(57)【要約】【課題】内部フレームにベアセルの平面部側に延びるように一対のリブを形成して、ベアセルの正確な位置に内部フレームを結合させることができるバッテリパックを提供する。【解決手段】向かい合う一対の第１側面部と前記第１側面部の端部と連結され、向かい合う一対の第２側面部及び向かい合う一対の平面部を備えるベアセルと、前記ベアセルと電気的に連結される保護回路モジュールと、前記ベアセルと前記保護回路モジュールとの間に設置され、前記ベアセルの平面部側に向かい合って延びる少なくとも一対のリブを備える内部フレームと、を備える。【選択図】図１
2011119203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
向かい合う一対の第１側面部と前記第１側面部の端部と連結され、向かい合う一対の第２側面部及び向かい合う一対の平面部を備えるベアセルと、
前記ベアセルと電気的に連結される保護回路モジュールと、
前記ベアセルと前記保護回路モジュールとの間に設置され、前記ベアセルの平面部側に向かい合って延びる少なくとも一対のリブを備える内部フレームと、
を備えるバッテリパック。
【請求項２】
前記一対の第２側面部のうち、一側面部には電極端子が形成されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項３】
前記内部フレームは、前記ベアセルの第１側面部のうち、一側面部に形成されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項４】
前記内部フレームは、前記ベアセルの一対の第１側面部のうち、一側面部及び一対の第２側面部に形成されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項５】
前記リブは、前記ベアセルの第１平面部側に３ｍｍ〜１０ｍｍの長さだけ延びて形成されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項６】
前記内部フレームは、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＴＧ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ  Ｇｌｙｃｏｌ）、ＰＥ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ）、ＰＰ（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ）、及びＡＢＳ（Ａｃｒｏｎｉｔｒｉｌｅ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−Ｓｔｙｒｅｎ）で構成される群より選択されるいずれか１つで形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項７】
前記内部フレームと前記保護回路モジュールは溶接により付着されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項８】
前記内部フレームと前記保護回路モジュールは絶縁テープにより付着されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項９】
前記ベアセル、保護回路モジュール及び内部フレームを収容し、前記ベアセルの一対の平面部が露出するように形成された外部フレームを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項１０】
前記外部フレームは、上部外部フレームと下部外部フレームがそれぞれ別途に備えられて相互結合により形成されることを特徴とする請求項９に記載のバッテリパック。
【請求項１１】
前記外部フレームは一体型に形成されることを特徴とする請求項９に記載のバッテリパック。
【請求項１２】
前記ベアセルの第１側面部と当接する前記内部フレームには前記ベアセルの平面部と垂直な少なくとも１つの突出部が形成され、前記突出部に対応する位置の前記外部フレームにホールが形成されることを特徴とする請求項９に記載のバッテリパック。
【請求項１３】
前記ベアセル及び前記外部フレームの外側を覆うテーピング部材を更に含むことを特徴とする請求項９に記載のバッテリパック。
【請求項１４】
