JP2021515185A - バッテリー特性測定装置 - Google Patents

Abstract

本発明のバッテリー特性測定装置は、絶縁性素材からなり、使用者の手にはめられることができる本体と、前記本体において使用者の指が位置する部分に設けられ、バッテリーの両端のそれぞれの少なくとも一部を取り囲むように形成され、バッテリーが結合された状態で使用者が指で前記バッテリーに向けて押圧すれば、前記バッテリーに電気的に連結される測定ユニットとを含む。

Description

本出願は２０１９年１月２４日付の韓国特許出願第２０１９−０００８９９７号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示された全ての内容はこの明細書の一部として含まれる。

本発明はバッテリー特性測定装置に関するものであり、より詳しくは製造されたバッテリーの特性を測定するのに使用可能なバッテリー特性測定装置に関するものである。

電気装置や電気的な回路の電力源として提供されるバッテリーに対しては、製造完了の後、出庫に先立ち、予め設定された電力容量を正常に持っているかを測定するテスト工程が必ず遂行されている。

一般的なバッテリー特性測定装置は、電圧計（ＯＶ）を直列で接続し、そのバッテリー（ＢＡＴ）の開放電圧（Ｏｐｅｎ Ｖｏｌｔａｇｅ）を基底電圧から最高電圧まで測定することができるようにしている。また、前記バッテリーの両極の間に抵抗を接続し、そのバッテリーの両極と抵抗端との間にスイッチを接続するとともに、前記抵抗の両端の間に電流計を接続し、スイッチを、例えば０．２５秒のような設定時間ごとにスイッチングさせて予め設定された抵抗（Ｒ１）の抵抗値に対して基底電流から最高電流までの電流値に対する電圧変動値を測定することができるようにしている。また、棒状プローブを使ってブレッドボード又はＰＣＢのように固定された環境で使うことが一般的である。

しかし、円筒状バッテリーのように固定が難しくて測定部（陽極、陰極）が垂直方向に遠く離れている場合、固定と測定を同時に遂行しなければならない。よって、プローブ接触部分が不安定になって測定に時間が長くかかり、不必要に力を加えることによる頻繁な位置変更によって電極端子の表面にスクラッチが発生し得る。また、バッテリーが高温状態又は低温状態の場合、放熱手袋の着用が必要であるから、測定時間がより長くかかるだけでなく、放熱手袋のため、プローブをバッテリーの電極端子に正確に位置させにくいことがある。

韓国特許公開第２０１６−００８８９８３号公報

本発明の目的はバッテリーの特性を正確に測定することができるバッテリー特性測定装置を提供することである。

本発明の一側面によるバッテリー特性測定装置は、絶縁性素材からなり、使用者の手にはめられることができる本体と、前記本体において前記使用者の指が位置する部分に設けられ、前記バッテリーの両端のそれぞれの少なくとも一部を取り囲むように形成され、前記バッテリーが結合された状態で使用者が指で前記バッテリーに向けて押圧した場合に、前記バッテリーに電気的に連結される測定ユニットとを含む。

一方、前記測定ユニットは、前記本体に結合され、前記指の一部を包む形状を有するベース部、及び前記バッテリーの一端の一部を取り囲む把持部を含む位置固定部材と、前記位置固定部材の内部の取付空間内に設けられ、導電性素材からなり、前記取付空間において外力によって前記指から遠くなるか近くなる方向に移動する導電部材と、前記取付空間に設けられ、前記導電部材を弾性的に支持し、前記導電部材への外力が除去された場合、前記導電部材が前記指に隣接して位置する状態を維持するように弾性力を加える弾性部材とを含むことができる。

一方、前記位置固定部材の前記把持部は、前記ベース部に固定的に結合される固定部と、前記固定部に着脱可能に結合され、前記バッテリーの一端部の一部を取り囲む着脱部とを含むことができる。

一方、前記弾性部材は圧縮スプリングであってもよい。

一方、前記着脱部はリング（ｒｉｎｇ）形状を有してもよい。

一方、前記把持部の内側面は、端部から前記導電部材に近くなるほど内径が減少することができる。

一方、絶縁性を有するとともに弾性変形可能な素材からなり、前記本体の内部に設けられ、前記導電部材において前記指と接触する部分を覆うように設けられる絶縁部材をさらに含むことができる。

一方、前記本体に結合され、外部機器が着脱可能に結合される接続部材と、導電性素材からなり、前記本体に設けられ、前記測定ユニットと前記接続部材を電気的に連結する連結部材とを含むことができる。

一方、前記連結部材は導電性繊維からなることができる。

一方、前記外部機器は、前記バッテリーの電圧、電流及び内部抵抗のいずれか一つ以上を測定することができる。

本発明の一実施例によるバッテリー特性測定装置を示す斜視図である。 図１のバッテリー特性測定装置の下側を示す底面図である。 図１のバッテリー特性測定装置のＩＩＩ−ＩＩＩ’線についての断面図である。 図２で接続部材が外部機器に結合される過程を示す図である。 使用者がバッテリー特性測定装置でバッテリーの特性を測定する状態を示す図である。 使用者の指が導電部材を押す前の状態を示す図である。 使用者の指が導電部材を押した後の状態を示す図である。 位置固定部材に含まれた把持部の変形例を示す図である。 本発明の他の一実施例によるバッテリー特性測定装置を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例について、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように、詳細に説明する。本発明は様々な形態に具現されることができ、ここで説明する実施例に限定されない。

本発明を明確に説明するために、説明に関係ない部分は省略し、明細書全般にわたって同一又は類似の構成要素に対しては同じ参照符号を付けることにする。

また、いくつかの実施例において、同じ構成を有する構成要素に対しては同じ符号を付けて代表的な実施例のみ説明し、その他の実施例は代表的な実施例と違う構成のみについて説明する。

明細書全般にわたって、ある部分が他の部分と“連結”されていると言うとき、これは“直接的に連結”されている場合だけでなく、他の部材を挟んで“間接的に連結”されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を“含む”というとき、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

他に定義しない限り、技術的又は科学的な用語を含めてここで使われる全ての用語は本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を持っている。一般的に使われる辞書に定義されているような用語は関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有するものに解釈されなければならなく、本出願で明らかに定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味に解釈されない。

図１〜図３を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリー特性測定装置１００は、本体１１０及び測定ユニット１２０を含む。

本体１１０は絶縁性素材からなり、使用者の手にはめられることができる。本体１１０の形状は使用者の手を包むことができる形状であり得る。例えば、本体１１０は、指、手の甲及び手の平を包むことができる。

前記本体１１０の形状は、指を包むことができる部分１１１と、手の平及び手の甲を包むことができる部分１１２とからなることができる。前記本体１１０の素材は、一例としてファブリック、皮、人造皮及び合成樹脂であり得るが、これに限定されない。

測定ユニット１２０は前記本体１１０において使用者の指が位置する部分１１１に設けられ、バッテリーの両端のそれぞれの少なくとも一部を取り囲むようになることができる。測定ユニット１２０とバッテリーが互いに結合した状態で、使用者が指で前記バッテリーに向けて押圧すれば、測定ユニット１２０は前記バッテリーと電気的に連結されることができる。

前記測定ユニット１２０は二つからなることができ、いずれか一方の測定ユニット１２０は本体１１０において使用者の人差し指又は中指が挿入される部分に設けられることができ、他方の測定ユニット１２０は本体１１０において使用者の親指が挿入される部分に設けられることができるが、これに限定されない。両測定ユニット１２０はバッテリーの陽極及び陰極のそれぞれに結合されることができる。このような測定ユニット１２０に結合されるバッテリーは、一例として円筒状バッテリーであり得る。

前記測定ユニット１２０は、一例として、位置固定部材１２１、導電部材１２２及び弾性部材１２３を含むことができる。

位置固定部材１２１は、ベース部１２１ａと把持部１２１ｂとを含むことができる。ベース部１２１ａは前記本体１１０に結合され、指の一部を取り囲む形状を有することができる。ベース部１２１ａの形状は、一例として、垂直断面がアーク（Ａｒｃ）状を有することができる。

前記ベース部１２１ａと本体１１０の結合方法は、本体１１０において指が挿入される部分の一側にホール（図示せず）を形成し、ベース部１２１ａは一側が切断されたリング状に製造し、使用者が本体１１０を着用した状態で本体１１０に形成されたホール（図示せず）に対応する部分に着脱することができる。これとは違い、ベース部１２１ａと本体１１０の結合方法は、熱融着による方法を使うことができるが、これに限定されない。

把持部１２１ｂは前記バッテリーの一端の一部を取り囲むことができる。把持部１２１ｂは、一例としてパイプ状を有することができる。把持部１２１ｂの内径はバッテリーの外径とほぼ同一であるかそれより少しだけ大きいサイズを有することができる。把持部１２１ｂはバッテリーの一部を把持して、導電部材１２２がバッテリーの電極端子と正確に向き合うようにすることができる。

一方、前記把持部１２１ｂの内側面は、端部から前記導電部材１２２に近くなるほど内径が減少することができる。すなわち、把持部１２１ｂの内側面には傾斜面１２１ｅが形成されることができる。これにより、使用者がバッテリーを把持部１２１ｂに正確に挿入しなくても、バッテリーが把持部１２１ｂの傾斜面１２１ｅに沿って把持部１２１ｂの内側に挿入されることができる。

導電部材１２２は前記位置固定部材１２１の内部の取付空間に設けられ、導電性素材からなることができる。導電部材１２２の素材は、一例として金属又は導電性プラスチックであり得るが、これに限定されない。

前記導電部材１２２は前記取付空間内において外力によって前記指から遠くなるか近くなる方向に移動することができる。例えば、図面に示す方向を基準に、導電部材１２２は上方に又は下方に移動することができる。

弾性部材１２３は前記位置固定部材１２１の取付空間に設けられ、前記導電部材１２２を弾性的に支持することができる。弾性部材１２３は、前記導電部材１２２への外力が除去された場合、前記導電部材１２２が指に隣接して位置する状態を維持するように弾性力を加えることができる。より詳細に説明すれば、図面に示す方向を基準に、導電部材１２２の上側に外力が印加されれば、導電部材１２２は下方に移動することができる。一方、導電部材１２２の上側への外力が除去されれば、弾性部材１２３は導電部材１２２の下側を弾性的に支持しているので、導電部材１２２は上方に移動して初期の位置に復元することができる。このための弾性部材１２３は、一例として圧縮スプリングであり得る。

一方、導電部材１２２が初期位置に位置する場合、導電部材１２２において本体１１０に隣接した部分は本体１１０の内部に向かって突出するように位置することが好ましい。これは、使用者の指と導電部材１２２が円滑に接触するようにするためである。そして、導電部材１２２が初期の位置に位置する場合、導電部材１２２において外部側の端部は外部に突出せずに取付空間の内部に位置することが好ましい。これは、導電部材１２２が外部の接触によって汚染されることを防止するためである。

このような測定ユニット１２０を含む本発明の一実施例によるバッテリー特性測定装置１００の動作過程は後述する。

一方、前述した本発明の一実施例によるバッテリー特性測定装置１００をより詳細に説明すれば、接続部材１４０と連結部材１５０とを含むことができる。

接続部材１４０は前記本体１１０に結合され、外部器機Ｃ（図４参照）が着脱可能に結合されることができる。接続部材１４０の一側には、外部器機Ｃ（図４参照）の陽極Ｔ１及び陰極Ｔ２にそれぞれ結合される端子１４０ａ、１４０ｂが位置することができる。このような接続部材１４０と外部器機Ｃ（図４参照）の結合方法は、一例として磁力による方法を適用することができるが、これに限定されない。

前記接続部材１４０は外部器機Ｃ（図４参照）と連結され、外部器機Ｃ（図４参照）から電源を受けることもできる。そして、測定ユニット１２０がバッテリーに連結され、バッテリーの電圧値又は電流値などの特性が接続部材１４０を介して外部器機Ｃ（図４参照）に伝送されることができる。ここで、外部器機Ｃ（図４参照）は、バッテリーの電圧、電流及び内部抵抗のいずれか一つ以上を測定することができる装置であり得る。

連結部材１５０は導電性素材からなり、前記本体１１０に取り付けられることができる。連結部材１５０は、前記測定ユニット１２０と前記接続部材１４０とを電気的に連結することができる。このため、前記連結部材１５０は、一例として導電性繊維からなることができる。ここで、本体１１０は一般的な非導電性繊維からなり、連結部材１５０は製造過程で本体１１０と一体に製造されることができる。すなわち、連結部材１５０は、本体１１０において測定ユニット１２０と接続部材１４０を連結する部分が導電性繊維から製造されることができる。

これとは違い、連結部材１５０を導電ケーブル（図示せず）から構成し、導電ケーブルで前記測定ユニット１２０と前記接続部材１４０とを電気的に連結することもできる。しかし、前述したように、連結部材１５０を導電性繊維から製造する場合、導電ケーブルを固定するための構造を備える必要がないので、製造が容易になり、耐久性も向上することができる。

以下では、図面を参照して、前述した本発明の一実施例によるバッテリー特性測定装置１００の動作過程について詳細に説明する。

使用者がバッテリー特性測定装置１００を手にはめ、外部器機Ｃを接続部材１４０に結合する。次いで、図５に示すように、使用者がバッテリー特性測定装置１００の両測定ユニット１２０をバッテリーＢの両端にそれぞれ結合する。ここで、図６に示すように、使用者の指Ｆが導電部材１２２を押圧しない状態では、導電部材１２２が弾性部材１２３によって取付空間の外部に突出しないことができる。よって、導電部材１２２とバッテリーＢの電極端子が接触することを防止することができる。

次いで、図７に示すように、使用者が指Ｆを動かして導電部材１２２を押圧すれば、導電部材１２２がバッテリーＢに向かって移動し、導電部材１２２とバッテリーＢの電極端子が互いに接触することができる。このとき、バッテリーＢの電圧又は電流のような特性が接続部材１４０を介して外部器機Ｃに伝送されることができる。ここで、位置固定部材１２１がバッテリーＢを把持しているので、導電部材１２２がバッテリーＢの電極端子と正確に接触することができる。

一般的なバッテリーでは、電圧だけでなく内部抵抗もバッテリー特性のうち非常に重要な要素である。バッテリーは電気化学反応によるインピーダンス成分を含むから、一般的に知られたｄｃ抵抗測定方法によっては内部抵抗の測定ができない。

バッテリーの内部抵抗の測定のために周波数を変えながらＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅ ｐｌｏｔ（Cole-Coleプロット）を描いた後、内部抵抗を測定することになる。このような過程は安定した状態（接触位置、接触状態、表面状態）で遂行しなければ不正確な結果に繋がるか又は測定まで長時間がかかることができる。

本発明の一実施例によるバッテリー特性測定装置１００は、測定ユニット１２０に含まれた位置固定部材１２１によって導電部材１２２がバッテリーの電極端子に正確に接触することができるので、製造されたバッテリーの特性を続けて測定する場合、導電部材１２２がいつもバッテリーの電極端子の同じ特定位置に接触することができる。よって、バッテリー特性の測定の際、測定誤差を減らすことができるだけでなく、熟練した使用者ではない使用者が測定しても導電部材１２２がいつもバッテリーの同じ特定位置に接触することができる。そして、バッテリー特性を正確に測定することができるだけでなく、測定時間を著しく縮めることができる。

また、本発明の一実施例によるバッテリー特性測定装置１００は、位置固定部材１２１がバッテリーを把持することにより、バッテリーが固定された状態で導電部材１２２とバッテリーが接触してバッテリーの電極端子の表面にスクラッチが発生することを防止することができる。

そして、バッテリーの特性を特定する場合、使用者によって誤差（ｈｕｍａｎ ｅｒｒｏｒ）が発生することを著しく減少させることができる。また、使用者がバッテリー特性測定装置１００でバッテリーの特性を測定しない場合、導電部材１２２は取付空間内に位置しているので、導電部材１２２が汚染されることを最小化し、導電部材１２２の表面に発生し得る汚染物質によってバッテリーの内部抵抗が間違って測定されることを防止することができる。

図８を参照すると、前述した位置固定部材１２１に含まれた把持部２２１ｂは、変形例として、固定部１２１ｃと着脱部１２１ｄとを含むことができる。

固定部１２１ｃは前記ベース部１２１ａに固定的に結合されることができる。固定部１２１ｃはベース部１２１ａと一体に形成されることができる。バッテリーの電極端子が固定部１２１ｃに接触することができる。

着脱部１２１ｄは前記固定部１２１ｃに着脱可能に結合され、バッテリーの一端部の一部を取り囲むことができる。このため、前記着脱部１２１ｄの形状は、一例としてリング（ｒｉｎｇ）状を有することができる。着脱部１２１ｄと固定部１２１ｃの結合方法は、一例として螺合方法を適用することができる。

円筒型バッテリーは、直径によって、１８６５０バッテリーと２１７００バッテリーとに分類することができる。１８６５０バッテリーは直径が１８ｍｍであり、２１７００バッテリーは直径が２１ｍｍである。前述した着脱部１２１ｄの内径は１８６５０バッテリーの外径に対応することもでき、２１７００バッテリーの外径に対応することもできる。すなわち、多様な直径を有する着脱部１２１ｄを準備した状態で、特定直径のバッテリーに対応する着脱部１２１ｄと固定部１２１ｃを結合して本発明の他の一実施例によるバッテリー特性測定装置１００を製造することができる。これにより、多様なサイズのバッテリーに対応するバッテリー特性測定装置１００を製造するために多数の金型を製作する必要がないので、製造コストを著しく節減することができる。

また、使用者がバッテリー特性測定装置１００で１８６５０バッテリーの特性を持続的に測定してから、１８６５０バッテリーと直径が違うバッテリーの特性を測定する場合、着脱部１２１ｄのみ簡単に交替して多様な直径のバッテリーの特性を測定することができる。すなわち、多様な直径のバッテリーに対応するバッテリー特性測定装置１００を全て備える必要がないので、バッテリー特性の測定時に発生する費用を節減することができる。

図９を参照すると、本発明の他の一実施例によるバッテリー特性測定装置１００は、絶縁部材１３０をさらに含むことができる。

絶縁部材１３０は絶縁性を有するとともに弾性変形する素材からなり、前記本体１１０の内部に設けられることができる。このような絶縁部材１３０は、一例としてゴム又はシリコンからなる板状の部材であり得る。

前記絶縁部材１３０は前記導電部材１２２において指と接触する部分を包むように設けられることができる。より詳細に説明すれば、絶縁部材１３０は導電部材１２２より大きいサイズを有し、本体１１０の内部で導電部材１２２及び周辺の本体１１０をカバーすることができる。絶縁部材１３０は本体１１０に結合されることができる。絶縁部材１３０と本体１１０を結合する方法は、一例として接着物質による方法又は熱融着による方法を適用することができるが、これに限定されない。

以上で本発明のいくつかの実施例について説明したが、これまで参照した図面と発明の詳細な説明はただ本発明の例示的なもので、これはただ本発明を説明する目的で開示したものであり、意味を限定するか特許請求の範囲に記載した本発明の範囲を制限するためのものではない。したがって、当該技術分野の通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点が理解可能であろう。よって、本発明の真正な技術的保護範囲は添付する特許請求の範囲の技術的思想によって決定されなければならないであろう。

本発明の一実施例によるバッテリー特性測定装置は、測定ユニットに含まれた位置固定部材によって導電部材がバッテリーの電極端子に正確に接触することができるので、製造されたバッテリーの特性を続けて測定する場合、導電部材がいつもバッテリーの電極端子の同じ特定位置に接触することができる。よって、バッテリー特性の測定の際、測定誤差を減らすことができるだけでなく、熟練した使用者ではない使用者が測定しても、導電部材がいつもバッテリーの同じ特定位置に接触することができる。そして、バッテリー特性を正確に測定することができるだけでなく、測定時間を著しく縮めることができる。

また、本発明の一実施例によるバッテリー特性測定装置は、位置固定部材がバッテリーを把持することにより、バッテリーが固定された状態で導電部材とバッテリーが接触してバッテリーの電極端子の表面にスクラッチが発生することを防止することができる。

そして、バッテリー特性の測定の際、使用者による誤差（ｈｕｍａｎ ｅｒｒｏｒ）が発生することを著しく減少させることができる。また、使用者がバッテリー特性測定装置でバッテリーの特性を測定しない場合、導電部材は取付空間内に位置しているので、導電部材が汚染されることを最小化し、導電部材の表面に発生し得る汚染物質によってバッテリーの内部抵抗が間違って測定されることを防止することができる。

１００ バッテリー特性測定装置
１１０ 本体
１２０ 測定ユニット
１２１ 位置固定部材
１２１ａ ベース部
１２１ｂ、２２１ｂ 把持部
１２１ｃ 固定部
１２１ｄ 着脱部
１２２ 導電部材
１２３ 弾性部材
１３０ 絶縁部材
１４０ 接続部材
１５０ 連結部材

Claims (10)

1. 絶縁性素材からなり、使用者の手にはめられることができる本体と、
   前記本体において前記使用者の指が位置する部分に設けられ、バッテリーの両端のそれぞれの少なくとも一部を取り囲むように形成され、前記バッテリーが結合された状態で前記使用者が指で前記バッテリーに向けて押圧した場合に、前記バッテリーに電気的に連結される測定ユニットと、
   を含む、バッテリー特性測定装置。
2. 前記測定ユニットは、
   前記本体に結合され、前記指の一部を包む形状を有するベース部、及び前記バッテリーの一端の一部を取り囲む把持部を含む位置固定部材と、
   前記位置固定部材の内部の取付空間内に設けられ、導電性素材からなり、前記取付空間内において外力によって前記指から遠くなるか近くなる方向に移動する導電部材と、
   前記取付空間内に設けられ、前記導電部材を弾性的に支持し、前記導電部材への外力が除去された場合、前記導電部材が前記指に隣接して位置する状態を維持するように弾性力を加える弾性部材と、
   を含む、請求項１に記載のバッテリー特性測定装置。
3. 前記位置固定部材の前記把持部は、
   前記ベース部に固定的に結合される固定部と、
   前記固定部に着脱可能に結合され、前記バッテリーの一端部の一部を取り囲む着脱部と、
   を含む、請求項２に記載のバッテリー特性測定装置。
4. 前記弾性部材は、圧縮スプリングである、請求項２又は３に記載のバッテリー特性測定装置。
5. 前記着脱部は、リング（ｒｉｎｇ）形状を有する、請求項３に記載のバッテリー特性測定装置。
6. 前記把持部の内側面は、端部から前記導電部材に近くなるほど内径が減少する、請求項２〜５のいずれか一項に記載のバッテリー特性測定装置。
7. 絶縁性を有するとともに弾性変形可能な素材からなり、前記本体の内部に設けられ、前記導電部材において前記指と接触する部分を覆うように設けられる絶縁部材をさらに含む、請求項２〜６のいずれか一項に記載のバッテリー特性測定装置。
8. 前記本体に結合され、外部機器が着脱可能に結合される接続部材と、
   導電性素材からなり、前記本体に設けられ、前記測定ユニットと前記接続部材を電気的に連結する連結部材と、
   を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のバッテリー特性測定装置。
9. 前記連結部材は導電性繊維からなる、請求項８に記載のバッテリー特性測定装置。
10. 前記外部機器は、前記バッテリーの電圧、電流、及び内部抵抗のいずれか一つ以上を測定する、請求項８又は９に記載のバッテリー特性測定装置。

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