KR100585381B1 - 배터리 팩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 통신단말기(예; 셀룰러폰, PCS폰, PDA, DMB폰 등)에 사용되는 충전용 배터리 팩에 관한 것이다.

이 같은 본 발명은, 보호회로모듈이 레일 구조를 가지는 사출성형물에 결합되는 배터리 팩을 구성하여 배터리 팩에 대한 부피를 최소화함은 물론, 제조의 용이성이 가능하도록 하여 대량 생산의 물량 대응이 가능하도록 하면서 보호회로모듈에 대한 보호가 확실하게 이루어지도록 하고, 더불어 보호회로모듈과 배터리 셀 및 PTC가 별도의 공정에서 스폿용접되도록 하여 몰딩 성형물에 대한 불량 발생시 부품 전체에 대한 교체없이 단품에 대한 교체만으로 불량 문제를 해결할 수 있도록 하는 등 유지 관리와 교체의 A/S가 용이하면서도 간편하게 이루어지는 배터리 팩을 제공한 것이다.

인너형 배터리 팩, 보호회로모듈, 배터리 셀, PTC, 모듈보호부재

Description

배터리 팩{Battery pack}

도 1은 본 발명의 일실시예로 인너형 배터리 팩의 구조를 보인 분해도.

도 2는 본 발명의 일실시예로 인너형 배터리 팩의 구조를 보인 결합사시도.

도 3은 본 발명의 일실시예로 인너형 배터리 팩의 구조를 보인 결합단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10; 배터리 셀 11; 음극단자

12; 양극단자 20; 보호회로모듈

21,22; 제 1,2 접속플레이트 31; 음극단자판

32; 양극단자판 40; 모듈보호부재

41,42; 제 1,2 케이스 43; 끼움홈

44; 끼움돌기 41a; 걸림홈

42a; 걸림돌기 50; 덮개부

60; 하부캡 61; 제 1 테이프

70; 라벨시트 80; PTC

본 발명은 휴대용 통신단말기(예; 셀룰러폰, PCS폰, PDA, DMB폰 등)에 사용되는 충전용 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부피를 최소화할 수 있고 제조가 용이하면서 보호회로모듈에 대한 보호 효과가 우수한 인너형(inner type)의 배터리 팩에 관한 것이다.

주지된 바와같이, 휴대용 통신단말기의 전원으로 사용되는 인너형의 배터리 팩은 배터리 셀(cell)과 보호회로모듈(PCM; Protection Circuit Module)이 결합되는 구조로서 구성된다.

상기 배터리 셀은 양극시트와 음극시트로 이루어지는 전극적층유닛이 금속 케이싱내에 수용된 형태이고, 상기 케이싱의 외면에는 양극단자와 음극단자가 마련된다.

상기 보호회로모듈은 배터리의 폭발 및 과충전 위험을 방지하기 위한 것으로 배터리 셀의 외측으로 장착된다.

즉, 상기 배터리 팩은 배터리 셀과 보호회로모듈이 상호 결합되어 하나의 유닛 형태로 포장된 구조이며, 이러한 배터리 팩은 최근 이를 사용하는 휴대용 통신단말기의 소형화 및 경량화 추세에 따라 소형화, 박형화, 경량화가 요구되고 있다.

이에 일본공개특허공보 제 2002-334686 호(이하 선행기술 이라함)에는 이러한 배터리 팩의 일예가 개시되어 있으며, 상기의 선행기술에서의 배터리 팩은 배터리 셀과, 배터리 셀의 측면에 장착된 보호회로모듈과, 배터리 셀과 보호회로모듈을 전기적으로 접속시키기 위한 전극단자를 갖추고 있다.

이때, 상기 상기 보호회로모듈과 전극단자는 몰드성형부에 의하여 배터리 셀 과 일체적으로 고정되도록 하였다.

그러나, 상기 선행기술의 배터리 팩은 보호회로모듈과 전극단자를 수지재의 사출을 통한 몰드성형부를 통해 배터리 셀에 고정하는 방식인 바, 배터리 팩의 제조에 상당한 어려움이 따를수 밖에 없고, 아울러 상기와 같은 제조방식은 몰드성형부를 성형하는 과정에서 용융수지의 유동불량이 생길 경우 몰드성형부에 크랙이나 핀홀이 생성되면서, 몰드성형부의 외관 불량 및 강도가 약해지는 단점이 있고, 이러한 단점은 곧 외부의 충격에 의해 몰드성형부가 쉽게 파손되면서 보호회로모듈에 대한 보호가 제대로 이루어지지 못하는 단점을 가질 수 밖에 없었다.

