JP2023509545A - 圧力測定ユニット及びバッテリー検査装置 - Google Patents

Abstract

本発明の一実施形態による圧力測定ユニットは、上面、下面、及び複数の側面を備えるボディ部と、ボディ部の複数の側面のうち少なくとも一つの側面に備えられるコネクタ部と、ボディ部の上面に結合され、外部からボディ部の上面に向かって加えられる圧力を測定する圧力測定部と、圧力測定部と接続されて圧力測定部から測定された圧力値を受信し、受信した圧力値を連結された通信ラインに出力する制御部と、を含む。

Description

本出願は、２０２０年７月２７日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２０－００９３３４５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。

本発明は、圧力測定ユニット及びバッテリー検査装置に関し、より詳しくは、相互に着脱可能な圧力測定ユニット及びそれを含むバッテリー検査装置に関する。

近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急激に伸び、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能バッテリーに対する研究が活発に行われている。

現在、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウムバッテリーなどのバッテリーが商用化しているが、中でもリチウムバッテリーはニッケル系のバッテリーに比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であって、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。

このようなバッテリーでは、充電及び放電過程または高温状態において、内部にガスが発生して膨れ上がるスウェリング（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）が発生し得る。スウェリングによってバッテリーに火災または爆発が起きる危険性があるため、バッテリーのスウェリング挙動を正確に検査することは重要である。

従来、複数のロードセルを用いてバッテリーのスウェリングを検査する装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１を参照すると、第１板、複数のロードセル、第２板、被測定物（バッテリーセル）、及び第３板が積層され、第１板、第２板及び第３板は複数の締結部材を通じて固定される。特に、バッテリーセルと複数のロードセルとの間に備えられた第２板が締結部材によって固定されるため、バッテリーセルの部位毎のスウェリング圧力が複数のロードセルに伝達するのに多くの損失が発生するしかない構造である。すなわち、特許文献１は、締結部材によってスウェリング圧力による第２板の動きが拘束されるため、バッテリーセルのスウェリングを正確に検査できないという限界がある。

また、特許文献１の図９を参照すると、第２板が複数の部分平板から構成され、それぞれの部分平板が連結部によって相互に連結される構造が開示されている。部分平板同士が互いに連結されているため、一つの部分平板に加えられるスウェリング圧力が他の部分平板にも影響を及ぼすおそれがある。

また、特許文献１の複数の部分平板は、弾性または軟性を有する材質から形成された連結部によって互いに拘束される。すなわち、一つの部分平板にスウェリング圧力が加えられれば、該スウェリング圧力が下側に位置したロードセルのみへと伝達されるのではなく、連結部を通じて分散する。

上述した点を考慮すると、特許文献１に開示されたバッテリーセル圧力測定装置によって測定されるバッテリーセルの圧力は正確ではないと言える。

韓国特許公開第１０－２０１７－００４２０８２号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、相互に着脱可能な圧力測定ユニットを提供し、このような圧力測定ユニットを複数個備えてバッテリーのスウェリングを多様な面で検査することができるバッテリー検査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。

本発明の一態様による圧力測定ユニットは、上面、下面、及び複数の側面を備えるように構成されたボディ部と、ボディ部の複数の側面のうち少なくとも一つの側面に備えられるように構成されたコネクタ部と、ボディ部の上面に結合され、外部からボディ部の上面に向かって加えられる圧力を測定するように構成された圧力測定部と、圧力測定部と接続されて圧力測定部から測定された圧力値を受信し、受信した圧力値を連結された通信ラインに出力するように構成された制御部と、を含む。

コネクタ部は、圧力測定部及び制御部に供給される電流が流れる電源ラインと連結されるように構成された電源端子と、通信ラインと連結されるように構成された通信端子と、を含むように構成され得る。

コネクタ部は、ボディ部の複数の側面にそれぞれ備えられ、それぞれに含まれた電源端子は電源ラインを通じて互いに連結され、それぞれに含まれた通信端子は通信ラインを通じて互いに連結されるように構成され得る。

制御部は、予め割り当てられた識別番号とともに圧力値を通信ラインに出力するように構成され得る。

本発明の他の一態様によるバッテリー検査装置は、本発明の一態様による圧力測定ユニットと、板状で構成された下板と、下板に対面して位置するように構成された板状の上板と、上板の一部分と下板の一部分とが固定結合されるように構成された固定フレームと、を含む。

圧力測定ユニットは、下板の上面に複数個備えられ、複数の圧力測定ユニットの上部にバッテリーが載置されるように板状の上面を有する圧力測定部を含み、下板に向かって加えられる単位圧力値を測定するように構成され得る。

複数の圧力測定ユニットは、相互に対応するコネクタ部同士が連結されるように構成され得る。

複数の圧力測定ユニットは、ボディ部の複数の側面に設けられ、相互に着脱可能になるように構成された結合部をさらに含み得る。

複数の圧力測定ユニットは、複数の側面のそれぞれにコネクタ部及び結合部を含むように直方体状で構成されたボディ部をそれぞれ含み、対応する圧力測定ユニット同士が結合部を通じて着脱可能に構成され、対応する圧力測定ユニット同士のコネクタ部が互いに連結されるように構成され得る。

本発明のさらに他の一態様によるバッテリー検査装置は、通信ラインと連結され、通信ラインを通じて複数の圧力測定ユニットのそれぞれで測定した複数の単位圧力値を受信し、受信した複数の単位圧力値に基づいてバッテリーの圧力分布及び部分毎の圧力の大きさのうち少なくとも一つを判断するように構成されたプロセッサをさらに含み得る。

本発明のさらに他の一態様によるバッテリー検査装置は、下板の下側に位置し、バッテリーから下板に向かって加えられるバッテリー圧力値を測定するように構成された圧力センサをさらに含み得る。

