JP6662894B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、電池パックを運搬するとき、構成要素の結合を堅固に維持して、構成要素の分離を防止するのに好適な電池パックに関する。
本出願は、２０１５年３月５日出願の韓国特許出願第１０−２０１５−００３０９７５号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。

近年、車両の排気ガスによる大気汚染を減らすため、内燃機関及び／または電気モータを用いて車両の駆動力を確保しようとする研究が続いている。それにより、車両はハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド（ｐｌｕｇ−ｉｎ ｈｙｂｒｉｄ）自動車、そして電気自動車の順に進化してきた。ハイブリッド自動車及びプラグインハイブリッド自動車は内燃機関、電気モータと電池パックを備える。電気自動車の場合は、内燃機関なしに、電気モータと電池パックを備える。

さらに、電池パックもハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車及び電気自動車とともに進化してきた。電池パックは電気自動車の外部から充電できるように構成される。電池パックはパックケースと電池モジュールを備え、前記パックケースは下部ケース及び上部ケースからなって電池モジュールを囲む。前記電池モジュールは電池セルとカートリッジを有する。前記カートリッジは、１つ以上の電池セルを収容するように構成される。ここで、前記電池モジュールは物理的にカートリッジ同士を一体的に結束させて構成される。

前記電池モジュールは下部ケース及び上部ケースで囲まれ、上部ケースに固定されるか又は上部ケースに着脱自在なハンドルを用いて運ばれる。ハンドルが上部ケースに固定されれば、前記ハンドルには、電池パックの利用寿命を通して、パックケースを介して間歇的または反復的に外力が加えられ、その応力により上部ケースの接続部位にクラックが発生する。このようなクラックからパックケースの内部へと外部の異物が流入し、電池モジュールの電気的短絡を引き起こすことになる。

一方、前記ハンドルが上部ケースに着脱自在に結合される場合は、前記ハンドルが上部ケース上で一方向のみに結合され、電池パックの運搬中、下部及び上部ケースが酷く揺れるか、または、運搬者の姿勢によってはハンドルが下部及び上部ケースから過度に折れてしまい、上部ケースから分離される恐れがある。ハンドルが上部ケースから分離されれば、周辺構造物とパックケースとが衝突し、下部ケースが潰れて、間接的に電池モジュールにも衝撃を与えることになり得る。

電池モジュールに加えられた衝撃は、電池モジュールの電気的性質を当初の目標通りに維持できなくする。そこで、パックケースの外部から内部への異物の流入を防止し、下部ケースの潰れを防止するための研究が盛んに行われている。一例として、特許文献１（２０１０年１１月４日公開）の「電池パック」が挙げられる。該公報に開示された電池パックは、電池ホルダ、携帯ハンドル及びケースを有し、前記電池ホルダには順に積層された電池が収容される。

前記携帯ハンドルはアーチ状であって、両端に連結軸とフランジを有する。前記連結軸は端部からアーチの内部に向かって突出する。前記フランジは連結軸に対応して端部からアーチの外部に向かって突出する。前記ケースは中央領域に電池ホルダを収容し、上部で携帯ハンドルと結合し、端部でねじ結合される。ここで、前記携帯ハンドルは、ケースのねじ結合後に、上部のケース間の空間でケースに対して相対的に回動する。

しかし、前記携帯ハンドルをケースに取り付けるため、前記ケースをねじ結合しなければならず、前記携帯ハンドルとケースとの組立過程が非常に複雑になり、電池パックの製造コストが上昇する。

特開２０１０−２５１１２７号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、順に積層された下部ケースと上部ケースの運搬時に、上部ケースからハンドル部が同時に分離されることを防止し、上部ケースとハンドル部との組立過程を単純化できる好適な電池パックを提供することを目的とする。

上記の課題を達成するため、本発明による電池パックは、順に積層されて電池モジュールを囲む下部ケース及び上部ケースを含み、前記上部ケースは、ハウジング及び前記ハウジングに対して相対的に回転して前記ハウジング上に載置されるハンドル部を含み、前記ハウジングは、対向縁にそれぞれ位置する回転支持軸、及び前記回転支持軸の付近から始まって前記ハンドル部の載置形状に沿って形成されるランディングレーン（ｌａｎｄｉｎｇ ｌａｎｅ）を有し、前記ハンドル部は、前記ランディングレーン上で前記回転支持軸が挿通されて、相異なる角度でそれぞれ前記回転支持軸と回転結合される軸掛けを有することを特徴とする。

