KR20220013847A - 압력 측정 유닛 및 배터리 검사 장치 - Google Patents

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KR20220013847A
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김두열
고동완
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛은 상면, 하면, 및 복수의 측면을 구비하도록 구성된 바디부; 상기 바디부의 복수의 측면 중 적어도 하나의 측면에 구비되도록 구성된 커넥터부; 상기 바디부의 상면에 결합되고, 외부로부터 상기 바디부의 상면을 향해 가해지는 압력을 측정하도록 구성된 압력 측정부; 및 상기 압력 측정부와 연결되어 상기 압력 측정부로부터 측정된 압력값을 수신하며, 수신한 압력값을 연결된 통신 라인으로 출력하도록 구성된 제어부를 포함한다.

Description

압력 측정 유닛 및 배터리 검사 장치{PRESSURE MEASUREMENT UNIT AND APPARATUS FOR TESTING BATTERY}
본 발명은 압력 측정 유닛 및 배터리 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 상호 간 탈착 가능한 압력 측정 유닛 및 이를 포함하는 배터리 검사 장치에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 배터리는 충전 및 방전 과정 또는 고온 상태에서 내부에 가스가 발생해 부풀어 오르는 스웰링(Swelling)이 발생될 수 있다. 배터리의 스웰링에 의해 화재 또는 폭발의 위험이 있기 때문에, 배터리의 스웰링 거동을 정확하게 검사하는 것이 중요하다.
종래에는 복수의 로드 셀을 이용하여 배터리의 스웰링을 검사하는 장치가 개시되었다(특허문헌 1). 특허문헌 1을 참조하면, 제1 판, 복수의 로드 셀, 제2 판, 피측정물(배터리 셀), 및 제3 판이 적층되고, 제1 판, 제2 판 및 제3판은 복수의 체결 부재를 통해 고정된다. 특히, 배터리 셀과 복수의 로드 셀 사이에 구비된 제2 판이 체결 부재에 의해 고정되기 때문에, 배터리 셀의 부위별 스웰링 압력이 복수의 로드 셀에 전달되는데 손실이 많이 발생될 수 밖에 없는 구조이다. 즉, 특허문헌 1은, 체결 부재에 의해서 스웰링 압력에 따른 제2 판의 움직임이 구속되기 때문에, 배터리 셀의 스웰링을 정확하게 검사할 수 없는 한계가 있다.
또한, 특허문헌 1의 도 9를 참조하면, 제2 판이 복수의 부분 평판으로 구성되고, 각 부분 평판은 연결부에 의해 상호 연결되는 구조가 개시되었다. 부분 평판들이 서로 연결되어 있기 때문에, 어느 하나의 부분 평판에 가해지는 스웰링 압력이 다른 부분 평판에도 영향을 미칠 수 있는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 1의 복수의 부분 평판은 탄성 또는 연성을 갖는 재질로 형성된 연결부에 의해 서로 구속된다. 즉, 어느 하나의 부분 평판에 스웰링 압력이 가해지면, 이러한 스웰링 압력은 하부 방향에 위치한 로드 셀을 향해서만 전달되는 것이 아니라 연결부를 통해 분산되는 문제가 있다.
상술한 문제들을 고려하면, 특허문헌 1에 개시된 배터리 셀 압력 측정 장치에 의해 측정되는 배터리 셀의 압력은 부정확할 수 있는 문제가 있다.
KR 10-2017-0042082 A
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 상호 간 탈착 가능한 압력 측정 유닛을 제공하며, 이러한 압력 측정 유닛을 복수 구비하여 배터리의 스웰링을 다양한 측면에서 검사할 수 있는 배터리 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 압력 측정 유닛은 상면, 하면, 및 복수의 측면을 구비하도록 구성된 바디부; 상기 바디부의 복수의 측면 중 적어도 하나의 측면에 구비되도록 구성된 커넥터부; 상기 바디부의 상면에 결합되고, 외부로부터 상기 바디부의 상면을 향해 가해지는 압력을 측정하도록 구성된 압력 측정부; 및 상기 압력 측정부와 연결되어 상기 압력 측정부로부터 측정된 압력값을 수신하며, 수신한 압력값을 연결된 통신 라인으로 출력하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.
상기 커넥터부는, 상기 압력 측정부 및 상기 제어부에 공급되는 전류가 흐르는 전원 라인과 연결되도록 구성된 전원 단자; 및 상기 통신 라인과 연결되도록 구성된 통신 단자를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 커넥터부는, 상기 바디부의 복수의 측면 각각에 구비되고, 각각에 포함된 상기 전원 단자는 상기 전원 라인을 통해 서로 연결되며, 각각에 포함된 상기 통신 단자는 상기 통신 라인을 통해 서로 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 미리 할당된 식별번호와 함께 상기 압력값을 상기 통신 라인으로 출력하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 검사 장치는, 본 발명의 일 측면에 따른 압력 측정 유닛; 판상으로 구성된 하판; 판상으로 구성되고, 상기 하판에 대면되게 위치하도록 구성된 상판; 및 상기 상판의 일부분 및 상기 하판의 일부분이 고정 결합되도록 구성된 고정 프레임을 포함할 수 있다.
상기 압력 측정 유닛은, 상기 하판의 상면에 복수 구비되고, 복수의 압력 측정 유닛의 상부에 배터리가 안착될 수 있도록 상면이 판상으로 구성된 상기 압력 측정부를 포함하며, 상기 하판을 향해 가해지는 단위 압력값을 측정하도록 구성될 수 있다.