前記外部フレームは、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＴＧ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ  Ｇｌｙｃｏｌ）、ＰＥ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ）、ＰＰ（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ）、及びＡＢＳ（Ａｃｒｏｎｉｔｒｉｌｅ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−Ｓｔｙｒｅｎ）で構成される群より選択されるいずれか１つで形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバッテリパックに関し、より具体的には、バッテリパック内部の部品同士の結合時に正確性を向上させることができるバッテリパックに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、モバイル機器に対する技術開発と需要の増加に伴い、エネルギー源としての二次電池の需要が急激に増加している。
【０００３】
このような二次電池は、ケースに装着された形態に応じて一般に外付バッテリパックと内蔵バッテリパックとに分類される。このうち、内蔵バッテリパックは、外部機器の内部に装着した状態で外部機器の一部を形成する蓋を覆って用いるので、装着が相対的に煩雑であるという短所はあるものの、設計が容易であるほか、安価であり、互換性がよいという長所がある。
【０００４】
一般に、内蔵バッテリパックは、充放電可能なベアセルと、ベアセルに電気的に結合されて充放電を制御し、過充放電時に回路を遮断する保護回路モジュールと、ベアセルと保護回路モジュールとの間の隙間に充填される樹脂と、ベアセルと保護回路モジュール及び樹脂をパックキングして外部機器に装着可能な形態に成形される外部フレームとを含んでなる。
【０００５】
このようなバッテリパックを製造するために、まずベアセルの正極にリードを接続し、負極にＰＴＣサーミスタを接続した状態で、保護回路モジュールをリード及びＰＴＣサーミスタに電気的に接続する。次いで、保護回路モジュールがベアセルから分離されないように保護回路モジュールとベアセルとの間の隙間に樹脂を充填して機械的に固定する。また、外部機器に装着可能な形態を有する外部フレームを用いて一体のベアセルと保護回路モジュールをパックキングする。ここで、外部フレームは、ベアセルと保護回路モジュール及び樹脂と共に他の樹脂でモールドされて一体に形成される。
【０００６】
このようなバッテリパックは、顧客の外観仕様に応じて多様な形態に製作され得るが、近年は部品同士の組み立てが容易で、且つ、堅固な形態のバッテリパックが要求されている状況である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】大韓民国特許公開第２００８−００４０５８１号
【特許文献２】大韓民国特許登録第１０−０８３５７４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、内部フレームにベアセルの平面部側に延びるように一対のリブを形成して、ベアセルの正確な位置に内部フレームを結合させることができるバッテリパックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明に係るバッテリパックは、向かい合う一対の第１側面部と前記第１側面部の端部と連結され、向かい合う一対の第２側面部及び向かい合う一対の平面部を備えるベアセルと、前記ベアセルと電気的に連結される保護回路モジュールと、前記ベアセルと前記保護回路モジュールとの間に設置され、前記ベアセルの平面部側に向かい合って延びる少なくとも一対のリブを備える内部フレームとを備える。
【００１０】
ここで、前記一対の第２側面部のうち、一側面部には電極端子が形成され得る。
【００１１】
そして、前記内部フレームは、前記ベアセルの第１側面部のうち、一側面部に形成され得る。
【００１２】
また、前記内部フレームは、前記ベアセルの一対の第１側面部のうち、一側面部及び一対の第２側面部に形成され得る。
【００１３】
そして、前記リブは、前記ベアセルの第１平面部側に３ｍｍ〜１０ｍｍの長さだけ延びて形成されることができる。
【００１４】
このとき、前記内部フレームと前記保護回路モジュールは溶接により付着されるか、絶縁テープにより付着され得る。
【００１５】
また、前記ベアセル、保護回路モジュール及び内部フレームを収容し、前記ベアセルの一対の平面部が露出するように形成された外部フレームを更に含むことができる。
【００１６】
更に、前記外部フレームは、上部外部フレームと下部外部フレームがそれぞれ別途に備えられて相互結合により形成されるか、前記外部フレームは一体型に形成されることができる。
【００１７】
そして、前記ベアセルの第１側面部と当接する前記内部フレームには前記ベアセルの平面部と垂直な少なくとも１つの突出部が形成され、前記突出部に対応する位置の前記外部フレームにホールが形成され得る。
【００１８】
また、前記ベアセル及び前記外部フレームの外側を覆うテーピング部材を更に含むことができる。
