JP7322291B2 - バッテリースウェリング検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリースウェリング検査装置に関し、より詳しくは、バッテリーセルのスウェリング検査が可能なバッテリースウェリング検査装置に関する。

本出願は、２０２０年３月２０日出願の韓国特許出願第１０－２０２０－００３４６２８号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、すべて本出願に組み込まれる。

最近、ノートブックＰＣ、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増し、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、反復的な充放電の可能な高性能バッテリーについての研究が活発に進行しつつある。

現在、商用化したバッテリーとしては、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があり、このうち、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ー効果がほとんど起こらず、充放電が自由で、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は、充電及び放電過程または高温状態で内部にガスが発生して脹れ上がるスウェリング（Ｓｗｅｌｌｉｎｇ）が発生し得る。バッテリーはスウェリングによって火事または爆発の危険があるため、バッテリーのスウェリング挙動を正確に検査することが重要である。

従来には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た（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、複数の締結部材によって固定される。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ことから、バッテリーセルの部位別スウェリング圧力が複数のロードセルに伝達されるのに損失が大きく発生するしかない構造である。即ち、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、各部分平板は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。部分平板が相互に連結されているため、いずれか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という問題がある。

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相互に拘束される。即ち、いずれか一つの部分平板にスウェリング圧力が加えられると、このようなスウェリング圧力は下方に位置したロードセルのみに向かって伝達されるのではなく、連結部によって分散するという問題がある。

上述した問題を考慮すると、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、不正確であるという問題がある。

韓国公開特許第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、複数の圧力測定素子の各々が、対応するバッテリーセルの部位別圧力を独立的に測定することができるバッテリースウェリング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、本発明の実施例によってより明らかに理解されるであろう。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。

本発明の一面によるバッテリースウェリング検査装置は、板状で構成された下板と、板状で構成され、下板と対面して位置するように構成された上板と、下板の一部及び上板の一部が固定結合するように構成された固定フレームと、下板に固定結合し、ヘッドが上板に向かうように位置し、ヘッドに加えられる圧力を各々測定するように構成された複数の圧力測定素子と、上面が扁平形状で構成され、上面が上板に対面し、下面の少なくとも一部が複数の圧力測定素子の各々のヘッドに付着されるように構成された複数の加圧部材を含み得る。

圧力測定素子は、ヘッドの少なくとも一部が傾いた形態で構成され得る。

圧力測定素子は、ヘッドの少なくとも一部が曲面の形態で構成され得る。

加圧部材は、下面の中央部がヘッドと付着されるように構成され得る。

加圧部材は、上面が上板と所定の間隔を隔てて対面するように構成され得る。

固定フレームは、上面と上板との間隔が調節可能に構成され得る。

加圧部材は、上面及び下面を備える板状で構成された胴体部と、胴体部の少なくとも一部から下方へ突出した形態で構成されたレッグ部と、を含み得る。

加圧部材は、胴体部とレッグ部との角度が変更可能に構成され得る。

レッグ部は、胴体部の少なくとも一部と結合し、ヒンジ回動が可能に構成され得る。

本発明の他面によるバッテリースウェリング検査装置は、一端が下板に付着され、他端がレッグ部に付着されるように構成された弾性部材をさらに含み得る。

胴体部は、圧力が加えられる位置に対応するようにヘッドを中心に傾くように構成され得る。

レッグ部は、胴体部が傾いた程度によって収縮または膨張する弾性部材によって上方または下方へ移動可能に構成され得る。

なお、本発明のさらに他面によるバッテリースウェリング検査装置は、一端が下板に付着され、レッグ部が挿入されるように内部に中空または溝が形成されるように構成された支持部材をさらに含み得る。

弾性部材は、中空または溝の内部に位置するように構成され得る。

本発明のさらに他面によるバッテリースウェリング検査装置は、下板の上面を複数の区域に区画するように下板の上面から上方へ突出した形態で構成されたガイド部材をさらに含み得る。

本発明のさらに他面によるバッテリースウェリング検査装置は、複数の圧力測定素子と連結され、複数の圧力測定素子の各々から測定された圧力値を受信し、上板と加圧部材との間にバッテリーセルが介在された場合、受信した複数の圧力値に基づいてバッテリーセルのスウェリング分布及びバッテリーセルの部位別スウェリング程度のうち少なくとも一つを判断するように構成された制御部をさらに含み得る。

