KR102869551B1 - 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비 - Google Patents

일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비

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KR102869551B1 KR1020240121312A KR20240121312A KR102869551B1 KR 102869551 B1 KR102869551 B1 KR 102869551B1 KR 1020240121312 A KR1020240121312 A KR 1020240121312A KR 20240121312 A KR20240121312 A KR 20240121312A KR 102869551 B1 KR102869551 B1 KR 102869551B1
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Abstract

본 발명은 배터리접촉부와 전원부를 근거리에 위치시켜 일체형 구조로 형성하고, 부스바를 이용한 케이블 연결구조를 통하여, 케이블의 갯수, 길이가 감소되고, 소비전력 감소로 인해 설비운영비용이 절감되며, 전력변환 효율이 증가된다.

Description

일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비{Battery cell charging/discharging equipment of integral structuer}
본 발명은 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비에 관한 것으로서, 상부에 양극단자가 형성되고, 하부에 음극단자가 형성되는 배터리 셀(10)과 전기적으로 연결되는 배터리접촉부(100); 및 상기 배터리 접촉부(100)의 상부에 일체형으로 형성되어 상기 배터리 셀(10)이 충전 또는 방전되도록 전원을 관리하는 전원부(200);로 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지 충방전 기술은 전기 에너지를 저장하고 방출하는 장치인 이차전지의 충전과 방전 과정을 다루는 기술을 의미한다.
여러 종류의 이차전지가 있지만, 대표적으로 리튬이온 배터리가 널리 사용된다. 이러한 배터리들은 다양한 용도와 산업에서 사용되며, 모바일 기기, 전기 자동차, 에너지 저장 시스템 등에 사용된다.
이러한 배터리 셀의 충방전설비를 통해 충방전을 되풀이하여 배터리 기능을 수행할 수 있도록 하고, 충방전설비는 통상 교류전원을 적절한 직류전원으로 변환하는 AC/DC 인버터와, 카트리지 형태로 구성되어 AC/DC 인버터로부터 직류전원을 공급받아 충전용 직류전원을 생성/공급/방출하는 DC전원모듈 및 DC전원모듈과 전기적으로 연결되고, 배터리 셀이 연결되어 충방전 동작을 수행하는 충방전 지그를 포함한다.
한편, 기존 충방전설비의 경우, AC/DC 인버터 및 DC전원모듈로 이루어진 전원부가 충방전지그와 별도로 분리되어 설치되어 떨어진 거리만큼 사용되는 케이블이 길이 및 수량이 증가하였고, 특히, 상, 하 방향에 양극/음극이 형성된 배터리 셀의 경우, 복수개의 충방전시 각 배터리 셀마다 양극/음극에 연결되는 케이블로 인하여 그 수량이 많이 소요되고, 관리가 어렵다는 문제점이 있었다.
또한, 고용량의 배터리 셀을 생산하는 경우, 전원부의 용량, 크기, 수량 등이 증가함에 따라 충방전설비의 설비용적률이 증가하게 되어 생산현장의 설비면적을 증가시키거나 현장조건상 적용이 되지 않아 생산자체가 불가하다는 문제점이 있었다.
또한, 고용량의 배터리 셀을 생산하는 경우, 배터리 셀의 크기가 증가함에 따라 기존 고정형태의 충방전지그의 양/음극 단자와 배터리 셀의 양/음극단자의 위치가 맞지 않아 생산자체가 불가하다는 문제점이 있었다.
또한, 기존의 배터리 셀의 충방전시, 전원부 및 배터리 셀에 발생하는 높은 온도를 효율적으로 관리하는 구조가 존재하지 않아 공정효율 및 제품의 신뢰도가 낮다는 문제점이 있었다.
또한, 기존의 전원부는 볼팅체결 등의 강결구조로 결합되어 있어 전원부에 문제가 발생하는 경우, 유지, 보수, 관리가 용이하지 못하다는 문제점이 있었다.
특허문헌 1: 대한민국 등록특허공보 제10-2648357호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 배터리접촉부와 전원부를 근거리에 위치시켜 일체형 구조로 형성하고, 부스바를 이용한 케이블 연결구조를 통하여, 케이블의 갯수, 길이가 감소되고, 소비전력 감소로 인해 설비운영비용이 절감되며, 전력변환 효율이 증가되는 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비는, 상부에 양극단자가 형성되고, 하부에 음극단자가 형성되는 배터리 셀(10)과 전기적으로 연결되는 배터리접촉부(100); 및 상기 배터리 접촉부(100)의 상부에 일체형으로 형성되어 상기 배터리 셀(10)이 충전 또는 방전되도록 전원을 관리하는 전원부(200);로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전원부(200)는, 내측 상부에 인버터모듈이 안착되는 제1 공간(210) 및 내측 하부에 전원모듈이 안착되는 제2 공간(220)이 각각 구획되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전원부(200)의 내측 중앙부에는 상기 전원모듈의 구동에 따른 고온의 기체가 상부로 이동되도록 제1 냉각팬(400)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전원부(200)의 말단에는 상기 제1 냉각팬(400)을 통해 이동된 고온의 기체를 흡입하여 상기 전원부(200)의 외부로 배기되도록 제2 냉각팬(500)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 공간(210)의 일측에는 외부로부터 저온의 기체가 급기되도록 개구된 급기부(211)가 형성되고, 상기 제1 공간(210)의 타측에는 상기 인버터모듈의 구동에 따른 고온의 기체가 상기 제2 냉각팬(500)이 설치된 방향으로 이동되는 것을 가이드 하도록 소정의 각도로 경사진 경사플레이트(212)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전원부(200)의 상부 양측에 길이방향으로 길게 형성되는 사이드레일(230, 240)이 형성되고, 상기 사이드레일(230, 240)의 외측면에 복수개의 캠팔로워(231, 241)가 형성되며, 상기 전원부(200)의 상부에는 판형태의 탑루프(300)가 형성되고, 상기 탑루프(300)의 하부에는 길이방향으로 길게 형성되되, 상기 캠팔로워(231, 241)가 안착되어 상기 전원부(200)의 슬라이드 이동을 가이드 하는 이동가이드홈(311, 321)을 포함하는 한 쌍의 제1, 2 이동가이드레일(310, 320)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리접촉부(100)와 상기 전원부(200) 사이에는 하부에 상기 배터리접촉부(100)가 연결되고, 상부에 상기 전원부(200)가 안착되도록 커넥트프레임(600)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리접촉부(100)는 상기 커넥트프레임(600)에 고정설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리접촉부(100)는, 상부 측면에 위치되어 상기 전원부(200)와 전기적으로 연결되는 제1 부스바(110)와, 선단 및 말단 상부에 상기 커넥트프레임(600)과 결합되는 지지샤프트(120)와, 상기 제1 지지샤프트(120)의 하부에 결합되는 제1 프로브블럭(130)과, 상기 제1 프로브블럭(130)의 하부에 형성되는 양극단자(140)와, 상기 전원모듈의 양극과 상기 양극단자(140)를 연결하는 제1 전류케이블(150)과, 상기 제1 프로브블럭(130)의 하부에 이격되어 형성되는 제2 프로브블럭(160)과, 상기 제2 프로브블럭(150)의 상부에 형성되는 음극단자(170)와, 상기 음극단자(170)와 연결되는 제2 전류케이블(180)과, 상기 제2 프로브블럭(160)의 측면에 위치되어 상기 제2 전류케이블(180)과 전기적으로 연결되는 제2 부스바(190) 및 상기 제1 부스바(110)와 상기 제2 부스바(190)를 전기적으로 연결하는 제3 전류케이블(EC)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 커넥트프레임(600)의 하부에는 제어에 의해 상기 배터리접촉부(100)가 수평방향으로 이동되도록 이동가이드부재(700)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동가이드부재(700)는, 상기 커넥트프레임(700)의 하부면에 수평방향으로 배치되는 호리즌레일(710)과, 상기 호리즌레일(710)에 연결되어 수평방향으로 이동하는 이동블럭(720)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리접촉부(100)는, 상부 측면에 위치되어 상기 전원부(200)와 전기적으로 연결되는 제1 부스바(110)와, 선단 및 말단 상부에 각각 상기 이동블럭(720)과 결합되는 지지샤프트(120)와, 상기 지지샤프트(120)의 하부에 결합되는 제1 프로브블럭(130)과, 상기 제1 프로브블럭(130)의 하부에 형성되는 양극단자(140)와, 상기 전원모듈의 양극과 상기 양극단자(140)를 연결하는 제1 전류케이블(150)과, 상기 제1 프로브블럭(130)의 하부에 이격되어 형성되는 제2 프로브블럭(160)과, 상기 제2 프로브블럭(150)의 상부에 형성되는 음극단자(170)와, 상기 음극단자(170)와 연결되는 제2 전류케이블(180)과, 상기 제2 프로브블럭(160)의 측면에 위치되어 상기 제2 전류케이블(180)과 전기적으로 연결되는 제2 부스바(190) 및 상기 제1 부스바(110)와 상기 제2 부스바(190)를 전기적으로 연결하는 제3 전류케이블(EC)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 공간(220)의 바닥면에는 상기 배터리 셀(10)이 상기 양극단자(140) 및 상기 음극단자(170)에 접속하여 충방전되는 과정에서 발생하는 고온의 기체가 별도의 냉각수단에 의해 상기 제2 공간(220) 측으로 이동되도록 기체통과공(223)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전원부(200) 내부에 구비된 발열소자의 발열량을 온도감지센서가 감지하여 상기 전원부(200) 내부의 온도를 측정한 후 설정값과 측정값을 비교하여 상기 제1 냉각팬(400)의 출력량을 PWM제어하는 것을 특징으로 한다.