プロセッサは、複数の圧力測定ユニットから受信した複数の単位圧力値の合計とバッテリー圧力値とが相異なる場合、バッテリー圧力値に基づいて複数の単位圧力値をそれぞれ補正するように構成され得る。

本発明のさらに他の一態様によるバッテリー製造装置は、本発明の一態様による圧力測定ユニットを含む。

本発明の一態様による圧力測定ユニットは、外部から加えられる圧力を測定するための単位モジュールと言える。したがって、複数の圧力測定ユニットが互いに結合されて一つの圧力測定装置（例えば、圧力測定パッド）を形成できるため、本発明の一実施形態による圧力測定ユニットは優れた拡張性を提供することができる。

また、本発明の一態様によるバッテリー検査装置は、バッテリーの圧力分布及び部分毎の圧力の大きさを判断することで、バッテリースウェリングを多様な面で診断することができる。

本発明の効果は上記の効果に制限されず、他の効果は特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解できるであろう。

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。

本発明の一実施形態による圧力測定ユニットを概略的に示した図である。 本発明の一実施形態による圧力測定ユニットの分解斜視図である。 本発明の一実施形態による圧力測定ユニットの斜視図である。 本発明の一実施形態による圧力測定ユニットの他の例示的な構成を概略的に示した図である。 図４に示された圧力測定ユニットをＦ方向から眺めた概略的な側面図である。 図４に示された圧力測定ユニットをＳ方向から眺めた概略的な側面図である。 本発明の一実施形態による圧力測定ユニットにおいて、ボディ部の内部を概略的に示した平面図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリー検査装置を概略的に示した図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリー検査装置の例示的な構成を概略的に示した図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリー検査装置にバッテリーが介在された例示的な構成を概略的に示した図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリー検査装置において、複数の圧力測定ユニットが互いに連結された例示的な構成を概略的に示した図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリー検査装置の検査対象であるバッテリー、及び複数の圧力測定ユニットを概略的に示した図である。 本発明の一実施形態による圧力測定ユニットの他の実施形態を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態による圧力測定ユニットのさらに他の実施形態を概略的に示した図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリー検査装置の他の例示的な構成を概略的に示した図である。

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。

また、本発明の説明において、関連する公知の機能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、その詳細な説明を省略する。

第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素のうちある一つをその他の要素と区別するために使われたものであり、これら用語によって構成要素が限定されることはない。

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。

また、明細書に記載された制御部のような用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組合せで具現され得る。

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（接続）」されるとするとき、これは「直接的な連結（接続）」だけでなく、他の素子を介在した「間接的な連結（接続）」も含む。

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。

図１は本発明の一実施形態による圧力測定ユニット１００を概略的に示した図であり、図２は本発明の一実施形態による圧力測定ユニット１００の分解斜視図であり、図３は本発明の一実施形態による圧力測定ユニット１００の斜視図である。

図１を参照すると、本発明の一実施形態による圧力測定ユニット１００は、ボディ部１１０、圧力測定部１２０、コネクタ部１３０、及び制御部１４０を含み得る。

ボディ部１１０は、上面、下面、及び複数の側面を備えるように構成され得る。

具体的には、ボディ部１１０は、上面と下面を備え、複数の側面を備えた多面体状で構成され得る。例えば、ボディ部１１０は、少なくとも五つの面を有する多面体であり得る。

図２及び図３の実施形態において、ボディ部１１０は、六面体状で構成され得る。ここで、ボディ部１１０は、一つの上面、一つの下面、及び四つの側面（１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ）を備え得る。具体的には、ボディ部１１０は、第１側面１１０ａ、第２側面１１０ｂ、第３側面１１０ｃ、及び第４側面１１０ｄを備え得る。

コネクタ部１３０は、ボディ部１１０の複数の側面のうち少なくとも一つの側面に備えられるように構成され得る。

具体的には、コネクタ部１３０は、ボディ部１１０の一つ以上の側面に備えられ得る。望ましくは、コネクタ部１３０は、ボディ部１１０の複数の側面のそれぞれに備えられ得る。また、コネクタ部１３０は、通信ラインＣＬが連結された通信端子１３１、及び電源ラインＰＬが連結された電源端子１３２をそれぞれ備え得る。

図３の実施形態において、コネクタ部１３０は、ボディ部１１０の第１側面１１０ａ、第２側面１１０ｂ、第３側面１１０ｃ、及び第４側面１１０ｄにそれぞれ備えられ得る。

圧力測定部１２０は、ボディ部１１０の上面に結合されるように構成され得る。

望ましくは、ボディ部１１０の上面は、圧力測定部１２０が載置されるように板状で構成され得る。すなわち、圧力測定部１２０は、ボディ部１１０の上面に載置されて固定結合され得る。

また、圧力測定部１２０は、圧力測定素子１２１及びキャップ１２２を含み得る。図３の実施形態において、圧力測定素子１２１は、ボディ部１１０の上面に結合され、圧力測定素子１２１の上部にキャップ１２２が結合され得る。例えば、圧力測定素子１２１は、圧力を測定可能なロードセルであり、キャップ１２２は、ロードセルの上部に結合され得る。

圧力測定部１２０は、外部からボディ部１１０の上面に向かって加えられる圧力を測定するように構成され得る。

具体的には、圧力測定部１２０は、圧力測定部１２０の上側からボディ部１１０の上面に向かって加えられる圧力を測定するように構成され得る。例えば、図３の実施形態において、圧力測定部１２０は、圧力測定部１２０の上側からボディ部１１０に向かってキャップ１２２に加えられる圧力を測定し得る。