상기 복수의 압력 측정 유닛은, 상호 간의 대응되는 상기 커넥터부끼리 서로 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 복수의 압력 측정 유닛은, 상기 바디부의 상기 복수의 측면에 설치되어 상호 간 탈착 가능하도록 구성된 결합부를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 압력 측정 유닛은, 복수의 측면 각각에 상기 커넥터부 및 상기 결합부를 포함하도록 직육면체의 형태로 구성된 상기 바디부를 각각 포함하고, 대응되는 압력 측정 유닛끼리 상기 결합부를 통해 탈착 가능하도록 구성되며, 상기 대응되는 압력 측정 유닛끼리 상기 커넥터부가 서로 연결되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 검사 장치는 상기 통신 라인과 연결되고, 상기 통신 라인을 통해 상기 복수의 압력 측정 유닛 각각에서 측정된 복수의 단위 압력값을 수신하며, 수신한 복수의 단위 압력값에 기반하여 상기 배터리의 압력 분포 및 부분별 압력 크기 중 적어도 하나를 판단하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 검사 장치는 상기 하판의 하부에 위치하고, 상기 배터리로부터 상기 하판을 향해 가해지는 배터리 압력값을 측정하도록 구성된 압력 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 복수의 압력 측정 유닛으로부터 수신한 상기 복수의 단위 압력값의 합계와 상기 배터리 압력값이 상이한 경우, 상기 배터리 압력값에 기반하여 상기 복수의 단위 압력값 각각을 보정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 제조 장치는 본 발명의 일 측면에 따른 압력 측정 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 압력 측정 유닛은 외부로부터 가해지는 압력을 측정하기 위한 단위 모듈이라고 할 수 있다. 따라서, 복수의 압력 측정 유닛이 서로 결합되어 하나의 압력 측정 장치(예컨대, 압력 측정 패드)를 형성할 수 있으므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛은 뛰어난 확장성을 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 검사 장치는 배터리의 압력 분포 및 부분별 압력 크기를 판단함으로써, 배터리 스웰링을 다양한 측면에서 진단할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛의 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛의 다른 예시적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 실시예에 따른 압력 측정 유닛의 F 방향의 측면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 4의 실시예에 따른 압력 측정 유닛의 S 방향의 측면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛에 있어서, 바디부의 내부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 검사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 예시적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 검사 장치에 배터리가 개재된 예시적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 검사 장치에 있어서, 복수의 압력 측정 유닛이 서로 연결된 예시적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 검사 대상인 배터리와 복수의 압력 측정 유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 다른 예시적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
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 해석되어야 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.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 제어부와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)의 분해 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)의 결합 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)은 바디부(110), 커넥터부(120), 압력 측정부(130), 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.
바디부(110)는 상면, 하면, 및 복수의 측면을 구비하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 바디부(110)는 상면과 하면을 구비하고, 복수의 측면을 구비한 다면체 형상으로 구성될 수 있다. 예컨대, 바디부(110)는 적어도 5개의 면을 가진 다면체일 수 있다.
도 2 및 도 3의 실시예에서, 바디부(110)는 육면체 형상으로 구성될 수 있다. 여기서, 바디부(110)는 1개의 상면, 1개의 하면, 및 4개의 측면(110a, 110b, 110c, 110d)을 구비할 수 있다. 구체적으로, 바디부(110)는 제1 측면(110a), 제2 측면(110b), 제3 측면(110c), 및 제4 측면(110d)을 구비할 수 있다.
커넥터부(120)는 상기 바디부(110)의 복수의 측면 중 적어도 하나의 측면에 구비되도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 커넥터부(120)는 바디부(110)의 하나 이상의 측면에 구비될 수 있다. 바람직하게, 커넥터부(120)는 바디부(110)의 복수의 측면 각각에 구비될 수 있다. 또한, 커넥터부(120)는 통신 라인(CL)이 연결된 통신 단자(131) 및 전원 라인(PL)이 연결된 전원 단자(132)를 각각 구비할 수 있다.
도 3의 실시예에서, 커넥터부(120)는 바디부(110)의 제1 측면(110a), 제2 측면(110b), 제3 측면(110c), 및 제4 측면(110d) 각각에 구비될 수 있다.
압력 측정부(130)는 상기 바디부(110)의 상면에 결합되도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 바디부(110)의 상면은 압력 측정부(130)가 안착될 수 있도록 판상으로 구성될 수 있다. 즉, 압력 측정부(130)는 바디부(110)의 상면에 안착되어 고정 결합될 수 있다.
또한, 압력 측정부(130)는 압력 측정 소자(121) 및 캡(122)을 포함할 수 있다. 도 3의 실시예에서, 압력 측정 소자(121)는 바디부(110)의 상면에 결합되고, 압력 측정 소자(121)의 상부에 캡(122)이 결합될 수 있다. 예컨대, 압력 측정 소자(121)는 압력을 측정할 수 있는 로드 셀이고, 캡(122)은 로드 셀의 상부에 결합될 수 있다.
압력 측정부(130)는 외부로부터 상기 바디부(110)의 상면을 향해 가해지는 압력을 측정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 압력 측정부(130)는 압력 측정부(130)의 상부 측에서 바디부(110)의 상면을 향해 가해지는 압력을 측정하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도 3의 실시예에서, 압력 측정부(130)는 압력 측정부(130)의 상부 측에서 바디부(110)를 향하여 캡(122)에 가해지는 압력을 측정할 수 있다.
제어부(140)는 상기 압력 측정부(130)와 연결되어 상기 압력 측정부(130)로부터 측정된 압력값을 수신하도록 구성될 수 있다.
제어부(140)는 압력 측정 유닛(100)의 내부 또는 외부에 구비되고, 압력 측정부(130)와 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 바람직하게, 제어부(140)는 바디부(110)의 내부에 구비될 수 있다.
제어부(140)는 수신한 압력값을 연결된 통신 라인(CL)으로 출력하도록 구성될 수 있다. 여기서, 통신 라인(CL)은 커넥터부(120)에 구비된 통신 단자(131)에 연결될 수 있다.
