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KR102243578B1 - 이차전지 팩 - Google Patents

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KR102243578B1
KR102243578B1 KR1020180085620A KR20180085620A KR102243578B1 KR 102243578 B1 KR102243578 B1 KR 102243578B1 KR 1020180085620 A KR1020180085620 A KR 1020180085620A KR 20180085620 A KR20180085620 A KR 20180085620A KR 102243578 B1 KR102243578 B1 KR 102243578B1
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South Korea
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cylindrical battery
battery cells
secondary battery
battery pack
frame
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이태규
최범
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주식회사 엘지화학
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Priority to HUE19841159A priority patent/HUE065891T2/hu
Priority to EP19841159.7A priority patent/EP3694016B1/en
Priority to CN201980005710.4A priority patent/CN111357132B/zh
Priority to ES19841159T priority patent/ES2972161T3/es
Priority to JP2020524478A priority patent/JP7045572B2/ja
Priority to US16/761,723 priority patent/US11621447B2/en
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Abstract

본 발명은 방열 특성과 함께 안전성을 효과적으로 향상시킨 이차전지 팩을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지 팩은, 일단부 및 타단부 각각에 전극 단자가 형성되고, 일방향으로 배열된 복수의 원통형 전지셀; 상기 복수의 원통형 전지셀을 서로 전기적으로 연결하도록 구성된 연결 플레이트; 상기 복수의 원통형 전지셀이 전극 단자가 수평 방향에 위치된 형태로 탑재되도록 내부 공간이 형성된 팩 하우징; 상기 팩 하우징의 내부 공간을 형성하는 내면과 상기 복수의 원통형 전지셀의 외면 사이에 개재된 열 전도성 수지; 및 상기 복수의 원통형 전지셀의 상부 및 상기 전극 단자가 형성된 양 단부의 외면의 적어도 일부를 감싸도록 구성되고, 상기 전극 단자가 외부로 노출되도록 개구가 형성되며, 상기 개구의 테두리의 적어도 일부가 외측 방향으로 돌출 연장된 도포 방지부가 형성된 셀 프레임을 포함한다.

Description

이차전지 팩{Secondary Battery Pack}
본 발명은 방열 특성과 함께 안전성을 효과적으로 향상시킨 이차전지 팩에 관한 것이다.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 이차전지는 다양한 제품군에 적용성이 높고, 높은 에너지 밀도를 가지는 전기적 특성을 가지고 있다. 이러한 이차전지는 휴대용 전자 기기 뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기 차량 또는 하이브리드 차량, 전력 저장 장치 등에 적용되고 있다.
이러한 이차전지는, 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점 뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
전자기기 등에 적용되는 이차전지 팩은 고출력을 얻기 위해 복수의 이차전지들을 포함할 수 있고, 이러한 이차전지들은 서로 전기적으로 연결된 구조를 가지고 있다. 그리고, 개개의 이차전지는 전극 조립체로서, 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다.
한편, 근래 에너지 저장원으로 활용하는 것을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 이차전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 이차전지 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
이러한 이차전지 팩은 다수의 이차전지가 좁은 공간에 밀집되는 형태로 제조되기 때문에, 각 이차전지에서 발생되는 열을 외부로 용이하게 방출하는 것이 중요하다.
즉, 이차전지의 충전 또는 방전의 과정은 전기 화학적 반응에 의하여 열이 발생한다. 따라서, 충방전 과정에서 발생한 이차전지들의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어날 수 있다. 또한, 이차전지의 열화가 촉진되고, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발이 일어날 수 있다.
또한, 하나의 이차전지 팩 내부에 다수의 이차전지들이 탑재된 경우, 공간적인 제약으로 인해 이차전지들의 밀집도가 매우 높은 편이었다. 또한, 이차전지의 발열량은 전류의 제곱에 비례하기 때문에 고율 방전 시, 이차전지의 온도가 급격히 상승하는 현상이 발생하기 쉬웠다. 특히, 이차전지 팩 내부에 탑재된 이차전지의 배열 구조의 내측 부위(중심 부위)에서 열이 집중되는 열섬 현상이 발생하기 쉬웠다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 상세하게는 방열 특성과 함께 안전성을 효과적으로 향상시킨 이차전지 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지 팩은,
일단부 및 타단부 각각에 전극 단자가 형성되고, 일방향으로 배열된 복수의 원통형 전지셀;
상기 복수의 원통형 전지셀을 서로 전기적으로 연결하도록 구성된 연결 플레이트;
상기 복수의 원통형 전지셀이 전극 단자가 수평 방향에 위치된 형태로 탑재되도록 내부 공간이 형성된 팩 하우징;
상기 팩 하우징의 내부 공간을 형성하는 내면과 상기 복수의 원통형 전지셀의 외면 사이에 개재된 열 전도성 수지; 및
상기 복수의 원통형 전지셀의 상부 및 상기 전극 단자가 형성된 양 단부의 외면의 적어도 일부를 감싸도록 구성되고, 상기 전극 단자가 외부로 노출되도록 개구가 형성되며, 상기 개구의 테두리의 적어도 일부가 외측 방향으로 돌출 연장된 도포 방지부가 형성된 셀 프레임을 포함한다.
또한, 상기 도포 방지부의 외측 방향으로 돌출 연장된 구조의 외면을 따라 상기 연결 플레이트가 상하 방향 또는 수평 방향으로 절곡된 절곡 구조가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 도포 방지부에는 상기 연결 플레이트의 일부위가 삽입되도록 관통구가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 도포 방지부는, 상기 전극 단자가 위치한 내부 공간의 공기압이 소정 값 이상일 경우, 상기 도포 방지부의 내부 공기를 외부로 배출할 수 있도록 개방되는 가스 벤트 구조가 형성될 수 있다.
