WO2018016755A1 - 배터리 팩 - Google Patents

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WO2018016755A1 PCT/KR2017/006672 KR2017006672W WO2018016755A1 WO 2018016755 A1 WO2018016755 A1 WO 2018016755A1 KR 2017006672 W KR2017006672 W KR 2017006672W WO 2018016755 A1 WO2018016755 A1 WO 2018016755A1
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holder case
circuit module
fastening
bent
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조만식
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삼성에스디아이주식회사
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack, and more particularly to a battery pack that can improve the work convenience.
  • a battery cell is used as an energy source of a mobile device, an electric vehicle, a hybrid vehicle, electricity, and the like, and changes its shape in various ways according to the type of external device to be applied.
  • Small mobile devices such as cell phones, can operate for a period of time with the output and capacity of a single battery cell.
  • a large capacity battery pack is configured by electrically connecting a plurality of battery cells to increase output and capacity.
  • the plurality of battery cells are electrically connected to the neighboring battery cells by the connection tabs.
  • the battery pack may increase an output voltage or an output current according to the number of built-in battery cells.
  • the present invention provides a battery pack capable of electrically connecting the protection circuit module and the battery cell without a separate soldering operation by inserting the engaging portion of the second lead tab connected to the battery cell in the hole of the first lead tab connected to the protection circuit module. It aims to do it.
  • Embodiments of the present invention provide a battery pack.
  • a plurality of battery cells having an electrode portion at both ends and disposed in parallel in the longitudinal direction, a holder case for receiving the plurality of battery cells;
  • a protective circuit module mounted outside the holder case, a fixing part extending toward the holder case from an area facing the holder case of the protection circuit module, and bent in a direction parallel to the holder case from the fixing part;
  • At least one first lead tab having a fastening part extending toward the electrode part of the battery cell and an electrical part electrically connected to the electrode part of the battery cell and positioned to correspond to the fastening part of the first lead tab of the protection circuit module.
  • the second lead tab includes a fastening hole, and the other of the fastening hole is formed, and the fastening hole is fastened to the fastening hole so that the protective circuit module and the A battery pack is provided in which the battery cells are electrically connected.
  • the A / S can be easily performed by electrically connecting the protection circuit module and the battery cell without additional soldering.
  • FIG. 1 is a perspective view of a battery pack of the present invention.
  • 2A is a perspective view illustrating a state before the first lead tab of the protection circuit module and the second lead tab of the battery cell are connected to each other.
  • FIG. 2B is a cross sectional view along AA ′ in FIG. 2A;
  • 3A is a perspective view illustrating a state in which a locking part of a second lead tab connected to a battery cell is inserted into a fastening hole of a first lead tab connected to a protection circuit module.
  • 3B is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 3A.
  • FIG. 3C is a perspective view of FIG. 3A seen from above.
  • FIG. 4A is a perspective view illustrating a state in which a first lead tab connected to a protection circuit module and a second lead tab connected to a battery cell are fastened.
  • 4B is a cross-sectional view taken along line CC ′ in FIG. 4A.
  • FIG. 4C is a perspective view from above of FIG. 3A;
  • a battery pack includes a plurality of battery cells having electrode portions at both ends and disposed in parallel in the longitudinal direction; A holder case accommodating the plurality of battery cells; A protection circuit module mounted outside the holder case; A fixing part extending from the area facing the holder case of the protection circuit module toward the holder case and a fastening part bent from the fixing part in a direction parallel to the holder case and extending toward the electrode part of the battery cell; At least one first lead tab; And a second lead tab electrically connected to an electrode portion of the battery cell and positioned to correspond to a fastening portion of the first lead tab of the protective circuit module, wherein the second lead tab is included in the first lead tab and the second lead tab.
  • a fastening hole is formed in one, and a locking part is formed in the other, and the protective circuit module and the battery cell are electrically connected to each other by the locking part being fastened to the fastening hole.
  • a fastening hole may be formed in the first lead tab, and a locking portion may be formed in the second lead tab.
  • the locking portion may be formed in a hook shape.
  • the second lead tab may include a body part connected to the electrode part, an extension part extending from the body part, a first bent part bent from the extension part toward the outer surface of the holder case, and the first bent part.
  • a seating portion extending from the seating portion to be seated on an outer surface of the holder case, a second bending portion bent in a direction opposite to the first bending portion from the seating portion, and an area of the upper portion of the seating portion extending from the second bending portion; It may include a locking portion located in.
  • the holder case has a guide protruding upward along the circumference of the first lead tab and the second lead tab, except for a region where the first bent portion is located to accommodate the first lead tab and the second lead tab. It may include wealth.
  • a rib inclined at one side may be formed in the holder case, and a rib insertion hole may be formed in the first lead tab corresponding to the rib.
  • the rib insertion hole may extend from one region of the fixing portion of the first lead tab to a fastening portion of the first lead tab.
  • a through hole is formed in one region of the protection circuit module, and a fastening groove is formed in the holder case corresponding to the through hole, and a fastening member may be inserted into the through hole and the fastening groove.
