KR20210055363A - 셀 스웰링 압력 측정 지그 - Google Patents

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이강원
김용일
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명에 따른 셀 스웰링 압력 측정지그는 배터리 셀을 안착할 수 있는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 대면하고 상기 베이스 플레이트의 상부에 배치되는 가압 플레이트; 상기 가압 플레이트의 에지 영역을 상하 방향으로 관통하여 상기 베이스 플레이트의 에지 영역에 수직하게 결합되는 가이드 봉; 상기 가압 플레이트의 상부에서 상기 가압 플레이트를 일정 높이로 지지하며 상기 베이스 플레이트에 대해 승하강시키는 승강 로드유닛; 및 상측은 상기 승강 로드유닛에 결합되고, 하측은 상기 가압 플레이트의 상면에 결합되는 압력 측정유닛;을 포함할 수 있다.

Description

셀 스웰링 압력 측정 지그{Jig for measuring cell swelling pressure}
본 발명은 파우치형 이차전지의 스웰링 시 압력을 측정하는 장치에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장장치, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 그 에너지원으로서 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차전지가 사용되고 있다.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
소형 모바일 기기들에는 하나 또는 두서너 개의 이차전지면 충분하나, 전기 자동차 또는 중대형 디바이스의 경우, 이에 요구되는 용량 및 출력을 만족시키려면 많은 개수의 이차전지들을 직렬 및/또는 병렬한 이차전지들의 집합체인 배터리 모듈을 사용한다. 배터리 모듈은 상기 이차전지셀들의 집합체인 셀 조립체와 상기 셀 조립체를 수납하도록 마련된 모듈 하우징을 포함하여 구성될 수 있다. 최근에는 에너지 밀도가 높으면서 적층이 용이한 장점 때문에 리튬-폴리머 파우치형 이차전지를 많이 이용하여 셀 조립체 제작하고 있다.
그런데 리튬-폴리머 파우치형 이차전지는 일반적으로 알루미늄 라미네이트 시트로 전극 조립체를 내장한 형태로 마련되기 때문에 작은 크기와 중량에 비해 에너지 밀도가 높은 장점이 있지만, 기계적 강성이 약한 단점이 있다. 특히, 리튬-폴리머 파우치형 이차전지의 경우, 반복적인 충방전 과정에서 전극이 두꺼워지거나, 부반응으로 내부 전해질이 분해되어 발생하는 가스로 인해 파우치 외장재가 부풀어 오르는 스웰링 현상이 일어난다. 따라서 배터리 모듈의 구조 안정성을 유지하기 위해서는 이차전지 셀들의 스웰링 압력을 충분히 견딜 수 있도록 모듈 하우징을 제작하여야 한다. 이에 이차전지 셀을 미리 충방전 테스트하여 스웰링 압력을 정확히 측정하고 그 결과에 기초하여 모듈 하우징의 기계적 강성도를 결정할 필요가 있다.
한편, 상기 이차전지 셀의 스웰링 압력을 측정하기 위한 수단의 일예로서 도 1에 도시한 바와 같은 셀 스웰링 압력 측정지그가 많이 사용되고 있다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 셀 스웰링 압력 측정지그는 로드셀(5)을 지지하는 1층 평판(1), 이차전지가 수평하게 놓이는 2층 평판(2), 이차전지를 가압하는 3층 평판(3), 스크류 잭(6)이 설치되는 4층 평판(4) 그리고 2층 평판(2)과 3층 평판(3)의 수직 이동을 가이드하고, 1층 평판(1)과 4층 평판(4)의 이격 거리를 일정하게 유지시키는 수직샤프트(7)를 포함한다.
상기 스크류 잭을 조정하여 2층 평판(2)으로 이차전지 셀(C)을 일정 압력으로 가압한 상태에서 충방전을 반복한다. 충방전시 이차전지의 스웰링 압력은 3층 평판(3) 아래에 위치한 로드셀에 의해 측정될 수 있다.
그런데 종래 기술에 따른 셀 압력 측정 지그는 다음과 같은 2 가지 문제점이 많이 지적되고 있다. 첫째는 스크류 잭에 의한 3층 평판(3)의 상하 방향 이동시 또는 이차전지의 스웰링 압력에 의한 2,3층 평판(2,3)의 상하 방향 이동시 각 평판의 뒤틀림이 발생하여 로드셀(4)에 정확한 하중이 인가되지 못해 압력 측정에 오차가 발생한다는 것이다. 둘째는 이차전지 셀이 대형화됨에 따라 셀 스웰링 압력 지그도 대형화되는 추세인데, 4개의 평판(1,2,3,4)을 포함하고 있는 기존의 셀 스웰링 압력 지그는 대형 이차전지 셀에 맞게 그 사이즈를 크게 제작할 경우 매우 무겁고 부피가 커져 작업자가 쉽게 핸들링할 수 없는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0041538호 (2017.04.17) 에스케이이노베이션 주식회사.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 셀 팽창시 가압 플레이트의 뒤틀림에 따른 영향을 최소화하여 셀 팽창 압력을 정확히 측정하도록 하고 기존보다 플레이트 개수를 줄여 무게와 부피를 작게 유지할 수 있는 셀 스웰링 압력 측정지그를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 셀 스웰링 압력 측정지그는, 배터리 셀을 안착할 수 있는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 대면하고 상기 베이스 플레이트의 상부에 배치되는 가압 플레이트; 상기 가압 플레이트의 에지 영역을 상하 방향으로 관통하여 상기 베이스 플레이트의 에지 영역에 수직하게 결합되는 가이드 봉; 상기 가압 플레이트의 상부에서 상기 가압 플레이트를 일정 높이로 지지하며 상기 베이스 플레이트에 대해 승하강시키는 승강 로드유닛; 및 상측은 상기 승강 로드유닛에 결합되고, 하측은 상기 가압 플레이트의 상면에 결합되는 압력 측정유닛;을 포함할 수 있다.
상기 가이드 봉을 감싸며 상기 가압 플레이트에 수직하게 결합되는 베어링 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 승강 로드유닛은, 승강 로드본체; 및 상기 승강 로드본체에 대해 상하 방향으로 이동하게 마련되는 승강 샤프트를 포함할 수 있다.
상기 압력 측정유닛은 상기 승강 샤프트의 끝단부에 결합되고 상기 가압 플레이트의 중심축상에 위치할 수 있다.
상기 가압 플레이트의 상부에 배치되고 상기 가이드 봉의 상단에 고정 결합되는 탑 플레이트 더 포함할 수 있다.
상기 승강 로드본체는 상기 탑 플레이트의 상면에 고정 결합되고 상기 승강 샤프트는 상기 탑 플레이트를 수직하게 관통하여 상하 방향으로 배치될 수 있다.
상기 압력 측정유닛은, 하중을 측정하도록 마련된 로드셀 부재; 및 상기 로드셀 부재의 상부에 조립되고, 상기 승강 샤프트의 일단부가 삽입되어 고정 가능하게 마련되는 상부 커버부재를 포함할 수 있다.
상기 상부 커버부재는, 상기 로드셀 부재를 커버하며 상기 로드셀 부재와 볼트 결합되는 캡부; 및 상기 캡부의 중심에서 상부 방향으로 돌출 형성되고 상기 승강 샤프트의 끝단부가 억지 끼움될 수 있는 홈을 구비하는 소켓부를 포함할 수 있다.
상기 승강 샤프트의 끝단부는 수평 방향으로 천공 형성된 통공을 구비하고, 상기 소켓부는 측면부에 상기 통공과 수평 방향으로 일치하도록 형성된 핀 삽입홀을 구비하고, 상기 핀 삽입홀과 상기 통공에 삽입되어 상기 승강 샤프트가 상기 상부 커버부재에 고정되게 하는 고정핀을 포함할 수 있다.
상기 압력 측정유닛은, 판상체 형태로 상기 로드셀 부재의 하측에 위치하고 상기 로드셀 부재와 일체로 형성되며 상기 가압 플레이트의 상면에 대면하게 고정 결합되는 결합 브라켓부재를 더 포함할 수 있다.
상기 결합 브라켓부재는 에지 영역이 상기 가압 플레이트와 볼트 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 셀 압력 측정지그는 압력 측정유닛이 승강 로드유닛에 결합되어 있고 배터리 셀의 하부를 지지하는 베이스 플레이트가 유동하지 않게 고정되어 있어 로드셀에 국부적인 오차를 발생시킬 가능성이 그만큼 줄어들어 셀 스웰링 압력 측정 오차가 개선될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 셀 압력 측정지그는 기존의 셀 압력 측정지그 보다 적은 개수의 플레이트로 배터리 셀의 스웰링 압력을 측정할 수 있어 전체적인 무게와 부피가 작게 구현될 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 셀 압력 측정지그의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 스웰링 압력 측정지그의 사시도이다.
