KR20210067653A - 배터리 모듈 상태 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리의 재사용 및 재활용을 위한 검사 진행 시 안전성을 확보함과 아울러 배터리 모듈에 간편하게 설치되어 배터리 모듈의 다양한 요소를 측정할 수 있도록 된 배터리 모듈 상태 측정장치에 관한 것이다.
이를 위해 배터리 모듈 상태 측정장치는 배터리 모듈을 측정하는 위치에 고정 설치되고, 양 단부에 각각 상기 배터리 모듈의 상부 및 하부 모서리에 접촉되는 고정부를 구비하는 고정 지그, 상기 고정 지그의 중앙부에 고정 설치되고, 상기 배터리 모듈에 접촉되는 변위 센서가 구비되어 상기 배터리 모듈의 두께 변화를 측정하는 두께 측정 게이지, 및 상기 배터리 모듈을 중심으로 상기 고정 지그와 마주보면서 설치되고, 양 단부에 각각 상기 배터리 모듈의 상부 및 하부 모서리에 접촉되는 고정부를 구비하며, 상기 고정부의 이동을 통해 상기 배터리 모듈의 일측을 고정하는 이동 지그를 포함한다.

Description

배터리 모듈 상태 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING STATE OF BATTERY MODULE}
본 발명은 배터리 모듈의 각종 진단을 위한 배터리 모듈 상태 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 및 기타 휴대용 전자기기의 수요가 증가함에 따라 이들 장치들의 전력원으로 이차전지 등의 배터리가 많이 사용되고 있다. 특히, 리튬 이온 배터리는 종래 전지에 대하여 에너지 밀도가 높고 작동 전압이 높으며, 충전 용량이 상대적으로 크고 휴대가 편리하여 폭넓게 사용되고 있다.
이러한 배터리는 충전 및 방전을 지속적으로 수행함에 따라 내구성이 감소하여 폭발 등의 사고 발생의 위험이 존재한다. 또한, 충전 및 방전을 반복함에 따라 충전 용량이 감소하여 사용시간이 줄어드는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 사용자/검사자는 배터리의 각종 정보를 측정함으로써 배터리의 이상 여부 및 수명 예측을 수행할 필요가 있으며, 이를 위해서는 배터리 모듈에 각종 진단을 위한 측정장치를 설치하게 된다.
종래에는 배터리 모듈의 상태를 진단하는 측정장치가 복잡하면서도 특정한 측정 요소만 측정할 수 있는 실정이고, 배터리 모듈에 관한 각 요소를 측정하기에는 많은 시간과 노력이 소요되는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1717936호(발명의 명칭: 차량용 배터리팩모듈의 온도측정 장치, 2016. 11. 02. 공개) 대한민국 등록특허공보 제10-1622735호(발명의 명칭: 배터리 상태 측정장치, 2016. 05. 11. 공개)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 배터리의 재사용 및 재활용을 위한 검사 진행 시 안전성을 확보함과 아울러 배터리 모듈에 간편하게 설치되어 배터리 모듈의 다양한 요소를 측정할 수 있도록 된 배터리 모듈 상태 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 배터리 모듈 상태 측정장치는 배터리 모듈을 측정하는 위치에 고정 설치되고, 양 단부에 각각 상기 배터리 모듈의 상부 및 하부 모서리에 접촉되는 고정부재를 구비하는 고정 지그, 상기 고정 지그의 중앙부에 고정 설치되고, 상기 배터리 모듈에 접촉되는 변위 센서가 구비되어 상기 배터리 모듈의 두께 변화를 측정하는 두께 측정 게이지, 및 상기 배터리 모듈을 중심으로 상기 고정 지그와 마주보면서 설치되고, 양 단부에 각각 상기 배터리 모듈의 상부 및 하부 모서리에 접촉되는 고정부재를 구비하며, 상기 고정부재의 이동을 통해 상기 배터리 모듈의 일측을 고정하는 이동 지그를 포함할 수 있다.