制御部１４０は、圧力測定部１２０と接続され、圧力測定部１２０から測定された圧力値を受信するように構成され得る。

制御部１４０は、圧力測定ユニット１００の内部または外部に備えられ、圧力測定部１２０と通信可能に接続され得る。望ましくは、制御部１４０は、ボディ部１１０の内部に備えられ得る。

制御部１４０は、受信した圧力値を連結された通信ラインＣＬに出力するように構成され得る。ここで、通信ラインＣＬは、コネクタ部１３０に備えられた通信端子１３１に連結され得る。

例えば、コネクタ部１３０の通信端子１３１に別途のプロセシングモジュールが接続された場合、プロセシングモジュールは、制御部１４０によって通信ラインＣＬに出力された圧力値を受信し得る。ここで、コネクタ部１３０は、ボディ部１１０の複数の側面にそれぞれ備えられ得るため、一つの圧力測定ユニット１００には複数のプロセシングモジュールが接続され得る。また、複数の圧力測定ユニット１００がコネクタ部１３０同士の連結を通じて相互に連結され得る。この場合、複数の圧力測定ユニット１００に含まれた複数の通信ラインＣＬは一つの通信バスを形成し、複数の電源ラインＰＬは一つの電源バスを形成し得る。

すなわち、本発明の一実施形態による圧力測定ユニット１００は、外部から加えられる圧力を測定するための単位モジュールと言える。したがって、複数の圧力測定ユニット１００が互いに結合されて一つの圧力測定装置（例えば、圧力測定パッド）を形成できるため、本発明の一実施形態による圧力測定ユニット１００は、優れた拡張性を提供することができる。例えば、１２個の圧力測定ユニット１００が備えられた場合、複数の圧力測定ユニット１００は、１列１２行、２列６行、または３列４行の形態で連結され得る。また、これとは対称的に、複数の圧力測定ユニット１００は、１２列１行、６列２行、または４列３行の形態で連結されてもよい。

一方、本発明の一実施形態による圧力測定ユニット１００に備えられた制御部１４０は、本発明で行われる多様な制御ロジックを実行するため、当業界に知られたプロセッサ５００、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、特定用途向け集積回路）、他のチップセット、論理回路、レジスタ、通信モデム、データ処理装置などを選択的に含み得る。また、制御ロジックがソフトウェアとして具現されるとき、制御部１４０は、プログラムモジュールの集合として具現され得る。このとき、プログラムモジュールはメモリに保存され、制御部１４０によって実行され得る。メモリは、制御部１４０の内部または外部に備えられ得、周知の多様な手段で制御部１４０と接続され得る。

図４は本発明の一実施形態による圧力測定ユニット１００の他の例示的な構成を概略的に示した図であり、図５は図４に示された圧力測定ユニット１００をＦ方向から眺めた概略的な側面図であり、図６は図４に示された圧力測定ユニット１００をＳ方向から眺めた概略的な側面図である。

圧力測定ユニット１００に含まれた複数のコネクタ部１３０のうち一部のコネクタ部１３０は、ボディ部１１０の対応する側面よりもボディ部１１０の外側に突出した形態で構成され得る。そして、残りのコネクタ部１３０は、ボディ部１１０の対応する側面よりもボディ部１１０の内側に凹んだ形態で構成され得る。

具体的には、ボディ部１１０の複数の側面のうち互いに対向する側面に備えられた複数のコネクタ部１３０のうちの一つは、ボディ部１１０の側面を基準にして外側に凸状に突出した形態で構成され得る。そして、他方は、ボディ部１１０の側面を基準にして内側に凹状に陥没した形態で構成され得る。ここで、ボディ部１１０の外側に凸状に突出した形態と内側に凹状に陥没した形態とは、互いに対応する形態であり得る。

例えば、図５及び図６の実施形態において、第１側面１１０ａに備えられたコネクタ部１３０は、第１側面１１０ａよりもボディ部１１０の外側に突出した形態で構成され、第２側面１１０ｂに備えられたコネクタ部１３０は、第２側面１１０ｂよりもボディ部１１０の外側に突出した形態で構成され得る。そして、第３側面１１０ｃに備えられたコネクタ部１３０は、第３側面１１０ｃよりもボディ部１１０の内側に凹んだ形態で構成され得、第４側面１１０ｄに備えられたコネクタ部１３０は、第４側面１１０ｄよりもボディ部１１０の内側に凹んだ形態で構成され得る。

図７は、本発明の一実施形態による圧力測定ユニット１００において、ボディ部１１０の内部を概略的に示した平面図である。

コネクタ部１３０は、圧力測定部１２０及び制御部１４０に供給される電流が流れる電源ラインＰＬと連結されるように構成された電源端子１３２、及び通信ラインＣＬと連結されるように構成された通信端子１３１を含むように構成され得る。

具体的には、電源ラインＰＬは、電源端子１３２、圧力測定部１２０及び制御部１４０に連結され、電源端子１３２から流れる電力を圧力測定部１２０及び制御部１４０に伝達するラインである。通信ラインＣＬは、通信端子１３１及び制御部１４０に連結され、制御部１４０が出力した圧力値を通信端子１３１に伝達するラインである。ここで、圧力測定部１２０と制御部１４０とは、通信ラインＣＬとは相なる別途のラインを通じて連結され、圧力測定部１２０が測定した圧力値が制御部１４０に送信され得る。

具体的には、コネクタ部１３０は、ボディ部１１０の複数の側面にそれぞれ備えられ、それぞれに含まれた電源端子１３２は、電源ラインＰＬを通じて互いに連結されるように構成され得る。また、コネクタ部１３０は、それぞれに含まれた通信端子１３１が通信ラインＣＬを通じて互いに連結されるように構成され得る。

