JP7246566B2 - 強制放電テスト装置及び強制放電テスト方法 - Google Patents

強制放電テスト装置及び強制放電テスト方法 Download PDF

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Description

本発明は、バッテリーセル及び／またはセルグループの熱暴走防止に活用する抵抗素子の抵抗を決定するための技術に関する。
本出願は、２０１９年１１月１３日付け出願の韓国特許出願第１０－２０１９－０１４５２４０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。
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。
バッテリーの内外部的な原因によって形成された高温の環境にバッテリーが長時間晒される場合、バッテリーが発火し得る。バッテリーが発火すると、バッテリーから放出される大量の熱によって、隣接した他のバッテリーまでも発火し得、このような現象を「熱暴走（ｔｈｅｒｍａｌ ｒｕｎａｗａｙ）」と称する。
特に、バッテリーの充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が高いほど発火時の発熱量も多い。したがって、バッテリーの温度異常が感知される場合、バッテリーの内部エネルギーを消耗するためバッテリーを強制的に放電させることで、熱暴走が発生する危険性を抑える必要がある。
バッテリーの強制放電を安全に行うためには、強制放電中にバッテリーのエネルギーをジュール熱として消耗する抵抗素子の抵抗を適切に選定することが重要である。その理由は、抵抗素子の抵抗が低過ぎれば、抵抗素子の温度が急激に上昇して強制放電によってかえってバッテリーの発熱量が増加し、抵抗素子の抵抗が高過ぎれば、バッテリーの内部エネルギーの減少速度が遅過ぎるためである。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリーセル及び／またはセルグループの強制放電時に活用される抵抗素子の抵抗を決定するためのテストを行う装置及び方法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強制放電テスト装置は、第１制御信号に応えて、所定の昇温速度で発熱するように構成されるヒーティング回路と、バッテリーセルに並列で接続され、第２制御信号に応えて、バッテリーセルを放電させるように構成される放電回路と、バッテリーセルのセル温度を検出するように構成される温度センサと、ヒーティング回路、放電回路及び温度センサに動作可能に結合された制御部と、を含む。ｍが２以上の自然数、ｎが２以上の自然数、ｉがｍ以下の自然数、ｊがｎ以下の自然数であるとするとき、制御部は、第ｉ抵抗設定情報及び第ｊ温度設定情報を含むテスト命令の受信に応えて、第１時点で第１制御信号を出力するように構成される。第ｉ抵抗設定情報は、放電回路の抵抗が第１テスト抵抗～第ｍテスト抵抗のうち第ｉテスト抵抗と同一に設定されたことを示す。第ｊ温度設定情報は、第１テスト温度～第ｎテスト温度のうち第ｊテスト温度と同一に放電開始温度を設定することを要請するものである。制御部は、第１時点以後の第２時点でセル温度が第ｊテスト温度に到達したことに応えて、第２制御信号を出力するように構成される。制御部は、第１時点から所定の昇温時間が経過した第３時点で、セル温度が上限温度以下である場合、第ｊテスト温度が第ｉテスト抵抗に対して有効であると決定するように構成される。
ヒーティング回路は、バッテリーセルに接触可能に提供されるヒーティングフィルムと、第１制御信号に応えて、所定の昇温速度に対応する大きさの直流電圧をヒーティングフィルムの両端にかけて印加するように構成されるパワーサプライと、を含み得る。
放電回路は、交換可能な抵抗素子と、バッテリーセルの正極端子と負極端子との間で抵抗素子に直列で接続されるスイッチと、を含み得る。スイッチは、第２制御信号に応じてターンオンされる。
制御部は、第１テスト抵抗～第ｍテスト抵抗のそれぞれに関連した第１臨界温度～第ｍ臨界温度を決定するように構成され得る。第ｉ臨界温度は、第１テスト温度～第ｎテスト温度のうち第ｉテスト抵抗に対して有効であると決定された最大テスト温度である。
制御部は、第１臨界温度～第ｍ臨界温度の最大値を最適温度として決定するように構成され得る。制御部は、最適温度に関連したテスト抵抗をバッテリーセルの熱暴走を防止するための第１最適抵抗として決定するように構成され得る。
制御部は、セルグループのセル配列情報及び第１最適抵抗に基づいて、セルグループの熱暴走を防止するための第２最適抵抗を決定するように構成され得る。セル配列情報は、セルグループに含まれたセル列の第１個数、及び各セル列に含まれたバッテリーセルの第２個数を含む。
制御部は、下記の数式１を用いて、第２最適抵抗を決定するように構成され得る。
Figure 0007246566000001
強制放電テスト装置は、ヒーティングフィルム及びバッテリーセルを加圧するように提供される加圧ジグをさらに含み得る。
強制放電テスト装置は、テスト命令を制御部に出力するように構成されるインタフェース部をさらに含み得る。
本発明の他の一態様による強制放電テスト方法は、強制放電テスト装置を用いたものであって、テスト命令の受信に応えて、第１時点で第１制御信号を出力する段階と、第１時点以後の第２時点でセル温度が第ｊテスト温度に到達したことに応えて、第２制御信号を出力する段階と、第１時点から所定の昇温時間が経過した第３時点で、セル温度が上限温度以下である場合、第ｊテスト温度が第ｉテスト抵抗に対して有効であると決定する段階と、を含む。
本発明の実施形態のうち少なくとも一つによれば、バッテリーセル及び／またはセルグループの強制放電に活用される抵抗素子の抵抗を決定することができる。
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。
本発明による強制放電テスト装置の構成を例示的に示した図である。 セルグループの配列情報の説明に参照される図である。 強制放電テストによるバッテリーセルの温度変化を例示的に示した図である。 ７個のテスト抵抗と５個のテスト温度とから組合せ可能な３５種のテスト抵抗－テスト温度の対のそれぞれに対し、図３による強制放電テストを一回ずつ行った結果を例示的に示した図である。 本発明の第１実施例による強制放電テスト方法を例示的に示したフロー図である。 本発明の第２実施例によるセルグループのための最適抵抗を決定する方法を例示的に示したフロー図である。
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典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。
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）」だけではなく、他の素子を介在した「間接的な連結（接続）」も含む。
図１は本発明による強制放電テスト装置１０の構成を例示的に示した図であり、図２はセルグループＢＧの配列情報の説明に参照される図である。
図１を参照すると、強制放電テスト装置１０（以下、「テスト装置」と称する）は、ヒーティング回路１１０、放電回路１２０、温度センサ１３０及び制御部１４０を含む。テスト装置１０は、加圧ジグ２０及びインタフェース部１５０のうち少なくとも一つをさらに含み得る。
ヒーティング回路１１０は、第１制御信号に応えて、所定の昇温速度（例えば、３０℃／分）で発熱するように構成される。ヒーティング回路１１０は、ヒーティングフィルム１１２及びパワーサプライ１１４を含み得る。パワーサプライ１１４は、第１制御信号に応えて、所定の昇温速度に対応する大きさの直流電圧をヒーティングフィルム１１２の両端にかけて印加する。パワーサプライ１１４は、第１制御信号に応えて、所定の昇温時間に亘って、所定の直流電圧プロファイルに従ってヒーティングフィルム１１２の両端にかけて印加される直流電圧の大きさを調節する。直流電圧によってヒーティングフィルム１１２が発熱することで、ヒーティングフィルム１１２の温度が所定の昇温速度で上昇する。
放電回路１２０は、バッテリーセルＢＣに並列で接続され得る。放電回路１２０は、第２制御信号に応えて、バッテリーセルＢＣの正極端子Ｐ＋と負極端子Ｐ－との間に放電経路を形成するように提供される。放電回路１２０は、抵抗素子１２２及びスイッチ１２４を含み得る。抵抗素子１２２は、交換可能なものであり、本発明による強制放電テストのため、それぞれ第１テスト抵抗～第ｍテスト抵抗（ｍは２以上の自然数）を有するｍ個の抵抗素子１２２が予め用意される。代案的には、抵抗素子１２２は、制御部１４０からの命令に応えて、自らの抵抗を第１テスト抵抗～第ｍテスト抵抗のうちいずれか一つと同一に設定可能な可変抵抗器であり得る。スイッチ１２４は、第２制御信号によってターンオンされるものであって、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）のような公知のスイッチング素子であり得る。
加圧ジグ２０は、強制放電テスト中にバッテリーセルＢＣとヒーティングフィルム１１２との間の密着状態が一定に維持されるように、バッテリーセルＢＣとヒーティングフィルム１１２との積層体を両方向で加圧するように提供される。加圧ジグ２０は、一対の加圧プレート２１、２２を含み得る。図１に示されたように、ヒーティングフィルム１１２がバッテリーセルＢＣの上面に積層された場合、一方の加圧プレート２１はヒーティングフィルム１１２の上面に配置され、他方の加圧プレート２２はバッテリーセルＢＣの下面に配置され得る。
温度センサ１３０は、強制放電テスト中にバッテリーセルＢＣのセル温度を検出するように提供される。検出されたセル温度を示す信号は、温度センサ１３０から制御部１４０に伝達される。温度センサ１３０には、例えば熱電対などのような公知の温度検出用素子が活用され得る。温度センサ１３０は、加圧プレート２１とヒーティングフィルム１１２との間、ヒーティングフィルム１１２とバッテリーセルＢＣとの間、またはバッテリーセルＢＣと加圧プレート２２との間の所定の位置に配置され得る。
制御部１４０は、パワーサプライ１１４、スイッチ１２４及び温度センサ１３０に動作可能に結合される。
制御部１４０は、ハードウェア的に、ＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙｓ）、マイクロプロセッサ、その他の機能を実行するための電気的ユニットのうち少なくとも一つを用いて具現され得る。制御部１４０にはメモリが内蔵され得る。メモリには、後述する方法を実行するのに必要なプログラム及び各種のデータが保存され得る。メモリは、例えばフラッシュメモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｄｉｓｋ）、ＳＤＤ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）、マルチメディアマイクロカード、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ＲＡＭ）、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＰＲＯＭ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）のうち少なくとも一つの形態の保存媒体を含み得る
インタフェース部１５０は、強制放電テストのためのユーザ入力を受信し、受信したユーザ入力に基づいてテスト命令を生成するように提供される。インタフェース部１５０は、例えば、マウス、キーボード、タッチパッド、カメラ、マイクなどのようにユーザ入力を受信可能な情報入力装置を含む。また、インタフェース部１５０は、例えばスピーカー、ディスプレイなどのような情報出力装置をさらに含み得る。
制御部１４０は、バッテリーセルＢＣに対する強制放電テストの結果に基づいて、バッテリーセルＢＣの熱暴走防止用として活用する抵抗素子の抵抗である第１最適抵抗を決定し得る。制御部１４０は、複数のバッテリーセルＢＣを含むセルグループＢＧの熱暴走防止用として活用する抵抗素子２１２の抵抗である第２最適抵抗をさらに決定し得る。
図２を参照すると、セル配列情報がＸ×ＹであるセルグループＢＧが例示されている。Ｘはセル列の個数を、Ｙはセル列に含まれたバッテリーセルＢＣの個数を示す。セル列は、Ｙ個のバッテリーセルＢＣの直列回路である。例えば、それぞれ４個のバッテリーセルＢＣを含む２個のセル列を含むセルグループＢＧのセル配列情報は２×４で表され得る。
放電回路２１０は、セルグループＢＧに並列で接続可能に提供される。放電回路２１０は、抵抗素子２１２及びスイッチ２１４を含む。制御部１４０は、バッテリーセルＢＣに対する強制放電テストの結果に基づいて、抵抗素子２１２の第２最適抵抗に対する情報を生成し得る。スイッチ２１４は、ＭＯＳＦＥＴのような公知のスイッチング素子であり得る。
本発明による強制放電テストは、相異なる第１テスト抵抗～第ｍテスト抵抗を有するｍ個の抵抗素子１２２のそれぞれに対し、相異なる第１～第ｎテスト温度（ｎは２以上の自然数）をそれぞれ放電開始温度として用いる。したがって、強制放電テストは、総ｍ×ｎ回行われ得る。
以下、説明の便宜上、ｍ＝７、ｎ＝５、第１テスト抵抗～第ｍテスト抵抗は下記の表１のようであり、第１テスト温度～第ｎテスト温度は下記の表２のようであると仮定する。
Figure 0007246566000002
Figure 0007246566000003
表１において、ｉ＝１～７とするとき、Ｒｉは第ｉテスト抵抗を示す。表２において、ｊ＝１～５とするとき、Ｔｊは第ｊテスト温度を示す。図３は、強制放電テストによるバッテリーセルＢＣの温度変化を例示的に示した図である。図３において、カーブ３１はヒーティングフィルム１１２の温度変化を、カーブ３２はバッテリーセルＢＣが発火していない場合のセル温度の経時変化を、カーブ３３はバッテリーセルＢＣが発火した場合のセル温度の経時変化をそれぞれ示す。
それぞれのカーブが、図１の抵抗素子１２２として第ｉテスト抵抗Ｒｉを有する抵抗素子が活用され、放電開始温度として第ｊテスト温度Ｔｊが活用された強制放電テストを通じて得られたものであると仮定しよう。
図１～図３を参照すると、セル温度が所定の下限温度ＴＬ以下である時点ｔＡで、制御部１４０は第１制御信号を出力する。それによって、時点ｔＡから、カーブ３１のようにヒーティングフィルム１１２の温度が上昇する。
時点ｔＡ以後の時点ｔＢで、セル温度が放電開始温度である第ｊテスト温度Ｔｊに到達する。制御部１４０は、時点ｔＢで第２制御信号を出力する。それによって、時点ｔＢからスイッチ１２４がターンオンされ、第ｉテスト抵抗Ｒｉを有する抵抗素子１２２によってバッテリーセルＢＣが強制的に放電される。
時点ｔＣは時点ｔＡから所定の昇温時間が経過した時点である。時点ｔＢから時点ｔＣまでの期間に亘って、ヒーティングフィルム１１２の温度が徐々に上昇すると同時に、バッテリーセルＢＣの内部エネルギーは第ｉテスト抵抗Ｒｉを有する抵抗素子１２２によって徐々に消耗される。
もし、カーブ３２のように、セル温度が時点ｔＣまで所定の上限温度ＴＵ以下の範囲で変化した場合、制御部１４０は、第ｊテスト温度Ｔｊが第ｉテスト抵抗Ｒｉに対して有効であると判断することができる。
一方、カーブ３３のように、セル温度が時点ｔＣ以前の時点ｔＤで所定の上限温度ＴＵを超える場合、制御部１４０は、第ｊテスト温度Ｔｊが第ｉテスト抵抗Ｒｉに対して有効ではないと判断することができる。
図４は、７個のテスト抵抗と５個のテスト温度とから組合せ可能な３５種のテスト抵抗－テスト温度の対のそれぞれに対し、図３による強制放電テストを一回ずつ行った結果を例示的に示した図である。
図４のグラフにおいて、ｉ＝１～７、ｊ＝１～５とするとき、第ｉテスト抵抗Ｒｉに対応する縦線と第ｊテスト温度Ｔｊに対応する横線との交差点にマーキングされた記号「●」は、第ｊテスト温度Ｔｊが第ｉテスト抵抗Ｒｉに対して有効であると判断されたことを示す。例えば、交差点４０に「●」がマーキングされているため、Ｔ４がＲ４に対して有効であると判断されたことが分かる。
一方、第ｉテスト抵抗Ｒｉに対応する縦線と第ｊテスト温度Ｔｊに対応する横線との交差点にマーキングされた記号「×」は、第ｊテスト温度Ｔｊが第ｉテスト抵抗Ｒｉに対して有効ではないと判断されたことを示す。
図４を参照すると、Ｒ１に対して有効であると判断されたテスト温度はＴ１である。Ｒ２に対して有効であると判断されたテスト温度はＴ１、Ｔ２である。Ｒ３に対して有効であると判断されたテスト温度はＴ１、Ｔ２、Ｔ３である。Ｒ４に対して有効であると判断されたテスト温度はＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４である。Ｒ５に対して有効であると判断されたテスト温度はＴ１、Ｔ２、Ｔ３である。Ｒ６に対して有効であると判断されたテスト温度はＴ１である。Ｒ７に対して有効であると判断されたテスト温度はない。
制御部１４０は、第ｉテスト抵抗に関連した第ｉ臨界温度を決定する。第ｉ臨界温度は、第ｉテスト抵抗に対して有効であると判断されたテスト温度の最大値である。例えば、図４を参照すると、第１臨界温度はＴ１、第２臨界温度はＴ２、第３臨界温度はＴ３、第４臨界温度はＴ４、第５臨界温度はＴ３、第６臨界温度はＴ１と決定され得る。Ｒ７に対して有効であると判断されたテスト温度はないため、このような場合は、Ｔ１以下で予め決められたデフォルト値（例えば、０℃）が第７臨界温度として決定され得る。
制御部１４０は、第１臨界温度～第７臨界温度の最大値を最適温度として決定し、最適温度に関連したテスト抵抗を第１最適抵抗として決定することができる。例えば、図４を参照すると、第１臨界温度～第７臨界温度の最大値であるＴ４が最適温度として決定され、Ｔ４に関連したＲ４が第１最適抵抗として決定され得る。
制御部１４０は、最適温度及び第１最適抵抗を示す第１テスト結果データをインタフェース部１５０に伝達し得る。インタフェース部１５０は、第１テスト結果データをユーザが認識可能な形態に変換して出力し得る。最適温度及び第１最適抵抗は、それぞれ、実際製品化されるバッテリーセルＢＣの熱暴走防止のための放電開始温度及び抵抗素子１２２の抵抗として活用できる。
制御部１４０は、セルグループＢＧのセル配列情報Ｘ×Ｙ及び第１最適抵抗に基づいて、第２最適抵抗を決定し得る。セル配列情報Ｘ×Ｙは、インタフェース部１５０を通じて受信されたものであり得る。第２最適抵抗は、下記の数式１によって決定され得る。
Figure 0007246566000004
制御部１４０は、最適温度及び第２最適抵抗を示す第２テスト結果データをインタフェース部１５０に伝達し得る。インタフェース部１５０は、第２テスト結果データをユーザが認識可能な形態に変換して出力し得る。最適温度及び第２最適抵抗は、それぞれ、実際製品化されるセルグループＢＧの熱暴走防止のための放電開始温度及び抵抗素子２１２の抵抗として活用できる。
図５は、本発明の第１実施例による強制放電テスト方法を例示的に示したフロー図である。
図１～図５を参照すると、段階Ｓ５１０において、制御部１４０は、インタフェース部１５０を通じて、第ｉ抵抗設定情報及び第ｊ温度設定情報を含むテスト命令を受信する。第ｉ抵抗設定情報は、放電回路１２０に含まれた抵抗素子１２２の抵抗が第１テスト抵抗～第ｍテスト抵抗のうち第ｉテスト抵抗と同一であることを示す。代案的には、抵抗素子１２２が可変抵抗器である場合、制御部１４０は、第ｉ抵抗設定情報に応じて抵抗素子１２２の抵抗を第ｉテスト抵抗と同一に設定し得る。第ｊ温度設定情報は、第１テスト温度～第ｎテスト温度のうち第ｊテスト温度を放電開始温度として設定することを要請する情報である。
段階Ｓ５２０において、制御部１４０は、第１制御信号を出力する。第１制御信号は、テスト命令の受信に応えて、セル温度が所定の下限温度ＴＬ以下である場合に出力され得る。第１制御信号によってヒーティングフィルム１１２が所定の昇温速度で発熱する。
段階Ｓ５３０において、制御部１４０は、セル温度が第ｊテスト温度に到達したか否かを判断する。すなわち、制御部１４０は、バッテリーセルＢＣに対する強制放電を開始するか否かを判断する。段階Ｓ５３０の値が「はい」であれば、段階Ｓ５４０に進む。
段階Ｓ５４０において、制御部１４０は、第２制御信号を出力する。第２制御信号によってスイッチ１２４がターンオンされることで、バッテリーセルＢＣの内部エネルギーが第ｉテスト抵抗を有する抵抗素子１２２によって消耗される。
段階Ｓ５５０において、制御部１４０は、所定の昇温時間が経過したか否かを判断する。段階Ｓ５５０の値が「はい」であれば、段階Ｓ５６０に進む。
段階Ｓ５６０において、制御部１４０は、セル温度が所定の上限温度ＴＵ以下であるか否かを判断する。段階Ｓ５６０の値が「はい」であれば、段階Ｓ５７２に進む。段階Ｓ５６０の値が「いいえ」であれば、段階Ｓ５７４に進む。
段階Ｓ５７２において、制御部１４０は、第ｊテスト温度が第ｉテスト抵抗に対して有効であると決定する。これは、第ｉテスト抵抗を用いた強制放電において、第ｊテスト温度が放電開始温度として活用される場合、バッテリーセルＢＣに熱暴走が発生する可能性が臨界値未満であることを示す。
段階Ｓ５７４において、制御部１４０は、第ｊテスト温度が第ｉテスト抵抗に対して有効ではないと決定する。これは、第ｉテスト抵抗を用いた強制放電において、第ｊテスト温度が放電開始温度として活用される場合、バッテリーセルＢＣに熱暴走が発生する可能性が臨界値以上であることを示す。
制御部１４０は、ｍ個のテスト抵抗とｎ個のテスト温度とから組合せ可能なｍ×ｎ通りのテスト抵抗－テスト温度の対それぞれに対し、図５に示された方法を一回ずつ実行し得る。その後、図６の方法が実行され得る。
図６は、本発明の第２実施例によるセルグループＢＧのための最適抵抗を決定する方法を例示的に示したフロー図である。
図１～図６を参照すると、段階Ｓ６１０において、制御部１４０は、第１テスト抵抗～第ｍテスト抵抗のそれぞれに関連した第１臨界温度～第ｍ臨界温度を決定する。ｉ＝１～ｍとすると、第ｉ臨界温度は、第ｉテスト抵抗に対して有効であると判断された少なくとも一つのテスト温度のうちの最大値である。
段階Ｓ６２０において、制御部１４０は、第１臨界温度～第ｍ臨界温度のうちの最大値と同一に最適温度を決定する。
段階Ｓ６２２において、制御部１４０は、最適温度に関連したテスト抵抗と同一に、バッテリーセルＢＣの熱暴走防止のための第１最適抵抗を決定する。
段階Ｓ６２４において、制御部１４０は、最適温度及び第１最適抵抗を示す第１テスト結果データを出力する。
段階Ｓ６３０において、制御部１４０は、セルグループＢＧのセル配列情報及び第１最適抵抗に基づいて、セルグループＢＧの熱暴走防止のための第２最適抵抗を決定する。
段階Ｓ６３２において、制御部１４０は、第２最適抵抗を示す第２テスト結果データを出力する。
上述した本発明の実施形態は、装置及び方法のみによって具現されるものではなく、本発明の実施形態の構成に対応する機能を実現するプログラムまたはそのプログラムが記録された記録媒体を通じても具現され得、このような具現は上述した実施形態の記載から当業者であれば容易に具現できるであろう。
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 強制放電テスト装置
２０ 加圧ジグ
２１ 加圧プレート
２２ 加圧プレート
３１ カーブ
３２ カーブ
３３ カーブ
４０ 交差点
１１０ ヒーティング回路
１１２ ヒーティングフィルム
１１４ パワーサプライ
１２０ 放電回路
１２２ 抵抗素子
１２４ スイッチ
１３０ 温度センサ
１４０ 制御部
１５０ インタフェース部
２１０ 放電回路
２１２ 抵抗素子
２１４ スイッチ

Claims (10)

  1. バッテリーセルのための強制放電テスト装置であって、
    第１制御信号に応えて、所定の昇温速度で発熱するように構成されるヒーティング回路と、
    バッテリーセルに並列で接続され、第２制御信号に応えて、前記バッテリーセルを放電させるように構成される放電回路と、
    前記バッテリーセルのセル温度を検出するように構成される温度センサと、
    前記ヒーティング回路、前記放電回路及び前記温度センサに動作可能に結合された制御部と、
    を含み、
    前記制御部は、
    前記放電回路の抵抗が第１テスト抵抗～第ｍテスト抵抗のうち第ｉテスト抵抗と同一に設定されたことを示す第ｉ抵抗設定情報、及び第１テスト温度～第ｎテスト温度のうち第ｊテスト温度と同一に放電開始温度を設定することを要請する第ｊ温度設定情報を含むテスト命令の受信に応えて、第１時点で前記第１制御信号を出力し、
    前記第１時点以後の第２時点で前記セル温度が前記第ｊテスト温度に到達したことに応えて、前記第２制御信号を出力し、
    前記第１時点から所定の昇温時間が経過した第３時点で、前記セル温度が上限温度以下である場合、前記第ｊテスト温度が前記第ｉテスト抵抗に対して有効であると決定するように構成され、
    ここで、ｍは２以上の自然数、ｎは２以上の自然数、ｉはｍ以下の自然数、ｊはｎ以下の自然数である、強制放電テスト装置。
  2. 前記ヒーティング回路は、
    前記バッテリーセルに接触可能に提供されるヒーティングフィルムと、
    前記第１制御信号に応えて、前記所定の昇温速度に対応する大きさの直流電圧を前記ヒーティングフィルムの両端にかけて印加するように構成されるパワーサプライと、
    を含む、請求項１に記載の強制放電テスト装置。
  3. 前記放電回路は、
    交換可能な抵抗素子と、
    前記バッテリーセルの正極端子と負極端子との間で前記抵抗素子に直列で接続されるスイッチと、
    を含み、
    前記スイッチは、前記第２制御信号に応じてターンオンされる、請求項１に記載の強制放電テスト装置。
  4. 前記制御部は、
    前記第１テスト抵抗～第ｍテスト抵抗のそれぞれに関連した第１臨界温度～第ｍ臨界温度を決定し、
    第ｉ臨界温度は、前記第１テスト温度～第ｎテスト温度のうち前記第ｉテスト抵抗に対して有効であると決定された最大テスト温度である、請求項１に記載の強制放電テスト装置。
  5. 前記制御部は、
    前記第１臨界温度～第ｍ臨界温度の最大値を最適温度として決定し、
    前記最適温度に関連したテスト抵抗を前記バッテリーセルの熱暴走を防止するための第１最適抵抗として決定するように構成される、請求項４に記載の強制放電テスト装置。
  6. 前記制御部は、
    セルグループのセル配列情報及び前記第１最適抵抗に基づいて、前記セルグループの熱暴走を防止するための第２最適抵抗を決定するように構成され、
    前記セル配列情報は、前記セルグループに含まれたセル列の第１個数、及び各セル列に含まれたバッテリーセルの第２個数を含む、請求項５に記載の強制放電テスト装置。
  7. 前記制御部は、
    下記の数式１を用いて、前記第２最適抵抗を決定するように構成される、請求項６に記載の強制放電テスト装置。
    Figure 0007246566000005
  8. 前記ヒーティングフィルム及び前記バッテリーセルを加圧するように提供される加圧ジグをさらに含む、請求項２に記載の強制放電テスト装置。
  9. 前記テスト命令を前記制御部に出力するように構成されたインタフェース部をさらに含む、請求項１に記載の強制放電テスト装置。
  10. 請求項１から９のうちいずれか一項に記載の強制放電テスト装置を用いた強制放電テスト方法であって、
    前記テスト命令の受信に応えて、前記第１時点で前記第１制御信号を出力する段階と、
    前記第１時点以後の第２時点で前記セル温度が前記第ｊテスト温度に到達したことに応えて、前記第２制御信号を出力する段階と、
    前記第１時点から所定の昇温時間が経過した第３時点で、前記セル温度が上限温度以下である場合、前記第ｊテスト温度が前記第ｉテスト抵抗に対して有効であると決定する段階と、
    を含む、強制放電テスト方法。
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