KR20230083607A - 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스 - Google Patents

전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스 Download PDF

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KR20230083607A
KR20230083607A KR1020210171756A KR20210171756A KR20230083607A KR 20230083607 A KR20230083607 A KR 20230083607A KR 1020210171756 A KR1020210171756 A KR 1020210171756A KR 20210171756 A KR20210171756 A KR 20210171756A KR 20230083607 A KR20230083607 A KR 20230083607A
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조승재
양근주
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Abstract

본 발명은 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스를 포함하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은 복수의 전지 모듈; 상기 복수의 전지 모듈을 수납하는 제1 팩 프레임과, 상기 복수의 전지 모듈을 덮는 제2 팩 프레임; 및 상기 제1 팩 프레임과 상기 제2 팩 프레임 사이에 구비되는 밀폐부재를 포함하고, 상기 밀폐부재는 챔퍼를 포함하는 부싱, 상기 부싱과 결합하는 가스켓, 및 상기 부싱과 상기 가스켓의 사이에 구비되는 비드를 포함한다.

Description

전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스{BATTERY PACK AND DECIVE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 방수 성능이 향상되는 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이에 따라, 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차 전지에 대한 연구가 많이 행해지고 있다.
또한, 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기 오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기 자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기 자동차(Plug-In HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
따라서, 배터리 만으로 운행될 수 있는 전기 자동차(EV), 배터리와 기존 엔진을 병용하는 하이브리드 전기 자동차(HEV) 등이 개발되었고, 일부는 상용화되어 있다. EV, HEV 등의 동력원으로서의 이차 전지는 주로 니켈 수소 금속 이차 전지가 사용되고 있지만, 최근에는 높은 에너지 밀도, 높은 방전 전압 및 출력 안정성의 리튬 이차 전지를 사용하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
이러한 이차 전지가 자동차의 동력원으로 이용되는 경우, 상기 이차 전지는 다수의 전지 모듈 내지 전지 모듈 어셈블리를 포함하는 전지 팩의 형태로 이용된다. 전지 팩은 밀봉을 위하여 케이스간 접합 부위에 위치하는 밀폐부재를 구비할 수 있다.
도 1은 종래의 밀폐부재를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 밀폐부재(20)는 부싱(21) 및 가스켓(22)을 포함한다.
밀폐부재(20)는, 부싱(21)에 가스켓(22)이 삽입 및 결합되어 형성된다. 이 경우, 부싱(21)과 가스켓(22)의 조립 상태에 따라 조립면 사이로 수분 등의 이물질이 침투할 수 있어, 전지 팩의 방수 성능이 확보되지 못하는 문제점이 있었다.
따라서, 상기와 같은 문제 발생을 줄이기 위해, 추가적인 방수 성능을 확보하려는 시도가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 방수 성능이 향상된 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스를 제공하기 위한 것이다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은 복수의 전지 모듈; 상기 복수의 전지 모듈을 수납하는 제1 팩 프레임과, 상기 복수의 전지 모듈을 덮는 제2 팩 프레임; 및 상기 제1 팩 프레임과 상기 제2 팩 프레임 사이에 구비되는 밀폐부재를 포함하고, 상기 밀폐부재는 챔퍼를 포함하는 부싱, 상기 부싱과 결합하는 가스켓, 및 상기 부싱과 상기 가스켓의 사이에 구비되는 비드를 포함한다.
상기 챔퍼는, 상기 부싱의 측면 가장자리의 상부에 구비되는 제1 챔퍼, 및 상기 부싱의 측면 가장자리의 하부에 구비되는 제2 챔퍼를 포함할 수 있다.
상기 챔퍼는, 상기 부싱의 중앙부를 향해 기울어지는 경사면일 수 있다.
상기 제1 챔퍼의 기울기와 상기 제2 챔퍼의 기울기는 서로 대응될 수 있다.
상기 비드는, 상기 챔퍼의 기울기와 대응되는 일 면인 경사부를 포함할 수 있다.
상기 비드는, 상기 제1 챔퍼의 기울기와 대응되는 일 면인 제1 경사부를 포함하는 제1 비드, 및 상기 제2 챔퍼의 기울기와 대응되는 일 면인 제2 경사부를 포함하는 제2 비드를 포함할 수 있다.
