KR100988655B1 - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 케이스의 형성시 사출 성형 금형 방식의 적용이 용이하고, 케이스의 결합력을 높일 수 있는 배터리 팩을 제공하는 데 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 배터리 팩은 복수의 배터리 셀; 상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 회로 모듈; 및 상기 배터리 셀과 상기 회로 모듈을 수납하는 케이스를 포함하며, 상기 케이스는 개구된 박스 형태로 형성되며, 복수의 체결 돌기가 형성된 제 1 케이스; 및 개구된 박스 형태로 형성되어 상기 제 1 케이스와 결합하며, 상기 복수의 체결 돌기가 체결될 수 있도록 복수의 체결홀이 형성된 제 2 케이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
배터리 팩, 원통형 리튬 이차 전지, 케이스, 금형, 돌기

Description

배터리 팩{BATTERY PACK}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세히는 케이스의 형성시 사출 성형 금형 방식의 적용이 용이하고, 케이스의 결합력을 높일 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.
일반적으로 노트북, PDA(Personal Digital Assistants) 및 캠코더 등과 같은 휴대용 외부 전자기기에 사용되는 배터리 팩은 배터리 셀이 갖는 용량의 한계 때문에 여러 개의 배터리 셀을 하나로 묶어서 제조하고 있다.
이러한 배터리 팩은 둘레에 제1케이스와, 상기 제1케이스와 결합되는 제2케이스와, 상기 제1케이스 및 제2케이스가 이루는 공간에 수납된 다수의 배터리 셀과, 상기 배터리 셀의 일측에 설치되어 충방전을 제어하는 보호회로기판으로 이루어져 있다. 물론, 이러한 배터리 팩은 노트북, PDA(Personal Digital Assistants) 및 캠코더 등의 외부 전자 기기에 장착됨으로써, 외부 전자 기기에 소정 전원을 공급한다.
그런데, 이러한 종래의 배터리 팩은 제 1 케이스와 제 2 케이스가 별도의 접착제 등에 의해 결합되어 있음으로써, 외력에 의해 쉽게 변형되고 분리되는 문제가 있다. 이에 따라, 배터리 팩의 제 1 케이스와 제 2 케이스를 직접 물리적으로 결합시키기 위한 새로운 구조가 요구되고 있다. 그러나, 이러한 새로운 구조의 제 1 케이스와 제 2 케이스는 외부 전자 기기에 장착될 수 있는 형태도 고려하여 제작되어야 하므로, 사출성형 금형에서 많은 제약이 따른다.
본 발명의 목적은 케이스의 형성시 사출 성형 금형 방식의 적용이 용이하고, 케이스의 결합력을 높일 수 있는 배터리 팩을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은 복수의 배터리 셀; 상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 회로 모듈; 및 상기 배터리 셀과 상기 회로 모듈을 수납하는 케이스를 포함하며, 상기 케이스는 개구된 박스 형태로 형성되며, 복수의 체결 돌기가 형성된 제 1 케이스; 및 개구된 박스 형태로 형성되어 상기 제 1 케이스와 결합하며, 상기 복수의 체결 돌기가 체결될 수 있도록 복수의 체결홀이 형성된 제 2 케이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 체결 돌기는 상기 제 1 케이스의 일면에 형성되며, 상기 제 1 케이스는 상기 일면으로부터 상기 체결 돌기의 돌출방향으로 이격된 영역에 형성된 구조물을 더 포함할 수 있다.
상기 구조물은 상기 복수의 배터리 셀을 그룹으로 나눠 상기 배터리 셀의 유동을 방지하는 고정벽일 수 있다.
상기 제 1 케이스의 일면과 상기 구조물 사이의 이격 거리는 상기 제 1 케이스의 일면으로부터 돌출되는 체결 돌기의 돌출 폭의 3배 내지 10배일 수 있다.
상기 제 1 케이스의 일면과 상기 구조물 사이의 이격 거리는 3mm 내지 10mm 일 수 있다.
상기 복수의 체결 돌기는 상기 제 1 케이스의 일면에 그룹으로 나뉘어 형성되며, 인접한 그룹들은 서로 이격될 수 있다.
상기 구조물은 상기 제 1 케이스의 일면 중 상기 인접한 그룹들 사이의 이격 영역에 대응되게 위치할 수 있다.
상기 제 1 케이스는 상기 복수의 체결 돌기의 그룹들 각각과 대응되는 가이드 벽을 가지며, 상기 가이드 벽은 상기 제 1 케이스의 일면으로부터 상기 체결 돌기의 돌출방향으로 연장된 가이드 연장면, 상기 가이드 연장면으로부터 절곡되어 연장된 가이드 측면, 및 상기 가이드 측면 중 상기 체결 돌기와 대응되는 영역에 형성된 가이드 홈을 포함할 수 있다.
상기 제 1 케이스는 안착면; 및 상기 안착면의 마주보는 장변으로부터 절곡되어 연장된 제 1 장측면들과, 상기 안착면의 마주보는 단변으로부터 절곡되어 연장되며 상기 제 1 장측면들을 연결하는 제 1 단측면들을 포함하는 제 1 측면을 포함하며, 상기 복수의 체결 돌기는 상기 제 1 장측면들 중 일장측면에 그룹별로 나뉘어 형성될 수 있다.
상기 제 1 케이스는 상기 복수의 체결 돌기의 그룹들 각각과 대응되는 가이드 벽; 및 상기 배터리 셀을 그룹별로 나누도록 상기 안착면에서 상기 제 1 단측면들과 평행하게 연장된 구조물을 더 포함하며, 상기 가이드 벽은 상기 일장측면으로부터 상기 체결 돌기의 돌출방향으로 연장된 가이드 연장면, 상기 가이드 연장면으로부터 절곡되어 연장된 가이드 측면, 및 상기 가이드 측면 중 상기 체결 돌기와 대응되는 영역에 형성된 가이드 홈을 포함할 수 있다.
상기 제 1 케이스는 상기 안착면 내측에서 상기 제 1 장측면들 중 타장측면 및 상기 제 1 단측면들과 평행하게 연장된 리브면; 상기 리브면에 형성된 복수의 보조홀; 상기 리브면을 사이에 두고 상기 안착면 내측에서 상기 타장측면과 평행하게 연장되어, 상기 제 1 케이스의 내부에서 상기 배터리 셀로부터 상기 회로 모듈을 분리시키도록 상기 회로 모듈의 장착 공간을 형성하는 제 1 분리벽; 및 상기 타장측면에 형성된 제 1 커넥터 노출홈을 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 케이스는 일측에 돌출부를 가지며, 상기 안착면과 마주보며, 메인면과 상기 메인면으로부터 절곡되어 연장된 단차면 및 상기 단차면으로부터 절곡되어 상기 메인면과 평행하게 연장된 서브면을 포함하는 커버면; 및 상기 커버면의 마주보는 장변으로부터 절곡되어 연장된 제 2 장측면들과, 상기 커버면의 마주보는 단변으로부터 절곡되어 연장되며 상기 제 2 장측면들을 연결하는 제 2 단측면들을 포함하는 제 2 측면을 포함하며, 상기 제 2 케이스 내측에서 상기 제 2 장측면들 중 일장측면과 상기 단차면 사이의 거리는 상기 제 2 장측면들 중 타장측면과 상기 단차면 사이의 거리보다 짧을 수 있다.
상기 복수의 체결홀은 상기 복수의 체결 돌기와 체결되도록 상기 제 2 케이스의 일장측면 중 상기 체결 돌기와 상응하는 위치에 형성될 수 있다.
상기 제 2 케이스의 일장측면이, 상기 제 1 케이스의 일장측면과 가이드 벽 사이에 형성되는 이격 공간에 삽입될 수 있다.
상기 제 2 케이스는 상기 제 2 장측면들 중 타장측면과 상기 제 2 단측면들 에 형성된 복수의 보조 돌기; 상기 보조 돌기를 사이에 두고 상기 커버면 내측에서 상기 제 2 장측면들 중 타장측면과 평행하게 연장되며, 상기 제 2 케이스 내부에서 상기 배터리 셀로부터 상기 회로 모듈을 분리시키도록 상기 제 1 케이스의 제 1 분리벽과 대응하여 형성되는 제 2 분리벽; 상기 제 2 장측면들 중 타장측면에 형성되며, 상기 케이스에서 상기 회로 모듈에 장착되는 커넥터가 노출될 수 있도록 상기 제 1 커넥터 노출홈과 대응하여 형성된 제 2 커넥터 노출홈을 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀은 복수개의 원통형 리튬 이온 전지일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은 제 1 케이스와 제 2 케이스를 락킹(locking) 구조로 결합시킴으로써, 별도의 접착제를 사용하여 제 1 케이스와 상기 제 2 케이스를 결합시키는 경우보다 제 1 케이스와 제 2 케이스의 결합력을 더욱 높일 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은 외력에 의한 케이스의 분리를 효과적으로 방지할 수 있다. 더불어, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은 별도의 접착제에 대한 재료비 및 제조 공정을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은 케이스에 형성된 돌출부에 의해 제 2 케이스에 형성된 단차면과 가까운 거리에 위치하는 제 2 케이스의 일장측면에 체결 돌기가 아닌 체결홀을 형성함으로써, 제 2 케이스의 사출 성형시 금형의 분리를 용이하게 할 수 있다. 따라서,본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩은 케이스의 형성시 사출 성형 금형 방식의 적용을 용이하게 할 수 있다.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 배터리 팩을 분해 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 L-L선에 의해 절취된 배터리 팩을 도시한 단면도이다.
일반적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리 충전과 방전이 가능한 전지로서, 배터리 팩(400) 형태로 제작되어 노트북 컴퓨터와 같은 외부 전자기기에 장착되어 전원으로서 널리 사용되고 있다. 도면에 도시된 배터리 팩(400)은 한 예일 뿐이며, 이 밖에도 다양한 형태의 배터리 팩(400)이 가능하다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(400)은 복수의 배터리 셀(100), 배터리 셀(100)에 전기적으로 연결된 회로 모듈(200), 및 배터리 셀(100)과 회로 모듈(200)을 수용하는 케이스(300)를 포함하여 이루어진다.
상기 배터리 셀(100) 각각은 상면과 바닥면이 서로 다른 극성을 갖도록 설계되는데, 도면에서 볼록한 단자 모양의 상면이 양극을 나타내고, 평평한 바닥면이 음극을 나타내는 것으로 한다. 또한, 여기서는 배터리 셀(100)의 상면이 셀 내 전극 조립체(미도시)의 양극과 전기적으로 연결되고, 바닥면이 셀 내 전극 조립체의 음극과 전기적으로 연결된다고 가정한다.
이러한 배터리 셀(100)로는 충전 및 방전이 가능한 원통형 이차 전 지(secondary battery)가 사용될 수 있고, 특히 작동전압이 3.6V 로 높고 단위 중량당 에너지밀도가 높은 원통형 리튬 이차 전지가 사용될 수 있다. 이러한 배터리 셀(100)은 도 2에서는 8개로 나타냈지만, 그 갯수를 한정하는 것은 아니다. 도 2에서, 복수의 배터리 셀(100)은 제 1 배터리 셀 내지 제 8 배터리 셀(100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g, 100h)로 구분하였다.
도 2에서 B-, B+,는 대전류단을 표시하고, 직·병렬 연결된 배터리 셀들(100)의 양 끝단의 전원부를 나타낸다. B-는 음극 전원부로서 최저 전위단, B+는 양극 전원부로서 최고 전위단을 나타낸다. 이 대전류단에는 전원 인출을 위해 제 1 도전성 탭(111)과 제 5 도전성 탭(115)이 연결될 수 있다.
또한, B1, B2, B3는 센싱단을 표시하고, 서로 다른 극성의 배터리 셀들이 직렬 연결된 부분을 나타낸다. 이 센싱단은 최고 전위단과 최저 전위단 사이의 중간 전위단을 나타낸다. 이 센싱단에는 전압 검출을 위해 제 2 도전성 탭 내지 제 4 도전성 탭(112, 113, 114)이 연결될 수 있다.
상기의 구성을 자세히 설명하면, 제 1 도전성 플레이트(121)는 배터리 셀(100)의 하측 끝단에 위치하는 두 개의 배터리 셀의 음극, 즉 최저 전위단에 연결된다. 제 2 내지 제 4 도전성 플레이트(122, 123, 124)는 절곡부를 가지며, 상기 절곡부를 기준으로 일측은 배터리 셀(100) 가운데 두 개의 배터리 셀의 상면에 접촉 고정되고, 타측은 배터리 셀(100) 가운데 다른 두 개의 배터리 셀의 바닥면에 접촉 고정되어 배터리 셀(100) 가운데 네 개의 배터리 셀을 직렬 및 병렬 연결한다. 제 5 도전성 플레이트(125)는 배터리 셀(100)의 상측 끝단에 위치하는 두 개의 배터리 셀의 양극, 즉 최고 전위단에 연결된다. 이러한 도전성 플레이트(121,122,123,124,125)는 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 그 등가물중 선택된 어느 하나가 이용될 수 있으나, 본 발명에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 그리고, 도전성 플레이트는 배터리 셀의 갯수가 증가하면 당연히 함께 증가한다.
상기 회로 모듈(200)은 제 1 내지 제 5 도전성 탭(111, 112, 113, 114, 115)에 연결된 제 1 내지 제 5 도전성 플레이트(121, 122, 123, 124, 125)를 통하여 배터리 셀(100)과 전기적으로 연결되며, 이후에 설명되는 커넥터(250)를 통해 외부 전자기기와 연결되어 내부에 형성된 회로(미도시)를 통해 전지의 충전 및 방전을 제어함으로써 과방전 및 과충전을 방지한다. 여기서, 제 1 내지 제 5 도전성 탭(111, 112, 113, 114, 115)은 니켈 재질로 형성될 수 있으며, 피복되어 있는 도전성 와이어(conductive wire)로 대신할 수도 있다. 여기서, 회로 모듈(200)과 배터리 셀(100)을 전기적으로 연결하는 방식은 사용되는 배터리 셀 및 회로 모듈의 형상 및 형식에 따라 다양하게 사용될 수 있으며, 여기서 연결방식을 한정하는 것은 아니다.
한편, 회로 모듈(200)은 일면에 대략 사각 육면체 형태로 형성된 커넥터(250)를 포함한다. 이러한 커넥터(250)는 외부 전자기기와 전기적으로 접속 및 분리 가능하도록 다수의 홀을 갖는 몸체와, 몸체 중 홀의 내측 및 그 후방으로 일정 길이 연장된 다수의 도전성 리드로 이루어진다. 물론 몸체는 절연성 수지 등으로 형성되어 도전성 리드가 상호 전기적으로 쇼트 되지 않도록 되어 있다.
상기 케이스(300)는 상기 배터리 셀(100)과 회로 모듈(200)을 수용하며, 상기 배터리 셀(100)과 회로 모듈(200)이 안착되는 제 1 케이스(320)와, 제 1 케이스(320)를 덮는 제 2 케이스(340)를 포함하여 이루어진다. 이러한 케이스(300)는 상기 배터리 팩(400)이 노트북과 같은 외부 전자 기기에 장착될 때 외부 전자 기기의 형상에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 케이스(320)는 배터리 셀(100)이 수용될 수 있도록 상단면이 개구된 박스 형태로 형성되며, 일측에 회로 모듈(200)과 커넥터(250)가 수용될 수 있도록 형성된 회로 모듈 장착 공간(Sc)을 포함할 수 있다.
상기 제 2 케이스(340)는 상기 제 1 케이스(320)의 상단부에 상응하는 크기로 형성된다. 즉, 상기 제 2 케이스(340)는 개구된 박스 형태로 형성된다.
이러한 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 케이스(320)의 일면에 형성된 체결 돌기(323)와 제 2 케이스(340)의 일면에 형성된 체결홀(343)이 체결되고, 제 1 케이스(320)의 일면을 제외한 다른면과 평행한 리브면(325)에 형성된 보조홀(326)과 제 2 케이스(340)의 일면을 제외한 다른면에 형성된 보조 돌기(344)가 체결함으로써, 락킹(locking) 구조로 결합된다.
상기와 같이 배터리 팩(400)은 케이스(300)가 배터리 셀(100)과 회로 모듈(200)을 수용하여 이루어진다. 이러한 배터리 팩(400)은 노트북 컴퓨터와 같은 외부 전자기기에 장착되어 사용된다.
한편, 상기 케이스(300)는 상기 배터리 팩(400)이 장착되는 노트북과 같은 외부 전자 기기의 형상에 따라 일측에 돌출된 구조를 가질 수 있으며, 외부 전자 기기의 형상에 따라서 케이스(300)의 다른 부위가 돌출된 구조를 가지거나 다른 형상으로 형성될 수 있으며, 돌출되지 않는 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다. 본 발명의 실시예에서는, 상기 케이스(300)가 상기 제 2 케이스(340)의 일측에 돌출부(340a)가 형성되는 형상을 가지는 것으로 가정하기로 한다.
다음은 체결 돌기(323)와 체결홀(343)이 체결됨으로써, 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)가 락킹(locking) 구조로 결합되어 이루어지는 케이스(300)의 대해 자세히 살펴볼 것이다.
도 4는 도 1에 도시된 배터리 팩의 케이스를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 'A' 부분을 도시한 확대 사시도이고, 도 6은 도 4의 M-M선에 의해 절취된 제 1 케이스를 도시한 단면도이고, 도 7은 도 4의 N-N선에 의해 절취된 제 2 케이스를 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제 1 케이스(320)는 안착면(321), 제 1 측면(322), 복수의 체결 돌기(323), 가이드 벽(324), 리브면(325), 복수의 보조홀(326), 제 1 분리벽(327), 제 1 커넥터 노출홈(328) 및 구조물(329)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 안착면(321)은 복수의 배터리 셀(100) 및 회로 모듈(200)이 안착되는 면이며, 이러한 안착면(321)은 평면, 곡면 또는 단차진 면을 가지는 형태로 형성될 수 있다.
상기 제 1 측면(322)은 복수의 배터리 셀(100) 및 회로 모듈(200)을 감싸도 록, 안착면(321)의 가장자리에서 절곡되어 연장되는 면이다. 이러한 제 1 측면(322)은 상기 안착면(321)의 마주보는 장변으로부터 절곡되어 연장되는 제 1 장측면들(322a,322b)과, 상기 안착면(321)의 마주보는 단변으로부터 절곡되어 연장되며 상기 제 1 장측면들(322a,322b)을 연결하는 제 1 단측면들(322c,322d)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 복수의 체결 돌기(323)는 상기 제 1 장측면들(322) 중 일장측면(322a)의 내측에서 돌출되어 형성된다. 이렇게 돌출된 형태로 형성되는 체결 돌기(323)는 상기 제 1 케이스(320)와 상기 제 2 케이스(340)의 결합시 제 2 케이스(340)의 체결홀(343)에 체결된다. 이러한 복수의 체결 돌기(323)는 상기 일장측면(322a)에 2개 또는 3개로 이루어진 그룹(G)으로 나뉘어 위치할 수 있으며, 인접한 그룹들(G)은 서로 소정간격 이격되어 위치할 수 있다. 여기서, 체결 돌기(323)의 개수 및 형상은 제 1 케이스(320)의 크기 및 디자인에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.