例えば、図７の実施形態において、ボディ部１１０の四つの側面（１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ）のそれぞれに備えられた四つのコネクタ部１３０は、それぞれ電源端子１３２及び通信端子１３１を含み得る。四つのコネクタ部１３０のそれぞれの電源端子１３２は、電源ラインＰＬを通じて互いに連結され、電源ラインＰＬの一部が分岐して圧力測定部１２０及び制御部１４０に接続され得る。また、四つのコネクタ部１３０のそれぞれの通信端子１３１は、通信ラインＣＬを通じて互いに連結され、通信ラインＣＬの一部が分岐して制御部１４０に接続され得る。

すなわち、図７を参照すると、圧力測定ユニット１００が複数個備えられる場合、一つの圧力測定ユニット１００の第１側面１１０ａ、第２側面１１０ｂ、第３側面１１０ｃ及び第４側面１１０ｄのそれぞれに他の圧力測定ユニット１００が連結され得る。そして、連結された５個の圧力測定ユニット１００に含まれた通信ラインＣＬは一つの通信バスを形成し得、電源ラインＰＬは一つの電源バスを形成し得る。

制御部１４０は、予め割り当てられた識別番号とともに圧力値を通信ラインＣＬに出力するように構成され得る。ここで、識別番号は、圧力測定ユニット１００に対して予め割り当てられた識別番号であり得る。

例えば、制御部１４０が通信ラインＣＬに出力するための通信パケットを生成するとき、通信パケットのヘッダー領域には予め割り当てられた識別番号を含み、通信パケットのデータ領域には圧力値を含み得る。

一つの受信側に複数の圧力測定ユニット１００が接続されていると仮定しよう。この場合、通信パケットに圧力測定ユニット１００を特定可能な識別番号が含まれていないと、受信側は、複数の圧力測定ユニット１００のうちどの圧力測定ユニット１００から通信パケットを受信したかを特定することができない。したがって、制御部１４０は、通信パケットのヘッダー領域に予め割り当てられた識別番号を含ませることで、受信側が受信した通信パケットのヘッダー領域に含まれた識別番号を読み出し、複数の圧力測定ユニット１００のうち受信した通信パケットに対応する圧力測定ユニット１００を特定できるようにする。

図８は本発明の他の実施形態によるバッテリー検査装置１０を概略的に示した図であり、図９は本発明の他の実施形態によるバッテリー検査装置１０の例示的な構成を概略的に示した図である。

図８を参照すると、バッテリー検査装置１０は、本発明の一実施形態による圧力測定ユニット１００を含む。すなわち、バッテリー検査装置１０は、図１～図７を参照して上述した圧力測定ユニット１００を含み得る。

また、バッテリー検査装置１０は、下板２００、上板３００、及び固定フレーム４００を含み得る。

ここで、バッテリー２０は、負極端子２３ａ及び正極端子２３ｃを備え、物理的に分離可能な一つの独立したセルを意味する。一例として、一つのパウチ型リチウムポリマーセルをバッテリー２０として見なし得る。また、バッテリー２０は、一つ以上のバッテリーセルが直列及び／または並列に接続されて備えられたバッテリーモジュールであってもよい。以下、説明の便宜上、バッテリー２０が一つの独立したセルであるとして説明する。

下板２００は、板状で構成され得る。

上板３００は、板状であって、下板２００に対面して位置するように構成され得る。

例えば、図９の実施形態において、下板２００及び上板３００は両方とも板状であって、互いに対面するように位置し得る。

固定フレーム４００は、上板３００の一部分と下板２００の一部分とが固定結合されるように構成され得る。すなわち、固定フレーム４００は、上板３００と下板２００とが離隔して位置するように、上板３００の一部分と下板２００の一部分とを固定できる。

例えば、図９の実施形態において、固定フレーム４００は、上板３００及び下板２００の両方に結合され、上板３００と下板２００とを互いに対面するように位置させ得る。

圧力測定ユニット１００は、下板２００の上面に複数個備えられるように構成され得る。

上述したように、圧力測定ユニット１００は、ボディ部１１０を含み、ボディ部１１０の複数の側面にコネクタ部１３０を含み得る。複数の圧力測定ユニット１００は、対応するコネクタ部１３０同士が連結され、下板２００の上面に結合され得る。望ましくは、複数の圧力測定ユニット１００は、ボディ部１１０の下面が下板２００の上面に固定され得る。

例えば、図９の実施形態において、図４の実施形態による圧力測定ユニット１００が複数個備えられ得る。そして、複数の圧力測定ユニット１００は、ｘｙ方向を基準にして３列４行で互いに連結され、下板２００の上面に備えられ得る。

また、圧力測定ユニット１００は、複数の圧力測定ユニット１００の上部にバッテリー２０が載置されるように、板状の上面を有する圧力測定部１２０を含むように構成され得る。

すなわち、圧力測定部１２０の上面は、バッテリー２０が載置できるように板状で構成され得る。

図１０は、本発明の他の実施形態によるバッテリー検査装置１０にバッテリー２０が介在された例示的な構成を概略的に示した図である。具体的には、図１０は、図９の実施形態にバッテリー２０がさらに含まれた実施形態である。

例えば、図１０の実施形態において、バッテリー２０は、複数の圧力測定ユニット１００の上部と上板３００との間に介在され得る。具体的には、バッテリー２０は、複数の圧力測定ユニット１００の圧力測定部１２０の上面と上板３００との間に介在され得る。望ましくは、圧力測定部１２０の上面は、バッテリー２０が載置できるように板状で構成され得る。

また、圧力測定ユニット１００は、下板２００に向かって加えられる単位圧力値を測定するように構成され得る。

具体的には、バッテリー２０の充電及び／または放電過程で、複数の圧力測定ユニット１００のそれぞれは、対応するバッテリー２０の一部分で下板２００に向かって加えられる単位圧力値を測定し得る。より具体的には、複数の圧力測定ユニット１００は、それぞれに備えられた圧力測定部１２０の上面と接触するバッテリー２０の部分で下板２００に向かって加えられる単位圧力値を測定し得る。