本発明によれば、前記回転支持軸を前記ハウジングに固定することができる。

望ましくは、前記回転支持軸は、前記ハウジングで対向するそれぞれの面に位置することができる。

一態様において、前記回転支持軸は、それぞれ、前記ハウジングから前記ハウジングの側方に向かって突出する円柱、及び前記ハウジングと反対側の前記円柱上の曲面に設けられた突起を有し得る。

他の態様において、前記突起は、回転支持軸から前記ハウジングの上側に向かって突出することができる。

本発明によれば、前記ランディングレーンは、中央領域が前記ハウジングの線状溝となり、両端部が前記線状溝に連結される直線面及び前記直線面から延びて回転支持軸を囲む半円面を有するフック状でなり得る。

一態様において、前記ハウジングは、前記ランディングレーンの周辺で前記ランディングレーンの中央領域と連通するように、前記ランディングレーンの延長方向と垂直方向に半円状の凹溝を有し得る。

本発明によれば、前記軸掛けはそれぞれ、端部に前記ハウジング側から順に配列される軸挿込み孔と軸空回り孔を有し得る。

望ましくは、前記軸挿込み孔は、回転支持軸の一部分を成す円柱及び前記円柱上の曲面に位置する突起をそれぞれ収容する挿込み孔及び開口部を含むことができる。

一態様において、前記挿込み孔は、前記開口部の周辺で前記軸空回り孔より小さい直径を有し得る。

他の態様において、前記挿込み孔は、前記開口部を通じて直径方向で前記軸空回り孔と連通することができる。

ここで、前記軸空回り孔は、前記開口部の周辺で前記挿込み孔と段差を成し得る。

他の態様において、前記開口部は、それぞれの前記軸掛けで同じ幅を有し得る。

さらに他の態様において、前記軸挿込み孔の前記開口部は、一方の軸掛けと他方の軸掛けとで前記軸空回り孔の周縁に沿って異なる位置に形成することができる。

さらに他の態様において、前記突起は、前記挿込み孔と前記軸空回り孔との間の段差に沿って回転することができる。

一方、前記ハンドル部は、前記ランディングレーンに沿ったＵ字状であり得る。

本発明によれば、前記ハウジングは、回転支持軸と同一レベルに位置するスナップ溝を含み、前記ハンドル部は、前記スナップ溝に結合されるスナップ突起を軸掛けに含むことができる。

本発明によれば、前記ハウジングは、回転支持軸の下側で前記ランディングレーン上に回転止めを含み、軸掛けは端部で前記回転支持軸を囲む輪部及び前記輪部の周辺に止め突起を含み、前記止め突起は前記ランディングレーンから前記ハンドル部が離隔すれば前記回転止めに当接することができる。

本発明によれば、前記軸掛けは前記止め突起の反対側で前記輪部の周辺に安定部をさらに含み、回転支持軸の周辺で安定部を介して前記ランディングレーンと接触することができる。

本発明によれば、前記ハンドル部は、グリップ感を向上させるため、中央領域にグリップ部を含むことができる。

本発明による電池パックは、順に積層された下部ケースと上部ケースで、上部ケースの回転支持軸にハンドル部の両端部を異なる角度でそれぞれ回転結合するため、運搬中に上部ケースからハンドル部の両端部が同時に分離されることを防止することができる。

本発明による電池パックは、上部ケースにハンドル部を取り付ける過程で上部ケースとハンドル部との嵌合及び回転結合のみを用いるため、上部ケースとハンドル部との単純な組立過程によって製造コストを低減することができる。

本発明による電池パックは、運搬中に上部ケースからハンドル部が分離されることを最大限に防止し、周辺構造物に下部ケース及び／または上部ケースが衝突することを事前に防止するため、当初の目標通りに電池モジュールの電気的性質を維持することができる。

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

本発明の実施例による電池パックを示した斜視図である。 図１のハンドル部を拡大して示した斜視図である。 図１のハンドル部を拡大して示した平面図である。 図１の上部ケースとハンドル部との結合関係を示した部分斜視図である。 図１の上部ケース上の回転支持軸を示した概略図である。 図１の上部ケースとハンドル部との結合関係を示した部分側面図である。 図１の電池パックの組立方法を説明する概略図である。 図１の電池パックの組立方法を説明する概略図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

後述する実施例において、電池セルとはリチウム二次電池を称する。ここで、リチウム二次電池とは、充電及び放電中に、リチウムイオンが作動イオンとして働き、正極と負極とで電気化学的反応を引き起こす二次電池を総称する。しかし、本発明が電池の種類によって限定されることはない。

