KR20170002082A - 배터리 팩 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 배터리 팩이 개시된다. 상기 배터리 팩은, 서로 이웃한 배터리 셀에 각각 형성된 것으로, 수용부가 형성된 제1, 제2 전극 단자와, 제1, 제2 전극 단자의 수용부를 가로질러 제1 방향을 따라 연장되며, 제1, 제2 전극 단자에 각각 끼워지는 일 단부 및 타 단부의 제1, 제2 결합부를 포함하되, 제1, 제2 결합부는 수용부의 상하면에 밀착되도록 상하 방향으로 탄성 바이어스되어 있는 버스 바를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 서로 이웃한 배터리 셀을 결속하기 위한 신규한 구조의 버스 바를 적용함으로써 결합 구조의 단순화 및 작업 공수의 절감이 가능한 배터리 팩을 제공한다.

Description

배터리 팩{Battery pack}

본 발명은 배터리 팩에 관한 것이다.

통상적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차 전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply) 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 전지들을 연결하여 하나의 단위로 묶은 모듈 형태로 사용되기도 한다.

휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 전지의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하지만, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량의 문제로 다수의 전지를 포함하는 모듈 형태가 선호되며, 내장된 전지의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 서로 이웃한 배터리 셀을 결속하기 위한 신규한 구조의 버스 바를 적용함으로써 결합 구조의 단순화 및 작업 공수의 절감이 가능한 배터리 팩을 제공한다.

상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 배터리 팩은,

서로 이웃한 배터리 셀에 각각 형성된 것으로, 수용부가 형성된 제1, 제2 전극 단자; 및

상기 제1, 제2 전극 단자의 수용부를 가로질러 제1 방향을 따라 연장되며, 제1, 제2 전극 단자에 각각 끼워지는 일 단부 및 타 단부의 제1, 제2 결합부를 포함하되, 상기 제1, 제2 결합부는 수용부의 상하면에 밀착되도록 상하 방향으로 탄성 바이어스되어 있는 버스 바;를 포함한다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 결합부 사이에는 연결부가 형성되고,

상기 제1, 제2 결합부의 상하 방향의 폭은 상기 연결부로부터 멀어지면서 점차 증가한다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 결합부는 상기 연결부로부터 가장 멀리 떨어진 단부에서 최대 폭을 갖는다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 결합부는,

서로에 대해 이격되는 상하 방향으로 탄성 바이어스되어 있는 탄성판의 쌍을 포함한다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 결합부 사이에서는 연결부가 형성되고,

상기 탄성판의 쌍은 상기 연결부로부터 멀어지면서 점차 서로로부터 멀리 이격된다.

예를 들어, 상기 탄성판의 쌍은,

상기 연결부에서 서로 맞닿고,

상기 연결부로부터 제1 결합부 또는 제2 결합부의 양단으로 가면서 서로로부터 멀리 이격된다.

예를 들어, 상기 버스 바는 상기 연결부를 중심으로 대칭적으로 형성된다.

예를 들어, 상기 수용부의 상하면은 상기 제1, 제2 결합부를 수용하는 폭을 정의하되,

상기 수용부의 폭은 상기 제1 방향을 따라 변화한다.

예를 들어, 상기 수용부의 폭은,

상기 제1, 제2 전극 단자의 중심에서 최대가 되고,

상기 최대 폭으로부터 제1, 제2

전극 단자의 양단으로 가면서 점차 축소된다.

예를 들어, 상기 수용부의 상하면은 제1, 제2 전극 단자의 중심으로부터 제1, 제2 전극 단자의 양단으로 가면서 경사진 V자 또는 역-V 자의 밸리 형상을 갖는다.

예를 들어, 상기 수용부의 최대 폭은 상기 제1, 제2 결합부의 단부를 수용한다.

예를 들어, 상기 수용부는, 상기 제1, 제2 전극 단자의 중심에 대해 대칭적인 형상을 갖는다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 결합부 상에는, 제1, 제2 전극 단자의 수용부와의 결합을 위한 제1, 제2 결합 돌기가 돌출되어 있다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 전극 단자의 수용부에는 상기 제1, 제2 결합 돌기가 끼워지는 결합 홀이 형성된다.

예를 들어, 상기 결합 홀은 제1 방향을 따라 길게 연장된 장공 형태로 형성되고

상기 제1, 제2 결합 돌기는 정공 형태로 형성된다.

예를 들어, 상기 결합 홀은, 상기 수용부의 양편에 쌍으로 형성된다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 결합 돌기는 제1, 제2 결합부로부터 돌출되되, 제1, 제2 결합부가 탄성 바이어스된 상하 방향을 따라 돌출된다.

예를 들어, 상기 제1, 제2 결합 돌기는 상기 제1, 제2 결합부의 상하부에 쌍으로 형성된다.

예를 들어, 상기 배터리 팩은, 상기 배터리 셀과 다른 또 다른 배터리 셀에 형성된 것으로, 수용부가 형성된 제3 전극 단자를 더 포함하고,

상기 제1 전극 단자의 수용부 일 측은 상기 제2 전극 단자의 수용부에 끼워진 버스 바와의 결합을 형성하고,

상기 제1 전극 단자의 수용부 타 측은 상기 제3 전극 단자의 수용부에 끼워진 또 다른 버스 바와의 결합을 형성한다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 슬라이딩 결합에 의해 서로 이웃한 배터리 셀을 결합시킬 수 있는 새로운 구조의 버스 바 및 그 결합 구조가 개시된다. 본 발명과 대비되는 실시형태에서는, 버스 바와 배터리 셀을 체결하기 위해 별도의 볼트, 너트 등의 체결 부재가 요구되며, 이에 따른 체결 작업으로 공수가 낭비되는 문제가 있다. 본 발명에서는 버스 바의 슬라이딩 결합에 의해 서로 이웃한 배터리 셀을 연결하게 되므로, 결합 구조가 단순화되며 별도의 체결 부재가 요구되지 않고 작업 공수가 절감될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 버스 바가 연결대상이 되는 한 쌍의 배터리 셀 사이를 탄성적으로 결속함으로써, 배터리 셀의 스웰링을 허용하여 배터리 셀 간의 불필요한 응력 집중을 방지하면서도 탄성 회복력에 의해 스웰링을 억제할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 동일한 구조의 버스 바를 적용하여 직/병렬 연결이 모두 가능하므로, 직/병렬 연결 시에 버스 바의 공용화가 가능하고 직렬 병렬 연결 모두 동일한 버스 바를 활용할 수 있다.

도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩의 사시도가 도시되어 있다.
도 2에는 도 1에 도시된 배터리 셀의 연결 상태를 확대하여 도시한 사시도가 도시되어 있다.
도 3에는 도 1에 도시된 버스 바를 확대하여 도시한 사시도가 도시되어 있다.
도 4에는 도 1에 도시된 전극 단자의 구조를 확대하여 도시한 사시도가 도시되어 있다.
도 5에는 도 4의 V-V 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도 6에는 버스 바와 전극 단자의 결합 상태를 보여주는 단면도가 도시되어 있다.
도 7에는 버스 바와 전극 단자의 결합 상태를 보여주는 평면도가 도시되어 있다.
도 8에는 본 발명의 다른 실시형태에서 적용 가능한 배터리 셀의 연결을 도시한 사시도가 도시되어 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 배터리 팩에 대해 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩의 사시도가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 상기 배터리 팩은, 다수의 배터리 셀(C)과 상기 배터리 셀(C)을 전기적으로 연결하는 버스 바(20)를 포함한다.

상기 배터리 셀(C)은, 예컨대, 리튬-이온 배터리를 포함할 수 있다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 배터리 셀(C)은 서로 다른 극성의 제1, 제2 전극판(미도시) 및 이들 사이에 개재된 세퍼레이터(미도시)를 포함하는 전극 집전체(미도시)를 포함하며, 고출력, 고용량의 배터리 셀(C)을 제공하기 위하여 복수의 제1, 제2 전극판 및 세퍼레이터를 포함할 수 있다.

상기 배터리 셀(C)은 상기 전극 집전체(미도시)와 전기적으로 연결되며, 배터리 셀(C)의 외부로 노출된 전극 단자(15)를 포함할 수 있다. 상기 배터리 셀(C)은 제1, 제2 전극판(미도시)과 각각 전기적으로 연결되어 서로 다른 극성을 갖는 전극 단자(15)를 포함할 수 있다.

상기 배터리 팩은 둘 이상 다수의 배터리 셀(C)을 포함할 수 있고, 다수의 배터리 셀(C)은 이웃하는 전극 단자(15)를 연결하는 버스 바(20)를 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 다수의 배터리 셀(C)은 직렬, 병렬 또는 직병렬 혼합 방식으로 서로 연결될 수 있다.

도 2에는 도 1에 도시된 배터리 셀의 연결 상태를 확대하여 도시한 사시도가 도시되어 있다. 도 3에는 도 1에 도시된 버스 바를 확대하여 도시한 사시도가 도시되어 있다. 도 4에는 도 1에 도시된 전극 단자의 구조를 확대하여 도시한 사시도가 도시되어 있다. 도 5에는 도 4의 V-V 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다. 도 6에는 버스 바와 전극 단자의 결합 상태를 보여주는 단면도가 도시되어 있다. 도 7에는 버스 바와 전극 단자의 결합 상태를 보여주는 평면도가 도시되어 있다.

도 2를 참조하면, 상기 버스 바(20)는, 서로 이웃한 제1, 제2 배터리 셀(C1,C2)을 서로 전기적으로 연결한다. 예를 들어, 상기 버스 바(20)는 서로 이웃한 한 쌍의 제1, 제2 배터리 셀(C1,C2)을 서로 연결한다. 이때, 상기 제1, 제2 배터리 셀(C1,C2)은 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 버스 바(20)는 서로 이웃한 제1, 제2 배터리 셀(C1,C2)의 제1, 제2 전극 단자(151,152)를 서로 연결함으로써, 제1, 제2 배터리 셀(C1,C2)을 전기적으로 연결한다.

예를 들어, 상기 버스 바(20)는 서로 같은 극성의 제1, 제2 전극 단자(151,152)를 연결함으로써 제1, 제2 배터리 셀(C1,C2)을 병렬 연결하거나, 또는 서로 반대 극성의 제1, 제2 전극 단자(151,152)를 연결함으로써 제1, 제2 배터리 셀(C1,C2)을 직렬 연결할 수 있다.

상기 제1, 제2 전극 단자(151,152)에는 수용부(15`)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 버스 바(20)는, 제1, 제2 전극 단자(151,152)의 수용부(15`)를 가로질러 제1 방향(전후 방향)으로 연장된다. 예를 들어, 상기 제1 방향(전후 방향)은, 배터리 셀(C)의 배열 방향, 즉, 제1, 제2 배터리 셀(C1,C2)이 배열된 방향에 해당될 수 있다.

상기 버스 바(20)는 제1 방향(전후 방향)으로 연장되며, 그 연장 방향을 따라 일 단부 및 타 단부에 형성된 제1, 제2 결합부(21,22)를 포함할 수 있다. 상기 제1, 제2 결합부(21,22)는 각각 제1, 제2 전극 단자(151,152)와 결합을 형성한다. 상기 버스 바(20)는, 제1, 제2 결합부(21,22) 사이의 연결부(25)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 연결부(25)는 상기 제1, 제2 전극 단자(151,152) 사이로 노출될 수 있다.

본 명세서를 통하여, 결합부(21,22)란, 제1, 제2 결합부(21,22) 중 어느 한 결합부만을 지칭하거나 또는 제1, 제2 결합부(21,22) 모두를 포괄적으로 지칭할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1, 제2 결합부(21,22)는 연결부(25)를 중심으로 대칭적으로 형성될 수 있다. 이때, 어느 한 결합부(21,22)에 관한 기술적 사항은, 다른 결합부(21,22)에 대해서도 공통적으로 적용될 수 있다. 본 명세서를 통하여, 전극 단자(15)란, 제1, 제2 전극 단자(151,152) 중에서 어느 한 전극 단자만을 지칭하거나 또는 제1, 제2 전극 단자(151,152) 모두를 포괄적으로 지칭할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 결합부(21,22)는 수용부(15`)의 상하면에 밀착하도록 상하 방향으로 탄성 바이어스되어 있을 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 결합부(21,22)는 판 스프링 구조를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 결합부(21,22)는 상하 방향으로 이격되어 있는 한 쌍의 탄성판(20b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연결부(25)에서 만나는 한 쌍의 탄성판(20b)은 서로 반대되는 일 단부 및 타 단부에서 제1, 제2 결합부(21,22)를 형성할 수 있다. 한 쌍의 탄성판(20b)은 서로에 대해 이격되는 상하 방향으로 탄성 바이어스될 수 있다. 즉, 탄성판(20b)을 포함하는 제1, 제2 결합부(21,22)는, 수용부(15`) 내로 조립되면서 상하 방향으로 압축 변형되며, 탄성 복원력에 의해 수용부(15`)의 상하면에 대해 밀착될 수 있다. 이에 대해서는 후에 보다 상세히 설명하기로 한다.

한 쌍의 탄성판(20b)은 연결부(25)에서 서로 맞닿고, 연결부(25)로부터 멀어지면서 점차 서로로부터 멀리 이격되도록 기울기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 탄성판(20b)은 연결부(25)를 중심으로 대칭적인 형상을 가질 수 있고, 연결부(25)에서 골부를 갖는 밸리 형태로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 탄성판(20b)은 직선적인 V자 형태 또는 곡선적인 U자 형태를 가질 수 있다. 상기 한 쌍의 탄성판(20b)은 상기 연결부(25)로부터 제1 결합부(21) 또는 제2 결합부(22)의 양단으로 가면서 서로로부터 멀리 이격될 수 있다.

상기 결합부(21,22)에서 상하 방향으로 연장되는 폭은, 연결부(25)로부터 멀어지면서 점차 증가할 수 있다. 그리고, 상기 결합부(21,22)는 연결부(25)로부터 가장 멀리 떨어진 단부에서 최대 폭을 가질 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 수용부(15`)의 상하면은, 결합부(21,22)를 수용하는 폭을 정의한다. 상기 수용부(15`)의 폭은, 제1 방향(전후 방향)을 따라 변화할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 수용부(15`)의 폭은, 제1 방향(전후 방향)을 따라 전극 단자(15)의 중심에서 최대가 되고, 상기 최대 폭으로부터, 전극 단자(15)의 양단으로 가면서 점차 축소될 수 있다. 상기 수용부(15`)는 전극 단자(15)의 중심에 대해 대칭적인 형상을 가질 수 있다.

상기 수용부(15`)의 상하면은 전극 단자(15)의 중심으로부터 전극 단자(15)의 양단으로 가면서 기울기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 수용부(15)의 상하면은 전극 단자(15)의 중심에서 골을 갖는 밸리 형태로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 수용부(15`)는 직선적으로 경사진 V자 형태 또는 곡선적으로 경사진 U자 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 수용부(15`)의 상면 및 하면은 서로 대칭적인 형태를 갖고, 수용부(15`)의 하면이 V자 형태를 가질 때, 수용부(15`)의 상면은 역-V자 형태를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 수용부(15`)의 상하면은 가공의 편이와 결합부와의 정합성을 고려하여, 직선적으로 경사진 V자 형태로 형성될 수 있다. 이때, 상기 수용부(15`)와 결합부(21,22, 보다 구체적으로 결합부 21,22를 형성하는 한 쌍의 탄성판 20b)가 모두 V자 형태로 형성될 수 있고, 직선적인 형태로 형성됨으로써 가공 오차를 줄이고 서로에 대한 정합성을 높일 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 수용부(15`)는 전극 단자(15)의 중심에서 최대 폭을 갖고, 결합부(21,22)는 단부에서 최대 폭을 갖는다. 이때, 상기 결합부(21,22)는 상하 방향으로 탄성 바이어스되어 있으므로, 즉, 상하 방향으로 탄성력을 작용하기 때문에, 최대 사이즈로 형성된 결합부(21,22)의 단부와 수용부(15`)의 중심은 서로에 대해 가깝게 접근하려는 경향을 갖게 된다. 만일 결합부(21,22)의 단부와 수용부(15`)의 중심이 서로로부터 이탈되려고 하면, 결합부(21,22)의 탄성 바이어스에 의해 이탈을 저지하려는 방향으로 탄성력이 작용하게 된다.

예를 들어, 상기 결합부(21,22)의 탄성 바이어스에 의해, 결합부(21,22)와 수용부(15`) 간의 얼라인이 자동으로 이루어질 수 있다. 즉, 버스 바(20)의 조립 과정에서, 결합부(21,22)를 전극 단자(15)의 수용부(15`)에 끼우면, 결합부(21,22)와 수용부(15`) 간의 자동 정렬이 이루어진다는 것이다.

상기 제1, 제2 결합부(21,22)는, 제1, 제2 전극 단자(151,152)의 수용부(15`)와 정렬을 이루도록 탄성력을 제공하고, 만일 제1, 제2 전극 단자(151,152) 간의 거리가 벌어지면 이들 간의 거리를 좁히려는 방향으로 탄성력을 제공한다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 전극 단자(151,152)는 서로 다른 제1, 제2 배터리 셀(C1,C2)에 마련된 것으로, 제1, 제2 배터리 셀(C1,C2)의 스웰링에 따라 제1, 제2 전극 단자(151,152) 간의 거리가 벌어질 수 있다. 이때, 상기 제1, 제2 결합부(21,22)는 제1, 제2 전극 단자(151,152)의 수용부(15`)와 정렬을 이루려는 방향으로 탄성력을 제공하므로, 제1, 제2 전극 단자(151,152) 간의 거리를 좁히려는 방향으로 탄성력을 제공하고, 결국 제1, 제2 배터리 셀(C1,C2)의 스웰링을 억제할 수 있다.

상기 결합부(21,22) 상에는 수용부(15`)와의 견고한 조립을 위한 결합 돌기(20a)가 돌출 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1, 제2 결합부(21,22) 상에는 한 쌍의 결합 돌기(20a)가 각각 돌출될 수 있다. 본 명세서를 통하여 결합 돌기(20a)란, 상기 제1, 제2 결합부(21,22)의 결합 돌기(20a) 중의 어느 하나만을 지칭하거나 또는 제1, 제2 결합부(21,22)의 결합 돌기(20a) 모두를 포괄적으로 지칭할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1, 제2 결합부(21,22)의 결합 돌기(20a)는 실질적으로 같은 구조로 형성될 수 있고, 어느 하나의 결합 돌기(20a)에 관한 기술적 사항은, 다른 결합 돌기(20a)에 대해 공통적으로 적용될 수 있다.

상기 결합 돌기(20a)는 결합부(21,22)로부터 돌출되되, 결합부(21,22)가 탄성 바이어스된 상하 방향을 따라 돌출될 수 있다. 즉, 상기 결합 돌기(20a)는 결합부(21,22)의 탄성력에 의해 상하 방향으로 가세된 상태에서 수용부(15`)의 상하면에 형성된 결합 홀(15a)에 끼워질 수 있다. 상기 결합 돌기(20a)는 상기 결합부(21,22)의 상하부에 쌍으로 형성될 수 있다. 상기 수용부(15`)에는 결합 돌기(20a)가 끼워지는 결합 홀(15a)이 형성될 수 있다. 상기 결합 홀(15a)은 수용부(15`)의 상하면에 쌍으로 형성될 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 결합 홀(15a)은 제1 방향(전후 방향)을 따라 길게 연장된 장공 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 결합 홀(15a)은 제1 방향(전후 방향)을 장축으로 하는 타원형으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 결합 돌기(20a)는 정공 형태, 그러니까 원형으로 형성될 수 있다.

