KR102629222B1 - Battery cycler minimizing interference between channel modules - Google Patents

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KR102629222B1
KR102629222B1 KR1020230029009A KR20230029009A KR102629222B1 KR 102629222 B1 KR102629222 B1 KR 102629222B1 KR 1020230029009 A KR1020230029009 A KR 1020230029009A KR 20230029009 A KR20230029009 A KR 20230029009A KR 102629222 B1 KR102629222 B1 KR 102629222B1
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battery
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채균
김상옥
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주식회사 이노벡스
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Abstract

본 발명은, 배터리 셀의 전압 및 전류의 정확한 측정을 위하여 인접한 채널 모듈 간의 EMI에 의한 방사 및 도전성 간섭을 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 배터리 셀의 충방전을 수행하는 채널 모듈의 고장에 대응하여 채널 모듈을 교체하거나 간편하게 유지보수를 수행할 수 있는, 채널 모듈 간의 간섭을 최소화한 배터리 사이클러에 관한 것이다.The present invention not only minimizes radiation and conductive interference caused by EMI between adjacent channel modules in order to accurately measure the voltage and current of a battery cell, but also provides a channel This relates to a battery cycler that minimizes interference between channel modules, allowing module replacement or easy maintenance.

Description

채널 모듈 간의 간섭을 최소화한 배터리 사이클러{Battery cycler minimizing interference between channel modules}Battery cycler minimizing interference between channel modules}

본 발명은, 배터리 사이클러에 관한 것으로, 상세하게는 배터리 셀의 충방전을 수행하기 위하여 착탈식으로 구비되는 채널 모듈 간의 간섭을 최소화하는 배터리 사이클러에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cycler, and more specifically, to a battery cycler that minimizes interference between removable channel modules for charging and discharging battery cells.

이차전지는 초기에 노트북 컴퓨터나 휴대폰과 같은 휴대형 모바일 기기에 주로 사용되었으나, 최근에는 전기 자동차나 에너지 저장시스템(ESS, Energy Storage System)을 위한 중대형 배터리 셀의 개발이 활발히 이루어지고 있다.Secondary batteries were initially mainly used in portable mobile devices such as laptop computers and mobile phones, but recently, the development of medium to large-sized battery cells for electric vehicles and energy storage systems (ESS) has been actively conducted.

이차전지인 배터리 셀의 생산 공정은 크게 전극 공정, 조립 공정 및 활성화 공정으로 나뉠 수 있고, 여기에서 특히, 활성화 공정은 포메이션 장비를 이용한 배터리 셀 충방전을 통하여 이차전지로서의 역할을 부여하는 포메이션 공정과, 테스트 장비(사이클러)를 이용하여 배터리 셀의 성능 및 수명을 평가하는 테스트 공정으로 더 나뉠 수 있다.The production process of battery cells, which are secondary batteries, can be largely divided into an electrode process, an assembly process, and an activation process. In particular, the activation process includes a formation process that gives the battery its role as a secondary battery through charging and discharging the battery cell using formation equipment; , It can be further divided into a test process that evaluates the performance and lifespan of the battery cell using test equipment (cycler).

소용량의 전류로 충방전만을 수행하는 포메이션 장비와는 달리, 배터리 사이클러는 배터리 셀의 성능과 수명을 정확하게 평가하기 위하여 대전류로 과부하 테스트 및 충방전을 수행하는 것을 물론, 테스트 및 충방전의 수행 중에 배터리 셀의 전압과 전류를 정확하게 측정할 수 있어야 한다.Unlike formation equipment that only performs charging and discharging with small currents, battery cyclers perform overload testing and charging and discharging with large currents to accurately evaluate the performance and lifespan of battery cells, as well as performing charging and discharging during testing and charging. It must be possible to accurately measure the voltage and current of battery cells.

따라서, 배터리 사이클러는, 대전류로 충방전을 수행함에 따라 스위치 소자에서 발생하는 열을 효과적으로 방열할 수 있는 구조가 요구된다.Therefore, the battery cycler requires a structure that can effectively dissipate heat generated from the switch element when charging and discharging with a large current.

또한, 배터리 사이클러는, 배터리 셀의 충방전을 수행하는 채널 모듈의 고장에 대응하여 채널 모듈을 교체하거나 간편하게 유지보수를 수행할 수 있어야 한다.In addition, the battery cycler must be able to replace the channel module or easily perform maintenance in response to a failure of the channel module that performs charging and discharging of the battery cell.

또한, 배터리 사이클러는, 대전류의 테스트 또는 충방전 중에 배터리 셀의 전압 및 전류를 정확하게 측정할 수 있는 구조인 것이 바람직하다.Additionally, the battery cycler is preferably structured to accurately measure the voltage and current of the battery cell during high-current testing or charging/discharging.

또한, 배터리 사이클러는, 배터리 셀의 전압 및 전류의 정확한 측정을 위하여 인접한 채널 모듈 간의 EMI(Electro-Magnetic Interference)에 의한 방사 및 도전성 간섭을 최소화할 수 있는 구조가 요구된다.In addition, the battery cycler requires a structure that can minimize radiation and conductive interference caused by electro-magnetic interference (EMI) between adjacent channel modules in order to accurately measure the voltage and current of the battery cell.

공개특허공보 제2022-0086082호Public Patent Publication No. 2022-0086082

따라서 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 배터리 셀의 충방전을 수행하는 채널 모듈의 고장에 대응하여 채널 모듈을 교체하거나 간편하게 유지보수를 수행할 수 있는 배터리 사이클러를 제공하는 데에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was made to solve the problems of the prior art, and provides a battery cycler that can replace the channel module or easily perform maintenance in response to a failure of the channel module that performs charging and discharging of the battery cell. That's the purpose.

또한, 본 발명은, 배터리 셀의 전압 및 전류의 정확한 측정을 위하여 인접한 채널 모듈 간의 EMI에 의한 방사 및 도전성 간섭을 최소화할 수 있는 배터리 사이클러를 제공하는 데에 그 목적이 있다.Additionally, the purpose of the present invention is to provide a battery cycler that can minimize radiation and conductive interference due to EMI between adjacent channel modules for accurate measurement of voltage and current of battery cells.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 배터리 사이클러는, 배터리 셀의 성능 및 수명 평가를 위하여 상기 배터리 셀의 충방전을 수행하는 배터리 사이클러에 있어서, 서로 평행하게 배치되어 채널 별로 상기 배터리 셀의 충방전을 수행하는 복수의 채널 모듈이 착탈가능하도록 결합되는 하나 이상의 트레이 모듈을 포함하여 구성되고, 상기 트레이 모듈은, 상기 복수의 채널 모듈을 수용하는 내부 공간이 구비되고, 상기 채널 모듈이 길이 방향으로 출입하도록 일 측이 개구되어 구성되는 트레이 본체; 및 상기 트레이 본체의 타측에 배치되어 상기 복수의 채널 모듈이 착탈가능하도록 결합되는 백플레인 보드를 포함하고, 상기 복수의 채널 모듈 각각은, 길이 방향의 일측에 상기 백플레인 보드와 착탈이 가능하게 결합되는 메인 커넥터를 구비한 채널 보드; 상기 채널 보드의 하부에 소정 거리만큼 평행하게 이격되어 배치되고, 상기 배터리 셀의 충방전을 위하여 상기 채널 보드로부터의 구동신호에 따라 스위칭 동작이 제어되는 다수의 스위치 소자와, 상기 스위치 소자의 열을 방열하도록 상기 스위치 소자의 방열면에 결합하여 구성되는 방열판을 포함하는 방열 모듈; 및 상기 채널 보드와의 사이에 상기 방열 모듈이 위치하도록 상기 방열판과 인접하게 배치되는 도전성의 베이스 판넬을 포함하여 구성되고, 상기 베이스 판넬은, 지지수단에 의하여 상기 채널 보드와 평행하게 배치되되, 상기 채널 보드에 전기적으로 절연되고 상기 배터리 사이클러의 새시 그라운드에 전기적으로 연결되어 상기 방열 모듈에서 방사되는 스위칭 EMI(Electro-Magnetic Interference)가 인접한 채널 모듈로 전파되는 것을 차단하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the battery cycler according to the present invention is a battery cycler that performs charging and discharging of the battery cell to evaluate the performance and life of the battery cell, and is arranged in parallel with each other for each channel. It is configured to include one or more tray modules to which a plurality of channel modules that perform charging and discharging of battery cells are detachably coupled, wherein the tray module is provided with an internal space for accommodating the plurality of channel modules, and the channel module A tray body configured to be open on one side to allow entry and exit in the longitudinal direction; and a backplane board disposed on the other side of the tray body to which the plurality of channel modules are detachably coupled, each of the plurality of channel modules having a main main board removably coupled to the backplane board on one side in the longitudinal direction. Channel board with connectors; A plurality of switch elements arranged at a predetermined distance apart in parallel at the bottom of the channel board and whose switching operation is controlled according to a driving signal from the channel board for charging and discharging the battery cells, and a row of the switch elements a heat dissipation module including a heat dissipation plate coupled to a heat dissipation surface of the switch element to dissipate heat; and a conductive base panel disposed adjacent to the heat sink so that the heat dissipation module is positioned between the channel board, wherein the base panel is arranged parallel to the channel board by a support means, It is electrically insulated from the channel board and electrically connected to the chassis ground of the battery cycler to block switching EMI (Electro-Magnetic Interference) radiated from the heat dissipation module from propagating to adjacent channel modules.