図１は、本発明の実施例による電池パックを示した斜視図である。

図１を参照すれば、本発明による電池パック７０は、電池モジュール８及びパックケース６９を含む。前記電池モジュール８はパックケース６９で囲まれる。前記電池モジュール８は、カートリッジ４及び電池セル（図示せず）を含む。望ましくは、前記カートリッジ４は少なくとも１つの電池セルを収容する。一態様において、前記電池モジュール８は複数のカートリッジ４を有する。

前記パックケース６９は、順に積層された下部ケース１０及び上部ケース６６からなる。前記下部ケース１０は電池モジュール８を収容する。前記上部ケース６６はハウジング６３及びハンドル部４０を有する。前記ハウジング６３は回転支持軸５３及び凹溝５５を有する。前記回転支持軸５３はハウジング６３に固定される。

より詳しくは、一方の回転支持軸５３はハウジング６３の一縁部からハウジング６３の一側方に向かって突出し、他方の回転支持軸５３はハウジング６３の他縁部からハウジング６３の他側方に向かって突出する。ここで、前記回転支持軸５３は、ハウジング６３において同じ水平線上に位置する。前記凹溝５５は半円状であって、ハンドル部４０に向かって開口される。

前記ハンドル部４０はＵ字状であって、回転支持軸５３とそれぞれ回転結合する軸掛け２７、２９を含む。

図２は、図１のハンドル部を拡大して示した斜視図である。

図２を参照すれば、前記ハンドル部４０は、前記上部ケース（図１の６６）上で対向する軸掛け２７、２９を含む。それぞれの前記軸掛け２７、２９は、端部で上部ケース６６の回転支持軸（図１の５３）を囲む輪部２４、及び輪部２４の周辺に止め突起２５を有する。前記輪部２４は、上部ケース６６のハウジング６３側から順に配列される軸挿込み孔２１及び軸空回り孔２３を含む。

より詳しくは、前記軸挿込み孔２１及び軸空回り孔２３は、軸掛け２７、２９の間の領域から外側に向かって順に配列される。前記軸挿込み孔２１は、図５の回転支持軸５３の一部分を成す円柱５１を収容する挿込み孔２１Ａ、及び円柱５１の曲面に位置する突起５２を収容する開口部２１Ｂを含む。

望ましくは、前記挿込み孔２１Ａは、開口部２１Ｂの周辺で軸空回り孔２３より小さい直径を有する。一態様において、前記挿込み孔２１Ａは開口部２１Ｂを通じて直径方向で軸空回り孔２３と連通する。前記軸空回り孔２３は開口部２１Ｂの周辺で挿込み孔２１Ａと段差を成す。望ましくは、前記突起５２は軸空回り孔２３と挿込み孔２１Ａとの間の段差に沿って回転する。一方、前記止め突起２５は輪部２４を部分的に囲みながら輪部２４の周辺で凸状を有する。

図３は、図１のハンドル部を拡大して示した平面図である。

図３を参照すれば、前記ハンドル部４０において、前記軸挿込み孔２１の開口部２１Ｂは一方の軸掛け２７と他方の軸掛け２９とで軸空回り孔２３の周縁に沿って異なる位置に配列される。

より詳しくは、前記一方の軸掛け２７で、軸挿込み孔２１の中心を通る水平線Ｈと、軸挿込み孔２１の中心及び開口部２１Ｂの中心を同時に通る直線Ｃ１との間の第１角θ_１は、他方の軸掛け２９で、軸挿込み孔２１の中心を通る水平線Ｈと、軸挿込み孔２１の中心及び開口部２１Ｂの中心を同時に通る直線Ｃ２との間の第２角θ_２と異なる角度を有する。

望ましくは、前記第１角θ_１は第２角θ_２より角度が小さい。一態様において、前記開口部２１Ｂは一方の軸掛け２７と他方の軸掛け２９とで同じ幅Ｗを有する。一方、前記ハンドル部４０はグリップ感を向上させるため、中央領域にグリップ部３４を含む。前記グリップ部３４は、図１に示された凹溝５５に収容されるか、又は、凹溝５５の周辺に位置し得る。

図４は図１の上部ケースとハンドル部との結合関係を示した部分斜視図であり、図５は図１の回転支持軸を示した概略図である。

図４及び図５を参照すれば、前記上部ケース６６は、ハウジング６３、及びハウジング６３に対して相対的に回転してハウジング６３上に載置されるハンドル部４０を含む。前記ハウジング６３は、対向する側面にそれぞれ位置する回転支持軸５３、及び回転支持軸５３の付近から始まってハンドル部４０の載置形状に沿って形成されるランディングレーン５７を有する。