例えば、図９及び図１０を参照すると、下板２００の上面に備えられた１２個の圧力測定ユニット１００は、圧力測定部１２０の上面に接触したバッテリー２０の一部分で下板２００に向かって加えられる単位圧力値をそれぞれ測定し得る。

図９を参照すると、バッテリー検査装置１０は、プロセッサ５００をさらに含み得る。

プロセッサ５００は、通信ラインＣＬと連結されるように構成され得る。

図１１は、本発明の他の実施形態によるバッテリー検査装置１０において、複数の圧力測定ユニット１００が互いに連結された例示的な構成を概略的に示した図である。具体的には、図１１は、図４の実施形態による複数の圧力測定ユニット１００が互いに連結された実施形態である。

例えば、図１１の実施形態において、第１圧力測定ユニット１００ａ、第２圧力測定ユニット１００ｂ、第３圧力測定ユニット１００ｃ、及び第４圧力測定ユニット１００ｄは、対応する形態を有するコネクタ部１３０同士が互いに連結され得る。すなわち、複数の圧力測定ユニット１００は、相互に対応するコネクタ部１３０同士が連結されるように構成され得る。

例えば、ボディ部１１０の外側に突出した形態を有する第１圧力測定ユニット１００ａのコネクタ部１３０は、ボディ部１１０の内側に陥没した形態を有する第２圧力測定ユニット１００ｂ及び第４圧力測定ユニット１００ｄのコネクタ部１３０と連結され得る。また、ボディ部１１０の外側に突出した形態を有する第２圧力測定ユニット１００ｂのコネクタ部１３０は、ボディ部１１０の内側に陥没した形態を有する第３圧力測定ユニット１００ｃのコネクタ部１３０と連結され得る。また、ボディ部１１０の外側に突出した形態を有する第４圧力測定ユニット１００ｄのコネクタ部１３０は、ボディ部１１０の内側に陥没した形態を有する第３圧力測定ユニット１００ｃのコネクタ部１３０と連結され得る。

例えば、図１１の実施形態において、複数の圧力測定ユニット１００が対応するコネクタ部１３０同士で連結された場合、複数の圧力測定ユニット１００に含まれた通信ラインＣＬは、一つの通信バスを形成し得る。また、複数の圧力測定ユニット１００に含まれた電源ラインＰＬは、一つの電源バスを形成し得る。そして、プロセッサ５００は、複数の圧力測定ユニット１００のうちいずれか一つの通信端子１３１と接続されることで、複数の圧力測定ユニット１００の通信ラインＣＬと接続され得る。

例えば、図９の実施形態において、プロセッサ５００は、ｘｙ方向を基準にして１行３列に位置した圧力測定ユニット１００のコネクタ部１３０と接続され得る。そして、プロセッサ５００は、該当コネクタ部１３０と接続されることで、１２個の圧力測定ユニット１００に含まれた通信ラインＣＬと接続され得る。

また、プロセッサ５００は、通信ラインＣＬを通じて複数の圧力測定ユニット１００のそれぞれから測定された複数の単位圧力値を受信するように構成され得る。

具体的には、複数の圧力測定ユニット１００に含まれた制御部１４０は、通信ラインＣＬを通じて並列に接続され得る。したがって、プロセッサ５００は、通信ラインＣＬを通じて複数の制御部１４０がそれぞれ出力した圧力値を受信し得る。

望ましくは、制御部１４０は、予め割り当てられた識別番号及び圧力値が含まれた通信パケットを通信ラインＣＬに出力し得る。したがって、プロセッサ５００は、通信ラインＣＬを通じて受信した通信パケットから識別番号及び単位圧力値を抽出し得る。プロセッサ５００は、抽出した識別番号に基づいて、複数の圧力測定ユニット１００のうち該当通信パケットを通信ラインＣＬに出力した圧力測定ユニット１００を決定し得る。そして、プロセッサ５００は、通信パケットから抽出した単位圧力値を、決定された圧力測定ユニット１００によって測定されたものと判断し得る。

また、プロセッサ５００は、受信した複数の単位圧力値に基づいて、バッテリー２０の部分毎の圧力分布及び圧力の大きさのうち少なくとも一つを判断するように構成され得る。そのため、プロセッサ５００は、下板２００の上面における複数の圧力測定ユニット１００のそれぞれの位置情報を予め確保し得る。このような位置情報は、外部からプロセッサ５００に入力されるか、または、ユーザによってプロセッサ５００に直接設定され得る。

一般に、バッテリー２０が充電及び／または放電する過程では、バッテリー２０の体積が膨れ上がるバッテリースウェリングが発生することがある。このようなバッテリースウェリングは、バッテリー２０の中央部だけでなく、周辺部においても発生し得る。そして、バッテリー２０の周辺部とは、中央部を除いた領域を称する。

すなわち、プロセッサ５００は、複数の圧力測定ユニット１００同士の結合関係に基づいて、複数の圧力測定ユニット１００のそれぞれがバッテリー２０のどの部分に対応するかを判断し得る。したがって、プロセッサ５００は、複数の圧力測定ユニット１００から受信した単位圧力値に基づいて、バッテリー２０の部分毎にスウェリングによる圧力分布及び圧力の大きさのうち少なくとも一つを判断し得る。

バッテリー検査装置１０は、バッテリースウェリングによるバッテリー２０の圧力分布（スウェリング分布）及び／またはスウェリングによるバッテリー２０の圧力の大きさ（スウェリング圧力）を検査できるため、バッテリー２０においてスウェリングが発生した部分を具体的に特定することができる。

また、バッテリー検査装置１０は、バッテリー２０の部分毎の圧力の大きさを具体的に判断できるため、バッテリー２０のスウェリングが発生した具体的な原因を分析するための情報を提供することができる。例えば、バッテリー検査装置１０から得たバッテリー２０の圧力分布及び部分毎の圧力の大きさに基づいて、バッテリースウェリングの原因がガス生成による圧力上昇であるか、それとも、異物の混入による圧力上昇であるかを区分可能である。

したがって、バッテリー検査装置１０は、バッテリースウェリングによるバッテリー２０の圧力分布及び／またはバッテリー２０の圧力の大きさを判断することで、バッテリースウェリングを多様な面で診断することができる。

一方、固定フレーム４００は、下板２００と上板３００との間隔を調節するように構成され得る。望ましくは、バッテリー２０を複数の圧力測定ユニット１００と上板３００との間に固定するため、固定フレーム４００において下板２００及び上板３００が固定結合される位置が調節され得る。したがって、複数の圧力測定ユニット１００の上面と上板３００の下面との間隔が調節され得る。

例えば、図９の実施形態において、固定フレーム４００は、下板２００及び上板３００が固定される位置を垂直方向（ｚ方向）で調節可能に構成され得る。

もし、固定フレーム４００によって下板２００の上面と上板３００の下面との間隔が調節できないと、検査対象になるバッテリー２０の大きさ及び種類が限定されるという問題がある。

したがって、本発明の一実施形態によるバッテリー検査装置１０は、下板２００と上板３００との間隔が調節可能に構成された固定フレーム４００を備え、多様な厚さを有するバッテリー２０のスウェリングを検査することができる。

図１２は、本発明の他の実施形態によるバッテリー検査装置１０の検査対象であるバッテリー２０、及び複数の圧力測定ユニット１００を概略的に示した図である。

図１２を参照すると、バッテリー２０は、上部ケース２１、下部ケース２２、電極端子２３、及び収納部２４を含み得る。ここで、電極端子２３は、正極端子２３ｃ及び負極端子２３ａを含み得る。また、バッテリー２０の収納部２４には、正極、負極、及び分離膜を含む電極組立体が収納され得る。

そして、バッテリー２０の上部ケース２１の上面は上板３００の下面に接触し、バッテリー２０の収納部２４の下面は複数の圧力測定ユニット１００の上面に接触し得る。図１２には、下部ケース２２のみに収納部２４が備えられたバッテリー２０を示したが、上部ケース２１及び／または下部ケース２２に収納部２４が備えられたバッテリー２０もバッテリー検査装置１０の検査対象として適用可能である。

望ましくは、複数の圧力測定ユニット１００の個数は、複数の圧力測定ユニット１００の上面の総面積１００Ａが接触するバッテリー２０の収納部２４の下面の面積２０Ａ以上になるように構成され得る。

例えば、図１２の実施形態において、１２個の圧力測定ユニット１００が互いに連結され得る。そして、１２個の圧力測定ユニット１００の圧力測定部１２０の上面の総面積１００Ａは、バッテリー２０の収納部２４の下面の面積２０Ａ以上であり得る。

図１を参照すると、圧力測定ユニット１００は、結合部１５０をさらに含み得る。

すなわち、複数の圧力測定ユニット１００は、ボディ部１１０の複数の側面に設けられて相互に着脱可能に構成された結合部１５０をさらに含み得る。

例えば、図３及び図４の実施形態による圧力測定ユニット１００に、結合部１５０がさらに設けられ得る。

具体的には、結合部１５０は、圧力測定ユニット１００のそれぞれのボディ部１１０の側面に設けられ得る。そして、対応する圧力測定ユニット１００に備えられた結合部１５０同士が着脱することで、対応する複数の圧力測定ユニット１００が互いに結合され得る。そして、複数の圧力測定ユニット１００が結合部１５０によって結合されることで、対応するコネクタ部１３０が互いに連結され得る。

複数の圧力測定ユニット１００がコネクタ部１３０のみによって連結される場合は、外力が作用するか又はバッテリー圧力が加えられる場合、コネクタ部１３０同士の連結が非正常に解除されるおそれがある。したがって、複数の圧力測定ユニット１００は、ボディ部１１０の側面に結合部１５０をさらに備えることで、対応する圧力測定ユニット１００同士の連結強度を向上させることができる。

より具体的には、複数の圧力測定ユニット１００は、複数の側面のそれぞれにコネクタ部１３０及び結合部１５０を含むように、直方体状で構成されたボディ部１１０をそれぞれ含むように構成され得る。例えば、ボディ部１１０は、一つの上面、一つの下面、及び四つの側面（１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ）を含み、四つの側面（１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ）のそれぞれには結合部１５０及びコネクタ部１３０が備えられ得る。

そして、複数の圧力測定ユニット１００は、対応する圧力測定ユニット１００同士が結合部１５０を通じて着脱可能に構成され得る。したがって、複数の圧力測定ユニット１００は、対応する圧力測定ユニット１００のコネクタ部１３０が互いに連結されるように構成され得る。

図１１を参照すると、互いに連結された圧力測定ユニット１００のそれぞれに含まれた通信ラインＣＬは、一つの通信バスを形成し得る。したがって、互いに連結された圧力測定ユニット１００に含まれた複数の制御部１４０は並列に接続され得る。また、互いに連結された圧力測定ユニット１００のそれぞれに含まれた電源ラインＰＬは、一つの電源バスを形成し得る。

以下では、説明の便宜上、図４の実施形態による圧力測定ユニット１００に結合部１５０がさらに含まれた実施形態について説明する。勿論、結合部１５０は、図３の実施形態による圧力測定ユニット１００にも備えられ得る。

例えば、結合部１５０は磁性物質で形成され、ボディ部１１０の対応する側面の一部または全体に付着し得る。他の例として、結合部１５０は、ボディ部１１０の対応する側面の一部または全体に直接塗布されて形成された塗布層であってもよい。

図１３は、本発明の一実施形態による圧力測定ユニット１００のさらに他の実施形態を概略的に示した図である。

例えば、図１３の実施形態において、結合部１５０は、ボディ部１１０の対応する側面の全体に付着され得る。

複数の圧力測定ユニット１００が互いに連結される場合、対応する圧力測定ユニット１００の結合部１５０同士の間の引力により、複数の圧力測定ユニット１００同士の連結強度が向上できる。したがって、本発明の一実施形態によるバッテリー検査装置１０は、対応する圧力測定ユニット１００のコネクタ部１３０同士の連結をより安定的に維持することができる。

図１４は、本発明の一実施形態による圧力測定ユニット１００のさらに他の実施形態を概略的に示した図である。

図１４の実施形態において、結合部１５０は、ボディ部１１０の外側に突出した形態で構成された第１連結部１５０ａ、及びボディ部１１０の内側に陥没した形態で構成された第２連結部１５０ｂを含み得る。例えば、第１連結部１５０ａと第２連結部１５０ｂとは互いに対応する形態で構成され、圧力測定ユニット１００の第１連結部１５０ａは他の圧力測定ユニット１００の第２連結部１５０ｂに嵌合され得る。

すなわち、第１連結部１５０ａはボディ部１１０の外側に突出した形態の突出部であり、第２連結部１５０ｂはボディ部１１０の内側に陥没した形態の溝部であり得る。

具体的には、第１連結部１５０ａは、ボディ部１１０の対応する側面を基準にして外側に突出するように構成され得る。望ましくは、第１連結部１５０ａは、ボディ部１１０の複数の側面のうちボディ部１１０の側面よりも外側に凸状に突出した形態のコネクタ部１３０が備えられた側面に備えられ得る。例えば、図１４の実施形態において、第１連結部１５０ａは第１側面１１０ａ及び第４側面１１０ｄに備えられ、第２連結部１５０ｂは第２側面１１０ｂ及び第３側面１１０ｃに備えられ得る。

また、第１連結部１５０ａの突出長さは、コネクタ部１３０の突出長さに以上で構成され得る。具体的には、第１連結部１５０ａは、対応するボディ部１１０の側面から一端までの長さが、該当ボディ部１１０の側面から隣接したコネクタ部１３０の一端までの長さ以上に構成され得る。例えば、図１４の実施形態において、第４側面１１０ｄから第１連結部１５０ａの一端までの長さは、第４側面１１０ｄからコネクタ部１３０の一端までの長さ以上であり得る。

第１連結部１５０ａの突出長さに対応するように、第２連結部１５０ｂの陥没長さが構成され得る。具体的には、複数の第２連結部１５０ｂのそれぞれの陥没長さは、対応するコネクタ部１３０の陥没長さ以上であり得る。ここで、突出長さは、ボディ部１１０の対応する側面を基準にして外側に突出した形態で形成された長さを意味し得る。また、陥没長さは、ボディ部１１０の対応する側面を基準にして内側に凹んだ形態で形成された長さを意味し得る。

したがって、複数の圧力測定ユニット１００同士が連結されるとき、対応する第１連結部１５０ａと第２連結部１５０ｂとが結合されるため、連結された複数の圧力測定ユニット１００のコネクタ部１３０同士の連結が外部の衝撃またはバッテリー２０から加えられるスウェリング圧力によって非正常に解除されることを効果的に防止できる。

図１５は、本発明の他の実施形態によるバッテリー検査装置１０の他の例示的な構成を概略的に示した図である。

図８及び図１５を参照すると、バッテリー検査装置１０は、圧力センサ６００をさらに含み得る。

圧力センサ６００は、下板２００の下側に位置するように構成され得る。望ましくは、圧力センサ６００の上面は、下板２００の下面に接触し得る。

また、圧力センサ６００は、バッテリー２０から下板２００に向かって加えられるバッテリー圧力値を測定するように構成され得る。

具体的には、下板２００の上面に備えられた複数の圧力測定ユニット１００はそれぞれ、対応するバッテリー２０の部分に対する単位圧力値を測定し得る。一方、圧力センサ６００は、バッテリー２０から下板２００に向かって加えられる総圧力値（バッテリー圧力値）を測定し得る。

プロセッサ５００は、複数の圧力測定ユニット１００から受信した複数の単位圧力値の合計とバッテリー圧力値とが相異なる場合、バッテリー圧力値に基づいて複数の単位圧力値をそれぞれ補正するように構成され得る。

理想的には、複数の圧力測定ユニット１００がそれぞれ測定した単位圧力値の合計が、圧力センサ６００が測定したバッテリー圧力値と同一である。しかし、バッテリー２０の収納部２４が一つの構成で形成されているため、バッテリー２０の収納部２４の一部分で発生するバッテリースウェリングが他の部分にも影響を及ぼし得る点、及び／または、バッテリー検査装置１０の各構成間の機械的結合関係による摩擦損失などを考慮すれば、単位圧力値の合計とバッテリー圧力値とは相異なる値になり得る。

したがって、プロセッサ５００は、バッテリー圧力値に基づいてそれぞれの単位圧力値を補正することで、バッテリー２０の圧力分布及び／または部分毎の圧力の大きさをより正確に判断することができる。

具体的には、プロセッサ５００は、「（バッテリー圧力値－複数単位圧力値の合計）÷バッテリー圧力値×１００」を計算し、バッテリー圧力値と複数の単位圧力値の合計との間の誤差率を算出し得る。そして、プロセッサ５００は、算出した誤差率によって複数の単位圧力値をそれぞれ上向調整するか又は下向調整し得る。

例えば、バッテリー圧力値がＰであって、複数の単位圧力値の合計が０．９Ｐであると仮定すると、プロセッサ５００は「（Ｐ－０．９Ｐ）÷Ｐ×１００」を計算し、バッテリー圧力値と複数の単位圧力値の合計との誤差率を１０％と算出する。そして、プロセッサ５００は、複数の単位圧力値をそれぞれ１０％ずつ上向させ、上向した複数の単位圧力値に基づいてバッテリー２０の圧力分布及び／または部分毎の圧力の大きさを判断し得る。

本発明の他の実施形態によるバッテリー製造装置は、本発明の一実施形態によるバッテリー検査装置１０を含む。

例えば、バッテリー製造装置は、バッテリー２０の製造工程のうち、テスト工程で用いられ得る。望ましくは、テスト工程は、バッテリー２０のエイジング工程が完了した後に行われる工程であって、バッテリー２０を複数回充放電させながら欠陥のあるバッテリー２０を選別する工程であり得る。この過程で、バッテリー２０はバッテリー検査装置１０に介在され、バッテリー２０の充放電が繰り返される間に、プロセッサ５００は、バッテリー２０の圧力分布（スウェリング分布）及び部分毎の圧力の大きさ（スウェリング圧力）を検出できる。

したがって、本発明の他の実施形態によるバッテリー製造装置によれば、バッテリー２０の出荷前に欠陥（特に、スウェリング関連の欠陥）のあるバッテリー２０を選別することができる。

以上のように、本発明を限定された実施形態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。

また、上述した本発明は、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者により、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であって、上述した実施形態及び添付の図面によって限定されるものではなく、多様な変形のため各実施形態の全部または一部が選択的に組み合わせられて構成され得る。

１０：バッテリー検査装置
２０：バッテリー
１００：圧力測定ユニット
１１０：ボディ部
１２０：圧力測定部
１３０：コネクタ部
１４０：制御部
１５０：結合部
２００：下板
３００：上板
４００：固定フレーム
５００：プロセッサ
６００：圧力センサ

Claims (12)

1. 上面、下面、及び複数の側面を備えるボディ部と、
   前記ボディ部の複数の側面のうち少なくとも一つの側面に備えられるコネクタ部と、
   前記ボディ部の上面に結合され、外部から前記ボディ部の上面に向かって加えられる圧力を測定する圧力測定部と、
   前記圧力測定部と接続されて前記圧力測定部から測定された圧力値を受信し、受信した圧力値を連結された通信ラインに出力する制御部と、を含む、圧力測定ユニット。
2. 前記コネクタ部は、
   前記圧力測定部及び前記制御部に供給される電流が流れる電源ラインと連結される電源端子と、前記通信ラインと連結される通信端子とを含む、請求項１に記載の圧力測定ユニット。
3. 前記コネクタ部は、
   前記ボディ部の複数の側面にそれぞれ備えられ、それぞれに含まれた前記電源端子は前記電源ラインを通じて互いに連結され、それぞれに含まれた前記通信端子は前記通信ラインを通じて互いに連結される、請求項２に記載の圧力測定ユニット。
4. 前記制御部は、
   予め割り当てられた識別番号とともに前記圧力値を前記通信ラインに出力する、請求項１から３のいずれか一項に記載の圧力測定ユニット。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の圧力測定ユニットと、
   板状で構成された下板と、
   前記下板に対面して位置する板状の上板と、
   前記上板の一部分と前記下板の一部分とを固定結合する固定フレームと、を含み、
   前記圧力測定ユニットは、
   前記下板の上面に複数個備えられ、複数の圧力測定ユニットの上部にバッテリーが載置されるように板状の上面を有する前記圧力測定部を含み、前記下板に向かって加えられる単位圧力値を測定する、バッテリー検査装置。
6. 前記複数の圧力測定ユニットは、
   相互に対応する前記コネクタ部同士が連結される、請求項５に記載のバッテリー検査装置。
7. 前記複数の圧力測定ユニットは、
   前記ボディ部の前記複数の側面に設けられて相互に着脱可能な結合部をさらに含む、請求項５または６に記載のバッテリー検査装置。
8. 前記複数の圧力測定ユニットは、
   複数の側面のそれぞれに前記コネクタ部及び前記結合部を含むように直方体状で構成された前記ボディ部をそれぞれ含み、対応する圧力測定ユニット同士が前記結合部を通じて着脱可能に構成され、前記対応する圧力測定ユニット同士の前記コネクタ部が互いに連結される、請求項７に記載のバッテリー検査装置。
9. 前記通信ラインと連結され、前記通信ラインを通じて前記複数の圧力測定ユニットのそれぞれで測定した複数の単位圧力値を受信し、受信した複数の単位圧力値に基づいて前記バッテリーの圧力分布及び部分毎の圧力の大きさのうち少なくとも一つを判断するプロセッサをさらに含む、請求項５から８のいずれか一項に記載のバッテリー検査装置。
10. 前記下板の下側に位置し、前記バッテリーから前記下板に向かって加えられるバッテリー圧力値を測定する圧力センサをさらに含む、請求項９に記載のバッテリー検査装置。
11. 前記プロセッサは、
    前記複数の圧力測定ユニットから受信した前記複数の単位圧力値の合計と前記バッテリー圧力値とが相異なる場合、前記バッテリー圧力値に基づいて前記複数の単位圧力値をそれぞれ補正する、請求項１０に記載のバッテリー検査装置。
12. 請求項１から４のいずれか一項に記載の圧力測定ユニットを含む、バッテリー製造装置。

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