KR20170104816A - 절곡부를 갖춘 연결 탭을 포함하는 전지 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 전지 팩이 개시된다. 상기 전지 팩은, 적어도 둘 이상의 전지 셀과, 전지 셀의 충, 방전 동작을 제어하기 위한 회로기판과, 전지 셀과 연결되고 회로기판을 향하여 연장되며, 전지 셀에 최 근접한 절곡부가 전지 셀의 전지 영역 내에 위치되는 연결 탭을 포함한다. 본 발명에 의하면, 컴팩트화에 유리하며, 저 저항 설계가 적용된 전지 팩이 제공된다.

Description

전지 팩{Battery pack}
본 발명은 전지 팩에 관한 것이다.
통상적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차 전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply) 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 전지들을 연결하여 하나의 단위로 묶은 팩 형태로 사용되기도 한다.
휴대폰과 같은 소형 모바일 기기는 단일 전지의 출력과 용량으로 소정시간 동안 작동이 가능하지만, 전력소모가 많은 전기 자동차, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 경우에는 출력 및 용량의 문제로 다수의 전지를 포함하는 팩 형태가 선호되며, 내장된 전지의 개수에 따라 출력전압이나 출력전류를 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 전지 셀과 회로기판 사이의 전기적인 연결을 매개하는 연결 탭의 공간이 축소되어 컴팩트화에 유리한 전지 팩을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태는, 신호 전달 패스가 단축되어 저 저항 설계가 적용된 전지 팩을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태는, 전지 셀과 회로기판 사이의 전기적인 연결을 매개하는 연결 탭의 지지 강도가 향상되는 전지 팩을 포함한다.
상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 전지 팩은,
적어도 둘 이상의 전지 셀;
상기 전지 셀의 충, 방전 동작을 제어하기 위한 회로기판; 및
상기 전지 셀과 연결되고 회로기판을 향하여 연장되며, 상기 전지 셀에 최 근접한 절곡부가 전지 셀의 전지 영역 내에 위치되는 연결 탭을 포함한다.
예를 들어, 상기 연결 탭은 서로 이웃한 전지 셀을 전기적으로 연결하는 연결 부재로부터 연장되며,
상기 전지 영역은 상기 하나의 연결 부재에 의해 연결된 다수의 전지 셀 영역을 포괄하는 사각 영역에 해당된다.
예를 들어, 상기 연결 탭은,
상기 전지 셀을 전기적으로 연결하기 위한 연결 부재로부터 제1 방향을 향하여 연장되는 제1 부분; 및
상기 절곡부를 통하여 제1 방향과 다른 전지 셀의 길이 방향으로 연장되는 제2 부분을 포함한다.
예를 들어, 상기 연결 탭의 제1 부분은 서로 이웃한 전지 셀의 골 영역을 가로질러 연장된다.
예를 들어, 상기 연결 탭의 제2 부분은 서로 이웃한 전지 셀의 골 영역 내에 위치된다.
예를 들어, 상기 연결 부재는,
상기 제1 방향을 따라 서로 이웃한 전지 셀을 병렬 연결하고,
상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 서로 이웃한 전지 셀을 직렬 연결한다.
예를 들어, 상기 연결 탭은,
상기 회로기판에 접속되는 접속부; 및
상기 제2 부분과 접속부 사이에서 연장되는 리드부를 더 포함한다.
예를 들어, 상기 연결 탭은 일체적으로 형성된 금속판을 포함한다.
예를 들어, 상기 연결 탭은 상기 연결 부재와 일체적으로 형성된 금속판을 포함한다.
예를 들어, 상기 접속부는 상기 회로기판에 대해 직접 접속된다.
예를 들어, 상기 회로기판에는 상기 접속부가 끼워지기 위한 접속 홀이 형성되어 있다.
예를 들어, 상기 리드부는 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 동시에 추종하도록 비스듬한 경사각을 갖고 사선 방향으로 연장된다.
예를 들어, 상기 회로기판은 상기 제1 방향을 따라 전지 셀의 상방에 위치한다.
