KR20210079042A - 배터리 팩 - Google Patents

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KR20210079042A KR1020190171108A KR20190171108A KR20210079042A KR 20210079042 A KR20210079042 A KR 20210079042A KR 1020190171108 A KR1020190171108 A KR 1020190171108A KR 20190171108 A KR20190171108 A KR 20190171108A KR 20210079042 A KR20210079042 A KR 20210079042A
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Abstract

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 양측이 개방된 수용공간(11)이 구비되고, 상기 수용공간의 입구에는 제1가스켓(13)과 제2가스켓(23)이 각각 설치되는 보호케이스(10) 내부에 배터리 모듈(20), 지지플레이트(21)가 수용되고, 상기 수용공간(11)의 양쪽 입구가 지지부재(14)와 엔드케이스(25)에 의해 차폐된다. 또한, 상기 지지플레이트(21)와 엔드케이스(25) 사이에는 회로기판(22,24)이 설치된다. 본 발명에 의하면, 상기 가스켓(13,23)에 의해 1차적으로 방수구조가 형성되고, 상기 지지플레이트(21)와 엔드케이스(25)의 선단이 가압되어 2차적으로 방수구조가 형성되므로 상기 회로기판(22,24)에 이중 방수구조가 적용되어 회로기판(22,24)으로 수분이 유입되는 것을 효과적으로 차단한다.

Description

배터리 팩{BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리모듈의 양쪽으로 제1가스켓이 구비되는 배터리팩에 관한 것이다.
내연기관을 가지는 이동수단이 점차 감소하고, 이에 따른 하이브리드 자동차 및 전기 자동차의 수요가 증가하고 있다. 이러한 추세에 맞추어 근거리 이동에 사용되는 이륜차량 또한 전기모터만을 구동력으로 하는 전기 오토바이 및 전기 스쿠터의 수요가 증가하고 시장도 점차 확대되고 있다.
종래에는 전기 이륜차의 배터리를 충전하기 위해서는 사용자가 전기 이륜차를 타고 충전시설로 이동한 다음, 충전코드를 배터리에 연결하여 충전하였으나 충전 시간이 오래걸리는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 배터리 교환장치가 구비된 충전스테이션이 개발되었다. 충전스테이션은 배터리 교환장치가 행과 열을 이루어 복수개 설치된 하나의 모듈이며, 각각의 교환장치에는 전기 이륜차에 사용되는 배터리가 삽입되어 충전된다.
사용자는 배터리 교환장치 내에서 충전이 완료된 배터리를 꺼내어 전기 이륜차의 배터리와 교체한 후, 전기 이륜차에서 꺼낸 배터리를 배터리 교환장치 내에 삽입하여 충전시킨다.
상기와 같은 방식의 충전스테이션은 배터리를 충전하지 않고, 배터리 교환장치 내에서 미리 충전된 배터리를 방전된 배터리와 교환하면 되는 것이므로 사용자는 전기 이륜차의 배터리를 충전하기 위한 시간을 절약할 수 있게 되었다.
그러나, 이러한 배터리에는 배터리 팩의 내부에 설치되는 셀이 폭발하는 것을 방지하기 위해 전자부품들도 함께 설치되는데, 셀 뿐만 아니라 셀의 외부에 설치되는 전자부품들에 대해서도 방수구조를 적용하는 것에 어려움이 있어 왔다.
또한, 종래의 배터리 팩은 교체를 위해 형성된 손잡이가 상기 케이스하고만 고정되어 있어서 배터리 팩 자체의 무게를 견디지 못하고 상기 손잡이와 케이스 사이의 연결부위가 파손되는 문제가 있었다.
대한민국등록특허 제10-1614688호
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원통형 셀이 수용되는 케이스의 내부로 수분이 유입되지 않도록 방수구조를 가지는 배터리 팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 배터리 팩의 무게를 지지하는 손잡이의 개선된 구조를 가지는 배터리 팩을 제공하는 것이다
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 양측이 개방된 수용공간이 구비되고, 상기 수용공간의 입구에는 제1가스켓과 제2가스켓이 각각 설치되는 보호케이스; 상기 수용공간 내에 수용되는 배터리 모듈; 상기 수용공간의 한쪽 입구를 차폐하여 상기 제1가스켓을 가압하고, 상기 배터리 모듈의 일측을 지지하는 지지부재; 상기 수용공간 내에서 상기 배터리 모듈의 타측을 지지하는 지지플레이트; 상기 수용공간의 다른 쪽 입구를 차폐하여 상기 제2가스켓을 가압하고, 충전단자가 구비된 엔드케이스; 상기 지지플레이트와 엔드플레이트 사이에 설치되는 기판;을 포함한다.
상기 지지플레이트의 가장자리를 따라서 측벽이 돌출된다.
상기 엔드케이스는 상기 보호케이스의 단면형상과 대응되는 형상으로 상기 수용공간의 입구보다 크게 형성되어 상기 수용공간의 입구 한 쪽을 차폐시키고, 상기 보호케이스의 선단에 걸어지는 엔드플랜지; 상기 엔드플랜지로부터 상기 수용공간의 입구를 향해 돌출되어 상기 보호케이스의 내측면에 밀착되는 엔드밀착리브를 포함하고, 상기 측벽의 선단과 상기 엔드밀착리브의 선단이 밀착되어 방수구조를 형성한다.
상기 기판은 상기 지지플레이트의 측벽 내측에 설치되는 제1기판과, 상기 엔드케이스의 엔드밀착리브 내측에서 상기 제1기판과 적층되며, 상기 충전단자와 전기적으로 연결되는 제2기판을 포함한다.
상기 제1가스켓 및 제2가스켓에는 볼트가 삽입되는 체결부가 형성된다.
본 발명에 의한 배터리 팩에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에서는 보호케이스의 양쪽에 결합되는 제1,제2가스켓이 설치방향과 평행하게 가압되므로 더욱 효과적으로 보호케이스 내부로 유입되는 수분을 방지하는 효과가 있다.
본 발명에서는 제1기판과 제2기판이 제2가스켓과, 지지플레이트의 격벽 및 엔드케이스의 밀착지지리브에 의해 이중으로 방수구조가 형성된다. 따라서, 제1기판과 제2기판 내로 유입되는 수분을 효과적으로 차단한다.
본 발명에서는 제1기판과 제2기판이 적층되게 형성된다. 따라서, 일측으로 연장된 형상의 배터리 팩 내에 협소한 공간의 효율성을 높이는 효과가 있다.
본 발명에서는 보호케이스와 고정되는 지지부재의 안착단에 손잡이의 고정부가 안착되고, 손잡이의 고정부는 배터리모듈과 보호케이스에 동시에 고정된다. 따라서, 손잡이의 고정부에 가해지는 배터리 팩의 무게가 지지부재와 보호케이스 및 배터리모듈에 골고루 분산되어 손잡이가 파손되는 것을 방지하고, 배터리 팩의 무게를 안정적으로 지지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 배터리 팩의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시례를 구성하는 배터리 팩의 분해사시도.
도 3은 본 발명 실시례를 구성하는 보호케이스의 사시도.
도 4는 본 발명 실시례를 구성하는 제1가스켓의 정면도.
도 5는 본 발명 실시례를 구성하는 보호케이스와 지지부재의 분해사시도.
도 6은 도 5를 다른 방향에서 본 분해사시도.
도 7은 본 발명 실시례를 구성하는 지지플레이트와 제1기판의 분해사시도.
도 8은 본 발명 실시례를 구성하는 보호케이스와 엔드케이스의 분해사시도.
도 9는 본 발명 실시례를 구성하는 엔드케이스와 제2기판의 분해사시도.
도 10은 도 9를 다른 방향에서 본 분해사시도.
이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도면을 참조하여 본 발명 배터리 팩(1)의 바람직한 실시례에 대해 설명한다.
먼저, 본 발명 실시례를 구성하는 배터리 팩(1)의 구성에 대해서 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시례의 배터리 팩(1)은 보호케이스(10)와 보호커버(10a) 및 엔드커버(10b)가 그 외관을 형성한다. 상기 보호케이스(10)에는 복수의 배터리모듈(20)이 수용되고, 상기 복수의 배터리모듈(20)의 양쪽에는 손잡이(18)가 구비된 지지부재(14)와 지지플레이트(21)가 각각 설치된다. 상기 지지플레이트(21)에는 충전단자(26)가 구비된 엔드케이스(25)가 더 설치된다. 상기 엔드케이스(25)는 상기 보호케이스(10)와 일체로 형성될 수도 있다.
상기 보호커버(10a)는 상기 손잡이(18)가 구비된 지지부재(14)의 외측을 감싸고, 상기 엔드커버(10b)는 엔드케이스(25)의 외측을 감싼다. 상기 보호커버(10a) 및 엔드커버(10b)는 심미적인 요소를 위해서 상기 보호케이스(10)와 동일한 재질 및 색으로 통일되게 형성될 수 있다. 본 발명의 배터리 팩(1)은 상기 보호커버(10a) 및 엔드커버(10b)를 반드시 필요로 하는 것은 아니다.
상기 보호케이스(10)는 중공의 사각 기둥 형상이다. 상기 보호케이스(10)에는 양측이 개방된 수용공간(11)이 구비된다. 상기 수용공간(11)으로 배터리모듈(20) 및 지지플레이트(21)가 수용되고, 상기 보호케이스(10)의 개방된 양쪽 입구는 상기 지지부재(14)와 엔드케이스(25)에 의해 차폐된다.
도 3을 참조하면, 상기 보호케이스(10)의 내측면에는 고정리브(12)가 여러개 형성된다. 상기 고정리브(12)는 상기 수용공간(11)을 향해 돌출되며, 상기 보호케이스(10)의 길이방향을 따라서 길게 형성된다. 상기 고정리브(12)는 상기 보호케이스(10)의 강도를 보강한다. 또한, 상기 고정리브(12)의 선단에 볼트(B1)가 체결되어 상기 지지부재(14)와 결합된다.
상기 고정리브(12)의 선단에는 고정홈(12a)이 형성된다. 상기 고정홈(12a)으로 상기 볼트(B1)가 삽입되어 상기 보호케이스(10)와 지지부재(14)가 결합된다. 상기 고정홈(12a)은 상기 고정홈(12a)의 선단 뿐만 아니라, 상기 고정리브(12)의 전체에 걸쳐서 형성될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 상기 보호케이스(10)의 일측 선단에는 제1가스켓(13)이 설치된다. 구체적으로는 상기 보호케이스(10)의 선단과 지지부재(14) 사이에 설치되어 상기 보호케이스(10)와 지지부재(14)에 의해 가압되고, 상기 고정홈(12a)을 통해 삽입되는 볼트(B1)에 의해 고정된다. 상기 제1가스켓(13)은 상기 보호케이스(10)의 단면 형상과 대응 되게 형성되어 상기 볼트(B1)에 결합될 수 있다. 상기 제1가스켓(13)은 상기 지지부재(14)와 보호케이스(10) 사이로 수분 및 이물의 유입을 방지한다.
상기 제1가스켓(13)에는 내측을 향해서 체결부(13a)가 돌출된다. 상기 체결부(13a)에는 구멍이 뚫려있어 상기 볼트(B1)가 관통한다. 상기 제1가스켓(13)은 상기 체결부(13a)에 볼트(B1)가 관통하여 상기 보호케이스(10)의 선단면에 결합된다. 상기 제1가스켓(13)과 뒤에서 설명될 제2가스켓(23)은 서로 동일한 형상을 가진다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 지지부재(14)는 지지플랜지(15)와, 지지밀착리브(17)를 포함하여 구성된다. 상기 지지플랜지(15)는 상기 보호케이스(10)의 단면형상과 대응되는 형상으로 형성되어 상기 수용공간(11)의 입구 한 쪽을 차폐시킨다. 상기 지지플랜지(15)는 상기 수용공간(11)의 입구보다 크게 형성되어 상기 보호케이스(10)의 선단에 걸린다. 따라서, 상기 수용공간(11)의 입구 가장자리를 형성하는 상기 보호케이스(10)의 선단을 덮는다.
상기 지지플랜지(15)의 가장자리를 따라서 케이스고정홀(15a)이 형성된다. 상기 케이스고정홀(15a)은 상기 고정리브(12)의 위치와 대응되는 곳에 형성된다. 상기 볼트(B1)가 상기 케이스고정홀(15a)로 삽입되면, 상기 제1가스켓(13)을 관통하여 상기 고정리브(12)의 고정홈(12a)으로 삽입되고, 상기 보호케이스(10), 제1가스켓(13) 및 지지부재(14)가 하나로 고정된다.
상기 지지플랜지(15)에는 안착단(16)이 형성된다. 상기 안착단(16)에는 상기 손잡이(18)가 안착되어 고정된다. 상기 안착단(16)은 물리적인 구획에 의해 육안으로 구분될 수 있다. 예를 들면, 상기 안착단(16)의 가장자리를 따라서 벽이 형성되거나, 상기 안착단(16)이 상기 지지플랜지(15)로부터 요입되거나 돌출되어 구획되도록 형성될 수 있다.
상기 안착단(16)에는 플레이트고정홀(16a)이 형성된다. 상기 플레이트고정홀(16a)을 통해 삽입된 체결장치(미도시)는 상기 배터리모듈(20)과 결합된다. 즉, 상기 지지부재(14)는 상기 보호케이스(10)와 상기 볼트(B1)에 의해 체결되는 동시에 상기 배터리모듈(20)과도 상기 체결장치(미도시)에 의해 결합된다. 이때, 상기 플레이트고정홀(16a)에 삽입되는 체결장치는 상기 손잡이(18)에도 삽입된다. 따라서, 상기 보호케이스(10), 손잡이(18) 및 배터리모듈(20)은 상기 지지부재(14)와 결합되어 상기 배터리 팩(1)의 무게가 상기 손잡이(18)에만 치중되지 않고 골고루 분산되므로 상기 손잡이(18)의 파손이 방지되는 효과가 있다.
상기 안착단(16)에는 상기 플레이트고정홀(16a)의 양쪽으로 케이스고정홀(15a)이 더 형성될 수 있다. 다만, 이것에 한정되지 않고, 상기 배터리 팩(1)의 무게를 고려하였을 때, 상기 케이스고정홀(15a) 대신 상기 플레이트고정홀(16a)이 더 형성될 수 있다.
상기 지지플랜지(15)로부터 상기 수용공간(11)의 입구를 향해 지지밀착리브(17)가 돌출된다. 상기 지지밀착리브(17)는 그 단면의 형상이 상기 수용공간(11)의 입구형상과 대응되게 형성된다. 상기 지지밀착리브(17)는 상기 보호케이스(10)의 내측면에 밀착되어 상기 보호케이스(10)와 지지부재(14) 사이의 기밀성을 유지한다.
상기 지지부재(14)의 안착단(16)에는 손잡이(18)가 설치된다. 사용자는 상기 손잡이(18)를 잡고 상기 배터리 팩(1)을 들어올릴 수 있다. 상기 손잡이(18)의 양 쪽 선단에는 고정부(19)가 형성된다. 상기 고정부(19)에는 상기 안착단(16)에 형성된 플레이트고정홀(16a) 및 케이스고정홀(15a)과 대응되는 형상으로 구멍이 뚫려있다. 상기 손잡이(18)는 볼트(B1) 및 체결장치에 의해 상기 지지부재(14) 및 배터리모듈(20)과 결합된다.
상기 보호케이스(10)의 수용공간(11)에는 복수의 배터리모듈(20)이 수용된다. 상기 배터리모듈(20)은 복수의 원통형셀이 모여 형성되는 것으로, 각각의 원통형셀은 직렬 또는 병렬로 연결되어 전력을 생산한다. 본 발명에서는 상기 배터리모듈(20)은 주요 특징이 아니므로 설명을 생략하기로 한다.
상기 배터리모듈(20)은 일측이 상기 지지부재(14)에 의해 지지되고, 타측은 상기 지지플레이트(21)에 의해 지지된다. 상기 지지플레이트(21)는 상기 수용공간(11)의 단면형상과 대응되는 형상을 가진다. 상기 지지플레이트(21)에는 상기 배터리모듈(20)의 이상을 감지하는 온도센서, 습도센서, 전류센서 등이 설치될 수 있다. 상기 지지플레이트(21)는 상기 배터리모듈(20)의 타측에 결합된다.
도 7을 참조하면, 상기 지지플레이트(21)는 가장자리를 따라서 격벽(21a)이 형성된다. 상기 격벽(21a)은 상기 지지플레이트(21)와 수직인 방향으로 돌출되고, 상기 지지플레이트(21)가 상기 배터리모듈(20)을 지지하기 위해 상기 수용공간(11) 내에 삽입되면, 상기 격벽(21a)은 상기 내면에 밀착된다.
상기 지지플레이트(21)에는 상기 지지플레이트(21)의 일면과 격벽(21a)에 의해 둘러싸여 일측이 개방된 안착공간(21b)이 형성된다. 상기 안착공간(21b)에는 제1기판(22)이 안착된다.
상기 지지플레이트(21)에는 가장자리를 따라서 요입홈(21c)이 형성된다. 상기 요입홈(21c)은 상기 보호케이스(10)의 내부에 형성된 고정리브(12)가 상기 지지플레이트(21)와 간섭되는 것을 방지하기 위해 형성된다. 즉, 상기 요입홈(21c)은 상기 지지플레이트(21)가 상기 보호케이스(10)의 내면에 밀착될 수 있도록 형성되는 것이다.
상기 지지플레이트(21)의 가장자리에는 와이어통과홈(21d)이 더 형성될 수 있다. 상기 와이어통과홈(21d)은 상기 배터리모듈(20)로부터 연장되는 와이어가 상기 지지플레이트(21)를 지나서 뒤에서 설명될 제1기판(22) 또는 제2기판(24)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 와이어통과홈(21d)은 와이어를 가이드하는 동시에 와이어의 외면에 밀착되어 와이어의 진동을 방지하는 역할을 한다.
상기 지지플레이트(21)의 가장자리에는 압력감소홈(21e)이 더 형성될 수 있다. 상기 압력감소홈(21e)은 상기 지지플레이트(21)의 가장자리 일부가 요입되어 형성되거나, 상기 지지플레이트(21)에 구멍이 뚫리는 구조로 형성될 수 있다. 상기 압력감소홈(21e)은 상기 지지플레이트(21)가 상기 보호케이스(10)의 수용공간(11) 내로 진입될 때, 내부 압력이 증가하여 상기 지지플레이트(21)가 제대로 고정되지 않는 문제가 생기는 것을 방지하기 위해서 형성된다.
상기 지지플레이트(21)에는 체결홀(21f)이 형성된다. 상기 체결홀(21f)은 상기 제1기판(22)과 결합되기 위해 체결장치(미도시)가 삽입되는 구멍이다. 상기 체결홀(21f)이 하나만 형성되면 상기 제1기판(22)이 상기 체결홀(21f)을 축으로 하여 상기 지지플레이트(21)에 대해서 상대회전할 수 있으므로 상기 체결홀(21f)은 적어도 두 개 이상 형성되는 것이 바람직하다.
상기 지지플레이트(21)에는 제1기판(22)이 안착된다. 상기 제1기판(22)은 상기 수용공간(11)의 입구를 향하도록 배치된다. 즉, 상기 지지플레이트(21)는 상기 제1기판(22)과 배터리모듈(20) 사이에 위치된다. 상기 제1기판(22)에는 각종 전자부품들이 안착되고, 상기 배터리모듈(20)로부터 연장되는 와이어에 구비된 커넥터와 연결된다. 상기 제1기판(22)은 뒤에서 설명될 제2기판(24)과 함께 상기 배터리모듈(20)로의 온도, 습도, 전류, 전압 등을 감지할 수 있다. 또한, 상기 제1기판(22)에는 상기 배터리모듈(20)을 과전압, 과전류로부터 보호하기 위한 보호회로, 퓨즈 또는 레지스터가 더 구비될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 보호케이스(10)의 타측 선단에는 제2가스켓(23)이 설치된다. 구체적으로는 상기 보호케이스(10)의 선단과 엔드케이스(25) 사이에 설치되어 상기 보호케이스(10)와 엔드케이스(25)에 의해 가압되고, 상기 고정홈(12a)을 통해 삽입되는 볼트(B2)에 의해 고정된다. 상기 제2가스켓(23)은 상기 보호케이스(10)의 단면 형상과 대응 되게 형성되어 상기 볼트(B2)에 결합될 수 있다. 상기 제2가스켓(23)은 상기 엔드케이스(25)와 보호케이스(10) 사이로 수분 및 이물의 유입을 방지한다. 상기 제2가스켓(23)은 상기 제1가스켓(13)과 동일한 형상을 가지며 동일한 역할을 수행한다.
제2기판(24)은 상기 제1기판(22)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1기판(22)과 제2기판(24)은 수직커넥터(미도시) 등에 의해 적층되어 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 배터리 팩(1) 내부에 충분한 공간이 확보되지 않을 경우에 복수의 기판이 적층되어 사용될 수 있다. 상기 제2기판(24)은 상기 제1기판(22)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1기판(22)과 마찬가지로, 상기 제2기판(24)은 상기 배터리모듈(20)로의 온도, 습도, 전류, 전압 등을 감지할 수 있다. 또한, 상기 제2기판(24)에는 상기 배터리모듈(20)을 과전압, 과전류로부터 보호하기 위한 보호회로, 퓨즈 또는 레지스터가 더 구비될 수 있다.
상기 엔드케이스(25)는 상기 지지플레이트(21)와 기계적, 전기적으로 연결된다. 상기 엔드케이스(25)에는 충전단자(26) 및 제2기판(24)이 안착된다. 또한, 상기 엔드케이스(25)는 상기 보호케이스(10)에도 결합되어 배터리 팩(1)의 외관을 형성한다. 상기 엔드케이스(25)는 상기 지지부재(14)가 상기 보호케이스(10)와 결합되는 것과 동일한 방식으로 결합될 수 있다.
상기 엔드케이스(25)는 상기 지지부재(14)와 유사한 형상으로 형성된다. 구체적으로, 상기 엔드케이스(25)는 엔드플랜지(25a)와 엔드밀착리브(25b)를 포함하여 구성된다. 상기 엔드플랜지(25a)는 상기 보호케이스(10)의 단면형상과 대응되는 형상으로 형성되어 상기 수용공간(11)의 입구의 다른 한 쪽을 차폐시킨다. 상기 엔드플랜지(25a)는 상기 수용공간(11)의 입구보다 크게 형성되어 상기 보호케이스(10)의 선단에 걸린다. 이때, 상기 보호케이스(10)의 선단과 엔드플랜지(25a)의 사이에 상기 제2가스켓(23)이 설치되어 가압되고, 상기 엔드플랜지(25a)로부터 체결되는 볼트(B2)에 의해 상기 보호케이스(10), 제2가스켓(23) 및 엔드플랜지(25a)가 결합, 고정된다.
상기 엔드플랜지(25a)로부터 상기 수용공간(11)의 입구를 향해서 엔드밀착리브(25b)가 돌출된다. 상기 엔드밀착리브(25b)는 그 단면의 형상이 상기 수용공간(11)의 입구형상과 대응되게 형성된다. 상기 엔드밀착리브(25b)는 상기 보호케이스(10)의 내측면에 밀착되어 상기 보호케이스(10)와 엔드케이스(25) 사이의 기밀성을 유지한다. 상기 엔드밀착리브(25b)는 그 선단이 상기 수용공간(11) 내에서 상기 지지플레이트(21)의 격벽(21a)의 선단과 밀착될 수 있다. 이러한 구조에 의해 상기 지지플레이트(21)와 엔드케이스(25) 사이에 설치되는 제1,제2기판(22,24)은 이중으로 구성되는 방수구조에 의해 보호된다. 구체적으로, 상기 제2가스켓(23)이 상기 보호케이스(10)와 엔드플랜지(25a)에 가압되는 구조가 첫번째 방수구조로 작용하고, 상기 지지플레이트(21)의 격벽(21a)과 상기 엔드케이스의 엔드밀착리브(25b)가 서로 밀착되는 구조가 두번째 방수구조로 작용할 수 있다. 이러한 방수구조의 효과를 높이기 위해서 상기 엔드밀착리브(25b)의 선단에는 씰부재가 더 형성될 수 있다.
상기 엔드케이스(25)의 중앙에는 단자홀(25c)이 형성된다. 상기 단자홀(25c)에는 상기 제2기판(24)과 전기적으로 연결되는 충전단자(26)가 끼워져 충전장치의 상대단자와 결합될 수 있도록 상기 배터리 팩(1)의 외부로 노출된다.
상기 단자홀(25c)의 가장자리에는 단자고정부(25d)(19)가 형성된다. 상기 단자고정부(25d)(19)는 상기 엔드케이스(25)의 내측에 형성된다. 상기 단자고정부(25d)(19)에는 상기 충전단자(26)의 장착부가 안착되어 볼트(B3)로 고정된다.
도 10을 참조하면, 상기 엔드케이스(25)에는 상기 단자고정부(25d)(19)가 형성된 맞은편 면에 하우징안착부(25e)가 형성된다. 상기 하우징안착부(25e)는 상기 엔드케이스(25)의 외면에 형성되며, 상기 단자홀(25c) 주변이 요입되어 형성된다. 상기 하우징안착부(25e)가 요입되게 형성됨에 따라서, 상기 단자하우징(27)이 상기 엔드케이스(25)와 결합되더라도, 상기 단자하우징(27)이 상기 엔드케이스(25)의 외면으로 돌출되지 않는다.
상기 엔드케이스(25)의 단자홀(25c)을 통해서 충전단자(26)가 외부로 노출된다. 상기 충전단자(26)는 충전장치의 상대단자와 결합되어 배터리모듈(20)의 전력을 충전하거나, 차량의 상대단자에 접촉되어 차량에 전력을 공급한다. 상기 충전부에는 상기 충전단자(26)의 버스바를 고정하는 장착부가 일체로 사출성형되고, 상기 장착부는 상기 단자고정부(25d)(19)에 볼트(B3)로 결합된다. 동시에, 상기 충전단자(26)는 상기 제2기판(24)에 형성된 장착홀(24a)에 안착되어 상기 제2기판(24)과 전기적으로 연결된다.
상기 엔드케이스(25)의 하우징안착부(25e)에 단자하우징(27)이 안착된다. 상기 단자하우징(27)은 상기 엔드케이스(25)를 통해서 노출된 충전단자(26)를 보호한다. 상기 단자하우징(27)은 중앙에 중앙홀(27a)이 형성되고, 상기 단자홀(25c)과 연통되도록 상기 엔드케이스(25)와 결합되며, 상기 충전단자(26)의 가장자리를 감싼다.
다음으로, 본 발명 실시례를 구성하는 배터리 팩(1)의 조립 과정에 대해서 설명한다.
상기 배터리모듈(20)과 지지부재(14) 및 손잡이(18)를 순서대로 결합시킨다. 구체적으로, 상기 배터리모듈(20)이 상기 지지부재(14)의 지지밀착리브(17)의 내측으로 끼워지고, 상기 지지부재(14)의 안착단(16)에 상기 손잡이(18)의 고정부(19)가 안착되면, 상기 체결장치(미도시)가 상기 고정부(19)를 관통하여 상기 배터리모듈(20)에 고정된다. 상기 과정에 의해 상기 손잡이(18)는 상기 지지부재(14)를 사이에 두고 상기 배터리모듈(20)과 결합되고, 상기 지지부재(14)는 상기 보호케이스(10)과 결합된다. 따라서, 상기 지지부재(14), 손잡이(18) 및 배터리모듈(20)은 모두 결합된 상태로 하나의 구성품이 된다.
상기 배터리모듈(20)은 상기 보호케이스(10)의 수용공간(11) 내측으로 수용된다. 또한, 상기 보호케이스(10)의 일측 선단에는 상기 지지부재(14)의 지지플랜지(15)가 안착되고, 상기 지지밀착리브(17)는 상기 보호케이스(10)의 내측면에 밀착된다. 이때, 상기 지지부재(14)의 지지플랜지(15)와 보호케이스(10)의 선단 사이에 상기 제1가스켓(13)이 끼워져 가압된다.
상기 지지플랜지(15)가 상기 보호케이스(10)의 선단에 안착되면 상기 케이스고정홀(15a)을 통해서 볼트(B1)가 삽입되어 상기 지지부재(14)와 보호케이스(10)를 결합시킨다. 상기 지지부재(14)와 보호케이스(10)가 완전히 결합되면, 상기 배터리모듈(20)은 상기 보호케이스(10)의 수용공간(11)에서 상기 지지부재(14)와 지지플레이트(21)에 의해 지지된다.
한편, 상기 지지플레이트(21)는 상기 배터리모듈(20)의 타측에 조립되어 상기 배터리모듈(20)과 함께 상기 수용공간(11)으로 삽입된다. 이때, 상기 지지플레이트(21)의 안착공간(21b)에는 상기 제1기판(22)이 안착되고, 상기 배터리모듈(20)로부터 연장되는 와이어는 상기 지지플레이트(21)의 와이어통과홈(21d)을 지나서 상기 제1기판(22)과 전기적으로 연결된다.
도 8에 도시된 것과 같이, 상기 보호케이스(10) 내에 상기 지지플레이트(21)까지 수용되면, 상기 보호케이스(10)의 타측 선단에는 상기 제2가스켓(23)과 제2케이스가 차례대로 결합된다.
구체적으로, 상기 엔드케이스(25)에는 단자홀(25c)을 통해서 충전단자(26)가 먼저 결합되고, 상기 제2기판(24)과 단자하우징(27)이 순서대로 결합된다. 상기 상기 엔드케이스(25)에 제2기판(24), 충전단자(26) 및 단자하우징(27)의 조립이 완료되면, 상기 보호케이스(10)의 타측 선단에는 상기 엔드케이스(25)의 엔드플랜지(25a)가 안착되고, 상기 엔드밀착리브(25b)는 상기 보호케이스(10)의 내측면에 밀착된다. 이때, 상기 엔드플랜지(25a)와 보호케이스(10)의 사이에는 상기 제2가스켓(23)이 끼워져 가압되고, 상기 제1기판(22)과 제2기판(24)은 기판커넥터(미도시)에 의해 전기적으로 연결된다.
상기 엔드플랜지(25a)가 상기 보호케이스(10)의 선단에 안착되면 상기 엔드케이스(25)에 형성된 고정홀(미도시)을 통해서 볼트(B2)가 삽입되어 상기 엔드케이스(25), 제2가스켓(23) 및 보호케이스(10)를 모두 결합시킨다. 상기 엔드케이스(25)와 보호케이스(10)가 완전히 결합되면, 상기 배터리 팩(1)의 외면에 보호커버(10a) 및 엔드커버(10b)가 결합되어 상기 배터리 팩(1)의 조립이 완료된다.
이상에서, 본 발명에 따른 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 배터리팩 10 : 보호케이스
10a : 보호커버 10b : 엔드커버
11 : 수용공간 12 : 고정리브
12a : 고정홈 13 : 제1가스켓
13a : 체결부 14 : 지지부재
15 : 지지플랜지 15a : 케이스고정홀
16 : 안착단 16a : 플레이트고정홀
17 : 지지밀착리브 18 : 손잡이
19 : 고정부 20 : 배터리모듈
21 : 지지플레이트 21a : 격벽
21b : 안착공간 21c : 요입홈
21d : 와이어통과홈 21e : 압력감소홈
21f : 체결홀 22 : 제1기판
22a : 관통홀 23 : 제2가스켓
24 : 제2기판 24a : 장착홀
25 : 엔드케이스 25a : 엔드플랜지
25b : 엔드밀착리브 25c : 단자홀
25d : 단자고정부 25e : 하우징안착부
26 : 충전단자 26a : 장착부
27 : 단자하우징 27a : 중앙홀
B1,B2,B3 : 볼트

Claims (5)

  1. 양측이 개방된 수용공간이 구비되고, 상기 수용공간의 입구에는 제1가스켓과 제2가스켓이 각각 설치되는 보호케이스;
    상기 수용공간 내에 수용되는 배터리 모듈;
    상기 수용공간의 한쪽 입구를 차폐하여 상기 제1가스켓을 가압하고, 상기 배터리 모듈의 일측을 지지하는 지지부재;
    상기 수용공간 내에서 상기 배터리 모듈의 타측을 지지하는 지지플레이트;
    상기 수용공간의 다른 쪽 입구를 차폐하여 상기 제2가스켓을 가압하고, 충전단자가 구비된 엔드케이스;
    상기 지지플레이트와 엔드플레이트 사이에 설치되는 기판;을 포함하는 배터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지플레이트의 가장자리를 따라서 측벽이 돌출되는 배터리 팩.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 엔드케이스는
    상기 보호케이스의 단면형상과 대응되는 형상으로 상기 수용공간의 입구보다 크게 형성되어 상기 수용공간의 입구 한 쪽을 차폐시키고, 상기 보호케이스의 선단에 걸어지는 엔드플랜지;
    상기 엔드플랜지로부터 상기 수용공간의 입구를 향해 돌출되어 상기 보호케이스의 내측면에 밀착되는 엔드밀착리브를 포함하고,
    상기 측벽의 선단과 상기 엔드밀착리브의 선단이 밀착되어 방수구조를 형성하는 배터리 팩.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 기판은
    상기 지지플레이트의 측벽 내측에 설치되는 제1기판과,
    상기 엔드케이스의 엔드밀착리브 내측에서 상기 제1기판과 적층되며, 상기 충전단자와 전기적으로 연결되는 제2기판을 포함하는 배터리 팩.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1가스켓 및 제2가스켓에는 볼트가 삽입되는 체결부가 형성되는 배터리 팩.
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