それぞれの前記回転支持軸５３は、図５に示されたように、ハウジング６３からハウジング６３の側方に向かって突出する円柱５１、及びハウジング６３と反対側の円柱５１上の曲面に設けられた突起５２を有する。前記ランディングレーン５７は、中央領域がハウジング６３の線状溝５７Ａでなり、両端部が線状溝５７Ａに連結される直線面５７Ｂ及び直線面５７Ｂから延びて回転支持軸５３を囲む半円面５７Ｃを有するフック状である。

また、前記ハウジング６３は、ランディングレーン５７の周辺でランディングレーン５７の中央領域と連通するように、ランディングレーン５７の延長方向と垂直方向に半円状の凹溝５５を有する。一方、前記ハウジング６３は、回転支持軸５３と同一レベルにそれぞれ位置するスナップ溝５４を含む。ここで、前記ハンドル部４０は、図３に示されたように、軸掛け２７、２９にスナップ溝５４にそれぞれ結合されるスナップ突起３８が設けられる。

図６は、図１の上部ケースとハンドル部との結合関係を示した部分側面図である。

図６を参照すれば、前記上部ケース６６のハウジング６３上において、前記ハンドル部４０は、ハウジング６３のランディングレーン５７上で回転支持軸５３が挿通されて、異なる角度でそれぞれ回転支持軸５３と回転結合される軸掛け２７、２９を有する。より詳しくは、前記回転支持軸５３はハウジング６３で対向面にそれぞれ固定されるように位置する。

ここで、前記回転支持軸５３はそれぞれ、図５に示されたように、円柱５１及び突起５２を有し、前記突起５２はハウジング６３の上側に向かって回転支持軸５３から突出する。また、前記軸掛け２７、２９は、図３に示されたように、輪部２４で軸空回り孔２３の周縁に沿って開口部２１Ｂを有する。前記開口部２１Ｂは、軸掛け２７、２９を、図２または図３を用いて側面から重ねてみたとき、軸空回り孔２３の周縁で異なる位置にそれぞれ形成される。

したがって、前記軸掛け２７、２９は、回転支持軸５３に同じ方向から同時に結合されず、互いに少し回転して回転支持軸５３に結合される。一方、前記軸掛け２７、２９はそれぞれ止め突起２５の反対側で輪部２４の周辺に安定部２６を含む。前記軸掛け２７、２９のそれぞれは回転支持軸５３の周辺で安定部２６を介してランディングレーン５７と接触する。

また、前記ハウジング６３は、回転支持軸５３の下側でランディングレーン５７上に回転止め５９を含む。ここで、前記軸掛け２７、２９は輪部２４の周辺に止め突起２５をそれぞれ有する。望ましくは、前記止め突起２５は、軸掛け２７、２９と回転支持軸５３との結合を通じて、ランディングレーン５７と輪部２４との間に位置する。前記止め突起２５はランディングレーン５７からハンドル部４０が離隔すれば、回転止め５９にそれぞれ当接する。

図７及び図８は、図１の電池パックの組立方法を説明する概略図である。

図１に示されたように、電池モジュール８、下部ケース１０、ハンドル部４０、及びハウジング６３を用意する。前記電池モジュール８は下部ケース１０に収容される。前記ハンドル部４０をハウジング６３に結合する前に、次の事項を考慮せねばならない。すなわち、前記ハンドル部４０は、図２または図３を用いて軸掛け２７、２９を側面から重ねてみたとき、輪部２４の軸空回り孔２３の周縁で部分的に重畳する開口部２１Ｂを有する。

図８を参照すれば、前記ハンドル部４０の軸掛け２７、２９のそれぞれは、輪部２４の軸空回り孔２３の開口部２１Ｂを通してハウジング６３の回転支持軸５３に回転結合することができる。この場合、前記軸掛け２７、２９は回転方向Ｒと並進方向Ｄに動きながら回転支持軸５３にそれぞれ回転結合することができる。

前記軸掛け２７、２９が回転支持軸５３に回転結合された後、前記ハンドル部４０とハウジング６３は上部ケース６６を構成することができる。前記上部ケース６６は、ハンドル部４０及び／またはハウジング６３を用いて下部ケース１０上に位置することができる。前記下部ケース１０及び上部ケース６６はパックケース６９を構成することができる。

その後、前記ハンドル部４０を回転方向Ｒに動かせてハウジング６３上のランディングレーン５７に載置することができる。前記ハンドル部４０がランディングレーン５７に載置される過程で、前記ハンドル部４０は、軸掛け２７、２９のスナップ突起３８をハウジング６３のスナップ溝５４にそれぞれ挿入させ、軸掛け２７、２９の間のグリップ部３４をハウジング６３の凹溝５５周辺に整列させる。それにより、前記パックケース６９は、電池モジュール８と共に電池パック７０を構成することができる。