상기 가스켓은, 외주면이 굴곡된 형상일 수 있다.
상기 가스켓은, 외주면이 높이 방향으로 돌출된 돌출부와, 상기 돌출부에 비해 파인 오목한 형상을 가지는 오목부를 포함할 수 있다.
상기 비드는, 상기 부싱 및 상기 가스켓과 대응되지 않는 일 면인 볼록면을 포함할 수 있다.
상기 볼록면의 높이는, 상기 돌출부의 높이와 대응되거나, 상기 돌출부의 높이보다 낮을 수 있다.
상기 부싱은, 상기 부싱의 측면이 중앙부를 향해 파인 형상을 가지는 홈부를 포함하고, 상기 가스켓은, 상기 가스켓의 측면으로부터 돌출되어 상기 홈부에 삽입되어 결합하는 삽입부를 포함할 수 있다.
상기 홈부의 형상과 상기 삽입부의 형상은 대응될 수 있다.
상기 부싱과 상기 가스켓은, 이종 소재로 형성될 수 있다.
상기 가스켓과 상기 비드는, 동일한 소재로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디바이스는, 상기에서 설명한 전지 팩을 포함한다.
실시예들에 따르면, 밀폐부재에 추가적인 비드를 구비시킴으로써, 전지 팩의 조립성 및 수밀성을 향상시켜, 방수 성능을 확보할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 밀폐부재를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩을 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 밀폐 부재를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 A-A’를 따라 자른 단면을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 A1 영역을 확대한 도면이다.
도 7은 도 5의 부싱의 전체 형상을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 5의 가스켓의 전체 형상을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 5의 비드의 전체 형상을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩을 나타내는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 복수의 전지 모듈(100)을 수납하는 제1 팩 프레임(1100), 복수의 전지 모듈(100)을 덮는 제2 팩 프레임(1200), 제1 팩 프레임(1100)과 제2 팩 프레임(1200) 각각에 체결부재(1400)가 체결 가능하도록 형성된 체결부(1300), 및 제1 팩 프레임(1100)과 제2 팩 프레임(1200)의 사이에 구비되어 외부로부터의 수분이나 먼지의 침입을 방지하는 밀폐부재(2000)를 포함한다.
전지 모듈(100)은 복수의 전지셀이 기설정된 방향을 따라 적층된 전지셀 적층체(120) 및 모듈 프레임(210, 250)을 포함할 수 있다. 모듈 프레임(210, 250)은 상부 프레임(210) 및 하부 프레임(250)을 포함할 수 있고, 전지셀 적층체(120)는 상부 프레임(210)과 하부 프레임(250) 사이에 장착되어 전지 모듈(100)을 구성할 수 있다. 다만, 모듈 프레임(100)은 상술한 내용에 한정되지 아니하며, 상하면 및 양 측면이 일체화된 금속 판재 형태의 모노 프레임일 수 있다.
여기서, 상기 전지셀은 그 종류에 특별한 제한이 없으므로 파우치형 이차 전지 또는 각형 이차 전지일 수 있으나, 파우치형 이차 전지인 것이 바람직하다.
제1 팩 프레임(1100)에는 복수의 전지 모듈(100)이 장착될 수 있다.
제1 팩 프레임(1100)에는 제1 체결부(1310)가 구비될 수 있다. 제1 체결부(1310)는 복수 개로 구비될 수 있다. 제1 체결부(1310)는 제1 팩 프레임(1100)의 가장자리를 따라 이격 배치되는 홈일 수 있다. 제1 체결부(1310)에는 체결부재(1400)가 체결될 수 있다.
제2 팩 프레임(1200)은 복수의 전지 모듈(100)을 덮으면서 구비될 수 있다. 제2 팩 프레임(1200)은, 제1 팩 프레임(1100)에 의해 덮이지 않은 복수의 전지 모듈(100)의 일면을 덮으면서 구비될 수 있다.
제2 팩 프레임(1200)에는 제2 체결부(1350)가 구비될 수 있다. 제2 체결부(1350)는 복수 개로 구비될 수 있다. 제2 체결부(1350)는 제2 팩 프레임(1200)의 가장자리를 따라 이격 배치되는 구멍일 수 있다. 제2 체결부(1350)는 제2 팩 프레임(1200)을 관통하는 일 영역일 수 있다. 제2 체결부(1350)에는 체결부재(1400)가 관통 체결될 수 있다.
