KR101398477B1 - Precise Detector of Charge Voltage for Charge-Discharge Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전지셀 충방전기의 충전 전압 정밀도를 검출하는 장치로서, (a) 상부가 개방된 박스 형상의 트레이(Tray); (b) 충방전기의 전압 정밀도를 검출하기 위해 상기 트레이의 양 측면 내부에 각각 장착되어 있고, 하기 충방전기와 전기적 연결되는 한 쌍의 탭(Tab)과 각각의 탭에 일정한 저항을 인가하는 션트 저항부로 구성되어 있는 전압 측정부들; 및 (c) 전압 측정부에 전류를 인가하고, 전지셀을 충방전시키는 충방전기;를 포함하고 있는 검출 장치를 제공한다. The present invention relates to an apparatus for detecting a charging voltage accuracy of a battery cell charge / discharge apparatus, the apparatus comprising: (a) a box-shaped tray opened at an upper portion thereof; (b) a pair of tabs (Tab) electrically connected to the charge / discharge unit and mounted on both sides of the tray to detect the voltage precision of the charge / discharge unit, and a shunt resistor Voltage measuring units configured as part; And (c) a charge / discharge unit for applying a current to the voltage measuring unit and charging / discharging the battery cell.
Description
본 발명은 전지셀 충방전기의 충전 전압 정밀도를 검출하는 장치로서, 구체적으로, (a) 상부가 개방된 박스 형상의 트레이; (b) 충방전기의 전압 정밀도를 검출하기 위해 상기 트레이의 양 측면 내부에 각각 장착되어 있고, 하기 충방전기와 전기적 연결되는 한 쌍의 탭과 각각의 탭에 일정한 저항을 인가하는 션트 저항부로 구성되어 있는 전압 측정부들; 및 (c) 전압 측정부에 전류를 인가하고, 전지셀을 충방전시키는 충방전기;를 포함하고 있는 검출 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for detecting a charging voltage accuracy of a battery cell charging / discharging device, and more particularly to: (a) a box-shaped tray having an open top; (b) a pair of tabs each electrically connected to the charge / discharge unit and mounted on both sides of the tray for detecting the voltage precision of the charge / discharge unit, and a shunt resistor unit for applying a constant resistance to each tab Voltage measuring units; And (c) a charge / discharge unit for applying a current to the voltage measuring unit and charging / discharging the battery cell.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices are increasing, the demand for batteries as energy sources is rapidly increasing, and accordingly, a lot of researches on batteries capable of meeting various demands have been conducted.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, in view of the shape of the battery, there is a high demand for a prismatic secondary battery and a pouch-type secondary battery that can be applied to products such as mobile phones with a small thickness. In terms of materials, lithium ion batteries having high energy density, discharge voltage, There is a high demand for a lithium secondary battery such as a lithium ion polymer battery.
그러나, 이차전지의 에너지 밀도가 높아지게 되고 고용량화 됨에 따라, 반복적인 충방전 과정에서 발열량이 증가하게 되고, 이는 과다한 온도 상승과, 그로 인한 소자의 오작동을 유발하고 작동 효율을 저하시킬 뿐만 아니라, 전지의 수명을 크게 단축시키는 원인이 된다.However, as the energy density of the secondary battery increases and the capacity of the secondary battery increases, the amount of heat generated during the repeated charging and discharging increases. This causes excessive temperature rise and malfunction of the resulting device, Which causes a shortening of the life span remarkably.
따라서, 전지에 대한 최적의 작동 상태 및 안전성을 확보하기 위하여 제품에 대하여 많은 시험들이 행해지며, 그러한 시험 중에는 테스트 시편의 전압, 전류 등의 전기화학적 작동 상태와 온도와 압력 등의 물리적 작동 상태를 전지의 충방전기를 사용하여 측정하는 과정이 포함된다.Therefore, many tests are performed on the product in order to ensure the optimum operating condition and safety for the battery. During such test, the electrochemical operating state of the test sample, such as the voltage and the current, and the physical operating state such as the temperature and the pressure, And a charging / discharging unit of the charging / discharging unit.
그러나, 충방전기의 정밀도가 떨어지는 경우, 전지셀의 충전 전압의 정확도 또한 저하되는 문제점이 있다.However, if the accuracy of the charging / discharging device is lowered, the accuracy of the charging voltage of the battery cell also deteriorates.