상기 배터리 모듈은 상기 고정 지그와 상기 이동 지그 사이에 배치되고, 상기 이동 지그가 상기 배터리 모듈을 상기 고정 지그 방향으로 밀어 상기 배터리 모듈의 양 측에 상기 고정 지그와 상기 이동 지그가 밀착 고정될 수 있다.
상기 두께 측정 게이지는 다이얼 게이지를 포함하는 접촉식 또는 광 센서를 포함하는 비접촉식 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 상태 측정장치는 선반 상부에 올려진 배터리 모듈을 고정하여 배터리 모듈의 각 요소를 측정하는 지그 본체, 상기 지그 본체의 모듈체결부에 연결된 상태로 상기 배터리 모듈의 양극 단자부와 음극 단자부 사이에 배치되어 상기 배터리 모듈의 온도를 측정하는 온도 센서, 및 상기 지그 본체의 상기 모듈체결부에 연결된 상태로 상기 배터리 모듈의 단자부에 배치되어 상기 배터리 모듈의 전해액이 누액되는 것을 검출하는 전해액 누액 검출 센서를 포함할 수 있다.
상기 전해액 누액 검출 센서는 유기 용매 센서 또는 가스 검출 센서 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈 상태 측정장치에 따르면, 배터리 모듈의 검사 시 두께 및 온도변화를 동일한 위치에서 실시간으로 체크할 수 있고, 배터리 모듈의 설정 두께 및 온도 초과 시 경고할 수 있으며, 배터리 모듈의 고장 시에도 검사 중지를 알림으로써 작업자의 안전과 화재를 예방할 수 있다.
또한, 측정장치에 전해액 누액 검출 센서를 장착하여 배터리 모듈에서 전해액의 누액이 발생하면 검사를 중지하게 함으로써 작업자의 안전과 화재를 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 상태 측정장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈 상태 측정장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 배터리 모듈 상태 측정장치의 온도 센서 위치를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 모듈 상태 측정장치의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 상태 측정장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈 상태 측정장치(1)는 고정 지그(10), 두께 측정 게이지(20), 및 이동 지그(30)를 포함하고, 상기 배터리 모듈 상태 측정장치(1)의 고정 지그(10) 및 이동 지그(30)는 배터리 모듈(100)의 상하부 모서리(100a, 100b)에 각각 고정되어 상기 두께 측정 게이지(20)를 이용하여 배터리 모듈(100)의 두께를 측정할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 배터리 모듈 상태 측정장치(1)의 고정 지그(10)는 배터리 모듈(100)을 측정하는 위치에 고정 설치되고, 상기 고정 지그(10)의 양 단부에 각각 상기 배터리 모듈(100)의 상부 모서리(100a) 및 하부 모서리(100b)에 접촉되는 고정부재(11)를 구비한다.
상기 두께 측정 게이지(20)는 고정 지그(10)의 중앙부에 고정 설치되고, 상기 배터리 모듈(100)에 접촉되는 변위 센서(21)가 구비되어 배터리 모듈(100)의 두께 변화를 측정한다.
상기 이동 지그(30)는 배터리 모듈(100)을 중심으로 상기 고정 지그(10)와 마주보면서 설치되고, 상기 이동 지그(30)의 양 단부에 각각 상기 배터리 모듈(100)의 상부 모서리(100a) 및 하부 모서리(100b)에 접촉되는 고정부재(31)를 구비하며, 상기 고정부재()의 이동을 통해 상기 배터리 모듈(100)의 일측을 고정한다.
즉, 상기 배터리 모듈(100)은 상기 고정 지그(10)와 상기 이동 지그(30) 사이에 배치되고, 상기 이동 지그(30)가 상기 배터리 모듈(100)을 상기 고정 지그(10) 방향으로 밀어 상기 배터리 모듈(100)의 양 측에 상기 고정 지그(10)와 상기 이동 지그(30)가 밀착 고정될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 배터리 모듈 상태 측정장치(1)를 이용하여 직육면체 형태의 상기 배터리 모듈(100)의 삼면체 중 면적이 가장 넓은 체면의 중심부 두께 변화를 측정할 수 있다. 상기 배터리 모듈(100)은 내부에 압력이 생기면 가장 넓은 체면의 중심부 부위가 압력에 취약하여 가장 먼저 부풀어 오르기 때문에 이 부위의 두께를 측정할 수 있다.
또한, 상기 두께 측정 게이지(20)는 다이얼 게이지를 포함하는 접촉식 또는 광 센서를 포함하는 비접촉식 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 상기 비접촉식 두께 측정 게이지는 광 센서 또는 비전 센서를 이용하여 광검사를 실시할 수 있다.
상기 접촉식 두께 측정 게이지는 상기 다이얼 게이지를 배터리 모듈(100)의 표면에 접촉시킨 상태에서 배터리 모듈(100)의 표면이 내부 압력에 의해 부풀어 오르는 것을 감지하여 배터리 모듈(100)의 두께를 측정할 수 있다.
즉, 상기 배터리 모듈 상태 측정장치(1)를 이용하여 배터리 모듈(100)의 두께를 측정하는 경우, 우선 상기 이동 지그(30)를 이동시켜 상기 고정 지그(10)와 이동 지그(30) 사이에 공간을 확보하고, 이 상태에서 상기 고정 지그(10)와 이동 지그(30) 사이에 상기 배터리 모듈(100)을 이동시킨다.
상기의 상태에서 상기 이동 지그(30)를 상기 배터리 모듈(100)로 이동시켜 배터리 모듈(100)을 밀어 상기 고정 지그(10)에 고정되도록 한다. 이에 따라, 상기 고정 지그(10)의 상하부에 구비된 상기 고정부재(11)가 상기 배터리 모듈(100)의 상하부 모서리에 접촉 고정된다.
이와 마찬가지로, 상기 이동 지그(30)의 상하부에 구비된 상기 고정부재(31)가 상기 배터리 모듈(100)의 상하부 모서리(100a, 100b)에 접촉 고정됨으로써 배터리 모듈(100)은 고정 지그(10)와 이동 지그(30) 사이에 고정될 수 있다.
상기와 같이 배터리 모듈 상태 측정장치(1)를 배터리 모듈(100)에 고정시킨 후, 상기 두께 측정 게이지(20)를 이용하여 배터리 모듈(100)의 두께를 측정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈 상태 측정장치를 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명에 따른 배터리 모듈 상태 측정장치의 온도 센서 위치를 도시한 도면이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈 상태 측정장치(1A)는 지그 본체(40), 온도 센서(50), 및 전해액 누액 검출 센서(60)를 포함하고, 상기 배터리 모듈 상태 측정장치(1A)의 온도 센서(50)로 배터리 모듈(100)의 온도를 측정하며, 상기 전해액 누액 검출 센서(60)로 배터리 모듈(100)의 전해액 누액 상태를 검출할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 배터리 모듈 상태 측정장치(1A)의 지그 본체(40)는 선반(80) 상부에 올려진 배터리 모듈(100)을 고정하여 배터리 모듈(100)의 각 요소를 측정한다.
상기 온도 센서(50)는 지그 본체(40)의 모듈체결부(70)에 연결된 상태로 상기 배터리 모듈(100)의 양극 단자부(110)와 음극 단자부(120) 사이에 배치되어 배터리 모듈(100)의 온도를 측정한다.
상기 전해액 누액 검출 센서(60)는 지그 본체(40)의 상기 모듈체결부(70)에 연결된 상태로 상기 배터리 모듈(100)의 단자부에 배치되어 배터리 모듈(100)의 전해액이 누액되는 것을 검출한다.
즉, 상기 배터리 모듈 상태 측정장치(1A)의 온도 센서(50) 위치는 상기 배터리 모듈(100)의 양극 단자부(110) 및 음극 단자부(120)에서 많은 열이 발생하기 때문에 양극 단자부(110)와 음극 단자부(120) 사이에 배치하는 것이 바람직하다.
상기 온도 센서(50)는 모듈체결부(70) 또는 별도의 지그를 설치하여 항상 일정한 곳의 온도를 측정할 수 있다.
또한, 상기 배터리 모듈 상태 측정장치(1A)의 전해액 누액 검출 센서(60)는 상기 배터리 모듈(100)의 단자부에 배치되는 바, 상기 전해액 누액 검출 센서(60)는 기체를 감지하기 때문에 전해액 누액 검출 센서(60)의 방향을 상기 배터리 모듈(100)의 상단부에 위치시킨다.
상기 전해액 누액 검출 센서(60)는 모듈체결부(70) 또는 별도의 지그에 부착하여 항상 일정한 위치에서 배터리 모듈(100)의 전해액 누액 상태를 검출할 수 있다. 상기 전해액 누액 검출 센서(60)는 유기 용매 센서 또는 가스 검출 센서 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
따라서, 상기 배터리 모듈 상태 측정장치(1, 1A)를 통해 배터리 모듈(100)의 검사 시 두께 및 온도변화를 동일한 위치에서 실시간으로 체크할 수 있고, 배터리 모듈(100)의 설정 두께 및 온도 초과 시 경고할 수 있으며, 배터리 모듈(100)의 고장 시에도 검사 중지를 알림으로써 작업자의 안전과 화재를 예방할 수 있다.
또한, 상기 배터리 모듈 상태 측정장치(1A)에 전해액 누액 검출 센서(60)를 장착하여 배터리 모듈(100)에서 전해액의 누액이 발생하면 검사를 중지하게 함으로써 작업자의 안전과 화재를 예방할 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
1, 1A: 배터리 모듈 상태 측정장치 10: 고정 지그
11: 고정부재 20: 두께 측정 게이지
21: 변위 센서 30: 이동 지그
31: 고정부재 40: 지그 본체
50: 온도 센서 60: 전해액 누액 검출 센서
70: 모듈체결부 80: 선반
100: 배터리 모듈 100a: 상부 모서리
100b: 하부 모서리 110: 양극 단자부
120: 음극 단자부

Claims (5)

  1. 배터리 모듈을 측정하는 위치에 고정 설치되고, 양 단부에 각각 상기 배터리 모듈의 상부 및 하부 모서리에 접촉되는 고정부재를 구비하는 고정 지그;
    상기 고정 지그의 중앙부에 고정 설치되고, 상기 배터리 모듈에 접촉되는 변위 센서가 구비되어 상기 배터리 모듈의 두께 변화를 측정하는 두께 측정 게이지; 및
    상기 배터리 모듈을 중심으로 상기 고정 지그와 마주보면서 설치되고, 양 단부에 각각 상기 배터리 모듈의 상부 및 하부 모서리에 접촉되는 고정부재를 구비하며, 상기 고정부재의 이동을 통해 상기 배터리 모듈의 일측을 고정하는 이동 지그; 를 포함하는 배터리 모듈 상태 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은 상기 고정 지그와 상기 이동 지그 사이에 배치되고, 상기 이동 지그가 상기 배터리 모듈을 상기 고정 지그 방향으로 밀어 상기 배터리 모듈의 양 측에 상기 고정 지그와 상기 이동 지그가 밀착 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 상태 측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 두께 측정 게이지는 다이얼 게이지를 포함하는 접촉식 또는 광 센서를 포함하는 비접촉식 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 상태 측정장치.
  4. 선반 상부에 올려진 배터리 모듈을 고정하여 배터리 모듈의 각 요소를 측정하는 지그 본체;
    상기 지그 본체의 모듈체결부에 연결된 상태로 상기 배터리 모듈의 양극 단자부와 음극 단자부 사이에 배치되어 상기 배터리 모듈의 온도를 측정하는 온도 센서; 및
    상기 지그 본체의 상기 모듈체결부에 연결된 상태로 상기 배터리 모듈의 단자부에 배치되어 상기 배터리 모듈의 전해액이 누액되는 것을 검출하는 전해액 누액 검출 센서; 를 포함하는 배터리 모듈 상태 측정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전해액 누액 검출 센서는 유기 용매 센서 또는 가스 검출 센서 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 상태 측정장치.
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