KR20190023582A - 방수 기능의 배터리 팩 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방수 기능의 배터리 팩 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 외부에서의 수분 유입도 방지하며 안정적인 전극단자 체결 구조를 구비하여 진동이 발생하여도 견고하게 체결을 유지하는 방수 기능을 가진 배터리 팩 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

방수 기능의 배터리 팩 및 이의 제조 방법{WATERPROOF BATTERY PACK AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 방수 기능의 배터리 팩 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 외부에서의 수분 유입도 방지하며 안정적인 전극단자 체결 구조를 구비하여 진동이 발생하여도 견고하게 체결을 유지하는 방수 기능을 가진 배터리 팩 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
배터리 팩을 구성하는 단위전지로서의 리튬 이차전지는 유연성을 가져 그 형상이 비교적 자유로우며 무게가 가볍고 안전성도 우수하여 휴대폰, 캠코더, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 전자기기 전원으로 수요가 증가하고 있다.
또한, 상기 배터리 팩의 형태는 배터리 케이스의 형상에 따라 구분되는데, 전극 조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 경우에는 원통형 배터리 팩 및 각형 배터리 팩으로 분류되고, 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 경우에는 파우치형 배터리 팩으로 분류된다.
또한, 배터리 케이스에 내장되는 전극 조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 삽입된 분리막 구조로 이루어져 충/방전이 가능하고, 원통형 전극 조립체의 형태는 전극 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극, 분리막 및 음극을 순차적으로 적층하여 권취한 젤리-롤 형으로 형성된다.
한편, 상기 배터리 팩은 배터리 팩 내에 빗물 등과 같은 수분이 유입되는 경우, 이차전지의 손상 및 감전의 문제가 발생하는 위험이 있다.
이러한 문제를 방지하기 위하여 방수구조의 배터리 팩을 형성하는데, 종래의 방수구조가 형성된 배터리 팩은 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1은 종래의 방수구조가 형성된 배터리 팩의 구조도이다.
도 1을 참고하면, 종래의 방수구조가 형성된 배터리 팩은 배터리 모듈과 외부에 노출되어 전력을 공급하는 전극 터미널 간의 연결이 와이어를 통해 체결된다.
그러나 상기 와이어는 배터리 팩의 고출력으로 인하여 굵은 와이어(AWG 8이하)가 사용됨에 따라 와이어의 장력이 발생되어 상부 케이스 내 전극터미널과 와이어 간의 체결이 어려우며, 전극 터미널과 배터리 모듈의 와이어가 결합된 후, 와이어가 결합된 상부 케이스를 뒤집어서 하부 케이스 내에 위치시켜 조립함에 따라 번거로운 배터리 팩 조립 공정이 수행된다.
또한, 와이어와 전극 터미널 간의 연결에서 와이어가 고정되지 않음에 따라 진동이 발생하거나 기구를 테스트하는 경우, 전극 터미널과 와이어 간의 연결이 해제되는 문제가 발생된다.
따라서 배터리 팩의 조립 공정이 어렵지 않으며, 배터리 모듈과 전극 터미널 간의 연결이 견고하게 체결되는 기술 개발이 요구된다.
KR 2017-0019041 A
본 발명은 조립이 용이하며 전극 터미널과 배터리 모듈 간의 연결이 견고한 방수 기능의 배터리 팩 및 이의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방수 기능의 배터리 팩은 복수개의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈 내부로 수분 침투를 방지하는 방수 기능의 배터리 팩에 있어서, 배터리 팩의 최상단에 위치하며 전극 터미널이 외부로 노출될 수 있도록 터미널 관통홀이 형성된 상단부 팩 커버, 상기 상단부 팩 커버 하부에 위치하여 상기 복수개의 배터리 셀의 전체 외곽을 감싸 고정시키는 모듈 케이스를 구비하는 배터리 모듈 및 상기 배터리 모듈 하부에 위치하여 배터리 모듈의 하단부를 감싸는 하단부 팩 커버를 포함하여 구성되고, 상기 배터리 모듈에는, 상기 상단부 팩 커버의 터미널 관통홀에 대응되는 위치에 전극 터미널이 형성되며, 상기 전극 터미널은 상기 상단부 팩 커버의 터미널 관통홀을 통과하여 외부로 노출된다.
상기 배터리 모듈의 모듈 케이스는, 상기 상단부 팩 커버의 하부에 위치하여 방수 구조로 형성된 방수성 커버, 상기 방수성 커버의 하부 및 상기 복수개의 배터리 셀 상부에 위치하여 복수개의 배터리의 상부를 고정시키는 상부 셀 커버, 상기 상부 셀 커버의 하부에 위치하여 상기 복수개의 배터리 셀 전체의 측면을 감싸 고정시키는 측면 셀 커버 및 상기 측면 셀 커버의 하부에 위치하여 상기 복수개의 배터리 셀 전체의 하부를 고정시키는 하부 셀 커버를 포함하여 구성된다.
상기 상부 셀 커버는, 상부면에 BMS가 위치하며, BMS에는 전극 터미널과 전기적으로 연결될 수 있는 두 쌍의 BMS 연결부가 형성된다.
상기 방수성 커버는, 상부 셀 커버의 BMS 연결부와 대응되는 위치에 연결부재가 연결될 수 있도록 양측에는 관통홈이 형성된 터미널 연결단자 및 중앙부에는 외부에 노출되어 전력을 공급하는 터미널 돌기부가 형성된 한 쌍의 전극 터미널, 상기 한 쌍의 전극 터미널 하부에 각각 위치하여 전극 터미널이 외부에 노출되도록 소정 높이 융기되며, 중앙부는 상기 전극 터미널의 터미널 돌기부 내측에 대응되는 형태로 형성된 한 쌍의 전극 기둥 및 상기 한 쌍의 전극 기둥의 양측 각각에 위치하여 상기 한 쌍의 전극 터미널의 관통홈과 대응되는 위치에 관통홈이 형성된 관통부를 포함하여 구성된다.
상기 전극 기둥 및 전극 터미널의 외곽에 방수부재가 도포 또는 부착된다.
상기 방수성 커버는, 상기 전극 터미널의 터미널 연결단자 외곽에 설치되는 격벽을 구비한다.
상기 상단부 팩 커버와 상기 하단부 팩 커버는, 방수부재를 그 사이에 게재하여 결합된다.
본 발명의 실시 예에 따른 방수 기능의 배터리 팩의 제조 방법은 배터리 팩의 하단부 팩 커버와 상단부 팩 커버를 준비하는 팩 커버 준비단계, 배터리 모듈을 조립하여 하단부 팩 커버에 배터리 모듈을 위치시키는 하부 팩 형성단계, 상기 하부 팩 형성단계에서 조립된 배터리 모듈의 BMS와 외부에 노출되어 전력을 공급하는 전극 터미널을 결합시키는 전극단자 결합단계 및 상기 하단부 팩 커버의 하단부 팩 결합부에 커버 방수 부재를 구비하여 상기 상단부 팩 커버의 상단부 팩 결합부가 상기 커버 방수부재를 사이에 두고 하단부 팩 커버의 하단부 팩 결합부에 접합되도록 조립하는 상단부 팩 커버 조립단계를 포함하여 구성된다.
상기 전극단자 결합단계 전에는, 상기 전극 터미널이 접촉되는 배터리 모듈 상단에 방수 부재를 부착 또는 도포한다.
상기 전극단자 결합단계 후에는, 상기 전극 터미널에 방수부재를 부착 또는 도포한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방수 기능의 배터리 팩 및 이의 제조 방법은 정교한 조립 공정이 필요하지 않아 조립이 용이하고, 좀 더 효과적인 방수구조를 가지며, 전극 터미널과 배터리 모듈 간의 연결은 견고하게 체결되어 안정적인 배터리 팩 구동이 가능하도록 한다.
도 1은 종래의 방수구조가 형성된 배터리 팩의 구조도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 방수 기능의 배터리 팩의 구조도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 방수 기능의 배터리 팩의 사시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 방수 기능의 배터리 팩 내 배터리 모듈의 사시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 방수 기능의 배터리 팩 내 방수성 커버의 확대도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 방수 기능의 배터리 팩의 제조방법의 순서도.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 단지 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 식별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
<실시 예 1>
다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 방수 기능의 배터리 팩에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 방수 기능의 배터리 팩의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 방수 기능의 배터리 팩의 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩(1000)은 배터리 팩의 최상단에 위치하며 전극 터미널이 외부로 노출될 수 있도록 터미널 관통홀이 형성된 상단부 팩 커버(100), 상기 상단부 팩 커버(100) 하부에 위치하여 복수개의 배터리 셀의 전체 외곽을 감싸 고정시키는 모듈 케이스를 구비하는 배터리 모듈(200) 및 상기 배터리 모듈(200) 하부에 위치하여 배터리 모듈의 하단부를 감싸는 하단부 팩 커버(300)를 포함한다.
이러한 배터리 팩(1000)에 대한 구성은 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.
상기 상단부 팩 커버(100)는 배터리 팩의 최상단에 위치하며 전극 터미널이 외부로 노출될 수 있도록 터미널 관통홀이 형성된 구성이고, 상기 하단부 팩 커버(300)는 상기 배터리 모듈(200) 하부에 위치하여 배터리 모듈의 하단부를 감싸는 구성으로서, 상기 상단부 팩 커버(100)와 하단부 팩 커버(300) 상호 결합 가능한 형태로 형성된다. 여기서 결합 가능한 형태는 일 실시 예로 상기 상단부 팩 커버(100) 및 하단부 팩 커버(300)에 나사 결합할 수 있는 관통홈을 형성하지만, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 하단부 팩 커버(300)는 하단부 팩 커버(300)와 상단부 팩 커버(100)가 맞닿는 부분에 하단부 팩 결합부(310)가 형성되고, 하단부 팩 결합부(310) 상부면 또는 내측에 방수 부재를 부착 또는 도포시켜 결합부분으로부터의 수분 유입을 방지한다.
한편, 상기 배터리 모듈(200)은 도 4를 들어 더욱 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 방수 기능의 배터리 팩 내 배터리 모듈의 사시도이다.
도 4를 참고하면, 상기 배터리 모듈(200)은 상기 상단부 팩 커버(100) 하부에 위치하여 상기 복수개의 배터리 셀의 전체 외곽을 감싸 고정시키는 모듈 케이스를 구비하여 상기 배터리 셀들을 단위 모듈화한 구성이다.
좀 더 상세하게 설명하자면, 상기 배터리 모듈(200)은 상기 배터리 셀들과 이를 감싸는 모듈케이스를 포함하여 구성되며, 상기 모듈 케이스는, 상기 상단부 팩 커버(100)의 하부에 위치하여 배터리 모듈 내 수분 유입을 방지하는 방수 구조로 형성된 방수성 커버(210), 상기 방수성 커버(210)의 하부 및 상기 복수개의 배터리 셀 상부에 위치하여 복수개의 배터리의 상부를 고정시키는 상부 셀 커버(220), 상기 상부 셀 커버(220)의 하부에 위치하여 상기 복수개의 배터리 셀 전체의 측면을 감싸 고정시키는 측면 셀 커버(230) 및 상기 측면 셀 커버(230)의 하부에 위치하여 상기 복수개의 배터리 셀 전체의 하부를 고정시키는 하부 셀 커버(240)를 포함하여 구성된다.
또한, 상부 셀 커버(220)에는, 상부면에 배터리 관리 시스템(Battery Management SYSTEM, 이하 'BMS')이 위치하며, BMS에는 전극 터미널(211)과 전기적으로 연결될 수 있는 두 쌍의 BMS 연결부(221)가 형성되어 복수개의 배터리 셀로부터 전력을 공급하거나 외부 전력원에서 배터리 셀들로 전압이 충전되는 제어가 가능하도록 한다.
또한, 상기 BMS는 충방전 전류, 각 이차전지 셀의 전압 또는 전류를 포함한 전기적 특성값 측정, 전압의 평활화(equalization) 제어, SOC(State Of Charge)의 추정 등의 다양한 제어 기능을 수행한다. 이러한, 상부 셀 커버(220), 측면 셀 커버(230) 및 하부 셀 커버(240)는 배터리 모듈의 모듈 케이스를 형성하고, 그 위에 방수성 커버(210)를 추가로 형성함에 따라 이중으로 배터리 모듈 내부에 수분 유입이 방지될 수 있도록 하며, BMS의 상부면도 보호한다.
또한, 상기 방수성 커버(210)는 상기 상단부 팩 커버(100)의 하부에 위치하여 배터리 모듈 내 수분 유입을 방지하는 방수 구조로 형성된 구성으로서, 도 5를 들어 방수 구조에 대해 좀 더 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 방수 기능의 배터리 팩 내 방수성 커버의 확대도이다.
도 5를 참고하면, 상기 방수성 커버(210)는 상기 상부 셀 커버(220)의 BMS 연결부(221)와 대응되는 위치에 관통홈이 형성된 터미널 연결단자(211_1) 및 중앙부에는 외부에 노출되어 전력을 공급하는 터미널 돌기부(211_2)가 형성된 한 쌍의 전극 터미널(211), 상기 한 쌍의 전극 터미널(211) 하부에 각각 위치하여 전극 터미널이 외부에 노출되도록 소정 높이 융기되며, 중앙부는 전극 터미널(211)의 터미널 돌기부(211_2) 내측에 대응되는 형태로 형성된 한 쌍의 전극 기둥(212) 및 상기 한 쌍의 전극 기둥(212)의 양측 각각에 위치하여 상기 한 쌍의 전극 터미널의 관통홈과 대응되는 위치에 관통홈이 형성된 관통부(213)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 방수성 커버(210)는, 사면의 각 측 하단에 상기 상부 셀 커버(220)와 결합이 가능한 결합단자가 구성되어 상부 셀 커버(220)와 단단하게 결합될 수 있도록 한다.
또한, 상기 전극 터미널(211)은 상기 상단부 팩 커버의(100)의 터미널 관통홀을 통과하여 외부에 전력을 공급하는 구성으로서, 전극 터미널(211)의 중앙부에 구성된 터미널 돌기부(211_2) 외곽부분은 상기 상단부 팩 커버(100)와 맞닿으므로, 이러한 맞닿는 부분에 방수부재(211_3)를 부착하거나 도포하여 외부로부터 수분이 유입되지 않도록 한다.
또한, 상기 터미널 연결단자(211_1)는 상기 터미널 돌기부(211_2) 측면에 각각 관통홈이 형성되는데, 이러한 터미널 연결단자(211_1)는 상기 상부 셀 커버(220)의 BMS 연결부(221)에 대응되는 위치에 형성되어 상기 BMS와 전기적 연결이 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 상기 터미널 연결단자(211_1)의 관통홈에는 BMS와의 전기적인 연결이 가능한 연결부재(211_4)가 연결된다. 이러한 연결부재(211_4)는 일 실시 예로서, 볼트로 형성될 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 터미널 연결단자(211_1)는 상기 터미널 돌기부(211_2) 내측에 소정 높이 융기된 상기 전극 기둥(212)의 중앙부가 결합될 수 있도록 소정 높이만큼 절곡되어 형성된다.
또한, 상기 터미널 연결단자(211_1) 외곽에는 각각 격벽(214)이 배치되어 전극 터미널(211) 조립 시 전극 터미널(211)이 정위치에 결합될 수 있도록 한다. 이는 종래에 수동조립으로만 조립이 가능한 배터리 팩을 자동으로도 조립될 수 있도록 한다.
또한, 상기 전극 터미널(211)은 전기 전도성 및 내구성이 좋은 구리, 구리 니켈 합금 또는 구리 크롬 합금 등으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 전극 기둥(212)은 상기 한 쌍의 전극 터미널(211) 하부에 각각 위치하여 전극 터미널이 외부에 노출되도록 소정 높이 융기되며, 중앙부는 상기 터미널 돌기부(211_2)에 대응되는 형태로 형성된 구성으로서, 전극 터미널(211)의 중앙부에 구성된 터미널 돌기부(211_2)와 맞닿는 전극 기둥(212)의 외곽부분은 방수부재(212_1)를 부착하거나 도포하여 외부로부터 수분유입을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 상기 관통부(213)는 상기 한 쌍의 전극 기둥(212)의 양측 각각에 위치하여 상기 한 쌍의 전극 터미널의 관통홈과 대응되는 위치에 방수커버의 관통홈이 형성된 구성으로서, 관통부(213) 하부에는 상기 상부 셀 커버(220)의 BMS 연결부(221)가 위치하여 상기 터미널 연결단자(211_1)로부터 연결부재(211_4)가 체결되면 전극 터미널(211)과 상기 BMS 간의 전기적 연결이 이루어진다. 이는 전극 터미널(211)이 외부로 노출됨에 따라 BMS와 연결되는 부분을 제외한 부분에 별도의 방수성 커버가 구비되어 수분으로부터 BMS가 보호될 수 있도록 한다.
또한, 상기 상부 셀 커버(220)는 상기 방수성 커버(210)의 하부 및 상기 복수개의 배터리 셀 상부에 위치하여 복수개의 배터리의 상부를 고정시키는 구성으로서, 상단에는 BMS가 위치함에 따라 BMS를 위치시키는 BMS 고정부재가 추가로 구비되며, 전극 터미널(211)과 전기적으로 연결되는 상기 BMS 연결부(221)는 BMS 상부에 위치하여 상기 전극 터미널(211)의 연결부재(211_4)와 연결될 수 있도록 홈이 형성된다. 여기서 BMS 연결부(221)의 홈 내측에는 상기 전극 터미널(211)의 연결부재(211_4)와 연결될 수 있도록 일 실시 예로서, 너트로 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 연결단자는 큰 전력을 수용하는 전도성 소재로 구성되어, 배터리 모듈의 전력이 전극 터미널(211)로 전달될 수 있도록 한다.
또한, 상기 상부 셀 커버(220)는 상기 방수성 커버(210)와 결합될 수 있도록 상기 방수성 커버(210)의 결합단자의 위치에 결합단자에 대응되는 형태의 결합부재가 구비된다.
또한, 상기 측면 셀 커버(230)는 상기 상부 셀 커버(220)의 하부에 위치하여 상기 복수개의 배터리 셀 전체의 측면을 감싸 고정시키는 구성이고, 상기 하부 셀 커버(240)는 상기 측면 셀 커버의 하부에 위치하여 상기 복수개의 배터리 셀 전체의 하부를 고정시키는 구성으로서, 상기 측면 셀 커버(230)의 단축의 측면에 상부 셀 커버(220) 및 하부 셀 커버(240)와의 결합이 가능한 결합 구조가 구비된다.
또한, 상기 상부 셀 커버(220) 및 하부 셀 커버(240)의 단축 측면에도 상호 결합이 가능한 결합 구조가 구비된다.
이는 단단하게 복수개의 배터리 셀을 고정시켜 지속적인 진동 및 미약한 충격에도 배터리 셀이 이탈되지 않아 안정적으로 배터리가 구동될 수 있도록 한다.
<실시 예 2>
다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 방수 기능의 배터리 팩의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방수 기능의 배터리 팩 제조 방법은 방수커버가 구비된 배터리 모듈에 전극단자를 결합하며 배터리 모듈 상단 및 상단부 팩 케이스와 맞닿는 영역에는 방수부재를 부착 또는 도포하여, 외부로부터 수분이 유입되지 않도록 하며, 배터리 팩이 용이하게 조립될 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 방수 기능의 배터리 팩의 제조방법의 순서도이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩의 제조방법은 배터리 팩의 하단부 팩 커버와 상단부 팩 커버를 준비하고(팩 커버 준비단계: S100), 배터리 모듈을 조립하여 상기 하단부 팩 커버에 배터리 모듈을 위치시킨다(하부 팩 형성단계: S200).
그런 후, 조립된 배터리 모듈의 BMS와 외부에 노출되어 전력을 공급하는 전극 터미널을 결합시키고(전극단자 결합단계: S300), 상기 하단부 팩 커버의 하단부 팩 결합부에 커버 방수 부재를 구비하여 상기 상단부 팩 커버의 상단부 팩 결합부가 상기 커버 방수부재를 사이에 두고 하단부 팩 커버의 하단부 팩 결합부에 접합되도록 조립한다(상단부 팩 커버 조립단계: S400).
또한, 상기 배터리 팩의 제조방법의 각 단계는 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.
상기 팩 커버 준비단계(S100)는 배터리 팩의 하단부 팩 커버와 상단부 팩 커버를 준비하는 단계로서, 사출성형을 통해 형성되며, 상단부 팩 커버의 최하단부 및 하단부 팩 커버의 최상단부에는 상호 연결이 가능한 결합부가 구성되어 있다.
또한, 상기 하부 팩 형성단계(S200)는 배터리 모듈을 조립하여 상기 하단부 팩 커버에 배터리 모듈을 위치시키는 단계로서, 우선 배터리 모듈은 조립하는데, 배터리 모듈은 측면 셀 커버(230) 내측에 복수개의 배터리 셀을 수납한 후, 상하부에 전기적인 연결을 위한 금속 패널을 접합하고 하부 셀 커버(240)와 상부 셀 커버(220)를 결합한다.
그런 후, 상기 상부 셀 커버(220)의 상부면에 상기 복수개의 배터리 셀과 전기적으로 연결시키는 BMS 연결부(221)가 구비된 BMS를 장착하고, 기 사출형성된 방수성 커버(210)를 상기 BMS가 장착된 상부 셀 커버(220)의 상부에 결합하여 배터리 모듈의 조립을 완료한다.
상기와 같이 조립된 배터리 모듈은 상기 하단부 팩 커버에 위치시켜 하단부 팩이 구성될 수 있도록 한다.
또한, 상기 전극단자 결합단계(S300)는 상기 하부 팩 형성단계(S200)에서 조립된 배터리 모듈의 BMS와 외부에 노출되어 전력을 공급하는 전극 터미널을 결합시키는 단계로서, 좀 더 상세하게 설명하자면, 외부에 노출되어 전력을 공급하거나 제공받는 전극 터미널(211)은 상기 BMS 연결부(221)와 전기적으로 연결되어 복수개의 배터리 셀과의 전력 통로가 형성된다.
또한, 전극단자 결합단계 전에는, 상기 전극 터미널이 접촉되는 배터리 모듈 상단에 방수 부재를 부착 또는 도포하고, 전극단자 결합단계 후에는, 상기 전극 터미널에 방수부재를 부착 또는 도포하여 외부로부터의 수분 유입이 방지될 수 있도록 한다.
또한, 상기 상단부 팩 커버 조립단계(S400)는 상기 하단부 팩 커버의 하단부 팩 결합부에 커버 방수 부재를 구비하여 상기 상단부 팩 커버의 상단부 팩 결합부가 상기 커버 방수부재를 사이에 두고 하단부 팩 커버의 하단부 팩 결합부에 접합되도록 조립하는 단계로서, 하단부 팩 결합부의 형태에 따라 결합부의 내측 또는 상부면에 방수 부재가 부착 또는 도포된다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 서술한 특허청구범위 기술 내에서 다양한 실시 예가 가능할 수 있을 것이다.
