特許 6804550 円筒電池用バッテリパック構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6804550

(24)【登録日】2020年12月4日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】円筒電池用バッテリパック構造

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/10 20060101AFI20201214BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20201214BHJP

   H01M 10/6561 20140101ALI20201214BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20201214BHJP

   H01M 10/643 20140101ALI20201214BHJP

   H01M 2/20 20060101ALI20201214BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20201214BHJP

   H01M 10/627 20140101ALI20201214BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/10 M

   H01M2/10 F

   H01M10/6556

   H01M10/6561

   H01M10/613

   H01M10/643

   H01M2/20 A

   H01M10/625

   H01M10/627

   H01M2/10 S

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-549303(P2018-549303)

(86)(22)【出願日】2017年8月14日

(65)【公表番号】特表2019-516211(P2019-516211A)

(43)【公表日】2019年6月13日

(86)【国際出願番号】KR2017008840

(87)【国際公開番号】WO2018034471

(87)【国際公開日】20180222

【審査請求日】2018年10月3日

(31)【優先権主張番号】10-2016-0104686

(32)【優先日】2016年8月18日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】518327165

【氏名又は名称】エムピーエス コリア カンパニー，リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100091683

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179316

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 寛奈

(72)【発明者】

【氏名】ヤン，キ イル

(72)【発明者】

【氏名】キム，ヘ ラン

【審査官】 原 和秀

(56)【参考文献】

【文献】 韓国登録特許第１０−１４４１９００（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】 特開平０９−００７５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２００７−００６８６０８（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

４つの円筒形バッテリセル（７００）が並んでそれぞれ挿入されるようにバッテリ挿入溝（１１０）が形成され、前記バッテリ挿入溝（１１０）の円周に沿って空気の流動を助けるように内部に複数の円形スロット（１１１）が備えられた第１外部フレーム（１００ａ）と、
前記第１外部フレーム（１００ａ）と同じ形態で前記円筒形バッテリセル（７００）の反対側からセルの反対電極が挿入されるように前記バッテリ挿入溝（１１０）を備えた第２外部フレーム（１００ｂ）と、
ボルト結合のための電極端子（３００）がそれぞれ安着されることができるように端子形態の４つの端子溝（２１０）がそれぞれ備えられ、前記第１外部フレーム（１００ａ）及び前記第２外部フレーム（１００ｂ）からなる外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）の両方の先端にそれぞれ位置して前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）と結束される一対の外部フレームカバー（２００ａ、２００ｂ）と、
前記外部フレームカバー（２００ａ、２００ｂ）の下部から前記端子溝（２１０）にそれぞれ挿入され、前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）、前記外部フレームカバー（２００ａ、２００ｂ）とそれぞれ接触するスプリング（４００）を介して前記円筒形バッテリセル（７００）の電源が供給されるために前記スプリング（４００）と結束される端子ボルト溝（３１０）が備えられた４つの前記電極端子（３００）とを含んで構成され、
前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）は、
前記バッテリ挿入溝（１１０）の内部に円周に沿って空気の流動を助けるように円形ラインに沿った複数の前記円形スロット（１１１）、
４つの前記バッテリ挿入溝（１１０）の中央に位置して中心部に空気流動または冷却のために形成された中心孔（１２０ａ、１２０ｂ）、
各前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）の側面の中心部にスロット状にそれぞれ形成されて複数の前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）が結合可能に備えられた４つの第１結合キー溝（１３６、１３７、１３８、１３９）、
前記外部フレームカバー（２００ａ、２００ｂ）と挿入されて固定締結されるように前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）の上部に位置した４つの突出部（１４５、１４６、１４７、１４８）、
前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）と前記外部フレームカバー（２００ａ、２００ｂ）の締結によって前記円筒形バッテリセル（７００）の（＋）、（−）極、前記スプリング（４００）及び六角端子が結合された状態を確認することができる端子孔（１４０）が備えられ、
前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）と一体に構成され、対角線方向に四角形の２つの挿入ガイド（１３１ａ、１３１ｂ）と前記挿入ガイド（１３１ａ、１３１ｂ）の先端に一体に形成されて固定ねじ（５００）が挿入される締結孔（１３２ａ、１３２ｂ）が形成されたガイドバー（１３０ａ、１３０ｂ）を備え、対角線方向に前記ガイドバー（１３０ａ、１３０ｂ）がそれぞれ安着され、前記締結孔（１３２ａ、１３２ｂ）を通じて挿入される２つの挿入ガイド溝（１３３ａ、１３３ｂ）を含んで構成されることを特徴とする円筒電池用バッテリパック構造。