예컨대, 커넥터부(120)의 통신 단자(131)에 별도의 프로세싱 모듈이 연결된 경우, 상기 프로세싱 모듈은 제어부(140)에 의해 통신 라인(CL)으로 출력된 압력값을 수신할 수 있다. 여기서, 커넥터부(120)는 바디부(110)의 복수의 측면 각각에 구비될 수 있으므로, 하나의 압력 측정 유닛(100)에는 복수의 프로세싱 모듈이 연결될 수 있다. 또한, 복수의 압력 측정 유닛(100)이 커넥터부(120) 간의 연결을 통해 상호 연결될 수 있다. 이 경우, 복수의 압력 측정 유닛(100)에 포함된 복수의 통신 라인(CL)은 하나의 통신 버스를 형성하고, 복수의 전원 라인(PL)은 하나의 전원 버스를 형성할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)은 외부로부터 가해지는 압력을 측정하기 위한 단위 모듈이라고 할 수 있다. 따라서, 복수의 압력 측정 유닛(100)이 서로 결합되어 하나의 압력 측정 장치(예컨대, 압력 측정 패드)를 형성할 수 있으므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)은 뛰어난 확장성을 제공할 수 있는 장점이 있다. 예컨대, 12개의 압력 측정 유닛(100)이 구비된 경우, 복수의 압력 측정 유닛(100)은 1열 12행, 2열 6행, 또는 3열 4행의 형태로 연결될 수 있다. 또한, 이와 대칭되도록, 복수의 압력 측정 유닛(100)은 12열 1행, 6열 2행, 또는 4열 3행의 형태로 연결될 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)에 구비된 제어부(140)는 본 발명에서 수행되는 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서(500), ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 상기 제어부(140)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리에 저장되고, 제어부(140)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리는 제어부(140) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 제어부(140)와 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)의 다른 예시적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 5는 도 4의 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)의 F 방향의 측면도를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6은 도 4의 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)의 S 방향의 측면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
압력 측정 유닛(100)에 포함된 복수의 커넥터부(120) 중 일부 커넥터부(120)는 바디부(110)의 대응되는 측면보다 바디부(110)의 외부 측으로 볼록한 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 나머지 커넥터부(120)는 바디부(110)의 대응되는 측면보다 바디부(110)의 내부 측으로 오목한 형태로 구성될 수 있다.
구체적으로, 바디부(110)의 복수의 측면 중 서로 대면되는 측면에 구비된 복수의 커넥터부(120) 중 어느 하나는 바디부(110)의 측면을 기준으로 외부 측으로 볼록하게 돌출된 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 나머지는 바디부(110)의 측면을 기준으로 내부 측으로 오목하게 들어간 형태로 구성될 수 있다. 여기서, 바디부(110)의 외부 측으로 볼록하게 돌출된 형태와 내부 측으로 오목하게 들어간 형태는 서로 대응되는 형태일 수 있다.
예컨대, 도 5 및 도 6의 실시예에서, 제1 측면(110a)에 구비된 커넥터부(120)는 제1 측면(110a)보다 바디부(110)의 외부 측으로 돌출된 형태로 구성되고, 제2 측면(110b)에 구비된 커넥터부(120)는 제2 측면(110b)보다 바디부(110)의 외부 측으로 돌출된 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 제3 측면(110c)에 구비된 커넥터부(120)는 제3 측면(110c)보다 바디부(110)의 내부 측으로 들어간 형태로 구성될 수 있고, 제4 측면(110d)에 구비된 커넥터부(120)는 제4 측면(110d)보다 바디부(110)의 내부 측으로 들어간 형태로 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)에 있어서, 바디부(110)의 내부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
상기 커넥터부(120)는, 상기 압력 측정부(130) 및 상기 제어부(140)에 공급되는 전류가 흐르는 전원 라인(PL)과 연결되도록 구성된 전원 단자(132) 및 상기 통신 라인(CL)과 연결되도록 구성된 통신 단자(131)를 포함하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 전원 라인(PL)은 전원 단자(132), 압력 측정부(130) 및 제어부(140)에 연결되고, 전원 단자(132)로부터 유입되는 전력이 압력 측정부(130) 및 제어부(140)로 전달되는 라인이다. 통신 라인(CL)은 통신 단자(131) 및 제어부(140)에 연결되고, 제어부(140)가 출력한 압력값이 통신 단자(131)로 전달되는 라인이다. 여기서, 압력 측정부(130)와 제어부(140)는 통신 라인(CL)과 상이한 별도의 라인을 통해 연결되어, 압력 측정부(130)가 측정한 압력값이 제어부(140)에게 송신될 수 있다.
구체적으로, 상기 커넥터부(120)는, 상기 바디부(110)의 복수의 측면 각각에 구비되고, 각각에 포함된 상기 전원 단자(132)는 상기 전원 라인(PL)을 통해 서로 연결되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 커넥터부(120)는, 각각에 포함된 상기 통신 단자(131)는 상기 통신 라인(CL)을 통해 서로 연결되도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 7의 실시예에서, 바디부(110)의 4개의 측면(110a, 110b, 110c, 110d) 각각에 구비된 4개의 커넥터부(120)는 각각 전원 단자(132) 및 통신 단자(131)를 포함할 수 있다. 4개의 커넥터부(120) 각각의 전원 단자(132)는 전원 라인(PL)을 통해 서로 연결되고, 전원 라인(PL)의 일부가 분기되어 압력 측정부(130) 및 제어부(140)에게 연결될 수 있다. 또한, 4개의 커넥터부(120) 각각의 통신 단자(131)는 통신 라인(CL)을 통해 서로 연결되고, 통신 라인(CL)의 일부가 분기되어 제어부(140)에게 연결될 수 있다.
즉, 도 7을 참조하면, 압력 측정 유닛(100)이 복수 구비될 경우, 하나의 압력 측정 유닛(100)의 제1 측면(110a), 제2 측면(110b), 제3 측면(110c), 및 제4 측면(110d) 각각에 다른 압력 측정 유닛(100)들이 연결될 수 있다. 그리고, 연결된 5개의 압력 측정 유닛(100)에 포함된 통신 라인(CL)은 하나의 통신 버스를 형성할 수 있으며, 전원 라인(PL)은 하나의 전원 버스를 형성할 수 있다.
