KR20100128927A - Jig apparatus for checking insulation of cell module assembly - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파우치형 전지 셀이 복수 개로 구성되는 셀 모듈 어셈블리의 절연성을 검사 내지 측정하기 위한 지그 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 상기 셀 모듈 어셈블리를 구성하는 복수 개 파우치형 전지 셀 중 선택된 파우치형 전지 셀의 알루미늄 파우치에 복원력에 의하여 그 전기적 접촉이 유지되도록 구성되는 지그 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a jig device for inspecting or measuring the insulation of a cell module assembly composed of a plurality of pouch-type battery cells, more specifically a pouch type selected from the plurality of pouch-type battery cells constituting the cell module assembly. A jig device is configured to maintain electrical contact with an aluminum pouch of a battery cell by restoring force.
셀 모듈 어셈블리(CMA, Cell Module Assembly)는 파우치형 전지 셀이 복수 개 구비되어 형성되는 조합체를 의미하며, 파우치형 전지 셀(파우치 전지 셀)은 내부에 전지 셀이 구비되며, 파우치에 해당하는 폴리머 외장재가 상기 전지 셀을 감싸는 형태로 이루어지는 전지 셀을 의미한다.A cell module assembly (CMA) refers to a combination formed of a plurality of pouch-type battery cells, and a pouch-type battery cell (pouch battery cell) is provided with a battery cell therein, and a polymer corresponding to the pouch. It means a battery cell formed of a packaging material surrounding the battery cell.
상기 파우치 전지 셀(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 양극집전체, 세퍼레이터, 음극집전체 등으로 이루어지는 전극 조립체(120)와 상기 전극 조립체(120)를 내부에 수용하는 파우치 외장재(110)로 이루어지는 것이 일반적이다. As shown in FIG. 1, the
좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 파우치 전지 셀은 도 1에 도시된 바와 같 이 이차 전지의 화학 반응을 위한 기본 구성인 전극 조립체(120)의 양극집전체 및 음극집전체로부터 연장되어 형성되는 양극 탭(리드)(130) 및 음극 탭(리드)(140)을 포함하는 구조를 가진다.In more detail, the pouch battery cell is a positive electrode tab extending from the positive electrode collector and the negative electrode collector of the
상기 전극 조립체(120)는 상하면 파우치(110)에 마련되는 내부 공간에 수용되며, 상기 양극 탭(130) 및 음극 탭(140)은 외부 단자 등과의 전기적 접속을 위하여 외부로 노출된 형태가 된다.The
결합이 완료된 파우치 전지 셀은 도 2에 도시된 바와 같이 양극 탭(130)과 음극 탭(140)이 동일 측면에 형성될 수도 있으며, 실시형태에 따라 도 3에 도시된 바와 같이 양극 탭(130)과 음극 탭(140)이 각각 다른 측면에 형성될 수도 있다. In the combined pouch battery cell, the
이러한 파우치(110)는 상기 전극 조립체 및 이차 전지 제조를 위한 후속 공정에 의하여 내부로 유입된 전해액으로 이루어지는 전지 셀을 보호하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 파우치(110)는 상기 전지 셀의 전기 화학적 성질을 보완하고 방열성 등을 높이기 위하여 알루미늄 박막이 개재된 형태로 구성되는데, 상기 전지 셀과 외부와의 절연성을 확보하게 위하여 상기 알루미늄 박막은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, PolyEthylene Terephthalate)수지 또는 나일론(nylon) 수지 등의 절연물질로 코팅된 절연층이 외부에 형성된다.The
상기 파우치(110)는 외주면 부분에서 상부 파우치와 하부 파우치가 열융착 등에 의하여 접합되는데, 도 3의 A 부분의 확대도인 도 4에 도시된 바와 같이 상부 파우치와 하부 파우치의 계면에는 상호 간의 접착을 위하여 무연신 폴리프로필렌(CPP, Casted PolyPropylene) 또는 폴리프로필렌(PP, PolyPropylene)에 의한 접 착층(115)이 형성된다.The
즉, 상기 파우치(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 절연층(111), 알루미늄층(113), 접착층(115), 알루미늄층(113) 및 절연층(111) 순서를 가지는 소정의 층상 구조로 이루어진다.That is, the
한편, 상기와 같은 구조를 가지는 파우치형 이차 전지(100)의 파우치는 다양한 공정 과정에서 다양한 이유로 손상을 입을 수 있다. 예를 들어, 상기 전극 조립체(120)를 상기 파우치(110) 내부에 수납하는 과정에서 전극 탭(130, 140) 등의 돌출부위가 파우치 내부 PP 또는 CPP층이나 절연층 등에 크랙(crack) 등에 의한 손상을 줄 수 있다. On the other hand, the pouch of the pouch type
또한, 파우치를 실링하는 경우 외부에서 열을 가하게 되는데, 가해진 열에 의하여서도 미세한 핀홀이 발생하거나 파우치가 내상을 입어 접착층 등에 크랙이 발생할 수 있다. 이러한 이유뿐만 아니라 낙하, 충격, 압력 또는 압착 등의 물리적 형태의 외부 요인에 의해서도 얇은 박막 형태로 구성되는 접착층 등은 손상을 입게 될 수 있다.In addition, when the pouch is sealed, heat is applied from the outside, and minute pinholes may be generated even by the applied heat, or the pouch may be damaged by an adhesive layer due to an internal wound. Not only for this reason, but also due to external factors in physical form such as drop, impact, pressure, or compression, the adhesive layer formed in the thin film form may be damaged.
