JP2021512450A - 二次電池用移動型温度測定器具及び冷却ファンを含む充放電装置 - Google Patents

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Abstract

二次電池の組み立て工程後の化成工程及び容量検査における充放電時に生じ得る二次電池同士の温度のバラツキが考慮できるように、それぞれの二次電池の温度測定に適した温度測定器具及びこのような温度測定器具を用いた温度情報の活用を通じて二次電池を冷却する冷却ファンを含む充放電装置を提供する。本発明による充放電装置は、移動型非接触温度測定器具と、前記温度測定器具が測定した二次電池毎の各二次電池内の位置に応じた温度情報に基づいて風向及び出力が個別的に調節される冷却ファンとを含む。

Description

本発明は、二次電池用充放電装置に関し、より詳しくは、二次電池の温度を測定するための装置及び該装置で測定した温度に応じて二次電池を冷却させる冷却ファンを含む充放電装置に関する。
本出願は、2018年12月21日出願の韓国特許出願第10−2018−0167882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。
モバイル機器、電気自動車、ハイブリッド自動車、電力貯蔵装置(ESS)、無停電電源装置(UPS)などに対する技術開発及び需要の増加に伴って、エネルギー源としての二次電池の需要が急激に増加しており、これによって多様な要求に応えられる二次電池に対する研究が盛んに行われている。
二次電池は放電状態で組み立てられるため、二次電池を組み立ててから充電して二次電池を活性化させないと、電池として機能することができない。したがって、二次電池の組み立て工程の後は、組み立てられた二次電池に優れた充電及び放電特性を与えるための充放電を行う化成(formation)工程、及び充放電容量が十分であるか否かを検査する容量検査を含む評価工程が行われる。
化成工程及び容量検査における二次電池の充放電作用は、例えば図1に示した装置を用いて行われる。
図1を参照すると、複数の二次電池1をトレイ3に配列し、各二次電池1に個別的に電源を印加できるピン(図示せず)を接触させた状態で一度に充放電が行われる。
二次電池1の充放電が行われるときは、二次電池1の温度が上昇する。二次電池1の温度が上昇すれば、充放電を円滑に行うことができない。したがって、充放電を行うときは適切な冷却手段が備えられなければならず、通常、トレイ3をチャンバ(図示せず)に入れ、冷却装置として冷却ファン5を用いて複数の二次電池1に対する冷却が行われるようにしている。
初期充放電のとき、欠陥のある二次電池は温度挙動などが正常の電池と相違し得る。したがって、温度を測定することで欠陥のある二次電池を確認することができる。温度測定のため、従来は熱電対7を用いる。
しかし、充電時に、二次電池1の発熱によって二次電池1同士の間で温度のバラツキが生じ得る。リチウム二次電池の場合、最初充電によりSEI(Solid Electrolyte Interface)膜が形成され、通常0.1C−レートの低い電流を印加して充電する。しかし、工程時間を短縮するためこれより大きいC−レートで高率充電する場合は、発熱が増加して二次電池1同士の温度のバラツキが増加するという問題がある。トレイ3を入れるチャンバのドアの開閉により、外気によって温度のバラツキが生じる場合もある。しかし、現在の冷却ファン5による冷却程度は、二次電池1同士の温度のバラツキを減少させるには十分でない場合が多い。さらに、現在温度調節のために使用する冷却ファン5は、実際の二次電池1の温度とは関係なく同一出力で動作するため、温度バラツキの減少に役立たない。
二次電池1同士の温度のバラツキは抵抗及び電圧の変化を引き起こし、容量検査の偏差が増加する原因になる。熱電対7を用いて温度を測定し、冷却ファン5の設定温度と実際温度との差を補償できるように、温度に従う補正式を使用して充放電容量を計算しているが、従来の熱電対7は、それぞれの二次電池1の温度を測定するものではなく、トレイ3内の雰囲気温度を測定するものであるため、トレイ3内の二次電池1同士の温度のバラツキは全く反映することができないという限界がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、二次電池の組み立て工程後の化成工程及び容量検査における充放電時に生じ得る二次電池同士の温度のバラツキが考慮できるように、それぞれの二次電池の温度測定に適した温度測定器具及びこのような温度測定器具を用いた温度情報を活用して二次電池を冷却する冷却ファンを含む充放電装置を提供することを目的とする。
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、本発明の実施例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。
上記の目的を達成するため、本発明による充放電装置は、Y軸方向の一辺が下方に向いた直立状態でX軸方向に沿って互いに離隔するように配列された複数の二次電池に対し、前記二次電池のうち少なくともいずれか1つの温度を測定する温度測定器具と、Y軸方向の一辺が下方に向いた直立状態でX軸方向に沿って互いに離隔するように複数の二次電池を配列して収納するトレイと、前記二次電池に個別的に電源を印加可能な充放電プローブ及び電源装置と、前記二次電池を冷却するために設けられる複数の冷却ファンであって、前記温度測定器具が測定した前記二次電池毎の各二次電池内の位置に応じた温度情報に基づいて風向及び出力が個別調節される冷却ファンとを含み、前記温度測定器具は、前記二次電池同士の間の離隔空間に挿入されて対面した二次電池の温度を非接触方式で測定する非接触式温度センサ部と、前記非接触式温度センサ部をZ軸方向に昇降させることで、前記二次電池からZ軸方向の上方に離隔した位置から下方に前記離隔空間に挿入し、反対方向に引き出すZ軸移送器具とを含む。
本発明において、前記冷却ファンは、前記トレイの上部に行及び列方向に設けられて直下方の二次電池に対して送風することを基準にし、水平面に対する角度調節を通じて風向が調節され得る。
本発明において、前記冷却ファンは、前記温度測定器具が測定した前記二次電池毎の各二次電池内の位置に応じた温度情報に基づいて温度がより高い部分を集中的に冷却することで、他の部分との温度のバラツキを減らすことが望ましい。
本発明において、前記温度測定器具による温度測定と前記冷却ファンの風向及び出力調節とがリアルタイムで連動して行われることが望ましい。
一実施例において、前記温度測定器具は、前記Z軸移送器具を搭載してY軸方向に沿って移送させるY軸移送器具をさらに含む。前記非接触式温度センサ部は、単一温度センサを含むものであるか、または、前記二次電池のZ軸方向の一辺に対応する長さでZ軸方向に沿って配列された多重温度センサを含むものであり得る。
他の実施例において、前記温度測定器具は、前記Y軸移送器具を搭載してX軸方向に沿って移送させるX軸移送器具をさらに含む。ここで、前記非接触式温度センサ部は、単一温度センサを含むものであるか、または、前記二次電池のZ軸方向の一辺に対応する長さでZ軸方向に沿って配列された多重温度センサを含むものであり得る。
