KR102082213B1 - 배터리 모듈 체크 장치 - Google Patents

배터리 모듈 체크 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102082213B1
KR102082213B1 KR1020190005870A KR20190005870A KR102082213B1 KR 102082213 B1 KR102082213 B1 KR 102082213B1 KR 1020190005870 A KR1020190005870 A KR 1020190005870A KR 20190005870 A KR20190005870 A KR 20190005870A KR 102082213 B1 KR102082213 B1 KR 102082213B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
battery cell
battery module
module
cell
Prior art date
Application number
KR1020190005870A
Other languages
English (en)
Inventor
김정연
김지효
안효명
Original Assignee
주식회사 모아
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 모아 filed Critical 주식회사 모아
Priority to KR1020190005870A priority Critical patent/KR102082213B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102082213B1 publication Critical patent/KR102082213B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/371—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with remote indication, e.g. on external chargers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4285—Testing apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

본 발명은 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 전압을 검출하여 배터리 셀 전압을 모니터링하고, 배터리 셀의 충방전에 대한 정보를 확인하면서 배터리 셀에 대한 밸런싱을 검출하여 배터리 셀에 대한 양호 또는 불량 판정을 검출할 수 있는 배터리 모듈 체크 장치에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 배터리 모듈 체크 장치는 소정 공간의 수용부와 배터리 모듈이 고정되는 배터리모듈 안착부를 포함하는 본체로 이루어지고, 상기 수용부에는 상기 배터리모듈 안착부에 고정된 배터리 모듈을 구성하는 각 배터리 셀의 전압값을 검출하는 전압검출부; 상기 배터리모듈 안착부에 고정된 배터리 모듈을 구성하는 각 배터리 셀의 전류값를 검출하는 전류검출부; 상기 전압검출부와 전류검출부에서 각각 검출된 아날로그신호의 전압값과 전류값을 디지털신호로 변환하여 출력하고, 제어신호에 근거하여 배터리 셀을 충전하는 충전회로모듈과 제어신호에 근거하여 배터리 셀을 방전하는 방전회로모듈을 포함하여 구성되는 배터리 관리부; 상기 배터리 관리부에서 출력되는 디지털신호에 근거하여 배터리 셀의 양호/불량을 판단하고, 판단된 결과를 단말기로 전송하도록 제어하며, 상기 단말기로부터 전송된 이벤트신호에 따라 상기 배터리 관리부로 제어신호를 송출하거나, 저장된 배터리 셀 판단로직에 근거하여 연결된 배터리 셀을 충전하거나 방전하도록 하는 제어신호를 배터리 관리부로 전송하고, 그 결과를 수신하여 배터리 셀의 양호/불량을 판단하도록 구성되는 컨트롤러부; 및 상기 컨트롤러부와 상기 단말기 사이의 통신을 수행하는 통신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈 체크 장치{BATTERY CHECK APPARATUS FOR BATTERY MODULE}
본 발명은 배터리 모듈 체크 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 전압을 검출하여 배터리 셀 전압을 모니터링하고, 배터리 셀의 충방전에 대한 정보를 확인하면서 배터리 셀에 대한 밸런싱을 검출하여 배터리 셀에 대한 양호 또는 불량 판정을 검출할 수 있는 배터리 모듈 체크 장치에 관한 것이다.
재충전이 가능한 이차전지는 일반적으로 복수 개의 배터리 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 고전압을 인가하도록 구성된다.
이에, 복수 개의 배터리 셀이 포함된 배터리 모듈을 방전시키면, 각 배터리 셀의 자기 방전률이 다른 경우 방전량이 달라짐은 물론 충전시 충전량도 서로 달라진다. 이러한 방전/충전상태의 불균형이 있는 상태에서 배터리 모듈의 충방전이 반복되게 되면, 결국 배터리 셀은 과방전되어 배터리 모듈 전체에 대한 정상 동작이 어려워진다. 부연하면, 배터리를 충전하는 과정 중, 배터리의 복수 개의 배터리 셀 중에 어느 하나라도 임계치에 도달하게 되면 다른 배터리 셀들의 충전 상태와는 상관없이 충전을 중단하게 된다.
이러한 배터리 셀의 언밸런싱(UNBALANCINE)은 배터리 팩의 용량 손실을 초래할 수 있어 모든 배터리 전지의 과충전 및 과방전을 방지하기 위하여 셀밸런싱을 수행할 필요가 있다.
배터리 셀의 전압을 밸런싱시키는 장치 중의 하나로서, 등록특허공보 제10-1632694호에 베터리 셀 전압 밸런싱 장치 및 방법이 개시되었다.