  • FIG. 1 is a perspective view of a battery pack of the present invention
  • Figure 2a is a perspective view showing a state before the first lead tab of the protection circuit module and the second lead tab of the battery cell
  • Figure 2b is A- of FIG. It is sectional drawing along A '.
  • a battery pack according to the present invention includes a plurality of battery cells 10, a holder case 20 accommodating the plurality of battery cells 10, and an outer side of the holder case 20. It includes a protective circuit module 30 is mounted.
  • the apparatus further includes a first lead tab 31 extending from the protection circuit module 30 and a second lead tab 12 electrically connecting the plurality of battery cells.
  • a fastening hole 32 is formed in the first lead tab 31, and a locking part 18 is formed in the second lead tab 12, so that the locking part 18 is caught in the fastening hole 32. It can be fastened to each other by.
  • the fastening method of the first lead tab 31 and the second lead tab 12 will be described later with reference to FIGS. 2A and 2B.
  • the plurality of battery cells 10 may include electrode portions 11 at both ends, and may be arranged in parallel in the longitudinal direction.
  • the plurality of battery cells 10 may be circular battery cells, respectively.
  • the present invention is not limited thereto, and may be formed of various types of battery cells to which the second lead tab 12 may be applied for the parallel and parallel connection between adjacent battery cells 10.
  • five battery cells 10 of the present invention are arranged in parallel in the longitudinal direction, and electrically connect various battery cells 10 to each other by using the second lead tab 12 to the electrode part 11. Can be.
  • the battery cell 10 may include an electrode assembly including a positive electrode current collector and a negative electrode current collector and a separator interposed therebetween, and the positive electrode terminal and the negative electrode connected to the electrode assembly and exposed to the outside. Terminals can be provided at both ends, respectively.
  • the positive electrode terminal and the negative electrode terminal may correspond to the electrode unit 11 in the present invention.
  • the plurality of battery cells 10 may be disposed adjacent to each other, and may be connected in series or in parallel by the second lead tabs 12.
  • the body 13 of the second lead tab 12 and the electrode 11 of the battery cell 10 may be electrically connected by welding. Electrode terminals of different polarities may be connected by the second lead tabs 12 in series to connect adjacent battery cells, and electrode terminals of the same polarity may be connected by the second lead tabs 12 in parallel to each other.
  • the second lead tab 12 may be formed of a conductive element such as copper to electrically connect the five battery cells 10.
  • the holder case 20 may be formed to surround side surfaces of the plurality of battery cells 10.
  • the holder case 20 may improve durability of the battery pack due to shocks, drops and vibrations from the outside.
  • the protection circuit module 30 may be mounted on an outer surface of the holder case 20 to mount electronic components or the like and configure a protection circuit. At this time, the protection circuit module 30 may be screwed to the holder case 20, or may be fixed by other fastening means.
  • the protection circuit module 30 may be provided with a first lead tab 31 for electrical connection with each battery cell 10.
  • the first lead tab 31 formed on the protection circuit module 30 may include a fixing part 34 and a fastening part 35.
  • the fixing part 34 may extend toward the holder case 20 from one area facing the holder case 20.
  • the fastening part 35 may be bent from the fixing part 34 in a direction parallel to the holder case 20 and may extend toward the electrode part 11 of the battery cell 10. At this time, the angle formed by the fixing part 34 and the fastening part 35 may be formed to 90 ° or less. That is, the fixing part 34 may be slightly obliquely formed with respect to the outer surface of the holder case 20.
  • One side of the second lead tab 12 fastened to the first lead tab 31 of the protection circuit module 30 may electrically connect between the electrode portions 11 of the plurality of battery cells 10.
  • the protection circuit module 30 may be positioned to correspond to the fastening portion 35 of the first lead tab 31.
  • the second lead tab 12 includes a body portion 13, an extension portion 14, a first bent portion 15, a seating portion 16, a second bent portion 17, and a locking portion 18. ) May be included.
  • the body portion 13 is connected to the electrode portion 11, the extension portion 14 may extend from the body portion (13).
  • the first bent portion 15 is bent from the extension portion 14 toward the outer surface of the holder case 20, and the seating portion 16 extends from the first bent portion 15 to the outer surface of the holder case 20. Can be seated.
  • the second bent part 17 is bent from the seating part 16 in a direction opposite to the first bent part 15, and the locking part 18 extends from the second bent part 17 to be seated ( 16) may be located in an area of the upper portion.
  • the fastening hole 32 is formed in one region of the fastening portion 35 of the first lead tab 31, and the locking portion 18 is formed in the second lead tab 12, and the fastening hole 32 is formed in the fastening hole 32.
  • the engaging portion 18 is fastened to the protection circuit module 30 and the battery cell 10 can be electrically connected.
  • the locking portion 18 may be formed in a hook shape.
  • fastening hole 32 is formed in the first lead tab 31 and the fastening portion 18 is formed in the second lead tab 12 to be fastened to each other, on the contrary, the fastening portion 32 is fastened to the first lead tab 31. 18 may be formed, and a fastening hole 32 may be formed in the second lead tab 12 to accommodate the locking portion 18.
