 권취하여 제작될 수 있다. 다른 실시예로서, 전극 조립체는 제1 전극판, 세퍼레이터 및 제2 전극판이 순차적으로 적층된 적층형 전극 조립체일 수 있다.
밀봉 케이스(110)는 내부에 전극 조립체를 수용할 수 있는 수납공간을 구비할 수 있다. 밀봉 케이스(110)는 일측에 개구를 포함하며, 개구를 통해 전극 조립체가 내부에 수용될 수 있다. 이러한 밀봉 케이스(110)는 금속재로 형성될 수 있으며, 예컨대 코팅된 알루미늄 박막을 포함할 수 있다. 상세하게는, 밀봉 케이스(110)는 통상적으로 금속 재질의 박막의 상면과 하면에 나일론, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 합성수지로 덮어진 적층구조를 가지도록 형성되고, 밀봉을 위해 내면은 열접착성 수지로 이루어진다. 따라서, 밀봉 케이스(110)는 내면에 코팅된 열접착성 수지가 가열, 가압에 의하여 상호 융착되어 밀봉될 수 있다. 본 실시예에서 밀봉 케이스(110)는 전극 조립체 및 전해액을 수용할 수 있으며, 유연성을 가지는 파우치형(Pouched-case)일 수 있다. 다른 실시예로 밀봉 케이스(110)는 각형 또는 원통형일 수도 있다.
밀봉 케이스(110)는 일측에 테라스부(112)가 위치할 수 있다. 테라스부(112)는 전극 조립체가 라미네이트 시트의　밀봉 케이스(110)에　밀봉될 때 형성되는　밀봉된 외주면들 중, 일 면에 형성된 여분의 공간을 지닌 부분으로 정의될 수 있다. 테라스부(112)는 제1 방향(+y방향)으로 연장될 수 있으며, 후술할 보호회로모듈(200)은 테라스부(112)와 중첩하도록 배치될 수 있다.
단자부(140)는 서로 극성이 다른 제1 단자 및 제2 단자를 포함할 수 있다. 도시되어 있지는 않으나, 제1 단자 및 제2 단자는 각각 전극 조립체와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 단자는 전극조립체의 제1 전극판과 연결되고 제2 단자는 전극조립체의 제2 전극판과 연결될 수 있으며, 이 경우 제1 단자는 양극을 갖고, 제2 단자는 음극을 가질 수 있다. 이러한 제1 단자 및 제2 단자는 보호회로모듈(200)과 전기적으로 연결될 수 있다.
보호회로모듈(200)은 단위전지(100)의 일측에 배치되며, 단위전지(100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 보호회로모듈(200)은 단위전지(100)와 전기적으로 연결되어 단위전지(100)의 충방전을 제어할 수 있으며, 과충전, 과방전 또는 과전류로 인해 발생되는 과열 및 폭발을 방지할 수 있다. 보호회로모듈(200)은 배터리 팩을 외부 디바이스와 전기적으로 연결하는 외부단자(240)를 포함할 수 있다.
한편, 단위전지(100)는 메인면(102), 메인면(102)과 연결되며 메인면(102)에 수직인 측면(104)을 가질 수 있다. 도 1에서 메인면(102)은 제1 평면(x-y평면)과 평행한 면으로 정의되고, 측면(104)은 제1 평면(x-y평면)과 수직인 제2 평면(x-z평면)과 평행한 면으로 정의될 수 있다. 도 1과 같이 본 실시예의 보호회로모듈(200)은 단위전지(100)와 평행하게 배치될 수 있다. 보호회로모듈(200)이 단위전지(100)와 평행하게 배치된다고 함은, 보호회로모듈(200)은 단위전지(100)의 메인면(102)과 평행하게 배치되는 것으로 이해될 수 있다. 즉, 도 1에서 보호회로모듈(200)은 제1 평면(x-y평면)과 평행하게 배치될 수 있다.
보호회로모듈(200)은 회로기판(210), 회로기판(210)에 마운트된 소자부(220), 연결단자(230) 및 외부단자(240)를 포함할 수 있다. 회로기판(210)은 단위전지(100)의 일 측면(104)을 따르는 길이 방향으로 연장될 수 있다. 소자부(220)는 회로기판(210)의 저항 및 콘덴서와 같은 수동소자나 전계트랜지스터와 같은 능동소자로 이루어지는 안전 소자, 또는 집적 회로들이 선택적으로 형성될 수 있다. 안전 소자로는 예컨대, PTC 소자(positive temperature coefficient element), 퓨즈(fuse) 및　TCO　소자(thermal cutoff element) 등이 포함될 수 있다.
