KR20180050778A - 배터리 실험 장치 - Google Patents

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KR20180050778A
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Abstract

본 발명은, 실험 표본 배터리에 포함된 배터리 셀에 대응하는 적어도 하나의 셀 플레이트 및 상기 적어도 하나의 셀 플레이트가 배치되는 케이스를 포함하고, 상기 케이스 내에서 상기 적어도 하나의 셀 플레이트의 배치는, 상기 실험 표본 배터리 내에 존재하는 적어도 하나의 배터리 셀의 배치에 대응하는 배터리 실험 장치에 관한 것이다.

Description

배터리 실험 장치{Battery experiment apparatus}
본 발명은 배터리 실험 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 발열하는 배터리를 냉각하기 위한 냉각판의 성능을 실험하기 위하여, 실제 배터리의 발열 특성을 모사하는 장치이다.
전기를 공급하는 배터리가 있다. 특히, 전기 자동차의 배터리와 같이 고전압을 사용하는 배터리는 높은 발열 특성을 갖는다.
이와 같이 높은 발열 특성을 갖는 배터리의 사용시 이를 냉각시키는 냉각기를 함께 사용해야 한다.
고전압 배터리에 대한 냉각기의 냉각 성능을 실험하는 경우, 실제 배터리를 사용하면, 배터리가 폭발하거나 실험자 감전되는 등의 안전 사고가 발생할 수 있다.
또한, 배터리의 정확한 발열조건을 예측하기 어렵고, 배터리를 운반하는 과정에서 여러가지 제약이 있으므로, 배터리의 냉각 실험에 실제 배터리를 사용하는 것을 여러가지 어려움이 있다.
이에 따라, 실제 배터리와 유사한 발열 특성을 모사하는 배터리 실험 장치가 연구 중에 있다.
본 발명의 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 실험 표본 배터리의 발열 특성을 모사하는 배터리 실험 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 실험 장치는 실험 표본 배터리에 포함된 배터리 셀에 대응하는 적어도 하나의 셀 플레이트 및 상기 적어도 하나의 셀 플레이트가 배치되는 케이스를 포함할 수 있고, 상기 케이스 내에서 상기 적어도 하나의 셀 플레이트의 배치는, 상기 실험 표본 배터리 내에 존재하는 적어도 하나의 배터리 셀의 배치에 대응할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 실제 배터리를 사용하지 않고도 실제 배터리의 발열 특성을 판단할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 배터리 실험 장치는 실제 배터리의 발열 특성만 모사하는 것이므로, 실제 배터리 사용시 발생할 수 있는 안전 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실험 표본 배터리 및 이에 포함되는 복수 개의 배터리 셀을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 실험 표본 배터리가 냉각판에 배치된 경우를 나타내는 측면도이다.
도 3은, 실험 표본 배터리에 발생하는 온도 불균형을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는, 실험 표본 배터리에 포함된 배터리 셀에 대응하는 셀 플레이트를 설명하기 위한 도면이다.
도 4b는 셀 플레이트에 삽입된 막대 히터를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 배터리 실험 장치를 구성하는 케이스와 셀 플레이트의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 본 발명에 따른 배터리 실험 장치가 실험 표본 배터리의 발열 상태를 모사한 실험 결과를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 배터리 실험 장치는, 배터리를 냉각시키는 냉각판의 성능을 확인하기 위하여, 실제 배터리의 발열 상태를 모사하는 장치이다. 냉각판은, 배터리의 특정 부분에 부착되어 배터리를 냉각시키는 장치이다.
냉각판의 성능을 실험하는 경우, 실제 배터리를 사용하면 여러가지 제약이 있을 수 있다. 예를 들어, 실제 배터리가 고전압을 사용하는 전기 자동차의 배터리인 경우, 감전, 화재, 및 폭발 등의 위험이 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 실제 배터리의 발열 상태를 모사하는 장치를 실제 배터리 대신에 사용하면, 상술한 사고를 방지할 수 있다.
실제 배터리는, 내부 구조 및 구성 요소의 특성 등에 의하여, 균일하지 않은 발열 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 실제 배터리는, 전기 에너지를 공급하는 전극이 존재하는 부분의 온도가 다른 부분의 온도보다 높을 수 있다. 또한, 배터리 내부 구조에 따라 회로가 밀집된 부분의 온도가 상대적으로 높을 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 실험 장치는, 실제 배터리의 상기 불균일한 발열 특성을 모사할 수 있다. 이에 따라, 실제 배터리 대신 배터리 실험 장치를 냉각판에 부착하여, 냉각판의 냉각 성능을 시험할 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에서 실제 배터리는 실험 표본 배터리라고 명명한다. 본 발명에 따른 실험 표본 배터리는, 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전기를 공급하는 장치일 수 있다. 실험 표본 배터리는, 여러 번 충전 및 방전이 가능한 2차 전지일 수 있다. 실험 표본 배터리는, 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 자동차에 사용되는 고전압 배터리일 수 있다.
실험 표본 배터리는, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 배터리 셀은 하나의 2차 전지일 수 있다. 배터리 셀은 불균일한 발열 특성을 가질 수 있다. 배터리 셀 자체도 고전압 배터리일 수 있다. 이 경우, 실험 표본 배터리는 복수 개의 고전압 배터리가 연결된 고전압 배터리일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 배터리 실험 장치(100)가 모사하는 실험 표본 배터리(200)에 대하여 먼저 설명한 후, 배터리 실험 장치(100)에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 3은 실험 표본 배터리(200)를 설명하기 위한 도면이다.
도 1은 실험 표본 배터리(200) 및 이에 포함되는 복수 개의 배터리 셀(210)을 설명하기 위한 도면이다.
실험 표본 배터리(200)는 실제 전기를 공급할 수 있는 배터리일 수 있다. 실험 표본 배터리(200)는 직육면체일 수 있다. 이와 달리, 실험 표본 배터리의 형태는, 정육면체, 원통형, 구형, 원뿔형 등 다양한 형태일 수 있다.
실험 표본 배터리(200)는, 복수 개의 배터리 셀이 직렬 연결된 것일 수 있다. 실험 표본 배터리(200)는, 복수 개의 배터리 셀(210a 내지 210e)을 포함할 수 있다. 도면과 달리, 실험 표본 배터리(200)는, 하나의 배터리 셀을 포함할 수도 있다.
복수 개의 배터리 셀(210a 내지 210e)은, 배터리 셀 케이스(240)에 의하여 고정될 수 있다. 배터리 셀 케이스(240) 내부에 복수 개의 배터리 셀(210a 내지 210e)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 배터리 셀(210a 내지 210e)은, 일정한 간격으로 일렬로 배치될 수 있다. 또한, 복수 개의 배터리 셀(210a 내지 210e)은, 밀착되어 배치되거나, 다양한 형태로 배치될 수 있다. 배터리 셀 케이스(240)은, 실험 표본 배터리(200)의 외관을 이룰 수 있다.
배터리 셀의 형태는 다양할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 배터리 셀(210a 내지 210e)는, 직사각형 판의 형태일 수 있다. 또한, 복수 개의 배터리 셀(210a 내지 210e)는 정육면체, 원통형, 구형 등의 형태일 수도 있다.
예를 들어, 배터리 셀은, 전해액 속에 양극판과 음극판 군을 이루고 있는 하나의 유닛일 수 있다. 배터리 셀은, 전해액으로 덮인 양극과 음극판으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀은, 리튬이온, 리튬폴리머, 니켈 수소, 니켈 카드뮴 등을 활용한 2차 전지일 수 있다.
예를 들어, 실험 표본 배터리에 포함된 하나의 배터리 셀은 약 2볼트의 전압을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 12볼트를 발생시키는 실험 표본 배터리에는 6개의 배터리 셀이 직렬로 연결된 구조일 수 있다.
도 2는 실험 표본 배터리가 냉각판에 배치된 경우를 나타내는 측면도이다.
실험 표본 배터리(200)는 냉각판(220)에 부착될 수 있다. 실험 표본 배터리(200)를 냉각판(220)에 부착하기 위하여 냉각판(220)과 실험 표본 배터리(200)사이에 서멀 패드(221, Thermal Pad)가 존재할 수 있다. 서멀 패드(221)는, 냉각판과 실험 표본 배터리(200)를 부착시킬 수 있다. 서멀 패드(221)는, 양면 테이프 형식의 열전도 테이프일 수 있다. 예를 들어, 서멀 패드(221)는, 실험 표본 배터리(200)의 하단과 냉각판(220)의 상단을 부착시킬 수 있다. 이 경우, 배터리 셀(210)의 하단과 냉각판(220)의 상단이 부착될 수 있다. 도면과 달리, 냉각판(220)은, 배터리 셀의 다른 면에 부착되거나, 2개 이상의 면에 부착될 수도 있다. 또한, 냉각판(220)은 배터리 셀(210)을 감싸는 구조일 수도 있다.
배터리 셀(210)은, 플러스 극(250a), 및 마이너스 극(250b)을 포함할 수 있다. 배터리 셀(210)은, 플러스 극(250a), 및 마이너스 극(250b)을 통하여 전기에너지를 공급 받아 저장하고, 저장된 전기 에너지를 플러스 극(250a), 및 마이너스 극(250b)을 통하여 방전할 수 있다. 배터리 셀(210)이 방전되거나 충전되는 경우, 배터리 셀(210)의 온도가 상승될 수 있다. 이 경우, 전극 부근의 발열 온도가 나머지 부분의 온도보다 상대적으로 높을 수 있다. 이에 따라, 배터리 셀(210)의 발열 온도 편차가 발생할 수 있다.
배터리 셀(210)은, 온도를 측정하는 복수 개의 온도 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(210)은, 제1 온도 센서(230a), 제2 온도 센서(230b), 제3 온도 센서(230c), 제4 온도 센서(230d), 제5 온도 센서(230e), 및 제6 온도 센서(230f)를 포함할 수 있다.
배터리 셀(210) 상에서 복수 개의 온도 센서(230a 내지 230f)가 배치된 지점은, 온도 측정 지점이라고 명명할 수 있다. 온도 측정 지점(260)은, 온도 센서(230)가 온도를 측정하는 지점이므로, 온도 센서(230)의 위치일 수 있다. 도 2를 참조하면, 배터리 셀(210) 상에는 제1 온도 센서(230a)가 배치된 제1 온도 측정 지점, 제2 온도 센서(230b)가 배치된 제2 온도 측정 지점, 제3 온도 센서(230c)가 배치된 제3 온도 측정 지점, 제4 온도 센서(230d)가 배치된 제4 온도 측정 지점, 제5 온도 센서(230e)가 배치된 제5 온도 측정 지점, 제6 온도 센서(230f)가 배치된 제6 온도 측정 지점이 존재할 수 있다.
온도 측정 지점은, 배터리 셀(210)의 발열 온도 편차를 확인하기 위한 지점일 수 있다. 예를 들어, 온도 측정 지점은, 배터리 셀(210)의 상하좌우에 각각 존재할 수 있다. 예를 들어, 온도 측정 지점은, 배터리 셀(210)의 상단의 우측, 중간, 좌측에 존재할 수 있고, 하단의 우측, 중간, 좌측에도 존재할 수 있다.
복수 개의 온도 측정 지점은, 배터리 셀(210)의 전극(250)으로부터 제1 설정 거리 이내에 존재하는 적어도 하나의 지점, 및 전극(250)으로부터 제2 설정 거리 이상 떨어진 적어도 하나의 지점을 포함할 수 있다. 제1 설정 거리는 제2 설정 거리 미만일 수 있다.
이에 따라, 전극(250)으로부터 제1 설정 거리 이내에 존재하는 적어도 하나의 지점은, 전극(250)으로부터 제2 설정 거리 이상 떨어진 적어도 하나의 지점보다, 전극(250)에 가까이 위치할 수 있다. 제1 설정 거리 및 제2 설정 거리는 실험에 의하여 정해진 값일 수 있다.
배터리 셀(210)이 충전 또는 방전을 수행하는 경우, 전극(250)에서 상대적으로 높은 열이 발생할 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 온도 측정 지점 중, 전극(250)으로부터 제1 설정 거리 이내에 존재하는 온도 측정 지점의 온도는, 전극(250)으로부터 제2 설정 거리 이상 떨어진 온도 측정 지점의 온도보다 높을 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 온도 측정 지점 및 제4 온도 측정 지점은, 전극(250)으로부터 제1 설정 거리 이내에 존재하는 온도 측정 지점일 수 있다. 제2, 3, 5, 및 6 온도 측정 지점은, 전극(250)으로부터 제2 설정 거리 이상 떨어진 온도 측정 지점일 수 있다. 제1 및 4 온도 측정 지점이, 제2, 3, 5, 및 6 온도 측정 지점보다 상대적으로 전극(250)에 가까우므로, 제1 및 4 온도 측정 지점의 온도가 제2, 3, 5, 및 6 온도 측정 지점의 온도보다 높을 수 있다.
이에 따라, 배터리 셀(210) 상에서 전극(250)으로 인한 온도 편차를 확인할 수 있다. 이후 설명될 셀 플레이트(110)에 형성된 개구부의 배치는 온도 측정 지점의 배치와 대응하므로, 셀 플레이트(110)에서도 배터리 셀(210)의 전극(250)으로 인한 온도 편차를 확인할 수 있다.
복수 개의 온도 측정 지점은, 냉각판(220)으로부터 제3 설정 거리 이내에 존재하는 적어도 하나의 지점, 및 냉각판(220)으로부터 제4 설정 거리 이상 떨어진 적어도 하나의 지점을 포함할 수 있다. 제3 설정 거리는 제4 설정 거리 미만일 수 있다.
이에 따라, 냉각판(220)으로부터 제3 설정 거리 이내에 존재하는 적어도 하나의 지점은, 냉각판(220)으로부터 제4 설정 거리 이상 떨어진 적어도 하나의 지점보다, 냉각판(220)에 가까이 위치할 수 있다. 제3 설정 거리 및 제4 설정 거리는 실험에 의하여 정해진 값일 수 있다.
배터리 셀(210)이 냉각 기능을 수행하는 냉각판(220)에 부착된 경우, 냉각판(220) 주변에서 상대적으로 낮은 열이 발생할 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 온도 측정 지점 중, 냉각판(220)으로부터 제3 설정 거리 이내에 존재하는 온도 측정 지점의 온도는, 냉각판(220)으로부터 제4 설정 거리 이상 떨어진 온도 측정 지점의 온도보다 낮을 수 있다.
도 2를 참조하면, 제4, 5, 및 6 온도 측정 지점은, 냉각판(220)으로부터 제3 설정 거리 이내에 존재하는 온도 측정 지점일 수 있다. 제1, 2, 및 3 온도 측정 지점은, 냉각판(220)으로부터 제4 설정 거리 이상 떨어진 온도 측정 지점일 수 있다. 제4, 5, 및 6 온도 측정 지점이, 제1, 2, 및 3 온도 측정 지점보다 상대적으로 냉각판(220)에 가까우므로, 제4, 5, 및 6 온도 측정 지점의 온도가 제1, 2, 및 3 온도 측정 지점의 온도보다 낮을 수 있다.
이에 따라, 배터리 셀(210) 상에서 냉각판(220)으로 인한 온도 편차를 확인할 수 있다. 이후 설명될 셀 플레이트(110)에 형성된 개구부의 배치는 온도 측정 지점의 배치와 대응하므로, 셀 플레이트(110)에서도 냉각판(220)으로 인한 온도 편차를 확인할 수 있다.
도 3은, 실험 표본 배터리에 발생하는 온도 불균형을 설명하기 위한 도면이다.
배터리 셀(210)은, 제1 온도 센서(230a)에 대응하는 제1 온도 측정 지점(260a), 제2 온도 센서(230b)에 대응하는 제2 온도 측정 지점(260b), 제3 온도 센서(230c)에 대응하는 제3 온도 측정 지점(260c), 제4 온도 센서(230d)에 대응하는 제4 온도 측정 지점(260d), 제5 온도 센서(230e) 에 대응하는 제5 온도 측정 지점(260e), 및 제6 온도 센서(230f) 에 대응하는 제6 온도 측정 지점(260f)를 포함할 수 있다. 도 3에서 복수의 온도 측정 지점(260a 내지 260f)을 나타내는 원 안에 기재된 숫자는, 해당 온도 측정 지점에 대응하는 온도 센서가 측정한 온도이다.
냉각판(220)이 배터리 셀(210)의 하단에 부착되고, 배터리 셀(210)이 전기 에너지를 공급하는 경우, 배터리 셀(210)에서 발생하는 온도가 불균일할 수 있다.
배터리 셀(210)의 전극(250a, 250b)를 통하여 전기 방전되므로, 전극(250a, 250b)과 상대적으로 가까운 제1 온도 센서(230a) 및 제4 온도 센서(230d)를 통하여 감지되는 온도는, 나머지 온도 센서(250b, 250c, 250e, 250f)들을 통하여 감지되는 온도보다 높을 수 있다. 이 경우, 전극(250a, 250b)이 존재하는 배터리 셀(210)의 좌측에 가까울 수록 감지되는 온도가 높을 수 있다.
냉각판(220)이 배터리 셀(210)의 하단에 부착되므로, 상대적으로 배터리 셀(210)의 하단에 배치된 온도 센서를 통하여 감지된 온도가, 상단에 배치된 온도 센서를 통하여 감지된 온도보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 제4 온도 센서(230d)를 통하여 감지되는 온도는, 제1 온도 센서(230a)를 통하여 감지되는 온도보다 낮을 수 있다. 제5 온도 센서(230e)를 통하여 감지되는 온도는, 제2 온도 센서(230b)를 통하여 감지되는 온도보다 낮을 수 있다. 제6 온도 센서(230f)를 통하여 감지되는 온도는, 제3 온도 센서(230c)를 통하여 감지되는 온도보다 낮을 수 있다.
냉각판(220)과 배터리 셀(210)의 부착 위치, 또는 배터리 셀(210) 상에서의 전극(250a, 250b)의 위치에 따라, 배터리 셀(210) 상에서의 온도 분포가 달라질 수 있다.
배터리 셀(210)의 크기 및 형태에 따라, 배터리 셀(210)에 배치되는 온도 센서의 개수 및 위치가 상이할 수 있다. 이에 따라, 배터리 셀(210)의 온도 측정 지점이 변경될 수 있다. 배터리 셀(210)이 클수록 배터리 셀(210)에 배치되는 온도 센서의 개수가 증가할 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(210)이 가로로 긴 형태인 경우, 배터리 셀(210)에 가로로 배열되는 온도 센서의 개수가 증가할 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 실험 장치(100)를 설명한다. 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 배터리 실험 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 배터리 실험 장치(100)는, 적어도 하나의 셀 플레이트(110)를 포함할 수 있다.
도 4a는, 실험 표본 배터리(200)에 포함된 배터리 셀(210)에 대응하는 셀 플레이트(110)를 설명하기 위한 도면이다.
셀 플레이트(110)는, 실험 표본 배터리(200)에 포함된 배터리 셀(210)에 대응될 수 있다. 배터리 실험 장치(100)는, 실험 표본 배터리(200)의 발열 특성을 모사하는 장치이므로, 배터리 셀(210)의 발열 특성을 모사하는 셀 플레이트(110)를 포함할 수 있다.
셀 플레이트(110)의 열전도도, 형태, 및 크기는, 배터리 셀(210)의 열전도도, 형태, 및 크기와 대응할 수 있다.
예를 들어, 셀 플레이트(110)의 형태는, 배터리 셀(210)의 형태와 같은 얇은 직육면체일 수 있다. 예를 들어, 셀 플레이트(110)의 크기는, 배터리 셀(210)의 크기에 대응할 수 있다. 셀 플레이트(110)의 크기는, 소정의 오차 범위 내에서 배터리 셀(210)의 크기와 동일할 수 있다.
예를 들어, 배터리 셀(210)의 열전도도는, 25W/mK일 수 있다. 이 경우, 셀 플레이트(110)의 열전도도는 25W/mK로부터 소정의 오차 범위 내의 값일 수 있다. 예를 들어, 셀 플레이트(110)의 열전도도는 20-30W/mK일 수 있다. 예를 들어, 스테인레스 스틸(Stainless steel)의 열전도도가 24W/mK인 경우, 셀 플레이트(110)는 스테인레스 스틸로 구현될 수 있다. 열전도도가 20-30W/mK의 범위에 포함된 물질은, 셀 플레이트(110)로 구현될 수 있다.
셀 플레이트(110)로 구현될 수 있는 물질은, 배터리 셀(210)에서 발생하는 최대 온도에서 녹지 않는 물질이어야 한다.
셀 플레이트(110)는, 막대 히터(미도시) 하나가 삽입될 수 있는 개구부(160)를 복수 개 포함할 수 있다. 예를 들어, 셀 플레이트(110)는, 6개의 개구부(160a 내지 160f)를 포함할 수 있다. 개구부(160)는 셀 플레이트(110)에 형성된 구멍일 수 있다. 개구부(160)는 원형이나 다각형의 형태일 수 있다. 예를 들어, 셀 플레이트(110)를 6개의 원형 개구부(160a 내지 160f)를 포함할 수 있다. 개구부(160)의 형태는, 개구부(160)에 삽입될 막대 히터의 형태에 따라 달라질 수 있다. 개구부(160)는, 막대 히터가 삽입될 수 있는 형태 및 크기로 형성될 수 있다.
셀 플레이트(110)에 형성된 복수 개의 개구부(160)의 배치는, 배터리 셀(210) 상에 존재하는 복수 개의 온도 측정 지점의 배치에 대응할 수 있다.
배터리 셀(210) 상에 존재하는 온도 측정 지점(260)은, 배터리 셀(210)에 배치된 온도 센서에 의하여 온도가 측정되는 지점일 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(210)에 6개의 온도 센서(230a 내지 230f)가 배치된 경우, 배터리 셀(210) 상에는 6개의 온도 측정 지점(260a 내지 260f)이 존재할 수 있다.
복수 개의 온도 측정 지점은, 배터리 셀(210) 상에서 발생하는 온도 편차를 확인하기 위한 위치일 수 있다. 예를 들어, 냉각판(220)이 배터리 셀(210)의 한 면에 부착되는 경우, 냉각판(220)이 부착되는 면과 반대쪽 면의 온도 편차가 발생할 수 있다. 또한, 전극(250)이 배터리 셀(210)의 한 면에 존재하는 경우, 전극(250)이 존재하는 면과 반대쪽 면의 온도 편차가 발생할 수 있다.
냉각판(220)이 배터리 셀(210)의 하단에 부착되고, 배터리 셀(210)이 충전되거나 방전되는 경우, 제1 온도 측정 지점(260a)의 온도는 섭씨 47.1도, 제2 온도 측정 지점(260b)의 온도는 섭씨 42.4도, 제3 온도 측정 지점(260c)의 온도는 섭씨 39.6도, 제4 온도 측정 지점(260d)의 온도는 섭씨 43.1도, 제5 온도 측정 지점(260e)의 온도는 섭씨 38.1도, 제6 온도 측정 지점(260f)의 온도는 섭씨 36.6도일 수 있다.
예를 들어, 셀 플레이트(110)는, 제1 온도 측정 지점(260a)에 대응하는 제1 개구부(160a), 제2 온도 측정 지점(260b)에 대응하는 제2 개구부(160b), 제3 온도 측정 지점(260c)에 대응하는 제3 개구부(160c), 제4 온도 측정 지점(260d)에 대응하는 제4 개구부(160d), 제5 온도 측정 지점(260e)에 대응하는 제5 개구부(160e), 및 제6 온도 측정 지점(260f)에 대응하는 제6 개구부(160f)를 포함할 수 있다.
복수 개의 온도 측정 지점은, 배터리 셀(210)의 전극(250)으로부터 제1 설정 거리 이내에 존재하는 적어도 하나의 지점, 및 전극(250)으로부터 제2 설정 거리 이상 떨어진 적어도 하나의 지점을 포함할 수 있다. 전극(250)으로부터 제1 설정 거리 이내에 존재하는 적어도 하나의 지점은, 전극(250)으로부터 제2 설정 거리 이상 떨어진 적어도 하나의 지점보다, 전극(250)에 가까이 위치할 수 있다.
배터리 셀(210)이 충전 또는 방전을 수행하는 경우, 전극(250)에서 상대적으로 높은 열이 발생할 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 온도 측정 지점 중, 전극(250)으로부터 제1 설정 거리 이내에 존재하는 온도 측정 지점의 온도는, 전극(250)으로부터 제2 설정 거리 이상 떨어진 온도 측정 지점의 온도보다 높을 수 있다. 이에 따라, 배터리 셀(210) 상에서 전극(250)으로 인한 온도 편차를 확인할 수 있다.
셀 플레이트(110)에 형성된 개구부의 배치는 온도 측정 지점의 배치와 대응하므로, 셀 플레이트(110)에서도 제1 개구부(160a) 및 제4 개구부(160d)에서 측정되는 온도와 나머지 개구부에서 측정되는 온도를 비교하여, 배터리 셀(210)의 전극(250)으로 인한 온도 편차를 확인할 수 있다.
복수 개의 온도 측정 지점은, 냉각판(220)으로부터 제3 설정 거리 이내에 존재하는 적어도 하나의 지점, 및 냉각판(220)으로부터 제4 설정 거리 이상 떨어진 적어도 하나의 지점을 포함할 수 있다. 냉각판(220)으로부터 제3 설정 거리 이내에 존재하는 적어도 하나의 지점은, 냉각판(220)으로부터 제4 설정 거리 이상 떨어진 적어도 하나의 지점보다, 냉각판(220)에 가까이 위치할 수 있다.
배터리 셀(210)이 냉각 기능을 수행하는 냉각판(220)에 부착된 경우, 냉각판(220) 주변에서 상대적으로 낮은 열이 발생할 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 온도 측정 지점 중, 냉각판(220)으로부터 제3 설정 거리 이내에 존재하는 온도 측정 지점의 온도는, 냉각판(220)으로부터 제4 설정 거리 이상 떨어진 온도 측정 지점의 온도보다 낮을 수 있다. 이에 따라, 배터리 셀(210) 상에서 냉각판(220)으로 인한 온도 편차를 확인할 수 있다.
셀 플레이트(110)에 형성된 개구부의 배치는 온도 측정 지점의 배치와 대응하므로, 셀 플레이트(110)에서도 제4, 5, 및 6 개구부(160d, 160e, 160f)에서 측정되는 온도와 나머지 개구부에서 측정되는 온도를 비교하여, 냉각판(220)으로 인한 온도 편차를 확인할 수 있다.
배터리 실험 장치(100)는, 복수 개의 온도 센서를 더 포함할 수 있다. 복수 개의 온도 센서는, 복수 개의 개구부 각각에 대응되도록 배치되어, 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 배터리 실험 장치(100)는, 6개의 온도 센서(130a 내지 130f)를 구비할 수 있다. 6개의 온도 센서(130a 내지 130f)는 셀 플레이트(110)에 형성된 6개의 개구부(160a 내지 160f)에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 특정 개구부에 대응하는 위치는, 특정 개구부로부터 소정 거리 떨어진 위치일 수 있다. 예를 들어, 셀 플레이트(110)에 배치된 복수 개의 온도 센서의 위치는, 배터리 셀(210)에 배치된 복수 개의 온도 센서의 위치와 대응될 수 있다.
복수 개의 온도 센서(130)는, 각각 대응하는 개구부(160)로부터 소정 거리 떨어진 위치의 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 제1 온도 센서(130a)는 제1 개구부(160a) 주변의 온도를 측정할 수 있다. 제2 온도 센서(130b)는 제2 개구부(160b) 주변의 온도를 측정할 수 있다. 제3 온도 센서(130c)는 제3 개구부(160c) 주변의 온도를 측정할 수 있다. 제4 온도 센서(130d)는 제4 개구부(160d) 주변의 온도를 측정할 수 있다. 제5 온도 센서(130e)는 제5 개구부(160e) 주변의 온도를 측정할 수 있다. 제6 온도 센서(130f)는 제6 개구부(160f) 주변의 온도를 측정할 수 있다.
도 4b는 셀 플레이트에 삽입된 막대 히터를 설명하기 위한 도면이다.
배터리 실험 장치(100)는, 막대 히터 복수 개를 더 포함할 수 있다. 복수 개의 막대 히터는, 복수 개의 개구부 각각에 하나씩 삽입될 수 있다. 예를 들어, 셀 플레이트(110)가 6개의 개구부(160a 내지 160f)를 포함하는 경우, 각 개구부마다 1개의 막대 히터가 삽입될 수 있다. 막대 히터의 형태와 크기는, 개구부의 형태 및 크기와 대응될 수 있다. 예를 들어, 개구부가 원형인 경우, 막대 히터는 원형일 수 있다. 또한, 막대 히터는 개구부에 삽입될 수 있는 크기일 수 있다.
막대 히터는, 사용자가 입력한 온도 값에 대응하는 열을 발생시키는 장치일 수 있다. 예를 들어, 막대 히터는, 사용자가 입력한 섭씨 50도의 열을 발생시킬 수 있다. 막대 히터가 복수 개인 경우, 복수 개의 막대 히터는, 개별적으로 사용자가 입력한 온도 값에 대응하는 열을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 막대 히터는 사용자가 입력한 섭씨 45도의 열을 발생시키고, 제2 막대 히터는 사용자가 입력한 섭씨 50도의 열을 발생시킬 수 있다.
예를 들어, 배터리 실험 장치(100)는, 6개의 막대 히터(161a 내지 161f)를 구비할 수 있다. 6개의 막대 히터(161a 내지 161f)는 각각 6개의 개구부(160a 내지 160f)에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 제1 막대 히터(161a)는 제1 개구부(160a)에 삽입될 수 있다. 제2 막대 히터(161b)는 제2 개구부(160b)에 삽입될 수 있다. 제3 막대 히터(161c)는 제3 개구부(160c)에 삽입될 수 있다. 제4 막대 히터(161d)는 제4 개구부(160d)에 삽입될 수 있다. 제5 막대 히터(161e)는 제5 개구부(160e)에 삽입될 수 있다. 제6 막대 히터(161f)는 제6 개구부(160f)에 삽입될 수 있다. 6개의 막대 히터(161a 내지 161f)는, 각각 사용자가 입력한 온도 값에 대응하는 열을 발생시킬 수 있다.
배터리 실험 장치(100)는, 복수 개의 막대 히터(161)를 제어하는 히터 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 히터 제어부는, 실험 표본 배터리(200)의 특정 동작시 배터리 셀(210)에 나타나는 온도 분포에 기초하여, 복수 개의 막대 히터(161)의 발열을 제어할 수 있다.
히터 제어부는, 복수 개의 막대 히터(161)와 전기적으로 연결되어, 복수 개의 막대 히터(161)를 제어할 수 있다. 히터 제어부는, 복수 개의 막대 히터(161)에 대한 사용자 입력을 수신하는 별도의 입력 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 이 경우, 히터 제어부는, 사용자가 입력 장치를 통하여 입력하는 온도 값에 기초하여 복수 개의 막대 히터(161)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 히터 제어부는, 사용자의 입력에 기초하여, 제1 막대 히터(161a)에 대하여 섭씨 45도, 제2 막대 히터(161b)에 대하여 섭씨 38도, 제3 막대 히터(161c)에 대하여 섭씨 32도, 제4 막대 히터(161d)에 대하여 섭씨 45도, 제5 막대 히터(161e)에 대하여 섭씨 38도, 제6 막대 히터(161f)에 대하여 섭씨 32도로 발열하도록 제어할 수 있다.
히터 제어부는, 실험 표본 배터리(200)의 특정 동작시 배터리 셀(210)에 나타나는 온도 분포에 대한 데이터가 저장된 메모리(미도시)를 구비할 수 있다. 실험 표본 배터리(200)의 특정 동작시 배터리 셀(210)에 나타나는 온도 분포는 실험에 의하여 결정된 것일 수 있다. 예를 들어, 실험 표본 배터리(200)의 급속 충전시, 배터리 셀(210)에 나타나는 온도 분포는, 전극(250)과 가까울수록 고온이고, 전극(250)과 멀수록 저온인 분포일 수 있다. 히터 제어부는, 배터리 셀(210)에 배치된 온도 센서(230)가 측정하는 온도 데이터, 외부 디바이스가 전송하는 데이터, 및 사용자가 입력하는 데이터 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 온도 분포에 대한 데이터를 생성 및 저장할 수 있다.
히터 제어부는, 상술한 배터리 셀(210)의 온도 분포에 기초하여, 복수 개의 막대 히터(161)의 발열을 제어할 수 있다. 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 히터 제어부는, 배터리 셀(210)의 온도 분포에 따라, 제1 막대 히터(161a)가 제1 온도 측정 지점(260a)의 온도로 발열하도록, 제2 막대 히터(161b)가 제2 온도 측정 지점(260b)의 온도로 발열하도록, 제3 막대 히터(161c)가 제3 온도 측정 지점(260c)의 온도로 발열하도록, 제4 막대 히터(161d)가 제4 온도 측정 지점(260d)의 온도로 발열하도록, 제5 막대 히터(161e)가 제5 온도 측정 지점(260e)의 온도로 발열하도록, 제6 막대 히터(161f)가 제6 온도 측정 지점(260f)의 온도로 발열하도록 제어할 수 있다.
히터 제어부는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 배터리 실험 장치를 구성하는 케이스와 셀 플레이트의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
배터리 실험 장치(100)는, 적어도 하나의 셀 플레이트(110)가 배치되는 케이스(140)를 포함할 수 있다. 케이스(140) 내에서 적어도 하나의 셀 플레이트(110)의 배치는, 실험 표본 배터리(200) 내에 존재하는 적어도 하나의 배터리 셀(210)의 배치에 대응할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 실험 장치(100)는, 실험 표본 배터리(200)의 발열 상태를 모사하는 장치이다. 실험 표본 배터리(200)의 발열 상태를 모사하기 위하여, 배터리 실험 장치(100)는, 실험 표본 배터리(200)에 대응하는 내부 구조를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 실험 표본 배터리(200)의 내부 구조는, 복수 개의 배터리 셀(210a 내지 210h)이 일렬로 배열된 구조일 수 있다. 이에 대응하여, 배터리 실험 장치(100)의 내부 구조는, 복수 개의 셀 플레이트(110a 내지 110h)가 일렬로 배열된 구조일 수 있다. 복수 개의 셀 플레이트(110)의 간격은, 복수 개의 배터리 셀(210a 내지 210h)의 간격과 대응될 수 있다.
복수 개의 셀 플레이트(110a 내지 110h)는, 케이스(140) 내부에 고정될 수 있다. 케이스(140)로 고정된 복수 개의 셀 플레이트(110a 내지 110h)는, 냉각판(220)에 부착될 수 있다. 배터리 실험 장치(100)는, 냉각판(220)에 의하여 실험 표본 배터리(200)의 발열을 제어하는 것을 실험하기 위한 장치이므로, 복수 개의 셀 플레이트(110a 내지 110h)와 냉각판(220)의 부착 형태는, 복수 개의 배터리 셀(210a 내지 210h)과 냉각판(220)의 부착 형태와 동일할 수 있다.
도 6을 참조하면, 복수 개의 셀 플레이트(110a 내지 110h)가 일렬로 배치된 경우, 하나의 막대 히터가 복수 개의 셀 플레이트(110a 내지 110h)의 개구부에 삽입될 수 있다. 도 6과 같이 6개의 막대 히터(161a 내지 161f)가 복수 개의 셀 플레이트(110a 내지 110h)의 개구부에 삽입되고, 6개의 막대 히터(161a 내지 161f)가 배터리 셀(210)의 온도 분포에 기초하여 발열되는 경우, 복수 개의 셀 플레이트(110a 내지 110h)는, 배터리 셀(210)의 온도 분포와 대응되는 발열 상태가 될 수 있다. 이에 따라, 배터리 실험 장치(100)는, 실험 표본 배터리(200)의 발열 상태와 대응되는 발열 상태가 될 수 있다.
도 7은, 본 발명에 따른 배터리 실험 장치가 실험 표본 배터리의 발열 상태를 모사한 실험 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 제1 내지 4 배터리 셀(210a 내지 210d)의 발열 상태 및 제1 내지 4 셀 플레이트(110a 내지 110d)의 발열 상태가 나타난다.
제1 내지 4 배터리 셀(210a 내지 210d)의 하단에 냉각판(220)이 부착된 것으로 가정하고, 제1 내지 4 셀 플레이트(110a 내지 110d)의 하단에도 냉각판(220)이 부착된 것으로 가정한다.
제1 내지 4 셀 플레이트(110a 내지 110d)에는 6개의 막대 히터가 삽입된 것으로 가정하고, 6개의 막대 히터는, 냉각판(220)이 부착되지 않은 상태의 제1 내지 4 배터리 셀(210a 내지 210d)의 온도 분포에 기초하여 발열된 것으로 가정한다.
제1 배터리 셀(210a)의 제1 온도 측정 지점의 온도는 섭씨 41.5도이고, 제4 온도 측정 지점의 온도는 섭씨 38.5도이며, 상기 두 지점 간의 온도 편차는 3도이다.
제1 배터리 셀(210a)에 대응하는 제1 셀 플레이트(110a)의 제1 개구부에 대응하는 온도는 섭씨 43.6도이고, 제4 개구부에 대응하는 온도는 섭씨 39.1도이며, 상기 두 온도 간의 편차는 4.5도이다. 오차 범위가 플러스 마이너스 3도인 경우, 제1 배터리 셀(210a)에 나타난 온도 편차와 제1 셀 플레이트(110a)에 나타난 온도 편차가 대응하는 것으로 볼 수 있다.
제1 배터리 셀(210a)의 제1 온도 측정 지점의 온도는 섭씨 41.5도이고, 제3 온도 측정 지점의 온도는 섭씨 36.8도이며, 상기 두 지점 간의 온도 편차는 4.7도이다.
제1 배터리 셀(210a)에 대응하는 제1 셀 플레이트(110a)의 제1 개구부에 대응하는 온도는 섭씨 43.6도이고, 제3 개구부에 대응하는 온도는 섭씨 36.8도이며, 상기 두 온도 간의 편차는 6.8도이다. 오차 범위가 플러스 마이너스 3도인 경우, 제1 배터리 셀(210a)에 나타난 온도 편차와 제1 셀 플레이트(110a)에 나타난 온도 편차가 대응하는 것으로 볼 수 있다.
제1 배터리 셀(210a)에 나타난 온도 편차와 제1 셀 플레이트(110a)에 나타난 온도 편차가 대응하므로, 제1 셀 플레이트(110a)는 제1 배터리 셀(210a)의 발열 상태를 모사한다고 판단할 수 있다.
제2 배터리 셀(210b)의 제1 온도 측정 지점의 온도는 섭씨 44.4도이고, 제4 온도 측정 지점의 온도는 섭씨 40.2도이며, 상기 두 지점 간의 온도 편차는 4.2도이다.
제2 배터리 셀(210b)에 대응하는 제2 셀 플레이트(110b)의 제1 개구부에 대응하는 온도는 섭씨 43.8도이고, 제4 개구부에 대응하는 온도는 섭씨 40.3도이며, 상기 두 온도 간의 편차는 3.5도이다. 오차 범위가 플러스 마이너스 3도인 경우, 제2 배터리 셀(210b)에 나타난 온도 편차와 제2 셀 플레이트(110b)에 나타난 온도 편차가 대응하는 것으로 볼 수 있다.
제2 배터리 셀(210b)의 제1 온도 측정 지점의 온도는 섭씨 44.4도이고, 제3 온도 측정 지점의 온도는 섭씨 36.4도이며, 상기 두 지점 간의 온도 편차는 8도이다.
제2 배터리 셀(210b)에 대응하는 제2 셀 플레이트(110b)의 제1 개구부에 대응하는 온도는 섭씨 43.8도이고, 제3 개구부에 대응하는 온도는 섭씨 35.7도이며, 상기 두 온도 간의 편차는 8.1도이다. 오차 범위가 플러스 마이너스 3도인 경우, 제2 배터리 셀(210b)에 나타난 온도 편차와 제2 셀 플레이트(110b)에 나타난 온도 편차가 대응하는 것으로 볼 수 있다.
제2 배터리 셀(210b)에 나타난 온도 편차와 제2 셀 플레이트(110b)에 나타난 온도 편차가 대응하므로, 제2 셀 플레이트(110b)는 제2 배터리 셀(210b)의 발열 상태를 모사한다고 판단할 수 있다.
제3 배터리 셀(210c)의 제1 온도 측정 지점의 온도는 섭씨 45.8도이고, 제4 온도 측정 지점의 온도는 섭씨 40.8도이며, 상기 두 지점 간의 온도 편차는 5도이다.
제3 배터리 셀(210c)에 대응하는 제3 셀 플레이트(110c)의 제1 개구부에 대응하는 온도는 섭씨 43.2도이고, 제4 개구부에 대응하는 온도는 섭씨 39.9도이며, 상기 두 온도 간의 편차는 3.6도이다. 오차 범위가 플러스 마이너스 3도인 경우, 제3 배터리 셀(210c)에 나타난 온도 편차와 제3 셀 플레이트(110c)에 나타난 온도 편차가 대응하는 것으로 볼 수 있다.
제3 배터리 셀(210c)의 제1 온도 측정 지점의 온도는 섭씨 45.8도이고, 제3 온도 측정 지점의 온도는 섭씨 38.1도이며, 상기 두 지점 간의 온도 편차는 7.7도이다.
제3 배터리 셀(210c)에 대응하는 제3 셀 플레이트(110c)의 제1 개구부에 대응하는 온도는 섭씨 43.2도이고, 제3 개구부에 대응하는 온도는 섭씨 35.9도이며, 상기 두 온도 간의 편차는 7.3도이다. 오차 범위가 플러스 마이너스 3도인 경우, 제3 배터리 셀(210c)에 나타난 온도 편차와 제3 셀 플레이트(110c)에 나타난 온도 편차가 대응하는 것으로 볼 수 있다.
제3 배터리 셀(210c)에 나타난 온도 편차와 제3 셀 플레이트(110c)에 나타난 온도 편차가 대응하므로, 제3 셀 플레이트(110c)는 제3 배터리 셀(210c)의 발열 상태를 모사한다고 판단할 수 있다.
제4 배터리 셀(210d)의 제1 온도 측정 지점의 온도는 섭씨 42.2도이고, 제4 온도 측정 지점의 온도는 섭씨 37.7도이며, 상기 두 지점 간의 온도 편차는 4.5도이다.
제4 배터리 셀(210d)에 대응하는 제4 셀 플레이트(110d)의 제1 개구부에 대응하는 온도는 섭씨 44.6도이고, 제4 개구부에 대응하는 온도는 섭씨 37.2도이며, 상기 두 온도 간의 편차는 7.4도이다. 오차 범위가 플러스 마이너스 3도인 경우, 제4 배터리 셀(210d)에 나타난 온도 편차와 제4 셀 플레이트(110d)에 나타난 온도 편차가 대응하는 것으로 볼 수 있다.
제4 배터리 셀(210d)의 제1 온도 측정 지점의 온도는 섭씨 42.2도이고, 제3 온도 측정 지점의 온도는 섭씨 36도이며, 상기 두 지점 간의 온도 편차는 6.2도이다.
제4 배터리 셀(210d)에 대응하는 제4 셀 플레이트(110d)의 제1 개구부에 대응하는 온도는 섭씨 44.6도이고, 제3 개구부에 대응하는 온도는 섭씨 37.3도이며, 상기 두 온도 간의 편차는 7.3도이다. 오차 범위가 플러스 마이너스 3도인 경우, 제4 배터리 셀(210d)에 나타난 온도 편차와 제4 셀 플레이트(110d)에 나타난 온도 편차가 대응하는 것으로 볼 수 있다.
제4 배터리 셀(210d)에 나타난 온도 편차와 제4 셀 플레이트(110d)에 나타난 온도 편차가 대응하므로, 제4 셀 플레이트(110d)는 제4 배터리 셀(210d)의 발열 상태를 모사한다고 판단할 수 있다.
실험 표본 배터리(200)가 냉각판(220)에 부착된 경우의 제1 내지 4 배터리 셀(210a 내지 210d)의 발열 상태 및 온도 편차와, 배터리 실험 장치(100)가 냉각판(220)에 부착된 경우의 제1 내지 4 셀 플레이트(110a 내지 110d)의 발열 상태 및 온도 편차가 대응하므로, 배터리 실험 장치(100)가 실험 표본 배터리(200)의 발열 상태를 모사하는 것으로 볼 수 있다.
이에 따라, 사용자는, 실험 표본 배터리(200)를 사용하지 않고, 배터리 실험 장치(100)만을 사용하여, 실험 표본 배터리(200)의 발열 상태 및 냉각판(220)의 성능 실험을 수행할 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100 : 배터리 실험 장치
200 : 실험 표본 배터리

Claims (9)

  1. 실험 표본 배터리에 포함된 배터리 셀에 대응하는 적어도 하나의 셀 플레이트; 및
    상기 적어도 하나의 셀 플레이트가 배치되는 케이스; 를 포함하고,
    상기 케이스 내에서 상기 적어도 하나의 셀 플레이트의 배치는, 상기 실험 표본 배터리 내에 존재하는 적어도 하나의 배터리 셀의 배치에 대응하는 배터리 실험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 셀 플레이트의 열전도도, 형태, 및 크기는,
    상기 배터리 셀의 열전도도, 형태, 및 크기와 대응하는 배터리 실험 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 셀 플레이트는,
    막대 히터 하나가 삽입될 수 있는 개구부를 복수 개 포함하는 배터리 실험 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수 개의 개구부의 배치는, 상기 배터리 셀 상에 존재하는 복수 개의 온도 측정 지점의 배치에 대응하는, 배터리 실험 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 막대 히터 복수 개를 더 포함하고,
    상기 복수 개의 막대 히터는, 상기 복수 개의 개구부 각각에 하나씩 삽입되는 배터리 실험 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수 개의 막대 히터를 제어하는 히터 제어부를 더 포함하고,
    상기 히터 제어부는,
    상기 실험 표본 배터리의 특정 동작시 상기 배터리 셀에 나타나는 온도 분포에 기초하여, 상기 복수 개의 막대 히터의 발열을 제어하는 배터리 실험 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 복수 개의 온도 센서를 더 포함하고,
    상기 복수 개의 온도 센서는, 상기 복수 개의 개구부 각각에 대응되도록 배치되어, 온도를 측정하는 배터리 실험 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 복수 개의 온도 측정 지점은, 상기 배터리 셀의 전극으로부터 제1 설정 거리 이내에 존재하는 적어도 하나의 지점, 및 상기 전극으로부터 제2 설정 거리 이상 떨어진 적어도 하나의 지점을 포함하고,
    상기 제1 설정 거리는 상기 제2 설정 거리 미만인 배터리 실험 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 실험 표본 배터리에 적용되는 냉각판을 더 포함하고,
    상기 복수 개의 온도 측정 지점은,
    상기 냉각판이 상기 배터리 셀에 부착된 경우,
    상기 냉각판으로부터 제3 설정 거리 이내에 존재하는 적어도 하나의 지점, 및 상기 냉각판으로부터 제4 설정 거리 이상 떨어진 적어도 하나의 지점을 포함하고,
    상기 제3 설정 거리는 상기 제4 설정 거리 미만인 배터리 실험 장치.
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