따라서, 충방전기에 대해 충전 전압의 정밀도를 주기적으로 검정할 수 있는 장치가 필요하다. Therefore, there is a need for a device capable of periodically checking the accuracy of the charge voltage with respect to the charge / discharge device.
또한, 충방전기의 불량이 발생하기 이전에 충방전기의 불량을 선별할 수 있는 검증 장치가 매우 필요한 실정이다.Also, there is a need for a verification device capable of selecting a failure of the charge / discharge device before a failure of the charge / discharge device occurs.
본 발명은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art and the technical problems that have been requested from the past.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 전지셀 충방전기의 충전 전압 정밀도 검출 장치를 특정 구조로 구성함으로써, 충방전기에 대한 신뢰성을 확보하고 검출 시간을 크게 단축할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted extensive research and various experiments and have found that by configuring a charging voltage accuracy detecting device of a battery cell charge / discharge device with a specific structure, it is possible to secure the reliability of the charge / discharge device and to shorten the detection time And have completed the present invention.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 검출 장치는, 전지셀 충방전기의 충전 전압 정밀도를 검출하는 장치로서,According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting a charging voltage accuracy of a battery cell charging / discharging device,
(a) 상부가 개방된 박스 형상의 트레이(Tray);(a) a box-shaped tray opened at an upper portion thereof;
(b) 충방전기의 전압 정밀도를 검출하기 위해 상기 트레이의 양 측면 내부에 각각 장착되어 있고, 하기 충방전기와 전기적 연결되는 한 쌍의 탭(Tab)과 각각의 탭에 일정한 저항을 인가하는 션트 저항부로 구성되어 있는 전압 측정부들; 및(b) a pair of tabs (Tab) electrically connected to the charge / discharge unit and mounted on both sides of the tray to detect the voltage precision of the charge / discharge unit, and a shunt resistor Voltage measuring units configured as part; And
(c) 전압 측정부에 전류를 인가하고, 전지셀을 충방전시키는 충방전기;(c) a charge / discharge unit for applying a current to the voltage measurement unit and charging / discharging the battery cell;
를 포함하고 있다..
따라서, 본 발명에 따른 검출 장치는 탭과 션트 저항부로 구성된 전압 측정부들을 다수 개 포함하고 있으므로, 트레이에 전지셀을 직접 투입하지 않고도 충방전기의 충전 전압을 정밀하게 검출할 수 있다.Therefore, since the detecting apparatus according to the present invention includes a plurality of voltage measuring units composed of the tap and the shunt resistance unit, the charging voltage of the charging / discharging unit can be accurately detected without directly inputting the battery cell into the tray.
또한, 본 발명에 따른 검출 장치는 션트 저항부에 의해 정밀한 전압 측정이 가능하다.Further, the detecting device according to the present invention is capable of precise voltage measurement by the shunt resistor.
종래에는 별도의 충방전기 충전 전압 검출장치가 존재하지 않았는 바, 본 발명에 따른 검출 장치는 매우 신규한 구조이다. In the prior art, there is no separate charging / discharging device charging voltage detecting device, so that the detecting device according to the present invention is a very novel structure.
상기 션트 저항이란, 전류를 직접 측정하기가 어려운 경우, 전압을 측정하여 이를 전류값으로 환산하기 위한 금속 저항을 총칭하는 용어이다. 션트 저항부는 직류 부하인 탭에 대하여 직렬로 연결하며, (+) 또는 (-) 단자 중 어느 한 곳에 연결하여 측정하게 된다. 예를 들어, 5 mΩ의 션트 저항부에 대하여 50 mV의 전압이 측정되었다면, 전류값은 옴의 법칙에 의해 5 A로 환산된다.The shunt resistor is a term collectively referred to as a metal resistance for measuring a voltage and converting it into a current value when it is difficult to directly measure the current. The shunt resistor is connected in series to the tap, which is a direct current load, and connected to either the (+) or (-) terminal for measurement. For example, if a voltage of 50 mV is measured for a 5 mΩ shunt resistor, the current value is converted to 5 A by Ohm's law.
하나의 바람직한 예에서, 상기 전압측정부들은 30 내지 100개로 구성되어 있을 수 있으며, 바람직하게는 트레이의 좌측에 25개, 우측에 25개 각각 형성되어 있는 구조일 수 있다.In one preferred example, the voltage measuring units may be composed of 30 to 100, preferably 25 on the left side of the tray and 25 on the right side.
따라서, 상기 전압측정부들은 충방전기의 다수 개 채널들에 대해 동시에 전압 정밀도를 검출할 수 있다. Therefore, the voltage measuring units can simultaneously detect the voltage accuracy of the plurality of channels of the charge / discharge unit.
구체적으로, 본 발명자들이 실험한 결과에 따르면, 충방전기가 1개의 채널만 가지고 있는 경우, 50개 전지셀의 충전 전압을 측정하는 데 2시간 이상이 소요되었다. 이와는 달리, 충방전기가 50개의 채널을 가지고 있는 경우, 50개 전지셀의 충전 전압을 측정하는 데 1분 이하의 시간이 소요됨을 확인하였다. Specifically, according to the results of experiments conducted by the present inventors, it took more than two hours to measure the charging voltage of 50 battery cells when the charge / discharge unit had only one channel. On the contrary, when the charge / discharge unit has 50 channels, it is confirmed that it takes less than 1 minute to measure the charging voltage of 50 battery cells.
또 다른 바람직한 예에서, 상기 탭은 전도율이 향상되도록 외면이 금도금 되어 있는 금속판으로 이루어져 있어서, 충방전기가 탭에 전류를 인가하는 경우 저항을 최소화하여 검출된 전압의 정밀도를 크게 향상할 수 있다.In another preferred embodiment, the tab is made of a metal plate whose outer surface is plated so as to improve the conductivity, so that when the charge / discharge unit applies a current to the tab, the resistance is minimized and the accuracy of the detected voltage can be greatly improved.
상기 구조에서, 상기 금속판은 전도율이 향상될 수 있는 형상이면 특별한 제한은 없으나, 예를 들어 수평 단면상 사각형으로 이루어질 수 있다.In the above structure, the metal plate is not particularly limited as long as the metal plate can improve the conductivity. For example, the metal plate may have a rectangular shape in a horizontal section.
상기 션트 저항부는 충방전기의 전압을 정밀하게 검출할 수 있도록, 5Ω의 저항을 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable that the shunt resistor unit uses a resistance of 5? So that the voltage of the charge / discharge unit can be accurately detected.
또 다른 예에서, 상기 충방전기는 전압측정부들에 대응하는 개수만큼 채널들(channels)을 포함하고 있는 구조일 수 있으며, 필요에 따라 채널들이 증감될 수 있음은 물론이다.In another example, the charging and discharging unit may include a number of channels corresponding to the voltage measuring units, and the number of channels may be increased or decreased as needed.
바람직하게는, 상기 전압 측정부는 탭들이 삽입되어 고정될 수 있도록 관통홈들이 형성되어 있는 프레임을 추가로 포함할 수 있으며, 관통홈들은 탭들에 대응하는 수량만큼 형성될 수 있다.Preferably, the voltage measuring unit may further include a frame having through-holes formed therein so that the tabs can be inserted and fixed, and the through-holes may be formed in a quantity corresponding to the tabs.
상기 전지셀은 바람직하게는 리튬이온 전지 또는 리튬이온 폴리머 전지일 수 있지만, 이들만으로 한정되지 않음은 물론이다.The battery cell may preferably be a lithium ion battery or a lithium ion polymer battery, but is not limited thereto.
본 발명은, 또한 상기 검출장치를 사용하여 전지셀 충방전기의 충전 전압을 검출하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of detecting the charging voltage of a battery cell charge / discharge device using the above detection device.
구체적으로, 상기 검출 방법은, Specifically, in the detection method,
(a) 충방전기에서 측정할 전압의 범위를 입력하는 과정;(a) inputting the range of the voltage to be measured in the charge / discharge unit;
(b) 충방전기가 전압 측정부에 임의의 전류를 인가하는 과정;(b) a process in which the charge / discharge unit applies an arbitrary current to the voltage measuring unit;
(c) 션트 저항부를 통과하며 전압값이 변환되는 과정;(c) passing the voltage value through the shunt resistor;
(d) 변환된 전압값을 충방전기에서 계산하여 입력된 전압값이 흐르도록 충방전기가 전압 측정부에 전류를 재인가하는 과정;(d) calculating the converted voltage value by the charge / discharge unit and recharging the current to the voltage measuring unit so that the inputted voltage value flows;
(e) 재인가된 전류가 션트 저항부를 통과하며 변환된 전압값을 측정하는 과정; 및(e) measuring the converted voltage value through the re-applied current through the shunt resistor; And
(f) 측정된 전압값을 통해 충방전기의 전압 정밀도를 확인하는 과정;(f) checking the voltage accuracy of the charge / discharge unit through the measured voltage value;
으로 구성될 수 있다..
따라서, 본 발명에 따른 검출 방법은 션트 저항부를 사용하여 충방전기의 충전 전압을 정밀하게 검출할 수 있다.Therefore, the detection method according to the present invention can precisely detect the charging voltage of the charge / discharge unit by using the shunt resistor unit.
상기 전압의 범위는 필요에 따라 달라질 수 있으나, 예를 들어 3내지 5V일 수 있다.The range of the voltage may be varied as needed, but may be, for example, 3 to 5V.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 검출 장치는, 전지셀 충방전기의 충전 전압 정밀도 검출 장치를 특정 구조로 구성함으로써, 충방전기에 대한 신뢰성을 확보하고 검출 시간을 크게 단축할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the detecting apparatus according to the present invention can reliably ensure the reliability of the charging / discharging device and greatly shorten the detecting time by configuring the charging voltage accuracy detecting device of the battery cell charging / discharging device with a specific structure.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 검출 장치의 사진이다;
도 2는 도 1의 A 부위를 확대한 사진이다;
도 3은 도 1의 B 부위를 확대한 사진이다;
도 4는 도 1의 전압 측정부를 확대한 사진이다;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 검출방법의 흐름도이다.1 is a photograph of a detection device according to one embodiment of the present invention;
2 is an enlarged photograph of a portion A in Fig. 1; Fig.
3 is an enlarged photograph of a portion B in Fig. 1; Fig.
4 is an enlarged photograph of the voltage measuring unit of FIG. 1;
5 is a flowchart of a detection method according to another embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만 본 발명의 범주가 그것에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 검출 장치의 사진이 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 도 1의 A 부위를 확대한 사진이 도시되어 있고, 도 3에는 도 1의 B 부위를 확대한 사진이 도시되어 있다.1 is a photograph of a detection device according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a photograph enlarged at a portion A in Fig. 1, and Fig. 3 is a photograph enlarged at a portion B in Fig.
이들 도면을 참조하면, 전지셀 충방전기의 충전 전압 정밀도를 검출하는 검출 장치(100)는, 상부가 개방된 박스 형상의 트레이(110), 전압 측정부들(112), 및 전압 측정부(112)에 전류를 인가하고 전지셀을 충방전시키는 충방전기(도시하지 않음)로 구성되어 있다.Referring to these figures, a detecting
전압측정부들(112)은 트레이(110)의 좌측과 우측 내면에 각각 25개씩 장착되어 있고, 탭들(140)이 삽입되어 고정될 수 있도록 관통홈들(132)이 형성되어 있는 프레임(130)을 포함하고 있다.25
또한, 트레이(110)의 하단면에는 좌측 전압 측정부들과 우측 전압 측정부들을 고정하기 위한 고정 플레이트(120)가 장착되어 있다.Further, a
도 4에는 도 1의 전압 측정부를 확대한 사진이 도시되어 있다.Fig. 4 is a magnified image of the voltage measuring unit of Fig.
이들 도면을 도 1과 함께 참조하면, 전압 측정부들(112)은, 충방전기(도시하지 않음)의 전압 정밀도를 검출하기 위해 트레이(110)의 양 측면 내부에 각각 장착되어 있고 충방전기와 전기적 연결되는 한 쌍의 탭(140)과 각각의 탭(140)에 일정한 저항을 인가하는 션트 저항부로 구성되어 있다. 1, the
탭(140)은 전도율이 향상되도록 외면이 금도금 되어 있는 금속판으로 이루어져 있고, 금속판은 수평 단면상 사각형으로 이루어져 있다.The
또한, 충방전기는 전압측정부들(112)에 대응하는 개수만큼 채널들(도시하지 않음)을 포함하고 있다.Also, the charge / discharge unit includes channels (not shown) corresponding to the number of
탭(140)의 하단부는 션트 저항부의 일측 단부와 볼트(142)에 의해 체결되어 있고, 션트 저항부는 5A의 저항을 가지는 저항 본체(150)와 탭들(140)과 전기적 연결되는 와이어(152)로 구성되어 있다.The lower end of the
도 5에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 검출방법의 흐름도가 모식적으로 도시되어 있다.Fig. 5 schematically shows a flowchart of a detection method according to another embodiment of the present invention.
도 5를 도 1 내지 도 4와 함께 참조하면, 검출방법(200)은, (a) 충방전기에서 측정할 전압의 범위를 입력하는 과정(210); (b) 충방전기가 전압 측정부(112)에 임의의 전류를 인가하는 과정(220); (c) 션트 저항부를 통과하며 전압값이 변환되는 과정(230); (d) 변환된 전압값을 충방전기에서 계산하여 입력된 전압값이 흐르도록 충방전기가 전압 측정부(112)에 전류를 재인가하는 과정(240); (e) 재인가된 전류가 션트 저항부를 통과하며 변환된 전압값을 측정하는 과정(250); 및 (f) 측정된 전압값을 통해 충방전기의 전압 정밀도를 확인하는 과정(260);으로 구성되어 있다.Referring to FIG. 5 together with FIGS. 1 to 4, the
이상 본 발명의 실시예에 따른 검출 장치의 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, will be.
Claims (10)
상기 검출장치는 전지셀 충방전기의 충전 전압 정밀도를 검출하는 장치로서, 상부가 개방된 박스 형상의 트레이(Tray); 충방전기의 전압 정밀도를 검출하기 위해 상기 트레이의 양 측면 내부에 각각 장착되어 있고, 하기 충방전기와 전기적 연결되는 한 쌍의 탭(Tab)과 각각의 탭에 일정한 저항을 인가하는 션트 저항부로 구성되어 있는 전압 측정부들; 및 전압 측정부에 전류를 인가하고, 전지셀을 충방전시키는 충방전기;를 포함하고 있고,
상기 방법은,
(a) 충방전기에서 측정할 전압의 범위를 입력하는 과정;
(b) 충방전기가 전압 측정부에 임의의 전류를 인가하는 과정;
(c) 션트 저항부를 통과하며 전압값이 변환되는 과정;
(d) 변환된 전압값을 충방전기에서 계산하여 입력된 전압값이 흐르도록 충방전기가 전압 측정부에 전류를 재인가하는 과정;
(e) 재인가된 전류가 션트 저항부를 통과하며 변환된 전압값을 측정하는 과정; 및
(f) 측정된 전압값을 통해 충방전기의 전압 정밀도를 확인하는 과정;
으로 구성된 것을 특징으로 하는 검출 방법.A method for detecting a charging voltage of a battery cell charge / discharge device using a detection device,
The detecting device detects the charging voltage accuracy of the battery cell charge / discharge device, comprising: a box-shaped tray opened at an upper portion; A pair of tabs electrically connected to the charge / discharge unit, and a shunt resistor unit for applying a constant resistance to each of the tabs, the pair of tabs being mounted on both sides of the tray to detect voltage accuracy of the charge / Voltage measuring units; And a charge / discharge unit for applying a current to the voltage measuring unit and charging / discharging the battery cell,
The method comprises:
(a) inputting the range of the voltage to be measured in the charge / discharge unit;
(b) a process in which the charge / discharge unit applies an arbitrary current to the voltage measuring unit;
(c) passing the voltage value through the shunt resistor;
(d) calculating the converted voltage value by the charge / discharge unit and recharging the current to the voltage measuring unit so that the inputted voltage value flows;
(e) measuring the converted voltage value through the re-applied current through the shunt resistor; And
(f) checking the voltage accuracy of the charge / discharge unit through the measured voltage value;
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- 2011-11-11 KR KR1020110117273A patent/KR101398477B1/en active IP Right Grant
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