도 1의 확대도를 참조하면, 보호회로모듈(200)의 연결단자(230)는 각각 단위전지(100)의 단자부(140)와 연결될 수 있다. 보호회로모듈(200)의 연결단자(230)와 단위전지(100)의 단자부(140)는 예컨대, 스팟 용접(spot welding)에 의해 접속될 수 있다. 따라서 본 실시예에서, 회로기판(210)은 단자홈(250)을 포함할 수 있다. 회로기판(210)의 단자홈(250)을 통해 -z 방향으로 보호회로모듈(200)의 연결단자(230)와 단위전지(100)의 단자부(140)가 용접될 수 있다.
외부 케이스(300)는 적어도 하나 이상의 단위전지(100) 및 단위전지(100)에 연결된 보호회로모듈(200)을 수용할 수 있다. 외부 케이스(300)는 단위전지(100)의 일부를 외부로 노출할 수 있도록 개구부(OP)를 포함할 수 있다. 이러한 개구부(OP)를 통해 단위전지(100)에서 발생한 열이 외부로 용이하게 방출될 수 있다. 외부 케이스(300)의 일측에는 보호회로모듈(200)의 외부단자(240)가 외부로 노출될 수 있도록 단자개구(302)가 구비될 수 있다.
도 2를 참조하면, 적어도 하나 이상의 단위전지(100)와 보호회로모듈(200)이 결합된 배터리부는 외부 케이스(300)에 수용될 수 있다. 외부 케이스(300)에 수용된 배터리부는 외부 케이스(300)로부터 탈거되지 않도록 외부 케이스(300)에 표면에 접착 테이프(304, 306, 308) 로 고정시킬 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 온도소자부(400)는 단위전지(100)의 일측에 배치될 수 있다. 온도소자부(400)는 온도가 상승하여 소정의 값에 도달하였을 때 전류가 차단되는 부품으로서,　복수개의 단위전지(100)들 중 어느 하나 이상에서 단락 등의 오작동에 의해 온도가 상승하였을 때, 해당　단위 전자와 보호회로모듈(200)의 전기적 연결을 해제하여　배터리 팩의 안전성을 향상시키는 구조로 이루어져 있다. 이러한 온도소자부(400)는 예컨대, TCO(Thermal Cut-out) 소자일 수 있다.
온도소자부(400)는 단위전지(100)의 측면(104)과 평행하게 배치될 수 있으며, 보호회로모듈(200)과는 수직하게 배치될 수 있다. 비교예로서, 온도소자부(400)가 단위전지(100) 및 보호회로모듈(200)과 수평하게 배치되는 경우 단위전지(100)에서 발생하는 열이 온도소자부(400)에 직접 전달되기 어려운 문제점이 있다. 따라서 온도소자부(400)는 단위전지(100)에 최대한 인접하게 배치하는 것이 중요하다.
이에 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩에서는 온도소자부(400)가 단위전지(100)와 수직으로 배치된 구조를 구비함으로써, 배터리 팩의 안정성을 효과적으로 개선하는 구조를 제안한다. 온도소자부(400)가 단위전지(100)에 최대한 밀착하도록 배치되어 온도소자부(400)가 최적의 위치에서 동작할 수 있도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 팩의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 배터리 팩의 일부를 개략적으로 도시하는 분해사시도이다. 도 3은 도 1의 A부분에 대응된다.
도 3을 참조하면, 단위전지(100)의 일측에는 온도소자부(400)가 배치될 수 있다. 온도소자부(400)는 단위전지(100)의 일측에 위치한 제1 탭부(120) 및 제2 탭부(130) 사이에 배치될 수 있으며, 제1 탭부(120) 및 제2 탭부(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
온도소자부(400)는 온도소자(410), 온도소자(410) 양측에 연결된 제1 리드(420) 및 제2 리드(430)를 포함한다. 제1 리드(420) 및 제2 리드(430) 각각의 일측은 온도소자(410)와 연결되고, 타측은 각각 제1 탭부(120) 및 제2 탭부(130)와 연결될 수 있다. 즉, 온도소자(410)는 제1 탭부(120)와 제2 탭부(130) 사이에 배치될 수 있다.
