WO2021107517A1 - 배터리 팩, 전자 디바이스, 및 자동차 - Google Patents

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이범직
손영수
윤형철
이영규
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a battery pack, an electronic device, and a vehicle, and more particularly, to a battery pack with improved waterproof performance.
  • lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, so charging and discharging are free, The self-discharge rate is very low and the energy density is high, attracting attention.
  • lithium secondary batteries mainly use a lithium-based oxide and a carbon material as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively.
  • a lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate to which the positive electrode active material and the negative electrode active material are respectively applied with a separator interposed therebetween, and a cylindrical battery can sealing the electrode assembly together with an electrolyte as an exterior material.
  • secondary batteries have been widely used not only in small devices such as portable electronic devices, but also in medium and large devices such as automobiles and power storage devices. When used in such a medium-large device, a large number of secondary batteries are electrically connected to increase capacity and output.
  • such a battery pack in addition to the module case for accommodating the plurality of secondary batteries, to protect the plurality of battery cells from external impact or to store and store, it is common to further include a metal outer housing. And, such an outer housing, it is necessary to increase the waterproof ability to prevent the penetration of water from the outside to the inside.
  • an object of the present invention is to provide a battery pack, an electronic device, and a vehicle having improved waterproof performance, as devised to solve the above problems.
  • a connector provided with a connection terminal configured to receive electricity from an external device or to supply power to the outside, and a main body configured to surround a portion of the connection terminal with electrical insulation;
  • a pack housing configured to have an internal space accommodating the plurality of secondary batteries and having an insertion hole into which at least a portion of the main body of the connector is inserted;
  • a gasket for a connector interposed between the insertion hole and the connector, a portion having a portion bent at least once in one direction, and at least a portion of which is press-fixed by inserting the connector into the insertion hole.
  • the pack housing is provided with a receiving portion formed by inserting the peripheral portion of the insertion hole inward,
  • the connector is a first connector
  • a fixing part configured to protrude from an upper portion of the insertion part in a horizontal direction and be fixed to the receiving part may be provided.
  • a mounting portion configured to be press-fixed to the receiving portion by the fixing portion
  • It may include a first bent portion bent downwardly extending from the mounting portion to be inserted into the insertion hole and fixed by compression by the insertion portion.
  • a second bent part extending upwardly from the mounting part and extending between the inner sidewall of the accommodating part and the fixing part of the connector may be further provided.
  • a third bent part exposed to the outside of the accommodating part and extending in a horizontal direction from an end of the second bent part in an extension direction may be further provided.
  • It may further include a protrusion exposed to the outside of the accommodating part, formed at an end of the second bent part in an extension direction, and configured to cover a gap between the second bent part and the fixing part.
  • the insertion part may be formed with a pressing protrusion configured to press the first bent part in a direction in which an edge of the insertion hole is located.
  • a tapered structure configured to decrease in diameter in a downward direction may be formed in the insertion hole.
  • a cushion portion formed by protruding a periphery of the through hole to cushion the bolt from compressing the peripheral portion of the through hole may be further provided.
  • the electronic device according to the present invention for achieving the above object includes at least one battery pack.
  • the vehicle according to the present invention for achieving the above object includes at least one battery pack.
  • the battery pack of the present invention is interposed between the insertion hole and the connector, a portion has a portion bent at least once in one direction, and at least a portion inserts the connector into the insertion hole of the top cover.
  • the connector gasket is bent upwardly from the mounting portion and further provided with a second bent portion interposed between the inner side wall of the receiving portion and the fixing portion of the connector, as shown in FIG.
  • gaskets for connectors it has more bending structures and crimping parts, so it is possible to further improve the sealing property between the connector and the receiving part.
  • the connector gasket is exposed to the outside of the accommodating part and further includes a protrusion formed at the end of the second bent part in the extension direction, so that, compared to the connector gasket of FIG. 9, the connector and It is possible to further improve the airtightness between the receiving portions, and it is possible to prevent the first bent portion from being pushed down in the downward direction so that it can be properly positioned in the insertion hole. Accordingly, it is possible to improve the manufacturing efficiency of the battery pack and further improve the waterproof ability.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically illustrating a state in which some components of a battery pack are separated according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically illustrating a connector of a battery pack and a gasket for a connector according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically illustrating a top cover that is a part of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing a gasket for a connector, which is a part of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a state in which the battery pack of FIG. 1 is cut along line C-C'.
  • FIG. 8 is a perspective view schematically showing a gasket for a connector, which is a part of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a portion of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a portion of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a portion of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a portion of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a portion of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is an exploded perspective view schematically illustrating a state in which some components of a battery pack are separated according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically illustrating a connector and a gasket for a connector of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 300 of the present invention includes a plurality of secondary batteries 100 , a connector 320 , a pack housing 310 , and a gasket 330 for a connector.
  • the plurality of secondary batteries 100 may be can-type secondary batteries 100 .
  • the secondary battery 100 may include an electrode assembly 110 , a battery can 112 , and a cap assembly 113 .
  • the electrode assembly 110 may have a structure wound with a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the positive electrode tab 114 is attached to the positive electrode plate to be connected to the cap assembly 113 , and the negative electrode tab to the negative electrode plate A 115 may be attached and connected to the lower end of the battery can 112 .
  • the battery can 112 may have an empty space therein to accommodate the electrode assembly 110 .
  • the battery can 112 may be configured in a cylindrical or prismatic shape, with an open top.
  • the battery can 112 may be made of a metal material such as steel or aluminum to secure rigidity.
  • the battery can 112 may have a negative electrode tab attached to a lower end thereof, so that the battery can 112 itself may function as a negative terminal as well as the lower portion of the battery can 112 .
  • the cap assembly 113 may be coupled to the upper open portion of the battery can 112 to seal the open end of the battery can 112 .
  • the cap assembly 113 may have a circular or prismatic shape depending on the shape of the battery can 112, and includes sub-components such as a top cap (C1), a safety vent (C2), and a gasket (C3). can do.
  • the top cap C1 may be positioned at the top of the cap assembly 113 and configured to protrude upward.
  • the top cap C1 may function as a positive electrode terminal in the secondary battery 100 .
  • the top cap C1 may be electrically connected to another secondary battery 100 , a load, or a charging device through an external device, for example, the bus bar 220 .
  • the top cap C1 may be formed of, for example, a metal material such as stainless steel or aluminum.
  • the safety vent C2 may be configured to deform when the internal pressure of the secondary battery 100 , that is, the internal pressure of the battery can 112 increases to a certain level or more.
  • the gasket C3 may be made of a material having electrical insulation so that the edge portions of the top cap C1 and the safety vent C2 may be insulated from the battery can 112 .
  • the cap assembly 113 may further include a current blocking member C4.
  • the current interrupting member C4 is also called a CID (Current Interrupt Device), and when the internal pressure of the battery increases due to gas generation and the shape of the safety vent C2 is reversed, between the safety vent C2 and the current interrupting member C4 is cut off or the current blocking member C4 is damaged, so that the electrical connection between the safety vent C2 and the electrode assembly 110 may be blocked.
  • CID Current Interrupt Device
  • the configuration of the secondary battery 100 is widely known to those skilled in the art at the time of filing the present invention, a more detailed description thereof will be omitted herein.
  • the battery pack 300 according to the present invention is not limited to the configuration of a specific type of secondary battery. That is, various secondary batteries known at the time of filing of the present invention may be employed in the battery pack 300 according to the present invention.
  • the secondary battery 100 of FIG. 3 is illustrated based on the cylindrical secondary battery 100 , a prismatic secondary battery may be applied to the battery pack 300 according to the present invention.
  • the plurality of secondary batteries 100 may be arranged in a left-right direction (X-axis direction) and an up-down direction (Z-axis direction).
  • the plurality of secondary batteries 100 may be arranged in vertical and horizontal directions.
  • the plurality of secondary batteries 100 may be arranged in a form in which tubular portions of the cylindrical battery can ( 112 in FIG. 3 ) face each other.
  • the plurality of secondary batteries 100 may be configured to be laid down in a horizontal direction (Y-axis direction).
  • the horizontal direction means a direction parallel to the ground.
  • each of the 112 secondary batteries 100 may be configured to be elongated in the front-rear direction.
  • the positive terminal 111a and the negative terminal 111b may be positioned in each of the front and rear directions.
  • directions such as before, after, left, right, up, and down described in the present specification may vary depending on the position of the observer or the placed shape of the object.
  • directions such as front, rear, left, right, top, and bottom are separately indicated with reference to the time of viewing in the F direction.
  • the module case 210 may include a first case 217 and a second case 219 .
  • the first case 217 may be configured such that the second case 219 is coupled to the rear side.
  • the battery pack 300 when viewed from the Y-axis direction, the battery pack 300 includes the first case 217 and the second case 217 located at the rear of the first case 217 .
  • a case 219 may be provided.
  • a hollow H1 configured to be inserted into a front portion and a rear portion of the secondary battery 100 may be formed in each of the first case 217 and the second case 219 .
  • the module case 210 may be provided with an outer wall 211 . Therefore, according to this configuration of the present invention, the module case 210 can effectively protect the plurality of secondary batteries 100 accommodated therein from external impact by having the outer wall 211 .
  • At least two or more secondary batteries 100 may be accommodated in a horizontal direction (Y-axis direction) in a laid-down form.
  • the stacking direction is not necessarily limited to one direction, and may be an up-down direction (Z-axis direction) according to a direction in which the secondary battery 100 is laid down.
  • the secondary battery 100 since the side exposure of the secondary battery 100 is blocked by the module case 210 having electrical insulation properties, the secondary battery 100 has improved electrical insulation with an external conductive object and , can be protected from external physical and chemical factors.
  • the battery pack 300 of the present invention may include a plurality of bus bars 220 .
  • the plurality of bus bars 220 may electrically connect between the plurality of secondary batteries 100 , for example, between all secondary batteries 100 . That is, one bus bar 220 may electrically connect some of the secondary batteries 100 .
  • at least a portion of the bus bar 220 may be made of an electrically conductive material.
  • the bus bar 220 may be made of a metal material such as copper, aluminum, nickel, or the like.
  • the bus bar 220 may have a structure in which two types of plates using different main materials are joined.
  • the bus bar 220 may have a form in which a plate made of a nickel material and a plate made of a copper main material are joined.
  • the bus bar 220 may be configured in a plate shape. Moreover, the bus bar 220 may be configured in the form of a metal plate to ensure rigidity and electrical conductivity. In particular, the bus bar 220 may be configured to be erected along the electrode terminals 111 of the plurality of secondary batteries 100 in the vertical direction (the Z-axis direction in the drawing).
  • the plurality of secondary batteries 100 are laid down long in the front-rear direction (Y-axis direction in the drawing) in the left-right direction (X-axis direction in the drawing) and/or in the vertical direction (Z-axis direction in the drawing).
  • the electrode terminals 111 of several secondary batteries 100 may be positioned at both ends in the front-rear direction (Y-axis direction).
  • the bus bar 220 extends flat in the left and right and up and down directions as a plate, and is erected with respect to the ground.
  • bus bar 220 may contact the electrode terminals 111 of at least some of the secondary batteries 100 and electrically connect them in parallel and in series.
  • an electrically insulating insulating sheet 340 may be provided on the outside of the bus bar 220 .
  • each of the two insulating sheets 340 may be provided on the front side of the bus bar 220 located on the front side and the rear side of the bus bar 220 located on the rear side, respectively. .
  • the connector 320 may include a connection terminal 323 and a body 321 .
  • the connection terminal 323 may be connected to a charging terminal (not shown) to receive electricity from an external charging device (not shown) when electric charging of the plurality of secondary batteries 100 is required.
  • the connection terminal 323 may be electrically connected to an external connection terminal (not shown) to supply power to the outside.
  • the connector 320 may be configured to electrically connect to the BMS module 280 .
  • connection terminal 323 may be a female connection terminal or a male connection terminal.
  • the connection terminal 323 may be a female connection terminal 323 embedded in a connection hole 321h into which an external male connection terminal (not shown) can be inserted.
  • the connection terminal 323 may include an electrically conductive metal or alloy.
  • the metal may be nickel, copper, aluminum, or the like.
  • the main body 321 may include an electrically insulating synthetic resin.
  • the main body 321 may have a space for accommodating the connection terminal 323 therein.
  • the main body 321 forms an exterior of the connector 320 .
  • the main body 321 may be provided with a coupling portion 321t configured to insert an external male connector (not shown).
  • the coupling part 321t may have a tubular structure extending in the vertical direction.
  • the tubular structure of the coupling part 321t may be spaced apart from the connection hole 321h by a predetermined distance so that a portion of the external male connector 320 is inserted to form a predetermined space.
  • the main body 321 may include a fixing part 321f extending in a horizontal direction formed at the lower end of the tubular structure of the coupling part 321t.
  • a fixture H3 may be formed in the fixing part 321f to be bolted to the pack housing 310 .
  • the main body 321 may be provided with an insertion part 321s extending downward and protruding at the lower end of the fixing part 321f. That is, the fixing part 321f may be located above the insertion part 321s.
  • the connector 320 includes wires L1 and L2 configured to electrically connect the plurality of secondary batteries 100 and the connection terminal 323 to each other, the connection terminal located inside the body 321 . (323) can be connected.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically illustrating a top cover that is a part of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the pack housing 310 includes an upper cover 312 configured to form an inner space accommodating the plurality of secondary batteries 100 , an intermediate housing 314 , and a lower support part 313 .
  • the intermediate housing 314 may be coupled to a lower portion of the top cover 312 .
  • a first sealing gasket ( 380 of FIG. 7 ) may be interposed between the upper cover 312 and the intermediate housing 314 .
  • a linear groove (H7 in FIG. 7) extending along the edge of the lower end of the top cover may be formed, and the first sealing gasket (380 in FIG. 7) is formed in the linear groove (H7). can be inserted.
  • the lower end support portion 313 may be coupled to the lower portion of the intermediate housing 314 .
  • a second sealing gasket 390 may be interposed between the intermediate housing 314 and the lower support part 313 .
  • the second sealing gasket 390 may be formed with a linear groove (H8 in FIG. 2 ) extending along the horizontal edge of the lower support part 313 , and the linear groove H8 has a second groove. 2 A sealing gasket 390 may be inserted.
  • the top cover 312 may have an outer shape to cover the upper portion of the module case 210 accommodated in the pack housing 310 .
  • the intermediate housing 314 may have a rectangular tubular shape in which upper and lower portions are open.
  • the lower support part 313 may have a box shape with an open top, and may include a side wall and a lower wall.
  • top cover 312 may be provided with a handle 312d on the top.
  • a vent part 370 for discharging internal gas to the outside may be formed under the handle 312d when the internal pressure is higher than a predetermined value.
  • an insertion hole H2 may be formed in the right portion of the upper cover 312 to insert at least a portion of the main body 321 of the connector 320 .
  • the insertion part 321s of the main body 321 of the connector 320 may be inserted into the insertion hole H2 of the top cover 312 .
  • the upper cover 312 may be provided with a receiving portion 312a formed by inserting a periphery of the insertion hole H2 inwardly.
  • the 'inward direction' may be a direction in which the BMS module ( 280 of FIG. 2 ) accommodated in the top cover 312 is located.
  • the accommodating part 312a may be formed to have a size corresponding to that of the fixing part 321f of the connector 320 . That is, the accommodating part 312a may have a shape that is recessed to a depth sufficient to insert the fixing part 321f of the connector 320 .
  • a bolt hole H4 configured to insert a bolt into the receiving portion 312a may be formed.
  • the bolt hole H4 may be configured to bolt the fixing part 321f of the connector 320 onto the receiving part 321f. For example, as shown in FIG. 5 , four bolt holes H4 (some not visible) may be formed in the receiving portion 312a.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing a gasket for a connector, which is a part of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a state in which the battery pack of FIG. 1 is cut along the line C-C'.
  • a portion of the gasket 330 for the connector is between the insertion hole H2 and the connector 320 so that foreign substances do not flow between the insertion hole H2 and the connector 320 .
  • the gasket 330 for the connector may have a portion 333 in which a portion is bent at least once in one direction.
  • the connector gasket 330 may have a portion 333 bent once downward from the center portion.
  • the bent portion 333 of the gasket 330 for the connector may be press-fixed to the insertion hole H2 by inserting the insertion portion 321s of the connector 320 into the insertion hole H2.
  • the gasket 330 for the connector may include synthetic rubber or a silicone polymer.
  • the battery pack 300 of the present invention is interposed between the insertion hole H2 and the connector 320, and the portion 333 is bent at least once in one direction. ), and at least a portion of the connector 320 is provided with a gasket 330 for a connector press-fixed by inserting the connector 320 into the insertion hole H2 of the top cover 312, whereby the connector 320 and the pack It is possible to prevent foreign substances (water) from permeating or entering into the gaps between the housings 310 .
  • the portion 333 bent at least once of the gasket 330 for the connector can be press-fixed to the insertion hole H2 of the top cover 312 by the connector 320, so that the waterproof ability is improved. can be effectively improved.
  • the gasket 330 for the connector may have a mounting portion 331 and a first bent portion 333 .
  • the first bent portion 333 may be a portion 333 bent from the mounting portion 331 of the connector gasket 330 described above.
