KR20220063611A - 배터리 모듈의 하우징 용접부에 대한 피로파손 검증 장치 - Google Patents

배터리 모듈의 하우징 용접부에 대한 피로파손 검증 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220063611A
KR20220063611A KR1020200149662A KR20200149662A KR20220063611A KR 20220063611 A KR20220063611 A KR 20220063611A KR 1020200149662 A KR1020200149662 A KR 1020200149662A KR 20200149662 A KR20200149662 A KR 20200149662A KR 20220063611 A KR20220063611 A KR 20220063611A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flexible tube
main flexible
verification device
module housing
fatigue failure
Prior art date
Application number
KR1020200149662A
Other languages
English (en)
Inventor
김동욱
김용일
이수항
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020200149662A priority Critical patent/KR20220063611A/ko
Priority to JP2023502839A priority patent/JP2023534471A/ja
Priority to EP21892299.5A priority patent/EP4151982A4/en
Priority to CN202180039955.6A priority patent/CN115698669A/zh
Priority to US18/031,423 priority patent/US20230375449A1/en
Priority to PCT/KR2021/016282 priority patent/WO2022103132A1/ko
Publication of KR20220063611A publication Critical patent/KR20220063611A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4285—Testing apparatus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0033—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining damage, crack or wear
    • G01N33/0078—
    • G01N33/0095—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
    • G01N2203/0067—Fracture or rupture
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
    • G01N2203/0073—Fatigue
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026—Specifications of the specimen
    • G01N2203/0296—Welds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 피로파손 검증 장치는, 용접부를 구비하는 모듈 하우징; 상기 모듈 하우징 내에 수용되는 복수의 배터리 셀을 포함하는 셀 적층체; 셀 적층체의 적층 방향 중심부에 개재되는 적어도 하나의 메인 플렉서블 튜브; 상기 메인 플렉서블 튜브를 수용하며, 상기 메인 플렉서블 튜브가 상기 배터리 셀과 대면하도록 양 측에 형성된 한 쌍의 개구부를 구비하는 메인 플렉서블 튜브 프레임; 및 상기 메인 플렉서블 튜브에 유체를 공급하여 상기 메인 플렉서블 튜브가 상기 배터리 셀에 가하는 압력을 조절하는 펌프; 를 포함한다.

Description

배터리 모듈의 하우징 용접부에 대한 피로파손 검증 장치{Fatigue damage verification device for the welding part of the housing of the battery module}
본 발명은, 배터리 모듈의 하우징 용접부에 대한 피로파손 검증 장치에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는, 배터리 모듈에 있어서 하우징 내부에 수용되는 배터리 셀들의 스웰링에 따라 하우징에 반복적인 피로가 누적되는 현상을 실제에 가능한 가깝게 구현할 수 있도록 구성된 피로파손 검증 장치에 관한 것이다.
배터리 모듈에 대한 충방전이 반복됨에 따라 배터리 셀의 스웰링 현상에 따른 배터리 셀의 팽창 및 수축이 반복적으로 발생하고, 이에 따라 배터리 셀을 수용하는 하우징의 용접부에는 피로누적이 발생되어 결국 하우징의 파손이 발생될 수 있다. 이러한 용접부 파손을 방지할 수 있도록, 하우징을 구성하는 플레이트와 플레이트 간의 용접부의 재질, 두께, 용접 심도 등에 대한 설계가 배터리 셀의 스웰링을 고려하여 이루어져야 하나, 충방전을 통한 피로 시험은 시간이 매우 많이 소요되기에 실제와 유사한 조건들을 제공할 수 있는 검증 장치의 개발이 요구된다.
도 1을 참조하면, 종래의 용접부 피로파손 검증 장치가 나타나 있다. 이러한 종래의 용접부 피로파손 검증 장치는, 하우징(1) 내부에 배터리 셀(2) 및 완충 패드(3)를 배치시키고, 배터리 셀 적층체의 중심부에는 소형 유압기를 배치시킨 구조를 갖는다.