  • the first lead tab 31 extending from the protection circuit module 30 includes a fastening hole 32 and is caught by an end of the second lead tab 12 connected to the battery cell 10.
  • the guide part 21 protrudes upward along the circumference of the first lead tab 31 and the second lead tab 12 except for the region where the first bent part 15 is located in the holder case 20. ) May be further included.
  • the first lead tab 31 and the second lead tab 12 are accommodated inside the guide portion 21, the first lead tab 31 and the first lead tab 31 and the first lead tab 31 and the second lead tab 12 are positioned at the correct position on the outer surface of the holder case 20. 2
  • the lead tab 12 can be seated.
  • a rib 22 having one side inclined may be formed in the holder case 20 at a position corresponding to the first lead tab 31 connected to the protection circuit module 30.
  • a rib insertion hole 33 may be formed in the first lead tab 31 corresponding to the rib 22.
  • the rib insertion hole 33 may extend from one region of the fixing portion 34 of the first lead tab 31 to one region of the fastening portion 35 of the first lead tab 31.
  • the engaging portion 18, which is an end of the second lead tab 12 is fastened to the fastening hole 32 of the first lead tab 31, and at the same time, to the rib insertion hole 33 of the first lead tab 31.
  • the rib 22 of the holder case 20 may be inserted. In this case, since one region of the rib 22 positioned on the fixing part 34 side of the first lead tab 31 is inclined, the rib 22 may be more easily inserted into the rib insertion hole 33. .
  • a typical battery pack can measure the voltage between each battery cell by connecting a monitoring wire or connecting a tap.
  • the monitoring wire must be connected to the protective circuit module, and the monitoring wire and the protective circuit module must be connected by soldering to the wire or the tap.
  • soldering to the wire or the tap.
  • Such a structure has a problem of increasing the defective rate of the battery pack.
  • the failure rate due to soldering and the use of the wire can be significantly reduced.
  • the holder case 20 may be formed to expose the electrode portions 11 of the plurality of battery cells 10. According to the holder case 20, it is possible to improve the durability of the battery pack due to shocks, drops and vibrations from the outside.
  • a first lead tab 31 may be formed on the lower surface of the protection circuit module 30 facing the holder case 20.
  • one end of the second lead tab 12 electrically connecting the plurality of battery cells 10 may be welded to the electrode unit 11, and the other end may be extended toward the upper surface of the holder case 20. .
  • the second lead tab 12 may be positioned below the first lead tab 31, and an end portion of the second lead tab 12 may be formed by a hook-shaped locking portion 18, and the locking portion ( A fastening hole 32 may be formed in the first lead tab 31 corresponding to 18.
  • the first lead tab 31 includes a fixing part 34 extending from the lower surface of the protection circuit module 30 toward the upper surface of the holder case 20, and an upper portion of the holder case 20 from the fixing part 34. It may include a fastening portion 35 extending in parallel with the surface.
  • the rib insertion hole 33 may be formed from one area of the fixing part 34 to one area of the fastening part 35, and the rib 22 may be formed in the holder case 20 corresponding to the rib insertion hole 33. Can be formed.
  • FIG. 3A is a perspective view illustrating a state in which a locking part of a second lead tab connected to a battery cell is inserted into a fastening hole of a first lead tab connected to a protection circuit module
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 3A
  • 3C is a perspective view of FIG. 3A seen from above.
  • the ribs 22 may be inserted into the rib insertion holes 33 while the locking portions 18 are fastened to the fastening holes 32 by the above-described configuration.
  • one side of the rib 22, that is, one side of the rib 22 contacting the fixing part 34 of the first lead tab 31 is formed to be inclined so that the rib 22 is easier to insert into the rib insertion hole 33. Can be inserted.
  • the first lead tab 31 connected to the protection circuit module 30 is formed to be inclined at an angle of about 80 ° between the fixing part 34 and the fastening part 35, and the ribs 22 of the holder case 20 are formed. ) May be inclined at about 40 °.
  • the angles of the first lead tab 31 and the different angles of the ribs 22 are different.
  • the first lead tab 31 is pushed in the inclined direction of the rib 22.
  • the first lead tab 31 and the second lead tab 12 may be locked to maintain the tension.
  • FIG. 4A is a perspective view illustrating a state in which a first lead tab connected to a protection circuit module and a second lead tab connected to a battery cell are fastened
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line CC ′ of FIG. 4A
  • FIG. 4C is FIG. 3A. A perspective view from above.
  • through holes 36 are formed in one region of the protection circuit module 30 to fix the protection circuit module 30 to the holder case 20.
  • the holder case 20 corresponding to the fastening groove 23 may be formed.
  • the protection circuit module 30 may be more firmly fastened onto the holder case 20.