【請求項2】

前記外部フレームカバー（２００ａ、２００ｂ）は、
ボルト結合のための前記電極端子（３００）がそれぞれ安着されることができるように端子形態の４つの前記端子溝（２１０ａ、２１０ｂ）がそれぞれ備えられ、前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）の両方の先端にそれぞれ位置して前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）と結束される一対の第１外部フレームカバー（２００ａ）及び第２外部フレームカバー（２００ｂ）、
前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）と締結の際に、各前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）の４つの前記第１結合キー溝（１３６、１３７、１３８、１３９）と対面されるように前記外部フレームカバー（２００ａ、２００ｂ）の側面の中心部にスロット状にそれぞれ形成されて複数のフレームが結合可能に備えられた第２結合キー溝（２１１、２１２、２１３、２１４）、
前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）と締結の際に、前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）の前記中心孔（１２０ａ、１２０ｂ）と対面されて４つの前記バッテリ挿入溝（１１０）に安着された前記円筒形バッテリセル（７００）の中心部に発生する熱の空気流動または冷却のための空気流動孔（２２０ａ、２２０ｂ）、
前記外部フレームカバー（２００ａ、２００ｂ）と前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）が結合されて締結時にそれぞれ前記固定ねじ（５００）のための穴孔が備えられ、前記固定ねじ（５００）が前記穴孔に挿入されて締結時に電気的に接触されないように前記外部フレームカバー（２００ａ、２００ｂ）上に突出する保護突起部（２３０）、
前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）と前記外部フレームカバー（２００ａ、２００ｂ）の結合によって前記円筒形バッテリセル（７００）の（＋）、（−）極性を確認し、前記円筒形バッテリセル（７００）の充電及び放電の際に発生する熱の放出のための４つの放熱溝（２４０）を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の円筒電池用バッテリパック構造。

【請求項3】

前記電極端子（３００）は、
前記外部フレームカバー（２００ａ、２００ｂ）の下部の前記端子溝（２１０）にそれぞれ独立して安着されて前記外部フレームカバー（２００ａ、２００ｂ）の上部から前記円筒形バッテリセル（７００）の電源が供給されるために前記端子ボルト溝（３１０）が備えられ、
四角プレートとナットの締結構造を有するか、六角棒、八角棒の構造を有するか、六角ではなくスプライン状の棒を加工して内側にタブを設けた形態で選択的に適用することができることを特徴とする請求項１に記載の円筒電池用バッテリパック構造。

【請求項4】

前記スプリング（４００）は、
前記電極端子（３００）の前記端子ボルト溝（３１０）に嵌込方式で安着されて前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）及び前記外部フレームカバー（２００ａ、２００ｂ）の変形時にも前記円筒形バッテリセル（７００）の（＋）、（−）極と接触を通じて弾性を保持して電流が円滑に流れるように青銅／黄銅素材を錫メッキして断面が平たい四角形状を有することを特徴とする請求項１に記載の円筒電池用バッテリパック構造。

【請求項5】

前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）を多段に積層可能に前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）の前記第１結合キー溝（１３６、１３７、１３８、１３９）と対面される前記外部フレームカバー（２００ａ、２００ｂ）の前記第２結合キー溝（２１１、２１２、２１３、２１４）との間に４つの結合キーをそれぞれ挿入して複数の前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）を積層して器具の堅固性を提供し、前記外部フレームカバー（２００ａ、２００ｂ）の各前記端子溝（２１０）を通じて複数の前記外部フレーム（１００ａ、１００ｂ）と直／並列連結を通じて所望の定格電圧と電源を提供することを特徴とする請求項２に記載の円筒電池用バッテリパック構造。

