KR20200001869U - 배터리용 단자 어셈블리 및 그를 포함하는 대용량 배터리 - Google Patents

배터리용 단자 어셈블리 및 그를 포함하는 대용량 배터리 Download PDF

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KR20200001869U
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이시영
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Abstract

본 고안은 배터리 충전용 플러그에 관한 것으로, 배터리용 단자 어셈블리는 배터리와 외부 전자 기기를 연결하기 위한 것으로, 머리부와 기둥부를 포함하는 볼트 형태로 구성되어 내주면에 나사골이 형성된 제1 고정홀과 제2 고정홀이 각각 머리부와 기둥부에 형성되며 기둥부의 외주면에 나사산이 형성된 단자; 제1 고정홀의 나사골과 대응되는 나사선이 형성되어 단자의 머리부에 형성된 제1 고정홀에 회전 삽입되어 고정되는 제1 볼트; 제2 고정홀의 나사골과 대응되는 나사선이 형성되어 단자의 기둥부에 형성된 제2 고정홀에 회전 삽입되어 고정되는 제2 볼트; 및 기둥부 외주면의 나사산과 대응되는 나사골이 형성되어 단자의 기둥부 외주면에 나사 결합되어 고정되는 너트;를 포함하고, 단자의 기둥부는 배터리의 케이스 내부로 삽입되며, 단자의 머리부는 배터리의 케이스 외부에 노출되어 전자 기기와 전기적으로 연결된다.

Description

배터리용 단자 어셈블리 및 그를 포함하는 대용량 배터리{TERMINAL ASSEMBLY FOR BATTERY AND HIGH CAPACITY BATTERY HAVING THE SAME}
본 고안은 배터리용 단자 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대용량 배터리를 외부의 전자 기기와 연결하기 위한 단자 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 시동시에는 배터리 전압을 이용하게 되고 자동차의 실내 램프 등이나 계기류, 에어컨장치와 같은 전기장치에 전원을 공급하기 위해 배터리와 발전기가 장착되어 있다.
차량의 배터리는 시동을 걸 때 스타터 모터를 회전시켜 엔진을 구동하게 되면 엔진에 팬 벨트로 접속되어 있는 교류발전기가 발전하여 배터리를 충전시키도록 되어 있으나, 충전하여 사용할 수 있는 용량에는 한계가 있어 사용자의 부주의로 인해 배터리가 방전되어 차량 시동을 걸 수 없거나 또는 지속적인 충전 및 방전에 의해 배터리의 용량과 수명이 단축되어 배터리로서의 기능을 발휘할 수 없는 경우도 발생하게 된다.
그에 따라, 차량에서 필요로 하는 전기에너지를 충분히 공급할 수 있도록 메인 배터리와 별도로 보조 배터리를 장착하여 사용하는 경우가 최근 들어 증가하고 있으며, 특히 내비게이션(Navigation)이나 블랙박스(Black box)와 같이 차량에 별도로 장착된 전자 기기에 보조 배터리를 통해 전원을 공급하여 차량이 이동중이거나 정지 간에도 전자 기기가 정상적으로 동작되도록 한다.
일반적으로, 보조 배터리는 차량의 메인 배터리와 직접 연결되거나 또는 릴레이를 통해 연결되어, 메인 배터리로부터 출력되는 직류전압을 공급받아 충전하게 된다.
한편, 보조 배터리가 대용량을 가지는 경우, 위와 같이 차량 내에서 이용될 뿐 아니라, 차량 밖에서도 외부의 전자 기기들과 연결되어 전원을 공급하는 등 다양하게 사용될 수 있다.
그러나 종래의 보조 배터리는 전원 공급용의 일반적인 케이블 단자를 통해 전자 기기들로 전원을 공급하여, 50,000mAh 이상의 대용량을 공급하기에는 어려움이 있었다.
특허문헌 1: 공개특허공보 제10-2011-0057590호(2011.06.01 공개)
본 고안의 목적은 대용량 배터리에 사용될 수 있는 배터리용 단자 어셈블리를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 따르면, 본 고안의 일실시예에 따른 배터리용 단자 어셈블리는 배터리와 외부 전자 기기를 연결하기 위한 것으로, 머리부와 기둥부를 포함하는 볼트 형태로 구성되어, 내주면에 나사골이 형성된 제1 고정홀과 제2 고정홀이 각각 상기 머리부와 상기 기둥부에 형성되며, 상기 기둥부의 외주면에 나사산이 형성된 단자; 상기 제1 고정홀의 나사골과 대응되는 나사선이 형성되어, 상기 단자의 머리부에 형성된 상기 제1 고정홀에 회전 삽입되어 고정되는 제1 볼트; 상기 제2 고정홀의 나사골과 대응되는 나사선이 형성되어, 상기 단자의 기둥부에 형성된 상기 제2 고정홀에 회전 삽입되어 고정되는 제2 볼트; 및 상기 기둥부 외주면의 나사산과 대응되는 나사골이 형성되어, 상기 단자의 기둥부 외주면에 나사 결합되어 고정되는 너트;를 포함하고, 상기 단자의 기둥부는 상기 배터리의 케이스 내부로 삽입되며, 상기 단자의 머리부는 상기 배터리의 케이스 외부에 노출되어 상기 전자 기기와 전기적으로 연결된다.
한편, 본 고안의 실시예에 따른 대용량 배터리는, 충전지; 상기 충전지의 충방전을 제어하기 위한 복수의 소자들이 형성되는 회로 기판; 상기 충전지 및 상기 회로 기판이 수용되기 위한 내부 공간을 가지는 메인 케이스; 상기 메인 케이스의 일측에 결합되는 상부 케이스; 및 상기 상부 케이스에 결합되어, 상기 전자 기기와 전기적으로 연결시키는 단자 어셈블리;를 포함하고, 상기 단자 어셈블리는 머리부와 기둥부를 포함하는 볼트 형태로 구성되어, 내주면에 나사골이 형성된 제1 고정홀과 제2 고정홀이 각각 상기 머리부와 상기 기둥부에 형성되며, 상기 기둥부의 외주면에 나사산이 형성된 단자; 상기 제1 고정홀의 나사골과 대응되는 나사선이 형성되어, 상기 단자의 머리부에 형성된 상기 제1 고정홀에 회전 삽입되어 고정되는 제1 볼트; 상기 제2 고정홀의 나사골과 대응되는 나사선이 형성되어, 상기 단자의 기둥부에 형성된 상기 제2 고정홀에 회전 삽입되어 고정되는 제2 볼트; 및 상기 기둥부 외주면의 나사산과 대응되는 나사골이 형성되어, 상기 단자의 기둥부 외주면에 나사 결합되어 고정되는 너트;를 포함한다.
본 고안의 실시예에 따르면, 내주면에 나사골이 형성된 제1 고정홀과 제2 고정홀을 볼트 형태 단자의 머리부와 기둥부에 각각 형성하여, 단자 양측의 제1 고정홀과 제2 고정홀에 제1 볼트와 제2 볼트를 체결하여 외부 전자 기기 및 배터리 내부 회로 기판과의 연결을 위한 케이블들을 연결시킴으로써, 대용량 배터리와의 결합이 용이한 구조를 가지는 단자 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 단자의 기둥부 외주면에 너트를 체결하여 단자 어셈블리를 배터리 케이스에 결합시키고, 단자를 황동 등과 같은 전기 전도율이 높은 금속으로 구성함으로써, 대용량 배터리의 높은 용량의 전원도 전자 기기로 안정적으로 공급할 수 있다.
도 1은 본 고안에 따른 배터리의 구성에 대한 일실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 배터리의 내부 구성을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 단자 어셈블리가 결합된 대용량 배터리의 구성에 대한 실시예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5 및 도 6은 본 고안의 일실시예에 따른 단자 어셈블리의 구성에 대한 실시예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7 및 도 8은 본 고안의 일실시예에 따른 단자 어셈블리에 구비되는 단자의 구성에 대한 실시예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 배터리의 구성을 나타내는 사시도이다.
이하의 내용은 단지 본 고안의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 고안의 원리를 구현하고 본 고안의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 고안할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 고안의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 고안의 원리, 관점 및 실시예들 뿐 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 고안된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 고안을 설명함에 있어서 본 고안과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
이하, 본 고안을 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 배터리의 구성에 대한 일실시예를 사시도로 도시한 것으로, 도시된 배터리의 외부는 메인 케이스(100) 및 상부 케이스(110)로 구성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 메인 케이스(100)는 충전지와 회로 기판이 수용되기 위한 내부 공간을 가지며, 방열 효과를 높이기 위해 알루미늄 등과 같은 열전도율이 높은 금속 소재로 구성되고, 표면적을 증가시키기 위한 복수의 홈들이 수직 방향으로 형성되어 있을 수 있다.
충전지는 이미 방출된 전류를 다시 외부로부터 유입시켜 전압이 회복되는 전지로서, 외부로부터 유입되는 전류에 의해 충전된 전압을 다른 전자 기기에 공급하는 장치이다.
충전지의 종류로는 니켈 카드뮴(Ni-Cd), 알카라인 전지, 니켈 수소(Ni-Mh), 밀폐형 납산(SLA), 리튬 이온(Li-ion), 리튬 폴리머(Li-polymer) 등과 같이 전기 화학 반응의 가역적 특성을 이용하는 전지일 수 있으며, 본 고안의 일실시예에 따르면 리튬인산철배터리(LiFePO4)일 수 있다. 리튬인산철배터리(LiFePO4)는 충전 효율 및 속도가 빠르며, 폭발의 위험이 적은 장점이 있다.
한편, 회로 기판에는 상기 충전지의 충방전을 제어하기 위한 소자가 형성되어 있으며, 예를 들어 콘덴서(condenser), 인덕터(inductor), DC/DC 컨버터(converter) 및 에프이티(FET, Field Effective Transister) 등과 같은 복수의 소자들이 배치될 수 있다.
상기 콘덴서는 동작 온도 -55도 내지 105도에서 5000시간 이상 사용 가능하고, 330㎌ 전류의 제어가 가능하며, 칩 마운터 방식을 이용해 최대 역률 개선을 위하여 세라믹 컨덴서를 2중으로 배치한 특징을 가지고 있다.
또한, 상기 인덕터는 100Ah 고전류의 처리가 가능하며, -40도 내지 125도의 온도에서 사용 가능하고, 순간 온도 260도에서도 40도 이상 성능 유지가 가능한 특징으로 가지고 있다.
상기 DC/DC 컨버터는 충전지의 출력을 전자 기기에 맞는 전압으로 변환하여 출력하기 위한 것으로서, 승압(Step-up) 및 강압(Step-down)이 동시에 가능한 동기식 4 스위치 벅-부스트(Buck-boost) DC/DC 컨트롤러를 사용하여 구현될 수 있다.
예를 들어, 상기 동기식 4 스위치 벅-부스트 DC/DC 컨트롤러는 3.5V 내지 42V(최대 60V)의 입력 전압 범위에서 작동하여 다양한 전자 기기들의 전압을 지원하며, 전압 차단, 과전압 보호, EMI 감소등의 다양한 기능을 지원할 수 있다.
한편, 상기 에프이티(FET)는 쇼트 키 플러스 기술을 적용하여 30V, 300A의 전류를 제어할 수 있도록 한 것으로, 최저한의 전자파를 발생시킴과 동시에, 150도에서도 정상 동작할 수 있는 온도 특성을 가진 것일 수 있다.
상부 케이스(110)는 상기 메인 케이스(100)의 상측에 결합되며, 외부의 전자 기기와의 연결을 위한 단자(미도시) 또는 연결잭(미도시)이 형성되어 있을 수 있다.
상부 케이스(110)에 형성된 단자 또는 연결잭에 케이블의 일측이 연결되며, 케이블의 타측은 전자 기기에 연결되어, 배터리의 충전지로부터 전자 기기로 전원이 공급될 수 있다.
본 고안의 일실시예에 따른 배터리는 차량용 보조 배터리로 사용될 수 있으며, 이 경우 차량에 구비된 메인 배터리(미도시)로부터 공급되는 전원을 통해 충전되며 차량에 구비된 전자 기기(예를 들어, 블랙박스)에 전원을 공급하기 위해 방전될 수 있다.
한편, 본 고안의 일실시예에 따른 배터리는 대용량 배터리로서, 차량 내 보조 배터리로 사용될 뿐 아니라, 차량 외부에서 다양한 전자 기기들에 전원을 공급하기 위해 사용될 수 있다.
예를 들어, 본 고안의 일실시예에 따른 대용량 배터리는, 총 용량이 640W(12.8V, 50,000mAh), 1280W(12.8V, 100,000mAh), 1920W(12.8V, 150,000mAh), 2560W(12.8V, 200,000mAh) 등 높은 용량의 전원을 공급할 수 있으나, 본 고안은 이에 한정되지 아니한다.
본 고안의 일실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같은 배터리에 구비되는 회로 기판의 소자들 중 일부를 하측 면에 배치하고 회로 기판의 하측에 히트 싱크를 배치하여, 배터리의 방열 효과를 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 회로 기판의 상측에 메인 케이스와 일부분이 접촉되도록 구성된 방열 플레이트를 배치하여, 배터리의 방열 효과를 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 상측 케이스와 메인 케이스 사이 공간에 배치되는 방열 플레이트의 일부분이 내부로 인입된 구조를 가져 개구부가 형성되도록 함으로써, 배터리 내부의 회로 기판 등에서 발생하는 열이 외부로 용이하게 방출되도록 하며, 그에 따라 높은 전류를 사용해 충전지를 충전하여 충전 시간을 단축시키고자 하는 경우에도 사이즈의 증가 없이 안정적인 구동을 보장할 수 있다.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 배터리의 내부 구성을 설명하기 위해 도시한 분해 사시도로서, 도 2에 도시된 배터리의 구성들 중 도 1을 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.
도 2를 참조하면, 메인 케이스(100)의 내부 공간에 충전지(130)가 수용되어 고정되며, 충전지(130)의 상측에 회로 기판(140)이 배치될 수 있다.
충전지(130)와 회로 기판(140)이 케이블을 이용해 서로 연결되고, 회로 기판(140)과 상부 케이스(110)의 단자(미도시)가 또 다른 케이블을 이용해 연결되어, 외부 전원 공급원(예를 들어, 차량의 메인 배터리)로부터 충전지(130)로의 충전과 충전지(130)로부터 외부 전자 기기(예를 들어, 차량의 블랙박스 또는 기타 전자 기기)로의 방전이 회로 기판(140)에 형성된 복수의 소자들에 의해 제어될 수 있다.
여기서, 회로 기판(140)의 상측에 방열 플레이트(150)가 배치되며, 상기 방열 플레이트(150)는 적어도 일부분이 메인 케이스(100)에 접촉되도록 메인 케이스(100)와 상부 케이스(110) 사이의 공간에 고정될 수 있다.
예를 들어, 방열 플레이트(150)는 메인 케이스(100)에 접촉되는 외곽부와, 메인 케이스(100)에 접촉되지 않도록 내부로 인입된 형상을 가지는 개구부를 포함하는 형상으로 구성될 수 있다.
방열 플레이트(150)는 열전도율이 높은 소재로 구성되며, 예를 들어 메인 케이스(100)와 동일한 알루미늄으로 제작되어 방열 기능과 함께 EMI 전자파 차폐 기능을 가질 수 있다.
이 경우, 메인 케이스(100)와 접촉되는 방열 플레이트(150)의 외곽부를 통해, 메인 케이스(100) 내부의 회로 기판(140)과 충전지(130) 등에서 발생하는 열이 메인 케이스(100)로 전달되어 외부로 발산된다.
또한, 메인 케이스(100)와 접촉되지 않는 방열 플레이트(150)의 개구부가 외부로 노출되어 메인 케이스(100)와 상부 케이스(110) 사이에 부분적인 개구(open)가 형성되며, 상기 방열 플레이트(150)의 개구부에 의한 개구를 통해 회로 기판(140) 등에서 발생하는 내부 열이 효과적으로 방출될 수 있다.
한편, 회로 기판(140)으로부터 연장된 케이블이 방열 플레이트(150)에 형성된 제1 케이블 통과공을 통해 통과되어, 상부 케이스(110)의 단자와 연결될 수 있다.
또한, 충전지(130)로부터 연장된 케이블은 방열 플레이트(150)에 형성된 제2 케이블 통과공을 통해 통과되어, 상부 케이스(110)의 단자와 연결될 수 있다.
본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 회로 기판(140)의 하측에 히트 싱크(heat sink, 160)가 배치될 수 있다.
한편, 회로 기판(140)에 형성되는 복수의 소자들 중 일부는 상측 면에 배치되고, 나머지 일부는 하측 면에 배치될 수 있다.
예를 들어, 복수의 소자들 중 열이 가장 많이 발생하는 하나 이상의 소자들이 회로 기판(140)의 하측 면에 배치되고, 회로 기판(140)의 하측에 히트 싱크(160)가 결합되어, 회로 기판(140)의 하측 면에 배치된 소자들로부터 발생하는 열이 히트 싱크(160)를 통해 용이하게 방열되며, 그로 인해 회로 기판(140)에 형성된 소자들의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 회로 기판(140)의 상측 면에는 인덕터, 콘덴서 및 DC/DC 컨버터 IC 등의 소자들이 배치될 수 있다.
그리고 FET는 회로 기판(140)의 하측 면에 배치되며, 좀 더 구체적으로 8개의 FET들이 회로 기판의 하측 면에 배치될 수 있다.
상기한 바와 같이, 회로 기판(140)의 하측 면에 FET 소자들이 배치되고, 그 위에 히트 싱크(160)가 결합됨으로써, FET 소자들로부터 발생하는 열이 히트 싱크(160)를 통해 효과적으로 방출될 수 있다.
본 고안의 일실시예에 따르면, 내주면에 나사골이 형성된 제1 고정홀과 제2 고정홀을 볼트 형태 단자의 머리부와 기둥부에 각각 형성하여, 단자 양측의 제1 고정홀과 제2 고정홀에 제1 볼트와 제2 볼트를 체결하여 외부 전자 기기 및 배터리 내부 회로 기판과의 연결을 위한 케이블들을 연결시킴으로써, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 가와 같은 대용량 배터리와의 결합이 용이한 구조를 가지는 단자 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 단자의 기둥부 외주면에 너트를 체결하여 단자 어셈블리를 배터리 케이스에 결합시키고, 단자를 황동 등과 같은 전기 전도율이 높은 금속으로 구성함으로써, 대용량 배터리의 높은 용량의 전원도 전자 기기로 안정적으로 공급할 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여, 본 고안의 실시예에 따른 배터리용 단자 어셈블리 및 그를 포함하는 대용량 배터리에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 단자 어셈블리가 결합된 대용량 배터리의 구성에 대한 실시예들을 설명하기 위한 도시한 것으로, 도시된 대용량 배터리의 구성들 중 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 배터리의 메인 케이스(100)에 결합된 상부 케이스(110)에, 배터리와 외부의 전자 기기를 연결하여 전원을 공급하기 위한 단자 어셈블리(200)가 구비되며, 단자 어셈블리(200)에는 전자 기기와의 연결을 위한 외부 케이블의 제1 케이블 단자(300)가 접속될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리의 상부 케이스(110)에는 복수의 단자 어셈블리들(200, 250)이 결합되어 있을 수 있으며, 복수의 단자 어셈블리들(200, 250)는 각각 배터리의 (+) 단자와, (-) 단자를 구성할 수 있다.
배터리의 상부 케이스(110)에 결합된 단자 어셈블리들(200, 250)에는, 각각 전자 기기와의 연결을 위한 외부 케이블의 제1 케이블 단자들(300, 310))이 접속될 수 있다.
도 4를 참조하면, 배터리의 상부 케이스(110)에 단자 어셈블리(200)가 결합되고, 단자 어셈블리(200)의 일측에는 외부 전자 기기와의 연결을 위한 제1 케이블 단자(300)가 접속되며, 단자 어셈블리(200)의 타측에는 배터리 내부 회로 기판과의 연결을 위한 제2 케이블 단자(350)가 접속될 수 있다.
예를 들어, 단자 어셈블리(200)는 상부 케이스(110)의 특정 위치에 형성된 단자공을 관통하여 고정되는 형태로 상부 케이스(110)에 결합될 수 있다.
여기서, 단자 어셈블리(200)는 머리부와 기둥부를 포함하는 볼트 형태로 구성되어 내주면에 나사골이 형성된 제1 고정홀과 제2 고정홀이 각각 상기 머리부와 상기 기둥부에 형성되며 상기 기둥부의 외주면에 나사산이 형성된 단자와, 상기 제1 고정홀의 나사골과 대응되는 나사선이 형성되어 상기 단자의 머리부에 형성된 상기 제1 고정홀에 회전 삽입되어 고정되는 제1 볼트와, 상기 제2 고정홀의 나사골과 대응되는 나사선이 형성되어 상기 단자의 기둥부에 형성된 상기 제2 고정홀에 회전 삽입되어 고정되는 제2 볼트와, 상기 기둥부 외주면의 나사산과 대응되는 나사골이 형성되어, 상기 단자의 기둥부 외주면에 나사 결합되어 고정되는 너트를 포함하는 조립체로 구성될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 고안의 일실시예에 따른 단자 어셈블리의 구성에 대한 실시예들을 설명하기 위한 도시한 것으로, 단자 어셈블리(200)는 단자(210), 복수의 볼트들(220, 221) 및 너트(230)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 단자(210)의 상측과 하측에 각각 제1 볼트(220)와 제2 볼트(221)가 체결되며, 단자(210)의 중간 부분에 너트(230)가 체결되어, 외부 전자 기기와의 연결을 위한 제1 케이블 단자(300), 배터리 내부 회로 기판과의 연결을 위한 제2 케이블 단자(350) 및 배터리의 상부 케이스(110)가 한꺼번에 고정될 수 있다.
단자(210)의 보다 상세한 구성에 대해 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면, 단자(210)는 머리부(211)와 기둥부(215)를 포함하는 볼트 형태로 구성되어, 내주면에 나사골이 형성된 제1 고정홀(212)과 제2 고정홀(217)이 각각 머리부(211)와 기둥부(215)에 형성되며, 기둥부(215)의 외주면에 나사산(216)이 형성되어 있을 수 있다.
여기서, 단자(210)의 기둥부(215)는 배터리의 상부 케이스(110)에 형성된 단자공을 관통하여 배터리 내부로 삽입되어, 제2 케이블 단자(350)를 통해 배터리 내부의 회로 기판, 보다 상세하게는 회로 기판의 케이블과 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 단자(210)의 머리부(211)는 상부 케이스(110)의 외부에 노출되어, 제1 케이블 단자(300)를 통해 외부의 전자 기기, 보다 상세하게는 전자 기기의 케이블과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 볼트(220)에는 제1 고정홀(212)의 나사골과 대응되는 나사선이 형성되어, 단자(210)의 머리부(211)에 형성된 제1 고정홀(212)에 제1 볼트(220)가 회전 삽입되어 나사 결합에 의해 고정될 수 있다.
한편, 제2 볼트(221)에는 제2 고정홀(217)의 나사골과 대응되는 나사선이 형성되어, 단자(210)의 기둥부(211)에 형성된 제2 고정홀(217)에 제2 볼트(221)가 회전 삽입되어 나사 결합에 의해 고정될 수 있다.
그리고 너트(230)에는 기둥부(215) 외주면의 나사산과 대응되는 나사골이 형성되어, 상기 단자의 기둥부 외주면에 너트(230)가 나사 결합되어 고정될 수 있다.
본 고안의 일실시예에 따르면, 단자(210)는 제1, 2 볼트들(220, 221) 및 너트(230)보다 전기 전도율이 높은 금속으로 이루어지는 것이 바람직하며, 그에 따라 단자(210)를 통해 전자 기기로 50,000mAh 이상의 고전류가 공급되도록 할 수 있다.
예를 들어, 단자(210)는 황동으로 이루어지며, 제1, 2 볼트들(220, 221) 및 너트(230)는 스테인리스 스틸로 이루어질 수 있다.
단자(210)의 머리부(211)와 제1 볼트(220) 사이에 외부 전자 기기와의 연결을 위한 제1 케이블 단자(300)가 끼움 고정되어, 단자(210)와 제1 케이블 단자(300)가 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 단자(210)의 기둥부(215)와 제2 볼트(221) 사이에 배터리 내부의 회로 기판과의 연결을 위한 제2 케이블 단자(350)가 끼움 고정되어, 단자(210)와 제2 케이블 단자(350)가 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고 단자(210)의 머리부(211)와 너트(230) 사이에 배터리의 상부 케이스(110) 중 일부분이 끼움 고정되어, 단자(210)가 배터리에 결합될 수 있다.
단자(210)의 머리부(211)와 제1 볼트(220) 사이, 단자(210)의 머리부(211)와 너트(230) 사이 및 단자(210)의 기둥부(215)와 제2 볼트(221) 사이 중 적어도 하나의 위치에, 하나 이상의 와셔(washer)가 구비될 수 있다.
예를 들어, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 볼트(220)와 제1 케이블 단자(300) 사이에, 나선 형태로 나사가 풀리는 것을 방지하는 스프링 역할을 하는 잠금 와셔(241)와 압력을 분산시켜 작업 표면을 보호하기 위한 평 와셔(242)가 배치될 수 있다.
또한, 너트(230)와 상부 케이스(110) 사이에 잠금 와셔(243)와 평 와셔(242)가 배치되며, 제2 볼트(221)와 제2 케이블 단자(350) 사이에도 잠금 와셔(245)와 평 와셔(246)가 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 바와 같은 배터리의 구성에 있어서, 배터리 메인 케이스(100)의 하측에 결합되는 하부 케이스에는 또 다른 배터리와의 연결을 위한 케이블(미도시)이나, 상기한 바와 같은 단자 어셈블리(200)가 하나 또는 2 이상 구비될 수도 있다.
도 9는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 배터리의 구성을 사시도로 도시한 것으로, 도시된 배터리의 구성 중 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 대용량 배터리의 외부는 메인 케이스(100), 상부 케이스(110) 및 하부 케이스(120)로 구성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 메인 케이스(100)는 충전지와 회로 기판이 수용되기 위한 내부 공간을 가지며, 방열 효과를 높이기 위해 알루미늄 등과 같은 열전도율이 높은 금속 소재로 구성되고, 표면적을 증가시키기 위한 복수의 홈들이 수직 방향으로 형성되어 있을 수 있다.
상부 케이스(110)는 상기 메인 케이스(100)의 상측에 결합되며, 하부 케이스(120)는 상기 메인 케이스(100)의 하측에 결합되고, 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)는 열전도율이 낮은 합성수지로 구성될 수 있다.
상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)에 각각, 상기한 바와 같은 2개의 단자 어셈블리들(200, 250)이 결합되어, 대용량 배터리에 총 4개의 단자 어셈블리들이 구비될 수 있다.
본 고안은 도면과 명세서에 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 고안을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 고안의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 고안은 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 권리범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 메인 케이스 110 : 상부 케이스
120 : 하부 케이스 130 : 충전지
140 : 회로 기판 150 : 방열 플레이트
160 : 히트싱크 200, 250 : 단자 어셈블리
210 : 단자 211 : 단자 머리부
212 : 제1 고정홀 215 : 단자 기둥부
216 : 외주면 나사산 217 : 제2 고정홀
220 : 제1 볼트 221 : 제2 볼트
230 : 너트 241, 243, 245 : 잠금 와셔
242, 244, 246 : 평 와셔 300, 310 : 제1 케이블 단자
350 : 제2 케이블 단자

Claims (13)

  1. 배터리와 외부 전자 기기를 연결하기 위한 배터리용 단자 어셈블리에 있어서,
    머리부와 기둥부를 포함하는 볼트 형태로 구성되어, 내주면에 나사골이 형성된 제1 고정홀과 제2 고정홀이 각각 상기 머리부와 상기 기둥부에 형성되며, 상기 기둥부의 외주면에 나사산이 형성된 단자;
    상기 제1 고정홀의 나사골과 대응되는 나사선이 형성되어, 상기 단자의 머리부에 형성된 상기 제1 고정홀에 회전 삽입되어 고정되는 제1 볼트;
    상기 제2 고정홀의 나사골과 대응되는 나사선이 형성되어, 상기 단자의 기둥부에 형성된 상기 제2 고정홀에 회전 삽입되어 고정되는 제2 볼트; 및
    상기 기둥부 외주면의 나사산과 대응되는 나사골이 형성되어, 상기 단자의 기둥부 외주면에 나사 결합되어 고정되는 너트;를 포함하고,
    상기 단자의 기둥부는 상기 배터리의 케이스 내부로 삽입되며, 상기 단자의 머리부는 상기 배터리의 케이스 외부에 노출되어 상기 전자 기기와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리용 단자 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단자는
    상기 제1, 2 볼트들 및 상기 너트보다 전기 전도율이 높은 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리용 단자 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단자는 황동으로 이루어지며, 상기 제1, 2 볼트들 및 상기 너트는 스테인리스 스틸로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리용 단자 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단자의 머리부와 상기 제1 볼트 사이에 상기 전자 기기와의 연결을 위한 제1 케이블 단자가 끼움 고정되어, 상기 단자와 상기 제1 케이블 단자가 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리용 단자 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단자의 기둥부와 상기 제2 볼트 사이에 상기 배터리 내부의 회로 기판과의 연결을 위한 제2 케이블 단자가 끼움 고정되어, 상기 단자와 상기 제2 케이블 단자가 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리용 단자 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단자의 머리부와 상기 너트 사이에 상기 배터리의 케이스 중 일부분이 끼움 고정되어, 상기 단자가 상기 배터리에 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리용 단자 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단자의 머리부와 상기 제1 볼트 사이, 상기 단자의 머리부와 상기 너트 사이 및 상기 단자의 기둥부와 상기 제2 볼트 사이 중 적어도 하나의 위치에, 하나 이상의 와셔(washer)가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리용 단자 어셈블리.
  8. 전자 기기에 전원을 공급하기 위한 배터리에 있어서,
    충전지;
    상기 충전지의 충방전을 제어하기 위한 복수의 소자들이 형성되는 회로 기판;
    상기 충전지 및 상기 회로 기판이 수용되기 위한 내부 공간을 가지는 메인 케이스;
    상기 메인 케이스의 일측에 결합되는 상부 케이스; 및
    상기 상부 케이스에 결합되어, 상기 전자 기기와 전기적으로 연결시키는 단자 어셈블리;를 포함하고,
    상기 단자 어셈블리는
    머리부와 기둥부를 포함하는 볼트 형태로 구성되어, 내주면에 나사골이 형성된 제1 고정홀과 제2 고정홀이 각각 상기 머리부와 상기 기둥부에 형성되며, 상기 기둥부의 외주면에 나사산이 형성된 단자;
    상기 제1 고정홀의 나사골과 대응되는 나사선이 형성되어, 상기 단자의 머리부에 형성된 상기 제1 고정홀에 회전 삽입되어 고정되는 제1 볼트;
    상기 제2 고정홀의 나사골과 대응되는 나사선이 형성되어, 상기 단자의 기둥부에 형성된 상기 제2 고정홀에 회전 삽입되어 고정되는 제2 볼트; 및
    상기 기둥부 외주면의 나사산과 대응되는 나사골이 형성되어, 상기 단자의 기둥부 외주면에 나사 결합되어 고정되는 너트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대용량 배터리.
  9. 제8항에 있어서, 상기 단자는
    상기 제1, 2 볼트들 및 상기 너트보다 전기 전도율이 높은 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대용량 배터리.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 단자의 머리부와 상기 제1 볼트 사이에 상기 전자 기기와의 연결을 위한 제1 케이블 단자가 끼움 고정되어, 상기 단자와 상기 제1 케이블 단자가 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 대용량 배터리.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 단자의 기둥부와 상기 제2 볼트 사이에 상기 회로 기판과의 연결을 위한 제2 케이블 단자가 끼움 고정되어, 상기 단자와 상기 제2 케이블 단자가 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 대용량 배터리.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 단자의 기둥부는 상기 상부 케이스에 형성된 단자공을 관통하여 내부로 삽입되며, 상기 단자의 머리부는 상기 상부 케이스의 외부에 노출되어 상기 전자 기기와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 대용량 배터리.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 단자의 머리부와 상기 너트 사이에 상기 상부 케이스에 형성된 단자공의 주변 부분이 끼움 고정되어, 상기 단자가 상기 상부 케이스에 결합되는 것을 특징으로 하는 대용량 배터리.
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KR20230023399A (ko) * 2021-08-10 2023-02-17 주식회사 경신 차량용 전류공급장치

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KR20110057590A (ko) 2009-11-24 2011-06-01 삼성에스디아이 주식회사 대용량 배터리 팩과 대용량 배터리 팩의 조립체

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