以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

４ カートリッジ
８ 電池モジュール
１０ 下部ケース
２７、２９ 軸掛け
４０ ハンドル部
５３ 回転支持軸
５５ 凹溝
６３ ハウジング
６６ 上部ケース
６９ パックケース
７０ 電池パック

Claims (14)

1. 順に積層されて電池モジュールを囲む下部ケース及び上部ケースを含み、
   前記上部ケースは、ハウジング及び前記ハウジングに対して相対的に回転して前記ハウジング上に載置されるハンドル部を含み、
   前記ハウジングは、対向縁にそれぞれ位置する回転支持軸（５３）、及び前記回転支持軸（５３）の付近から始まって前記ハンドル部の載置形状に沿って形成されるランディングレーンを有し、
   前記ハンドル部は、前記ランディングレーン上で前記回転支持軸（５３）が挿通されて、相異なる角度（θ_１、θ_２）でそれぞれ前記回転支持軸（５３）と相対的に回転して結合されている軸掛け（２７、２９）を有し、
   前記回転支持軸（５３）はそれぞれ、前記ハウジングから前記ハウジングの側方に向かって突出する円柱（５１）、及び前記ハウジングと反対側の前記円柱（５１）上の曲面に設けられた突起（５２）を有し、
   前記軸掛け（２７、２９）はそれぞれ、端部に前記ハウジング側から順に配列される軸挿込み孔（２１）と軸空回り孔（２３）を有し、
   前記軸挿込み孔（２１）は、回転支持軸（５３）の一部分を成す円柱（５１）及び前記円柱（５１）上の曲面に位置する突起（５２）をそれぞれ収容する挿込み孔（２１Ａ）及び開口部（２１Ｂ）を含み、
   前記挿込み孔（２１Ａ）は、前記開口部（２１Ｂ）の周辺で前記軸空回り孔（２３）より小さい直径を有し、
   前記挿込み孔（２１Ａ）は、前記開口部（２１Ｂ）を通じて直径方向で前記軸空回り孔（２３）と連通し、
   前記ハンドル部の一方の軸掛け（２７）に形成された開口部（２１Ｂ）と前記ハンドル部の他方の軸掛け（２９）に形成された開口部（２１Ｂ）とは、前記軸挿込み孔（２１）上での角度が異なることを特徴とする電池パック。
2. 前記回転支持軸は、前記ハウジングに固定されることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
3. 前記回転支持軸は、前記ハウジングで対向するそれぞれの面に位置することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
4. 前記突起は、回転支持軸から前記ハウジングの上側に向かって突出することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
5. 前記ランディングレーンは、中央領域が前記ハウジングの線状溝となり、両端部が前記線状溝に連結される直線面及び前記直線面から延びて回転支持軸を囲む半円面を有するフック状でなることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
6. 前記ハウジングは、前記ランディングレーンの周辺で前記ランディングレーンの中央領域と連通するように、前記ランディングレーンの延長方向と垂直方向に半円状の凹溝を有することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
7. 前記軸空回り孔は、前記開口部の周辺で前記挿込み孔と段差を成すことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
8. 前記開口部は、それぞれの前記軸掛けで同じ幅を有することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
9. 前記軸挿込み孔の前記開口部は、一方の軸掛けと他方の軸掛けとで前記軸空回り孔の周縁に沿って異なる位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
10. 前記突起は、前記挿込み孔と前記軸空回り孔との間の段差に沿って回転することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
11. 前記ハウジングは、回転支持軸と同一レベルに位置するスナップ溝を含み、
    前記ハンドル部は、前記スナップ溝に結合されるスナップ突起を軸掛けに含むことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
12. 前記ハウジングは、回転支持軸の下側で前記ランディングレーン上に回転止めを含み、
    前記軸掛けは、端部で前記回転支持軸を囲む輪部及び前記輪部の周辺に止め突起を含み、
    前記止め突起は、前記ランディングレーンから前記ハンドル部が離隔すれば前記回転止めに当接することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
13. 前記軸掛けは、前記止め突起の反対側で前記輪部の周辺に安定部をさらに含み、
    前記回転支持軸の周辺で前記安定部を介して前記ランディングレーンと接触することを特徴とする請求項１２に記載の電池パック。
14. 前記ハンドル部は、中央領域にグリップ部を含むことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。

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