이러한 구조를 갖는 용접부 피로파손 검증 장치는, 배터리 셀(2)의 면방향 팽창 및 수축의 반복에 따른 피로누적을 재현함으로써 용접부(1a) 파손 여부에 대한 시뮬레이션을 통해 하우징 용접부에 대한 설계에 일부 도움을 줄 수는 있다.
그러나, 이러한 구조를 갖는 용접부 피로파손 검증 장치는, 배터리 셀의 전체 면적에 대해서 균일한 힘을 가하기 어려운 구조이고, 특히 배터리 모듈의 크기가 작은 경우 매우 작은 사이즈의 유압기만을 설치할 수 있기에 충분한 힘을 가하기 어렵다는 문제 또한 존재한다.
따라서, 종래의 용접부 피로파손 검증 장치와 비교하여, 좀 더 실제의 배터리 모듈에서의 스웰링 발생 환경과 유사한 환경을 제공할 수 있는 용접부 피로파손 검증 장치의 개발이 요구된다.
본 발명은, 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 실제의 배터리 모듈에서의 스웰링 발생 환경과 유사한 환경을 제공함으로써 모듈 하우징의 용접부에 대한 설계가 적절하게 이루어질 수 있도록 하는 것을 일 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 피로파손 검증 장치는, 용접부를 구비하는 모듈 하우징; 상기 모듈 하우징 내에 수용되는 복수의 배터리 셀을 포함하는 셀 적층체; 셀 적층체의 적층 방향 중심부에 개재되는 적어도 하나의 메인 플렉서블 튜브; 상기 메인 플렉서블 튜브를 수용하며, 상기 메인 플렉서블 튜브가 상기 배터리 셀과 대면하도록 양 측에 형성된 한 쌍의 개구부를 구비하는 메인 플렉서블 튜브 프레임; 및 상기 메인 플렉서블 튜브에 유체를 공급하여 상기 메인 플렉서블 튜브가 상기 배터리 셀에 가하는 압력을 조절하는 펌프; 를 포함한다.
상기 피로파손 검증 장치는, 상기 모듈 하우징의 상부 플레이트 및 하부 플레이트와 상기 셀 적층체 사이, 그리고 상기 모듈 하우징의 상부 플레이트 및 하부 플레이트와 상기 메인 플렉서블 튜브 프레임 사이에 각각 개재되는 한 쌍의 서브 플렉서블 튜브; 를 더 포함할 수 있다.
상기 펌프는, 상기 메인 플렉서블 튜브 및 서브 플렉서블 튜브에 공급되는 유체의 양을 개별적으로 컨트롤 할 수 있다.
상기 피로파손 검증 장치는, 한 쌍의 지지 벽 사이에 배치되며, 상기 피로파손 검증 장치는, 상기 모듈 하우징의 길이 방향 일 측과 지지 벽 사이 및 상기 모듈 하우징의 길이 방향 타 측과 지지 벽 사이에 각각 개재되는 복수의 변위 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 피로파손 검증 장치는, 상기 셀 적층체의 적층 방향 양 측 최 외각에 각각 구비되는 한 쌍의 완충 패드; 를 더 포함할 수 있다.
상기 메인 플렉서블 튜브는 복수 개가 구비되며, 복수의 상기 메인 플렉서블 튜브는, 상기 메인 플렉서블 튜브 프레임 내에서 상기 배터리 셀의 폭 방향을 따라 적층될 수 있다.
상기 메인 플렉서블 튜브는 복수 개가 구비되며, 복수의 상기 메인 플렉서블 튜브는, 상기 메인 플렉서블 튜브 프레임 내에서 상기 배터리 셀의 길이 방향을 따라 적층될 수 있다.
상기 메인 플렉서블 튜브는 복수 개가 구비되며, 복수의 상기 메인 플렉서블 튜브는, 상기 메인 플렉서블 튜브 프레임 내에서 상기 배터리 셀의 폭 방향 및 길이 방향을 따라 적층될 수 있다.