본 실시예에서, 제1 탭부(120) 및 제2 탭부(130)는 절곡된 형상을 가질 수 있다. 제1 탭부(120) 및 제2 탭부(130)는 절곡되어 단위전지(100)의 측면(104) 및 테라스부(112)에 동시에 접하도록 배치될 수 있다. 제1 탭부(120) 및 제2 탭부(130)는 대략'ㄴ'자 형상으로 절곡될 수 있다.
제1 탭부(120)의 일단부(122)는 갈라진 형상을 가지며, 제1 탭부(120)의 일단부(122)는 각각 제1 연결탭(120a)과 제1 지지탭(120b)을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2 탭부(130)의 일단부(132)는 갈라진 형상을 가지며, 제2 탭부(130)의 일단부(132)는 각각 제2 연결탭(130a)과 제2 지지탭(130b)을 포함할 수 있다. 도 3에서 제1 연결탭(120a)과 제2 연결탭(130a)은 평평한 형상으로 형성되나, 제1 지지탭(120b)과 제2 지지탭(130b)은 제1 방향(+y방향)으로 돌출된 굴곡부(120c, 130c)를 포함할 수 있다. 이러한 제1 지지탭(120b)과 제2 지지탭(130b)은 후술할 외부 케이스(300)의 제1 격벽(310, 도 5 참조)에 의해 지지될 수 있다.
제1 탭부(120)의 제1 연결탭(120a)은 온도소자(410)의 제1 리드(420)와 연결될 수 있고, 제2 탭부(130)의 제2 연결탭(130a)은 온도소자(410)의 제2 리드(430)와 연결될 수 있다. 제1 연결탭(120a)과 제2 연결탭(130a)은 평평한 형상으로 형성되어 제1 리드(420) 및 제2 리드(430)와 면접촉하도록 연결될 수 있다. 상술한 것과 같이 제1 탭부(120) 및 제2 탭부(130)는 각각 분리된 형태의 제1 연결탭(120a)과 제1 지지탭(120b) 및 제2 연결탭(130a)과 제2 지지탭(130b)을 구비함에 따라, 온도소자부(400)와 연결되는 부분과 온도소자부(400)를 제1 격벽(310)에 의해 지지하는 부분이 구분되도록 한다. 이러한 구조를 통해 온도소자부(400)와 직접 접촉하지 않도록 온도소자부(400)를 효율적으로 지지하는 것이 가능하다.
제1 탭부(120)의 중앙부(120e) 및 제2 탭부(130)의 중앙부(130e)는 단위전지(100)의 테라스부(112)에 안착될 수 있다. 도 3에서 제1 탭부(120) 및 제2 탭부(130)는 각각 절곡된 형상을 따라 제1 탭부(120)의 일단부(122) 및 제2 탭부(130)의 일단부(132)는 단위전지(100)의 측면(104)에 대응하여 배치되고, 제1 탭부(120)의 중앙부(120e) 및 제2 탭부(130)의 중앙부(130e)는 단위전지(100)의 테라스부(112)에 대응하여 배치된다.
제1 탭부(120)의 타단부(124) 및 제2 탭부(130)의 타단부(134)는 제1 방향(+y방향)으로 연장되어 형성될 수 있다. 제1 탭부(120)의 타단부(124) 및 제2 탭부(130)의 타단부(134)는 도 5와 같이 보호회로모듈(200)과 연결될 수 있다.
도 4를 참조하면, 온도소자부(400)와 단위전지(100) 사이에 접착층(440)이 개재될 수 있다. 접착층(440)은 예컨대 접착 테이프일 수 있다. 접착층(440)은 온도소자부(400)와 단위전지(100)의 측면(104) 사이에 개재되어, 온도소자부(400)가 단위전지(100)의 측면(104)에 더욱 안정적으로 고정될 수 있도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 팩의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 관한 배터리 팩의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 5는 도 2의 B-B'의 단면에 대응된다.
도 5를 참조하면, 단위전지(100)의 일측에는 보호회로모듈(200)이 배치되어 배터리부를 구성할 수 있다. 배터리부는 외부 케이스(300)에 삽입되어 외부로부터 보호될 수 있다.