  • the direction of the force may be changed from the vertical direction to the horizontal direction by the angle formed by the 34 and the fastening part 35 and the angle formed by the inclined side of the rib 22 formed in the holder case 20. That is, while the force applied from the upper portion of the protection circuit module 30 is changed in the lateral direction by the inclined ribs 22, the latch is generated between the first lead tab 31 and the second lead tab 12. Can be.
  • the protective circuit module 30 is mounted on the holder case 20 and the first lead tab 31 of the protective circuit module 30 is connected to the second lead tab of the battery cell 10. 12) can be locked.
  • the protection circuit module 30 and the plurality of battery cells 10 can be electrically connected without soldering, A / S can be performed more easily.
  • a battery pack that can improve the work convenience, such a battery pack is used as an energy source of mobile devices, electric vehicles, hybrid cars, other electric devices, and applied to external devices It can be used by varying the form in accordance with the type of.

Abstract

본 발명에 따른 배터리 팩은 양단에 전극부를 구비하며, 길이 방향으로 평행하게 배치되는 복수의 배터리 셀; 상기 복수의 배터리 셀이 수용되는 홀더케이스; 상기 홀더케이스 외측에 장착되는 보호회로모듈; 상기 보호회로모듈의 상기 홀더케이스와 대면하는 일 영역으로부터 상기 홀더케이스를 향하여 연장되는 고정부 및 상기 고정부로부터 상기 홀더케이스와 평행한 방향으로 절곡되어 상기 배터리 셀의 전극부를 향하여 연장된 체결부가 구비되는 적어도 하나의 제1 리드탭; 및 상기 배터리 셀의 전극부와 전기적으로 연결되어, 상기 보호회로모듈의 제1 리드탭의 체결부와 대응하도록 위치되는 제2 리드탭;을 포함하되, 상기 제1 리드탭 및 제2 리드탭 중 어느 하나에는 체결홀이 형성되고, 다른 하나에는 걸림부가 형성되어, 상기 걸림부가 체결홀에 체결됨에 의해 상기 보호회로모듈과 상기 배터리 셀이 전기적으로 연결된다.

Description

배터리 팩
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 작업 편의성을 향상시킬 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.
통상적으로 배터리 셀은 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 다양하게 그 형태를 변화시켜 사용한다.
휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 배터리 셀의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하다. 그러나, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량을 높일 수 있도록 복수의 배터리 셀을 전기적으로 연결하여 대용량의 배터리 팩을 구성한다.
이때, 복수의 배터리 셀은 이웃한 배터리 셀과 연결탭에 의하여 전기적으로 연결된다. 그리고, 이러한 배터리 팩은 내장된 배터리 셀의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다.
본 발명은 보호회로모듈과 연결된 제1 리드탭의 홀에 배터리 셀과 연결된 제2 리드탭의 걸림부가 삽입됨에 의해 별도의 납땜 작업 없이 보호회로모듈과 배터리 셀을 전기적으로 연결할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예들은 배터리 팩을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 양단에 전극부를 구비하며, 길이 방향으로 평행하게 배치되는 복수의 배터리 셀, 상기 복수의 배터리 셀이 수용되는 홀더케이스; 상기 홀더케이스 외측에 장착되는 보호회로모듈, 상기 보호회로모듈의 상기 홀더케이스와 대면하는 일 영역으로부터 상기 홀더케이스를 향하여 연장되는 고정부 및 상기 고정부로부터 상기 홀더케이스와 평행한 방향으로 절곡되어 상기 배터리 셀의 전극부를 향하여 연장된 체결부가 구비되는 적어도 하나의 제1 리드탭 및 상기 배터리 셀의 전극부와 전기적으로 연결되어, 상기 보호회로모듈의 제1 리드탭의 체결부와 대응하도록 위치되는 제2 리드탭을 포함하되, 상기 제1 리드탭 및 제2 리드탭 중 어느 하나에는 체결홀이 형성되고, 다른 하나에는 걸림부가 형성되어, 상기 걸림부가 체결홀에 체결됨에 의해 상기 보호회로모듈과 상기 배터리 셀이 전기적으로 연결되는, 배터리 팩이 제공된다.
본 발명에 의하면 배터리 셀의 걸림부가 보호회로모듈의 홀에 삽입됨에 따라 을 별도의 납땜 작업 없이 보호회로모듈과 배터리 셀 간을 전기적으로 연결할 수 있음으로써, A/S를 용이하게 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 배터리 팩에 대한 사시도.
도 2a는 보호회로모듈의 제1 리드탭과 배터리 셀의 제2 리드탭이 연결되기 전의 상태를 나타내는 사시도.
도 2b는 도 2a의 A-A'에 따른 단면도.
도 3a는 보호회로모듈에 연결된 제1 리드탭의 체결홀에 배터리 셀에 연결된 제2 리드탭의 걸림부가 삽입되는 상태를 나타내는 사시도.
도 3b는 도 3a의 B-B'에 따른 단면도.
도 3c는 도 3a를 상부에서 바라본 사시도.
도 4a는 보호회로모듈에 연결된 제1 리드탭과 배터리 셀에 연결된 제2 리드탭이 체결된 상태를 나타내는 사시도.