제1 팩 프레임(1100)과 제2 팩 프레임(1200)은 가장자리가 서로 대응하면서 결합할 수 있다. 이 경우, 제1 체결부(1310)와 제2 체결부(1350)는 서로 대응되는 위치에 구비될 수 있고, 제1 체결부(1310)와 제2 체결부(1350)를 체결부재(1400)가 체결 결합할 수 있다. 즉, 제1 팩 프레임(1100)과 제2 팩 프레임(1200)은 제2 체결부(1350)를 관통하면서 제1 체결부(1310)에 체결되는 체결부재(1400) 등을 통해 상호 결합되어 전지 모듈(100)을 패키징할 수 있다. 체결부재(1400) 등을 통한 제1 팩 프레임(1100)과 제2 팩 프레임(1200)의 결합은, 제1 팩 프레임(1100)과 제2 팩 프레임(1200)의 가장자리에서 수행될 수 있다. 체결부재(1400)는 볼트 및 너트 등일 수 있다.
제1 팩 프레임(1100)과 제2 팩 프레임(1200)은 강성을 가지는 소재로 이루어질 수 있다. 따라서, 외부의 물리적 충격으로부터 복수의 전지 모듈(100) 및 이와 연결된 전장품을 보호할 수 있다.
밀폐부재(2000)는 제1 팩 프레임(1100)과 제2 팩 프레임(1200) 사이에 위치하는 부재로, 제1 팩 프레임(1100)과 제2 팩 프레임(1200)이 결합할 때, 실링 정도를 향상시켜 전지 모듈(100) 측으로의 수분이나 이물질 등의 침투를 방지할 수 있다.
밀폐부재(2000)는 제1 팩 프레임(1100)과 제2 팩 프레임(1200)의 가장자리가 맞물리는 영역을 따라 구비될 수 있다. 밀폐부재(2000)는 제1 체결부(1310) 및 제2 체결부(1350)와 대응되는 위치에 각각 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 밀폐부재(2000)는 체결부재(1400)와 대응되는 위치에 구비될 수 있다. 즉, 밀폐부재(2000)를 관통하면서 체결부재(1400)가 체결될 수 있다. 이 경우, 밀폐부재(2000)는 제2 체결부(1350)와 밀폐부재(2000)를 관통하면서, 제1 체결부(1310)에 체결 결합될 수 있다.
본 도면에서, 밀폐부재(2000)는 제1 팩 프레임(1100)과 제2 팩 프레임(1200) 사이에 위치하는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 전지 팩(1000)의 수밀성을 향상시킬 수 있는 위치라면 어디든 구비될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐부재(2000)에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 도 3의 밀폐부재를 나타내는 도면이다. 도 5는 도 4의 A-A’를 따라 자른 단면을 나타내는 도면이다. 도 6은 도 5의 A1 영역을 확대한 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐부재(2000)는 체결부재(1400)가 삽입 및 관통되는 체결홀(2010), 체결홀(2010)을 형성하는 부싱(2100), 부싱(2100)과 결합되는 가스켓(2200), 및 부싱(2100)과 가스켓(2200) 사이에 구비되는 비드(2300)를 포함한다.
체결홀(2010)은, 밀폐부재(2000)의 중심부가 뚫려 있는 일 영역을 의미한다. 체결홀(2010)을 통해 체결부재(1400)가 관통 및 삽입될 수 있다. 이 경우, 체결부재(1400)가 체결홀(2010)을 관통함과 동시에, 체결부재(1400)는 제1 팩 프레임에 형성된 제1 체결부를 관통하고, 제2 팩 프레임에 형성된 제2 체결부에 삽입될 수 있다. 따라서, 제1 팩 프레임, 제2 팩 프레임 및 밀폐부재(2000)가 함께 체결 결합되어, 전지 팩의 기밀성과 조립성을 향상시킬 수 있다.