이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 배터리접촉부와 전원부를 근거리에 위치시켜 일체형 구조를 이룸으로써, 케이블의 갯수, 길이가 감소되고, 소비전력 감소로 인해 설비운영비용이 절감되며, 전력변환 효율이 증가된다는 장점이 있다.
또한, 고용량의 배터리 셀의 생산시, 최적화된 설비구조에 따라 기존의 설비환경에서도 적용이 가능하고, 제어에 의해 충방전 지그가 수평이동함에 따라 해당 용량별 배터리 셀과 호환되어 원활할 충방전 공정을 수행할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본체부의 구조, 냉각팬의 위치 등을 고려한 설계를 통하여 충방전시, 전원부 및 배터리 셀에서 발생하는 높은 온도를 효율적으로 관리함으로써, 공정효율 및 제품의 신뢰도를 확보하고, 프리차져를 통한 디가싱(충전)시에도 냉각팬의 제어에 의해 일정온도를 유지시켜 추가 프리차져 설치에 따른 호환운영이 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본체와 전원부가 슬라이드 구조로 연결됨에 따라 전원부의 이상이 발생시 해당 전원부만 별도로 분리가능하여 유지, 보수, 관리가 용이하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비의 전체 모습을 보인 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비의 일부 분해된 모습을 보인 분해사시도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비의 분해된 모습을 보인 분해사시도
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비의 분해된 모습을 보인 분해사시도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비의 구성 중 전원부의 모습을 보인 사시도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비의 구성 중 전원부에서 발생하는 고온의 기체 이동경로의 모습을 보인 실시예도
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비의 정면 모습을 보인 정면도
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비의 구성 중 배터리접촉부가 승강수단에 의해 수직방향으로 이동하는 모습을 보인 실시예도
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비의 구성 중 이동가이드부재를 통해 배터리접촉부가 수평방향으로 이동하는 모습을 보인 실시예도
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비의 구성 중 전체 배터리접촉부에 구획별 제1 냉각팬이 배치된 모습을 보인 실시예도
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비의 구성중 제1 냉각팬을 PWM제어하기 위한 PID제어보드 구조의 모습을 보인 회로도
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비(1)를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비(1)는 크게, 전원부(200), 커넥트프레임(600) 및 배터리접촉부(100)로 구성된다.
설명에 앞서, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비(1)는, 그 작동이 원활히 이루어질 수 있도록 외부의 냉각장치, 구동제어장치, 전원인가장치, 모터, 실린더 등의 연동되는 구성요소들이 구비되어 진 것으로서, 상기 구동요소들을 구성하고 작동되는 원리는 본 발명이 속하는 분야에서 널리 알려진 수준의 기술수준에 해당하므로, 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 명확한 설명을 위하여 일부 도면에는 본 발명의 구성요소 일부가 생략되어 도시되었음을 유의하여야 한다.
먼저, 전원부(200)에 대하여 설명한다. 상기 전원부(200)는 도 1, 도 2 또는 도 5에 나타낸 것과 같이, 충방전 지그에 해당하는 후술할 배터리 접촉부(100)와 일체형의 결합구조를 가져 배터리 셀(10)에 전원을 공급하여 충전하거나 충전된 전력을 방전시킬 수 있도록 전원을 관리하는 구성요소로서, 제1 공간(210), 제2 공간(220) 및 사이드레일(230)로 구성된다.
여기서, 배터리 셀(10)은 리튬이온전지(Li-ion battery), 니켈수소전지(Ni-MH battery) 등으로 구성될 수 있으며, 양극 및 음극이 서로 상, 하에 형성되는 양방향 배터리 셀인 것이 바람직하며, 트레이 상에 거치되는 배터리 셀(10)의 배치 및 수량(예컨대, 가로 4EA, 세로 24EA 총 96EA)에 대응하여 복수개의 상기 전원부(200)가 설치될 수 있다.
상기 제1 공간(210)은 도 5 또는 도 6에 나타낸 것과 같이, 상기 전원부(200)의 내측 상부에 인버터모듈이 안착되는 공간이다.
이때, 인버터모듈은 AC-DC계통의 상용전원이며, AC전압의 크기조절 또는 절연목적의 변압기가 포함되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1 공간(210)의 일측에는 개구된 급기부(211)가 통공형성됨으로써, 외부의 냉각수단으로부터 저온의 기체가 상기 제1 공간(210)으로 인입되어 인버터모듈이 쿨링되는 것을 가능하게 한다.
또한, 도 6에 나타낸 것과 같이, 상기 제1 공간(210)의 타측에는 소정의 각도로 하향 경사진 경사플레이트(212)가 형성됨으로써, 인버터모듈의 구동에 따른 고온의 기체가 후술할 제2 냉각팬(500)이 설치된 방향으로 이동되는 것을 가이드 하는 동시에 기체의 이동흐름을 하부방향측으로 가져갈 수 있어 후술할 제2 공간(220) 내에 구비되는 전원모듈의 구동에 따른 고온의 기체가 제1 냉각팬(400)에 의해 상기 제1 공간(210)으로 이동되는 것이 제한된다.
한편, 상기 제1 공간(210)과 상기 제2 공간(220) 사이 상기 전원부(200)의 내측 중앙부에는 전원모듈의 구동에 따른 고온의 기체 또는 배터리 셀(10)의 충방전시 발생하는 고온의 기체가 상부로 이동되도록 제1 냉각팬(400)이 형성된다.
상기 제1 냉각팬(400)의 구성으로 인하여 전원모듈을 쿨링시키면서 전원모듈의 구동에 따른 고온의 기체 또는 배터리 셀(10)의 충방전시 발생하는 고온의 기체를 후술할 상기 제2 냉각팬(500)이 설치된 방향으로 이동시켜 외부로 배기되는 것을 가능하게 한다.
한편, 상기 배터리 접촉부(100)와 상기 전원부(200)는 일체형 구조상 상기 전원부(200)의 급기 및 배기 관로를 공유하고 있기 때문에 시스템 안전상 상기 전원부(200)의 내부에 발생하는 고온의 열기의 관리가 필요하고, 이를 위하여, 도 11에 나타낸 것과 같이, 본발명의 경우, 상기 전원부(200) 내에 구비되는 PID제어보드를 통한 상기 제1 냉각팬(400)의 PWM제어를 실행함으로써, 상기 전원부(200) 내부에 구비된 발열소자, 온도감지센서(TEMP SENS)를 통해 상기 전원부(200) 내부의 온도를 측정한 후 설정값과 측정값을 비교하여 상기 제1 냉각팬(400)의 출력량을 제어함으로써, 상기 전원부(200) 내부의 효율적인 온도관리가 가능해 진다.
일실시예로, 상기 전원부(200)에서 전력을 변환하는 과정에서 온도감지센서(TEMP SENS)를 통해 발열소자의 온도 측정값을 센싱받아 신호로 증폭한 후 비교부로 전달하고, 비교부에서 설정값과 측정값을 비교하여 출력값을 선정한 후 출력부로 전달하며, 출렬부에서 출력값을 PWM신호로 변환하여 상기 제1 냉각팬(400)의 RPM을 제어하여 출력량을 제어함으로써, 상기 전원부(200) 내부의 정밀한 온도제어가 가능하다.
한편, 상기 전원부(200)의 말단에는 제2 냉각팬(500)이 형성됨으로써, 상기 제1 공간(210) 및 제1 냉각팬(400)을 통해 이동된 고온의 기체를 흡입하여 상기 전원부(200)의 외부로 배기시켜 상기 전원부(200) 내측 전체의 일정한 열관리가 이루어지는 것이 가능해 진다.
상기 제2 공간(220)은 도 5 또는 도 6에 나타낸 것과 같이, 상기 전원부(200)의 내측 하부에 전원모듈이 안착되는 공간이다.
이때, 전원모듈은 DC-DC계통의 전압의 충방전기로 이루어지는 것이 바람직하고, 인버터모듈과 부스바 등을 통해 전기적으로 연결되는 것이 가능하다.
한편, 상기 제2 공간(220)의 바닥면에는 구멍형태의 기체통과공(223)가 타공형성됨으로써, 배터리 셀(10)의 충방전시 발생하는 고온의 기체가 별도의 냉각수단에 의해 상기 제2 공간(220) 측으로 이동되는 것을 가능하게 한다.
한편, 상기 제2 공간(220)의 바닥면에는 소정 길이로 길게 형성된 제1, 2 이동로(221, 222)가 각각 통공형성됨으로써, 전원모듈의 용량 및 크기에 상관없이 선택적으로 후술할 제1 전류케이블(150)과 연결호환이 가능하고, 도 7, 도 8 또는 도 9에 나타낸 것과 같이, 상기 배터리접촉부(100)가 후술할 이동가이드부재(700)와 연결구조를 가진 상태에서 제어에 의해 후술할 제1 프로브블럭(130)이 수평방향으로 이동하는 과정에서 후술할 제1 전류케이블(150)이 수평방향으로 자유롭게 이동되는 것을 가능하게 한다.
한편, 도 1 또는 도 2에 나타낸 것과같이, 상기 전원부(200)의 상부에는 본체하우징에 해당하는 판형태의 탑루프(300)가 형성된다.
또한, 상기 탑루프(300)의 하부에는 길이방향으로 길게 한 쌍의 제1, 2 이동가이드레일(310, 320)이 형성된다. 이때, 상기 제1, 2 이동가이드레일(310, 320)의 일측 또는 양측에는 후술할 캠팔로워(231, 241)가 안착되도록 이동가이드홈(311, 321)이 형성된다.
한편, 제1, 2 이동가이드레일(310, 320)은 복수 개로 구비되는 상기 전원부(200)의 배치에 대응하여 형성되는 것이 바람직하다.
상기 사이드레일(230, 240)은 일정 구간 복수 개가 일렬로 배치된 상기 전원부(200)의 상부 양측에 길이방향으로 길게 형성되는 일종의 레일로서, 상기 사이드레일(230, 240)의 양외측면에는 회전가능한 복수개의 캠팔로워(231, 241)가 형성되고, 상기 사이드레일(230, 240)의 하부에는 상기 사이드레일(230. 240)의 지지를 위하여 후술할 커넥트프레임(600)의 상부에 놓여지지 복수개의 기둥프레임(250)이 형성된다.
이로 인하여, 문제가 발생한 상기 전원부(200)의 점검, 수리, 교체시, 상기 탑루프(300)로부터 해당 구역의 상기 전원부(200)를 슬라이드 이동을 통해 외부로 이탈시켜 원활한 점검, 수리, 교체를 가능하게 한다.
다음으로, 커넥트프레임(600)에 대하여 설명한다. 상기 커넥트프레임(600)은 도 3 또는 도 4에 나타낸 것과 같이, 상기 배터리접촉부(100)와 상기 전원부(200) 사이에 형성되어 상기 배터리접촉부(100)와 상기 전원부(200)를 연결하는 구성요소이다.
다음으로, 배터리접촉부(100)에 대하여 설명한다. 상기 배터리접촉부(100)는 상기 전원부(200)의 하부에 위치되어 상기 전원부(200) 및 배터리 셀(10)과 전기적으로 연결되는 구성요소로서, 상기 배터리접촉부(100)는 도 3 또는 도 4에 나타낸 것과 같이, 상기 전원부(200)에 대응하여 복수개가 일정 구역 설치되고, 현장조건에 따라 상기 커넥트프레임(600)에 고정설치되거나 도 9에 나탄낸 것과 같이, 후술할 이동가이드부재(700)를 통해 수평방향으로 이동되는 것이 가능하며, 도 8에 나타낸 것과 같이, 별도의 승강수단에 의해 수직방향으로 이동되는 것도 가능하다.
상기 배터리접촉부(100)의 수평방향으로의 이동을 가능하게 하기 위하여, 상기 커넥트프레임(600)의 하부에는 이동가이드부재(700)가 형성된다.
상기 이동가이드부재(700)는 상기 커넥트프레임(600)의 하부면에 수평방향으로 배치되는 호리즌레일(710)과, 상기 호리즌레일(710)에 연결되어 수평방향으로 이동하는 이동블럭(720)이 형성된다.
이때, 호리즌레일(710)은 일정간격 이격되어 복수개가 배치되고, 각각의 상기 호리즌레일(710)별 설치된 상기 이동블럭(720)들은 각각 동시에 같은 방향으로 이동되도록 길이방향으로 길게 형성된 연동바(800)에 각각 연결되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 배터리접촉부(100)는 양방향 배터리 셀(10)에 대응되도록 설계된 구성요소로서, 도 7, 도 8 또는 도 9에 나타낸 것과 같이, 제1 부스바(110), 지지샤프트(120), 제1 프로브블럭(130), 양극단자(140), 제1 전류케이블(150), 제2 프로브블럭(160), 음극단자(170), 제2 전류케이블(180), 제2 부스바(190), 제3 전류케이블(EC)를 포함한다.
상기 제1 부스바(110)는 통전(通電)이 가능한 동재질로 이루어지고, 상부 측면에 위치되어 상기 전원부(200)와 전기적으로 연결되고, 후술할 제3 전류케이블(EC, 음극)와 전기적으로 연결되는 구성요소로서, 복수 개로 설치된 상기 전원부(200)의 각각의 음극이 연결됨에 따라 기존 충방전 지그의 출력배선의 2채널 구성시, 채널별 양극 및 음극을 각각 결선하여 4개의 출력배선이 전원부와 연결되어 사용되는 반면, 본 발명의 배터리접촉부(100)의 출력배선의 2채널 구성시, 채널전체의 음극은 1개로 배선되는 상기 제3 전류케이블(EC)이 전원부와 연결됨에 따라 3개의 출력배선(제1 전류케이블 2개, 제3 출력케이블 1개)이 상기 전원부(200)와 연결됨에 따라 기존에 비해 사용되는 출력 케이블의 사용량을 줄일 수 있고, 채널이 증가할수록 출력 케이블의 사용량을 더욱 줄일 수 있게 해 준다.
상기 지지샤프트(120)는 선단 및 말단 상부에 각각 상기 커넥트프레임(600)과 결합되거나 상기 이동블럭(720)과 결합되는 일종의 지지대이다.
상기 제1 프로브블럭(130)은 상기 배터리접촉부(100)의 상부측에 형성되어 전원모듈의 양극과 연결되는 양극단자(140)가 구비되는 구성요소로서, 상기 지지샤프트(110)의 하부에 결합된다.
상기 제1 전류케이블(150)은 상기 제1 이동로(221) 또는 상기 제2 이동로(222)를 통해 전원모듈의 양극과 연결되고, 상기 양극단자(140)와 연결되는 구성요소로서, 상기 이동블럭(720)이 수직 또는 수평방향으로 이동시, 신축이 원활하도록 실리콘재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제2 프로브블럭(160)은 상기 제1 프로브블럭(130)의 하부에 이격되어 형성되어 전원모듈의 음극과 연결되는 음극단자(170)가 구비되는 구성요소이다.
상기 제2 부스바(190)는 상기 제1 부스바(110)와 마찬가지로 통전(通電)이 가능한 동재질로 이루어지고, 상기 제2 프로브블럭(160)의 측면에 위치되어 각각의 상기 제2 프로브블럭(160)별 음극단자(170)가 직접적으로 연결되거나 상기 음극단자(170)와 연결되는 제2 전류케이블(180)과 연결된다.
상기 제3 전류케이블(EC)은 상기 제1 부스바(110)와 상기 제2 부스바(190)를 전기적으로 연결하는 구성요소로서, 하나의 배선을 통해 각각의 상기 제2 프로브블럭(160)별 음극단자(170) 모두가 연결되는 것을 가능하게 한다.
한편, 상기 제1 프로브블럭(130) 또는 상기 제2 프로브블럭(160)에는 배터리 셀(10)의 온도를 측정할 수 있도록 온도감지센서(1000)가 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 도 10에 나타낸 것과 같이, 상기 제1 냉각팬(400)은 상기 배터리접촉부(100)의 일정 구역을 설정(도면상 4EA)하여 쿨링함으로써, 해당 배터리 셀(10) 간 균일한 온도유지가 확보되는 것을 가능하게 한다.
도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1: 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비
100: 배터리접촉부
110: 제1 부스바 120: 지지샤프트
130: 제1 프로브블럭 140: 양극단자
150: 제1 전류케이블 160: 제2 프로브블럭
170: 음극단자 180: 제2 전류케이블
190: 제2 부스바 EC: 제3 전류케이블
200: 전원부
210: 제1 공간 211: 급기부
212: 경사플레이트
220: 제2 공간 221, 222: 제1, 2 이동로
223: 기체통과공
230, 240: 사이드레일 231, 241: 캠팔로워
250: 기둥프레임
300: 탑루프
310, 320: 제1, 2 이동가이드레일
311, 321: 이동가이드홈
400: 제1 냉각팬
500: 제2 냉각팬
600: 커넥트프레임
700: 이동가이드부재
710: 호리즌레일 720: 이동블럭
800: 연동바
1000: 온도감지센서

Claims (14)

  1. 상부에 양극단자가 형성되고, 하부에 음극단자가 형성되는 양방향 배터리 셀(10)과 전기적으로 연결되는 배터리접촉부(100); 및
    상기 배터리 접촉부(100)의 상부에 일체형으로 형성되어 상기 배터리 셀(10)이 충전 또는 방전되도록 전원을 관리하는 전원부(200);로 구성되고
    상기 전원부(200)는,
    내측 상부에 인버터모듈이 안착되는 제1 공간(210) 및 내측 하부에 전원모듈이 안착되는 제2 공간(220)이 각각 구획되어 형성되며,
    상기 제1 공간(210) 및 상기 제2 공간(220) 사이에 위치되는 상기 전원부(200)의 내측 중앙부에는 공간으로 이루어진 기체이동로(260)가 형성되고,
    상기 전원부(200)의 내측 중앙부에는 상기 전원모듈의 구동에 따른 고온의 기체가 상부로 이동되도록 제1 냉각팬(400)이 형성되며,
    상기 기체이동로(260)의 말단에는 상기 제1 냉각팬(400)을 통해 이동된 고온의 기체를 흡입하여 상기 전원부(200)의 외부로 배기되도록 제2 냉각팬(500)이 형성되고,
    상기 제1 공간(210)의 일측에는 외부로부터 저온의 기체가 급기되도록 개구된 급기부(211)가 형성되며,
    상기 제1 공간(210)의 타측에는 상기 인버터모듈의 구동에 따른 고온의 기체가 상기 기체이동로(260)를 통해 상기 제2 냉각팬(500)이 설치된 방향으로 이동되는 것을 가이드 하도록 소정의 각도로 하향경사진 경사플레이트(212)가 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비(1).
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전원부(200)의 상부 양측에 길이방향으로 길게 형성되는 사이드레일(230, 240)이 형성되고,
    상기 사이드레일(230, 240)의 외측면에 복수개의 캠팔로워(231, 241)가 형성되며,
    상기 전원부(200)의 상부에는 판형태의 탑루프(300)가 형성되고,
    상기 탑루프(300)의 하부에는 길이방향으로 길게 형성되되, 상기 캠팔로워(231, 241)가 안착되어 상기 전원부(200)의 슬라이드 이동을 가이드 하는 이동가이드홈(311, 321)을 포함하는 한 쌍의 제1, 2 이동가이드레일(310, 320)이 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비(1).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배터리접촉부(100)와 상기 전원부(200) 사이에는 하부에 상기 배터리접촉부(100)가 연결되고, 상부에 상기 전원부(200)가 안착되도록 커넥트프레임(600)이 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비(1).
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배터리접촉부(100)는 상기 커넥트프레임(600)에 고정설치되는 것을 특징으로 하는 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비(1).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배터리접촉부(100)는,
    상부 측면에 위치되어 상기 전원부(200)와 전기적으로 연결되는 제1 부스바(110)와,
    선단 및 말단 상부에 상기 커넥트프레임(600)과 결합되는 지지샤프트(120)와,
    상기 지지샤프트(120)의 하부에 결합되는 제1 프로브블럭(130)과,
    상기 제1 프로브블럭(130)의 하부에 형성되는 양극단자(140)와,
    상기 전원모듈의 양극과 상기 양극단자(140)를 연결하는 제1 전류케이블(150)과,
    상기 제1 프로브블럭(130)의 하부에 이격되어 형성되는 제2 프로브블럭(160)과,
    상기 제2 프로브블럭(160)의 상부에 형성되는 음극단자(170)와,
    상기 음극단자(170)와 연결되는 제2 전류케이블(180)과,
    상기 제2 프로브블럭(160)의 측면에 위치되어 상기 제2 전류케이블(180)과 전기적으로 연결되는 제2 부스바(190) 및
    상기 제1 부스바(110)와 상기 제2 부스바(190)를 전기적으로 연결하는 제3 전류케이블(EC)로 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 구조의 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비(1).
  10. 제7항에 있어서,
    상기 커넥트프레임(600)의 하부에는 제어에 의해 상기 배터리접촉부(100)가 수평방향으로 이동되도록 이동가이드부재(700)가 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비(1).
  11. 제10항에 있어서,
    상기 이동가이드부재(700)는,
    상기 커넥트프레임(600)의 하부면에 수평방향으로 배치되는 호리즌레일(710)과,
    상기 호리즌레일(710)에 연결되어 수평방향으로 이동하는 이동블럭(720)이 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 구조의 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비(1).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배터리접촉부(100)는,
    상부 측면에 위치되어 상기 전원부(200)와 전기적으로 연결되는 제1 부스바(110)와,
    선단 및 말단 상부에 각각 상기 이동블럭(720)과 결합되는 지지샤프트(120)와,
    상기 지지샤프트(120)의 하부에 결합되는 제1 프로브블럭(130)과,
    상기 제1 프로브블럭(130)의 하부에 형성되는 양극단자(140)와,
    상기 전원모듈의 양극과 상기 양극단자(140)를 연결하는 제1 전류케이블(150)과,
    상기 제1 프로브블럭(130)의 하부에 이격되어 형성되는 제2 프로브블럭(160)과,
    상기 제2 프로브블럭(160)의 상부에 형성되는 음극단자(170)와,
    상기 음극단자(170)와 연결되는 제2 전류케이블(180)과,
    상기 제2 프로브블럭(160)의 측면에 위치되어 상기 제2 전류케이블(180)과 전기적으로 연결되는 제2 부스바(190) 및
    상기 제1 부스바(110)와 상기 제2 부스바(190)를 전기적으로 연결하는 제3 전류케이블(EC)로 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 구조의 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비(1).
  13. 제9항 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 공간(220)의 바닥면에는 상기 배터리 셀(10)이 상기 양극단자(140) 및 상기 음극단자(170)에 접속하여 충방전되는 과정에서 발생하는 고온의 기체가 별도의 냉각수단에 의해 상기 제2 공간(220) 측으로 이동되도록 기체통과공(223)이 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비(1).
  14. 제1항에 있어서,
    상기 전원부(200) 내부에 구비된 발열소자의 발열량을 온도감지센서가 감지하여 상기 전원부(200) 내부의 온도를 측정한 후 설정값과 측정값을 비교하여 상기 제1 냉각팬(400)의 출력량을 PWM제어하는 것을 특징으로 하는 일체형 구조의 배터리 셀 충방전설비(1).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170033959A (ko) * 2015-09-17 2017-03-28 (주)갑진 무전선 제어형 배터리 충전기
KR20200062165A (ko) * 2018-11-22 2020-06-03 저지앙 항커 테크놀로지 인코포레이티드 컴퍼니 원기둥형 리튬 이온 배터리 포메이션 용량 그레이딩 기기
JP2023155150A (ja) * 2022-04-07 2023-10-20 新盛力科技股▲ふん▼有限公司 放熱循環機能を有するバッテリシステム
KR102648357B1 (ko) 2022-10-25 2024-03-15 국제통신공업 주식회사 배터리 충방전 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170033959A (ko) * 2015-09-17 2017-03-28 (주)갑진 무전선 제어형 배터리 충전기
KR20200062165A (ko) * 2018-11-22 2020-06-03 저지앙 항커 테크놀로지 인코포레이티드 컴퍼니 원기둥형 리튬 이온 배터리 포메이션 용량 그레이딩 기기
JP2023155150A (ja) * 2022-04-07 2023-10-20 新盛力科技股▲ふん▼有限公司 放熱循環機能を有するバッテリシステム
KR102648357B1 (ko) 2022-10-25 2024-03-15 국제통신공업 주식회사 배터리 충방전 시스템

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