도 4b는 도 4a의 C-C'에 따른 단면도.
도 4c는 도 3a를 상부에서 바라본 사시도.
본 발명에 따른 배터리 팩은 양단에 전극부를 구비하며, 길이 방향으로 평행하게 배치되는 복수의 배터리 셀; 상기 복수의 배터리 셀이 수용되는 홀더케이스; 상기 홀더케이스 외측에 장착되는 보호회로모듈; 상기 보호회로모듈의 상기 홀더케이스와 대면하는 일 영역으로부터 상기 홀더케이스를 향하여 연장되는 고정부 및 상기 고정부로부터 상기 홀더케이스와 평행한 방향으로 절곡되어 상기 배터리 셀의 전극부를 향하여 연장된 체결부가 구비되는 적어도 하나의 제1 리드탭; 및 상기 배터리 셀의 전극부와 전기적으로 연결되어, 상기 보호회로모듈의 제1 리드탭의 체결부와 대응하도록 위치되는 제2 리드탭;을 포함하되, 상기 제1 리드탭 및 제2 리드탭 중 어느 하나에는 체결홀이 형성되고, 다른 하나에는 걸림부가 형성되어, 상기 걸림부가 체결홀에 체결됨에 의해 상기 보호회로모듈과 상기 배터리 셀이 전기적으로 연결된다.
여기서, 상기 제1 리드탭에는 체결홀이 형성되고, 상기 제2 리드탭에는 걸림부가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 걸림부는 후크 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 리드탭은 상기 전극부에 연결된 몸체부와, 상기 몸체부로부터 연장되는 연장부와, 상기 연장부로부터 상기 홀더케이스 외면을 향하여 절곡되는 제1 절곡부와, 상기 제1 절곡부로부터 연장되어 상기 홀더케이스 외면에 안착되는 안착부와, 상기 안착부로부터 상기 제1 절곡부와 반대되는 방향으로 절곡되는 제2 절곡부 및 상기 제2 절곡부로부터 연장되어 상기 안착부 상부의 일 영역에 위치되는 걸림부를 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 홀더케이스에는 상기 제1 리드탭 및 제2 리드탭을 수용하도록 상기 제1 절곡부가 위치된 영역을 제외하고, 상기 제1 리드탭 및 제2 리드탭 둘레를 따라 상부를 향하여 돌출된 가이드부를 포함할 수 있다.
게다가, 상기 홀더케이스에는 일측이 경사진 리브가 형성되고, 상기 리브와 대응하는 상기 제1 리드탭에는 리브 삽입홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 리브 삽입홀은 상기 제1 리드탭의 고정부 일 영역으로부터 상기 제1 리드탭의 체결부까지 연장 형성될 수 있다.
그리고, 상기 보호회로모듈의 일 영역에는 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀과 대응하는 상기 홀더케이스에는 체결홈이 형성되어, 상기 관통홀 및 체결홈에 체결부재가 삽입 결합될 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 아울러, 도면에서 각 구성의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장될 수 있으며 실제 구성의 두께나 크기와 다를 수 있다.
도 1은 본 발명의 배터리 팩에 대한 사시도이고, 도 2a는 보호회로모듈의 제1 리드탭과 배터리 셀의 제2 리드탭이 연결되기 전의 상태를 나타내는 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 2b를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩은 복수의 배터리 셀(10)과, 복수의 배터리 셀(10)을 수용하는 홀더케이스(20)와, 홀더케이스(20)의 외측에 장착되는 보호회로모듈(30)을 포함한다. 그리고, 보호회로모듈(30)로부터 연장되는 제1 리드탭(31)과, 복수의 배터리 셀을 전기적으로 연결하는 제2 리드탭(12)을 더 포함한다. 이때, 제1 리드탭(31)에는 체결홀(32)이 형성되고, 제2 리드탭(12)에는 걸림부(18)가 형성되어, 체결홀(32)에 걸림부(18)가 걸림에 의해 상호 체결될 수 있다. 이러한 제1 리드탭(31)과 제2 리드탭(12)의 체결 방식에 대하여는 도 2a 및 도 2b를 참조하여 후술한다.
이하에서는 본원발명의 배터리 팩의 각 구성에 대하여 간략하게 설명한다.
먼저, 복수의 배터리 셀(10)은 양단에 전극부(11)를 구비하며, 길이 방향으로 평행하게 배치될 수 있다. 그리고, 복수의 배터리 셀(10)은 각각 원형의 배터리 셀일 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 인접한 배터리 셀(10) 간의 직병렬 연결을 위하여 제2 리드탭(12)이 적용될 수 있는 다양한 종류의 배터리 셀로 형성될 수 있다. 그리고, 본 발명의 배터리 셀(10)은 5개가 길이 방향으로 평행하게 배치되며, 전극부(11)에 제2 리드탭(12)을 이용하여 각 배터리 셀(10) 간을 전기적으로 다양하게 연결할 수 있다.