도 3은 도 2의 승강 로드유닛과 압력 측정유닛의 부분 확대도이다.
도 4는 도 3의 승강 로드유닛과 압력 측정유닛의 분해도이다.
도 5는 도 3의 I-I'에 따른 부분단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 압력 측정지그의 사용예를 설명하기 위한 도면들이다.
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 아니되며, 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. 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.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 스웰링 압력 측정지그의 사시도이고, 도 3은 도 2의 승강 로드유닛과 압력 측정유닛의 부분 확대도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 셀 압력 측정지그(10)는, 3층 구조를 형성하는 베이스 플레이트(11), 가압 플레이트(12) 및 탑 플레이트(13) 이러한 3개의 플레이트의 에지 영역에 수직하게 연결되는 가이드 봉(14), 상기 가압 플레이트(12)를 일정 높이로 지지하며 베이스 플레이트(11)에 대해 승하강 구동시키는 승강 로드유닛(20) 및 상기 승강 로드유닛(20)과 상기 가압 플레이트(12) 사이에 결합되어 있는 압력 측정유닛(30)을 포함한다.
베이스 플레이트(11)는 배터리 셀을 평평하게 안착할 수 있게 상면이 평활하게 다듬질된 평면을 갖는 정반 형상으로 마련된다. 배터리 셀 스웰링 압력으로 정반이 변형하는 것을 방지할 수 있게 베이스 플레이트(11)의 하면 측은 골조구조로 되어 있어도 좋다.
이러한 베이스 플레이트(11)는 배터리 셀의 스웰링 테스트시 상기 배터리 셀을 하부 측을 지지하는 역할을 한다. 따라서 베이스 플레이트(11)는 배터리 셀의 스웰링 압력을 충분히 견딜 수 있게 기계적 강성이 높은 금속으로 제작하는 것이 바람직하다. 물론, 베이스 플레이트(11)를 강성이 우수하면서 전기 절연성을 갖는 강화플라스틱, 강화세라믹 등으로 제작해도 좋다.
본 실시예는 베이스 플레이트(11)를 사각 판형으로 제작하였으나, 리튬-폴리머 파우치형 이차전지보다 큰 면적을 갖는 것이라면 반드시 사각 판형이 아니어도 무방하다.
가압 플레이트(12)는 베이스 플레이트(11)와 면적이 동일한 사각 판형으로 마련되고 상기 베이스 플레이트(11)의 상부에서 베이스 플레이트(11)와 평행하게 대면 배치된다.
가압 플레이트(12)는 승강 로드유닛(20)에 의해 베이스 플레이트(11)와의 이격 거리가 조절되고 베이스 플레이트(11)의 상면에 놓인 배터리 셀에 일정 압축 하중을 가하는 역할을 한다. 이러한 가압 플레이트(12)는 이를테면, 배터리 모듈에서 배터리 셀의 일면과 대면 접촉해 있는 모듈 하우징의 측면벽과 같은 역할을 하는 것으로 볼 수 있다. (여기서 상기 모듈 하우징(미도시)은 사각 관형으로 배터리 셀들이 적층되는 방향에 따른 최외곽 배터리셀과 측면벽이 대면하게 구성된 것일 수 있다.)
탑 플레이트(13)는 최상층 플레이트로서 상기 가압 플레이트(12)의 상부에 배치되고 베이스 플레이트(11)와 일정 간격이 유지되게 가이드 봉(14)의 상단부에 고정 결합된다. 이러한 탑 플레이트(13)는 가압 플레이트(12)를 승하강시킬 수 있게 승강 로드유닛(20)을 소정 높이로 지지하는 역할을 한다.
상기 가이드 봉(14)은 베이스 플레이트(11), 가압 플레이트(12), 탑 플레이트(13)의 코너 영역 4곳에 수직으로 연결될 수 있다. 상기 3개의 플레이트들 중 베이스 플레이트(11)와 탑 플레이트(13)는 가이드 봉(14)의 하단부와 상단부에 각각 고정 결합되어 있고 가압 플레이트(12)는 상기 가이드 봉(14)을 따라 상하 방향으로 슬라이드될 수 있게 가이드 봉(14)이 가압 플레이트(12)를 관통해 있다.