단위전지(100)는 밀봉 케이스(110)가 밀봉되는 측에 테라스부(112)를 구비할 수 있으며, 테라스부(112) 측으로 단자부(140)가 배치될 수 있다. 도시되어 있지는 않으나, 밀봉 케이스(110)의 내부에는 전극조립체가 수용되고, 단자부(140)는 이러한 전극조립체와 연결될 수 있다. 단자부(140)의 일단부(140a)는 밀봉 케이스(110)에 삽입되어 전극조립체와 직접 연결되고, 단자부(140)의 타단부(140b)는 보호회로모듈(200)과 전기적으로 연결될 수 있다. 단자부(140)는 일단부(140a)와 타단부(140b) 사이가 소정의 단차(d)를 갖도록 절곡되도록 형성될 수 있다. 이를 통해 단자부(140)의 타단부(140b)와 연결되는 보호회로모듈(200)과 단위전지(100)의 테라스부(112)가 소정간격 이격될 수 있다.
단위전지(100)의 일측에는 보호회로모듈(200)이 배치될 수 있다. 보호회로모듈(200)은 회로기판(210) 및 회로기판(210) 상에 배치된 소자부(220)를 포함할 수 있다. 보호회로모듈(200)은 단위전지(100)의 단자부(140)와 접속됨으로써 단위전지(100)와 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 단위전지(100)의 일측에는 제1 탭부(120)가 위치할 수 있다. 도 5에서는 제1 탭부(120)를 예시로 도시하고 있으나, 제2 탭부(130)의 구성 또한 이와 유사한바, 제1 탭부(120)를 중심으로 설명한다. 제1 탭부(120)는 도 3에서 전술한 것과 같이, 제1 연결탭(120a), 제1 지지탭(120b)을 포함하는 일단부(122), 중앙부(120e), 타단부(124)를 구비한다. 도 5에서는 제1 지지탭(120b)의 단면이 도시되어 있다.
제1 지지탭(120b)은 외부 케이스(300)의 제1 격벽(310)과 접촉하도록 배치될 수 있다. 제1 지지탭(120b)은 돌출된 굴곡부(120c)를 포함하며, 돌출된 굴곡부(120c)가 제1 격벽(310)과 직접 접촉할 수 있다. 제1 탭부(120)의 중앙부는 단위전지(100)의 테라스부(112) 상에 배치될 수 있는데, 경우에 따라 도 5와 같이 제1 탭부(120)와 단위전지(100) 사이에 절연부재(114)가 개재될 수 있다. 절연부재(114)는 단위전지(100)의 테라스부(112) 및 측면(104)을 덮도록 배치될 수 있다.
제1 탭부(120)의 타단부(124)는 단위전지(100)의 단자부(140) 및 보호회로모듈(200)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 탭부(120)의 타단부(124)는 단위전지(100)의 단자부(140) 및 보호회로모듈(200)의 회로기판(210) 사이에 개재되도록(sandwiched) 배치될 수 있다. 경우에 따라 도 5와 같이 제1 탭부(120)의 타단부(124)와 보호회로모듈(200) 사이에 접속리드(116)가 더 배치될 수도 있다.
제1 탭부(120)는 단위전지(100)의 테라스부(112)와 단위전지(100)의 측벽에 대응하도록 절곡되어 구비될 수 있다. 즉, 제1 탭부(120)의 일단부(122)는 단위전지(100)의 측면(104)에 대응하고, 제1 탭부(120)의 중앙부(120e)는 단위전지(100)의 테라스부(112)에 대응하도록 절곡될 수 있다.
한편, 외부 케이스(300)는 단위전지(100) 및 단위전지(100)와 연결된 보호회로모듈(200)을 포함하는 배터리부를 수용할 수 있다. 도 5에서 외부 케이스(300)는 z축 방향으로 단위전지(100) 및 보호회로모듈(200)과 결합 또는 분해될 수 있다. 외부 케이스(300)는 단위전지(100) 및 보호회로모듈(200)을 수용하는 외벽을 포함하고, 내부에서 보호회로모듈(200)을 가이드하며 고정시키는 제1 격벽(310) 및 제2 격벽(320)을 포함할 수 있다. 외부 케이스(300)의 전체적인 형상은 도 6에 도시되어 있다.