【請求項6】

前記第１外部フレーム（１００ａ）と前記第２外部フレーム（１００ｂ）が前記第１外部フレームカバー（２００ａ）及び前記第２外部フレームカバー（２００ｂ）とそれぞれ結合されて締結のために前記第１外部フレーム（１００ａ）の前記ガイドバー（１３０ａ）の前記締結孔（１３２ａ）が前記第２外部フレーム（１００ｂ）の前記挿入ガイド溝（１３３ｂ）と、前記第２外部フレーム（１００ｂ）の前記ガイドバー（１３０ｂ）の前記締結孔（１３２ｂ）が前記第１外部フレーム（１００ａ）の前記挿入ガイド溝（１３３ａ）とそれぞれ結合された後、前記固定ねじ（５００）を介して前記第１外部フレーム（１００ａ）及び前記第１外部フレームカバー（２００ａ）、前記第２外部フレーム（１００ｂ）及び前記第２外部フレームカバー（２００ｂ）が別途のナットなしでプラスチック素材を食い込みながら強く結束されることを特徴とする請求項２に記載の円筒電池用バッテリパック構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は円筒電池用バッテリパック構造に関し、より具体的には、購入が容易な小容量円筒形リチウムイオンバッテリセルを直列に連結して電圧を高め、並列に連結して電流量を増大して大容量バッテリパックを製作することが容易な構造を有する円筒電池用バッテリパック構造に関する。

【0002】

また、本発明は円筒形バッテリを組み立て、再度分離が容易な大容量バッテリパックを製作することができるようにプラスチック素材の結合構造と電流が流れるようにする端子及びスプリング、並びにケースを固定するボルトなどの構成要素及び形状、構造を有する円筒電池用バッテリパック構造に関する。

【背景技術】

【0003】

現在、様々な分野において電気エネルギーを貯蔵する装置としてバッテリを用いており、１次電池と２次電池の殆どは円筒形（Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ）、角形（Ｐｒｉｓｍａｔｉｃ）、パウチ（Ｐｏｕｃｈ）の形態を有している。再充電して使用可能な２次電池はスマートフォン、ノートパソコンなど携帯用電子機器からバッテリを利用した充電可能な電気自動車など、広範囲にわたって用いられており、最近は複数のバッテリセルを直／並列に連結して太陽光、風力などにより作られた電気を貯蔵して用いるＥＳＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などにも用いられている。

【0004】

リチウム電池は長時間、数百、数千回の充電と放電が可能であるので、２次電池の中で電動工具、補助バッテリ、携帯電話、ノートパソコンなどのＩＴ機器に多く用いられており、最近は電気自動車及び太陽光、風力などと結合されたＥＳＳ用としても用いられている。特に１８６５０リチウム電池は直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒形サイズが標準化されており、世界中で最も多く一般的に生産される形態であって米国のテスラ自動車とドイツのアウディなどで電気自動車の駆動用として適用している。

【0005】

円筒形バッテリセルを直／並列の形態で連結する方法には、バッテリセルの正極と負極端子を、また他の外部の連結板（Ｂｕｓ Ｂａｒ）を利用して溶接を行う場合が殆どである。この時、並列連結（正極同士、そして負極同士の連結）を通じて電流容量を増加させることができ、直列連結（正極とまた他の電池の負極を連結）を通じて電圧を上げることができる。主にバッテリセルの正極と負極と同じ素材であるニッケル板を利用して溶接を行う場合が殆どである。通常、用いられる電気装置（携帯用で電気自動車用、ＥＳＳ用）は１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖ、７２Ｖ、１１０Ｖ、２００Ｖ、３８０Ｖなどであるので、数個〜数十個の直列連結が必要であり、用いられるエネルギー量によって数個〜数百個、数千個の並列連結が必要となる場合もある。

【0006】

従来の方法では、バッテリの正極と負極を直列と並列に連結する時、別途の極板とバッテリ電極との間を瞬間的に電圧を加えるスポット（Ｓｐｏｔ）溶接またはレーザ溶接などを利用して連結する形態で多数のセルを直列と並列に連結することができる。即ち、この場合、電池の（＋）極と（＋）極、（−）極と（−）極を連結して（並列連結）小型バッテリの電流容量を所望の量だけ増加させることができる。これを一つのバッテリセルと同じ電圧を有しながら電流容量のみが増加したバッテリモジュールと呼ぶ。複数のバッテリセルが並列に連結されて電流容量が増加した一つのバッテリモジュールの（＋）極とまた他の一つのバッテリモジュールの（−）極を複数連結すれば（直列連結）、所望の電圧まで上げることができる。