  • the mounting part 331 may be configured to be press-fixed on the receiving part 312a of the top cover 312 by the fixing part 321f. That is, the mounting part 331 may be interposed between the fixing part 321f of the connector 320 and the receiving part 312a of the top cover 312 .
  • An opening H6 may be formed in the center of the mounting part 331 so that a portion of the connector body 321 is inserted.
  • the opening H6 may have a shape extending along an inner surface of the first bent part 333 extending in a downward direction. That is, the portion bent at least once of the gasket 330 for the mall connector may be the first bent portion 333 .
  • the first bent part 333 may have a cylindrical shape extending downward from the mounting part 331 .
  • the mounting portion 331 may have a shape corresponding to the receiving portion 312a of the top cover 312 .
  • the mounting portion 331 is substantially rectangular in plan view. In this case, the corners of the rectangle may have a rounded shape.
  • the mounting part 331 may have a plate shape extending in a horizontal direction from a tubular structure.
  • the horizontal direction means a direction parallel to the ground.
  • a through hole H5 configured to insert a bolt may be formed in the mounting portion 331 .
  • a through hole H5 configured to insert a bolt may be formed in the mounting portion 331 .
  • four through holes H5 positioned adjacent to the edge of the mounting part 331 of the connector gasket 330 may be formed.
  • FIG. 8 is a perspective view schematically showing a gasket for a connector, which is a part of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • the gasket 330A for the connector of FIG. 8 is compared with the gasket 330 for the connector of FIG. 6, and a cushion part 331c may be further provided.
  • the cushion part 331c may be formed by a periphery of the through hole H5 of the mounting part 331 protruding upward.
  • the cushion part 331c is the bolt B1 through the through hole H5. may be configured to cushion the periphery of the
  • a cushion portion 331c protruding upwardly may be formed around the through hole H5.
  • a cushion portion 331c in which a peripheral portion of the through hole H5 protrudes downward may also be formed on the lower surface of the mounting portion 331 of the connector gasket 330A.
  • the connector gasket 330A includes a cushion portion 331c in which the bolt B1 is formed on the periphery of the through hole H5, so that the connector gasket 330A. It is possible to prevent damage due to compression of the bolt (B1). In addition, it is possible to prevent the connector gasket 330A from being severely deformed by pressing the bolt B1. Accordingly, even when the connector 320 is fixed to the accommodating part 312a, damage or severe deformation of the gasket 330A for the connector may occur, thereby preventing deterioration of sealing properties.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a portion of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • the connector gasket 330B of FIG. 9 has the same configuration as that of the connector gasket 330 of FIG. 7 , except that the second bent part 335 is further provided. That is, the gasket 330B for the connector may include a first bent part 333 , a mounting part 331 , and a second bent part 335 .
  • the second bent part 335 may be bent and extended upwardly from an outer end of the mounting part 331 .
  • the second bent part 335 may have a cylindrical shape extending in the vertical direction. That is, the second bent part 335 may have a shape extending along an outer end of the mounting part 331 .
  • the second bent part 335 may be interposed between the inner sidewall 312a1 of the receiving part 312a and the fixing part 321f of the connector 320 . That is, the second bent part 335 may be press-fixed to the inner sidewall 312a1 of the receiving part 312a by the fixing part 321f.
  • the connector gasket 330B is bent and extended upwardly from the mounting portion 331 , and the inner sidewall 312a1 of the receiving portion 312a and the connector 320 .
  • the connector 320 has a more bent structure and a crimping portion as compared to the gasket 330B for the connector of FIG. 6 . ) and the sealing property between the accommodating part 312a can be further improved.
  • FIG. 10 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a portion of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • the connector gasket 330C of FIG. 10 has the same configuration as that of the connector gasket 330B of FIG. 9 , except that a third bent part 337 is further provided. That is, the connector gasket 330C may include a first bent part 333 , a mounting part 331 , a second bent part 335 , and a third bent part 337 .
  • the third bent part 337 may be configured to be exposed to the outside of the receiving part 312a.
  • the third bent part 337 may be bent and extended in a horizontal direction from an end (top part) of the second bent part 335 in an extension direction. That is, the third bent part 337 may have a shape bent outward with respect to the main body 321 of the connector 320 . That is, the third bent part 337 may be located on the upper surface 312a2 of the peripheral part of the receiving part 312a.
  • the third bent part 337 may have a shape (not shown) that is bent and extended in both the outward and inward directions. That is, the third bent part 337 may be bent and extended to the upper surface of the fixing part 321f of the connector 320 .
  • the third bent part 337 may have a shape extending in a horizontal direction to surround an end of the fixing part 321f of the connector 320 in an outward direction (horizontal direction).
  • the gasket 330C for the connector is the first exposed to the outside of the accommodating part 312a and bent and extended in the horizontal direction from the end of the second bent part 335 in the extension direction. 3
  • the bent portion 337 By further including the bent portion 337, it has a more bent structure as compared to the gasket 330B for the connector of FIG. 9, so that the sealing property between the connector 320 and the accommodating portion 312a is improved. can be improved
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a portion of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • the connector gasket 330D of FIG. 11 has the same configuration as that of the connector gasket 330B of FIG. 9 , except that a protrusion 338 is further provided. That is, the gasket 330D for the connector may include a first bent part 333 , a mounting part 331 , a second bent part 335 , and a protrusion 338 .
  • the protrusion 338 may be positioned to be exposed to the outside of the receiving part 312a.
  • the protrusion 338 may be positioned above the recessed portion of the receiving part 312a. That is, the protrusion 338 may be positioned to be exposed to the outside between the receiving part 312a and the fixing part 321f of the connector 320 .
  • the protrusion 338 may be configured to cover a gap between the second bent part 335 and the fixing part 321f.
  • a lower portion of the protrusion 338 may be positioned on the gap to cover the gap between the second bent part 335 and the fixing part 321f. That is, a portion of the protrusion 338 protruding toward the fixing portion 321f may cover a gap between the second bent portion 335 and the fixing portion 321f.
  • the protrusion 338 may be formed to be thicker than the separation distance between the accommodating part 312a and the fixing part 321f. Accordingly, the protrusion 338 may be prevented from moving between the receiving part 312a and the fixing part 321f by the upper surfaces of the receiving part 312a and the fixing part 321f, respectively.
  • the gasket 330D for the connector includes the protrusion 338, so that the insertion portion 321s of the connector 320 is inserted into the insertion hole H2 of the top cover 312. During the process, the It is possible to prevent excessive movement of the first bent portion 333 of the connector gasket 330D in the downward direction.
  • the protrusion 338 may extend along the top surface of the second bent part 335 . That is, the protrusion 338 may have a shape extending along the upper edge of the cylindrical shape of the second bent portion 335 .
  • the connector gasket 330D is exposed to the outside of the receiving portion 312a and further includes a protrusion 338 formed at the end of the second bent portion 335 in the extension direction.
  • the sealing property between the connector 320 and the accommodating part 312a can be further improved, as compared with the connector gasket 330D of FIG. 9, and the first bent part 333 is the insertion hole ( H2) can be prevented from being pushed down so that it can be properly located. Accordingly, it is possible to improve the manufacturing efficiency of the battery pack and further improve the waterproof ability.
  • FIG. 12 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a portion of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • the connector 320A of FIG. 12 has the same configuration as the connector 320 of FIG. 7 , except that a pressing protrusion 321s1 is further formed on the insertion part 321s. That is, the connector 320A may include a coupling part 321t, a fixing part 321f, an insertion part 321s, and a pressing protrusion 321s1.
  • the pressing protrusion 321s1 is the first bent portion 333 of the connector gasket 330 .
  • the pressing protrusion 321s1 may extend along a periphery of the insertion part 321s of the connector 320A in a horizontal direction. That is, the pressing protrusion 321s1 may have a band shape extending in the horizontal direction along the outer surface of the insertion part 321s.
  • the mounting part 331 may be interposed between the fixing part 321f of the connector 320A and the inner surface of the receiving part 312a.
  • the insertion portion 321s is formed with a pressing protrusion 321s1 configured to press the first bent portion 333 in the direction in which the edge of the insertion hole H2 is located, so that the A portion of the first bent part 333 may be pressed and fixed to the edge surface of the insertion part 321s by the pressing protrusion 321s1. Accordingly, the sealing property between the connector 320A and the accommodating part 312a may be further improved.
  • FIG. 13 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a portion of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • the top cover 312A of FIG. 13 has the same configuration as the top cover 312 of FIG. 7 , except that a tapered structure T1 is further formed on the edge of the insertion hole H2 .
  • the insertion part 321s of the connector 320 may have a vertical surface in the vertical direction.