1000: 배터리 팩
100: 상단부 팩 커버
200: 배터리 모듈
210: 방수성 커버
211: 전극 터미널
211_1: 터미널 연결단자
211_2: 터미널 돌기부
211_3: (터미널) 방수부재
211_4: 연결부재
212: 전극 기둥
212_1: (전극 기둥) 방수부재
213: 관통부
214: 격벽
220: 상부 셀 커버
221: BMS 연결부
230: 측면 셀 커버
240: 하부 셀 커버
300: 하단부 팩 커버
310: 하단부 팩 결합부

Claims (10)

  1. 복수개의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈 내부로 수분 침투를 방지하는 방수 기능의 배터리 팩에 있어서,
    배터리 팩의 최상단에 위치하며 전극 터미널이 외부로 노출될 수 있도록 터미널 관통홀이 형성된 상단부 팩 커버(100);
    상기 상단부 팩 커버 하부에 위치하여 상기 복수개의 배터리 셀의 전체 외곽을 감싸 고정시키는 모듈 케이스를 구비하는 배터리 모듈(200); 및
    상기 배터리 모듈 하부에 위치하여 배터리 모듈의 하단부를 감싸는 하단부 팩 커버(300); 를 포함하여 구성되고,
    상기 배터리 모듈에는, 상기 상단부 팩 커버의 터미널 관통홀에 대응되는 위치에 전극 터미널이 형성되며, 상기 전극 터미널은 상단부 팩 커버의 터미널 관통홀을 통과하여 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 방수 기능의 배터리 팩.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 모듈의 모듈 케이스는,
    상기 상단부 팩 커버의 하부에 위치하여 배터리 모듈 내 수분 유입을 방지하는 방수 구조로 형성된 방수성 커버;
    상기 방수성 커버의 하부 및 상기 복수개의 배터리 셀 상부에 위치하여 복수개의 배터리의 상부를 고정시키는 상부 셀 커버;
    상기 상부 셀 커버의 하부에 위치하여 상기 복수개의 배터리 셀 전체의 측면을 감싸 고정시키는 측면 셀 커버; 및
    상기 측면 셀 커버의 하부에 위치하여 상기 복수개의 배터리 셀 전체의 하부를 고정시키는 하부 셀 커버;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방수 기능의 배터리 팩.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 상부 셀 커버는, 상부면에 BMS가 위치하며, BMS에는 전극 터미널과 전기적으로 연결될 수 있는 두 쌍의 BMS 연결부가 형성되는 것을 특징으로 하는 방수 기능의 배터리 팩.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 방수성 커버는,
    상부 셀 커버의 BMS 연결부와 대응되는 위치에 연결부재(211_4)가 연결될 수 있도록 양측에는 관통홈이 형성된 터미널 연결단자(211_1) 및 중앙부에는 외부에 노출되어 전력을 공급하는 터미널 돌기부(211_2)가 형성된 한 쌍의 전극 터미널(211);
    상기 한 쌍의 전극 터미널 하부에 각각 위치하여 전극 터미널이 외부에 노출되도록 소정 높이 융기되며, 중앙부는 상기 전극 터미널의 터미널 돌기부 내측에 대응되는 형태로 형성된 한 쌍의 전극 기둥(212); 및
    상기 한 쌍의 전극 기둥의 양측 각각에 위치하여 상기 한 쌍의 전극 터미널의 관통홈과 대응되는 위치에 관통홈이 형성된 관통부(213);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방수 기능의 배터리 팩.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 전극 기둥 및 전극 터미널의 외곽에 방수부재(211_3, 212_1)가 도포 또는 부착되는 것을 특징으로 하는 방수 기능의 배터리 팩.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 방수성 커버는, 상기 전극 터미널의 터미널 연결단자 외곽에 설치되는 격벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 방수 기능의 배터리 팩.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 상단부 팩 커버와 상기 하단부 팩 커버는, 방수부재를 그 사이에 게재하여 결합되는 것을 특징으로 하는 방수 기능의 배터리 팩.
  8. 방수 기능의 배터리 팩을 제조하는 방법에 있어서,
    배터리 팩의 하단부 팩 커버와 상단부 팩 커버를 준비하는 팩 커버 준비단계;
    배터리 모듈을 조립하여 상기 하단부 팩 커버에 배터리 모듈을 위치시키는 하부 팩 형성단계;
    상기 하부 팩 형성단계에서 조립된 배터리 모듈의 BMS와 외부에 노출되어 전력을 공급하는 전극 터미널을 결합시키는 전극단자 결합단계; 및
    상기 하단부 팩 커버의 하단부 팩 결합부에 커버 방수 부재를 구비하여 상기 상단부 팩 커버의 상단부 팩 결합부가 상기 커버 방수부재를 사이에 두고 하단부 팩 커버의 하단부 팩 결합부에 접합되도록 조립하는 상단부 팩 커버 조립단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방수 기능의 배터리 팩 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 전극단자 결합단계 전에는, 상기 전극 터미널이 접촉되는 배터리 모듈 상단에 방수 부재를 부착 또는 도포하는 것을 특징으로 하는 방수 기능의 배터리 팩 제조 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 전극단자 결합단계 후에는, 상기 전극 터미널에 방수부재를 부착 또는 도포하는 것을 특징으로 하는 방수 기능의 배터리 팩 제조 방법.
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