【0007】

しかしながら、小容量の円筒セル複数を直／並列に連結して用いる電池パックの構造では、場合によって数千個を直列と並列に連結されることができ、このような場合、次のような幾つかの問題を解決しなければならないが、これは複数のバッテリセルをスポット溶接を通じて結合させる場合、振動による接点不良または溶接不良などが多数発生し、この場合、接点不良部位を見つけ出すことも難しく、見つけ出したとしても、これを矯正して再びスポット溶接を通じて結合する作業は、電気的にショートの発生可能性と大型バッテリパック自体の高重量などにより、極めて難しい作業であるので、各円筒セルを直／並列に連結する際に直／並列に締結後、簡単に分離する方法を解決しなければならない。

【0008】

既存の締結方式では、超音波スポット溶接（Ｓｐｏｔ Ｗｅｌｄｉｎｇ）やレーザ溶接を通じた直／並列連結構造では前記問題を解決することができない。即ち、バッテリセルの反復的な充放電を通じてバッテリパックを用いると、バッテリセルのうち幾つかのバッテリセルが早期老化、端子抵抗の増加、セルの熱損失及び内部抵抗の増加などの問題が発生してバッテリパック全体の性能が低下される場合に問題となる幾つかのバッテリセルを交換したり、分離したりすることが極めて難しく、事実上バッテリパックの部分的な交換や修理が不可能であった。

【0009】

これにより、多数のセルが結合されたバッテリパック全体の寿命が、これを構成している幾つかのバッテリセルにおいて老化及び端子抵抗の増加などによる寿命の低下が発生する場合、バッテリパックを構成している残りの正常なバッテリセルはその寿命が尽きるまで用いることができず、最も問題となるセルと共に寿命が尽きてしまう場合が多数発生した。

【0010】

また、バッテリセルが並列に連結された場合にも、一つのセルの内部で（＋）と（−）を分離する分離板が損なわれる場合、セル一つだけでなく、一つのセルと並列連結されたバッテリモジュール全体が（＋）と（−）が連結されてショート状態が発生して並列に連結された多数のバッテリセルが正常に作動しても、ショート状態にあるバッテリセルによって残りの並列連結されたバッテリモジュール全体において電気エネルギーを消耗することとなって正常なバッテリも用いることができなくなるという問題点がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は、前記問題点を解決するためのものであって、複数の円筒形バッテリセルを並列と直列に連結することが容易な構造であって、単なる組み立て作業を通じて多数の小容量円筒セルを直／並列に連結して、振動時にも端子の接触状態が安定して保持される円筒電池用バッテリパック構造を提供するためのものである。

【0012】

また、本発明はバッテリパックを構成するバッテリモジュールまたはその下位段階であるバッテリセルの個別的なバッテリに問題が発生した時、結合されたバッテリパックからバッテリモジュールまたはバッテリセルケースを分離または分解して個々のバッテリセルを交換することが容易であり、複数のバッテリセルが直／並列に連結されたバッテリパック構造において一つのバッテリセルに問題が発生した時、他のバッテリセルに同問題が生じることなく、一つのバッテリのみが使用不可状態を保持可能な円筒電池用バッテリパック構造を提供するためのものである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

前記目的を達成するために、本発明の実施例に係る円筒電池用バッテリパック構造は、４つの小型円筒バッテリセルが並んでそれぞれ挿入されるようにバッテリ挿入溝が形成され、挿入溝の円周に沿って空気の流動を助けるように内部に複数の円形スロットが備えられた第１外部フレームと、第１外部フレームと同じ形態で円筒形バッテリセルの反対側からセルの反対電極が挿入されるようにバッテリ挿入溝を備えた第２外部フレーム、ボルト結合のための電極端子がそれぞれ安着されることができるように端子形態の４つの端子溝がそれぞれ備えられ、前記外部フレームの両方の先端にそれぞれ位置して外部フレームと結束される一対の外部フレームカバー、前記外部フレームカバーの下部から端子溝にそれぞれ挿入され、前記外部フレームとそれぞれ接触するスプリングを介してバッテリセルの電源が供給されるためにスプリングと結束される端子ボルト溝が備えられた４つの電極端子を含んで構成されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明の実施例に係る円筒電池用バッテリパック構造は、ボルトの結束が可能に製作されており、バッテリセルを含む単位モジュールの組み立てが容易であり、バッテリセルを直列または並列に連結する時（＋）、（−）極に別途のバスバー（ニッケル板）を溶接しないため、組み立て製作及び分解が容易であり、バッテリパックの効率的な使用及び管理が可能である。

