KR20130121215A - 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 개구부 커버를 개방 또는 결합함에 따라 전원이 차단 또는 연결되는 배터리 팩에서, 개구부 커버의 외면에 형성된 그립부를 개구부 커버의 내면에 형성된 접속핀과 수직하게 형성함으로써, 개구부 커버의 개방 또는 결합 시 접속핀을 정확한 위치에 삽입할 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다. 본 발명에 따른 배터리 팩은 상부가 개방되며, 복수개의 배터리 모듈 및 퓨즈를 수용하는 하우징; 상기 하우징의 상부를 커버하며, 상기 퓨즈와 대응하는 영역에 개구부가 형성되는 하우징 커버; 상기 하우징 커버의 개구부에 개폐 가능하게 설치되는 개구부 커버; 상기 개구부 커버의 내면에 형성되는 인터락 스위치;를 포함하며, 상기 인터락 스위치와 수직되는 상기 개구부 커버 외면에 형성되는 그립부를 더 포함한다. 이러한 구성에 의하여, 접속핀이 손상되는 것을 방지함에 의해 개구부 커버를 개방 또는 결합함에 따라 전원 차단 또는 연결이 용이하게 이루어질 수 있다.

Description

배터리 팩{Battery pack}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 개구부 커버를 개방 또는 결합함에 따라 용이하게 전원을 차단 또는 연결할 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.
통상적으로 배터리 셀은 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 다양하게 그 형태를 변화시켜 사용한다.
휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 배터리 셀의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하다. 그러나, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량을 높일 수 있도록 복수개의 배터리 셀을 전기적으로 연결하여 대용량의 배터리 모듈을 구성한다. 배터리 모듈은 내장된 배터리 셀의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다. 그리고, 이러한 배터리 모듈을 전기적으로 다수개 연결하여 배터리 팩을 구성할 수 있다.
본 발명은 개구부 커버를 개방 또는 결합함에 따라 전원이 차단 또는 연결되는 배터리 팩에서, 개구부 커버의 외면에 형성된 그립부를 개구부 커버의 내면에 형성된 접속핀과 수직하게 형성함으로써, 개구부 커버의 개방 또는 결합 시 접속핀을 정확한 위치에 삽입할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 개구부 커버를 개방함과 동시에 전원이 차단됨에 의해 배터리 팩 내의 각종 부품 교체 시에 감전사고 없이 간편하면서도 안전하게 부품을 교체할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 배터리 팩은 상부가 개방되며, 복수개의 배터리 모듈 및 퓨즈를 수용하는 하우징; 상기 하우징의 상부를 커버하며, 상기 퓨즈와 대응하는 영역에 개구부가 형성되는 하우징 커버; 상기 하우징 커버의 개구부에 개폐 가능하게 설치되는 개구부 커버; 상기 개구부 커버의 내면에 형성되는 인터락 스위치;를 포함하며, 상기 인터락 스위치와 수직되는 상기 개구부 커버 외면에 형성되는 그립부를 더 포함한다.
이때, 상기 인터락 스위치는 상기 개구부 커버의 개방에 연동하여 상기 퓨즈에 흐르는 전류를 차단할 수 있다.
그리고, 상기 인터락 스위치는 적어도 하나의 접속핀을 구비하고, 상기 퓨즈에는 상기 접속핀에 대응하는 적어도 하나의 접속단자가 연결될 수 있다.
또한, 상기 개구부 커버의 개방 시 상기 접속단자가 상기 접속핀으로부터 분리되고, 상기 개구부 커버의 결합 시 상기 접속단자가 상기 접속핀에 연결될 수 있다.
더욱이, 상기 인터락 스위치는 내부에 일정 간격을 두고 접속핀의 둘레를 둘러싸는 몸체부를 더 포함할 수 있다.
게다가, 상기 인터락 스위치는 상기 개구부 커버의 결합 시 상기 접속단자는 상기 몸체부 내부 공간에서 상기 접속핀과 연결될 수 있다.
또한, 상기 몸체부는 절연성 재질로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 하우징 커버의 상기 개구부 둘레를 따라 상기 개구부 커버가 안착되는 안착부가 형성될 수 있다.
이때, 상기 하우징 커버의 안착부에는 제1 홀이 형성되고, 상기 제1 홀과 대응하는 상기 개구부 커버에는 제2 홀이 형성되며, 상기 제1 홀과 상기 제2 홀은 체결부재에 의해 체결될 수 있다.
본 발명에 의하면 개구부 커버의 외면에 형성된 그립부를 개구부 커버의 내면에 형성된 접속핀과 수직하게 형성하여, 개구부 커버의 개방 또는 결합 시 접속핀을 정확한 위치에 삽입함으로써, 접속핀이 손상되는 것을 방지함에 의해 개구부 커버를 개방 또는 결합함에 따라 전원 차단 또는 연결이 용이하게 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 배터리 팩을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 하우징 커버로부터 개구부 커버가 개방된 상태를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 배터리 팩의 개구부 커버(610)가 오픈된 상태를 나타내는 평면도.
도 4는 도 1의 A-A'에 따른 단면도.
도 5는 도 2의 B-B'에 따른 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 배터리 모듈을 나타내는 사시도.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 아울러, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장될 수 있으며 실제의 층 두께나 크기와 다를 수 있다.
도 1은 본 발명의 배터리 팩을 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩(700)은 하우징(500)과, 하우징(500) 상부를 커버하는 하우징 커버(600) 및 개구부 커버(610)를 포함한다. 하우징(500)은 상부가 개방되며, 내부에 복수개의 배터리 모듈 및 퓨즈 등을 수용한다. 그리고, 하우징 커버(600)는 하우징(500)의 개방된 상부를 커버하며, 하우징(500) 내부에 수용된 퓨즈와 대응하는 영역에는 개구부(520, 도 2 참조)가 형성된다.
이러한 개구부(520)에는 개구부 커버(610)가 개폐 가능하도록 설치되며, 개구부 커버(610)의 하부에는 퓨즈 등의 부품이 장착되어 있다. 그리고, 개구부 커버(610)는 배터리 팩(700)의 퓨즈 등을 교체하는 작업과 같은 수리 작업을 용이하게 하기 위하여 설치된다.
개구부 커버(610)의 내면에는 개폐 시 배터리 팩(700)의 전원을 차단 또는 연결할 수 있도록 내부의 접속단자(410, 도 2 참조)와 연결되는 인터락 스위치(616, 도 2 참조)가 형성된다. 그리고, 개구부 커버(610)의 외면에는 개구부 커버(610)의 제거나 장착이 용이하도록 그립부(611)가 형성된다. 이때, 개구부 커버(610) 외면의 그립부(611)는 개구부 커버(610) 내면의 인터락 스위치(616)와 수직되는 개구부 커버(610) 외면에 형성된다. 인터락 스위치(616)는 개구부 커버(600)의 개방에 연동하여 퓨즈에 흐르는 전류를 차단하는 역할을 한다.
그리고, 하우징 커버(600)에는 개구부(520)의 둘레를 따라 개구부 커버(610)가 안착되는 안착부(530)가 형성된다. 이러한 안착부(530)에는 개구부 커버(610)가 안착된 후, 개구부 커버(610)는 하우징 커버(600)에 고정될 수 있다. 즉, 하우징 커버(600)의 안착부에는 제1 홀(510, 도 4 참조)이 형성되고, 제1 홀(510)과 대응하는 개구부 커버(610)에는 제2 홀(613)이 형성되어, 제1 홀(510)과 제2 홀(613)은 체결부재(612)에 의해 체결될 수 있다.
이러한 하우징 커버(600)와 개구부 커버(610)의 체결 구조에 의하여, 퓨즈 등의 부품 수리 필요 시 개구부 커버(610)를 용이하게 개폐할 수 있다. 이때, 개구부 커버(610)의 개방과 동시에 배터리 팩(700)의 전원이 차단됨에 의해 배터리 팩(700) 내의 각종 부품 교체 시에 감전사고 없이 간편하면서도 안전하게 부품을 교체할 수 있다.
또한, 개구부 커버(610) 외면의 그립부(611)가 개구부 커버(610) 내면의 인터락 스위치(616)와 상하 수직하게 위치됨으로써, 개구부 커버(610)의 개폐 시 인터락 스위치(616)가 정확하게 분리 또는 체결될 수 있다. 이에 의해 인터락 스위치(616)가 손상되는 것이 방지될 뿐만 아니라 정위치에 손쉽게 인터락 스위치(616)를 체결할 수 있다.
도 2는 본 발명의 하우징 커버로부터 개구부 커버가 개방된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩(700)의 개구부 커버(610)는 하우징 커버(600)로부터 개방된다. 이때, 하우징 커버 안착부(530)의 제1 홀(510, 도 3 참조)과 개구부 커버(610)에 체결된 체결부재(612)가 분리되며, 개구부 커버(610)가 하우징 커버(600)로부터 개방된다. 개구부 커버(610) 하부의 하우징(500) 내부에는 퓨즈(400) 등의 부품이 위치되며, 이러한 부품의 교체 작업 시 개구부 커버(610)를 개방하게 된다.
개구부 커버(610)의 내면에는 인터락 스위치(616)가 형성되어, 개구부 커버(610)의 개방에 연동하여 퓨즈(400)에 흐르는 전류를 차단한다. 이러한 인터락 스위치(616)는 적어도 하나의 접속핀(614)을 구비하고, 접속핀(614)과 일정 간격을 두고 그 둘레를 둘러싸는 몸체부(615)를 포함한다. 이때, 몸체부(615)는 절연성 재질로 형성될 수 있다.
그리고, 퓨즈(400)에는 접속핀(614)에 대응하는 적어도 하나의 접속단자(410)가 연결된다. 도 2에서 보는 바와 같이, 개구부 커버(610)의 개방 시에는 접속핀(614)이 접속단자(410)로부터 분리되며, 개구부 커버(610)의 결합 시에는 접속핀(614)과 접속단자(410)가 전기적으로 연결된다. 이때, 개구부 커버(610)가 하우징 커버(600)에 결합되는 경우, 접속단자(410)는 인터락 스위치(616)의 몸체부(615) 내부 공간에서 접속핀(614)과 연결될 수 있다.
이와 같이, 인터락 스위치(616)는 개구부 커버(610)의 내면에 형성되어, 개구부 커버(610)의 개폐에 따라 배터리 팩의 전원이 차단 또는 연결되도록 설치된다. 그리고, 개구부 커버(610)의 외면에는 그립부(611)가 형성되는데, 그립부(611)는 인터락 스위치(616)와 상하 수직되는 위치에 형성될 수 있다. 이에 의해 개구부 커버(610)의 개방 또는 체결 시 인터락 스위치가 정확하게 해제 또는 연결될 수 있다. 그립부(611)와 인터락 스위치(616)가 상하 수직되는 위치에 형성되지 않은 경우, 개구부 커버(610)를 하우징 커버(600)에 체결 시 정 위치에 체결하기 어려워 인터락 스위치(616)에 손상이 발생할 수 있다.
그리고, 개구부 커버(610)가 하우징 커버(600)의 개구부(520)에 안착되도록 하기 위하여, 개구부(520)의 둘레를 따라 안착부(530)가 형성될 수 있다. 이러한 안착부(530)에 개구부 커버(610)의 에지부가 위치되며 안착될 수 있다. 이때, 하우징 커버(600)의 안착부(530)에는 제1 홀(510, 도 3 참조)이 형성되고, 제1 홀(510)과 대응하는 개구부 커버(610)에는 제2 홀(613)이 형성된다. 이에 의해 체결부재(612)가 제1 홀(510)과 제2 홀(613)을 관통하며, 개구부 커버(610)를 하우징 커버(600)의 안착부(530)에 체결할 수 있다.
도 3은 본 발명의 배터리 팩의 개구부 커버가 오픈된 상태를 나타내는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 개구부 커버(610, 도 2 참조)를 오픈한 상태에서 개구부(520) 하부의 하우징(500, 도 1 참조) 내부에는 퓨즈(400) 및 퓨즈(400)와 연결된 버스바(420)가 위치된다. 버스바(420)는 입력되는 전원이나 제어신호를 출력할 수 있다. 퓨즈(400) 양단의 퓨즈단자(401)는 버스바(420)와 연결되며, 이러한 버스바(420)는 연결부재(411)에 의해 일측에 위치된 접속단자(410)와 연결된다.