상기 가이드 벽(324)은 상기 복수의 체결 돌기(323)의 그룹들(G) 각각과 대응되어 형성되며, 상기 일장측면(322a)과의 사이에 이격 공간(S1)을 형성한다. 이러한 가이드 벽(324)은, 상기 제 2 케이스(340)의 체결홀(343)이 형성된 일장측면(342a)이 상기 이격 공간(S1)에 끼워질 수 있도록 가이드 하는 역할을 한다. 구체적으로 상기 가이드 벽(324)은, 도 5를 참조하면, 상기 일장측면(322a)으로부터 상기 체결 돌기(323)의 돌출방향으로 연장된 가이드 연장면(324a), 상기 가이드 연장면(324a)으로부터 절곡되어 연장된 가이드 측면(324b), 및 상기 가이드 측면(324b) 중 상기 체결 돌기(323)와 대응되는 영역에 형성된 가이드 홈(324c)을 포 함하여 이루어질 수 있다.
상기 가이드 연장면(324a)과 상기 가이드 측면(324b)은 실질적으로 상기 이격 공간(S1)을 형성하며, 상기 가이드 홈(324c)은 제 1 케이스(320)의 체결 돌기(323)와 제 2 케이스(340)의 체결홀(343)의 원할한 체결을 위한 공간을 확보하는 역할을 한다.
상기 리브면(325)은 상기 안착면(321)의 내측에서 상기 제 1 장측면들(322a,322b) 중 타장측면(322b)과 상기 제 1 단측면들(322c, 322d)과 평행하게 연장되어 형성된다. 상기 타장측면(322b) 및 제 1 단측면들((322c, 322d) 각각과 상기 리브면(325) 사이에는 이격 공간(S2)가 형성된다. 이러한 이격 공간(S2)은 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)의 결합시 제 2 케이스(340)의 타장측면(342b) 및 제 2 단측면들(342c, 342d)이 삽입되는 공간이 된다.
상기 복수의 보조홀(326)은 상기 리브면(325)에 형성된다. 이러한 보조홀(326)은 상기 제 1 케이스(320)와 상기 제 2 케이스(340)의 결합시 제 2 케이스(340)의 보조 돌기(344)와 체결되며, 상기 제 1 케이스(320)와 상기 제 2 케이스(340)의 결합력을 높이는 보조 역할을 한다.
상기 제 1 분리벽(327)은 상기 리브면(325)을 사이에 두고 상기 안착면(321)의 내측에서 상기 타장측면(322b)과 평행하게 연장되어, 상기 제 1 케이스(320)의 내부에서 상기 배터리 셀(100)로부터 상기 회로 모듈(200)을 분리시키도록 상기 회로 모듈(200)의 장착 공간(Sc)을 형성하는 역할을 한다.
상기 제 1 커넥터 노출홈(328)은 상기 회로 모듈(200)에 설치된 커넥터(250) 를 노출시키도록 상기 타장측면(322b)에 형성된다.
상기 구조물(329)은 상기 일장측면(322a)으로부터 상기 체결 돌기(323)의 돌출방향으로 이격된 영역에 형성될 수 있다. 도 6을 참조하면, 상기 일장측면(322a)과 상기 구조물(329) 사이의 이격 거리(d1)는 상기 체결 돌기(323)의 돌출 폭(Wp)의 3배 내지 10배로 이루어지는 것이 바람직하다. 통상적으로, 상기 체결 돌기(323)의 돌출 폭(Wp)은 1mm 이하로 형성된다. 이 경우, 상기 일장측면(322a)과 상기 구조물(329) 사이의 이격 거리(d1)는 3mm 내지 10m로 이루어지는 것이 바람직하다. 이는, 상기 이격 거리(d1)가 3mm 미만이면, 상기 제 1 케이스(320)의 사출 성형시 상기 체결 돌기(323)가 형성된 부분으로부터 금형을 상기 체결 돌기(323)의 돌출방향으로 수평 이동시켜 분리시키기 용이하지 않기 때문이다. 또한, 상기 이격 거리(d1)가 10mm를 초과하면, 구조물(329)이 원하는 형성위치로부터 너무 벗어나기 때문에 디자인 설계의 문제가 발생된다. 여기서, 상기 구조물(329)은 상기 일장측면(322a) 중 인접한 복수의 체결 돌기 그룹들(G) 사이의 이격 영역에 대응되게 위치할 수 있으며, 예를 들어 상기 복수의 배터리 셀(100)을 그룹으로 나눠 배터리 셀(100)의 유동을 방지하는 고정벽일 수 있다. 상기 구조물(329)은 상기 일장측면(322a)으로부터 상기 체결 돌기(323)의 돌출방향으로 이격된 영역에 형성된 구조물이면 어느 것이라도 무방하므로, 본 발명의 실시예에서 상기 구조물(329)을 어느 특정한 구조물로 한정하는 것은 아니다.
상기와 같은 제 1 케이스(320)는 절연성을 가지는 수지로 형성될 수 있으며, 안착면(321), 제 1 측면(322), 복수의 체결 돌기(323), 가이드 벽(324), 리브 면(325), 복수의 보조홀(326), 제 1 분리벽(327), 제 1 커넥터 노출홈(328) 및 구조물(329)이 일체로 사출 성형되어 이루어질 수 있다.
상기 제 2 케이스(340)는 커버면(341), 제 2 측면(342), 복수의 체결홀(343), 보조 돌기(344), 제 2 분리벽(345), 및 제 2 커넥터 노출홈(346)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 커버면(341)은 상기 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)의 결합시 제 1 케이스(320)의 안착면(321)과 마주보는 면이며, 평면, 곡면 또는 단차진 면을 가지는 형태로 형성될 수 있다.
이러한 커버면(341)은 배터리 셀(100)로부터 발생하는 열을 방출시킬 수 있도록 홀(미도시)을 가질 수도 있다. 여기서, 상기 커버면(341)에 돌출부(340a)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 커버면(341)은 메인면(341a), 상기 메인면(341b)으로부터 절곡되어 연장된 단차면(341b), 및 상기 단차면(341b)으로부터 절곡되어 상기 메인면(341a)과 평행하게 연장된 서브면(341c)으로 이루어질 수 있다.
상기 제 2 측면(342)은 복수의 배터리 셀(100) 및 회로 모듈(200)을 감싸도록, 상기 커버면(341)의 가장자리에서 절곡되어 연장되는 면이다. 이러한 제 2 측면(342)은 상기 커버면(341)의 마주보는 장변으로부터 절곡되어 연장되는 제 2 장측면들(342a,342b)과, 상기 커버면(341)의 마주보는 단변으로부터 절곡되어 연장되며 상기 제 2 장측면들(342a,342b)을 연결하는 제 2 단측면들(342c,342d)을 포함하여 이루어질 수 있다. 도 7을 참조하면, 상기 제 2 장측면들(342a,342b) 중 일장측 면(342a)과 상기 단차면(341b) 사이의 거리(d2)는 타장측면(342b)과 상기 단차면(341b) 사이의 거리(d3)보다 짧다. 여기서, 상기 일장측면(342a)과 타장측면(342b)은 단차진 형태를 가지며, 단차진 부분이 상기 제 1 케이스(320)와 상기 제 2 케이스(340)의 결합시 상기 제 1 케이스(320)의 상기 일장측면(322a)과 상기 가이드 벽(324) 사이에 형성된 이격 공간(S1)에 삽입된다.
상기 복수의 체결홀(343)은 상기 일장측면(342a)에 형성된다. 여기서, 상기 일장측면(342a)에 체결 돌기가 아닌 상기 복수의 체결홀(343)이 형성되는 이유는, 상기 일장측면(342a)이 상기 커버면(341)에 형성된 돌출부(340a)에 의해 형성된 단차면(341b)과 가까운 거리에 위치하기 때문이다. 다시 말해서, 상기 일장측면(342a)에 체결 돌기가 형성되면 상기 제 2 케이스(340)의 사출 성형시 체결 돌기가 형성된 부분으로부터 금형을 체결 돌기의 돌출 방향(즉, 단차면(341) 방향)으로 수평 이동시켜 분리해야 하는데, 상기 일장측면(342a)과 단차면(341b) 사이의 거리가 가까워 금형을 수평 이동시키는데 필요한 거리가 충분히 확보되지 않기 때문이다. 상기 체결홀(343)은, 전술한 바와 같이 제 1 케이스(320)의 체결 돌기(323)와 체결됨으로써, 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)가 서로 결합된다. 여기서, 체결홀(343)의 개수는 제 1 케이스(320)의 체결 돌기(323)의 개수에 대응되며, 체결홀(343)은 체결 돌기(323)와 체결되도록, 상기 일장측면(342a) 중 제 1 케이스(320)의 체결 돌기(323)에 상응하는 위치에 형성된다.
상기 복수의 보조 돌기(344)는 상기 제 2 장측면들(342a,342b) 중 타장측면(342b)에 형성된다. 여기서, 상기 타장측면(342a)에 보조 돌기(344)이 형성되는 이유는, 상기 타장측면(342a)이 상기 커버면(341)에 형성된 돌출부(340a)에 의해 형성된 단차면(341b)과 먼 거리에 위치하기 때문이다. 다시 말해서, 상기 제 2 케이스(340)의 사출 성형시 보조 돌기(344)가 형성된 부분으로부터 금형을 보조 돌기의 돌출 방향(즉, 단차면(341) 방향)으로 수평 이동시켜 분리하는데 필요한 거리가 확보될 수 있기 때문이다. 상기 보조 돌기(344)는, 전술한 바와 같이, 상기 보조홀(326)과 체결되며, 상기 제 1 케이스(320)와 상기 제 2 케이스(340)의 결합력을 높이는 보조 역할을 한다.
상기 제 2 분리벽(345)은 상기 보조 돌기(344)를 사이에 두고 상기 커버면(341)의 내측에서 상기 타장측면(342b)과 평행하게 연장되며, 상기 제 2 케이스(340)의 내부에서 상기 배터리 셀(100)로부터 상기 회로 모듈(200)을 분리시키도록 상기 제 1 케이스(320)의 제 1 분리벽(327)과 대응하여 형성된다.
상기 제 2 커넥터 노출홈(346)은 상기 타장측면(342b)에 형성되며, 상기 회로 모듈(200)에 설치된 커넥터(250)가 노출될 수 있도록 상기 제 1 커넥터 노출홈(328)과 대응하여 형성될 수 있다.
상기와 같은 제 2 케이스(340)는 절연성을 가지는 수지로 형성될 수 있으며, 커버면(341), 제 2 측면(342), 복수의 체결홀(343), 복수의 보조 돌기(344), 제 2 분리벽(345) 및 제 2 커넥터 노출홈(346)이 일체로 사출 성형되어 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(400)은, 제 1 케 이스(320)의 체결 돌기(323)와 제 2 케이스(340)의 체결홀(434)을 체결하고, 제 1 케이스(320)의 보조홀(326)과 제 2 케이스(340)의 보조 돌기(44)를 체결함으로써, 제 1 케이스(320)와 제 2 케이스(340)를 락킹 구조로 결합시킨다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(400)은, 별도의 접착제를 사용하여 제 1 케이스와 상기 제 2 케이스를 결합시키는 경우보다, 상기 제 1 케이스(320)와 상기 제 2 케이스(340)의 결합력을 더욱 높일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(400)은 외력에 의한 케이스(300)의 분리를 효과적으로 방지할 수 있다. 더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(400)은 별도의 접착제에 대한 재료비 및 제조 공정을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(400)은 케이스(300)에 형성된 돌출부(300a)에 의해 제 2 케이스(340)에 형성된 단차면(341b)과 가까운 거리에 위치하는 제 2 케이스(340)의 일장측면(342a)에 체결 돌기가 아닌 체결 홀(343)을 형성함으로써, 제 2 케이스(340)의 사출 성형시 금형의 분리를 용이하게 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(400)은 케이스(300)의 형성시 사출 성형 금형 방식의 적용을 용이하게 할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이 다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 팩을 분해 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 L-L선에 의해 절취된 배터리 팩을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 배터리 팩의 케이스를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 'A' 부분을 도시한 확대 사시도이다.
도 6은 도 4의 M-M선에 의해 절취된 제 1 케이스를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 4의 N-N선에 의해 절취된 제 2 케이스를 도시한 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 배터리 셀 200: 회로 모듈
300: 케이스 320: 제 1 케이스
323: 체결 돌기 340: 제 2 케이스
343: 체결홀 400: 배터리 팩

Claims (16)

  1. 적어도 하나의 배터리 셀;
    상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 회로 모듈; 및
    상기 배터리 셀과 상기 회로 모듈을 수납하는 케이스를 포함하며,
    상기 케이스는
    개구된 박스 형태로 형성되며, 일면에 복수의 체결 돌기가 형성된 제 1 케이스; 및
    개구된 박스 형태로 형성되어 상기 제 1 케이스와 결합하며, 상기 복수의 체결 돌기가 체결될 수 있도록 복수의 체결홀이 형성된 제 2 케이스를 포함하고,
    상기 제 1 케이스는 상기 일면으로부터 상기 체결 돌기의 돌출방향으로 이격된 영역에 형성되고 상기 배터리 셀의 유동을 방지하는 고정벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 케이스의 일면과 상기 고정벽 사이의 이격 거리는 상기 제 1 케이스의 일면으로부터 돌출되는 체결 돌기의 돌출 폭의 3배 내지 10배인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 케이스의 일면과 상기 고정벽 사이의 이격 거리는 3mm 내지 10mm인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 적어도 하나의 배터리 셀;
    상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 회로 모듈; 및
    상기 배터리 셀과 상기 회로 모듈을 수납하는 케이스를 포함하며,
    상기 케이스는
    개구된 박스 형태로 형성되며, 일면에 복수의 체결 돌기가 형성된 제 1 케이스; 및
    개구된 박스 형태로 형성되어 상기 제 1 케이스와 결합하며, 상기 복수의 체결 돌기가 체결될 수 있도록 복수의 체결홀이 형성된 제 2 케이스를 포함하고,
    상기 제 1 케이스는 상기 일면으로부터 상기 체결 돌기의 돌출방향으로 이격된 영역에 형성된 구조물을 더 포함하며,
    상기 복수의 체결 돌기는 상기 제 1 케이스의 일면에 그룹으로 나뉘어 형성되며, 인접한 그룹들은 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 구조물은 상기 제 1 케이스의 일면 중 상기 인접한 그룹들 사이의 이격 영역에 대응되게 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 케이스는 상기 복수의 체결 돌기의 그룹들 각각과 대응되는 가이드 벽을 가지며,
    상기 가이드 벽은 상기 제 1 케이스의 일면으로부터 상기 체결 돌기의 돌출방향으로 연장된 가이드 연장면, 상기 가이드 연장면으로부터 절곡되어 연장된 가이드 측면, 및 상기 가이드 측면 중 상기 체결 돌기와 대응되는 영역에 형성된 가이드 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제 1 항에 있어서
    상기 제 1 케이스는
    안착면; 및
    상기 안착면의 마주보는 장변으로부터 절곡되어 연장된 제 1 장측면들과, 상기 안착면의 마주보는 단변으로부터 절곡되어 연장되며 상기 제 1 장측면들을 연결하는 제 1 단측면들을 포함하는 제 1 측면을 포함하며,
    상기 복수의 체결 돌기는 상기 제 1 장측면들 중 일장측면에 그룹별로 나뉘어 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 케이스는
    상기 복수의 체결 돌기의 그룹들 각각과 대응되는 가이드 벽을 포함하고,
    상기 고정벽은 상기 안착면에서 상기 제 1 단측면들과 평행하게 연장하며,
    상기 가이드 벽은 상기 일장측면으로부터 상기 체결 돌기의 돌출방향으로 연장된 가이드 연장면, 상기 가이드 연장면으로부터 절곡되어 연장된 가이드 측면, 및 상기 가이드 측면 중 상기 체결 돌기와 대응되는 영역에 형성된 가이드 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 케이스는
    상기 안착면 내측에서 상기 제 1 장측면들 중 타장측면 및 상기 제 1 단측면들과 평행하게 연장된 리브면;
    상기 리브면에 형성된 복수의 보조홀;
    상기 리브면을 사이에 두고 상기 안착면 내측에서 상기 타장측면과 평행하게 연장되어, 상기 제 1 케이스의 내부에서 상기 배터리 셀로부터 상기 회로 모듈을 분리시키도록 상기 회로 모듈의 장착 공간을 형성하는 제 1 분리벽; 및
    상기 타장측면에 형성된 제 1 커넥터 노출홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 케이스는 일측에 돌출부를 가지며,
    상기 안착면과 마주보며, 메인면과 상기 메인면으로부터 절곡되어 연장된 단차면 및 상기 단차면으로부터 절곡되어 상기 메인면과 평행하게 연장된 서브면을 포함하는 커버면; 및
    상기 커버면의 마주보는 장변으로부터 절곡되어 연장된 제 2 장측면들과, 상기 커버면의 마주보는 단변으로부터 절곡되어 연장되며 상기 제 2 장측면들을 연결하는 제 2 단측면들을 포함하는 제 2 측면을 포함하며,
    상기 제 2 케이스 내측에서, 상기 제 2 장측면들 중 일장측면과 상기 단차면 사이의 거리는 상기 제 2 장측면들 중 타장측면과 상기 단차면 사이의 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 체결홀은 상기 복수의 체결 돌기와 체결되도록 상기 제 2 케이스의 일장측면 중 상기 체결 돌기와 상응하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 케이스의 일장측면이, 상기 제 1 케이스의 일장측면과 가이드 벽 사이에 형성되는 이격 공간에 삽입되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 케이스는
    상기 제 2 장측면들 중 타장측면과 상기 제 2 단측면들에 형성된 복수의 보조 돌기;
    상기 보조 돌기를 사이에 두고 상기 커버면 내측에서 상기 제 2 장측면들 중 타장측면과 평행하게 연장되며, 상기 제 2 케이스 내부에서 상기 배터리 셀로부터 상기 회로 모듈을 분리시키도록 상기 제 1 케이스의 제 1 분리벽과 대응하여 형성되는 제 2 분리벽;
    상기 제 2 장측면들 중 타장측면에 형성되며, 상기 케이스에서 상기 회로 모듈에 장착되는 커넥터가 노출될 수 있도록 상기 제 1 커넥터 노출홈과 대응하여 형성된 제 2 커넥터 노출홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 복수개의 원통형 리튬 이온 전지인 것을 특징으로 배터리 팩.
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