또한, 상기 셀 프레임은, 상기 복수의 원통형 전지셀의 수평 방향의 중심을 기준으로 일측을 커버하는 제1 프레임, 및 상기 제1 프레임의 타측과 결합되고 상기 복수의 원통형 전지셀의 수평 방향의 중심을 기준으로 타측을 커버하는 제2 프레임을 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임은, 상기 복수의 원통형 전지셀의 상부 및 수평 방향의 측부 각각의 적어도 일부를 감싸도록 내면이 형성된 커버부, 및 상기 복수의 원통형 전지셀의 하부가 외부로 노출되도록 개방된 개방부를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 열 전도성 수지는, 상기 복수의 원통형 전지셀의 외면 중, 적어도 하부를 감싸도록 도포될 수 있다.
나아가, 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임에는, 상기 열 전도성 수지의 일부가 유입되어 고화 되도록 천공된 고정구가 형성될 수 있다.
또한, 상기 팩 하우징은, 상기 셀 프레임의 상부를 커버하는 상부 케이스; 및 상기 상부 케이스의 하면과 결합되고, 내부 공간의 내측에 상기 복수의 원통형 전지셀 각각의 하부의 외면과 대응되도록 내입된 복수의 오목 구조가 형성된 하부 케이스를 구비할 수 있다.
더욱이, 상기 하부 케이스의 외측면에는 상기 하부 케이스의 내측부에 형성된 복수의 오목 구조의 형상을 따라 외측 방향으로 볼록한 복수의 볼록부가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 하부 케이스의 복수의 볼록부가 형성된 외측면에는 외측 방향으로 돌출 형성된 리브 형상이 종횡 방향으로 연장된 격자부가 형성될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자 디바이스는, 상기 이차전지 팩을 포함한다.
더욱이, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전동 공구는, 상기 이차전지 팩을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 셀 프레임의 전극 단자가 노출된 개구의 테두리에 도포 방지부를 형성시킴으로써, 열 전도성 수지가 전극 단자의 외면에 도포되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은, 열 전도성 수지에 의해 안전 벤트 구조가 작동되지 않는 것을 미연에 방지할 수 있어, 이차전지 팩의 안전성을 효과적으로 높일 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일측면에 의하면, 연결 플레이트에는 도포 방지부와 대응되는 형상의 절곡 구조를 형성시켜, 복수의 원통형 전지셀을 전기적으로 연결할 수 있다. 더욱이, 전극 단자에 형성된 안전 벤트 구조가 정상적으로 작동할 수 있도록 회피구가 형성되어 있어, 이차전지 팩의 이상 작동시 안전성을 확보할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일측면에 의하면, 본 발명의 셀 프레임의 도포 방지부에 연결 플레이트의 일부위가 삽입되도록 관통구가 형성될 경우, 연결 플레이트가 셀 프레임의 외측면에 단단히 고정될 수 있고, 연결 플레이트의 전극 단자와 접촉하기 위해 연장된 길이를 최소화할 수 있어, 재료비 절감의 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 본 발명의 셀 프레임은, 도포 방지부에 가스 벤트 구조를 형성시킴으로써, 복수의 원통형 전지셀로부터 배출된 가스가 셀 프레임의 도포 방지부 내부에 정체되지 않고, 적절하게 외부로 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 정체된 가스로 인해 발화나 폭발이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 본 발명의 셀 프레임에 고정구를 형성함으로써, 열 전도성 수지와 셀 프레임 간의 결합력을 높일 수 있다. 그리고, 열 전도성 수지는, 고정구에 의해, 셀 프레임, 복수의 원통형 전지셀, 및 팩 하우징 간의 결속력을 높일 수 있어, 이차전지 팩의 내구성을 보다 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일측면에 의하면, 본 발명의 하부 케이스의 내측면에는 오목 구조를 형성시키고, 하부 케이스의 외측면에는 복수의 볼록부를 형성시킴으로써, 복수의 원통형 전지셀의 열이 하부 케이스의 수용부의 내측에 형성된 오목 구조에 흡수되고, 오목 구조에 흡수된 열은, 복수의 볼록부로 빠르게 전달될 수 있으므로, 팩 하우징의 외부 공기에 노출된 복수의 볼록부를 통해 효과적으로 방열할 수 있다. 이에 따라, 이차전지 팩의 냉각 효율을 크게 높일 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명의 일측면에 의하면, 본 발명의 하부 케이스의 볼록부가 형성된 외측면에 격자부를 형성시킴으로써, 격자부는 하부 케이스의 볼록부가 외부 물질이 충돌하는 것을 저지할 수 있을 뿐만 아니라, 하부 케이스의 볼록부가 형성된 외측부의 기계적 강성을 효과적으로 높일 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 팩에 대한 개략적인 모습을 나타낸 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 팩의 분리된 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 팩의 원통형 전지셀의 상하 방향의 단면의 일부를 개략적으로 나타낸 일부 단면도이다.
도 4는, 도 1의 이차전지 팩의 C-C' 선을 따라 절단된 측면 부위를 개략적으로 나타내는 측단면도이다.
도 5 및 도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 팩의 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 일측 사시도 및 타측 사시도이다.
도 7은, 도 1의 이차전지 팩의 D-D' 선을 따라 절단된 측면 부위를 개략적으로 나타내는 측단면도이다.
도 8은, 도 7의 이차전지 팩의 E' 영역 부위를 확대한 모습을 개략적으로 나타내는 일부 측단면도이다.
도 9는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 팩의 일방향으로 절단된 측면 부위를 개략적으로 나타내는 일부 측단면도이다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이차전지 팩의 일부 구성인 셀 프레임의 제1 프레임을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이차전지 팩의 일방향으로 절단된 측면 부위를 개략적으로 나타내는 일부 측단면도이다.