상기 기술은 배터리 셀 각각에 연결되어 각 배터리 셀을 충전 또는 방전시키는 충방전부; 상기 배터리 셀과 상기 충방전부 사이에 구비되어 충방전 경로를 선택적으로 온오프시키는 스위칭부; 상기 배터리 셀 각각의 전압을 측정하는 전압 측정부; 배터리 셀 각각에 대한 측정 전압과 기준 전압을 비교하여, 측정 전압과 기준 전압 사이의 전압 편차를 계산하는 편차 계산부; 및 각 배터리 셀에 대하여 전압 편차가 높은 순으로 순위를 정하고, 선순위의 배터리 셀부터 스위칭부를 순차적으로 턴온시켜 배터리 셀을 충전 또는 방전시키되, 스위칭부가 턴온된 배터리 셀에 인접한 배터리 셀에 대해서는 스위칭부가 턴오프 상태로 유지되도록 하고, 스위칭부가 턴오프 상태인 배터리 셀의 다음 순위의 배터리 셀의 스위칭부를 턴온시키는 밸런싱 제어 동작을 수행하는 제어부를 포함하여 구성된다.
또한, 등록특허공보 제10-1916790호에 배터리 밸런싱 장치 및 방법이 개시되었다.
상기 기술은 복수의 배터리 셀의 평균 전압을 출력하는 전압 분배기; 상기 복수의 배터리 셀과 상기 전압 분배기를 연결하는 전체 전압 전달 스위치; 상기 전압 분배기의 출력을 전달하는 변압기; 상기 전압 분배기와 상기 변압기의 1차 측을 연결하는 평균 전압 전달 스위치; 및 상기 복수의 배터리 셀과 상기 변압기의 2차 측을 연결하는 밸런싱 회로를 포함하고, 상기 전체 전압 전달 스위치가 온(on)되는 경우, 상기 복수의 배터리 셀의 전체 전압이 상기 전압 분배기로 전달되고, 상기 평균 전압 전달 스위치가 온(on)되는 경우, 상기 전압 분배기에서 출력한 상기 복수의 배터리 셀의 평균 전압이 상기 변압기의 1차 측으로 전달되는 것을 특징으로 한다.
그러나 상기의 기술들은 복수 개의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈을 분해한 상태에서 각 배터리 셀에 전극을 연결하여 배터리 셀의 전압을 검출하는 방식으로 이루어지는 것으로서, 배터리 모듈을 분해하여 배터리 셀의 전압에 대한 밸런싱을 수행해야 하는 문제점이 있다.
KR 10-1632694 B1 (2016. 06. 16.) KR 10-1916790 B1 (2018. 11. 02.)
본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 복수 개의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈을 분해하지 않은 상태에서 각 배터리 셀에 대한 밸런싱을 수행할 수 있는 배터리 모듈 체크 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 배터리 모듈 체크 장치는 소정 공간의 수용부와 배터리 모듈이 고정되는 배터리모듈 안착부를 포함하는 본체로 이루어지고, 상기 수용부에는 상기 배터리모듈 안착부에 고정된 배터리 모듈을 구성하는 각 배터리 셀의 전압값을 검출하는 전압검출부; 상기 배터리모듈 안착부에 고정된 배터리 모듈을 구성하는 각 배터리 셀의 전류값를 검출하는 전류검출부; 상기 전압검출부와 전류검출부에서 각각 검출된 아날로그신호의 전압값과 전류값을 디지털신호로 변환하여 출력하고, 제어신호에 근거하여 배터리 셀을 충전하는 충전회로모듈과 제어신호에 근거하여 배터리 셀을 방전하는 방전회로모듈을 포함하여 구성되는 배터리 관리부; 상기 배터리 관리부에서 출력되는 디지털신호에 근거하여 배터리 셀의 양호/불량을 판단하고, 판단된 결과를 단말기로 전송하도록 제어하며, 상기 단말기로부터 전송된 이벤트신호에 따라 상기 배터리 관리부로 제어신호를 송출하거나, 저장된 배터리 셀 판단로직에 근거하여 연결된 배터리 셀을 충전하거나 방전하도록 하는 제어신호를 배터리 관리부로 전송하고, 그 결과를 수신하여 배터리 셀의 양호/불량을 판단하도록 구성되는 컨트롤러부; 및 상기 컨트롤러부와 상기 단말기 사이의 통신을 수행하는 통신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 배터리모듈 안착부는 고정유닛에 의해 상기 배터리 모듈이 고정되는 베이스판; 상기 본체에 수직으로 돌출되는 수직블록과 상기 수직블록의 선단에서 상기 베이스판 상부측으로 돌출되는 수평블록을 포함하는 지그; 상기 베이스판에 돌출 설치되고, 상기 배터리 모듈의 배터리 셀 전극과 전기적으로 접촉하는 복수 개의 하부전극핀; 및 상기 하부전극핀에 대응하여 상기 지그의 수평블록 하면에 하부측으로 돌출 설치되고, 상기 배터리 모듈의 배터리 셀 전극과 전기적으로 접촉하는 복수 개의 상부전극핀을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 베이스판에는 