상기 결합 돌기(20a)는 결합 홀(15a)에 끼워지며, 결합 돌기(20a) 및 결합 홀(15a)은 제1 방향(전후 방향)을 따라 서로에 대해 슬라이딩 가능하나, 제1 방향(전후 방향)과 다른 제2 방향의 움직임은 구속된다. 예를 들어, 상기 제2 방향은 제1 방향(전후 방향)과 수직한 방향, 예를 들어, 배터리 셀(C)의 장변 방향에 해당될 수 있다. 예를 들어, 결합부(21,22) 및 수용부(15`)는 결합부(21,22)의 탄성 바이어스에 의해 제1 방향(전후 방향)의 움직임이 규제될 수 있고, 결합 돌기(20a) 및 결합 홀(15a)의 조립에 의해 제2 방향의 움직임이 규제될 수 있다. 이로써, 결합부(21,22) 및 수용부(15`)는 서로에 대한 견고한 결합을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 결합부(21,22) 및 수용부(15`)에 의한 결합 외에, 다른 결합 수단이 요구되지 않는다,

상기 결합 돌기(20a) 및 결합 홀(15a)은 제1 방향(전후 방향)을 따라 슬라이딩 가능하나, 결합 홀(15a)의 길이에 의해 제한된다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 전극 단자(151,152)에 형성된 결합 홀(15a)은, 제1, 제2 배터리 셀(C1,C2)의 스웰링에 의해 어느 정도의 벌어짐은 허용하지만 결합 홀(15a)의 한계 위치에서, 더 이상의 스웰링은 허용하지 않고, 그 이상의 스웰링은 억제한다. 예를 들어, 결합 홀(15a)이 장공 형태로 형성될 때, 결합 홀(15a)의 길이는 제1, 제2 배터리 셀(C1,C2) 간에 허용 가능한 스웰링과 관련될 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 수용부(15`)는 버스 바(20)의 조립 방향을 따라 전극 단자(15)의 일 단부로부터 내측을 향하여 연장될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 수용부(15`)는 전극 단자(15)의 양 단부 중에서 어느 일 단부, 예를 들어, 상기 배터리 셀(C)의 중앙위치에 상대적으로 인접한 단부로부터 전극 단자(15)의 내측을 향하여 연장될 수 있다.

수용부(15`)의 연장 방향은 버스 바(20)의 조립 방향에 해당된다. 즉, 상기 버스 바(20)는 전극 단자(15)의 일 단부로부터 전극 단자(15)의 내측으로 슬라이딩 되면서 전극 단자(15)에 끼워질 수 있다. 이때, 상기 버스 바(20)는 배터리 셀(C)의 중앙위치에 상대적으로 인접한 단부로부터 조립됨으로써, 버스 바(20)의 이탈이나 정렬 오차가 다소 존재하는 경우에도, 버스 바(20)가 전극 단자(15)의 외측, 그러니까 배터리 셀(C)의 외측으로 튀어나오지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 버스 바(20)가 전극 단자(15)의 외측으로 돌출되면, 버스 바(20)가 외부 단락될 가능성이 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 팩에서 버스 바(20)의 조립에 대해 설명하기로 한다. 도 2를 참조하면, 연결 대상이 되는 제1, 제2 배터리 셀(C1,C2)을 이웃하게 배치하고, 제1, 제2 전극 단자(151,152)의 수용부(15`)를 정렬시킨다. 그리고 제1, 제2 결합부(21,22)가 형성된 버스 바(20)를 상기 수용부(15`)에 끼워 조립하는데, 예를 들어, 상기 제1, 제2 결합부(21,22)가 각각 상기 제1, 제2 전극 단자(151,152)의 수용부(15`)와 결합을 형성하도록 버스 바(20)를 조립한다. 이때, 상기 제1, 제2 전극 단자(151,152)의 수용부(15`)에 끼워지기 위해, 제1, 제2 결합부(21,22)는 상하 방향으로 압축된 상태로 수용부(15`)에 끼워질 수 있다. 상기 제1, 제2 결합부(21,22)는 압축 변형에 따라 탄성 복원력을 작용하면서 수용부(15`)의 상하면에 대해 밀착될 수 있다.