개구부 커버(610)의 그립부(611, 도 2 참조)와 수직되도록 설치된 인터락 스위치(616)는 퓨즈(400)의 확인이나 교체를 위한 개구부 커버(610)의 개방에 연동하여 퓨즈(400)에 흐르는 전류를 차단한다. 인터락 스위치(616)는 절연성의 몸체부(615, 도 2 참조)와, 몸체부(615) 내부에 위치된 접속핀(614, 도 2 참조)을 포함하며, 접속단자(410)는 개구부 커버(610)의 결합 시 몸체부(615) 내부에서 접속핀(614)과 접촉한다. 그리고, 개구부 커버(610)의 개방 시에는 인터락 스위치(610)의 접속핀(614)이 버스바(420)의 접속단자(410)와 분리되어, 퓨즈(400)를 흐르는 전류가 차단되므로, 안전하게 퓨즈(400)를 분리할 수 있다.
본 발명에서는 이러한 개구부 커버(610)의 개폐 시 인터락 스위치(616)가 퓨즈에 흐르는 전류를 제어하기 용이하도록 인터락 스위치(616)와 그립부(611)가 개구부 커버(610)의 상부면과 하부면, 즉, 하우징(500)의 외면과 내면에서 상호 수직으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 개구부 커버(610)의 개폐와 연동하여 인터락 스위치(616)가 올바르게 체결 및 제거되어 손상을 방지하면서도, 인터락 스위치(616)의 작동이 정확하게 이루어질 수 있다.
도 4는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이고, 도 5는 도 2의 B-B'에 따른 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 하우징 커버(600)의 개구부(520)에 개폐 가능하게 설치되는 개구부 커버(610)는 외면에는 그립부(611)가 형성된다. 그리고, 그립부(611)와 수직되는 개구부 커버(610)의 내면에는 인터락 스위치(616)가 형성된다.
이러한 개구부 커버(610) 내면의 인터락 스위치(616)는 개구부 커버(610)의 개방에 연동하여 퓨즈(400)에 흐르는 전류를 차단할 수 있다. 그리고, 인터락 스위치(616)는 적어도 하나의 접속핀(614)을 구비하고, 퓨즈(400)에는 접속핀(614)에 대응하는 적어도 하나의 접속단자(410)가 연결될 수 있다.
따라서, 개구부 커버(610)의 개방 시 접속단자(410)가 접속핀(614)으로부터 분리되고, 개구부 커버(610)의 결합 시 접속단자(410)가 접속핀(614)에 연결될 수 있다. 또한, 인터락 스위치(616)는 내부에 일정 간격을 두고 접속핀(614)의 둘레를 둘러싸는 몸체부(615)를 더 포함한다. 이에 의해 인터락 스위치(616)는 개구부 커버(610)의 결합 시 접속단자(410)는 몸체부(615) 내부 공간에서 접속핀(614)과 연결된다.
이와 같이, 본 발명은 개구부 커버(610)의 개폐에 따라 배터리 팩의 전원을 차단 또는 연결하며, 그립부(611)와 인터락 스위치(616)가 개구부 커버(610)의 외면 및 내면에 각각 형성되되, 상호 수직되도록 형성된다. 이에 의해 개구부 커버(610)를 하우징 커버(600)로부터 분리하는 과정에서 인터락 스위치(616)가 작동하여 퓨즈(400)에 흐르는 전류를 차단한다. 따라서, 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고전압 사용환경에 안전하게 퓨즈(400)의 단락 여부 확인이나 교체 작업을 수행할 수 있다. 또한, 그립부(611)와 인터락 스위치(616)가 수직한 위치에 형성됨으로써, 개구부 커버(610)의 개방 또는 결합 시 접속핀(614)을 정확한 위치에 삽입할 수 있으므로, 인터락 스위치(616)의 작동성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 배터리 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 배터리 모듈(100)은 고전력으로 사용하기 위하여 복수개의 배터리 모듈(100)이 연결된 상태를 하나의 세트로 하여 사용될 수 있다. 이러한 배터리 모듈(100)은 각각 복수개의 배터리 셀(10)이 일 방향으로 배열되어 형성된다. 이러한 배터리 셀(10)은 전기적으로 연결되어 있으며, 배터리 셀(10)은 일면이 개구된 전지 케이스와 전지 케이스 내에 수납된 전극 조립체 및 전해액으로 이루어질 수 있다.
