KR101084767B1 - 전지팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전지팩에 관한 것이다.
본 발명의 전지팩은 내부에 전극조립체가 수납된 베어셀, 베어셀의 일측에 고정되는 홀더케이스, 베어셀과 전기적으로 연결되어 베어셀의 충전 또는 방전을 제어하는 보호회로가 구비되고 홀더케이스에 안착되는 보호회로기판, 보호회로기판에 고정된 제 1 금속부재 및 홀더케이스에 고정되고, 제 1 금속부재와 결속되는 제 2 금속부재를 포함한다.
전지팩, 보호회로기판, 홀더케이스, 제 1 금속부재, 제 2 금속부재, 솔더링, 고정

Description

전지팩{BATTERY PACK}
본 발명은 전지팩에 관한 것이다.
이차전지의 충전 또는 방전을 제어하기 위해, 보호회로모듈이 설치된다. 그리고, 보호회로모듈을 베어셀의 일측에 고정하기 위해 홀더케이스가 사용된다.
일반적으로, 보호회로모듈과 홀더케이스는 분리형이다. 이 경우, 홀더케이스에 보호회로모듈이 제대로 고정될 수 없고, 보호회로모듈과 홀더케이스를 결합하기 위한 별도의 공정이 추가되어야 한다.
따라서, 보호회로모듈과 홀더케이스 간에 견고한 결합력을 제공할 수 있는 구조가 필요하다.
본 발명의 목적은 보호회로모듈이 베어셀의 측면에 보다 견고하게 고정될 수 있는 전지팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 전지팩은 내부에 전극조립체가 수납된 베어셀, 베어셀의 일측에 고정되는 홀더케이스, 베어셀과 전기적으로 연결되어 베어셀의 충전 또는 방전을 제어하는 보호회로가 구비되고 홀더케이스에 안착되는 보호회로기판, 보호회로기판에 고정된 제 1 금속부재 및 홀더케이스에 고정되고, 제 1 금속부재와 결속되는 제 2 금속부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 제 1 금속부재는 구리로 형성될 수 있다. 또한, 제 2 금속부재는 니켈로 형성될 수 있다.
또한, 보호회로기판은 측면에 결속홈이 구비되고, 제 1 금속부재는 결속홈에 도금될 수 있다. 그리고, 제 2 금속부재의 일측은 결속홈과 동일한 형상으로 형성되고 제 1 금속부재의 전면에 밀착될 수 있다.
또한, 제 2 금속부재는 인서트 사출에 의해 홀더케이스와 일체로 형성될 수 있다. 또한, 제 1 금속부재와 제 2 금속부재는 솔더링되어 보호회로기판과 홀더케이스가 결합될 수 있다.
또한, 홀더케이스는 보호회로기판이 안착되는 안착부 및 안착부의 양단에서 직상방으로 연장되며 내측이 보호회로기판의 양측면에 대향하는 사이드부를 포함할 수 있다. 그리고, 제 2 금속부재는 안착부의 상면과 결속된 제 1 수평부 및 제 1 수평부의 양단에서 직상방으로 연장되며 사이드부와 결속된 제 1 수직부를 포함하고, 제 1 수직부의 일측은 제 1 금속부재와 솔더링될 수 있다.
그리고, 제 2 금속부재는 제 1 수직부의 종단에서 제 1 수평부와 평행하게 연장되는 제 2 수평부를 더 포함하고, 제 2 수평부의 하면은 보호회로기판의 상면에 밀착될 수 있다. 또한, 제 2 수평부는 단부로 갈수록 두께가 점점 작아질 수 있다.
또한, 제 2 금속부재는 바 형상이고 사이드부에 결속되며, 일측은 제 1 금속부재와 솔더링될 수 있다.
그리고, 제 2 금속부재는 안착부의 하면과 밀착되는 제 3 수평부, 제 3 수평부의 양단에서 직상방으로 연장되며 사이드부의 외벽과 밀착되는 제 2 수직부 및 제 2 수직부의 종단에서 제 3 수평부와 평행하게 연장되는 제 4 수평부를 포함하고, 제 2 수직부의 일측은 제 1 금속부재와 솔더링되고, 제 4 수평부의 하면은 보호회로기판의 상면에 밀착될 수 있다. 또한, 제 4 수평부는 단부로 갈수록 그 두께가 점점 작아질 수 있다.
그리고, 제 2 금속부재는 안착부의 하면과 결속되는 제 3 수평부, 제 3 수평부의 양단에서 직상방으로 연장되며 사이드부의 외벽과 결속되는 제 2 수직부 및 제 2 수직부의 종단에서 제 3 수평부와 평행하게 연장되는 제 4 수평부를 포함하고, 제 2 수직부의 일측은 제 1 금속부재와 솔더링되고, 제 4 수평부의 하면은 보 호회로기판의 상면에 밀착될 수 있다.
본 발명의 전지팩에 의하면, 보호회로모듈과 홀더케이스가 일체형으로 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 전지팩에 의하면, 전지팩의 제조 공정이 간소화될 수 있다.
또한, 본 발명의 전지팩에 의하면, 보호회로모듈이 베어셀에 견고하게 고정될 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 전지팩에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전지팩의 분해사시도를 나타낸다. 도 2는 도 1의 홀더케이스와 보호회로기판의 결합상태도를 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전지팩(1)은 베어셀(110), 양면테입(120), 홀더케이스(130), 보호회로모듈(140), 프레임케이스(150) 및 라벨(160)을 포함할 수 있다.
베어셀(110)은 대략 직육면체 형상이다. 베어셀(110)은 캔(111), 캡플레이트(112), 가스켓(113) 및 전극단자(114)를 포함할 수 있다.
캔(111)은 일측이 개방될 수 있다. 캔(111)의 내측에는 전극조립체(미도시)가 수납될 수 있다. 전극조립체는 양극판, 음극판 및 양극판과 음극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함할 수 있고, 스택형 또는 젤리롤형 일수 있다.
캡플레이트(112)는 캔(111)의 개방된 일측을 막아, 캔(111)의 내부가 기밀을 유지하게 한다. 캡플레이트(112)는 단자홀(미도시)이 구비될 수 있다. 전극단자(114)는 가스켓(113)에 의해 캡플레이트(112)와 절연된 상태에서 단자홀을 통해 외부로 인출될 수 있다.
전극단자(114)는 양극판 또는 음극판과 전기적으로 연결될 수 있고, 캔(111)은 전극단자(114)와 전기적으로 반대의 극성을 가지는 극판에 전기적으로 연결될 수 있다.
이하, 베어셀(110)에서 캡플레이트(112)가 구비된 면은 제 1 면(111a), 제 1 면(111a)과 대면하는 면은 제 2 면(111b)으로 칭한다. 그리고, 제 1 면(111a)과 제 2 면(111b)의 사이에 있고, 상대적으로 좁은 면적을 가지는 면은 제 3 면(111c), 제 3 면(111c)과 대면하는 면은 제 4 면(111d)으로 칭한다. 그리고, 제 1 면(111a)과 제 2 면(111b)의 사이에 있고, 상대적으로 넓은 면적을 가지는 면은 제 5 면(111e), 제 5 면(111c)과 대면하는 면은 제 6 면(111f)으로 칭한다.
양면테입(120)은 상기 베어셀(110)의 제 1 면(111a)과 제 3 면(111c) 및 제 2 면(111b)의 일부에 부착될 수 있다. 양면테입(120)에는 전극단자(114)를 노출시키는 단자홀(121)이 구비될 수 있다.
홀더케이스(130)는 안착부(131), 사이드부(132) 및 제 2 금속부재(133)를 포 함할 수 있다.
안착부(131)의 형상은 제 3 면(111c)의 폭과 동일한 폭을 가지는 직사각형일 수 있다. 안착부(131)는 제 3 면(111c)의 길이 방향으로 양면테입(120)의 상면에 안착되어 고정될 수 있다. 안착부(131)에는 상부에서 하부로 관통하여 소자홈(131a)이 형성될 수 있다.
사이드부(132)는 안착부(131)의 장변측에서 직상방으로 연장될 수 있다. 사이드부(132)에는 외측으로 돌출된 돌기(132a)가 구비될 수 있다.
제 2 금속부재(133)는 재질이 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 니켈로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제 2 금속부재(133)는 단면이 "ㄷ" 형상일 수 있다. 제 2 금속부재(133)는 인서트 사출에 의해 안착부(131)와 사이드부(132)와 일체로 형성될 수 있다. 제 2 금속부재(133)는 안착부(131)의 상면과 결속된 제 1 수평부(133a)와 사이드부(132)와 결속된 제 1 수직부(133b)를 포함할 수 있다.
제 1 수직부(133b)는 제 1 수평부(133a)의 양단에서 직상방으로 연장될 수 있다.
보호회로모듈(140)은 보호회로기판(141), 제 1 금속부재(142), 제 1 리드(143) 및 제 2 리드(144)를 포함할 수 있다.
보호회로기판(141)의 하면 및 상면은 안착부(131)와 동일한 폭을 가지는 직사각형일 수 있다. 보호회로기판(141)의 하면에는 능동 또는 수동회로소자가 실장되어 구성되는 보호회로가 구비되고, 보호회로는 전극조립체의 충전 또는 방전을 제어할 수 있다. 보호회로기판(141)의 상면에는 외부기기와 전기적으로 접속하는 외부단자(141a)가 구비될 수 있다. 보호회로기판(141)의 보호회로는 홀더케이스(130)의 소자홈(131a)을 통해서 안착부(131)에 안착될 수 있다. 보호회로기판(141)에는 양측 장변측에 결속홈(141b)이 형성될 수 있다.
제 1 금속부재(142)는 재질로 형성되어 결속홈(141b)에 도금될 수 있다. 제 1 금속부재(142)는 예를 들어, 구리로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 제 1 금속부재(142)는 제 2 금속부재(133)와 결속되어, 보호회로기판(141)과 홀더케이스(130)를 일체로 견고하게 고정시킬 수 있다. 제 1 금속부재(142)는 제 2 금속부재(133)와 솔더링에 의해 결속될 수 있다. 이때, 제 1 금속부재(142)와 제 2 수직부(133b) 간의 결속력을 향상시키기 위해 제 2 금속부재(133)의 일측은 결속홈(141b)과 동일한 형상으로 형성되어 제 1 금속부재(142)의 전면에 밀착될 수 있다.
제 1 리드(143)의 일측은 보호회로기판(141)과 연결되고, 타측은 베어셀(110)의 전극단자(114)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제 2 리드(144)의 일측은 보호회로기판(141)과 연결되고, 타측은 베어셀(110)의 제 2 면(111b)과 전기적으로 연결될 수 있다.
프레임(150)은 메인프레임(151) 및 서브프레임(152)을 포함할 수 있다.
메인프레임(151)은 베이스(151a) 및 사이드(151d)를 포함할 수 있다.
베이스(151a)의 내면은 베어셀(110)의 제 3 면(111c)에 밀착될 수 있다. 베이스(151a)는 부착부(151b) 및 단자노출부(151c)를 포함할 수 있다.
부착부(151b)에는 침수라벨(A)이 부착될 수 있다.
단자노출부(151c)는 보호회로기판(141)의 외부단자(141a)를 외부로 노출시킬 수 있다.
사이드(151d)는 베이스(151a)의 장측변에서 직하방으로 연장될 수 있다. 사이드(151d)의 내면은 베어셀(110)의 제 5 면(111e)에 밀착될 수 있다. 사이드(151d)에는 사이드(151d)를 관통하여 돌기수용홀(151e)이 형성될 수 있다. 메인케이스(151)와 홀더케이스(130)는 돌기(132a)가 돌기수용홀(151e)에 끼워짐으로써, 고정될 수 있다.
서브프레임(152)은 메인프레임(151)의 단측변에서 직하방으로 연장될 수 있다. 서브프레임(152)은 서브베이스부(152a) 및 서브사이드(152b)를 포함할 수 있다.
서브베이스부(152a)의 내면은 베어셀(110)의 제 1 면(111a)에 밀착될 수 있다. 서브베이스부(152a)의 외면에는 돌출부(152c)가 구비될 수 있다.
서브사이드(152b)는 서브베이스부(152a)의 장측변에서 연장되어, 베어셀(110)의 제 5 면(111e)에 밀착될 수 있다.
라벨(160)은 전면(161), 후면(162), 절곡부(163), 이음부(164) 및 개구부(165)를 포함할 수 있다.
전면(161)의 전체면적은 베어셀(110)의 제 5 면(111e)의 전체면적에 대향할 수 있고, 후면(162)의 전체면적은 베어셀(110)의 제 6 면(111f)의 전체면적에 대향할 수 있다. 전면(161)의 양측은 서브사이드(152b)의 외면에 밀착될 수 있다.
절곡부(163)는 호 형상으로 절곡될 수 있고, 전면(161)의 장측변과 후면의 장측변을 연결할 수 있다. 절곡부(163)는 제 4 면(111d)에 밀착될 수 있다.
이음부(164)는 전면의 단측변에서 연장되어 후면(162)에 고정됨으로써, 절곡부(163)의 절곡을 유지시킬 수 있다.
개구부(165)는 이음부(164)의 하부에 형성되어, 돌출부(152C)와 결합될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지팩을 설명한다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지팩에서 제 2 금속부재의 사시도를 나타낸다. 도 4는 도 3의 제 2 금속부재가 제 1 금속부재와 결합된 상태의 사시도를 나타낸다. 도 1 및 도 2에서와 동일한 구성에 대하여는 동일한 번호를 부여하였다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 제 2 금속부재(233)는 제 2 수평부(233c)를 더 포함할 수 있다.
제 2 수평부(233c)는 제 1 수직부(133b)의 종단에서 제 1 수평부(133a)와 평행하게 연장될 수 있다. 제 2 수평부(233c)의 하면은 보호회로기판(141)의 상면에 밀착되어 보호회로모듈(140)이 보다 견고하게 홀더케이스(130)에 고정될 수 있다. 보호회로기판(141)은 제 2 수평부(233c)를 외측으로 젖힌 상태에서 안착부(131)에 안착될 수 있다. 이때, 제 2 수평부(233c)의 젖힘이 용이하게 제 2 수평부(233c)는 제 1 수직부(133b)의 종단에서 단부로 갈수록 두께가 점점 작아지게 형성된 경사 면(233d)이 구비되고, 보호회로기판(141)은 경사면(233d)을 통해서 삽입될 수 있다.
이하, 도 1, 도 2 및 도 5를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지팩을 설명한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지팩에서 홀더케이스의 분해사시도를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 제 2 금속부재(333)는 바(bar) 형상일 수 있으며, 사이드부(332)에 구비될 수 있다. 제 2 금속부재(333)는 인서트사출에 의해 사이드부(332)와 일체로 성형될 수 있다. 제 2 금속부재(333)의 일측은 제 1 금속부재(142)와 솔더링에 의해 결속될 수 있다.
이하, 도 1, 도 2 및 도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지팩을 설명한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지팩에서 홀더케이스에 보호회로기판이 안착된 상태의 사시도를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 제 2 금속부재(433)는 제 3 수평부(433a), 제 2 수직부(433b) 및 제 4 수평부(433c)를 포함할 수 있다.
제 3 수평부(433a)는 안착부(131)의 하면과 밀착될 수 있다.
제 2 수직부(433b)는 제 3 수평부(433a)의 양단에서 직상방으로 연장될 수 있다. 제 2 수직부(433b)는 사이드부(132)의 외면에 밀착될 수 있다. 제 2 수직부(433b)의 일측은 제 1 금속부재(133)과 솔더링에 의해 결속됨으로써, 보호회로모 듈(140)이 홀더케이스(130)에 견고하게 고정될 수 있다.
제 4 수평부(433c)는 제 2 수직부(433b)의 종단에서 제 3 수평부(433a)와 평행하게 연장될 수 있다. 제 4 수평부(433c)의 하면은 보호회로기판(141)의 상면에 밀착될 수 있다. 제 4 수평부(433c)에 의해 보호회로모듈(140)은 홀더케이스(130)에 보다 견고하게 고정될 수 있다.
보호회로기판(141)은 제 4 수평부(433c)를 외측으로 젖힌 상태에서 안착부(131)에 안착될 수 있다. 이때, 제 4 수평부(433c)의 젖힘이 용이하게 제 4 수평부(433c)는 제 1 수직부(433b)의 종단에서 단부로 갈수록 점점 두께가 작아지는 형상일 수 있다. 제 2 금속부재(433)는 금속성 부재 예를 들어, 니켈로 형성될 수 있다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지팩을 설명한다. 도 7은 도 6의 A-A'의 단면도를 나타낸다.
본 실시예에서 전지팩에서 홀더케이스에 보호회로기판이 안착된 상태의 사시도는 앞서 본 실시예와 동일하다.
다만, 본 실시예에서는 앞서 본 실시예와 달리 제 2 금속부재(433)가 인서트 사출에 의해 홀더케이스(130)와 일체로 형성될 수 있다.
제 3 수평부(433a)는 안착부(131)의 하면과 결속되고, 제 2 수직부(433b)는 사이드부(132)의 외면과 결속됨으로서, 보호회로기판(141)은 홀더케이스(130)에 보다 견고하게 고정될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전지팩의 분해사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 홀더케이스와 보호회로기판의 결합상태도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지팩에서 제 2 금속부재의 사시도를 나타낸다.
도 4는 도 3의 제 2 금속부재가 제 1 금속부재와 결합된 상태의 사시도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지팩에서 홀더케이스의 분해사시도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지팩에서 홀더케이스에 보호회로기판이 안착된 상태의 사시도를 나타낸다.
도 7은 도 6의 A-A'의 단면도를 나타낸다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
110 : 베어셀 120 : 양면테입
130 : 홀더케이스 133 : 제 2 금속부재
140 : 보호회로모듈 142 : 제 1 금속부재
150 : 프레임케이스 160 : 라벨

Claims (15)

  1. 내부에 전극조립체가 수납된 베어셀;
    상기 베어셀의 일측에 고정되는 홀더케이스;
    상기 베어셀과 전기적으로 연결되어 상기 베어셀의 충전 또는 방전을 제어하는 보호회로가 구비되고 상기 홀더케이스에 안착되는 보호회로기판;
    상기 보호회로기판에 고정된 제 1 금속부재; 및
    상기 홀더케이스에 고정되고, 상기 제 1 금속부재와 결속되는 제 2 금속부재를 포함하고,
    상기 보호회로기판과 홀더케이스가 결합되도록 상기 제 1 금속부재와 제 2 금속부재는 솔더링되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 금속부재는 구리로 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 금속부재는 니켈로 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호회로기판은 측면에 결속홈이 구비되고, 상기 제 1 금속부재는 상기 결속홈에 도금되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 금속부재의 일측은 상기 결속홈과 동일한 형상으로 형성되고, 상기 제 1 금속부재의 전면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 금속부재는 인서트 사출에 의해 상기 홀더케이스와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더케이스는 보호회로기판이 안착되는 안착부 및 상기 안착부의 양단에서 직상방으로 연장되며 내측이 상기 보호회로기판의 양측면에 대향하는 사이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 금속부재는 상기 안착부의 상면과 결속된 제 1 수평부 및 상기 제 1 수평부의 양단에서 직상방으로 연장되며 상기 사이드부와 결속된 제 1 수직부를 포함하고, 상기 제 1 수직부의 일측은 상기 제 1 금속부재와 솔더링되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 금속부재는 상기 제 1 수직부의 종단에서 상기 제 1 수평부와 평행하게 연장되는 제 2 수평부를 더 포함하고, 상기 제 2 수평부의 하면은 상기 보호회로기판의 상면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 수평부는 단부로 갈수록 두께가 점점 작아지는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 금속부재는 바 형상이고 상기 사이드부에 결속되며, 일측은 상기 제 1 금속부재와 솔더링되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 금속부재는 상기 안착부의 하면과 밀착되는 제 3 수평부, 상기 제 3 수평부의 양단에서 직상방으로 연장되며 상기 사이드부의 외벽과 밀착되는 제 2 수직부 및 상기 제 2 수직부의 종단에서 상기 제 3 수평부와 평행하게 연장되는 제 4 수평부를 포함하고, 상기 제 2 수직부의 일측은 상기 제 1 금속부재와 솔더링되고, 상기 제 4 수평부의 하면은 상기 보호회로기판의 상면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 4 수평부는 단부로 갈수록 그 두께가 점점 작아지는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 금속부재는 상기 안착부의 하면과 결속되는 제 3 수평부, 상기 제 3 수평부의 양단에서 직상방으로 연장되며 상기 사이드부의 외벽과 결속되는 제 2 수직부 및 상기 제 2 수직부의 종단에서 상기 제 3 수평부와 평행하게 연장되는 제 4 수평부를 포함하고, 상기 제 2 수직부의 일측은 상기 제 1 금속부재와 솔더링되고, 상기 제 4 수평부의 하면은 상기 보호회로기판의 상면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
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