本発明の一面によると、バッテリーセルのスウェリング分布及び／またはバッテリーセルの部位別スウェリング程度をより正確に測定することができる。

本発明の効果は上述した効果に制限されず、言及されていない本発明の他の効果は請求範囲の記載から当業者により明らかに理解されるだろう。

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。

本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置を概略的に示したブロック図である。 本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置を概略的に示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置の圧力測定素子を示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置において、圧力測定素子と加圧部材の分解斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置において、圧力測定素子と加圧部材の結合斜視図である。 本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置において、加圧部材の他の実施例を示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置を概略的に示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置において、加圧部材の一実施例を示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置において、加圧部材をより具体的に示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置において、加圧部材が傾いた状態を示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置において、弾性部材がさらに含まれた実施例を概略的に示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリースウェリング装置において、支持部材がさらに含まれた実施例を概略的に示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリースウェリング装置において、支持部材がさらに含まれた実施例を概略的に示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリースウェリング装置において、支持部材がさらに含まれた実施例を概略的に示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置に置いて、ガイド部材がさらに含まれた実施例を概略的に示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置に置いて、ガイド部材がさらに含まれた実施例を概略的に示した図である。 本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置を用いたバッテリーセルのスウェリング検査結果を概略的に示した図である。

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。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、本発明に関連する公知の機能または構成についての具体的な説明が、本発明の要旨をぼやかすと判断される場合、その説明を省略する。

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いずれか一つを残りと区別する目的として使用され、このような用語によって構成要素が限定されることではない。

なお、明細書の全体にかけて、ある部分が、ある構成要素を「含む」とするとき、これは特に反する記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。

また、明細書に記載の「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示し、これはハードウェアやソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの結合せにより具現され得る。

さらに、明細書の全体に亘って、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されているとするとき、これは、「直接的に連結（接続）」されている場合のみならず、その中間に他の素子を介して「間接的に（接続）」されている場合も含む。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。

図１は、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００を概略的に示したブロック図である。図２は、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００を概略的に示した図である。

本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００は、バッテリーセル１０のスウェリングを検査するための装置であって、スウェリング分布及び／またはスウェリング程度を検査することができる。

ここで、バッテリーセル１０は、負極端子及び正極端子を備え、物理的に分離可能な一つの独立したセルを意味する。一例で、パウチ型リチウムポリマーセル一つがバッテリーセとして看做され得る。

一般的に、バッテリーセル１０の体積が脹れ上がるバッテリースウェリングは、バッテリーセル１０の中央部のみならず、周辺部でも発生し得る。ここで、周辺部とは、中央部を除いた領域を指す。したがって、バッテリースウェリング検査装置１００は、スウェリングによるバッテリーセル１０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セル１０の部位別圧力の大きさ（スウェリング程度）を検査できる。

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００は、下板１１０、上板１２０、固定フレーム１３０、圧力測定素子１４０及び加圧部材１５０を含み得る。

下板１１０は、板状で構成され得る。

具体的には、下板１１０は、複数の圧力測定素子１４０が付着されるように板状で構成され得る。例えば、図２の実施例において、下板１１０は、平板状の形態で構成され得る。

上板１２０は、板状から構成され、下板１１０と対面して位置するように構成され得る。

具体的には、上板１２０は、平板状で構成され、上板１２０の下面がバッテリーセル１０の上面と接触し得る。

望ましくは、上板１２０とバッテリーセルと１０は、着脱可能である。例えば、バッテリーセル１０のスウェリング検査が行われるとき、上板１２０の下面にバッテリーセル１０の上面が付着され得る。そして、バッテリーセル１０のスウェリング検査が終了すると、バッテリーセル１０は上板１２０から分離され得る。

また、上板１２０と下板１１０との間にバッテリーセル１０が介在されるため、上板１２０と下板１１０は相互に対面するように位置し得る。

例えば、図２の実施例において、上板１２０と下板１１０は、相互に対面するように位置し、上板１２０と下板１１０との間にバッテリーセル１０が備えられ得る。

固定フレーム１３０は、下板１１０の一部及び上板１２０の一部が固定結合するように構成され得る。

具体的には、固定フレーム１３０は、上板１２０及び下板１１０が搖れたり回転したりしないように、上板１２０及び下板１１０を固定し得る。

圧力測定素子１４０は、複数個が備えられ得る。そして、複数の圧力測定素子１４０は、下板１１０に固定結合し得る。

ここで、バッテリースウェリング検査装置１００に備えられる圧力測定素子１４０の個数は制限されないが、より多い個数の圧力測定素子１４０が備えられると、スウェリング検査の正確度が向上する。以下では、説明の便宜のために、９個の圧力測定素子１４０が備えられたと仮定して説明する。

また、複数の圧力測定素子１４０は相互に一定の間隔で離隔しており、下板１１０に固定結合し得る。

例えば、複数の圧力測定素子１４０が下板１１０の一部に偏って固定結合した場合、バッテリーセル１０のスウェリング分布が正確に測定されないことがある。したがって、複数の圧力測定素子１４０は、所定の間隔を隔てて下板１１０に配置され得る。

圧力測定素子１４０は、ヘッド１４１が上板１２０に向かうように位置し、ヘッド１４１に加えられる圧力を各々測定するように構成され得る。

図３は、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００の圧力測定素子１４０を示した図である。

図３を参照すると、圧力測定素子１４０は、ヘッド１４１とボディー１４２を含み得る。そして、圧力測定素子１４０は、ヘッド１４１に加えられる圧力を測定するように構成され得る。例えば、圧力測定素子１４０としてロードセルが適用され得る。

具体的には、バッテリーセル１０のスウェリングが発生すると、複数の圧力測定素子１４０の各々のヘッド１４１にスウェリング圧力が加えられ得る。複数の圧力測定素子１４０の各々は、ヘッド１４１に加えられたスウェリング圧力を測定し得る。この場合、複数の圧力測定素子１４０は、圧力を測定する過程で相互に影響を与えないため、バッテリーセル１０でスウェリングが発生する位置によって複数の圧力測定素子１４０により測定されるスウェリング圧力は相違し得る。

加圧部材１５０は、複数個が備えられ得る。望ましくは、加圧部材１５０の個数は、複数の圧力測定素子１４０の個数に対応し得る。

加圧部材１５０は、上面が扁平状で構成され、上面が上板１２０に対面するように構成され得る。

具体的には、加圧部材１５０と上板１２０との間には、バッテリーセル１０が介在され得る。加圧部材１５９の上面がバッテリーセル１０と接触するとき、バッテリーセル１０のスウェリング圧力が加圧部材１５０に加えられるように加圧部材１５０の上面は扁平に構成され得る。

例えば、図２の実施例において、加圧部材１５０の上面と上板１２０との間にバッテリーセル１０が介在されて固定され得る。

加圧部材１５０は、下面の少なくとも一部が複数の圧力測定素子１４０の各々のヘッド１４１に付着されるように構成され得る。

例えば、圧力測定素子１４０のヘッド１４１と加圧部材１５０とは相互に付着可能な磁性体から形成され得る。より望ましくは、圧力測定素子１４０のヘッド１４１の上端と、加圧部材１５０の下面の中央部は、磁性体から形成され得る。したがって、磁性によって、加圧部材１５０の下面の中央部が圧力測定素子１４０のヘッド１４１の上端に付着され得る。また、加圧部材１５０は、圧力測定素子１４０のヘッド１４１に着脱可能である。

図４は、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００において、圧力測定素子１４０と加圧部材１５０の分解斜視図である。図５は、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００において、圧力測定素子１４０と加圧部材１５０の結合斜視図である。

図４及び図５を参照すると、複数の加圧部材１５０は、対応する圧力測定素子１４０に付着され得る。即ち、複数の加圧部材１５０と複数の圧力測定素子１４０は、一対一に相互に対応し得る。

例えば、加圧部材１５０の下面（－ｚ方向の面）の中央部がヘッド１４１の上端（＋ｚ方向の上端）に付着され得る。望ましくは、加圧部材１５０は、上面（＋ｚ方向面）が下板１１０と平行に圧力測定素子１４０のヘッド１４１に付着され得る。

そして、図５を参照すると、複数の加圧部材１５０は相互に所定の距離で離隔して位置し得る。

例えば、第１加圧部材１５０は、第１圧力測定素子１４０ａに対応し、第２加圧部材１５０は、第２圧力測定素子１４０ｂに対応すると仮定する。第１加圧部材１５０にバッテリーのスウェリング圧力が加えられた場合、第１加圧部材１５０は、第１圧力測定素子１４０ａのヘッド１４１にスウェリング圧力を伝達し得る。即ち、スウェリング圧力によって第１加圧部材１５０へ下方（－ｚ方向）の圧力が加えられ、このスウェリング圧力は、第１加圧部材１５０を通じて第１圧力測定素子１４０ａのヘッド１４１へ伝達され得る。第１加圧部材１５０及び第２加圧部材１５０は、相互に所定の距離で離隔して相互に接触しないため、第１加圧部材１５０に加えられたスウェリング圧力は、第２加圧部材１５０に直接的な影響を及ぼさない。

圧力測定素子１４０は、ヘッド１４１の少なくとも一部が傾いた形態で構成され得る。

具体的には、加圧部材１５０にスウェリング圧力が加えられると、加圧部材１５０は、加えられたスウェリング圧力によって押圧され得る。また、加圧部材１５０は、スウェリング圧力が加えられた位置に対応するように傾き得る。

例えば、加圧部材１５０の中央部から外れた位置でスウェリング圧力が加えられる場合、加圧部材１５０は、ヘッド１４１の上端を中心にして傾き得る。即ち、加圧部材１５０の下面の中央部（ヘッド１４１の上端に付着された部分）が支点（Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）として作用し得る。

図５を参照すると、圧力測定素子１４０のボディー１４２は、下板１１０に固定結合し、圧力測定素子１４０のヘッド１４１は、上下方向へ動き得る。例えば、図５において、ヘッド１４１は、上方（＋ｚ方向）及び下方（－ｚ方向）へ動き得る。したがって、前述した例示のように加圧部材１５０が傾く過程で加圧部材１５０に加えられる力が圧力測定素子１４０のヘッド１４１へよく伝達されるように、加圧部材１５０が付着される圧力測定素子１４０のヘッド１４１の上端（＋ｚ方向の上端）の一部は傾いた形態で構成され得る。

例えば、圧力測定素子１４０のヘッド１４１の少なくとも一部は角形または曲面形態で構成され得る。望ましくは、圧力測定素子１４０は、ヘッド１４１の少なくとも一部が曲面形態で構成され得る。

したがって、加圧部材１５０にスウェリング圧力が加えられて加圧部材１５０が傾くとき、圧力測定素子１４０のヘッド１４１の形状によって加圧部材１５０の動きが拘束されることが最小化できる。即ち、圧力測定素子１４０のヘッド１４１は、加圧部材１５０が傾きやすい形態で構成されるため、加えられる圧力に応じて加圧部材１５０が容易に傾くことができる。

また、加圧部材１５０の胴体部１５１と圧力測定素子１４０のヘッド１４１の上端が磁性体から形成され、加圧部材１５０は、傾いた後、元の形態に戻りやすく構成され得る。

図６は、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００において、加圧部材１５０の他の実施例を示した図である。

図６を参照すると、加圧部材１５０の下面の中央部には圧力測定素子１４０のヘッド１４１に対応する溝が備えられ得る。望ましくは、加圧部材１５０の下面溝の曲率は圧力測定素子１４０のヘッド１４１の上端の曲率以下であり得る。

例えば、加圧部材１５０の下面の溝と圧力測定素子１４０のヘッド１４１の上端とが相互に磁性によって付着され得る。そして、加圧部材１５０にスウェリング圧力が加えられる場合、加圧部材１５０は、圧力測定素子１４０のヘッド１４１によって容易に傾き得る。

図７は、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００を概略的に示した図である。

図７を参照すると、加圧部材１５０は、上面が上板１２０と所定の間隔を隔てて対面するように構成され得る。

このために、固定フレーム１３０は、上面と上板１２０との間隔が調節可能に構成され得る。

具体的には、固定フレーム１３０は、下板１１０及び上板１２０が結合した位置が調節されるように構成され得る。望ましくは、バッテリーセル１０が加圧部材１５０と上板１２０との間に固定されるように、固定フレーム１３０から下板１１０及び上板１２０が固定結合する位置が調節され得る。これによって、加圧部材１５０の上面と上板１２０の下面との間隔が調節可能になる。

例えば、図７の実施例において、固定フレーム１３０は、下板１１０及び上板１２０が固定される位置を垂直方向（ｚ方向）へ調節可能に構成され得る。

もし、加圧部材１５０の上面と上板１２０の下面と間隔が調節不可能な場合、検査対象になるバッテリーセル１０の種類が限定されるという問題がある。

したがって、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００は、下板１１０と上板１２０との間隔が調節可能に構成された固定フレーム１３０を備え、多様な厚さ（例えば、図７において、バッテリーセル１０のｚ方向の長さ）を有するバッテリーセル１０のスウェリングの検査が可能であるという長所がある。

図８は、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００において、加圧部材１５０の一実施例を示した図である。

加圧部材１５０は、胴体部１５１とレッグ部１５２を含み得る。

胴体部１５１は、上面及び下面を備える板状で構成され得る。そして、レッグ部１５２は、胴体部１５１の少なくとも一部から下方へ突出した形態で構成され得る。

例えば、図８の実施例において、胴体部１５１は、上面（＋ｚ方向の面）と下面（－ｚ方向の面）を備える板状で構成され得る。そして、レッグ部１５２は、胴体部１５１の一部から下方（－ｚ方向）へ突出し得る。

例えば、傾いた加圧部材１５０と隣接する加圧部材１５０が相互に接触する場合、傾いた加圧部材１５０に対応する圧力測定素子１４０にバッテリーセル１０のスウェリング圧力が正確に伝達されないことがある。この場合、複数の圧力測定素子１４０によって検査されるバッテリーセル１０のスウェリング分布の正確度が低くなり得る。したがって、いずれか一つの加圧部材１５０が回転されても、隣接する加圧部材１５０と接触しないように、複数の圧力測定素子１４０は相互に所定の間隔を隔てて下板１１０に配置され得る。

望ましくは、加圧部材１５０は、胴体部１５１とレッグ部１５２との角度が変更可能に構成され得る。

図９は、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００において、加圧部材１５０をより具体的に示した図である。図１０は、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００において、加圧部材１５０が傾いた状態を示した図である。

具体的には、図９は、加圧部材１５０が傾いていない状態であり、図１０は、スウェリング圧力Ｆによって加圧部材１５０が傾いている状態である。

図９を参照すると、加圧部材１５０が傾く前に胴体部１５１とレッグ部１５２との角度はＡ１゜及びＢ１゜であり得る。そして、図１０を参照すると、加圧部材１５０にスウェリング圧力Ｆが加えられて加圧部材１５０が回転されると、胴体部１５１とレッグ部１５２との角度がＡ２゜及びＢ２゜に変更され得る。

具体的には、レッグ部１５２は、胴体部１５１の少なくとも一部と結合し、ヒンジ回動可能に構成され得る。

即ち、レッグ部１５２と胴体部１５１は、ヒンジピン１５３によって相互に結合し得る。そして、レッグ部１５２と胴体部１５１は、ヒンジピン１５３を軸にして回動可能に結合し得る。これによって、加圧部材１５０の胴体部１５１が傾いても、レッグ部１５２は下方（－ｚ方向）に向かい得る。

また、図７を参照すると、レッグ部１５２と胴体部１５１は、ヒンジ回動が可能に構成されているため、複数の加圧部材１５０のうち一部の胴体部１５１が傾いても、複数の加圧部材１５０のレッグ部１５２は相互に接触しなくなる。即ち、加圧部材１５０のレッグ部１５２がいつも下方（－ｚ）に向かうことができるため、下板１１０に配置される複数の加圧素子の配置間隔をより狭く設定することが可能になる。

したがって、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００は、下板１１０にはより多い個数の加圧素子を配置することで、バッテリーセル１０のスウェリング分布及び／またはスウェリング程度がより正確に検査できる。

図１１は、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００において、弾性部材１６０がさらに含まれた実施例を概略的に示した図である。具体的には、図１１は、バッテリースウェリング検査装置１００において、一つの圧力測定素子１４０、一つの加圧部材１５０と弾性部材１６０のみを概略的に示した図である。但し、図１１の構造は、図７の実施例にも適用可能であることに留意する。

図１１を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００は、弾性部材１６０をさらに含み得る。

弾性部材１６０は、一端が下板１１０に付着され、他端がレッグ部１５２に付着されるように構成され得る。

より具体的には、胴体部１５１は、圧力が加えられる位置に対応するようにヘッド１４１を中心にして傾くように構成され得る。即ち、胴体部１５１は圧力が加えられる位置に対応するように、ヘッド１４１を中心にして回転され得る。

そして、レッグ部１５２は、胴体部１５１が傾いた程度によって収縮または膨張する弾性部材１６０によって上方（＋ｚ方向）または下方（－ｚ方向）へ移動可能に構成され得る。

例えば、図９の実施例のように、スウェリング圧力が一時的に加えられた後にも加圧部材１５０が傾いた状態を維持し続けると、以後に加えられるスウェリング圧力が加圧部材１５０を介して圧力測定素子１４０に正確に伝達されないことがある。

一方、図１１を参照すると、加圧部材１５０にスウェリング圧力が加えられて胴体部１５１が傾くと、弾性部材１６０は収縮または膨張し得る。そして、スウェリング圧力がなくなると、弾性部材１６０の弾性力によって傾いた加圧部材１５０が元の位置へ容易に戻り得る。

したがって、バッテリースウェリング検査装置１００は、下板１１０と加圧部材１５０とを連結する弾性部材１６０をさらに備え、加圧部材１５０に加えられるスウェリング圧力が消滅したとき、加圧部材１５０を元の状態に容易に戻し得る。これによって、バッテリーセル１０が複数回の充電及び放電するスウェリング検査過程で、バッテリーセル１０のスウェリング分布及び／またはスウェリング程度をより正確に検査することができる。

図１２～図１４は、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング装置において、支持部材１７０がさらに含まれた実施例を概略的に示した図である。

具体的には、図１２及び図１３は、バッテリースウェリング検査装置１００において、一つの圧力測定素子１４０、一つの加圧部材１５０、弾性部材１６０及び支持部材１７０のみを概略的に示した図である。

より具体的には、図１２は、加圧部材１５０に二つのレッグ部１５２が備えられ、支持部材１７０が二つ備えられた実施例である。図１３は、加圧部材１５０に４個のレッグ部１５２が備えられ、支持部材１７０が４個備えられた実施例である。

また、図１４は、複数の加圧部材１５０の各々にレッグ部１５２が二つずつ備えられ、各々のレッグ部１５２が支持部材１７０に挿入されたバッテリースウェリング検査装置１００の一実施例を示した図である。

図１２～図１４を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００は、支持部材１７０をさらに含み得る。

支持部材１７０は、一端が下板１１０に付着され、レッグ部１５２が挿入されるように内部に中空または溝が形成されるように構成され得る。

支持部材１７０の内部にレッグ部１５２が挿入され、レッグ部１５２は支持部材１７０の内部のみで動くことができるため、加圧部材１５０の胴体部１５１が回転しても隣接するレッグ部１５２との接触が遮断できる。

本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００は、支持部材１７０をさらに備えることで、下板１１０に配置される複数の圧力測定素子１４０の間隔（具体的には、複数の加圧部材１５０同士の間隔）をより狭く設定することができる。これによって、下板１１０に配置可能な圧力測定素子１４０の個数が増加するため、バッテリーセル１０のスウェリング分布及び／またはスウェリング程度をより正確に検査することができる。

望ましくは、弾性部材１６０は、中空または溝の内部に位置するように構成され得る。

例えば、図１２の実施例において、支持部材１７０の内部には中空が形成され得る。そして、弾性部材１６０は、支持部材１７０の中空の内部に備えられ、一端が下板１１０の上面（＋ｚ方向面）に付着され、他端が中空に挿入されたレッグ部１５２の下面（－ｚ方向面）に付着され得る。

他の例で、支持部材１７０の内部には溝が形成され得る。この場合、弾性部材１６０は、支持部材１７０の溝に装着され、一端が支持部材１７０の溝の上面（＋ｚ方向面）に付着され、他端が溝に挿入されたレッグ部１５２の下面（－ｚ方向面）に付着され得る。

即ち、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００は、隣接する加圧部材１５０との接触を防止するための支持部材１７０をさらに含み、複数の圧力測定素子１４０が各々測定するバッテリーセル１０のスウェリング圧力の正確度を向上させることができる。

また、バッテリースウェリング検査装置１００は、支持部材１７０の内部に弾性部材１６０を備えることで、加圧部材１５０の胴体部１５１が回転された後、元の位置へより容易に戻るようにし得る。

図１５及び図１６は、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００において、ガイド部材１８０がさらに含まれた実施例を概略的に示した図である。

図１５及び図１６を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００は、ガイド部材１８０をさらに含み得る。

ガイド部材１８０は、下板１１０の上面（＋ｚ方向の面）を複数の区域に区画するように下板１１０の上面から上方（＋ｚ方向）へ突出した形態で構成され得る。

ガイド部材１８０は、下板１１０に一体型で構成されるか、または下板１１０と別に構成され、下板１１０に付着され得る。例えば、図１５及び図１６の実施例は、ガイド部材１８０と下板１１０が各々構成され、ガイド部材１８０が下板１１０に付着された実施例である。

図１５及び図１６を参照すると、下板１１０の上面は、ガイド部材１８０によって複数の区域に区画され得る。そして、各々の区域には圧力測定素子１４０及び加圧部材１５０が備えられ得る。また、前述した多様な実施例を参照すると、各々の区域には弾性部材１６０または支持部材１７０の少なくとも一つがさらに備えられ得る。

本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００は、ガイド部材１８０をさらに備えることで、複数の加圧部材１５０同士の接触を予め防止可能な長所がある。

一方、バッテリーセル１０のスウェリング程度がひどくてバッテリーセル１０の体積変化が大きいと、弾性部材１６０の変形力が弾性限界（Ｅｌａｓｔｉｃ ｌｉｍｉｔ）を超過することが発生し得る。即ち、加圧部材１５０の胴体部１５１が過度に回転されると、一部の弾性部材１６０は、弾性限界を超過するように膨張し得る。このような場合、弾性限界を超過するように膨張した弾性部材１６０は、塑性変形（Ｐｌａｓｔｉｃ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）され得る。したがって、このような弾性部材１６０を用いては、これ以上バッテリーセル１０のスウェリング分布及び／またはスウェリング程度を正確に測定できないという問題がある。

例えば、図１６の実施例において、加圧部材１５０の上面は、ガイド部材１８０の上面から所定の長さＬ２で突出し得る。そして、バッテリーセル１０のスウェリングが発生すると、バッテリーセル１０の体積が増加して加圧部材１５０を押圧し得る。ここで、上板１２０と下板１１０は、固定フレーム１３０によって搖れたり、または回転したりしないように固定されるため、増加したバッテリーセル１０の体積だけ加圧部材１５０にスウェリング圧力が加えられ得る。

このような問題を未然に防止するために、ガイド部材１８０の高さＬ２は、弾性部材１６０の弾性限度を考慮して決定され得る。

即ち、ガイド部材１８０は、バッテリーセル１０の体積が一定水準以上に増加することを防止することで、加圧部材１５０が一方向へ過度に回転されて弾性部材１６０が弾性限度を超過するように膨張することを防止できる。

望ましくは、ガイド部材１８０の高さは、弾性部材１６０の弾性限度及び下板１１０の上面から加圧部材１５０の上面までの高さ（Ｌ１＋Ｌ２）を考慮して決定され得る。

より望ましくは、ガイド部材１８０の高さは、弾性部材１６０の弾性限度、下板１１０の上面から加圧部材１５０の上面までの高さ（Ｌ１＋Ｌ２）及びバッテリーセル１０の最大膨張程度を総合的に考慮して決定され得る。

したがって、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００は、弾性部材１６０の破損を防止して検査装置のメインテナンス費用を節約できるという長所がある。

また、バッテリースウェリング検査装置１００は、弾性部材１６０の破損可能性を飛躍的に低めることができるので、バッテリーセル１０のスウェリング分布及び／またはスウェリング程度をより正確に検査可能であるという長所がある。

図１を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００は、制御部１９０をさらに含み得る。

ここで、制御部１９０は、本発明で行われる多様な制御ロジッグを実行するために当業界に知られたプロセッサ、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、レジスター、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、制御ロジッグがソフトウェアとして具現されるとき、制御部１９０は、プログラムモジュールの集合として具現され得る。この際、プログラムモジュールはメモリーに保存され、制御部１９０によって実行され得る。メモリーは、制御部１９０の内部または外部にあってもよく、公知の多様な手段で制御部１９０と接続され得る。

制御部１９０は、複数の圧力測定素子１４０と接続され、複数圧力測定素子１４０の各々から測定された圧力値を受信するように構成され得る。

例えば、制御部１９０は、複数の圧力測定素子１４０と有線で通信可能に接続され得る。そして、制御部１９０は、複数の圧力測定素子１４０から測定された圧力値を受信し得る。即ち、制御部１９０は、複数の圧力測定素子１４０各々が測定したバッテリーセル１０のスウェリング圧力値を受信し得る。

また、制御部１９０は、上板１２０と加圧部材１５０との間にバッテリーセル１０が介在された場合、受信した複数の圧力値に基づいてバッテリーセル１０のスウェリング分布またはバッテリーセル１０の部位別スウェリング程度のうち少なくとも一つを判断するように構成され得る。

例えば、図７の実施例において、第１圧力測定素子１４０ａは、バッテリーセル１０の第１部位の圧力値を測定し得る。そして、第２圧力測定素子１４０ｂは、バッテリーセル１０の第２部位の圧力値を測定し、第３圧力測定素子１４０ｃは、バッテリーセル１０の第３部位の圧力値を測定し得る。以下では、図７の実施例に基づいて説明するが、図１４及び図１６の実施例においても同一に適用可能であることに留意する。

制御部１９０は、第１圧力測定素子１４０ａから第１圧力値を受信し得る。そして、制御部１９０は、第２圧力測定素子１４０ｂから第２圧力値を受信し、第３圧力測定素子１４０ｃから第３圧力値を受信し得る。

制御部１９０は、第１圧力値、第２圧力値及び第３圧力値を各々基準にして、バッテリーセル１０の第１部位、第２部位及び第３部位に対するスウェリング分布を判断し得る。

また、制御部１９０は第１圧力値と基準圧力値との第１圧力差値を算出し、第２圧力値と基準圧力値との第２圧力差値を算出し、第３圧力値と基準圧力値との第３圧力差値を算出し得る。

制御部１９０は、第１圧力差値、第２圧力差値及び第３圧力差値を予め設定された複数の圧力区間に対応させ、バッテリーセル１０の第１部位、第２部位及び第３部位各々のスウェリング程度を判断し得る。

ここで、複数の圧力区間は、正常区間、警告区間及び危険区間に予め設定され得る。そして、複数の圧力区間は、制御部１９０の内部メモリーまたは外部メモリーに保存され得る。

例えば、複数の圧力区間中、第１圧力差値は危険区間に属し、第２圧力差値は警告区間に属し、第３圧力差値は正常区間に属すると仮定する。制御部１９０は、バッテリーセル１０の第１部位のスウェリング程度が危険水準であり、第２部位のスウェリング程度が警告水準であり、第３部位のスウェリング程度が正常水準であると判断し得る。

より望ましくは、制御部１９０は、バッテリーセル１０の部位別スウェリング分布を先に判断した後、スウェリングが発生したと判断されたバッテリーセル１０の部位のみのスウェリング程度を判断するように構成され得る。

前述した実施例において、制御部１９０がバッテリーセル１０の第１部位及び第２部位でスウェリングが発生したことに判断したと仮定する。制御部１９０は、バッテリーセル１０の第１部位の第１圧力差値を予め設定された複数の圧力区間に対応させ、第１部位のスウェリング程度を判断し得る。また、制御部１９０は、バッテリーセル１０の第２部位の第２圧力差値を予め設定された複数の圧力区間に対応させ、バッテリーセル１０の第２部位のスウェリング程度を判断し得る。ここで、制御部１９０は、受信した複数の圧力値と基準圧力値との大きさを比較して、受信した圧力値が基準圧力値以上であれば、スウェリングが発生しと判断し得る。

即ち、本発明の他の実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００は、バッテリーセル１０のスウェリング分布及び／またはバッテリーセル１０の部位別スウェリング程度を判断し得る。したがって、バッテリーセル１０でスウェリングが発生した部位を具体的に特定することができる。

また、バッテリースウェリング検査装置１００は、バッテリーセル１０の部位別スウェリング程度を具体的に判断できるため、バッテリーセル１０のスウェリングが発生した原因を分析するための情報を提供できるという長所がある。

例えば、バッテリースウェリング検査装置１００から得られたバッテリーセル１０のスウェリング分布及び部位別スウェリング程度に基づいて、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、または異物の流入による圧力上昇であるかが区分され得る。

図１７は、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００を用いたバッテリーセル１０のスウェリング検査結果を概略的に示した図である。

図１７に示したバッテリーセル１０のスウェリング分布を参照すると、９個に区画されたバッテリーセル１０の部位（Ａ～Ｉ）のうち－ｙ方向における部位でスウェリングの程度が最もひどいと判断し得る。即ち、図７の実施例において、最も－ｙ方向に位置した三つの圧力測定素子１４０のうち第２圧力測定素子１４０ｂに対応するバッテリーセル１０の部位Ｈでスウェリングが最もひどく発生したことが分かる。

このように、本発明の一実施例によるバッテリースウェリング検査装置１００は、バッテリーセル１０の部位別スウェリング分布を用いて、バッテリーセル１０のどの部位でスウェリングが最もひどく発生するかを検査できる。

以上で説明した本発明の実施例は、必ずしも装置及び方法を通じて具現されることではなく、本発明の実施例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具現され得、このような具現は、本発明が属する技術分野における専門家であれば、前述した実施例の記載から容易に具現できるはずである。

以上、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ず、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、上述の本発明は、本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想から脱しない範囲内で多様な置換、変形及び変更が可能であるため、上述の実施例及び添付された図面によって限定されず、多様な変形が行われるように各実施例の全部または一部を選択的に組み合わせて構成可能である。

Claims (15)

1. 板状で構成された下板と、
   板状で構成され、前記下板と対面して位置するように構成された上板と、
   前記下板の一部及び前記上板の一部が固定結合するように構成された固定フレームと、
   前記下板に固定結合し、ヘッドが前記上板に向かうように位置し、前記ヘッドに加えられる圧力を各々測定するように構成された複数の圧力測定素子と、
   上面が扁平形状で構成され、前記上面が前記上板に対面し、下面の少なくとも一部が前記複数の圧力測定素子の各々の前記ヘッドに付着されるように構成された複数の加圧部材と、を含む、バッテリースウェリング検査装置。
2. 前記複数の圧力測定素子の一部は、
   前記ヘッドの少なくとも一部が傾いた形態で構成された、請求項１に記載のバッテリースウェリング検査装置。
3. 前記複数の圧力測定素子の一部は、
   前記ヘッドの少なくとも一部が曲面の形態で構成された、請求項２に記載のバッテリースウェリング検査装置。
4. 前記複数の加圧部材の一部は、
   前記下面の中央部が前記ヘッドと付着されるように構成された、請求項２に記載のバッテリースウェリング検査装置。
5. 前記複数の加圧部材の一部は、
   前記上面が前記上板と所定の間隔を隔てて対面するように構成された、請求項１に記載のバッテリースウェリング検査装置。
6. 前記固定フレームは、
   前記上面と前記上板との間隔が調節可能に構成された、請求項５に記載のバッテリースウェリング検査装置。
7. 前記複数の加圧部材の一部は、
   前記上面及び前記下面を備える板状で構成された胴体部と、
   前記胴体部の少なくとも一部から下方へ突出した形態で構成されたレッグ部と、を含む、請求項１に記載のバッテリースウェリング検査装置。
8. 前記複数の加圧部材の一部は、
   前記胴体部と前記レッグ部との角度が変更可能に構成された、請求項７に記載のバッテリースウェリング検査装置。
9. 前記レッグ部は、
   前記胴体部の少なくとも一部と結合し、ヒンジ回動が可能に構成された、請求項７に記載のバッテリースウェリング検査装置。
10. 一端が前記下板に付着され、他端が前記レッグ部に付着されるように構成された弾性部材をさらに含む、請求項７に記載のバッテリースウェリング検査装置。
11. 前記胴体部は、
    圧力が加えられる位置に対応するように前記ヘッドを中心に傾くように構成され、
    前記レッグ部は、
    前記胴体部が傾いた程度によって収縮または膨張する前記弾性部材によって上方または前記下方へ移動可能に構成された、請求項１０に記載のバッテリースウェリング検査装置。
12. 一端が前記下板に付着され、前記レッグ部が挿入されるように内部に中空または溝が形成されるように構成された支持部材をさらに含む、請求項１０に記載のバッテリースウェリング検査装置。
13. 前記弾性部材は、
    前記中空または前記溝の内部に位置するように構成された、請求項１２に記載のバッテリースウェリング検査装置。
14. 前記下板の上面を複数の区域に区画するように前記下板の上面から上方へ突出した形態で構成されたガイド部材をさらに含む、請求項１に記載のバッテリースウェリング検査装置。
15. 前記複数の圧力測定素子と連結され、前記複数の圧力測定素子の各々から測定された圧力値を受信し、前記上板と前記複数の加圧部材との間にバッテリーセルが介在された場合、受信した複数の圧力値に基づいて前記バッテリーセルのスウェリング分布及び前記バッテリーセルの部位別スウェリング程度のうち少なくとも一つを判断するように構成された制御部をさらに含む、請求項１に記載のバッテリースウェリング検査装置。

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