JP2013527438A - バッテリーセルテストのためのテストシステム及びその方法 - Google Patents

バッテリーセルテストのためのテストシステム及びその方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、バッテリーセルをテストするためのテストシステムを提供する。本発明は、バッテリーセルを載置可能なネスト部材、第1コネクタと第2コネクタとの間で第1バッテリータブを固定する締め付け装置、第3コネクタと第4コネクタとの間で第2バッテリータブを固定する締め付け装置を含む。本発明は、第1バッテリータブ及び第2バッテリータブがそれぞれ第1コネクタ及び第3コネクタに接触しているとき、第1コネクタと第3コネクタとの間の電圧レベルを測定する電圧測定器をさらに含む。本発明は、第1バッテリータブが第1コネクタに接触しているとき、外部筺体の第1部分と第1コネクタとの間の第1抵抗を測定する抵抗測定器をさらに含む。

Description

本発明は、バッテリーセルテストのためのテストシステム及びその方法に関する。
本出願は、2010年4月15日仮出願の米国特許出願第61/324,616に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
本発明者等は、バッテリーセルの適否を判定するため、バッテリータブと電池周辺に露出したアルミニウム薄層との間の電気的分離、及びバッテリータブ間の電圧をテストする必要があることを認識した。
本発明は、バッテリーセルテストのためのテストシステム及びその方法を提供することを目的とする。
本発明の一実施例によれば、バッテリーセルのためのテストシステムが開示される。バッテリーセルは、外部筺体、外部筺体から延長された第1バッテリータブ及び第2バッテリータブを有する。前記テストシステムは、バッテリーセルを載置可能なネスト部材を含む。また、前記テストシステムは、第1コネクタと第2コネクタとの間で第1バッテリータブを固定し、第3コネクタと第4コネクタとの間で第2バッテリータブを固定するように構成された締め付け装置をさらに含む。前記テストシステムは、第1バッテリータブ及び第2バッテリータブがそれぞれ第1コネクタ及び第3コネクタに接触したとき、第1コネクタと第3コネクタとの間の電圧レベルを測定し、電圧レベルを表す電圧レベル値をコンピューターに伝送するように構成された電圧測定器をさらに含む。前記テストシステムは、第1バッテリータブが第1コネクタに接触したとき、外部筺体の第1部分と第1コネクタとの間の第1抵抗レベルを測定し、第1抵抗レベルを表す第1抵抗レベル値をコンピューターに伝送するように構成された抵抗測定器をさらに含む。前記コンピューターは、前記電圧レベルが所望の電圧レベル範囲内であって、且つ、前記第1抵抗レベルが所望の第1抵抗レベル範囲内である場合、バッテリーセルが要望通り動作していることを表す有効メッセージを生成するように構成される。
本発明の他の実施例によれば、テストシステムのネスト部材に載置されたバッテリーセルのテスト方法が開示される。前記方法は、締め付け装置を使用して第1コネクタと第2コネクタとの間にバッテリーセルの第1バッテリータブを固定する段階を含む。前記方法は、締め付け装置を使用して第3コネクタと第4コネクタとの間にバッテリーセルの第2バッテリータブを固定する段階をさらに含む。前記方法は、電圧測定器を使用して第1バッテリータブ及び第2バッテリータブがそれぞれ第1コネクタ及び第3コネクタに接触したとき、第1コネクタと第3コネクタとの間の電圧レベルを測定する段階をさらに含む。前記方法は、電圧レベルを表す電圧レベル値を電圧測定器からコンピューターに伝送する段階をさらに含む。前記方法は、第1バッテリータブが第1コネクタに接触しているとき、抵抗測定器を使用して外部筺体の第1部分と第1コネクタとの間の第1抵抗レベルを測定する段階をさらに含む。前記方法は、第1抵抗レベルを表す第1抵抗レベル値を抵抗測定器からコンピューターに伝送する段階をさらに含む。前記方法は、コンピューターを使用し、電圧レベルが所望の電圧レベル範囲内であって、且つ、前記第1抵抗レベルが所望の第1抵抗レベル範囲内である場合、バッテリーセルが要望通り動作していることを表す有効メッセージを生成する段階をさらに含む。
本発明の他の長所及び特徴は、後述する説明及び図面を通じて一層明らかになるであろう。
本発明の一実施例によるバッテリーセルテストのためのテストシステムの構成図である。 図1のテストシステムの一部分を拡大した図である。 図1のテストシステムの他の部分を拡大した図である。 図1のテストシステムの断面図である。 図4の一部分を拡大した断面図である。 図1のテストシステムの他の断面図である。 本発明の他の実施例によるバッテリーセルテスト方法を示したフロー図である。 本発明の他の実施例によるバッテリーセルテスト方法を示したフロー図である。
図1ないし図6を参照して本発明の一実施例によるバッテリーセル20をテストするためのテストシステム10を説明する。バッテリーセル20は、外部筺体30、外部筺体30から延長された第1バッテリータブ32及び第2バッテリータブ34を有する。本発明による一実施例において、バッテリーセル20はリチウムイオンパウチ型バッテリーセルである。勿論、代案的に、当業界で通常の知識を持つ者であれば、前記テストシステム10を使用して他の形態のバッテリーセルをテストすることができる。
テストシステム10は、ネスト部材50、締め付け装置52、第1コネクタ60、第2コネクタ62、第3コネクタ64、第4コネクタ66、シリンダー80、プレート82、第1振りアーム組立体84、第2振りアーム組立体86、第1コンタクト90、第2コンタクト92、電圧測定器110、抵抗測定器120、コンピューター122、スイッチ129、シリンダーアクチュエータ130、第1発光装置132、第2発光装置134、表示装置136、及びバーコードスキャナ137を含む。
図1及び図4を参照すれば、ネスト部材50はその中にバッテリーセル20を載置するように構成される。ネスト部材50は、上部板150、側面板152、154、下部板155、及びガイド部材170、172、174、176を含む。一実施例において、上部板150、側面板152、154、下部板155、及びガイド部材170、172、174、176はプラスチックからなる。勿論、代案的に、前記板とガイド部材は当業界で通常の知識を持つ者に周知の他の不導体物質からなり得る。また、側面板152、154は上部板150の両端に連結され、下部板155の両端にさらに連結される。ガイド部材170、174は上部板150の上面に取り付けられ、相互平行に配置される。ガイド部材170、174は相互離隔し、ユーザがガイド部材170、174の間にバッテリーセル20を位置するように構成される。ガイド部材172、176は、それぞれガイド部材170、174に近接して上部板150の上面に取り付けられる。ガイド部材172、176はバッテリーセル20の先端をネスト部材50上に規制するように構成される。
図2及び図3を参照すれば、締め付け装置52は第1コネクタ60と第2コネクタ62との間に第1バッテリータブ32を固定し、第3コネクタ64と第4コネクタ66との間に第2バッテリータブ34を固定するように構成される。第1コネクタ60と第3コネクタ64は上部板150上に配置され、導体金属または金属合金からなる。締め付け装置52は回転板190、回転部材191、支持部材192及び旋回軸(図示せず)を含む。第2コネクタ62と第4コネクタ66は回転板190の下面に取り付けられ、導体金属または合金金属からなる。支持部材192は上部板150の上面に取り付けられる。回転板190は回転部材191と結合している。回転部材191は支持部材192に配置された旋回軸(図示せず)を介して回転自在に支持部材192と結合している。
図2及び図4を参照すれば、回転部材191はシリンダー80に可動に連結され、シリンダー80が下降作動位置にあるとき、第1作動位置に回転板190を移動させて回転板190を第1バッテリータブ32及び第2バッテリータブ34から離隔させる。第1作動位置にあるとき、ネスト部材50に/からバッテリーセル20を載置/分離することができる。
また、図3及び図4を参照すれば、回転部材191はシリンダー80に可動に連結され、シリンダー80が上昇作動位置にあるとき、第2作動位置に回転板190を移動させて回転板190を第1バッテリータブ32及び第2バッテリータブ34側に移動させることで、第1コネクタ60と第2コネクタ62との間に第1バッテリータブ32を固定し、第3コネクタ64と第4コネクタ66との間に第2バッテリータブ34を固定する。シリンダー80が上昇作動位置にあるとき、後述する方法でバッテリーセル20のテストが行われる。
図1、図4ないし図6を参照すれば、シリンダー80は下部板155に取り付けられ、プレート82及び回転部材191に可動に連結される。スイッチ129がターンオンされれば、コンピューター122はシリンダーアクチュエータ130がシリンダー80を上昇作動位置に移動させるように第1制御信号を生成する。逆に、スイッチ129がターンオフされれば、コンピューター122はシリンダーアクチュエータ130がシリンダー80を下降作動位置に移動させるように第2制御信号を生成する。
第1振りアーム組立体84は、後述する抵抗測定値を得るために、第1コンタクト90を移動させて外部筺体30の第1部分と接触させる。第1振りアーム組立体84はプレート200、旋回軸202及びバネ204を含む。プレート200には旋回軸202が嵌込できる孔が設けられる。旋回軸202はプレート82に設けられた孔にも嵌め込まれる。また、バネ204はプレート200を付勢させてバッテリーセル20から離隔させる。第1コンタクト90はバッテリーセル20側のプレート200に配置される。シリンダー80が下降作動位置から上昇作動位置に移動すると、シリンダー80はプレート82を上昇させて第1コンタクト90が外部筺体30の第1部分に接触するように、プレート200をバッテリーセル20側に回転させる。一方、シリンダー80が上昇作動位置から下降作動位置に移動すると、シリンダー80はプレート82を下降させて第1コンタクト90が外部筺体30の第1部分とそれ以上接触しないように、プレート200をバッテリーセル20から後退させる。
第2振りアーム組立体86は、後述する抵抗測定値を得るために、第2コンタクト92を移動させて外部筺体30の第2部分と接触させる。第2振りアーム組立体86はプレート240、旋回軸242及びバネ(図示せず)を含む。プレート240には旋回軸242が嵌込できる孔が設けられる。旋回軸242はプレート82に設けられた孔にも嵌め込まれる。また、バネ(図示せず)はプレート240を付勢させてバッテリーセル20から離隔させる。第2コンタクト92はバッテリーセル20側のプレート240に配置される。シリンダー80が下降作動位置から上昇作動位置に移動すると、シリンダー80はプレート82を上昇させて第2コンタクト92が外部筺体30の第2部分に接触するように、プレート240をバッテリーセル20側に回転させる。一方、シリンダー80が上昇作動位置から下降作動位置に移動すると、シリンダー80はプレート82を下降させて第2コンタクト92が外部筺体30の第2部分とそれ以上接触しないように、プレート240をバッテリーセル20から後退させる。
図1及び図2を参照すれば、電圧測定器110は第1コネクタ60と第3コネクタ64とに電気的に連結されている。第1コネクタ60及び第3コネクタ64がそれぞれ第1バッテリータブ32及び第2バッテリータブ34に電気的に連結されたとき、電圧測定器110はバッテリータブ32、34とコネクタ60、64との間の電圧を測定する。電圧測定器110は電圧レベルを表す電圧レベル値をコンピューター122に伝送する。
抵抗測定器120は、第1コネクタ60及び第3コネクタ64と第1コンタクト90及び第2コンタクト92とに電気的に連結されている。抵抗測定器120は、第1バッテリータブ32が第1コネクタ60に接触しているとき、外部筺体30の第1部分と第1コネクタ60との間の第1抵抗レベルを測定し、第1抵抗レベルを表す第1抵抗レベル値をコンピューター122に伝送する。また、抵抗測定器120は第2バッテリータブ34が第3コネクタ64に接触しているとき、外部筺体30の第1部分と第3コネクタ64との間の第2抵抗レベルを測定し、第2抵抗レベルを表す第2抵抗レベル値をコンピューター122に伝送する。また、抵抗測定器120は外部筺体30の第1部分と外部筺体30の第2部分との間の第3抵抗レベルを測定し、第3抵抗レベルを表す第3抵抗レベル値をコンピューター122に伝送する。
コンピューター122は、電圧測定器110、抵抗測定器120、スイッチ129、シリンダーアクチュエータ130、第1発光装置132、第2発光装置134、表示装置136、及びバーコードスキャナ137と連結されている。コンピューター122は、電圧測定器110、抵抗測定器120、シリンダーアクチュエータ130、第1発光装置132、第2発光装置134及び表示装置136が、後述するバッテリーセル20の電圧及び抵抗テストを行うように制御する。
シリンダーアクチュエータ130はシリンダー80及びコンピューター122と連結されている。シリンダーアクチュエータ130はコンピューター122から第1制御信号を受信してシリンダー80を上昇させ、第2制御信号を受信してシリンダー80を下降させる。
バーコードスキャナー137はバッテリーセル20と近接して配置され、バッテリーセル20にあるバーコードをスキャンする。バーコードスキャナー137はバッテリーセルの固有情報が含まれたバーコード情報をバーコードから読み取ってコンピューター122に伝送する。コンピューター122はバッテリーセルの識別情報に基づいてバッテリーセル20に係わる所望の作動パラメーター(例えば、第1抵抗レベル範囲、第2抵抗レベル範囲、第3抵抗レベル範囲及び電圧範囲)をメモリ装置138から読み出す。
図1、図7及び図8を参照して、他の実施例による、テストシステム10を使用してバッテリーセル20をテストする方法を説明する。
段階300において、バッテリーセル20はネスト部材50内に載置される。バッテリーは外部筺体30、外部筺体から延長された第1バッテリータブ32及び第2バッテリータブ34を有する。
段階302において、締め付け装置52は第1位置に移動して第1コネクタ60と第2コネクタ62との間で第1バッテリータブ32を固定し、第3コネクタ64と第4コネクタ66との間で第2バッテリータブ34を固定する。
段階304において、コンピューター122は第1制御信号を発生させ、シリンダーアクチュエータ130がシリンダー80を上昇させるようにする。すると、第1振りアーム組立体84及び第2振りアーム組立体86がそれぞれ第1コンタクト90及び第2コンタクト92を移動させ、外部筺体30の第1部分及び第2部分と接触させる。第1コンタクト90と第2コンタクト92は抵抗測定器120に電気的に連結されている。
段階306において、電圧測定器110は、第1バッテリータブ32と第2バッテリータブ34がそれぞれ第1コネクタ60と第3コネクタ64に接触しているとき、第1コネクタ60と第3コネクタ64との間の電圧を測定し、電圧レベルを表す電圧レベル値をコンピューター122に伝送する。
段階308において、抵抗測定器120は、第1バッテリータブ32が第1コネクタ60に接触しているとき、外部筺体30の第1部分と第1コネクタ60との間の第1抵抗レベルを測定し、第1抵抗レベルを表す第1抵抗レベル値をコンピューター122に伝送する。
段階310において、抵抗測定器120は、第2バッテリータブ34が第3コネクタ64に接触しているとき、外部筺体30の第1部分と第3コネクタ64との間の第2抵抗レベルを測定し、第2抵抗レベルを表す第2抵抗レベル値をコンピューター122に伝送する。
段階312において、抵抗測定器120は、外部筺体30の第1部分と外部筺体30の第2部分との間の第3抵抗レベルを測定し、第3抵抗レベルを表す第3抵抗レベル値をコンピューター122に伝送する。
段階314において、コンピューター122は、電圧レベルが所望の電圧レベル範囲内であるか否か、第1抵抗レベルが第1抵抗レベル範囲内であるか否か、第2抵抗レベルが第2抵抗レベル範囲内であるか否か、第3抵抗レベルが第3抵抗レベル範囲内であるか否かを判断する。段階314で「はい」であれば、段階316に移動し、そうでなければ、段階320に移動する。
段階316において、コンピューター122は有効信号を発生させ、バッテリーセル20が要望通り動作していることを表す光を第1発光装置に放出させる。段階316の後は、段階318に移動する。
段階318において、コンピューター122はバッテリーセル20が要望通り動作していることを表す有効メッセージを生成し、表示装置136に有効メッセージを表示させる。段階318の後は、段階324に移動する。
再び段階314を参照すれば、段階314で「いいえ」であれば、段階320に移動する。段階320において、コンピューター122は失敗(fail)信号を発生させ、バッテリーセル20が要望通り動作していないことを表す光を第2発光装置に放出させる。段階320の後は、段階322に移動する。
段階322において、コンピューター122はバッテリーセル20が要望通り動作していないことを表す失敗メッセージを生成し、表示装置136に失敗メッセージを表示させる。段階322の後は、段階324に移動する。
段階324において、コンピューターは第2制御信号を生成し、シリンダーアクチュエータ130がシリンダー80を下降させるようにする。すると、第1振りアーム組立体84及び第2振りアーム組立体86がそれぞれ第1コンタクト90及び第2コンタクト92を移動させ、外部筺体30の第1部分及び第2部分とそれ以上接触しないようにする。段階324の後は、段階326に移動する。
段階326において、締め付け装置52は第2位置に移動し、第1コネクタ60と第2コネクタ62との間から第1バッテリータブ32の固定を解除し、第3コネクタ64と第4コネクタ66との間から第2バッテリータブ34の固定を解除する。
上述したバッテリーセルをテストするためのテストシステム及びその方法は、他のシステム及び方法に比べて著しい効果を奏する。特に、テストシステム及び方法は、迅速且つ効率的なバッテリーセルテストのために、バッテリーセルがネスト部材中に保持される間、バッテリータブ間の電圧及びバッテリータブとバッテリーセルの外部筺体との間の抵抗を測定できるという技術的効果を奏する。
以上、本発明を制限された実施例に基づいて説明したが、本発明はここに開示された実施例に限定されるものではなく、本発明の本質及び技術的思想を逸脱しない範囲内で、多様な変形、代替、改造及び均等物に変更することができる。さらに、本発明は多様な実施例によって説明されたが、開示された実施例は本発明の一面として含まれるに過ぎず、したがって、本発明は上述した内容によって制限されないことは言うまでもない。

Claims (10)

  1. 外部筺体、前記外部筺体から延長された第1バッテリータブ及び第2バッテリータブを有するバッテリーセルのためのテストシステムであって、
    バッテリーセルを載置可能なネスト部材と、
    第1コネクタと第2コネクタとの間に前記第1バッテリータブを固定し、第3コネクタと第4コネクタとの間に前記第2バッテリータブを固定するように構成された締め付け装置と、
    前記第1バッテリータブと前記第2バッテリータブがそれぞれ前記第1コネクタと前記第3コネクタに接触しているとき、前記第1コネクタと前記第3コネクタとの間の電圧レベルを測定し、前記電圧レベルを表す電圧レベル値をコンピューターに伝送するように構成された電圧測定器と、
    前記第1バッテリータブが前記第1コネクタに接触しているとき、前記外部筺体の第1部分と前記第1コネクタとの間の第1抵抗レベルを測定し、前記第1抵抗レベルを表す第1抵抗レベル値をコンピューターに伝送するように構成された抵抗測定器と、
    前記電圧レベルが所望の電圧レベル範囲内であって、且つ、前記第1抵抗レベルが第1抵抗レベル範囲内である場合、バッテリーセルが要望通り動作していることを表す有効メッセージを生成するように構成されたコンピューターとを備えてなる、バッテリーセルのためのテストシステム。
  2. 前記抵抗測定器が、さらに、前記第2バッテリータブが前記第3コネクタに接触しているとき、前記外部筺体の第1部分と前記第3コネクタとの間の第2抵抗レベルを測定し、前記第2抵抗レベルを表す第2抵抗レベル値をコンピューターに伝送するように構成されてなることを特徴とする、請求項1に記載のバッテリーセルのためのテストシステム。
  3. 前記コンピューターが、さらに、前記電圧レベルが所望の電圧レベル範囲内であり、前記第1抵抗レベルが第1抵抗レベル範囲内であり、且つ、前記第2抵抗レベルが第2抵抗レベル範囲内であれば、バッテリーセルが要望通り動作していることを表す有効メッセージを生成するように構成されてなることを特徴とする、請求項2に記載のバッテリーセルのためのテストシステム。
  4. 前記抵抗測定器が、さらに、前記外部筺体の第1部分と前記外部筺体の第2部分との間の第3抵抗レベルを測定し、前記第3抵抗レベルを表す第3抵抗レベル値をコンピューターに伝送するように構成されてなることを特徴とする、請求項2に記載のバッテリーセルのためのテストシステム。
  5. 前記コンピューターが、さらに、前記電圧レベルが所望の電圧レベル範囲内であり、前記第1抵抗レベルが第1抵抗レベル範囲内であり、前記第2抵抗レベルが第2抵抗レベル範囲内であり、且つ、前記第3抵抗レベルが第3抵抗レベル範囲内であれば、バッテリーセルが要望通り動作していることを表す有効メッセージを生成するように構成されてなることを特徴とする、請求項4に記載のバッテリーセルのためのテストシステム。
  6. テストシステムのネスト部材に載置されたバッテリーセルのテスト方法であって、
    締め付け装置を使用して第1コネクタと第2コネクタとの間に前記バッテリーセルの第1バッテリータブを固定する段階と、
    締め付け装置を使用して第3コネクタと第4コネクタとの間に前記バッテリーセルの第2バッテリータブを固定する段階と、
    電圧測定器を使用し、前記第1バッテリータブと前記第2バッテリータブがそれぞれ第1コネクタと第3コネクタに接触したとき、第1コネクタと第3コネクタとの間の電圧レベルを測定する段階と、
    前記電圧レベルを表す電圧レベル値を前記電圧測定器からコンピューターに伝送する段階と、
    抵抗測定器を使用し、前記第1バッテリータブが前記第1コネクタに接触しているとき、外部筺体の第1部分と前記第1コネクタとの間の第1抵抗レベルを測定する段階と、
    前記第1抵抗レベルを表す第1抵抗レベル値を前記抵抗測定器からコンピューターに伝送する段階と、
    前記コンピューターを使用し、前記電圧レベルが所望の電圧レベル範囲内であって、且つ、前記第1抵抗レベルが第1抵抗レベル範囲内である場合、バッテリーセルが要望通り動作していることを表す有効メッセージを生成する段階とを含んでなることを特徴とする、バッテリーセルのテスト方法。
  7. 前記抵抗測定器を使用し、前記第2バッテリータブが前記第3コネクタに接触しているとき、前記外部筺体の前記第1部分と前記第3コネクタとの間の第2抵抗レベルを測定する段階と、
    前記第2抵抗レベルを表す第2抵抗レベル値をコンピューターに伝送する段階とをさらに含んでなることを特徴とする、請求項6に記載のバッテリーセルのテスト方法。
  8. 前記コンピューターを使用し、前記電圧レベルが所望の電圧レベル範囲内であり、前記第1抵抗レベルが第1抵抗レベル範囲内であり、且つ、前記第2抵抗レベルが第2抵抗レベル範囲内であれば、バッテリーセルが要望通り動作していることを表す有効メッセージを生成する段階をさらに含んでなることを特徴とする、請求項7に記載のバッテリーセルのテスト方法。
  9. 前記抵抗測定器を使用し、前記外部筺体の前記第1部分と前記外部筺体の第2部分との間の第3抵抗レベルを測定する段階と、
    前記第3抵抗レベルを表す第3抵抗レベル値をコンピューターに伝送する段階とをさらに含んでなることを特徴とする、請求項6に記載のバッテリーセルのテスト方法。
  10. 前記コンピューターを使用し、前記電圧レベルが所望の電圧レベル範囲内であり、前記第1抵抗レベルが第1抵抗レベル範囲内であり、前記第2抵抗レベルが第2抵抗レベル範囲内であり、且つ、前記第3抵抗レベルが第3抵抗レベル範囲内であれば、バッテリーセルが要望通り動作していることを表す有効メッセージを生成する段階をさらに含んでなることを特徴とする、請求項9に記載のバッテリーセルのテスト方法。
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