상기 제어부(140)는, 미리 할당된 식별번호와 함께 상기 압력값을 상기 통신 라인(CL)으로 출력하도록 구성될 수 있다. 여기서, 식별번호는 압력 측정 유닛(100)에 대해 미리 할당된 식별번호일 수 있다.
예컨대, 제어부(140)는 통신 라인(CL)으로 출력하기 위한 통신 패킷을 생성할 때, 통신 패킷의 헤더 영역에 미리 할당된 식별번호를 포함시키고, 통신 패킷의 데이터 영역에 압력값을 포함시킬 수 있다.
만약, 하나의 수신처에 복수의 압력 측정 유닛(100)이 연결되었다고 가정한다. 이 경우, 통신 패킷에 압력 측정 유닛(100)을 특정할 수 있는 식별번호가 포함되지 않는다면, 수신처에서 복수의 압력 측정 유닛(100) 중에서 어느 압력 측정 유닛(100)으로 상기 통신 패킷을 수신하였는지를 특정할 수 없는 문제가 발생된다. 따라서, 제어부(140)는 통신 패킷의 헤더 영역에 미리 할당된 식별 번호를 포함시킴으로써, 수신측이 수신한 통신 패킷의 헤더 영역에 포함된 식별번호를 독출하여 복수의 압력 측정 유닛(100) 중 수신한 통신 패킷에 대응되는 압력 측정 유닛(100)을 특정할 수 있도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 검사 장치(10)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 검사 장치(10)의 예시적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 배터리 검사 장치(10)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)을 포함할 수 있다. 즉, 배터리 검사 장치(10)는 앞서 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 압력 측정 유닛(100)을 포함할 수 있다.
또한, 배터리 검사 장치(10)는, 하판(200), 상판(300), 및 고정 프레임(400)을 포함할 수 있다.
여기서, 배터리(20)는, 음극 단자(23a)와 양극 단자(23c)를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 배터리(20)로 간주될 수 있다. 또한, 배터리(20)는 하나 이상의 배터리 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 구비된 배터리 모듈일 수도 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 배터리(20)가 하나의 독립된 셀인 것으로 가정하여 설명한다.
하판(200)은 판상으로 구성될 수 있다.
상판(300)은 판상으로 구성되고, 상기 하판(200)에 대면되게 위치하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 9의 실시예에서, 하판(200)과 상판(300)은 모두 판상으로 구성되고, 서로 대면되도록 위치할 수 있다.
고정 프레임(400)은 상기 상판(300)의 일부분 및 상기 하판(200)의 일부분이 고정 결합되도록 구성될 수 있다. 즉, 고정 프레임(400)은 상판(300)과 하판(200)이 이격되도록 위치할 수 있게, 상판(300)의 일부분과 하판(200)의 일부분을 고정시킬 수 있다.
예컨대, 도 9의 실시예에서, 고정 프레임(400)은 상판(300) 및 하판(200)에 모두 결합되어, 상판(300)과 하판(200)이 서로 대면되도록 위치시킬 수 있다.
상기 압력 측정 유닛(100)은, 상기 하판(200)의 상면에 복수 구비되도록 구성될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 압력 측정 유닛(100)은 바디부(110)를 포함하며, 바디부(110)의 복수의 측면에 커넥터부(120)를 포함할 수 있다. 복수의 압력 측정 유닛(100)은 대응되는 커넥터부(120)끼리 서로 연결되고, 하판(200)의 상면에 결합될 수 있다. 바람직하게, 복수의 압력 측정 유닛(100)은 바디부(110)의 하면이 하판(200)의 상면에 고정될 수 있다.
예컨대, 도 9의 실시예에서, 도 4의 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)이 복수 구비될 수 있다. 그리고, 복수의 압력 측정 유닛(100)은 xy방향을 기준으로 3열 4행으로 서로 연결되어, 하판(200)의 상면에 구비될 수 있다.
또한, 압력 측정 유닛(100)은, 복수의 압력 측정 유닛(100)의 상부에 배터리(20)가 안착될 수 있도록 상면이 판상으로 구성된 상기 압력 측정부(130)를 포함하도록 구성될 수 있다.
즉, 압력 측정부(130)의 상면은 배터리(20)가 안착될 수 있도록 판상으로 구성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 검사 장치(10)에 배터리(20)가 개재된 예시적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 10은 도 9의 실시예에서 배터리(20)가 더 포함된 실시예이다.
예컨대, 도 10의 실시예에서, 배터리(20)는 복수의 압력 측정 유닛(100)의 상부와 상판(300) 사이에 개재될 수 있다. 구체적으로, 배터리(20)는 복수의 압력 측정 유닛(100)의 압력 측정부(130)의 상면과 상판(300) 사이에 개재될 수 있다. 바람직하게, 압력 측정부(130)의 상면은 배터리(20)가 안착될 수 있도록 판상으로 구성될 수 있다.
또한, 압력 측정 유닛(100)은, 상기 하판(200)을 향해 가해지는 단위 압력값을 측정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 배터리(20)가 충전 및/또는 방전되는 과정에서, 복수의 압력 측정 유닛(100) 각각은 대응되는 배터리(20)의 일부분에서 하판(200)을 향해 가해지는 단위 압력값을 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 압력 측정 유닛(100)은 각각에 구비된 압력 측정부(130)의 상면과 접촉하는 배터리(20)의 부분에서 하판(200)을 향해 가해지는 단위 압력값을 측정할 수 있다.
예컨대, 도 9 및 도 10를 참조하면, 하판(200)의 상면에 구비된 12개의 압력 측정 유닛(100)은, 압력 측정부(130)의 상면에 접촉된 배터리(20)의 일부분에서 하판(200)을 향해 가해지는 단위 압력값을 각각 측정할 수 있다.
도 9을 참조하면, 배터리 검사 장치(10)는 프로세서(500)를 더 포함할 수 있다.