상기 제1, 제2 결합부(21,22)에 형성된 결합 돌기(20a)는, 수용부(15`)의 상하면에 형성된 결합 홀(15a)에 끼워진다. 상기 제1, 제2 결합부(21,22)의 탄성력에 의해 결합 돌기(20a)는 수용부(15`)의 상하면에 형성된 결합 홀(15a)에 견고하게 끼워질 수 있다.

도 8에는 본 발명의 다른 실시형태에서 적용 가능한 배터리 셀의 연결을 도시한 사시도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 배터리 팩은, 제1 및 제2 배터리 셀(C1,C2) 이외에 또 다른 제3 배터리 셀(C3)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 배터리 셀(C1,C2)이 서로 이웃하게 배치되며, 제1, 제2 전극 단자(151,152)는 버스 바(201)에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 제1, 제3 배터리 셀(C1,C3)이 서로 이웃하게 배치되며, 제1, 제3 전극 단자(151,153)는 또 다른 버스 바(202)에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 이때, 버스 바(201)는 제1, 제2 전극 단자(151,152)를 가로질러 연장되며, 또 다른 버스 바(202)는 제1, 제3 전극 단자(151,153)를 가로질러 연장된다.

예를 들어, 제1 전극 단자(151)만을 관찰할 때, 제1 전극 단자(151)의 수용부(15`) 일 측은 제2 전극 단자(152)의 수용부(15`)에 끼워진 버스 바(201)와의 결합을 형성하는 한편으로, 상기 제1 전극 단자(151)의 수용부(15`) 타 측은 제3 전극 단자(153)의 수용부(15`)에 끼워진 또 다른 버스 바(202)와 결합을 형성한다.

본 발명의 일 실시형태에서, 제1 전극 단자(151)의 수용부(15`)의 일 측과 타 측은 서로 다른 제2, 제3 전극 단자(152,153)와의 결합에 각각 관여하므로, 다수의 전극 단자(15)들을 전기적으로 연결함에 있어서, 연결 대상이 되는 배터리 셀(C)의 개수나 직렬이나 병렬과 같은 연결 방식에 구애받지 않고 다양한 연결이 모두 구현될 수 있다.

예를 들어, 일 전극 단자(15)의 수용부(15`)는 일 편으로 이웃한 전극 단자(15)와의 결합과 동시에 다른 편으로 이웃한 전극 단자(15)와의 결합을 위해, 일 측과 타 측이 실질적으로 동일한 구조를 갖추고, 수용부(15`)의 중심을 기준으로 대칭적인 형상을 가질 수 있다.

예를 들어, 일 전극 단자(15)의 수용부(15`)에는 양편으로 결합 홀(15a)이 쌍으로 형성될 수 있다. 이렇게 쌍을 이루는 결합 홀(15a) 중에서 어느 한 결합 홀(15a)은 한편으로 이웃한 전극 단자(15)와의 결합에 관여하고, 나머지 다른 결합 홀(15a)은 다른 편으로 이웃한 전극 단자(15)와의 결합에 관여할 수 있다.

도 8에 도시된 실시형태에서, 서로 다른 제1 내지 제3 배터리 셀(C,C2,C3)은 서로에 대해 병렬로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제3 배터리 셀(C1,C2,C3)은 버스 바(201,202)를 통하여 같은 극성의 제1 내지 제3 전극 단자(151,152,153)가 상호 연결되어 병렬 연결을 형성할 수 있다. 이에 반하여, 도 2에 도시된 실시형태에서, 제1 및 제2 배터리 셀(C1,C2)은 버스 바(20)를 통하여 서로 반대 극성의 제1 및 제2 전극 단자(151,152)가 상호 연결되어 직렬 연결을 형성할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

15: 전극 단자 15`: 전극 단자의 수용부
15a: 결합 홀 20: 버스 바
20a: 결합 돌기 20b: 탄성판
21: 제1 결합부 22: 제2 결합부
25; 연결부 151: 제1 전극 단자
152: 제2 전극 단자 153: 제3 전극 단자
C: 배터리 셀 C1: 제1 배터리 셀
C2: 제2 배터리 셀 C3: 제3 배터리 셀

Claims (19)

1. 서로 이웃한 배터리 셀에 각각 형성된 것으로, 수용부가 형성된 제1, 제2 전극 단자; 및
   상기 제1, 제2 전극 단자의 수용부를 가로질러 제1 방향을 따라 연장되며, 제1, 제2 전극 단자에 각각 끼워지는 일 단부 및 타 단부의 제1, 제2 결합부를 포함하되, 상기 제1, 제2 결합부는 수용부의 상하면에 밀착되도록 상하 방향으로 탄성 바이어스되어 있는 버스 바;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1, 제2 결합부 사이에는 연결부가 형성되고,
   상기 제1, 제2 결합부의 상하 방향의 폭은 상기 연결부로부터 멀어지면서 점차 증가하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1, 제2 결합부는 상기 연결부로부터 가장 멀리 떨어진 단부에서 최대 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1, 제2 결합부는,
   서로에 대해 이격되는 상하 방향으로 탄성 바이어스되어 있는 탄성판의 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1, 제2 결합부 사이에서는 연결부가 형성되고,
   상기 탄성판의 쌍은 상기 연결부로부터 멀어지면서 점차 서로로부터 멀리 이격되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
6. 제4항에 있어서,
   상기 탄성판의 쌍은,
   상기 연결부에서 서로 맞닿고,
   상기 연결부로부터 제1 결합부 또는 제2 결합부의 양단으로 가면서 서로로부터 멀리 이격되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
7. 제2항에 있어서,
   상기 버스 바는 상기 연결부를 중심으로 대칭적으로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
8. 제1항에 있어서,
   상기 수용부의 상하면은 상기 제1, 제2 결합부를 수용하는 폭을 정의하되,
   상기 수용부의 폭은 상기 제1 방향을 따라 변화하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
9. 제8항에 있어서,
   상기 수용부의 폭은,
   상기 제1, 제2 전극 단자의 중심에서 최대가 되고,
   상기 최대 폭으로부터 제1, 제2 전극 단자의 양단으로 가면서 점차 축소되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
10. 제9항에 있어서,
    상기 수용부의 상하면은 제1, 제2 전극 단자의 중심으로부터 제1, 제2 전극 단자의 양단으로 가면서 경사진 V자 또는 역-V 자의 밸리 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
11. 제9항에 있어서,
    상기 수용부의 최대 폭은 상기 제1, 제2 결합부의 단부를 수용하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
12. 제9항에 있어서,
    상기 수용부는, 상기 제1, 제2 전극 단자의 중심에 대해 대칭적인 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
13. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 결합부 상에는, 제1, 제2 전극 단자의 수용부와의 결합을 위한 제1, 제2 결합 돌기가 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제1, 제2 전극 단자의 수용부에는 상기 제1, 제2 결합 돌기가 끼워지는 결합 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
15. 제14항에 있어서,
    상기 결합 홀은 제1 방향을 따라 길게 연장된 장공 형태로 형성되고
    상기 제1, 제2 결합 돌기는 정공 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
16. 제14항에 있어서,
    상기 결합 홀은, 상기 수용부의 양편에 쌍으로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
17. 제13항에 있어서,
    상기 제1, 제2 결합 돌기는 제1, 제2 결합부로부터 돌출되되, 제1, 제2 결합부가 탄성 바이어스된 상하 방향을 따라 돌출된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
18. 제17항에 있어서,
    상기 제1, 제2 결합 돌기는 상기 제1, 제2 결합부의 상하부에 쌍으로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
19. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 셀과 다른 또 다른 배터리 셀에 형성된 것으로, 수용부가 형성된 제3 전극 단자를 더 포함하고,
    상기 제1 전극 단자의 수용부 일 측은 상기 제2 전극 단자의 수용부에 끼워진 버스 바와의 결합을 형성하고,
    상기 제1 전극 단자의 수용부 타 측은 상기 제3 전극 단자의 수용부에 끼워진 또 다른 버스 바와의 결합을 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.

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