또한, 상기의 선행기술은 보호회로모듈과 전극단자를 몰드성형부에 일체화시키는 구조로서, 보호회로모듈와 전극단자 중 어느 하나에서 불량이 발생하더라도 보호회로모듈과 전극단자가 일체화된 몰드성형부 전체를 교체할 수 밖에 없는 등 그 유지관리와 교체의 A/S가 효율적으로 이루어지지는 못하였다.

이에 종래에는 상기 선행기술의 문제점들을 개선하기 위해 배터리 셀의 둘레면을 덮기 위한 케이스를 마련하는 한편, 보호회로모듈와 양극 및 음극 단자판이 상하측 공간부로 인서트되는 보호회로케이스를 구비한 배터리 팩들이 개시되었다.

그러나, 상기의 경우에는 배터리 셀의 둘레면을 덮기 위한 별도의 케이스를 사용하는 관계로 배터리 팩에 대한 전체적인 무게와 크기가 증가될 수 밖에 없고, 아울러 보호회로케이스로 보호회로모듈과 양극 및 음극 단자판을 인서트하는 공정을 실시할 때 그 인서트 불량이 많았으며, 이에따라 배터리 팩에 대한 대량생산의 물량 대응이 어려울 수 밖에 없었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 보호회로모듈이 레일 구조를 가지는 사출성형물에 결합되는 배터리 팩을 구성하여 부피를 최소화함은 물론, 제조의 용이성이 이루어지도록 하여 대량 생산의 물량 대응이 가능하도록 하면서 보호회로모듈의 파손을 방지하고, 또한 보호회로모듈의 인서트 성형에 따른 몰딩 성형물에 대한 불량 발생시 부품 전체에 대한 교체없이 단품에 대한 교체만으로 불량 문제를 해결할 수 있도록 하는 등 유지 관리와 교체의 A/S가 용이하면서도 간편하게 이루어질 수 있도록 한 배터리 팩을 제공하려는데 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 배터리 팩은,

충전된 전원을 공급하며 음극과 양극단자가 구비된 배터리 셀;

상기 배터리 셀의 상부에 위치하고 양단으로 제 1,2 접속플레이트가 마련된 보호회로모듈;

상기 보호회로모듈의 제 1,2 접속플레이트 및 배터리 셀의 음극 및 양극단자에 스폿 용접되는 음극 및 양극단자판;

상기 보호회로모듈과 음극 및 양극단자판을 보호하도록, 상기 보호회로모듈의 양측에서 끼움결합되는 모듈보호부재;

상기 모듈보호부재의 상부에 결합되는 덮개부;

상기 배터리 셀의 하부에 제 1 테이프로 접착 결합되는 하부캡; 및,

상기 모듈보호부재와 하부캡이 상하부에 각각 결합되는 배터리 셀의 둘레면에 접착 결합되는 라벨시트; 를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

다른 일면에 따라, 상기 모듈보호부재는,

보호회로모듈의 양측에서 끼움결합되는 제 1,2 케이스로 분할 구성하고, 상기 제 1,2 케이스의 내측 둘레면에는 각각 보호회로모듈의 가장자리가 끼움되는 레일형태의 끼움홈을 형성하며, 상기 제 1 케이스의 일단에는 걸림홈을 형성하고, 상기 제 2 케이스의 일단에는 상기 걸림홈에 대응되는 걸림돌기를 형성함을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 제 1,2 케이스에는 덮개부의 끼움 결합을 가능하게 하는 끼움돌기를 더 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 음극단자판은 제 2 테이프에 의해 배터리 셀의 상부에 접착 고정되고, 그 일단에는 보호회로모듈을 보호하는 PTC가 스폿 용접에 의해 전기적으로 접속 구성됨을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 PTC는 배터리 셀의 음극단자에 전기적으로 접속 구성됨을 특징으로 한다.

또 다른 일면에 따라, 상기 양극단자판은 제 2 접속플레이트와 양극단자에 양단이 스폿 용접됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예로 인너형 배터리 팩의 구조를 보인 분해도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예로 인너형 배터리 팩의 구조를 보인 결합사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예로 인너형 배터리 팩의 구조를 보인 결합단면도를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예인 인너형의 배터리 팩은, 배터리 셀(10), 보호회로모듈(20), 음극단자판(31), 양극단자판(32), 모듈보호부재(40), 덮개부(50), 하부캡(60), 라벨시트(70), 그리고 PTC(80)를 포함한다.

상기 배터리 셀(10)은 음극시트와 양극시트로 이루어지는 전극적층유닛이 금속케이싱내에 수용된 형태로서, 상기 음극 및 양극 단자판(31)(32)을 통해 보호회로모듈(20)과 전기적으로 접속된 상태에서 충전된 전원을 공급하도록 음극단자(11)와 양극단자(12)가 마련된다.

상기 보호회로모듈(20)은 배터리 셀(10)을 폭발 및 과충전 위험으로부터 보호하기 위한 회로기판으로, 상기 모듈보호부재(40)에 의해 보호되며, 상기 음극 및 양극단자판(31)(32)을 통해 배터리 셀(10)과 전기적 접속상태를 유지하도록 양단에 제 1,2 접속플레이트(21)(22)가 마련된다.

상기 음극 및 양극단자판(31)(32)은 상기 보호회로모듈(20)의 양단에 접속되는 것으로, 상기 음극단자판(31)은 배터리 셀(10)의 음극단자(11)에 접속된 PTC(80)와 보호회로모듈(20)의 제 1 접속플레이트(21)에 양단이 전기적으로 접속되면서, 상기 배터리 셀(10)의 상부에 제 2 테이프(31a)를 통해 접착 고정된다.

상기 양극단자판(32)은 보호회로모듈(20)의 제 2 접속플레이트(22)와 배터리 셀(10)의 양극단자(12)에 양단이 스폿 용접된다.

상기 모듈보호부재(40)는 상기 보호회로모듈(20)과 음극 및 양극단자판(31)(32)을 보호하기 위한 것으로, 상기 보호회로모듈(20)에 끼움결합되는 제 1,2 케이스(41)(42)로 분할 구성된다.

상기 제 1,2 케이스(41)(42)는 보호회로모듈(20)의 양측에서 끼움방식으로 그 결합이 이루어지도록 내측의 둘레면에는 상기 보호회로모듈(20)의 가장자리부가 안착되는 레일형태의 끼움홈(43)이 각각 마련되고, 상기 제 1 케이스(41)의 일단에는 제 2 케이스(42)와의 결합을 위한 걸림홈(41a)이, 상기 제 2 케이스(42)의 일단에는 상기 걸림홈(41a)에 대응되는 걸림돌기(42a)가 구성된다.

또한, 상기 제 1,2 케이스(41)(42)에는 덮개부(50)의 상단 결합시 그 덮개부(50)의 끼움 결합이 가능하도록 하는 끼움돌기(44)가 더 마련된 구조를 이룬다.

이때, 상기 제 1,2 케이스(41)(42)는 별도의 절연시트 등을 사용하지 않고서도 전기적인 쇼트(short)를 방지하도록 전기적 절연이 가능한 수지재로 사출 성형됨이 바람직하지만, 반드시 이러한 것에 한정하는 것은 아니다.

상기 덮개부(50)는 상기 제 1,2 케이스(41)(42)의 측부가 커버된 보호회로모듈(20)의 상부를 보호하기 위한 것으로, 상기 제 1,2 케이스(41)(42)의 결합 구조물 상부를 덮도록 구성된다.

상기 하부캡(60)은 상기 배터리 셀(10)의 하부에 결합되며, 그 결합은 양면테이프인 제 1 테이프(61)에 의해 이루어지도록 구성된다.

상기 라벨시트(70)는 모듈보호부재(40)와 하부캡(60)이 배터리 셀(10)의 상하부에 각각 결합된 상태에서, 최종적으로 상기 배터리 셀(10)의 둘레면을 감싸는 것으로, 이는 상기 모듈보호부재(40)와 하부캡(60)의 결속력을 보강함과 동시에, 상기 모듈보호부재(40)와 하부캡(60) 및 배터리 셀(10)의 외면 결속을 강화하도록 구성된다.

상기 PTC(80)는 상기 보호회로모듈(20)을 보호하기 위한 발열제어용으로, 상기 배터리 셀(10)의 상부에 위치하여 음극단자(11)에 접속되며, 소정의 탄성을 가진 음극단자판(31)을 통해 상기 보호회로모듈(20)과 전기적으로 연결되는 구조를 이룬다.

이와같이 구성된 본 발명의 일실시예인 배터리 팩에 대한 조립은 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 배터리 셀(10)의 양극단자(12)에 양극단자판(32)의 일단을 스폿 용접하는 한편, PTC(80)의 일단에 음극단자판(31)을 스폿 용접한 후, 상기 음극단자판(31)과 PTC(80)를 제 2 테이프(31a)를 이용하여 배터리 셀(10)의 상부에 접착 고정하면서, 상기 PTC(70)의 타단은 배터리 셀(10)의 음극단자(11)에 스폿 용접한다.

한편, 보호회로모듈(20)의 양단에 제 1,2 접속플레이트(21)(22)를 스폿 용접한 후, 상기 보호회로모듈(20)의 가장자리를 모듈보호부재(40)의 제 1,2 케이스(41)(42)에 마련된 레일형태의 끼움홈(43)에 끼우고 상기 제 1,2 케이스(41)(42)를 슬라이드시켜, 상기 제 1,2 케이스(41)(42)가 보호회로모듈(20)의 둘레면을 감싸도록 한다.

이때, 상기 제 1,2 케이스(41)(42)의 일단에는 각각 걸림홈(41a)과 걸림돌기(42a)가 마련되어 있는 바,

상기 걸림홈(41a)으로 걸림돌기(42a)의 체결이 이루어지면서, 상기 보호회로모듈(20)의 둘레면은 상기 제 1,2 케이스(41)(42)에 의해 보호될 수 있는 것이다.

이후, 상기 보호회로모듈(20)의 상부로 덮개부(50)를 위치시킨 후, 상기 덮개부(50)를 모듈보호부재(40)의 제 1,2 케이스(41)(42)에 결합시키면, 상기 덮개부(50)가 제 1,2 케이스(41)(42)에 마련된 끼움돌기(44)에 의해 끼움결합이 이루어지고, 이에따라 상기 보호회로모듈(20)의 상부에 대한 보호도 가능하게 된다.

이후, 상기 제 1,2 케이스(41)(42)는 물론 덮개부(50)에 의해 둘레면과 상부가 보호되는 보호회로모듈(20)을 배터리 셀(10)의 상부에 위치시킨다.

다음으로, 상기 음극단자판(31)을 보호회로모듈(20)의 제 1 접속플레이트(21)에 스폿용접하는 한편, 상기 양극단자판(32)을 보호회로모듈(20)의 제 2 접속플레이트(22)에 스폿 용접한다.

그리고, 상기 배터리 셀(10)의 하부에 제 1 테이프(61)를 이용하여 하부캡(60)을 접착 고정한 후, 상기 배터리 셀(10)의 둘레면을 라벨시트(70)로 감싸, 상기 라벨시트(70)에 의해 모듈보호부재(40)의 제 1,2 케이스(41)(42)와 하부캡(60)이 배터리 셀(10)로부터 이탈되지 않도록 하면, 소형화 및 박형화된 인너형의 배터리 팩 조립이 완료되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 보호회로모듈이 레일 구조를 가지는 사출성형물에 결합되는 배터리 팩을 구성하여 배터리 팩에 대한 부피를 최소화함은 물론, 제조의 용이성이 가능하도록 하여 대량 생산의 물량 대응이 가능하게 하고, 아울러 보호회로모듈에 대한 보호가 보다 견고하게 이루어지는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 보호회로모듈과 배터리 셀 및 PTC가 별도의 공정에서 스폿용접되도록 하여 몰딩 성형물에 대한 불량 발생시 부품 전체에 대한 교체없이 단품에 대한 교체만으로 불량 문제를 해결할 수 있도록 하는 등 유지 관리와 교체의 A/S가 용이하면서도 간편하게 이루어지는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (6)

1. 충전된 전원을 공급하며 음극과 양극단자가 구비된 배터리 셀;

   상기 배터리 셀의 상부에 위치하고 양단으로 제 1,2 접속플레이트가 마련된 보호회로모듈;

   상기 보호회로모듈의 제 1,2 접속플레이트 및 배터리 셀의 음극 및 양극단자에 스폿 용접되는 음극 및 양극단자판;

   상기 보호회로모듈과 음극 및 양극단자판을 보호하도록, 상기 보호회로모듈의 양측에서 레일형태의 끼움홈을 통해 끼움 결합되는 모듈보호부재;

   상기 모듈보호부재의 상부에 결합되는 덮개부;

   상기 배터리 셀의 하부에 제 1 테이프로 접착 결합되는 하부캡; 및,

   상기 모듈보호부재와 하부캡이 상하부에 각각 결합되는 배터리 셀의 둘레면에 접착 결합되는 라벨시트; 를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 배터리 팩.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 모듈보호부재는,

   보호회로모듈의 양측에서 끼움방식으로 결합되는 제 1,2 케이스로 분할 구성하고, 상기 제 1,2 케이스의 내측 둘레면에는 각각 보호회로모듈의 가장자리가 안착되는 레일형태의 끼움홈을 형성하며, 상기 제 1 케이스의 일단에는 걸림홈을 형성하고, 상기 제 2 케이스의 일단에는 상기 걸림홈에 대응되는 걸림돌기를 형성함을 특징으로 하는 배터리 팩.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1,2 케이스에는 덮개부의 끼움 결합을 가능하게 하는 끼움돌기를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 배터리 팩.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 음극단자판은 제 2 테이프에 의해 배터리 셀의 상부에 접착 고정되고, 그 일단에는 보호회로모듈을 보호하는 PTC가 스폿 용접에 의해 전기적으로 접속 구성됨을 특징으로 하는 배터리 팩.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 PTC는 배터리 셀의 음극단자에 전기적으로 접속 구성됨을 특징으로 하는 배터리 팩.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 양극단자판은 제 2 접속플레이트와 양극단자에 양단이 스폿 용접됨을 특징으로 하는 배터리 팩.

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