프로세서(500)는 상기 통신 라인(CL)과 연결되도록 구성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 검사 장치(10)에 있어서, 복수의 압력 측정 유닛(100)이 서로 연결된 예시적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 11은 도 4의 실시예에 따른 복수의 압력 측정 유닛(100)이 서로 연결된 실시예이다.
예컨대, 도 11의 실시예에서, 제1 압력 측정 유닛(100a), 제2 압력 측정 유닛(100b), 제3 압력 측정 유닛(100c), 및 제4 압력 측정 유닛(100d)은 대응되는 형태를 가진 커넥터부(120)끼리 서로 연결될 수 있다. 즉, 상기 복수의 압력 측정 유닛(100)은, 상호 간의 대응되는 상기 커넥터부(120)끼리 서로 연결되도록 구성될 수 있다.
예컨대, 바디부(110)의 외측으로 볼록한 형태를 가진 제1 압력 측정 유닛(100a)의 커넥터부(120)는 바디부(110)의 내측으로 오목한 형태를 가진 제2 압력 측정 유닛(100b) 및 제4 압력 측정 유닛(100d)의 커넥터부(120)와 연결될 수 있다. 또한, 바디부(110)의 외측으로 볼록한 형태를 가진 제2 압력 측정 유닛(100b)의 커넥터부(120)는 바디부(110)의 내측으로 오목한 형태를 가진 제3 압력 측정 유닛(100c)의 커넥터부(120)와 연결될 수 있다. 또한, 바디부(110)의 외측으로 볼록한 형태를 가진 제4 압력 측정 유닛(100d)의 커넥터부(120)는 바디부(110)의 내측으로 오목한 형태를 가진 제3 압력 측정 유닛(100c)의 커넥터부(120)와 연결될 수 있다.
예컨대, 도 11의 실시예에서, 복수의 압력 측정 유닛(100)이 대응되는 커넥터부(120)끼리 연결된 경우, 복수의 압력 측정 유닛(100)에 포함된 통신 라인(CL)은 하나의 통신 버스를 형성할 수 있다. 또한, 복수의 압력 측정 유닛(100)에 포함된 전원 라인(PL)은 하나의 전원 버스를 형성할 수 있다. 그리고, 프로세서(500)는 복수의 압력 측정 유닛(100) 중 어느 하나의 통신 단자(131)와 연결됨으로써, 복수의 압력 측정 유닛(100)의 통신 라인(CL)과 연결될 수 있다.
예컨대, 도 9의 실시예에서, 프로세서(500)는 xy방향을 기준으로 1행 3열에 위치한 압력 측정 유닛(100)의 커넥터부(120)와 연결될 수 있다. 그리고, 프로세서(500)는 해당 커넥터부(120)와 연결됨으로써, 12개의 압력 측정 유닛(100)에 포함된 통신 라인(CL)과 연결될 수 있다.
또한, 프로세서(500)는 상기 통신 라인(CL)을 통해 상기 복수의 압력 측정 유닛(100) 각각에서 측정된 복수의 단위 압력값을 수신하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 복수의 압력 측정 유닛(100)에 포함된 제어부(140)는 통신 라인(CL)을 통해, 병렬로 연결될 수 있다. 따라서, 프로세서(500)는 통신 라인(CL)을 통해 복수의 제어부(140) 각각이 출력한 압력값을 수신할 수 있다.
바람직하게, 제어부(140)는 미리 할당된 식별번호 및 전압값이 포함된 통신 패킷을 통신 라인(CL)으로 출력할 수 있다. 따라서, 프로세서(500)는 통신 라인(CL)을 통해 수신한 통신 패킷에서 식별번호 및 단위 압력값을 추출할 수 있다. 프로세서(500)는 추출한 식별번호에 기반하여, 복수의 압력 측정 유닛(100) 중 해당 통신 패킷을 통신 라인(CL)으로 출력한 압력 측정 유닛(100)을 결정할 수 있다. 그리고, 프로세서(500)는 통신 패킷에서 추출한 단위 압력값을 상기 결정된 압력 측정 유닛(100)에 의해 측정된 것으로 판단할 수 있다.
또한, 프로세서(500)는, 수신한 복수의 단위 압력값에 기반하여 상기 배터리(20)의 부분별로 압력 분포 및 압력 크기 중 적어도 하나를 판단하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 프로세서(500)는 하판(200)의 상면에서의 복수의 압력 측정 유닛(100) 각각의 위치 정보를 미리 확보할 수 있다. 이러한 위치 정보는 외부로부터 프로세서(500)에게 입력되거나, 사용자에 의해 프로세서(500)에 직접 설정될 수 있다.
일반적으로, 배터리(20)가 충전 및/또는 방전되는 과정에서, 배터리(20)의 부피가 부풀어오르는 배터리 스웰링이 발생될 수 있다. 이러한 배터리 스웰링은, 배터리(20)의 중앙 부분뿐만 아니라 주변 부분에서도 발생될 수 있다. 그리고, 배터리(20)의 주변 부분이란, 중앙 부분을 제외한 영역을 지칭한다.
즉, 프로세서(500)는 복수의 압력 측정 유닛(100) 간의 결합 관계에 기반하여, 복수의 압력 측정 유닛(100) 각각이 배터리(20)의 어느 부분에 대응되는지를 판단할 수 있다. 따라서, 프로세서(500)는 복수의 압력 측정 유닛(100)으로부터 수신한 단위 압력값에 기반하여, 배터리(20)의 부분별로 스웰링에 따른 압력 분포 및 압력 크기 중 적어도 하나를 판단할 수 있다.
배터리 검사 장치(10)는 배터리 스웰링에 의한 배터리(20)의 압력 분포(스웰링 분포) 및/또는 스웰링에 의한 배터리(20)의 압력 크기(스웰링 압력)를 검사할 수 있으므로, 배터리(20)에서 스웰링이 발생된 부분이 구체적으로 특정할 수 있다.
