KR101456425B1 - 충방전기 검사 및 교정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전지셀 충방전기를 검사 및 교정하는 장치로서, 상부가 개방된 중공구조의 장방형 트레이(tray); 충방전기의 전압을 검출하기 위해 상기 트레이의 양 측면 내부에 각각 장착되어 있고, 충방전기와 전기적 연결되는 한 쌍의 탭들(tabs)과 각각의 탭들에 일정한 저항을 인가하는 션트 저항부를 포함하고 있는 전압 측정부들; 상기 트레이의 내부에 장착되어 있고, 충방전기의 전류값을 측정하여 상기 전압 측정부로부터의 전압값과 함께 기준값 대비 교정값을 산출하는 교정값 산출부; 및 상기 트레이의 내부에 장착되어 있고, 상기 교정값 산출부로부터 수신한 교정값을 충방전기로 송신하는 교정값 송신부;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 충방전기 검사 및 교정 장치를 제공한다.

Description

충방전기 검사 및 교정 장치 {Inspection and Correction Device for Charge-Discharge Device}
본 발명은 전지셀 충방전기를 검사 및 교정하는 장치로서, 상부가 개방된 중공구조의 장방형 트레이(tray); 충방전기의 전압을 검출하기 위해 상기 트레이의 양 측면 내부에 각각 장착되어 있고, 충방전기와 전기적 연결되는 한 쌍의 탭들(tabs)과 각각의 탭들에 일정한 저항을 인가하는 션트 저항부를 포함하고 있는 전압 측정부들; 상기 트레이의 내부에 장착되어 있고, 충방전기의 전류값을 측정하여 상기 전압 측정부로부터의 전압값과 함께 기준값 대비 교정값을 산출하는 교정값 산출부; 및 상기 트레이의 내부에 장착되어 있고, 상기 교정값 산출부로부터 수신한 교정값을 충방전기로 송신하는 교정값 송신부;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 충방전기 검사 및 교정 장치에 관한 것이다.
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.
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.
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.
따라서, 전지에 대한 최적의 작동 상태 및 안전성을 확보하기 위하여 제품에 대하여 많은 시험들이 행해지며, 그러한 시험 중에는 테스트 시편의 전압, 전류 등의 전기적 작동 상태와 온도와 압력 등의 물리적 작동 상태를 전지의 충방전기를 사용하여 측정하는 과정이 포함된다.
그러나, 충방전기의 정밀도가 떨어지는 경우, 전지셀의 충전 전압의 정확도 또한 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 충방전기에 대해 충전 전압의 정밀도를 주기적으로 검사하고, 검사 결과 데이터를 바탕으로 충방전기를 보정할 수 있는 장치가 필요하다.
한편, 이러한 주기적인 검정 과정 및 보정 과정은 모두 인력에 의한 수작업으로 이루어지는 바, 이는 인력에 의한 오류의 발생 가능성을 포함할 뿐만 아니라, 인력 수급에 의한 비용까지 감수해야 하는 단점을 내포하고 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점들을 해결하면서 충방전기에 대한 검정과 보정을 수행할 수 있는 충방전기 검사 및 보정 장치가 매우 필요한 실정이다.
본 발명은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 통해, 장방형 트레이에 전압 측정부들, 교정값 산출부 및 교정값 송신부를 장착하는 구조로 구성함으로써, 충방전기에 대한 검사 및 교정을 한번에 수행할 수 있는 장치를 개발하고자 하였다.
따라서, 본 발명의 목적은, 충방전기에 대한 검사 및 교정을 한번에 수행할 수 있고, 검사 및 교정 과정중의 오류를 미연에 방지할 수 있는, 자동화된 시스템 구조를 갖춘 충방전기 검사 및 교정 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 충방전기 검사 및 교정 장치는, 전지셀 충방전기를 검사 및 교정하는 장치로서,
상부가 개방된 중공구조의 장방형 트레이(tray);
충방전기의 전압을 검출하기 위해 상기 트레이의 양 측면 내부에 각각 장착되어 있고, 충방전기와 전기적 연결되는 한 쌍의 탭들(tabs)과 각각의 탭들에 일정한 저항을 인가하는 션트 저항부를 포함하고 있는 전압 측정부들;
상기 트레이의 내부에 장착되어 있고, 충방전기의 전류값을 측정하여 상기 전압 측정부로부터의 전압값과 함께 기준값 대비 교정값을 산출하는 교정값 산출부; 및
상기 트레이의 내부에 장착되어 있고, 상기 교정값 산출부로부터 수신한 교정값을 충방전기로 송신하는 교정값 송신부;
를 포함하고 있다.
따라서, 본 발명에 따른 충방전기 검사 및 교정 장치는 탭과 션트 저항부로 구성된 전압 측정부들을 다수 개 포함하고 있으므로, 트레이에 전지셀을 직접 투입하지 않고도 충방전기의 충전 전압을 정밀하게 검출할 수 있다. 또한, 교정값 산출부 및 교정값 송신부를 포함하고 있어서, 충방전기에 대한 검사 및 교정 과정을 한번에 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 충방전기 검사 및 교정 장치는 인력에 의해 수작업으로 이루어지는 과정을 생략하고, 자동으로 검사 및 교정 과정이 이루어지는 시스템으로 구성되어 있으므로, 인력에 의한 오류를 미연에 방지할 수 있으며, 이에 관련한 인력 공수를 절감하여 비용절감 효과를 달성할 수 있다.
이하에서 본 발명의 내용을 더욱 상술한다.
우선, 본 발명에 따른 충방전기 검사 및 교정 장치는 션트 저항부에 의해 정밀한 전압 측정이 가능하다.
종래에는 별도의 충방전기 충전 전압 검출장치가 존재하지 않았는 바, 본 발명에 따른 충방전기 검사 및 교정 장치는 그 자체로 신규한 구조를 가진다.
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 법칙(Ohm's law)에 의해 10 A로 환산된다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 전압측정부들은 30 내지 100개로 구성되어 있을 수 있으며, 바람직하게는 트레이의 좌측에 25개, 우측에 25개 각각 형성되어 있는 구조일 수 있다.
따라서, 상기 전압측정부들은 충방전기의 다수 개 채널들에 대해 동시에 전압 정밀도를 검출할 수 있다.
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.
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.
상기 구조에서, 상기 금속판은 전도율이 향상될 수 있는 형상이면 특별한 제한은 없으나, 예를 들어 수평 단면상 사각형으로 이루어질 수 있다.
상기 션트 저항부는 충방전기의 전압을 정밀하게 검출할 수 있도록, 5Ω의 저항을 사용하는 것이 바람직하다.
또 다른 예에서, 상기 충방전기는 전압측정부들에 대응하는 개수만큼 채널들(channels)을 포함하고 있는 구조일 수 있으며, 필요에 따라 채널들이 증감될 수 있음은 물론이다.
따라서, 필요에 따라 다수의 채널들을 증감하여 설계할 수 있으므로, 하나의 검사 장비만으로 수행하던 종래의 검사 방법과는 달리, 단시간 내에 검사 작업을 완료할 수 있어, 검사 작업 효율성을 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 전압 측정부는 탭들이 삽입되어 고정될 수 있도록 관통홈들이 형성되어 있는 프레임을 추가로 포함할 수 있으며, 관통홈들은 탭들에 대응하는 수량만큼 형성될 수 있다.
상기 전지셀은 바람직하게는 리튬이온 전지 또는 리튬이온 폴리머 전지일 수 있지만, 이들만으로 한정되지 않음은 물론이다.
본 발명에 따른 충방전기 검사 및 교정 장치는 전압 측정부를 사용하여 전지셀 충방전기의 충전 전압을 검출한다.
구체적으로, 상기 검출 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;
을 포함하는 것으로 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 충방전기 검사 및 교정 장치는 션트 저항부를 사용하여 충방전기의 충전 전압을 정밀하게 검출할 수 있다.
상기 전압의 범위는 필요에 따라 달라질 수 있으나, 예를 들어 3 내지 5V일 수 있다.
한편, 상기 교정값 산출부는 내부에 기준 전압 데이터 및 기준 전류 데이터를 포함하는 구조일 수 있으며, 상기 기준 전압 데이터 및 기준 전류 데이터는 옴의 법칙에 의해 산출되어 자동으로 설정될 수 있다.
구체적으로, 충방전기에 측정할 전압을 4.2 V로 입력했을 시, 기준 전압 데이터는 4.2 V가 되고, 저항값은 션트 저항부의 저항값이므로 변함없이 5.0 Ω이며, 기준 전류 데이터는 옴의 법칙에 의해,
I = E / R = 4.2 V / 5.0 Ω = 0.84 A
가 된다.
이렇게 상기 교정값 산출부로부터 설정된 기준 전압 데이터 및 기준 전류 데이터는, 충방전기로부터 측정된 전압 및 전류값과 비교되게 되며, 이러한 비교값에 의해 교정값을 산출하게 된다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 교정값 송신부는 상기 충방전기와 전기적으로 연결되어 있는 구조일 수 있으며, 바람직하게는 착탈이 용이한 구조의 도전선 케이블에 의해 연결된 구조일 수 있다.
또한, 상기 교정값 송신부는 교정값 산출부로부터 교정값 데이터를 수신하고, 이를 충방전기에 전송하는 회로 구조로 이루어져 있다.
한편, 상기 교정값 송신부로부터 교정값 데이터를 수신한 충방전기는 수신 데이터를 바탕으로 자동 교정되며, 충방전기에 대한 검사 및 교정이 완료될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 충방전기 검사 및 교정 장치는, 전압 측정부, 교정값 산출부 및 교정값 송신부에 의해, 충방전기에 대한 검사 및 교정을 한번에 수행할 수 있다.
또한, 상기의 검사 및 교정 과정은 본 발명에 따른 충방전기 검사 및 교정 장치에 의해 자동으로 이루어지는 과정으로서, 종래 인력에 의한 오류를 미연에 방지할 수 있으며, 이에 관련한 인력 공수를 절감하여 비용절감 효과를 달성할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 충방전기 검사 및 교정 장치와 상기 교정 장치에 전기적으로 연결되어 있는 충방전기를 포함하는 것으로 구성된, 이차전지의 충전 및 방전을 수행하기 위한 장치('이차전지용 충방전 장치')를 제공한다.
본 발명에 따른 이차전지용 충방전 장치는 상기 충방전기 검사 및 교정 장치의 구조적 특징으로 인해, 다양한 이차전지들을 제조하는 공정에 사용될 수 있다. 이러한 이차전지용 충방전 장치를 구성하는 또 하나의 구성요소인 상기 충방전기는 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.
본 발명은 또한 이차전지용 충방전 장치를 이용하여, 전지모듈용 단위전지인 이차전지를 제조하는 과정에서 전지 활성화를 위한 충방전을 수행하거나 또는 상기 이차전지의 성능을 테스트하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지용 충방전 장치는 전지모듈용 단위전지인 이차전기를 제조 과정에서, 특히 바람직하게 사용될 수 있고, 상기 전지모듈은 둘 또는 그 이상의 이차전지들을 전기적으로 연결한 전지모듈이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차의 전원에 사용되는 전지모듈일 수 있다.
상기 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 충방전기 검사 및 교정 장치는, 장방형 트레이에 전압 측정부들, 교정값 산출부 및 교정값 송신부를 장착하는 구조 및 자동화된 시스템으로 구성함으로써, 충방전기에 대한 검사 및 교정을 한번에 수행할 수 있고, 인력에 의한 오류를 미연에 방지할 수 있으며, 이에 관련한 인력 공수를 절감하여 비용절감 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전압 측정부의 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 프레임의 사시도이다;
도 3은 도 1의 전압 측정부를 도 2의 프레임에 창착한 모습을 나타낸 사시도이다;
도 4는 도 3의 "A" 부분 확대도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 트레이의 사시도이다;
도 6은 도 3의 전압 측정부 및 프레임 조립체를 도 5의 트레이에 장착한 모습을 나타낸 사시도이다;
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 충방전기 검사 및 교정장치의 사시도이다;
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전압 검출방법의 흐름도이다;
도 9은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 충방전기 검사 및 교정장치를 충방전기에 연결하여 검사 및 교정하는 모습을 나타낸 모식도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만 본 발명의 범주가 그것에 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전압 측정부의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 프레임의 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 전압 측정부(100)는, 충방전기(도시하지 않음)와 전기적 연결되는 한 쌍의 탭들(110) 및 션트 저항부(120, 121)로 구성되어 있다. 션트 저항부(120, 121)는 5.0 Ω의 저항을 가지는 저항 본체(120) 및 탭들(110)과 전기적으로 연결되는 와이어(121)로 구성되어 있다.
탭(110)은 전도율이 향상되도록 외면이 금도금 되어 있는 금속판으로 이루어져 있고, 금속판은 수평 단면상 사각형으로 이루어져 있다.
또한, 탭(110)의 하단부 일부는 절곡되어 있는 구조(111)로서 3개의 체결구들(112)를 포함하고 있으며, 3개의 체결구들(112) 중 하나는 와이어(121)와 볼트 체결(130)되어 있다.
프레임(200)은 전압 측정부(100)의 탭들(110)이 삽입되어 고정될 수 있도록 일련의 관통홈들(210)을 포함하고 있다.
도 3에는 도 1의 전압 측정부를 도 2의 프레임에 창착한 모습을 나타낸 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 "A" 부분 확대도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 전압 측정부(100)의 탭들(110)은 프레임(200)의 관통홈들(210)에 삽입되고, 탭(110)의 하단부 일부에 형성되어 있는 절곡 구조(111) 상의 체결구들(112)를 통해, 탭(110)과 프레임(200)은 볼트 체결(130, 131, 132) 되어 있다.
도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 트레이의 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 3의 전압 측정부 및 프레임 조립체를 도 5의 트레이에 장착한 모습을 나타낸 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 트레이(300)는 상부가 개방되고 하부(330)가 막혀있는 중공 구조의 장방형 형상이고, 4개의 측벽들(310) 중 좌우 두개의 측벽에는 측면 개방부(320)가 수평방향으로 형성되어 있다.
전압 측정부들(100) 및 프레임(200)의 조립체는 트레이(300) 내부에 장착된 프레임 수평 지지부재(420) 및 프레임 수직 지지부재(410)에 의해 고정되어 있다.
또한, 탭들(110)은 트레이(300)의 측면 개방부(320)에 의해 외부로 노출되어 있으며, 이러한 구조에 의해 외부로부터 충방전기(도시하지 않음)와의 전기적 접속을 용이하게 하였다.
도 7에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 충방전기 검사 및 교정 장치가 도시되어 있다.
도 7을 도 1 및 도 5와 함께 참조하면, 충방전기 검사 및 교정 장치(800)는, 장방형 트레이(300), 전압 측정부(100), 교정값 산출부(700) 및 교정값 송신부(600)를 포함하는 구조이다.
교정값 송신부(600) 측면에는 케이블 접속 단자들(500)이 위치해 있으며, 교정값 송신부(600) 및 교정값 산출부(700)와 일체형으로 구성되어 있다.
도 8에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전압 검출방법의 흐름도가 도시되어 있으며, 도 9에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 충방전기 검사 및 교정장치를 충방전기에 연결하여 검사 및 교정하는 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 전압 검출방법(1000)은, (a) 충방전기(900)에서 측정할 전압의 범위를 입력(910, 920)하는 과정(1010); (b) 충방전기(900)가 전압 측정부(100)에 임의의 전류를 인가하는 과정(1020); (c) 션트 저항부(120, 121)를 통과하며 전압값이 변환되는 과정(1030); (d) 변환된 전압값을 충방전기(900)에서 계산하여 입력된 전압값이 흐르도록 충방전기(900)가 전압 측정부(100)에 전류를 재인가하는 과정(1040); (e) 재인가된 전류가 션트 저항부(120, 121)를 통과하며 변환된 전압값을 측정하는 과정(1050); 및 (f) 측정된 전압값을 통해 충방전기(900)의 전압 정밀도를 확인하는 과정(1060);으로 구성되어 있다.
충방전기 검사 및 교정 장치(800)는, 도전선 케이블들(930, 940, 950)에 의해 충방전기(900)와 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 충방전기 검사 및 교정 장치(800)는, 전압 측정부(100)에 의해 충방전기(900)의 전압 정밀도를 측정하고, 교정값 산출부(700)에 의해 충방전기(900)의 전류 값을 측정한다. 또한, 교정값 산출부(700) 내부에 기준 전압 데이터 및 기준 전류 데이터를 포함하며, 이러한 기준 전압 데이터 및 기준 전류 데이터는 옴의 법칙에 의해 산출되어 자동으로 설정된다.
구체적으로, 충방전기(900)에 측정할 전압을 4.2 V로 입력시, 기준 전압 데이터는 입력한 전압과 동일한 4.2 V가 되고, 저항값은 션트 저항부(120, 121)의 저항값이므로 변함없이 5.0 Ω이며, 기준 전류 데이터는 옴의 법칙에 의해,
I = E / R = 4.2 V / 5.0 Ω = 0.84 A
가 된다.
이렇게 교정값 산출부(700)로부터 설정된 기준 전압 데이터 및 기준 전류 데이터는, 충방전기로(900)부터 측정된 전압 및 전류값과 비교되게 되며, 이러한 비교값에 의해 교정값을 산출하게 된다.
교정값 송신부(600)는, 교정값 산출부(700)로부터 교정값 데이터를 수신하고 이를 충방전기(900)에 전송하는 회로 구조로 이루어져 있으며, 충방전기(900)와 도전선 케이블에 의해 연결(940, 950)되어 있다.
한편, 교정값 송신부(600)로부터 교정값 데이터를 수신한 충방전기(900)는 수신 데이터를 바탕으로 자동 교정되며, 충방전기(900)에 대한 검사 및 교정이 완료된다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 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.

Claims (15)

  1. 전지셀 충방전기를 검사 및 교정하는 장치로서,
    상부가 개방된 중공구조의 장방형 트레이(tray);
    충방전기의 전압을 검출하기 위해 상기 트레이의 양 측면 내부에 각각 장착되어 있고, 충방전기와 전기적 연결되는 한 쌍의 탭들(tabs)과 각각의 탭들에 일정한 저항을 인가하는 션트 저항부를 포함하고 있는 전압 측정부들;
    상기 트레이의 내부에 장착되어 있고, 충방전기의 전류값을 측정하여 상기 전압 측정부로부터의 전압값과 함께 기준값 대비 교정값을 산출하는 교정값 산출부; 및
    상기 트레이의 내부에 장착되어 있고, 상기 교정값 산출부로부터 수신한 교정값을 충방전기로 송신하는 교정값 송신부;
    를 포함하고 있으며;
    상기 교정값 송신부로부터 교정값 산출부의 교정값 데이터를 수신한 충방전기는 수신 데이터를 바탕으로 자동 교정되는 것을 특징으로 하는 충방전기 검사 및 교정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 측정부들은 30 내지 100개로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 충방전기 검사 및 교정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 탭은 전도율의 향상을 위해 외면이 금도금 되어 있는 금속판인 것을 특징으로 하는 충방전기 검사 및 교정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 금속판은 수평 단면상 사각형의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 충방전기 검사 및 교정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 션트 저항부는 5Ω의 저항을 사용하는 것을 특징으로 하는 충방전기 검사 및 교정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 충방전기는 전압 측정부들에 대응하는 개수만큼 채널들(channels)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 충방전기 검사 및 교정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 측정부는 탭들이 삽입되어 고정될 수 있도록 관통홈들이 형성되어 있는 프레임을 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 충방전기 검사 및 교정 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 충방전기 검사 및 교정 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 측정부는,
    (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;
    을 수행하는 것을 특징으로 하는 충방전기 검사 및 교정 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 전압의 범위는 3내지 5V인 것을 특징으로 하는 충방전기 검사 및 교정 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 교정값 산출부는 내부에 기준 전압 데이터 및 기준 전류 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전기 검사 및 교정 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 교정값 송신부는 상기 충방전기와 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 충방전기 검사 및 교정 장치.
  13. 제 1 항에 따른 충방전기 검사 및 교정 장치와 상기 교정 장치에 전기적으로 연결되어 있는 충방전기를 포함하는 것으로 구성된 것을 특징으로 하는, 이차전지의 충전 및 방전을 수행하기 위한 장치.
  14. 제 13 항에 따른 장치를 이용하여, 전지모듈용 단위전지인 이차전지를 제조하는 과정에서, 전지 활성화를 위한 충방전을 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 전지모듈은 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차의 전원으로 사용되는 전지모듈인 것을 특징으로 하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102041822B1 (ko) * 2016-02-05 2019-11-07 주식회사 엘지화학 충방전기 설비 운영방법
CN109085510B (zh) * 2018-09-12 2024-06-25 江苏金帆电源科技有限公司 一种多充放电通道的电流在线检测与自动校准电路和方法
KR102165362B1 (ko) * 2019-07-31 2020-10-14 (주)비엠일렉텍 충전기 검사 시스템
KR102645879B1 (ko) * 2021-03-25 2024-03-08 (주)오렌지아이 리튬이온 전지를 제조 또는 평가하기 위한 충방전기 데이터를 기초로 충방전기 이상을 감지하는 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050054178A (ko) * 2003-12-04 2005-06-10 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 충방전기 보정 및 실측 시스템
KR20080050643A (ko) * 2006-12-04 2008-06-10 주식회사 엘지화학 충방전 조건의 정밀도 검출 장치
KR20080078182A (ko) * 2007-02-22 2008-08-27 정금섭 배터리 충/방전회로 신뢰성 검사기
KR20080097128A (ko) * 2007-04-30 2008-11-04 조현찬 배터리 셀 밸런싱 시스템, 그 방법 및 이를 기록한기록매체

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050054178A (ko) * 2003-12-04 2005-06-10 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 충방전기 보정 및 실측 시스템
KR20080050643A (ko) * 2006-12-04 2008-06-10 주식회사 엘지화학 충방전 조건의 정밀도 검출 장치
KR20080078182A (ko) * 2007-02-22 2008-08-27 정금섭 배터리 충/방전회로 신뢰성 검사기
KR20080097128A (ko) * 2007-04-30 2008-11-04 조현찬 배터리 셀 밸런싱 시스템, 그 방법 및 이를 기록한기록매체

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