KR102344206B1 - 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛 및 이를 포함하는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템 - Google Patents

포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛 및 이를 포함하는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛 및 이를 포함하는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템에 관한 것이다. 개시되는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛이 포메이션 공정에서 배터리를 구성하는 셀(cell)에 대한 충방전 시험을 수행할 때 적용되는 것으로서, 본체 부재와, 셀 안착 부재와, 외부 전원 통전 부재와, 셀 통전 부재와, 승강 수단 및 제어 부재를 포함함에 따라, 적용되는 케이블의 개수가 대폭 감소되면서 그 구조도 간단해져 소형 경량화가 가능하고, 상기 셀 통전 부재가 복수 개의 셀 통전부와, 주전기 전달부와, 절연체와, 절연측 지지체를 포함하고, 상기 각 셀 통전부가 상기 각 셀과 통전됨에 따라 상기 셀 통전부의 작동 불량 시 작동 불량인 것만 교체할 수 있어 유지 보수가 용이하며, 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템이 복수 개의 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛과 랙 부재를 포함함에 따라, 복수 개의 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛이 상기 셀의 충방전 시 발생되는 전기 에너지를 상호 교환하여 활용할 수 있음으로써 전기 에너지 효율도 향상시킬 수 있게 되는 장점이 있다.

Description

포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛 및 이를 포함하는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템{Power-integrated charging/discharging jig unit for formation and power-integrated charging/discharging jig system for formation including the same}
본 발명은 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛 및 이를 포함하는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템에 관한 것이다.
포메이션(Formation)은 활성화 공정이라고도 하고, 배터리를 구성하는 셀에 대해 충방전을 되풀이하여 상기 셀이 전기적 기능을 수행할 수 있도록 하는 것이다.
충방전 지그는 상기 포메이션에서 상기 셀에 대한 충방전이 수행될 수 있도록 상기 셀에 전원을 공급하거나, 상기 셀로부터 전원을 방출시키는 것이고, 이러한 충방전 지그의 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 특허문헌의 그 것들이다.
아래 제시된 특허문헌을 포함한 종래의 충방전 지그에 의하면 아래와 같은 문제점들이 있었다.
첫째, 상기 포메이션에서는 복수 개의 상기 셀에 대한 충방전이 동시에 수행됨으로 인해 상기 충방전 지그의 크기가 커지고, 외부 전원과 복수 개의 상기 셀이 각각 통전됨으로 인해 상기 셀의 개수만큼 전원 케이블이 구비되어야 하고, 이러한 복수 개의 상기 전원 케이블이 외부로 노출됨으로 인해 미관상 보기 좋지 않을 뿐만 아니라 서로 엉키는 현상이 발생되어 이용에 불편을 초래하며, 상기 충방전 지그의 가격도 상승하는 문제가 있었다.
둘째, 상기 충방전 지그 중 일부분이 오작동될 경우라도 상기 충방전 지그에 공급되는 전원을 전체적으로 차단한 후 수리를 해야 함으로써 유지 보수에 많은 시간이 걸리게 된다.
셋째, 상기 충방전 지그에 의해 충전이 이루어진 상기 셀을 방전시킬 때 충전되어 있던 전기 에너지가 그대로 버려지게 되는데, 이러한 버려지는 전기 에너지를 활용할 수 있는 방안이 요구되고 있는 실정이다.
등록특허 제 10-1780200 호, 등록일자: 2017.09.14, 발명의 명칭: 리튬전지 포메이션 챔버구조
본 발명은 전원 케이블의 개수가 감소되면서 소형 경량화되고, 유지 보수가 용이하며 셀의 충방전 시 발생되는 전기 에너지를 활용하여 전기 에너지의 효율을 향상시킬 수 있는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛 및 이를 포함하는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛은 포메이션 공정에서 배터리를 구성하는 셀(cell)에 대한 충방전 시험을 수행할 때 적용되는 것으로서, 외곽 틀을 이루는 본체 부재; 상기 본체 부재의 내부에 장착되고, 상기 충방전 시험을 위한 복수 개의 상기 셀이 안착될 수 있는 셀 안착 부재; 상기 본체 부재에 장착되고, 외부 전원과 통전되는 외부 전원 통전 부재; 상기 외부 전원 통전 부재와 전기적으로 연결되면서 상기 셀과 통전되는 셀 통전 부재; 상기 셀 안착 부재에 안착된 상기 셀과 상기 셀 통전 부재가 상대적으로 근접되거나 멀어지도록 상기 셀 안착 부재 및 상기 셀 통전 부재 중 어느 하나를 승강시키는 승강 수단; 및 상기 외부 전원 통전 부재, 상기 셀 통전 부재 및 상기 승강 수단의 작동을 제어하는 제어 부재;를 포함하고, 상기 승강 수단에 의해 상기 셀 안착 부재 및 상기 셀 통전 부재 중 어느 하나가 승강되어 상기 셀 안착 부재 및 상기 셀 통전 부재가 서로 접한 상태에서, 상기 외부 전원이 상기 외부 전원 통전 부재에 입력되어 주전기로 변환되고, 상기 외부 전원 통전 부재에서 변환된 상기 주전기가 상기 셀 통전 부재에 입력되어 셀 전기로 변환되고, 상기 셀 통전 부재에서 변환된 상기 셀 전기가 상기 셀에 입력됨으로써 상기 셀 안착 부재에 안착된 상기 셀에 대한 충전이 이루어질 수 있고, 상기 셀 전기가 상기 셀에서 상기 셀 통전 부재로 입력되어 상기 주전기로 변환되고, 상기 셀 통전 부재에서 변환된 상기 주전기가 상기 외부 전원 통전 부재에 입력되어 상기 외부 전원으로 변환되고, 상기 외부 전원 통전 부재에서 변환된 상기 외부 전원이 상기 외부 전원 통전 부재에서 출력됨으로써 상기 셀 안착 부재에 안착된 상기 셀에 대한 방전이 이루어질 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템은 포메이션 공정에서 배터리를 구성하는 셀(cell)에 대한 충방전 시험을 수행할 때 적용되는 것으로서, 외곽 틀을 이루게 되는 본체 부재와, 상기 본체 부재의 내부에 장착되고, 상기 충방전 시험을 위한 복수 개의 상기 셀이 안착될 수 있는 셀 안착 부재와, 상기 본체 부재에 장착되고 외부 전원과 통전되는 외부 전원 통전 부재와, 상기 외부 전원 통전 부재와 전기적으로 연결되면서 상기 셀과 통전되는 셀 통전 부재와, 상기 셀 안착 부재에 안착된 상기 셀과 상기 셀 통전 부재가 상대적으로 근접되거나 멀어지도록 상기 셀 안착 부재 및 상기 셀 통전 부재 중 어느 하나를 승강시키는 승강 수단 및 상기 외부 전원 통전 부재, 상기 셀 통전 부재 및 상기 승강 수단의 작동을 제어하는 제어 부재를 포함하고 복수 개로 이루어지는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛; 및 복수 개의 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛이 이격되면서 설치되도록 그 내부에 복수 개로 분리된 설치 공간이 형성된 랙 부재;를 포함하고, 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛을 구성하는 상기 외부 전원 통전 부재는 복수 개가 서로 전기적으로 연결되고, 그에 따라 복수 개의 상기 외부 전원 통전 부재 중 충전된 어느 하나에서 방전이 수행되면, 복수 개의 상기 외부 전원 통전 부재 중 충전된 어느 하나에 충전되어 있던 전기 에너지가 방출된 후 복수 개의 상기 외부 전원 통전 부재 중 방전된 어느 하나로 전달될 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛 및 이를 포함하는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템에 의하면, 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛이 포메이션 공정에서 배터리를 구성하는 셀(cell)에 대한 충방전 시험을 수행할 때 적용되는 것으로서, 본체 부재와, 셀 안착 부재와, 외부 전원 통전 부재와, 셀 통전 부재와, 승강 수단 및 제어 부재를 포함함에 따라, 적용되는 케이블의 개수가 대폭 감소되면서 그 구조도 간단해져 소형 경량화가 가능하고, 상기 셀 통전 부재가 복수 개의 셀 통전부와, 주전기 전달부와, 절연체와, 절연측 지지체를 포함하고, 상기 각 셀 통전부가 상기 각 셀과 통전됨에 따라 상기 셀 통전부의 작동 불량 시 작동 불량인 것만 교체할 수 있어 유지 보수가 용이하며, 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템이 복수 개의 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛과 랙 부재를 포함함에 따라, 복수 개의 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛이 상기 셀의 충방전 시 발생되는 전기 에너지를 상호 교환하여 활용할 수 있음으로써 전기 에너지 효율도 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템의 모습을 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛의 모습을 보이는 사시도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛을 구성하는 셀 통전 부재의 모습을 보이는 사시도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛을 구성하는 셀 통전 부재에 적용된 셀 통전부를 수직으로 절단한 단면도.
도 5는 도 4의 A 부분을 확대한 도면.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛을 구성하는 셀 통전 부재에 적용된 셀 통전부의 정면도.
도 7은 도 6에 도시된 셀 통전부의 일부를 나타낸 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛 및 이를 포함하는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템의 모습을 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛의 모습을 보이는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛을 구성하는 셀 통전 부재의 모습을 보이는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛을 구성하는 셀 통전 부재에 적용된 셀 통전부를 수직으로 절단한 단면도이고, 도 5는 도 4의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템(100)은 포메이션 공정에서 배터리를 구성하는 셀(10)(cell)에 대한 충방전 시험을 수행할 때 적용되는 것으로서, 복수 개의 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛(101) 및 랙 부재(105)를 포함한다.
상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛(101)은 외곽 틀을 이루게 되는 본체 부재(110)와, 상기 본체 부재(110)의 내부에 장착되고, 상기 충방전 시험을 위한 복수 개의 상기 셀(10)이 안착될 수 있는 셀 안착 부재(125)와, 상기 본체 부재(110)에 장착되고 외부 전원과 통전되는 외부 전원 통전 부재(120)와, 상기 외부 전원 통전 부재(120)와 전기적으로 연결되면서 상기 셀(10)과 통전되는 셀 통전 부재(130)와, 상기 셀 안착 부재(125)에 안착된 상기 셀(10)과 상기 셀 통전 부재(130)가 상대적으로 근접되거나 멀어지도록 상기 셀 안착 부재(125) 및 상기 셀 통전 부재(130) 중 어느 하나를 승강시키는 승강 수단(160) 및 상기 외부 전원 통전 부재(120), 상기 셀 통전 부재(130) 및 상기 승강 수단(160)의 작동을 제어하는 제어 부재(127)를 포함하고 상기 랙 부재(105)의 내부에서 복수 개로 이루어지는 것이다.
상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛(101)의 상세한 설명은 후술한다.
상기 랙 부재(105)는 복수 개의 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛(101)이 이격되면서 설치되도록 그 내부에 복수 개로 분리된 설치 공간이 형성된 것으로, 19인치 랙 등이 그 예로 제시될 수 있다.
본 실시예에서 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛(101)을 구성하는 상기 외부 전원 통전 부재(120)는 복수 개가 서로 전기적으로 연결된다.
복수 개의 상기 외부 전원 통전 부재(120)가 서로 전기적으로 연결된 상태에서 복수 개의 상기 외부 전원 통전 부재(120) 중 충전된 어느 하나에서 방전이 수행되면, 복수 개의 상기 외부 전원 통전 부재(120) 중 충전된 어느 하나에 충전되어 있던 전기 에너지가 방출된 후 복수 개의 상기 외부 전원 통전 부재(120) 중 방전된 어느 하나로 전달될 수 있으므로, 전기 에너지를 상호 교환하면서 사용하는 것이 가능해지고, 그에 따라 상기 셀(10)의 충방전을 위해 소요되는 비용은 감소시킬 수 있으면서도, 상기 셀(10)의 충방전을 위해 사용되는 전기 에너지의 효율은 향상시킬 수 있게 된다.
상기 외부 전원 통전 부재(120)가 복수 개로 구성되면, 복수 개의 상기 외부 전원 통전 부재(120) 중 적어도 일부는 충전된 상태로 유지되고, 복수 개의 상기 외부 전원 통전 부재(120) 중 충전된 상태인 것들을 제외한 다른 일부는 방전된 상태로 유지되는데, 여기서, 복수 개의 상기 외부 전원 통전 부재(120) 중 충전된 어느 하나는 복수 개의 상기 외부 전원 통전 부재(120) 중 충전된 것들의 어느 하나를 말하고, 복수 개의 상기 외부 전원 통전 부재(120) 중 방전된 어느 하나는 복수 개의 상기 외부 전원 통전 부재(120) 중 방전된 것들의 어느 하나를 말한다.
한편, 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛(101)은 포메이션 공정에서 배터리를 구성하는 셀(10)(cell)에 대한 충방전 시험을 수행할 때 적용되는 것으로서, 본체 부재(110)와, 셀 안착 부재(125)와, 외부 전원 통재 부재와, 셀 통전 부재(130)와, 승강 수단(160) 및 제어 부재(127)를 포함한다.
상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛(101)이 상기와 같이 구성되면, 상기 승강 수단(160)에 의해 상기 셀 안착 부재(125) 및 상기 셀 통전 부재(130) 중 어느 하나가 승강되어 상기 셀 안착 부재(125) 및 상기 셀 통전 부재(130)가 서로 접한 상태에서, 상기 외부 전원이 상기 외부 전원 통전 부재(120)에 입력되어 주전기로 변환되고, 상기 외부 전원 통전 부재(120)에서 변환된 상기 주전기가 상기 셀 통전 부재(130)에 입력되어 셀 전기로 변환되고, 상기 셀 통전 부재(130)에서 변환된 상기 셀 전기가 상기 셀(10)에 입력됨으로써 상기 셀 안착 부재(125)에 안착된 상기 셀(10)에 대한 충전이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 셀 전기가 상기 셀(10)에서 상기 셀 통전 부재(130)로 입력되어 상기 주전기로 변환되고, 상기 셀 통전 부재(130)에서 변환된 상기 주전기가 상기 외부 전원 통전 부재(120)에 입력되어 상기 외부 전원으로 변환되고, 상기 외부 전원 통전 부재(120)에서 변환된 상기 외부 전원이 상기 외부 전원 통전 부재(120)에서 출력됨으로써 상기 셀 안착 부재(125)에 안착된 상기 셀(10)에 대한 방전이 이루어질 수 있다.
본 실시예에서는 상기 외부 전원 통전 부재(120)에서 상기 셀 통전 부재(130)로 출력되거나 상기 셀 통전 부재(130)에서 상기 외부 전원 통전 부재(120)로 입력되는 전기를 상기 주전기로 정의한다.
또한, 본 실시예에서는 후술되는 셀 통전측 전기 변환부(136)에서 상기 셀(10)로 출력되거나 상기 셀(10)에서 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)로 입력되는 전기를 상기 셀 전기로 정의한다.
또한, 상세한 설명에 앞서 본 실시예에서는 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛(101)이 소정 면적의 판 형태로 형성되고, 그 상측부에서 소정 거리 이격된 상태로 양극 단자 및 음극 단자가 배치되는 각 형태 셀(10)에 대한 충방전 시험을 수행할 때 적용되는 것으로 설명한다.
상기 본체 부재(110)는 외곽 틀을 이루는 것이다.
상세히, 상기 본체 부재(110)는 하측에 배치되고, 상기 랙 부재(105)의 상기 각 설치 공간 중 바닥면에 놓여지는 하측 프레임(111)과, 상기 하측 프레임(111)에서 상방으로 소정 높이 이격되는 상측 프레임(112)과, 상기 하측 프레임(111)과 상기 상측 프레임(112) 사이에 배치되면서 상기 상측 프레임(112)을 지지하게 되는 프레임 지지체(113)를 포함한다.
상기 상측 프레임(112) 및 상기 하측 프레임(111)은 사각 평판 형태로 형성되고, 상기 프레임 지지체(113)는 복수 개로 이루어지고, 상기 상측 프레임(112) 및 상기 하측 프레임(111)의 각 모서리를 서로 연결시키면서 장착된다.
상기 셀 안착 부재(125)는 소정 면적의 평판 형태로 형성되면서 상기 본체 부재(110)의 내부에 장착되고, 상기 충방전 시험을 위한 복수 개의 상기 셀(10)이 안착될 수 있는 것이다.
도면 번호 126은 상기 셀 안착 부재(125)에 안착된 복수 개의 상기 셀(10)들이 외부에 노출되어 손상되는 것이 방지되도록 복수 개의 상기 셀(10)들을 둘러싸는 형태로 형성되는 셀 보호벽이다.
상기 외부 전원 통전 부재(120)는 상기 본체 부재(110)에 장착되고, 외부 전원과 통전되는 것으로, 220V 3상 회생형 인버터(Inverter) 등이 그 예로 제시될 수 있다.
상세히, 상기 외부 전원 통전 부재(120)는 외부에서 공급되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환시키거나, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 외부로 출력시키는 것이다.
상기 셀 통전 부재(130)는 상기 외부 전원 통전 부재(120)와 전기적으로 연결되면서 상기 셀(10)과 통전되는 것이다.
상세히, 상기 셀 통전 부재(130)는 복수 개의 셀 통전부(135)와, 주전기 전달부(131)와, 절연체(132)와, 절연측 지지체(133)를 포함한다.
복수 개의 상기 셀 통전부(135)는 상기 각 셀(10)에 대한 충방전이 수행되도록 상기 각 셀(10)과 통전되는 것으로, 상기 셀 통전부(135)의 개수는 최대로 시험 가능한 상기 셀(10)의 개수와 동일하게 이루어진다.
상세히, 상기 셀 통전부(135)는 셀 통전측 전기 변환부(136)와, 양극 전기 통전부(140)와, 음극 전기 통전부(150)를 포함한다.
상기 셀 통전측 전기 변환부(136)는 상기 주전기를 상기 셀 전기로 변환시키거나 상기 셀 전기를 상기 주전기로 변환시키는 것으로, 셀 통전측 전기 변환 수단(138)과, 셀 통전측 전기 변환측 케이스(137)를 포함한다.
상기 셀 통전측 전기 변환 수단(138)은 상기 주전기를 상기 셀 전기로 변환시키거나 상기 셀 전기를 상기 주전기로 변환시키는 것으로, DC-DC 컨버터 등이 그 예로 제시될 수 있다.
예를 들어 상기 셀 통전측 전기 변환 수단(138)은 상기 외부 전원 통전 부재(120)에서 입력되는 DC 12V를 DC 5V로 변환시킨다.
상기 셀 통전측 전기 변환측 케이스(137)는 그 내부에 상기 셀 통전측 전기 변환 수단(138)이 장착될 빈 공간이 형성되고, 상기 양극 전기 통전부(140) 및 상기 음극 전기 통전부(150)와 서로 연결되는 것이다.
본 실시예에서 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)의 양극 단자 및 음극 단자는 상기 셀 통전측 전기 변환 수단(138)과 전기적으로 연결된 상태로 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)의 하측부에서 소정 거리 이격되도록 양측 말단부에 각각 배치된다.
본 실시예의 도면인 도 4에 도시된 방향을 기준으로 보면, 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)의 양극 단자는 좌측 말단부에, 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)의 음극 단자는 우측 말단부에 각각 형성된다.
상기 양극 전기 통전부(140)는 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)의 양극 단자와 상기 셀(10)의 양극 단자를 통전시키는 것으로, 양극 전기 통전측 브래킷(141)과, 양극 전기 통전측 연장체(142)와, 양극 전기 통전측 가압체(143)와, 양극 전기 통전측 탄성체(145)와, 양극 전압 감지부(144)를 포함한다.
상기 양극 전기 통전측 브래킷(141)은 소정 길이의 직육면체 형태로 형성되면서 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)의 양극 단자와 상기 절연체(132) 사이에 배치되어 상기 절연체(132) 상에 이격된 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)가 지지되도록 하고, 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)의 양극 단자와 통전되는 것이다.
상기 양극 전기 통전측 연장체(142)는 상기 양극 전기 통전측 브래킷(141)에 연결되고, 상기 절연체(132)에 관통 삽입되는 것이다.
상기 양극 전기 통전측 브래킷(141) 및 상기 양극 전기 통전측 연장체(142)는 금속 재질로 이루어져 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)의 양극 단자와 전기적으로 연결된다.
상기 양극 전기 통전측 가압체(143)는 상기 양극 전기 통전측 브래킷(141)의 길이 방향인 상하 방향으로 소정 길이 길게 형성되면서 상기 양극 전기 통전측 연장체(142)에 연결되고, 상기 셀(10)의 양극 단자를 가압시키면서 상기 셀(10)의 양극 단자와 통전되는 것이다.
상기 양극 전기 통전측 가압체(143)는 소정 길이의 원통 형태로 형성되되, 상기 셀(10)의 양극 단자와의 접촉 면적이 상대적으로 커지도록 그 하측 말단부가 외측으로 확장된 형태로 형성된다.
상기와 같이 구성됨으로써, 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)의 양극 단자와, 상기 양극 전기 통전측 브래킷(141)과, 상기 양극 전기 통전측 연장체(142)와, 상기 양극 전기 통전측 가압체(143) 및 상기 셀(10)의 양극 단자가 서로 전기적으로 연결되어 통전 가능한 상태가 된다.
상기 양극 전기 통전측 탄성체(145)는 상기 양극 전기 통전측 연장체(142)와 상기 양극 전기 통전측 가압체(143) 사이에 연결되어 상기 양극 전기 통전측 가압체(143)가 승강될 수 있도록 탄성력을 제공하는 것으로, 스프링 등이 그 예로 제시될 수 있다.
상기 양극 전기 통전측 탄성체(145)는 상기 양극 전기 통전측 가압체(143)의 외측에 배치되면서 그 일측부는 상기 양극 전기 통전측 연장체(142)의 하측에 형성된 홈에 삽입되고, 그 타측부는 상기 양극 전기 통전측 가압체(143) 중 외측으로 확장된 부분에 연결된다.
상기 셀 통전 부재(130) 및 상기 셀(10)이 안착된 상기 셀 안착 부재(125) 중 어느 하나가 승강되어 상기 셀(10)의 양극 단자를 상기 양극 전기 통전측 가압체(143)가 가압시키게 되면, 상기 양극 전기 통전측 가압체(143)가 상승되면서 상기 양극 전기 통전측 탄성체(145)에복원력이 축적되고, 상기 양극 전기 통전측 탄성체(145)의 축적된 복원력에 의해 상기 셀(10)의 양극 단자에 대한 상기 양극 전기 통전측 가압체(143)의 가압 상태가 유지될 수 있게 된다.
상기 양극 전압 감지부(144)는 상기 양극 전기 통전측 가압체(143)에 관통 삽입되고 상기 양극 전기 통전측 가압체(143)에 의해 상기 셀(10)의 양극 단자가 가압될 때 상기 셀(10)의 양극 단자에 접촉되어 상기 셀(10)의 양극 단자에서 발생되는 상기 셀(10)의 양극 전압을 감지하는 것으로, 전압 센서 등이 그 예로 제시될 수 있다.
상기 음극 전기 통전부(150)는 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)에서 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)의 양극 단자와 이격되어 배치되는 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)의 음극 단자와 상기 셀(10)의 음극 단자를 통전시키는 것으로, 음극 전기 통전측 브래킷(151)과, 음극 전기 통전측 연장체(152)와, 음극 전기 통전측 가압체(153)와, 음극 전기 통전측 탄성체(155)와, 음극 전압 감지부(154)를 포함한다.
본 실시예에서 상기 음극 전기 통전부(150)는 상기 양극 전기 통전부(140)와 동일한 구성을 가지면서 동일한 형태로 형성된다.
상기 음극 전기 통전측 브래킷(151)은 소정 길이의 직육면체 형태로 형성되면서 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)의 음극 단자와 상기 절연체(132) 사이에 배치되어 상기 절연체(132) 상에 이격된 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)가 지지되도록 하고, 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)의 음극 단자와 통전되는 것이다.
상기 음극 전기 통전측 연장체(152)는 상기 음극 전기 통전측 브래킷(151)에 연결되고, 상기 절연체(132)에 관통 삽입되는 것이다.
상기 음극 전기 통전측 브래킷(151) 및 상기 음극 전기 통전측 연장체(152)는 상기 양극 전기 통전측 브래킷(141) 및 상기 양극 전기 통전측 연장체(142)와 동일한 형태를 가지면서 소정 거리 이격되어 배치되고, 금속 재질로 이루어져 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)의 음극 단자와 전기적으로 연결된다.
상기 음극 전기 통전측 가압체(153)는 상기 양극 전기 통전측 가압체(143)와 평행하게 배치되면서 상기 음극 전기 통전측 연장체(152)에 연결되고, 상기 셀(10)의 음극 단자를 가압시키면서 상기 셀(10)의 음극 단자와 통전되는 것이다.
상기 음극 전기 통전측 가압체(153)는 소정 길이의 원통 형태로 형성되되, 상기 셀(10)의 음극 단자와의 접촉 면적이 상대적으로 커지도록 그 하측 말단부가 외측으로 확장된 형태로 형성된다.
상기와 같이 구성됨으로써, 상기 셀 통전측 전기 변환부(136)의 음극 단자와, 상기 음극 전기 통전측 브래킷(151)과, 상기 음극 전기 통전측 연장체(152)와, 상기 음극 전기 통전측 가압체(153) 및 상기 셀(10)의 음극 단자가 서로 전기적으로 연결되어 통전 가능한 상태가 된다.
상기 음극 전기 통전측 탄성체(155)는 상기 음극 전기 통전측 연장체(152)와 상기 음극 전기 통전측 가압체(153) 사이에 연결되어 상기 음극 전기 통전측 가압체(153)가 승강될 수 있도록 탄성력을 제공하는 것으로, 스프링 등이 그 예로 제시될 수 있다.
상기 음극 전기 통전측 탄성체(155)는 상기 음극 전기 통전측 가압체(153)의 외측에 배치되면서, 그 일측부는 상기 음극 전기 통전측 연장체(152)의 하측에 형성된 홈에 삽입되고, 그 타측부는 상기 음극 전기 통전측 가압체(153) 중 하측부의 외측으로 확장된 부분에 연결된다.
상기 셀 통전 부재(130) 및 상기 셀(10)이 안착된 상기 셀 안착 부재(125) 중 어느 하나가 승강되어 상기 셀(10)의 음극 단자를 상기 음극 전기 통전측 가압체(153)가 가압시키게 되면, 상기 음극 전기 통전측 가압체(153)가 상승되면서 상기 음극 전기 통전측 탄성체(155)에복원력이 축적되고, 상기 음극 전기 통전측 탄성체(155)의 축적된 복원력에 의해 상기 셀(10)의 음극 단자에 대한 상기 음극 전기 통전측 가압체(153)의 가압 상태가 유지될 수 있게 된다.
상기 음극 전압 감지부(154)는 상기 음극 전기 통전측 가압체(153)에 관통 삽입되고 상기 음극 전기 통전측 가압체(153)에 의해 상기 셀(10)의 음극 단자가 가압될 때 상기 셀(10)의 음극 단자에 접촉되어 상기 셀(10)의 음극 단자에서 발생되는 상기 셀(10)의 음극 전압을 감지하는 것으로, 전압 센서 등이 그 예로 제시될 수 있다.
상기 주전기 전달부(131)는 상기 외부 전원 통전 부재(120)와 복수 개의 상기 셀 통전부(135)를 전기적으로 연결시켜 상기 외부 전원 통전 부재(120)와 복수 개의 상기 셀 통전부(135) 사이에 상기 주전기가 전달되도록 하는 것이다.
본 실시예에서 상기 주전기 전달부(131)는 소정 면적의 전자 보드 형태로 형성되고, 복수 개의 상기 셀 통전부(135)의 하측 중앙부에 장착된다.
상기 절연체(132)는 상기 본체 부재(110)의 내측 상공에 배치되고, 그 상측부에 상기 셀 통전부(135)가 연결되어 상기 셀 통전부(135)가 상기 셀(10)과 통전될 때 상기 셀 통전부(135)와 상기 셀(10) 사이를 절연시키는 것이다.
상기 절연체(132)는 에폭시 재질로 이루어진다.
상기 절연측 지지체(133)는 상기 절연체(132)가 상기 본체 부재(110)의 내측 상공에 배치된 상태로 유지되도록 상기 본체 부재(110)와 상기 절연체(132) 사이를 연결시키는 것이다.
상기 절연측 지지체(133)는 복수 개로 이루어지고, 상기 절연체(132)에 이격된 상태로 장착된다.
상기 승강 수단(160)은 상기 셀 안착 부재(125)에 안착된 상기 셀(10)과 상기 셀 통전 부재(130)가 상대적으로 근접되거나 멀어지도록 상기 셀 안착 부재(125) 및 상기 셀 통전 부재(130) 중 어느 하나를 승강시키는 것으로, 승강용 실린더(161)와 승강용 피스톤(162)을 포함한다.
본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 셀 통전 부재(130)는 상기 본체 부재(110)으 내측 공간에 고정 설치되고, 상기 셀 안착 부재(125)가 승강되는 것을 기준으로 설명한다.
상기 승강용 실린더(161)는 상기 상측 프레임(112)의 저면에서 하방으로 설치되는 것이다.
상기 승강용 피스톤(162)은 상기 승강용 실린더(161)의 작동에 의해 상기 승강용 실린더(161)로부터 돌출되거나, 상기 승강용 실린더(161)의 내부에 삽입되고, 상기 셀 안착 부재(125)에 연결되는 것이다.
상기와 같이 형성된 상태에서 상기 승강용 실린더(161)의 작동에 의해 상기 승강용 피스톤(162)이 상기 승강용 실린더(161)의 내부로 삽입되면, 상기 셀 안착 부재(125) 및 상기 셀(10)이 상승되어 상기 셀 통전 부재(130)에 밀착되고, 그에 따라 상기 셀 통전 부재(130) 및 상기 셀(10) 사이의 통전이 이루어지게 된다.
반면, 상기 실린더의 작동에 의해 상기 승강용 피스톤(162)이 상기 승강용 실린더(161)에서 돌출되면, 상기 셀 안착 부재(125) 및 상기 셀(10)이 하강되어 상기 셀 통전 부재(130) 및 상기 셀(10)이 서로 이격된다.
상기 제어 부재(127)는 상기 외부 전원 통전 부재(120), 상기 셀 통전 부재(130) 및 상기 승강 수단(160)의 작동을 제어하는 것이다.
본 실시예에서 상기 제어 부재(127)는 전자 보드 형태로 형성되어 상기 외부 전원 통전 부재(120)에 내장된다.
이하에서는 본 실시예에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛(101)의 작동에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 셀 안착 부재(125)에 복수 개의 상기 셀(10)을 안착한다.
그런 다음, 상기 제어 부재(127)가 상기 승강용 실린더(161)에 명령하여 상기 승강용 피스톤(162)이 상기 승강용 실린더(161)로 삽입되도록 하고, 상기 승강용 실린더(161)에 대한 상기 승강용 피스톤(162)의 삽입에 의해 상기 셀 안착 부재(125) 및 상기 셀(10)이 상승된다.
상기 셀(10)의 양극 단자 및 상기 셀(10)의 음극 단자가 상기 양극 전기 통전측 가압체(143) 및 상기 음극 전기 통전측 가압체(153)에 의해 각각 가압된다.
그러면, 상기 외부 전원 통전 부재(120), 상기 셀 통전 부재(130) 및 상기 셀(10)이 통전된다.
그런 다음, 외부로부터 상기 외부 전원이 상기 외부 전원 통전 부재(120)에 입력된 후 상기 셀 통전 부재(130)를 통해 상기 셀(10)에 전달되어 상기 셀(10)에 대한 충전이 이루어지거나, 상기 셀(10)의 전원이 상기 셀 통전 부재(130)를 통해 상기 외부 전원 통재 부재에 전달된 후 상기 외부 전원 통재 부재로부터 상기 외부 전원으로 출력되어 상기 셀(10)에 대한 방전이 이루어지게 된다.
상기와 같이, 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛(101)이 포메이션 공정에서 배터리를 구성하는 셀(10)(cell)에 대한 충방전 시험을 수행할 때 적용되는 것으로서, 상기 본체 부재(110)와, 상기 셀 안착 부재(125)와, 상기 외부 전원 통전 부재(120)와, 상기 셀 통전 부재(130)와 상기 승강 수단(160) 및 상기 제어 부재(127)를 포함함에 따라, 적용되는 케이블의 개수가 대폭 감소되면서 그 구조도 간단해져 소형 경량화가 가능하고, 상기 셀 통전 부재(130)가 복수 개의 상기 셀 통전부(135)와, 상기 주전기 전달부(131)와, 상기 절연체(132)와, 상기 절연측 지지체(133)를 포함하고, 상기 각 셀 통전부(135)가 상기 각 셀(10)과 통전됨에 따라 상기 셀 통전부(135)의 작동 불량 시 작동 불량인 것만 교체할 수 있어 유지 보수가 용이하며, 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템(100)이 복수 개의 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛(101)과 상기 랙 부재(105)를 포함함에 따라, 복수 개의 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛(101)이 상기 셀(10)의 충방전 시 발생되는 전기 에너지를 상호 교환하여 활용할 수 있어 전기 에너지 효율도 향상시킬 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예들에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛 및 이를 포함하는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템에 대하여 설명한다.
이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 제 1 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛을 구성하는 셀 통전 부재에 적용된 셀 통전부의 정면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 셀 통전부의 일부를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7을 함께 참조하면, 본 실시예에서는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛이 본체 부재와, 셀 안착 부재와, 외부 전원 통재 부재와, 셀 통전 부재와, 승간 수단 및 제어 부재를 포함하고, 상기 셀 통전 부재는 셀 통전부(235)와, 주전기 전달부와, 절연체(232)와, 절연측 지지체를 포함한다.
상세한 설명에 앞서 본 실시예에서는 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛이 원통 형태로 형성되고, 양극 단자 및 음극 단자가 그 상측부에 함께 형성된 원통 형태의 셀에 대한 충방전 시험을 수행할 때 적용되는 것으로 설명한다.
원통 형태의 상기 셀의 양극 단자는 상기 셀의 상측 중앙부에 형성되고, 상기 셀의 음극 단자는 상기 셀의 양극 단자에서 이격되면서 상측 테두리부에 형성된다.
본 실시예에서 상기 셀 통전부(235)는 셀 통전측 전기 변환부(236)와, 음극 전기 통전부(270)와, 양극 전기 통전부(280)와, 음극 전기 통전측 탄성체(285)와, 양극 전기 통전측 탄성체(286)를 포함한다.
상기 셀 통전측 전기 변환부(236)는 상기 주전기를 상기 셀 전기로 변환시키거나 상기 셀 전기를 상기 주전기로 변환시키는 것이다.
도면 번호 265는 상기 절연체(232) 상에 배치되면서 상기 셀 통전측 전기 변환부(236)가 상기 절연체(232)의 상공에 머무를 수 있도록 상기 셀 통전측 전기 변환부(236)를 지지하는 셀 통전측 전기 변환부 지지체이다.
상기 음극 전기 통전부(270)는 상기 셀 통전측 전기 변환부(236)의 음극 단자와 상기 셀의 음극 단자를 통전시키는 것으로, 음극 전기 통전체(271)와, 음극 전기 통전측 몸체(272)와, 음극 전기 통전측 중앙홀(274)과, 음극 전기 통전측 가압체(275)와, 가이드 경사체(276)와, 음극 전압 감지부(277)를 포함한다.
상기 음극 전기 통전체(271)는 상하 방향으로 소정 길이 길게 형성되고, 상기 절연체(232)에 삽입되면서 상기 셀 통전측 전기 변환부(236)의 음극 단자와 통전되는 것이다.
도면 번호 266은 상기 셀 통전측 전기 변환부(236)와 상기 음극 전기 통전체(271)를 전기적으로 연결시키는 음극 전원 케이블이고, 이러한 상기 음극 전원 케이블(266)의 형성은 하나의 예를 들어 설명한 것이고, 전자 보드(PCB 또는 유연 PCB 등) 등을 이용한 전기적 연결도 가능함은 물론이다.
상기 음극 전기 통전측 몸체(272)는 상기 음극 전기 통전체(271)의 말단에서 원통 형태로 형성되되, 그 하측부가 개구되면서 그 내부에 상기 셀의 상측부가 삽입될 수 있는 삽입 공간(273)이 형성되어 전체적으로는 원통 형태의 상기 셀의 상측부를 덮을 수 있는 캡(cap) 형태가 된다.
본 실시예에서 상기 음극 전기 통전체(271)는 상기 음극 전기 통전측 몸체(272)의 상측부에서 한 쌍이 이격되도록 형성되어 상기 음극 전기 통전측 몸체(272)가 수평 상태를 유지하면서 승강될 수 있도록 한다.
상기 음극 전기 통전측 중앙홀(274)은 상기 음극 전기 통전측 몸체(272)의 중앙부에 형성된 것으로, 후술되는 양극 전기 통전측 가압체(282)가 삽입될 수 있는 것이다.
상기 음극 전기 통전측 가압체(275)는 상기 음극 전기 통전측 몸체(272)의 내측 상면에서 링 형태를 가지면서 하방으로 돌출되어 상기 셀의 상측부가 상기 삽입 공간(273)에 삽입될 때, 상기 셀의 음극 단자를 가압시키는 것이다.
상기 가이드 경사체(276)는 상기 음극 전기 통전측 몸체(272)의 하측 말단부에 형성되되 하측에서 상측으로 갈수록 점진적으로 좁아지는 형태로 형성되어 상기 셀의 상측부가 상기 삽입 공간(273)에 삽입될 때 상기 셀의 상측부의 삽입을 가이드하는 것이다.
상기 셀의 상측부가 상승되다가 상기 가이드 경사체(276)에 접하게 되면, 상기 가이드 경사체(276)의 경사면에 의해 원통 형태의 상기 셀의 중심축과 상기 삽입 공간(273)의 중심축이 일치됨으로써 원통 형태의 상기 셀과 상기 삽입 공간(273) 사이의 정렬이 이루어질 수 있다.
상기 음극 전압 감지부(277)는 상기 음극 전기 통전측 몸체(272)에 관통 삽입되고 상기 삽입 공간(273)에 상기 셀의 상측부가 삽입될 때 상기 셀의 음극 단자에 접촉되어 상기 셀의 음극 단자에서 발생되는 상기 셀의 음극 전압을 감지하는 것으로, 전압 센서 등이 그 예로 제시될 수 있다.
상기 양극 전기 통전부(280)는 상기 셀 통전측 전기 변환부(236)의 양극 단자와 상기 셀의 양극 단자를 통전시키는 것으로, 양극 전기 통전체(281)와, 양극 전기 통전측 가압체(282)와, 양극 전압 감지부(284)를 포함한다.
상기 양극 전기 통전체(281)는 소정 길이의 원통 형태로 형성되고, 상기 절연체(232) 중 상기 음극 전기 통전측 중앙홀(274)과 대면되는 위치에 삽입되면서 상기 셀 통전측 전기 변환부(236)의 양극 단자와 통전되는 것이다.
도면 번호 267은 상기 셀 통전측 전기 변환부(236)와 상기 양극 전기 통전체(281)를 전기적으로 연결시키는 양극 전원 케이블이고, 이러한 상기 양극 전원 케이블(267)의 형성은 하나의 예를 들어 설명한 것이고, 전자 보드(PCB 또는 유연 PCB 등) 등을 이용한 전기적 연결도 가능함은 물론이다.
상기 양극 전기 통전측 가압체(282)는 상기 양극 전기 통전체(281)의 말단에 형성되고 상기 셀의 상측부가 상기 삽입 공간(273)에 삽입될 때 상기 음극 전기 통전측 중앙홀(274)에 삽입되어 상기 셀의 양극 단자를 가압시키는 것이다.
상기 양극 전기 통전측 가압체(282)는 원통 형태로 형성되되, 상기 셀의 양극 단자를 안정적으로 가압할 수 있도록 상기 양극 전기 통전체(281)의 직경에 상대적으로 더 큰 직경으로 형성된다.
상기 양극 전기 통전측 가압체(282)는 상기 음극 전기 통전측 가압체(275)의 중앙부에서 나란하게 배치되고, 상기 음극 전기 통전측 탄성체(285) 및 상기 양극 전기 통전측 탄성체(286)에 의해 서로 동일한 방향으로 승강된다.
상기 양극 전기 통전측 가압체(282)의 저면(283), 즉, 상기 셀의 양극 단자와 접촉되는 면은 상기 셀의 양극 단자의 상면이 전체적으로 눌러질 수 있도록 와플 형태와 같이 격자 패턴 형태를 가지면서 돌출 형성된다.
상기 양극 전압 감지부(284)는 상기 양극 전기 통전측 가압체(282)에 관통 삽입되고, 상기 양극 전기 통전측 가압체(282)에 의해 상기 셀의 양극 단자가 가압될 때 상기 셀의 양극 단자에 접촉되어 상기 셀의 양극 단자에서 발생되는 상기 셀의 양극 전압을 감지하는 것으로, 전압 센서 등이 그 예로 제시될 수 있다.
상기 음극 전기 통전측 탄성체(285)는 상기 절연체(232)의 저면과 상기 음극 전기 통전부(270) 사이에 연결되어 상기 음극 전기 통전부(270)가 승강될 수 있도록 탄성력을 제공하는 것이다.
상기 양극 전기 통전측 탄성체(286)는 상기 절연체(232)의 저면과 상기 양극 전기 통전부(280) 사이에 연결되어 상기 양극 전기 통전부(280)가 승강될 수 있도록 탄성력을 제공하는 것이다.
상기 셀 통전 부재가 상기와 같이 형성된 상태에서 승강 수단에 의해 셀 안착부재에 안착된 상기 셀이 일정 높이 상승되면, 상기 셀의 상측부 중 일부가 상기 삽입 공간(273)에 삽입되면서 상기 음극 전기 통전측 가압체(275)가 상기 셀의 음극 단자를 가압하게 되고, 상기 음극 전기 통전측 가압체(275)에 의해 상기 셀의 음극 단자가 가압된 상태에서 상기 승강 수단에 의해 셀 안착부재에 안착된 상기 셀이 상대적으로 더 높이 상승되면, 상기 음극 전기 통전측 가압체(275)가 상기 셀의 음극 단자를 가압한 상태로 상승되어 상기 음극 전기 통전측 탄성체(285)에는 복원력이 축적됨과 함께 상기 양극 전기 통전측 가압체(282)가 상기 음극 전기 통전측 중앙홀(274)에서 돌출되어 상기 셀의 양극 단자를 가압하게 되고, 그에 따라, 상기 음극 전기 통전측 가압체(275) 및 상기 음극 전기 통전측 가압체(275)가 상기 셀의 상측부에 형성된 상기 셀의 음극 단자 및 양극 단자를 동시에 가압할 수 있게 된다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛 및 이를 포함하는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템에 의하면, 그 구조가 간단해지면서 소형 경량화되고, 유지 보수가 용이하며 셀의 충방전 시 발생되는 전기 에너지를 활용하여 전기 에너지의 효율을 향상시킬 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
10 : 셀
100 : 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템
101 : 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛
105 : 랙 부재
110 : 본체 부재
120 : 외부 전원 통재 부재
125 : 셀 안착 부재
127 : 제어 부재
130 : 셀 통전 부재
131 : 주전기 전달부
132 : 절연체
133 : 절연측 지지체
135 : 셀 통전부
140 : 양극 전기 통전부
150 : 음극 전기 통전부
160 : 승강 수단

Claims (5)

  1. 포메이션 공정에서 배터리를 구성하는 셀(cell)에 대한 충방전 시험을 수행할 때 적용되는 것으로서,
    외곽 틀을 이루는 본체 부재;
    상기 본체 부재의 내부에 장착되고, 상기 충방전 시험을 위한 복수 개의 상기 셀이 안착될 수 있는 셀 안착 부재;
    상기 본체 부재에 장착되고, 외부 전원과 통전되는 외부 전원 통전 부재;
    상기 외부 전원 통전 부재와 전기적으로 연결되면서 상기 셀과 통전되는 셀 통전 부재;
    상기 셀 안착 부재에 안착된 상기 셀과 상기 셀 통전 부재가 상대적으로 근접되거나 멀어지도록 상기 셀 안착 부재 및 상기 셀 통전 부재 중 어느 하나를 승강시키는 승강 수단; 및
    상기 외부 전원 통전 부재, 상기 셀 통전 부재 및 상기 승강 수단의 작동을 제어하는 제어 부재;를 포함하고,
    상기 승강 수단에 의해 상기 셀 안착 부재 및 상기 셀 통전 부재 중 어느 하나가 승강되어 상기 셀 안착 부재 및 상기 셀 통전 부재가 서로 접한 상태에서,
    상기 외부 전원이 상기 외부 전원 통전 부재에 입력되어 주전기로 변환되고, 상기 외부 전원 통전 부재에서 변환된 상기 주전기가 상기 셀 통전 부재에 입력되어 셀 전기로 변환되고, 상기 셀 통전 부재에서 변환된 상기 셀 전기가 상기 셀에 입력됨으로써 상기 셀 안착 부재에 안착된 상기 셀에 대한 충전이 이루어질 수 있고,
    상기 셀 전기가 상기 셀에서 상기 셀 통전 부재로 입력되어 상기 주전기로 변환되고, 상기 셀 통전 부재에서 변환된 상기 주전기가 상기 외부 전원 통전 부재에 입력되어 상기 외부 전원으로 변환되고, 상기 외부 전원 통전 부재에서 변환된 상기 외부 전원이 상기 외부 전원 통전 부재에서 출력됨으로써 상기 셀 안착 부재에 안착된 상기 셀에 대한 방전이 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀 통전 부재는
    상기 각 셀에 대한 충방전이 수행되도록 상기 각 셀과 통전되는 복수 개의 셀 통전부와,
    상기 외부 전원 통전 부재와 복수 개의 상기 셀 통전부를 전기적으로 연결시켜 상기 외부 전원 통전 부재와 복수 개의 상기 셀 통전부 사이에 상기 주전기가 전달되도록 하는 주전기 전달부와,
    상기 본체 부재의 내측 상공에 배치되고, 그 상측부에 상기 셀 통전부가 연결되는 절연체와,
    상기 절연체가 상기 본체 부재의 내측 상공에 배치된 상태로 유지되도록 상기 본체 부재와 상기 절연체 사이를 연결시키는 절연측 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 셀 통전부는
    상기 주전기를 상기 셀 전기로 변환시키거나 상기 셀 전기를 상기 주전기로 변환시키는 셀 통전측 전기 변환부와,
    상기 셀 통전측 전기 변환부의 양극 단자와 상기 셀의 양극 단자를 통전시키는 양극 전기 통전부와,
    상기 셀 통전측 전기 변환부에서 상기 셀 통전측 전기 변환부의 양극 단자와 이격되어 배치되는 상기 셀 통전측 전기 변환부의 음극 단자와 상기 셀의 음극 단자를 통전시키는 음극 전기 통전부를 포함하고,
    상기 양극 전기 통전부는
    상기 셀 통전측 전기 변환부의 양극 단자와 상기 절연체 사이에 배치되어 상기 절연체 상에 이격된 상기 셀 통전측 전기 변환부가 지지되도록 하고, 상기 셀 통전측 전기 변환부의 양극 단자와 통전되는 양극 전기 통전측 브래킷과,
    상기 양극 전기 통전측 브래킷에 연결되고, 상기 절연체에 관통 삽입되는 양극 전기 통전측 연장체와,
    상기 양극 전기 통전측 연장체에 연결되고, 상기 셀의 양극 단자를 가압시키면서 상기 셀의 양극 단자와 통전되는 양극 전기 통전측 가압체와,
    상기 양극 전기 통전측 연장체와 상기 양극 전기 통전측 가압체 사이에 연결되어 상기 양극 전기 통전측 가압체가 승강될 수 있도록 탄성력을 제공하는 양극 전기 통전측 탄성체와,
    상기 양극 전기 통전측 가압체에 관통 삽입되고 상기 양극 전기 통전측 가압체에 의해 상기 셀의 양극 단자가 가압될 때 상기 셀의 양극 단자에 접촉되어 상기 셀의 양극 단자에서 발생되는 양극 전압을 감지하는 양극 전압 감지부를 포함하고,
    상기 음극 전기 통전부는
    상기 셀 통전측 전기 변환부의 음극 단자와 상기 절연체 사이에 배치되어 상기 절연체 상에 이격된 상기 셀 통전측 전기 변환부가 지지되도록 하고, 상기 셀 통전측 전기 변환부의 음극 단자와 통전되는 음극 전기 통전측 브래킷과,
    상기 음극 전기 통전측 브래킷에 연결되고, 상기 절연체에 관통 삽입되는 음극 전기 통전측 연장체와,
    상기 음극 전기 통전측 연장체에 연결되고, 상기 셀의 음극 단자를 가압시키면서 상기 셀의 음극 단자와 통전되는 음극 전기 통전측 가압체와,
    상기 음극 전기 통전측 연장체와 상기 음극 전기 통전측 가압체 사이에 연결되어 상기 음극 전기 통전측 가압체가 승강될 수 있도록 탄성력을 제공하는 음극 전기 통전측 탄성체와,
    상기 음극 전기 통전측 가압체에 관통 삽입되고 상기 음극 전기 통전측 가압체에 의해 상기 셀의 음극 단자가 가압될 때 상기 셀의 음극 단자에 접촉되어 상기 셀의 음극 단자에서 발생되는 음극 전압을 감지하는 음극 전압 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 셀 통전부는
    상기 주전기를 상기 셀 전기로 변환시키거나 상기 셀 전기를 상기 주전기로 변환시키는 셀 통전측 전기 변환부와,
    상기 셀 통전측 전기 변환부의 음극 단자와 상기 셀의 음극 단자를 통전시키는 음극 전기 통전부와,
    상기 셀 통전측 전기 변환부의 양극 단자와 상기 셀의 양극 단자를 통전시키는 양극 전기 통전부와,
    상기 절연체의 저면과 상기 음극 전기 통전부 사이에 연결되어 상기 음극 전기 통전부가 승강될 수 있도록 탄성력을 제공하는 음극 전기 통전측 탄성체와,
    상기 절연체의 저면과 상기 양극 전기 통전부 사이에 연결되어 상기 양극 전기 통전부가 승강될 수 있도록 탄성력을 제공하는 양극 전기 통전측 탄성체를 포함하고,
    상기 음극 전기 통전부는
    상기 절연체에 삽입되면서 상기 셀 통전측 전기 변환부의 음극 단자와 통전되는 음극 전기 통전체와.
    상기 음극 전기 통전체의 말단에 형성되되, 하측부가 개구되면서 그 내부에 상기 셀의 상측부가 삽입될 수 있는 삽입 공간이 형성된 음극 전기 통전측 몸체와,
    상기 음극 전기 통전측 몸체의 중앙부에 형성된 음극 전기 통전측 중앙홀과,
    상기 음극 전기 통전측 몸체의 내측 상면에서 하방으로 돌출되어 상기 셀의 상측부가 상기 삽입 공간에 삽입될 때, 상기 셀의 음극 단자를 가압시키는 음극 전기 통전측 가압체와,
    상기 음극 전기 통전측 몸체의 하측 말단부에 형성되되 하측에서 상측으로 갈수록 점진적으로 좁아지는 형태로 형성되어 상기 셀의 상측부가 상기 삽입 공간에 삽입될 때 상기 셀의 상측부의 삽입을 가이드하는 가이드 경사체와,
    상기 음극 전기 통전측 몸체에 관통 삽입되고 상기 삽입 공간에 상기 셀의 상측부가 삽입될 때 상기 셀의 음극 단자에 접촉되어 상기 셀의 음극 단자에서 발생되는 음극 전압을 감지하는 음극 전압 감지부를 포함하고,
    상기 양극 전기 통전부는
    상기 절연체 중 상기 음극 전기 통전측 중앙홀과 대면되는 위치에 삽입되면서 상기 셀 통전측 전기 변환부의 양극 단자와 통전되는 양극 전기 통전체와.
    상기 양극 전기 통전체의 말단에 형성되고 상기 셀의 상측부가 상기 삽입 공간에 삽입될 때 상기 음극 전기 통전측 중앙홀에 삽입되어 상기 셀의 양극 단자를 가압시키는 양극 전기 통전측 가압체와,
    상기 양극 전기 통전측 가압체에 관통 삽입되고, 상기 양극 전기 통전측 가압체에 의해 상기 셀의 양극 단자가 가압될 때 상기 셀의 양극 단자에 접촉되어 상기 셀의 양극 단자에서 발생되는 양극 전압을 감지하는 양극 전압 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛.
  5. 포메이션 공정에서 배터리를 구성하는 셀(cell)에 대한 충방전 시험을 수행할 때 적용되는 것으로서,
    외곽 틀을 이루게 되는 본체 부재와, 상기 본체 부재의 내부에 장착되고, 상기 충방전 시험을 위한 복수 개의 상기 셀이 안착될 수 있는 셀 안착 부재와, 상기 본체 부재에 장착되고 외부 전원과 통전되는 외부 전원 통전 부재와, 상기 외부 전원 통전 부재와 전기적으로 연결되면서 상기 셀과 통전되는 셀 통전 부재와, 상기 셀 안착 부재에 안착된 상기 셀과 상기 셀 통전 부재가 상대적으로 근접되거나 멀어지도록 상기 셀 안착 부재 및 상기 셀 통전 부재 중 어느 하나를 승강시키는 승강 수단 및 상기 외부 전원 통전 부재, 상기 셀 통전 부재 및 상기 승강 수단의 작동을 제어하는 제어 부재를 포함하고 복수 개로 이루어지는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛; 및
    복수 개의 상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛이 이격되면서 설치되도록 그 내부에 복수 개로 분리된 설치 공간이 형성된 랙 부재;를 포함하고,
    상기 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛을 구성하는 상기 외부 전원 통전 부재는 복수 개가 서로 전기적으로 연결되고, 그에 따라 복수 개의 상기 외부 전원 통전 부재 중 충전된 어느 하나에서 방전이 수행되면, 복수 개의 상기 외부 전원 통전 부재 중 충전된 어느 하나에 충전되어 있던 전기 에너지가 방출된 후 복수 개의 상기 외부 전원 통전 부재 중 방전된 어느 하나로 전달될 수 있는 것을 특징으로 하는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템.
KR1020210146741A 2021-10-29 2021-10-29 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 유닛 및 이를 포함하는 포메이션용 전원일체형 충방전 지그 시스템 KR102344206B1 (ko)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101780200B1 (ko) 2017-03-14 2017-09-20 주식회사 테크네트 리튬전지 포메이션 챔버구조
KR20170124912A (ko) * 2016-05-03 2017-11-13 엘지전자 주식회사 충전 장치
KR20180137705A (ko) * 2017-06-19 2018-12-28 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 셀 평가용 지그

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