상부로 돌출되는 하부가이더; 및 상기 지그의 수평블록 하면에 상기 하부가이더에 안내되어 인입되는 상부가이더가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지그는 승강 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 배터리모듈은 소정의 높이를 갖고 상기 하부전극핀이 통과하는 하부통공이 형성된 하부 하우징; 상기 하부 하우징의 내측 하부에 배치되는 하부 버스바; 상기 하부 하우징의 상부에 설치되고 복수의 공간을 구획하는 셀가이드 블록; 상기 셀가이드 블록의 구획된 공간에 배치되는 배터리 셀; 상기 배터리 셀 상부에 배치되고 전원단자를 포함하는 상부 버스바; 및 상기 하부 하우징에 대응하여 구성되고, 상기 상부전극핀이 통과하는 상부통공이 형성된 상부 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 조립된 형태의 배터리 모듈을 구성하는 각 배터리 셀에 대한 밸런싱을 수행할 수 있으므로, 배터리 셀의 밸런싱을 쉽게 수행할 수 있고, 사용 중 배터리 셀의 불량 여부를 간편히 확인할 수 있는 장점이 있다.
또한, 불량으로 판단되는 배터리 셀의 위치를 확인하여 쉽게 교체할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 모듈 체크 장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 모듈 체크 장치의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 배터리 모듈 체크 장치에 적용된 배터리모듈 안착부에 대한 분해 사시도.
도 4는 배터리모듈이 배터리모듈 안착부에 안착되는 과정의 상태도.
도 5는 본 발명에 따른 배터리 모듈 체크 장치에 적용 가능한 배터리 모듈의 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 배터리 모듈 체크 장치에 적용 가능한 배터리 모듈의 분해 사시도.
도 7은 도 5의 A-A'의 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 배터리 모듈 체크 장치에 적용된 전압검출부, 전류검출부, 배터리 관리부에 대한 회로도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 배터리 모듈을 구성하는 배터리 셀의 전압을 검출하여 배터리 셀 전압을 모니터링하고, 배터리 셀의 충방전에 대한 정보를 확인하면서 배터리 셀에 대한 밸런싱을 검출하여 배터리 셀에 대한 양호 또는 불량 판정을 검출할 수 있는 배터리 모듈 체크 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 모듈 체크 장치의 사시도를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 배터리 모듈 체크 장치의 개략적인 블록도를 나타낸 도면이다.
첨부된 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈 체크 장치는 소정 공간의 수용부(10)와 배터리 모듈이 고정되는 배터리모듈 안착부(20)를 포함하는 본체(1)로 이루어진다.
상기 수용부(10)에는 전압검출부(100), 전류검출부(200), 배터리 관리부(300), 컨트롤러부(400) 및 통신부(500)가 배치되게 되고, 그 상부는 커버(11)가 결합되며, 상기 배터리모듈 안착부(20)에는 복수 개의 배터리 셀을 포함하여 조립된 형태의 배터리 모듈이 고정되게 된다.
즉, 상기 수용부(10)에 배치되는 구성을 통해 배터리모듈 안착부(20)에 고정 설치된 배터리 모듈에 대한 양호 및 불량 등에 대한 검사를 수행하게 된다.
전압검출부(100)는 상기 배터리모듈 안착부(20)에 고정된 배터리 모듈을 구성하는 각 배터리 셀의 전압값을 검출하여 출력한다.
전류검출부(200)는 상기 배터리모듈 안착부(20)에 고정된 배터리 모듈을 구성하는 각 배터리 셀의 전류값을 검출하여 출력한다.
배터리 관리부(300)는 상기 전압검출부(100)와 전류검출부(200)에서 각각 검출된 아날로그신호의 전압값과 전류값을 디지털신호로 변환하여 출력하고, 제어신호에 근거하여 배터리 셀을 충전 또는 방전하도록 제어한다.
이때, 상기 배터리 관리부(300)는 충전 및 방전에 따른 충방전 전압값과 전류값에 대한 아날로그신호를 상기 전압검출부(100)와 전류검출부(200)로부터 수신하고, 수신된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 컨트롤러부(400)로 전송한다.