상기 펌프는, 복수의 상기 메인 플렉서블 튜브에 공급되는 유체의 양을 개별적으로 컨트롤 할 수 있다.
상기 피로파손 검증 장치는, 상기 모듈 하우징의 상부 플레이트 및 하부 플레이트와 상기 셀 적층체 사이, 그리고 상기 모듈 하우징의 상부 플레이트 및 하부 플레이트와 상기 메인 플렉서블 튜브 프레임 사이에 각각 개재되는 한 쌍의 서브 플렉서블 튜브; 를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 펌프는, 복수의 상기 메인 플렉서블 튜브 및 상기 한 쌍의 서브 플렉서블 튜브에 공급되는 유체의 양을 개별적으로 컨트롤 할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 실제의 배터리 모듈에서의 스웰링 발생 환경과 유사한 환경을 제공함으로써 모듈 하우징의 용접부에 대한 설계가 적절하게 이루어질 수 있다.
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 아니 된다.
도 1은, 종래의 용접부 피로파손 검증 장치를 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 4는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 피로파손 검증 장치를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 피로파손 검증 장치를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은, 본 발명의 제3 실시예에 따른 피로파손 검증 장치를 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10은, 본 발명의 제4 실시예에 따른 피로파손 검증 장치를 나타내는 도면이다.
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 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 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 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 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 피로파손 검증 장치는, 모듈 하우징(10), 복수의 배터리 셀(20)을 포함하는 셀 적층체, 메인 플렉서블 튜브(31), 펌프(35) 및 메인 플렉서블 튜브 프레임(40)을 포함한다. 상기 피로파손 검증 장치는, 상술한 구성요소들 이 외에, 한 쌍의 서브 플렉서블 튜브(50) 및/또는 한 쌍의 완충 패드(60) 및/또는 복수의 변위 센서(70)를 더 포함할 수도 있다.
상기 모듈 하우징(10)은, 복수의 플레이트가 서로 용접되어 형성될 수 있으며, 이로써 그 일부에 형성된 용접부(10a)를 구비한다.
상기 셀 적층체는, 모듈 하우징(10) 내에 수용된다. 상기 셀 적층체를 이루는 배터리 셀(10)로는, 예를 들어 파우치 타입의 배터리 셀이 이용될 수 있다. 상기 배터리 셀(20)은, 모듈 하우징(20) 내에서 모듈 하우징(20)의 폭 방향(Y축에 나란한 방향)을 따라 연장된 형태를 갖는다.
즉, 본 명세서에 있어서, 배터리 셀(20)의 길이 방향(Y축에 나란한 방향)과 모듈 하우징(10)의 폭 방향(Y축에 나란한 방향)은 서로 동일한 방향을 의미하는 것이다. 상기 배터리 셀(10)은, 그 길이 방향(Y축에 나란한 방향)을 따라 서로 동일한 방향 또는 서로 반대 방향으로 인출되는 한 쌍의 전극 리드(21)를 구비한다.
상기 메인 플렉서블 튜브(31)는, 셀 적층체의 적층 방향(X축에 나란한 방향) 중심부에 개재된다. 즉, 상기 메인 플렉서블 튜브(31)는, 셀 적층체를 이루는 복수의 배터리 셀(10) 중 중심부에 위치하는 한 상의 배터리 셀(20) 사이에 개재된다. 상기 메인 플렉서블 튜브(31)는, 펌프(35)로부터 공급되는 유체에 의해 팽창하며, 이에 따라 메인 플렉서블 튜브(31)의 양 측에 위치하는 배터리 셀(20)들을 모듈 하우징(10)의 측벽을 향하는 방향으로 가압한다. 도 2 내지 도 4에 나타난 본 발명의 제1 실시예에 따른 피로파손 검증 장치는 하나의 메인 플렉서블 튜브(31)를 구비한다.