특히, 상하 방향으로 이동하는 가압 플레이트(12)는 그 이동시 베이스 플레이트(11)와의 평행성을 유지하는 것이 중요한데 상기 4개의 가이드 봉(14)이 가압 플레이트(12)의 4곳의 코너 영역을 지지해주어 가압 플레이트(12)의 뒤틀림 현상을 방지한다.
그러나 가압 플레이트(12)의 관통홀과 가이드 봉(14)의 직경 차이에 따른 유격이 존재할 수 있고, 이로 인해 가압 플레이트(12)의 상하 방향 이동시 약간의 뒤틀림이 여전히 발생할 수 있다.
이에 본 발명은 가압 플레이트(12)가 가이드 봉(14)을 따라 이동시 마찰을 줄이고 상기 유격을 보상하도록 베어링 부재(15)를 더 포함한다. 상기 베어링 부재(15)는 가이드 봉(14)의 둘레를 감싸는 원통형이고 가압 플레이트(12)의 상면에 수직하게 결합될 수 있다. 다시 말하면, 가압 플레이트(12)의 두께보다 2배 이상 더 긴 길이를 갖는 베어링 부재(15)를 가압 플레이트(12)의 상면에 결합해서, 외력이 가압 플레이트(12)에 불균등하게 작용해도 가압 플레이트(12)가 4개의 가이드 봉(14)을 따라 뒤틀림 없이 상하 방향으로 이동할 수 있게 한 것이다.
승강 로드유닛(20)은 탑 플레이트(13)에 설치되어 가압 플레이트(12)의 상부에서 상기 가압 플레이트(12)를 일정 높이로 지지하며 베이스 플레이트(11)에 대해 승하강시키는 역할을 하는 구성품이다.
승강 로드유닛(20)은 승강 로드본체(21) 및 승강 샤프트(23)를 포함한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 승강 로드본체(21)는 탑 플레이트(13)의 상면에 볼트 체결되어 고정되고 상기 승강 샤프트(23)는 탑 플레이트(13)를 수직하게 관통하여 상하 방향으로 배치될 수 있다.
상기 승강 로드본체(21)는 하우징, 상기 하우징 내부에 구비되는 구동모터(21)와 모터축을 포함할 수 있다. 그리고 승강 샤프트(23)는 상기 하우징 내부에서 모터축과 예컨대, 랙-피니언 방식으로 연결되고 모터의 정역방향 회전에 의해 상하 방향으로 이동할 수 있게 마련될 수 있다.
본 실시예는 모터를 사용하여 승강 샤프트(23)를 구동할 수 있도록 한 것이나, 예컨대, 모터를 사용하지 않고 작업자가 직접 돌릴 수 있는 핸들과 핸들의 회전 운동을 승강 샤프트(23)의 병진 운동으로 변환할 수 있는 어떠한 축 연결 조합 구성을 적용해도 무방하다.
한편, 본 발명에 따른 압력 측정유닛(30)은 상기 승강 로드유닛(20)과 가압 플레이트(12) 사이에 결합할 수 있게 구성된다. 다시 말하면, 압력 측정유닛(30)은 승강 샤프트의 끝단부(23a)에 상측이 결합되고 압력 측정시 오차가 가장 작도록 가압 플레이트(12)의 상면 중심축상에 결합될 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여, 위와 같은 압력 측정유닛(30)의 결합 구조를 자세히 살펴보기로 한다.
본 실시예에 따른 압력 측정유닛(30)은 로드셀 부재(31), 상부 커버부재(33), 결합 브라켓부재(35)를 포함한다.
상기 로드셀 부재(31)는 외력에 의해 비례적으로 변하는 탄성체와 이를 전기적인 신호로 바꾸어주는 스트레인 게이지를 이용한 하중 감지센서이다. 상기 탄성체인 로드 버튼에 하중이 가해지면 응력에 비례한 변형이 발생하고, 그 변형에 따라서 스트레인 게이지의 전기 저항이 변화하고 이에 따라 전류가 달라지는 것을 디지털의 전기 신호로 바꾸어 하중을 직접 숫자로 표시할 수 있다. 전기 신호는 케이블(31b)을 통해 외부 장치로 전송될 수 있다.
즉, 상기 로드셀 부재(31)는 셀의 스웰링 압력을 측정하기 위한 변환기로서, 하중을 측정하기 쉬운 전기 신호로 변환하는 역할을 담당한다.
상부 커버부재(33)는 승강 샤프트(23)와 로드셀 부재(31)의 결합을 보다 용이하게 하기 위한 매개 수단으로서, 로드셀 부재(31)의 상부에 조립될 수 있고 승강 샤프트의 끝단부(23a)가 삽입되어 고정 가능하게 마련될 수 있다.
이러한 상부 커버부재(33)는, 캡부(33a)와 소켓부(33b)를 포함할 수 있다.
캡부(33a)는 로드셀 부재(31)의 상부를 커버할 수 있는 덮개 형상으로 마련되고, 견고한 조립을 위해 로드셀 부재(31)와 볼트 또는 나사 결합될 수 있다.
소켓부(33b)는 상기 캡부(33a)의 중심부에서 상부 방향으로 돌출 형성되고 내부에 승강 샤프트(23)의 끝단부(23a)를 억지 끼움될 수 있는 홈을 구비할 수 있다.
구체적으로, 도 4를 참조하면, 승강 샤프트의 끝단부(23a)는 상단보다 직경이 좁게 형성되고 수평 방향(X축 방향)으로 통공(23b)을 구비하며, 상기 소켓부(33b)는 측면부에 상기 통공(23b)과 수평 방향으로 일치하도록 형성된 핀 삽입홀(33c)을 더 구비할 수 있다.
이러한 승강 샤프트(23)의 끝단부(23a)를 소켓부(33b)에 삽입해 넣은 다음, 고정핀(41)을 상기 핀 삽입홀(33c)과 통공(23b)에 개재하면 승강 샤프트(23)와 압력 측정유닛(30)의 상측이 상호 결합될 수 있다. 이 같은 방식은 압력 측정유닛(30)이 오작동하는 등의 문제가 생겼을 때, 압력 측정유닛(30)을 승강 샤프트(23)에서 쉽게 분리할 수 있어 압력 측정유닛(30)의 수리 또는 교체가 매우 용이할 수 있다.
결합 브라켓부재(35)는 판상체 형태로 로드셀 부재(31)의 하측에 위치하고 상기 로드셀 부재(31)와 일체로 형성될 수 있다. 이를테면 상기 결합 브라켓부재(35)는 로드셀 부재(31)의 로드버튼(31a)과 일체로 형성될 수 있다. 본 실시예는 결합 브라켓부재(35)를 로드셀 부재(31)의 로드버튼(31a)과 일체형으로 설계하였으나, 결합 브라켓부재(35)를 상기 로드버튼(31a)에 견고하게 부착해도 무방하다.
상기 결합 브라켓부재(35)는 가압 플레이트(12)의 상면에 대면하게 볼트 체결되어 고정될 수 있다. 즉, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 결합 브라켓부재(35)는 가압 플레이트(12)보다 상대적으로 얇고 대략 로드셀 부재(31)의 직경보다 조금 더 큰 면적을 갖는 사각 판형이고, 상기 사각 판의 4개의 코너 영역에 볼트 또는 나사가 수직 방향으로 끼워져 가압 플레이트(12)에 체결될 수 있다.
따라서 상기 로드셀 부재(31)는 상기 결합 브라켓부재(35)를 매개 수단으로 그 하측이 가압 플레이트(12)와 고정 결합되고 승강 샤프트(23)의 상하 구동시 가압 플레이트(12)와 함께 상하 방향으로 이동할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 스웰링 압력 측정지그의 사용예를 설명하기 위한 도면들이다.
이어서 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 스웰링 압력 측정지그(10)의 사용예를 간략히 설명하기로 한다.
먼저, 승강 로드유닛(20)을 작동하여 가압 플레이트(12)와 베이스 플레이트(11) 사이의 공간을 충분히 확보해 두고 배터리 셀(C)을 베이스 플레이트(11)의 상면 중앙에 안착한다.
그 다음, 승강 로드유닛(20)을 다시 작동하여 가압 플레이트(12)를 배터리 셀(C)의 상면에 닿도록 하강시킨다. 이때 미리 정해진 압축 하중이 배터리 셀(C)에 작용할 수 있도록 한다. 배터리 셀(C)에 초기 압축 하중을 줌으로써 배터리 모듈에서 모듈 하우징에 의해 배터리 셀(C)이 압박되는 환경과 동일한 조건을 조성할 수 있다.
그 다음, 도시하지 않았으나, 충방전기를 배터리 셀(C)의 전극 리드에 연결해 충방전을 반복한다. 이 과정에서 배터리 셀의 스웰링 압력이 가압 플레이트(12)에 가해지고 상기 가압 플레이트(12)의 작용한 하중이 로드셀 부재(31)에 의해 전기 신호로 변환될 수 있다.
이와 같이 측정된 배터리 셀의 스웰링 압력 데이터는 모듈 하우징을 설계하는데 활용될 수 있다. 예컨대, 상기 셀 스웰링 압력 데이터는 배터리 셀(C)의 최대 스웰링 압력에도 모듈 하우징의 변형이 일어나지 않으려면 모듈 하우징이 최소한 어느 정도의 강도를 가져야 하는지에 대한 기준이 될 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
한편, 본 명세서에서는. 상, 하, 좌, 우 등과 같이 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 관측자의 보는 위치나 대상의 놓여져 있는 위치 등에 따라 다르게 표현될 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
10 : 셀 스웰링 압력 측정지그
11 : 베이스 플레이트
12 : 가압 플레이트
13 : 탑 플레이트
14 : 가이드 봉
15 : 베어링 부재
20 : 승강 로드유닛
21 : 승강 로드본체
21a : 구동모터
23 : 승강 샤프트
30 : 압력 측정유닛
31 : 로드셀 부재
33 : 상부 커버부재
35 : 결합 브라켓부재

Claims (10)

  1. 배터리 셀을 안착할 수 있는 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트에 대면하고 상기 베이스 플레이트의 상부에 배치되는 가압 플레이트;
    상기 가압 플레이트의 에지 영역을 상하 방향으로 관통하여 상기 베이스 플레이트의 에지 영역에 수직하게 결합되는 가이드 봉;
    상기 가압 플레이트의 상부에서 상기 가압 플레이트를 일정 높이로 지지하며 상기 베이스 플레이트에 대해 승하강시키는 승강 로드유닛; 및
    상측은 상기 승강 로드유닛에 결합되고, 하측은 상기 가압 플레이트의 상면에 결합되는 압력 측정유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 스웰링 압력 측정지그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 봉을 감싸며 상기 가압 플레이트에 수직하게 결합되는 베어링 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 스웰링 압력 측정지그.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 승강 로드유닛은,
    승강 로드본체; 및
    상기 승강 로드본체에 대해 상하 방향으로 이동하게 마련되는 승강 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 스웰링 압력 측정지그.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 압력 측정유닛은 상기 승강 샤프트의 끝단부에 결합되고 상기 가압 플레이트의 중심축상에 위치하는 것을 특징으로 하는 셀 스웰링 압력 측정지그.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 가압 플레이트의 상부에 배치되고 상기 가이드 봉의 상단에 고정 결합되는 탑 플레이트 더 포함하고,
    상기 승강 로드본체는 상기 탑 플레이트의 상면에 고정 결합되고 상기 승강 샤프트는 상기 탑 플레이트를 수직하게 관통하여 상하 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 셀 스웰링 압력 측정지그.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 압력 측정유닛은,
    하중을 측정하도록 마련된 로드셀 부재; 및
    상기 로드셀 부재의 상부에 조립되고, 상기 승강 샤프트의 일단부가 삽입되어 고정 가능하게 마련되는 상부 커버부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 스웰링 압력 측정지그.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상부 커버부재는,
    상기 로드셀 부재를 커버하며 상기 로드셀 부재와 볼트 결합되는 캡부; 및
    상기 캡부의 중심에서 상부 방향으로 돌출 형성되고 상기 승강 샤프트의 끝단부가 억지 끼움될 수 있는 홈을 구비하는 소켓부를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 스웰링 압력 측정지그.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 승강 샤프트의 끝단부는 수평 방향으로 천공 형성된 통공을 구비하고,
    상기 소켓부는 측면부에 상기 통공과 수평 방향으로 일치하도록 형성된 핀 삽입홀을 구비하고,
    상기 핀 삽입홀과 상기 통공에 삽입되어 상기 승강 샤프트가 상기 상부 커버부재에 고정되게 하는 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 스웰링 압력 측정지그.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 압력 측정유닛은,
    판상체 형태로 상기 로드셀 부재의 하측에 위치하고 상기 로드셀 부재와 일체로 형성되며 상기 가압 플레이트의 상면에 대면하게 고정 결합되는 결합 브라켓부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 스웰링 압력 측정지그.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 결합 브라켓부재는 에지 영역이 상기 가압 플레이트와 볼트 결합되는 것을 특징으로 하는 셀 스웰링 압력 측정지그.
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