KR101529381B1 - 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 배터리셀이 연결되는 배터리셀모듈과 상기 배터리셀모듈의 동작을 제어하기 위한 배터리관리유닛으로 구성되는 전기자전거용 배터리의 기능 검사시스템으로서, 배터리의 기능을 검사항목 별로 점검하기 위한 하드웨어를 구비하는 검사장치(100);와, 검사기준정보와 검사완료 후 발생하는 검사데이터의 이력을 관리하는 서버(200);와, 검사기준정보를 통해 검사장치에서 발생하는 데이터 및 메시지를 처리하여 검사작업을 제어하고 완료된 검사데이터를 서버에 전송하는 운영소프트웨어(300);와, 상기 검사장치와 연결되어 운영소프트웨어를 통해 검사장치의 동작을 사용자가 제어할 수 있도록 구비되는 컴퓨터단말장치(400);로 이루어져 배터리셀 간에 발생하는 셀임밸런싱과 기타 동작 이상을 효과적으로 검출할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

전기자전거용 배터리의 기능검사시스템{The battery function testing system for the battery cell modules of E-bikes}

본 발명은 전기자전거에 사용되는 배터리의 충ㆍ방전 특성과 기타 보호기능을 테스트하기 위한 배터리의 기능검사시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 특정 기능을 검사하기 위한 검사항목의 작업순서와 검사항목의 조합을 사용자가 용이하게 변경할 수 있고, 검사작업의 세부 처리 행태를 결정하는 정보를 사용자가 선택할 수 있도록 하여 검사목적과 검사대상에 따라 최적화된 검사환경을 제공할 수 있어 배터리 검사작업의 프로세스를 배터리 모델 또는 검사 성격에 맞게 특화할 수 있는 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템에 관한 것이다.

근래에 스마트폰과 전기자전거, 전기자동차의 개발과 보급의 확산에 따라 보다 제품의 충전 후 1회 사용기간을 늘리고 제품의 신뢰성을 제고할 필요가 생김에 따라 이에 수반되는 배터리의 용량과 성능을 개선시키기 위한 2차전지업계의 제품 개발이 그 어느 때보다 활발하게 이루어지고 있는 실정이다. 이에 따라 각 제품별로 개발된 배터리의 불량 여부와 작동 특성을 검사하기 위한 배터리 검사관련 장치 및 검사시스템에 관한 연구개발도 관련업계에서 다양한 기술을 토대로 하여 진행되고 있다.

가령, 한국등록특허공보 제10-0356700호에서는 배터리팩의 불량방지와 배터리팩의 상태를 검사하여 이상이 감지되면 신속하게 이를 컴퓨터에 표시하여 배터리팩의 불량 여부를 확인할 수 있도록 하는 휴대용 컴퓨터의 리튬이온 배터리팩을 검사하는 장치를 개시하고 있다.

또한, 한국공개특허공보 제10-2003-0030129호에서는 전지팩에 충전할 수 있는 충전전지공급부(80)와, 전지팩의 배터리의 가상실험이나 부하회로를 실험할 수 있는 가변전자부하(70)와, 배터리나 팩의 실질적인 전압 및 전류를 측정하는 전압측정부 및 전류측정부와, 전지의 내부온도를 측정하기 위한 써미스터측정부와, 전지팩의 고유모델을 알기 위한 ID저항측정부를 포함하는 DMM(90)과, 상기 배터리의 현재 상태데이터를 알 수 있는 통신보드(60)와, 검사에 따르는 각종조건을 설정하기 위한 검사조건절환부(50)와, 제어장치로서의 컴퓨터(30)를 포함하여 이루어지는 배터리 계측장치 및 방법을 개시하고 있다.

상기 두 특허는 배터리의 기능을 검사하기 위해 각 검사항목을 검사하기 위한 내부 하드웨어 회로와 펌웨어를 구비하여 배터리의 검사가 이루어지게 하는 구성이나, 다직렬 형태로 연결되는 배터리셀모듈로 구성된 배터리의 셀임밸런싱(Cell imbalancing) 현상과 배터리에 부착된 바코드 레이블 정보를 효과적으로 인식하기 위한 수단을 구비하지 않아 전기자전거용 배터리의 기능 검사에 그대로 적용하기에는 다소 해결해야할 과제를 내포하고 있다.

이에 본 발명은 상기에 언급된 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 다직렬 형태로 연결되는 배터리셀모듈의 배터리셀 간에 발생하는 임밸런싱현상을 효과적으로 검출할 수 있는 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템을 제공하는 것이 해결하고자 하는 과제이다.

한편, 배터리의 기능 검사시 측정된 측정값의 오차를 보정할 수 있는 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템을 제공하는 것이 부가적으로 해결하고자 하는 과제이다.

또한, 배터리의 특정 기능만 별도로 검사하여 검사결과의 신속성을 제공할 수 있는 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템을 제공하는 것이 해결하고자 하는 또 다른 과제이다.

이에 본 발명은 상기에 언급된 과제를 해결하기 위해 하기의 해결 수단을 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템은 다수의 배터리셀이 연결되는 배터리셀모듈과 상기 배터리셀모듈의 동작을 제어하기 위한 배터리관리유닛으로 구성되는 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템에 있어서, 배터리의 기능을 검사항목 별로 점검하기 위한 하드웨어를 구비하는 검사장치(100);와, 검사기준정보와 검사완료 후 발생하는 검사데이터의 이력을 관리하는 서버(200);와, 검사기준정보를 통해 검사장치에서 발생하는 데이터 및 메시지를 처리하여 검사작업을 제어하고 검사데이터를 서버에 전송하는 운영소프트웨어(300);와, 상기 검사장치와 연결되어 운영소프트웨어를 통해 검사장치의 동작을 사용자가 제어할 수 있도록 구비되는 컴퓨터단말장치(400);로 이루어지되, 상기 검사기준정보는 검사항목과 검사항목 별로 대응되는 판정기준범위 및 측정단위와 특정 검사항목에 대해서만 검사가 이루어지도록 하기 위한 선택검사여부와 검사항목의 작업순서를 결정하는 우선순위로 조합된 데이터 열을 다수 개 포함하는 검사스펙;과, 상기 검사스펙을 결정하기 위해 배터리의 모델명칭인 모델정보와 배터리의 검사대상을 선택하기 위한 공정코드와 배터리의 제조상태를 나타내는 작업타입과 해당 배터리가 코어팩인지 하드팩인지를 구분하여 바코드 검사를 하기 위한 배터리인식조건을 포함하는 검사스펙설계파라미터;와, 결정된 검사스펙의 개별 검사항목에 따른 검사프로세스를 결정하기 위한 검사프로세스설계파라미터;와, 상기 선택검사여부를 통해 활성화된 검사항목만 별도로 검사하는 기능검사모드와 다수의 검사항목을 상기 우선순위에 따라 순차적으로 검사하는 시퀀스검사모드로 구분되는 검사모드;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 검사장치(100)는 배터리셀모듈과 배터리관리유닛의 동작 특성을 테스트하기 위한 계측수단(110);과, 배터리관리유닛의 통신회로와 연결되어 검사장치와 배터리관리유닛간의 데이터 송수신을 제어하는 통신수단(120);과, 배터리의 검사진행상태와 검사결과를 표시하고 검사동작을 조작하기 위한 원격조작수단(130);과, 상기 계측수단, 통신수단, 원격조작수단 간의 정보처리를 통제하는 메인콘트롤유닛(140);과, 상기 계측수단, 통신수단, 원격조작수단 간의 신호 및 데이터 송수신을 위한 경로를 제공하는 접속수단(150);과, 상기 배터리인식조건에 따라 배터리의 식별정보를 획득하여 메인콘트롤유닛에 전달하기 위한 인식수단(160);으로 이루어지되, 상기 계측수단(110)은 배터리셀모듈에 대한 전원공급과 배터리관리유닛의 과전류보호기능(OCP)을 점검하기 위한 전원을 공급하는 제1전원공급수단(111);과, 배터리관리유닛의 웨이크업(Wake-up) 동작 기능을 점검하기 위한 전원을 공급하는 제2전원공급수단(112);과, 배터리관리유닛의 충ㆍ방전전압 및 전류를 측정하고 배터리셀모듈의 각 배터리셀의 전압 및 전류를 측정하는 제1전압전류측정수단(113);과, 배터리관리유닛의 과열보호기능(OTP)을 점검하고 배터리관리유닛 내에 구비되는 서미스터회로의 전압 및 전류를 측정하는 제2전압전류측정수단(114);과, 배터리셀모듈의 내부저항을 측정하는 내부저항측정수단(115);과, 자전거와 동일한 부하환경을 제공하여 배터리셀의 동력원 기능을 측정하기 위한 전자부하수단(116);으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 검사프로세스설계파라미터는 충전셋팅전류, 충전전류측정값, 방전셋팅전류, 방전전류측정값, 내부저항, 열저항, 배터리셀모듈의 배터리셀 별 전압 및 전류, 사용자가 검사장치(100)를 작동시켜 검사가 시작되기 전까지의 검사지연시간으로 구분되는 오프셋파라미터;를 포함함으로써, 검사작업에서 발생하는 측정값을 상기 오프셋파라미터에 저장된 값을 통해 보정하여 측정값에 포함되는 잡음 신호를 제거하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 검사프로세스설계파라미터는 배터리의 식별정보인 바코드의 검사 기준을 제공하는 바코드설정파라미터;를 포함하되, 상기 바코드설정파라미터는 바코드의 전체 데이터 크기를 측정하기 위한 바코드크기;와, 바코드의 검사영역에 해당하는 바코드의 시작위치; 및 검사영역크기;와, 바코드의 검사영역값과 비교하기 위해 문자 또는 숫자로 이루어져 하나 이상의 값을 가지는 바코드기준값;과, 상기 바코드기준값과 바코드의 검사영역값을 비교하기 위한 비교연산자;로 이루어지고, 상기 비교연산자는 상기 검사영역값과 바코드기준값의 일치 여부를 판단하기 위한 등가연산자;와, 상기 하나 이상의 값을 가지는 바코드기준값의 최소치와 최대치 범위 내에 검사영역값이 포함되는지를 판단하기 위한 범위연산자;로 구분되는 것을 특징으로 한다.

상기 검사프로세스설계파라미터는 동일한 검사기능을 반복 수행하는 다수의 검사항목 검사들 간의 측정값을 상호 비교하여 배터리 기능의 이상 여부를 판정하기 위한 편차비교파라미터;를 포함하되, 상기 편차비교파라미터는 상기 측정값에 대한 비교 대상이 되는 편차비교값을 저장하기 위한 임시저장영역;과, 상기 편차비교값과 측정값의 차이를 나타내는 편차에 대한 수용 여부를 결정하기 위한 편차허용범위;로 구분 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 검사항목은 특정 검사항목에 의한 검사를 수행하기 위한 다수의 하위검사항목;으로 이루어지되, 상기 하위검사항목은 충ㆍ방전동작을 검사하기 위해 배터리셀모듈에 공급되는 충ㆍ방전전압 및 전류를 셋팅하기 위해 구비되는 설정검사항목;과, 배터리셀모듈의 충ㆍ방전 동작을 개시 또는 중단시키기 위한 동작검사항목;과, 배터리셀모듈에 대한 전압, 전류, 내부저항, 열저항 값을 읽어 들이기 위한 계측검사항목;으로 구분 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 운영소프트웨어(300)는 사용자가 컴퓨터단말장치(400)에 접근하여 입력한 검사스펙설계파라미터에 근거하여 검사스펙을 결정하도록 구비되는 검사스펙설계단계(S100);와, 상기 검사스펙과 사용자에 의해 입력된 검사프로세스설계파라미터와 검사모드에 근거하여 검사프로세스를 구성하되, 상기 검사스펙의 판정기준범위, 측정단위, 선택검사여부, 우선순위를 수정하여 검사스펙을 재설정하도록 구비되는 검사프로세스설계단계(S200);와, 상기 배터리에 부착된 바코드에 대한 검사 여부를 판단하여 바코드 정보를 판독하거나 판독과정을 생략하도록 구비되는 바코드검사단계(S300);와, 상기 검사스펙과 검사프로세스에 따라 검사장치(100)에 의한 배터리의 검사를 진행하고 검사데이터를 서버(200)에 전송하게 되는 배터리검사단계(S400);를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 배터리의 개별 검사항목에 대응되는 선택검사여부와 우선순위를 통해 검사프로세스의 선택폭을 넓혀 다양한 검사환경을 구성할 수 있게 됨에 따라 배터리 기능의 검사를 모델별 특수성을 가지는 설계환경과 작업환경에 맞게 진행할 수 있는 효과가 있다. 또한, 배터리의 특정 검사대상을 측정하여 발생되는 측정값의 오류데이터를 보정할 수 있도록 구성되어 불필요한 검사작업의 반복을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있고, 바코드의 검사 기준을 별도 마련하여 배터리 모델별로 상이한 바코드 체계에 즉각적으로 대응할 수 있는 검사체계를 갖출 수 있게 되어 검사작업의 적용범위를 확대할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템을 나타낸 블록도.
도 2는 도 1의 검사장치의 세부 구성을 나타낸 블록도.
도 3은 도 1의 계측수단, 통신수단, 원격조작수단, 메인콘트롤유닛, 인식수단의 구성 관계를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템에 따른 검사 과정을 나타낸 플로우차트.
도 5 내지 도 10은 도 4의 검사과정을 세부적으로 나타낸 순서도.

본 발명의 기술에 앞서, 본 실시 예는 본 발명의 구성 요소와 각 요소의 기능에 대한 이해를 돕기 위해 제공된 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명은 본 원에 기재된 청구범위에 의해서만 한정되는 것임을 명확히 한다.

본 발명에 따른 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템은 전기자전거에 사용되는 배터리의 충ㆍ방전특성과 웨이크업동작을 비롯한 각종 기능을 검증하기 위한 기능검사시스템에 관한 것으로서, 하나의 기능을 검사하기 위한 검사항목을 구성하는 하위검사항목에 대한 설정을 세분화하고 배터리의 바코드에 대한 검사 과정을 세분화함으로써 검사방법의 선택성과 다양성을 최대화하여 검사작업의 효율성을 현저하게 개선하는 것을 주안점으로 한다.

우선, 본 발명의 구성에 대해 언급하기에 앞서, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템에 적용되는 배터리의 구조를 기술하고자 한다. 상기 배터리는 다수의 배터리셀(2차 전지)의 다직렬 연결로 이루어지는 배터리셀모듈과 배터리셀모듈의 동작을 제어하기 위한 배터리관리유닛의 2 가지 구성 요소로 구분된다. 상기 배터리관리유닛은 다직렬 형태로 연결되는 배터리셀 간의 전압불균형(Cell Imbalance)을 방지하고 기타 과전류, 과방전, 과충전, 과열 현상을 방지하기 위한 보호회로를 구비하여 배터리셀모듈의 충ㆍ방전기능에 대한 신뢰성을 개선하기 위한 요소로서 내부에 EEPROM, 충ㆍ방전회로, 서미스터회로, 통신회로 등을 구비한다.

이제 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명에 따른 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템의 구성에 대해 기술하고자 한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템의 주요 구성 요소를 도시한 것으로서, 다수의 배터리셀이 연결되는 배터리셀모듈과 상기 배터리셀모듈의 동작을 제어하기 위한 배터리관리유닛으로 구성되는 전기자전거용 배터리의 기능 검사시스템에 있어서, 배터리의 기능을 검사항목 별로 점검하기 위한 하드웨어를 구비하는 검사장치(100);와, 검사기준정보와 검사완료 후 발생하는 검사데이터의 이력을 관리하는 서버(200);와, 검사기준정보를 통해 검사장치(100)에서 발생하는 데이터 및 메시지를 처리하여 검사작업을 제어하고 검사데이터를 서버(200)에 전송하는 운영소프트웨어(300);와, 상기 검사장치(100)와 연결되어 운영소프트웨어(300)를 통해 검사장치의 동작을 사용자가 제어할 수 있도록 구비되는 컴퓨터단말장치(400);로 본 발명이 이루어짐을 보여 준다.

상기 검사기준정보는 상기 검사기준정보는 검사항목;과 검사항목 별로 대응되는 판정기준범위; 및 측정단위;와 특정 검사항목에 대해서만 검사가 이루어지도록 하기 위한 선택검사여부;와 검사항목의 작업순서를 결정하는 우선순위;로 조합된 데이터 열을 다수 개 포함하는 검사스펙;과, 상기 검사스펙을 결정하기 위해 배터리의 모델명칭인 모델정보;와 배터리의 검사대상을 선택하기 위한 공정코드;와 배터리의 제조상태를 나타내는 작업타입;과 해당 배터리가 코어팩인지 하드팩인지를 구분하여 바코드 검사를 하기 위한 배터리인식조건;을 포함하는 검사스펙설계파라미터;와, 결정된 검사스펙의 개별 검사항목에 따른 검사프로세스를 결정하기 위한 검사프로세스설계파라미터;와, 상기 선택검사여부를 통해 활성화된 검사항목만 별도로 검사하는 기능검사모드와 다수의 검사항목을 상기 우선순위에 따라 순차적으로 검사하는 시퀀스검사모드로 구분되는 검사모드;로 구성된다.

상기 검사기준정보를 구성하는 구성 요소의 세부사항에 대해 기술하면 다음과 같다.

우선, 검사스펙의 세부 구성에 대해 기술하면 다음과 같다.

상기 검사항목은 배터리의 배터리셀모듈과 배터리관리유닛의 기능을 점검하기 위해 각 검사작업 별로 분류되는 구성 요소로서, 다직렬 형태의 배터리 기능에 필요한 웨이크업검사, 충ㆍ방전검사, 각종 보호기능검사(과열보호기능, 과전류보호기능, 과전압보호기능, 저전압보호기능), 셀임밸런싱검사의 종류에 따라 구성된다. 이때, 각 검사항목은 해당 검사항목의 기능을 구현하기 위한 다수의 하위검사항목을 포함하게 된다.

즉, 상기 하위검사항목은 설정검사항목, 동작검사항목, 계측검사항목으로 구분 구성된다.

상기 설정검사항목은 충ㆍ방전동작을 검사하기 위해 배터리셀모듈에 공급되는 충ㆍ방전전압 및 전류치를 셋팅하기 위해 수반된다. 보다 구체적으로는 검사장치(100)에 구비되는 각종 계측장비의 전압, 전류값을 셋팅하거나 계측대상을 변환하는 과정에서 발생하는 지연시간을 설정하거나 특정 검사를 수행하기 위해 검사장치(100) 내의 릴레이회로의 접점상태를 전환(ON/OFF)하기 위한 검사항목들로 구성될 수 있다.

상기 동작검사항목은 배터리셀모듈의 충ㆍ방전 동작을 개시 또는 중단시키도록 하는 역할을 하게 된다. 보다 구체적으로는 충전 동작상태를 개시(charge on) 또는 중단(charge off)하거나 방전 동작상태를 개시(discharge on) 또는 중단(discharge off)하기 위한 하위검사항목들로 구성될 수 있다.

상기 계측검사항목은 배터리셀모듈에 대한 전압, 전류, 내부저항, 열저항 값을 읽어 들이도록 검사장치(100)에 명령하도록 구성된다. 보다 구체적으로는 배터리셀모듈의 각 배터리셀 별 전압 및 전류를 측정하거나 배터리셀모듈의 내부저항을 측정하거나 배터리관리유닛의 충ㆍ방전 전압 및 전류를 측정하기 위한 하위검사항목들로 구성될 수 있다.

상기 판정기준범위는 검사항목의 종류에 따라 최대치, 최소치를 포함하거나 적격여부를 판정하기 위한 검사항목인 경우에는 생략되고, 측정단위도 검사항목의 측정대상에 따라 mV(CCCV, DCCV, OCV), mOhm(내부저항), KOhm(열저항) 등으로 구성된다.

상기 선택검사여부는 다수의 검사항목 중에 몇몇 검사항목만 사용자가 선택하여 선택된 검사항목만 필요에 따라 검사함에 따라 불필요한 검사작업을 생략하여 검사작업의 효율성을 제고하기 위한 구성이다.

상기 우선순위는 각각의 검사항목에 대한 처리 순서를 결정하기 위한 선택 인자로서, 기본적으로 검사장치(100)에 셋팅된 값으로 이루어지나 사용자에 의해서 우선순위를 변경할 수 있도록 구성된다.

한편, 검사스펙설계파라미터의 세부 구성에 대해 기술하면 다음과 같다.

상기 모델정보는 사용자에 의해 선택되는 배터리 모델명칭에 따른 제품의 일련번호(코드)를 의미하는 것으로 사용자가 모델명으로 입력한 데이터를 모델정보로 변환하고, 해당 배터리모델을 검색키로 하여 검사장치(100)가 특정 검사스펙을 선택할 수 있도록 하기 위한 파라미터이다. 이때, 상기 모델정보에 따라 배터리 모델의 내부칩셋정보가 결정된다. 내부칩셋정보는 배터리에 구성되는 상기 배터리관리유닛과 배터리셀모듈에 대한 세부 회로 구성과 설계 사양에 대한 정보를 포함하게 된다.

상기 공정코드는 사용자에 의해 선택되는 검사대상에 따라 결정되는 인자로서, 검사대상을 배터리의 배터리셀모듈, 배터리관리유닛 또는 배터리의 전체 구성 중에서 선택할 수 있도록 하여 사용자에게 검사작업에 대한 선택범위를 높이기 위한 구성이다. 공정코드는 상기 검사대상에 따라 특정 알파벳 또는 숫자로 조합되는 형태로 구성될 수 있다.

상기 작업타입은 검사될 해당 배터리의 제조상태를 나타내는 인자로서, 그 종류는 양산제품을 나타내는 정규생산(Regular)과, 시험중인 제품을 나타내는 샘플제작(Sample), 검사 후 불량판정을 받거나 오류가 발생한 경우에 다시 제작 점검을 거친 제품을 나타내는 수리 후 재투입(Rework)의 3 가지 항목으로 분류된다.

상기 배터리인식조건은 검사될 해당 배터리의 구성 형태가 코어팩인지 하드팩인지를 구분하여 바코드 검사를 하기 위한 파라미터로서, 사용자가 선택한 팩타입에 따라 결정되며 구체적인 구성은 바코드의 전체 데이터길이 또는 필드 구성 체계에 따라 배터리에 부착된 바코드 판독을 구분 처리함으로써 검사작업의 소요 시간을 단축하기 위한 구성이다.

한편, 상기 검사프로세스설계파라미터는 배터리 검사작업의 신뢰성과 효율성을 증가시키기 위해 수반되는 검사작업의 설계수단으로서 오프셋파라미터, 바코드설정파라미터, 편차비교파라미터로 구분 구성되는데 각 파라미터의 구성과 역할에 대해 세부적으로 기술하면 다음과 같다.

상기 오프셋파라미터는 일반적인 계측장치를 통해 측정되는 측정값에 미세한 크기로 포함되는 잡음신호 또는 오프셋을 시스템적으로 제거하여 실제 계측대상에서 발생하는 신호를 검출하기 위한 수단으로서, 검사작업에서 발생하는 측정값을 상기 오프셋파라미터에 저장된 값을 통해 보정하여 측정값에 포함되는 이상 신호를 차단하도록 구성된다. 보다 구체적으로는 충전셋팅전류, 충전전류측정값, 방전셋팅전류, 방전전류측정값, 내부저항, 열저항, 배터리셀모듈의 배터리셀 별 전압 및 전류, 검사지연시간 항목으로 구분된다.

상기 오프셋파라미터의 각 항목별로 그 의미를 기술하면 다음과 같다.

상기 충전셋팅전류 오프셋파라미터와 방전셋팅전류 오프셋파라미터는 각각 배터리의 충전 또는 방전 조건의 충전 전류 또는 방전 전류에 대한 보정을 위해 사용되는 파라미터이다.

상기 충전전류측정값 오프셋파라미터와 방전전류측정값 오프셋파라미터는 각각 측정된 충전 전류 또는 방전 전류에 포함된 오프셋 신호를 제거하기 위한 요소이다.

상기 내부저항 오프셋파라미터와 열저항 오프셋파라미터는 각각 배터리셀모듈을 구성하는 배터리셀 들의 내부저항과 열저항 측정값을 보정하도록 구성된다.

상기 배터리셀모듈의 배터리셀 별 전압 및 전류 오프셋파라미터는 배터리셀 마다 측정된 전압값과 전류값에 대한 보정을 위해 구비되고, 상기 검사지연시간 오프셋파라미터는 사용자가 컴퓨터단말장치(400) 또는 검사장치(100)를 통해 검사 개시 명령을 보낸 시점에서 실제 검사가 시작되기까지 소요되는 시간 측정값을 보정하기 위한 구성이다.

한편, 상기 충전셋팅전류와 방전셋팅전류는 사용자에 의해 변경이 필요할 시에 검사작업을 진행하기에 앞서 검사장치(100)를 통한 재설정이 필요한 파라미터이다.

상기 바코드설정파라미터는 배터리의 바코드를 인식하기 위한 방법을 다양화하여 배터리 모델별로 상이한 바코드 구성에 구애받지 않고 배터리 모델을 용이하게 식별하여 검사작업이 원활하게 개시될 수 있도록 하기 위한 구성이다. 보다 구체적으로 상기 바코드설정파라미터는 바코드의 전체 데이터 크기를 측정하기 위한 바코드크기;와, 실제 바코드의 검사영역에 해당하는 바코드의 시작위치; 및 검사영역크기;와, 바코드의 검사영역값과 비교하기 위해 문자 또는 숫자로 이루어져 하나 이상의 값을 가지는 바코드기준값;과, 상기 바코드기준값과 바코드의 검사영역값을 비교하기 위한 비교연산자;로 이루어지되, 상기 비교연산자는 상기 검사영역값과 바코드기준값의 일치 여부를 판단하기 위한 등가연산자;와, 상기 하나 이상의 값을 가지는 바코드기준값의 최소치와 최대치 범위 내에 검사영역값이 포함되는지를 판단하기 위한 범위연산자;로 구분된다.

상기 시작위치와 검사영역크기 파라미터를 통해 바코드에서 실제 검사가 이루어질 필요가 있는 영역만 비교할 수 있도록 구성됨으로써 바코드 필드 체계에 영향을 받지 않고 바코드 검사가 이루어질 수 있게 된다. 또한, 상기 등가연산자와 범위연산자로 나뉘는 비교연산자의 구성을 통해 바코드의 검사 판단기준을 다양화함으로써 검사작업의 모델링이 폭넓게 이루어질 수 있다.

상기 편차비교파라미터는 셀임밸런싱(Cell imbalancing) 검사와 같이 직렬형태로 연결되는 다수의 배터리셀이 군집된 배터리셀모듈의 각 배터리셀에 대한 전압 또는 전류를 측정하였을 때, 각 전압 또는 전류치 간의 미세 편차를 상호 비교함으로써 배터리의 동작에 대한 이상 징후를 파악할 수 있도록 하기 위한 검증 수단이다. 보다 구체적으로는 상기 셀임밸런싱 검사와 같이 동일한 검사대상에 대한 동일한 검사작업을 다수 차례 반복하는 과정에서 발생하는 측정값(검사결과)에 대한 상호 비교를 할 수 있도록 편차비교파라미터는 상기 측정값에 대한 비교 대상이 되는 편차비교값을 저장하기 위한 임시저장영역;과, 상기 편차비교값과 측정값의 차이를 나타내는 편차의 수용 여부를 결정하기 위한 편차허용범위;로 구분 구성될 수 있다. 상기 임시저장영역은 사용자가 운영소프트웨어(300)를 통해 컴퓨터단말장치(400) 내의 저장매체에 신규 생성하는 데이터저장공간으로서 다른 성격의 검사항목에 대한 검사를 진행할 때에는 다시 초기화되는 것이 바람직하다. 한편, 편차비교값은 그 측정 대상이 배터리셀의 충전된 전압인 경우에는 해당 배터리셀의 설계기준범위를 준용하여 설정되는 것이 적절하다.

상기 검사모드는 개별 검사항목의 조합 방법에 대한 것으로서, 다수의 검사항목을 순차적으로 진행하여 배터리의 전체 기능을 통합적으로 검사하기 위한 검사작업형태와 배터리의 기능 중 특정 기능만 선택적으로 검사하기 위한 검사작업형태를 별도로 관리하여 검사작업의 효율성을 개선하기 위한 구성이다. 보다 구체적으로는 시퀀스검사모드와 기능검사모드로 구분되고 시퀀스검사모드는 검사항목별로 매칭되는 우선순위에 근거하여 순차적으로 각 검사항목에 대한 검사작업이 진행되도록 하는 검사모드이며, 기능검사모드는 상기 검사항목별로 활성화되는 선택검사여부에 따라 특정 검사항목만 분리하여 개별 검사작업이 이루어질 수 있도록 하는 검사모드이다. 이와 같은 검사모드의 구성에 의해 배터리 검사시 검사 공정상 다시 한번 확인할 필요가 있거나 중점을 두고 검증해야할 대상에 대해서만 상기 기능검사모드에 따라 검사작업을 수행할 수 있게 함에 따라 검사작업의 이용 효율을 증가시킬 수 있고, 배터리모델별로 다양화되는 설계사양에 따라 구분되는 검사작업프로세스를 상기 시퀀스검사모드에 따라 진행할 수 있게 되어 배터리모델별로 특화된 검사작업라인을 구축할 수 있는 효과가 있다.

이상과 같이 검사기준정보의 세부 구성에 대한 기술이 이루어졌으며, 이제 본 발명을 구성하는 상기 검사장치(100), 서버(200), 운영소프트웨어(300), 컴퓨터단말장치(400)의 세부 기술사항에 대해 기술하고자 한다.

상기 검사장치(100)는 배터리셀모듈과 배터리관리유닛의 동작 특성을 테스트하기 위한 계측수단(110);과, 배터리관리유닛의 통신회로와 연결되어 검사장치와 배터리관리유닛간의 데이터 송수신을 제어하는 통신수단(120);과, 배터리의 검사진행상태와 검사결과를 표시하고 검사 동작을 조작하기 위한 원격조작수단(130);과, 상기 계측수단(110), 통신수단(120), 원격조작수단(130) 간의 정보처리를 통제하는 메인콘트롤유닛(140);과, 상기 계측수단(110), 통신수단(120), 원격조작수단(130) 간의 신호 및 데이터 송수신을 위한 경로를 제공하는 접속수단(150);과, 상기 배터리인식조건에 따라 배터리의 식별정보를 획득하여 메인콘트롤유닛(140)에 전달하기 위한 인식수단(160);을 포함한다.

보다 구체적으로 상기 계측수단(110)은 배터리셀모듈에 대한 전원공급과 배터리관리유닛의 과전류보호기능(OCP)을 점검하기 위한 전원을 공급하는 제1전원공급수단(111);과, 배터리관리유닛의 웨이크업(Wake-up) 동작 기능을 점검하기 위한 전원을 공급하는 제2전원공급수단(112);과, 배터리관리유닛의 충ㆍ방전전압 및 전류를 측정하고 배터리셀모듈의 각 배터리셀의 전압 및 전류를 측정하는 제1전압전류측정수단(113);과, 배터리관리유닛의 과열보호기능(OTP)을 점검하고 배터리관리유닛 내에 구비되는 서미스터회로의 전압 및 전류를 측정하는 제2전압전류측정수단(114);과, 배터리셀모듈의 내부저항을 측정하는 내부저항측정수단(115);과, 자전거와 같은 부하환경을 제공하여 배터리셀의 동력원 기능을 측정하기 위한 전자부하수단(116);을 포함한다.

상기 제1전원공급수단(111)은 통상적인 파워서플라이(Power Supply)로 구성되며, 배터리셀모듈의 각 배터리셀 단자와 상호 연결되어 배터리셀에 전기에너지를 공급함과 아울러 배터리관리유닛의 과전류보호기능(Over Current Protection)을 점검하도록 이루어진다.

상기 제2전원공급수단(112)은 제1전원공급수단(111)과 동일한 파워서플라이 장치로서 배터리관리유닛의 웨이크업(Wake-up) 동작 기능을 점검하기 위해 배터리관리유닛 단자와 상호 연결되어 배터리관리유닛에 전원을 공급하도록 구성된다.

상기 제1전압전류측정수단(113)은 배터리관리유닛 단자와 연결되어 배터리관리유닛 내에 구비되는 충ㆍ방전회로의 충ㆍ방전전압 및 전류를 측정하고, 배터리셀모듈의 개별 배터리셀의 전압 및 전류를 측정하여 충ㆍ방전 동작을 파악하기 위한 구성으로서 디지털멀티테스터기로 구성될 수 있다.

상기 제2전압전류측정수단(114)은 상기 제1전압전류측정수단(113)과 동일한 장비를 채용하여 구성되되, 그 측정 단자가 배터리관리유닛의 서미스터회로와 연결되어 배터리관리유닛의 과열보호기능(Over Temperature Protection)을 점검하고 상기 서미스터회로의 전압 및 전류를 측정하기 위한 구성이다.

상기 내부저항측정수단(115)은 배터리의 사용에 따라 배터리셀 내에 발생하는 저항성분에 의해 일부 부하전류가 형성되어 배터리를 통한 출력전압이 낮아지는 것을 방지하기 위해 배터리셀의 내부저항(Internal Resistance)을 측정하기 위한 구성으로서 접촉저항계 장비로 선택될 수 있다.

상기 전자부하수단(116)은 자전거와 같은 부하환경을 제공하여 배터리셀의 동력원 기능을 측정하기 위한 수단으로서, 다수의 가변전자부하를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 통신수단(120)은 RS232C, UART, SM Bus, HDQ, CAN 등의 통신방식을 수행하기 위한 다수의 통신모듈로 구성된다.

상기 원격조작수단(130)은 배터리의 검사진행상태를 "검사중", "대기중", "중지" 등으로 구분하여 표시하고, 검사결과를 "양호", "불량" 으로 구분하여 표시할 수 있는 LED 발광수단을 구비하되, 검사진행상태 또는 검사결과를 음성정보로 출력하기 위한 음향발생수단(버저 등)을 구비할 수도 있다. 또한, 검사작업의 개시를 상기 검사장치(100)에 전달하기 위해 조작수단(버튼, 스위치 등)을 구비하는 것이 바람직하다 할 것이다.

상기 메인콘트롤유닛(140)은 계측수단(110), 통신수단(120), 원격조작수단(130) 간의 정보처리를 통제하여 각 검사작업의 동작을 결정하고, 검사항목의 검사작업에 따른 검사결과를 상기 검사기준정보에 근거하여 판정하기 위한 구성이다. 이를 위해 메인콘트롤유닛(140)은 주요 구성이 마이크로프로세서(예. ATmega 128-16AI)로 이루어지고, 상기 마이크로프로세서에 펌웨어가 셋팅되어 상기 펌웨어에 업데이트되는 검사기준정보를 통해 검사작업이 이루어질 수 있도록 구비된다.

상기 접속수단(150)은 계측수단(110), 통신수단(120), 원격조작수단(130) 간의 신호 및 데이터 송수신을 위한 경로를 제공하는 구성으로서, 지그보드(JIG board), 전원케이블(Power cable), RS-232C 케이블, USB-232C 케이블 등으로 이루어질 수 있다.

상기 인식수단(160)은 배터리인식조건에 따라 배터리의 식별정보인 바코드 레이블 정보를 상기 메인콘트롤유닛(140)에 전달하기 위한 매개장치로서 바코드스캐너로 구성될 수 있다.

상기 서버(200)는 검사장치(100)를 통해 수행되는 검사작업을 결정하기 위한 검사기준정보를 관리하고, 검사가 완료된 검사데이터를 보관하여 추후에 해당 배터리의 검사데이터 이력을 검사작업에 이용할 수 있도록 구성된다.

상기 운영소프트웨어(300)는 배터리 검사를 위한 준비작업과 검사작업에 대한 데이터 및 메시지를 처리하는 구성 요소로서, 검사 전에 해당 배터리에 관련된 검사기준정보의 추가 및 변경에 따른 설정과정과 검사 후에 발생하는 검사데이터를 서버(300)로 전송하기 위한 배터리기능 검사의 전체 과정을 제어하게 된다.

상기 컴퓨터단말장치(400)는 사용자가 검사장치(100)의 작동을 제어하기 위한 수단으로서 검사장치(100)와 상호 통신이 가능하게 구성되고, 서버(200)와 연결되어 검사기준정보와 검사데이터에 관한 데이터 또는 메시지를 실시간으로 송수신할 수 있도록 구성된다. 또한, 컴퓨터단말장치(400)는 상기 운영소프트웨어(300)의 처리 상황을 사용자가 인지할 수 있도록 디스플레이하는 모니터와 사용자의 요구를 입력받기 위한 키보드 또는 마우스 등의 정보입력수단을 포함한다 할 것이다.

이상과 같이 본 발명을 구성하는 주요 구성 요소인 검사장치(100), 서버(200), 운영소프트웨어(300), 컴퓨터단말장치(400)에 대한 전반적인 기술이 이루어졌으며, 상기 각 구성 요소를 통해 이루어지는 배터리 검사 과정을 단계적으로 살펴보고자 한다.

본 발명에 따른 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템의 동작에 관한 구성에 있어서 상기 운영소프트웨어(300)는 사용자가 컴퓨터단말장치(400)에 접근하여 입력한 검사스펙설계파라미터에 근거하여 검사스펙을 결정하도록 구비되는 검사스펙설계단계(S100);와, 상기 검사스펙과 사용자에 의해 입력된 검사프로세스설계파라미터와 검사모드에 근거하여 검사프로세스를 구성하되, 상기 검사스펙의 판정기준범위, 측정단위, 선택검사여부, 우선순위를 수정하여 검사스펙을 재설정하도록 구비되는 검사프로세스설계단계(S200);와, 상기 배터리에 부착된 바코드에 대한 검사 여부를 판단하여 바코드 정보를 판독하거나 판독과정을 생략하도록 구비되는 바코드검사단계(S300);와, 상기 검사스펙과 검사프로세스에 따라 검사장치(100)에 의한 배터리의 검사를 진행하고 검사데이터를 서버(200)에 전송하게 되는 배터리검사단계(S400);를 수행하도록 구성된다.

이제, 상기에 기술된 각 단계별로 본 발명에 따른 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템의 관련 구성에 대해 상세히 기술하고자 한다.

1. 검사스펙설계단계(S100)

본 단계는 사용자가 입력한 검사스펙설계파라마티에 근거하여 검사스펙을 선택하기 위한 구성 단계이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 사용자가 배터리의 모델명칭, 검사대상, 제조상태, 팩타입을 선택하여 검사스펙설계파라미터를 결정하기 위한 원천정보를 입력하게 된다(S110). 상기 단계(S110)에 의해 입력된 정보를 운영소프트웨어(300)는 상기 모델명칭, 검사대상, 제조상태, 팩타입 정보를 모델정보, 공정코드, 작업타입, 배터리인식조건으로 변환하게 된다(S120). 상기 단계(S120)에서 변환된 검사스펙설계파라미터에 근거하여 검사스펙이 결정되는데(S130), 검사항목, 판정기준범위, 측정단위, 우선순위는 기본값으로 셋팅되어 사용자가 검사 목적에 따라 재입력할 수 있도록 구성되고, 선택검사여부는 활성화되지 않은 상태로 셋팅되어 사용자가 개별 검사항목에 대한 선택검사여부를 활성화하여 특정 검사항목에 대한 기능검사가 이루어질 수 있도록 구성된다.

2. 검사프로세스설계단계(S200)

본 단계는 상기 검사스펙설계단계(S100)를 통해 결정된 검사스펙과 전술된 검사프로세스설계파라미터에 근거하여 검사프로세스를 셋팅하는 단계이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 기능검사모드와 시퀀스검사모드로 구분되는 검사모드를 사용자가 선택하게 된다(S210). 상기 단계(S210)를 통해 검사모드를 결정한 후에 오프셋파라미터, 바코드설정파라미터, 편차비교파라미터로 구분되는 검사프로세스설계파라미터를 사용자에 의해 입력받게 된다(S220). 한편, 검사스펙의 세부 구성 요소에 대한 내용을 변경하기 위해 사용자가 컴퓨터단말장치(400)를 통해 운영소프트웨어(300)에 접근하여 검사스펙의 하부 항목 중 판정기준범위, 측정단위, 선택검사여부, 우선순위에 대한 정보를 수정할 수 있다(S230). 상기 단계(S210, S220, S230)를 통해 검사모드 설정과 검사스펙의 재설정을 수행하고 오프셋검사, 바코드검사, 편차비교검사에 대한 프로세스를 셋팅하여 검사작업 준비를 완료하게 된다(S240).

3. 바코드검사단계(S300)

본 단계는 본격적인 검사작업에 앞서 배터리에 부착되는 바코드를 검사함으로써 검사장치(100)가 배터리를 인식하도록 하기 위한 구성 단계이다. 단, 바코드 검사작업이 불필요하다고 판단되는 검사작업의 경우에는 바코드검사과정을 생략할 수 있도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로는 도 6에 도시된 바와 같이, 사용자에게 바코드 인식과정의 수행 여부에 대해 확인하는 과정을 우선 거치게 된다(S310). 상기 단계(S310)에 의해 바코드 인식을 필요로 하는 경우에는 바코드 인식 프로세스(S320)에 따라 바코드 인식을 진행하게 된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 인식수단(160)을 통해 획득된 정보인 현재의 바코드크기가 바코드설정파라미터를 통해 설정된 바코드크기와 동일한지를 최우선적으로 비교하게 된다(S321). 상기 단계(S321)에서 현재의 바코드크기가 설정된 바코드코기와 불일치하게 되면 즉시 검사작업을 중단하게 된다. 한편, 상기 단계(S321)에서 바코드크기 정보가 일치하는 경우에는 현재의 바코드크기, 시작위치, 검사영역크기 값에 근거하여 바코드 전체 필드 내의 실제 검증대상인 검사영역 값을 파싱(parsing)하여 획득하게 된다(S322). 상기 단계(S322)를 통해 얻은 검사영역 값을 바코드기준값과 비교하기 위한 비교연산자가 등가연산자인지를 판단하게 된다(S323). 이때, 상기 단계(S323)에서 비교연산자가 등가연산자로 확인된 경우에는 검사영역 값이 바코드기준값과 일치하는지를 판단하게 된다(S324). 상기 단계(S324)에 의해 바코드기준값과 일치하는 경우에는 바코드정보를 컴퓨터단말장치(400)에 등록하게 된다(S326). 한편, 상기 단계(S324)에서 바코드기준값이 불일치하는 경우에는 검사작업을 중단하게 된다.

또한, 상기 단계(S323)에서 비교연산자가 등가연산자가 아니라고 판단된 경우는 비교연산자가 범위연산자임을 의미하게 되므로 검사영역 값이 바코드기준값의 최소치 및 최대치 범위 내에 존재하는지를 판단하게 된다(S325). 상기 단계(S325)에서 바코드기준값의 범위 내에 존재하는 것으로 확인되면 상기 단계(S326)에 따라 바코드 정보를 등록하게 된다. 한편, 상기 단계(S325)에 의해 바코드기준값의 범위를 벗어났다고 판단되면 검사작업을 중단하게 된다.

이상과 같은 바코드검사단계(S300)을 통해 배터리 모델의 필드 구성 체계에 상관없이 다양한 검사 기준을 적용할 수 있게 되어 배터리 검사작업의 효율성을 향상할 수 있게 된다 할 것이다.

4. 배터리검사단계(S400)

도 6에 도시된 바와 같이, 본 단계는 배터리의 기능을 실제적으로 검사하기 위한 단계로서, 우선 상기 바코드검사단계(S300)에서 바코드 사용 여부를 확인하는 단계(S310)에서 "아니오"로 판정된 경우와 바코드 인식 프로세스를 완료한 경우에 현재의 검사모드가 시퀀스검사모드인지 기능검사모드인지를 우선 확인하게 된다(S410). 상기 단계(S410)에 따라 현재 검사모드가 시퀀스검사모드로 확인되면 시퀀스검사프로세스(S420)를 수행하고, 현재 검사모드가 시퀀스검사모드가 아니라고 판정되면 현재 검사모드가 기능검사모드임을 의미하므로 기능검사프로세스(S430)를 수행하게 된다.

1) 시퀀스검사프로세스(S420)

상기 시퀀스검사프로세스(S420)는 도 8에 도시된 바와 같이, 다수의 검사항목이 순차적으로 진행되는 검사작업으로 이루어지며, 상기 계측수단(110)에 의한 배터리 검사작업을 순차적으로 수행하게 된다. 보다 구체적으로는 배터리의 웨이크업검사단계(S421), 충ㆍ방전검사단계(S422), 과열보호기능검사단계(S423), 과전류보호기능검사단계(S424), 과전압보호기능검사단계(S425), 저전압보호기능검사단계(S426), 셀임밸런싱검사단계(S427)로 세분화되는 검사그룹을 포함하며, 상기 각각의 검사그룹은 내부적으로 다수의 검사항목으로 구성된다.

상기 단계(S421, S422, S423, S424, S425, S426, S427)은 각각 내부적으로 다수의 검사항목들을 포함한다. 가령, 셀임밸런싱검사단계(S427)는 다수의 배터리셀 각각에 대한 전압을 측정하기 위한 다수의 검사항목을 내포하고 있다. 또한, 검사항목에서 측정되는 측정값을 상호 비교할 필요가 있는 검사항목의 경우에는 도 9에 도시된 바와 같이 편차비교파라미터에 의한 편차비교검사프로세스가 수반될 필요가 있다. 이에 따라 적용될 수 있는 검사항목은 상기 셀임밸런싱검사단계(S427)가 대표적이다. 다시 말해서 상기 단계(S421, S422, S423, S424, S425, S426, S427)들의 내부 프로세스는 도 9에 도시된 검사프로세스에 의해 수행되되, 셀임밸런싱검사단계(S427)의 경우에는 편차비교검사가 이루어질 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다 할 것이다. 이와 같은 구성에 의해 검사결과의 신뢰성을 보장할 수 있다 할 것이다.

도 9에 도시된 검사프로세스에 대해 상세 기술하면 다음과 같다. 우선, 검사항목에 따라 측정대상(전압, 전류 등)을 측정하여 측정값으로 기록하게 된다(P10). 상기 단계(P10)에서의 측정값이 전술된 판정기준범위 내에 존재하는지를 판단하게 된다(P20). 상기 단계(P20)에서 측정값이 판정기준범위 내에 존재하지 않는 경우에는 해당 측정값에 대한 검사결과를 "불량"으로 표시하게 된다(P90). 한편, 상기 단계(P20)에서 측정값이 판정기준범위 내에 존재하는 경우에는 전술된 임시저장영역을 사용하는지를 판단하게 된다(P30). 상기 임시저장영역은 상기 단계(S220)에서 사용자에 의해 할당된 변수로서, 사용자가 특정 변수를 지정하지 않은 경우에는 편차비교를 하지 않는 것으로 판단하여 편차비교과정을 생략하도록 구성된다. 이에 따라 상기 단계(P30)에서 임시저장영역을 사용하지 않음을 확인한 경우에는 바로 검사결과를 "양호"로 표시하게 된다(P80). 한편, 상기 단계(P30)에서 임시저장영역의 메모리공간이 할당된 경우에는 현재의 임시저장영역에 편차비교값이 존재하는지를 확인하게 된다(P40). 상기 단계(P40)에서 편차비교값이 존재하지 않는 경우에는 현재 단계가 첫 번째 검사행위임을 의미하므로 편차비교값을 측정값으로 하여 임시저장영역에 저장하게 된다(P60). 한편, 상기 단계(P40)에서 편차비교값이 존재하는 경우에는 편차비교값과 측정값의 차이를 편차로 셋팅하게 된다(P50). 상기 단계(P50)의 수행 후, 셋팅된 편차가 편차허용범위 내에 존재하는지를 판단하게 된다(P70). 상기 단계(P70)에서 편차가 편차허용범위 내에 존재하게 되면 상기 단계(P80)에 근거하여 검사결과를 "양호"로 표시하게 된다. 한편, 상기 단계(P70)에서 편차허용범위를 벗어나게 되면 상기 단계(P90)에 근거하여 검사결과를 "불량"으로 표시하게 된다. 이와 같이 상기 단계(P80, P90)에 의해 개별 검사항목에 대한 검사결과가 출력되면 다음 검사항목이 존재하는지를 판단하게 된다(P100). 상기 단계(P100)에 의한 판단결과, 다음 검사항목(동일한 검사기능을 수행하는 검사항목을 의미)이 존재하는 경우에는 다시 단계(P10)으로 회귀하여 다음 검사항목에 대한 검사작업을 수행하게 된다. 한편, 상기 단계(P100)에 의해 다음 검사항목이 존재하지 않는 경우에는 다음 검사그룹의 검사를 진행하기 위해 임시저장영역에 저장된 편차비교값을 초기화한 후(P110), 검사프로세스를 종료하게 된다. 도 9에 도시된 검사프로세스에 의해 상기 각 단계(S421, S422, S423, S424, S425, S426, S427)가 순차적으로 수행될 수 있다.

2) 기능검사프로세스(S430)

본 검사프로세스는 개별 검사항목마다 부여되는 선택검사여부에 의해 활성화된 검사항목만 별도로 검사하여 배터리의 특정 기능을 검사하기 위한 검사프로세스이다.

우선, 검사항목에 따라 측정대상(전압, 전류, 내부저항, 열저항 등)을 측정하여 측정값으로 기록하게 된다(S431). 상기 단계(S431)에서의 측정값에는 오프셋값이 포함될 수 있으므로 이를 제거하기 위한 오프셋파라미터의 사용 여부를 확인하게 된다(S432). 이때, 상기 단계(S432)에 의해 오프셋검사를 사용함을 확인한 경우에는 상기 측정값을 상기 단계(S220)을 통해 설정된 오프셋파라미터의 오프셋값만큼 보정한 값으로 수정하게 된다(S433). 상기 단계(S433)에 의해 보정된 측정값이 측정값이 판정기준범위 내에 존재하는지를 판단하게 된다(S434). 한편, 상기 단계(S432)를 통해 오프셋검사를 적용하지 않는 경우에는 상기 단계(S433)를 생략한 후, 상기 단계(S434)를 통해 측정값을 판정하게 된다. 상기 단계(S434)에 의해 측정값이 판정기준범위 내에 존재하지 않는 경우에는 해당 측정값에 대한 검사결과를 "불량"으로 표시하게 된다(S436). 한편, 상기 단계(S434)에서 측정값이 판정기준범위 내에 존재하는 경우에는 검사결과를 "양호"로 표시하게 된다(S435).

이와 같이 상기 단계(S435, S436)에 의해 개별 검사항목에 대한 검사결과가 출력되면 다음 검사항목이 존재하는지를 판단하게 된다(S437). 상기 단계(S437)에 의한 판단결과, 다음 검사항목(선택검사여부가 활성화된 검사항목을 의미)이 존재하는 경우에는 다시 단계(S431)로 회귀하여 다음 검사항목에 대한 검사작업을 수행하게 된다.

3) 검사데이터의 서버전송(S440)

상기 시퀀스검사프로세스(S420)와 기능검사프로세스(S430)를 통해 발생하는 검사데이터를 서버(200)에 전송하여 배터리 모델별 검사결과를 연속적으로 관리할 수 있도록 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템은 다직렬 연결 형태의 배터리셀모듈과 배터리셀모듈의 동작을 제어하기 위한 배터리관리유닛으로 구성되는 전기자전거용 배터리의 검사방법에 다양한 선택성과 세분화된 검사프로세스 구성을 제공함에 따라 배터리셀모듈의 개별 배터리셀 간의 셀임밸런싱과 이에 따른 충ㆍ방전동작의 이상 여부를 효과적으로 검증할 수 있도록 구성되어 검사작업의 신뢰성과 신속성을 높일 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 구성에 대한 상세 설명과 본 실시 예를 통해 본 발명의 실체와 구체적인 사항에 대해 기술하였다. 상기 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 상세 설명과 실시 예를 바탕으로 이루어지는 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예에 따른 발명도 본 발명의 권리범위에 속함을 명확히 하여야 할 것이다.

100 : 검사장치 110 : 계측수단
111 : 제1전원공급수단 112 : 제2전원공급수단
113 : 제1전압전류측정수단 114 : 제2전압전류측정수단
115 : 내부저항측정수단 116 : 전자부하수단
120 : 통신수단 130 : 원격조작수단
140 : 메인콘트롤유닛 150 : 접속수단
160 : 인식수단 200 : 서버
300 : 운영소프트웨어 400 : 컴퓨터단말장치
S100 : 검사스펙설계단계 S200 : 검사프로세스설계단계
S300 : 바코드검사단계 S400 : 배터리검사단계

Claims (7)

1. 삭제
2. 다수의 배터리셀이 연결되는 배터리모듈과 상기 배터리모듈을 다수 개 포함하는 배터리트레이와 배터리트레이 열을 다수 포함하는 배터리랙들로 구성되는 배터리집합과, 상기 배터리모듈을 제어하기 위한 모듈관리시스템(Module BMS)과 배터리트레이를 제어하기 위한 트레이관리시스템(Tray BMS)과 배터리랙을 통제하기 위한 랙관리시스템(Rack BMS)으로 분류되는 배터리관리시스템(BMS)으로 이루어지는 에너지저장장치용 배터리의 기능을 점검하기 위한 펌웨어와 하드웨어를 포함하여 배터리를 인식해 동작특성을 계측하고 배터리와의 통신이 가능하도록 구비되는 검사장치(100);와, 상기 검사장치의 검사작업내용을 결정하기 위한 검사기준정보와 검사 후 발생하는 검사데이터의 이력을 관리하는 서버(200);와, 상기 검사기준정보에 따라 검사장치에서 발생하는 데이터 및 메시지를 처리하여 검사작업을 제어하고 검사데이터를 서버에 전송하는 운영소프트웨어(300);와, 상기 검사장치와 연결되어 운영소프트웨어를 통해 검사장치의 동작을 사용자가 제어할 수 있도록 구비되는 컴퓨터단말장치(400);로 이루어지되, 상기 검사기준정보는 배터리의 검사대상을 상기 배터리모듈, 배터리트레이, 배터리랙에 따라 구분하여 검사작업을 진행하기 위한 검사모드;와, 배터리모듈의 모델일련번호와 배터리용량정보로 구성되는 모듈바코드와, 배터리트레이의 모델일련번호와 배터리용량정보로 구성되는 트레이바코드와, 배터리랙의 모델일련번호와 배터리용량정보로 구성되는 랙바코드와, 서버(200)에서 할당하여 상기 모듈바코드, 트레이바코드, 랙바코드를 관리하도록 구비되는 시스템바코드로 구성되는 스펙설계파라미터;와, 스펙설계파라미터에 의해 결정되며 검사작업내용별로 구분되는 검사항목과, 검사항목에 대응되는 판정기준범위 및 측정단위를 포함하는 검사스펙;으로 구성되는 에너지저장장치용 배터리의 기능검사시스템에 있어서,
   상기 검사장치(100)는 배터리의 동작 특성에 관련된 신호를 검출하기 위한 계측모듈(110);과, 상기 컴퓨터단말장치(400), 서버(200), 배터리와 연결되어 데이터 송수신을 가능하게 하는 통신모듈(120);과, 배터리의 검사진행상태와 검사결과를 표시하고 검사동작을 통제하기 위한 원격조작모듈(130);과, 상기 검사결과를 시각정보로 출력하는 경보발생모듈(140);과, 상기 계측모듈, 통신모듈, 원격조작모듈, 경보발생모듈의 동작을 상기 검사기준정보에 근거하여 제어하는 메인콘트롤모듈(150);과, 상기 계측모듈, 통신모듈, 원격조작모듈, 경보발생모듈, 메인콘트롤모듈, 배터리 간의 신호 및 데이터 경로를 제공하기 위한 접속모듈(160);과, 배터리의 바코드 정보를 획득하기 위한 인식모듈(170);로 이루어지되,
   상기 계측모듈(110)은 배터리의 충ㆍ방전특성과 배터리보호기능을 테스트하기 위한 시험전원을 공급하는 전원공급수단(111);과, 배터리의 전압과 전류를 측정하기 위한 전압전류측정수단(112);과, 배터리의 절연특성을 시험하기 위한 내전압측정수단(113);과, 배터리가 운용되는 실내 환경의 온도를 측정하기 위한 실내온도측정수단(114);과, 배터리의 개방전압(OCV)과 내부저항(IR)을 측정하기 위한 내부저항측정수단(115);과, 배터리의 온도를 측정하기 위한 열저항측정수단(116);을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지저장장치용 배터리의 기능검사시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 운영소프트웨어(300)는 배터리모듈 각각에 대한 검사를 진행하는 모듈검사모드와, 배터리트레이 각각에 대한 검사를 진행하는 트레이검사모드와, 배터리랙에 대한 검사를 진행하는 랙검사모드로 구분되는 상기 검사모드에 근거하여 모듈바코드, 트레이바코드 또는 랙바코드를 스캔하여 검사대상 별로 통신식별인자(CAN ID)를 부여하는 모드결정단계(S100);와,
   상기 검사모드에 따라 구분되는 검사스펙의 검사항목에 근거하여 검사장치(100)의 전압, 전류에 관한 설정치와 전압, 전류, 저항으로 구분되는 측정항목을 선택하는 계측설계단계(S200);와,
   상기 검사모드에 따라 검사작업을 진행한 후, 서버(200)에 해당 검사데이터를 전송하게 되는 검사모드수행단계(S300);를 통해 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지저장장치용 배터리의 기능검사시스템.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 제2항에 있어서,
   상기 검사항목은 특정 검사항목에 의한 검사를 수행하기 위한 다수의 하위검사항목;으로 이루어지되,
   상기 하위검사항목은 충ㆍ방전동작을 검사하기 위해 배터리셀모듈에 공급되는 충ㆍ방전전압 및 전류를 셋팅하기 위해 구비되는 설정검사항목;과, 배터리셀모듈의 충ㆍ방전 동작을 개시 또는 중단시키기 위한 동작검사항목;과, 배터리셀모듈에 대한 전압, 전류, 내부저항, 열저항 값을 읽어 들이기 위한 계측검사항목;으로 구분 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 운영소프트웨어(300)는 사용자가 컴퓨터단말장치(400)에 접근하여 입력한 검사스펙설계파라미터에 근거하여 검사스펙을 결정하도록 구비되는 검사스펙설계단계(S100);와,
   상기 검사스펙과 사용자에 의해 입력된 검사프로세스설계파라미터와 검사모드에 근거하여 검사프로세스를 구성하되, 상기 검사스펙의 판정기준범위, 측정단위, 선택검사여부, 우선순위를 수정하여 검사스펙을 재설정하도록 구비되는 검사프로세스설계단계(S200);와,
   상기 배터리에 부착된 바코드에 대한 검사 여부를 판단하여 바코드 정보를 판독하거나 판독과정을 생략하도록 구비되는 바코드검사단계(S300);와,
   상기 검사스펙과 검사프로세스에 따라 검사장치(100)에 의한 배터리의 검사를 진행하고 검사데이터를 서버(200)에 전송하게 되는 배터리검사단계(S400);를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자전거용 배터리의 기능검사시스템.
   

Images