상기 펌프(35)는, 모듈 하우징(10)의 외측에 구비되며, 메인 플렉서블 튜브(30)에 유체를 공급하여 메인 플렉서블 튜브(31)가 대면하는 배터리 셀(20)에 가하는 압력을 조절한다.
한편, 후술할 바와 같이, 본 발명에 따른 피로파손 검증 장치는, 메인 플렉서블 튜브(31) 외에 한 쌍의 서브 플렉서블 튜브(50)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 펌프(35)는, 메인 플렉서블 튜브(31)와 서브 플렉서블 튜브(50)에 공급되는 유체의 양을 각각 개별적으로 조절할 수 있다.
또한, 후술할 바와 같이, 본 발명에 따른 피로파손 검증 장치는, 메인 플렉서블 튜브(32, 33, 34)를 복수 개 구비할 수도 있다. 이 경우, 상기 펌프(35)는, 복수의 메인 플렉서블 튜브(32, 33, 34)들에 공급되는 유체의 양을 각각 개별적으로 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 피로파손 검증 장치가 메인 플렉서블 튜브(32, 33, 34)를 복수 개 포함하고, 이에 더하여 한 쌍의 서브 플렉서블 튜브(50) 또한 구비하는 경우, 펌프(35)는 복수의 메인 플렉서블 튜브(32, 33, 34)들과 한 쌍의 서브 플렉서블 튜브(50)에 공급되는 유체의 양을 각각 개별적으로 조절할 수 있다.
상기 펌프(35)는, 상술한 바와 같이 복수의 플렉서블 튜브들에 공급되는 유체의 양을 개별적으로 컨트롤 하기 위해, 서로 물리적으로 분리된 복수의 유닛 펌프들을 포함할 수도 있다.
상기 메인 플렉서블 튜브 프레임(40)은, 모듈 하우징(10) 내에서 메인 플렉서블 튜브(31)를 수용한다. 상기 메인 플렉서블 튜브 프레임(40)은, 메인 플렉서블 튜브(31)가 배터리 셀(20)과 대면할 수 있도록 양 측에 형성된 한 쌍의 개구부를 구비한다.
상기 메인 플렉서블 튜브 프레임(40)은, 개구부가 형성된 방향, 즉 셀 적층체의 적층 방향(X축에 나란한 방향)을 제외한 나머지 방향으로는 플렉서블 튜브 프레임(40)이 팽창할 수 없도록 플렉서블 튜브 프레임(40)의 부피 팽창 방향을 제한한다. 상기 플렉서블 튜브 프레임(40)의 적용으로 인해, 메인 플렉서블 튜브(31)는, 대면하는 배터리 셀(20)을 셀 적층체의 적층 방향(X축에 나란한 방향)으로만 가압한다. 즉, 상기 메인 플렉서블 튜브(31)는, 배터리 셀(20)의 스웰링 시에 발생되는 배터리 셀(20)의 두께 방향(X축에 나란한 방향)으로의 팽창에 따른 가압력을 발생시키기 위한 구성요소에 해당하는 것이다.
상기 서브 플렉서블 튜브 프레임(50)은, 메인 플렉서블 튜브(31)와는 달리, 배터리 셀(20)의 스웰링 시에 발생되는 배터리 셀(20)의 폭 방향(Z축에 나란한 방향)으로의 팽창에 따른 가압력을 발생시키기 위한 구성요소에 해당한다. 파우치 타입 배터리 셀을 포함하는 셀 적층체에 있어서, 스웰링에 따른 부피 팽창은 대부분 적층 방향을 따라 발생되지만, 배터리 셀(20)의 폭 방향(Z축에 나란한 방향)을 따라 발생되는 부피 팽창 역시 일부 존재한다. 이러한 점을 감안하여, 본 발명에 따른 피로파손 검증 장치는, 서브 플렉서블 튜브 프레임(50)을 포함할 수 있다.
상기 서브 플렉서블 튜브 프레임(50)은 한 쌍이 구비될 수 있다. 한 쌍의 서브 플렉서블 튜브 프레임(50) 중 하나는, 모듈 하우징(10)의 상부 플레이트와 셀 적층체 사이 및 모듈 하우징(10)의 상부 플레이트와 메인 플렉서블 튜브 프레임(40) 사이에 개재된다. 한 쌍의 서브 플렉서블 튜브 프레임(50) 중 나머지 하나는, 모듈 하우징(10)의 하부 플레이트와 셀 적층체 사이 및 모듈 하우징(10)의 하부 플레이트와 메인 플렉서블 튜브 프레임(40) 사이에 개재된다.
상기 한 쌍의 완충 패드(60)는, 셀 적층체의 적층 방향(X축에 나란한 방향) 양 측 최 외각에 각각 구비된다.
상기 변위 센서(70)는, 모듈 하우징(10)의 길이 방향 일 측 및 타 측에 각각 복수개가 구비될 수 있다. 상기 피로파손 검증 장치는, 한 쌍의 지지 벽(W) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 복수의 변위 센서(70)는 각각 모듈 하우징(10)의 길이 방향 일 측과 지지 벽(W) 사이 및 모듈 하우징(10)의 길이 방향 타 측과 지지 벽(W) 사이에 개재된다.
상기 변위 센서(70)는, 메인 플렉서블 튜브 프레임(40)이 팽창에 따른 가압력에 의해 모듈 하우징(10)의 길이 방향(X축에 나란한 방향) 양 측에 위치하는 한 쌍의 측벽이 변형되는 경우 그 변형량을 측정한다.
도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 피로파손 검증 장치, 도 7 및 도 8에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 피로파손 검증 장치, 도 9 및 도 10에 도시된 본 발명의 제4 실시예에 따른 피로파손 검증 장치는, 앞선 실시예와 비교하여, 메인 플렉서블 튜브(32, 33, 34)의 구비 개수 및 메인 플렉서블 튜브 프레임(40) 내에서의 배치 형태에 있어서 차이가 있을 뿐, 나머지 구성요소들은 실질적으로 동일하며, 그에 따른 작용 효과 역시 실질적으로 매우 유사하다.
따라서, 본 발명의 제2~4 실시예에 따른 피로파손 검증 장치를 설명함에 있어서는, 메인 플렉서블 튜브(32, 33, 34)의 구비 개수 및 배치 형태에 대해서 중점적으로 설명하기로 하며, 제1 실시예에서와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 피로파손 검증 장치는, 복수의 메인 플렉서블 튜브(32)를 포함하며, 복수의 메인 플렉서블 튜브(32)는 메인 플렉서블 튜브 프레임(40) 내에서 배터리 셀(20)의 폭 방향(Z축에 나란한 방향)을 따라 적층된다. 이 경우, 상기 펌프(35)는, 각각의 메인 플렉서블 튜브(32)에 공급되는 유체의 양을 개별적으로 컨트롤 할 수 있다. 따라서, 상기 복수의 메인 플렉서블 튜브(32)는, 배터리 셀(20)의 폭 방향을 따라 위치 별로 다른 힘으로 가압을 할 수 있다. 실제로 배터리 셀(20)의 스웰링 발생 시에 배터리 셀(20)의 폭 방향을 따라 위치 별로 스웰링에 따른 부피 팽창의 정도가 다르게 나타날 수 있는데, 본 발명의 제2 실시예에 따른 피로파손 검증 장치는, 복수의 메인 플렉서블 튜브(32)가 서로 다른 힘으로 배터리 셀(20)을 가압할 수 있으므로 실제 스웰링 발생 시와 유사한 환경을 만들 수 있는 것이다.
다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 피로파손 검증 장치는, 복수의 메인 플렉서블 튜브(33)를 포함하며, 복수의 메인 플렉서블 튜브(33)는 메인 플렉서블 튜브 프레임(40) 내에서 배터리 셀(20)의 길이 방향(Y축에 나란한 방향)을 따라 적층된다. 이 경우, 상기 펌프(35)는, 각각의 메인 플렉서블 튜브(33)에 공급되는 유체의 양을 개별적으로 컨트롤 할 수 있다. 따라서, 상기 복수의 메인 플렉서블 튜브(33)는, 배터리 셀(20)의 길이 방향을 따라 위치 별로 다른 힘으로 가압을 할 수 있다. 실제로 배터리 셀(20)의 스웰링 발생 시에 배터리 셀(20)의 길이 방향을 따라 위치 별로 스웰링에 따른 부피 팽창의 정도가 다르게 나타날 수 있는데, 본 발명의 제3 실시예에 따른 피로파손 검증 장치는, 복수의 메인 플렉서블 튜브(33)가 서로 다른 힘으로 배터리 셀(20)을 가압할 수 있으므로 실제 스웰링 발생 시와 유사한 환경을 만들 수 있는 것이다.
다음으로, 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 피로파손 검증 장치는, 복수의 메인 플렉서블 튜브(34)를 포함하며, 복수의 메인 플렉서블 튜브(34)는 메인 플렉서블 튜브 프레임(40) 내에서 배터리 셀(20)의 길이 방향 및 폭 방향을 따라 적층된다. 이 경우, 상기 펌프(35)는, 각각의 메인 플렉서블 튜브(34)에 공급되는 유체의 양을 개별적으로 컨트롤 할 수 있다. 따라서, 상기 복수의 메인 플렉서블 튜브(34)는, 배터리 셀(20)의 길이 방향 및 폭 방향을 따라 위치 별로 다른 힘으로 가압을 할 수 있다. 실제로 배터리 셀(20)의 스웰링 발생 시에 배터리 셀(20)의 길이 방향 및 폭 방향을 따라 위치 별로 스웰링에 따른 부피 팽창의 정도가 다르게 나타날 수 있는데, 본 발명의 제4 실시예에 따른 피로파손 검증 장치는, 복수의 메인 플렉서블 튜브(34)가 서로 다른 힘으로 배터리 셀(20)을 가압할 수 있으므로 실제 스웰링 시와 유사한 환경을 만들 수 있는 것이다.
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.
10: 모듈 하우징
10a: 용접부
20: 배터리 셀
21: 전극 리드
31, 32, 33, 34: 메인 플렉서블 튜브
35: 펌프
40: 메인 플렉서블 튜브 프레임
50: 서브 플렉서블 튜브
60: 완충 패드
70: 변위 센서
W: 지지 벽

Claims (10)

  1. 용접부를 구비하는 모듈 하우징;
    상기 모듈 하우징 내에 수용되는 복수의 배터리 셀을 포함하는 셀 적층체;
    셀 적층체의 적층 방향 중심부에 개재되는 적어도 하나의 메인 플렉서블 튜브;
    상기 메인 플렉서블 튜브를 수용하며, 상기 메인 플렉서블 튜브가 상기 배터리 셀과 대면하도록 양 측에 형성된 한 쌍의 개구부를 구비하는 메인 플렉서블 튜브 프레임; 및
    상기 메인 플렉서블 튜브에 유체를 공급하여 상기 메인 플렉서블 튜브가 상기 배터리 셀에 가하는 압력을 조절하는 펌프;
    를 포함하는 피로파손 검증 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피로파손 검증 장치는,
    상기 모듈 하우징의 상부 플레이트와 셀 적층체 사이 및 상기 모듈 하우징의 상부 플레이트와 메인 플렉서블 튜브 프레임 사이, 그리고 상기 모듈 하우징의 하부 플레이트와 셀 적층체 사이 및 상기 모듈 하우징의 하부 플레이트와 메인 플렉서블 튜브 프레임 사이에 각각 개재되는 한 쌍의 서브 플렉서블 튜브;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피로파손 검증 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 펌프는,
    상기 메인 플렉서블 튜브 및 서브 플렉서블 튜브에 공급되는 유체의 양을 개별적으로 컨트롤 하는 것을 특징으로 하는 피로파손 검증 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피로파손 검증 장치는, 한 쌍의 지지 벽 사이에 배치되며,
    상기 피로파손 검증 장치는, 상기 모듈 하우징의 길이 방향 일 측과 지지 벽 사이 및 상기 모듈 하우징의 길이 방향 타 측과 지지 벽 사이에 각각 개재되는 복수의 변위 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피로파손 검증 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피로파손 검증 장치는,