도 5 및 도 6을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 외부 케이스(300)는 메인 영역을 차지하는 제1 영역(300A1) 및 제1 영역(300A1)의 일측에 제2 영역(300A2)으로 구분될 수 있다. 외부 케이스(300)의 제1 영역(300A1)은 제1 수용부(300a)에 대응되고, 제2 영역(300A2)은 제2 수용부(300b)에 대응될 수 있다. 제1 수용부(300a)는 적어도 하나 이상의 단위전지(100)를 수용하는 부분일 수 있으며, 제2 수용부(300b)는 보호회로모듈(200)이 안착되는 부분일 수 있다. 한편, 외부 케이스(300)의 일측에는 보호회로모듈(200)의 외부단자(240)가 외부로 노출될 수 있도록 단자개구(302)가 구비될 수 있다.
제1 수용부(300a)는 적어도 하나 이상의 단위전지(100)를 수납하므로, 외부 케이스(300)의 대부분의 공간을 차지할 수 있다. 제1 수용부(300a)는 단위전지(100)의 일부를 외부로 노출할 수 있도록 개구부(OP)를 포함할 수 있다. 이러한 개구부(OP)를 통해 단위전지(100)에서 발생한 열이 외부로 용이하게 방출될 수 있다.
제2 수용부(300b)는 제1 수용부(300a)의 일 측에 위치하며 외부 케이스(300)의 일 변을 따라 위치할 수 있다. 제1 수용부(300a)와 제2 수용부(300b)는 사이에 배치된 제1 격벽(310)에 의해 구분될 수 있다. 제1 격벽(310)과 외벽(330)으로 둘러싸인 제1 수용부(300a)에는 적어도 하나 이상의 단위전지(100)가 수용되고, 제1 격벽(310)과 외벽으로 둘러싸인 제2 수용부(300b)에는 보호회로모듈(200)이 수용될 수 있다. 제1 격벽(310)은 단위전지(100)와 보호회로모듈(200)이 연결되는 단자부(140)가 위치할 수 있도록 적어도 하나 이상의 홈부(312)을 구비할 수 있다.
외부 케이스(300)의 내측 즉, 제2 수용부(300b)의 내측에는 보호회로모듈(200)의 형상에 대응하도록 제2 격벽(320)이 배치될 수 있다. 이러한 제2 격벽(320)은 보호회로모듈(200)의 회로기판(210)의 형태를 고려하여 다양한 형상으로 구비될 수 있다. 제2 격벽(320)은 보호회로모듈(200)을 외각에서 가이드하고 고정하는 역할을 할 수 있다. 이러한 제2 격벽(320)은 도 5에 도시된 것과 같이 회로기판(210)을 상부에서 지지하도록 구비될 수 있다.
한편, 제1 격벽(310)은 제1 수용부(300a)와 제2 수용부(300b)를 구분하여 단위전지(100)를 외부 케이스(300)에 안착시킴과 동시에, 온도소자부(400)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 도 5를 참조하면, 제1 격벽(310)은 단위전지(100)와 보호회로모듈(200) 사이에 배치될 수 있다. 제1 격벽(310)은 제1 탭부(120)의 굴곡부(120c)와 접촉하여 제1 탭부(120)를 지지함으로써 동시에 제1 탭부(120)의 제1 연결탭(120a)과 연결된 온도소자부(400)를 지지할 수 있다. 제1 탭부(120)의 굴곡부(120c)는 제1 방향(+y방향)으로 돌출된 형상으로 Y축을 따라 탄성을 갖고, 제1 격벽(310)이 굴곡부(120c)를 누르듯이 지지함에 따라 온도소자부(400)를 직접 압박하지 않고도 온도소자부(400)를 효율적으로 지지하는 것이 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다.
