特表 2022-544974 バッテリーパック、電子デバイス及び自動車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-24

(54)【発明の名称】バッテリーパック、電子デバイス及び自動車

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/284 20210101AFI20221017BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20221017BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20221017BHJP

   H01M 50/213 20210101ALI20221017BHJP

【ＦＩ】

H01M50/284

H01M50/249

H01M50/289

H01M50/213

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022510191

(86)(22)【出願日】2021-01-07

(85)【翻訳文提出日】2022-02-16

(86)【国際出願番号】 KR2021000220

(87)【国際公開番号】W WO2021141423

(87)【国際公開日】2021-07-15

(31)【優先権主張番号】10-2020-0002621

(32)【優先日】2020-01-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】ビョン－ジュン・ジョン

(72)【発明者】

【氏名】ヨン－ス・ソン

(72)【発明者】

【氏名】ボム－ジク・イ

【テーマコード（参考）】

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H040AA02

5H040AA03

5H040AA07

5H040AA18

5H040AA31

5H040AS07

5H040AS19

5H040AS22

5H040AT01

5H040AT02

5H040AT04

5H040AT06

5H040AY04

5H040AY08

5H040CC20

5H040DD08

5H040NN03

(57)【要約】

本発明は、耐久性及び内部空間の効率を高めてエネルギー密度を向上させたバッテリーパックを開示する。上記の目的を達成するため、本発明によるバッテリーパックは、複数のバッテリーセルと、複数のバッテリーセルの充放電を管理するように構成され、基板の相対的に広い面同士が対面するように配列され、互いに電気的に接続された少なくとも二つの印刷回路基板を備えたバッテリー管理ユニットと、電気絶縁性を有し、複数のバッテリーセルを収容可能な内部空間を有し、少なくとも二つの印刷回路基板を固定する固定部を備えたパックハウジングと、を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のバッテリーセルと、
前記複数のバッテリーセルの充放電を管理するように構成され、基板の相対的に広い面同士が対面するように配列され、互いに電気的に接続された少なくとも二つの印刷回路基板を備えたバッテリー管理ユニットと、
電気絶縁性を有し、前記複数のバッテリーセルを収容可能な内部空間を有し、前記少なくとも二つの印刷回路基板を固定する固定部を備えた、パックハウジングと、
を含む、バッテリーパック。

【請求項2】

前記バッテリー管理ユニットは、
前記パックハウジング上に搭載されて第１貫通孔が形成された第１印刷回路基板と、
前記第１印刷回路基板と所定の距離だけ離隔した距離に位置し、第２貫通孔が形成された第２印刷回路基板と、
を備え、
前記固定部は、
本体が前記第１印刷回路基板の第１貫通孔及び前記第２印刷回路基板の第２貫通孔をそれぞれ貫通するように構成され、前記本体の長手方向の終端に搭載溝が形成された少なくとも一つの固定柱と、
前記第１印刷回路基板及び前記第２印刷回路基板のそれぞれを前記固定柱に固定するように、前記第２貫通孔及び前記搭載溝のそれぞれに挿入固定されたネジと、
を含む、請求項１に記載のバッテリーパック。

【請求項3】

前記第１印刷回路基板の第１貫通孔は、前記第２印刷回路基板の第２貫通孔よりも直径が大きく、
前記固定柱は、長手方向の終端の直径が基端の直径よりも小さい、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項4】

前記固定柱は、前記第２印刷回路基板の第２貫通孔よりも大きい直径を有するストッパを備える、請求項３に記載のバッテリーパック。

【請求項5】

前記第１印刷回路基板には、ネジが挿入される固定孔が形成され、
前記パックハウジングには、前記固定孔に挿入された前記ネジの一部分が挿入固定されるように構成された固定溝が形成された、請求項３に記載のバッテリーパック。

【請求項6】

前記第１印刷回路基板及び前記第２印刷回路基板のいずれか一つ以上の外面に電気絶縁性のコーティング層が形成された、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項7】

前記第１印刷回路基板及び前記第２印刷回路基板を覆うように構成されたＢＭＳハウジングをさらに含む、請求項２に記載のバッテリーパック。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリーパックを含む、電子デバイス。

【請求項9】

請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリーパックを含む、自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリーパック、電子デバイス及び自動車に関し、より詳しくは、耐久性及び内部空間の効率を高めてエネルギー密度を向上させたバッテリーパックに関する。

【0002】

本出願は、２０２０年１月８日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０００２６２１号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。

【背景技術】

【0003】

近年、充放電可能な二次電池は、無線モバイル機器のエネルギー源として幅広く使用されている。また、二次電池は、化石燃料を使用する従来のガソリン車両、ディーゼル車両などによる大気汚染等を解決する方案として提示されている電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）などの動力源としても注目されている。

【0004】

小型モバイル機器には一台のデバイスに一つまたは二つ、三つのバッテリーセルが使用される一方、自動車などのような中大型デバイスには高出力・大容量の必要性から、複数のバッテリーセルを電気的に接続した中大型バッテリーモジュールが使用され、このようなバッテリーモジュールを複数接続して具現したバッテリーパックが用いられることもある。

【0005】

バッテリーパックは、なるべく小型及び軽量で製造されることが望ましいため、高集積度で積層可能であって容量対比重量の小さい角形電池、パウチ型電池などがバッテリーセルとして主に適用されている。

【0006】

また、バッテリーパックが所定の装置またはデバイスで要求する出力及び容量を提供するためには、複数のバッテリーセルを直列及び／または並列に電気的に接続する必要がある。例えば、バッテリーパック内のバッテリーセルは、その電極端子が金属プレート状の複数のバスバープレートに溶接されることで直列及び／または並列に電気的に接続され得る。

【0007】

さらに、バッテリーパックは、複数のバッテリーセルが組み合わせられた構造を有するので、一部のバッテリーセルに過電圧、過電流または過発熱が生じたことを感知するため、バッテリーセルから発生した電流をセンシング可能なセンシング手段を必要とする。センシング手段は、バッテリーセルと個々に連結されてバッテリーセルの電圧／電流情報をバッテリー管理ユニットなどに提供する。

【0008】

バッテリー管理ユニットは、印刷回路が形成された印刷回路基板を含み得る。また、バッテリー管理ユニットは、外部装置と信号を送受信するか、または、外部から電力の供給を受けてバッテリーセルを充電させたり外部装置に電力を供給してバッテリーセルを放電させたりするため印刷回路基板に取り付けられるコネクタを備え得る。

【0009】

近年、高容量高電流のバッテリーパックに適用されるバッテリー管理ユニットは、効率的な充放電のため、印刷回路基板に多様な制御素子が実装される。そのため、印刷回路基板はさらに大きくなる必要がある。

【0010】

しかし、自動車などの限定された空間に搭載されるバッテリーパックは、限定された内部空間に多数のバッテリーセルを収容しなければならないため、バッテリー管理ユニットの体積が大きくなるほどバッテリーパックのエネルギー密度は低下するという問題がある。特に、バッテリー管理ユニットの印刷回路基板は水平方向に延びたボード形態であるため、他の部品とは異なり、その配置に空間的な制限が多い。そのため、バッテリー管理ユニットはバッテリーパックの小型化に大きな障害になっている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は、上記の問題点を解決するために創案されたものであって、耐久性及び内部空間の効率を高めてエネルギー密度を向上させたバッテリーパックを提供することを目的とする。

【0012】

本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施形態によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記の目的を達成するため、本発明の一態様によるバッテリーパックは、
複数のバッテリーセルと、
複数のバッテリーセルの充放電を管理するように構成され、基板の相対的に広い面同士が対面するように配列され、互いに電気的に接続された少なくとも二つの印刷回路基板を備えたバッテリー管理ユニットと、
電気絶縁性を有し、複数のバッテリーセルを収容可能な内部空間を有し、少なくとも二つの印刷回路基板を固定する固定部を備えたパックハウジングと、を含む。

【0014】

また、バッテリー管理ユニットは、
パックハウジング上に搭載されて第１貫通孔が形成された第１印刷回路基板と、
第１印刷回路基板と所定の距離だけ離隔した距離に位置し、第２貫通孔が形成された第２印刷回路基板と、を備え、
固定部は、
本体が第１印刷回路基板の第１貫通孔及び第２印刷回路基板の第２貫通孔をそれぞれ貫通するように構成され、本体の長手方向の終端に搭載溝が形成された少なくとも一つの固定柱と、
第１印刷回路基板及び第２印刷回路基板のそれぞれを固定柱に固定するように、第２貫通孔及び搭載溝のそれぞれに挿入固定されるネジと、を含み得る。

【0015】

さらに、第１印刷回路基板の第１貫通孔は、第２印刷回路基板の第２貫通孔よりも直径が大きく、
固定柱は、長手方向の終端の直径が基端の直径よりも小さくなり得る。

【0016】

そして、固定柱は、第２印刷回路基板の第２貫通孔よりも大きい直径を有するストッパを備え得る。

【0017】

さらに、第１印刷回路基板には、ネジが挿入される固定孔が形成され、
パックハウジングには、固定孔に挿入されたネジの一部分が挿入固定されるように構成された固定溝が形成され得る。

【0018】

また、第１印刷回路基板及び第２印刷回路基板のいずれか一つ以上の外面には、電気絶縁性のコーティング層が形成され得る。

【0019】

さらに、第１印刷回路基板及び第２印刷回路基板を覆うように構成されたＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ：バッテリー管理システム）ハウジングをさらに含み得る。

【0020】

さらに、上記の目的を達成するため、本発明の他の一態様による電子デバイスは、上述したバッテリーパックを含む。

【0021】

そして、上記の目的を達成するため、本発明のさらに他の一態様による自動車は、上述したバッテリーパックを含む。

【発明の効果】

【0022】

本発明の一態様によれば、複数のバッテリーセルの充放電を管理するように構成され、基板の相対的に広い面同士が対面するように配列され、互いに電気的に接続された少なくとも二つの印刷回路基板を備えたバッテリー管理ユニットを含む。一つの印刷回路基板を備えた従来のバッテリー管理ユニットでは、パックハウジングの内部に水平方向の広い空間を確保しなければならないが、本発明によれば、一つの印刷回路基板を二つ以上に分けてバッテリー管理ユニットを構成することで、バッテリーパックの内部空間の活用度を高めることができ、結果的にバッテリーパックをよりコンパクトに構成することができる。

【0023】

また、本発明の一態様によれば、本発明の固定部は、少なくとも一つの固定柱を第１印刷回路基板の第１貫通孔及び第２印刷回路基板の第２貫通孔のそれぞれに挿入することで、印刷回路基板をパックハウジングの上側に堅固に固定することができる。さらに、ネジを用いて固定柱の上部に位置した第２印刷回路基板を動かないように固定することができる。これにより、バッテリーパックの耐久性を効果的に高めることができる。

【0024】

さらに、本発明の一態様によれば、第１印刷回路基板の第１貫通孔は第２印刷回路基板の第２貫通孔よりも直径が大きく、固定柱は長手方向の終端の直径が基端の直径よりも小さく構成される。このような構造的な特徴により、第１印刷回路基板及び第２印刷回路基板をそれぞれ固定柱に挿入することだけで、第１印刷回路基板と第２印刷回路基板とを互いに所定の距離だけ離隔した位置に配置することができる。これにより、バッテリーパックの組み立て効率を高め、生産コストを節減することができる。

【0025】

そして、本発明の一態様によれば、本発明の固定柱は、第２印刷回路基板の第２貫通孔よりも大きい直径を有するストッパを備えることで、より安定的に第２印刷回路基板を固定することができる。すなわち、固定柱に上方に行くほど直径が小さくなるテーパー構造のみが適用された場合と比べて、ストッパを形成することで第２印刷回路基板の挿入方向の移動を安定的に阻止することができる。これにより、第２印刷回路基板を所望の位置に精密に位置させることができ、第２印刷回路基板の動きを効果的に低減させることができる。

【0026】

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするものであるため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の一実施形態によるバッテリーパックを概略的に示した斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態によるバッテリーパックの構成を分解して概略的に示した分解斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態によるバッテリーパックのバッテリーセルの構成を概略的に示した断面図である。

【図4】本発明の一実施形態によるバッテリーパックの上部を拡大して示した部分斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態によるバッテリーパックの第１印刷回路基板を概略的に示した平面図である。

【図6】本発明の一実施形態によるバッテリーパックの第２印刷回路基板を概略的に示した平面図である。

【図7】本発明の一実施形態によるバッテリーパックのパックハウジングを概略的に示した部分斜視図である。

【図8】本発明の一実施形態によるバッテリーパックの第１印刷回路基板を概略的に示した平面図である。

【図9】本発明の他の実施形態によるバッテリーパックを概略的に示した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。

【0029】

したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

【0030】

図１は本発明の一実施形態によるバッテリーパックを概略的に示した斜視図であり、図２は本発明の一実施形態によるバッテリーパックの構成を分解して概略的に示した分解斜視図であり、図３は本発明の一実施形態によるバッテリーパックのバッテリーセルの構成を概略的に示した断面図である。

【0031】

図１～図３を参照すると、本発明のバッテリーパック２００は、複数のバッテリーセル１００、バッテリー管理ユニット２２０、及びパックハウジング２１０を含む。

【0032】

ここで、複数のバッテリーセル１００は、充放電が可能な二次電池であり得る。バッテリーセル１００は缶型のバッテリーセルであり得る。ここで、バッテリーセル１００は、電極組立体１１０、電池缶１１２、及びキャップ組立体１１３を備え得る。

【0033】

電極組立体１１０は、正極板と負極板との間にセパレータが介在されて巻き取られた構造を有し、正極板には正極タブ１１４が取り付けられてキャップ組立体１１３に接続され、負極板には負極タブ１１５が取り付けられて電池缶１１２の下端に接続され得る。

【0034】

電池缶１１２は、内部に空いた空間が形成されて電極組立体１１０が収納され得る。特に、電池缶１１２は、円筒形または角形であって、上端が開放された形態で構成され得る。また、電池缶１１２は、剛性などを確保するため、スチールやアルミニウムのような金属材質から構成され得る。そして、電池缶１１２の下端には負極タブが取り付けられ、電池缶１１２の下部だけでなく、電池缶１１２自体が負極端子１１１ｂとして機能し得る。

【0035】

キャップ組立体１１３は、電池缶１１２の上端開放部に結合され、電池缶１１２の開放端を密閉し得る。このようなキャップ組立体１１３は、電池缶１１２の形態に応じて円形または角形などの形態を有し得、トップキャップＣ１、安全ベントＣ２、及びガスケットＣ３などの下位構成を含み得る。

【0036】

ここで、トップキャップＣ１は、キャップ組立体１１３の最上部に位置し、上側に突出した形態で構成され得る。特に、このようなトップキャップＣ１は、バッテリーセル１００で正極端子として機能し得る。したがって、トップキャップＣ１は、外部装置、例えば、バスバープレート２３０などを通じて他のバッテリーセル１００や負荷、充電装置と電気的に接続され得る。このようなトップキャップＣ１は、例えばステンレス鋼やアルミニウムのような金属材質で形成され得る。

【0037】

安全ベントＣ２は、バッテリーセル１００の内圧、すなわち、電池缶１１２の内圧が一定水準以上に増加する場合、変形されるように構成され得る。また、ガスケットＣ３は、トップキャップＣ１及び安全ベントＣ２の周縁部分が電池缶１１２と絶縁されるように、電気絶縁性を有する材質からなり得る。

【0038】

一方、キャップ組立体１１３は、電流遮断部材Ｃ４をさらに含み得る。電流遮断部材Ｃ４は、ＣＩＤ（電流遮断デバイス（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ）とも呼ばれ、ガス発生により電池の内圧が増加して安全ベントＣ２の形状が上下逆さまになれば、安全ベントＣ２と電流遮断部材Ｃ４との接触が切れるか又は電流遮断部材Ｃ４が破損することで、安全ベントＣ２と電極組立体１１０との電気的接続を遮断することができる。

【0039】

このようなバッテリーセル１００の構成は、本発明の出願時点で当業者に周知であるため、本明細書では詳細な説明を省略する。また、図３にバッテリーセル１００の一例を示したが、本発明によるバッテリーパック２００は特定の形態のバッテリーセル１００に限定されない。すなわち、本発明の出願時点で公知の多様なバッテリーセル１００が本発明によるバッテリーパック２００に採用され得る。

【0040】

図４は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの上部を拡大して示した部分斜視図である。

【0041】

図２及び図４を参照すると、バッテリー管理ユニット２２０は、複数のバッテリーセル１００の充放電を制御するための各種の部品を備え得る。

【0042】

例えば、バッテリー管理ユニット２２０は少なくとも二つの印刷回路基板２２２ａ、２２２ｂを備え得る。少なくとも二つの印刷回路基板２２２ａ、２２２ｂは、基板の相対的に広い面同士が対面するように配列され得る。ここで、「相対的に広い面」とは、基板の他の面よりも相対的に広い面積を有する面を意味する。例えば、印刷回路基板２２２ａの上面及び下面は水平方向の前面、後面、左側面、及び右側面よりも広い面積を有し得る。

【0043】

例えば、図４に示されたように、少なくとも二つの印刷回路基板２２２ａ、２２２ｂは、パックハウジング２１０の上部に位置し得る。少なくとも二つの印刷回路基板２２２ａ、２２２ｂは、それぞれ水平方向（図２のＸ及びＹ方向）に延びた基板を有し得る。すなわち、二つ以上の印刷回路基板２２２ａ、２２２ｂは、それぞれ上面及び下面が水平方向の側面よりも広い面積を有し得る。

【0044】

また、少なくとも二つの印刷回路基板２２２ａ、２２２ｂは、互いに電気的に接続され得る。少なくとも二つの印刷回路基板２２２ａ、２２２ｂは、薄いフィルム状のケーブルを備えた軟性平面ケーブルコネクタ２２５を通じて互いに接続され得る。このとき、二つ以上の印刷回路基板２２２ａ、２２２ｂのそれぞれには軟性平面ケーブルコネクタ２２５の両端にそれぞれ位置した接続端子とオスメス結合する接続端子が備えられた接続コネクタ２２３、２２４が備えられ得る。

【0045】

さらに、印刷回路基板２２２ａ、２２２ｂは、複数のバッテリーセル１００の充電または放電状態に応じてスイッチ素子（図示せず）をオン／オフ制御してバッテリーの充電及び放電を制御するように構成され得る。

【0046】

そして、印刷回路基板２２２ａ、２２２ｂの内部には、複数の絶縁層（図示せず）及び複数の絶縁層同士の間に介在された複数の導電物質層（図示せず）を含み得る。また、印刷回路基板２２２ａ、２２２ｂのそれぞれの内部には導電性物質層から構成された印刷回路（図示せず）が備えられ得る。

【0047】

一方、図１、図２及び図４をさらに参照すると、パックハウジング２１０には、複数のバッテリーセル１００を収容する内部空間が形成され得る。

【0048】

具体的には、パックハウジング２１０は、電気絶縁性素材を含み得る。例えば、パックハウジング２１０は、ポリ塩化ビニルなどのプラスチック素材を含み得る。パックハウジング２１０は、上端、下端、左側端、右側端のそれぞれに外側壁２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄが備えられ得る。

【0049】

また、パックハウジング２１０は、第１ケース２１７及び第２ケース２１９を備え得る。そして、第１ケース２１７及び第２ケース２１９には、円筒形のバッテリーセル１００が収容され得るように円筒形のバッテリーセル１００の上部または下部の外周面を囲むように複数の中空構造２１０ａが形成され得る。

【0050】

さらに、第１ケース２１７及び第２ケース２１９は、第１ケース２１７の後側と第２ケース２１９の前側とが互いに結合されるように構成され得る。このとき、図２の±Ｙ軸方向を前後方向にする。

【0051】

そして、パックハウジング２１０の上部には、少なくとも二つの印刷回路基板２２２ａ、２２２ｂを固定する固定部２１２が備えられ得る。例えば、図４に示されたように、パックハウジング２１０には四つの固定部２１２が備えられ得る。四つの固定部２１２は、少なくとも二つの印刷回路基板２２２ａ、２２２ｂが互いに所定の距離だけ離隔した位置でパックハウジング２１０の上部に固定されるように構成され得る。

【0052】

本発明は、複数のバッテリーセル１００の充放電を管理するように構成され、基板の相対的に広い面同士が対面するように配列され、互いに電気的に接続された少なくとも二つの印刷回路基板２２２ａ、２２２ｂを備えたバッテリー管理ユニット２２０を含む。一つの印刷回路基板を備えた従来のバッテリー管理ユニットではパックハウジングの内部に水平方向の広い空間を確保しなければならないが、本発明のこのような構成によれば、一つの印刷回路基板２２２ａ、２２２ｂを二つ以上に分けてバッテリー管理ユニット２２０を構成することで、バッテリーパック２００の内部空間の活用度を高めることができ、結果的にバッテリーパック２００をよりコンパクトに構成することができる。

【0053】

また、図２とともに図４をさらに参照すると、バスバープレート２３０は、複数のバッテリーセル１００の電極端子１１１ａ、１１１ｂのそれぞれに接触して複数のバッテリーセル１００同士を互いに電気的に接続するように構成され得る。

【0054】

そのため、バスバープレート２３０は、少なくとも一部分が電気伝導性材質で構成され得る。例えば、バスバープレート２３０は、銅、アルミニウム、ニッケルなどのような金属材質で構成され得る。

【0055】

具体的には、バスバープレート２３０はプレート形状であり得る。また、バスバープレート２３０は電気伝導性金属素材を含み得る。さらに、バスバープレート２３０は本体部２３１及び接続部２３２を備え得る。本体部２３１は、プレート形状であって、上側、下側、前側、後側に延びた形態を有し得る。接続部２３２は、本体部２３１から延びた形態を有し得る。接続部２３２は、複数のバッテリーセル１００同士を互いに電気的に接続するように内側に（電極端子に向かって）突出するように構成され得る。

【0056】

そして、本発明において、バスバープレート２３０は、図２に示されたように、板状に構成され得る。さらに、バスバープレート２３０は、剛性及び電気伝導性を確保するため、金属板形態で構成され得る。特に、バスバープレート２３０は、複数のバッテリーセル１００の電極端子１１１に沿って上下方向（図面のＺ軸方向）に立てられた形態で構成され得る。

【0057】

すなわち、本発明において、複数のバッテリーセル１００が前後方向（図２のＹ軸方向）に横たわった形態で左右方向（図面のＸ軸方向）及び／または上下方向（図面のＺ軸方向）に配列される場合、複数のバッテリーセル１００の電極端子１１１は前後方向（Ｙ軸方向）の両端部に位置し得る。このとき、バスバープレート２３０は、複数のバッテリーセル１００の電極端子１１１の配列方向に応じて、板状で左右方向及び上下方向に扁平に延び、地面を基準にして立設された形態で構成され得る。

【0058】

そして、バスバープレート２３０は、複数のバッテリーセル１００のうちの一部のバッテリーセル１００の電極端子１１１に接触してこれらの間を電気的に並列及び直列に接続し得る。

【0059】

図５は本発明の一実施形態によるバッテリーパックの第１印刷回路基板を概略的に示した平面図であり、図６は本発明の一実施形態によるバッテリーパックの第２印刷回路基板を概略的に示した平面図であり、図７は本発明の一実施形態によるバッテリーパックのパックハウジングを概略的に示した部分斜視図である。

【0060】

図４とともに図５及び図７を参照すると、バッテリー管理ユニット２２０は、第１印刷回路基板２２２ａ及び第２印刷回路基板２２２ｂを備え得る。具体的には、第１印刷回路基板２２２ａは、パックハウジング２１０上に載置され得る。すなわち、第１印刷回路基板２２２ａは、パックハウジング２１０の上面と対面するように位置し得る。