さらに他の実施例において、前記温度測定器具は、前記Z軸移送器具を搭載してX軸方向に沿って移送させるX軸移送器具をさらに含む。前記非接触式温度センサ部は、前記二次電池のY軸方向の一辺に対応する長さでY軸方向に沿って配列された多重温度センサを含むものであるか、または、前記二次電池のY−Z平面上の面積に対応する面積のプレート部材及び前記プレート部材にY軸及びZ軸に沿って配列された多重温度センサを含むものであり得る。
さらに他の実施例において、前記非接触式温度センサ部に雰囲気温度測定のための温度センサをさらに含み得る。
多様な変形例として、本発明の充放電装置において、前記非接触式温度センサ部及びZ軸移送器具は、前記二次電池の個数に対応する個数で備えられ得る。この場合は、X軸移送器具は不要になる。
多様な変形例として、前記温度測定器具は、Y軸移送器具を設けず、前記Z軸移送器具を搭載してX軸方向に沿って移送させるX軸移送器具をさらに含み得る。このとき、前記非接触式温度センサ部は、前記二次電池のY軸方向の一辺に対応する長さでY軸方向に沿って配列された多重温度センサを含むものであるか、または、前記二次電池のY−Z平面上の面積に対応する面積のプレート部材及び前記プレート部材にY軸及びZ軸に沿って配列された多重温度センサを含むものであり得る。
多様な変形例として、前記温度測定器具の前記Y軸移送器具は、前記二次電池のY軸方向の他辺と平行にZ軸方向の上方に離隔した位置に、その長手方向にY軸LMガイドが取り付けられたY軸ガイド梁と、前記Y軸LMガイドにかみ合ってその長手方向に摺動するY軸LMスライダが備えられ、前記Y軸ガイド梁の長手方向で往復動するY軸摺動ブロックとを含み、前記Z軸移送器具は前記Y軸摺動ブロックに連結され得る。
そして、前記Z軸移送器具は、前記Y軸ガイド梁と直角を成して立設され、その長手方向にZ軸LMガイドが取り付けられたZ軸ガイド梁と、前記Z軸LMガイドにかみ合ってその長手方向に摺動するZ軸LMスライダが備えられ、前記Z軸ガイド梁の長手方向で往復動するZ軸摺動ブロックとを含むものであるか、または、2つのリンク部材が回転自在に交差結合されるX字型リンクを1つ以上含むリンクユニットであり得る。
前記温度測定器具が前記Y軸移送器具と共に前記X軸移送器具をさらに含む実施例において、前記X軸移送器具は、X−Y平面上で前記Y軸ガイド梁と直角を成してその長手方向にX軸LMガイドが取り付けられた互いに平行な一対のX軸ガイド梁と、前記X軸LMガイドにかみ合ってその長手方向に摺動する前記Y軸ガイド梁の両端のX軸LMスライダとを含み、前記Y軸ガイド梁の両端に前記X軸LMスライダが連結され得る。
前記温度測定器具がY軸移送器具を設けずに前記X軸移送器具をさらに含む実施例において、前記X軸移送器具は、前記二次電池のY軸方向の他辺とX−Y平面上で直交するようにZ軸方向の上方に離隔した位置に、その長手方向にX軸LMガイドが取り付けられた互いに平行な一対のX軸ガイド梁と、前記X軸LMガイドにかみ合ってその長手方向に摺動するX軸LMスライダが備えられ、前記X軸ガイド梁の長手方向で往復動するX軸摺動ブロックとを含み、前記Z軸移送器具は前記X軸摺動ブロックに連結されるものであり得る。
このときにも前記Z軸移送器具は、前記X軸ガイド梁と直角を成して立設され、その長手方向にZ軸LMガイドが取り付けられたZ軸ガイド梁と、前記Z軸LMガイドにかみ合ってその長手方向に摺動するZ軸LMスライダが備えられ、前記Z軸ガイド梁の長手方向で往復動するZ軸摺動ブロックとを含むものであるか、または、2つのリンク部材が回転自在に交差結合されるX字型リンクを1つ以上含むリンクユニットであり得る。
本発明によれば、複数の二次電池に対して各二次電池の温度を測定することができる。したがって、例えば二次電池の組み立て工程後の化成工程及び容量検査において、各二次電池の温度を測定することができる。二次電池同士の温度のバラツキを求めることができるため、容量を計算するとき、このような温度のバラツキを考慮することができる。トレイ単位ではなく、二次電池単位で温度を測定するため、容量検査時の温度補正の精度が向上する。
本発明によれば、非接触式温度センサ部を用いることで、非接触方式で二次電池に影響を及ぼさずに迅速に温度を測定することができる。
本発明によれば、基本的にZ軸移送器具によるZ軸昇降を通じて非接触式温度センサ部を移送させる移動型温度測定器具が提供される。それにY軸移送器具及び/またはX軸移送器具をさらに設けると、各二次電池の温度測定に必要な非接触式温度センサの個数を減らすことができる。このように移動型で具現することで、複数の二次電池に対し、少数の非接触式温度センサを用いて温度を測定することができる。
本発明によれば、単一センサや多重センサを用いて二次電池の複数の個所の温度を測定することができるため、測定した温度を記録してデータベース化すると研究用資料が得られる。
本発明によれば、非接触式温度センサ部を用いてトレイ内の各二次電池の温度を測定し、該温度情報に基づいて充放電中に持続的に変化する二次電池の温度に対応して冷却ファンの風向及び出力を調節することができる。これによって、温度のバラツキを改善し、均一な品質の充放電を具現することができる。
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例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。
従来の二次電池の充放電を行う装置を示した図である。 本発明の第1実施例による充放電装置を示した図である。 本発明の第1実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具を示した図である。 本発明の第1実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具を用いて、1つの二次電池に対して温度を測定する方式を説明するための図である。 本発明の第1実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具を用いて、1つの二次電池に対して温度を測定する方式を説明するための図である。 本発明の第1実施例による充放電装置の使用状態として冷却ファン部分を示した図である。 本発明の第2実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具を示した図である。 本発明の第3実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具を示した図である。 本発明の第4実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具を示した図である。 本発明の第4実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具を用いて、1つの二次電池に対して温度を測定する方式を説明するための図である。 本発明の第5実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具を示した図である。 