KR20090028662A - Impact test device and impact test method of battery cell - Google Patents

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KR20090028662A
KR20090028662A KR1020070093914A KR20070093914A KR20090028662A KR 20090028662 A KR20090028662 A KR 20090028662A KR 1020070093914 A KR1020070093914 A KR 1020070093914A KR 20070093914 A KR20070093914 A KR 20070093914A KR 20090028662 A KR20090028662 A KR 20090028662A
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주식회사 엘지화학
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Abstract

A battery cell impact test device and a method thereof are provided to confirm the deformation extent of a battery cell on a real time basis by performing battery cell impact test processes from input to output automatically. A dropping part fixes and mounts the battery cell in a predetermined falling shape and is made of one or more removable members(210). One or more shafts(300) fix the dropping part at the predetermined height from a floor. One or more guides are mounted on the rear side of the shaft to move the dropping part vertically.

Description

전지셀 충격시험장치 및 충격시험방법 {Impact Test Device and Impact Test Method of Battery Cell}Battery Cell Impact Test Device and Impact Test Method {Impact Test Device and Impact Test Method of Battery Cell}
본 발명은 전지셀 충격시험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 외부로부터의 충격에 대한 전지셀의 변형량을 측정하기 위하여 소정의 높이에서 전지셀을 낙하시키는 충격시험장치로서, 전지셀을 고정 장착하고 탈리시켜 자유 낙하시키는 착탈부재들로 이루어진 낙하부, 상기 낙하부를 소정의 높이에 고정하는 샤프트, 및 낙하부를 상하로 수직이동하기 위해 샤프트 후면에 장착되는 가이드를 포함하는 것으로 구성되어 있고, 상기 착탈부재는 전지셀의 일 측면을 지지하기 위해 전후 이동하는 슬라이더, 및 전지셀의 대응면을 지지하기 위해 전후 이동하는 실린더로 이루어져 있으며, 상기 슬라이더와 실린더 사이에 전지셀을 고정 장착한 후 실린더를 후진 이동시켜 순간적으로 탈리시키는 것을 특징으로 하는 충격시험장치에 관한 것이다.The present invention relates to an impact test apparatus for a battery cell, and more particularly, an impact test apparatus for dropping a battery cell at a predetermined height in order to measure the deformation amount of the battery cell against an impact from the outside. And a drop part made of detachable members detached and freely dropped, a shaft fixing the drop part at a predetermined height, and a guide mounted on the rear surface of the shaft to vertically move the drop part vertically. The member is composed of a slider that moves back and forth to support one side of the battery cell, and a cylinder that moves back and forth to support the corresponding surface of the battery cell, and fixedly mounts the battery cell between the slider and the cylinder, and then retracts the cylinder. The present invention relates to an impact test apparatus, characterized in that for moving and detaching instantly.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이 차전지 수요가 급격히 증가하고 있다.As the technology development and demand for mobile devices increase, the demand for this battery as an energy source is rapidly increasing.
이차전지는 그것이 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 단일 전지셀의 형태로 사용되기도 하고, 또는 다수의 단위전지들을 전기적으로 연결한 전지모듈의 형태로 사용되기도 한다. 예를 들어, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지셀 1 개의 출력과 용량으로 소정의 시간 동안 작동이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD(Portable DVD), 소형 PC(Personal Computer), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중형 또는 대형 디바이스는 출력 및 용량의 문제로 다수의 전지셀들을 포함하는 전지모듈의 사용이 요구된다.The secondary battery may be used in the form of a single battery cell, or in the form of a battery module in which a plurality of unit cells are electrically connected, depending on the type of external device in which the secondary battery is used. For example, a small device such as a mobile phone can operate for a predetermined time with the output and capacity of one battery cell, while a notebook computer, a portable DVD, a personal computer, an electric vehicle, and a hybrid electric Medium or large devices such as automobiles require the use of a battery module including a plurality of battery cells due to problems of output and capacity.
전지모듈은 다수의 단위전지들을 직렬 및/또는 병렬로 배열하여 연결한 코어 팩에 보호회로 등을 접속함으로써 제조된다. 단위전지로는 육면체 구조의 입체형 전지모듈을 제조하는 경우에 유리한 각형 또는 파우치형 전지, 및 부피 대비 용량비가 높은 원통형 전지가 많이 사용되고 있다. The battery module is manufactured by connecting a protection circuit or the like to a core pack in which a plurality of unit cells are arranged in series and / or in parallel. As unit cells, a rectangular or pouch type battery, which is advantageous in manufacturing a three-dimensional battery module having a hexahedral structure, and a cylindrical battery having a high capacity-to-volume ratio are used.
한편, 종래에는 이차전지로서 니켈-카드뮴 전지 또는 수소이온 전지가 주로 사용되었으나, 최근에는 에너지 밀도가 높은 리튬이온 전지 및 리튬 폴리머 전지가 많이 사용되고 있다. Meanwhile, conventionally, nickel-cadmium batteries or hydrogen ion batteries are mainly used as secondary batteries, but recently, lithium ion batteries and lithium polymer batteries having high energy density have been used.
그러나, 이러한 이차전지는 낙하, 외부 충격 등에 의한 단락, 과충전 등의 다양한 요인들에 의해 발화 내지 폭발할 위험성이 있으므로, 안전성을 확보하는 것이 이차전지의 주요한 개발 과제들 중의 하나이다. 따라서, 새로 개발된 이차전지의 안전성, 특히, 기계적 또는 물리적 안전성을 확인하기 위하여, 전지셀을 제조한 후 낙하 시험을 수행하여 전극의 단락 여부를 확인하는 방법이 많이 행해진다. However, since such secondary batteries may be ignited or exploded due to various factors such as falling, short circuits due to external shock, overcharge, etc., securing safety is one of the main development tasks of secondary batteries. Therefore, in order to confirm the safety of the newly developed secondary battery, in particular, mechanical or physical safety, a method of checking whether the electrode is shorted by performing a drop test after manufacturing the battery cell is performed.
예를 들어, 낙하 시험은 전지셀을 전극 단자 방향으로 낙하시켜 지면에 충돌할 때 전지셀의 전극 단자 부위에서 단락이 발생하는 지 여부, 전지셀에 파손된 부분이 있는 지 여부 등을 확인하는 시험으로서, 전지셀의 해당 부위가 소정의 높이로부터 낙하되어 지면에 충돌할 수 있는 조건을 설정하여 수행된다.For example, the drop test is a test for checking whether a short circuit occurs at an electrode terminal portion of a battery cell when the battery cell is dropped toward the electrode terminal and colliding with the ground, and whether the battery cell has a broken portion. As a result, the part of the battery cell may be dropped from a predetermined height to set a condition that may collide with the ground.
일반적으로, 낙하시험은 시험자가 특정한 높이에서 전지셀을 낙하시키거나 또는 별도의 장치에 탑재한 후 자유 낙하시키는 방법으로 수행된다. 그러나, 이러한 낙하시험은 전지셀을 소망하는 위치에 정확하게 낙하시키거나 낙하시 전지셀의 특정 부위가 지면과 충돌하도록 설정하는 것이 어려우므로 낙하시험에 대한 정밀성이 떨어지는 문제점이 있다. In general, the drop test is performed by a tester dropping a battery cell at a specific height or free drop after mounting it in a separate device. However, such a drop test has a problem in that it is difficult to accurately drop the battery cell at a desired position or to set a specific portion of the battery cell to collide with the ground when falling, so that the precision of the drop test is inferior.
또한, 종래의 시험 방법은 낙하시험을 반복 시행하고, 시험 결과를 분석하여 전지셀의 안전성을 평가하는 과정이 번잡하고 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있다. In addition, the conventional test method has a problem that the process of repeatedly evaluating the drop test, analyzing the test results to evaluate the safety of the battery cell is complicated and takes a lot of time and cost.
따라서, 외부로부터의 충격에 대한 전지셀의 변형량을 측정하는 시험장치에 있어서, 측정을 보다 효율적이고 정밀하게 시행할 수 있는 전지셀 충격시험장치에 대한 기술의 필요성이 높은 실정이다.Therefore, in the test apparatus for measuring the deformation amount of the battery cell against the impact from the outside, there is a high need for a technique for the battery cell impact test apparatus that can perform the measurement more efficiently and precisely.
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다. The present invention aims to solve these problems of the prior art and technical problems that have been requested from the past.
즉, 본 발명의 목적은 전지셀을 소정의 높이에서 전지의 낙하 형상을 고정한 후 순간적으로 탈리시켜 소망하는 방향으로 낙하시킴으로써, 작동이 용이하고 시험의 정밀성을 높일 수 있는 전지셀의 충격시험장치를 제공하는 것이다.In other words, an object of the present invention is to provide a battery cell impact test apparatus that can be easily operated and improve the accuracy of the test by fixing the drop shape of the battery at a predetermined height and then detaching the battery cell in a desired direction. To provide.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀 충격시험장치는 외부로부터의 충격에 대한 전지셀의 변형량을 측정하기 위하여 소정의 높이에서 전지셀을 낙하시키는 충격시험장치로서, Battery cell impact test apparatus according to the present invention for achieving this object is an impact test device for dropping a battery cell at a predetermined height in order to measure the deformation amount of the battery cell against the impact from the outside,
(a) 상호간의 간격 변화에 의해, 소정의 낙하 형상으로 전지셀을 고정 장착하고, 순간적으로 탈리시켜 자유 낙하시키는 하나 또는 둘 이상의 착탈부재들로 이루어진 낙하부; (a) a drop part made of one or more detachable members which are fixedly mounted to a predetermined drop shape by a change in a distance between each other, and are temporarily detached to freely fall;
(b) 상기 낙하부를 충격시험장치의 바닥면으로부터 소정의 높이로 고정하는 하나 또는 둘 이상의 샤프트; 및(b) one or more shafts for fixing the drop to a predetermined height from the bottom surface of the impact test apparatus; And
(c) 상기 낙하부를 상하로 수직이동하기 위해 샤프트의 후면에 장착되어 있는 하나 또는 둘 이상의 가이드;(c) one or more guides mounted on the rear side of the shaft for vertically moving the falling portion;
를 포함하는 것으로 구성되어 있고, Consists of including
상기 착탈부재는 전지셀의 일 측면을 지지하기 위해 전후 이동하는 슬라이더, 및 전지셀의 대응면을 지지하기 위해 전후 이동하는 실린더로 이루어져 있으며, 상기 슬라이더와 실린더 사이에 전지셀을 고정 장착한 후 실린더를 후진 이동시켜 순간적으로 탈리시키는 구조로 이루어져 있다.The detachable member includes a slider that moves back and forth to support one side of the battery cell, and a cylinder that moves back and forth to support the corresponding surface of the battery cell, and the battery cell is fixedly mounted between the slider and the cylinder. It is composed of a structure to detach the moment by moving backward.
따라서, 본 발명에 따른 전지셀 충격시험장치는 종래의 낙하시험장치에 비해 구조가 간단하고, 전지셀을 소정의 테스트 높이에서 소망하는 테스트 방향으로 낙하시켜 시험장치의 바닥면과 충돌시킬 수 있으므로, 전지셀 충격시험을 더욱 정밀하고 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 상기 충격시험장치는 하나 또는 둘 이상의 착탈부재들로 이루어진 낙하부, 샤프트, 및 가이드들로 이루어져 있으므로, 동시에 여러 개의 전지셀을 낙하시켜 이에 따른 전지셀의 쇼트 발생, 누액 발생, 변형량 등을 용이하게 측정할 수 있다. Therefore, the battery cell impact test apparatus according to the present invention has a simpler structure than the conventional drop test apparatus, and can drop the battery cell in a desired test direction at a predetermined test height to collide with the bottom surface of the test apparatus. The battery cell impact test can be performed more precisely and easily. In addition, the impact test device is composed of a dropping portion, a shaft, and a guide made of one or more removable members, so as to drop a plurality of battery cells at the same time to generate a short, leakage of fluid, deformation amount, etc. It can be measured easily.
하나의 바람직한 예에서, 상기 충격시험장치는 측정된 변형량 정보를 실시간으로 수집하여 분석하고, 분석 결과를 데이터베이스에 저장하고 디스플레이 하기 위한 제어-디스플레이 장치를 추가로 포함할 수 있다. 상기 제어-디스플레이 장치는 바람직하게는 정보 처리를 위한 연산 및 저장 모듈로서의 컴퓨터 본체와 디스플레이 모듈로서의 모니터를 포함하는 것으로 구성될 수 있다. In one preferred example, the impact test apparatus may further include a control-display device for collecting and analyzing the measured deformation amount information in real time, and storing and displaying the analysis result in a database. The control-display device may preferably be configured to include a computer body as an arithmetic and storage module for information processing and a monitor as a display module.
예를 들어, 전지셀에 낙하 등과 같은 외력이 인가되는 경우, 전지셀의 변형량을 측정하고, 측정된 전지셀의 변형량 정보를 컴퓨터 본체로 전송하여 필요한 정보를 분석 및 도출한 후 데이터베이스에 저장하고 모니터로 디스플레이 할 수 있다. 이러한 구조에서 전지셀의 충격시험과정은 입력부터 출력까지 일련의 과정들이 자동적으로 수행되고, 전지셀의 변형량을 실시간으로 용이하게 확인할 수 있다.For example, when an external force such as a drop is applied to a battery cell, the deformation amount of the battery cell is measured, and the measured deformation amount information of the battery cell is transmitted to the computer main body to analyze and derive the necessary information, and then store the data in a database. Can be displayed. In this structure, the impact test process of the battery cell is automatically performed a series of processes from input to output, it is easy to check the deformation amount of the battery cell in real time.
상기 변형량은 소망하는 다양한 측정 정보로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 응력, 진동, 변위 등이 사용될 수 있다.The deformation amount may be composed of various measurement information desired, for example, stress, vibration, displacement, etc. may be used.
바람직하게는, 상기 충격시험장치에서 시험되는 전지셀에는 변형 측정 센 서(strain gauge sensor) 및/또는 가속도 센서(acceleration sensor)가 장착되어 있고, 상기 센서들은 제어-디스플레이 장치에 접속되어 있는 구조일 수 있다. Preferably, the battery cell tested in the impact test apparatus is equipped with a strain gauge sensor and / or an acceleration sensor, the sensors being of a structure connected to the control-display device. Can be.
일 예로, 이러한 변형 측정 센서 및 가속도 센서는 낙하에 따른 충격을 직접 받는 부위를 제외한 전지셀의 외면에 부착될 수 있고, 낙하에 의한 전지셀의 변형량 및/또는 가속도 정보를 측정하여 제어-디스플레이 장치에 전송하기 위해 유선 또는 무선으로 제어-디스플레이 장치와 연결될 수 있다.For example, such a deformation measurement sensor and an acceleration sensor may be attached to an outer surface of a battery cell except for a portion directly affected by a drop, and measure the deformation amount and / or acceleration information of the battery cell due to the drop to control-display device. It can be connected with the control-display device by wire or wirelessly for transmission.
상기 '변형 측정 센서'는, 예를 들어, 길이의 물리량을 "100만 분의 1"의 변화 레벨로 용이하게 측정할 수 있는 센서이고, '가속도 센서'는, 예를 들어, 가속도, 진동, 충격 등에 따른 동적인 힘을 감지하며 관성력, 전기변형, 자이로의 응용원리를 이용한 센서이다. The 'strain measurement sensor' is, for example, a sensor that can easily measure the physical quantity of the length at a change level of "one millionth", and the "acceleration sensor" is, for example, acceleration, vibration, It is a sensor that senses dynamic force due to impact and uses the application principle of inertia force, electric deformation and gyro.
상기 낙하부는 샤프트에 대해 높이가 가변적으로 조절될 수 있는 구조로 장착되어 있어서, 낙하부를 소망하는 테스트 높이로 상하 수직 이동시킬 수 있다. The falling portion is mounted in a structure in which the height can be variably adjusted with respect to the shaft, so that the falling portion can be vertically moved up and down to a desired test height.
또한, 특정한 높이에서 낙하부의 위치를 고정하는 위치고정부재가 샤프트의 전면 또는 낙하부의 후면에 설치되어 있어서, 낙하부를 바닥면으로부터 소망하는 소정의 높이에서 샤프트에 용이하게 고정할 수 있다.Moreover, the position fixing member which fixes the position of a fall part at a specific height is provided in the front surface of a shaft or the back part of a fall part, and can easily fix a fall part to a shaft at a predetermined | prescribed desired height from a bottom surface.
상기 착탈부재에는 슬라이더와 실린더를 지지하기 위한 지그가 추가로 포함될 수 있으며, 예를 들어, 지그는 수직 단면상 'L'자 형상으로서, 슬라이더를 지지하기 위한 하단 지그와 실린더를 지지하는 측면 지그가 상호 연결되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.The detachable member may further include a jig for supporting the slider and the cylinder. For example, the jig has a 'L' shape in a vertical section, and the bottom jig for supporting the slider and the side jig for supporting the cylinder are mutually intersected. It may be made of a structure that is connected.
상기 지그를 포함한 착탈부재의 구조에 있어서, 상기 슬라이더는 전단부에 전지셀과 접촉하는 결합부, 후단부에 슬라이더를 전후 이동시키는 위치조절부, 및 상기 결합부와 위치조절부를 연결하는 축으로 이루어져 있고 상기 슬라이더를 지그와 연결시키는 지지부가 축 상에 추가로 장착되어 있는 구조로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 위치조절부를 앞으로 밀면 슬라이더는 전지셀이 장착되는 방향으로 전진하게 되고, 당기면 슬라이더는 전지셀이 장착되는 위치의 반대방향으로 후진하게 된다. 경우에 따라서는, 축과 지그의 접촉 계면에 나사선이 형성되어 있어서, 위치조절부를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시켜 슬라이더를 전후로 이동시킬 수 있다.In the structure of the detachable member including the jig, the slider is composed of a coupling portion in contact with the battery cell in the front end, a position adjusting unit for moving the slider back and forth at the rear end, and a shaft connecting the coupling portion and the position adjusting unit. And a support portion for connecting the slider to the jig is further mounted on the shaft. For example, when the position adjustment unit is pushed forward, the slider moves forward in the direction in which the battery cell is mounted, and when pulled, the slider moves backward in the direction opposite to the position in which the battery cell is mounted. In some cases, a screw thread is formed at the contact interface between the shaft and the jig, and the slider can be moved back and forth by rotating the position adjusting portion clockwise or counterclockwise.
또한, 이러한 구조는 슬라이더를 전후로 이동시키면서 전지셀의 장착 또는 탈리를 용이하게 하므로 바람직하다. In addition, this structure is preferable because it facilitates the mounting or detachment of the battery cell while moving the slider back and forth.
상기 실린더는 전단부에 전지셀과 접촉하는 결합부, 지그의 후면에 장착된 유압장치와 상기 결합부를 연결하는 연결부로 이루어져 있고, 상기 결합부는 유압장치에 의해 전후로 이동하는 구조로 이루어질 수 있다. 상기 유압장치는 바람직하게는 솔레노이드 밸브일 수 있지만, 그것으로 한정되는 것은 아니다. The cylinder is composed of a coupling part for contacting the battery cell at the front end, a hydraulic unit mounted on the rear of the jig and a connection part for connecting the coupling part, and the coupling part may be configured to move back and forth by the hydraulic device. The hydraulic device may preferably be, but is not limited to, a solenoid valve.
구체적으로는, 실린더의 결합부와 솔레노이드 밸브를 연결하는 연결부가 지그 상에 장착되어 있고, 결합부는 유압에 의해 전후로 이동하면서 전지셀을 안정적으로 장착 또는 탈리할 수 있다.Specifically, the connecting portion connecting the coupling portion of the cylinder and the solenoid valve is mounted on the jig, and the coupling portion can stably mount or detach the battery cell while moving back and forth by hydraulic pressure.
따라서, 상기 슬라이더와 실린더의 전후 이동에 의하여 각각의 결합부 사이의 거리가 좁혀지거나 넓어지면서 전지셀의 장착 및 탈리가 이루어질 수 있다.Therefore, as the distance between each coupling portion is narrowed or widened by the front and rear movement of the slider and the cylinder, mounting and detachment of the battery cell can be performed.
바람직하게는, 상기 전지셀을 슬라이더와 실린더 사이에 용이하게 장착하기 위하여, 슬라이더 상에 탄성부재가 추가로 장착될 수 있다. 예를 들어, 압축 스프링과 같은 탄성부재가 슬라이더의 축에 장착되도록 구성하는 경우, 압축 스프링의 탄성에 의해 슬라이더와 실린더의 결합부 사이에 전지셀을 탄력적으로 장착할 수 있다. 이러한 탄성부재가 장착된 구조는 전지셀을 용이하게 장착할 수 있을 뿐만 아니라, 전지셀에 무리한 힘이 가해지는 것을 방지할 수 있으므로 바람직하다.Preferably, in order to easily mount the battery cell between the slider and the cylinder, an elastic member may be additionally mounted on the slider. For example, when the elastic member such as the compression spring is configured to be mounted on the shaft of the slider, the battery cell can be elastically mounted between the slider and the coupling portion of the cylinder by the elasticity of the compression spring. The structure in which the elastic member is mounted is preferable because it can not only easily mount the battery cell but also prevent excessive force from being applied to the battery cell.
경우에 따라서는, 외력에 의한 전지셀 진동 상태의 변형량을 측정하기 위해, 전지셀의 낙하시 전지셀과 접촉하는 바닥부재와, 전지셀 충격 부위의 가속도를 측정하는 가속도 센서로 이루어진 진동 측정부가 전지셀의 낙하 부위에 추가로 설치될 수 있다.In some cases, in order to measure the deformation amount of the vibration state of the battery cell due to an external force, the vibration measuring unit includes a bottom member in contact with the battery cell when the battery cell falls, and an acceleration sensor for measuring the acceleration of the battery cell impact site. It can be installed in addition to the drop portion of the cell.
상기 바닥부재로는, 예를 들어, 콘크리트, 스틸, 목재 등이 사용될 수 있고, 전지셀을 소정의 높이에서 바닥부재에 낙하시키는 경우, 전지셀이 바닥부재와 충돌하는 지점의 전지셀 충격 부위에서 발생하는 진동을 가속도 센서를 사용하여 측정할 수 있다. For example, concrete, steel, wood, etc. may be used as the bottom member, and when the battery cell is dropped onto the bottom member at a predetermined height, the battery cell is impacted at the point where the battery cell collides with the bottom member. The vibration generated can be measured using an acceleration sensor.
이러한 진동 측정부는 전지셀을 파워툴 등에 장착하여 사용하는 경우 전지셀에 인가되는 진동을 측정하기 위한 간접적인 측정방법으로 사용될 수 있으므로 바람직하다.The vibration measuring unit is preferable because it can be used as an indirect measuring method for measuring the vibration applied to the battery cell when the battery cell is mounted on a power tool or the like.
본 발명의 충격시험장치에 사용되는 전지셀은 그것의 구조 또는 형상에 있어 특별한 제한은 없으며, 예를 들어, 판상형, 각형, 또는 원통형 구조의 이차전지일 수 있다.The battery cell used in the impact test apparatus of the present invention is not particularly limited in its structure or shape, and may be, for example, a secondary battery having a plate shape, a square shape, or a cylindrical structure.
본 발명은 또한 상기와 같은 전지셀 충격시험장치를 사용하여 외부로부터의 충격에 대한 전지셀의 변형량을 시험하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for testing the deformation amount of a battery cell against an impact from the outside using the battery cell impact test apparatus as described above.
상기 전지셀 충격시험장치를 이용하여 전지셀 낙하시험을 실시하는 방법은 다양할 수 있으며, 바람직하게는, 상기 낙하 시험 장치의 낙하부에서 착탈부재들 사이에 낙하 형상으로 전지셀을 고정 장착한 후 순간적으로 전지셀과 착탈부재를 탈리시켜 소망하는 방향으로 낙하를 유도할 수 있다.The method of performing a battery cell drop test using the battery cell impact test apparatus may vary. Preferably, the battery cell is fixedly mounted in a drop shape between detachable members in a drop portion of the drop test apparatus. The battery cell and the detachable member can be detached instantaneously to induce a fall in a desired direction.
예를 들어, 외부로부터의 충격에 대한 전지셀의 변형량을 시험하는 방법은, For example, the method of testing the deformation amount of a battery cell against an impact from the outside,
(i) 전지셀을 낙하부의 슬라이더와 실린더 사이에 장착하고 샤프트와 결합하는 단계;(i) mounting the battery cell between the slider and the cylinder of the drop portion and engaging the shaft;
(ii) 상기 낙하부를 충격시험장치의 바닥면으로부터 소정의 높이로 이동시키는 단계; 및(ii) moving the dropping portion to a predetermined height from the bottom surface of the impact test apparatus; And
(iii) 전지셀의 실린더를 후진하여 전지셀을 바닥면으로 낙하시키고, 가속도 센서를 사용하여 전지셀의 충격 변형량 정보를 수집하여 제어-디스플레이 장치로 전송하는 단계; (iii) reversing the cylinder of the battery cell to drop the battery cell to the bottom surface, using the acceleration sensor to collect the impact deformation information of the battery cell and transmit it to the control-display device;
로 이루어질 수 있다. It may be made of.
구체적으로, 우선, 낙하부의 착탈부재 사이에 전지셀을 위치시킨 후 슬라이더와 실린더를 접근시켜 전지셀을 고정한 후, 낙하부와 샤프트를 결합한다. Specifically, first, after placing the battery cell between the detachable member of the dropping portion to close the slider and the cylinder to fix the battery cell, and then combine the dropping portion and the shaft.
이러한 낙하부를 소정의 전지셀 시험 높이로 이동시키고 위치고정부재를 사용하여 낙하부를 고정한 후, 낙하부의 실린더를 후진시켜 전지셀을 바닥면으로 낙하시킨다.After the dropping part is moved to a predetermined battery cell test height and the dropping part is fixed by using the position fixing member, the cylinder of the dropping part is retracted to drop the battery cell to the bottom surface.
이 때, 전지셀의 소정 부위에 설치된 변형 측정 센서 및/또는 가속도 센서는 낙하과정에서 발생하는 변형 및/또는 가속도 정보를 측정하여 제어-디스플레이 장치로 전송하고, 제어-디스플레이 장치는 전송받은 정보를 분석하여 데이터베이스에 저장하고, 모니터에 표시하게 된다.At this time, the deformation measurement sensor and / or acceleration sensor installed in a predetermined portion of the battery cell measures the deformation and / or acceleration information generated during the drop process and transmits to the control display device, the control display device transmits the received information It is analyzed, stored in a database, and displayed on a monitor.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although described with reference to the drawings according to an embodiment of the present invention, this is for easier understanding of the present invention, the scope of the present invention is not limited thereto.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 충격시험장치의 정면 모식도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 전지셀 충격시험장치의 측면 모식도가 도시되어 있다.FIG. 1 is a front schematic view of a battery cell impact test apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side schematic view of the battery cell impact test apparatus of FIG. 1.
이들 도면을 참조하면, 전지셀 충격시험장치(100)는 전지셀(도시하지 않음)이 장착되는 착탈부재들(210)로 이루어진 낙하부(200), 낙하부(200)를 시험장치(100)의 바닥면(110)으로부터 소정의 높이(H)에 고정하는 샤프트(300), 샤프트(300) 후면에 장착되어있는 가이드(400), 전지셀을 소망하는 방향으로 낙하시키고 바닥부재(510)와 충돌시켜 전지셀 충격부위의 진동을 측정하는 진동 측정부(500), 및 측정 정보를 데이터베이스(612)에 저장하고 디스플레이 하는 제어-디스플레이 장치(600)로 구성되어 있다. Referring to these drawings, the battery cell impact test apparatus 100 includes a dropping part 200 and a dropping part 200 made of detachable members 210 on which a battery cell (not shown) is mounted. Shaft 300 to be fixed to a predetermined height (H) from the bottom surface 110, the guide 400 mounted on the shaft 300, the battery cell is dropped in the desired direction and the bottom member 510 and The vibration measuring unit 500 that collides to measure the vibration of the battery cell impact part, and the control-display device 600 for storing and displaying the measurement information in the database 612.
낙하부(200)는 전지셀을 장착 또는 탈리시키는 3 개의 착탈부재들(210)로 이루어져 있는 바, 착탈부재(210)의 상세한 구조 및 전지셀의 착탈 과정에 대한 내용 은 도 3을 참조하여 이후 설명한다.The falling part 200 is formed of three detachable members 210 for mounting or detaching the battery cell, and a detailed structure of the detachable member 210 and a process of detaching the battery cell will be described later with reference to FIG. 3. Explain.
샤프트(300)는 낙하부(200)가 상하 이동이 가능한 상태로 소정 위치에서 고정될 수 있도록 폭이 작고 길이가 긴 바(bar) 형상의 구조로 이루어져 있고, 낙하부(200)를 소망하는 테스트 높이로 상하 수직 이동시키게 된다. 또한, 낙하부(200)의 위치를 소망하는 높이에서 고정하기 위한 위치고정부재들(320)이 샤프트(300)의 일측에 형성되어 있다.The shaft 300 is a bar-shaped structure having a small width and a long length so that the falling portion 200 can be fixed at a predetermined position in a state where the falling portion 200 can be moved up and down, and a test for the falling portion 200 is desired. It will move vertically up and down by height. In addition, position fixing members 320 for fixing the position of the dropping part 200 at a desired height are formed at one side of the shaft 300.
가이드(400)는 낙하부(200)를 상하로 수직이동시키기 위해 샤프트(300)의 후면에 장착되어 있고, 낙하부(200)를 이동시키는 체인(420), 체인(420)의 경로를 형성하는 가이드 레일(도시하지 않음), 및 체인(420)을 구동시키는 동력을 제공하는 동력 모터(430)로 구성되어 있다. Guide 400 is mounted on the rear of the shaft 300 to vertically move the falling portion 200, and forms a path of the chain 420, the chain 420 to move the falling portion 200 A guide rail (not shown), and a power motor 430 that provides power to drive the chain 420.
진동 측정부(500)는 전지셀의 낙하시 전지셀에 접촉하는 바닥부재(520)와, 전지셀 충격부위의 진동을 측정하는 가속도 센서(도시하지 않음)로 이루어져 있다.The vibration measuring unit 500 includes a bottom member 520 in contact with the battery cell when the battery cell falls, and an acceleration sensor (not shown) for measuring vibration of the battery cell impact part.
또한, 압력에 따라 색상의 농도가 변하는 변색필름(510)이 바닥부재(520) 상에 장착되어 있고, 전지셀이 낙하하면서 바닥부재(520)와 충돌하는 압력에 따라 변색필름(510)의 색상 농도가 변화하게 된다. 변색필름(510)은, 예를 들어, 유색의 색소가 소정의 마이크로 캡슐에 밀봉된 상태로 필름 기재에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 충격의 인가시 마이크로 캡슐이 파손되면서 색소가 유출되는 구조로 이루어져 있다. 충격량이 클수록 파괴되는 마이크로 캡슐의 양이 증가하여, 그만큼 색상의 농도가 진해지게 된다. 이렇게 변화된 색상을, 예를 들어, 소정의 입력화상장치(도시하지 않음)를 이용하여 수집하고, 이러한 데이터는 제어-디스플 레이 장치(600)로 전송하여 충격량으로 표시된다. 따라서, 이러한 변색필름(510)의 변화된 색상농도를 가지고 전지셀에 인가된 충격량을 측정할 수 있다.In addition, the color change film 510 is changed on the color of the color change in accordance with the pressure is mounted on the bottom member 520, the color of the color change film 510 in accordance with the pressure collides with the bottom member 520 while the battery cell falls. The concentration will change. The discoloration film 510 has a structure in which a colored pigment is embedded in a film substrate in a state in which a colored pigment is sealed in a predetermined microcapsule. consist of. The greater the amount of impact, the greater the amount of microcapsules to be destroyed, and the more intense the color density. This changed color is collected using, for example, a predetermined input imager (not shown), and this data is transmitted to the control-display device 600 and displayed as an impact amount. Therefore, the amount of impact applied to the battery cell can be measured with the changed color concentration of the color change film 510.
제어-디스플레이 장치(600)는 컴퓨터 본체(610)와 모니터(620)로 구성되어 있고, 컴퓨터 본체(610) 내부에는 측정 정보를 저장하기 위한 데이터베이스(612)가 내장되어 있으며, 모니터(620)는 전지셀의 변형량에 대한 측정정보들을 방식으로 표시하게 된다.The control-display apparatus 600 is composed of a computer body 610 and a monitor 620, and a database 612 for storing measurement information is built in the computer body 610, and the monitor 620 is Measurement information on the deformation amount of the battery cell is displayed in a manner.
도 3 내지 도 5에는 도 1의 착탈부재에서 전지셀이 장착되는 과정, 고정되는 과정, 및 탈리되는 과정의 모식도들이 도시되어 있다.3 to 5 are schematic views illustrating a process of mounting, fixing, and detaching a battery cell in the detachable member of FIG. 1.
이들 도면을 참조하면, 착탈부재(210)는 전지셀(700)을 장착 또는 탈리시키는 슬라이더(220)와 실린더(230), 및 슬라이더(220)와 실린더(230)를 지지하는 지그(240)로 구성되어 있다. Referring to these drawings, the detachable member 210 includes a slider 220 and a cylinder 230 for mounting or detaching the battery cell 700, and a jig 240 for supporting the slider 220 and the cylinder 230. Consists of.
슬라이더(220)는 전단부에 전지셀(700)과 접촉하는 결합부(212), 후단부에 슬라이더(220)를 전후 이동시키는 위치조절부(214), 결합부(212)와 위치조절부(214)를 연결하는 축(216), 및 슬라이더(220)를 지그(240)와 연결시키는 지지부(232)가 축(216) 상에 장착된 구조로 이루어져 있다. Slider 220 is a coupling portion 212 in contact with the battery cell 700 in the front portion, the position adjusting portion 214 for moving the slider 220 back and forth in the rear end, the coupling portion 212 and the position adjusting portion ( The shaft 216 for connecting the 214, and the support 232 for connecting the slider 220 and the jig 240 has a structure mounted on the shaft 216.
즉, 위치조절부(214)를 움직여 지지부(232)를 중심으로 슬라이더(220)를 전후로 이동시키고, 위치조절부(214)와 결합부(212)를 연결하는 축(216)은 지지부(232) 상에 장착되며, 지지부(232)는 지그(240)에 장착된 구조로 이루어져 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 축(216)과 지그(240)의 접촉 계면에 나사선이 형성되어 있는 경우에는, 위치조절부(214)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시켜 슬라이 더(220)를 전후로 이동시킬 수 있다. That is, by moving the position adjuster 214, the slider 220 is moved back and forth around the support 232, and the shaft 216 connecting the position adjuster 214 and the engaging portion 212 is the support 232. Mounted on, the support 232 is made of a structure mounted on the jig 240. As described above, when a thread is formed at the contact interface between the shaft 216 and the jig 240, the slider 220 is moved back and forth by rotating the position adjusting part 214 clockwise or counterclockwise. You can.
또한, 전지셀(700)을 장착할 때 슬라이더(220)의 결합부(222)가 전지셀(700)에 탄력적으로 밀착되도록 축(216)에 스프링(218)이 장착되어 있다.In addition, the spring 218 is mounted on the shaft 216 so that the coupling portion 222 of the slider 220 is in close contact with the battery cell 700 when the battery cell 700 is mounted.
실린더(230)는 전단부에 전지셀(700)과 접촉하는 결합부(222), 지그(240)의 후면에 장착되는 솔레노이드 밸브(226)와 결합부(222)를 연결하는 연결부(224)로 이루어져 있고, 결합부(222)는 솔레노이드 밸브(226)에 의해 전후로 이동하게 된다. 즉, 실린더(230)의 결합부(222)와 솔레노이드 밸브(226)를 연결하는 연결부(224)가 지그(240)에 장착되어 있으므로, 결합부(222)는 유압에 의해 전후로 이동하게 된다.The cylinder 230 is a coupling part 224 connecting the coupling part 222 and the solenoid valve 226 mounted on the rear surface of the jig 240 to the battery cell 700 in contact with the front end portion. The coupling part 222 is moved back and forth by the solenoid valve 226. That is, since the connecting portion 224 connecting the coupling portion 222 and the solenoid valve 226 of the cylinder 230 is mounted to the jig 240, the coupling portion 222 is moved back and forth by the hydraulic pressure.
전지셀(700)을 착탈부재(210)에 장착 및 탈리시키는 과정은 다음과 같다. 우선, 도 3과 같이 실린더(230)를 전진하고 슬라이더(220)를 후진하여 각각의 결합부들(212, 222) 사이의 공간에 전지셀(700)을 삽입한다. 그리고, 도 4와 같이 슬라이더(220)를 전진하여 전지셀(700)을 각각의 결합부들(212, 222) 사이에 고정시킨다. 그런 다음, 도 5와 같이 슬라이더(220)가 지그(240)에 고정된 상태에서 실린더(230)를 후진하여 전지셀(700)을 하향으로 낙하시키는 과정으로 이루어져 있다.The process of mounting and detaching the battery cell 700 to the detachable member 210 is as follows. First, as shown in FIG. 3, the cylinder 230 is advanced and the slider 220 is backward to insert the battery cell 700 in the space between the respective coupling portions 212 and 222. As shown in FIG. 4, the slider 220 is advanced to fix the battery cell 700 between the coupling parts 212 and 222. Thereafter, as shown in FIG. 5, the slider 220 is fixed to the jig 240, and the cylinder 230 is moved backward to drop the battery cell 700 downward.
따라서, 전지셀(700)은 소망하는 낙하 방향으로 착탈부재(210)에 고정된 상태에서 소정의 측정 높이로 이동한 후 안정적으로 낙하되므로, 충격에 따른 전지셀의 정확한 변형량 정보를 확보할 수 있다. Therefore, since the battery cell 700 is stably dropped after moving to a predetermined measurement height in a state in which the battery cell 700 is fixed to the detachable member 210 in a desired drop direction, accurate deformation amount information of the battery cell due to impact can be secured. .
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀 충격시험장치는, 전지셀을 소정의 테스트 높이에서 소망하는 테스트 방향으로 낙하시켜 시험장치의 바닥면에 충돌시키는 구조로 이루어져 있으므로, 전지셀의 낙하 충격시험을 더욱 정밀하게 수행할 수 있다.As described above, the battery cell impact test apparatus according to the present invention has a structure in which the battery cell is dropped in a desired test direction at a predetermined test height and collides with the bottom surface of the test apparatus. Can be performed more precisely.
또한, 전지셀의 충격에 따른 변형량을 제어-디스플레이 장치에 의해 실시간으로 확인 및 정량적으로 이력관리를 할 수 있으므로 시험 과정을 효율적으로 진행할 수 있다.In addition, since the deformation amount according to the impact of the battery cell can be confirmed in real time and quantitatively managed by the control-display device, the test process can be efficiently performed.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 바람직할 것이다. Those skilled in the art to which the present invention pertains would like to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 충격시험장치의 정면 모식도이다;1 is a schematic front view of a battery cell impact test apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 전지셀 충격시험장치의 측면 모식도이다;Figure 2 is a schematic side view of the battery cell impact test device of Figure 1;
도 3은 도 1의 착탈부재에서 전지셀이 장착되는 과정의 모식도이다;3 is a schematic diagram of a process of mounting a battery cell in the removable member of Figure 1;
도 4는 도 1의 착탈부재에서 전지셀이 고정되는 과정의 모식도이다;Figure 4 is a schematic diagram of a process of fixing the battery cell in the removable member of Figure 1;
도 5는 도 1의 착탈부재에서 전지셀이 탈리되는 과정의 모식도이다.FIG. 5 is a schematic diagram of a process of detaching a battery cell from the detachable member of FIG. 1. FIG.

Claims (12)

  1. 외부로부터의 충격에 대한 전지셀의 변형량을 측정하기 위해 소정의 높이에서 전지셀을 낙하시키는 충격시험장치로서, An impact test apparatus for dropping a battery cell at a predetermined height to measure a deformation amount of the battery cell against an impact from the outside,
    (a) 상호간의 간격 변화에 의해, 소정의 낙하 형상으로 전지셀을 고정 장착하고, 순간적으로 탈리시켜 자유 낙하시키는 하나 또는 둘 이상의 착탈부재들로 이루어진 낙하부; (a) a drop part made of one or more detachable members which are fixedly mounted to a predetermined drop shape by a change in a distance between each other, and are temporarily detached to freely fall;
    (b) 상기 낙하부를 충격시험장치의 바닥면으로부터 소정의 높이로 고정하는 하나 또는 둘 이상의 샤프트; 및(b) one or more shafts for fixing the drop to a predetermined height from the bottom surface of the impact test apparatus; And
    (c) 상기 낙하부를 상하로 수직이동하기 위해 샤프트의 후면에 장착되어 있는 하나 또는 둘 이상의 가이드;(c) one or more guides mounted on the rear side of the shaft for vertically moving the falling portion;
    를 포함하는 것으로 구성되어 있고, Consists of including
    상기 착탈부재는 전지셀의 일 측면을 지지하기 위해 전후 이동하는 슬라이더, 및 전지셀의 대응면을 지지하기 위해 전후 이동하는 실린더로 이루어져 있으며, 상기 슬라이더와 실린더 사이에 전지셀을 고정 장착한 후 실린더를 후진 이동시켜 순간적으로 탈리시키는 것을 특징으로 하는 충격시험장치.The detachable member includes a slider that moves back and forth to support one side of the battery cell, and a cylinder that moves back and forth to support the corresponding surface of the battery cell, and the battery cell is fixedly mounted between the slider and the cylinder. Impact test apparatus, characterized in that to move backward in a moment to detach.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 장치에서 측정된 변형량 정보를 실시간으로 수집하여 분석하고, 분석 결과를 데이터베이스에 저장하고 디스플레이 하기 위한 제어-디스플레이 장치를 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 충격시험장치. The impact test apparatus according to claim 1, further comprising a control-display device for collecting and analyzing the deformation amount information measured by the device in real time, and storing and displaying the analysis result in a database.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 장치에서 시험되는 전지셀에는 변형 측정 센서(strain gauge sensor) 및/또는 가속도 센서(acceleration sensor)가 장착되어 있고, 상기 센서들은 제어-디스플레이 장치에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 충격시험장치.The method of claim 2 wherein the battery cell tested in the device is equipped with a strain gauge sensor and / or an acceleration sensor, the sensors being connected to a control-display device. Impact testing device.
  4. 제 1 항에 있어서, 외력에 의한 전지셀 진동 상태의 변형량을 측정하기 위해, 전지셀의 낙하시 전지셀과 접촉하는 바닥부재와 전지셀 충격 부위의 진동을 측정하는 가속도 센서로 이루어진 진동 측정부가 전지셀의 낙하 부위에 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 충격시험장치.According to claim 1, Vibration measuring unit consisting of an acceleration sensor for measuring the vibration of the battery cell impact portion and the bottom member in contact with the battery cell when the battery cell falls in order to measure the deformation amount of the vibration state of the battery cell due to external force Impact test apparatus, characterized in that additionally installed in the drop portion of the cell.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 낙하부는 샤프트에 대해 높이가 가변적으로 조절될 수 있는 구조로 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 충격시험장치.The impact test apparatus according to claim 1, wherein the dropping portion is mounted in a structure in which the height is variably adjusted with respect to the shaft.
  6. 제 1 항에 있어서, 특정한 높이에서 상기 낙하부의 위치를 고정하는 위치고정부재가 샤프트의 전면 또는 낙하부의 후면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 충격시험장치.The impact test apparatus according to claim 1, wherein a position fixing member for fixing the position of the dropping portion at a specific height is provided at the front of the shaft or at the rear of the dropping portion.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 착탈부재는 슬라이더와 실린더를 지지하기 위한 지그를 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 충격시험장치.The impact test apparatus according to claim 1, wherein the detachable member further includes a jig for supporting the slider and the cylinder.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 슬라이더는 전단부에 전지셀과 접촉하는 결합부, 후단부에 슬라이더를 전후 이동시키는 위치조절부, 및 상기 결합부와 위치조절부를 연결하는 축으로 이루어져 있고, 상기 슬라이더를 지그와 연결하는 지지부가 축 상에 추가로 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 충격시험장치.The slider of claim 7, wherein the slider comprises a coupling part which contacts the battery cell at a front end, a position adjusting part which moves the slider back and forth at a rear end, and an axis connecting the coupling part and the position adjusting part. Impact test apparatus, characterized in that the support portion for connecting the jig is further mounted on the shaft.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 실린더는 전단부에 전지셀과 접촉하는 결합부, 및 지그의 후면에 장착된 유압장치와 상기 결합부를 연결하는 연결부로 이루어져 있고, 상기 결합부는 유압장치에 의해 전후 이동하는 것을 특징으로 하는 충격시험장치.The method of claim 7, wherein the cylinder comprises a coupling portion for contacting the battery cell in front of the front end, and a coupling portion for connecting the coupling portion and the hydraulic device mounted on the back of the jig, the coupling portion is moved back and forth by the hydraulic device Impact test apparatus, characterized in that.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀을 슬라이더와 실린더 사이에 탄력적으로 장착할 수 있도록, 슬라이더 상에 탄성부재가 추가로 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 충격시험장치.The impact test apparatus according to claim 1, wherein an elastic member is further mounted on the slider so that the battery cell can be elastically mounted between the slider and the cylinder.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 판상형, 각형, 또는 원통형 구조의 이차전지인 것을 특징으로 하는 충격시험장치.The impact test apparatus according to claim 1, wherein the battery cell is a secondary battery having a plate shape, a square shape, or a cylindrical structure.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 하나에 따른 충격시험장치를 사용하여, 외부로부터의 충격에 대한 전지셀의 변형량을 시험하는 방법으로서,A method for testing the deformation amount of a battery cell against an impact from the outside by using the impact test apparatus according to any one of claims 1 to 11,
    (i) 전지셀을 낙하부의 슬라이더와 실린더 사이에 장착하고 샤프트와 결합하는 단계;(i) mounting the battery cell between the slider and the cylinder of the drop portion and engaging the shaft;
    (ii) 상기 낙하부를 충격시험장치의 바닥면으로부터 소정의 높이에 고정하는 단계; 및(ii) fixing the drop to a predetermined height from the bottom surface of the impact test apparatus; And
    (iii) 전지셀의 실린더를 후진하여 전지셀을 바닥면으로 낙하시키고, 가속도 센서를 사용하여 전지셀의 충격 변형량 정보를 수집하고 제어-디스플레이 장치로 전송하는 단계; (iii) reversing the cylinder of the battery cell to drop the battery cell to the bottom surface, using the acceleration sensor to collect impact deformation information of the battery cell and transmit it to the control-display device;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 충격시험방법. Impact test method, characterized in that consisting of.
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