KR101969320B1 - 충방전 검사용 배터리 지그 박스 및 이를 이용한 충방전 검사장치 - Google Patents

충방전 검사용 배터리 지그 박스 및 이를 이용한 충방전 검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 검사 대상인 배터리 셀이 내장되는 배터리 지그 박스와, 복수 개의 배터리 지그 박스를 동시에 장착하여 검사를 진행할 수 있는 충방전 검사장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 지그 박스는, 일 측면이 개방된 함체 형태이며 후면에 접속홀이 관통 형성된 하우징과, 하우징의 내부에 안착되는 배터리 셀과, 배터리 셀의 일측에 설치되어 배터리 셀과 전기적으로 접속되며 일측에 마련되는 접속단자가 접속홀을 통해 하우징의 외부로 노출되는 PCB와, 하우징의 일측에 결합되어 하우징을 개폐하는 커버를 포함한다.

Description

충방전 검사용 배터리 지그 박스 및 이를 이용한 충방전 검사장치{BATTERTY JIG BOX FOR CHARGING AND DISCHARGING INSPECTION, AND TESTING APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 충방전 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검사 대상인 배터리 셀이 내장되는 배터리 지그 박스와, 복수 개의 배터리 지그 박스를 동시에 장착하여 검사를 진행할 수 있는 충방전 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로 휴대용 이동 단말기 등에 사용되는 배터리 팩은, 그 외형을 결정하는 케이스의 내부에 코어셀과 보호회로 등이 구성되며, 이러한 배터리 팩이 사용되는 이동 단말기는 휴대용이라는 점으로 인하여 배터리 팩의 안전성을 도모하는 동시에, 소형화와 일회 충전 사용시간 및 라이프 사이클의 향상과 더불어, 상기 배터리 팩의 일회 충전 사용시간과 라이프 사이클이 정확히 규정되어야 할 필요가 있다.
이에 따라, 배터리 팩의 생산 후 판매가 되기 전에, 배터리 팩의 일회 충전 사용시간과 라이프 사이클 등을 확인하기 위해, 배터리 팩에 대한 충전과 방전을 반복하면서 그 품질을 확인하는 충방전 검사를 시행하고 있다.
그런데, 종래의 충방전 검사장치(10)의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 출력단의 케이블(20)이 각각의 배터리 팩(30)과 개별적으로 연결됨에 따라, 출력부에 배터리 팩(30)들을 적재하기 위한 별도의 적재 장치(40)를 필요로 하는 불편함이 있다.
또한, 종래의 충방전 검사장치는 DC 전력을 감압하여 배터리 셀을 충전하고, 해당 배터리 셀이 충분히 충전되면 방전용 부하와 배터리 셀을 통전시켜서 충전된 전기에너지가 소비되도록 하였는바, 충전시뿐만 아니라 방전시에도 전력이 소모되고, 충방전 검사장치로부터 발생되는 발열 문제를 해결하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 별도의 배터리 셀 적재 장치가 필요없는 충방전 검사장치의 제공에 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 편의성이 증대되고, 일정한 접점을 유지함에 따라 좀 더 정확한 샘플링이 가능한 충방전 검사용 배터리 지그 박스 및 이를 이용한 충방전 검사장치의 제공을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 방전 검사시 소비되는 전기에너지를 충전 검사에 재활용함으로써, 전력소비에 대한 효율성을 높일 수 있는 충방전 검사장치의 제공을 또 다른 목적으로 한다.
전술한 본 발명의 목적은, 일 측면이 개방된 함체 형태이며, 후면에 접속홀이 관통 형성된 하우징; 상기 하우징의 내부에 안착되는 배터리 셀; 상기 배터리 셀의 일측에 설치되어 상기 배터리 셀과 전기적으로 접속되며, 일측에 마련되는 접속단자가 상기 접속홀을 통해 상기 하우징의 외부로 노출되는 PCB; 및 상기 하우징의 일측에 결합되어 상기 하우징을 개폐하는 커버;를 포함하는 충방전 검사용 배터리 지그 박스를 제공함에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 의하면, 상기 하우징의 테두리를 따라 마련되는 적어도 하나 이상의 제1 자성체와, 상기 커버의 테두리를 따라 마련되며 상기 제1 자성체와 자력에 의해 각각 결합하는 적어도 하나 이상의 제2 자성체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 하우징과 상기 커버의 전단부 상측에 파지홈이 함몰 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 하우징의 타 측면에 복수 개의 통공이 관통 형성될 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 목적은, 전면과 후면이 개방된 함체 형태의 케이스; 상기 케이스의 전면에 복수 개의 층으로 결합되며, 상기 충방전 검사용 배터리 지그 박스가 삽입, 지지되는 지그 박스 트레이; 상기 지그 박스 트레이의 후방에 결합되며, 복수 개의 커넥터가 폭 방향으로 소정 간격 상호 이격하여 상기 지그 박스 트레이의 내측을 향해 형성되는 채널 보드; 상기 채널 보드의 후방에 설치되며, 상기 충방전 검사용 배터리 지그 박스에 수용된 배터리 셀에 대하여 충방전 검사를 수행하는 컨트롤러 모듈; 및 상기 지그 박스 트레이의 하부에 설치되는 냉각팬 유닛;을 포함하며, 상기 충방전 검사용 배터리 지그 박스의 접속단자가 상기 채널 보드의 커넥터에 접속되는 것을 특징으로 하는 충방전 검사장치를 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.
이때, 본 발명의 일 특징에 의하면, 상기 충방전 검사용 배터리 지그 박스의 삽입 방향을 안내하기 위해, 상기 지그 박스 트레이의 바닥판 상측에 폭 방향으로 서로 이격하여 복수 개의 가이드레일이 나란히 돌출 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 컨트롤러 모듈은, 방전 검사시 기충전된 배터리 셀의 전력을 미충전된 배터리 셀에 충전시킬 수 있다.
본 발명에 따른 충방전 검사용 배터리 지그 박스 및 이를 이용한 충방전 검사장치에 의하면, 검사시마다 별도의 배터리 셀 적재 장치를 충방전 검사장치의 일측에 설치할 필요가 없고, 이에 따라 검사 효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 충방전 검사용 배터리 지그 박스 및 이를 이용한 충방전 검사장치에 의하면, 충방전 검사용 배터리 지그 박스를 지그 박스 트레이에 각각 삽입, 장착시키게 되므로 사용자의 편의성이 증대되고, 검사 중 접점이 일정하게 유지되어 검사결과의 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 충방전 검사용 배터리 지그 박스 및 이를 이용한 충방전 검사장치에 의하면, 방전 검사시 소비되는 전기에너지를 충전 검사에 재활용하게 되므로, 전력소비에 대한 효율성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 충방전 검사장치의 사진.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전 검사용 배터리 지그 박스의 사시도.
도 3은 도 2의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전 검사장치의 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그 박스 트레이의 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전 검사용 배터리 지그 박스의 장착 단면도.
이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.
실시예
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전 검사용 배터리 지그 박스의 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해 사시도이다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전 검사용 배터리 지그 박스(이하, '배터리 지그 박스')(100)는, 함체 형태의 하우징(110)과, 하우징(110)의 내부에 내장되는 배터리 셀(120)과, 배터리 셀(120)과 전기적으로 접속된 PCB(130)와, 하우징(110)을 개폐하도록 결합되는 커버(140)를 포함하며, PCB(130)의 일측에 마련되는 접속단자(131)가 하우징(110)의 외부로 노출된다.
여기서, 하우징(110)은 금속 또는 합성수지 재질로서 일 측면이 개방된 함체 형태로 이루어진다. 하우징(110)의 후면(도면상 우측면) 하단부에는 접속홀(111)이 관통 형성되는데, 이 접속홀(111)을 통해 후술하는 PCB(130)의 접속단자(131)가 하우징(110)의 외부로 노출될 수 있다. 하우징(110)의 후면 상단부에는 관통홀(112)이 형성된다. 이 관통홀(112)은 하우징(110) 내부의 열 방출을 위한 통기구로 기능할 수 있으며, 필요에 따라서는 관통홀(112)을 통해 PCB(130)의 접속단자(131)가 하우징(110)의 외부로 노출되게끔 하는 것도 가능하다. 하우징(110)의 타 측면에는 내부의 열 방출을 위한 복수 개의 통공(113)이 관통 형성되며, 전단부 상측에는 파지가 용이하도록 파지홈(114)이 함몰 형성된다.
커버(140)는 플레이트 형상이며, 하우징(110)의 일 측면에 결합되어 하우징(110) 내부를 개폐한다. 이에 따라, 커버(140)는 하우징(110)의 외관 형상과 대응되는 형상으로 형성된다. 예컨대, 하우징(110)의 파지홈(114) 형상에 대응하도록 커버(140)의 테두리 일측에도 홈(141)이 형성될 수 있다. 아울러, 전술한 하우징(110)과 마찬가지로, 내부의 열 방출을 위한 복수 개의 통공(142)이 관통 형성될 수 있다.
하우징(110)과 커버(140)는 자력에 의해 결합될 수 있으며, 이에 따라 하우징(110)과 커버(140)의 분리가 용이하다. 일 예로서, 하우징(110)의 테두리 내측을 따라 복수 개의 제1 자성체(115)가 마련되고, 커버(140)의 하우징(110) 대향면에는 테두리를 따라 제1 자성체(115)와 자력에 의해 결합하는 복수 개의 제2 자성체(미도시)가 마련될 수 있다.
하우징(110)의 내부에 배터리 셀(120)이 안착된다. 이때, 배터리 셀(120)의 유동 방지를 위해 스펀지 등 소정의 두께를 갖는 탄성부재(121)를 배터리 셀(120)과 커버(140) 사이에 개재할 수 있다. 다른 예로서, 점착 테이프(미도시) 등에 의해 배터리 셀(120)을 하우징(110)의 내측면에 부착 고정하는 것도 가능하다.
하우징(110) 내부에 배터리 셀(120)과 인접하여 PCB(130)가 설치된다. 이 PCB(130)는 배터리 셀(120)과 전기적으로 접속되며, 볼트 등 체결구에 의해 하우징(110)의 일측에 고정 설치될 수 있다. 다른 예로서 용접, 융착, 접착 등의 방식으로 하우징(110) 내에 PCB(130)가 고정 설치되는 것도 가능하다. PCB(130)의 일측에는 충방전 검사장치(200, 도 4 참조)와의 접속을 위한 접속단자(131)가 마련되는데, 이 접속단자(131)는 하우징(110)의 접속홀(111)을 통해 하우징(110) 외부로 노출된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전 검사장치의 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전 검사장치(200)는, 케이스(210)의 전면에 복수 개의 지그 박스 트레이(220)가 다층으로 형성되며, 각각의 지그 박스 트레이(220)에는 전술한 배터리 지그 박스(100)를 복수 개 삽입, 장착하여 충방전 검사를 수행할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전 검사장치(200)는, 케이스(210)와, 케이스(210)의 전면에 복수 개의 층을 형성하도록 결합되는 지그 박스 트레이(220)와, 지그 박스 트레이(220)의 후방에 결합되며 복수 개의 커넥터(231)가 형성되는 채널 보드(230)와, 채널 보드(230)의 후방에 설치되는 컨트롤러 모듈(240, 도 6 참조)과, 지그 박스 트레이(220)의 하부에 설치되는 냉각팬 유닛(250)을 포함한다.
케이스(210)는 전면과 후면이 개방된 육면체 형상이며, 케이스(210)의 전면에는 복수 개의 지그 박스 트레이(220)가 다층으로 결합되고, 후면에는 개폐 도어(미도시)가 설치된다. 필요에 따라 충방전 검사 결과 모니터링을 위한 디스플레이(260)가 케이스(210)의 전면 상단에 설치될 수 있으며, 그 하단에는 검사 조건 입력 또는 디스플레이(260) 화면 선택을 위한 키보드 트레이(270)가 케이스(210)의 내부로부터 인출 가능하게 결합될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그 박스 트레이의 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전 검사용 배터리 지그 박스의 장착 단면도이다.
케이스(210)의 전면에는 복수 개의 지그 박스 트레이(220)가 복수 개의 층을 이루도록 결합될 수 있다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 지그 박스 트레이(220)는 바닥판(221)과, 바닥판(221)의 양측에 수직하게 형성되는 한 쌍의 측벽(222)과, 양쪽 측벽(222)의 상단에 양단이 안착되는 천정판(223)을 포함하여 이루어질 수 있다. 지그 박스 트레이(220)에 삽입된 배터리 지그 박스(100)를 용이하게 파지할 수 있도록, 전방으로 돌출되는 천정판(223)의 길이는 바닥판(221)의 길이보다 더 짧게 형성되며, 이에 대응하여 각각의 측벽(222)은 전단 상부가 경사지게 형성된다.
또한, 지그 박스 트레이(220)의 바닥판(221)과 천정판(223)에는 각각 복수 개의 가이드레일(224)이 소정 간격 서로 이격하여 평행하게 형성된다. 이 가이드레일(224)은 배터리 지그 박스(100)의 삽입 방향을 안내하는 역할을 하며, 서로 인접하는 한 쌍의 가이드레일(224) 사이로 배터리 지그 박스(100)를 수직하게 세워서 삽입할 수 있다.
지그 박스 트레이(220)는 볼트 등의 체결구에 의해 양 측벽이 케이스(210)의 내벽에 결합될 수 있으며, 다른 예로서 별도의 브라켓에 의해 케이스(210)의 내측에 결합되거나, 후술하는 채널 보드(230)에 의해 케이스(210)에 결합되는 것도 가능하다.
지그 박스 트레이(220)의 후방에 채널 보드(230)가 결합된다. 채널 보드(230)의 하단부에는 폭 방향으로 소정 간격 상호 이격하는 복수 개의 커넥터(231)가 지그 박스 트레이(220)의 내측을 향해 형성되며, 지그 박스 트레이(220)에 삽입된 배터리 지그 박스(100)의 접속단자(131)가 각각의 커넥터(231)에 접속된다.
종래의 경우에는, 도 1에 도시된 바와 같이 충방전 검사장치(10)의 출력단에서 케이블(20)을 길게 뽑은 후, 클립 등을 이용하여 각각의 배터리 셀과 개별적으로 연결해야 했다. 이에 따라, 검사 준비에 많은 시간과 노력이 소요되었고, 임피던스 증가에 따른 측정 오차를 감수해야 했으며, 배터리 셀 적재용 공간을 확보하기 위한 추가적인 기구 구성을 필요로 하였다. 그러나, 본 발명에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 배터리 지그 박스(100)를 지그 박스 트레이(220)에 삽입하여, 채널 보드(230)의 커넥터(231)에 배터리 지그 박스(100)의 접속단자(131)가 접속되게 하는 것으로 검사 준비가 완료되므로, 사용상 편의성과 검사 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.
채널 보드(230)의 후방에는 각각의 커넥터(231)와 전기적으로 접속된 PCB 기판 형태의 컨트롤러 모듈(240)이 복수 개 설치되어, 충방전 검사를 위해 배터리 셀(120)로 공급 또는 수급되는 전기에너지를 제어한다. 이때, 컨트롤러 모듈(240)은 방전 검사시 기충전된 배터리 셀(120)의 여유 전력을 사용하여 미충전된 배터리 셀(120)을 충전시키게 되며, 이에 따라 충방전 검사장치(200)의 발열이 최소화되는 효과를 볼 수 있다. 아울러, 케이스(210)의 내부 하단에는 충방전 검사시 발생되는 열을 냉각하기 위한 냉각팬 유닛(250)이 설치된다.
한편, 본 발명에 따른 충방전 검사장치(200)에 의하면, 충전, 방전 검사가 완료된 이후의 휴지기에 내부저항값을 기록함으로써, 충방전 사이클의 진행에 따른 내부저항값의 변화 측정도 가능하다.
이상에서 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100 : 배터리 지그 박스 110 : 하우징
111 : 접속홀 120 : 배터리 셀
130 : PCB 131 : 접속단자
140 : 커버 200 : 충방전 검사장치
210 : 케이스 220 : 지그 박스 트레이
230 : 채널 보드 231 : 커넥터
240 : 컨트롤러 모듈 250 : 냉각팬 유닛
260 : 디스플레이 270 : 키보드 트레이

Claims (7)

  1. 일 측면이 개방된 함체 형태이며, 후면에 접속홀이 관통 형성된 하우징;
    상기 하우징의 내부에 안착되는 배터리 셀;
    상기 배터리 셀의 일측에 설치되어 상기 배터리 셀과 전기적으로 접속되며, 일측에 마련되는 접속단자가 상기 접속홀을 통해 상기 하우징의 외부로 노출되는 PCB;
    상기 하우징의 일측에 결합되어 상기 하우징을 개폐하는 커버;
    상기 하우징의 테두리를 따라 마련되는 적어도 하나 이상의 제1 자성체; 및
    상기 커버의 테두리를 따라 마련되며 상기 제1 자성체와 자력에 의해 각각 결합하는 적어도 하나 이상의 제2 자성체를 포함하며,
    상기 하우징의 타 측면과 상기 커버에 복수 개의 통공이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 충방전 검사용 배터리 지그 박스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징은 상기 접속홀의 일측에 형성되는 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전 검사용 배터리 지그 박스.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징과 상기 커버의 전단부 상측에 파지홈이 함몰 형성되는 것을 특징으로 하는 충방전 검사용 배터리 지그 박스.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 셀의 유동방지를 위해 상기 배터리 셀과 상기 커버 사이에 개재되는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전 검사용 배터리 지그 박스.
  5. 전면과 후면이 개방된 함체 형태의 케이스;
    상기 케이스의 전면에 복수 개의 층으로 결합되며, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 충방전 검사용 배터리 지그 박스가 삽입, 지지되는 지그 박스 트레이;
    상기 지그 박스 트레이의 후방에 결합되며, 복수 개의 커넥터가 폭 방향으로 소정 간격 상호 이격하여 상기 지그 박스 트레이의 내측을 향해 형성되는 채널 보드;
    상기 채널 보드의 후방에 설치되고, 상기 충방전 검사용 배터리 지그 박스에 수용된 배터리 셀에 대하여 충방전 검사를 수행하며, 방전 검사시 기충전된 배터리 셀의 전력을 미충전된 배터리 셀에 충전시키는 컨트롤러 모듈; 및
    상기 지그 박스 트레이의 하부에 설치되는 냉각팬 유닛;을 포함하며,
    상기 충방전 검사용 배터리 지그 박스의 접속단자가 상기 채널 보드의 커넥터에 접속되는 것을 특징으로 하는 충방전 검사장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 케이스의 전면 상단에 설치되는 디스플레이와, 상기 디스플레이의 하단에 상기 케이스의 내부로부터 인출 가능하게 결합되는 키보드 트레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충방전 검사장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 지그 박스 트레이는 바닥판과, 상기 바닥판의 양측에 수직하게 형성되는 한 쌍의 측벽과, 양쪽 측벽의 상단에 양단이 안착되는 천정판과, 상기 바닥판과 상기 천정판에 소정 간격 서로 이격하여 평행하게 형성되는 복수 개의 가이드레일을 포함하며, 전방으로 돌출되는 천정판의 길이가 바닥판의 길이보다 더 짧게 형성되고, 각각의 측벽은 전단 상부가 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 충방전 검사장치.
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