本発明の第5実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具を用いて、1つの二次電池に対して温度を測定する方式を説明するための図である。 本発明の第6実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具を示した図である。 本発明の第6実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具を用いて、1つの二次電池に対して温度を測定する方式を説明するための図である。 非接触式温度センサに付け加えて雰囲気温度測定センサをさらに備えた温度測定器具の実施例を示した図である。 本発明の第1実施例による充放電装置の変形例として、冷却ファンの設置位置を変更した例を示した図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。ただし、本発明による実施例は多くの他の形態に変形でき、本発明の範囲が後述する実施例に限定されると解釈されてはならない。本発明の実施例は、当業界で平均的な知識を持つ者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
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。したがって、本明細書に記載された実施例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例に過ぎず、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。
また、本発明の説明において、関連公知構成または機能についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断される場合、その詳細な説明は省略する。図面における要素の形状などは、より明確な説明を強調するために誇張されたものであり、同じ参照番号は同一構成要素を示す。
明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に言及されない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。さらに、明細書の全体において、ある部分が他の部分と「連結」されるとするとき、これは「直接的な連結」だけではなく、他の素子を介在した「間接的な連結」も含む。
本発明は、基本的に複数の二次電池に対して非接触式温度センサを使用して各二次電池毎に温度を測定する温度測定器具、及び前記温度測定器具が測定した前記二次電池毎の各二次電池内の位置に応じた温度情報に基づいて風向及び出力が個別調節される冷却ファンを含む充放電装置を提案する。非接触式温度センサは非接触式温度センサ部に備えられ、前記非接触式温度センサ部はZ軸移送器具によるZ軸昇降を通じて移送されるため、本発明による充放電装置に含まれる温度測定器具は移動型温度測定器具と称し得る。
本発明によれば、非接触式温度センサ部を用いることで、非接触方式で二次電池に影響を及ぼさずに迅速に温度を測定することができる。非接触式温度センサの例としては、赤外線センサなどがある。非接触式温度センサの個数は必要に応じて増減し得る。すなわち、温度測定のための温度センサの個数は1つまたはそれ以上であり得る。
換言すれば、単一温度センサまたは多重温度センサであり得る。それぞれの場合において、より効率的な駆動のため、Y軸移送器具及び/またはX軸移送器具をさらに含み得る。すなわち、Z軸移送器具及びY軸移送器具を含む2軸移送器具、Z軸移送器具及びX軸移送器具を含む2軸移送器具、またはZ軸移送器具、Y軸移送器具及びX軸移送器具をすべて含む3軸移送器具が可能である。
まず、第1及び第2実施例は、単一温度センサを用いた温度測定器具を含む充放電装置であって、単一温度センサが複数の二次電池に対して各二次電池毎の温度を測定できるようにX軸移送器具、Y軸移送器具及びZ軸移送器具を含む3軸移送器具を含むものである。第3実施例は、単一温度センサが複数備えられた温度測定器具を含む実施例であって、X軸移送器具を省略可能な場合である。第4〜第6実施例は、多重温度センサを用いた温度測定器具を含む充放電装置である。そのうち、第5実施例は多重温度センサの軸配列によってY軸移送器具を省略可能な場合であり、第6実施例は多重温度センサが複数備えられてX軸移送器具も省略可能な場合である。以下、詳しく説明する。
図2は、本発明の第1実施例による充放電装置を示した図である。本実施例は、非接触式温度センサが3軸移動できるように構成した温度測定器具、及び前記温度測定器具が測定した温度情報に基づいて風向及び出力が個別調節される冷却ファンを含むものである。
まず、充放電装置300は、Y軸方向の一辺11が下方に向いた直立状態でX軸方向に沿って互いに離隔するように複数の二次電池10を配列して収納するトレイ30を含む。そして、温度測定器具T1を含む。トレイ30に収納された二次電池10に個別的に電源を印加可能な充放電プローブ340及び電源装置350も含む。トレイ30の上部には複数の冷却ファン50が備えられている。
トレイ30は、略直方体状の構造であって、内部に二次電池10を配列収納する空間を有し、温度測定器具T1の非接触式温度センサ部200が二次電池10同士の間の離隔空間S内に挿入、移送及び引出できるように、トレイ30の上方は開口している。充放電プローブ340は、二次電池10の電極リード20に連結されて電源装置350からの電流を印加する。連結の便宜上、例えばトレイ30において二次電池10の電極リード20が位置する側に、充放電プローブ340の挿入及び着脱が可能なスロット(図示せず)が形成され得るが、本発明がこのようなトレイ30の構造及び充放電プローブ340の特定の連結構造のみに限定されることはない。
二次電池10は、トレイ30に収納配列される。図面は理解を助けるためのものに過ぎず、トレイ当りの実際の二次電池の個数は図面と異なってもよい。
温度測定器具T1は、詳しくは後述するが、非接触式温度センサが3軸移動しながら温度を測定するように構成し、二次電池10毎に、そして二次電池10内でも位置毎に温度を測定して温度情報を得ることができる。
冷却ファン50は、トレイ30の上部に複数個設けられる。冷却ファン50は、所定の行及び列方向に設けられ得る。図面では3×3行列で示されているが、本発明がこのような配置に限定されることはない。冷却ファン50は、温度測定器具T1が測定した前記二次電池10毎の各二次電池10内の位置に応じた温度情報に基づいて風向及び出力が個別的に調節される。
充放電装置300を用いれば、トレイ30内の二次電池10に対して充放電を行いながら、温度測定器具T1を通じて各二次電池10の温度を測定することができる。まず、二次電池10同士の温度のバラツキを求めることができるため、容量を計算するとき、このような温度のバラツキを考慮することができる。トレイ30単位ではなく、二次電池10単位で温度を測定するため、容量検査時の温度補正の精度が向上する。そして、温度情報に基づいて各冷却ファン50の風向及び出力を調節することで、温度のバラツキを減らしながら二次電池10を冷却することが可能になる。
図3は、本発明の第1実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具T1を示した図である。図4及び図5は、本発明の第1実施例による充放電装置300に含まれる温度測定器具T1を用いて、1つの二次電池10に対して温度を測定する方式を説明するための図である。
図3を参照すると、温度測定器具T1は、3軸移送器具100及び非接触式温度センサ部200を含む。3軸移送器具100は、X軸移送器具110、Y軸移送器具120及びZ軸移送器具130を含む。3軸移送器具100は、軽くて耐久性に優れたアルミニウム材質またはステンレス鋼から形成することもできるが、その材質及び特性によって本発明が制限または限定されることはない。非接触式温度センサ部200は、Z軸移送器具130に連結されている。非接触式温度センサ部200は、3軸移送器具100によって二次電池10同士の間の離隔空間Sに挿入され、対面した二次電池10の温度を非接触方式で測定する。
X軸移送器具110は、二次電池10のY軸方向の他辺12とX−Y平面上で直交するように、Z軸方向の上方に離隔した位置にある互いに平行な一対のX軸ガイド梁111を含む。例えば、X軸ガイド梁111は、二次電池10のY軸方向に沿って二次電池10のY軸方向の一辺11の長さ以上で互いに離隔するように、二次電池10上に一対で提供される。X軸ガイド梁111には、その長手方向にX軸LMガイド112が取り付けられている。X軸移送器具110は、X軸LMガイド112にかみ合ってその長手方向に摺動するX軸LMスライダ113も含む。
Y軸移送器具120は、X−Y平面上でX軸ガイド梁111と直角を成す、すなわち、二次電池10のY軸方向の他辺12と平行を成すように、Z軸方向の上方で二次電池10と離隔した位置にY軸ガイド梁121を含む。Y軸ガイド梁121は、一対のX軸ガイド梁111の間に略ブリッジ構造で連結され得る。Y軸ガイド梁121には、その長手方向にY軸LMガイド122が取り付けられている。Y軸ガイド梁121の両端はX軸LMスライダ113に連結されている。Y軸移送器具120は、Y軸LMガイド122にかみ合ってその長手方向に摺動するY軸LMスライダを備え、前記Y軸ガイド梁121の長手方向で往復動するY軸摺動ブロック124を含む。
Z軸移送器具130は、Y軸摺動ブロック124に連結され得る。本実施例において、Z軸移送器具130は、2つのリンク部材131が回転自在に交差結合されるX字型リンク132を1つ以上含むリンクユニットである。リンクユニットは、シザーアーム(scissor arm)またはシザーリフト(scissor lift)とも称され得る。非接触式温度センサ部200は、Z軸移送器具130の下端に連結されており、Z軸移送器具130は非接触式温度センサ部200をZ軸方向に昇降させる。特に、Z軸移送器具130は、二次電池10からZ軸方向の上方に離隔した位置から下方に非接触式温度センサ部200を離隔空間Sに挿入し、挿入方向と反対方向に引き出す。
このように、Y軸移送器具120はZ軸移送器具130を搭載してY軸方向に沿って移送させ、X軸移送器具110はY軸移送器具120を搭載してX軸方向に沿って移送させる。非接触式温度センサ部200は、Z軸移送器具130に連結され、Z軸移送器具130は非接触式温度センサ部200をZ軸方向に昇降させる。したがって、非接触式温度センサ部200はX軸、Y軸、Z軸に沿って3軸移送が可能である。
非接触式温度センサ部200には単一温度センサ202が取り付けられている。非接触式温度センサ部200を用いて複数の二次電池10の温度を測定する方法は、以下のように行われる。
非接触式温度センサ部200は、X軸方向の一側から温度を測定する。すなわち、配列されている複数の二次電池10のうち最外郭にある二次電池から測定が始まる。
図4を参照すると、非接触式温度センサ部200は、二次電池10のY軸方向の他辺12付近のY軸方向の一側YS1からZ軸移送器具130によって下方に挿入されて離隔空間S内に入った後、Y軸移送器具120によってY軸方向の他側YS2まで移送されてから、Z軸移送器具130によってZ軸方向に沿って下側にさらに移送されて、前記Y軸方向の他側YS2から前記Y軸移送器具によってY軸方向の一側YS1まで移送される。このような過程を少なくとも1回繰り返すことで、離隔空間S内で非接触式温度センサ部200が対面した二次電池10のY軸方向の一辺11付近まで挿入されてからZ軸方向に沿って上方に引き出され、離隔空間S内で移送される間に、対面した二次電池10のY−Z平面上の面積に対して複数個所の温度を順次に測定する。一方、対面した二次電池10のY−Z平面上の面積に対して複数個所の温度を順次に測定するときは、図4に示されたようなY−Z平面内におけるジグザグ方式の外に、図5に示されたように上下左右の方向に沿って如何なる順序によってもよい。
このようにして最外郭にある二次電池の温度測定が終われば、次の二次電池10の温度を測定するため、Y軸移送器具120がX軸移送器具110によってX軸方向に沿って移送される。Y軸移送器具120の移送によってZ軸移送器具130及び非接触式温度センサ部200も一緒に移送される。移送された新たな位置で、上述した図4及び図5と同じ温度測定方式によって、対面した二次電池10のY−Z平面上の面積に対して複数個所の温度を順次に測定する。このような方式により、非接触式温度センサ部200は、X軸方向の一側から他側まですべての二次電池10に対して温度を測定し、Z軸移送器具130がY軸移送器具120及びX軸移送器具110によって移送されながら二次電池10の温度測定が二次電池10毎に順次に行われる。すなわち、単一温度センサ202を含む非接触式温度センサ部200が二次電池10同士の間に挿入され、上下左右に移動しながら温度を測定した後、再び上昇し移動して、次の二次電池10の温度測定を繰り返す構成である。
本実施例による3軸移送器具100を上述した一例を挙げて説明したが、X軸、Y軸、Z軸方向にそれぞれ往復並進運動可能な他の構成も制限なく3軸移送器具100の具現に活用可能である。そして、3軸移送器具100において、それぞれの軸方向の往復並進運動のためにLMガイドに含まれたリニアモーターのような駆動部、及びこのような駆動部の動きを制御する制御部は、ここに詳しく説明しなくても当然含まれているということを当業者であれば分かるであろう。また、LMガイド方式の代わりに、数値制御される軌道及びサーボモーターを用い、それに連動するための手段としてベルト、軸受、ボールナット、ボールネジ、その他の多様な公知手段を通じて3軸移送器具100を具現することは当業者であれば分かるであろう。換言すれば、非接触式温度センサ部200の方向移動に必要な駆動力は、リニアモーターのような駆動手段を用いて提供でき、サーボモーター、ステッピングモーターなどその他の通常のモーター及びベルトを用いて駆動力を提供することも可能である。また、制御部の制御信号によってこれらモーターを駆動させることで、3軸移送器具100を適切に移動させて予定された温度測定作業を行ってもよい。そして、3軸移送が可能な構造であれば、3軸移送器具100を構成する各移送器具の位置連結関係、種類及び特性によって本発明が制限または限定されることはない。本発明は、非接触式温度センサ部を移送して二次電池同士の間に入れて温度を測定してから引き出す方式を繰り返して行い、複数の二次電池の温度をすべて測定する温度測定器具を用いることで、二次電池毎に、そして1つの二次電池においても位置毎に温度情報を取得するということに特徴がある。
このように本実施例によれば、温度測定器具T1を通じてトレイ30内の二次電池10単位で温度を測定し、非接触式温度センサ部200は、二次電池10同士の間に下降して温度を測定した後、次の二次電池10の温度測定を繰り返すように駆動することができる。
3軸移送器具100を用いて非接触式温度センサ部200を移動させるため、単一温度センサ202によってもトレイ30内のすべての二次電池10の温度を測定することができる。したがって、トレイ30単位ではなく、二次電池10単位で容量を補正できるようになり、容量検査の精度を確保することができる。二次電池10の温度を位置及び時間毎に測定可能であり、測定された温度情報を累積して保存するとデータベースとして活用することができる。
図6は、本発明の第1実施例による充放電装置の使用状態として冷却ファン部分を示した図である。
図2を参照して説明したように、冷却ファン50は、温度測定器具T1が測定した二次電池10毎の各二次電池10内の位置に応じた温度情報に基づいて風向及び出力が個別的に調節される。基本的に、冷却ファン50は直下方の二次電池10に対して送風することを基準にし、水平面HPに対する角度αを調節することで風向が調節されることを特徴とする。
例えば、図6のように、第1列に位置する冷却ファン50を「50a」、第2列に位置する冷却ファン50を「50b」、第3列に位置する冷却ファン50を「50c」と称する場合、温度測定器具T1を通じた温度測定の結果、二次電池10の左側(例えば、負極リードが位置した側)の温度がより高いと測定されたなら、冷却ファン50は、より高温部分を集中的に冷却して他の部分との温度のバラツキを減らす方式で動作することができる。
具体的に、冷却ファン50aの風向を調節することで、二次電池10の左側への風量が増加させることができる。水平面HPに対して正の角度αだけ傾け、冷却ファン50aの風を二次電池10の左側へと送り、これによって二次電池10の左側部分をより集中的に冷却できるようになるため、二次電池10の左右側温度のバラツキを減少させることができる。二次電池10の左側温度が右側に比べて高過ぎる場合は、冷却ファン50aだけでなく冷却ファン50bの風向も調節することで、二次電池10の左側への風量を増加させてより迅速に冷却することができる。
これと共にそれとも別個に、二次電池10の右側を冷却している冷却ファン50cの出力を減少させることで、該当部分の風量を減少させて二次電池10の右側を少なめに冷却させてもよい。逆に、二次電池10の左側を冷却している冷却ファン50aの出力を増加させることで、該当部分の風量を増加させて二次電池10の左側を一層冷却させてもよい。
このように充放電装置300は、冷却ファン50の風向と出力をそれぞれ制御し調節することで、二次電池10の温度のバラツキを減少させることができる。
特に、このような冷却ファン50の動作によって二次電池10の温度が変化するようになる。したがって、温度測定器具T1による温度測定と冷却ファンの風向及び出力の調節とがリアルタイムで連動して行われるように、温度測定器具T1と冷却ファン50との間に制御部を設けることが望ましい。制御部は、温度測定器具T1の制御部と統合されて設けられてもよい。
温度測定器具は多様に構成され得る。本発明による充放電装置は、温度測定器具の種類を異ならせて構成することで多様に実施され得る。上述した温度測定器具T1だけでなく、以下説明する多様な温度測定器具が本発明による充放電装置に含まれ得る。
図7は、本発明の第2実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具を示した図である。温度測定器具T2は、Z軸移送器具140のみ図2〜図6を参照して説明した第1実施例と異なり、Z軸方向で往復並進運動可能な他の構成を代表的に説明する例である。第1実施例の温度測定器具T1と同一又は類似の部分に対しては繰り返される説明を省略する。
図7において、Z軸移送器具140は、Y軸ガイド梁121と直角を成して立設され、その長手方向にZ軸LMガイド142が取り付けられたZ軸ガイド梁141、及びZ軸LMガイド142にかみ合ってその長手方向に摺動するZ軸LMスライダが備えられ、前記Z軸ガイド梁141の長手方向で往復動するZ軸摺動ブロック143を含む。このようにして本実施例では、X軸、Y軸、Z軸方向への往復並進運動のすべてがLMガイド及びLMスライダを備える構成の温度測定器具T2を含む充放電装置で具現される。
一方、上述した第1実施例及び第2実施例では、非接触式温度センサ部200及びZ軸移送器具130または140は、温度測定器具T1またはT2に1つのみ備えられる。これらの変形例として、非接触式温度センサ部200及びZ軸移送器具130または140が二次電池10の個数に対応する個数で備えられる温度測定器具も可能である。このときはすべての二次電池10の温度を測定するためZ軸移送器具130をX軸方向に移送させる必要がない。したがって、第1及び第2実施例のようなX軸移送器具110は要らない。X軸移送器具110を含まず、その代りにY軸移送器具120を支持する構造を含む構成が可能である。例えば、図8のような温度測定器具を含む充放電装置が提供され得る。
図8は、本発明の第3実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具を示した図である。
図8に示した温度測定器具T3は、単一温度センサ202を含む非接触式温度センサ部200及びZ軸移送器具130が二次電池10の個数に対応する個数で備えられるものである。
本実施例においては、単一温度センサ202を含む非接触式温度センサ部200が二次電池10同士の間毎に下降し、各非接触式温度センサ部200がそれぞれのZ軸移送器具130及びY軸移送器具120によって上下左右に移動して温度を測定した後、上昇する順ですべての二次電池10に対する温度測定が可能であり、Z軸移送器具130をX軸方向に移送させる必要がない。単一温度センサ202を二次電池10の個数だけ複数で用いるため、測定時間を短縮することができる。
Y軸移送器具120を支持するため、第1実施例におけるX軸移送器具110のX軸ガイド梁111の位置にX軸フレーム110'を備えた点を除き、第1実施例の温度測定器具T1と同一である。X軸フレーム110'は、X軸ガイド梁111のようにバーまたは棒状で図示されたが、Z軸方向に沿って直立した壁体状の直立部材であってもよく、Z軸方向に支持するための支持台をさらに備えたバーまたは棒状の構造であってもよい。一方、第3実施例に含まれた温度測定器具T3の変形例として、Z軸移送器具130の代りに第2実施例のようなZ軸移送器具140を備えてもよい。
図9は、3軸移送器具を含む点で第1実施例と同一であるが、非接触式温度センサ部210が異なる温度測定器具を示した図である。
図9を参照すると、第4実施例の充放電装置に含まれる温度測定器具T4において、非接触式温度センサ部210は、二次電池10のZ軸方向の一辺13に対応する長さd1のストリップ部材211、及びストリップ部材211にZ軸方向に沿って配列された多重温度センサ212を含む。X軸移送器具110、Y軸移送器具120及びZ軸移送器具130を含む3軸移送器具を含む点は第1実施例と同一であり、温度測定方式も第1実施例と類似し、複数のセンサを用いるため、測定時間を短縮することができる。
非接触式温度センサ部210は、X軸方向の一側から温度を測定し、Z軸移送器具130がX軸移送器具110によって移送されながら二次電池10の温度測定が二次電池10毎に順次に行われる。
図10は、本発明の第4実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具T4を用いて、1つの二次電池に対して温度を測定する方式を説明するための図である。
図10を参照すると、非接触式温度センサ部210は、二次電池10同士の間に下降してY軸方向の一側YS1の離隔空間Sに挿入され、Y軸移送器具120によってY軸方向の他側YS2まで移送されてから離隔空間Sの外に引き出されるが、離隔空間S内で移送される間に対面した二次電池10のY−Z平面上の面積に対して複数個所の温度を順次に測定する。
一方、第4実施例の変形例として、Z軸移送器具130の代りに第2実施例のようなZ軸移送器具140を備えてもよい。そして、第3実施例のように、第4実施例の変形例として、Z軸移送器具130及び非接触式温度センサ部210が二次電池10の個数に対応する個数で備えられる温度測定器具もあり得る。
図11は、第4実施例と類似するが、非接触式温度センサ部220が異なる温度測定器具を示した図である。
図11に示した第5実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具T5において、非接触式温度センサ部220は、二次電池10のY軸方向の一辺11に対応する長さd2のストリップ部材221、及びストリップ部材221にY軸方向に沿って配列された多重温度センサ222を含む。すなわち、一列に配列された多重温度センサを含む点は第4実施例と同一であるが、その配列方向が第4実施例と直交する場合に該当する。
Z軸移送器具130によって、非接触式温度センサ部220は、図12のように、二次電池10同士の間に下降して離隔空間Sに挿入され、対面した二次電池10のY軸方向の一辺11付近まで挿入されてから引き出され、離隔空間S内で移送される間に対面した二次電池10のY−Z平面上の面積に対して複数個所の温度を順次に測定する。
非接触式温度センサ部220は、X軸方向の一側から温度を測定し、Z軸移送器具130がX軸移送器具110によって移送されながら二次電池10の温度測定が二次電池10毎に順次に行われる。
本実施例においては、すべての二次電池の温度を測定するためZ軸移送器具130をY軸方向に移送させる必要がないため、上述した実施例で説明したY軸移送器具120の代りに、X軸移送器具110によってX軸方向に沿って移送されながらZ軸移送器具130を搭載する他の部材が備えられてもよい。他の実施例として、Y軸移送器具120なしに、Z軸移送器具130がX軸移送器具110のX軸LMスライダ113に直接連結されて搭載され、X軸移送器具110に沿ってX軸方向に移送されるように具現してもよい。すなわち、Y軸方向に沿って配列された多重温度センサ222を含む場合であれば、X軸移送器具110及びZ軸移送器具130を含む2軸移送器具として具現することもできる。
ここでも、第5実施例の変形例として、Z軸移送器具130の代りに第2実施例のようなZ軸移送器具140を備えてもよい。そして、第3実施例のように、第5実施例の変形例として、Z軸移送器具130及び非接触式温度センサ部220が二次電池10の個数に対応する個数で備えられる温度測定器具もあり得る。
図13は、本発明の第6実施例による充放電装置に含まれる温度測定器具を示した図である。第6実施例は、3軸移送器具を含む点で第1実施例と同一であるが、非接触式温度センサ部230が異なる。
図13を参照すると、第6実施例の温度測定器具T6において、非接触式温度センサ部230は、二次電池10のY−Z平面上の面積に対応する面積のプレート部材231、及び前記プレート部材231にY軸及びZ軸に沿って配列された多重温度センサ232を含み、図13のように、非接触式温度センサ部230が二次電池10同士の間に下降して離隔空間Sに挿入され、対面した二次電池10のY−Z平面上の面積に対して複数個所の温度を同時に測定した後、引き出される。複数のセンサを用いるため、測定時間をさらに短縮することができる。
非接触式温度センサ部230は、X軸方向の一側から温度を測定し、Z軸移送器具130がX軸移送器具110によって移送されながら図14のような温度測定が二次電池10毎に行われ、Z軸移送による挿入、反対方向への移送による引き出し、X軸移送による移動の順に繰り返されながら二次電池10毎に順次に温度測定が行われる。
本実施例においては、すべての二次電池の温度を測定するためZ軸移送器具130をY軸方向に移送させる必要がないため、上述した実施例で説明したY軸移送器具120の代りに、X軸移送器具110によってX軸方向に沿って移送されながらZ軸移送器具140を搭載する他の部材が備えられてもよい。他の実施例として、Y軸移送器具120なしに、Z軸移送器具130がX軸移送器具110のX軸LMスライダ113に直接連結されて搭載され、X軸移送器具110に沿ってX軸方向に移送されるように具現してもよい。すなわち、Y軸及びZ軸に沿って配列された多重温度センサ232を含む場合であれば、第5実施例と同様に、X軸移送器具110及びZ軸移送器具130を含む2軸移送器具で具現することもできる。
ここでも、第6実施例の変形例として、Z軸移送器具130の代りに第2実施例のようなZ軸移送器具140を備えてもよい。そして、第3実施例のように、第6実施例の変形例として、Z軸移送器具130及び非接触式温度センサ部230が二次電池10の個数に対応する個数で備えられる温度測定器具もあり得る。この場合、非接触式温度センサ部230のX軸移送及びY軸移送が要らず、Z軸移送さえ可能であればよい。したがって、上述した実施例のようなX軸移送器具110またはY軸移送器具120が必要なく、Z軸移送器具130を支持する程度の構造のみが必要である。
一方、本発明では、それぞれの二次電池10の温度を正確に測定するため、隣接する二次電池による影響を排除できる構成も含む。トレイ30内部の一つの空間に集まっている二次電池10の個別温度をより正確に測定するための構成である。図15を参照すると、非接触式温度センサ部200'は、非接触式単一温度センサ202に付け加えて雰囲気温度測定センサ204をさらに備える。雰囲気温度測定センサ204の例としてはサーミスタまたは熱電対が挙げられる。雰囲気温度測定センサ204は周辺温度を測定するものである。これを用いて周辺温度補正アルゴリズムを適用すれば、周辺の発熱によってセンサ温度が変化しても測定精度を向上させることができる。周辺温度補正アルゴリズムは、公知の数式とコンピュータ計算プログラムのアルゴリズムを用いることができる。図9、図11及び図13を参照して説明したような多重温度センサ212、222、232にも、雰囲気温度測定センサ204がさらに備えられ得る。
本発明で用いる各種のセンサの個数及びタイプは、費用と空間によって変更可能である。最大限に費用を抑える程度でセンサタイプを選択して具現することが望ましい。
一方、上述した実施例では、図2を中心に、冷却ファン50の設置位置がトレイ30の上部であることを主に説明したが、冷却ファン50の設置位置がそれに限定されることはない。例えば、図16のような変形例が可能である。
図16は、本発明の第1実施例による充放電装置の変形例として、冷却ファンの設置位置を変更した例を示した図である。図16を参照すると、充放電装置300'は、図2の充放電装置300と冷却ファン50の設置位置のみが異なる。
冷却ファン50は、トレイ30の側部に位置する。複数の二次電池10に対する冷却が可能であるように、冷却ファン50は、トレイ30の側部に、二次電池10の電極リード20に向かう面に行及び列方向で設けられ得る。この場合も、冷却ファン50は風向及び出力が個別的に調節される。調節方式は、上述したようである。
一般に、二次電池10では他の部分より電極リード20からの発熱が酷いため、このように冷却ファン50をトレイ30の側部に位置させると、電極リード20に対する効率的な冷却が可能になる。また、トレイ30の側部に位置させることで、温度測定器具T1の動きと干渉しない。
このように冷却ファン50の設置位置は、トレイ30の上部または側部が可能である。効率的な冷却のためであれば、冷却ファン50はトレイ30の下部に設けられてもよく、上部と下部とで対面する一対として、または、両側部で対面する一対として設けられてもよい。
以上のように説明した本発明によれば、基本的にZ軸移送器具によるZ軸昇降を通じて非接触式温度センサ部を移送させる移動型温度測定器具を含む充放電装置が提供される。そこに、Y軸移送器具及び/またはX軸移送器具をさらに含ませると、各二次電池の温度測定に必要な非接触式温度センサの個数を軽減させることができる。このように移動型で具現することで、複数の二次電池に対して少ない個数の非接触式温度センサで温度を測定することができる。
本発明によれば、特に、二次電池をトレイに収納し、非接触式温度センサを3軸移送器具によって移送させることで、各二次電池毎に温度を測定することができる。単一センサまたは多重センサを用いて二次電池の複数個所の温度を測定できるため、測定した温度を記録してデータベース化すると研究用資料を取得することができる。
また、非接触式温度センサ部を用いてトレイ内の各二次電池の温度を測定し、該温度情報に基づいて充放電中に持続的に変化する二次電池の温度に対応して冷却ファンの風向及び出力を調節することができる。これによって、温度のバラツキを改善し、均一な品質の充放電を具現することができる。
本発明によれば、移動型非接触温度測定器具の活用を提案することが第一の特徴である。そして、温度情報に対応して個別的に風向及び出力調節が可能な複数の冷却ファンを備えることが第二の特徴である。
本発明によれば、移動型非接触式温度センサを使用してトレイ内の各二次電池の温度を測定し、該温度情報に基づいて充放電中に持続的に変化する二次電池の温度に対応して冷却ファンの風向及び出力を調節する。これによって、トレイ内に収納される複数の二次電池間の温度のバラツキを減らすことができる。さらに、1つの二次電池内においても正極リードと負極リードの位置によって温度のバラツキが生じ得る。本発明によれば、そのような温度のバラツキも減少させることができる。
このように、温度のバラツキの改善を通じて本発明による充放電装置は、複数の二次電池に対して均一な品質の充放電を具現することができる。
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るものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ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。

Claims (12)

  1. Y軸方向の一辺が下方に向いた直立状態でX軸方向に沿って互いに離隔するように配列された複数の二次電池に対し、前記二次電池のうち少なくともいずれか1つの温度を測定する温度測定器具と、
    Y軸方向の一辺が下方に向いた直立状態でX軸方向に沿って互いに離隔するように複数の二次電池を配列して収納するトレイと、
    前記二次電池に個別的に電源を印加可能な充放電プローブ及び電源装置と、
    前記二次電池を冷却するために設けられる複数の冷却ファンであって、前記温度測定器具が測定した前記二次電池毎の各二次電池内の位置に応じた温度情報に基づいて風向及び出力が個別調節される冷却ファンとを含み、
    前記温度測定器具は、
    前記二次電池同士の間の離隔空間に挿入されて対面した二次電池の温度を非接触方式で測定する非接触式温度センサ部と、
    前記非接触式温度センサ部をZ軸方向に昇降させることで、前記二次電池からZ軸方向の上方に離隔した位置から下方に前記離隔空間に挿入し、反対方向に引き出すZ軸移送器具とを含む、充放電装置。
  2. 前記冷却ファンは、前記トレイの上部に行及び列方向に設けられて直下方の二次電池に対して送風することを基準にし、水平面に対する角度調節を通じて風向が調節される、請求項1に記載の充放電装置。
  3. 前記冷却ファンは、前記温度測定器具が測定した前記二次電池毎の各二次電池内の位置に応じた温度情報に基づいて温度がより高い部分を集中的に冷却することで、他の部分との温度のバラツキを減らす、請求項1または2に記載の充放電装置。
  4. 前記温度測定器具による温度測定と前記冷却ファンの風向及び出力調節とがリアルタイムで連動して行われる、請求項1から3のいずれか一項に記載の充放電装置。
  5. 前記温度測定器具は、前記Z軸移送器具を搭載してY軸方向に沿って移送させるY軸移送器具をさらに含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の充放電装置。
  6. 前記非接触式温度センサ部は、単一温度センサを含むものであるか、または、前記二次電池のZ軸方向の一辺に対応する長さでZ軸方向に沿って配列された多重温度センサを含むものである、請求項5に記載の充放電装置。
  7. 前記温度測定器具は、前記Y軸移送器具を搭載してX軸方向に沿って移送させるX軸移送器具をさらに含む、請求項5に記載の充放電装置。
  8. 前記非接触式温度センサ部は、単一温度センサを含むものであるか、または、前記二次電池のZ軸方向の一辺に対応する長さでZ軸方向に沿って配列された多重温度センサを含むものである、請求項7に記載の充放電装置。
  9. 前記温度測定器具は、前記Z軸移送器具を搭載してX軸方向に沿って移送させるX軸移送器具をさらに含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の充放電装置。
  10. 前記非接触式温度センサ部は、前記二次電池のY軸方向の一辺に対応する長さでY軸方向に沿って配列された多重温度センサを含むものであるか、または、前記二次電池のY−Z平面上の面積に対応する面積のプレート部材及び前記プレート部材にY軸及びZ軸に沿って配列された多重温度センサを含むものである、請求項9に記載の充放電装置。
  11. 前記非接触式温度センサ部に雰囲気温度測定のための温度センサをさらに含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の充放電装置。
  12. 前記冷却ファンは、前記トレイの側部に、前記二次電池の電極リードに向かう面に行及び列方向で設けられる、請求項1から11のいずれか一項に記載の充放電装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7400149B1 (ja) 2023-07-20 2023-12-18 日鉄テックスエンジ株式会社 充放電検査システム

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102248226B1 (ko) * 2018-06-12 2021-05-03 주식회사 엘지화학 이차전지용 이동형 온도측정기구 및 이를 포함하는 충방전 장치
US11639968B1 (en) * 2021-01-25 2023-05-02 Wildcat Discovery Technologies, Inc. Battery testing apparatus with integral temperature control
KR20220108972A (ko) * 2021-01-28 2022-08-04 주식회사 엘지에너지솔루션 단열 패드를 포함하는 이차전지 충방전 시스템 및 이를 이용한 이차전지 충방전 시스템의 온도 제어방법
KR20230074001A (ko) 2021-11-19 2023-05-26 주식회사 엘지에너지솔루션 하부 냉각팬을 포함하는 전지셀 충방전장치
JP2023553780A (ja) 2021-11-19 2023-12-26 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 下部冷却ファンを含む電池セル充放電装置
CN114649565B (zh) * 2022-02-19 2023-09-29 深圳市品众自动化设备有限公司 一种锂电池化成分容设备的控制方法及系统
CN116544542B (zh) * 2023-07-04 2023-09-15 荣成康怡新材料科技有限公司 一种新能源房车用电池模组
CN117607691A (zh) * 2023-10-09 2024-02-27 广东恒翼能科技股份有限公司 一种锂离子电池充电工作温度的跟踪检测方法及装置
CN117477104B (zh) * 2023-10-17 2024-05-17 广东恒翼能科技股份有限公司 一种腔体温度控制方法、系统、装置及存储介质

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990002557U (ko) 1997-06-27 1999-01-25 손욱 전지용 충방전기
KR200237797Y1 (ko) * 2001-03-16 2001-10-26 주식회사 태크녹스 이동식 온도분포 측정기
US7253586B2 (en) * 2004-03-11 2007-08-07 Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. Intelligent multiple battery charging station
KR100612253B1 (ko) * 2005-01-07 2006-08-14 삼성전자주식회사 풍향조절유닛을 갖는 전자장치 및 이를 이용한 풍향조절방법
JP2008198515A (ja) * 2007-02-14 2008-08-28 Toyota Motor Corp 車両走行用蓄電機構の温度測定装置
US20120161677A1 (en) * 2009-08-31 2012-06-28 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery module, battery system and electrically driven vehicle
WO2012026105A1 (ja) 2010-08-23 2012-03-01 住友重機械工業株式会社 電池検査装置
KR101152662B1 (ko) 2010-09-03 2012-06-15 (주)열린기술 이차전지 폭발방지장치
KR101416308B1 (ko) 2011-01-31 2014-07-10 한국과학기술원 전기자동차 중대형 전지의 작동온도 최적화를 위한 독립 냉각 방법
JP6157988B2 (ja) 2013-08-21 2017-07-05 株式会社東芝 組電池モジュール
KR101800483B1 (ko) 2013-10-31 2017-12-20 주식회사 엘지화학 전지모듈의 충방전용 지그 및 이를 이용한 전지모듈의 충방전 장치
WO2016080696A1 (ko) * 2014-11-17 2016-05-26 주식회사 엘지화학 이차전지용 냉각 플레이트 및 이를 포함하는 이차전지 모듈
KR101617337B1 (ko) 2014-11-25 2016-05-02 유도스타자동화 주식회사 금형 사출물 표면온도 측정장치
KR20160085621A (ko) * 2015-01-08 2016-07-18 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
JP6269559B2 (ja) * 2015-04-10 2018-01-31 トヨタ自動車株式会社 車載二次電池の冷却システム
KR101746068B1 (ko) * 2015-06-24 2017-06-13 주식회사 아모텍 배터리 팩용 다중 냉각팬 제어 시스템
KR102089264B1 (ko) * 2016-02-25 2020-03-16 주식회사 엘지화학 이차전지의 충방전 장치
KR101816843B1 (ko) * 2016-12-19 2018-01-09 (주)에이프로 배터리 충방전 장치용 냉각장치
KR20180112351A (ko) 2017-04-03 2018-10-12 주식회사 루비 배터리 팩
JP3215572U (ja) 2018-01-17 2018-03-29 ビージーティー マテリアルズ リミテッドBGT Materials Limited 高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7400149B1 (ja) 2023-07-20 2023-12-18 日鉄テックスエンジ株式会社 充放電検査システム

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