【００１９】
更に、前記内部フレーム及び外部フレームは、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＴＧ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ  Ｇｌｙｃｏｌ）、ＰＥ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ）、ＰＰ（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ）、及びＡＢＳ（Ａｃｒｏｎｉｔｒｉｌｅ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−Ｓｔｙｒｅｎ）で構成される群より選択されるいずれか１つで形成され得る。
【発明の効果】
【００２０】
以上、説明した通り、本発明によれば、内部フレームにベアセルの平面部側に延びるように一対のリブを形成して、ベアセルの正確な位置に内部フレームを結合させることで、最終の製品であるバッテリパックの不良率を減少させるだけでなく、ベアセルの流動が防止されて堅固な製品が得られるという効果を奏する
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るバッテリパックを示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るベアセルと内部フレームが結合された状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るベアセルと内部フレームが結合された状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るベアセルと内部フレームが結合された状態を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るバッテリパックを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、本発明の実施形態を示す図面を参照して本発明に係るバッテリパックを具体的に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１実施形態に係るバッテリパックを示す分解斜視図である。
【００２４】
図１を参照すれば、本発明の第１実施形態に係るバッテリパックは、電極組立体とその外周面を覆う缶又はパウチで構成されたベアセル１０と、ベアセル１０と電気的に連結された保護回路モジュール３０、内部フレーム２０及び外部フレーム４０を含む。
【００２５】
ベアセル１０は、向かい合う一対の第１側面部１０ａ、１０ｂと、第１側面部１０ａ、１０ｂの端部と連結され、向かい合う一対の第２側面部１０ｃ、１０ｄと、向かい合う一対の平面部１０ｅ、１０ｆを備え、第２側面部１０ｃ、１０ｄのうち、一側面部１０ｃに露出した電極端子１１を備える。
【００２６】
そして、内部フレーム２０は、ベアセル１０の一対の第１側面部１０ａ、１０ｂのうち、一側面部１０ｂ及び一対の平面部１０ｅ、１０ｆが露出するように「コ」状に形成され、内部フレーム２０の外側には保護回路モジュール３０が安着される。このとき、内部フレーム２０と保護回路モジュール３０は、溶接又は絶縁テープにより付着され得る。本発明の第１実施形態に係る内部フレーム２０は、ベアセル１０の一対の第１側面部１０ａ、１０ｂのうち、一側面部１０ｂ及び一対の平面部１０ｅ、１０ｆが露出するように「コ」状に形成されたが、図４に示すように、ベアセル１０の第１側面部１０ａ、１０ｂのうち、一側面部１０ａに接する「一」字状に形成されることができる。
【００２７】
このような内部フレーム２０は、向かい合う３対の辺２０ａ、２０ｂ、２０ｃからベアセル１０の平面部１０ｅ、１０ｆ側に延びるリブ２２を備える。このようなリブ２２は、内部フレーム２０がＡ方向から何れか一側への偏り、即ち、誤差なしにベアセル１０に組み立てられるようにガイドとしての役割を果すことができる。本発明の第１実施形態に係る内部フレーム２０のリブ２２は、ベアセル１０の平面部１０ｅ、１０ｆと当接する全ての辺２０ａ、２０ｂ、２０ｃから延びて形成されるので、ベアセル１０の流動が防止されて内部フレーム２０がベアセル１０により堅固に組み立てられる。また、別途の接着手段がなくてもベアセル１０と内部フレーム２０を固定させることができる。
【００２８】
外部フレーム４０は、上部外部フレーム４０ａ及び下部外部フレーム４０ｂがそれぞれ別途に備えられて相互結合することにより保護回路モジュール２０と内部フレーム１０が装着されたベアセル１０を覆いながら収容できる。そして、外部フレーム４０には後述する外部入出力端子部３１を外部に露出させることができる端子露出部４２が具備され得る。
【００２９】
