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KR102748301B1 - 커넥터 - Google Patents

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KR102748301B1
KR102748301B1 KR1020190105128A KR20190105128A KR102748301B1 KR 102748301 B1 KR102748301 B1 KR 102748301B1 KR 1020190105128 A KR1020190105128 A KR 1020190105128A KR 20190105128 A KR20190105128 A KR 20190105128A KR 102748301 B1 KR102748301 B1 KR 102748301B1
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connection terminal
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terminals
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권재국
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Priority to EP20856379.1A priority patent/EP3923403A4/en
Priority to US17/424,830 priority patent/US12051868B2/en
Priority to JP2021529461A priority patent/JP7367021B2/ja
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Abstract

본 발명은 방열 효율 및 사용 편의성을 높인 커넥터를 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 커넥터는, 복수의 배터리 셀의 전압을 관리하도록 구성된 배터리 관리 유닛의 인쇄회로기판에 전기적으로 접속되는 실장부; 및 상대 접속 단자와 접촉되도록 구성된 둘 이상의 접속 단자를 구비하고 상기 접속 단자의 외표면에 형성된 요철 구조가 구비된 접속부를 포함한다.

Description

커넥터 {Connector}
본 발명은 커넥터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방열 효율 및 사용 편의성을 높인 커넥터에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 한 대당 하나 또는 두서너 개의 배터리 셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 배터리 셀을 전기적으로 연결한 중대형 배터리 모듈이 사용되며, 이러한 배터리 모듈을 다수 연결하여 구현된 배터리 팩이 이용되기도 한다.
이러한 배터리 팩은, 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고, 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 배터리 팩에 적용되는 배터리 셀로서 주로 사용되고 있다.
또한, 배터리 팩이 소정의 장치 내지 디바이스에서 요구되는 출력 및 용량을 제공하기 위해서는, 다수의 배터리 셀들을 직렬, 병렬, 또는 직렬과 병렬이 혼합된 방식으로 전기적으로 연결될 필요가 있었다. 예를 들면, 배터리 팩 내의 배터리 셀들은 전극 단자가 금속 플레이트 형태로 제공되는 다수의 버스 바 플레이트에 용접되어 직렬, 병렬, 또는 직렬과 병렬이 혼합된 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다.
더욱이, 배터리 팩은 다수의 배터리 셀들이 조합된 구조로 이루어져 있으므로 일부 배터리 셀들이 과전압, 과전류 또는 과발열되는 경우를 감지하기 위해 배터리 셀들로부터 발생된 전류를 센싱할 수 있는 센싱 수단이 필요하였다. 이러한 센싱 수단은 배터리 셀들과 개별적으로 연결되어 배터리 셀들의 전압/전류 정보를 배터리 관리 유닛 등에 제공할 수 있었다.
이러한 배터리 관리 유닛은 인쇄회로가 내장된 인쇄회로기판이 구비될 수 있었다. 또한, 배터리 관리 유닛에는 외부 장치와 신호를 주고 받거나, 또는 외부로 전력을 공급 받아 배터리 셀을 충전시키거나 외부 장치로 공급하여 배터리 셀을 방전 시키기 위해 인쇄회로기판에 실장되는 커넥터가 구비될 필요가 있었다. 이러한 커넥터는 상대 커넥터와 접속과 해제가 반복될 수 있다.
그러나, 종래 기술에서는 고용량 고전류의 배터리 팩에 적용되는 커넥터는 고전류가 흐르기 때문에 전기적 저항으로 인해 높은 온도까지 승온되기 쉬웠다. 이에 따라, 고온의 커넥터는 배터리 팩에 내부 구성인 인쇄회로기판을 손상시키거나, 접촉된 팩 하우징이 녹아내릴 수 있었으며, 사용자가 배터리 팩을 손으로 잡을 경우 화상을 입을 가능성이 높았다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 방열 효율 및 사용 편의성을 높인 커넥터를 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 커넥터는,
복수의 배터리 셀의 전압을 관리하도록 구성된 배터리 관리 유닛의 인쇄회로기판에 전기적으로 접속되는 실장부; 및
상대 접속 단자와 접촉되도록 구성된 둘 이상의 접속 단자를 구비하고 상기 접속 단자의 외표면에 형성된 요철 구조가 구비된 접속부를 포함한다.
또한, 상기 요철 구조는 상기 둘 이상의 접속 단자 각각에 형성된 복수의 홈을 구비할 수 있다.
더욱이, 상기 복수의 홈은 상기 둘 이상의 접속 단자의 서로 대면하고 있는 내측면, 또는 상기 내측면의 반대면인 외측면, 또는 상기 내측면 및 상기 외측면에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 요철 구조는 상기 둘 이상의 접속 단자 각각에 형성된 복수의 돌기를 구비할 수 있다.
나아가, 상기 복수의 돌기는 상기 둘 이상의 접속 단자의 서로 대면하고 있는 내측면, 또는 상기 내측면의 반대면인 외측면, 또는 상기 내측면 및 상기 외측면에 형성될 수 있다.
또한, 상기 둘 이상의 접속 단자는 상기 실장부의 본체로부터 일 방향으로 나란히 연장된 형태일 수 있다.
더욱이, 상기 둘 이상의 접속 단자는 상기 둘 이상의 접속 단자 사이에 상기 상대 접속 단자가 삽입되도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 접속 단자의 내측면에 형성된 복수의 돌기 각각의 단부는 상기 상대 접속 단자와 접촉하도록 돌출될 수 있다.
나아가, 상기 접속 단자의 내측면에 형성된 복수의 돌기는 상기 상대 접속 단자를 향해 돌출된 크기가 서로 다를 수 있다.
또한, 상기 접속 단자의 내측면에 형성된 복수의 돌기 각각의 단부는 상기 상대 접속 단자가 삽입되는 방향으로 절곡된 절곡 구조가 구비될 수 있다.
더욱이, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 관리 유닛은, 커넥터, 및 상기 커넥터와 전기적으로 연결된 인쇄회로기판을 포함한다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 관리 유닛을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명의 커넥터는, 접속부가 상대 접속 단자와 접촉되도록 구성된 둘 이상의 접속 단자를 구비하고 접속 단자의 외표면에 형성된 요철 구조를 구비함으로써, 본 발명의 커넥터가 상대 접속 단자에 전류를 전달 시, 저항에 의해 발생되는 열을 공기로 효과적으로 방열 시킬 수 있다. 이에 따라, 커넥터가 고열이 되어, 인쇄회로기판을 손상시키는 것을 방지할 수 있다. 또한, 배터리 팩의 내부 온도를 상승시키는 것을 효과적으로 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예의 일측면에 의하면, 복수의 홈은 둘 이상의 접속 단자의 서로 대면하고 있는 내측면 및 외측면에 형성시킴으로써, 내측면 또는 외측면 어느 한 쪽에만 요철 구조를 형성시킨 것과 비교하여, 방열 면적으로 보다 늘릴 수 있다. 이에 따라, 커넥터의 방열량을 효과적으로 높일 수 있다.
더욱이, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 복수의 돌기는 둘 이상의 접속 단자의 서로 대면하고 있는 내측면 및 외측면에 형성시킴으로써, 내측면 또는 외측면 어느 한 쪽에만 요철 구조를 형성시킨 것과 비교하여 방열 면적으로 보다 늘릴 수 있다. 이에 따라, 커넥터의 방열량을 효과적으로 높일 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 본 발명은 접속 단자의 내측면에 형성된 복수의 돌기 각각의 단부가 상대 접속 단자와 접촉하도록 돌출되므로써, 접속 단자와 상대 접속 단자의 접촉점을 효과적으로 늘릴 수 있다. 이에 따라, 커넥터의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 돌기들은 탄력적으로 상대 접속 단자의 삽입 방향을 가이드할 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 안 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 및 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 전방 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 및 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 후방 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 커넥터를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 커넥터를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 커넥터를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성들이 분리된 모습을 개략적으로 나타내는 분리 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 커넥터 및 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 전방 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 및 배터리 팩을 개략적으로 나타내는 후방 사시도이다. 그리고, 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터(100)는 실장부(110) 및 접속부(130)를 구비할 수 있다.
구체적으로, 상기 실장부(110)는 복수의 배터리 셀(210)의 전압을 관리하도록 구성된 배터리 관리 유닛(220)에 구비된 인쇄회로기판(222)에 전기적으로 접속되도록 구성될 수 있다. 상기 실장부(110)는 상기 인쇄회로기판(222)에 내장된 인쇄회로와 접속되는 리드(110b)를 구비할 수 있다. 상기 리드(110b)는 하부 방향으로 돌출된 형태를 가질 수 있다.
상기 리드(110b)는 일 부분이 상기 인쇄회로기판(222)에 관통 삽입될 수 있다. 상기 리드(110b)는 상기 인쇄회로기판(222)과 전기적으로 접속되도록 하부 방향으로 연장된 구조를 가질 수 있다. 상기 리드(110b)는 상기 인쇄회로기판(222)에 구비된 스루홀(H1)에 삽입되어 납땜에 의해 상기 인쇄회로기판(222)의 인쇄회로와 전기적으로 접속될 수 있다.
또한, 상기 실장부(110)는 상기 리드(110b)가 단부에 연결된 본체(110a)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 도 1의 F 방향으로 바라볼 경우, 상기 실장부(110)는 수평 방향으로 연장된 플레이트 형태의 본체(110a), 및 상기 본체(110a)의 전후 방향의 양 단부로부터 하부 방향으로 절곡되어 연장된 2개의 리드(110b)가 구비될 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.
구체적으로, 상기 접속부(130)는 상대 접속 단자(도 6의 310 참조)와 접촉되도록 상하 방향으로 세워진 플레이트 형상을 구비할 수 있다. 여기서, '상대 접속 단자(310)'란, 상기 커넥터(100)가 복수의 배터리 셀(210)로부터 전달된 전류를 외부 장치로 전달하거나, 충전기로부터 전력을 공급 받기 위해 상기 커넥터(100)에 접촉되는 접속 단자를 의미한다. 즉, 상기 상대 접속 단자(310)를 통해 배터리 팩(200)의 전원을 외부 장치로 공급할 수 있다. 상기 외부 장치는 예를 들면, 진공 청소기의 전동 모터(도시하지 않음)일 수 있다.
상기 상대 접속 단자(310)는 전기 전도율이 우수한 알루미늄, 니켈, 구리 등을 가진 합금을 구비할 수 있다. 마찬가지로, 상기 접속부(130) 및 실장부(110)는 전기 전도율이 우수한 알루미늄, 니켈, 구리 등을 가진 합금을 구비할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
다시 도 3과 함께 도 4를 참조하면, 상기 접속부(130)는 방열 표면적을 늘리도록 요철 구조(134)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 요철 구조(134)는 상기 둘 이상의 접속 단자(132) 각각에 형성된 복수의 홈(134h)을 구비할 수 있다. 상기 홈(134h)은 상기 접속부(130)의 외표면에 상하 방향으로 선형 연장된 형태일 수 있다. 상기 복수의 홈(134h)은 전후 방향으로 소정 거리로 이격되어 배열될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 접속부(130)는 상대 접속 단자(310)와 접촉되도록 구성된 둘 이상의 접속 단자(132)를 구비하고 상기 접속 단자(132)의 외표면에 형성된 요철 구조(134)를 구비함으로써, 본 발명의 커넥터(100)가 상기 상대 접속 단자(310)에 전류를 전달 시, 저항에 의해 발생되는 열을 공기로 효과적으로 방열 시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 커넥터(100)가 고열이 되어, 상기 인쇄회로기판(222)을 손상시키는 것을 방지할 수 있다. 또한, 배터리 팩(200)의 내부 온도를 상승시키는 것을 효과적으로 줄일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 복수의 홈(134h)은 상기 둘 이상의 접속 단자(132)가 서로 대면하고 있는 상기 둘 이상의 접속 단자(132) 각각의 내측면(132a), 또는 상기 내측면(132a)의 반대면인 외측면(132b), 또는 상기 내측면(132a) 및 상기 외측면(132b)에 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 홈(134h)은 상기 둘 이상의 접속 단자(132)의 내측면(132a) 및 외측면(132b)에 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 복수의 홈(134h)은 상기 둘 이상의 접속 단자(132)의 서로 대면하고 있는 내측면(132a) 및 상기 외측면(132b)에 형성시킴으로써, 내측면(132a) 또는 외측면(132b) 어느 한 쪽에만 요철 구조(134)를 형성시킨 것과 비교하여, 방열 면적으로 보다 늘릴 수 있다. 이에 따라, 상기 커넥터(100)의 방열량을 효과적으로 높일 수 있다.
다시 도 3 및 도 4을 참조하면, 상기 둘 이상의 접속 단자(132)는 상기 실장부(110)의 본체(110a)로부터 일 방향으로 나란히 연장된 형태일 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 2개의 접속 단자(132)는 상기 실장부(110)의 본체(110a)의 좌우 방향의 양단으로부터 상부 방향으로 연장된 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 2개의 접속 단자(132)는 일부분이 상기 실장부(110)의 본체(110a)로부터 전방으로 돌출된 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 둘 이상의 접속 단자(132)는 상기 둘 이상의 접속 단자(132) 사이에 상기 상대 접속 단자(도 6, 310)가 삽입되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 2개의 접속 단자(132)는 상기 2개의 접속 단자(132) 사이에 상기 상대 접속 단자(310)가 삽입되도록 구성될 수 있다.
더욱이, 상기 접속 단자(132)는 탄성 변형 가능하며 접촉 구조(132c)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 둘 이상의 접속 단자(132) 각각의 접촉 구조(132c)는 상기 상대 접속 단자(310)와 접촉하도록 구성될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 접속 단자(132) 각각의 접촉 구조(132c) 사이에는 상대 접속 단자(도 6, 310)가 개재될 수 있다. 이때, 상기 접속 단자(132)는 탄성 변형된 접촉 구조(132c)가 상기 상대 접속 단자(310)의 외표면을 가압할 수 있다.
그리고, 상기 둘 이상의 접속 단자(132)의 접촉 구조들(132c)은 전방으로 갈수록 서로 가까워지는 방향으로 연장되다가 일정 거리에서 반대로 서로 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 접속 단자(132) 각각에는 접촉 구조(132c)가 구비되고, 상기 접촉 구조들(132c)은 전방으로 갈수록 서로 가까워지는 방향으로 연장되다가 일정 거리에서 반대로 서로 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다.
나아가, 상기 둘 이상의 접속 단자(132) 각각의 접촉 구조(132c)와 상기 상대 접속 단자(310)와의 접촉 신뢰성이 향상되기 위해, 상기 둘 이상의 접속 단자(132)에는 복수의 개별 단자로 나눠지도록 절개 구조(132j)가 구비될 수 있다. 상기 절개 구조(132j)는 상기 둘 이상의 접속 단자(132) 중 일부가 상하 방향으로 나눠지도록 수평 방향으로 연장된 슬릿(132s)이 형성될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 둘 이상의 접속 단자(132) 각각의 일부분에서 전단부까지 수평 방향으로 연장된 절개 구조(132j)를 가질 수 있다.
도 5는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 커넥터를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 6은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 커넥터를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 커넥터(100A)의 요철 구조(134)는 상기 둘 이상의 접속 단자(132A) 각각에 형성된 복수의 돌기(134p)를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 돌기(134p)는 상기 접속부(130A)의 외표면에 상하 방향으로 선형 연장된 형태일 수 있다. 상기 복수의 돌기(134p)는 전후 방향으로 소정 거리로 이격되어 배열될 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 복수의 돌기(134p)는 상기 둘 이상의 접속 단자(132A)가 서로 대면하고 있는 상기 둘 이상의 접속 단자(132A) 각각의 내측면(132a), 또는 상기 내측면(132a)의 반대면인 외측면(132b), 또는 상기 내측면(132a) 및 상기 외측면(132b)에 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 돌기(134p)는 상기 둘 이상의 접속 단자(132A)의 내측면(132a) 및 외측면(132b)에 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 복수의 돌기(134p)는 상기 둘 이상의 접속 단자(132A)의 서로 대면하고 있는 내측면(132a) 및 상기 외측면(132b)에 형성시킴으로써, 내측면(132a) 또는 외측면(132b) 어느 한 쪽에만 요철 구조(134)를 형성시킨 것과 비교하여 방열 면적으로 보다 늘릴 수 있다. 이에 따라, 상기 커넥터(100A)의 방열량을 효과적으로 높일 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 상기 접속 단자(132A)의 내측면(132a)에 형성된 복수의 돌기(134p1) 각각의 단부는 상기 상대 접속 단자(310)와 접하도록 돌출될 수 있다. 즉, 상기 복수의 돌기(134p1)는 상기 상대 접속 단자(310)가 위치한 방향으로 돌출될 수 있다. 그리고, 상기 복수의 돌기(134p1)의 돌출된 방향의 단부는 상기 접속 단자(132A)의 수평 방향의 측면과 접촉되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 접속 단자(132A)의 내측면(132a)에 형성된 복수의 돌기(134p1)는 상기 상대 접속 단자(310)를 향해 돌출된 크기가 서로 다르게 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 돌기(134p1)는 후방에 위치할 수록 상기 상대 접속 단자(310)를 향해 돌출된 길이가 더 길도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 돌기는 상기 접속 단자(132A)와 일체형일 수 있고, 전기 전도성의 금속을 구비할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은 상기 접속 단자(132A)의 내측면(132a)에 형성된 복수의 돌기(134p1) 각각의 단부가 상기 상대 접속 단자(310)와 접촉하도록 돌출되므로써, 상기 접속 단자(132A)와 상기 상대 접속 단자(310)의 접촉점을 효과적으로 늘릴 수 있다. 이에 따라, 커넥터(100A)의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 상기 돌기(134p1)들은 탄력적으로 상기 상대 접속 단자(310)의 삽입 방향을 가이드할 수 있다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 커넥터를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 7에 나타낸 커넥터(100B)는 도 6의 커넥터(100A)와 비교할 경우, 내측면(132a)에 구비된 돌기의 형성이 상이한 것을 제외하고, 나머지 구조들 및 구성들은 동일하게 구성되어 있다. 따라서, 도 7의 커넥터(100B)의 나머지 구성들에 대한 설명은 생략하기로 한다.
다시 도 7을 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 커넥터(100B)는 상기 접속부(130B)의 상기 접속 단자(132B)의 내측면(132a)에 형성된 복수의 돌기(134p2) 각각의 단부가 상기 상대 접속 단자(310)가 삽입되는 방향으로 절곡된 절곡 구조(132p2)를 가질 수 있다. 이는, 상기 상대 접속 단자(310)가 삽입될 경우, 상기 복수의 돌기(134p2)와의 접촉시 마찰이 커지지 않도록 하기 위함이다. 상기 복수의 돌기(134p2) 각각의 절곡된 단부는 상기 상대 접속 단자(310)가 삽입되는 방향을 가이드하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 접속 단자(132B)의 내측면(132a)에 형성된 복수의 돌기(134p2) 각각의 단부는 상기 상대 접속 단자(310)가 삽입되는 방향으로 절곡된 구조를 가짐으로써, 상기 상대 접속 단자(310)가 삽입되는 과정에서 발생되는 마찰을 효과적으로 줄여 상기 상대 접속 단자(310)가 부드럽게 삽입될 수 있다. 이에 따라, 상기 상대 접속 단자(310)와 상기 접속 단자(132B)에 접속하는 것이 용이한 이점이 있다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성들이 분리된 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 관리 유닛(220)은 복수의 커넥터(100) 및 복수의 커넥터(100)와 전기적으로 연결된 인쇄회로기판(222)을 포함한다.
더욱이, 본 발명에 따른 배터리 팩(200)은, 복수의 배터리 셀(210)을 구비한 배터리 팩(200) 및 상기 배터리 관리 유닛(220)을 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩(200)은, 복수의 배터리 셀(210)의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치로서 상기 배터리 관리 유닛(220)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 배터리 셀(210)은, 원통형 배터리 셀일 수 있다. 또한, 상기 원통형 배터리 셀(210)은, 원통형 전지캔(212), 및 상기 전지캔(212)의 내부에 수용된 전극 조립체(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전지캔(212)은, 전기 전도성이 높은 재질을 포함하고 있으며, 예를 들면, 상기 전지캔(212)은 알루미늄, 스틸, 또는 구리 소재를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전지캔(212)의 수평 방향의 양 단부 각각에 전극 단자들(211a, 211b)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 전극 단자(211)는, 서로 전기적 극성이 다른 제1 전극 단자(211a) 및 제2 전극 단자(211b)를 포함할 수 있다. 또한, F 방향(도 1에 도시함)으로 바라봤을 때, 상기 전지캔(212)의 수평 방향의 일단부(전단부)에는 제1 전극 단자(211a)가 형성되고, 수평 방향의 타단부(후단부)에는 제2 전극 단자(211b)가 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.
나아가, 상기 전극 조립체는, 양극과 음극 사이에 분리막을 개재한 상태로 젤리-롤형으로 권취한 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 양극(도시하지 않음)에는 양극 탭(도시하지 않음)이 부착되어 전지캔(212)의 전단의 제1 전극 단자(211a)에 접속될 수 있다. 더욱이, 상기 음극(도시하지 않음)에는 음극 탭(도시하지 않음)이 부착되어 전지캔(212)의 후단의 제2 전극 단자(211b)에 접속될 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(200)은, 일방향으로 배열된 12개의 원통형 배터리 셀(210)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 12개의 원통형 배터리 셀(210)의 제1 전극 단자(211a)는 서로 다른 극성의 제2 전극 단자(211b)와 서로 인접하도록 배치될 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 배터리 셀(210)은, 앞서 설명한 원통형 배터리 셀(210)로만 한정되는 것은 아니고, 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 형태의 배터리 셀(210)이 채용될 수 있다.
상기 배터리 팩(200)은, 복수의 배터리 셀(210)을 수용하는 내부 공간이 형성된 팩 하우징(240)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 팩 하우징(240)은, 전기 절연성의 소재를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 팩 하우징(240)은, 폴리염화 비닐 등의 플라스틱 재질을 구비할 수 있다. 또한, 상기 팩 하우징(240)은, 제1 케이스(241) 및 제2 케이스(242)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1 케이스(241) 및 제2 케이스(242)에는, 복수의 원통형 배터리 셀(210)이 수용될 수 있도록 상기 원통형 배터리 셀(210)의 상부 또는 하부의 외측면을 감싸도록 복수의 중공 구조(H2)가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 제1 케이스(241) 및 상기 제2 케이스(242)는, 볼트 체결 구조가 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1 케이스(241) 및 상기 제2 케이스(242)에는 4개의 볼트(252)가 삽입되도록 구성된 체결구(S1)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 4개의 볼트(252)가 상기 제1 케이스(241) 및 제2 케이스(242)의 체결구(S1)에 체결됨으로써, 상기 제1 케이스(241)의 후방부과 및 제2 케이스(242)의 전방부가 서로 결합되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 팩 하우징(240)의 상기 제1 케이스(241) 및 상기 제2 케이스(242)의 외측면에는, 상기 버스바 플레이트(230)의 연결부(232) 및 상기 센싱부(234)의 적어도 일부위를 삽입 고정될 수 있도록 내입홈(242h)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 팩 하우징(240)의 외측면에 형성된 내입홈(242h)은, 상기 버스바 플레이트(230)의 외형과 대응되는 크기의 내면을 가질 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 케이스(241)의 전방의 외측면에는, 상기 버스바 플레이트(230)의 연결부(232)가 삽입 내장될 수 있는 내입홈(242h)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 케이스(241)의 상부 외측면에는, 상기 버스바 플레이트(230)의 센싱부(234)의 일부가 삽입 고정될 수 있는 내입홈(242h)이 형성될 수 있다. 마찬가지로, 상기 팩 하우징(240)의 제2 케이스(242)도, 상기 버스바 플레이트(230)의 연결부(232) 및 센싱부(234)의 일부가 삽입 고정될 수 있도록 후방 외측면 및 상부 외측면 각각에 내입홈(242h)이 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 팩 하우징(240)의 외측면에 상기 버스바 플레이트(230)의 연결부(232) 및 센싱부(234)의 일부위를 삽입 고정할 수 있는 내입홈(242h)을 형성시킴으로써, 상기 버스바 플레이트(230)가 복수의 배터리 셀(210) 간의 전기적 연결을 안정적으로 이룰 수 있을 뿐만 아니라, 상기 버스바 플레이트(230)가 외부 물질로부터 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 버스바 플레이트(230)의 센싱부(234)가 외부 충격으로 인해 유동되는 것을 방지할 수 있어, 상기 배터리 관리 유닛(220)과, 복수의 배터리 셀(210) 간의 전기적 연결을 안정적으로 유지할 수 있다. 이에 따라, 배터리 팩(200)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 팩 하우징(240)의 상부에는 복수의 커넥터(100)가 실장된 인쇄회로기판(222)이 탑재될 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.
100: 커넥터 110: 실장부
130: 접속부 132: 접속 단자
134: 요철 구조 134h: 홈
134p, 134p1, 134p2: 돌기 132a, 132b: 내측면, 외측면
200: 배터리 팩 210: 배터리 셀
220: 배터리 관리 유닛 222: 인쇄회로기판

Claims (10)

  1. 복수의 배터리 셀의 전압을 관리하도록 구성된 배터리 관리 유닛의 인쇄회로기판에 전기적으로 접속되는 실장부; 및
    상대 접속 단자와 접촉되도록 구성된 둘 이상의 접속 단자를 구비하고 상기 접속 단자의 외표면에 형성된 요철 구조가 구비된 접속부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요철 구조는 상기 둘 이상의 접속 단자 각각에 형성된 복수의 홈을 구비한 것을 특징으로 하는 커넥터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 홈은 상기 둘 이상의 접속 단자의 서로 대면하고 있는 내측면, 또는 상기 내측면의 반대면인 외측면, 또는 상기 내측면 및 상기 외측면에 형성된 것을 특징으로 하는 커넥터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 요철 구조는 상기 둘 이상의 접속 단자 각각에 형성된 복수의 돌기를 구비한 것을 특징으로 하는 커넥터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 돌기는 상기 둘 이상의 접속 단자의 서로 대면하고 있는 내측면, 또는 상기 내측면의 반대면인 외측면, 또는 상기 내측면 및 상기 외측면에 형성된 것을 특징으로 하는 커넥터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 둘 이상의 접속 단자는 상기 실장부의 본체로부터 일 방향으로 나란히 연장된 형태이고,
    상기 둘 이상의 접속 단자는 상기 둘 이상의 접속 단자 사이에 상기 상대 접속 단자가 삽입되도록 구성되며,
    상기 접속 단자의 내측면에 형성된 복수의 돌기 각각의 단부는 상기 상대 접속 단자와 접촉하도록 돌출된 것을 특징으로 하는 커넥터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 접속 단자의 내측면에 형성된 복수의 돌기는 상기 상대 접속 단자를 향해 돌출된 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는 커넥터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 접속 단자의 내측면에 형성된 복수의 돌기 각각의 단부는 상기 상대 접속 단자가 삽입되는 방향으로 절곡된 절곡 구조가 구비된 것을 특징으로 하는 커넥터.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 커넥터, 및 상기 커넥터와 전기적으로 연결된 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 유닛.
  10. 제9항에 따른 배터리 관리 유닛을 포함하는 배터리 팩.
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