이렇게 접착층 등이 손상되는 경우 내부 전해액 등이 알루미늄층에 유출될 수 있고, 유출된 전해액은 알루미늄층을 부식시키며 부식된 알루미늄층은 원래의 제 기능을 수행하지 못하게 된다.When the adhesive layer is damaged in this way, the internal electrolyte may leak into the aluminum layer, the leaked electrolyte may corrode the aluminum layer, and the corroded aluminum layer may not perform its original function.
이와 함께, 외부 물리적 충격 등에 의하여 파우치 전지 셀(100)의 파우치 내부 구조가 파손되거나 소손되어 파우치 전지 셀(100)의 절연성이 파괴되는 경우 전지 셀은 정상상태 전압을 유지할 수 없게 되어 저전압을 유발할 수 있으며, 내부 전지 셀의 스웰링(swelling) 현상 등을 초래할 수 있다.In addition, when the internal structure of the
이러한 문제는 파우치 전지 셀 및 파우치 전지 셀이 복수 개로 구성되는 셀 모듈 어셈블리의 폭발 등 연쇄적인 문제점을 야기할 수 있기 때문에 사용자 또는 장착되는 장비에 치명적일 수 있으므로 상기 파우치 전지 셀(100) 또는 셀 모듈 어셈블리의 절연성이 철저히 검사되어 불량품이 원천적으로 제거될 수 있도록 운용하는 것이 바람직하다.This problem may cause a series of problems, such as explosion of the pouch battery cell and the cell module assembly consisting of a plurality of pouch battery cells may be fatal to the user or the equipment to be mounted, so the
한편, 상기와 같이 파우치 전지 셀이 복수 개로 구성되는 셀 모듈 어셈블리(200)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 파우치 전지 셀(100) 복수 개가 상호 간 직렬로 연결된 형태의 배터리 모듈로 구성될 수 있다. 실시 형태에 따라 상기 셀 모듈 어셈블리를 구성하는 복수 개 파우치 전지 셀은 병렬 또는 직병렬 혼합형으로 연결될 수 있음은 물론이다. Meanwhile, the
도 5에 도시된 바와 같이 n번째 파우치 전지 셀의 양극 탭(130)과 n+1번째 파우치 전지 셀의 음극 탭(140)은 절곡 등의 과정을 거친 후 레이저 용접 등의 방법으로 연결된다. 파우치 전지 셀 하나의 전압이 K(V)이고 셀 모듈 어셈블리를 구성하는 파우치 전지 셀이 8개인 경우 셀 모듈 어셈블리의 양극(A)과 셀 모듈 어셈블리의 음극(B) 사이의 전압은 8K(V)가 된다. As shown in FIG. 5, the
이하 설명에서는 각 파우치 전지 셀이 직렬로 연결되며, 셀 모듈 어셈블리를 구성하는 파우치 전지 셀의 개수는 8개로 이루어지는 실시형태를 예시하여 설명하도록 한다. In the following description, each pouch battery cell is connected in series, and the number of pouch battery cells constituting the cell module assembly will be described by way of example.
셀 모듈 어셈블리(200)는 도 5에 도시된 바와 같이 직렬로 연결된 8개의 파 우치 전지 셀(100), 하우징 수단, 전기 접속 수단 또는 가이딩 수단 등이 추가적으로 결합되어 최종적으로 도 6에 도시된 바와 같은 형태로 제작되는데, 이 때 상기 각 파우치 전지 셀(100)의 파우치(110) 일부분은 외부로 노출되는 형태가 된다. As shown in FIG. 5, the
셀 모듈 어셈블리(200)의 절연저항 등을 검사하기 위하여 종래 일반적으로 사용되는 방법은 도 7에 도시된 바와 같이 셀 모듈 어셈블리(200)의 전극(A)에 하나의 검침수단(프로브)(31)를 전기적으로 접촉시키고 외부로 노출된 파우치의 알루미늄층(110)에 하나의 검침수단(프로브)(32)를 전기적으로 접촉시키고 양 프로브(31, 32) 간의 전기적 특성값을 소정의 측정 장치(30)를 이용하여 측정함으로써 수행된다.A conventionally used method for inspecting insulation resistance and the like of the
상기와 같은 방법으로 절연성을 측정하기 위해서는 알루미늄층(113)(도 4참조)에 상기 탐침 수단(프로브)(32)을 접촉시켜야 하나, 상기 프로브(32)와 알루미늄층(113)은 점 접촉으로 접촉되므로 접촉 신뢰성이 높지 않음은 물론, 프로브(32)와 알루미늄층(123)과의 물리적 접촉을 위하여 힘이 가해지는 경우 파우치 외주면은 그 재질적 특성에 의하여 가해진 힘을 지탱하지 못하고 변형되기 쉬우므로 프로브(32)와 알루미늄층(113) 과의 전기적 도통을 위한 물리적 접촉을 유지하기가 어려워 결과적으로 검사 과정이 어려워지는 문제점을 가진다. In order to measure insulation in the above manner, the probe means (probe) 32 must be brought into contact with the aluminum layer 113 (see FIG. 4), but the
또한, 통상적으로 상기 셀 모듈 어셈블리는 복수 개의 전지 셀로 구성되는데, 상기 셀 모듈 어셈블리 자체의 절연성을 판단하기 위하여 복수 개 전지 셀을 일일이 측정하여야 하므로 그 만큼 소요되는 시간과 비용이 증대된다는 문제점을 가지고 있다. In addition, the cell module assembly is typically composed of a plurality of battery cells, because a plurality of battery cells must be measured one by one in order to determine the insulation of the cell module assembly itself has a problem that the time and cost required to increase. .
결과적으로 이러한 제반 환경에 의하여 파우치 전지 셀 및 셀 모듈 어셈블리의 절연성 검사는 신뢰성이 현저히 저하되게 되고 검사에 많은 시간이 소요된다는 문제점을 가지게 되므로 불량 전지 셀 또는 불량 셀 모듈 어셈블리 제거의 어려움 및 파우치 외형의 파손 등의 문제점에 그대로 노출되게 된다. 또한, 이러한 종래의 방법은 상기와 같은 문제점에 의하여 절연성 검사의 자동화에 장애 요인이 되고 있다.As a result, the insulation test of the pouch battery cell and the cell module assembly due to such various circumstances has a problem that the reliability of the pouch battery cell and the cell module assembly is significantly degraded and the test takes a lot of time. It will be exposed to problems such as breakage. In addition, such a conventional method is an obstacle to the automation of insulation inspection due to the above problems.
추가적으로 도 8에 도시된 바와 같이 선택된 복수 개의 파우치 알루미늄층에 모두 접속할 수 있는 전도성 재질의 검침수단(32)을 이용하여 절연성 검사를 셀 모듈 어셈블리 단위로 수행하는 방법은 상기 문제점을 일부 해소할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 8, the method of performing the insulation test by the cell module assembly unit using the metering means 32 made of a conductive material that can be connected to all the selected pouch aluminum layers may partially solve the above problem. .
그러나, 도 9에 도시된 바와 같이 복수 개 파우치 전지 셀(100)의 파우치 외주 부분은 단위 파우치 전지 셀을 제작하는 공정 또는 복수 개 파우치 전지 셀이 셀 모듈 어셈블리로 패키징되는 공정 등에서 모두 동일한 크기 및 형태를 가지는 것은 극히 어렵다. However, as shown in FIG. 9, the outer periphery of the pouches of the plurality of
이러한 상태에서 셀 모듈 어셈블리를 구성하는 복수 개 파우치 전지 셀의 알루미늄층 모두 또는 선택된 다수 개 모두에 검침수단(32)을 접촉시켜 셀 모듈 어셈블리의 절연성을 검사하기 위해서는 상기 검침수단(32)으로 상기 알루미늄층에 상당한 물리적 가압을 가해야 하는데, 이 경우 도 9에 도시된 알루미늄층의 외주면과 같이 일부는 검침수단(32)에 닿을 수 있으나, 일부는 과도한 힘에 의하여 휘어져 외형의 변형을 초래할 수 있으며, 또 다른 일부는 여전히 검침수단(32)에 닿지 않은 상태가 되어 셀 모듈 어셈블리 단위의 절연성 검사의 신뢰성이 저하될 수 있다.In this state, in order to check the insulation of the cell module assembly by contacting the metering means 32 with all or a plurality of selected aluminum layers of the plurality of pouch battery cells constituting the cell module assembly, the aluminum with the metering means 32 Significant physical pressure must be applied to the layer, in which case some may touch the metering means 32, such as the outer circumferential surface of the aluminum layer shown in FIG. 9, but some may bend by excessive force, resulting in deformation of the appearance. The other part is still not in contact with the metering means 32 may reduce the reliability of the insulation test of the cell module assembly unit.
본 발명은 상기와 같은 배경에서 이러한 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 셀 모듈 어셈블리 단위의 절연성 검사를 수행함에 있어, 셀 모듈 어셈블리를 구성하는 복수 개 파우치 전지 셀의 전부 또는 선택된 다수 개 알루미늄층 모두에 신뢰성 높은 접촉 수단을 제공할 수 있는 지그 장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention was devised to solve such a problem in the above-described background, and in performing the insulation inspection of the cell module assembly unit, all or a plurality of selected aluminum layers of the plurality of pouch battery cells constituting the cell module assembly are all provided. An object of the present invention is to provide a jig device capable of providing reliable contact means.
또한, 절연성 검사를 위한 접촉 수단이 검사 대상이 되는 파우치 전지 셀의 알루미늄층에 실제 접촉되었는지 여부 또한 검사하여 더욱 실질적이고 유효한 검사를 수행할 수 있는 지그 장치를 제공하는데 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to provide a jig device capable of performing a more substantial and effective inspection by inspecting whether or not the contact means for the insulation inspection is actually in contact with the aluminum layer of the pouch battery cell to be inspected.
본 발명에 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 구성의 조합에 의해 실현될 수 있다.Other objects and advantages of the present invention will be described below and will be appreciated by the embodiments of the present invention. In addition, the objects and advantages of the present invention can be realized by the configuration and combination of configurations shown in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 검사 장치는 셀 모듈 어셈블리를 구성하는 복수 개 파우치 전지 셀의 알루미늄층에 접촉되어 상기 셀 모듈 어셈블리의 절연성을 검사하기 위한 지그 장치로서, 상기 파우치 전지 셀의 알루미늄층에 접촉되는 부위가 복원력에 의하여 상기 알루미늄층과의 접촉이 유지되도록 구부러진 형상을 가지는 전도성 탄성체 재질의 접촉모듈; 및 상기 접촉모듈과 전기적으로 연결되며 절연성 검사를 위한 외부 장치와 연결되는 인터페이싱모듈을 포함하여 구성된 다. The inspection apparatus of the present invention for achieving the above object is a jig device for inspecting the insulation of the cell module assembly in contact with the aluminum layer of the plurality of pouch battery cells constituting the cell module assembly, the aluminum layer of the pouch battery cell A contact module having a conductive elastic material having a bent shape such that a portion of the contact portion is in contact with the aluminum layer by a restoring force; And an interfacing module electrically connected to the contact module and connected to an external device for the insulation test.
또한, 상기 접촉모듈이 장착되며, 상기 접촉모듈과 상기 인터페이싱모듈이 전기적으로 연결되도록 상기 인터페이싱모듈과 결합되는 가이딩모듈을 더 포함하여 구성될 수 있다. In addition, the contact module is mounted, it may be configured to further comprise a guiding module coupled to the interfacing module so that the contact module and the interfacing module is electrically connected.
여기에서, 상기 접촉모듈은 상기 가이딩모듈에 장착되는 장착부; 및 상기 장착부에서 구부러진 형태로 연장되며 상기 파우치 전지 셀의 알루미늄층에 접촉되는 알루미늄 접촉부를 포함하여 구성하는 것이 더욱 바람직하다. Here, the contact module is a mounting portion mounted to the guiding module; And an aluminum contact portion extending in a bent form from the mounting portion and contacting the aluminum layer of the pouch battery cell.
또한, 상기 접촉모듈의 알루미늄 접촉부는 상기 파우치 전지 셀의 알루미늄층 방향으로 기울어진 형태로 구성될 수 있으며, 말단으로 갈수록 두께가 두꺼워지는 형태 또는 말단부위가 분리된 형태로 구성될 수 있다. In addition, the aluminum contact portion of the contact module may be configured to be inclined in the direction of the aluminum layer of the pouch battery cell, it may be configured in the form that the thickness becomes thicker toward the end or the end portion is separated.
더욱 바람직한 실시형태를 구현하기 위하여, 상기 본 발명의 가이딩모듈은 일면에 상기 접촉모듈의 장착부가 장착되는 홈부; 및 상기 접촉모듈의 알루미늄 접촉부가 사이에 위치하며 상기 파우치 전지 셀의 알루미늄층 사이 방향으로 돌출된 가이딩 돌출부를 포함하여 구성된다. In order to implement a more preferred embodiment, the guiding module of the present invention includes a groove portion on which the mounting portion of the contact module is mounted; And a guiding protrusion located between the aluminum contacts of the contact module and protruding in the direction between the aluminum layers of the pouch battery cell.
이와 함께, 상기 인터페이싱모듈은 상기 접촉모듈의 장착부와 전기적으로 접촉되는 접촉패턴이 형성되고, 상기 외부 장치와의 전기적 연결을 위한 배선 패턴이 상기 접촉패턴에 연장되어 형성된 피씨비기판 형태으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다. In addition, the interfacing module may have a contact pattern in electrical contact with the mounting portion of the contact module, and a wiring pattern for electrical connection with the external device may be formed in the form of a PCB substrate formed by extending the contact pattern. Do.
한편, 본 발명의 다른 측면에 의한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지그 장치는 셀 모듈 어셈블리를 구성하는 복수 개 파우치 전지 셀의 알루미늄층에 접촉되 어 상기 셀 모듈 어셈블리의 절연성을 검사하기 위한 지그 장치로서, 상기 파우치 전지 셀의 알루미늄층에 접촉되는 부위가 복원력에 의하여 상기 알루미늄층과의 접촉이 유지되도록 구부러진 형상을 가지는 전도성 탄성체 재질의 제1접촉모듈; 상기 제1접촉모듈과 동일한 알루미늄층에 접촉되며, 상기 파우치 전지 셀의 알루미늄층에 접촉되는 부위가 복원력에 의하여 상기 알루미늄층과의 접촉이 유지되도록 구부러진 형상을 가지는 전도성 탄성체 재질의 제2접촉모듈; 및 상기 제1 및 제2 접촉모듈과 전기적으로 연결되며 절연성 검사를 위한 외부 장치와 연결되는 인터페이싱모듈을 포함하여 구성된다. On the other hand, the jig device of the present invention for achieving the object according to another aspect of the present invention is in contact with the aluminum layer of the plurality of pouch battery cells constituting the cell module assembly jig device for inspecting the insulation of the cell module assembly. A first contact module made of a conductive elastic material having a shape in which a portion of the pouch battery cell contacting the aluminum layer is bent to maintain contact with the aluminum layer by a restoring force; A second contact module made of a conductive elastic material that is in contact with the same aluminum layer as the first contact module and has a shape in which a portion of the pouch battery cell contacting the aluminum layer is bent to maintain contact with the aluminum layer by a restoring force; And an interfacing module electrically connected to the first and second contact modules and connected to an external device for an insulation test.
본 발명에 의한 셀 모듈 어셈블리의 절연성 검사를 위한 지그 장치는 셀 모듈 어셈블리 차원에서의 절연성을 신속하게 측정 및 검사할 수 있는 이점을 제공한다.The jig device for the insulation test of the cell module assembly according to the present invention provides the advantage of quickly measuring and inspecting the insulation at the cell module assembly level.
더욱이, 본 발명에 의한 지그 장치는 측정 대상이 되는 셀 모듈 어셈블리의 파우치 알루미늄층 모두에 신뢰성 있게 접촉될 수 있음은 물론, 무리한 힘을 가하지 않아도 충분히 접속 신뢰성을 높일 수 있으므로 알루미늄 파우치의 변형, 손상 등을 효율적으로 방지할 수 있고 이를 통하여 2차적으로 셀 모듈 어셈블리, 나아가 셀 모듈 어셈블리로 구성되는 배터리 팩 등의 안전 사고 등을 최소화할 수 있는 효과를 제공할 수 있다. Furthermore, the jig device according to the present invention can be reliably contacted with all the pouch aluminum layers of the cell module assembly to be measured, and also can sufficiently increase the connection reliability without applying excessive force, thereby deforming or damaging the aluminum pouch. Can be effectively prevented and through this, it is possible to provide an effect of minimizing safety accidents, such as a battery pack secondary to the cell module assembly, and further, the cell module assembly.
이와 함께 셀 모듈 어셈블리 단위의 절연성 검사의 신뢰성을 더욱 높이기 위하여 절연성 검사를 위한 프로브 등의 접촉 수단이 각 알루미늄층에 실제 접촉되었 는지는 여부를 간단한 구조만으로 효과적으로 검사할 수 있어 더욱 실질적이고 유효한 셀 모듈 어셈블리의 절연성 검사를 수행할 수 있다. In addition, in order to further increase the reliability of the insulation inspection of the cell module assembly unit, it is possible to effectively inspect whether or not contact means such as a probe for insulation inspection is actually in contact with each aluminum layer with a simple structure, thereby providing a more practical and effective cell module. Insulation inspection of the assembly can be performed.
또한, 상기 셀 모듈 어셈블리 자체의 절연성 검사를 개별 전지 셀의 절연성 검사에 선행하여 진행하는 경우 선행된 검사 결과에 따라 개별 전지 셀에 대한 절연성 검사를 생략할 수도 있어 실제 모든 전지 셀의 절연성 검사를 수행하지 않고도 동일한 결과를 도출할 수 있어 검사에 소요되는 비용과 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있는 이점을 제공할 수 있다. In addition, when the insulation test of the cell module assembly itself is performed prior to the insulation test of the individual battery cells, the insulation test of the individual battery cells may be omitted according to the preceding test result, so that the actual test of all battery cells is performed. The same results can be achieved without the need to significantly reduce the cost and time required for inspection.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 지그 장치의 분해 사시도이다. 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 셀 모듈 어셈블리의 절연성 검사를 위한 지그 장치(이하, 지그 장치로 칭한다)(300)는 접촉모듈(310), 인터페이싱모듈(320) 및 가이딩모듈(330)을 포함하여 구성된다. 10 is an exploded perspective view of the jig device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, the jig device (hereinafter, referred to as jig device) 300 for insulation inspection of the cell module assembly according to the present invention includes a
상기 인터페이싱모듈(320)은 후술되는 접촉모듈(310)과 전기적으로 연결되어 상기 접촉모듈로부터의 전기 신호를 절연성 특성값(저항, 전압 또는 전류)을 측정 및 검사하는 외부 장치 등으로 전달하는 기능을 수행한다. 상기 인터페이싱모듈(320)에 대한 구체적인 구성은 후술하도록 한다. The
상기 가이딩모듈(330)은 상기 접촉모듈(310)과 인터페이싱모듈(320)이 전기적으로 연결 상태가 되도록 상기 접촉모듈(310) 및 인터페이싱모듈(320)이 장착되는 베이스가 되는 물리적 구성으로서 기능한다. 상기 가이딩모듈(330)에 대한 구체적인 구성 또한 후술하도록 한다. The guiding
본 발명을 구성하는 상기 접촉모듈(310)은 도 10에 도시된 바와 같이 셀 모듈 어셈블리(200)를 구성하는 파우치 전지 셀(100)의 파우치(110), 더욱 구체적으로는 파우치(110)를 구성하는 알루미늄층(113)에 접촉되는 수단을 의미한다. 상기 접촉모듈(310)은 셀 모듈 어셈블리를 구성하는 모든 파우치 전지 셀 또는 선택된 복수 개 파우치 전지 셀에 접촉되도록 필요한 개수로 구비될 수 있다. As shown in FIG. 10, the
상기 접촉모듈(310)은 전도성 탄성체 재질로 이루어지며, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 파우치 전지 셀(100)의 알루미늄층(113)에 접촉되는 부위(313)가 복원력에 의하여 상기 알루미늄층(113)과의 접촉이 효과적이고 지속적으로 유지될 수 있도록 구부러지거나 휘어진 형태 또는 꺾인 형상으로 구성하는 것이 바람직하며, 상기 접촉모듈(310)은 전도성 및 탄성력 등의 물리적 특징을 모두 고려할 때, 실리 콘 재질의 전도성 탄성체로 구성하는 것이 가장 바람직하다.The
상기 접촉모듈(310)은 개별 파우치 전지 셀의 알루미늄층(113)에 각각 접촉되는 복수 개가 구비되어 독립되어 각 파우치 전지 셀의 알루미늄층(113)에 접촉되므로 복수 개 파우치(110) 각각의 외형의 크기 또는 형태에 관계없이 검사 대상이 되는 모든 파우치(110)에 효과적으로 접촉될 수 있다. The
또한, 상기 접촉모듈(310)은 상기와 같이 탄성체 재질의 구부러진 형상 등으로 이루어지므로 선택된 모든 파우치(110)에 물리적으로 접촉되기 위하여 무리한 힘을 가하지 않아도 되므로 파우치 외주면의 손상 등을 효과적으로 방지할 수 있다. In addition, since the
더욱 바람직한 실시형태의 구현을 위하여 상기 접촉모듈(310)은 도 11에 도시된 바와 같이 장착부(311) 및 알루미늄 접촉부(313)로 구성될 수 있는데, 상기 장착부(311)는 상기 가이딩모듈(330)에 장착되는 부위에 해당하며, 상기 알루미늄 접촉부(313)는 상기 파우치 전지 셀(100)의 파우치 알루미늄층(113)에 접촉되는 부분으로 상기 장착부(311)의 일부분에서 구부러지거나 휘어진 형태 또는 꺾인 형태 등으로 연장되어 형성된다. In order to implement a more preferred embodiment, the
상기 알루미늄 접촉부(313)는 파우치 전지 셀의 알루미늄층(113)과의 전기적 접촉 신뢰성을 높이기 위하여 도 11에 도시된 바와 같이 상기 파우치 전지 셀(100)의 파우치(110) 방향, 즉, 파우치 알루미늄층(113) 방향으로 기울어진 형태로 경사지도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다. The
또한, 상기 알루미늄층(113)과 접촉되는 경우 접촉 유지력을 높이고, 유연한 복원력을 알루미늄층에 제공하기 위하여 상기 알루미늄 접촉부(313)는 상기 도 11에 도시된 바와 같이 말단부의 두께(a')가 상위 부분의 두께(a)보다 두꺼운 형태로 구성되거나 실시형태에 따라 상기 알루미늄 접촉부(313)는 상기 장착부(311)에서 연장되는 부분에서 시작하여 말단 부위로 갈수록 그 두께가 점진적으로 두꺼워지는 형태로 구성되는 것이 더욱 바람직하다. In addition, in order to increase contact holding force and to provide flexible restoring force to the aluminum layer when the
이와 함께, 상기 도 11에 도시된 바와 같이 상기 접촉모듈(310)의 알루미늄 접촉부(313)의 말단을 둘 이상의 부분으로 분리되는 형태로 구성하는 경우, 접촉된 개별 알루미늄층(110)마다 독립된 복원력이 인가되도록 할 수 있어 실시형태에 따라 효율적인 적용 형태를 실현할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 11 when the end of the
이하에서는 본 발명에 의한 지그 장치(300)의 인터페이싱모듈(320)에 대한 배면도인 도 12를 참조하여 인터페이싱모듈(320)의 구체적인 구성을 설명하도록 한다. Hereinafter, a detailed configuration of the
상기 도 12에 도시된 바와 같이 본 발명의 지그 장치(300)를 구성하는 인터페이싱모듈(320)은 접촉패턴(321), 배선배턴(323) 및 연결단자(325)로 구성될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이 상기 인터페이싱모듈(320)은 상기 접촉모듈(310)과 전기적으로 연결되며 외부 측정 또는 검사 장치를 상기 접촉모듈(310)과 매개하는 수단에 해당한다.As illustrated in FIG. 12, the
상기 인터페이싱모듈(320)의 접촉패턴(321)은 피씨비(PCB)기판 상의 패터닝 등에 의하여 형성될 수 있으며, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 인터페이싱모듈(320)의 접촉패턴(321)은 접촉모듈(310), 특히 상기 접촉모듈(310)의 장착 부(310)와 물리적으로 접촉하여 전기적으로 연결되도록 구성되는 패턴 부위에 해당한다. The
상기 배선패턴(323) 또한, 피씨비 기판 상에 패터닝 등으로 형성될 수 있으며, 상기 배선패턴(323)은 외부 장치의 접속 등을 위한 상기 연결단자(325)와 상기 접촉패턴(325) 사이에 형성되어 상호 간의 전기적 연결을 매개하는 기능을 수행한다.The
이하에서는 본 발명에 의한 지그 장치(300)의 가이딩모듈(330)을 도 13을 참조하여 설명하도록 한다. Hereinafter, the guiding
본 발명의 상기 가이딩모듈(330)은 도 13에 도시된 바와 같이 홈부(331) 및 가이딩 돌출부(333)를 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 홈부(331)는 앞서 설명된 바와 같이 접촉모듈(310)의 장착부(311)가 끼움 결합 등의 방법으로 장착되는 부분에 해당하며, 상기 홈부(331)은 도 10 및 도 13에 도시된 바와 같이 필요에 의한 개수만큼 구비될 수 있다. The guiding
이와 함께, 상기 가이딩 돌출부(333)는 그 사이에 상기 접촉모듈(310)의 알루미늄 장착부(313)가 위치하며, 본 발명의 지그 장치(300)가 절연성 검사를 위하여 검사 대상이 되는 셀 모듈 어셈블리(200)로 접근 이동하는 경우 상기 접촉모듈(310)이 상기 셀 모듈 어셈블리(200)의 각 파우치 전지 셀(100)의 파우치 알루미늄층(113)에 효과적으로 접안되도록 상기 가이딩 돌출부(333)는 상기 파우치 전지 셀의 알루미늄층 사이 방향으로 돌출되는 형태로 구성하는 것이 바람직하다.In addition, the guiding
이하에서는 본 발명의 다른 측면의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직 한 다른 실시예에 의한 지그 장치를 첨부된 도 14 내지 도 16을 참조하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a jig device according to another preferred embodiment of the present invention for achieving the object of another aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 to 16.
도 14 등을 참조하여 이하에서 설명되는 본 발명의 지그 장치(300)는 앞서 설명된 실시예와 대응되는 기술적 내용을 가지고 있으므로 중복되는 범위에서 상세한 설명은 앞선 설명으로 대체하며 이하에서는 본 실시예와 관련하여 새로운 내용을 중심으로 설명하도록 한다.Since the
상기 도 14에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 지그 장치(300)는 제1접촉모듈(310-1), 제2접촉모듈(310-2), 제1인터페이싱모듈(320-1), 제2인터페이싱모듈(320-2) 및 가이딩모듈(330)을 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 14, the
상기 제1접촉모듈(310-1)은 실리콘과 같은 전도성 탄성체로 이루어지며 상기 파우치 전지 셀(100)의 알루미늄층(113)에 접촉되는 구성으로서 알루미늄층과 접촉되는 부위가 복원력에 의하여 상기 알루미늄층과의 접촉이 유지되도록 구부러진 형상을 가진다.The first contact module 310-1 is made of a conductive elastomer such as silicon and is in contact with the
또한, 상기 제2접촉모듈(310-2)는 상기 제1접촉모듈(310-1)과 동일한 알루미늄층에 접촉되며, 상기 제1접촉모듈(310-1)과 같이 상기 파우치 전지 셀의 알루미늄층에 접촉되는 부위가 복원력에 의하여 상기 알루미늄층과의 접촉이 유지되도록 구부러진 형상을 가지는 전도성 탄성체 재질로 이루어진다.In addition, the second contact module 310-2 is in contact with the same aluminum layer as the first contact module 310-1, and like the first contact module 310-1, the aluminum layer of the pouch battery cell. The contact portion is made of a conductive elastic material having a bent shape such that the contact with the aluminum layer is maintained by the restoring force.
상기와 같이 접촉모듈을 제1 및 제2접촉모듈로 이원화하여 구성하는 경우, 앞서 설명된 셀 모듈 어셈블리(200) 단위의 절연성 검사를 수행함과 동시에 상기 접촉모듈(310)이 알루미늄층(113)에 실제 접촉하였는지 여부 또한 효율적으로 검사 할 수 있다.In the case where the contact module is dualized as the first and second contact modules as described above, the
추가적인 설명을 부연하면, 셀 모듈 어셈블리(200) 단위의 절연성을 검사하는 경우 측정된 절연 저항값이 기준 절연 저항값보다 크면 충분히 절연되고 있다고 판단할 수 있으므로 검사 대상 셀 모듈 어셈블리는 양품으로 판정될 수 있다.For further explanation, when the insulation of the
그러나, 검침수단 등이 실제 알루미늄층에 닿지 않은 경우에도 그 측정 저항값은 상당히 큰 값(이상적으로는 무한대)이 되므로 실제 양품과 동일하게 기준 절연 저항값보다 큰 측정결과가 된다. 이 경우 유효한 검사가 이루어졌다고 할 수 없으나 그 구체적 타당성이 결여된 상태로 검사 대상 셀 모듈 어셈블리는 양품으로 판정될 수 있는 문제가 발생할 수 있다. However, even when the metering means or the like does not actually touch the aluminum layer, the measured resistance value is considerably large (ideally infinite), resulting in a measurement result larger than the standard insulation resistance value as in the case of actual good products. In this case, a valid inspection may not be performed, but a problem may arise in that the cell module assembly to be inspected is in good condition without a specific validity.
이러한 문제점을 근본적으로 해소하기 위하여 상기와 같이 접촉모듈을 이원화시키고, 이원화된 제1 및 제2 접촉모듈을 동일 파우치(110)의 알루미늄층에 닿도록 구성하면 상기 접촉모듈과 알루미늄층은 모두 도전성을 가지므로 도 15와 같이 제1접촉모듈, 알루미늄층 및 제2접촉모듈의 순으로 폐회로(closed circuit)가 형성된다. In order to fundamentally solve this problem, if the contact module is dualized as described above, and the first and second contact modules are configured to touch the aluminum layer of the
즉, 셀 모듈 어셈블리 단위의 절연성 검사에 앞서 상기와 같이 폐회로가 구성되는지 여부의 검사를 선행하여 진행하는 것이 더욱 바람직하다고 할 수 있는데, 상기와 같은 검사의 수행 시 폐회로가 형성되었다면 이는 접촉모듈이 실제 알루미늄층에 물리적으로 접촉했음을 의미하며 이 경우 제1접촉모듈(310-1)과 제2접촉모듈(310-2) 사이의 절연저항은 오차 범위 및 전기 소자 등의 저항을 감안할 때 상당히 작은 수치에 해당하게 된다. That is, it may be more preferable to proceed with the inspection of whether the closed circuit is configured as described above prior to the insulation inspection of the cell module assembly unit. In this case, the insulation resistance between the first contact module 310-1 and the second contact module 310-2 is considerably smaller in view of the error range and the resistance of the electric element. It becomes.
상기와 반대로 접촉모듈이 실제 접촉되지 않았다면, 폐회로가 아니라 개회로(open circuit)형성되는 것이므로 제1접촉모듈(310-1)과 제2접촉모듈(310-2) 사이의 절연저항은 이상적으로 무한대가 된다. In contrast to the above, if the contact module is not actually contacted, the open circuit is formed instead of the closed circuit, so the insulation resistance between the first contact module 310-1 and the second contact module 310-2 is ideally infinite. Becomes
그러므로 본 실시예는 이러한 전기적 특성을 이용하여 실제 접촉모듈이 알루미늄층에 접촉되었는지 여부를 효과적으로 검사할 수 있어 더욱 실질적인 셀 모듈 어셈블리 단위의 절연성 검사를 수행할 수 있게 된다. Therefore, the present embodiment can effectively check whether or not the actual contact module is in contact with the aluminum layer by using such electrical properties, and thus it is possible to perform a more substantial insulation test of the cell module assembly unit.
즉, 상기와 같은 구성에 의하여 실제 물리적 접촉이 이루어졌는지를 검사하고, 상기 검사가 통과된 후에 본격적인 셀 모듈 어셈블리 단위의 절연저항 등을 측정하는 검사를 수행하는 것이 바람직하다.That is, it is preferable to check whether the actual physical contact is made by the configuration as described above, and to perform the inspection to measure the insulation resistance of the cell module assembly unit in earnest after the inspection passes.
이와 함께 본 실시예에 의한 지그 장치(300)의 제1인터페이싱모듈(320-1)은 피씨비 기판 형태로 구성될 수 있으며, 상기 제1접촉모듈(310-1)의 장착부(313)와 전기적으로 접촉되는 접촉패턴(321)과 상기 외부 장치와의 전기적 연결을 위한 배선 패턴(323)이 상기 접촉패턴(321)에 연장되어 형성된다. In addition, the first interfacing module 320-1 of the
상기 제2인터페이싱모듈(320-2)은 전기적으로 연결되는 대상이 상기 제2접촉모듈(310-2)이라는 점을 제외하면 상기 제1인터페이싱모듈(320-1)에 대응되는 구성으로 이루어진다. The second interfacing module 320-2 is configured to correspond to the first interfacing module 320-1 except that the object to be electrically connected is the second contact module 310-2.
상기 제1 및 제2인터페이싱모듈은 도 14의 실시예와 같이 물리적으로 구분된 형태로 구현될 수 있음은 물론, 단일 형태로 상기 제1 및 제2인터페이싱모듈의 기능이 수행되도록 구성될 수도 있음은 물론이다. The first and second interfacing modules may be implemented in a physically divided form as in the embodiment of FIG. 14, and may be configured to perform the functions of the first and second interfacing modules in a single form. Of course.
또한, 본 실시예에 의한 본 발명의 가이딩모듈(330)은 도 16에 도시된 바와 같이 제1홈부(331), 제2홈부(332) 및 가이딩 돌출부(333)를 포함하여 구성될 수 있다. In addition, the guiding
상기 제1홈부는 가이딩모듈(330)의 상면에 형성되며 상기 제1접촉모듈(310-1)의 장착부(311)가 장착되며, 상기 제2홈부는 가이딩모듈(330)의 하면에 형성되며 상기 제2접촉모듈(310-2)의 장착부(311)가 장착된다. The first groove is formed on the upper surface of the guiding
또한, 상기 가이딩 돌출부(333)는 그 사이에 상기 제1 접촉모듈(310-1)의 알루미늄 접촉부(313) 및 제2 접촉모듈(310-2)의 알루미늄 접촉부(313)가 마주보는 형태로 위치하며 상기 파우치 전지 셀의 알루미늄층 방향으로 돌출된 형상으로 이루어진다. In addition, the guiding
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.
본 발명의 바람직한 실시예 등을 설명함에 있어, 도면에 표현된 층 또는 부위 내지 영역 등은 발명 내용의 명확한 설명 및 이해를 위하여 다소 상징적으로 과장되어 도시될 수 있으며, 상면 및 하면, 제1 및 제2 등에 대한 용어는 절대적이고 물리적인 기준에서 양자를 구별하거나 순서 또는 순위를 표현하기 위한 용어라기보다는 상호 간의 구성을 상대적으로 구분하기 위하여 사용된 용어로 해석되어야 한다. In describing the preferred embodiments of the present invention, the layers, portions, or regions represented in the drawings may be somewhat exaggerated symbolically for clarity of explanation and understanding of the present invention. The terms "2", etc. should be interpreted as terms used to relatively distinguish the composition of each other, rather than to distinguish the two, or to express order or rank on an absolute physical basis.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.The following drawings, which are attached to this specification, illustrate exemplary embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention includes matters described in such drawings. It should not be construed as limited to.
도 1은 일 실시예에 의한 파우치 전지 셀의 분해 사시도,1 is an exploded perspective view of a pouch battery cell according to one embodiment;
도 2는 일 실시예에 의한 파우치 전지 셀의 구성을 도시한 도면, 2 is a diagram illustrating a configuration of a pouch battery cell according to one embodiment;
도 3은 다른 실시예에 의한 파우치 전지 셀의 구성을 도시한 도면,3 is a diagram illustrating a configuration of a pouch battery cell according to another embodiment;
도 4는 도 3의 파우치 전지 셀의 외주면 A부분에 대한 확대 단면도,4 is an enlarged cross-sectional view of a portion A of the outer circumferential surface of the pouch battery cell of FIG. 3;
도 5는 일 실시예에 의한 셀 모듈 어셈블리를 구성하는 복수 개 파우치 전지 셀의 연결관계를 도시한 도면, 5 is a view illustrating a connection relationship between a plurality of pouch battery cells constituting a cell module assembly according to an embodiment;
도 6은 일 실시예에 의한 셀 모듈 어셈블리의 외형을 도시한 도면,6 is a view illustrating an appearance of a cell module assembly according to an embodiment;
도 7은 종래 셀 모듈 어셈블리의 절연성을 검사하는 방법을 도시한 도면,7 is a view showing a method for checking the insulation of a conventional cell module assembly,
도 8은 종래 셀 모듈 어셈블리의 절연성을 검사하는 다른 방법을 도시한 도면,8 illustrates another method for inspecting insulation of a conventional cell module assembly;
도 9는 종래 방법에 의한 파우치 외면의 손상 또는 미접촉 등을 도시한 도면,9 is a view showing the damage or non-contact of the outer surface of the pouch according to the conventional method,
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 지그 장치의 분해 사시도,10 is an exploded perspective view of a jig device according to an embodiment of the present invention;
도 11은 본 발명에 의한 지그 장치의 접촉모듈에 대한 도면,11 is a view of the contact module of the jig device according to the present invention;
도 12는 본 발명에 의한 지그 장치의 인터페이싱모듈에 대한 배면도,12 is a rear view of an interfacing module of a jig device according to the present invention;
도 13은 본 발명에 의한 지그 장치의 가이딩모듈에 대한 도면, 13 is a view of the guiding module of the jig device according to the present invention,
도 14는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 지그 장치의 분해 사시도,14 is an exploded perspective view of a jig device according to another preferred embodiment of the present invention;
도 15는 본 발명의 지그 장치를 통한 실제 물리적 접촉 여부를 검사하는 방법에 대한 개략도,15 is a schematic diagram of a method for inspecting actual physical contact through a jig device of the present invention;
도 16은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 지그 장치의 가이딩모듈에 대한 도면이다. 16 is a view of the guiding module of the jig device according to another embodiment of the present invention.
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