이러한 배터리 셀(10)은 그 내부에 양극 집전체와 음극 집전체 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터로 구성되는 전극조립체를 포함할 수 있으며, 전극조립체에 연결되어 외부로 노출되는 양극 전극단자와 음극 전극단자를 양단에 각각 구비할 수 있다. 여기서, 양극 전극단자와 음극 전극단자는 본 발명에서 전극부(11)에 해당될 수 있다.
복수의 배터리 셀(10)은 서로 인접하게 배치되어, 제2 리드탭(12)에 의해 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 제2 리드탭(12)의 몸체부(13)와 배터리 셀(10)의 전극부(11)는 용접에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 인접한 배터리 셀들 간의 직렬 연결을 위해서는 서로 다른 극성의 전극단자들이 제2 리드탭(12)에 의해 연결되고, 병렬 연결을 위해서는 서로 같은 극성의 전극단자들이 제2 리드탭(12)에 의해 연결될 수 있다. 여기서, 제2 리드탭(12)은 구리와 같은 전도성 소자 등으로 형성되어 5개의 배터리 셀(10)을 전기적으로 연결할 수 있다.
홀더케이스(20)는 복수의 배터리 셀(10)의 측면을 감싸도록 형성될 수 있다. 이러한 홀더케이스(20)는 외부로부터의 충격과 낙하 및 진동에 의한 배터리 팩의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 보호회로모듈(30)은 홀더케이스(20) 외면에 장착되며, 전자부품 등을 실장하고, 보호회로 등을 구성할 수 있다. 이때, 보호회로모듈(30)은 홀더케이스(20)에 나사 결합되거나, 다른 체결수단에 의해 고정될 수 있다.
그리고, 보호회로모듈(30)에는 각 배터리 셀(10)과 전기적인 연결을 위한 제1 리드탭(31)이 구비될 수 있다. 보호회로모듈(30)에 형성된 제1 리드탭(31)은 고정부(34) 및 체결부(35)를 포함할 수 있다. 여기서, 고정부(34)는 홀더케이스(20)와 대면하는 일 영역으로부터 홀더케이스(20)를 향하여 연장될 수 있다. 그리고, 체결부(35)는 고정부(34)로부터 홀더케이스(20)와 평행한 방향으로 절곡되어 배터리 셀(10)의 전극부(11)를 향하여 연장될 수 있다. 이때, 고정부(34)와 체결부(35)가 이루는 각은 90° 이하로 형성될 수 있다. 즉, 고정부(34)가 홀더케이스(20)의 외면에 대하여 약간 비스듬하게 형성될 수 있다.
보호회로모듈(30)의 제1 리드탭(31)과 체결되는 제2 리드탭(12)의 일측은 복수의 배터리 셀(10)의 전극부(11) 간을 전기적으로 연결할 수 있으며, 타측은 보호회로모듈(30)의 제1 리드탭(31)의 체결부(35)와 대응하도록 위치될 수 있다. 보다 상세하게, 제2 리드탭(12)은 몸체부(13), 연장부(14), 제1 절곡부(15), 안착부(16), 제2 절곡부(17) 및 걸림부(18)를 포함할 수 있다.
먼저, 몸체부(13)는 전극부(11)에 연결되며, 연장부(14)는 몸체부(13)로부터 연장될 수 있다. 그리고, 제1 절곡부(15)는 연장부(14)로부터 홀더케이스(20) 외면을 향하여 절곡되며, 안착부(16)는 제1 절곡부(15)로부터 연장되어 홀더케이스(20) 외면에 안착될 수 있다. 또한, 제2 절곡부(17)는 안착부(16)로부터 제1 절곡부(15)와 반대되는 방향으로 절곡되며, 걸림부(18)는 제2 절곡부(17)로부터 연장되어 안착부(16) 상부의 일 영역에 위치될 수 있다.
본 발명에서 제1 리드탭(31)의 체결부(35) 일 영역에는 체결홀(32)이 형성되고, 제2 리드탭(12)에는 걸림부(18)가 형성되어, 체결홀(32)에 걸림부(18)가 체결됨에 의해 보호회로모듈(30)과 배터리 셀(10)이 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 걸림부(18)는 후크 형상으로 형성될 수 있다.
여기서, 제1 리드탭(31)에 체결홀(32)이 형성되고, 제2 리드탭(12)에 걸림부(18)가 형성되어 상호 체결되었지만, 반대로 제1 리드탭(31)에 걸림부(18)가 형성되고, 제2 리드탭(12)에 걸림부(18)를 수용하는 체결홀(32)이 형성되어도 됨은 물론이다.
이와 같이, 본 발명은 보호회로모듈(30)로부터 연장된 제1 리드탭(31)이 체결홀(32)을 포함하고, 배터리 셀(10)과 연결된 제2 리드탭(12)의 단부에 걸림부(18)가 형성됨으로써, 용접 없이도 상호 결합이 가능하다.