전극 조립체 및 전해액은 전기화학적 반응하여 에너지를 발생하고, 전지 케이스는 캡 플레이트(14)에 의하여 밀폐된다. 캡 플레이트(14)에는 단자부(11, 12)와 벤트부(13)가 구비될 수 있다. 단자부(11, 12)는 서로 다른 극성을 갖는 양극단자(11) 및 음극단자(12)로 이루어질 수 있고, 벤트부(13)는 배터리 셀(10)의 안전수단으로 배터리 셀(10) 내부에서 발생하는 기체롤 외부로 방출하는 통로로 작용한다. 서로 이웃하는 배터리 셀(10)의 양극단자(11) 및 음극단자(12)는 버스바(15)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있으며, 버스바(15)는 너트(16) 등의 부재로 양극단자(11) 및 음극단자(12)에 고정될 수 있다.
배터리 셀 (10)은 복수개가 정렬되어 이루어질 수 있는데, 이때 배터리 셀(10)의 정렬상태를 고정하기 위하여, 하나 이상의 플레이트(18, 19)를 이용할 수 있다. 플레이트(18, 19)는 서로 대향하여 구비되어, 배터리 셀(10)의 넓은 면과 대면하는 한 쌍의 엔드플레이트(18)와, 엔드플레이트(18)에 연결되어 배터리 셀(10)의 측면과 인접하게 측면플레이트(19)를 포함할 수 있다. 플레이트(18, 19)는 복수개의 배터리 셀(10)을 고정하기 위한 것으로, 이는 배터리 모듈(20)의 디자인에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.
400 : 퓨즈 401 : 퓨즈단자
410 : 접속단자 420 : 버스바
500 : 하우징 510 : 제1 체결홀
520 : 홀 530 : 안착부
600 : 하우징 커버 610 : 개구부 커버
611 : 그립부 612 : 체결부재
613 : 제2 체결홀 614 : 접속핀
615 : 몸체부

Claims (9)

  1. 상부가 개방되며, 복수개의 배터리 모듈 및 퓨즈를 수용하는 하우징;
    상기 하우징의 상부를 커버하며, 상기 퓨즈와 대응하는 영역에 개구부가 형성되는 하우징 커버;
    상기 하우징 커버의 개구부에 개폐 가능하게 설치되는 개구부 커버;
    상기 개구부 커버의 내면에 형성되는 인터락 스위치;를 포함하며,
    상기 인터락 스위치와 수직되는 상기 개구부 커버 외면에 형성되는 그립부를 더 포함하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인터락 스위치는 상기 개구부 커버의 개방에 연동하여 상기 퓨즈에 흐르는 전류를 차단하는 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인터락 스위치는 적어도 하나의 접속핀을 구비하고, 상기 퓨즈에는 상기 접속핀에 대응하는 적어도 하나의 접속단자가 연결되는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 개구부 커버의 개방 시 상기 접속단자가 상기 접속핀으로부터 분리되고, 상기 개구부 커버의 결합 시 상기 접속단자가 상기 접속핀에 연결되는 배터리 팩.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 인터락 스위치는 내부에 일정 간격을 두고 접속핀의 둘레를 둘러싸는 몸체부를 더 포함하는 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 인터락 스위치는 상기 개구부 커버의 결합 시 상기 접속단자는 상기 몸체부 내부 공간에서 상기 접속핀과 연결되는 배터리 팩.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 몸체부는 절연성 재질로 형성되는 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 커버의 상기 개구부 둘레를 따라 상기 개구부 커버가 안착되는 안착부가 형성되는 배터리 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하우징 커버의 안착부에는 제1 홀이 형성되고, 상기 제1 홀과 대응하는 상기 개구부 커버에는 제2 홀이 형성되며, 상기 제1 홀과 상기 제2 홀은 체결부재에 의해 체결되는 배터리 팩.
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