KR101961877B1

KR101961877B1 - 배터리 팩의 진동 테스트를 위한 고정 지그를 포함하는 테스트 장치

Info

Publication number: KR101961877B1
Application number: KR1020170078062A
Authority: KR
Inventors: 이희수; 홍순창; 김보현; 서재현; 안형준; 윤현기
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2017-06-20
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2019-03-25
Also published as: US20180366788A1; KR20180138029A; US10330565B2

Abstract

배터리 팩의 진동 테스트를 위한 고정 지그를 포함하는 테스트 장치가 제공된다. 상기 고정 지그는, 상기 배터리 팩에 형성된 적어도 하나의 결합부에 결합되는 적어도 하나의 어퍼 블록; 상기 적어도 하나의 어퍼 블록의 하부에 배치되는 로워 블록; 및 상기 로워 블록의 하부에 배치되는 판형의 베이스 플레이트;를 포함한다.

Description

배터리 팩의 진동 테스트를 위한 고정 지그를 포함하는 테스트 장치{TEST APPARATUS INCLUDING A FIXING JIG FOR VIBRATION TEST OF BATTERY PACK}

본 발명은 배터리 팩의 진동 테스트를 위한 고정 지그를 포함하는 테스트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리 팩이 전기 자동차의 배터리 룸에 장착된 상태에 대응하는 구조를 제공하여, 전기 자동차의 움직임에 의해 배터리 룸으로 전달되는 진동에 견딜 수 있도록 배터리 팩이 설계되었는지 여부를 검증하는 데에 사용되는 고정 지그를 포함하는 테스트 장치에 관한 것이다.

최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.

한편, 배터리 팩은, 일반적으로 각각 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈을 포함하며, 각각의 배터리 모듈은 배터리 팩의 케이스로부터 제공되는 공간 내에서 서로 직렬 및/또는 병렬로 연결된다.

특히, 하이브리드 자동차와 같은 전기 자동차의 주행 거리를 늘리기 위해서는 이에 장착되는 배터리 팩의 용량을 증가시키는 것이 불가피하고, 결과적으로 배터리 팩의 무게는 수백 kg에 이르기도 한다.

전기 자동차의 탑승 공간으로 인한 공간적 제약을 최소화하기 위해, 배터리 팩은 전기 자동차의 하부(예컨대, 시트 아래)에 마련된 공간인 배터리 룸에 배치되도록 설계되는 경우가 많다.

구체적으로, 배터리 팩의 케이스에는 다수의 결합부가 형성되는데, 각 결합부는 전기 자동차의 하부 공간의 측면에 구비된 부분에 볼트 등을 통해 체결될 수 있다.

특히, 배터리 팩이 전기 자동차에 마련된 배터리 룸의 측면에 매달려 고정되도록 설계된 경우, 전기 자동차의 움직임으로 인해 발생하는 진동은 배터리 룸을 통해 배터리 팩에 구비된 다수의 결합부에게 전달된다.

그런데, 종래에는 배터리 팩에 대한 진동 테스트를 실시할 때, 위와 같은 배터리 팩과 전기 자동차의 특수한 고정 구조에 대한 고려를 하지 않아, 진동 테스트의 결과의 정확성을 장담할 수 없었다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리 팩이 전기 자동차의 배터리 룸에 장착될 상태에 대응하는 구조를 제공하는 고정 지그를 포함하는 테스트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.

본 발명의 일 측면에 따른 테스트 장치는, 배터리 팩의 진동 테스트를 위한 고정 지그를 포함한다. 상기 고정 지그는, 상기 배터리 팩에 형성된 적어도 하나의 결합부에 결합되는 적어도 하나의 어퍼 블록; 상기 적어도 하나의 어퍼 블록의 하부에 배치되는 로워 블록; 및 상기 로워 블록의 하부에 배치되는 판형의 베이스 플레이트;를 포함한다. 상기 로워 블록의 하부면은, 상기 베이스 플레이트의 상부면에 면접촉 가능하도록 전체적으로 평평한 형상을 가진다. 상기 로워 블록의 상부의 제1 영역에는, 상기 로워 블록의 상부의 제2 영역보다 상부로 돌출된 복수의 메인 볼록부가 형성된다. 상기 복수의 메인 볼록부는, 각 어퍼 블록의 양쪽 단부의 하부를 지지하는 계단 구조를 제공한다.

바람직하게는, 상기 각 어퍼 블록에는, 각 결합부의 상부 형상에 대응하는 적어도 하나의 가이드 홈이 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 각 어퍼 블록은, 각 가이드 홈을 통해 각 결합부의 상부에 접촉된 상태에서, 수직 방향으로 삽입된 볼트를 통해 각 결합부에 고정될 수 있다.

바람직하게는, 상기 로워 블록에는, 면접촉을 통해 각 어퍼 블록의 각 단부의 일 측면을 지지하는 복수의 스토퍼가 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 각 스토퍼는, 각 어퍼 블록의 일 단부의 측면에 면접촉한 상태에서, 수평 방향으로 삽입된 볼트를 통해 각 어퍼 블록에 고정될 수 있다.

선택적으로, 상기 로워 블록의 상부의 제3 영역에는, 제2 영역보다 상부로 돌출된 적어도 하나의 서브 볼록부가 형성될 수 있다. 이 경우, 적어도 하나의 어퍼 블록의 양쪽 단부 사이의 중앙 부분은, 각 서브 볼록부에 의해 하방에서 지지될 수 있다.

또한, 상기 테스트 장치는, 상기 베이스 플레이트의 일 부분에 결합되어, 미리 정해진 패턴으로 진동하는 진동 발생기;를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 베이스 플레이트는, 상기 진동 발생기의 상부면에 면접촉한 상태에서, 수직 방향으로 삽입되는 볼트를 통해 상기 진동 발생기에 고정될 수 있다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 팩이 전기 자동차의 배터리 룸에 장착될 상태에 대응하는 구조가 배터리 팩에게 제공되어 있는 동안. 배터리 팩에 대한 진동 테스트를 진행할 수 있다. 이에 따라, 전기 자동차의 주행으로 인해 발생 가능한 패턴을 가지는 진동을 고정 지그를 통해 배터리 팩에 인가함으로써, 배터리 팩이 전기 자동차의 배터리 룸에 인가되는 진동에 견딜 수 있도록 설계되었는지 여부를 정확히 검증할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 결합 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치에 포함된 고정 지그의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 어퍼 블록들과 배터리 팩에 구비된 결합부들 간의 결합 관계를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 어퍼 블록들과 로워 블록 간의 결합 관계를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 A 영역에 대한 부분 확대도이다.
도 7은 도 5의 X-X'선을 따라 절개한 모습을 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치의 고정 지그와 진동 발생기 간의 결합 관계를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)의 결합 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 배터리 팩(100)의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은, 배터리 모듈 어셈블리(B), 로워 케이스(110) 및 어퍼 케이스(120)를 포함한다.

배터리 모듈 어셈블리는, 하나 이상의 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 배터리 모듈 어셈블리는, 어퍼 케이스(120) 및 로워 케이스(110)로부터 제공되는 공간의 내부에 수용될 수 있다. 배터리 모듈 어셈블리는, 양극 단자 및 음극 단자와 같은 전극 단자를 구비할 수 있다. 배터리 모듈 어셈블리에 구비된 전극 단자는 버스바, 와이어 등과 같은 연결부재를 통해 각 배터리 모듈에 구비된 전극 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.

바람직하게는, 배터리 모듈 어셈블리에 포함되는 2 이상의 배터리 모듈 사이의 전기적 연결은, 인접하는 2개의 배터리 모듈에 구비된 전극 단자 간의 연결을 통해 이루어질 수 있다.

일 예로, 인접하는 두 배터리 모듈에 구비된 동일한 극성의 전극 단자가 서로 연결됨으로써, 인접한 두 배터리 모듈 사이의 병렬 연결을 형성할 수 있다. 즉, 2개의 배터리 모듈에 구비된 양극 단자를 서로 연결하고, 이와 마찬가지로 음극 단자를 서로 연결함으로써 두 배터리 모듈 사이의 병렬 연결을 형성할 수 있다.

다른 예로, 인접하는 두 배터리 모듈 중 어느 하나의 배터리 모듈에 구비된 양극 단자와 다른 하나의 배터리 모듈에 구비된 음극 단자를 연결하는 방식을 통해 두 배터리 모듈 사이의 직렬 연결을 형성할 수 있다.

또 다른 예로, 다수의 배터리 모듈 중 일부의 인접하는 두 배터리 모듈에 구비된 전극 단자는 다른 극성끼리 서로 연결되고, 다수의 배터리 모듈 중 일부의 인접하는 두 배터리 모듈에 구비된 전극 단자는 동일한 극성끼리 서로 연결되어 3 이상의 배터리 모듈는 직렬 및 병렬이 혼합된 연결 형태를 구성할 수 있다.

어퍼 케이스(120) 및 로워 케이스(110)에 의해 제공되는 공간에는 배터리 모듈 어셈블리가 수용된다. 선택적으로, 어퍼 케이스(120) 및 로워 케이스(110)에 의해 제공되는 공간에는 배터리 관리 시스템인 BMS나 냉각 장치 등과 같은 기타 구성요소가 더 수용될 수 있다.

배터리 모듈 어셈블리가 로워 케이스(110)가 제공하는 수납 공간에 안착된 다음, 로워 케이스(110)의 테두리 부분(111)과 어퍼 케이스(120)의 테두리 부분(121)이 결합부재를 통해 서로 결합될 수 있다.

예컨대, 로워 케이스(110)의 테두리 부분에는 소정의 사이즈 및 형상을 가지고 상부로 돌출된 복수의 돌기가 형성되어 있고, 어퍼 케이스(120)의 테두리 부분에는 로워 케이스(110)에 형성된 각 조립 돌기의 사이즈, 형상 및 위치에 대응하는 복수의 조립 홈이 형성되어 있을 수 있다. 이에 따라, 로워 케이스(110)에 형성된 복수의 조립 돌기가 어퍼 케이스(120)에 형성된 복수의 조립 홈에 삽입됨으로써, 로워 케이스(110)와 어퍼 케이스(120)가 상호 물리적으로 결합될 수 있다.

물론, 로워 케이스(110)와 어퍼 케이스(120) 간의 물리적 결합을 위해 사용되는 결합부재로는, 그 밖에 접착제, 볼트/너트 등과 같은 다양한 부품 또는 용접 등과 같은 방법 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합이 사용될 수도 있다.

로워 케이스(110)와 어퍼 케이스(120) 중 적어도 하나에는 적어도 하나의 결합부(130)가 형성될 수 있다. 각 결합부(130)는 로워 케이스(110)와 어퍼 케이스(120) 중 어느 하나의 테두리 부분으로부터 수평하게 외측으로 돌출되어 있는 부분을 지칭하는 것이다.

바람직하게는, 복수의 결합부(130) 모두는 로워 케이스(110)에 형성된다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 로워 케이스(110)의 테두리 부분에는 총 6개의 결합부(130-1~130-6)가 서로 이격되어 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 결합부(130-1, 130-2)는 로워 케이스(110)의 테두리 부분의 제1 영역에 형성되고, 제3 결합부(130-3)는 로워 케이스(110)의 테두리 부분의 제2 영역에 형성되며, 제4 내지 제6 결합부(130-4~130-6)는 로워 케이스(110)의 테두리 부분의 제3 영역에 형성될 수 있다.

각 결합부(130)에는 상하로 관통되어 있는 제1 체결홀(131)이 형성되어 있을 수 있다. 각 결합부(130)의 양쪽 에지에는 서포팅 리브(132)가 설치될 수 있다. 서포팅 리브(132)는, 각 결합부(130)의 각 에지와 로워 케이스(110)의 측면 사이마다 설치되어, 외부 충격 등으로 인한 각 결합부(130)의 변형을 억제한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치(10)에 포함된 고정 지그(200)의 분해 사시도이다. 테스트 장치(10)는 기본적으로 고정 지그(200)를 포함하며, 선택적으로 진동 발생기(도 8의 부호 '300')를 더 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 고정 지그(200)는 어퍼 블록(210), 로워 블록(220) 및 베이스 플레이트(230)를 포함한다.

어퍼 블록(210)은 하나 또는 둘 이상 구비된다. 어퍼 블록(210)이 둘 이상 구비되는 경우, 이 중 어느 하나는 나머지으로부터 물리적으로 분리될 수 있다. 이하에서는, 도 3과 같이 고정 지그(200)가 서로 분리된 3개의 어퍼 블록(210-1~210-3)을 포함하는 것으로 가정한다.

각 어퍼 블록(210)은, 적어도 일부분의 단면이 직사각형 또는 직사각형에 가까운 형상을 가지면서 곧게 연장되는 금속재질의 바(bar) 타입일 수 있다. 각 어퍼 블록(210)의 단면이 직사각형인 경우, 진동에 의한 축력에 견딜 수 있도록 상기 단면의 각 모서리의 길이는 최소 700mm일 수 있다.

각 어퍼 블록(210)은, 배터리 팩(100)의 로워 케이스(110) 또는 어퍼 케이스(120)에 형성되어 있는 적어도 하나의 결합부(130)에 결합 가능한 구조를 가진다.

도 3과 같이 제1 어퍼 블록(210-1)은 제1 및 제2 결합부(130-1, 130-2)에 결합 가능하게 배치되고, 제2 어퍼 블록(210-2)은 제3 결합부(130-3)에 결합 가능하게 배치되며, 제3 어퍼 블록(210-3)은 제4 내지 제6 결합부(130-4~130-6)에 결합 가능하게 배치될 수 있다.

로워 블록(220)은 어퍼 블록들(210-1~210-3)의 하부와 베이스 플레이트(230)의 상부에 배치된다. 구체적으로, 로워 블록(220)의 하부면은, 전체적으로 한 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 로워 블록(220)의 하부면은, 베이스 플레이트(230)의 상부면에 면접촉 가능하다. 로워 블록(220)은 자신의 하부면이 베이스 플레이트(230)의 상부면에 면접촉되어 있는 상태에서, 볼트 등과 같은 결합 부재를 통해 베이스 플레이트(230)에 고정된다.

또한, 로워 블록(220)의 상부에는 복수의 메인 볼록부(221)가 형성된다. 각 메인 볼록부(221)는, 로워 블록(220)의 상부의 일부인 제1 영역이 나머지 영역 중 일부인 제2 영역보다 상부로 돌출되어 있는 부분을 지칭한다. 이러한 복수의 메인 볼록부(221)는 각 어퍼 블록(210)의 양쪽 단부의 하부를 지지하는 계단 구조를 제공할 수 있다. 즉, 각 로워 블록(220)의 양쪽 단부의 하부면은, 복수의 메인 볼록부(221)의 상부면 상에 안착될 수 있다.

한편, 메인 볼록부(221)의 개수는 어퍼 블록(210)의 개수의 2배일 수 있다. 예컨대, 도 3과 같이 3개의 어퍼 블록(210)이 고정 지그(200)에 포함되는 경우, 로워 블록(220)에는 6개의 메인 볼록부(221-1~221-6)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 6개의 메인 볼록부(221-1~221-6)는 2개씩 한 쌍을 이뤄, 각 어퍼 블록(210)의 양쪽 단부를 하부에서 지지할 수 있다.

선택적으로, 로워 블록(220)의 상부 중에서 제1 영역과 제2 영역과는 중첩되지 않는 제3 영역에는 적어도 하나의 서브 볼록부(222)가 형성된다. 각 서브 볼록부(222)는, 로워 블록(220)의 상부의 전체 영역 중에서 복수의 메인 볼록부(221)가 형성되어 있는 제1 영역과는 물리적 간섭이 발생하지 않으면서 제2 영역보다 상부로 돌출되어 있는 부분을 지칭한다.

예컨대, 도 3과 같이 제1 메인 볼록부(221-1)와 제2 메인 볼록부(221-2) 사이에는 하나의 서브 볼록부(222)가 형성되어 있고, 제5 메인 볼록부(221-5)와 제6 메인 볼록부(221-6) 사이에는 다른 3개의 서브 볼록부(222)가 형성되어 있있을 수 있다.

이때, 각 어퍼 블록(210)의 양쪽 단부를 지지하는 한 쌍의 메인 볼록부(221) 사이에 위치하는 서브 볼록부(222)의 개수는, 각 어퍼 블록(210)의 양쪽 단부 사이의 거리(즉 각 어퍼 블록(210)의 길이) 또는 배터리 팩(100)이 장착될 전기 자동차에 마련된 배터리 룸의 구조에 따라 결정될 수 있다.

베이스 플레이트(230)는, 적어도 일 부분의 두께가 일정한 판형(board shape)으로서, 어퍼 블록들(210-1~210-3), 로워 블록(220) 및 배터리 팩(100)을 하부에 배치되어 이들을 하부에서 전체적으로 지지하도록 구성된다. 베이스 플레이트(230)는 배터리 팩(100)과 후술할 진동 발생기(300) 사이에 위치하여, 배터리 팩의 진동 테스트를 위해 진동 발생기(300)로부터 전달되는 진동 패턴을 로워 블록(220) 및 어퍼 블록(210)을 통해 배터리 팩(100)에게 전달하는 중계자적인 역할을 담당한다.

도 4는 도 3에 도시된 어퍼 블록들(210-1~210-3)과 배터리 팩(100)에 구비된 결합부들(130-1~130-6) 간의 결합 관계를 보여주는 도면이다. 이해를 돕기 위해, 도 1 내지 도 3과는 달리, 도 4는 로워 케이스(110)의 바닥면을 보여주도록 도시하였습니다.

도 4를 참조하면, 어퍼 블록들(210-1~210-3)과 결합부들(130-1~130-6) 간의 결합 관계를 확인할 수 있다. 각 어퍼 블록(210)에는, 자신과 결합되는 각 결합부(130)의 위치에 대응하는 영역에 가이드 홈(211)이 형성되어 있다. 각 가이드 홈(211)은 각 어퍼 블록(210)과 각 결합부(130) 간의 오조립을 방지하기 위한 것이다.

예컨대, 제1 어퍼 블록(210-1)의 하부에는 제1 및 제2 결합부(130-1, 130-2) 각각의 상부 형상에 대응하는 제1 가이드 홈(211-1)과 제2 가이드 홈(211-2)이 형성되어 있고, 제2 어퍼 블록(210-2)의 하부에는 제3 결합부(130-3)의 상부 형상에 대응하는 제3 가이드 홈(211-3)이 형성되어 있으며, 제3 어퍼 블록(210-3)의 하부에는 제4 내지 제6 결합부(130-4~130-6) 각각의 상부 형상에 대응하는 제4 내지 제6 가이드 홈(211-4~211-6)이 형성되어 있다.

또한, 각 어퍼 블록(210)의 가이드 홈(211)에는 각 결합부(130)의 제1 체결홀(131)에 대응하는 위치에 제2 체결홀(212)이 형성되어 있을 수 있다. 각 어퍼 블록(210)은, 각 가이드 홈(211)을 통해 각 결합부(130)의 상부에 접촉된 상태에서, 수직 방향으로 삽입된 볼트를 통해 각 결합부(130)에 고정될 수 있다.

예컨대, 제1 어퍼 블록(210-1)은, 제1 및 제2 가이드 홈(211-1, 211-2)을 통해 제1 및 제2 결합부(130-1, 130-2) 각각의 상부에 접촉된 상태에서, 제1 및 제2 결합부(130-1, 130-2) 각각의 제1 체결홀(131)로부터 제1 및 제2 가이드 홈(211-1, 211-2) 각각의 제2 체결홀(212)로 삽입되는 볼트를 통해 제1 및 제2 결합부(130-1, 130-2)에 개별적으로 체결 고정될 수 있다. 제2 어퍼 블록(210-2)은, 제3 가이드 홈(211-3)을 통해 제3 결합부(130-3)의 상부에 접촉된 상태에서, 제3 결합부(130-3)의 제1 체결홀(131)로부터 제3 가이드 홈(211-3)의 제2 체결홀(212)로 삽입되는 볼트를 통해 제3 결합부(130-3)에 체결 고정될 수 있다. 제3 어퍼 블록(210-3)은, 제4 내지 제6 가이드 홈(211-4~211-6)을 통해 제4 내지 제6 결합부(130-4~130-6) 각각의 상부에 접촉된 상태에서, 제4 내지 제6 결합부(130-4~130-6) 각각의 제1 체결홀(131)로부터 제4 내지 제6 가이드 홈(211-4~211-6) 각각의 제2 체결홀(212)로 삽입되는 볼트를 통해 제4 내지 제6 결합부(130-4~130-6)에 개별적으로 체결 고정될 수 있다. 즉, 복수의 가이드 홈(211-1~211-6)은 복수의 결합부(130-1~130-6)에 일대일로 결합된다.

도 5는 도 3에 도시된 어퍼 블록들(210-1~210-3)과 로워 블록(220) 간의 결합 관계를 보여주는 도면이고, 도 6은 도 5의 A 영역에 대한 부분 확대도이며, 도 7은 도 5의 X-X'선을 따라 절개한 모습을 보여주는 단면도이다.

도 5를 참조하면, 배터리 팩(100)의 결합부들(130-1~130-6)과 체결이 완료된 어퍼 블록들(210-1~210-3)이 로워 블록(220)의 상부면에 안착되어 있음을 확인할 수 있다. 어퍼 블록들(210-1~210-3)은 배터리 팩(100)의 결합부들(130-1~130-6)과 체결된 상태로, 운반 수단 등을 통해 로워 블록(220)의 상부면에 안착될 수 있다.

구체적으로, 각 어퍼 블록(210)의 각 단부의 하부는, 메인 볼록부들(221-1~221-6) 중 어느 하나에 의해 지지된다. 예컨대, 제1 및 제2 메인 볼록부(221-1, 221-2)에 의해 제1 어퍼 블록(210-1)의 일 단부와 타 단부의 하부가 개별적으로 지지되고, 제3 및 제4 메인 볼록부(221-3, 221-4)에 의해 제2 어퍼 블록(210-2)의 일 단부와 타 단부의 하부가 개별적으로 지지되며, 제5 및 제6 메인 볼록부(221-5, 221-6)에 의해 제3 어퍼 블록(210-3)의 일 단부와 타 단부의 하부가 개별적으로 지지될 수 있다.

또한, 제1 내지 제6 메인 볼록부(221-1~221-6)에 의해 제1 내지 제3 어퍼 블록(210-1~210-3) 각각의 양쪽 단부가 동시에 지지됨과 동시에, 제1 어퍼 블록(210-1)의 중앙 부분(즉, 양쪽 단부를 제외한 나머지 부분)은 제1 및 제2 메인 볼록부(221-1~221-2)의 사이에 위치하는 하나의 서브 볼록부(222)에 의해 하방에서 지지되고, 제3 어퍼 블록(210-3)의 중앙 부분은 제5 및 제6 메인 볼록부(221-5, 221-6) 사이에 위치하는 다른 3개의 서브 볼록부(222)에 의해 하방에서 지지된다.

제1 내지 제6 메인 볼록부(221-1~221-6)와는 독립적으로 형성되어 있는 적어도 하나의 서브 볼록부(222)가 어퍼 블록들(210-1~210-3) 중 적어도 하나를 추가적으로 하방에서 지지함으로써, 고정 지그(200)의 전체적인 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.

한편, 도 6을 참조하면, 로워 블록(220)에는 메인 볼록부(221)의 개수와 동일한 개수의 스토퍼(223)가 형성되어 있을 수 있다. 각 스토퍼(223)는, 각 메인 볼록부(221)의 상부의 일부 영역으로부터 상부로 돌출되어 있는 부분을 지칭한다. 이에 따라, 제1 내지 제6 메인 볼록부(221-1~221-6) 각각의 상부에는 제1 내지 제6 스토퍼(223-1~223-6)가 위치하게 된다.

구체적으로, 제1 스토퍼(223-1)는 제1 어퍼 블록(210-1)의 일 단부의 일 측면에 면접촉하고, 제2 스토퍼(223-2)는 제1 어퍼 블록(210-1)의 타 단부의 일 측면에 면접촉한다. 제3 스토퍼(223-3)는 제2 어퍼 블록(210-2)의 일 단부의 일 측면에 면접촉하고, 제4 스토퍼(223-4)는 제2 어퍼 블록(210-2)의 타 단부의 일 측면에 면접촉한다. 제5 스토퍼(223-5)는 제3 어퍼 블록(210-3)의 일 단부의 일 측면에 면접촉하고, 제6 스토퍼(223-6)는 제3 어퍼 블록(210-3)의 타 단부의 일 측면에 면접촉한다. 이에 따라, 각 어퍼 블록(210)의 각 단부의 서로 다른 두 면이 하나의 메인 볼록부(221)와 하나의 스토퍼(223)에 면접촉을 통해 지지된다. 각 어퍼 블록(210)은, 한 쌍의 스토퍼(223)에 의해 수평 방향으로의 유동이 제한될 수 있다.

아울러, 각 스토퍼(223)가 특정 어퍼 블록(210)의 일 단부의 일 측면에 면접촉하는 반대쪽에는 경사면(S)이 형성될 수 있다. 또한, 각 스토퍼(223)에는, 경사면(S)의 일 부분이 경사면(S)으로부터 어퍼 블록(210)을 향하여 소정 깊이와 형상으로 움푹 들어가 있는 홈(H)이 추가적으로 형성될 수 있다. 홈(H)이 형성된 경우, 각 스토퍼(223)는 상부에서 바라볼 때 'ㄷ'자 형상의 구조를 가지게 된다. 각 스토퍼(223)의 'ㄷ'자 형상의 구조에서, 서로 대향하는 두 부분은 그 중간에 위치하는 부분의 강도를 보강하는 리브(rib)로서 기능한다.

또한, 각 스토퍼(223)는, 각 어퍼 블록(210)의 일 단부의 측면에 면접촉한 상태에서, 수평 방향으로 삽입된 볼트를 통해 각 어퍼 블록에 고정될 수 있다. 구체적으로, 각 스토퍼(223)에는 특정 어퍼 블록(210)의 각 단부에 마련된 제3 체결홀(213)에 대응하는 위치에 제4 체결홀(224)이 형성되어 있을 수 있다. 이에 따라, 어퍼 블록들(210-1~210-3)이 로워 블록(220) 상에 안착된 상태에서, 각 스토퍼(223)의 제4 체결홀(224)로부터 어퍼 블록들(210-1~210-3)의 각 단부의 측면에 형성된 제3 체결홀(213)로 삽입되는 볼트를 통해 어퍼 블록들(210-1~210-3)이 로워 블록(220)에 고정될 수 있다.

도 7을 참조하면, 고정 지그(200)는 배터리 팩(100)에게 매달림 구조(hanging structure)를 제공한다. 상세하게는, 배터리 팩(100)은 로워 케이스(110)에 구비된 결합부들(130-1~130-6)를 통해 어퍼 블록들(210-1~210-3)의 하부면에 직접적으로 결합된다.

또한, 각 결합부(130)로부터 로워 케이스(110)의 최하단까지의 수직 거리(D1)는 각 메인 볼록부(221)의 높이, 즉 메인 볼록부(221)의 상부면으로부터 베이스 플레이트(230)의 상부면까지의 수직 거리(D2)보다 짧다. 따라서, 배터리 팩(100)은 베이스 플레이트(230)로부터 상방으로 소정 거리만큼 이격되어 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 장치(10)의 고정 지그(200)와 진동 발생기(300) 간의 결합 관계를 보여주는 도면이다.

도 8을 참조하면, 베이스 플레이트(230)에는 적어도 하나의 제5 체결홀(231)이 형성되어 있을 수 있다. 제5 체결홀(231)은, 베이스 플레이트(230)가 상하로 관통되어 있는 각각의 부분을 지칭한다.

바람직하게는 제5 체결홀(231)은 복수개가 형성되고, 복수개의 제5 체결홀(231)은 제1 개수의 행과 제2 개수의 열을 구성할 수 있다. 예컨대, 도 8과 같이 베이스 플레이트(230)에는 12열과 15행으로 배열된 총 180개의 제5 체결홀(231)이 형성되어 있을 수 있다.

진동 발생기(300)는 적어도 하나의 진동체 및 보호 케이스를 포함할 수 있다. 진동체는 전기 에너지를 이용하여 진동을 발생시키도록 구성된다. 보호 케이스는 그 내부 공간에 적어도 하나의 진동체를 수용한다. 진동 발생기(300)는 베이스 플레이트(230)의 일 부분에 결합 고정될 수 있다. 바람직하게는, 베이스 플레이트(230)는 진동 발생기(300)의 상부면에 적어도 부분적으로 면접촉한 상태에서, 수직 방향으로 삽입되는 볼트를 통해 진동 발생기(300)에 고정될 수 있다.

예컨대, 복수의 제5 체결홀(231) 중 적어도 둘 이상은 베이스 플레이트(230)의 하부에 배치되는 진동 발생기(300)의 상부면에 형성되어 있는 제6 체결홀들(미도시)에 볼트 등을 통해 고정될 수 있다.

진동 발생기(300)는 자신의 상부면을 통해 베이스 플레이트(230)에 고정된 상태에서 미리 정해진 패턴을 가지는 진동을 발생시킨다. 구체적으로, 진동 발생기(300)는 배터리 팩(100)의 폭 방향, 길이 방향 및 높이 방향 중 적어도 하나를 따라 규칙 또는 불규칙적인 패턴으로 진동한다. 이때, 진동 발생기(300)가 발생시키는 진동의 패턴은, 전기 자동차가 주행하는 동안에 배터리 룸에 장착된 진동 센서를 이용하여 미리 수집해놓은 데이터를 기초로 한 것일 수 있다.

전술한 바와 같이, 배터리 팩(100)은 어퍼 블록들(210-1~210-3) 및 로워 블록(220)에 의해 베이스 플레이트(230)로부터 상방으로 이격된 채로 고정 지그(200)에 고정되어 있으므로, 진동 발생기(300)로부터의 진동 패턴은 배터리 팩(100)으로 직접 전달되는 대신 로워 블록(220), 어퍼 블록들(210-1~210-3) 및 결합부들(130-1~130-6)을 순차적으로 거친 후에 배터리 팩(100)으로 전달된다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.

100: 배터리 팩
110: 로워 케이스
120: 어퍼 케이스
130: 결합부
131: 제1 체결홀
200: 고정 지그
210: 어퍼 블록
211: 가이드 홈
212: 제2 체결홀
213: 제3 체결홀
220: 로워 블록
221: 메인 볼록부
222: 서브 볼록부
223: 스토퍼
224: 제4 체결홀
230: 베이스 플레이트
231: 제5 체결홀
300: 진동 발생기

Claims

배터리 팩의 진동 테스트를 위한 매달림 구조를 제공하는 고정 지그를 포함하는 테스트 장치에 있어서,
상기 고정 지그는,
상기 배터리 팩에 형성된 적어도 하나의 결합부에 결합되는 적어도 하나의 어퍼 블록;
상기 적어도 하나의 어퍼 블록의 하부에 배치되는 로워 블록; 및
상기 로워 블록의 하부에 배치되는 판형의 베이스 플레이트를 포함하고,
상기 각 어퍼 블록에는, 각 결합부의 상부 형상에 대응하는 적어도 하나의 가이드 홈이 형성되고,
상기 각 어퍼 블록은, 각 가이드 홈이 각 결합부의 상부에 접촉된 상태에서, 각 가이드 홈을 수직 방향으로 삽입된 볼트를 통해 각 결합부에 고정되고,
상기 로워 블록의 하부면은, 상기 베이스 플레이트의 상부면에 면접촉 가능하도록 전체적으로 평평한 형상을 가지고,
상기 로워 블록의 상부의 제1 영역에는, 상기 로워 블록의 상부의 제2 영역보다 상부로 돌출된 복수의 메인 돌출부가 형성되며,
상기 복수의 메인 돌출부는, 각 어퍼 블록의 양쪽 단부의 하부를 지지하는 계단 구조를 제공하고,
상기 매달림 구조에 의해 상기 배터리 팩은 상기 베이스 플레이트로부터 상방으로 소정 거리만큼 이격되는, 테스트 장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 로워 블록에는,
면접촉을 통해 각 어퍼 블록의 각 단부의 일 측면을 지지하는 복수의 스토퍼가 형성된, 테스트 장치.
제4항에 있어서,
상기 각 스토퍼는,
각 어퍼 블록의 일 단부의 측면에 면접촉한 상태에서, 수평 방향으로 삽입된 볼트를 통해 각 어퍼 블록에 고정되는, 테스트 장치.
제1항에 있어서,
상기 로워 블록의 상부의 제3 영역에는, 제2 영역보다 상부로 돌출된 적어도 하나의 서브 돌출부가 형성되고,
적어도 하나의 어퍼 블록의 양쪽 단부 사이의 중앙 부분은, 각 서브 돌출부에 의해 하방에서 지지되는, 테스트 장치.
제1항에 있어서,
상기 베이스 플레이트의 일 부분에 결합되어, 미리 정해진 패턴으로 진동하는 진동 발생기;
를 더 포함하는, 테스트 장치.
제7항에 있어서,
상기 베이스 플레이트는,
상기 진동 발생기의 상부면에 면접촉한 상태에서, 수직 방향으로 삽입되는 볼트를 통해 상기 진동 발생기에 고정되는, 테스트 장치.