부싱(2100)은 중심부가 뚫려 있는 일 영역을 포함하는 구성으로, 이 경우, 부싱(2100)의 중심부가 뚫려 있는 일 영역은 체결홀(2010)일 수 있다. 따라서, 부싱(2100)의 중심부인 체결홀(2010)을 통해 체결부재(1400)가 삽입 및 관통할 수 있어, 전지 팩의 기밀성 및 조립성이 향상될 수 있다.
부싱(2100)은 가스켓(2200)과 결합 가능한 홈부(2110) 및 비드(2300)가 위치하는 챔퍼(chamfer, 2130)를 포함할 수 있다.
홈부(2110)는, 부싱(2100)의 측면(y축 방향 및 -y축 방향)이 부싱(2100)의 중앙부를 향해 파인 형상일 수 있다. 홈부(2110)는 가스켓(2200)의 일 영역이 삽입 및 결합될 수 있는 영역일 수 있다. 이 경우, 홈부(2110)의 형상은, 홈부(2110)에 결합되는 가스켓(2200)의 형상과 대응될 수 있다. 홈부(2110)에 가스켓(2200)이 추가로 구비됨에 의해, 부싱(2100)으로만 밀폐부재(2000)가 형성되는 것에 비해, 전지 팩의 방수 성능이 향상될 수 있다.
챔퍼(2130)는, 부싱(2100)의 측면의 상하부(z축 방향 및 -z축 방향)에 형성되는 경사면일 수 있다. 챔퍼(2130)는 기 설정된 각도를 가지고 형성되는 경사면일 수 있다. 챔퍼(2130)에는 비드(2300)가 위치할 수 있어, 전지 팩의 추가적인 방수 성능을 확보할 수 있다.
가스켓(2200)은 외주면이 굴곡진 형상으로, 부싱(2100)의 측면을 둘러싸면서 구비될 수 있다. 가스켓(2200)은 외부로부터의 수분 등의 이물질이 전지 팩 내로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
가스켓(2200)은 부싱(2100)과 결합할 수 있는 삽입부(2210)를 포함할 수 있다. 삽입부(2210)는 가스켓(2200)의 일 면으로부터 돌출된 형상일 수 있다. 삽입부(2210)는 가스켓(2200)의 측면으로부터 돌출된 형상일 수 있다. 삽입부(2210)는, 부싱(2100)의 홈부(2110)와 대응되면서 삽입 및 결합될 수 있다. 이 경우, 삽입부(2210)의 형상은 홈부(2110)의 형상과 대응될 수 있다.
삽입부(2210)가 홈부(2110)와 결합됨으로 인해, 부싱(2100)으로만 밀폐부재(2000)가 형성되는 것에 비해, 전지 팩의 방수 성능이 향상될 수 있다.
비드(2300)는 외주면에 굴곡이 있고, 부싱(2100)과 가스켓(2200)의 사이에 구비될 수 있다. 비드(2300)는, 부싱(2100)의 챔퍼(2130)의 기울기와 대응되는 일 면을 가지면서, 부싱(2100)과 맞물리며 구비될 수 있다.
비드(2300)는, 부싱(2100) 및 가스켓(2300) 외에 추가로 구비되는 구성으로, 부싱(2100)과 가스켓(2300)의 조립 편차를 상쇄시키면서 전지 팩의 방수 성능을 추가로 확보할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐부재(2000)를 구성하는 부싱(2100), 가스켓(2200) 및 비드(2300)에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 7은 도 5의 부싱의 전체 형상을 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부싱(2100)은 중심부가 뚫려 있는 일 영역을 포함하고, 가스켓(2200)과 결합 가능한 홈부(2110) 및 비드(2300)가 위치하는 챔퍼(2130)를 포함한다.
챔퍼(2130)는 부싱(2100)의 측면 가장자리에 구비될 수 있다. 챔퍼(2130)는 부싱(2100)의 측면 가장자리의 상부(z축 방향) 및 하부(-z축 방향)에 각각 구비될 수 있다. 이 경우, 부싱(2100)의 측면 가장자리의 상부(z축 방향)에 구비되는 챔퍼는 제1 챔퍼(2131)이고, 부싱(2100)의 측면 가장자리의 하부(-z축 방향)에 구비되는 챔퍼는 제2 챔퍼(2135)일 수 있다.
제1 챔퍼(2131)는 부싱(2100)의 중앙부를 향해 기울어지는 경사면일 수 있다. 제1 챔퍼(2131)는 부싱(2100)의 상면에서 하면으로 기울어지는 경사면일 수 있다. 즉, 제1 챔퍼(2131)는 부싱(2100)의 상면을 기준으로, 하면으로 예각을 형성하면서 기울어지는 경사면일 수 있다.
제1 챔퍼(2131)는 제1 상부 꼭지점(2132)과 제1 하부 꼭지점(2133)을 포함할 수 있다. 제1 상부 꼭지점(2132)은 부싱(2100)의 상면과 제1 챔퍼(2131) 사이에 위치하는 일 꼭지점일 수 있다. 제1 하부 꼭지점(2133)은 부싱(2100)의 측면과 제1 챔퍼(2131) 사이에 위치하는 일 꼭지점일 수 있다.
즉, 제1 상부 꼭지점(2132)과 제2 하부 꼭지점(2133)를 연결하는 면은 제1 챔퍼(2131)일 수 있다. 제1 상부 꼭지점(2132)은 제1 하부 꼭지점(2133)보다 길이(-y축 방향)가 짧을 수 있다.
제2 챔퍼(2135)는 부싱(2100)의 중앙부를 향해 기울어지는 경사면일 수 있다. 제2 챔퍼(2135)는 부싱(2100)의 하면에서 상면으로 기울어지는 경사면일 수 있다. 즉, 제2 챔퍼(2135)는 부싱(2100)의 하면을 기준으로, 상면으로 예각을 형성하면서 기울어지는 경사면일 수 있다.
제2 챔퍼(2135)는 제2 상부 꼭지점(2136)과 제2 하부 꼭지점(2137)을 포함할 수 있다. 제2 상부 꼭지점(2136)은 부싱(2100)의 측면과 제2 챔퍼(2135) 사이에 위치하는 일 꼭지점일 수 있다. 제2 하부 꼭지점(2137)은 부싱(2100)의 하면과 제2 챔퍼(2135) 사이에 위치하는 일 꼭지점일 수 있다.
즉, 제2 상부 꼭지점(2136)과 제2 하부 꼭지점(2137)를 연결하는 면은 제2 챔퍼(2135)일 수 있다. 제2 상부 꼭지점(2136)은 제2 하부 꼭지점(2137)보다 길이(-y축 방향)가 길 수 있다.
제1 챔퍼(2131) 및 제2 챔퍼(2135)의 기울기는 서로 대응될 수 있지만, 대응되지 않을 수도 있다.
홈부(2110)는 제1 챔퍼(2131)와 제2 챔퍼(2135) 사이에 구비될 수 있다. 홈부(2110)의 깊이는, 제1 상부 꼭지점(2132) 및 제2 하부 꼭지점(2137)의 위치보다 부싱(2100)의 중심부에 위치할 수 있다.
본 도면에서, 홈부(2110)는 사각형 형상으로 파인 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 가스켓(2200)과 결합될 수 있는 형상이라면 어느 것이든 가능하다.
부싱(2100)은 가스켓(2200)과 다른 소재로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 부싱(2100)은 금속으로 구성될 수 있다.
도 8은 도 5의 가스켓의 전체 형상을 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스켓(2200)은 부싱(2100)에 삽입 및 결합되는 삽입부(2210), 가스켓(2200)의 외주면에 형성되는 돌출부(2230) 및 오목부(2270)를 포함한다.
삽입부(2210)는 가스켓(2200)의 측면으로부터 부싱(2100)을 향하여 돌출된 형상을 가지는 일 영역일 수 있다. 삽입부(2210)는, 부싱(2100)의 홈부(2110)와 대응되면서 삽입 및 결합될 수 있다. 본 도면에서, 삽입부(2210)는 사각형 형상으로 돌출된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 홈부(2110)와 결합될 수 있는 형상이라면 어느 것이든 가능하다.
가스켓(2200)의 외주면은 굴곡을 가지는 형상으로 형성될 수 있다. 가스켓(2200)의 외주면은, 가스켓의 높이 방향으로 돌출된 돌출부(2230)와, 돌출부(2230)에 비해 파인 오목한 형상을 가지는 오목부(2270)를 포함할 수 있다. 돌출부(2230) 및 오목부(2270)는, 가스켓(2200)의 상면(z축 방향) 및 하면(-z축 방향)에 각각 위치할 수 있다.
돌출부(2230)는 제1 돌출부(2231) 및 제2 돌출부(2235)를 포함할 수 있다.
제1 돌출부(2231)는, 가스켓(2200)이 부싱(2100)과 결합했을 때, 상대적으로 부싱(2100)과 인접한 영역에 구비되는 가스켓(2200)의 돌출 영역을 의미한다.
제2 돌출부(2235)는, 가스켓(2200)이 부싱(2100)과 결합했을 때, 제1 돌출부(2231)에 비해 부싱(2100)과 멀리 위치한 영역에 구비되는 가스켓(2200)의 돌출 영역을 의미한다.
오목부(2270)는 제1 돌출부(2231)와 제2 돌출부(2235) 사이에 위치하는 영역일 수 있다. 오목부(2270)는 제1 돌출부(2231)와 제2 돌출부(2235)보다 높이가 낮을 수 있다.
가스켓(2200)은 탄성 소재일 수 있다. 바람직하게는, 가스켓(2200)은 고무로 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스켓(2200)에 압력이 가해지면, 가스켓(2200)의 형상이 변형될 수 있다. 예를 들어, 가스켓(2200)의 높이 방향(z축 방향 및 -z축 방향)으로 압력이 가해지는 경우, 돌출부(2230)의 형상은 가스켓(2200)의 넓이 방향(x축 방향 및 y축 방향)으로 변형될 수 있다. 이로 인해, 전지 팩을 구성하는 제1 팩 프레임과 제2 팩 프레임 사이에 형성되는 틈이 메꿔질 수 있어, 외부로부터 수분이나 먼지 등이 전지 팩 내로 들어오는 것을 방지할 수 있다.
도 9는 도 5의 비드의 전체 형상을 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비드(2300)는 경사부(2313, 2333) 및 볼록면(2315, 2335)을 포함할 수 있고, 비드(2300)는 밀폐부재의 상부(z축 방향)에 구비되는 제1 비드(2310), 및 밀폐부재의 하부(-z축 방향)에 구비되는 제2 비드(2330)로 구성될 수 있다.
제1 비드(2310)는 부싱(2100)의 제1 챔퍼(2131)의 기울기와 대응되는 일 면을 가지면서, 부싱(2100)과 맞물리며 구비될 수 있다.
제1 비드(2310)는, 제1 경사부(2313) 및 제1 볼록면(2315)을 포함할 수 있다.
제1 경사부(2313)는 제1 비드(2310)를 구성하는 일 면으로, 제1 챔퍼(2131)의 기울기와 대응되는 기울기를 가지는 일 면일 수 있다. 제1 볼록면(2315)은 제1 비드(2310) 중 부싱(2100) 및 가스켓(2200)과 접하지 않는 외주면의 일 영역을 의미한다.
제2 비드(2330)는 부싱(2100)의 제2 챔퍼(2135)의 기울기와 대응되는 일 면을 가지면서, 부싱(2100)과 맞물리며 구비될 수 있다.
제2 비드(2330)는, 제2 경사부(2333) 및 제2 볼록면(2335)을 포함할 수 있다.
제2 경사부(2323)는 제2 비드(2330)를 구성하는 일 면으로, 제2 챔퍼(2135)의 기울기와 대응되는 기울기를 가지는 일 면일 수 있다. 제2 볼록면(2335)은 제2 비드(2330) 중 부싱(2100) 및 가스켓(2200)과 접하지 않는 외주면의 일 영역을 의미한다.
제1 볼록면(2315) 및 제2 볼록면(2235)의 높이는, 가스켓(2200)의 돌출부(2230)의 높이와 대응되거나, 이보다 낮을 수 있다. 제1 볼록면(2315) 및 제2 볼록면(2335)은 굴곡을 가지므로, 전지 팩 내로 외부로부터 수분이나 먼지 등의 이물질이 침입하는 경우, 이들의 침입을 방지하고 추가적인 밀폐 기능을 확보하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 비드(2300)는 기존의 밀폐부재를 구성하던 부싱(2100) 및 가스켓(2200)에 더하여 구비되는 구성일 수 있다. 즉, 비드(2300)는 기존의 밀폐부재에 추가적으로 더해지는 구성이라는 의미에서, 추가 비드일 수 있다. 따라서, 비드(2300)가 구비됨으로 인해, 밀폐부재를 구성하는 부싱(2100)과 가스켓(2200)의 조립 편차를 상쇄시키면서 전지 팩의 방수 성능을 추가로 확보할 수 있다.