    상기 셀 적층체의 적층 방향 양 측 최 외각에 각각 구비되는 한 쌍의 완충 패드;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피로파손 검증 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 메인 플렉서블 튜브는 복수 개가 구비되며,
    복수의 상기 메인 플렉서블 튜브는, 상기 메인 플렉서블 튜브 프레임 내에서 상기 배터리 셀의 폭 방향을 따라 적층되는 것을 특징으로 하는 피로파손 검증 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 메인 플렉서블 튜브는 복수 개가 구비되며,
    복수의 상기 메인 플렉서블 튜브는, 상기 메인 플렉서블 튜브 프레임 내에서 상기 배터리 셀의 길이 방향을 따라 적층되는 것을 특징으로 하는 피로파손 검증 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 메인 플렉서블 튜브는 복수 개가 구비되며,
    복수의 상기 메인 플렉서블 튜브는, 상기 메인 플렉서블 튜브 프레임 내에서 상기 배터리 셀의 폭 방향 및 길이 방향을 따라 적층되는 것을 특징으로 하는 피로파손 검증 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프는,
    복수의 상기 메인 플렉서블 튜브에 공급되는 유체의 양을 개별적으로 컨트롤 하는 것을 특징으로 하는 피로파손 검증 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 피로파손 검증 장치는,
    상기 모듈 하우징의 상부 플레이트 및 하부 플레이트와 상기 셀 적층체 사이, 그리고 상기 모듈 하우징의 상부 플레이트 및 하부 플레이트와 상기 메인 플렉서블 튜브 프레임 사이에 각각 개재되는 한 쌍의 서브 플렉서블 튜브;
    를 더 포함하고,
    상기 펌프는,
    복수의 상기 메인 플렉서블 튜브 및 상기 한 쌍의 서브 플렉서블 튜브에 공급되는 유체의 양을 개별적으로 컨트롤 하는 것을 특징으로 하는 피로파손 검증 장치.
KR1020200149662A 2020-11-10 2020-11-10 배터리 모듈의 하우징 용접부에 대한 피로파손 검증 장치 KR20220063611A (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200149662A KR20220063611A (ko) 2020-11-10 2020-11-10 배터리 모듈의 하우징 용접부에 대한 피로파손 검증 장치
JP2023502839A JP2023534471A (ja) 2020-11-10 2021-11-09 バッテリーモジュールのハウジング溶接部に対する疲労破損検証装置
EP21892299.5A EP4151982A4 (en) 2020-11-10 2021-11-09 DEVICE FOR INSPECTING FATIGUE BREAKAGE OF A HOUSING WELDED PART OF A BATTERY MODULE
CN202180039955.6A CN115698669A (zh) 2020-11-10 2021-11-09 用于检查电池模块的壳体焊接部的疲劳断裂的装置
US18/031,423 US20230375449A1 (en) 2020-11-10 2021-11-09 Apparatus for inspecting fatigue fracture of housing welding part of battery module
PCT/KR2021/016282 WO2022103132A1 (ko) 2020-11-10 2021-11-09 배터리 모듈의 하우징 용접부에 대한 피로파손 검증 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200149662A KR20220063611A (ko) 2020-11-10 2020-11-10 배터리 모듈의 하우징 용접부에 대한 피로파손 검증 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220063611A true KR20220063611A (ko) 2022-05-17

Family

ID=81602543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200149662A KR20220063611A (ko) 2020-11-10 2020-11-10 배터리 모듈의 하우징 용접부에 대한 피로파손 검증 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230375449A1 (ko)
EP (1) EP4151982A4 (ko)
JP (1) JP2023534471A (ko)
KR (1) KR20220063611A (ko)
CN (1) CN115698669A (ko)
WO (1) WO2022103132A1 (ko)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101108564B1 (ko) * 2009-11-02 2012-01-30 한국표준과학연구원 내압성 실험장치 및 그 장치를 이용한 내압성 실험방법
JP2012114030A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Valeo Japan Co Ltd バッテリ温度調整装置
US10074996B2 (en) * 2014-08-29 2018-09-11 The Regents Of The University Of Michigan Bulk force in a battery pack and its application to state of charge estimation
CN204255553U (zh) * 2014-12-08 2015-04-08 宁德新能源科技有限公司 电池模组的电池膨胀力测试装置
KR102308635B1 (ko) * 2015-04-17 2021-10-05 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
JP2018106930A (ja) * 2016-12-27 2018-07-05 日産自動車株式会社 バッテリセルの製造方法および加圧マガジン
KR102357026B1 (ko) * 2017-06-14 2022-01-28 에스케이온 주식회사 전지셀 테스트 장치
WO2019017994A1 (en) * 2017-07-21 2019-01-24 Quantumscape Corporation ACTIVE AND PASSIVE BATTERY PRESSURE MANAGEMENT
KR102106451B1 (ko) * 2018-06-18 2020-05-07 비씨에스테크놀러지 주식회사 배터리 압축 및 관통 시험을 위한 다축 압축 관통 시험 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN115698669A (zh) 2023-02-03
US20230375449A1 (en) 2023-11-23
JP2023534471A (ja) 2023-08-09
EP4151982A1 (en) 2023-03-22
EP4151982A4 (en) 2023-12-20
WO2022103132A1 (ko) 2022-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101962526B1 (ko) 배터리 셀의 가압 장치
JP5636634B2 (ja) 電極板加圧装置
KR102476002B1 (ko) 배터리 셀 두께 측정 장치
CN110311068A (zh) 电池组
KR102324264B1 (ko) 전극 리드를 버스바에 밀착시키는 가압 지그 장치 및 이를 포함하는 배터리 모듈 제조 시스템
JP2008535175A (ja) 密閉型バッテリー用ケーシング
CN111554811B (zh) 边缘仿形单元及贴合治具
CN114335862B (zh) 电池装置及电池装置的装配方法
JP5269480B2 (ja) 燃料電池スタック
JPWO2014174944A1 (ja) 絶縁構造体、燃料電池及び燃料電池スタック
CN110392944A (zh) 电池组的制造方法
KR20220063611A (ko) 배터리 모듈의 하우징 용접부에 대한 피로파손 검증 장치
JP6582667B2 (ja) 電池パック、電池装置、および電池制御方法
US11367919B2 (en) Battery pack
JP2002351619A (ja) パネル型周辺装置及びその製造方法並びにその製造用のパネル治具及び液体注入装置
JP5064904B2 (ja) 燃料電池スタックの組み立て方法
JP7062728B2 (ja) 発電セル積層体の製造方法及び製造装置
JP2006164899A (ja) 燃料電池スタックの組み立て装置および組み立て方法
JP5277958B2 (ja) 燃料電池スタックの製造方法
JP6236103B2 (ja) 燃料電池スタック
US20220271382A1 (en) End plate and battery module
KR20230083577A (ko) 스웰링 가속 시험 장치
JP2024519456A (ja) バッテリモジュールのためのバッテリモジュールハウジング、バッテリモジュール、及び電気エネルギ蓄積部
US20240055675A1 (en) Battery module pressing test device and method
JP2018041584A (ja) 電池モジュールの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination