KR100809846B1 - 셀 밸런싱을 위한 지그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 셀 밸런싱을 위한 지그에 관한 것으로, 전지셀을 착탈 가능하게 수용할 수 있도록 일측에 일정간격을 두고 적어도 두 개의 수용부가 구비된 셀지그와; 이 셀지그의 수용부 안에 수용된 각 전지셀 간의 전압차를 줄일 수 있도록 전압차감축부가 마련된 탭지그를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그에 따라, 본 발명은 단순한 구조의 셀 밸런싱 지그를 통해 다수 개의 전지셀의 전압 또는 SOC 차이를 편리하게 줄일 수 있게 한다.

전지팩, 셀, 밸런싱, 지그

Description

셀 밸런싱을 위한 지그{JIG FOR BALANCING OF BATTERY CELLS}

도 1은 본 발명에 따른 셀 밸런싱을 위한 지그를 보여주는 개략 측면도.

도 2는 본 발명에 따른 셀 밸런싱을 위한 지그를 보여주는 개략 정면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 전지셀 1a: 전극탭

2: 셀지그 2a: 수용부

2b: 베이스 3: 전압차감축부

3a: 제1 탭접속부 3b: 제2 탭접속부

3c: 전도성 연결부재 4: 탭지그

5: 손잡이부

본 발명은 셀 밸런싱을 위한 지그에 관한 것으로, 특히 소정의 전지팩 안에 수용되게 되는 각 전지셀 간의 전압차를 미리 간단한 구조의 셀 밸런싱 지그를 통해 편리하게 줄 일수 있도록 하는 셀 밸런싱을 위한 지그에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 전자기기, 하이브리드 자동차(HEV), 전기 자동차(EV) 등에 장착되는 전지팩에는 다수 개의 전지셀이 구비되는데, 이들 전지셀의 전압은 충전 또는 방전 상태에 따라 각각 다르다.

그에 따라, 종래에는 각 전지셀의 전압차를 줄이기 위해 평균전압을 초과하는 전지셀에 대해서는 전자부하(electric load)를 이용해 방전시키거나, 또는 상기 평균전압에 미치지 못하는 전지셀에 대해서는 충전기(power supply)를 이용해 충전시켜 각 전지셀의 전압 또는 SOC(State Of Charge)의 평형을 맞추었다.

그러나, 전자부하를 이용하여 각 전지셀을 방전시키거나, 또는 충전기를 이용하여 각 전지셀의 전압 또는 SOC를 맞추는 종래의 작업방식은 기충전된 에너지를 헛되이 소모시키거나 외부전원을 이용해 재충전하는 것이기 때문에 에너지의 효율적 이용의 측면에서 매우 바람직하지 못하였다.

또한, 작업자가 각 전지셀의 평균전압을 고려해 일일이 각 전지셀을 방전시키거나 충전시켜야 했기 때문에 각 전지셀의 전압 또는 SOC의 평형을 맞추는 작업이 매우 번거로울 수밖에 없었으며, 게다가 각 전지셀의 평균전압 조정작업의 효율도 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 전술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 단순한 구조의 셀 밸런싱 지그를 통해 다수 개의 전지셀의 전압 또는 SOC 차이를 편리하게 줄일 수 있도록 하는 셀 밸런싱을 위한 지그를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 셀 밸런싱을 위한 지그는 전 지셀을 착탈 가능하게 수용할 수 있도록 일측에 일정간격을 두고 적어도 두 개의 수용부가 구비된 셀지그와; 이 셀지그의 수용부 안에 수용된 각 전지셀 간의 전압차를 줄일 수 있도록 전압차감축부가 마련된 탭지그를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 셀 밸런싱을 위한 지그를 도 1과 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 셀 밸런싱을 위한 지그를 보여주는 개략 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 셀 밸런싱을 위한 지그를 보여주는 개략 정면도이다.

본 발명에 따른 셀 밸런싱을 위한 지그는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 전지셀(1)을 착탈 가능하게 수용할 수 있도록 일측에 일정간격을 두고 적어도 두 개의 수용부(2a)가 구비된 셀지그(2)와;

이 셀지그의 수용부(2a) 안에 수용된 각 전지셀(1) 간의 전압차를 줄일 수 있도록 전압차감축부(3)가 마련된 탭지그(4)를 포함하는 구조로 이루어져 있다.

여기에서, 상기 셀지그(2)의 하단에는 그 셀지그를 이동 가능한 상태로 직립시킬 수 있도록 베이스부(2b)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 탭지그(4)의 전압차감축부(3)는 각 전지셀(1)의 일측 수직배열 전극탭(1a)과 접속되는 제1 탭접속부(3a)와; 그 전지셀(1)의 타측 수직배열 전극탭(1a)과 접속되는 제2 탭접속부(3b)와; 상기 제1 탭접속부(3a)와 제2 탭접속부(3b)에 양단부가 각각 착탈 가능하게 고정되는 전도성 연결부재(3c)로 이루어져 있다. 상기 탭지그(4)는 전압차감축부(3)를 제외하고는 절연성 재질로 이루어지거나, 그 전압차 감축부와 접하는 부분이 절연재로 피복되는 것이 바람직하다.

상기 각 제1 탭접속부(3a)와 제2 탭접속부(3b)의 선단부는 해당 전지셀(1)의 전극탭(1a)이 원활하게 접속될 수 있도록 라운드진 형태로 이루어지는 것이 바람직하고, 그 각 제1 탭접속부(3a)와 제2 탭접속부(3b)의 후단부는 상기 전도성 연결부재(3c)와 접촉 가능하도록 일부분이 외부로 노출되어 있다.

또한, 상기 각 제1 탭접속부(3a)와 제2 탭접속부(3b)는 해당 전지셀(1)의 배치상태(정위치 상태 또는 180°뒤집힌 상태)를 변화시켜 각 전지셀(1)의 전극탭(1a)에 병렬 또는 직렬 연결될 수 있다.

상기 전도성 연결부재(3c)는 각 전지셀(1)의 전압차가 클 때와 작을 때를 구분하여 적용할 수 있도록 해당 전도성 연결부재 별로 저항이 다르게 이루어질 수 있다. 여기에서, 각 전지셀(1) 간의 전압차는 해당 전지셀 간의 손상을 주지 않는 통상의 범위 내에서의 전압차를 말한다. 따라서, 해당 전지셀 간에 적용되는 전도성 연결부재(3c)의 저항은 그러한 통상의 전압차 범위 내에서 결정된다. 통상, 전도성 연결부재(3c)의 저항과 해당 전지셀 간의 전압은 전지셀 간에 흐르는 전류가 500mA 이내가 되는 범위 내에서 결정되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전도성 연결부재(3c)의 양단부는 각각 제1 탭접속부(3a)와 제2 탭접속부(3b)의 후측부에 자체적으로 구비되는 탄성돌기(도시되지 않음), 별도의 탄성체, 또는 나사 등과 같은 패스너를 매개로 하여 착탈 가능하게 고정될 수 있다.

한편, 상기 전도성 연결부재(3c)는 금, 은, 구리, 니켈 등의 재질로 이루어질 수 있으며, 각 전지셀(1)의 전극탭(1a) 간에 전류의 흐름을 가능하게 하는 것이라면 어느 재질이어도 무방하다.

상기 탭지그(4)의 후측에는 그 탭지그의 외면에 대해 돌출되거나 또는 오목한 형태의 손잡이부(5)가 마련되는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 셀 밸런싱을 위한 지그의 작용을 도 1과 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 셀지그(2)의 각 수용부(2a) 안에 전지셀(1)을 편리하게 위치시킬 수 있도록 그 셀지그(2)를 소정의 작업대(도시되지 않음) 상에 일정방향으로 배치시켜 고정한다.

그런 다음, 상기 셀지그(2)의 각 수용부(2a) 안에 전지셀(1)을 위치시킨 후, 전압 측정기(도시되지 않음)를 이용하여 상기 각 전지셀(1)의 전압을 체크한다.

상기 체크결과, 전지셀(1) 간의 전압차가 크면 탭지그(4)의 후면에 저항이 큰 재질의 전도성 연결부재(3c)를 위치시켜 그 탭지그(4)의 제1 탭접속부(3a)와 제2 탭접속부(3b)를 전기적으로 연결한다.

그런 다음, 상기 탭지그(4)의 손잡이부(5)를 이용하여 그 탭지그(4)의 제1 탭접속부(3a)와 제2 탭접속부(3b)를 상기 셀지그(2)측 전지셀(1)의 해당 전극탭(1a)과 정렬시킨다.

그런 다음, 상기 탭지그(4)를 상기 셀지그(2) 측으로 밀어 상기 탭지그(4)의 제1 탭접속부(3a)와 제2 탭접속부(3b)를 그 셀지그(2)측 전지셀(1)의 해당 전극탭(1a)과 일정시간 동안 접속시킨다.

그러면, 상기 셀지그(2)의 각 전지셀(1) 간에는 전압이 높은 전지셀에서 상대적으로 전압이 낮은 전지셀로 전류의 이동이 발생되게 되며, 그 결과 전지셀(1) 간의 전압차는 줄어들게 된다.

그런 다음, 전압 측정기를 이용하여 각 전지셀(1) 간의 전압차를 체크한 후, 그들 전지셀 간의 전압차가 어느 정도 줄어들었으면 상기 탭지그(4)측 저항이 큰 재질의 기존의 전도성 연결부재(3c)를 저항이 낮은 재질의 새로운 전도성 연결부재로 교체한다.

그러면, 상기 셀지그(2)의 각 전지셀(1) 간에는 전압이 높은 전지셀에서 상대적으로 전압이 낮은 전지셀로 전류의 이동이 발생되게 되며, 그 결과 각 전지셀(1) 간에는 전압의 평형이 이루어질 수 있게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 단순한 구조의 셀 밸런싱 지그를 통해 다수 개의 전지셀의 전압 또는 SOC 차이를 편리하게 줄일 수 있게 한다.

Claims (6)

1. 전지셀을 착탈 가능하게 수용할 수 있도록 일측에 일정간격을 두고 적어도 두 개의 수용부가 구비된 셀지그와;

   이 셀지그의 수용부 안에 수용된 각 전지셀 간의 전압차를 줄일 수 있도록 전압차감축부가 마련된 탭지그

   를 포함하는 셀 밸런싱을 위한 지그.
2. 제1항에 있어서, 상기 셀지그의 하단에는 그 셀지그를 이동 가능한 상태로 직립시킬 수 있도록 베이스부가 구비된 것인 셀 밸런싱을 위한 지그.
3. 제1항에 있어서, 상기 탭지그의 전압차감축부는 각 전지셀의 일측 수직배열 전극탭과 접속되는 제1 탭접속부와; 그 전지셀의 타측 수직배열 전극탭과 접속되는 제2 탭접속부와; 상기 제1 탭접속부와 제2 탭접속부에 양단부가 각각 착탈 가능하게 고정되는 전도성 연결부재로 이루어진 것인 셀 밸런싱을 위한 지그.
4. 제3항에 있어서, 상기 각 제1 탭접속부와 제2 탭접속부의 선단부는 라운드진 형태를 이루는 것인 셀 밸런싱을 위한 지그.
5. 제3항에 있어서, 상기 전도성 연결부재는 각 전지셀의 전압차를 구분하여 적용할 수 있도록 해당 전도성 연결부재 별로 저항이 다른 것인 셀 밸런싱을 위한 지그.
6. 제1항에 있어서, 상기 탭지그의 후측에는 그 탭지그의 외면에 대해 돌출되거나 또는 오목한 형태의 손잡이부가 마련된 것인 셀 밸런싱을 위한 지그.

Images