예를 들어, 상기 연결 부재는,
상기 전지 셀과의 서로 다른 제1, 제2 용접부; 및
상기 제1, 제2 용접부 사이를 가로지르는 절개부를 포함한다.
예를 들어, 상기 전지 팩은, 상기 전지 셀을 수용하기 위한 셀 홀더를 더 포함하고,
상기 셀 홀더는 내부 면으로 전지 셀을 둘러싸고, 외부 면 위로는 상기 회로기판이 배치된다.
본 발명에 의하면, 전지 셀과 회로기판 사이에서 전기적인 연결을 매개하는 연결 탭이 차지하는 공간을 축소시킴으로써, 전체 전지 팩의 구성이 컴팩트화될 수 있다. 또한, 연결 탭을 통한 신호 전달 패스를 단축하여 저 저항 설계가 가능하게 된다. 이웃한 전지 셀 사이의 무효한 골 영역을 활용하여 연결 탭이 차지하는 공간을 단축함과 동시에, 연결 탭이 골 영역에 배치됨으로써 연결 탭과 다른 구성 간의 간섭을 피할 수 있고, 외부 충격이나 진동에도 불구하고 연결 탭이 견고하게 지지될 수 있다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 전지 팩의 사시도가 도시되어 있다.
도 3에는 도 1의 일부에 대한 사시도가 도시되어 있다.
도 4에는 도 1에 도시된 연결 탭의 사시도가 도시되어 있다.
도 5 및 도 6에는 도 1에 도시된 전지 팩의 측면도가 도시되어 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 전지 팩에 대해 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 전지 팩의 사시도가 도시되어 있다. 도 3에는 도 1의 일부에 대한 사시도가 도시되어 있다. 도 4에는 도 1에 도시된 연결 탭의 사시도가 도시되어 있다. 그리고, 도 5 및 도 6에는 도 1에 도시된 전지 팩의 측면도가 도시되어 있다.
도면들을 참조하면, 상기 전지 팩은, 다수의 전지 셀(10)과 상기 전지 셀(10)을 수용하기 위한 셀 홀더(100)와 상기 전지 셀(10)의 충, 방전 동작을 제어하기 위한 회로기판(50)을 포함할 수 있다.
상기 전지 셀(10)은 길이 방향을 따라 양단으로 서로 다른 전극이 형성되며, 원통형으로 형성될 수 있다. 원통형 외주 면이 서로 맞닿는 이웃한 전지 셀(10)들 사이에는 오목한 골 영역(g)이 형성될 수 있다.
상기 전지 셀(10)은 둘 이상 다수의 전지 셀(10)을 포함할 수 있다. 상기 다수의 전지 셀(10)은 직렬, 병렬 또는 직병렬 혼합 방식으로 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 다수의 전지 셀(10)은 연결 부재(120)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있고, 예를 들어, 서로 이웃한 전지 셀(10)의 같은 극성끼리를 전기적으로 연결하는 연결 부재(120)에 의해 병렬 연결되거나 또는 서로 이웃한 전지 셀(10)의 반대 극성끼리를 전기적으로 연결하는 연결 부재(120)에 의해 직렬 연결될 수 있다.
예를 들어, 어느 한 연결 부재(120)는 4개의 전지 셀(10)을 전기적으로 연결할 수 있는데, 상기 연결 부재(120)는 제1 방향(Z1)으로 서로 이웃한 전지 셀(10)을 병렬로 연결하면서 제2 방향(Z2)으로 서로 이웃한 전지 셀(10)을 직렬로 연결할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 연결 부재(120)는 제1 방향(Z1)으로 쌍을 이루는 전지 셀(10)의 같은 극성을 연결하면서 해당 전지 셀(10)을 병렬로 연결하고, 제2 방향(Z2)으로 쌍을 이루는 전지 셀(10)의 반대 극성을 연결하면서 해당 전지 셀(10)을 직렬로 연결할 수 있다.