비드(2300)는 탄성 소재일 수 있다. 바람직하게는, 비드(2300)는 고무로 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 비드(2300)에 압력이 가해지면, 비드(2300)의 형상이 변형될 수 있다. 예를 들어, 비드(2300)의 높이 방향(z축 방향 및 -z축 방향)으로 압력이 가해지는 경우, 볼록면(2315, 2335)의 형상은 비드(2300)의 넓이 방향(x축 방향 및 y축 방향)으로 변형될 수 있다. 이로 인해, 전지 팩을 구성하는 제1 팩 프레임과 제2 팩 프레임 사이에 형성되는 틈이 메꿔질 수 있고, 접촉면이 증가하여, 방수 및 방진 성능이 추가적으로 향상될 수 있다.
이 경우, 비드(2300)는 가스켓(2200)과 동일한 소재로 형성될 수도 있다.
앞에서 설명한 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1000: 전지 팩
1100: 제1 팩 프레임
1200: 제2 팩 프레임
2000: 밀폐부재
2100: 부싱
2110: 홈부
2130: 챔퍼
2200: 가스켓
2210: 삽입부
2230: 돌출부
2270: 오목부
2300: 비드
2310: 제1 비드
2330: 제2 비드

Claims (15)

  1. 복수의 전지 모듈;
    상기 복수의 전지 모듈을 수납하는 제1 팩 프레임과, 상기 복수의 전지 모듈을 덮는 제2 팩 프레임; 및
    상기 제1 팩 프레임과 상기 제2 팩 프레임 사이에 구비되는 밀폐부재를 포함하고,
    상기 밀폐부재는 챔퍼를 포함하는 부싱, 상기 부싱과 결합하는 가스켓, 및 상기 부싱과 상기 가스켓의 사이에 구비되는 비드를 포함하는 전지 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 챔퍼는, 상기 부싱의 측면 가장자리의 상부에 구비되는 제1 챔퍼, 및 상기 부싱의 측면 가장자리의 하부에 구비되는 제2 챔퍼를 포함하는 전지 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 챔퍼는, 상기 부싱의 중앙부를 향해 기울어지는 경사면인 전지 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 챔퍼의 기울기와 상기 제2 챔퍼의 기울기는 서로 대응되는 전지 팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비드는, 상기 챔퍼의 기울기와 대응되는 일 면인 경사부를 포함하는 전지 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비드는, 상기 제1 챔퍼의 기울기와 대응되는 일 면인 제1 경사부를 포함하는 제1 비드, 및 상기 제2 챔퍼의 기울기와 대응되는 일 면인 제2 경사부를 포함하는 제2 비드를 포함하는 전지 팩.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가스켓은, 외주면이 굴곡된 형상인 전지 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가스켓은, 외주면이 높이 방향으로 돌출된 돌출부와, 상기 돌출부에 비해 파인 오목한 형상을 가지는 오목부를 포함하는 전지 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비드는, 상기 부싱 및 상기 가스켓과 대응되지 않는 일 면인 볼록면을 포함하는 전지 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 볼록면의 높이는, 상기 돌출부의 높이와 대응되거나, 상기 돌출부의 높이보다 낮은 전지 팩.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 부싱은, 상기 부싱의 측면이 중앙부를 향해 파인 형상을 가지는 홈부를 포함하고,
    상기 가스켓은, 상기 가스켓의 측면으로부터 돌출되어 상기 홈부에 삽입되어 결합하는 삽입부를 포함하는 전지 팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 홈부의 형상과 상기 삽입부의 형상은 대응되는 전지 팩.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 부싱과 상기 가스켓은, 이종 소재로 형성되는 전지 팩.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 가스켓과 상기 비드는, 동일한 소재로 형성되는 전지 팩.
  15. 제1항에 따른 전지 팩을 포함하는 디바이스.
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