  • the tapered structure T1 formed on the edge of the insertion hole H2 may be configured to have a smaller diameter in the downward direction. That is, as the insertion portion 321s of the connector 320 is inserted in the downward direction, the pressure applied to the first bent portion 333 of the connector gasket 330 may be further increased.
  • the portion located at the lower end of the edge surface of the insertion hole H2 is inserted into the insertion portion 321s of the main body 321 of the connector 320 .
  • the degree of pressurization may be increased.
  • the sealing property between the connector 320 and the accommodating part 312a may be further improved. Accordingly, the waterproof ability of the battery pack can be further improved.
  • the battery pack 300 includes various devices (not shown) for controlling the charging and discharging of the plurality of secondary batteries 100 , for example, a BMS module ( 280 in FIG. 2 , Battery Management System). Module), a current sensor, a fuse, and the like may be further included.
  • a BMS module 280 in FIG. 2 , Battery Management System. Module
  • a current sensor a current sensor
  • a fuse a fuse
  • the electronic device (not shown) according to an embodiment of the present invention includes at least one or more of the above-described battery packs 300 .
  • the electronic device may further include a device housing (not shown) having an accommodation space for accommodating the battery pack 300 .
  • the battery pack 300 according to an embodiment of the present invention may be included in a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. That is, in a vehicle according to an embodiment of the present invention, at least one or more battery packs 300 according to the embodiment of the present invention described above may be mounted in a vehicle body.
  • 111, 111a, 111b electrode terminal, positive terminal, negative terminal
  • mounting portion 333 first bent portion
  • middle housing 316 bottom support

Landscapes

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Abstract

본 발명은 방수 성능을 높인 배터리 팩을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 복수의 이차전지; 외부 장치로부터 전기를 공급 받거나, 또는 외부로 전력을 공급하도록 접속 단자, 및 전기 절연성을 가지고 상기 접속 단자의 일부분을 감싸도록 구성된 본체가 구비된 커넥터; 상기 복수의 이차전지를 수용하는 내부 공간이 형성되도록 구성되고 상기 커넥터의 본체의 적어도 일부가 삽입되도록 삽입구가 형성된 팩 하우징; 및 상기 삽입구와 상기 커넥터 사이에 개재되고, 일부분이 일 방향으로 적어도 1회 이상 절곡된 부분을 가지며, 적어도 일부분이 상기 커넥터를 삽입구에 삽입하는 것에 의해 압착 고정된 커넥터용 가스켓을 포함한다.

Description

배터리 팩, 전자 디바이스, 및 자동차
본 발명은 배터리 팩, 전자 디바이스, 및 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방수 성능을 높인 배터리 팩에 관한 것이다.
본 출원은 2019년 11월 29일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2019-0157633호 및 2020년 11월 18일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2020-0154939호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 원통형 전지캔을 외장재로 구비한다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐만 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차전지가 전기적으로 연결된다.
한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 이차전지, 및 이러한 이차전지를 내부에 수용한 모듈 케이스 및 배터리 관리 시스템(BMS)을 구비한 배터리 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
또한, 이러한 배터리 팩은, 복수의 이차전지들을 수용하는 모듈 케이스와 별개로 복수의 전지셀을 외부 충격으로부터 보호하거나 수납 보관하기 위해서 금속 재질의 외부 하우징을 더 구비하는 것이 일반적이었다. 그리고, 이러한 외부 하우징은, 외부로부터 내부로 물이 침투하는 것을 방지할 수 있도록 방수 능력을 높일 필요가 있었다.
즉, 종래 기술에서는, 예를 들면, 사고로 인해 장치에 탑재된 배터리 팩에 물이 유입될 경우, 배터리 팩의 외부 하우징 내부로 물이 스며들거나, 심한 경우, 물이 유입될 수 있었다. 이에 따라, 배터리 팩이 누전되어 전기 감전으로 인해 인명 사고가 발생될 수 있었고, 또는 내부 단락이 발생하여, 이차전지의 열폭주나 화재가 발생될 수 있는 위험이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 상세하게는 방수 성능을 높인 배터리 팩, 전자 디바이스, 및 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은,
복수의 이차전지;
외부 장치로부터 전기를 공급 받거나, 또는 외부로 전력을 공급하도록 접속 단자, 및 전기 절연성을 가지고 상기 접속 단자의 일부분을 감싸도록 구성된 본체가 구비된 커넥터;
상기 복수의 이차전지를 수용하는 내부 공간이 형성되도록 구성되고 상기 커넥터의 본체의 적어도 일부가 삽입되도록 삽입구가 형성된 팩 하우징; 및
상기 삽입구와 상기 커넥터 사이에 개재되고, 일부분이 일 방향으로 적어도 1회 이상 절곡된 부분을 가지며, 적어도 일부분이 상기 커넥터를 삽입구에 삽입하는 것에 의해 압착 고정된 커넥터용 가스켓을 포함한다.
또한, 상기 팩 하우징은 상기 삽입구의 주변부가 내측 방향으로 내입되어 형성된 수용부가 구비되고,
상기 커넥터는,
상기 삽입구에 삽입되도록 구성된 하부 방향으로 돌출된 삽입부; 및
상기 삽입부의 상부에서 수평 방향으로 돌출 연장되고 상기 수용부에 고정되도록 구성된 고정부를 구비할 수 있다.
더욱이, 상기 커넥터용 가스켓은,
상기 고정부에 의해 상기 수용부에 압착 고정되도록 구성된 탑재부; 및
상기 삽입구에 삽입되도록 상기 탑재부로부터 하부 방향으로 절곡 연장되고 상기 삽입부에 의해 압착 고정된 제1 절곡부를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 커넥터용 가스켓은,
상기 탑재부로부터 상부 방향으로 절곡 연장되고 상기 수용부의 내부 측벽과 상기 커넥터의 고정부 사이에 개재되는 제2 절곡부를 더 구비할 수 있다.
나아가, 상기 커넥터용 가스켓은,
상기 수용부 외부로 노출되고 상기 제2 절곡부의 연장 방향의 단부로부터 수평 방향으로 절곡 연장된 제3 절곡부를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 커넥터용 가스켓은,
상기 수용부 외부로 노출되고 상기 제2 절곡부의 연장 방향의 단부에 형성되며 상기 제2 절곡부와 상기 고정부 사이의 간극을 커버하도록 구성된 돌기부를 더 구비할 수 있다.
더욱이, 상기 삽입부는 상기 제1 절곡부를 상기 삽입구의 테두리가 위치한 방향으로 가압하도록 구성된 가압 돌기가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 삽입구에는 하부 방향으로 직경이 작아지도록 구성된 테이퍼 구조가 형성될 수 있다.
나아가, 상기 탑재부는,
볼트가 삽입되는 관통구; 및
상기 볼트가 상기 관통구의 주변부 압착하는 것을 완충하도록 상기 관통구의 주변부가 융기되어 형성된 쿠션부가 더 구비될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자 디바이스는, 배터리 팩을 적어도 하나 이상 포함한다.
더욱이, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 상기 배터리 팩을 적어도 하나 이상 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명의 배터리 팩은, 삽입구와 커넥터 사이에 개재되고, 일부분이 일 방향으로 적어도 1회 이상 절곡된 부분을 가지며, 적어도 일부분이 커넥터를 상단 커버의 삽입구에 삽입하는 것에 의해 압착 고정된 커넥터용 가스켓을 구비함으로써, 커넥터와 팩 하우징의 사이의 빈틈으로 외부 물질이 스며들거나 유입되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 상가 커넥터용 가스켓의 적어도 1회 이상 절곡된 부분은 커넥터에 의해 상단 커버의 삽입구에 압착 고정시킬 수 있는 바, 방수 능력을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예의 일측면에 의하면, 커넥터용 가스켓은, 탑재부로부터 상부 방향으로 절곡 연장되고 수용부의 내부 측벽과 커넥터의 고정부 사이에 개재되는 제2 절곡부를 더 구비함으로써, 도 6의 커넥터용 가스켓과 비교하여, 더 많은 절곡 구조와 압착 부분을 가지고 있는 바, 커넥터와 수용부 사이의 밀폐성을 보다 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 커넥터용 가스켓은, 수용부 외부로 노출되고 제2 절곡부의 연장 방향의 단부에 형성된 돌기부를 더 구비함으로써, 도 9의 커넥터용 가스켓과 비교하여, 커넥터와 수용부 사이의 밀폐성을 보다 향상시킬 수 있고, 제1 절곡부가 삽입구에 적절히 위치할 수 있도록 하부 방향으로 밀려 내려가는 것을 저지할 수 있다. 이에 따라, 배터리 팩의 제조 효율을 향상시키고 방수 능력을 보다 향상시킬 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성들을 분리시킨 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 커넥터 및 커넥터용 가스켓의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성인 상단 커버의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성인 커넥터용 가스켓의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7은, 도 1의 배터리 팩의 C-C'라인을 따라 절단된 모습을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성인 커넥터용 가스켓의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부분의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부분의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부분의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 12는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부분의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 13은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부분의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성들을 분리시킨 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 그리고, 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 커넥터 및 커넥터용 가스켓의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 배터리 팩(300)은, 복수의 이차전지(100), 커넥터(320), 및 팩 하우징(310), 커넥터용 가스켓(330)을 포함한다.