本発明の第１実施形態において外部フレーム４０は、上部外部フレーム４０ａ及び下部外部フレーム４０ｂがそれぞれ別途に備えられて相互結合したが、ベアセル１０の一対の平面部１０ｅ、１０ｆが露出する「ロ」字状に外部フレーム４０を形成できるのはもちろんである。
【００３０】
前記のような内部フレーム２０は、ベアセル１０と保護回路モジュール３０を絶縁させる役割を果し、外部フレーム４０はバッテリパックの外郭形態及び強度のために設置される。内部フレーム２０と外部フレーム４０は、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＴＧ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ  Ｇｌｙｃｏｌ）、ＰＥ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ）、ＰＰ（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ）、及びＡＢＳ（Ａｃｒｏｎｉｔｒｉｌｅ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−Ｓｔｙｒｅｎ）で構成される群より選択されるいずれか１つで形成されることができる。これにより、外部フレーム４０が一体型に形成された場合、素材から発生する若干の弾性力により内部フレーム２０と外部フレーム４０を容易に組み立てることができる。
【００３１】
また、ベアセル１０の第１側面部１０ａと当接する内部フレーム２０の１つの辺にはベアセル１０の平面部１０ｅ、１０ｆと垂直な突出部２３が形成され、突出部２３に対応する外部フレーム４０にはホール４３が更に形成されて内部フレーム２０と外部フレーム４０をより堅固に結合させることができる。
【００３２】
以下ではベアセル１０及び保護回路モジュール３０について説明する。
【００３３】
ベアセル１０は電極端子１１を備え、電極端子１１が保護回路モジュール３０と電気的に連結され、内部フレーム２０がベアセル１０と保護回路モジュール３０との間に位置して電極端子１１外の領域を絶縁させる。保護回路モジュール３０は、ベアセル１０の電極端子１１との電気的な接続のために設置された電気接続端子（図示せず）を含み、その上部に外部入出力端子部３１を更に含む。
【００３４】
このようなベアセル１０は、電極組立体と、電極組立体を収容する缶を備え、電極組立体は両面に正極活物質がコーティングされた正極板、セパレータ、両面に負極活物質がコーティングされた負極板を含んでなる。正極板と負極板のそれぞれから延びる領域には電極タブが接合され、電極タブのうちの１つは缶又はキャッププレートと連結され、もう１つは電極端子１１に連結され、缶の外部に引き出されて保護回路モジュール３０と電気的に連結される。
【００３５】
保護回路モジュール３０はベアセル１０の一対の第１側面部１０ａ、１０ｂのうち、一側面部１０ａ及び一対の第２側面部１０ｃ、１０ｄが露出するように形成された内部フレーム２０の外側に安着される。このとき、内部フレーム２０と保護回路モジュール３０は、溶接又は絶縁テープによって付着され得る。
【００３６】
そして、保護回路モジュール３０はベアセル１０の電極端子と物理的に結合されると同時に、ベアセル１０の電極端子と電気的に接続され、印刷回路基板（図示せず）を含んでなる。印刷回路基板にはバッテリに対する充電及び放電を制御することで、充電状態を均一にする回路、又は過放電及び過充電を防止する回路のような保護回路が形成されている。また、保護回路モジュール３０は、サーミスタ又は温度フューズのような保護素子を含むことができる。これらは電池の高温上昇や過度な充放電により電池の電圧、電流が規定以上となる場合に電流を遮断することで、電池の破裂、発火などの危険を防止する。更に、保護回路モジュールは、印刷回路基板にベアセル１０の電極タブとの電気的な接続のために設置された電気接続端子（図示せず）を含んでなる。
【００３７】
また、保護回路モジュール３０は、ベアセル１０と外部機器（図示せず）との間に電気的信号をやり取りするためのものであって、このために、上部に保護回路モジュール３０と外部機器との電気的な媒介体としての役割を果す外部入出力端子部３１を更に含んでなる。外部入出力端子部３１は、金属部３１ａと、金属部３１ａを覆うハウジング部３１ｂを含んでなる。金属部３１ａは伝導性材質である金（Ａｕ）でメッキされてベアセル１０と外部機器との間に電気信号が流れるようにする役割を果たし、ハウジング部３１ｂは絶縁性材質であるプラスチック材質からなって、ハウジング部３１ｂに一定間隔で介在された金属部３１ａを互いに絶縁する役割を果たす。
【００３８】
前記のように、内部フレーム２０を間に挟んで保護回路モジュール３０と電気的に連結されるベアセル１０にはバッテリパックの外観の一部を形成するように外部フレーム４０が結合され、ベアセル１０及び外部フレーム４０の外側をテーピング部材５０で覆ってベアセル１０と外部フレーム４０の結合力を補強できる。
【００３９】
図２は、本発明の第１実施形態に係るベアセルと内部フレームが結合された状態を示す斜視図である。
【００４０】
図２を参照すれば、内部フレーム２０は、ベアセル２０の一対の平面部１０ｅ、１０ｆ及び第１側面部１０ａ、１０ｂのうち、一側面部１０ｂが露出するように「コ」状に形成される。そして、内部フレーム２０の向かい合う３対の辺２０ａ、２０ｂ、２０ｃにはベアセル１０の平面部１０ｅ、１０ｆ方向に延びるようにリブ２２が形成される。
【００４１】
このとき、リブ２２は、ベアセル１０の平面部１０ｅ、１０ｆに３ｍｍ〜１０ｍｍの長さだけ延びて形成されることができる。リブ２２が３ｍｍ未満に形成されれば、十分にベアセル１０を固定できないだけでなく、図１のＡ方向に揺れが発生して内部フレーム２０をベアセル１０の正確な位置に固定させることができないという問題点がある。また、リブ２２が１０ｍｍを超えて形成されれば、ベアセル１０に内部フレーム２０を組み立てる時に挿入されにくいだけでなく、製品の厚さが厚くなるという短所がある。
【００４２】
ベアセル１０と内部フレーム２０が結合された状態で内部フレーム２０の外側に保護回路モジュール３０が安着されるが、このとき、内部フレーム２０と保護回路モジュール３０は溶接又は絶縁テープにより付着され得る。
【００４３】
図３は、本発明の第２実施形態に係るベアセルと内部フレームが結合された状態を示す斜視図である。
【００４４】
図３を参照すれば、内部フレーム２０は、ベアセル２０の一対の平面部１０ｅ、１０ｆ及び第１側面部１０ａ、１０ｂのうち、一側面部１０ｂが露出するように「コ」状に形成される。そして、内部フレーム２０の向かい合う２対の辺２０ｂ、２０ｃにはベアセル１０の平面部１０ｅ、１０ｆ方向に延びるようにリブ２２が形成される。即ち、ベアセル１０の第２側面部１０ｃ、１０ｄと当接する内部フレーム２０の辺２０ｂ、２０ｃからベアセル１０の平面部１０ｅ、１０ｆ方向に延びるようにリブ２２が形成される。
【００４５】
このような内部フレーム２０のリブ２２の構造によっても図１のＡ方向への揺れなしに内部フレーム２０がベアセル１０に固定され得ることにより、部品同士の位置誤差のような組立時に発生し得る工程不良を未然に防止できる。
【００４６】
図４は、本発明の第３実施形態に係るベアセルと内部フレームが結合された状態を示す斜視図である。
【００４７】
図４を参照すれば、内部フレーム２０は、ベアセル２０の第１側面部１０ａ、１０ｂのうち、一側面部１０ａに「一」字状に形成される。そして、内部フレーム２０の向かい合う一対の辺２０ａにはベアセル１０の平面部１０ｅ、１０ｆ方向に延びるようにリブ２２が形成される。ベアセル１０の一対の第１側面部１０ａ、１０ｂにのみリブ２２が形成されても、第１実施形態及び第２実施形態の同様に内部フレーム２０がベアセル１０の正確な位置に固定されることができ、ベアセル１０の流動を防止できる。
【００４８】
図５は、本発明に係るバッテリパックを示す斜視図である。
【００４９】
図５を参照すれば、コアパックが外部フレーム４０と組み立てられた後、テーピング部材５０がその外側を覆うことができる。テーピング部材５０は、コアパックと外部フレーム４０の結合状態を補強するために用いられるが、外部フレーム４０とコアパック間の締結部のみを局部的に覆う形態であってもよく、外部フレーム４０とコアパックの外面全体を覆う単一のシート状であってもよい。ここで、テーピング部材５０の形状については限定しない。
【００５０】
このようなテーピング部材５０は、二次電池の放電容量や製造日付などが印刷されるだけでなく、二次電池に対する保護や絶縁機能などを含む包装用ラベルであり得る。包装用ラベルの素材としては、通常包装材として用いられる合成樹脂又は紙などを用いることができるが、好ましくは、収縮チューブを用いることがよい。
【００５１】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能なのはもちろんであり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５２】
１０  ベアセル
３０  保護回路モジュール
２０  内部フレーム
４０  外部フレーム
１０ａ、１０ｂ  第１側面部
１０ｃ、１０ｄ  第２側面部
１０ｅ、１０ｆ  平面部
１１  電極端子
３１  外部入出力端子部
３１ａ  金属部
３１ｂ  ハウジング部
【図１】
2011119203.tif 000003
【図２】
2011119203.tif 000004
【図３】
2011119203.tif 000005
【図４】
2011119203.tif 000006
【図５】
2011119203.tif 000007