또한, 배터리 검사 장치(10)는 배터리(20)의 부분별 압력 크기를 구체적으로 판단할 수 있기 때문에, 배터리(20)의 스웰링이 발생된 구체적인 원인을 분석하기 위한 정보를 제공할 수 있는 장점이 있다. 예컨대, 배터리 검사 장치(10)로부터 획득된 배터리(20)의 압력 분포 및 부분별 압력 크기에 기반하여, 배터리 스웰링의 원인이 가스 생성에 의한 압력 상승인지 또는 이물질 유입에 의한 압력 상승인지가 구분될 수 있다.
따라서, 배터리 검사 장치(10)는 배터리 스웰링에 의한 배터리(20)의 압력 분포 및/또는 배터리(20)의 압력 크기를 판단함으로써, 배터리 스웰링을 다양한 측면에서 진단할 수 있다.
한편, 고정 프레임(400)은 하판(200) 및 상판(300) 사이의 간격을 조절하도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 배터리(20)가 복수의 압력 측정 유닛(100)과 상판(300) 사이에 고정될 수 있도록, 고정 프레임(400)에서 하판(200) 및 상판(300)이 고정 결합되는 위치가 조절될 수 있다. 따라서, 복수의 압력 측정 유닛(100)의 상부면과 상판(300)의 하면 사이의 간격이 조절될 수 있다.
예컨대, 도 9의 실시예에서, 고정 프레임(400)은 하판(200) 및 상판(300)이 고정되는 위치를 수직 방향(z방향)으로 조절 가능하도록 구성될 수 있다.
만약, 고정 프레임(400)에 의해 하판(200)의 상면과 상판(300)의 하면 사이의 간격이 조절 불가능한 경우, 검사 대상이 되는 배터리(20)의 크기 및 종류가 한정되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치(10)는 하판(200) 및 상판(300) 사이의 간격이 조절 가능하도록 구성된 고정 프레임(400)을 구비하여, 다양한 두께를 갖는 배터리(20)의 스웰링을 검사할 수 있는 장점이 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 검사 장치(10)의 검사 대상인 배터리(20)와 복수의 압력 측정 유닛(100)을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 배터리(20)는 상부 케이스(21), 하부 케이스(22), 전극 단자(23), 및 수납부(24)를 포함할 수 있다. 여기서, 전극 단자(23)는 양극 단자(23c) 및 음극 단자(23a)를 포함할 수 있다. 또한, 배터리(20)의 수납부(24)에는 양극, 음극, 및 분리막을 포함하는 전극 조립체가 수납될 수 있다.
그리고, 배터리(20)의 상부 케이스(21)의 상면은 상판(300)의 하면에 접촉되고, 배터리(20)의 수납부(24)의 하면은 복수의 압력 측정 유닛(100)의 상면에 접촉될 수 있다. 도 12에는 하부 케이스(22)에만 수납부(24)가 구비된 배터리(20)를 도시하였으나, 상부 케이스(21) 및/또는 하부 케이스(22)에 수납부(24)가 구비된 배터리(20) 또한 배터리 검사 장치(10)의 검사 대상으로 적용될 수 있음을 유의한다.
바람직하게, 복수의 압력 측정 유닛(100)의 개수는, 복수의 압력 측정 유닛(100)의 상면의 총 면적(100A)이 접촉되는 배터리(20)의 수납부(24)의 하면의 면적(20A) 이상이 되도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 12의 실시예에서, 12개의 압력 측정 유닛(100)이 서로 연결될 수 있다. 그리고, 12개의 압력 측정 유닛(100)의 압력 측정부(130)의 상면의 총 면적(100A)은 배터리(20)의 수납부(24)의 하면의 면적(20A) 이상일 수 있다.
도 1을 참조하면, 압력 측정 유닛(100)은 결합부(150)를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 복수의 압력 측정 유닛(100)은, 상기 바디부(110)의 상기 복수의 측면에 설치되어 상호 간 탈착 가능하도록 구성된 결합부(150)를 더 포함할 수 있다.
예컨대, 도 3 및 도 4의 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)에 결합부(150)가 더 포함될 수 있다.
구체적으로, 결합부(150)는 압력 측정 유닛(100) 각각의 바디부(110)의 측면에 설치될 수 있다. 그리고, 대응되는 압력 측정 유닛(100)에 구비된 결합부(150)끼리 서로 탈착됨으로써, 대응되는 복수의 압력 측정 유닛(100)이 서로 결합될 수 있다. 그리고, 복수의 압력 측정 유닛(100)이 결합부(150)에 의해 결합됨으로써, 대응되는 커넥터부(120)가 서로 연결될 수 있다.
복수의 압력 측정 유닛(100)이 커넥터부(120)에 의해서만 연결되는 경우에는, 외력이 작용하거나, 배터리 압력이 가해질 경우, 커넥터부(120) 간의 연결이 비정상적으로 해제될 수 있다. 따라서, 복수의 압력 측정 유닛(100)은 바디부(110)의 측면에 결합부(150)를 더 구비하여, 대응되는 압력 측정 유닛(100) 간의 연결 강도를 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 복수의 압력 측정 유닛(100)은, 복수의 측면 각각에 상기 커넥터부(120) 및 상기 결합부(150)를 포함하도록 직육면체의 형태로 구성된 상기 바디부(110)를 각각 포함하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 바디부(110)는 1개의 상면, 1개의 하면, 및 4개의 측면(110a, 110b, 110c, 110d)을 포함할 수 있고, 4개의 측면(110a, 110b, 110c, 110d) 각각에는 결합부(150) 및 커넥터부(120)가 구비될 수 있다.
그리고, 복수의 압력 측정 유닛(100)은 대응되는 압력 측정 유닛(100)끼리 상기 결합부(150)를 통해 탈착 가능하도록 구성될 수 있다. 따라서, 복수의 압력 측정 유닛(100)은 상기 대응되는 압력 측정 유닛(100)끼리 상기 커넥터부(120)가 서로 연결되도록 구성될 수 있다.
도 11을 참조하면, 서로 연결된 압력 측정 유닛(100) 각각에 포함된 통신 라인(CL)은 하나의 통신 버스를 형성할 수 있다. 따라서, 서로 연결된 압력 측정 유닛(100)에 포함된 복수의 제어부(140)들은 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 서로 연결된 압력 측정 유닛(100) 각각에 포함된 전원 라인(PL)은 하나의 전원 버스를 형성할 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 도 4의 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)에 결합부(150)가 더 포함된 실시예에 대해 설명한다. 다만, 결합부(150)는 도 3 및 도 4의 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)에 구비될 수 있음을 유의한다.
예컨대, 결합부(150)는 자성 물질로 형성되고, 바디부(110)의 대응되는 측면의 일부 또는 전부에 부착될 수 있다. 다른 예로, 결합부(150)는 바디부(110)의 대응되는 측면의 일부 또는 전부에 직접 도포되어 형성된 도포층일 수도 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
예컨대, 도 13의 실시예에서, 결합부(150)는 바디부(110)의 대응되는 측면의 전부에 부착될 수 있다.
복수의 압력 측정 유닛(100)이 서로 연결되는 경우, 대응되는 압력 측정 유닛(100)의 결합부(150) 간의 인력에 의해 복수의 압력 측정 유닛(100) 간의 연결 강도가 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치(10)는, 대응되는 압력 측정 유닛(100)의 커넥터부(120) 간의 연결이 보다 안정적으로 유지될 수 있는 장점이 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 측정 유닛(100)의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14의 실시예에서, 결합부(150)는 바디부(110)의 외부 측으로 볼록한 형태로 구성된 제1 연결부(150a)와 바디부(110)의 내부 측으로 오목한 형태로 구성된 제2 연결부(150b)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 연결부(150a)와 제2 연결부(150b)는 서로 대응되는 형태로 구성되어, 압력 측정 유닛(100)의 제1 연결부(150a)는 다른 압력 측정 유닛(100)의 제2 연결부(150b)에 끼움 결합될 수 있다.
즉, 제1 연결부(150a)는 바디부(110)의 외부 측으로 돌출된 형태의 돌출부이고, 제2 연결부(150b)는 바디부(110)의 내부 측으로 함몰된 형태의 홈부일 수 있다.
구체적으로, 제1 연결부(150a)는 바디부(110)의 대응되는 측면을 기준으로 외부 측으로 돌출되도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 제1 연결부(150a)는 바디부(110)의 복수의 측면 중 바디부(110)의 측면보다 외부 측으로 볼록하게 돌출된 형태의 커넥터부(120)가 구비된 측면에 구비될 수 있다. 예컨대, 도 14의 실시예에서, 제1 연결부(150a)는 제1 측면(110a) 및 제4 측면(110d)에 구비되고, 제2 연결부(150b)는 제2 측면(110b) 및 제3 측면(110c)에 구비될 수 있다.
또한, 제1 연결부(150a)의 돌출 길이는 커넥터부(120)의 돌출 길이 이상으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 제1 연결부(150a)는 대응되는 바디부(110)의 측면으로부터 일단까지의 길이가 해당 바디부(110)의 측면으로부터 인접한 커넥터부(120)의 일단까지의 길이 이상으로 구성될 수 있다. 예컨대, 도 14의 실시예에서, 제4 측면(110d)으로부터 제1 연결부(150a)의 일단까지의 길이는, 제4 측면(110d)으로부터 커넥터부(120)의 일단까지의 길이 이상일 수 있다.
제1 연결부(150a)의 돌출 길이에 대응되도록, 제2 연결부(150b)의 함몰 길이가 구성될 수 있다. 구체적으로, 복수의 제2 연결부(150b) 각각의 함몰 길이는 대응되는 커넥터부(120)의 함몰 길이 이상일 수 있다. 여기서, 돌출 길이는 바디부(110)의 대응되는 측면을 기준으로 외측으로 볼록한 형태로 형성된 길이를 의미할 수 있다. 또한, 함몰 길이는 바디부(110)의 대응되는 측면을 기준으로 내측으로 오목한 형태로 형성된 길이를 의미할 수 있다.
따라서, 복수의 압력 측정 유닛(100)이 서로 연결될 때 대응되는 제1 연결부(150a) 및 제2 연결부(150b)가 결합되기 때문에, 연결된 복수의 압력 측정 유닛(100)의 커넥터부(120) 간의 연결이 외부의 충격 또는 배터리(20)로부터 가해지는 스웰링 압력에 의해 비정상적으로 해제되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 검사 장치(10)의 다른 예시적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8 및 도 15를 참조하면, 배터리 검사 장치(10)는 압력 센서(600)를 더 포함할 수 있다.
압력 센서(600)는 상기 하판(200)의 하부에 위치하도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 압력 센서(600)의 상면은 하판(200)의 하면에 접촉될 수 있다.
또한, 압력 센서(600)는 상기 배터리(20)로부터 상기 하판(200)을 향해 가해지는 배터리 압력값을 측정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 하판(200)의 상면에 구비된 복수의 압력 측정 유닛(100) 각각은 대응되는 배터리(20)의 부분에 대한 단위 압력값을 측정할 수 있다. 반면, 압력 센서(600)는 배터리(20)로부터 하판(200)을 향해 가해지는 총 압력값(배터리 압력값)을 측정할 수 있다.
상기 프로세서(500)는, 상기 복수의 압력 측정 유닛(100)으로부터 수신한 상기 복수의 단위 압력값의 합계와 상기 배터리 압력값이 상이한 경우, 상기 배터리 압력값에 기반하여 상기 복수의 단위 압력값 각각을 보정하도록 구성될 수 있다.
이상적으로는, 복수의 압력 측정 유닛(100) 각각이 측정한 단위 압력값의 합계가 압력 센서(600)가 측정한 배터리 압력값과 동일할 수 있다. 하지만, 배터리(20)의 수납부(24)가 하나의 구성으로 형성되어 있으므로 배터리(20)의 수납부(24)의 일부분에서 발생되는 배터리 스웰링이 다른 부분에도 영향을 미칠 수 있는 점, 및/또는 배터리 검사 장치(10)의 각 구성 간의 기계적 결합 관계에 따른 마찰 손실 등을 고려하면, 단위 압력값의 합계와 배터리 압력값이 상이할 수 있다.
따라서, 프로세서(500)는 배터리 압력값에 따라 각각의 단위 압력값을 보정함으로써, 배터리(20)의 압력 분포 및/또는 부분별 압력 크기를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(500)는 "(배터리 압력값 - 복수의 단위 압력값의 합계)÷배터리 압력값×100"의 수식을 계산하여, 배터리 압력값과 복수의 단위 압력값의 합계 간의 오차율을 산출할 수 있다. 그리고, 프로세서(500)는 산출한 오차율에 따라 복수의 단위 압력값 각각을 상향 조정하거나 하향 조정할 수 있다.
예컨대, 배터리 압력값이 P이고, 복수의 단위 압력값의 합계가 0.9P라고 가정한다. 프로세서(500)는 "(P-0.9P)÷P×100"의 수식을 계산하여, 배터리 압력값과 복수의 단위 압력값의 합계 간이 오차율을 10%로 산출할 수 있다. 그리고, 프로세서(500)는 복수의 단위 압력값 각각을 10%씩 상향하고, 상향된 복수의 단위 압력값에 기반하여 배터리(20)의 압력 분포 및/또는 부분별 압력 크기를 판단할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 제조 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치(10)를 포함할 수 있다.
예컨대, 배터리 제조 장치는 배터리(20)의 제조 공정 중 테스트 공정에서 이용될 수 있다. 바람직하게, 테스트 공정은 배터리(20)의 에이징 공정이 완료된 후에 진행되는 공정으로서, 배터리(20)를 복수 회 충전 및 방전시키면서 결함이 있는 배터리(20)를 선별하는 공정일 수 있다. 이 과정에서, 배터리(20)는 배터리 검사 장치(10)에 개재되고, 배터리(20)의 충전 및 방전이 반복 수행되는 동안 프로세서(500)는 배터리(20)의 압력 분포(스웰링 분포) 및 부분별 압력 크기(스웰링 압력)을 검출할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 제조 장치에 의하면, 배터리(20)가 출하되기 전에 결함(특히, 스웰링 관련 결함)이 있는 배터리(20)가 선별될 수 있는 장점이 있다.
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.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
10: 배터리 검사 장치
20: 배터리
100: 압력 측정 유닛
110: 바디부
120: 커넥터부
130: 압력 측정부
140: 제어부
150: 결합부
200: 하판
300: 상판
400: 고정 프레임
500: 프로세서
600: 압력 센서

Claims (12)

  1. 상면, 하면, 및 복수의 측면을 구비하도록 구성된 바디부;
    상기 바디부의 복수의 측면 중 적어도 하나의 측면에 구비되도록 구성된 커넥터부;
    상기 바디부의 상면에 결합되고, 외부로부터 상기 바디부의 상면을 향해 가해지는 압력을 측정하도록 구성된 압력 측정부; 및
    상기 압력 측정부와 연결되어 상기 압력 측정부로부터 측정된 압력값을 수신하며, 수신한 압력값을 연결된 통신 라인으로 출력하도록 구성된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 측정 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터부는,
    상기 압력 측정부 및 상기 제어부에 공급되는 전류가 흐르는 전원 라인과 연결되도록 구성된 전원 단자; 및
    상기 통신 라인과 연결되도록 구성된 통신 단자를 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 압력 측정 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커넥터부는,
    상기 바디부의 복수의 측면 각각에 구비되고, 각각에 포함된 상기 전원 단자는 상기 전원 라인을 통해 서로 연결되며, 각각에 포함된 상기 통신 단자는 상기 통신 라인을 통해 서로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 압력 측정 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    미리 할당된 식별번호와 함께 상기 압력값을 상기 통신 라인으로 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 압력 측정 유닛.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 압력 측정 유닛;
    판상으로 구성된 하판;
    판상으로 구성되고, 상기 하판에 대면되게 위치하도록 구성된 상판; 및
    상기 상판의 일부분 및 상기 하판의 일부분이 고정 결합되도록 구성된 고정 프레임을 포함하고,
    상기 압력 측정 유닛은,
    상기 하판의 상면에 복수 구비되고, 복수의 압력 측정 유닛의 상부에 배터리가 안착될 수 있도록 상면이 판상으로 구성된 상기 압력 측정부를 포함하며, 상기 하판을 향해 가해지는 단위 압력값을 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 압력 측정 유닛은,
    상호 간의 대응되는 상기 커넥터부끼리 서로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 압력 측정 유닛은,
    상기 바디부의 상기 복수의 측면에 설치되어 상호 간 탈착 가능하도록 구성된 결합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 압력 측정 유닛은,
    복수의 측면 각각에 상기 커넥터부 및 상기 결합부를 포함하도록 직육면체의 형태로 구성된 상기 바디부를 각각 포함하고, 대응되는 압력 측정 유닛끼리 상기 결합부를 통해 탈착 가능하도록 구성되며, 상기 대응되는 압력 측정 유닛끼리 상기 커넥터부가 서로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 통신 라인과 연결되고, 상기 통신 라인을 통해 상기 복수의 압력 측정 유닛 각각에서 측정된 복수의 단위 압력값을 수신하며, 수신한 복수의 단위 압력값에 기반하여 상기 배터리의 압력 분포 및 부분별 압력 크기 중 적어도 하나를 판단하도록 구성된 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하판의 하부에 위치하고, 상기 배터리로부터 상기 하판을 향해 가해지는 배터리 압력값을 측정하도록 구성된 압력 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 압력 측정 유닛으로부터 수신한 상기 복수의 단위 압력값의 합계와 상기 배터리 압력값이 상이한 경우, 상기 배터리 압력값에 기반하여 상기 복수의 단위 압력값 각각을 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 압력 측정 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 제조 장치.
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