【0061】

また、第１印刷回路基板２２２ａには、一部が打ち抜かれて形成された複数の第１貫通孔Ｈ１が形成され得る。例えば、図５に示されたように、第１印刷回路基板２２２ａの四つの角部にそれぞれ第１貫通孔Ｈ１が形成され得る。第１貫通孔Ｈ１は、固定部２１２の一部が挿入されるように円形で形成され得る。例えば、図４に示されたように、第１貫通孔Ｈ１は、固定部２１２の固定柱２１２ｈの一部が挿入されるように構成され得る。

【0062】

さらに、第２印刷回路基板２２２ｂは、第１印刷回路基板２２２ａと所定の距離だけ離隔した位置に配置され得る。第２印刷回路基板２２２ｂは、第１印刷回路基板２２２ａと基板の広い面同士が対面するように配置され得る。第２印刷回路基板２２２ｂには複数の第２貫通孔Ｈ２が形成され得る。例えば、図６に示されたように、第２印刷回路基板２２２ｂの四つの角部にそれぞれ第２貫通孔Ｈ２が形成され得る。

【0063】

そして、第２貫通孔Ｈ２は、固定部２１２の一部が挿入されるように孔を有し得る。例えば、図４に示されたように、第２貫通孔Ｈ２は、固定部２１２の固定柱２１２ｈの一部が挿入されるように構成され得る。

【0064】

図４～図６とともに図７を参照すると、固定部２１２は、少なくとも一つの固定柱２１２ｈ、及び少なくとも一つの固定柱２１２ｈに挿入固定されるネジＴ１をさらに備え得る。固定柱２１２ｈは、本体が第１印刷回路基板２２２ａに形成された第１貫通孔Ｈ１及び第２印刷回路基板２２２ｂに形成された第２貫通孔Ｈ２をそれぞれ貫通するように構成され得る。

【0065】

例えば、図４に示されたように、パックハウジング２１０の上部には四つの固定柱２１２ｈが備えられ得る。四つの固定柱２１２ｈのそれぞれには、第１印刷回路基板２２２ａに形成された四つの第１貫通孔Ｈ１及び第２印刷回路基板２２２ｂに形成された四つの第２貫通孔Ｈ２が挿入され得る。

【0066】

また、固定柱２１２ｈは、本体の長手方向の終端に搭載溝Ｇ１が形成され得る。例えば、搭載溝Ｇ１の内面には、ネジＴ１のネジ山が螺合できるようにネジ線が形成され得る。

【0067】

さらに、ネジＴ１は、第２印刷回路基板２２２ｂを固定柱２１２ｈに固定するように構成された固定部材であり得る。ネジＴ１は、第２貫通孔Ｈ２及び搭載溝Ｇ１に挿入されて固定され、ネジ山が形成された本体を有し得る。例えば、図４に示されたように、四つのネジＴ１は四つの固定柱２１２ｈの終端に形成された搭載溝Ｇ１にそれぞれ挿入されて固定され得る。このとき、固定柱２１２ｈの上部には第２印刷回路基板２２２ｂが位置し、ネジＴ１は搭載溝Ｇ１に挿入されるとともに第２印刷回路基板２２２ｂの第２貫通孔Ｈ２にも挿入され得る。

【0068】

したがって、本発明のこのような構成によれば、固定部２１２は、少なくとも一つの固定柱２１２ｈを第１印刷回路基板２２２ａの第１貫通孔Ｈ１及び第２印刷回路基板２２２ｂの第２貫通孔Ｈ２のそれぞれに挿入することで、印刷回路基板２２２ａ、２２２ｂをパックハウジング２１０の上部に堅固に固定することができる。さらに、ネジＴ１を用いて固定柱２１２ｈの上部に位置した第２印刷回路基板２２２ｂを動かないように固定することができる。これにより、バッテリーパック２００の耐久性を効果的に高めることができる。

【0069】

図５～図７をさらに参照すると、第１印刷回路基板２２２ａの第１貫通孔Ｈ１は第２印刷回路基板２２２ｂの第２貫通孔Ｈ２よりも直径が大きく形成され得る。また、図７に示されたように、固定柱２１２ｈは、長手方向の上端の直径が基端の直径よりも小さくなり得る。固定柱２１２ｈは、基端から長手方向の終端まで徐々に直径が小さくなる形状を有し得る。

【0070】

さらに、第１印刷回路基板２２２ａは、固定柱２１２ｈの基端に位置し得る。第２印刷回路基板２２２ｂは、固定柱２１２ｈの上端に位置し得る。第１印刷回路基板２２２ａの第１貫通孔Ｈ１は、固定柱２１２ｈの基端と同一であるか類似した直径を有し得る。第２印刷回路基板２２２ｂの第２貫通孔Ｈ２は、固定柱２１２ｈの長手方向の終端と同一であるか類似した直径を有し得る。

【0071】

したがって、本発明のこのような構成によれば、第１印刷回路基板２２２ａの第１貫通孔Ｈ１は第２印刷回路基板２２２ｂの第２貫通孔Ｈ２よりも直径が大きく、固定柱２１２ｈは長手方向の終端の直径が基端の直径よりも小さく構成されることで、第１印刷回路基板２２２ａ及び第２印刷回路基板２２２ｂをそれぞれ固定柱２１２ｈに挿入するだけでも、第１印刷回路基板２２２ａと第２印刷回路基板２２２ｂとを互いに所定の距離だけ離隔した位置に配置することができる。これにより、バッテリーパック２００の組み立て効率を高め、生産コストを節減することができる。

【0072】

図４とともに図７をさらに参照すると、固定柱２１２ｈには、第２印刷回路基板２２２ｂの挿入方向への移動を阻止するように構成されたストッパ２１２ｈ１が形成され得る。ストッパ２１２ｈ１は、第２印刷回路基板２２２ｂの第２貫通孔Ｈ２の直径よりも大きい直径を有し得る。ストッパ２１２ｈ１は、固定柱２１２ｈの一部が縮径された段差状であり得る。すなわち、ストッパ２１２ｈ１は、固定柱２１２ｈの上端部が柱の中心軸方向に縮径されて形成され得る。すなわち、ストッパ２１２ｈ１は、固定柱２１２ｈの上端部が中間部よりも小さい直径を有する段差状であり得る。

【0073】

このとき、上述したネジＴ１の頭とストッパ２１２ｈ１との間に第２印刷回路基板２２２ｂが介在され得る。第２印刷回路基板２２２ｂは、ネジＴ１の締結力によってストッパ２１２ｈ１上に堅固に固定できる。

【0074】

また、例えば、図７のように、第１印刷回路基板２２２ａは、十字状に延びたリブＲによって上方に支持され得る。すなわち、リブＲは、第１印刷回路基板２２２ａの下方への移動を阻止するように構成され得る。

【0075】

したがって、本発明のこのような構成によれば、固定柱２１２ｈは、第２印刷回路基板２２２ｂの第２貫通孔Ｈ２よりも大きい直径を有するストッパ２１２ｈ１を備えることで、より安定的に第２印刷回路基板２２２ｂを固定することができる。すなわち、固定柱２１２ｈに上方に行くほど直径が小さくなるテーパー構造のみが形成された場合と比べて、ストッパ２１２ｈ１を形成することで第２印刷回路基板２２２ｂの挿入方向の移動を安定的に阻止することができる。これにより、第２印刷回路基板２２２ｂを所望の位置に精密に位置させることができ、第２印刷回路基板２２２ｂの動きを効果的に低減させることができる。

【0076】

図４及び図５をさらに参照すると、第１印刷回路基板２２２ａには、ネジＴ２が挿入される固定孔Ｈ３が形成され得る。例えば、図５に示されたように、第１印刷回路基板２２２ａの四つの第１貫通孔Ｈ１の付近にネジＴ２が挿入される固定孔Ｈ３がそれぞれ形成され得る。固定孔Ｈ３は円形で形成され得る。

【0077】

パックハウジング２１０には、固定孔Ｈ３と対応する位置に固定溝Ｇ２が形成され得る。固定溝Ｇ２は、固定孔Ｈ３に挿入されたネジＴ２の一部分が挿入固定されるように孔で形成され得る。固定孔Ｈ３の内面にはネジＴ２のネジ山が挿入されるネジ線が形成され得る。

【0078】

これによって、第１印刷回路基板２２２ａは、ネジＴ２が固定孔Ｈ３と固定溝Ｇ２とに連続して挿入されることで、パックハウジング２１０の上部に固定され得る。このとき、上述したネジＴ２の頭と固定溝Ｇ２との間に第１印刷回路基板２２２ａが介在され得る。このような構造によって、第１印刷回路基板２２２ａは、ネジＴ２の締結力によって固定溝Ｇ２上に堅固に固定され得る。

【0079】

したがって、本発明のこのような構成によれば、第１印刷回路基板２２２ａにはネジＴ２が挿入される固定孔Ｈ３が形成され、パックハウジング２１０には固定孔Ｈ３に挿入されたネジＴ２の一部分が挿入固定される固定溝Ｇ２が形成されることで、第１印刷回路基板２２２ａをパックハウジング２１０の上部に安定的に載置固定することができる。すなわち、第１印刷回路基板２２２ａを所望の位置に精密に位置させることができ、第１印刷回路基板２２２ａの動きを効果的に低減させることができる。

【0080】

図８は、本発明の一実施形態によるバッテリーパックの第１印刷回路基板２２２ａを概略的に示した平面図である。

【0081】

図４とともに図８を参照すると、図８のバッテリーパックは、第１印刷回路基板２２２ａ及び第２印刷回路基板２２２ｂの少なくともいずれか一つ以上にコーティング層２５０がさらに形成されたことを除き、図１のバッテリーパックと同一の構成を含む。したがって、以下の説明ではコーティング層２５０を除いたバッテリーパックの他の構成についての説明は省略する。

【0082】

具体的には、図８のバッテリーパックは、第１印刷回路基板２２２ａ及び第２印刷回路基板２２２ｂの少なくともいずれか一つ以上の外面にコーティング層２５０が形成され得る。例えば、図８に示されたように、第１印刷回路基板２２２ａの外面のうち、コネクタが形成された部分を除いた基板の他の外面にコーティング層２５０が形成され得る。しかし、必ずしもこのような形態のみに限定されることはなく、本発明のバッテリーパックの第１印刷回路基板２２２ａ及び第２印刷回路基板２２２ｂは、実装されたコネクタと他のコネクタとが結合された状態の外面に高分子樹脂を噴射してコーティング層２５０をさらに形成してもよい。

【0083】

また、コーティング層２５０は、電気絶縁性素材を含み得る。電気絶縁性素材は、例えば、高分子樹脂であり得る。高分子樹脂は、例えば、高分子はエポキシ樹脂及びポリエステル系樹脂のいずれか一つ以上であり得る。

【0084】

さらに、コーティング層２５０を形成する方法としては、印刷回路基板に高分子樹脂を噴射するスプレー方法や印刷回路基板を高分子樹脂に浸漬する方法が挙げられる。

【0085】

したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明は、第１印刷回路基板及び第２印刷回路基板のいずれか一つ以上にコーティング層２５０を形成することで、伝導性の外部物質がバッテリーパックの内部に浸透して第１印刷回路基板２２２ａ及び第２印刷回路基板２２２ｂと接触することで、短絡、漏電などによる故障または誤作動が発生することを防止することができる。これにより、本発明のバッテリーパックは耐久性が向上することができる。

【0086】

図９は、本発明の他の実施形態によるバッテリーパックを概略的に示した斜視図である。

【0087】

図９を参照すると、図９のバッテリーパックは、ＢＭＳハウジング２６０をさらに含むことを除き、図１のバッテリーパックと同一構成を備える。したがって、以下の説明ではＢＭＳハウジング２６０を除いたバッテリーパックの他の構成についての説明は省略する。

【0088】

具体的には、ＢＭＳハウジング２６０は、第１印刷回路基板２２２ａ及び第２印刷回路基板２２２ｂを覆うように構成され得る。すなわち、ＢＭＳハウジング２６０は、第１印刷回路基板２２２ａ及び第２印刷回路基板２２２ｂを内部に収容する収容空間を有し得る。

【0089】

また、ＢＭＳハウジング２６０は、下部がパックハウジング２１０の上部と結合され得る。例えば、ＢＭＳハウジング２６０の下部はパックハウジング２１０の上面に接着剤によって接合され得る。または、図示していないが、ＢＭＳハウジング２６０とパックハウジング２１０とはネジ孔とネジを使って機械的に結合されてもよい。

【0090】

さらに、ＢＭＳハウジング２６０は、電気絶縁性素材を含み得る。例えば、電気絶縁性素材は、ポリ塩化ビニルであり得る。

【0091】

したがって、本発明のこのような構成によれば、本発明は、ＢＭＳハウジング２６０をさらに含むことで、第１印刷回路基板２２２ａ及び第２印刷回路基板２２２ｂと外部物体との衝突による損傷を防止することができる。また、伝導性の外部物質がバッテリーパックの内部に浸透して第１印刷回路基板２２２ａ及び第２印刷回路基板２２２ｂと接触することで、短絡、漏電などによる故障または誤作動が発生することを防止することができる。これにより、本発明のバッテリーパックは耐久性が向上することができる。

【0092】

一方、本発明の一実施形態による電子デバイス（図示せず）は、上述したバッテリーパック２００を少なくとも一つ以上含む。電子デバイスは、バッテリーパック２００を収納するための収納空間が備えられたデバイスハウジング（図示せず）をさらに含み得る。例えば、電子デバイスは、真空掃除機、ロボット掃除機、コードレス芝刈機などであり得る。また、電子デバイスは、バッテリーパック２００の状態を確認するか又は作動制御する電子システムを備え得る。

【0093】

また、本発明の一実施形態によるバッテリーパック２００は、電気自動車やハイブリッド自動車のような自動車にも含まれ得る。すなわち、本発明の一実施形態による自動車は、車体内に上述した本発明の一実施形態による少なくとも一つのバッテリーパック２００が搭載され得る。

【0094】

なお、本明細書において、上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は説明の便宜のためのものであるだけで、対象となる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは、当業者にとって自明である。

【0095】

以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0096】

２００：バッテリーパック
１００：バッテリーセル
２１０：パックハウジング
２１２：固定部
２１２ｈ：固定柱
Ｇ１：搭載溝
Ｇ２：固定溝
２１２ｈ１：ストッパ
２２０：バッテリー管理ユニット
２２２ａ：第１印刷回路基板
２２２ｂ：第２印刷回路基板
Ｈ１：第１貫通孔
Ｈ２：第２貫通孔
Ｈ３：固定孔
２３０：バスバープレート
Ｔ１、Ｔ２：ネジ
２５０：コーティング層
２６０：ＢＭＳハウジング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】