【0015】

また、本発明の実施例に係る円筒電池用バッテリパック構造は、複数のバッテリモジュールが結合されたバッテリパックにおいて個々のバッテリセルに問題が発生した時、問題となる幾つかのバッテリセルのみを分解して交換すれば、バッテリパック全体の性能を保持して引き続き用いることができ、少費用のバッテリパックの性能を効率よく保持し、管理することができるという効果を奏する。

【0016】

また、本発明の実施例に係る円筒電池用バッテリパック構造は、スポット溶接ではなく組み立て方式のみでバッテリセルを直列／並列に連結可能な構造であって、単なる面接触を通じて電流が流れるので抵抗が増加せず、分解組み立てを通じたメンテナンスが容易であるという効果を奏する。

【0017】

また、本発明の実施例に係る円筒電池用バッテリパック構造は、多数の円筒形バッテリセルを直列と並列に積層することが容易な構造を提供し、組み立てと分解が容易であり、振動時にも端子の接触状態が安定して保持されることができ、バッテリ製品の使用中に極板と単位バッテリセル自体から発生する熱が外部フレームの間に空間を通じて放熱が容易であり、バッテリによる火災を予防することができるという効果を奏する。

【0018】

また、本発明の実施例に係る円筒電池用バッテリパック構造は、第１外部フレームと第２外部フレームの（＋）、（−）極性部分には、バッテリの連結時に極性を確認可能に溝を設けてバッテリセルの正極と負極端子間の確認を行うことができ、バッテリ間の短絡連結を防止することができるという効果を奏する。

【0019】

なお、本発明の実施例に係る円筒電池用バッテリパック構造は、負極端子及び正極端子を含むバッテリセルを中心に第１外部フレーム及び第２外部フレームを製作して結合することができ、第１外部フレーム及び第２外部フレームには正極と負極を連結することができる端子とスプリングを結合して各外部フレームをそれぞれ第１外部フレーム及び第２外部フレームに結合することにより、一つの単位モジュールとして構成して必要に応じてその定格電源を可変的に自在に調整可能であり、使用上の利便性を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施例に係るバッテリパック構造を示した分解図である。

【図2】本発明に係るバッテリパックの締結状態を示した斜視図である。

【図3】本発明の実施例に係るバッテリパック構造の正面図である。

【図4】図１によるバッテリパックの外部フレームの構造を示した断面図及び斜視図である。

【図5】図１によるバッテリパックの外部フレームカバーの構造を示した断面図及び斜視図である。

【図6】図１によるバッテリパックの外部フレームカバーの構造を示した断面図及び斜視図である。

【図7】図１によるバッテリパック構造の電極端子の形態及び組み立て構造を示した斜視図である。

【図8】図１によるバッテリパック構造の電極端子の形態及び組み立て構造を示した斜視図である。

【図9】図１によるバッテリパック構造の電極端子の形態及び組み立て構造を示した斜視図である。

【図10】図１によるバッテリパック構造の電極端子の形態及び組み立て構造を示した斜視図である。

【図11】図１によるバッテリパック構造のスプリングの形態を示した斜視図である。

【図12】図１によるバッテリパック構造の固定ねじの形態を示した斜視図である。

【図13】本発明に係る外部フレーム間の結合に利用した結合キーの斜視図である。

【図14】本発明に係る外部フレーム間の結合に利用した結合キーの斜視図である。

【図15】本発明の他の実施例に係るバッテリパック構造の結合キーを用いて複数のバッテリモジュールを結合させた構造を示した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

添付の図１及び図２を参照して本発明に係る円筒電池用バッテリパック構造を説明すると、本発明のバッテリパック構造は大きく外部フレーム１００ａ、１００ｂ、外部フレームカバー２００、電極端子３００及びスプリング４００で構成されるが、前記外部フレームは互いに締結構造を有する第１外部フレーム１００ａ及び第２外部フレーム１００ｂで構成される。第１外部フレーム１００ａは４つの小型円筒バッテリセル７００が並んでそれぞれ挿入されるようにバッテリ挿入溝１１０が形成され、挿入溝１１０の円周に沿って空気の流動を助けるように内部に複数の円形スロット１１１が備えられ、第２外部フレーム１００ｂは第１外部フレーム１００ａと同じ形態で円筒形バッテリセル７００の反対側からセルの反対電極が挿入されるようにバッテリ挿入溝が備えられて第１外部フレーム１００ａと締結される。

【0022】

前記外部フレームカバー２００ａ、２００ｂはそれぞれボルト結合のためにカバーの下部に電極端子３００が安着される端子形態の４つの端子溝２１０がそれぞれ備えられ、前記第１外部フレーム１００ａの先端に位置して第１外部フレーム１００ａと結束される第１外部フレームカバー２００ａ、第２外部フレーム１００ｂの先端に位置して第２外部フレーム１００ｂと結束される第２外部フレームカバー２００ｂが形成される。

【0023】

前記電極端子３００はそれぞれ４つの端子で構成され、外部フレームカバー２００ａ、２００ｂの下部から端子溝２１０にそれぞれ挿入され、前記外部フレーム１００ａ、１００ｂとそれぞれ接触するスプリング４００を介してバッテリセル７００の電源が供給されるためにスプリング４００と結束される端子ボルト溝３１０が備えられる。

【0024】

添付の図４は、外部フレーム１００の断面図及び斜視図を示したものであって、添付の図１〜図４を参照して外部フレーム１００の細部構成及び動作を見ると、外部フレーム１００は第１外部フレーム１００ａ及び第２外部フレーム１００ｂが締結されるものであって、その構造は互いに対応されるように形成されるが、まず、形成されたバッテリ挿入溝１１０の円周に沿って空気の流動を助けるように内部に複数の円形スロット１１１が形成されるが、この時、円形スロットは６つまたは８つで備えられる。

【0025】

４つのバッテリ挿入溝１１０の中央に位置して挿入されたバッテリセル７００の動作によって中心部に発生する空気の流動または冷却のために中心孔１２０ａ、１２０ｂが形成され、各外部フレーム１００ａ、１００ｂと一体に構成されてガイドバー１３０ａ、１３０ｂが対角線方向に四角形の２つが付設され、ガイドバー１３０ａ、１３０ｂの先端に一体に形成されて締結ボルトが挿入される締結孔１３２ａ、１３２ｂが形成され、対角線方向に前記ガイドバー１３０ａ、１３０ｂがそれぞれ安着されるように締結孔１３２ａ、１３２ｂを通じて挿入される２つの挿入ガイド溝１３３ａ、１３３ｂが備えられる。

【0026】

即ち、前記第１外部フレームのガイドバーの締結孔と第２外部フレームのガイド溝がそれぞれ締結されるように構成される。

【0027】

また、各外部フレームの側面の中心部にスロット状に複数の外部フレームが結合可能にそれぞれ４つの第１結合キー溝１３６、１３７、１３８、１３９が備えられ、外部フレーム１００ａ、１００ｂの上部に位置した４つの突出部１４５、１４６、１４７、１４８が形成されて外部フレームカバー２００ａ、２００ｂと挿入締結されて固定される。

【0028】

前記外部フレーム１００ａ、１００ｂと外部フレームカバー２００ａ、２００ｂが締結によってバッテリセル７００の（＋）、（−）極とスプリング４００及び六角端子が結合された状態を確認することができる端子孔１４０が形成される。

【0029】

添付の図５〜図６は、外部フレームカバー１１０の断面図及び斜視図を示したものであって、添付の図１〜図６を参照して外部フレームカバー１１０の細部構成及び動作を見ると、前記外部フレームカバー２００ａ、２００ｂは外部フレーム１００ａ、１００ｂの両方の先端にそれぞれ位置して外部フレームと結束されるものであって、ボルト結合のための電極端子３００がそれぞれ安着されることができるように端子形態の４つの端子溝２１０ａ、２１０ｂがそれぞれ備えられる。即ち、第１外部フレームカバー２００ａの４つの端子溝２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、２１４ａと第２外部フレームカバー２００ｂの４つの端子溝２１１ｂ、２１２ｂ、２１３ｂ、２１４ｂで構成される。

【0030】

前記外部フレーム１００ａ、１００ｂと締結の際に、各外部フレームの４つの第１結合キー溝１３６、１３７、１３８、１３９と対面されるように外部フレームカバーの側面の中心部にスロット状にそれぞれ形成されて、複数のフレームが結合可能に備えられた第２結合キー溝２１１、２１２、２１３、２１４が備えられ、前記外部フレーム１００ａ、１００ｂと締結の際に、外部フレームの中心孔１２０ａ、１２０ｂと対面されて４つのバッテリ挿入溝１１０の安着されたバッテリセル７００の中心部に発生する熱の空気流動または冷却のための空気流動孔２２０ａ、２２０ｂが形成され、前記外部フレームカバー２００ａ、２００ｂと前記外部フレーム１００ａ、１００ｂが結合されて締結時にそれぞれ固定ねじのための穴孔が備えられ、固定ねじが穴孔に挿入されて締結時に電気的に接触されないように外部フレームカバー２００ａ、２００ｂ上に突出する保護突起部２３０が備えられる。

【0031】

また、前記外部フレーム１００ａ、１００ｂと外部フレームカバー２００ａ、２００ｂの結合によってバッテリセル７００の（＋）、（−）極性を確認すると共に、バッテリセル７００の充電及び放電の際に発生する熱の放出のための４つの放熱溝２４０が備えられる。

【0032】

また、前記電極端子３００は前記外部フレームカバー２００ａ、２００ｂの下部の端子溝２１０にそれぞれ独立して安着されて外部フレームカバー２００ａ、２００ｂの上部からバッテリセル７００の電源が供給されるためにナット溝が備えられる。

【0033】

一方、前記電極端子は添付の図７〜図１０に示されたように、四角プレートとナットの締結構造を有するか、六角棒、八角棒の構造を有するか、六角ではなくスプライン状の棒を加工して内側にタブを設けた形態で選択的に適用することができる。

【0034】

また、前記電極端子３００は内部にねじ締結のためのタブが備えられ、電気伝導度の高い銅合金素材で形成され、腐食を防止するために錫またはニッケルなどでメッキされている。前記第１外部フレームカバー２００ａ及び第２外部フレームカバー２００ｂに４つのバッテリセル７００が結合してバッテリセル７００の（＋）極と（−）極にそれぞれ４つのスプリング４００を介して電流が流れる通路を提供する。併せて、外部フレームカバーの孔を通じてバッテリセルの裏面まで連結されて外からボルト締結を通じて電流が流れる通路を提供する。

【0035】

添付の図１１に示されたように、本発明に係る前記スプリング４００は青銅／黄銅素材を錫メッキして断面が四角の平たい形状を有し、前記電極端子３００のボルト溝３１０に嵌め方式で安着されて外部フレーム１００ａ、１００ｂ及び外部フレームカバー２００ａ、２００ｂの変形時にもバッテリセルの（＋）、（−）極と接触を通じて弾性を保持して電流が円滑に流れるように青銅／黄銅素材を錫メッキして断面が平たい四角形状を有するように構成される。

【0036】

また、本発明は第１外部フレーム１００ａと第２外部フレーム１００ｂが第１外部フレームカバー２００ａ及び第２外部フレームカバー２００ｂとそれぞれ結合され、締結されるものであって、第１外部フレーム１００ａのガイドバー１３０ａの締結孔１３２ａが第２外部フレームの締結溝１３３ｂと結合された後、固定ねじ５００を介して第１外部フレーム１００ａ及び第１外部フレームカバー２００ａ、そして第２外部フレーム１００ｂ及び第２外部フレームカバー２００ｂが別途のナットなしでプラスチック素材を食い込みながら強く結束されるようになる。

【0037】

前記固定ねじ５００は添付の図１２のように形成され、計８つの固定ねじを介して外部フレームと外部フレームカバーが結束される。

【0038】

一方、前記構成によって固定ねじ５００を介して組み立てられた後、保護突起部２３０により電源連結のためにバスバーなどの外部から追加的な作業を行う時、電気的に接触されないように保護される。

【0039】

図１３〜図１４に示された結合キー６００を利用して多数の外部フレームを連結することができるが、前記外部フレーム１００ａ、１００ｂを多段に積層可能に外部フレームの第１結合キー溝１３６、１３７、１３８、１３９と対面される外部フレームカバー２００ａ、２００ｂの第２結合キー溝２１１、２１２、２１３、２１４との間に４つの結合キー６０１、６０２、６０３、６０４をそれぞれ挿入して多数の外部フレーム１００ａ、１００ｂを積層して器具の堅固性を提供し、外部フレームカバー２００ａ、２００ｂの各端子溝２１０を通じて添付の図１５のように多数の外部フレーム１００ａ、１００ｂと直／並列連結を通じて所望の定格電圧と電源を提供する。

【0040】

また、添付の図４〜図６において提示されているように、前記外部フレーム１００ａ、１００ｂ及び前記外部フレームカバー２００ａ、２００ｂは締結される時、四角形の中心縁部に外部フレームの第１結合キー溝１３６、１３７、１３８、１３９と外部フレームカバーの第２結合キー溝２１１、２１２、２１３、２１４が備えられた結合キー溝が形成されるが、前記結合キー溝に結合キー６００を挿入して多数のバッテリモジュール１０００を積層して堅固なバッテリパックを完成することができる。

【0041】

また、本発明のバッテリパック構造は、第１外部フレーム１００ａと第２外部フレーム１００ｂの先端にバッテリ連結の際に、極性を確認可能に端子スロット１４０を通じてバッテリセルの正極と負極の状態を確認し、バッテリセルの極性変化の有無を確認することができる。

【0042】

外部の結合キー溝は外部フレームと結合して完全な単位モジュールの構造を有した後、多数の単位モジュールを連結して必要な電圧と容量を設ける場合、単位モジュール相互間に固定することのできる結合キー６００が挿入可能な溝がある。

【0043】

４Ｓ４Ｐ構造のバッテリパックを例えば、８つのバッテリパックが（＋）極は（＋）極同士で、（−）極は（−）極同士で連結されなければならないので、３つのバッテリセルが組み込まれている単位モジュール２つと、２つのバッテリセルが組み込まれている単位モジュール一つを前記外部フレームのバスバー連結溝にボルトで連結することにより、並列連結が可能である。

【0044】

そして、前記外部フレーム１００ａ、１００ｂと外部フレームカバー２００ａ、２００ｂは同じ外郭形状を有するが、四角形の中心部に同じく多数の単位モジュールを連結するように結合キー溝が形成されるが、結合キー溝の形状に合わせて結合キー６００を挿入することにより、器具的な堅固性を有するようになって単位モジュール間の動きを防止することができる。

【符号の説明】

【0045】

１００ａ 第１外部フレーム
１００ｂ 第２外部フレーム
１１０ 挿入溝
１１１ 円形スロット
１２０ａ、１２０ｂ 中心孔
１３０ａ、１３０ｂ ガイドバー
１３１ａ、１３１ｂ 挿入ガイド
１３２ａ、１３２ｂ 締結孔
１３３ａ、１３３ｂ 挿入ガイド溝
１３６、１３７、１３８、１３９ 第１結合キー溝
１４０ 端子スロット
１４５、１４６、１４７、１４８ 突出部
２００ａ 第１外部フレームカバー
２００ｂ 第２外部フレームカバー
２１０ａ、２１０ｂ 端子溝
２１１、２１２、２１３、２１４ 第２結合キー溝
２２０ａ、２２０ｂ 空気流動孔
２３０ 保護突起部
２４０ 放熱溝
３００ 電極端子
４００ スプリング
５００ 固定ねじ
６００ 結合キー
７００ バッテリセル
１０００ バッテリモジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】