상기 제1 방향(Z1)으로는 병렬 연결을 형성하고 제2 방향(Z2)으로는 직렬 연결을 형성함으로써 병렬-직렬의 혼합 연결을 형성할 수 있고, 이에 따라 고용량 고출력으로 전지 팩의 출력 용량을 최적화시킬 수 있다. 또한, 하나의 연결 부재(120)를 이용하여 제1 방향(Z1)으로는 병렬 연결을 형성하고, 제2 방향(Z2)으로는 직렬 연결을 형성함으로써, 서로 이웃한 전지 셀(10)을 연결하기 위한 연결 부재(120)의 개수를 줄일 수 있다.
상기 전지 셀(10)은 셀 홀더(100)에 수용될 수 있다. 상기 셀 홀더(100)는 전지 셀(10)과 정합되는 형태의 수용공간을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 셀 홀더(100)는 제1, 제2 방향(Z1,Z2)을 따라 배열된 다수의 원통형 수용공간을 포함할 수 있다. 상기 셀 홀더(100)는 전지 셀(10)과 마주하는 내부 면(102)으로는 전지 셀(10)을 둘러싸고, 외부 면(101)으로는 회로기판(50)을 지지할 수 있다.
상기 셀 홀더(100)는 전지 셀(10)의 수용공간을 제공하는 한도에서 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 셀 홀더(100)는 일체적으로 형성될 수도 있고, 서로 다른 부재의 결합으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 전지 셀(10)과 회로기판(50) 사이에 개재되는 두 개의 서로 다른 부재가 결합되어 하나의 셀 홀더(100)를 형성할 수도 있다. 이런 점에서, 상기 셀 홀더(100)의 외부 면(101)이란 회로기판(50)을 지지하는 지지 면을 의미할 수 있다.
상기 전지 팩은 전지 셀(10)의 충, 방전 동작을 제어하기 위한 회로기판(50)을 더 포함할 수 있다. 상기 회로기판(50)은 전지 셀(10)의 상태 정보를 입수하고, 입수된 상태 정보에 근거하여 전지 셀(10)의 충, 방전 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 회로기판(50)은 전지 셀(10)의 온도, 전압과 같은 상태 정보를 입수하고, 입수된 상태 정보에 근거하여 과충전, 과방전, 과열과 같은 오동작을 포착하며, 전지 셀(10)의 충, 방전 동작의 중지와 같은 보호조치를 취할 수 있다. 상기 회로기판(50)은 셀 홀더(100)의 외부 면(101) 위에 배치될 수 있다. 상기 회로기판(50)은 전지 셀(10)로부터 상태 정보를 입수할 수 있고, 연결 탭(150)을 통하여 전지 셀(10)과 연결될 수 있다.
상기 연결 탭(150)은 연결 부재(120)로부터 셀 홀더(100)의 외부 면(101)을 향하여 상방으로 연장되는 제1 부분(151)과, 셀 홀더(100)의 외부 면(101) 위에 배치되는 제2 부분(152)을 포함하고, 제1, 제2 부분(151,152) 사이를 연결해주는 절곡부(153)를 포함할 수 있다. 상기 제1 부분(151)은 연결 부재(120)로부터 제1 방향(Z1)을 향하여 연장될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 부분(151)은 연결 부재(120)로부터 서로 이웃한 전지 셀(10)의 골 영역(g)을 가로질러 연장될 수 있다.
상기 전지 셀(10)은 원통형으로 형성될 수 있고, 서로 이웃한 전지 셀(10) 사이에는 오목한 골 영역(g)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 부분(151)은 서로 이웃한 전지 셀(10) 사이의 골 영역(g)을 가로질러 연장됨으로써, 연결 탭(150)이 차지하는 공간높이를 최소화시킬 수 있다.
상기 제2 부분(152)은 제1 부분(151)으로부터 연장되며, 절곡부(153)를 통하여 제1 방향(151)과 다른 방향, 예를 들어, 전지 셀(10)의 길이 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제1 부분(151)이 서로 이웃한 전지 셀(10)의 골 영역(g)을 가로질러 연장될 때, 상기 제2 부분(152)은 상기 골 영역(g) 내에 위치될 수 있다. 이렇게 제2 부분(152)이 이웃한 전지 셀(10)들 사이의 골 영역(g) 내에 위치됨으로써, 예를 들어, 외부 진동이나 충격에도 불구하고 연결 탭(150)의 유동이 방지될 수 있고, 연결 탭(150)이 보호될 수 있다.
상기 연결 탭(150)의 절곡부(153)는 전지 영역(S) 내에 배치될 수 있다. 여기서, 전지 영역(S)이란 전기적으로 연결된 일군의 전지 셀(10)이 차지하는 영역을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 전지 영역(S)이란 연결 부재(120)에 의해 서로 전기적으로 연결된 전지 셀(10) 영역을 포함하며, 제1, 제2 방향(Z1,Z2)을 따르는 사각 영역을 의미할 수 있다.
연결 탭(150)의 절곡부(153)가 전지 영역(S) 내에 배치될 때, 절곡부(153) 이전의 제1 부분(151)은 서로 이웃한 전지 셀(10)의 골 영역(g)을 가로질러 연장될 수 있고, 절곡부(153) 이후의 제2 부분(152)은 서로 이웃한 전지 셀(10)의 골 영역(g) 내에 위치될 수 있다. 이에 대해 후에 보다 자세히 설명하기로 한다.
상기 연결 탭(150)은 회로기판(50)에 직접 접속될 수 있다. 여기서, 상기 연결 탭(150)이 회로기판(50)에 직접 접속된다는 것은, 연결 탭(150)과 회로기판(50) 사이의 전기적인 연결을 매개하기 위한 별도의 접속 부재, 예를 들어, 유연성의 와이어가 개재되지 않는다는 것을 의미한다.
상기 연결 탭(150)은 회로기판(50)에 직접 접속되는 접속부(155)를 더 포함할 수 있다. 상기 접속부(155)는 회로기판(50)의 접속 홀(50`)에 끼워질 수 있고, 접속 홀(50`) 주변의 접속 패드(미도시)에 납땜 고정될 수 있다.
상기 연결 탭(150)은 접속부(155)와 제2 부분(152) 사이에서 연장되는 리드부(154)를 더 포함할 수 있다. 상기 리드부(154)는 제2 부분(152)으로부터 회로기판(50)의 접속 홀(50`)을 향하여 연장될 수 있다. 상기 리드부(154)의 연장 방향은 구체적인 회로기판(50)의 설계에 따라 달라질 수 있고, 예를 들어, 회로기판(50)의 접속 홀(50`)의 배치에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 리드부(154)는 접속 홀(50`)을 향하여 회로기판(50)의 일 변부 방향을 따라 연장될 수 있다.
상기 리드부(154)는 제1 방향(Z1)을 따라 전지 셀(10)의 상방에 배치된 회로기판(50)의 접속 홀(50`)을 향하여 연장될 수 있다. 다시 말하면, 상기 리드부(154)는 회로기판(50)의 일 변부 방향을 따라 연장되는 동시에, 회로기판(50)을 향하여 상방으로 연장되면서 전체적으로 비스듬한 경사각을 갖는 사선 형태로 연장될 수 있다.
예를 들어, 상기 회로기판(50)은 전지 셀(10)의 배열 방향을 따라 제1 방향(Z1)으로 길게 연장된 한 쌍의 장변부와 상기 한 쌍의 장변부 사이의 한 쌍의 단변부를 포함하는 대략 직사각형 형태로 형성될 수 있다. 이때, 상기 리드부(154)는 장변부의 방향(제1 방향 Z1)과 상방(제2 방향 Z2)을 추종하는 비스듬한 경사각으로 연장될 수 있다.
상기 전지 셀(10)은 연결 부재(120)에 의해 이웃한 전지 셀(10)과 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 어느 한 연결 부재(120)는 4개의 전지 셀(10)을 전기적으로 연결할 수 있는데, 상기 연결 부재(120)는 제1 방향(Z1)으로 서로 이웃한 전지 셀(10)을 병렬로 연결하면서 제2 방향(Z2)으로 서로 이웃한 전지 셀(10)을 직렬로 연결할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 연결 부재(120)는 제1 방향(Z1)으로 쌍을 이루는 전지 셀(10)의 같은 극성을 연결하면서 해당 전지 셀(10)을 병렬로 연결하고, 제2 방향(Z2)으로 쌍을 이루는 전지 셀(10)의 반대 극성을 연결하면서 해당 전지 셀(10)을 직렬로 연결할 수 있다.
제1 방향(Z1)으로는 병렬 연결을 형성하고 제2 방향(Z2)으로는 직렬 연결을 형성함으로써 병렬-직렬의 혼합 연결을 형성할 수 있고 이에 따라 고용량 고출력으로 전지 팩의 출력 용량을 최적화시킬 수 있다. 또한, 하나의 연결 부재(120)를 이용하여 제1 방향(Z1)으로는 병렬 연결을 형성하고, 제2 방향(Z2)으로는 직렬 연결을 형성함으로써, 서로 이웃한 전지 셀(10)을 연결하기 위한 연결 부재(120)의 개수를 줄일 수 있다.
상기 연결 탭(150)의 제1 부분(151)은 병렬 연결 방향인 제1 방향(Z1)을 따라 연장될 수 있다. 상기 연결 탭(150)의 제1 부분(151)은 병렬 연결 방향 또는 직렬 연결 방향 중 어느 하나의 배타적인 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 연결 탭(150)의 제1 부분(151)은 병렬 연결 방향인 제1 방향(Z1)을 따라 연장되므로, 직렬 연결 방향인 제2 방향(Z2)으로 연장되지 않는다.
하나의 연결 부재(120)가 직렬 연결 및 병렬 연결을 동시에 수행함으로써 전지 팩의 출력 용량을 고출력 고용량으로 최적화시킬 수 있고, 하나의 연결 부재(120)를 통하여 직렬 및 병렬 연결을 동시에 수행함으로써 연결 부재(120)의 개수를 줄일 수 있다. 이렇게 하나의 연결 부재(120)에 대해, 서로 배타적인 병렬 연결 방향 및 직렬 연결 방향이 정의되므로, 상기 연결 탭(150)의 제1 부분(151)의 연장 방향은 병렬 연결 방향 또는 직렬 연결 방향 중 어느 하나의 배타적인 방향으로 정해질 수 있다.
상기 연결 탭(150)의 리드부(154)는 병렬 연결 방향인 제1 방향(Z1)과 직렬 연결 방향인 제2 방향(Z2)을 동시에 추종하는 사선 방향으로 연장될 수 있다. 상기 연결 탭(150)의 리드부(154)는 회로기판(50)의 접속 홀(50`)을 향하여 연장되며, 앞서 설명된 바와 같이, 하나의 연결 부재(120)에 대해, 서로 배타적인 병렬 연결 방향 및 직렬 연결 방향이 정의되므로, 상기 연결 탭(150)의 제2 부분(152)의 연장 방향은 병렬 연결 방향 및 직렬 연결 방향이 혼합된 사선 방향으로 정해질 수 있다.
상기 회로기판(50)은, 전지 셀(10)의 충, 방전 동작을 제어하기 위한 회로부를 형성할 수 있다. 상기 회로기판(50)은 연결 탭(150)을 통하여 전지 셀(10)의 상태 정보, 예를 들어, 전압이나 온도와 같은 전지 셀(10)의 상태 정보를 입수할 수 있다. 그리고, 입수된 전지 셀(10)의 상태 정보에 근거하여 전지 셀(10)의 충 방전 동작을 제어할 수 있다. 상기 연결 탭(150)은 전지 셀(10)과 전기적으로 및 열적으로 연결되어, 전지 셀(10)의 전압이나 온도 정보를 공유하므로, 연결 탭(150)을 통하여 전지 셀(10)의 상태 정보를 입수할 수 있다.
상기 회로기판(50)에는 상기 연결 탭(150)과의 접속을 위한 접속 홀(50`)이 형성되어 있다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 접속 홀(50`)의 주변에는 접속 패드(미도시)가 형성될 수 있고, 연결 탭(150)을 통하여 전달된 상태 정보는 접속 패드(미도시)를 통하여 회로기판(50)의 소요처로 전달될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 연결 탭(150)의 접속부(155)는 상기 회로기판(50)의 접속 홀(50`)에 직접 끼워질 수 있다. 그리고 연결 탭(150)의 접속부(155)와 접속 홀(50`) 주변의 접속 패드(미도시)는 서로에 대해 납땜으로 고정될 수 있다.
상기 회로기판(50)은 연결 탭(150)에 의해 지지될 수 있다. 예를 들어, 상기 회로기판(50)은 셀 홀더(100)의 외부 면(101) 위에 고정되는데, 셀 홀더(100)의 외부 면(101) 위로 연장된 연결 탭(150)에 의해 지지될 수 있다. 예를 들어, 셀 홀더(100)의 외부 면(101) 위로는 다수의 연결 탭(150)이 연장될 수 있고, 상기 회로기판(50)은 서로 다른 접속 홀(50`)에 끼워 고정된 연결 탭(150)을 통하여 셀 홀더(100)의 외부 면(101) 위에 위치 고정될 수 있다. 이때, 상기 연결 탭(150)의 탄성 지지를 통하여 상기 회로기판(50)에 가해지는 충격이나 진동이 감쇄될 수 있고, 상기 회로기판(50)은 상기 연결 탭(150) 중에서 사선 방향으로 연장되는 리드부(154)에 의해 탄성적으로 지지될 수 있다.
상기 연결 부재(120)는 전지 팩의 앞뒤에서 서로 교번되는 패턴으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 전지 팩의 앞쪽에 배치된 연결 부재(120)가 제2 방향(Z2)을 따라 3번째와 4번째 전지 셀(10)을 연결한다면, 전지 팩의 뒤쪽에 배치된 연결 부재(120)는 상기 3번째와 4번째 전지 셀(10)을 연결하지 않고, 예를 들어, 2번째와 3번째 전지 셀(10)을 연결할 수 있다. 이렇게 전지 팩의 앞뒤에서 서로 교번되는 연결 부재(120)의 배치를 통하여 다수의 전지 셀(10)이 직렬 연결을 형성할 수 있다.
보다 구체적으로, 병렬 연결 방향인 제1 방향(Z1)을 따라 제1 열과 제2 열의 전지 셀(10)은 서로 병렬로 연결되며, 직렬 연결 방향인 제2 방향(Z2)을 따라 연결 탭(120)이 교번되는 패턴으로 배열되어 제2 방향(Z2)을 따라 서로 이웃한 전지 셀(10)을 직렬 연결할 수 있다.
상기 연결 탭(150)은 연결 부재(120)로부터 연장되며, 연결 부재(120)와 일체적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 연결 탭(150)은 연결 부재(120)와 함께 일체로 형성된 금속판을 포함할 수 있다. 상기 연결 탭(150)은 전지 셀(10)의 전압 정보를 회로기판(50)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 회로기판(50)은 연결 탭(150)을 통하여 전달된 전지 셀(10)의 전압 정보로부터 밸런싱 동작을 수행할 수 있다. 상기 연결 탭(150)은 전지 셀(10)의 전압 정보를 전달하기에 충분한 한도에서 최소의 폭으로 형성될 수 있고, 줄 열에 의해 끊어지지 않을 정도의 폭으로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 연결 탭(150)은 2mm의 폭으로 형성될 수 있다.
상기 연결 탭(150)은 연결 부재(120)로부터 셀 홀더(100)의 외부 면(101)을 향하여 제1 방향(Z1)으로 연장되는 제1 부분(151)과, 상기 제1 부분(151)으로부터 연장되어 셀 홀더(100)의 외부 면(101) 위에 배치되는 제2 부분(152)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 연결 탭(150)은 제1, 제2 부분(151,152) 사이에서 방향 전환되는 절곡부(153)를 포함할 수 있다.
본 명세서를 통하여, 상기 절곡부(153)란, 연결 탭(150)의 절곡된 부분을 의미하는데, 예를 들어, 연결 탭(150)이 다수의 절곡된 부분을 가질 때, 상기 절곡부(153)는 전지 셀(10)에 최 근접하게 절곡된 부분에 해당될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 절곡부(153)는 전지 영역(S) 내에 위치될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 연결 탭(150)의 절곡부(153)는 전지 영역(S) 내에 배치될 수 있다. 여기서, 전지 영역(S)이란 전기적으로 연결된 일군의 전지 셀(10)이 차지하는 영역을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전지 영역(S)이란 하나의 연결 부재(120)에 의해 연결된 다수의 전지 셀(10) 영역을 포괄하며, 제1, 제2 방향(Z1,Z2)을 따르는 사각 영역에 해당될 수 있다.
상기 연결 탭(150)의 절곡부(153)가 전지 영역(S) 내에 배치된다는 것은 연결 탭(150)의 절곡부(153)가 전지 영역(S)으로부터 돌출되지 않고 전지 영역(S) 내부에 배치된다는 것을 의미하며, 그만큼 전지 팩의 컴팩트화된 구성이 가능하다는 것을 의미한다.
상기 연결 탭(150)은 연결 부재(120)로부터 제1 방향(Z1)을 따라 상방으로 돌출되어 셀 홀더(100)의 외부 면(101) 위로 연장될 수 있다. 이때 상기 연결 탭(150)은, 절곡부(153)까지는 외부 면(101)을 향하여 상방으로 돌출되고(제1 부분 151에 해당), 절곡부(153) 이후로는 셀 홀더(100)의 외부 면(101)과 나란한 방향으로 연장될 수 있다(제2 부분 152에 해당). 상기 연결 탭(150)의 절곡부(153)는 연결 탭(150)이 차지하는 공간높이에 대한 기준을 제공할 수 있고, 절곡부(153)가 전지 영역(S)을 벗어나면, 연결 탭(150)이 차지하는 공간높이가 증가되어 그만큼 사 공간이 늘어나고 컴팩트화된 구성에 불리하게 된다.
상기 연결 탭(150)의 절곡부(153)는 전지 영역(S) 내에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 연결 탭(150, 구체적으로 연결 탭의 제1 부분 151)은 이웃한 전지 셀(10)의 골 영역(g)을 통하여 연장될 수 있고, 이에 따라 상기 연결 탭(150)의 절곡부(153)는 전지 셀(10) 원통면의 정점(PE)과 같거나 또는 정점(PE)보다 낮은 높이에 형성될 수 있다. 즉, 상기 연결 탭(150, 구체적으로 연결 탭의 제1 부분 151)은 이웃한 전지 셀(10)의 골 영역(g)을 가로질러 연장되므로, 연결 탭(150)의 절곡부(153)는 전지 셀(10)의 원통면 정점(PE)으로부터 돌출되지 않는 낮은 높이에 형성될 수 있다.
상기 연결 탭(150)의 절곡부(153)가 전지 영역(S) 내에 배치된다는 것은, 연결 탭(150)의 제1 부분(151)이 상대적으로 짧게 형성된다는 것이므로, 연결 탭(150)의 신호 전달 패스를 단축하여 저 저항 설계가 가능하다는 것이고, 그만큼 높은 정확도로 전지 셀(10)의 상태 정보를 전달할 수 있다는 것을 의미한다.
상기 연결 탭(150)의 제1 부분(151)이 이웃한 전지 셀(10)의 골 영역(g)을 가로질러 연장되면, 절곡부(153)를 거친 연결 탭(150)의 제2 부분(152)은 이웃한 전지 셀(10)의 골 영역(g) 내에 배치될 수 있다. 이렇게 연결 탭(150)이 전지 셀(10)의 골 영역(g) 내에 배치되면, 연결 탭(150)의 견고한 위치 고정이 가능하다. 즉, 상기 연결 탭(150)은 골 영역(g) 내에서 다른 구성과의 간섭을 피할 수 있고, 외부 충격이나 진동에도 불구하고 견고하게 지지될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 연결 부재(120)는 전지 셀(10)에 대해 용접 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 연결 부재(120)는 각 전지 셀(10)과 서로 다른 제1, 제2 용접부(P,P2)를 포함할 수 있고, 상기 제1, 제2 용접부(P1,P2) 사이를 가로지르는 절개부(C)를 포함할 수 있다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 연결 부재(120)와 전지 셀(10)은 서로 다른 극성을 갖는 두 개의 용접 전극(미도시)에 의해 인가된 용접 전류에 의해 서로 용접되면서, 연결 부재(120) 위에는 서로 다른 제1, 제2 용접부(P1,P2)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1, 제2 용접부(P1,P2) 사이에는 절개부(C)가 형성될 수 있다. 상기 절개부(C)는 제1, 제2 용접부(P1,P2)를 통해 인가된 용접 전류가 연결 부재(120)와 전지 셀(10) 간의 접합 면으로 흐르지 않고 연결 부재(120)의 표면을 따라 흐르는 이른바, 누설 전류를 차단하기 위한 것이다. 상기 절개부(C)는 제1, 제2 용접부(P1,P2) 사이를 연결하는 경로를 신장시킴으로써, 연결 부재(120)의 표면을 통하여 제1, 제2 용접부(P1,P2)가 직접 연결되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10 : 전지 셀 50 : 회로기판
50`: 접속 홀 100 : 셀 홀더
101 : 셀 홀더의 외부 면 102 : 셀 홀더의 내부 면
120 : 연결 부재 150 : 연결 탭
151 : 연결 탭의 제1 부분 152 : 연결 탭의 제2 부분
153 : 연결 탭의 절곡부 154 : 연결 탭의 리드부
155 : 연결 탭의 접속부
g : 골 영역 S : 전지 영역
P1,P2 : 용접부 C : 절개부
PE : 정점

Claims (15)

  1. 적어도 둘 이상의 전지 셀;
    상기 전지 셀의 충, 방전 동작을 제어하기 위한 회로기판; 및
    상기 전지 셀과 연결되고 회로기판을 향하여 연장되며, 상기 전지 셀에 최 근접한 절곡부가 전지 셀의 전지 영역 내에 위치되는 연결 탭을 포함하는 전지 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결 탭은 서로 이웃한 전지 셀을 전기적으로 연결하는 연결 부재로부터 연장되며,
    상기 전지 영역은 상기 하나의 연결 부재에 의해 연결된 다수의 전지 셀 영역을 포괄하는 사각 영역인 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결 탭은,
    상기 전지 셀을 전기적으로 연결하기 위한 연결 부재로부터 제1 방향을 향하여 연장되는 제1 부분; 및
    상기 절곡부를 통하여 제1 방향과 다른 전지 셀의 길이 방향으로 연장되는 제2 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연결 탭의 제1 부분은 서로 이웃한 전지 셀의 골 영역을 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 연결 탭의 제2 부분은 서로 이웃한 전지 셀의 골 영역 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 연결 부재는,
    상기 제1 방향을 따라 서로 이웃한 전지 셀을 병렬 연결하고,
    상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 서로 이웃한 전지 셀을 직렬 연결하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 연결 탭은,
    상기 회로기판에 접속되는 접속부; 및
    상기 제2 부분과 접속부 사이에서 연장되는 리드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연결 탭은 일체적으로 형성된 금속판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연결 탭은 상기 연결 부재와 일체적으로 형성된 금속판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 접속부는 상기 회로기판에 대해 직접 접속되는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 회로기판에는 상기 접속부가 끼워지기 위한 접속 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 리드부는 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 동시에 추종하도록 비스듬한 경사각을 갖고 사선 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 회로기판은 상기 제1 방향을 따라 전지 셀의 상방에 위치하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  14. 제3항에 있어서,
    상기 연결 부재는,
    상기 전지 셀과의 서로 다른 제1, 제2 용접부; 및
    상기 제1, 제2 용접부 사이를 가로지르는 절개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 전지 셀을 수용하기 위한 셀 홀더를 더 포함하고,
    상기 셀 홀더는 내부 면으로 전지 셀을 둘러싸고, 외부 면 위로는 상기 회로기판이 배치되는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
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