100: 단위전지
110: 밀봉 케이스
112: 테라스부
120: 제1 탭부
120a: 제1 연결탭
120b: 제1 지지탭
130: 제2 탭부
130a: 제2 연결탭
130b: 제2 지지탭
140: 단자부
200: 보호회로모듈
210: 회로기판
220: 소자부
230: 연결단자
240: 외부단자
250: 단자홈
120c, 130c: 굴곡부
300: 외부 케이스
310: 제1 격벽
320: 제2 격벽
400: 온도소자부
410: 온도소자
420: 제1 리드
430: 제2 리드
440: 접착층

Claims (16)

  1. 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 밀봉 케이스, 상기 밀봉 케이스의 일측에 제1 방향으로 연장된 테라스부 및 상기 밀봉 케이스의 외측으로 연장된 단자부를 포함하는, 단위 전지;
    상기 단자부와 전기적으로 연결되도록 상기 단위 전지의 일측에 위치하며, 상기 단위 전지와 수평으로 배치되는, 보호회로모듈;
    상기 단위 전지 및 상기 보호회로모듈을 수용하고, 상기 단위 전지와 상기 보호회로모듈 사이에 배치되며 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장된 제1 격벽을 포함하는, 외부 케이스; 및
    온도소자, 상기 온도소자의 양측에 연결된 제1 리드 및 제2 리드를 포함하며, 상기 단위 전지와 상기 제1 격벽 사이에 위치하여 상기 제1 격벽에 의해 지지되는, 온도소자부;
    를 구비하는, 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단위 전지의 일측에 배치되어, 일단부는 상기 온도소자부와 연결되고, 타단부는 상기 단자부 및 상기 보호회로모듈과 연결되는, 제1 탭부 및 제2 탭부를 포함하는, 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단위 전지는 제1 평면과 평행한 메인면 및 상기 메인면과 연결되어 제1 평면과 수직인 제2 평면에 평행한 측면을 갖고,
    상기 온도소자부는 상기 단위 전지의 측면과 평행하게 배치되는, 배터리 팩.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 탭부 및 상기 제2 탭부는 상기 단위 전지의 측면 및 상기 테라스부와 접하도록 절곡된, 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 온도소자는 상기 제1 탭부와 상기 제2 탭부 사이에 배치되는, 배터리 팩.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 탭부는 상기 단위 전지의 측면과 접하는 부분이 갈라진 형상의 제1 연결탭 및 제1 지지탭을 포함하고,
    상기 제2 탭부는 상기 단위 전지의 측면과 접하는 부분이 갈라진 형상의 제2 연결탭 및 제2 지지탭을 포함하는, 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 리드는 상기 제1 연결탭에 연결되고, 제2 리드는 상기 제2 연결탭에 연결되는, 배터리 팩.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 지지탭 및 상기 제2 지지탭은 상기 제1 방향으로 돌출된 굴곡부를 갖는, 배터리 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 굴곡부와 접하여 상기 온도소자부를 지지하는, 배터리 팩.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 외부 케이스는 상기 제1 격벽과 이격된 제2 격벽을 더 포함하고,
    상기 보호회로모듈은 상기 제1 격벽과 제2 격벽 사이에 위치하는, 배터리 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 격벽의 높이는 상기 제2 격벽의 높이보다 높은, 배터리 팩.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 보호회로모듈은 회로기판을 포함하고, 상기 제2 격벽은 상기 회로기판을 지지하는, 배터리 팩.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 회로기판은 단자홈을 포함하며, 상기 단자홈을 통해 상기 보호회로모듈이 상기 제1 탭부 및 제2 탭부에 전기적으로 연결되는, 배터리 팩.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 온도소자부과 상기 단위 전지의 측면 사이에 개재되는 접착층을 더 포함하는, 배터리 팩.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 온도소자부는 상기 제1 격벽과 수평하게 배치되는, 배터리 팩.
  16. 내부에 전극 조립체를 수용하며, 제1 평면과 평행한 메인면 및 상기 메인면과 연결되어 제1 평면과 수직인 제2 평면에 평행한 측면을 갖는 단위 전지;
    상기 단위 전지와 전기적으로 연결되도록 일측에 위치하며, 상기 메인면과 평행하게 배치되는, 보호회로모듈;
    상기 단위 전지 및 상기 보호회로모듈을 수용하고, 상기 단위 전지와 상기 보호회로모듈 사이에 배치되며 상기 측면과 평행하게 배치된 제1 격벽을 포함하는, 외부 케이스; 및
    상기 단위 전지와 상기 제1 격벽 사이에 위치하며, 상기 단위 전지의 측면 상에 배치되는, 온도소자부;
    를 구비하는, 배터리 팩.
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