삭제delete

상기 베이스 판넬은, 상기 방열판과 소정 거리만큼 이격배치되어 냉각팬에 의한 냉각풍이 상기 방열판과 베이스 판넬 사이로 유동하도록 구성될 수 있다.The base panel may be spaced apart from the heat sink by a predetermined distance so that cooling air generated by a cooling fan flows between the heat sink and the base panel.

삭제delete

본 발명에 따른 배터리 사이클러는, 상기 채널 보드의 상부에 배치되고, 상기 채널 보드에 착탈가능하게 결합되는 서브 보드를 더 포함하고, 상기 서브 보드는, 상기 채널 모듈의 충방전 동작을 제어하는 MCU(Micro-Controller Unit)와, 상기 배터리 셀의 전압 및 충방전 전류를 센싱하는 센싱 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.The battery cycler according to the present invention further includes a sub-board disposed on an upper part of the channel board and detachably coupled to the channel board, wherein the sub-board includes an MCU that controls charging and discharging operations of the channel module. It is characterized by including a (Micro-Controller Unit) and a sensing circuit that senses the voltage and charge/discharge current of the battery cell.

본 발명에 따른 배터리 사이클러는, 상기 채널 모듈이 슬라이딩 결합에 의하여 상기 백플레인 보드와 결합하도록 상기 채널 모듈을 안내하는 복수의 가이드부가 상기 트레이 본체의 바닥면에 각각 형성되고, 상기 베이스 판넬은, 상기 가이드부를 통하여 상기 섀시 그라운드에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.In the battery cycler according to the present invention, a plurality of guide parts for guiding the channel modules are formed on the bottom surface of the tray body so that the channel modules are coupled to the backplane board by sliding coupling, and the base panel includes the It is characterized in that it is electrically connected to the chassis ground through a guide part.

본 발명에 따른 배터리 사이클러는, 배터리 셀의 충방전을 수행하는 채널 모듈의 고장에 대응하여 채널 모듈을 교체하거나 간편하게 유지보수를 수행할 수 있는 효과가 있다.The battery cycler according to the present invention has the effect of being able to replace the channel module or easily perform maintenance in response to a failure of the channel module that performs charging and discharging of the battery cell.

또한, 본 발명은, 배터리 셀의 전압 및 전류의 정확한 측정을 위하여 인접한 채널 모듈 간의 EMI에 의한 방사 및 도전성 간섭을 최소화할 수 있는 효과가 있다.Additionally, the present invention has the effect of minimizing radiation and conductive interference caused by EMI between adjacent channel modules for accurate measurement of voltage and current of battery cells.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 사이클러의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 사이클러의 후면을 개방한 내부 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 배터리 사이클러의 블럭도이다.
도 4는 트레이 모듈의 분해도이다.
도 5는 채널 모듈, 백플레인 보드 및 AC/DC 컨버터의 결합을 나타내는 측면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 채널 모듈의 블록도이다.
도 7은 채널 모듈의 사시도 및 분해도이다.
도 8은 채널 보드와 방열 모듈 간의 결합관계를 도시한 분해도이다.
도 9는 채널 모듈의 측면도이다.
도 10은 복수의 채널 모듈이 배치된 상태를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 방열 모듈의 분해도이다.
1 is a perspective view of a battery cycler according to the present invention.
Figure 2 is an internal perspective view with the rear of the battery cycler according to the present invention opened.
Figure 3 is a block diagram of a battery cycler according to the present invention.
Figure 4 is an exploded view of the tray module.
Figure 5 is a side view showing the combination of a channel module, backplane board, and AC/DC converter.
Figure 6 is a block diagram of a channel module according to the present invention.
Figure 7 is a perspective view and exploded view of the channel module.
Figure 8 is an exploded view showing the coupling relationship between the channel board and the heat dissipation module.
Figure 9 is a side view of the channel module.
Figure 10 is a diagram showing a state in which a plurality of channel modules are arranged.
Figure 11 is an exploded view of a heat dissipation module according to the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 이하의 상세한 설명은 예시적인 것에 지나지 않으며, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 것에 불과하다.A preferred embodiment of the present invention will be described in detail with the accompanying drawings as follows. The detailed description below is merely illustrative and merely illustrates preferred embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 사이클러의 사시도이고, 도 2는 배터리 사이클러의 후면을 개방한 내부 사시도이다.Figure 1 is a perspective view of a battery cycler according to the present invention, and Figure 2 is an internal perspective view with the rear of the battery cycler opened.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 사이클러는, 배터리 셀의 성능 및 수명 평가를 위하여 배터리 셀의 충방전을 수행하는 장치로서, 서로 평행하게 배치되어 채널 별로 배터리 셀의 충방전을 수행하는 복수의 채널 모듈(100)이 착탈가능하도록 결합되는 하나 이상의 트레이 모듈(200)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, the battery cycler according to the present invention is a device that performs charging and discharging of battery cells to evaluate the performance and lifespan of the battery cells, and is arranged in parallel with each other to charge and discharge the battery cells for each channel. A plurality of channel modules 100 that perform may be configured to include one or more tray modules 200 that are detachably coupled.

도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 사이클러의 전면부에는 동작을 제어하기 위한 스위치 등이 배치되고, 필요에 따라 동작 상태를 표시하기 위한 디스플레이 장치가 더 구비될 수 있다.As shown in FIG. 1, switches for controlling operation are placed on the front of the battery cycler, and a display device to display the operating status may be further provided as needed.

채널 모듈(100)은, 채널 별로 배터리 셀의 충방전을 수행하는 구성요소로서, 각각이 서로 평행하게 트레이 모듈(200)에 적재되되, 트레이 모듈(200)에 착탈가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다. 이를 통하여, 채널 모듈(100)의 고장 시에 채널 모듈(100)의 점검, 보수 및 교체가 용이하게 이루어질 수 있다.The channel module 100 is a component that performs charging and discharging of battery cells for each channel, and is loaded on the tray module 200 in parallel with each other, and is characterized in that it is detachably coupled to the tray module 200. . Through this, when the channel module 100 breaks down, inspection, repair, and replacement of the channel module 100 can be easily performed.

채널 모듈(100)은, 도 2에 도시된 바와 같이 배티리 셀과 전기적으로 접속하여 충방전 전류를 흘리기 위한 단자들(도면부호 미도시)이 형성될 수 있다. 이 단자들은 대전류를 도통할 수 있는 구조로서 버스바 형태로 구비될 수 있다.As shown in FIG. 2 , the channel module 100 may be electrically connected to a battery cell and may be formed with terminals (not shown) for flowing charge/discharge current. These terminals have a structure capable of conducting large currents and may be provided in the form of a bus bar.

채널 모듈(100)은, 배터리 셀의 충방전을 수행하는 채널이 하나 또는 그 이상으로 형성될 수 있으나, 특정 채널의 고장으로 채널 모듈(100)을 교체할 경우에 정상 채널의 낭비를 막기 위하여 각 충방전 전류 용량에 따라 하나 또는 2개의 채널을 담당하도록 구성하는 것이 바람직하다.The channel module 100 may be formed with one or more channels for charging and discharging battery cells, but each channel is configured to prevent waste of normal channels when the channel module 100 is replaced due to a failure of a specific channel. It is desirable to configure it to take charge of one or two channels depending on the charge/discharge current capacity.

도 3은 본 발명에 따른 배터리 사이클러의 블록도이다.Figure 3 is a block diagram of a battery cycler according to the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 사이클러는, 서로 평행하게 배치되어 채널 별로 배터리 셀(500)의 충방전을 수행하는 복수의 채널 모듈(100)이 착탈가능하도록 결합되는 하나 이상의 트레이 모듈(200)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the battery cycler according to the present invention is one or more tray modules in which a plurality of channel modules 100 that are arranged in parallel and perform charging and discharging of battery cells 500 for each channel are detachably coupled to each other. It may be configured to include (200).

트레이 모듈(200) 각각은, 교류를 직류를 상호변환하여 직류 출력 측이 채널 모듈(100)과 전기적으로 연결되는 복수의 AC/DC 컨버터(400)와, 입력측 직류와 출력측 직류를 상호변환하여 배터리 셀(500)의 충방전을 수행하는 복수의 채널 모듈(100)과, 복수의 AC/DC 컨버터(400)와 채널 모듈(100)을 전기적으로 연결하는 백플레인 보드(300)를 포함하여 구성될 수 있다.Each of the tray modules 200 includes a plurality of AC/DC converters 400 that convert alternating current into direct current so that the direct current output side is electrically connected to the channel module 100, and mutually convert the input side direct current and output side direct current into a battery. It may be configured to include a plurality of channel modules 100 that perform charging and discharging of the cell 500, and a backplane board 300 that electrically connects the plurality of AC/DC converters 400 and the channel module 100. there is.

AC/DC 컨버터(400)는, 단상 또는 삼상의 교류를 직류로 변환하는 구성요소로서, 직류 출력 측이 채널 모듈(100)과 전기적으로 연결되며, 충전 뿐 아니라 방전 모드에 모두 적용될 수 있도록 충전 전력이 교류 측에서 직류로 전달되거나 방전 전력이 직류 측에서 교류 측으로 전달될 수 있는 양방향 구조일 수 있다.The AC/DC converter 400 is a component that converts single-phase or three-phase alternating current into direct current. The direct current output side is electrically connected to the channel module 100, and provides charging power so that it can be applied to both charging and discharging modes. This may be a bidirectional structure in which discharge power can be transferred from the alternating current side to direct current, or the discharge power can be transferred from the direct current side to the alternating current side.

또한, AC/DC 컨버터(400)는, 채널 모듈(100)에 각각 대응되어 복수 개로 구성될 수 있다.Additionally, the AC/DC converter 400 may be composed of a plurality of AC/DC converters, each corresponding to the channel module 100.

배터리 사이클러의 구성 요소들의 고장 빈도를 살펴보면, 배터리 셀(500)에 직접 연결되어 충방전을 수행하는 채널 모듈(100)의 고장 빈도가 가장 높고, 그 다음으로 AC/DC 컨버터(400)의 고장 빈도는 그 다음을 차지한다.Looking at the failure frequency of the components of the battery cycler, the failure frequency of the channel module 100, which is directly connected to the battery cell 500 and performs charging and discharging, is the highest, followed by the failure of the AC/DC converter 400. Frequency comes next.

따라서, 본 발명에 따른 배터리 사이클러는, 채널 모듈들(100)을 착탈식으로 구성하여 고장 시에 교체를 포함한 유지보수의 편의성을 증대시키는 한편, AC/DC 컨버터(400)도 각각이 채널 모듈(100)에 대응하도록 복수 개로 구성함으로써, 고장 발생 시에 해당 AC/DC 컨버터(400)만 교체가 가능하도록 하여, 교체의 편의성 및 비용절감 효과를 달성할 수 있다.Therefore, in the battery cycler according to the present invention, the channel modules 100 are configured to be removable to increase the convenience of maintenance, including replacement in case of failure, while the AC/DC converter 400 also includes each channel module ( By configuring a plurality of units to correspond to 100), only the corresponding AC/DC converter 400 can be replaced in the event of a failure, thereby achieving convenience of replacement and cost reduction.

채널 모듈(100)은, 채널 별로 배터리 셀(500)의 충방전을 수행할 수 있도록 전원 회로, 스위치 소자, 스위칭 구동회로, 필터, 제어회로 및 센싱회로를 포함하여 이루어지는 채널 회로를 하나 이상 구비할 수 있다. 만약 하나의 채널 모듈(100)에 복수의 채널 회로가 구성되는 경우에 제어회로는 비용절감 등을 위하여 채널 회로를 공통으로 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.The channel module 100 may be provided with one or more channel circuits including a power circuit, a switch element, a switching drive circuit, a filter, a control circuit, and a sensing circuit to charge and discharge the battery cell 500 for each channel. You can. If a plurality of channel circuits are configured in one channel module 100, the control circuit may be configured to commonly control the channel circuits for cost reduction, etc.

이와 같이 채널 모듈(100)은 충방전 동작에 필요한 구성을 모두 포함하여 독립적으로 충방전 수행이 가능하도록 하는 것 뿐만 아니라 백플레인 보드(300)에 착탈식으로 결합하는 구조를 취함으로써, 고장 시에 정상 모듈로 교체하는 것만으로 간편하게 고장을 해결할 수 있는 효과가 있다.In this way, the channel module 100 not only includes all the components necessary for charging and discharging to enable independent charging and discharging, but also has a structure that is detachably coupled to the backplane board 300, so that it can be used as a normal module in the event of a failure. It is effective in solving the problem easily by simply replacing it.

백플레인 보드(300)는, AC/DC 컨버터(400)와 채널 보드(110)를 전기적으로 연결해주기 위한 매개적인 구성요소로서, 채널 보드(110)가 착탈 가능하게 결합하도록 커넥터를 구비하고, AC/DC 컨버터(400)의 연결을 위한 접점 또는 단자를 구비할 수 있다. 더 나아가, 채널 보드(110)의 충방전 제어 또는 상태정보를 배터리 사이클러의 메인 제어부와 통신하기 위한 통신수단을 더 구비할 수 있다.The backplane board 300 is an intermediate component for electrically connecting the AC/DC converter 400 and the channel board 110, and is provided with a connector so that the channel board 110 can be detachably coupled, and is configured to connect the AC/DC converter 400 to the channel board 110. A contact point or terminal for connection of the DC converter 400 may be provided. Furthermore, communication means for communicating charge/discharge control or status information of the channel board 110 with the main control unit of the battery cycler may be further provided.

또한, 백플레인 보드(300)는, 하나의 백플레인 보드(300)에 다수개의 채널 보드(110)와 AC/DC 컨버터(400)가 결합되는 구성일 수 있다.Additionally, the backplane board 300 may be configured to combine a plurality of channel boards 110 and an AC/DC converter 400 into one backplane board 300.

도 4는 트레이 모듈(200)의 구조를 더 상세하게 설명하기 위한 트레이 모듈(200)의 분해도로서, 도 4(a)는 트레이 본체(210)에서 채널 모듈(100)이 분리된 상태를 나타내고, 도 4(b)는 트레이 본체(210)의 내부를 도시한 도면이다.Figure 4 is an exploded view of the tray module 200 to explain the structure of the tray module 200 in more detail. Figure 4(a) shows the channel module 100 separated from the tray main body 210, FIG. 4(b) is a diagram showing the inside of the tray main body 210.

도 4를 참조하면, 트레이 모듈(200)은, 복수의 채널 모듈(100)을 수용하는 내부 공간을 구비하고, 채널 모듈(100)이 길이 방향으로 출입하도록 일 측이 개구되어 구성되는 트레이 본체(210)와, 트레이 본체(210)의 타측에 배치되어 복수의 채널 모듈(100)이 착탈가능하도록 결합되는 백플레인 보드(300)와, 백플레인 보드(300)를 기준으로 채널 모듈(100)의 반대편에 배치된 복수의 AC/DC 컨버터(400)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 4, the tray module 200 is a tray body having an internal space for accommodating a plurality of channel modules 100 and having one side open to allow the channel modules 100 to enter and exit in the longitudinal direction. 210), a backplane board 300 disposed on the other side of the tray main body 210 and to which a plurality of channel modules 100 are removably coupled, and on the opposite side of the channel module 100 based on the backplane board 300. It is configured to include a plurality of AC/DC converters 400 arranged.

또한, 트레이 모듈(200)은, 채널 모듈(100)이 백플레인 보드(300)와 결합할 때 채널 모듈(100)의 출입을 안내하도록 채널 모듈(100) 각각에 대응하여 트레이 본체(210)의 바닥면 및 상부 내측에 형성되는 복수의 가이드부(220)를 포함할 수 있다.In addition, the tray module 200 is attached to the bottom of the tray main body 210 in response to each channel module 100 to guide the entrance and exit of the channel module 100 when the channel module 100 is combined with the backplane board 300. It may include a plurality of guide parts 220 formed on the inside of the surface and top.

또한, 트레이 모듈(200)은, 방열을 위한 냉각풍이 유동하는 통로로서 송풍구(610)가 형성된 백프레임(600)을 더 포함할 수 있고, 백프레임(600)에는 송풍구(610)에 대응하는 위치에 냉각풍을 발생시키는 냉각팬(620)이 구비되어 채널 모듈(100)의 냉각에 이용될 수 있다.In addition, the tray module 200 may further include a back frame 600 in which a blower 610 is formed as a passage through which cooling wind for heat dissipation flows, and the back frame 600 has a position corresponding to the blower 610. A cooling fan 620 that generates cooling wind is provided and can be used to cool the channel module 100.

백플레인 보드(300)는, 채널 보드(110)와의 결합을 위한 다수의 백플레인 커넥터(310)를 포함할 수 있다. 백플레인 커넥터(310)는 채널 보드(110)마다 하나 이상으로 구성될 수 있다. 백플레인 보드(300)는, 트레임 모듈마다 하나 또는 그 이상으로 구비될 수 있고, 트레이 본체(210)에 직접 고정하거나, 백프레임(600)을 통하여 고정하는 구성도 가능하다.The backplane board 300 may include a plurality of backplane connectors 310 for coupling to the channel board 110. There may be one or more backplane connectors 310 for each channel board 110. One or more backplane boards 300 may be provided for each frame module, and may be fixed directly to the tray body 210 or fixed through the back frame 600.

도 5는 채널 모듈(100), 백플레인 보드(300) 및 AC/DC 컨버터(400)의 결합을 나타내는 측면도이다.Figure 5 is a side view showing the combination of the channel module 100, the backplane board 300, and the AC/DC converter 400.

도 5를 참조하면, 채널 모듈(100)과 AC/DC 컨버터(400)는 서로 대응하여 백플레인 보드(300)를 사이에 두고 서로 반대 측에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 5, the channel module 100 and the AC/DC converter 400 may be disposed on opposite sides of each other with the backplane board 300 in between.

상대적으로 고장 빈도가 높은 채널 모듈(100)은 백플레인 커넥터(310)를 통하여 백플레인 보드(300)에 착탈 가능하게 결합하여 비상 시에 채널 모듈(100)을 교체하거나 고장수리를 위하여 쉽게 제거할 수 있다.The channel module 100, which has a relatively high failure frequency, is detachably coupled to the backplane board 300 through the backplane connector 310, so that the channel module 100 can be easily removed for replacement or repair in an emergency. .

이에 반하여, AC/DC 컨버터(400)는, 전원 버스바(410)를 통하여 백플레인 보드(300)에 전기적으로 연결되되, 전원 버스바(410)를 볼트 또는 솔더링(soldering) 등의 고정수단을 이용하여 백플레인 보드(300)에 반고정식으로 결합할 수 있으나, 주변 구성요소들에 분리되어 구성되어 있으므로 고장 등의 비상 시에는 고정수단을 제거함으로써 교체 또는 유지관리를 용이하게 할 수 있다.In contrast, the AC/DC converter 400 is electrically connected to the backplane board 300 through the power bus bar 410, and the power bus bar 410 is connected using a fixing means such as bolts or soldering. Therefore, it can be semi-fixedly coupled to the backplane board 300, but since it is configured separately from the surrounding components, replacement or maintenance can be facilitated by removing the fixing means in the event of an emergency such as a breakdown.

이하에서는 본 발명의 채널 모듈(100)에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the channel module 100 of the present invention will be described in detail.

도 6은 본 발명에 따른 채널 모듈(100)의 블록도이고, 도 7은 채널 모듈(100)의 사시도(도 7(a)) 및 분해도(도 7(b))이다.Figure 6 is a block diagram of the channel module 100 according to the present invention, and Figure 7 is a perspective view (Figure 7(a)) and an exploded view (Figure 7(b)) of the channel module 100.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 채널 모듈(100)은, 길이 방향의 일측에 백플레인 보드(300)와 착탈이 가능하게 결합되는 메인 커넥터(114)를 구비한 채널 보드(110)와, 채널 보드(110)의 하부에 소정 거리만큼 평행하게 이격되어 배치되고, 배터리 셀(500)의 충방전을 위하여 채널 보드(110)로부터의 구동신호에 따라 스위칭 동작이 제어되는 다수의 스위치 소자(132), 및 스위치 소자(132)의 방열면에 열적으로 결합하여 스위치 소자(132)의 열을 방열하도록 구성되는 방열판(133)을 포함하는 방열 모듈(130)과, 채널 보드(110)의 상부에 배치되고 채널 보드(110)에 착탈가능하게 결합되는 서브 보드(120)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Referring to Figures 6 and 7, the channel module 100 of the present invention includes a channel board 110 having a main connector 114 that is removably coupled to the backplane board 300 on one side in the longitudinal direction, and , a plurality of switch elements arranged in parallel and spaced apart by a predetermined distance at the bottom of the channel board 110, and whose switching operation is controlled according to a driving signal from the channel board 110 for charging and discharging the battery cell 500 ( 132), and a heat dissipation module 130 including a heat dissipation plate 133 configured to radiate heat from the switch element 132 by thermally coupling to the heat dissipation surface of the switch element 132, and an upper portion of the channel board 110. It is characterized in that it includes a sub board 120 that is disposed in and detachably coupled to the channel board 110.

채널 보드(110)는, 메인 커넥터(114) 외에도 채널 모듈(100) 내에서 사용될 직류 전원을 생성하는 직류 전원부(113)와, 충방전을 수행하기 위하여 스위치 소자(132)의 스위칭 동작을 제어하기 위한 구동신호를 생성하는 스위치 구동부(112)와, 스위치 소자(132)의 스위칭 동작에 의하여 생성된 스위칭 전압과 전류를 필터링하기 위한 필터부(111)와, 서브 보드(120)를 채널 보드(110)에 착탈식으로 결합하기 위한 서브 커넥터(115)를 더 포함할 수 있다.In addition to the main connector 114, the channel board 110 includes a DC power supply unit 113 that generates DC power to be used in the channel module 100, and a switching operation of the switch element 132 to perform charging and discharging. A switch driving unit 112 that generates a driving signal for the switch, a filter unit 111 for filtering the switching voltage and current generated by the switching operation of the switch element 132, and a sub board 120 are connected to the channel board 110. ) may further include a sub-connector 115 for detachable coupling.

서브 커넥터(115)는, 도 7(b)에 도시된 바와 같이 냉각팬(620)에 의한 냉각풍이 유동하는 방향과 나란하게 배치되고, 냉각풍이 채널 보드(110)와 서브 보드(120) 사이로 유동하도록 서브 보드(120)를 채널 보드(110)와 소정 거리만큼 이격할 수 있을 정도의 높이를 가지고 채널 보드(110) 상에 배치될 수 있다.The sub-connector 115 is arranged parallel to the direction in which the cooling wind from the cooling fan 620 flows, as shown in FIG. 7(b), and the cooling wind flows between the channel board 110 and the sub-board 120. The sub board 120 may be placed on the channel board 110 at a height sufficient to space the sub board 120 from the channel board 110 by a predetermined distance.

방열 모듈(130)은, 채널 보드(110)에 물리적으로 분리되는 구성요소로서, 바람직하게는 채널 보드(110)의 하부에 소정 거리만큼 평행하게 이격되어 배치될 수 있다. 이러한 구성을 통하여, 냉각팬(620)에 의한 냉각풍이 방열 모듈(130)과 채널 보드(110) 사이로 유동하여 방열효율을 높일 수 있다.The heat dissipation module 130 is a component that is physically separated from the channel board 110, and may preferably be arranged in parallel and spaced apart by a predetermined distance at the lower part of the channel board 110. Through this configuration, cooling wind generated by the cooling fan 620 flows between the heat dissipation module 130 and the channel board 110, thereby increasing heat dissipation efficiency.

이와 같이, 방열 모듈(130)을 채널 보드(110)와 분리하는 경우에는 스위치 소자(132)에서 발생한 열에 의하여 채널 보드(110) 및 서브 보드(120)의 회로가 받는 영향을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 특히, 배터리 셀(500)의 전압 및 전류를 센싱하는 센싱 회로는 온도의 변화에 따라 센싱값에 오차가 발생할 우려가 있으나, 이와 같이 방열 모듈(130)을 분리함으로써 전압 및 전류 측정값의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In this way, when the heat dissipation module 130 is separated from the channel board 110, the effect on the circuits of the channel board 110 and the sub board 120 due to the heat generated by the switch element 132 can be minimized. There is. In particular, the sensing circuit that senses the voltage and current of the battery cell 500 may have errors in the sensing value due to changes in temperature, but by separating the heat dissipation module 130, the accuracy of the voltage and current measurement values can be improved. There is an effect that can be improved.

다만, 방열 모듈(130)의 분리에 의하여 배선이 길어짐에 따라 스위칭 노이즈가 증가할 우려가 있으므로, 방열 모듈(130)은 스위치 소자(132)에 연결되는 전원 라인의 스위칭 노이즈를 바이패스시킬 수 있는 다수의 바이패스 커패시터(131)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이를 통하여 스위치 소자(132)에 의하여 발생하는 스위칭 노이즈의 크기나 주변으로의 방사를 줄일 수 있는 효과가 있다.However, since there is a risk that switching noise may increase as the wiring becomes longer due to separation of the heat dissipation module 130, the heat dissipation module 130 is capable of bypassing the switching noise of the power line connected to the switch element 132. It may be configured to further include a plurality of bypass capacitors 131. This has the effect of reducing the size of switching noise generated by the switch element 132 or radiation to the surroundings.

도 6에 따르면, 서브 보드(120)는, 채널 보드(110)의 상부에 착탈가능하게 결합되는 구성요소로서, 채널 모듈(100)의 충방전 동작을 제어하는 MCU(Micro-Controller Unit, 121)와, 배터리 셀(500)의 전압 및 충방전 전류를 센싱하는 센싱부(122)를 포함할 수 있다.According to FIG. 6, the sub board 120 is a component detachably coupled to the upper part of the channel board 110 and is an MCU (Micro-Controller Unit, 121) that controls the charging and discharging operation of the channel module 100. and a sensing unit 122 that senses the voltage and charge/discharge current of the battery cell 500.

특히, 센싱부(122)를 채널 보드(110)에 분리하여 구성함으로써, 채널 보드(110)와 분리하지 않은 경우에 비하여 전압 및 전류를 센싱하는 센싱 포인트로의 배선이 집적화되고 간편해질 뿐만 아니라 채널보드센싱 회로의 기준이 되는 기준 전위를 원 포인트로 구성할 수 있으므로 센싱된 전압 및 전류의 정확도가 향상되는 효과가 있다.In particular, by separating the sensing unit 122 from the channel board 110, the wiring to the sensing point that senses voltage and current becomes more integrated and simpler compared to the case where it is not separated from the channel board 110, and the channel Since the reference potential that serves as the standard for the board sensing circuit can be configured as one point, the accuracy of the sensed voltage and current is improved.

또한, MCU(121) 및 센싱부(122)로 구성된 서브 보드(120)는 채널 보드(110) 및 방열 모듈(130)보다 고장 확률이 상대적으로 낮으므로, 채널 모듈(100)의 교체 시에도 따로 분리하여 재사용할 수 있는 장점이 있다.In addition, the sub board 120 consisting of the MCU 121 and the sensing unit 122 has a relatively lower failure probability than the channel board 110 and the heat dissipation module 130, so it must be replaced separately when replacing the channel module 100. It has the advantage of being able to be separated and reused.

또한, 서브 보드(120)를 채널 보드(110)를 기준으로 방열 모듈(130)과 반대쪽에 배치함으로써, 방열 모듈(130)에서 발생하는 열 및 스위칭 노이즈의 방사에 의한 영향을 최소화할 수 있다.Additionally, by placing the sub board 120 on the opposite side of the heat dissipation module 130 based on the channel board 110, the influence of heat and switching noise generated from the heat dissipation module 130 can be minimized.

도 7을 참조하면, 채널 모듈(100)은, 채널 보드(110)를 중심으로 채널 보드(110)의 상하에 서브 보드(120) 및 방열 모듈(130)이 배치되는 구조일 수 있다.Referring to FIG. 7 , the channel module 100 may have a structure in which a sub board 120 and a heat dissipation module 130 are arranged above and below the channel board 110 with the channel board 110 as the center.

또한, 채널 모듈(100)은, 필터부(111)에 전기적으로 연결되어 배터리 셀(500)에 충방전 전압 및 전류를 제공하도록 구성된 도체(예컨대, 버스바, 도면부호 미도시)와, 과전류 또는 단락 전류가 발생하였을 때 이를 차단하도록 동작하는 과전류 차단수단(150)을 더 포함할 수 있다. 여기에서 과전류 차단수단(150)은 퓨즈일 수 있다.In addition, the channel module 100 includes a conductor (e.g., bus bar, not shown) electrically connected to the filter unit 111 and configured to provide charge/discharge voltage and current to the battery cell 500, and an overcurrent or It may further include overcurrent blocking means 150 that operates to block short-circuit current when it occurs. Here, the overcurrent blocking means 150 may be a fuse.

또한, 채널 모듈(100)은, 채널 보드(110)와의 사이에 방열 모듈(130)이 위치하도록 채널 보드(110)가 배치된 측의 반대측에 방열판(133)과 인접하게 배치되는 베이스 판넬(140)을 더 포함할 수 있다.In addition, the channel module 100 includes a base panel 140 disposed adjacent to the heat sink 133 on the opposite side of the channel board 110 so that the heat dissipation module 130 is positioned between the channel board 110 and the channel board 110. ) may further be included.

베이스 판넬(140)은, 방열판(133)과 소정 거리만큼 이격배치되도록 지지수단(141)에 의하여 채널 보드(110)에 고정될 수 있으며, 베이스 판넬(140)과 방열판(133) 사이의 이러한 이격공간에 의하여 냉각팬(620)에 의한 냉각풍이 방열판(133)과 베이스 판넬(140) 사이로 유동함으로써 방열 효율을 향상시킬 수 있다.The base panel 140 may be fixed to the channel board 110 by the support means 141 so as to be spaced apart from the heat sink 133 by a predetermined distance, and this spacing between the base panel 140 and the heat sink 133 Heat dissipation efficiency can be improved by allowing the cooling wind generated by the cooling fan 620 to flow between the heat sink 133 and the base panel 140 due to the space.

또한, 베이스 판넬(140)은, 도전성 재질, 즉 금속성 판재로 제작하여 방열판(133)에서 방사되는 스위칭 EMI(Electro-Magnetic Interference)가 인접 채널로 전파되지 않고 차단되도록 구성될 수 있다. 이 경우에, 베이스 판넬(140)을 방열판(133)과 소정 거리만큼 이격하여 배치하면, 방열판(133)과 베이스 판넬(140) 사이의 커패시턴스가 작아지므로 커패시턴스에 의하여 스위칭 EMI가 누설되는 것을 최소화할 수 있다.Additionally, the base panel 140 may be made of a conductive material, that is, a metallic plate, so that switching EMI (Electro-Magnetic Interference) radiated from the heat sink 133 is blocked without propagating to adjacent channels. In this case, if the base panel 140 is placed at a predetermined distance from the heat sink 133, the capacitance between the heat sink 133 and the base panel 140 becomes small, thereby minimizing leakage of switching EMI due to capacitance. You can.

도 8은 채널 보드(110)와 방열 모듈(130) 간의 결합관계를 도시한 분해도이다.Figure 8 is an exploded view showing the coupling relationship between the channel board 110 and the heat dissipation module 130.

도 8을 참조하면, 방열 모듈(130)은 채널 보드(110)의 하부에 결합될 때, 대전류 접속부(116)와 소신호 접속부(117)에 의하여 착탈가능하게 결합되도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 8, when the heat dissipation module 130 is coupled to the lower part of the channel board 110, it may be configured to be detachably coupled by the large current connection portion 116 and the small signal connection portion 117.

대전류 접속부(116)는, 대전류가 흐르는 방열 모듈(130)의 도체(예컨대, 버스바)에 볼트 또는 솔더링(soldering) 등의 고정수단에 의하여 결합을 하고, 소신호 접속부(117)는 이에 대응하는 방열 모듈(130)의 소신호 단자가 착탈가능하도록 암수 커넥터 형태로 구성할 수 있다.The large current connection part 116 is connected to the conductor (e.g., bus bar) of the heat dissipation module 130 through which a large current flows by fixing means such as bolts or soldering, and the small signal connection part 117 is connected to the corresponding conductor (e.g., bus bar). The small signal terminal of the heat dissipation module 130 can be configured in the form of a male and female connector so that it is removable.

특히, 대전류 접속부(116)는, 도 8에 도시된 바와 같이 방열 모듈(130)이 채널 모듈(100)로부터 상기 소정 거리만큼 이격되도록 돌출되는 형태일 수 있다. 또한, 냉각풍의 유동을 방해하지 않도록 냉각풍의 유동 방향으로 개방되어 돌출되는 구조일 수 있다.In particular, the high current connection portion 116 may be in a form that protrudes so that the heat dissipation module 130 is spaced apart from the channel module 100 by the predetermined distance, as shown in FIG. 8 . Additionally, it may have a structure that is open and protrudes in the direction of the cooling wind flow so as not to impede the flow of the cooling wind.

방열 모듈(130)은, 베터리 셀의 충방전을 수행하기 위하여 다수의 스위칭 소자가 높은 충방전 전류를 스위칭하면서 많은 열이 발생하는 구성요소이므로 고장 빈도가 높을 수밖에 없다. 따라서, 위와 같이 채널 보드(110)에 착탈가능하게 구성함으로써 교체 및 수리를 용이하게 할 수 있다.The heat dissipation module 130 is a component that generates a lot of heat while multiple switching elements switch high charge/discharge currents to charge and discharge the battery cell, so the frequency of failure is bound to be high. Therefore, replacement and repair can be facilitated by making it detachable from the channel board 110 as described above.

도 9는 채널 모듈(100)의 적층 구조와 방열 효과를 설명하기 위한 채널 모듈(100)의 측면도이다.Figure 9 is a side view of the channel module 100 to explain the stacked structure and heat dissipation effect of the channel module 100.

도 9를 참조하면, 본 발명의 채널 모듈(100)은, 길이 방향의 일측에 백플레인 보드(300)와 착탈이 가능하게 결합되는 메인 커넥터(114)를 구비한 채널 보드(110)와, 채널 보드(110)의 하부에 소정 거리만큼 평행하게 이격되어 배치되고, 배터리 셀(500)의 충방전을 위하여 채널 보드(110)로부터의 구동신호에 따라 스위칭 동작이 제어되는 다수의 스위치 소자(132)와 스위치 소자(132)의 방열면에 열적으로 결합하여 스위치 소자(132)의 열을 방열하도록 구성되는 방열판(133)을 포함하는 방열 모듈(130)과, 채널 보드(110)의 상부에 배치되고 채널 보드(110) 상의 서브 커넥터(115)에 착탈가능하게 결합되는 서브 보드(120)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 9, the channel module 100 of the present invention includes a channel board 110 having a main connector 114 that is detachably coupled to the backplane board 300 on one side in the longitudinal direction, and a channel board A plurality of switch elements 132 arranged in parallel and spaced apart by a predetermined distance at the bottom of 110, the switching operation of which is controlled according to a driving signal from the channel board 110 for charging and discharging of the battery cell 500; A heat dissipation module 130 including a heat dissipation plate 133 configured to thermally couple to the heat dissipation surface of the switch element 132 to dissipate heat from the switch element 132, and disposed on the upper part of the channel board 110 and forming a channel It is characterized by including a sub board 120 that is detachably coupled to the sub connector 115 on the board 110.

특히, 방열 모듈(130)은, 대전류 접속부(116) 및 소신호 접속부(117)에 의하여 채널 보드(110)로부터 소정 거리만큼 이격되어 배치되고, 베이스 판넬(140)과 소정 거리만큼 이격되도록 베이스 판넬(140)이 다수의 지지수단(141)에 의하여 채널 보드(110)에 고정되는 구조일 수 있다.In particular, the heat dissipation module 130 is arranged to be spaced apart from the channel board 110 by a predetermined distance by the large current connection part 116 and the small signal connection part 117, and is spaced apart from the base panel 140 by a predetermined distance. (140) may be fixed to the channel board (110) by a plurality of support means (141).

또한, 냉각풍의 유동성이 저하되지 않도록, 서브 보드(120)가 결합하는 서브 커넥터(115), 및 방열 모듈(130)과 채널 보드(110)를 연결하는 소신호 커넥터는 냉각풍의 유동 방향을 따라 길게 형성되고, 대전류 접속부(116)는 냉각풍의 유동 방향으로 개방되어 돌출되는 구조일 수 있다.In addition, so that the fluidity of the cooling wind is not reduced, the sub connector 115 to which the sub board 120 is coupled and the small signal connector connecting the heat dissipation module 130 and the channel board 110 are long along the flow direction of the cooling wind. The high current connection portion 116 may have a structure that is open and protrudes in the direction of cooling wind flow.

이러한 구조로 인하여, 채널 모듈(100)로 입사된 냉각풍은 도 9에 도시된 바와 같이 채널 보드(110)와 베이스 판넬(140)에 의하여 가이드될 뿐 아니라 별다른 저항을 받지 않고 냉각 모듈, 채널 보드(110) 및 서브 보드(120) 사이를 지날 수 있으므로 채널 모듈(100)을 구성하는 각종 전자부품을 효과적으로 방열할 수 있다.Due to this structure, the cooling wind incident on the channel module 100 is not only guided by the channel board 110 and the base panel 140 as shown in FIG. 9, but is also guided through the cooling module and the channel board without receiving any particular resistance. Since it can pass between 110 and the sub board 120, heat can be effectively dissipated from various electronic components constituting the channel module 100.

도 10은 복수의 채널 모듈(100)이 트레이 본체(210)에 배치된 상태를 도시한 도면이다.FIG. 10 is a diagram showing a state in which a plurality of channel modules 100 are arranged on the tray main body 210.

도 10에 따르면, 채널 모듈(100)은, 지지수단(141)에 의하여 채널 보드(110)와 평행하게 배치되는 베이스 판넬(140)을 포함하되, 베이스 판넬(140)은 채널 보드(110)에 전기적으로 절연되고 배터리 사이클러의 새시 그라운드에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.According to FIG. 10, the channel module 100 includes a base panel 140 arranged parallel to the channel board 110 by a support means 141, and the base panel 140 is attached to the channel board 110. Characterized by being electrically isolated and electrically connected to the chassis ground of the battery cycler.

채널 모듈(100)의 하부에 설치된 방열 모듈(130)은, 큰 전류로 스위칭 동작을 하는 다수의 스위치 소자(132)와 스위치 소자(132)의 방열면에 열적으로 커플링되어 스위치 소자(132)의 방열을 담당하는 방열판(133)을 포함하는 구성인바, 방열판(133)은 스위치 소자(132)의 방열면(예컨대, MOSFET 또는 IGBT 소자의 드레인 측)과 사이에 형성되는 커패시턴스에 의하여 스위치 소자(132)의 스위칭 전압과 유사한 파형으로 스위칭 EMI를 방사하는 안테나와 같은 역할을 하게 된다.The heat dissipation module 130 installed at the lower part of the channel module 100 is thermally coupled to a plurality of switch elements 132 that perform a switching operation with a large current and the heat dissipation surface of the switch elements 132, thereby forming the switch element 132. As a configuration including a heat sink 133 responsible for dissipating heat, the heat sink 133 is connected to the switch element ( It acts like an antenna that radiates switching EMI with a waveform similar to the switching voltage of 132).

만약, 복수의 채널 모듈(100)이 도 10에 도시된 것처럼 서브 보드(120)가 동일한 방향을 향하도록 서로 평행하게 백플레인 보드(300)에 결합되는 구조라면, 어느 한 채널 모듈(100)의 방열 모듈(130)은 인접한 다른 채널 모듈(100)의 서브 보드(120)에 가깝게 마주보게 되므로, 어느 한 채널 모듈(100)의 방열 모듈(130)에서 방사되는 스위칭 EMI는 인접 채널 모듈(100)의 서브 보드(120)에 구성된 센싱부(122)에 영향을 주게 되어 센싱부(122)에서 센싱한 배터리 셀(500)의 충방전 전압과 전류의 정확도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.If a plurality of channel modules 100 are coupled to the backplane board 300 in parallel with each other so that the sub boards 120 face the same direction as shown in FIG. 10, the heat dissipation of any one channel module 100 Since the module 130 faces closely the sub board 120 of another adjacent channel module 100, the switching EMI radiated from the heat dissipation module 130 of one channel module 100 is transmitted from the adjacent channel module 100. This may affect the sensing unit 122 configured on the sub board 120, causing a problem in which the accuracy of the charge/discharge voltage and current of the battery cell 500 sensed by the sensing unit 122 is reduced.

이에 대응하여, 본 발명의 채널 모듈(100)은, 채널 보드(110)와 평행하게 배치되는 베이스 판넬(140)을 포함하도록 구성되어, 방열 모듈(130)에서 방사되는 스위칭 EMI(Electro-Magnetic Interference)가 인접 채널 모듈(100)로 전파되는 대신에 섀시 그라운드(710) 측으로 빠지도록 구성할 수 있다.Corresponding to this, the channel module 100 of the present invention is configured to include a base panel 140 disposed in parallel with the channel board 110, causing electro-magnetic interference (EMI) radiated from the heat dissipation module 130. ) can be configured to fall toward the chassis ground 710 instead of propagating to the adjacent channel module 100.

이를 위하여, 베이스 판넬(140)은, 도전성 재질, 즉 금속성 판재로 구성하되, 채널 보드(110)에는 전기적으로 절연되고, 배터리 사이클러의 섀시 그라운드(710)에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.To this end, the base panel 140 is made of a conductive material, that is, a metallic plate, but is electrically insulated from the channel board 110 and electrically connected to the chassis ground 710 of the battery cycler.

만약, 베이스 판넬(140)이 채널 보드(110)에 전기적으로 절연되지 않고 예를 들어 채널 보드(110) 내 전원의 전원 그라운드(720) 또는 신호 그라운드에 연결된다면, 방열 모듈(130)에서 방사된 스위칭 EMI 성분이 베이스 판넬(140)을 타고 채널 보드(110)의 전원 그라운드(720) 또는 신호 그라운드를 교란시킴으로써 회로의 동작 또는 센싱값에 오류를 유발할 수 있다.If the base panel 140 is not electrically insulated from the channel board 110 and is connected to, for example, the power ground 720 or signal ground of the power source within the channel board 110, the radiated energy from the heat dissipation module 130 Switching EMI components may travel through the base panel 140 and disturb the power ground 720 or signal ground of the channel board 110, causing errors in circuit operation or sensing values.

그러나, 본 발명의 베이스 판넬(140)은, 채널 보드(110)와는 전기적으로 절연되는 대신에 직접 섀시 그라운드(710)에 접속하므로, 채널 보드(110)의 회로에 영향을 주지 않고 스위칭 EMI를 섀시 그라운드(710)로 바이패스시킬 수 있다.However, since the base panel 140 of the present invention is directly connected to the chassis ground 710 instead of being electrically isolated from the channel board 110, switching EMI is transmitted to the chassis without affecting the circuitry of the channel board 110. It can be bypassed to ground 710.

더 나아가, 베이스 판넬(140)을 방열판(133)에 밀착시키는 대신에 소정 거리만큼 이격하여 배치하면, 방열판(133)과 베이스 판넬(140) 사이의 커패시턴스가 작아지므로 해당 커패시터에 의하여 스위칭 EMI가 베이스 판넬(140) 외부로 누설되는 것을 최소화할 수 있다.Furthermore, if the base panel 140 is placed at a predetermined distance apart from the heat sink 133 instead of being in close contact with the heat sink 133, the capacitance between the heat sink 133 and the base panel 140 becomes small, so that the switching EMI is reduced by the capacitor. Leakage to the outside of the panel 140 can be minimized.

베이스 판넬(140)을 섀시 그라운드(710)에 연결하는 방법은, 채널 모듈(100)이 가이드부(220)에 의하여 안내되어 백플레인 보드(300)에 탈부착될 때, 베이스 판넬(140)이 가이드부(220)에 슬라이딩 결합하고 이를 통하여 섀시 그라운드(710)에 전기적으로 연결되는 구성일 수 있다. 이에 대안적으로 또는 부가적으로, 별도의 전기 도선 또는 도체를 이용하여 베이스 판넬(140)을 배터리 사이클러 외함의 섀시 그라운드(710) 포인트에 전기적으로 연결하는 것도 가능하다.The method of connecting the base panel 140 to the chassis ground 710 is that when the channel module 100 is guided by the guide part 220 and attached to and detached from the backplane board 300, the base panel 140 is guided by the guide part 220. It may be slidingly coupled to 220 and electrically connected to the chassis ground 710 through this. Alternatively or additionally, it is also possible to electrically connect the base panel 140 to the chassis ground 710 point of the battery cycler enclosure using a separate electrical lead or conductor.

트레이 본체(210)에 복수의 채널 모듈(100)을 배치할 때 복수의 채널 모듈(100)은, 도 10에 도시된 것처럼 서브 보드(120)가 동일한 방향을 향하도록 서로 평행하게 백플레인 보드(300)에 결합될 수 있다.When placing a plurality of channel modules 100 on the tray main body 210, the plurality of channel modules 100 are parallel to each other with the sub boards 120 facing the same direction as the backplane board 300, as shown in FIG. 10. ) can be combined.

이에 대안적으로, 트레이 본체(210)에 복수의 채널 모듈(100)을 배치할 때 복수의 채널 모듈(100)은, 인접한 채널 모듈(100)의 서브 보드(120)가 각각 다른 방향을 향하도록 서로 평행하게 백플레인 보드(300)에 결합될 수 있다. 이러한 구성에서는 인접한 채널 모듈(100) 사이에서 스위칭 EMI의 소스에 해당하는 방열 모듈(130)끼리 마주하거나, 노이즈에 취약한 서브 보드(120)끼리 마주하게 되어 인접 방열 모듈(130)로부터 서브 보드(120)가 스위칭 EMI의 영향을 받는 것을 저감할 수 있다.Alternatively, when placing a plurality of channel modules 100 on the tray main body 210, the plurality of channel modules 100 are configured so that the sub boards 120 of adjacent channel modules 100 each face different directions. They can be coupled to the backplane board 300 in parallel with each other. In this configuration, the heat dissipation modules 130 corresponding to the source of switching EMI between adjacent channel modules 100 face each other, or the sub boards 120 vulnerable to noise face each other, so that the sub boards 120 are separated from the adjacent heat dissipation modules 130. ) can be reduced from being affected by switching EMI.

이 경우에, 본 발명의 배터리 사이클러는, 인접한 서브 보드(120) 사이에 배치되는 추가적인 베이스 판넬(140)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 추가적인 베이스 판넬(140)에 의하여 각 채널 모듈(100)의 스위칭 EMI는 서로 마주보는 서브 보드(120) 사이에 영향을 주지 않고 섀시 그라운드(710)로 바이패스될 수 있다.In this case, the battery cycler of the present invention may be configured to further include an additional base panel 140 disposed between adjacent sub boards 120. By using the additional base panel 140, the switching EMI of each channel module 100 can be bypassed to the chassis ground 710 without affecting the sub boards 120 facing each other.

또한, 본 발명의 베이스 판넬(140)은, 상술한 스위칭 EMI 뿐만 아니라, 방열 모듈(130)에서 발생한 열이 인접한 채널 모듈(100), 특히 인접한 채널 모듈(100)의 서브 보드(120)에 영향을 주는 것을 차단하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 베이스 판넬(140)은, 적어도 한 면에 단열 도료가 코팅되거나, 단열필름이 부착되어 형성되는 단열막을 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, in the base panel 140 of the present invention, not only the above-described switching EMI but also the heat generated from the heat dissipation module 130 affects the adjacent channel module 100, especially the sub board 120 of the adjacent channel module 100. It can perform the function of blocking the giving of . To this end, the base panel 140 may be configured to further include an insulating film formed by coating at least one side with an insulating paint or attaching an insulating film.

도 11은 본 발명에 따른 방열 모듈(130)의 적층 구조의 일 실시예를 설명하기 위한 분해도이다.Figure 11 is an exploded view to explain an embodiment of the stacked structure of the heat dissipation module 130 according to the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 방열 모듈(130)은, 다수의 도전성 패턴(137)이 형성된 회로층, 절연층 및 금속기판이 순차적으로 적층되어 구성되는 메탈 PCB(Printed Circuit Board)(134)와, 메탈 PCB(134)의 회로층에 방열면이 면접촉하고 메탈 PCB(134)의 도전성 패턴(137)으로 스위칭 전류가 흐르도록 출력단자가 배치되고 구동신호에 의하여 스위칭 동작이 제어되는 다수의 스위치 소자(132)와, 회로층이 형성된 면의 반대면, 즉 금속기판 측에 열적으로 면접촉하여 스위치 소자(132)의 열을 방열하도록 구성되는 방열판(133)과, 도전성 패턴(137) 상에 배치되어 전기적으로 접촉하는 다수의 대전류 버스바(135)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 11, the heat dissipation module 130 according to the present invention is a metal PCB (Printed Circuit Board) (134) composed of a circuit layer on which a plurality of conductive patterns 137 are formed, an insulating layer, and a metal substrate sequentially stacked. ), and a plurality of output terminals are arranged so that the heat dissipation surface is in surface contact with the circuit layer of the metal PCB 134 and the switching current flows through the conductive pattern 137 of the metal PCB 134, and the switching operation is controlled by a driving signal. A heat sink 133 configured to dissipate heat from the switch element 132 by thermally contacting the switch element 132 with the surface opposite to the surface on which the circuit layer is formed, that is, the metal substrate side, and the conductive pattern 137. It is characterized in that it includes a plurality of high-current bus bars 135 that are disposed and in electrical contact.

여기에서, 메탈 PCB(134)는, 금속기판이 알루미늄을 포함하는 알루미늄 기판인 알루미늄 PCB일 수 있고, 금속기판을 중심으로 양측에 절연층과 회로층이 적층되는 양면 메탈 PCB(134)일 수 있으나, 방열판(133)은 스위치 소자(132)와 대전류 버스바(135)가 배치되는 면의 반대면에 배치하는 것이 바람직하다.Here, the metal PCB 134 may be an aluminum PCB in which the metal substrate contains aluminum, or it may be a double-sided metal PCB 134 in which an insulating layer and a circuit layer are laminated on both sides around the metal substrate. , the heat sink 133 is preferably disposed on the opposite side of the side where the switch element 132 and the high-current bus bar 135 are disposed.

스위치 소자(132)는 전자적으로 고속으로 스위칭이 제어되는 반도체 스위치, 예컨대, BJT(Bipolar Junction Transistor), MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) 및 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)에서 선택되는 소자일 수 있다.The switch element 132 is a semiconductor switch whose switching is electronically controlled at high speed, for example, an element selected from BJT (Bipolar Junction Transistor), MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor), and IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). It can be.

스위치 소자(132)에 스위칭 전류가 흐르면서 발생하는 열은 스위치 소자(132)의 방열면을 통해서 방열될 수 있다. 방열면은 스위치 소자(132)의 컬렉터 또는 드레인과 전기적으로 연결되거나 절연된 면일 수 있다. 스위치 소자(132)의 방열을 위하여 방열면은 회로층에 열적으로 면접촉하도록 구성될 수 있고, 바람직하게는 솔더링에 의하여 열적으로 강하게 결합되는 구성일 수 있다. 이러한 구성을 통하여 스위치 소자(132)와 메탈 PCB(134)의 금속기판 사이에는 열저항이 낮게 형성되어 효과적인 방열이 이루어질 수 있다.Heat generated as a switching current flows through the switch element 132 may be dissipated through the heat dissipation surface of the switch element 132. The heat dissipation surface may be a surface electrically connected to or insulated from the collector or drain of the switch element 132. In order to dissipate heat of the switch element 132, the heat dissipating surface may be configured to thermally contact the circuit layer, and may preferably be configured to be strongly thermally coupled by soldering. Through this configuration, low thermal resistance is formed between the switch element 132 and the metal substrate of the metal PCB 134, allowing effective heat dissipation.

메탈 PCB(134)의 회로층에는 스위치 소자(132)가 스위칭할 때 스위치 소자(132)의 컬렉터 및 이미터 단자(BJT, IGBT) 또는 드레인 및 소스 단자(MOSFET)가 전기적으로 연결되어 스위칭 전류가 흐르는 다수의 도전성 패턴(137)이 형성된다.In the circuit layer of the metal PCB 134, when the switch element 132 switches, the collector and emitter terminals (BJT, IGBT) or drain and source terminals (MOSFET) of the switch element 132 are electrically connected to generate a switching current. A plurality of flowing conductive patterns 137 are formed.

또한, 메탈 PCB(134)의 회로층에는 스위치 소자(132)의 스위칭 동작을 제어하는 구동신호가 스위치 소자(132)의 제어 단자(예컨대, MOSFET 및 IGBT의 게이트 단자 또는 BJT의 베이스 단자)에 전달되도록 제어 단자에 전기적으로 연결되는 또 다른 다수의 도전성 패턴이 형성될 수 있다.In addition, in the circuit layer of the metal PCB 134, a driving signal that controls the switching operation of the switch element 132 is transmitted to the control terminal (e.g., the gate terminal of the MOSFET and IGBT or the base terminal of the BJT) of the switch element 132. If possible, another plurality of conductive patterns electrically connected to the control terminal may be formed.

대전류 버스바(135)는, 큰 스위칭 전류가 흐르는 메탈 PCB(134)의 다수의 도전성 패턴(137) 상에 전기적으로 접촉하도록 다수 개가 배치되고, 대전류 버스바(135)의 일단은, 채널 보드(110)의 대전류 접속부(116)에 전기적/기계적으로 결합하여 스위칭 전류의 경로를 형성할 수 있다.A large number of high-current bus bars 135 are arranged to electrically contact the plurality of conductive patterns 137 of the metal PCB 134 through which a large switching current flows, and one end of the high-current bus bar 135 is a channel board ( A switching current path can be formed by electrically/mechanically coupled to the high current connection portion 116 of 110).

또한, 메탈 PCB(134)에는 채널 보드(110)의 소신호 접속부(117)와 전기적으로 결합하여 스위치 소자(132)에 대한 구동신호 또는 기타 신호를 주고받는 다수의 소신호 단자부(138)가 메탈 PCB(134) 상으로 돌출되게 구비될 수 있다.In addition, the metal PCB 134 includes a plurality of small signal terminal units 138 that are electrically coupled to the small signal connection unit 117 of the channel board 110 to exchange driving signals or other signals for the switch element 132. It may be provided to protrude onto the PCB 134.

도 11에 따르면, 방열판(133), 메탈 PCB(134) 및 대전류 버스바(135)는, 결합수단(139)에 의하여 전기적, 열적 및 기계적으로 견고하게 결합할 수 있다. 특히, 방열판(133) 및 메탈 PCB(134)는, 방열판(133) 및 메탈 PCB(134)를 관통하는 결합수단(139)에 의하여 열적으로 결합하고, 메탈 PCB(134) 및 대전류 버스바(135)는, 결합수단(139)에 의하여 전기적으로 결합할 수 있다.According to FIG. 11, the heat sink 133, the metal PCB 134, and the high-current bus bar 135 can be firmly coupled electrically, thermally, and mechanically by the coupling means 139. In particular, the heat sink 133 and the metal PCB 134 are thermally coupled by a coupling means 139 that penetrates the heat sink 133 and the metal PCB 134, and the metal PCB 134 and the high-current bus bar 135 ) can be electrically coupled by the coupling means 139.

이러한 구성을 통하여, 방열판(133)과 메탈 PCB(134) 사이의 열저항은 낮게 형성되어 높은 방열 효율을 기대할 수 있고, 메탈 PCB(134)와 대전류 버스바(135) 사이에는 전기적 접촉저항이 낮게 형성되어 큰 값의 스위칭 전류가 흐를 때 높은 전력 효율을 기대할 수 있다.Through this configuration, the thermal resistance between the heat sink 133 and the metal PCB 134 is formed to be low, so high heat dissipation efficiency can be expected, and the electrical contact resistance is low between the metal PCB 134 and the high-current bus bar 135. When a large switching current flows, high power efficiency can be expected.

또한, 본 발명에 따른 방열 모듈(130)은, 스위치 소자(132)의 스위칭 동작에 의하여 발생하는 스위칭 노이즈를 바이패스시키는 다수의 바이패스 커패시터(131)를 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the heat dissipation module 130 according to the present invention may be configured to further include a plurality of bypass capacitors 131 that bypass switching noise generated by the switching operation of the switch element 132.

이때, 다수의 바이패스 커패시터(131)는, 메탈 PCB(134)에 구비되어 스위칭 전류가 흐르는 스위치 소자(132)의 컬렉터 및 이미터 단자(BJT, IGBT) 또는 드레인 및 소스 단자(MOSFET)에 전기적으로 연결되는 도전성 패턴(137)에 연결되는 구성일 수 있다.At this time, the plurality of bypass capacitors 131 are provided on the metal PCB 134 to electrically connect the collector and emitter terminals (BJT, IGBT) or drain and source terminals (MOSFET) of the switch element 132 through which the switching current flows. It may be connected to the conductive pattern 137 connected to .

또한, 다수의 바이패스 커패시터(131)는, 도 11에 도시된 것과 같이 대전류 버스바(135)의 상부에 배치되는 별도의 커패시터 기판(136) 상에 배치되어 스위치 소자(132)의 스위칭 전류가 흐르는 도전성 패턴(137)에 전기적으로 연결되는 구성도 가능하다.In addition, a plurality of bypass capacitors 131 are disposed on a separate capacitor substrate 136 disposed on top of the high-current bus bar 135, as shown in FIG. 11, so that the switching current of the switch element 132 A configuration that is electrically connected to the flowing conductive pattern 137 is also possible.

이와 같이, 바이패스 커패시터(131)를 스위치 소자(132)에 근접하여 배치함으로써, 스위치 소자(132)의 동작 중에 발생하는 스위칭 리플을 짧은 경로로 바이패스시켜 스위칭 노이즈의 전파를 저감하는 효과가 있다.In this way, by placing the bypass capacitor 131 close to the switch element 132, the switching ripple generated during the operation of the switch element 132 is bypassed to a short path, thereby reducing the propagation of switching noise. .

상술한 구성을 통하여, 본 발명에 따른 배터리 사이클러는, 배터리 셀의 충방전을 수행하는 채널 모듈(100)의 고장에 대응하여 채널 모듈(100)을 교체하거나 간편하게 유지보수를 수행할 수 있고, 배터리 셀의 전압 및 전류의 정확한 측정을 위하여 인접한 채널 모듈(100) 간의 EMI에 의한 방사 및 도전성 간섭을 최소화할 수 있는 효과가 있다.Through the above-described configuration, the battery cycler according to the present invention can replace the channel module 100 or easily perform maintenance in response to a failure of the channel module 100 that performs charging and discharging of battery cells, In order to accurately measure the voltage and current of a battery cell, there is an effect of minimizing radiation and conductive interference caused by EMI between adjacent channel modules 100.

이상에서는, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예를 기초로 본 발명을 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In the above, the present invention has been described and illustrated based on preferred embodiments for illustrating the principles of the present invention, but the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described. The embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the patent claims described below, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 채널 모듈 110: 채널 보드
111: 필터부 112: 스위치 구동부
113: 직류 전원부 114: 메인 커넥터
115: 서브 커넥터 116: 대전류 접속부
117: 소신호 접속부
120: 서브 보드 121: MCU
122: 센싱부
130: 방열 모듈 131: 바이패스 커패시터
132: 스위치 소자 133: 방열판
134: 메탈 PCB 135: 대전류 버스바
136: 커패시터 기판 137: 도전성 패턴
138: 소신호 단자부 139: 결합수단
140: 베이스 판넬 141: 지지수단
150: 과전류 차단수단
200: 트레이 모듈 210: 트레이 본체
220: 가이드부
300: 백플레인 보드 310: 백플레인 커넥터
400: AC/DC 컨버터 410: 전원 버스바
500: 배터리 셀
600: 백프레임 610: 송풍구
620: 냉각팬
710: 섀시 그라운드 720: 전원 그라운드
100: channel module 110: channel board
111: filter unit 112: switch driving unit
113: DC power supply unit 114: Main connector
115: sub-connector 116: high current connection part
117: Small signal connection part
120: Sub board 121: MCU
122: Sensing unit
130: heat dissipation module 131: bypass capacitor
132: switch element 133: heat sink
134: Metal PCB 135: High current bus bar
136: capacitor substrate 137: conductive pattern
138: small signal terminal 139: coupling means
140: Base panel 141: Support means
150: Overcurrent blocking means
200: Tray module 210: Tray body
220: Guide unit
300: backplane board 310: backplane connector
400: AC/DC converter 410: Power busbar
500: battery cell
600: back frame 610: air vent
620: Cooling fan
710: Chassis ground 720: Power ground

Claims (6)

배터리 셀의 성능 및 수명 평가를 위하여 상기 배터리 셀의 충방전을 수행하는 배터리 사이클러에 있어서,
서로 평행하게 배치되어 채널 별로 상기 배터리 셀의 충방전을 수행하는 복수의 채널 모듈이 착탈가능하도록 결합되는 하나 이상의 트레이 모듈을 포함하여 구성되고,
상기 트레이 모듈은,
상기 복수의 채널 모듈을 수용하는 내부 공간이 구비되고, 상기 채널 모듈이 길이 방향으로 출입하도록 일 측이 개구되어 구성되는 트레이 본체; 및
상기 트레이 본체의 타측에 배치되어 상기 복수의 채널 모듈이 착탈가능하도록 결합되는 백플레인 보드를 포함하고,
상기 복수의 채널 모듈 각각은,
길이 방향의 일측에 상기 백플레인 보드와 착탈이 가능하게 결합되는 메인 커넥터를 구비한 채널 보드;
상기 채널 보드의 하부에 소정 거리만큼 평행하게 이격되어 배치되고, 상기 배터리 셀의 충방전을 위하여 상기 채널 보드로부터의 구동신호에 따라 스위칭 동작이 제어되는 다수의 스위치 소자와, 상기 스위치 소자의 열을 방열하도록 상기 스위치 소자의 방열면에 결합하여 구성되는 방열판을 포함하는 방열 모듈; 및
상기 채널 보드와의 사이에 상기 방열 모듈이 위치하도록 상기 방열판과 인접하게 배치되는 도전성의 베이스 판넬을 포함하여 구성되고,
상기 베이스 판넬은, 지지수단에 의하여 상기 채널 보드와 평행하게 배치되되, 상기 채널 보드에 전기적으로 절연되고 상기 배터리 사이클러의 새시 그라운드에 전기적으로 연결되어 상기 방열 모듈에서 방사되는 스위칭 EMI(Electro-Magnetic Interference)가 인접한 채널 모듈로 전파되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 배터리 사이클러.
In the battery cycler that performs charging and discharging of the battery cell to evaluate the performance and lifespan of the battery cell,
It is configured to include one or more tray modules to which a plurality of channel modules that are arranged in parallel and perform charging and discharging of the battery cells for each channel are detachably coupled,
The tray module is,
a tray body provided with an internal space for accommodating the plurality of channel modules and having one side open to allow the channel modules to enter and exit in the longitudinal direction; and
It includes a backplane board disposed on the other side of the tray body to which the plurality of channel modules are removably coupled,
Each of the plurality of channel modules,
a channel board having a main connector on one side in the longitudinal direction that is detachably coupled to the backplane board;
A plurality of switch elements arranged at a predetermined distance apart in parallel at the bottom of the channel board and whose switching operation is controlled according to a driving signal from the channel board for charging and discharging the battery cells, and a row of the switch elements a heat dissipation module including a heat dissipation plate coupled to a heat dissipation surface of the switch element to dissipate heat; and
It is configured to include a conductive base panel disposed adjacent to the heat sink so that the heat dissipation module is positioned between the channel board,
The base panel is arranged parallel to the channel board by a support means, is electrically insulated from the channel board, and is electrically connected to the chassis ground of the battery cycler to prevent electro-magnetic interference (EMI) radiated from the heat dissipation module. A battery cycler that blocks interference from propagating to adjacent channel modules.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 베이스 판넬은, 상기 방열판과 소정 거리만큼 이격배치되어 냉각팬에 의한 냉각풍이 상기 방열판과 베이스 판넬 사이로 유동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 사이클러.
According to paragraph 1,
The battery cycler is characterized in that the base panel is arranged to be spaced apart from the heat sink by a predetermined distance so that cooling air generated by a cooling fan flows between the heat sink and the base panel.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 채널 보드의 상부에 배치되고, 상기 채널 보드에 착탈가능하게 결합되는 서브 보드를 더 포함하고,
상기 서브 보드는, 상기 채널 모듈의 충방전 동작을 제어하는 MCU(Micro-Controller Unit)와, 상기 배터리 셀의 전압 및 충방전 전류를 센싱하는 센싱 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 사이클러.
According to paragraph 1,
Further comprising a sub board disposed on an upper portion of the channel board and detachably coupled to the channel board,
The sub-board includes a micro-controller unit (MCU) that controls charging and discharging operations of the channel module, and a sensing circuit that senses the voltage and charging and discharging current of the battery cell.
제1항에 있어서,
상기 채널 모듈이 슬라이딩 결합에 의하여 상기 백플레인 보드와 결합하도록 상기 채널 모듈을 안내하는 복수의 가이드부가 상기 트레이 본체의 바닥면에 각각 형성되고,
상기 베이스 판넬은, 상기 가이드부를 통하여 상기 섀시 그라운드에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 사이클러.
According to paragraph 1,
A plurality of guide parts are formed on the bottom of the tray body to guide the channel module so that the channel module is coupled to the backplane board by sliding coupling,
A battery cycler, wherein the base panel is electrically connected to the chassis ground through the guide part.
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