도 12는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 팩의 하부 케이스를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 13은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 팩의 하부 하우징의 하부를 개략적으로 나타낸 저면 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 팩에 대한 개략적인 모습을 나타낸 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 팩의 분리된 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 분리 사시도이다. 그리고, 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 팩의 원통형 전지셀의 상하 방향의 단면의 일부를 개략적으로 나타낸 일부 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 이차전지 팩(200)은, 복수의 원통형 전지셀(100), 연결 플레이트(210), 팩 하우징(220), 및 셀 프레임(240)을 포함하고 있다.
여기서, 상기 원통형 전지셀(100)은, 원통형 전지캔(120), 및 상기 전지캔(120)의 내부에 수용된 전극 조립체(140)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전지캔(120)은, 전기 전도성이 높은 재질을 포함하고 있으며, 예를 들면, 상기 전지캔(120)은 알루미늄, 스틸, 또는 구리 소재를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전지캔(120)의 수평 방향의 양 단부 각각에 전극 단자(111)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 전극 단자(111)는, 서로 전기적 극성이 다른 제1 전극 단자(111A) 및 제2 전극 단자(111B)를 포함할 수 있다. 또한, F 방향(도 2에 도시함)으로 바라봤을 때, 상기 전지캔(120)의 수평 방향의 일단부(좌단부)에는 제1 전극 단자(111A)가 형성되고, 수평 방향의 타단부(우단부)에는 제2 전극 단자(111B)가 형성될 수 있다.
한편, 본 명세서에서는, 특별한 설명이 없는 한, 상하전후좌우 방향에 대하여, F 방향으로 바라볼 때를 기준으로 한다.
나아가, 상기 전극 조립체(140)는, 양극과 음극 사이에 분리막을 개재한 상태로 젤리-롤형으로 권취한 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 양극(도시하지 않음)에는 양극 탭(170)이 부착되어 전지캔(120)의 상단의 제1 전극 단자(111A)에 접속될 수 있다. 더욱이, 상기 음극(도시하지 않음)에는 음극 탭(도시하지 않음)이 부착되어 전지캔(120)의 우측단의 제2 전극 단자(111B)에 접속될 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 이차전지 팩(200)은, 일방향으로 배열된 5개의 원통형 전지셀(100)이 구비될 수 있다. 또한, 5개의 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)는 서로 다른 극성의 전극 단자(111)가 서로 인접하도록 배치될 수 있다. 즉, 최전방의 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)는, 전지캔(120)의 좌단부에 제1 전극 단자(111A)가 위치하고, 전지캔(120)의 우단부에 제2 전극 단자(111B)가 위치될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 상기 원통형 전지셀(100)은 탑 캡(110)을 구비할 수 있다. 또한, 상기 탑 캡(110)은 돌출된 형태를 가질 수 있다. 그리고, 탑 캡(110)은, 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)로 사용될 수 있다. 그리고, 탑 캡(110)은 적어도 일부가 내부 가스가 특정 기압 이상에 도달할 경우, 천공되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 원통형 전지셀(100)은, 하부에 전지캔(120) 내부의 온도 상승시, 전지 저항이 크게 증가하여 전류를 차단하는 안전소자(122)(예컨대, PTC 소자(positive temperature coefficient element), TCO 등)를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 원통형 전지셀(100)은, 정상적인 상태에서는 하향 돌출된 형상으로 되어 있으나, 전지 내부의 압력 상승시, 일방향으로 돌출되면서 파열되어 기체를 배기하는 안전 벤트 구조(safety vent, 130)를 구비할 수 있다.
나아가, 상기 원통형 전지셀(100)은, 상단 일측 부위가 안전 벤트 구조(130)에 결합되어 있고 하단 일측이 전극 조립체(140)의 양극에 연결되어 있는 전류차단부재(current interrupt device, CID)(150)가 구비될 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 이차전지 팩(200)에는, 앞서 설명한 원통형 전지셀(100)로만 한정되는 것은 아니고, 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 원통형 전지셀(100)이 채용될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 연결 플레이트(210)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)에 접촉되어 상기 복수의 원통형 전지셀(100)을 서로 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 연결 플레이트(210)는, 하나의 원통형 전지셀(100)의 제1 전극 단자(111A)와 다른 하나의 원통형 전지셀(100)의 제2 전극 단자(111B)가 전기적으로 연결되도록, 일단이 하나의 원통형 전지셀(100)의 제1 전극 단자(111A)에 접촉되고, 타단이 다른 하나의 원통형 전지셀(100)의 제2 전극 단자(111B)에 접촉될 수 있다.
또한, 상기 연결 플레이트(210)는, 외부 전자기기에 전력을 전달하거나, 원통형 전지셀(100)의 전압 센싱을 위해 상기 전극 단자(111)와 접촉된 본체부(210b1)의 일측단으로부터 연장된 연장부(210b2)가 형성될 수 있다. 즉, 이러한 연장부(210b2)는 외부로 전력을 전달할 수 있도록 외부입출력 단자(252)와 전기적으로 연결되거나, 하기 배터리 관리 유닛의 전압 센싱 단자와 연결될 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 6개의 연결 플레이트(210) 중, 4개의 연결 플레이트(210b)의 본체부(210b1)가, 하나의 원통형 전지셀(100)의 제1 전극 단자(111A)와 다른 하나의 원통형 전지셀(100)의 제2 전극 단자(111B)를 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 그리고, 4개의 연결 플레이트(210b)는 하기 배터리 관리 유닛이 전압을 센싱할 수 있도록 본체부(210b1)의 일측단으로부터 연장된 연장부(210b2)가 형성될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 나머지 2개의 연결 플레이트(210a)는 하나의 원통형 전지셀(100)의 제1 전극 단자(111A) 또는 제2 전극 단자(111B)와 전기적으로 접촉 연결되도록 설정될 수 있다. 이때, 2개의 연결 플레이트(210a)는 다른 형태의 연결 플레이트(210b)와 마찬가지로, 외부 전자기기에 전력을 전달하도록 본체부의 일측단으로부터 연장된 연장부가 형성될 수 있다.
더욱이, 도 2에는 도시되지 않았으나, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)을 전기적으로 병렬 연결하도록 구성될 경우, 상기 연결 플레이트(210)는, 하나의 원통형 전지셀(100)의 제1 전극 단자(111A)와 다른 하나의 원통형 전지셀(100)의 제1 전극 단자(111A)가 전기적으로 연결되거나, 또는 하나의 원통형 전지셀(100)의 제2 전극 단자(111B)와 다른 하나의 원통형 전지셀(100)의 제2 전극 단자(111B)가 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 상기 이차전지 팩(200)은, 외부 장치로부터 전력을 공급받거나, 전력을 공급하도록 구성된 외부입출력 단자(252)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 외부입출력 단자(252)는, 아래에서 자세히 설명되는 복수의 원통형 전지셀(100)의 충방전을 제어하는 배터리 관리 유닛(BMU, Battery Management Unit, 250)과 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 배터리 관리 유닛(250)은, 배터리 단위의 충전 또는 방전 상태에 따라 스위치 소자(도시하지 않음)를 온/오프 제어하여 배터리의 충전 및 방전이 수행되도록 제어한다.
한편, 상기 팩 하우징(220)은, 일체형으로 구성될 수 있고, 또는 2개의 부재가 결합되도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 팩 하우징(220)은 상부 케이스(221) 및 하부 케이스(226)를 구비할 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 팩 하우징(220)은, 상대적으로 상부에 위치되는 상부 케이스(221) 및 상기 상부 케이스(221)의 하면과 결합되는 하부 케이스(226)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 팩 하우징(220)은 상기 상부 케이스(221)와 상기 하부 케이스(226)가 서로 결합되어 구성될 수 있다.
그리고, 상기 팩 하우징(220) 내부에는 복수의 원통형 전지셀(100), 셀 프레임(240), 및 배터리 관리 유닛(250) 등의 구성들을 수용할 수 있는 빈 공간이 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 팩 하우징(220)은, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)이 전극 단자(111)가 수평 방향(x 방향)에 위치된 형태로 탑재되도록 내부 공간이 형성될 수 있다. 즉, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)은, 전지캔(120)의 상하 방향(z 방향)의 측부가 팩 하우징(220) 내부면에 접하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 팩 하우징(220)의 하부 케이스(226)의 내부에는, 상기 원통형 전지셀(100)을 수용하도록 빈 공간이 형성된 수용부(226a)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 5개의 원통형 전지셀(100)들이 상기 팩 하우징(220) 내부에 수용될 수 있는 빈 공간을 가진 수용부(226a)가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 팩 하우징(220)의 상부 케이스(221)의 상부에는, 외부 공기가 내부로 유입되도록 적어도 하나 이상의 개구가 형성된 공기 유입부(125)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공기 유입부(125)는, F 방향으로 바라볼 때, 상기 팩 하우징(220)의 상부에 형성될 수 있다.
여기서, 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어는 관측자의 위치나 대상의 놓여진 형태에 따라 달라질 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, F 방향으로 바라볼 때를 기준으로 하여, 전, 후, 좌, 우, 상, 하 등의 방향을 구분하여 나타내도록 한다.
도 4는, 도 1의 이차전지 팩의 C-C' 선을 따라 절단된 측면 부위를 개략적으로 나타내는 측단면도이다.
도 2와 함께 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 이차전지 팩(200)은, 열 전도성 수지(230)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 열 전도성 수지(230)는, 상기 팩 하우징(220)의 내부 공간을 형성하는 내면과 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 외면 사이에 개재되도록 부가될 수 있다. 또한, 상기 열 전도성 수지(230)는, 상기 팩 하우징(220) 내부에 수납된 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 외면 중, 적어도 하부를 감싸도록 도포될 수 있다.
더욱이, 상기 팩 하우징(220) 내부에 수납된 복수의 원통형 전지셀(100)의 외면 중, 좌우 방향의 양 단면의 일부에 접촉하도록 부가될 수 있다.
그리고, 상기 열 전도성 수지(230)는, 상기 하부 케이스(226)의 내부 하면과 접촉되도록 부가될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 5개의 원통형 전지셀(100)의 전지캔(120)의 하측면과 하부 케이스(226)의 내부면 사이에는 열 전도성 수지(230)가 개재될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 열 전도성 수지(230)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)과 상기 팩 하우징(220)의 내면 사이에 개재됨으로써, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)에서 발생된 열을 효과적으로 상기 팩 하우징(220)에 전달할 수 있어, 이차전지 팩(200)의 방열 효과를 극대화할 수 있다.
도 5 및 도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 팩의 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 일측 사시도 및 타측 사시도이다.
다시 도 2와 함께 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 셀 프레임(240)은, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 상부를 감싸도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 셀 프레임(240)은, 제1 프레임(241) 및 제2 프레임(246)을 구비할 수 있다. 또한, 상기 제1 프레임(241)은, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 수평 방향(x 방향)의 중심을 기준으로 일측(좌측)을 커버할 수 있다. 더욱이, 상기 제2 프레임(246)은, 상기 제1 프레임(241)의 타측과 결합되고 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 수평 방향(x 방향)의 중심을 기준으로 타측(우측)을 커버하도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 셀 프레임(240)은, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 상부의 일부위를 감싸도록 형성될 수 있다. 이를 위해, 상기 셀 프레임(240)의 내부의 상면에는, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 상부 외면과 대응되는 굴곡 구조(241a)가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 셀 프레임(240)은, 커버부(240c) 및 개방부(240h)를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 커버부(240c)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 상부 및 수평 방향의 측부 각각의 적어도 일부를 감싸도록 내면이 형성될 수 있다.
또한, 상기 개방부(240h)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 하부가 외부로 노출되도록 개방된 구조일 수 있다.
더욱이, 상기 셀 프레임(240)의 상측부에는, 상기 팩 하우징(220)의 상부 케이스(221)에 형성된 공기 유입부(125)로부터 유입된 공기를 셀 프레임(240) 내부에 수용된 복수의 원통형 전지셀(100)로 잘 전달될 수 있도록 형성된 유입관(243)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 유입관(243)은, 상부 방향으로 연장되고 내부 비어 있는 중공 구조로 형성될 수 있다. 나아가, 상기 유입관(243)의 상단에는 공기가 유입되는 입구(243a)가 형성되고, 하부에는 일측으로 개구된 배출구(243b)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 프레임(241) 및 상기 제2 프레임(246)이 결합된 셀 프레임(240)의 상측부에는 내부 복수의 원통형 전지셀(100)이 외부로 노출되는 노출부(O1)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 노출부(O1)는, 상기 유입관(243)의 배출구(243b)와 연결되도록 인접한 위치에 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 셀 프레임(240)의 상측부에 유입관(243) 및 노출부(O1)를 형성시킴으로써, 외부로부터 유입된 공기가 셀 프레임(240) 내부로 투입될 수 있도록 가이드할 수 있다. 이에 따라, 이차전지 팩(200)은, 효율적으로 외부 공기를 내부로 이동시킬 수 있어, 이차전지 팩(200)의 냉각 효율을 효과적으로 높일 수 있다.
더욱이, 상기 셀 프레임(240)은, 상기 전극 단자(111)가 형성된 양 단부의 외면의 적어도 일부를 감싸도록 구성된 단자 커버부(240d)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 단자 커버부(240d)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)이 수평 방향으로 배열될 경우, 전극 단자(111)가 형성된 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 좌우 방향(x 방향)의 양 단부를 감싸도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 단자 커버부(240d)는, 상기 셀 프레임(240)의 상부를 커버하고 있는 커버부(240c)의 x 방향의 양측단으로부터 하부 방향으로 연장된 형태일 수 있다. 이때, 상기 단자 커버부(240d)는, 복수의 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)의 적어도 일부위를 감쌀 수 있다.
또한, 상기 단자 커버부(240d)는, 상기 전극 단자(111)가 외부로 노출되도록 개구(O2)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 연결 플레이트(210)의 일부위는 상기 셀 프레임(240)의 개구(O2)를 통해, 상기 전극 단자(111)와 접촉될 수 있다.
도 7은, 도 1의 이차전지 팩의 D-D' 선을 따라 절단된 측면 부위를 개략적으로 나타내는 측단면도이다.
도 2 및 도 5와 함께, 도 7을 참조하면, 상기 셀 프레임(240)은, 상기 개구(O2)의 테두리의 적어도 일부가 외측 방향으로 돌출 연장된 도포 방지부(228)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 셀 프레임(240)은, 상기 팩 하우징(220)의 내부면과 대면하도록 외측 방향으로 돌출 연장된 도포 방지부(228)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 도포 방지부(228)는, 상기 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)의 주변부를 둘러싸도록 돌출 연장된 형태일 수 있다.
예를 들면, 도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이, 상기 도포 방지부(228)는 상기 셀 프레임(240)의 단자 커버부(240d)로부터 좌우 방향(x 방향)으로 연장된 중공 구조의 관형 형태일 수 있다.
다시 도 3 및 도 5와 함께 도 7을 참조하면, 상기 원통형 전지셀(100)의 양 단부에 형성된 전극 단자들(111A, 111B) 중, 어느 하나에는 특정 내압 이상으로 내부 가스가 발생될 경우, 외부로 가스를 분출하는 안전 벤트 구조(130)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 도포 방지부(228)는, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 전극 단자들(111A, 111B) 중, 안전 벤트 구조(130)가 형성된 전극 단자(111A)와 대면한 부위에 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)은 제1 전극 단자(111A)가 형성된 부위에 안전 벤트 구조(130)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 셀 프레임(240)의 양 단부에 형성된 2개의 도포 방지부(228)는 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 제1 전극 단자(111A)와 대면하는 위치에 형성될 수 있다.
즉, 상기 열 전도성 수지(230)가, 안전 벤트 구조(130)가 형성된 전극 단자(111)를 덮어 밀폐시킬 경우, 고압의 가스가 생성시에 상기 원통형 전지셀(100) 내부에 발생된 고압의 가스를 배출하지 못해, 상기 원통형 전지셀(100)이 발화되거나, 폭발하는 등의 사고가 발생될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 셀 프레임(240)에, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 안전 벤트 구조(130)가 형성된 전극 단자(111)에 열 전도성 수지(230)가 도포되지 않도록, 도포 방지부(228)를 형성시킴으로써, 상기 열 전도성 수지(230)가 상기 전극 단자(111)의 외면에 도포되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은, 상기 열 전도성 수지(230)에 의해 안전 벤트 구조(130)가 작동되지 않는 것을 미연에 방지할 수 있어, 이차전지 팩(200)의 안전성을 효과적으로 높일 수 있다.
도 8은, 도 7의 이차전지 팩의 E' 영역 부위를 확대한 모습을 개략적으로 나타내는 일부 측단면도이다.
도 2 및 도 7과 함께 도 8을 참조하면, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)의 양 단부에 위치한 연결 플레이트(210b)에는, 절곡 구조(210c) 및 회피구(O3)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 연결 플레이트(210b)에는, 상기 도포 방지부(228)의 외측 방향으로 돌출 연장된 구조의 외면을 따라 상기 연결 플레이트(210b)가 상하 방향 또는 수평 방향으로 절곡된 절곡 구조(210c)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 연결 플레이트(210b)의 본체부(210b2)의 일부위는 상기 셀 프레임(240)의 도포 방지부(228)의 내부로 내입되어 절곡된 형태일 수 있다.
더욱이, 상기 연결 플레이트(210b)의 본체부(210b2)의 일부위가 상기 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)와 접촉되도록 상하 방향 또는 수평 방향으로 절곡 구조(210c)를 가질 수 있다.
그리고, 상기 연결 플레이트(210b)의 본체부(210b2)에는 상기 안전 벤트 구조(130)가 외부로 개방될 수 있는 것을 방해하지 않도록 상기 전극 단자(111)의 일부위가 외부로 노출되는 회피구(O3)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 회피구(O3)는, 상기 원통형 전지셀(100)의 내부에 고압의 가스 발생시, 상기 안전 벤트 구조(130)의 개방되는 일부위와 간섭되지 않도록 상기 연결 플레이트(210b)의 본체부(210b2)의 일부위가 개방되어 있다.
예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 연결 플레이트(210b)는, 상기 외측으로 돌출된 도포 방지부(228)의 돌출 부위를 따라 수평 방향 또는 하부 방향으로 절곡된 절곡 구조(210c)가 형성될 수 있다. 나아가, 상기 연결 플레이트(210b)의 본체부(210b2)에 상기 전극 단자(111)의 일부가 외부로 노출될 수 있도록 회피구(O3)가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 연결 플레이트(210b)에는 상기 도포 방지부와 대응되는 형상의 절곡 구조(210c)를 형성시켜, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)을 전기적으로 연결할 수 있다. 더욱이, 상기 전극 단자(111)에 형성된 안전 벤트 구조(130)가 정상적으로 작동할 수 있도록 회피구(O3)가 형성되어 있어, 이차전지 팩의 이상 작동시 안전성을 확보할 수 있다.
그리고, 상기 연결 플레이트(210b)의 일부위는 상기 셀 프레임(240)의 도포 방지부(228)와 상기 팩 하우징(220)의 내부면 사이에 개재될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 연결 플레이트(210b)의 일부위가 상기 셀 프레임(240)의 도포 방지부(228)와 상기 팩 하우징(220)의 내부면 사이에 개재된 구조를 가짐으로써, 열 전도성 수지(230)의 유입을 차단하는 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 열 전도성 수지(230)가 의도된 부위에 정밀하게 도포되도록 유도할 수 있다.
도 9는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 팩의 절단된 측면 부위를 개략적으로 나타내는 일부 측단면도이다.
도 9를 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 이차전지 팩(200)은, 셀 프레임(240)의 상기 도포 방지부(228)에 상기 연결 플레이트(210)의 일부위가 삽입되도록 관통구(H1)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 연결 플레이트(210)의 상기 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)와 접촉하도록 구성된 일부위가 상기 도포 방지부(228)의 관통구(H1)에 삽입될 수 있다. 그리고, 상기 연결 플레이트(210)의 삽입된 일부위는, 상기 원통형 전지셀(100)의 전극 단자(111)와 접촉할 수 있도록 수평 방향 또는 하부 방향으로 절곡된 구조(210c)를 가질 수 있다.
예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 연결 플레이트(210)의 일부위는, 상기 도포 방지부(228)에 형성된 관통구(H1)에 삽입되어, 상기 도포 방지부(228) 내부에 위치될 수 있다. 또한, 상기 연결 플레이트(210)의 삽입된 일부위는, 내측 방향으로 절곡되어 상기 원통형 전지셀(100)의 제1 전극 단자(111A)의 외측면에 접속될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 셀 프레임(240)의 도포 방지부(228)에 상기 연결 플레이트(210)의 일부위가 삽입되도록 관통구(H1)가 형성될 경우, 상기 연결 플레이트(210)가 상기 셀 프레임(240)의 외측면에 단단히 고정될 수 있고, 상기 연결 플레이트(210)의 전극 단자(111)와 접촉하기 위해 연장된 길이를 최소화할 수 있어, 재료비 절감의 효과를 가질 수 있다.
다시 도 9를 참조하면, 상기 도포 방지부(228)는, 상기 전극 단자(111)가 위치한 내부 공간의 공기압이 소정 값 이상일 경우, 상기 도포 방지부(228)의 내부 가스를 외부로 배출할 수 있도록 개방되는 가스 벤트 구조(V1)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 가스 벤트 구조(V1)는, 상기 도포 방지부(228)에 형성된 노치(도시하지 않음)일 수 있다. 또한, 상기 노치는, 상기 도포 방지부(228)의 외측으로 돌출된 말단부로부터 내측 방향으로 연장된 노치일 수 있다. 즉, 상기 도포 방지부(228)의 외측 방향의 말단부에는 양쪽으로 갈라진 형태의 노치가 형성될 수 있다.
그리고, 또 다른 하나의 실시예에 따른 상기 도포 방지부(228)의 가스 벤트 구조(V1)는, 상기 도포 방지부(228)의 일부위가 외부에서 내부로 관통된 관통홀(H2), 및 상기 관통홀(H2)을 밀폐시키도록 형성된 마개(T1)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 마개(T1)는, 상기 도포 방지부(228)의 내부의 공기압이 소정 이상일 경우, 상기 관통홀(H2)로부터 상부 방향으로 분리되도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 셀 프레임(240)은, 상기 도포 방지부(228)에 가스 벤트 구조(V1)를 형성시킴으로써, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)로부터 배출된 가스가 셀 프레임(240)의 도포 방지부(228) 내부에 정체되지 않고, 적절하게 외부로 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 정체된 가스로 인해 발화나 폭발이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이차전지 팩의 일부 구성인 셀 프레임의 제1 프레임을 개략적으로 나타낸 측면도이다. 그리고, 도 11은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이차전지 팩의 일방향으로 절단된 측면 부위를 개략적으로 나타내는 일부 측단면도이다. 여기서, 도 10은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 팩(200)의 셀 프레임(240)의 제1 프레임(241)의 좌측에서 바라본 모습을 도시하였다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 이차전지 팩(200)의 셀 프레임(240)의 제1 프레임(241)에는 좌우 방향으로 천공된 고정구(H3)가 형상될 수 있다. 구체적으로, 상기 고정구(H3)는, 상기 열 전도성 수지(230)의 일부가 유입되어 고화되도록 천공될 수 있다. 즉, 상기 열 전도성 수지(230)는, 상기 팩 하우징(220) 내부에 부가될 경우, 일부가 상기 셀 프레임(240)의 형성된 고정구(H3)로 유입되어 고화될 수 있다.
예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, 셀 프레임(240)의 제1 프레임(241)에는 5개의 고정구(H3)가 형성될 수 있다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 고정구(H3)에 상기 열 전도성 수지(230)의 일부가 유입되어 고화될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성의 의하면, 셀 프레임(240)에 고정구(H3)를 형성함으로써, 상기 열 전도성 수지(230)와 상기 셀 프레임(240) 간의 결합력을 높일 수 있다. 또한, 상기 열 전도성 수지(230)는, 상기 고정구(H3)에 의해, 상기 셀 프레임(240), 복수의 원통형 전지셀(100), 및 팩 하우징(220) 간의 결속력을 높일 수 있어, 이차전지 팩(200)의 내구성을 보다 높일 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 팩 하우징(220)의 상부 케이스(221)는, 팩 하우징(220)의 내부에 내장되고 배터리 관리 유닛(250)과 전기적으로 연결된 외부입출력 단자(252)와 외부 전자기기의 접속 단자(도시하지 않음)를 접속하도록 개구된 슬릿(S1)이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 배터리 관리 유닛(250)은, 외부 전자기기(도시하지 않음)로 데이터 신호를 전송하기 위한 데이터 커넥터(254)를 구비할 수 있다. 나아가, 상기 상부 케이스(221)는, 상기 데이터 커넥터(254)의 일부가 상기 상부 케이스(221)의 외부로 노출되도록 개구된 접속 개구(O4)가 형성될 수 있다.
도 12는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 팩의 하부 케이스를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
다시 도 2 및 도 12를 참조하면, 상기 하부 케이스(226)는, 상기 상부 케이스(221)와 체결 부재를 사용하여 결합되도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 하부 케이스(226)에는, 상기 상부 케이스(221)와의 볼트 체결을 위한 볼트 체결구(226h)가 복수개 형성될 수 있다. 그리고, 상기 상부 케이스(221)는, 상기 하부 케이스(226)의 볼트 체결구(226h)와 대응되는 위치에 볼트 삽입구(도 1, 221h)가 형성될 수 있다.
나아가, 이차전지 팩(200)은, 체결 볼트(270)를 더 구비할 수 있다. 또한, 상기 체결 볼트(270)는, 상기 하부 케이스(226)의 체결구(226h) 및 상기 상부 케이스(221)의 볼트 삽입구(221h) 각각에 삽입 체결될 수 있다.
예를 들면, 도 12에서와 같이, 상기 하부 케이스(226)에는, 볼트 체결을 위한 4개의 볼트 체결구(226h)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 상부 케이스(221)에는, 볼트 체결을 위한 4개의 볼트 삽입구(221h)가 형성될 수 있다. 나아가, 4개의 체결 볼트(270)는 상기 4개의 볼트 체결구(226h) 및 4개의 삽입구(221h) 각각에 삽입되어, 상기 상부 케이스(221) 및 상기 하부 케이스(226)를 서로 결합되도록 할 수 있다.
다시 도 2와 함께 도 12를 참조하면, 상기 하부 케이스(226)의 수용부(226a)의 내측에는 복수의 오목 구조(W1)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수의 오목 구조(W1)는, 내측부에는 상기 복수의 원통형 전지셀(100) 각각의 하부의 외면과 대응되도록 하부 방향으로 내입된 구조일 수 있다.
예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 하부 케이스(226)의 내측부에는 5개의 원통형 전지셀(100) 각각의 하부의 외면과 대응되도록 내입된 5개의 오목 구조(W1)가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 하부 케이스(226)에 상기 복수의 원통형 전지셀(100)과 대응되는 복수의 오목 구조(W1)를 형성시킴으로써, 상기 팩 하우징(220)에 수용되는 복수의 원통형 전지셀(100)과의 접촉 면적을 최대화할 수 있으므로, 복수의 원통형 전지셀(100)에서 발생한 열을 효과적으로 외부로 배출 시킬 수 있다.
그리고, 도 13은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 팩의 하부 하우징의 하부를 개략적으로 나타낸 저면 사시도이다.
다시 도 2 및 도 12와 함께 도 13을 참고하면, 상기 하부 케이스(226)의 외측면에는, 외측 방향으로 볼록한 복수의 볼록부(B1)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수의 볼록부(B1)는, 상기 하부 케이스(226)의 수용부(226a)의 내측에 형성된 복수의 오목 구조(W1)의 형상을 따라 외측 방향으로 볼록한 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 하부 케이스(226)의 외측면에 형성된 복수의 볼록부(B1)는, 상기 하부 케이스(226)의 수용부(226a)의 내측에 형성된 복수의 오목 구조(W1)와 대응되는 형상을 가질 수 있다.
달리 말해, 상기 볼록부(B1)는, 상기 하부 케이스(226)의 외측면을 기준으로, 내부에 위치한 볼록부(B1)가 드러나도록 외측면에서 내부 방향으로 파인 형상일 수 있다.
예를 들면, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 하부 케이스(226)의 외측면에는, 5개의 볼록부(B1)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 5개의 볼록부(B1)는, 상기 하부 케이스(226)의 내측면에 형성된 5개의 오목 구조(W1)와 대응되는 형상을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 하부 케이스(226)의 외측면에 복수의 볼록부(B1)를 형성시킴으로써, 상기 복수의 원통형 전지셀(100)의 열이 상기 하부 케이스(226)의 수용부(226a)의 내측에 형성된 오목 구조(W1)에 흡수되고, 오목 구조(W1)에 흡수된 열은, 상기 복수의 볼록부(B1)로 빠르게 전달될 수 있으므로, 상기 팩 하우징(220)의 외부 공기에 노출된 복수의 볼록부(B1)를 통해 효과적으로 방열할 수 있다. 이에 따라, 이차전지 팩(200)의 냉각 효율을 크게 높일 수 있는 효과가 있다.
다시 도 13을 참조하면, 상기 하부 케이스(226)의 외측면에는 외측 방향(하부 방향)으로 돌출 형성된 리브 형상이 종횡 방향으로 연장된 격자부(C1)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 하부 케이스(226)의 복수의 볼록부(B1)가 형성된 외측면에는 상기 격자부(C1)가 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 하부 케이스(226)의 볼록부(B1)가 형성된 외측면에는 리브 형상이 5개의 종열과 3개의 횡열로 교차하여 이루어진 격자부(C1)가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 하부 케이스(226)의 볼록부(B1)가 형성된 외측면에 격자부(C1)를 형성시킴으로써, 상기 격자부(C1)는, 상기 하부 케이스(226)의 볼록부(B1)가 외부 물질이 충돌하는 것을 저지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 하부 케이스(226)의 볼록부(B1)가 형성된 외측부의 기계적 강성을 효과적으로 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전자 디바이스(도시하지 않음)는, 상기 이차전지 팩(200)을 포함한다. 이때, 상기 전자 디바이스는, 상기 이차전지 팩(200)으로부터 전력을 공급받아 작동되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 전자 디바이스는, 상기 이차전지 팩(200)의 외부입출력 단자(도 2, 252) 또는 데이터 커넥터(도 2, 254)와 연결되기 위한 접속 커넥터(도시하지 않음)를 구비할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 전동 공구는 상기 이차전지 팩(200)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 전동 공구는, 전동 드릴일 수 있다. 나아가, 상기 이차전지 팩(200)은, 상기 전동 공구의 하부에 결합될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
200: 이차전지 팩
100: 원통형 전지셀 111: 전극 단자
210: 연결 플레이트 250: 배터리 관리 유닛
210c: 절곡 구조 O3: 회피구
220: 팩 하우징 221: 상부 케이스
226: 하부 케이스 228: 도포 방지부
H1: 관통구 V1: 가스 벤트 구조
230: 열 전도성 수지 240: 셀 프레임
241: 제1 프레임 246: 제2 프레임
240c: 커버부 H3: 고정구
B1: 볼록부 W1: 오목 구조

Claims (11)

  1. 일단부 및 타단부 각각에 전극 단자가 형성되고, 일방향으로 배열된 복수의 원통형 전지셀;
    상기 복수의 원통형 전지셀을 서로 전기적으로 연결하도록 구성된 연결 플레이트;
    상기 복수의 원통형 전지셀이 전극 단자가 수평 방향에 위치된 형태로 탑재되도록 내부 공간이 형성된 팩 하우징;
    상기 팩 하우징의 내부 공간을 형성하는 내면과 상기 복수의 원통형 전지셀의 외면 사이에 개재된 열 전도성 수지; 및
    상기 복수의 원통형 전지셀의 상부 및 상기 전극 단자가 형성된 양 단부의 외면의 적어도 일부를 감싸도록 구성되고, 상기 전극 단자가 외부로 노출되도록 개구가 형성되며, 상기 개구의 테두리의 적어도 일부가 외측 방향으로 돌출 연장된 도포 방지부가 형성된 셀 프레임
    을 포함한 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도포 방지부의 외측 방향으로 돌출 연장된 구조의 외면을 따라 상기 연결 플레이트가 상하 방향 또는 수평 방향으로 절곡된 절곡 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도포 방지부에는 상기 연결 플레이트의 일부위가 삽입되도록 관통구가 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도포 방지부는, 상기 전극 단자가 위치한 내부 공간의 공기압이 소정 값 이상일 경우, 상기 도포 방지부의 내부 공기를 외부로 배출할 수 있도록 개방되는 가스 벤트 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 셀 프레임은,
    상기 복수의 원통형 전지셀의 수평 방향의 중심을 기준으로 일측을 커버하는 제1 프레임, 및 상기 제1 프레임의 타측과 결합되고 상기 복수의 원통형 전지셀의 수평 방향의 중심을 기준으로 타측을 커버하는 제2 프레임을 포함하고,
    상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임은,
    상기 복수의 원통형 전지셀의 상부 및 수평 방향의 측부 각각의 적어도 일부를 감싸도록 내면이 형성된 커버부, 및 상기 복수의 원통형 전지셀의 하부가 외부로 노출되도록 개방된 개방부를 구비하고,
    상기 열 전도성 수지는, 상기 복수의 원통형 전지셀의 외면 중, 적어도 하부를 감싸도록 도포된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임에는, 상기 열 전도성 수지의 일부가 유입되어 고화 되도록 천공된 고정구가 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 팩 하우징은, 상기 셀 프레임의 상부를 커버하는 상부 케이스; 및
    상기 상부 케이스의 하면과 결합되고, 내부 공간의 내측에 상기 복수의 원통형 전지셀 각각의 하부의 외면과 대응되도록 내입된 복수의 오목 구조가 형성된 하부 케이스
    를 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하부 케이스의 외측면에는 상기 하부 케이스의 내측부에 형성된 복수의 오목 구조의 형상을 따라 외측 방향으로 볼록한 복수의 볼록부가 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하부 케이스의 복수의 볼록부가 형성된 외측면에는 외측 방향으로 돌출 형성된 리브 형상이 종횡 방향으로 연장된 격자부가 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 이차전지 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 이차전지 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 공구.
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