KR20130087097A - Method of test battery and equipments for the method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A battery module inspection method and a battery module are provided to rapidly inspect a connections state between the battery cells constructed in the battery module. CONSTITUTION: A first tester (100) measures each alternative current (AC) internal resistance of battery cells (11) which are arranged in parallel. The first tester includes a contact member (110) and a measurement unit (120). The contact member is connected to a battery cell. The measurement unit measures each AC internal resistance of the battery cells. The measurement unit records and measures each AC internal resistance of the battery cells connected to the contact member. A center controller (200) includes a first receiver (210) and a storage unit (220). The first receiver individually receives the AC internal resistance value of the battery cell measured by the measurement unit of the first tester. The storage unit individually stores the AC internal resistance value of the battery cell received from the first receiver by connecting to the first receiver. A second tester (300) includes a second receiver (310), a summation unit (320), and a connection member (330). The second receiver receives the each AC internal resistance value of the battery cells stored in the storage unit of the center controller. The summation unit sums each AC internal resistance value of the battery cells received from the second receiver by connecting to the second receiver. The connection member is connected to the battery module by electrically connecting the battery cells.

Description

배터리모듈 검사 방법 및 장치{Method of test battery and equipments for the method}Battery module test method and apparatus {Method of test battery and equipments for the method}
본 발명은 배터리모듈 검사방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리모듈에 구성된 다수개의 배터리셀간의 연결 상태를 검사하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a method and apparatus for inspecting a battery module, and more particularly, to a method and apparatus for inspecting a connection state between a plurality of battery cells configured in a battery module.
통상적으로 이차 전지는 재충전이 가능하고 대용량화가 가능한 것으로 대표적인 것으로 니켈카드뮴, 니켈수소 및 리튬이온전지 등이 있다. 이중에서 상기 리튬이온전지는 장 수명, 고용량 등 우수한 특성으로 인하여 차세대 동력원으로 주목받고 있다. 이 중에서, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 또는 수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이브리드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용이 증가되고 있는 추세이다.In general, secondary batteries are rechargeable and have a large capacity, such as nickel cadmium, nickel hydrogen, and lithium ion batteries. In particular, the lithium ion battery has attracted attention as a next generation power source due to its excellent characteristics such as long service life and high capacity. Among these, lithium secondary batteries are used as power sources for portable electronic devices with an operating voltage of 3.6 V or more, or used in high-power hybrid vehicles by connecting several in series. They operate in comparison with nickel-cadmium batteries or nickel-metal hybrid batteries. The voltage is three times higher and the energy density per unit weight is also excellent, and the use is increasing rapidly.
리튬 이차 전지는 다양한 형태로 제조가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있다. 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어서, 그 형상이 비교적 자유롭다. 또한 리튬 폴리머 전지는 안전성도 우수하고, 무게가 가벼워서 휴대용 전자 기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다.Lithium secondary batteries can be manufactured in various forms, and typical shapes include cylindrical and prismatic types commonly used in lithium ion batteries. Lithium polymer batteries, which are in the spotlight in recent years, have been manufactured in a flexible pouched type, and their shapes are relatively free. In addition, the lithium polymer battery is excellent in safety and light in weight, which is advantageous for slimmer and lighter portable electronic devices.
한편, 많은 양의 전력을 필요로 하는 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원의 경우에는 배터리셀을 다수개 직렬 또는 병렬로 연결하여 배터리모듈을 구성하게 된다.On the other hand, in the case of a motor driving power source such as an electric vehicle that requires a large amount of power, a plurality of battery cells are connected in series or in parallel to form a battery module.
한편, 중대형 전지모듈은 전기자동차 등의 동력원으로 사용되는 바, 이러한 디바이스에 내장된 배터리모듈은 외부충격, 진동 등에 쉽게 노출되므로 높은 안전성을 가지는 구조가 요구된다. 특히, 다수개의 배터리셀간을 전기적으로 연결될 부분이 견고하게 연결 되지 않으면, 지속적으로 받는 진동과 충격에 의해 연결부분이 분리되어 성능 및 안전성이 크게 저하될 수 있으므로, 배터리셀들을 전기적으로 연결하는 연결부분에 대한 검사가 필요한 실정이다.On the other hand, the medium-large battery module is used as a power source of an electric vehicle, the battery module built in such a device is required to have a high safety structure because it is easily exposed to external shock, vibration and the like. In particular, if the parts to be electrically connected between the plurality of battery cells are not firmly connected, the connection part is separated by the vibration and shock continuously received, so that the performance and safety can be greatly reduced, the connection part for electrically connecting the battery cells There is a need for inspection.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래기술 한국공개특허 2008-0109947 둘 또는 그 이상의 전지들에서 전기적 연결 및/또는 기계적 체결을 위한 용접부위의 용접 상태를 검사하는 방법으로서, 용접부위로부터 이격된 부위 중에서 적어도 2 곳('온도 측정부위')의 온도를 순차적 또는 동시에 측정하여 열전도 속도량('측정 열전도 속도량')을 계산하고, 상기 전지들에 대해 기설정된 열전도 속도량('설정 열전도 속도량')과 비교하여, 이들 열전도 속도량의 차이가 소정값 이하일 때 양질의 용접 상태로 결정하며, 상기 용접부위와 온도 측정부위 사이에 대응하는 용접물의 저면 전체에는 용접열 또는 그것의 전도열의 확산으로 인한 온도 측정 오차의 발생을 방지하는 위한 단열부재가 부가되어 있는 것을 특징으로 하는 방법에 대해 공지하였다.In order to solve this problem, a method of inspecting a welding state of a welded area for electrical connection and / or mechanical fastening in two or more batteries, and at least two of the portions spaced from the welded area. The thermal conductivity rate ("measured thermal conductivity rate") is calculated by sequentially or simultaneously measuring the temperature of a place ('temperature measurement site'), and the thermal conductivity rate amount ('set thermal conductivity rate') preset for the batteries is determined. In comparison, when the difference in the thermal conductivity rates is less than or equal to a predetermined value, a good welding state is determined, and a temperature measurement error due to diffusion of welding heat or conduction heat is applied to the entire bottom surface of the corresponding weld between the welding site and the temperature measuring site. It is known that the method is characterized in that the heat insulating member for preventing the occurrence of.
