KR102027308B1 - 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치에 관한 것으로, 전기차 배터리 커버가 삽입될 수 있도록 일면이 개구되며, 다수 개의 지지부재가 결합되어 형성되는 메인프레임, 상기 전기차 배터리 커버를 안착시켜 내측으로 이동시키는 제품로딩부, 상기 전기차 배터리 커버에 형성된 다수 개의 홀을 차폐하는 마스킹부, 상기 다수 개의 홀이 차폐된 상기 전기차 배터리 커버에 공기를 주입하여 누기를 시험하는 리크시험부 및 상기 전기차 배터리 커버의 리크시험 결과를 바코드에 기록하는 바코드기록부를 포함하고, 상기 전기차 배터리 커버는 상부와 하부로 구분되어 별개로 리크시험이 이루어지고, 상기 제품로딩부 및 상기 마스킹부는 상기 상부 전기차 배터리 커버와 상기 하부 전기차 배터리 커버의 형상에 맞추어 별도로 형성되어 제품에 따라 구분하여 사용하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치{Leak test apparatus of EV battery cover}

본 발명은 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기차 배터리의 수밀 유지를 위한 배터리 커버의 누기 여부를 측정하는 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치에 관한 기술이다.

최근 전기차 시장이 점차 확대되고 있는데, 전기차는 리튬이온 배터리를 동력원으로 한다. 이때 배터리는 배터리 셀, 배터리 모듈, 배터리 팩 등을 통칭하는 것으로 주로 사용하지만, 각각은 조금씩 다른 개념을 갖는다. 전기차 가동을 위해서는 스마트폰의 수천 배에 달하는 엄청난 양의 전력이 필요하기 때문에 배터리 셀이 수십 개에서 많게는 수천 개까지 필요하다. 전기차 종류에 따라 구성이 조금씩 차이가 있을 수 있겠지만, 일반적으로 전기차 배터리는 셀(Cell), 모듈(Module), 팩(Pack)으로 구성된다. 수많은 배터리 셀을 안전하게 그리고 효율적으로 관리하기 위해 모듈과 팩이라는 형태를 거쳐 전기차에 탑재하는 것으로, 배터리 셀을 여러 개 묶어서 모듈을 만들고, 모듈을 여러 개 묶어서 팩을 만들어 전기차에는 최종적으로 배터리가 하나의 팩 형태로 장착되는 것이다. 이러한 배터리 팩은 선행기술문헌인 한국등록특허공보 제10-1315741호에 개시된 바와 같이, 배터리 팩이 수납되는 하부 케이스(케이스 본체)와, 하부 케이스에 조립되는 커버(상부 커버)를 포함하여 구성되는 케이스 어셈블리 형태로 개발되고 있다.

사용환경 특성상 배터리 셀은 습기나 오염물질에 노출되기 쉽기 때문에 배터리 커버에 수납되어 고정 보호되지만, 배터리 커버, 즉 케이스 자체에도 냉매의 누수 등으로 인해 케이스 내부 바닥에 물이 차오를 경우 배터리 케이스 내부에 수납되는 배터리 셀은 수분에 노출되어 단락 되거나, 오동작의 원인이 되기도 한다. 이 경우 배터리 셀이 수분에 장시간 노출되면 배터리 셀의 수명이 단축되고 심각한 경우 사용 불가능한 상태까지 도달할 수 있다. 이러한 이유로, 전기차 배터리 커버의 경우 제조 시 엄격한 수밀 유지에 대한 신뢰성이 필요하다.

그러나, 종래의 기술에서는 전기차 배터리 커버가 수분을 완전 차단해야 하므로 수분에 의한 수밀 검사를 할 수 없는 한계가 있다.

한국등록특허공보 제10-1315741호(2013.10.10.)

본 발명은 상술한 바와 같은 선행 기술의 문제점을 해결하기 위하여 인출된 것으로, 에어에 의한 수밀 검사를 통해 전기차 배터리 커버의 리크를 수분을 이용하지 않고 용이한 리크 시험이 가능한 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상부 전기차 배터리 커버와 하부 전기차 배터리 커버에 대해 각각 커버의 형상에 맞춘 리크 검사와, 배터리 커버의 특성상 존재하는 외부 요인을 완벽히 제거하여 정밀하게 리크 시험을 실시할 수 있는 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 리크 시험의 표준절차와 합격의 규격을 통일함으로써 다수 개의 전기차 배터리 커버의 리크 시험을 효과적으로 실시할 수 있는 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 리크 시험의 데이터 결과를 바코드를 포함하는 스티커 형태로 전기차 배터리 커버 제품에 부착할 수 있어 육안으로도 최소한의 정보를 표시하고, 바코드 정보를 리딩함으로써 자세한 리크 시험 정보도 기록할 수 있는 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치는, 전기차 배터리 커버가 삽입될 수 있도록 일면이 개구되며, 다수 개의 지지부재가 결합되어 형성되는 메인프레임; 상기 전기차 배터리 커버를 안착시켜 내측으로 이동시키는 제품로딩부; 상기 전기차 배터리 커버에 형성된 다수 개의 홀을 차폐하는 마스킹부; 상기 다수 개의 홀이 차폐된 상기 전기차 배터리 커버에 공기를 주입하여 누기를 시험하는 리크시험부; 및 상기 전기차 배터리 커버의 리크시험 결과를 바코드에 기록하는 바코드기록부;를 포함하고, 상기 전기차 배터리 커버는 상부와 하부로 구분되어 별개로 리크시험이 이루어지고, 상기 제품로딩부 및 상기 마스킹부는 상기 상부 전기차 배터리 커버와 상기 하부 전기차 배터리 커버의 형상에 맞추어 별도로 형성되어 제품에 따라 구분하여 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치에 있어서, 상기 리크시험부는, 상기 전기차 배터리 커버에 공기를 주입하는 공기주입관; 상기 전기차 배터리 커버에 인접하게 다수 개 배치되어, 상기 공기가 주입된 후 누기되는 리크데이터를 생성하는 누기센서; 및 상기 리크데이터를 이용하여 기준규격과 비교하여 합격여부를 판단하고, 상기 리크데이터를 저장하는 컴퓨터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치에 있어서, 상기 리크시험부는, 상기 전기차 배터리 커버에 상기 공기주입관을 통해 2kPa의 압력으로 70초간 압력을 제공하고, 무가압 상태에서 10초간 안정화시킨 후, 300초간 상기 누기센서를 통해 리크시험을 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치에 있어서, 상기 컴퓨터는 상기 리크데이터가 0.2kPa 이하인 경우 합격으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치는, 상기 전기차 배터리의 리크시험을 자동으로 실시하기 위해 상기 제품로딩부, 상기 마스킹부, 상기 리크시험부 및 상기 바코드기록부를 제어하는 컨트롤러;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치는 에어에 의한 수밀 검사를 통해 전기차 배터리 커버의 리크를 수분을 이용하지 않고 용이한 리크 시험이 가능하고, 상부 전기차 배터리 커버와 하부 전기차 배터리 커버에 대해 각각 커버의 형상에 맞추면서도, 배터리 커버의 특성상 존재하는 외부 요인을 완벽히 제거하여 정밀하게 리크 시험을 실시할 수 있으며, 리크 시험의 표준절차와 합격의 규격을 통일함으로써 다수 개의 전기차 배터리 커버의 리크 시험을 효과적으로 실시할 수 있고, 리크 시험의 데이터 결과를 바코드를 포함하는 스티커 형태로 전기차 배터리 커버 제품에 부착할 수 있어 육안으로도 최소한의 정보를 표시하고, 바코드 정보를 리딩함으로써 자세한 리크 시험 정보도 기록할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 상부 전기차 배터리 커버를 위한 리크 시험 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 하부 전기차 배터리 커버를 위한 리크 시험 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치 중 리크시험부에 의한 리크 시험 중(a)과 리크 시험 결과(b)를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치의 바코드기록부가 부착될 바코드를 인쇄하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치의 바코드기록부에 의해 인쇄된 바코드를 리딩한 결과를 나타낸 도면이다.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 전기차 배터리 커버가 삽입될 수 있도록 일면이 개구되며, 다수 개의 지지부재가 결합되어 형성되는 메인프레임(10), 상기 전기차 배터리 커버를 안착시켜 내측으로 이동시키는 제품로딩부(20), 상기 전기차 배터리 커버에 형성된 다수 개의 홀을 차폐하는 마스킹부(30), 상기 다수 개의 홀이 차폐된 상기 전기차 배터리 커버에 공기를 주입하여 누기를 시험하는 리크시험부(40) 및 상기 전기차 배터리 커버의 리크시험 결과를 바코드에 기록하는 바코드기록부(50)를 포함한다.

먼저, 상기 메인프레임(10)은 리크 시험 장치 전체의 뼈대를 형성하며, 다른 부품과 연결할 수 있는 토대가 된다. 상부와 하부에는 판재로 측면에는 상기 다수 개의 지지부재가 결합된 형태로 ‘H’, ‘ㅡ’와 같은 구조로 형성되며, 측면 중 일면에는 피시험대상인 전기차 배터리 커버가 삽입될 수 있도록 상기 지지부재가 연결되지 않는다.

다음으로, 상기 제품로딩부(20)는 작업자에 의해 전기차 배터리 커버가 로딩되는 로딩판(21), 상기 로딩된 전기차 배터리 커버를 시험 장치 내측으로 이동시키는 슬라이드레일(22), 상기 로딩판(21)과 상기 슬라이드레일(22)을 지지하는 지지프레임(23)을 포함한다.

상기 로딩판(21)은 전기차 배터리 커버가 정확하게 안착될 수 있도록 동일한 형상에 일정 비율 더 크게 형성되는 상기 커버안착부재(211)와, 상기 로딩판(21)의 하부에 위치하여, 상기 슬라이드레일(22)에 의해 용이하게 내측으로 이동되기 위한 상기 레일홈(212)을 포함한다.

한편, 상기 전기차 배터리 커버는 상부와 하부로 구분되어 별개로 리크 시험이 이루어지는데, 이에 따라 상기 커버안착부재(211) 또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 커버용(211a)과 하부 커버용(211b)으로 별도로 형성되어 제품에 따라 구분해서 사용하여야 할 것이다.

상기 슬라이드레일(22)은 상기 로딩판(21)의 상기 레일홈(212)과 맞물려 전기차 배터리 커버를 시험 장치 내측으로 이동시킨다.

상기 지지프레임(23)은 상기 메인프레임(10)의 하부와 연결되어, 상기 로딩판(21)과 상기 슬라이드레일(22)을 지지할 수 있도록 마련된다.

다음으로, 상기 마스킹부(30)는 전기차 배터리 커버에 형성된 다수 개의 홀을 차폐하기 위한 것으로 상기 다수 개의 홀마다 1개씩 구비되어 리크 시험의 외부 요인을 제거하는 다수 개의 마스킹실린더(31)와 상기 마스킹실린더(31)를 승하강시키기 위해 유압으로 구동되는 승강장치(32)를 포함한다.

여기서, 마스킹은 목적하고자 하는 것을 방해하는 요인을 제거하는 일반적인 뜻에서 나아가, 시험하고자 하는 전기차 배터리 커버의 리크 시험 중 공기를 주입하기 전에 누기될 수 있는 다른 홈들을 모두 차폐시키는 동작을 의미한다. 상기 마스킹부(30)에 의해 전기차 배터리 커버의 형상에 맞추어 외부요인을 완전히 제거할 수 있어 전기차 배터리 커버의 리크 시험 정확도를 더욱 향상시킬 수 있을 것이다.

상기 다수 개의 마스킹실린더(31)는 하부가 고무 등의 실링부재로 형성되어 시험할 전기차 배터리 커버에 형성된 1개의 홈당 1개씩 구비되며, 전기차 배터리 커버가 안착되면 해당 홈에 맞춰 상기 마스킹실린더(31)를 하강시켜 상기 홈을 완전히 차폐시킬 수 있다.

상기 승강장치(32)는 상기 다수 개의 마스킹실린더(31)를 승하강시키기 위해 마련되는 지지판 및 구동을 위한 모든 유압장치를 포함할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 상기 전기차 배터리 커버는 상부와 하부로 구분되어 별개로 리크 시험이 이루어지므로, 이에 따라 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 마스킹실린더(31)는 상부용 하부용에 형성된 각각의 홈의 개수 및 위치에 맞추어 구비되어야 하며, 상기 승강장치(32) 또한 상기 마스킹실린더(31)가 구비되는 양상에 따라 다르게 마련되어야 한다. 따라서, 상부 커버용 마스킹부(30a)와 하부 커버용 마스킹부(30b)로 별도로 형성되어 제품에 따라 구분해서 사용하여야 할 것이다.

다음으로, 상기 리크시험부(40)는, 상기 전기차 배터리 커버에 공기를 주입하는 공기주입관(41), 상기 전기차 배터리 커버에 인접하게 다수 개 배치되어, 상기 공기가 주입된 후 누기되는 리크데이터를 생성하는 누기센서(42) 및 상기 리크데이터를 이용하여 기준규격과 비교하여 합격여부를 판단하고, 상기 리크데이터를 저장하는 컴퓨터(43)를 포함한다.

상기 공기주입관(41)은 전기차 배터리 커버에 별도로 구비된 홀과 연결되어 상기 전기차 배터리 커버로 리크 시험을 위한 공기를 주입하는 관으로써, 수분을 이용하지 않고 에어에 의한 리크테스트를 실시할 수 있게 하기 위한 것이다.

상기 누기센서(42)는 상기 공기주입관(41)에 의해 상기 공기가 주입된 후 누기되는 리크데이터를 생성하는데, 상기 리크데이터는 전기차 배터리 커버의 압력을 측정하여 주입된 공기압으로부터 압력이 감소한 압력차를 포함할 수 있다.

상기 컴퓨터(43)는, 상기 리크데이터를 기준규격인 0.2kPa과 비교하여, 상기 기준규격 이하인 경우 리크 시험에 있어서 합격으로 판정되도록 마련된다. 또한, 상기 컴퓨터(43)는 리크 시험의 세부 정보를 각각의 시험별로 저장할 수 있으며, 합격으로 판정된 경우 상기 리크 시험의 세부 정보를 바코드에 기록할 수 있도록 상기 바코드기록부(50)에 전송할 수 있다.

또한, 상기 리크시험부(40)는, 전기차 배터리 커버의 리크시험을 규격화하여 작동되도록 설계되어 있는데, 구체적으로, 상기 전기차 배터리 커버에 상기 공기주입관(41)을 통해 2kPa의 압력으로 70초간 압력을 제공하는 가압공정, 무가압 상태에서 10초간 안정화시키는 안정화공정, 300초간 상기 누기센서(42)를 통해 리크시험을 실시하는 시험공정 순으로 마련되며, 1개의 전기차 배터리 커버 당 총 380초의 시험시간이 소요된다.

또한, 상기 리크시험부(40)는, 도 4에 도시된 바와 같이 전체적인 시험을 모니터링하기 위해 현재 공정진행단계와, 상기 누기센서(42)를 통해 측정되는 압력손실값을 상기 컴퓨터(43)를 통해 실시간으로 나타낼 수 있다. 도 4의 (a)는 리크 시험 중에 시험 진행 시간과 현재 압력손실 값을 실시간으로 나타내고 있으며, (b)는 리크 시험이 완료된 경우 총 압력손실 값과 합격 여부를 타나내고 있다.

다음으로, 상기 바코드기록부(50)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 리크시험부(40)를 통해 생성된 상기 리크데이터가 합격인 경우에 상기 컴퓨터(43)에 의해 전달되는 리크 시험의 세부 정보를 바코드에 기록한다. 구체적으로, 상기 바코드기록부(50)는 바코드가 기록되어 출력되는 스티커에는 바코드 뿐만 아니라 제품종류, 로드타각번호, 검사완료시간을 같이 출력하여 기본적인 리크 시험 정보를 식별할 수 있도록 출력시킨다. 이렇게 실제로 출력된 바코드를 전용리더를 통해 읽을 경우 도 6에 도시된 바와 같이, 제품종류, 로드타각번호, 검사완료시간 뿐만 아니라 도장일자, 리크데이터 실제값, 측정압력 등을 전체적으로 파악할 수 있어 리크 시험에 대한 전반적인 이해가 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치는 상기 전기차 배터리의 리크시험을 자동으로 실시하기 위해 상기 제품로딩부(20), 상기 마스킹부(30), 상기 리크시험부(40) 및 상기 바코드기록부(50)를 제어하는 컨트롤러(60)를 더 포함할 수 있다.

상기 컨트롤러(60)는 전기차 배터리 커버를 올려놓은 후 바코드가 출력될 때까지 제어할 수 있는 자동모드와, 시험 과정 내에서 오류가 있을 경우 상기 제품로딩부(20), 상기 마스킹부(30), 상기 리크시험부(40) 및 상기 바코드기록부(50)를 각각 별도로 제어할 수 있는 수동모드로 마련된다.

상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 메인프레임
20 : 제품로딩부
21 : 로딩판
211 : 커버안착부재
212 : 레일홈
22 : 슬라이드레일
23 : 지지프레임
30 : 마스킹부
31 : 마스킹실린더
32 : 승강장치
40 : 리크시험부
41 : 공기주입관
42 : 누기센서
43 : 컴퓨터
50 : 바코드기록부
60 : 컨트롤러

Claims (5)

1. 전기차 배터리 커버가 삽입될 수 있도록 일면이 개구되며, 다수 개의 지지부재가 결합되어 형성되는 메인프레임;
   상기 전기차 배터리 커버를 안착시켜 내측으로 이동시키는 제품로딩부;
   상기 전기차 배터리 커버에 형성된 다수 개의 홀을 차폐하는 마스킹부;
   상기 다수 개의 홀이 차폐된 상기 전기차 배터리 커버에 공기를 주입하여 누기를 시험하는 리크시험부; 및
   상기 전기차 배터리 커버의 리크시험 결과를 바코드에 기록하는 바코드기록부;를 포함하고,
   상기 제품로딩부는,
   작업자에 의해 상기 전기차 배터리 커버가 안착되는 로딩판;
   상기 안착된 전기차 배터리 커버가 상기 리크시험부 내측으로 이송될 수 있도록 안내하는 슬라이드레일; 및
   상기 로딩판과 슬라이드레일을 지지하는 지지프레임;을 포함하고,
   상기 로딩판은,
   상기 전기차 배터리 커버와 동일한 형상에 기설정된 비율만큼 더 크게 형성되는 커버안착부재; 및
   상기 로딩판의 하부에 구비되어, 상기 슬라이드레일이 이동될 수 있도록 하는 레일홈;을 포함하며,
   상기 커버안착부재는, 상부 커버용;과 하부 커버용;으로 각각 형성되고,
   상기 마스킹부는, 상부 커버용 마스킹부;와 하부 커버용 마스킹부;로 각각 형성되고,
   상기 다수개의 홀에 각각 대응되게 구비되어 필요에 따라 선택적으로 상기 다수개의 홀을 차폐하는 다수개의 마스킹실린더; 및
   상기 마스킹실린더를 승강시키는 승강장치;를 포함하며,
   상기 다수개의 마스킹실린더는,
   하부가 실링부재로 형성되어 상기 전기차 배터리 커버가 상기 커버안착부재에 안착될 시, 상기 승강장치에 의해 승강되어 상기 다수개의 홀을 차폐시키고,
   상기 전기차 배터리 커버는 상부와 하부로 구분되어 별개로 리크시험이 이루어지며,
   상기 제품로딩부 및 상기 마스킹부는 상기 상부 전기차 배터리 커버와 상기 하부 전기차 배터리 커버의 형상에 맞추어 별도로 형성되어 제품에 따라 구분하여 사용하는 것을 특징으로 하는 전기차 배터리 커버의 리크 시험 장치.
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