여기서, 복수의 이차전지(100)는, 캔형 이차전지(100)일 수 있다. 여기서, 상기 이차전지(100)는, 전극 조립체(110), 전지 캔(112) 및 캡 조립체(113)를 구비할 수 있다.
상기 전극 조립체(110)는, 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터가 개재된 상태로 권취된 구조를 가질 수 있으며, 양극판에는 양극 탭(114)이 부착되어 캡 조립체(113)에 접속되고, 음극판에는 음극 탭(115)이 부착되어 전지 캔(112)의 하단에 접속될 수 있다.
상기 전지 캔(112)은, 내부에 빈 공간이 형성되어, 전극 조립체(110)를 수납할 수 있다. 특히, 상기 전지 캔(112)은, 원통형 또는 각형으로서, 상단이 개방된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 상기 전지 캔(112)은, 강성 등의 확보를 위해 스틸이나 알루미늄과 같은 금속 재질로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 전지 캔(112)은, 하단에 음극 탭이 부착되어, 전지 캔(112)의 하부는 물론이고, 전지 캔(112) 자체가 음극 단자로서 기능할 수 있다.
상기 캡 조립체(113)는, 전지 캔(112)의 상단 개방부에 결합되어, 전지 캔(112)의 개방단을 밀폐시킬 수 있다. 이러한 캡 조립체(113)는, 전지 캔(112)의 형태에 따라 원형 또는 각형 등의 형태를 가질 수 있으며, 탑 캡(C1), 안전 벤트(C2) 및 가스켓(C3) 등의 하위 구성을 포함할 수 있다.
여기서, 탑 캡(C1)은, 캡 조립체(113)의 최상부에 위치하여, 상부 방향으로 돌출된 형태로 구성될 수 있다. 특히, 이러한 탑 캡(C1)은, 이차전지(100)에서 양극 단자로서 기능할 수 있다. 따라서, 탑 캡(C1)은, 외부 장치, 이를테면, 버스바(220) 등을 통해 다른 이차전지(100)나 부하, 충전 장치와 전기적으로 접속될 수 있다. 이러한 탑 캡(C1)은, 예를 들어 스테인리스 스틸이나 알루미늄과 같은 금속 재질로 형성될 수 있다.
상기 안전 벤트(C2)는, 이차전지(100)의 내압, 즉, 전지 캔(112)의 내압이 일정 수준 이상으로 증가하는 경우, 구조가 변형되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 가스켓(C3)은, 탑 캡(C1) 및 안전 벤트(C2)의 테두리 부분이 전지 캔(112)과 절연될 수 있도록 전기 절연성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 캡 조립체(113)는 전류차단부재(C4)를 더 포함할 수 있다. 상기 전류차단부재(C4)는 CID(Current Interrupt Device)라고도 불리며, 가스 발생으로 전지의 내압이 증가하여 안전 벤트(C2)의 형상이 역전되면, 안전 벤트(C2)와 전류차단부재(C4) 사이의 접촉이 끊어지거나, 전류차단부재(C4)가 파손되어, 안전 벤트(C2)와 전극 조립체(110) 사이의 전기적 접속은 차단될 수 있다.
이러한 이차전지(100)의 구성은, 본 발명의 출원 시점에 당업자에게 널리 알려져 있으므로, 본 명세서에서는 보다 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도 3에 이차전지(100)의 일례를 도시하였으나, 본 발명에 따른 배터리 팩(300)은 특정한 형태의 이차전지의 구성으로 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 이차전지가 본 발명에 따른 배터리 팩(300)에 채용될 수 있다.
예를 들면, 도 3의 이차전지(100)는, 원통형 이차전지(100)를 기준으로 도시되어 있으나, 본 발명에 따른 배터리 팩(300)에는, 각형 이차전지가 적용될 수도 있다.
다시, 도 2를 참조하면, 상기 복수의 이차전지(100)는 좌우 방향(X축 방향) 및 상하 방향(Z축 방향)으로 배열된 형태로 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 이차전지(100)는 상하 방향 및 좌우 방향으로 배열된 형태로 구성될 수 있다. 더욱이, 복수의 이차전지(100)는, 원통형 전지 캔(도 3의 112)에서 관형으로 형성된 부분이 서로 대면하는 형태로 배열될 수 있다.
즉, 상기 복수의 이차전지(100)는 수평 방향(Y축 방향)으로 눕혀진 형태로 구성될 수 있다. 여기서, 수평 방향이란, 지면과 평행한 방향을 의미한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 112개 각각의 이차전지(100)는, 전후 방향으로 길게 연장된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 전체 이차전지(100)는, 도 1의 F 방향으로 바라볼 경우, 양극 단자(111a) 및 음극 단자(111b)가 전후 방향 각각에 위치할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 기재된 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어는 관측자의 위치나 대상의 놓여진 형태에 따라 달라질 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, F 방향으로 바라볼 때를 기준으로 하여, 전, 후, 좌, 우, 상, 하 등의 방향을 구분하여 나타내도록 한다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 모듈 케이스(210)는, 제1 케이스(217) 및 제2 케이스(219)를 구비할 수 있다. 상기 제1 케이스(217)는 후방에 제2 케이스(219)가 결합되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 배터리 팩(300)은, Y축 방향에서 바라볼 경우, 상기 제1 케이스(217) 및 상기 제1 케이스(217)에 후방에 위치된 제2 케이스(219)를 구비할 수 있다. 상기 제1 케이스(217) 및 상기 제2 케이스(219) 각각에는 상기 이차전지(100)의 전방부 및 후방부가 삽입되도록 구성된 중공(H1)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 모듈 케이스(210)는 외벽(211)이 구비될 수 있다. 따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 모듈 케이스(210)는 외벽(211)을 구비함으로써, 내부에 수용된 복수의 이차전지(100)를 외부 충격으로부터 효과적으로 방어할 수 있다.
또한, 상기 모듈 케이스(210)의 내부 공간에는 적어도 둘 이상의 이차전지(100)가 수평 방향(Y축 방향)으로 눕혀진 형태로 수용될 수 있다. 반드시, 상기 적층 방향이 하나의 방향으로 한정되는 것은 아니고, 상기 이차전지(100)의 눕혀진 방향에 따라 상하 방향(Z축 방향)이 될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전기 절연성의 상기 모듈 케이스(210)에 의해, 이차전지(100)의 측면 노출이 차단되므로, 이차전지(100)는 외부 전도성 물체와의 전기 절연성이 향상되고, 외부의 물리적, 화학적 요소로부터 보호받을 수 있다.
한편, 다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 배터리 팩(300)은 복수의 버스바(220)를 구비할 수 있다. 상기 복수의 버스바(220)는, 상기 복수의 이차전지(100) 사이, 이를테면 모든 이차전지(100) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 즉, 하나의 버스바(220)는 일부 이차전지(100) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 이를 위해, 상기 버스바(220)는, 적어도 일부분이 전기 전도성 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 버스바(220)는, 구리, 알루미늄, 니켈 등과 같은 금속 재질로 구성될 수 있다.
더욱이, 상기 버스바(220)는 서로 다른 주소재를 사용한 2종의 플레이트들을 접합한 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 버스바(220)는 니켈 소재의 플레이트와 구리 주소재의 플레이트를 접합한 형태를 가질 수 있다.
그리고, 본 발명에 있어서, 상기 버스바(220)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 판상으로 구성될 수 있다. 더욱이, 상기 버스바(220)는 강성 및 전기적 전도성을 확보하기 위해, 금속판 형태로 구성될 수 있다. 특히, 상기 버스바(220)는 복수의 이차전지(100)의 전극 단자(111)를 따라 상하 방향(도면의 Z축 방향)으로 세워진 형태로 구성될 수 있다.
즉, 본 발명에서 복수의 이차전지(100)가 전후 방향(도면의 Y축 방향)으로 길게 눕혀진 형태로 좌우 방향(도면의 X축 방향) 및/또는 상하 방향(도면의 Z축 방향)으로 배열되는 경우, 여러 이차전지(100)의 전극 단자(111)는 전후 방향(Y축 방향)의 양 단부에 위치될 수 있다. 이때, 상기 버스바(220)는, 복수의 이차전지(100)의 전극 단자(111)의 배열 방향에 따라, 판상으로서 좌우 방향 및 상하 방향으로 평평하게 연장되고 지면을 기준으로 세워진 형태로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 버스바(220)는, 모든 이차전지(100) 중, 적어도 일부 이차전지(100)의 전극 단자(111)에 접촉하여 이들 사이를 전기적으로 병렬 및 직렬 연결할 수도 있다.
나아가, 상기 버스바(220)의 외측에는 전기 절연성의 절연 시트(340)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 절연 시트(340) 각각이 전방측에 위치한 버스바(220)의 전면 및 후방측에 위치한 버스바(220)의 후면 각각에 구비될 수 있다.
다시 도 2와 함께, 도 4를 참조하면, 상기 커넥터(320)는 접속 단자(323), 및 본체(321)가 구비될 수 있다. 상기 접속 단자(323)는 복수의 이차전지(100)의 전기 충전이 필요한 경우, 외부 충전 장치(도시하지 않음)로부터 전기를 공급 받을 수 있도록 충전 단자(도시하지 않음)와 접속될 수 있다. 또는, 상기 접속 단자(323)는 외부 전자 장치(도시하지 않음)에 전원 공급이 필요한 경우, 외부로 전력을 공급하도록 외부 접속 단자(도시하지 않음)와 전기적으로 접속될 수 있다. 나아가, 상기 커넥터(320)는 BMS 모듈(280)과 전기적으로 접속하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 접속 단자(323)는 암형(female) 접속 단자, 또는 수형(male) 접속 단자일 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 접속 단자(323)는 외부 수형 접속 단자(도시하지 않음)가 삽입될 수 있는 접속홀(321h)에 내장된 암형 접속 단자(323)일 수 있다. 또한, 상기 접속 단자(323)는 전기 전도성의 금속 또는 합금을 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 금속은 니켈, 구리, 및 알루미늄 등일 수 있다.
그리고, 상기 본체(321)는 전기 절연성의 합성 수지를 구비할 수 있다. 상기 본체(321)는 상기접속 단자(323)를 내부에 수용하는 공간을 가질 수 있다. 상기 본체(321)는 상기 커넥터(320)의 외관을 형성하고 있다.
더욱이, 상기 본체(321)는 외부 수형 커넥터(도시하지 않음)가 삽입되도록 구성된 결합부(321t)가 구비될 수 있다. 상기 결합부(321t)는 상하 방향으로 연장된 관형 구조를 가질 수 있다. 상기 결합부(321t)의 관형 구조는 상기 외부 수형 커넥터(320)의 일부분이 삽입되도록 상기 접속홀(321h)과 소정 거리로 이격되어, 소정의 공간을 형성하도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 본체(321)는, 상기 결합부(321t)의 관형 구조의 하단에 형성된 수평 방향으로 돌출 연장된 고정부(321f)가 구비될 수 있다. 상기 고정부(321f)에는 상기 팩 하우징(310)과 볼트 결합되도록 고정구(H3)가 형성될 수 있다.
나아가, 상기 본체(321)는, 상기 고정부(321f)의 하단에 하부 방향으로 연장되고 돌출된 삽입부(321s)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 고정부(321f)는 상기 삽입부(321s)의 상부에 위치될 수 있다.
또한, 상기 커넥터(320)는 상기 복수의 이차전지(100)와 상기 접속 단자(323)가 서로 전기적으로 연결하도록 구성된 와이어들(L1, L2)이, 상기 본체(321) 내부에 위치한 상기 접속 단자(323)와 연결될 수 있다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성인 상단 커버의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
다시 도 1 및 도 2와 도 5를 참조하면, 상기 팩 하우징(310)은, 상기 복수의 이차전지(100)를 수용하는 내부 공간이 형성되도록 구성된 상단 커버(312), 중간 하우징(314), 및 하단 받침부(313)를 구비할 수 있다. 구체적으로, F 방향으로 바라 볼 경우, 상기 상단 커버(312)의 하부에는 상기 중간 하우징(314)이 결합될 수 있다. 이때, 상단 커버(312)와 상기 중간 하우징(314) 사이에는 제1 실링 가스켓(도 7의 380)이 개재될 수 있다. 예를 들면, 상기 상단 커버의 하단부의 테두리를 따라 연장된 선형의 홈(도 7의 H7)이 형성될 수 있고, 상기 선형의 홈(H7)에는 상기 제1 실링 가스켓(도 7의 380)이 삽입될 수 있다.
또한, 상기 중간 하우징(314)은 하부에 상기 하단 받침부(313)가 결합될 수 있다. 이때, 상기 중간 하우징(314)과 상기 하단 받침부(313) 사이에는 제2 실링 가스켓(390)이 개재될 수 있다. 상기 제2 실링 가스켓(390)은, 상기 하단 받침부(313)의 수평 방향의 테두리를 따라 연장된 선형의 홈(도 2의 H8)이 형성될 수 있고, 상기 선형의 홈(H8)에는 제2 실링 가스켓(390)이 삽입될 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 상단 커버(312)는, 상기 팩 하우징(310) 내부에 수용된 모듈 케이스(210)의 상부를 커버하도록 외형이 형성 수 있다. 그리고, 상기 중간 하우징(314)은 상부 및 하부가 개방된 사각 관형을 가질 수 있다. 나아가, 상기 하단 받침부(313)는, 상부가 개방된 박스형태로서, 측벽 및 하벽을 구비할 수 있다.
또한, 상기 상단 커버(312)는 상부에 손잡이(312d)가 구비될 수 있다. 상기 손잡이(312d) 하부에는 내부 압력이 소정 이상으로 높아지면 내부 가스를 외부로 배출하는 벤트부(370)가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 상단 커버(312)의 우측부에는 상기 커넥터(320)의 본체(321)의 적어도 일부가 삽입되도록 삽입구(H2)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 커넥터(320)의 본체(321)의 삽입부(321s)가 상기 상단 커버(312)의 삽입구(H2)에 삽입될 수 있다.
그리고, 상기 상단 커버(312)는 상기 삽입구(H2)의 주변이 내측 방향으로 내입되어 형성된 수용부(312a)가 구비될 수 있다. 여기서, '내측 방향'은, 상기 상단 커버(312)의 수납된 BMS 모듈(도 2의 280)이 위치한 방향이라고 할 수 있다. 상기 수용부(312a)는 상기 커넥터(320)의 고정부(321f)와 대응되는 크기로 내입되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 수용부(312a)는 상기 커넥터(320)의 고정부(321f)가 삽입될 수 있는 정도의 깊이로 내입된 형태를 가질 수 있다. 더욱이, 상기 수용부(312a)에는 볼트가 삽입되도록 구성된 볼트구(H4)가 형성될 수 있다. 상기 볼트구(H4)는 상기 커넥터(320)의 고정부(321f)를 상기 수용부(321f) 상에 볼트 결합되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수용부(312a)에는 4개의 볼트구(H4)(일부 보이지 않음)가 형성될 수 있다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성인 커넥터용 가스켓의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 7은, 도 1의 배터리 팩의 C-C'라인을 따라 절단된 모습을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 커넥터용 가스켓(330)은, 상기 삽입구(H2)와 상기 커넥터(320) 사이로 외부 물질이 유입되지 않도록 일부분이 상기 삽입구(H2)와 상기 커넥터(320) 사이에 개재될 수 있다.
또한, 상기 커넥터용 가스켓(330)은 일부분이 일 방향으로 적어도 1회 이상 절곡된 부분(333)을 가질 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 커넥터용 가스켓(330)은 중심 부분에서 하부 방향으로 1회 절곡된 부분(333)을 가질 수 있다. 상기 커넥터용 가스켓(330)의 절곡된 부분(333)은 상기 커넥터(320)의 삽입부(321s)를 삽입구(H2)에 삽입하는 것에 의해 상기 삽입구(H2)에 압착 고정될 수 있다. 상기 커넥터용 가스켓(330)은 합성 고무 또는 실리콘(silicone) 고분자를 구비할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 배터리 팩(300)은, 상기 삽입구(H2)와 상기 커넥터(320) 사이에 개재되고, 일부분이 일 방향으로 적어도 1회 이상 절곡된 부분(333)을 가지며, 적어도 일부분이 상기 커넥터(320)를 상기 상단 커버(312)의 삽입구(H2)에 삽입하는 것에 의해 압착 고정된 커넥터용 가스켓(330)을 구비함으로써, 상기 커넥터(320)와 상기 팩 하우징(310)의 사이의 빈틈으로 외부 물질(물)이 스며들거나 유입되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 상기 커넥터용 가스켓(330)의 적어도 1회 이상 절곡된 부분(333)은 상기 커넥터(320)에 의해 상기 상단 커버(312)의 삽입구(H2)에 압착 고정시킬 수 있는 바, 방수 능력을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 커넥터용 가스켓(330)은, 탑재부(331) 및 제1 절곡부(333)를 가질 수 있다. 여기서, 제1 절곡부(333)는 앞서 설명한 상기 커넥터용 가스켓(330)의 상기 탑재부(331)로부터 절곡된 부분(333)이라고 할 수 있다.
상기 탑재부(331)는 상기 고정부(321f)에 의해 상기 상단 커버(312)의 수용부(312a) 상에서 압착 고정되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 탑재부(331)는 상기 커넥터(320)의 고정부(321f)와 상기 상단 커버(312)의 수용부(312a) 사이에 개재될 수 있다. 상기 탑재부(331)의 중앙에는 상기 커넥터 본체(321)의 일부분이 삽입되도록 개구(H6)가 형성될 수 있다. 상기 개구(H6)는 상기 제1 절곡부(333)가 하부 방향으로 연장된 내면을 따라 연장된 형태를 가질 수 있다. 즉, 상가 커넥터용 가스켓(330)의 적어도 1회 절곡된 부분은 상기 제1 절곡부(333)일 수 있다. 또한, 상기 제1 절곡부(333)는 상기 탑재부(331)로부터 하부 방향으로 연장된 원통형을 가질 수 있다.
그리고, 상기 커넥터용 가스켓(330)은 상기 탑재부(331)가 상기 상단 커버(312)의 수용부(312a)와 대응되는 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 탑재부(331)는 평면상으로 대략적으로 사각형이다. 이때, 사각형의 모서리는 라운드 처리된 형태를 가질 수 있다. 상기 탑재부(331)는 관형 구조로부터 수평 방향으로 연장된 판형을 가질 수 있다. 여기서, 수평 방향은 지면과 평행한 방향을 의미한다.
나아가, 상기 탑재부(331)에는 볼트가 삽입되도록 구성된 관통구(H5)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 커넥터용 가스켓(330)의 탑재부(331)의 모서리 부분에 인접하여 위치된 관통구(H5)가 4개 형성될 수 있다.
도 8은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성인 커넥터용 가스켓의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4, 도 5 및 도 7과 함께, 도 8을 참조하면, 도 8의 커넥터용 가스켓(330A)은 도 6의 커넥터용 가스켓(330)과 비교할 경우, 쿠션부(331c)가 더 구비될 수 있다. 상기 쿠션부(331c)는 상기 탑재부(331)의 관통구(H5)의 주변부가 상부 방향으로 융기되어 형성될 수 있다. 상기 볼트(B1)를 사용하여 상기 커넥터(320)를 상기 상단 커버(312)의 수용부(312a)에 고정 시킬 경우, 상기 쿠션부(331c)는 상기 볼트(B1)가 상기 관통구(H5)의 주변부를 압착하는 것을 완충하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 커넥터용 가스켓(330A)은, 상기 관통구(H5) 주변에 상부 방향으로 돌출된 쿠션부(331c)가 형성될 수 있다. 도면에는 나타내지 않았으나, 상기 커넥터용 가스켓(330A)의 탑재부(331)의 하면에도 상기 관통구(H5) 주변부가 하부 방향으로 융기된 쿠션부(331c)가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 커넥터용 가스켓(330A)은, 상기 볼트(B1)가 상기 관통구(H5)의 주변부에 형성된 쿠션부(331c)를 구비함으로써, 커넥터용 가스켓(330A)이 볼트(B1) 압착으로 인해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 커넥터용 가스켓(330A)이 상기 볼트(B1) 압착에 의해 심하게 변형되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 커넥터(320)를 상기 수용부(312a)에 고정시키는 경우에도, 커넥터용 가스켓(330A)의 손상이나 심한 변형이 일어나 밀폐성이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
도 9는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부분의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 9를 참조하면, 도 9의 커넥터용 가스켓(330B)은, 도 7의 커넥터용 가스켓(330)과 비교할 경우, 제2 절곡부(335)를 더 구비한 것을 제외하고 나머지 구성은 동일하다. 즉, 상기 커넥터용 가스켓(330B)은 제1 절곡부(333), 탑재부(331), 및 제2 절곡부(335)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 제2 절곡부(335)는 상기 탑재부(331)의 외측 방향의 단부로부터 상부 방향으로 절곡 연장된 형태일 수 있다. 또한, 상기 제2 절곡부(335)는 상하 방향으로 연장된 통형을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 절곡부(335)는 상기 탑재부(331)의 외측 방향의 단부를 따라 연장된 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 제2 절곡부(335)는 상기 수용부(312a)의 내부 측벽(312a1)과 상기 커넥터(320)의 고정부(321f) 사이에 개재될 수 있다. 즉, 상기 제2 절곡부(335)는 상기 고정부(321f)에 의해 상기 수용부(312a)의 내부 측벽(312a1)에 압착 고정될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 커넥터용 가스켓(330B)은, 상기 탑재부(331)로부터 상부 방향으로 절곡 연장되고 상기 수용부(312a)의 내부 측벽(312a1)과 상기 커넥터(320)의 고정부(321f) 사이에 개재되는 제2 절곡부(335)를 더 구비함으로써, 도 6의 커넥터용 가스켓(330B)과 비교하여, 더 많은 절곡 구조와 압착 부분을 가지고 있는 바, 상기 커넥터(320)와 상기 수용부(312a) 사이의 밀폐성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부분의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 10을 참조하면, 도 10의 커넥터용 가스켓(330C)은, 도 9의 커넥터용 가스켓(330B)과 비교할 경우, 제3 절곡부(337)를 더 구비한 것을 제외하고 나머지 구성은 동일하다. 즉, 커넥터용 가스켓(330C)은 제1 절곡부(333), 탑재부(331), 제2 절곡부(335), 및 제3 절곡부(337)를 구비할 수 있다.
구체적으로, 상기 제3 절곡부(337)는 상기 수용부(312a) 외부로 노출되도록 구성될 수 있다. 상기 제3 절곡부(337)는 상기 제2 절곡부(335)의 연장 방향의 단부(상단부)로부터 수평 방향으로 절곡 연장된 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 절곡부(337)는 상기 커넥터(320)의 본체(321)를 기준으로 외측 방향으로 절곡된 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 절곡부(337)는 상기 수용부(312a)의 주변부 상면(312a2)에 위치될 수 있다. 또 다른 형태로, 상기 제3 절곡부(337)는 외측 방향 및 내측 방향 양 방향으로 절곡 연장된 형태(도시하지 않음)를 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 절곡부(337)는 상기 커넥터(320)의 고정부(321f)의 상면에 절곡 연장되어 위치될 수 있다.
또한, 상기 제3 절곡부(337)는 상기 커넥터(320)의 고정부(321f)의 외측 방향(수평 방향)의 단부를 둘러싸도록 수평 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 커넥터용 가스켓(330C)은, 상기 수용부(312a) 외부로 노출되고 상기 제2 절곡부(335)의 연장 방향의 단부로부터 수평 방향으로 절곡 연장된 제3 절곡부(337)를 더 구비함으로써, 도 9의 커넥터용 가스켓(330B)과 비교하여, 더 많은 절곡 구조를 가지고 있는 바, 상기 커넥터(320)와 상기 수용부(312a) 사이의 밀폐성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부분의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 11을 참조하면, 도 11의 커넥터용 가스켓(330D)은, 도 9의 커넥터용 가스켓(330B)과 비교할 경우, 돌기부(338)를 더 구비한 것을 제외하고 나머지 구성은 동일하다. 즉, 상기 커넥터용 가스켓(330D)은 제1 절곡부(333), 탑재부(331), 제2 절곡부(335), 및 돌기부(338)를 구비할 수 있다.
구체적으로, 상기 돌기부(338)는 상기 수용부(312a) 외부로 노출되도록 위치될 수 있다. 상기 돌기부(338)는 상기 수용부(312a)의 내입된 부분 보다 상위에 위치될 수 있다. 즉, 상기 돌기부(338)는 상기 수용부(312a)와 상기 커넥터(320)의 고정부(321f) 사이에 외부로 노출되도록 위치될 수 있다. 상기 돌기부(338)는 상기 제2 절곡부(335)와 상기 고정부(321f) 사이의 간극을 커버하도록 구성될 수 있다. 상기 돌기부(338)의 하부는 상기 제2 절곡부(335)와 상기 고정부(321f) 사이의 간극을 커버하도록 상기 간극 상에 위치할 수 있다. 즉, 상기 돌기부(338)는 상기 고정부(321f)을 향해 돌출된 부분이 상기 제2 절곡부(335)와 상기 고정부(321f) 사이의 간극을 커버할 수 있다.
또한, 상기 돌기부(338)는, 상기 수용부(312a)와 상기 고정부(321f) 사이의 이격 거리보다 더 두껍게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 돌기부(338)는, 상기 수용부(312a)와 상기 고정부(321f) 각각의 상면에 의해 상기 수용부(312a)와 상기 고정부(321f) 사이로 이동되는 것이 저지될 수 있다.
즉, 상기 커넥터용 가스켓(330D)은, 상기 돌기부(338)를 구비함으로써, 상기 커넥터(320)의 삽입부(321s)가 상기 상단 커버(312)의 삽입구(H2)에 끼워지는 과정 중에, 상기 커넥터용 가스켓(330D)의 제1 절곡부(333)가 하부 방향으로 과도하게 이동되는 것을 저지할 수 있다.
더욱이, 상기 돌기부(338)는 상기 제2 절곡부(335)의 상단면을 따라 연장된 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 돌기부(338)는 상기 제2 절곡부(335)의 통형의 상단 테두리를 따라 연장된 형태를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 커넥터용 가스켓(330D)은, 상기 수용부(312a) 외부로 노출되고 상기 제2 절곡부(335)의 연장 방향의 단부에 형성된 돌기부(338)를 더 구비함으로써, 도 9의 커넥터용 가스켓(330D)과 비교하여, 상기 커넥터(320)와 상기 수용부(312a) 사이의 밀폐성을 보다 향상시킬 수 있고, 상기 제1 절곡부(333)가 상기 삽입구(H2)에 적절히 위치할 수 있도록 하부 방향으로 밀려 내려가는 것을 저지할 수 있다. 이에 따라, 배터리 팩의 제조 효율을 향상시키고 방수 능력을 보다 향상시킬 수 있다.
도 12는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부분의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 12를 참조하면, 도 12의 커넥터(320A)는, 도 7의 커넥터(320)와 비교할 경우, 상기 삽입부(321s)에 가압 돌기(321s1)가 더 형성된 것을 제외하고 나머지 구성은 동일하다. 즉, 상기 커넥터(320A)는 결합부(321t), 고정부(321f), 삽입부(321s), 및 가압 돌기(321s1)를 구비할 수 있다.
구체적으로, 즉, 상기 커넥터(320A)는 상기 상단 커버(312)의 수용부(312a)에 삽입될 경우, 상기 가압 돌기(321s1)는 커넥터용 가스켓(330)의 상기 제1 절곡부(333)를 상기 삽입구(H2)의 테두리가 위치한 방향으로 가압하도록 상기 제1 절곡부(333)가 위치한 방향으로 돌출된 형태를 가질 수 있다. 상기 가압 돌기(321s1)는 상기 커넥터(320A)의 삽입부(321s)의 수평 방향의 둘레를 따라 연장된 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 가압 돌기(321s1)는 상기 삽입부(321s)의 외면을 따라 수평 방향으로 연장된 띠형을 가질 있다. 이때, 커넥터(320A)의 고정부(321f)와 상기 수용부(312a)의 내면 사이에는 탑재부(331)가 개재될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 삽입부(321s)는 상기 제1 절곡부(333)를 상기 삽입구(H2)의 테두리가 위치한 방향으로 가압하도록 구성된 가압 돌기(321s1)가 형성됨으로써, 상기 가압 돌기(321s1)에 의해 상기 제1 절곡부(333)의 일부분이 상기 삽입부(321s)의 테두리 면에 가압 고정될 수 있다. 이에 따라, 상기 커넥터(320A)와 상기 수용부(312a) 사이의 밀폐성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 13은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부분의 모습을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 13을 참조하면, 도 13의 상단 커버(312A)는 도 7의 상단 커버(312)와 비교할 경우, 삽입구(H2)의 테두리에 테이퍼 구조(T1)가 더 형성된 것을 제외하고 나머지 구성은 동일하다. 즉, 상기 커넥터(320)의 삽입부(321s)는 상하 방향으로 수직한 면을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 삽입구(H2)의 테두리에 형성된 테이퍼 구조(T1)는 하부 방향으로 직경이 작아지도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 커넥터(320)의 삽입부(321s)가 하부 방향으로 삽입될수록 상기 커넥터용 가스켓(330)의 제1 절곡부(333)에 가해지는 압력이 더욱 커지도록 구성될 수 있다.
이에 따라, 상기 커넥터용 가스켓(330)의 제1 절곡부(333) 중, 상기 삽입구(H2)의 테두리 면에서 하단에 위치한 부분일수록 상기 커넥터(320) 본체(321)의 삽입부(321s)에 의해 가압되는 정도가 커질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 상단 커버(312A)의 삽입구(H2)의 테두리에 하부 방향으로 직경이 작아지도록 구성된 테이퍼 구조(T1)를 형성시킴으로써, 도 9의 커넥터와 삽입구 간의 밀폐된 구조와 비교하여, 상기 커넥터(320)와 상기 수용부(312a) 사이의 밀폐성을 보다 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 배터리 팩의 방수 능력을 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예 따른 배터리 팩(300)은, 상기 복수의 이차전지(100)의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치(미도시), 예컨대 BMS 모듈(도 2의 280, Battery Management System Module), 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 디바이스(미도시)는 상술한 배터리 팩(300)을 적어도 하나 이상 포함한다. 상기 전자 디바이스는, 배터리 팩(300)을 수납하기 위한 수납 공간이 구비된 디바이스 하우징(미도시)을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(300)은 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 포함될 수도 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는 차체 내에 위에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 하나 이상의 배터리 팩(300)을 탑재할 수 있다.
한편, 본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
[부호의 설명]
300: 배터리 팩
100: 이차전지 210: 모듈 케이스
111, 111a, 111b: 전극 단자, 양극 단자, 음극 단자
310: 팩 하우징 H2: 삽입구
T1: 테이퍼 구조
320: 커넥터
321: 본체 321s: 삽입부
321f: 고정부 323: 접속 단자
321s1: 가압 돌기
330: 커넥터용 가스켓
331: 탑재부 333: 제1 절곡부
335: 제2 절곡부 337: 제3 절곡부
338: 돌기부
312: 상단 커버
314: 중간 하우징 316: 하단 받침부
312a: 수용부

Claims (11)

  1. 복수의 이차전지;
    외부 장치로부터 전기를 공급 받거나, 또는 외부로 전력을 공급하도록 접속 단자, 및 전기 절연성을 가지고 상기 접속 단자의 일부분을 감싸도록 구성된 본체가 구비된 커넥터;
    상기 복수의 이차전지를 수용하는 내부 공간이 형성되도록 구성되고 상기 커넥터의 본체의 적어도 일부가 삽입되도록 삽입구가 형성된 팩 하우징; 및
    상기 삽입구와 상기 커넥터 사이에 개재되고, 일부분이 일 방향으로 적어도 1회 이상 절곡된 부분을 가지며, 적어도 일부분이 상기 커넥터를 삽입구에 삽입하는 것에 의해 압착 고정된 커넥터용 가스켓
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 팩 하우징은 상기 삽입구의 주변부가 내측 방향으로 내입되어 형성된 수용부가 구비되고,
    상기 커넥터는,
    상기 삽입구에 삽입되도록 구성된 하부 방향으로 돌출된 삽입부; 및
    상기 삽입부의 상부에서 수평 방향으로 돌출 연장되고 상기 수용부에 고정되도록 구성된 고정부
    를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커넥터용 가스켓은,
    상기 고정부에 의해 상기 수용부에 압착 고정되도록 구성된 탑재부; 및
    상기 삽입구에 삽입되도록 상기 탑재부로부터 하부 방향으로 절곡 연장되고 상기 삽입부에 의해 압착 고정된 제1 절곡부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 커넥터용 가스켓은,
    상기 탑재부로부터 상부 방향으로 절곡 연장되고 상기 수용부의 내부 측벽과 상기 커넥터의 고정부 사이에 개재되는 제2 절곡부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 커넥터용 가스켓은,
    상기 수용부 외부로 노출되고 상기 제2 절곡부의 연장 방향의 단부로부터 수평 방향으로 절곡 연장된 제3 절곡부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 커넥터용 가스켓은,
    상기 수용부 외부로 노출되고 상기 제2 절곡부의 연장 방향의 단부에 형성되며 상기 제2 절곡부와 상기 고정부 사이의 간극을 커버하도록 구성된 돌기부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 삽입부는 상기 제1 절곡부를 상기 삽입구의 테두리가 위치한 방향으로 가압하도록 구성된 가압 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 삽입구에는 하부 방향으로 직경이 작아지도록 구성된 테이퍼 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 탑재부는,
    볼트가 삽입되는 관통구; 및
    상기 볼트가 상기 관통구의 주변부 압착하는 것을 완충하도록 상기 관통구의 주변부가 융기되어 형성된 쿠션부
    가 더 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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