종래기술의 용접 상태 검사 방법은 열이 특정 부분으로 전도될 때까지의 시간을 측정하는 방법으로서, 측정에 시간이 많이 걸리는 단점이 있다.Conventional welding state inspection method is a method for measuring the time until the heat is conducted to a specific portion, there is a disadvantage that takes a lot of time to measure.
이에 따라, 배터리모듈의 용접 부위 또는 연결 부위의 연결 상태를 더 개선된 방법으로 검사할 수 있는 방법 및 그에 따른 장치에 대한 개발이 요구되고 있다.
Accordingly, there is a need for development of a method and an apparatus capable of inspecting a welding state or a connection state of a connection part of the battery module in a more improved manner.
한국공개특허 2008-0109947(2008.12.18)Korea Patent Publication 2008-0109947 (2008.12.18)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 더욱 상세하게는 다수개의 배터리셀의 각 교류내부저항(ACIR : Alternating Current Internal Resistance)값을 측정하여 합산한 합산값 및 배터리모듈의 교류내부저항을 측정한 값을 비교하여 배터리모듈에 구성된 다수개의 배터리셀간의 연결 상태를 검사할 수 있는 배터리모듈 검사 방법 및 장치를 제공하려는 것이다.
The present invention has been made to solve the above problems, and more specifically, the sum of the measured and altered ACN (Alternating Current Internal Resistance) value of a plurality of battery cells and the AC internal of the battery module Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for inspecting a battery module capable of inspecting a connection state between a plurality of battery cells configured in a battery module by comparing resistance measured values.
본 발명은 배터리모듈 검사 방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 배터리모듈 검사 방법은 배터리모듈에 구성된 다수개의 배터리셀간의 연결 상태를 검사하는 방법에 있어서, 상기 다수개의 배터리셀을 병렬배치하는 배치단계; 상기 다수개의 배터리셀의 각 교류내부저항(ACIR : Alternating Current Internal Resistance)을 측정하는 제1측정단계; 측정된 상기 다수개의 배터리셀의 각 교류내부저항값을 합산하는 합산단계; 상기 다수개의 배터리셀 중에서 2개 이상을 각각 연결하여 다수개의 서브배터리모듈을 구성하고, 상기 다수개의 서브배터리모듈간을 연결하여 배터리모듈을 구성하는 연결단계; 상기 배터리모듈의 교류내부저항을 측정하는 제2측정단계; 및 상기 합산단계에서 합산된 교류내부저항값과 상기 제2측정단계에서 측정된 교류내부저항값을 비교하여 배터리모듈에 구성된 다수개의 배터리셀간의 연결 상태를 판단하는 판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method and an apparatus for testing a battery module, wherein the method for testing a battery module according to the present invention is a method for checking a connection state between a plurality of battery cells configured in a battery module, the arrangement step of arranging the plurality of battery cells in parallel. ; A first measuring step of measuring alternating current internal resistance (ACIR) of the plurality of battery cells; A summing step of summing the measured AC internal resistance values of the plurality of battery cells; Connecting two or more of the plurality of battery cells to configure a plurality of sub battery modules, and connecting the plurality of sub battery modules to form a battery module; A second measuring step of measuring an AC internal resistance of the battery module; And determining a connection state between a plurality of battery cells configured in the battery module by comparing the AC internal resistance value added in the adding step with the AC internal resistance value measured in the second measuring step. do.
또한, 상기 판단단계는 상기 합산단계의 교류내부저항값과 상기 제2측정단계의 교류내부저항값의 차이값이 일정범위 안에 있으면 정상으로 판단하고 일정범위 밖에 있으면 불량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리모듈 검사방법.
The determining step may include determining that the difference between the AC internal resistance value of the summing step and the AC internal resistance value of the second measuring step is normal when the difference value is within a predetermined range, and determining that the battery is defective if it is outside the predetermined range. Module inspection method.
본 발명의 배터리모듈 검사 장치는 병렬 배치된 다수개의 배터리셀에 각각 접촉되는 접촉부재, 상기 접촉부재와 연결되어 상기 다수개의 배터리셀의 교류내부저항을 각각 측정하는 측정부가 형성된 제1검사기; 상기 제1검사기의 측정부에 측정된 상기 다수개의 배터리셀의 각 교류내부저항값을 각각 수신하는 제1수신부, 상기 제1수신부와 연결되어 상기 제1수신부에서 수신된 상기 다수개의 배터리셀의 각 교류내부저항값을 각각 저장하는 저장부가 형성된 중앙제어기; 및 상기 저장부로부터 상기 다수개의 배터리셀의 각 교류내부저항값을 각각 수신하는 제2수신부, 상기 제2수신부에 수신된 상기 다수개의 배터리셀의 각 교류내부저항값을 합산하는 합산부, 상기 다수개의 배터리셀을 전기적으로 연결하여 구성된 배터리모듈에 접속되는 접속부재, 상기 접속부재와 연결되어 상기 배터리모듈의 교류내부저항을 측정하는 계측부, 상기 합산부 및 계측부와 각각 연결되어 상기 합산부에서 합산된 교류내부저항값과 상기 계측부에서 측정된 교류내부저항값을 비교하여 배터리모듈에 구성된 다수개의 배터리셀간의 연결 상태를 판단하는 판단부가 형성된 제2검사기;를 포함하여 형성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery module inspecting apparatus including: a first inspector including contact members respectively contacting a plurality of battery cells arranged in parallel, and a measuring unit connected to the contact members to measure AC internal resistance of the plurality of battery cells; A first receiver for receiving respective AC internal resistance values of the plurality of battery cells measured in the measuring unit of the first inspector, and each of the plurality of battery cells connected to the first receiver and received at the first receiver; A central controller having a storage unit for storing the AC internal resistance value; And a second receiver configured to receive respective AC internal resistance values of the plurality of battery cells from the storage unit, and an adder configured to add up the respective AC internal resistance values of the plurality of battery cells received from the second receiver unit. A connecting member connected to the battery module configured by electrically connecting two battery cells, a measuring unit connected to the connecting member to measure the AC internal resistance of the battery module, and connected to the adding unit and the measuring unit, respectively, and added in the adding unit. And a second tester configured to determine a connection state between a plurality of battery cells configured in the battery module by comparing the AC internal resistance value and the AC internal resistance value measured by the measurement unit.
또한, 상기 판단부는 상기 합산부에서 합산된 교류내부저항값과 상기 계측부에 측정된 교류내부저항값의 차이값이 일정범위 안에 있으면 정상으로 판단하고 일정범위 밖에 있으면 불량으로 판단하는 것을 특징으로 한다.The determination unit may determine that the difference value between the AC internal resistance value summed by the adder and the AC internal resistance value measured by the measurement unit is determined to be normal when it is within a predetermined range, and to be determined to be defective when outside the predetermined range.
또한, 상기 접촉부재 및 접속부재는 프로브카드인 것을 특징으로 한다.In addition, the contact member and the connection member is characterized in that the probe card.
또한, 상기 프로브카드는 상기 배터리셀 또는 배터리모듈에 접속되는 4개의 단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the probe card is characterized in that it comprises four terminals connected to the battery cell or battery module.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈 검사방법은 배터리셀 및 배터리모듈의 교류내부저항을 측정하여 검사함으로써, 배터리모듈에 구성되는 배터리셀간의 연결 상태를 신속하게 검사할 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the battery module test method according to an embodiment of the present invention has the advantage that it is possible to quickly check the connection state between the battery cells configured in the battery module by measuring and testing the AC internal resistance of the battery cell and the battery module. .
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈 검사방법은 배터리셀간을 연결하는 부분의 교류내부저항을 선별하여 정확하여 검사하는 장점이 있다.In addition, the battery module inspection method according to an embodiment of the present invention has the advantage of selecting and accurately testing the AC internal resistance of the portion connecting the battery cells.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈 검사방법은 배터리셀 또는 배터리모듈에 전원을 인가하지 않아서 배터리 충전 상태에 영향을 주지 않는 장점이 있다.In addition, the battery module inspection method according to an embodiment of the present invention has an advantage that does not affect the state of charge of the battery because power is not applied to the battery cell or the battery module.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈 검사장치는 장치의 구성이 간편하면서도 자동으로 검사할 수 있는 장점이 있다.In addition, the battery module inspection apparatus according to an embodiment of the present invention has the advantage that the configuration of the device can be easily and automatically inspected.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈 검사장치는 접촉부재를 프로브카드로 구성함으로서, 자동으로 검사할 수 있는 장점이 있다.In addition, the battery module inspection apparatus according to an embodiment of the present invention has an advantage that can be automatically inspected by configuring the contact member as a probe card.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 프로브카드는 4단자로 접속됨으로서, 배터리셀 또는 배터리모듈의 교류내부저항을 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the probe card according to an embodiment of the present invention is connected to four terminals, there is an advantage that can accurately measure the AC internal resistance of the battery cell or battery module.
도 1은 서브배터리모듈의 분해사시도
도 2는 배터리모듈의 사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈 검사방법의 단계도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈 검사장치의 블록구성도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 접촉부재가 병렬배치된 다수개의 배터리셀
중에서 한 개의 배터리셀에 접촉된 사시도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 접속부재가 배터리모듈에 접속된 사시도
1 is an exploded perspective view of a sub-battery module
2 is a perspective view of a battery module
Figure 3 is a step of the battery module inspection method according to an embodiment of the present invention
Figure 4 is a block diagram of a battery module inspection apparatus according to an embodiment of the present invention
5 is a plurality of battery cells arranged in parallel with a contact member according to an embodiment of the present invention
In contact with one battery cell
6 is a perspective view of a connection member connected to a battery module according to an embodiment of the present invention;
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
The accompanying drawings are only examples to illustrate the technical idea of the present invention in more detail, and thus the technical idea of the present invention is not limited to the forms of the accompanying drawings.
도 1은 서브배터리모듈의 분해사시도, 도 2는 배터리모듈의 사시도이다.
1 is an exploded perspective view of a sub battery module, Figure 2 is a perspective view of the battery module.
도 1에 도시된 바와 같이, 서브배터리모듈(10)은 적어도 2개 이상의 배터리셀(11), 배터리셀(11)로부터 일측 방향으로 연장되어 형성되는 한 쌍의 전극탭(12), 서브배터리셀(11)에 구성된 적어도 2개 이상의 배터리셀(11)간을 연결하는 연결부(12a), 배터리셀(11)이 수용되면서 실링되는 하우징(13)을 포함하여 형성된다.As shown in FIG. 1, the sub-battery module 10 includes at least two or more battery cells 11 and a pair of electrode tabs 12 and a sub-battery cell extending in one direction from the battery cell 11. The connection part 12a for connecting the at least two or more battery cells 11 configured in the (11), the battery cell 11 is formed to include a housing 13 which is sealed while being received.
연결부(12a)는 서브배터리셀(11)에 구성된 적어도 2개 이상의 배터리셀(11)간을 전기적 또는 기계적으로 연결하는 부분으로서, 각 배터리셀(11)의 전극탭(12) 일정영역이 용접되어 형성된다The connection part 12a is a part for electrically or mechanically connecting at least two or more battery cells 11 of the sub battery cell 11, and a predetermined region of the electrode tab 12 of each battery cell 11 is welded. Is formed
하우징(13)은 전극탭(12) 부분을 제외한 배터리셀(11)의 나머지 부분을 감싸는 형태로, 알루미늄이 널리 이용되고 있다.The housing 13 surrounds the rest of the battery cell 11 except for the electrode tab 12, and aluminum is widely used.
도 1에는 내부에 분리판이 구비된 서브배터리모듈(10)의 예를 도시하였으나, 본 발명에서 검사할 수 있는 서브배터리모듈(10)은 이에 한정되지 않으며, 배터리셀(11)이 권취된 형태를 포함하여 하우징(13) 내부에 배터리셀(11)이 구비되는 형태라면 제한 없이 검사할 수 있다.
1 illustrates an example of a sub-battery module 10 having a separator plate therein, but the sub-battery module 10 that can be inspected in the present invention is not limited thereto, and a shape in which the battery cell 11 is wound. Including the battery cell 11 is provided in the housing 13 can be inspected without limitation.
도 2에 도시된 바와 같이, 배터리모듈(1)은 다수개의 서브배터리모듈(10)이 병렬 배치되면서, 다수개의 서브배터리모듈(10)간을 전기적으로 연결하는 체결부(12b)를 포함하여 형성된다.As shown in FIG. 2, the battery module 1 includes a fastening part 12b for electrically connecting the plurality of sub battery modules 10 while the plurality of sub battery modules 10 are arranged in parallel. do.
체결부(12b)는 배터리모듈(1)에 구성된 서브배터리셀(11)간을 전기적 또는 기계적으로 연결하는 부분으로서, 서브배터리모듈(10)에 구성된 각 배터리셀(11)의 전극탭(12) 일정영역이 용접되어 형성된다.The fastening part 12b is a part for electrically or mechanically connecting the sub battery cells 11 configured in the battery module 1, and the electrode tab 12 of each battery cell 11 configured in the sub battery module 10. A certain area is formed by welding.
도 2는 배터리모듈(1)의 예를 도시하였으나, 본 발명에서 검사할 수 있는 배터리모듈(1)은 이에 한정되지 않으며, 좀 더 다양한 배터리모듈(1)도 검사할 수 있다. FIG. 2 illustrates an example of the battery module 1, but the battery module 1 that can be inspected in the present invention is not limited thereto, and more various battery modules 1 may also be inspected.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈(1) 검사방법의 단계도이다.3 is a step diagram of a method for inspecting a battery module 1 according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈 검사방법은 배터리모듈(1)에 구성된 다수개의 배터리셀(11)간의 전기적인 연결 상태를 검사하는 방법에 있어서, 배치단계(S01); 제1측정단계(S02); 연결단계(S03); 제2측정단계(S04); 및 판단단계(S05);를 포함하는 방법이며, 이에 대해 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.
As shown in Figure 3, the battery module test method according to an embodiment of the present invention in the method for checking the electrical connection state between a plurality of battery cells 11 configured in the battery module 1, the arrangement step (S01) ); A first measuring step S02; Connection step (S03); Second measuring step S04; And determining step S05, which will be described in more detail.
먼저, 다수개의 배터리셀(11)을 일정간격 이격하여 병렬 배치한다. 이는 도 3에 도시된 배치단계(S01)에 해당된다.
First, the plurality of battery cells 11 are arranged in parallel at regular intervals. This corresponds to the arrangement step S01 shown in FIG.
다음으로, 다수개의 배터리셀(11)의 각 교류내부저항(ACIR : Alternating Current Internal Resistance)을 측정한다. 이는 도 3에 도시된 제1측정단계(S02)에 해당된다.Next, alternating current internal resistance (ACIR) of each of the plurality of battery cells 11 is measured. This corresponds to the first measurement step S02 shown in FIG. 3.
여기에서, 교류내부저항을 측정한다는 것은 교류(AC : Alternating Current)상태에서의 저항(IR : Internal Resistance)을 측정하는 것을 말하며, 더욱 상세하게, 교류내부저항을 측정한다는 것은 1KHz의 정현파를 측정할 회로에 인가하면서 흐르는 전류를 읽어서 측정한다.Here, measuring the AC internal resistance refers to measuring an internal resistance (IR) in an alternating current (AC) state, and more specifically, measuring an AC internal resistance refers to a sine wave of 1 kHz. Measure by reading the current flowing to the circuit.
또한, 교류내부저항을 측정한다는 것은 회로의 임피던스를 측정하는 것을 말하며, 임피던스란 교류회로에서 인가 전압 및 흐르는 전류의 비율을 말하여 수식으로 나타내면 Z(임피던스)= V(전압)/I(전류) = R(저항) + iX(임피던스의 허수분)이 된다.In addition, measuring AC internal resistance refers to measuring impedance of a circuit. Impedance refers to a ratio of applied voltage and flowing current in an AC circuit, where Z (impedance) = V (voltage) / I (current). = R (resistance) + iX (imaginary part of impedance).
또한, 직류회로에서 교류내부저항 및 직류내부저항(DCIR : Direct current Internal Resistance)은 서로 같은 값으로 측정되지만, 교류회로에서 교류내부저항 및 직류내부저항은 서로 다른 값으로 측정된다.In addition, in the DC circuit, the AC internal resistance and the direct current internal resistance (DCIR) are measured at the same value, but in the AC circuit, the AC internal resistance and the DC internal resistance are measured at different values.
이에 대해 상세히 설명하자면, 예를 들어 저항(R)과 콘덴서(C)가 직렬 연결된 회로에서,In detail, for example, in a circuit in which the resistor R and the capacitor C are connected in series,
Z(교류내부저항값) = R + 1/jwCZ (AC resistance) = R + 1 / jwC
R = RR = R
X(직류내부저항값) = -(1/2πfC)X (DC internal resistance value) =-(1 / 2πfC)
ACIR(교류내부저항) = DCIR(직류내부저항)ACIR (AC internal resistance) = DCIR (DC internal resistance)
와 같이 나타난다. 여기에서 1/jwC는 유도기를 말한다.Appears as Here 1 / jwC refers to the induction machine.
또한, 병렬 연결된 저항1(R1)과 콘덴서(C)에, 저항2(R2)가 직렬연결된 교류회로에서,Further, in an AC circuit in which resistor 2 (R2) is connected in series to resistor 1 (R1) and capacitor C connected in parallel,
Figure pat00001
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00003
ACIR ≠ DCIRACIR ≠ DCIR
와 같이 나타난다.Appears as
이에 따라, 대용량 배터리에서 교류내부저항은 배터리셀 간의 연결상태를 나타낸다.
Accordingly, the AC internal resistance in the large capacity battery represents a connection state between the battery cells.
다음으로, 제1측정단계(S02)에서 측정된 다수개의 배터리셀(11)의 각 교류내부저항값을 각각 합산한다. 이는 도 3에 도시된 합산단계(S03)에 해당된다.
Next, each AC internal resistance value of the plurality of battery cells 11 measured in the first measurement step S02 is summed up, respectively. This corresponds to the summing step S03 shown in FIG.
다음으로, 다수개의 배터리셀(11) 중에서 2개 이상을 연결부(12a)에 의해 전기적으로 연결하여 다수개의 서브배터리모듈(10)을 구성하고, 다수개의 서브배터리모듈(10)간을 체결부(12b)에 의해 전기적으로 연결하여 배터리모듈(1)을 구성한다. 이는 도 3에 도시된 연결단계(S04)에 해당된다.
Next, two or more of the plurality of battery cells 11 are electrically connected by the connecting portion 12a to configure a plurality of sub-battery modules 10, and a fastening portion between the plurality of sub-battery modules 10 ( 12b) is electrically connected to configure the battery module (1). This corresponds to the connecting step (S04) shown in FIG.
다음으로, 연결단계(S04)에서 구성된 배터리모듈(1)의 교류내부저항을 측정한다. 이는 도 3에 도시된 제2측정단계(S05)에 해당된다.
Next, the AC internal resistance of the battery module 1 configured in the connection step S04 is measured. This corresponds to the second measurement step S05 shown in FIG.
마지막으로, 합산단계(S03)에서 합산된 다수개의 배터리셀(11)의 교류내부저항값과 제2측정단계(S05)에서 측정된 배터리모듈(1)의 교류내부저항값을 비교하여 배터리모듈(1)에 구성된 배터리셀(11)간의 전기적인 연결 상태를 판단한다. 이는 도 3에 도시된 판단단계(S06)에 해당된다.Finally, the AC internal resistance values of the plurality of battery cells 11 summed in the summing step S03 and the AC internal resistance values of the battery module 1 measured in the second measuring step S05 are compared with each other. The electrical connection state between the battery cells 11 configured in 1) is determined. This corresponds to the determination step S06 shown in FIG.
더욱 상세하게, 판단단계(S06)는 합산단계(S03)에서 합산된 다수개의 배터리셀(11)의 각 교류내부저항값과 제2측정단계(S05)에서 측정된 배터리모듈(1)의 교류내부저항값의 차이값이 일정범위 안에 있으면 정상으로 판단하고 일정범위 밖에 있으면 불량으로 판단한다.More specifically, the determination step (S06) is the AC internal resistance value of each of the plurality of battery cells 11 summed in the addition step (S03) and the AC internal of the battery module 1 measured in the second measurement step (S05). If the difference in resistance is within a certain range, it is judged to be normal, and if it is outside a certain range, it is regarded as bad.
여기에서, 정상으로 판단되는 차이값의 일정범위는 합산단계(S03)에서 합산된 다수개의 배터리셀(11)의 각 교류내부저항값의 5%이내로 하는 것이 바람직하며, 본 발명은 이에 한정하지 아니하며, 좀 더 다양한 범위로도 적용이 가능하다.Here, the predetermined range of the difference value that is determined to be normal is preferably within 5% of each AC internal resistance value of the plurality of battery cells 11 added in the summing step (S03), and the present invention is not limited thereto. In addition, it can be applied in a more diverse range.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈 검사방법은 배터리모듈(1)을 제조하면서 배터리모듈(1)에 구성된 다수개의 배터리셀(11)간의 전기적인 연결 상태를 검사하는 방법이다.That is, the battery module inspection method according to an embodiment of the present invention is a method for inspecting the electrical connection state between a plurality of battery cells 11 configured in the battery module 1 while manufacturing the battery module 1.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈(1) 검사방법은 배터리셀(11) 및 배터리모듈(1)의 교류내부저항을 측정하여 검사함으로써, 신속하게 검사할 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the method of inspecting the battery module 1 according to the embodiment of the present invention has the advantage that the test can be performed quickly by measuring and inspecting the AC internal resistance of the battery cell 11 and the battery module 1.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈 검사방법은 배터리셀(11)간을 연결하는 부분의 교류내부저항을 선별하여 정확하여 검사하는 장점이 있다.In addition, the battery module inspection method according to an embodiment of the present invention has the advantage of selecting and accurately testing the AC internal resistance of the portion connecting the battery cells (11).
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈 검사방법은 배터리셀(11) 또는 배터리모듈(1)에 전원을 인가하지 않아서 배터리 충전 상태에 영향을 주지 않는 장점이 있다.
In addition, the battery module inspection method according to an embodiment of the present invention has an advantage of not affecting the state of charge of the battery since power is not applied to the battery cell 11 or the battery module 1.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈 검사장치의 블록구성도이다.
4 is a block diagram of an apparatus for inspecting a battery module according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈 검사장치(1000)는 제1검사기(100), 중앙제어기(200), 제2검사기(300)를 포함하여 형성된다.
As shown in FIG. 4, the battery module inspecting apparatus 1000 according to the exemplary embodiment of the present invention includes a first inspector 100, a central controller 200, and a second inspector 300.
제1검사기(100)는 병렬 배치된 다수개의 배터리셀(11)의 각 교류내부저항을 측정하는 구성요소로서, 접촉부재(110), 측정부(120)를 포함하여 형성된다.The first inspector 100 is a component for measuring AC internal resistance of the plurality of battery cells 11 arranged in parallel, and includes a contact member 110 and a measurement unit 120.
접촉부재(110)는 배터리셀(11)에 접촉되는 부분으로서, 일정간격 이격되어 병렬 배치된 다수개의 배터리셀(11)에 각각 접촉된다.The contact member 110 is a part in contact with the battery cells 11 and contacts the plurality of battery cells 11 arranged in parallel at a predetermined interval.
측정부(120)는 다수개의 배터리셀(11)의 각 교류내부저항을 측정하는 부분으로서, 접촉부재(110)와 연결되어 접촉부재(110)에 각각 접촉되는 다수개의 배터리셀(11)의 각 교류내부저항을 측정하면서 기록한다.
The measurement unit 120 is a part for measuring the internal AC resistance of each of the plurality of battery cells 11. Each of the plurality of battery cells 11 connected to the contact member 110 to be in contact with the contact member 110, respectively. Record while measuring AC internal resistance.
중앙제어기(200)는 제1수신부(210), 저장부(220)를 포함하여 형성된다.The central controller 200 includes the first receiver 210 and the storage 220.
제1수신부(210)는 제1검사기(100)의 측정부(120)에서 측정된 다수개의 배터리셀(11)의 각 교류내부저항값을 각각 수신한다. The first receiver 210 receives respective AC internal resistance values of the plurality of battery cells 11 measured by the measurer 120 of the first inspector 100.
저장부(220)는 제1수신부(210)와 연결되어서 제1수신부에 수신된 다수개의 배터리셀(11)의 각 교류내부저항값을 각각 저장한다.
The storage unit 220 is connected to the first receiver 210 to store respective AC internal resistance values of the plurality of battery cells 11 received in the first receiver.
제2검사기(300)는 제2수신부(310), 합산부(320), 접속부재(330), 계측부(340), 판단부(350)를 포함하여 형성된다.The second inspector 300 is formed to include the second receiver 310, the adder 320, the connection member 330, the measurement unit 340, and the determiner 350.
제2수신부(310)는 중앙제어기(200)의 저장부(220)에 저장된 다수개의 배터리셀(11)의 각 교류내부저항값을 수신한다.The second receiver 310 receives the AC internal resistance values of the plurality of battery cells 11 stored in the storage 220 of the central controller 200.
합산부(320)는 제2수신부(310)와 연결되어 제2수신부(310)에 수신된 다수개의 배터리셀(11)의 각 교류내부저항값을 합산한다.The adder 320 is connected to the second receiver 310 to add up the AC internal resistance values of the plurality of battery cells 11 received by the second receiver 310.
접속부재(330)는 다수개의 배터리셀(11)간을 전기적으로 연결하여 구성된 배터리모듈(1)에 접속된다.The connection member 330 is connected to the battery module 1 configured by electrically connecting the plurality of battery cells 11.
계측부(340)는 배터리모듈(1)의 교류내부저항을 측정하는 부분으로서, 접속부재(330)와 연결되어 접속부재(330)에 접속되는 배터리모듈(1)의 교류내부저항을 측정하면서 기록한다.The measurement unit 340 measures the AC internal resistance of the battery module 1 and records the AC internal resistance of the battery module 1 connected to the connection member 330 and connected to the connection member 330. .
판단부(350)는 합산부(320) 및 계측부(340)와 연결되어 합산부(32)에서 합산된 다수개의 배터리셀(11)의 각 교류내부저항값과 계측부에서 측정된 배터리모듈(1)의 교류내부저항값을 비교하여 배터리모듈(1)에 구성된 다수개의 배터리셀(11)간의 연결 상태를 판단한다.The determination unit 350 is connected to the summation unit 320 and the measurement unit 340, and the respective AC internal resistance values of the plurality of battery cells 11 summed in the summation unit 32 and the battery module 1 measured at the measurement unit. Compare the AC internal resistance of the to determine the connection state between the plurality of battery cells 11 configured in the battery module (1).
더욱 상세하게, 판단부(350)는 합산부(320)에서 합산된 다수개의 배터리셀(11)의 각 교류내부저항값과 계측부(340)에 측정된 배터리모듈(1)의 교류내부저항값의 차이값이 일정범위 안에 있으면 정상으로 판단하고 일정범위 밖에 있으면 불량으로 판단한다.More specifically, the determination unit 350 may determine the AC internal resistance values of the plurality of battery cells 11 summed by the adder 320 and the AC internal resistance values of the battery module 1 measured by the measurement unit 340. If the difference is within a certain range, it is regarded as normal and if it is outside a certain range, it is regarded as bad.
여기에서, 정상으로 판단되는 차이값의 일정범위는 합산단계(S03)에서 합산된 다수개의 배터리셀(11)의 각 교류내부저항값의 5%이내로 하는 것이 바람직하며, 본 발명은 이에 한정하지 아니하며, 좀 더 다양한 범위로도 적용이 가능하다.Here, the predetermined range of the difference value that is determined to be normal is preferably within 5% of each AC internal resistance value of the plurality of battery cells 11 added in the summing step (S03), and the present invention is not limited thereto. In addition, it can be applied in a more diverse range.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈 검사장치(1000)는 장치의 구성이 간편하면서도 자동으로 검사할 수 있는 장점이 있다.
Accordingly, the battery module inspection apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention has the advantage that the configuration of the device can be easily and automatically inspected.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 접촉부재가 병렬배치된 다수개의 배터리셀중에서 한 개의 배터리셀에 접촉된 사시도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 접속부재가 배터리모듈에 접속된 사시도이다.FIG. 5 is a perspective view of a contact member contacting one battery cell among a plurality of battery cells arranged in parallel with each other, and FIG. 6 is a perspective view of a connection member connected to a battery module according to an embodiment of the present invention. to be.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 접촉부재(110) 및 접속부재(330)는 프로브카드인 것을 특징으로 한다.5 and 6, the contact member 110 and the connection member 330 is characterized in that the probe card.
여기에서, 프로브카드란 반도체의 동작을 검사하기 위하여 반도체 칩과 테스트 장비를 연결하는 장치를 말한다. Here, the probe card refers to a device that connects the semiconductor chip and the test equipment to inspect the operation of the semiconductor.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 배터리모듈 검사장치(1000)는 접촉부재(110)를 프로브카드로 구성함으로서, 자동으로 검사할 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the battery module inspection apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention has an advantage of automatically inspecting the contact member 110 by configuring the probe card.
또한, 접촉부재(110) 및 접속부재(330)는 2개의 단자로 형성되는 핀 타입으로도 형성될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 접촉부재(110) 및 접속부재(330)는 이에 한정되지 아니하며, 좀 더 다양한 부재로도 적용이 가능하다.
In addition, the contact member 110 and the connection member 330 may be formed as a pin type formed by two terminals, the contact member 110 and the connection member 330 according to an embodiment of the present invention is limited thereto. It can be applied to more diverse members.
또한, 도 5 및 도 6을 참조하면, 프로브카드는 배터리셀(11) 또는 배터리모듈(1)에 전기적으로 접속되는 4개의 단자(115, 335)를 포함하여 형성된다.5 and 6, the probe card includes four terminals 115 and 335 electrically connected to the battery cell 11 or the battery module 1.
이 때, 프로브카드의 단자(115, 335)는 배터리셀(11) 또는 배터리모듈(1)에 접속되기 위해 2개로 형성되는 것이 일반적이나, 4개로 형성되면 배터리셀(11) 또는 배터리모듈(1)에 접속되어 전기적으로 병렬 연결됨으로서, 캘빈 브리지 방식으로서 전선의 저항을 무시하게 되므로 배터리셀(11) 또는 배터리모듈(1)의 교류내부저항을 좀 더 정확하게 측정할 수 있다.At this time, the terminals 115 and 335 of the probe card are generally formed in two to be connected to the battery cell 11 or the battery module 1, but if formed in four, the battery cell 11 or the battery module 1 By electrically connecting in parallel with), the resistance of the wire is ignored in the Calvin Bridge method, so that the AC internal resistance of the battery cell 11 or the battery module 1 can be measured more accurately.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 프로브카드는 4단자(115, 335)로 접속됨으로서, 배터리셀(11) 또는 배터리모듈(1)의 교류내부저항을 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the probe card according to the embodiment of the present invention is connected to the four terminals 115 and 335, which has the advantage of accurately measuring the AC internal resistance of the battery cell 11 or the battery module 1.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1 : 배터리모듈
10 : 서브배터리모듈
11 : 배터리셀 12 : 전극탭
12a: 연결부 12b: 체결부
13 : 하우징
1000 : 본 발명의 배터리모듈 검사장치
100 : 제1검사기
110 : 접촉부재 115 : 단자
120 : 측정부
200 : 중앙제어기
210 : 제1수신부 220 : 저장부
300 : 제2검사기
310 : 제2수신부 320 : 합산부
330 : 접촉부재 335 : 단자
340 : 계측부 350 : 판단부
1: battery module
10: Sub battery module
11 battery cell 12 electrode tab
12a: connection part 12b: connection part
13: housing
1000: battery module inspection apparatus of the present invention
100: first inspector
110: contact member 115: terminal
120: measuring unit
200: central controller
210: first receiving unit 220: storage unit
300: second inspection machine
310: second receiving unit 320: adding unit
330: contact member 335: terminal
340 measurement unit 350 determination unit

Claims (6)

  1. 배터리모듈에 구성된 다수개의 배터리셀간의 연결 상태를 검사하는 방법에 있어서,
    상기 다수개의 배터리셀을 병렬배치하는 배치단계;
    상기 다수개의 배터리셀의 각 교류내부저항(ACIR : Alternating Current Internal Resistance)을 측정하는 제1측정단계;
    측정된 상기 다수개의 배터리셀의 각 교류내부저항값을 합산하는 합산단계;
    상기 다수개의 배터리셀 중에서 2개 이상을 각각 연결하여 다수개의 서브배터리모듈을 구성하고, 상기 다수개의 서브배터리모듈간을 연결하여 배터리모듈을 구성하는 연결단계;
    상기 배터리모듈의 교류내부저항을 측정하는 제2측정단계; 및
    상기 합산단계에서 합산된 교류내부저항값과 상기 제2측정단계에서 측정된 교류내부저항값을 비교하여 배터리모듈에 구성된 다수개의 배터리셀간의 연결 상태를 판단하는 판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리모듈 검사방법.
    In the method for checking the connection state between a plurality of battery cells configured in the battery module,
    An arrangement step of arranging the plurality of battery cells in parallel;
    A first measuring step of measuring alternating current internal resistance (ACIR) of the plurality of battery cells;
    A summing step of summing the measured AC internal resistance values of the plurality of battery cells;
    Connecting two or more of the plurality of battery cells to configure a plurality of sub battery modules, and connecting the plurality of sub battery modules to form a battery module;
    A second measuring step of measuring an AC internal resistance of the battery module; And
    And determining a connection state between a plurality of battery cells configured in the battery module by comparing the AC internal resistance value added in the adding step with the AC internal resistance value measured in the second measuring step. How to check the battery module.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 판단단계는
    상기 합산단계의 교류내부저항값과 상기 제2측정단계의 교류내부저항값의 차이값이 일정범위 안에 있으면 정상으로 판단하고 일정범위 밖에 있으면 불량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리모듈 검사방법.
    The method of claim 1, wherein the determining step
    And if the difference between the AC internal resistance value in the summing step and the AC internal resistance value in the second measuring step is within a predetermined range, judges that it is normal, and if it is outside a certain range, determines that the battery module is defective.
  3. 병렬 배치된 다수개의 배터리셀에 각각 접촉되는 접촉부재, 상기 접촉부재와 연결되어 상기 다수개의 배터리셀의 교류내부저항을 각각 측정하는 측정부가 형성된 제1검사기;
    상기 제1검사기의 측정부에 측정된 상기 다수개의 배터리셀의 각 교류내부저항값을 각각 수신하는 제1수신부, 상기 제1수신부와 연결되어 상기 제1수신부에서 수신된 상기 다수개의 배터리셀의 각 교류내부저항값을 각각 저장하는 저장부가 형성된 중앙제어기; 및
    상기 저장부로부터 상기 다수개의 배터리셀의 각 교류내부저항값을 각각 수신하는 제2수신부, 상기 제2수신부에 수신된 상기 다수개의 배터리셀의 각 교류내부저항값을 합산하는 합산부, 상기 다수개의 배터리셀간을 연결하여 구성된 배터리모듈에 접속되는 접속부재, 상기 접속부재와 연결되어 상기 배터리모듈의 교류내부저항을 측정하는 계측부, 상기 합산부 및 계측부와 각각 연결되어 상기 합산부에서 합산된 교류내부저항값과 상기 계측부에서 측정된 교류내부저항값을 비교하여 배터리모듈에 구성된 다수개의 배터리셀간의 연결 상태를 판단하는 판단부가 형성된 제2검사기;를 포함하는 배터리모듈 검사장치.
    A first inspector having a contact member respectively contacting the plurality of battery cells arranged in parallel, and a measuring unit connected to the contact member to measure AC internal resistance of the plurality of battery cells, respectively;
    A first receiver for receiving respective AC internal resistance values of the plurality of battery cells measured in the measuring unit of the first inspector, and each of the plurality of battery cells connected to the first receiver and received at the first receiver; A central controller having a storage unit for storing the AC internal resistance value; And
    A second receiver which receives respective alternating current internal resistance values of the plurality of battery cells from the storage unit, a summation unit that adds up each alternating current internal resistance value of the plurality of battery cells received by the second receiver unit, the plurality of A connecting member connected to a battery module configured by connecting battery cells, a measuring unit connected to the connecting member to measure the AC internal resistance of the battery module, and an AC internal resistance connected to each of the adding unit and the measuring unit and summed in the adding unit, respectively. And a second tester configured to determine a connection state between a plurality of battery cells configured in the battery module by comparing the AC internal resistance value measured by the measuring unit with a value.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 판단부는
    상기 합산부에서 합산된 교류내부저항값과 상기 계측부에 측정된 교류내부저항값의 차이값이 일정범위 안에 있으면 정상으로 판단하고 일정범위 밖에 있으면 불량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리모듈 검사방법.
    The method of claim 3, wherein the determination unit
    And if the difference between the AC internal resistance value summed by the adder and the AC internal resistance value measured by the measurement unit is within a predetermined range, judges that it is normal, and when it is outside a predetermined range, determines that the battery module is defective.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 접촉부재 및 접속부재는
    프로브카드인 것을 특징으로 하는 배터리모듈 검사장치.
    The method of claim 3, wherein the contact member and the connection member
    Battery module inspection device, characterized in that the probe card.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 프로브카드는
    상기 배터리셀 또는 배터리모듈에 접속되는 4개의 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리모듈 검사장치.
    The method of claim 5, wherein the probe card
    Battery module inspection apparatus comprising four terminals connected to the battery cell or the battery module.
KR1020120008100A 2012-01-27 2012-01-27 Method of test battery and equipments for the method KR101877304B1 (en)

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