더욱이, 홀더케이스(20)에는 제1 절곡부(15)가 위치된 영역을 제외하고, 제1 리드탭(31) 및 제2 리드탭(12) 둘레를 따라 상부를 향하여 돌출된 가이드부(21)를 더 포함할 수 있다. 이와 같이, 제1 리드탭(31) 및 제2 리드탭(12)이 가이드부(21)의 내측에 수용되므로, 홀더케이스(20) 외측면의 정확한 위치에 제1 리드탭(31) 및 제2 리드탭(12)을 안착시킬 수 있다.
그리고, 보호회로모듈(30)에 연결된 제1 리드탭(31)과 대응하는 위치의 홀더케이스(20)에는 일측이 경사진 리브(22)가 형성될 수 있다. 이러한 리브(22)와 대응하는 제1 리드탭(31)에는 리브 삽입홀(33)이 형성될 수 있다.
여기서, 리브 삽입홀(33)은 제1 리드탭(31)의 고정부(34) 일 영역으로부터 제1 리드탭(31)의 체결부(35) 일 영역까지 연장 형성될 수 있다. 이에 의해 제2 리드탭(12)의 단부인 걸림부(18)가 제1 리드탭(31)의 체결홀(32)에 체결되는 동시에 제1 리드탭(31)의 리브 삽입홀(33)에 홀더케이스(20)의 리브(22)가 삽입될 수 있다. 이때, 제1 리드탭(31)의 고정부(34) 측에 위치된 리브(22)의 일 영역이 경사지게 형성됨으로써, 리브(22)가 리브 삽입홀(33)에 보다 용이하게 삽입될 수 있다.
일반적인 배터리 팩은 모니터링 와이어를 연결하거나 탭을 연결하여 각 배터리 셀 간의 전압을 측정할 수 있다. 이를 위하여, 모니터링 와이어를 보호회로모듈에 연결해야 하며, 모니터링 와이어와 보호회로모듈은 와이어 혹은 탭에 납땜을 수행하여 연결해야 한다. 이러한 구조는 복잡하여 배터리 팩의 불량률을 높이는 문제가 있다. 하지만, 본 발명에서는 모니터링 와이어를 사용하지 않음으로써, 납땜 및 와이어 사용에 따른 불량률을 현저하게 저감시킬 수 있다.
본 발명에서 홀더케이스(20)는 복수의 배터리 셀(10)의 전극부(11)를 노출시키도록 형성될 수 있다. 이러한 홀더케이스(20)에 의하면, 외부로부터의 충격과 낙하 및 진동에 의한 배터리 팩의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 홀더케이스(20)와 대면하는 보호회로모듈(30)의 하부면에는 제1 리드탭(31)이 형성될 수 있다. 그리고, 복수의 배터리 셀(10) 간을 전기적으로 연결하는 제2 리드탭(12)의 일단은 전극부(11)에 용접되고, 타단은 홀더케이스(20) 상부면을 향하여 연장 절곡될 수 있다.
여기서, 제2 리드탭(12)은 제1 리드탭(31)의 하부에 위치될 수 있으며, 제2 리드탭(12)의 단부는 후크 형상의 걸림부(18)로 형성되며, 걸림부(18)와 대응하는 제1 리드탭(31)에는 체결홀(32)이 형성될 수 있다.
그리고, 제1 리드탭(31)은 보호회로모듈(30)의 하부면으로부터 홀더케이스(20) 상부면을 향하여 연장되는 고정부(34)와, 고정부(34)로부터 홀더케이스(20) 상부면과 평행하게 연장되는 체결부(35)를 포함할 수 있다. 이러한 고정부(34)의 일 영역으로부터 체결부(35)의 일 영역까지 리브 삽입홀(33)이 형성될 수 있으며, 리브 삽입홀(33)과 대응하는 홀더케이스(20)에는 리브(22)가 형성될 수 있다.
도 3a는 보호회로모듈에 연결된 제1 리드탭의 체결홀에 배터리 셀에 연결된 제2 리드탭의 걸림부가 삽입되는 상태를 나타내는 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 B-B'에 따른 단면도이며, 도 3c는 도 3a를 상부에서 바라본 사시도이다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 상기와 같은 구성에 의하여 체결홀(32)에 걸림부(18)가 체결되는 동시에 리브 삽입홀(33)에도 리브(22)가 삽입될 수 있다. 이때, 리브(22)의 일측, 즉, 제1 리드탭(31)의 고정부(34)와 맞닿는 리브(22)의 일측이 경사지게 형성되어 리브(22)가 리브 삽입홀(33)에 보다 용이하게 삽입될 수 있다.
여기서, 보호회로모듈(30)에 연결된 제1 리드탭(31)은 고정부(34)와 체결부(35)가 이루는 각이 약 80°로 경사지게 형성되며, 홀더케이스(20)의 리브(22)는 약 40°로 경사지게 형성될 수 있다. 이에 의해 보호회로모듈(30)을 홀더케이스(20) 외면에 장착하기 위하여, 보호회로모듈(30)의 상부에서 가압하는 경우 제1 리드탭(31)의 각도와 리브(22)의 서로 다른 각도에 의하여 제1 리드탭(31)이 리브(22)의 경사진 방향으로 밀리게 된다. 이에 의해 제1 리드탭(31)과 제2 리드탭(12)이 텐션을 유지하도록 락킹될 수 있다.
도 4a는 보호회로모듈에 연결된 제1 리드탭과 배터리 셀에 연결된 제2 리드탭이 체결된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 C-C'에 따른 단면도이며, 도 4c는 도 3a를 상부에서 바라본 사시도이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 보호회로모듈(30)을 홀더케이스(20)에 고정하기 위하여, 보호회로모듈(30)의 일 영역에는 관통홀(36)이 형성되며, 관통홀(36)과 대응하는 홀더케이스(20)에는 체결홈(23)이 형성될 수 있다. 그리고, 관통홀(36)을 관통한 체결부재(50)가 체결홈(23)에 삽입 결합됨에 의해 보호회로모듈(30)이 보다 견고하게 홀더케이스(20) 상에 체결될 수 있다.
제1 리드탭(31)과 제2 리드탭(12)의 체결을 위하여 보호회로모듈(30)을 상부에서 가압할 시, 보호회로모듈(30)에 연결된 제1 리드탭(31)에서 고정부(34) 및 체결부(35)가 이루는 각도와, 홀더케이스(20)에 형성된 리브(22)의 경사진 일측이 이루는 각도에 의하여, 힘의 방향이 세로 방향에서 가로 방향으로 변경될 수 있다. 즉, 보호회로모듈(30)의 상부에서 가해지는 힘이 경사진 리브(22)에 의해 측면 방향으로 변경되면서, 제1 리드탭(31)과 제2 리드탭(12) 간에 걸림이 발생되도록 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 보호회로모듈(30)을 홀더케이스(20) 상에 장착함과 동시에 보호회로모듈(30)의 제1 리드탭(31)이 배터리 셀(10)의 제2 리드탭(12)에 락킹(locking)될 수 있다. 이에 의해 보호회로모듈(30)과 복수의 배터리 셀(10)을 납땜 없이 전기적으로 연결할 수 있음으로써, A/S를 보다 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 작업 편의성을 향상시킬 수 있는 배터리 팩이 제공되며, 이러한 배터리 팩은 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 그 밖의 전기기기의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 다양하게 그 형태를 변화시켜 사용될 수 있다.

Claims (8)

  1. 양단에 전극부를 구비하며, 길이 방향으로 평행하게 배치되는 복수의 배터리 셀;
    상기 복수의 배터리 셀이 수용되는 홀더케이스;
    상기 홀더케이스 외측에 장착되는 보호회로모듈;
    상기 보호회로모듈의 상기 홀더케이스와 대면하는 일 영역으로부터 상기 홀더케이스를 향하여 연장되는 고정부 및 상기 고정부로부터 상기 홀더케이스와 평행한 방향으로 절곡되어 상기 배터리 셀의 전극부를 향하여 연장된 체결부가 구비되는 적어도 하나의 제1 리드탭; 및
    상기 배터리 셀의 전극부와 전기적으로 연결되어, 상기 보호회로모듈의 제1 리드탭의 체결부와 대응하도록 위치되는 제2 리드탭;을 포함하되,
    상기 제1 리드탭 및 제2 리드탭 중 어느 하나에는 체결홀이 형성되고, 다른 하나에는 걸림부가 형성되어, 상기 걸림부가 체결홀에 체결됨에 의해 상기 보호회로모듈과 상기 배터리 셀이 전기적으로 연결되는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 리드탭에는 체결홀이 형성되고, 상기 제2 리드탭에는 걸림부가 형성되는 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 걸림부는 후크 형상으로 형성되는 배터리 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 리드탭은 상기 전극부에 연결된 몸체부와, 상기 몸체부로부터 연장되는 연장부와, 상기 연장부로부터 상기 홀더케이스 외면을 향하여 절곡되는 제1 절곡부와, 상기 제1 절곡부로부터 연장되어 상기 홀더케이스 외면에 안착되는 안착부와, 상기 안착부로부터 상기 제1 절곡부와 반대되는 방향으로 절곡되는 제2 절곡부 및 상기 제2 절곡부로부터 연장되어 상기 안착부 상부의 일 영역에 위치되는 걸림부를 포함하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 홀더케이스에는 상기 제1 리드탭 및 제2 리드탭을 수용하도록 상기 제1 절곡부가 위치된 영역을 제외하고, 상기 제1 리드탭 및 제2 리드탭 둘레를 따라 상부를 향하여 돌출된 가이드부를 포함하는 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 홀더케이스에는 일측이 경사진 리브가 형성되고, 상기 리브와 대응하는 상기 제1 리드탭에는 리브 삽입홀이 형성되는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 리브 삽입홀은 상기 제1 리드탭의 고정부 일 영역으로부터 상기 제1 리드탭의 체결부까지 연장 형성되는 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보호회로모듈의 일 영역에는 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀과 대응하는 상기 홀더케이스에는 체결홈이 형성되어, 상기 관통홀 및 체결홈에 체결부재가 삽입 결합되는 배터리 팩.
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