이에, 상기 배터리 관리부(300)에는 제어신호에 근거하여 배터리 셀을 충전시키는 충전회로모듈과 제어신호에 근거하여 배터리 셀을 방전하는 방전회로모듈을 포함하여 구성된다.
컨트롤러부(400)는 상기 배터리 관리부(300)에서 출력되는 디지털신호에 근거하여 배터리 셀의 양호/불량을 판단하고, 판단된 결과를 단말기(2)로 전송하도록 제어하며, 상기 단말기(2)로부터 전송된 이벤트신호에 따라 상기 배터리 관리부(300)로 제어신호를 송출한다. 또한, 상기 컨트롤러부(400)는 저장된 배터리 셀 판단로직에 근거하여 연결된 배터리 셀을 충전하거나 방전하도록 하는 제어신호를 배터리 관리부(300)로 전송하고, 그 결과를 수신하여 배터리 셀의 양호/불량을 판단하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 단말기(2)는 휴대폰, 스마트폰, 갤럭시탭, 아이폰 또는 PC와 같이 유무선 데이타통신이 가능한 기기로서, 단말기(2)를 통해 배터리 모듈의 특성(전압값, 전류값)에 대한 양호 또는 불량 판정을 확인하고, 충전 또는 방전을 시키도록 하는 이벤트신호를 입력하여 배터리 모듈을 체크하게 된다.
또한, 상기 단말기(2)는 배터리 모듈에 대한 정보를 입력하는 기능을 수행한다. 상기 배터리 모듈에 대한 정보로는 배터리 모듈의 종류(리튬이온, 리튬폴리머, 납, 인산철, 카드늄), 공칭전압, 방전전압, 만충전압, 배터리 셀 개수, 용량 등이 포함되고, 입력된 정보는 컨트롤러부(400)에 전송되어 저장 관리된다.
이에, 상기 컨트롤러부(400)는 입력된 배터리 정보와 배터리 관리부(300)로부터 전송된 전압값과 전류값을 비교 분석하여 배터리 셀에 대한 양호 또는 불량 여부를 판단하고, 판단된 결과값을 단말기(2)로 전송하여 표시되도록 한다.
통신부(500)는 상기 컨트롤러부(400)와 상기 단말기(2) 사이의 통신을 수행하는 것으로서, 무선 또는 유선 중에서 선택된 하나 또는 유선과 무선의 조합으로 구성될 수 있다.
다음으로, 배터리 모듈이 안착되어 고정되는 배터리모듈 안착부에 대해서 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 배터리 모듈 체크 장치에 적용된 배터리모듈 안착부에 대한 분해 사시도이고, 도 4는 배터리모듈이 배터리모듈 안착부에 안착되는 과정의 상태도를 나타낸 도면이다.
첨부된 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 배터리모듈 안착부(20)는 베이스판(610), 지그(620), 하부전극핀(630), 상부전극핀(640), 하부 가이더(650) 및 상부 가이더(660)를 포함하여 구성된다.
베이스판(610)은 고정유닛에 의해 배터리 모듈(700)이 안착되는 부분으로서, 상기 고정유닛은 첨부된 도 3에서는 볼트(611)을 이용한 방식으로 도시하였으나, 돌출 형성된 돌기에 삽입하여 고정되는 돌기끼움방식 또는 벨크로 등을 이용한 타이방식 중 선택된 하나 이상으로 구성될 수 있다.
지그(620)는 상기 본체(1)로부터 수직으로 돌출되는 수직블록(621)과 상기 수직블록(621)의 선단에서 상기 베이스판(610) 상부측으로 돌출되는 수평블록(622)을 포함하는 것으로서, 상기 베이스판(610)에 고정된 배터리 모듈(700)의 상부를 지지하는 기능을 수행한다.
이때, 상기 지그(620)는 본체(1)에서 승강 가능하도록 구성되어, 지그(620)의 상승에 의해 상기 베이스판(610)에 설치되는 배터리 모듈(700)에 대한 탈착이 쉽게 이루어지도록 할 수 있다.
하부전극핀(630)은 상기 베이스판(610)에 돌출 설치된 상태에서, 상기 배터리 모듈(700)의 배터리 셀 전극과 전기적으로 접촉되도록 하기 위한 것으로서 복수 개로 구성된다.
상기 하부전극핀(630)은 배터리 모듈(700)을 상기 베이스판(610)에 고정 설치하는 과정에서 배터리 셀의 하부측 전극과 전기적으로 연결된다.
상부전극핀(640)은 상기 하부전극핀(630)에 대응하여 상기 지그(620)의 수평블록(621) 하면에 하부측으로 돌출 설치된 상태에서, 상기 배터리 모듈(700)의 배터리 셀 전극과 전기적으로 접촉되도록 하기 위한 것으로서 복수 개로 구성된다.
상기 상부전극핀(640)은 상기 지그(620)가 하강하여 수평블록(622)이 상기 배터리 모듈(700)에 근접하는 과정에서 배터리 셀의 상부측 전극과 전기적으로 연결된다.
상기의 구성에서 상기 하부전극핀(630) 및 상부전극핀(640)은 동일한 구성으로 이루어지되, 배터리 셀의 전극과 전기적인 접촉을 유지하기 위해, 첨부된 도 4에서와 같이, 핀실린더(631), 상기 핀실린더(631)에서 이동가능하도록 구성되는 전극핀(632) 및 상기 핀실린더(631)의 내부에서 상기 전극핀(632)을 탄성지지하는 탄성스프링(633)으로 이루어질 수 있다.
상기에서 도면에 도시하지 않았으나, 상기 전극핀(하부전극핀(630), 상부전극핀(640))과 검출부(전압검출부(100), 전류검출부(200))를 전기적으로 연결하는 전선이 더 포함됨은 물론이다.
상기의 구성을 통해 배터리 모듈(700)을 상기 배터리모듈 안착부(20)에 고정하는 과정을 설명한다.
먼저, 지그(620)를 상승시켜 배터리모듈(700)이 상기 지그(620)의 수평블록(622)과 상기 베이스판(610) 사이에 인입될 수 있도록 공간을 확보한다.
다음으로, 상기 배터리모듈(700)의 배터리 셀이 하부전극핀(630)과 접촉하도록 위치된 상태에서, 상기 배터리모듈(700)을 상기 베이스판(610)에 고정유닛으로 고정시킨다.
이후, 지그(620)를 하강시켜 상기 지그(620)의 수평블록(622)에 설치된 상부전극핀(640)이 배터리 셀의 상부 전극과 전기적으로 접촉하게 한다.
상기의 구성에서, 상기 지그(620)의 승강을 안내하는 구성이 더 포함될 수 있다.
즉, 지그의 승강을 안내하기 위해 첨부된 도 3 및 4와 같이, 상기 베이스판(610)에는 상부로 돌출되는 하부가이더(650) 및 상기 지그(620)의 수평블록(622) 하면에는 상기 하부가이더(650)에 안내되어 인입되는 상부가이더(660)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 배터리 모듈 체크 장치에 적용된 배터리 모듈은 하부전극핀(630) 및 상부전극핀(640)이 관통하여 배터리 셀에 전기적으로 접촉할 수 있는 구조이어야 한다.
또한, 불량으로 판정된 배터리 셀을 교체 가능한 구조로 이루어져야 한다.
도 5는 본 발명에 따른 배터리 모듈 체크 장치에 적용 가능한 배터리 모듈의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 배터리 모듈 체크 장치에 적용 가능한 배터리 모듈의 분해 사시도이다. 또한, 도 7은 도 5의 A-A'의 단면도이다.
첨부된 도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 배터리 모듈(700)은 하부 하우징(710), 하부 버스바(720), 셀가이드 블록(730), 배터리 셀(740), 상부 버스바(750) 및 상부 하우징(760)을 포함하여 구성된다.
하부 하우징(710)에는 소정의 높이를 갖고 하부전극핀(630)이 통과하는 하부통공(711)이 형성된다.
하부 버스바(720)는 상기 하부 하우징(710)의 내측 하부에 배치되어, 그 상부에 배치되는 배터리 셀(740)의 하부측 전극과 이웃하는 배터리 셀의 하부측 전극을 연결한다. 이때, 상기 하부 버스바(720)의 하부에는 탄성스프링(711)이 설치되어 탄성력에 의해 상기 하부 버스바(720)가 배터리 셀(740)의 하부측 전극과 밀착되도록 구성된다.
셀가이드 블록(730)은 상기 하부 하우징의 상부에 설치되고 복수의 공간을 구획하는 것으로서, 복수의 공간에는 배터리 셀(740)이 관통되어 설치된다.
배터리 셀(740)은 상기 셀가이드 블록(730)의 구획된 공간에 배치되고, 인가된 전원에 의해 전기 에너지를 충전하거나 충전된 전기 에너지를 방전하고 공급한다.
상부 버스바(750)는 상기 배터리 셀(740) 상부에 배치되고 전원단자를 포함하여 구성되는 것으로서, 배터리 셀(740)의 상부측 전극과 이웃하는 배터리 셀의 상부측 전극을 연결한다. 이때, 상기 상부 버스바(750)의 상부에는 탄성스프링(751)이 설치되어 탄성력에 의해 상기 상부 버스바(750)가 배터리 셀(740)의 상부측 전극과 밀착되도록 구성된다.
상부 하우징(760)은 상기 하부 하우징(710)에 대응하여 구성되고, 상기 상부전극핀(640)이 통과하는 상부통공(761)이 형성된다.
일반적으로 1개의 배터리 셀(740)은 종류에 따라 공칭전압이 다르게 나타나는데, 배터리 셀당 리듐이온(Li-ion)과 리듐 폴리머(Li-Po)는 3.7V, 리듐 인산철(Li-Fe)는 3.3V, 니카드(NiCd)는 1.2V, 납축전지(Pb)는 2.0V이다.
즉, 배터리 셀은 필요한 전원을 출력하기 위해서 직렬 및/또는 병렬 등으로 적절히 조합하여 요구에 충족하는 전압을 출력하도록 구성된다.
첨부된 도 6의 배터리 셀(740)은 직렬조합의 배치형태를 보인 것으로서, 하부 버스바(720)와 상부 버스바(750)에 의해 배치된 복수 개의 배터리 셀(740)이 직렬 연결된 구조이다.
도면에 도시된 상기 하부 버스바(720)와 상부 버스바(750)는 일 실시 형태를 나타낸 것으로서, 요구되는 배터리 모듈의 출력 전압에 따라 하부 버스바(720)와 상부 버스바(750)의 형태는 변경될 수 있다.
아울러, 상기 상부 버스바(750) 중에서 일부는 외부로 노출되는 (+)극과 (-)극의 전원단자(752)를 포함하여 구성된다.
이에, 상기 상부 하우징(760)에는 상기 전원단자(752)가 노출되는 개구부(762)가 구성된다.
이와 같은 상기 배터리 모듈(700)에 따르면, 배터리 모듈(700)이 배터리모듈 안착부(20)에 고정되는 과정에서, 선택된 하나의 하부전극핀(630)은 배터리 셀(700)의 하부측 전극과 연결되고 상기 하부전극핀(630)에 대응하는 상부전극핀(640)은 선택된 배터리 셀(740)의 상부측 전극과 연결되게 된다. 따라서, 서로 마주하게 배치된 전극핀(630, 640) 사이에 배터리 셀이 위치되게 된다.
이에 더하여, 본 발명에 따른 상기 배터리 모듈(700)을 이루는 배터리 셀(740)들은 이웃하는 배터리 셀과 상호 용접 등으로 결합되지 않기 때문에, 배터리 셀에 이상 발생시 불량으로 판단된 배터리 셀을 쉽게 교체할 수 있는 장점이 있다.
도 8은 본 발명에 따른 배터리 모듈 체크 장치에 적용된 전압검출부, 전류검출부, 배터리 관리부에 대한 회로도를 나타낸 것이다.
첨부된 도 8을 참조하면, 하부전극핀(630) 및 상부전극핀(640)과 전기적으로 접촉되어 배터리 셀의 양 전극과 연결되는 커넥터(110)를 통해 전압검출부(100)가 연결되고, 상기 전압검출부(100)에서 검출된 전압값은 배터리 관리부(300)로 전송된다.
또한, 전류검출부(200)는 배터리 모듈(700)의 전류값을 검출하여 배터리 관리부(300)로 전송된다.
또한, 배터리 관리부(300)는 상기 전압검출부(100), 전류검출부(200)에서 각각 검출된 전압값과 전류값의 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 컨트롤러(400)로 전송하고, 컨트롤러(400)로부터 수신된 제어신호에 근거하여 배터리 셀의 충방전을 제어한다.
이때, 상기 배터리 관리부(300)에는 상기 전압검출부(100)를 통해 연결된 배터리 셀을 충전 또는 방전시키기 위한 충방전모듈(310), 배터리 셀의 온도를 검출하는 온도검출모듈(320) 및 검출된 전압값과 전류값에 근거하여 과전압/저전압/과전류/과열이 표시되는 표시모듈(330)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 온도검출모듈(320)에는 온도센서(321)를 포함하여 구성되는 데, 상기 온도센서(321)는 베이스판(610)과 지그(620)의 수평블록(622)에 설치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 조립된 형태의 배터리 모듈을 구성하는 각 배터리 셀에 대한 밸런싱을 수행할 수 있으므로, 배터리 셀의 밸런싱을 쉽게 수행할 수 있고, 사용 중 배터리 셀의 불량 여부를 간편히 확인할 수 있는 장점이 있다.
또한, 불량으로 판단되는 배터리 셀의 위치를 확인하여 쉽게 교체할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
1: 본체 10: 수용부
20: 배터리모듈 안착부 100: 전압검출부
200: 전류검출부 300: 배터리 관리부
400: 컨트롤러부 500: 통신부
610: 베이스판 620: 지그
630: 하부전극핀 640: 상부전극핀
650: 하부 가이더 660: 상부 가이더
700: 배터리 모듈 710: 하부 하우징
720: 하부 버스바 730: 셀가이드 블록
740: 배터리 셀 750: 상부 버스바
760: 상부 하우징

Claims (5)

  1. 소정 공간의 수용부와 배터리 모듈이 고정되는 배터리모듈 안착부를 포함하는 본체로 이루어지고,
    상기 수용부에는,
    상기 배터리모듈 안착부에 고정된 배터리 모듈을 구성하는 각 배터리 셀의 전압값을 검출하는 전압검출부;
    상기 배터리모듈 안착부에 고정된 배터리 모듈을 구성하는 각 배터리 셀의 전류값을 검출하는 전류검출부;
    상기 전압검출부와 전류검출부에서 각각 검출된 아날로그신호의 전압값과 전류값을 디지털신호로 변환하여 출력하고, 제어신호에 근거하여 배터리 셀을 충전하는 충전회로모듈과 제어신호에 근거하여 배터리 셀을 방전하는 방전회로모듈을 포함하여 구성되는 배터리 관리부;
    상기 배터리 관리부에서 출력되는 디지털신호에 근거하여 배터리 셀의 양호/불량을 판단하고, 판단된 결과를 단말기로 전송하도록 제어하며, 상기 단말기로부터 전송된 이벤트신호에 따라 상기 배터리 관리부로 제어신호를 송출하거나, 저장된 배터리 셀 판단로직에 근거하여 연결된 배터리 셀을 충전하거나 방전하도록 하는 제어신호를 배터리 관리부로 전송하고, 그 결과를 수신하여 배터리 셀의 양호/불량을 판단하도록 구성되는 컨트롤러부; 및
    상기 컨트롤러부와 상기 단말기 사이의 통신을 수행하는 통신부;
    를 포함하고,
    상기 배터리모듈 안착부는,
    고정유닛에 의해 상기 배터리 모듈이 고정되는 베이스판;
    상기 본체에 수직으로 돌출되는 수직블록과 상기 수직블록의 선단에서 상기 베이스판 상부측으로 돌출되는 수평블록을 포함하는 지그;
    상기 베이스판에 돌출 설치되고, 상기 배터리 모듈의 배터리 셀 전극과 전기적으로 접촉하는 복수 개의 하부전극핀; 및
    상기 하부전극핀에 대응하여 상기 지그의 수평블록 하면에 하부측으로 돌출 설치되고, 상기 배터리 모듈의 배터리 셀 전극과 전기적으로 접촉하는 복수 개의 상부전극핀;
    을 포함하며,
    상기 하부전극핀은,
    핀실린더;
    상기 핀실린더에서 이동 가능하도록 구성되는 전극핀; 및
    상기 핀실린더의 내부에서 상기 전극핀을 탄성지지하는 탄성스프링;
    을 포함하고,
    상기 배터리모듈은,
    소정의 높이를 갖고 상기 하부전극핀이 통과하는 하부통공이 형성된 하부 하우징;
    상기 하부 하우징의 내측 하부에 배치되는 하부 버스바;
    상기 하부 하우징의 상부에 설치되고 복수의 공간을 구획하는 셀가이드 블록;
    상기 셀가이드 블록의 구획된 공간에 배치되는 배터리 셀;
    상기 배터리 셀 상부에 배치되고 전원단자를 포함하는 상부 버스바; 및
    상기 하부 하우징에 대응하여 구성되고, 상기 상부전극핀이 통과하는 상부통공이 형성된 상부 하우징;
    을 포함하며,
    상기 상부 버스바는,
    상기 배터리 셀의 상부측 전극과 이웃하는 배터리 셀의 상부측 전극을 연결하도록 설치되고,
    상기 하부 버스바는,
    상부에 배치되는 상기 배터리 셀의 하부측 전극과 이웃하는 배터리 셀의 하부측 전극을 연결하도록 설치되며,
    상기 하부 버스바의 하부와 상기 상부 버스바의 상부에는 탄성스프링이 설치되어 탄성력에 의해 상, 하부 버스바가 상기 배터리 셀의 상, 하부측 전극과 밀착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 체크 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스판에는 상부로 돌출되는 하부가이더; 및
    상기 지그의 수평블록 하면에 상기 하부가이더에 안내되어 인입되는 상부가이더가 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 체크 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 지그는 승강 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 체크 장치.
  5. 삭제
KR1020190005870A 2019-01-16 2019-01-16 배터리 모듈 체크 장치 KR102082213B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190005870A KR102082213B1 (ko) 2019-01-16 2019-01-16 배터리 모듈 체크 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190005870A KR102082213B1 (ko) 2019-01-16 2019-01-16 배터리 모듈 체크 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102082213B1 true KR102082213B1 (ko) 2020-02-26

Family

ID=69637587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190005870A KR102082213B1 (ko) 2019-01-16 2019-01-16 배터리 모듈 체크 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102082213B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2616626A (en) * 2022-03-15 2023-09-20 Jaguar Land Rover Ltd Cell test jig

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004077480A (ja) * 2002-08-13 2004-03-11 Midtronics Inc バッテリテストモジュール
JP2008198435A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Sanyo Electric Co Ltd バッテリパック
JP2010078576A (ja) * 2008-09-29 2010-04-08 Sumitomo Heavy Ind Ltd バッテリーセルの検査装置
KR20150104669A (ko) * 2014-03-05 2015-09-16 삼성에스디아이 주식회사 배터리 검사 장치 및 배터리 검사 장치 제어방법
KR101632694B1 (ko) 2014-01-28 2016-06-22 주식회사 엘지화학 배터리 셀 전압 밸런싱 장치 및 방법
KR101916790B1 (ko) 2016-11-11 2018-11-08 현대오트론 주식회사 배터리 밸런싱 장치 및 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004077480A (ja) * 2002-08-13 2004-03-11 Midtronics Inc バッテリテストモジュール
JP2008198435A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Sanyo Electric Co Ltd バッテリパック
JP2010078576A (ja) * 2008-09-29 2010-04-08 Sumitomo Heavy Ind Ltd バッテリーセルの検査装置
KR101632694B1 (ko) 2014-01-28 2016-06-22 주식회사 엘지화학 배터리 셀 전압 밸런싱 장치 및 방법
KR20150104669A (ko) * 2014-03-05 2015-09-16 삼성에스디아이 주식회사 배터리 검사 장치 및 배터리 검사 장치 제어방법
KR101916790B1 (ko) 2016-11-11 2018-11-08 현대오트론 주식회사 배터리 밸런싱 장치 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2616626A (en) * 2022-03-15 2023-09-20 Jaguar Land Rover Ltd Cell test jig
GB2616626B (en) * 2022-03-15 2024-05-01 Jaguar Land Rover Ltd Cell test jig

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101093888B1 (ko) 배터리 팩 및 이의 단선 검출 방법
KR101000550B1 (ko) 배터리 팩과 이를 포함한 능동형 셀 발란싱 배터리 관리장치
KR101403255B1 (ko) 전지 모듈의 충전 시스템
JP6332924B2 (ja) セルバランシング回路およびこれを用いたセルバランシング方法
CN101340103B (zh) 过电压保护系统、电池组以及电子设备
CN101051760B (zh) 电池组件以及使用该电池组件的电子设备
CN102859784A (zh) 电池组以及用于为电池组充电的方法
US20120256598A1 (en) Battery Pack Detection Circuit
KR20140048737A (ko) 배터리 팩 및 배터리 팩의 제어 방법
KR102045047B1 (ko) 배터리 모듈의 soh 불균형을 고려한 최대용량 충전장치 및 그 제어방법
CN101334452B (zh) 电池测试装置
KR20130101235A (ko) 에너지를 재사용하는 배터리 밸런싱 시스템 및 배터리 밸런싱 방법
KR100882913B1 (ko) 배터리 팩
KR20150107032A (ko) 배터리 팩
KR20190050386A (ko) 배터리 소비전력량 관리 및 수명 관리장치
EP3447512A1 (en) Apparatus and method for detecting failure of battery pack
KR102082213B1 (ko) 배터리 모듈 체크 장치
US11114703B2 (en) Battery pack
KR101497549B1 (ko) 배터리의 충전용량 복원방법 및 이를 위한 충전장치
JP2014050269A (ja) 組電池の均等充電システム
JP6478293B2 (ja) 電池管理ユニット及びその制御方法
KR20200088153A (ko) 전류 센서 진단 장치 및 이를 포함하는 배터리 팩
JP2018129896A (ja) 電池管理ユニット
KR102117315B1 (ko) 배터리 장치
CN114879059A (zh) 一种蓄电池状态监控系统

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant