KR20230083578A

KR20230083578A - Swelling acceleration test device

Info

Publication number: KR20230083578A
Application number: KR1020210171712A
Authority: KR
Inventors: 송승민; 김용일
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2021-12-03
Filing date: 2021-12-03
Publication date: 2023-06-12

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스웰링 가속 시험 장치는, 일 방향으로 적층되는 튜브 유닛들을 포함하는 튜브 적층체; 상기 튜브 적층체를 수용하는 모듈 프레임; 상기 튜브 유닛과 연결되어, 상기 튜브 유닛으로 유체를 공급하는 펌프; 및 상기 모듈 프레임의 제1 측면부의 외측과 제2 측면부의 외측에 배치되는 센서부들을 포함한다. 상기 튜브 유닛들 중 제1 튜브 유닛과 제2 튜브 유닛은 각각 상기 튜브 적층체의 최외측에 배치된다.A swelling acceleration test apparatus according to an embodiment of the present invention includes a tube stack including tube units stacked in one direction; a module frame accommodating the tube stack; A pump connected to the tube unit to supply fluid to the tube unit; and sensor units disposed outside the first side surface and the outside of the second side surface of the module frame. Among the tube units, a first tube unit and a second tube unit are respectively disposed on the outermost side of the tube stack.

Description

Swelling acceleration test device {SWELLING ACCELERATION TEST DEVICE}

본 발명은 스웰링 가속 시험 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전지셀의 실제 스웰링 현상을 유사하게 모사할 수 있는 스웰링 가속 시험 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a swelling acceleration test apparatus, and more particularly, to a swelling acceleration test apparatus capable of similarly simulating an actual swelling phenomenon of a battery cell.

현대 사회에서는 휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등의 휴대형 기기의 사용이 일상화되면서, 상기와 같은 모바일 기기와 관련된 분야의 기술에 대한 개발이 활발해지고 있다. 또한, 충방전이 가능한 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량 등의 대기 오염 등을 해결하기 위한 방안으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 등의 동력원으로 이용되고 있는바, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 높아지고 있다.As the use of portable devices such as mobile phones, laptop computers, camcorders, and digital cameras has become commonplace in modern society, development of technologies in fields related to the above mobile devices has become active. In addition, secondary batteries capable of charging and discharging are a solution to air pollution, such as existing gasoline vehicles using fossil fuels, electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles ( P-HEV), etc., the need for development of secondary batteries is increasing.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충, 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Currently commercialized secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. , it is in the limelight due to its very low self-discharge rate and high energy density.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체 및 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 전지 케이스를 구비한다.These lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides and carbon materials as positive electrode active materials and negative electrode active materials, respectively. A lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator therebetween, and a battery case in which the electrode assembly is sealed and housed together with an electrolyte solution.

일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.In general, lithium secondary batteries can be classified into a can-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of an exterior material.

최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 중대형 장치에 대한 적용을 목적으로, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 파우치형 이차 전지는 적층이 용이하고 무게가 가볍다는 등의 장점으로 인해 더욱 널리 이용되는 추세에 있다.Recently, secondary batteries have been widely used not only in small devices such as portable electronic devices, but also in medium and large devices such as automobiles and power storage devices. For the purpose of application to medium-large-sized devices, a large number of secondary batteries may be electrically connected to increase capacity and output. At this time, the pouch-type secondary battery tends to be more widely used due to advantages such as easy stacking and light weight.

파우치형 이차 전지는 일반적으로 전극 조립체가 파우치 외장재에 수납된 상태에서 전해액이 주입되고, 파우치 외장재가 실링되는 과정을 통해 제조될 수 있다.A pouch-type secondary battery may be generally manufactured through a process in which an electrolyte solution is injected in a state in which an electrode assembly is housed in a pouch exterior material and the pouch exterior material is sealed.

이차 전지는, 충전과 방전이 반복됨에 따라 퇴화 등으로 인해 내부에서 가스가 발생할 수 있다. 그리고, 이처럼 내부에서 가스가 발생한 경우, 내압이 증가함으로써, 외장재의 적어도 일부분이 부풀어오르는 스웰링(swelling) 현상이 발생할 수 있다. 특히, 파우치형 이차 전지의 경우, 캔형 이차 전지에 비해, 외장재의 구조적 강성이 약해서 이러한 스웰링 현상은 더욱 심하게 발생할 수 있다.Gas may be generated inside the secondary battery due to deterioration as charging and discharging are repeated. Also, when gas is generated inside, a swelling phenomenon in which at least a portion of the exterior material swells may occur due to an increase in internal pressure. In particular, in the case of the pouch-type secondary battery, the swelling phenomenon may occur more severely because the structural rigidity of the exterior material is weaker than that of the can-type secondary battery.

이처럼, 이차 전지에 스웰링 현상이 발생하면, 전지 내부의 압력이 높아지고 부피가 증가하여, 전지 모듈의 구조적 안정성에 좋지 않은 영향을 끼칠 수 있다. 더욱이, 전지 모듈에는 다수의 이차 전지가 포함되는 경우가 많다. 특히, 자동차나 에너지 저장 장치(ESS) 등에 사용되는 중대형 전지 모듈의 경우, 높은 출력 내지 높은 용량을 위해 매우 많은 수의 이차 전지가 포함되어 상호 연결될 수 있다. 이때, 각 이차 전지에서 스웰링으로 인해 약간씩만 부피가 증가한다 하더라도, 전지 모듈 전체적으로는 각 이차 전지의 부피 변화가 합산되어 변형 정도가 심각한 수준에 이를 수 있다. 특히, 다수의 이차 전지를 수납하는 모듈 프레임에 변형이 일어나거나 모듈 프레임의 용접 부분에 파손이 발생할 수 있다. 즉, 각 이차 전지의 스웰링에 따른 부피 팽창 현상은, 전지 모듈의 구조적 안정성을 전반적으로 저하시킬 수 있다. As such, when the swelling phenomenon occurs in the secondary battery, the pressure inside the battery increases and the volume increases, which may adversely affect the structural stability of the battery module. Moreover, in many cases, a battery module includes a plurality of secondary batteries. In particular, in the case of medium or large-sized battery modules used in automobiles or energy storage systems (ESS), a very large number of secondary batteries may be included and connected to each other for high output or high capacity. At this time, even if the volume of each secondary battery increases only slightly due to swelling, the deformation degree may reach a serious level due to the sum of the volume changes of each secondary battery as a whole. In particular, a module frame accommodating a plurality of secondary batteries may be deformed or a welded portion of the module frame may be damaged. That is, the volume expansion phenomenon caused by swelling of each secondary battery may degrade overall structural stability of the battery module.

따라서, 이차 전지의 스웰링 정도를 예측하여, 스웰링 정도를 제어할 수 있는 모듈 프레임의 강성, 두께, 용접 심도 등을 정밀하게 고려한 후, 전지 모듈이 설계되어야 한다. 이를 위해서는, 실제의 전지 모듈에서의 스웰링 환경과 유사한 환경을 제공하여, 전지셀의 스웰링 정도에 따른 모듈 프레임의 여러 요소들을 평가할 수 있는 장치가 필요하다.Therefore, the battery module should be designed after predicting the degree of swelling of the secondary battery and precisely considering the rigidity, thickness, welding depth, etc. of the module frame capable of controlling the degree of swelling. To this end, a device capable of providing an environment similar to a swelling environment in an actual battery module and evaluating various elements of the module frame according to the degree of swelling of the battery cell is required.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 실제의 전지 모듈에서의 스웰링 발생 환경과 유사한 환경을 구현할 수 있어, 보다 정밀한 평가가 가능한 스웰링 가속 시험 장치를 제공하는 것이다.An object to be solved by the present invention is to provide a swelling acceleration test apparatus capable of more precise evaluation by implementing an environment similar to the swelling generation environment in an actual battery module.

그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.However, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited to the above problems and can be variously extended within the scope of the technical idea included in the present invention.

상기 제1 튜브 유닛은 상기 제1 측면부와 대면하거나 그 사이에 압축 패드가 개재될 수 있고, 상기 제2 튜브 유닛은 상기 제2 측면부와 대면하거나 그 사이에 압축 패드가 개재될 수 있다.The first tube unit may face the first side portion or may have a compression pad interposed therebetween, and the second tube unit may face the second side portion or may have a compression pad interposed therebetween.

상기 튜브 유닛은, 상기 펌프로부터 공급되는 유체에 의해 상기 튜브 유닛들의 적층 방향과 평행한 방향으로 팽창할 수 있다.The tube unit may expand in a direction parallel to the stacking direction of the tube units by the fluid supplied from the pump.

상기 튜브 유닛은, 상기 펌프로부터 유체를 공급받는 플렉시블 튜브 및 상기 플렉시블 튜브를 수용하는 튜브 프레임을 포함할 수 있다.The tube unit may include a flexible tube receiving fluid from the pump and a tube frame accommodating the flexible tube.

상기 튜브 프레임은, 상기 튜브 유닛들의 적층 방향에 따른 양 측이 개방된 형태일 수 있다.The tube frame may have a shape in which both sides of the tube units are open in a stacking direction.

상기 튜브 프레임 내에서, 상기 플렉시블 튜브가 복수개로 위치할 수 있고, 상기 플렉시블 튜브들은, 상기 튜브 유닛들의 적층 방향과 수직한 방향들 중 상기 모듈 프레임의 개방 방향과 평행한 길이 방향을 따라 적층될 수 있다.In the tube frame, a plurality of flexible tubes may be positioned, and the flexible tubes may be stacked along a longitudinal direction parallel to the opening direction of the module frame among directions perpendicular to the stacking direction of the tube units. there is.

상기 튜브 프레임 내에서, 상기 플렉시블 튜브가 복수개로 위치할 수 있고, 상기 플렉시블 튜브들은, 상기 튜브 유닛들의 적층 방향과 수직한 방향들 중 상기 모듈 프레임의 개방 방향과 수직한 높이 방향을 따라 적층될 수 있다.In the tube frame, a plurality of flexible tubes may be positioned, and the flexible tubes may be stacked along a height direction perpendicular to an opening direction of the module frame among directions perpendicular to a stacking direction of the tube units. there is.

상기 튜브 프레임 내에서, 상기 플렉시블 튜브가 복수개로 위치할 수 있고, 상기 플렉시블 튜브들은, 상기 튜브 유닛들의 적층 방향과 수직한 방향들인 길이 방향과 높이 방향을 따라 적층될 수 있다.In the tube frame, a plurality of flexible tubes may be positioned, and the flexible tubes may be stacked along a longitudinal direction and a height direction, which are directions perpendicular to the stacking direction of the tube units.

상기 플렉시블 튜브는 복수로 배치될 수 있고, 상기 펌프는 상기 플렉시블 튜브들의 내부에 공급되는 유체의 양을 개별적으로 컨트롤할 수 있다.A plurality of the flexible tubes may be disposed, and the pump may individually control the amount of fluid supplied to the inside of the flexible tubes.

상기 튜브 유닛들은, 상기 모듈 프레임의 상기 제1 측면부로부터 상기 제2 측면부까지의 방향인 상기 모듈 프레임의 너비 방향을 따라 적층될 수 있다. The tube units may be stacked along the width direction of the module frame, which is a direction from the first side surface of the module frame to the second side surface.

상기 스웰링 가속 시험 장치는, 상기 모듈 프레임의 상기 제1 측면부와 상기 제2 측면부 각각에 이격되어 위치하는 한 쌍의 지지 벽들을 더 포함할 수 있다. 상기 센서부들은, 상기 모듈 프레임의 상기 제1 측면부와 상기 지지 벽들 중 하나의 사이 및 상기 모듈 프레임의 상기 제2 측면부와 상기 지지 벽들 중 다른 하나 사이에 배치될 수 있다.The swelling acceleration test apparatus may further include a pair of support walls spaced apart from each other on the first and second side surfaces of the module frame. The sensor units may be disposed between the first side portion of the module frame and one of the supporting walls and between the second side portion of the module frame and the other one of the supporting walls.

상기 센서부들은, 상기 모듈 프레임의 상기 제1 측면부와 상기 제2 측면부에서, 상기 모듈 프레임의 너비 방향과 수직한 길이 방향을 따라 일정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.The sensor units may be spaced apart from each other at regular intervals along a longitudinal direction perpendicular to a width direction of the module frame on the first and second side surfaces of the module frame.

상기 센서부들은, 상기 모듈 프레임의 상기 제1 측면부와 상기 제2 측면부에서, 상기 모듈 프레임의 상기 길이 방향에 따른 중앙부 및 상기 중앙부와 상기 모듈 프레임의 상기 길이 방향에 따른 양 단부 사이에 배치될 수 있다.The sensor units may be disposed between a central portion of the module frame along the longitudinal direction and between the central portion and both ends of the module frame along the longitudinal direction in the first and second side surfaces of the module frame. there is.

상기 스웰링 가속 시험 장치는, 상기 모듈 프레임의 개방된 일측과 타측에 각각 위치하는 엔드 플레이트들을 더 포함할 수 있고, 상기 모듈 프레임과 상기 엔드 플레이트의 대응하는 모서리들이 서로 용접 접합되어 용접부가 형성될 수 있다.The swelling acceleration test apparatus may further include end plates positioned at one open side and the other open side of the module frame, and corresponding corners of the module frame and the end plate are welded to each other to form a welded portion. can

상기 튜브 적층체는, 전극 조립체가 파우치 케이스에 수납된 전지셀들을 더 포함할 수 있고, 상기 전지셀들은 상기 튜브 유닛들과 함께 적층될 수 있다. The tube stack may further include battery cells in which the electrode assembly is housed in a pouch case, and the battery cells may be stacked together with the tube units.

본 발명의 실시예들에 따르면, 유체의 공급으로 팽창하는 튜브 유닛을 최외측에 배치한 스웰링 가속 시험 장치를 통해, 실제의 전지 모듈에서의 스웰링 발생 환경과 유사한 환경을 제공할 수 있어, 스웰링 환경에서의 여러 요소들에 대한 정확한 평가가 가능하다.According to embodiments of the present invention, an environment similar to a swelling occurrence environment in an actual battery module can be provided through a swelling acceleration test apparatus in which a tube unit that expands by supplying fluid is disposed on the outermost side, It is possible to accurately evaluate various factors in the swelling environment.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스웰링 가속 시험 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 스웰링 가속 시험 장치 중 튜브 적층체, 모듈 프레임 및 엔드 플레이트를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 절단선 A-A’를 따라 자른 단면을 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2의 튜브 적층체에 포함된 튜브 유닛을 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모듈 프레임을 나타낸 분해 사시도이다.
도 6 내지 도 8은 각각 본 발명의 변형된 실시예들에 따른 튜브 유닛을 나타낸 분해 사시도들이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스웰링 가속 시험 장치에 포함되는 전지셀을 나타낸 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스웰링 가속 시험 장치를 나타낸 단면도이다.1 is a schematic perspective view of a swelling acceleration test apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view showing a tube stack, a module frame, and an end plate in the swelling acceleration test apparatus of FIG. 1;
3 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the cutting line A-A' of FIG. 1;
4 is an exploded perspective view showing a tube unit included in the tube stack of FIG. 2;
5 is an exploded perspective view showing a module frame according to another embodiment of the present invention.
6 to 8 are exploded perspective views showing a tube unit according to modified embodiments of the present invention, respectively.
9 is a plan view showing a battery cell included in the swelling acceleration test apparatus according to another embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view showing a swelling acceleration test apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to the shown bar. In the drawings, the thickness is shown enlarged to clearly express the various layers and regions. And in the drawings, for convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 “상에” 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 “위에” 또는 “상에” 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.In addition, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" or "on" another part, this includes not only the case where it is "directly on" the other part, but also the case where there is another part in the middle. . Conversely, when a part is said to be "directly on" another part, it means that there is no other part in between. In addition, to be "on" or "on" a reference part means to be located above or below the reference part, and to necessarily be located "on" or "on" in the opposite direction of gravity does not mean no.

또한, 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 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when it is referred to as "planar image", it means when the target part is viewed from above, and when it is referred to as "cross-sectional image", it means when a cross section of the target part cut vertically is viewed from the side.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스웰링 가속 시험 장치의 개략적인 사시도이다. 도 2는 도 1의 스웰링 가속 시험 장치 중 튜브 적층체, 모듈 프레임 및 엔드 플레이트를 나타낸 분해 사시도이다. 도 3은 도 1의 절단선 A-A’를 따라 자른 단면을 나타낸 단면도이다. 도 4는 도 2의 튜브 적층체에 포함된 튜브 유닛을 나타낸 분해 사시도이다. 설명의 편의를 위해 도 2에서는 도 1에서의 스웰링 가속 시험 장치 중 센서부(500)와 지지 벽(600)에 대한 도시를 생략하였고, 도 3에서는 튜브 유닛(300)과 연결되는 펌프(400)의 구성을 추가 도시하였다.1 is a schematic perspective view of a swelling acceleration test apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is an exploded perspective view showing a tube stack, a module frame, and an end plate in the swelling acceleration test apparatus of FIG. 1; 3 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the cutting line A-A′ of FIG. 1; 4 is an exploded perspective view showing a tube unit included in the tube stack of FIG. 2; For convenience of explanation, in FIG. 2, the sensor unit 500 and the support wall 600 of the swelling acceleration test apparatus in FIG. 1 are omitted, and in FIG. 3, the pump 400 connected to the tube unit 300 ) The configuration of is further shown.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스웰링 가속 시험 장치(100)는, 일 방향으로 적층되는 튜브 유닛(300)들을 포함하는 튜브 적층체(300ST); 튜브 적층체(300ST)를 수용하는 모듈 프레임(200); 튜브 유닛(300)과 연결되어 튜브 유닛(300)으로 유체를 공급하는 펌프(400); 및 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)의 외측과 제2 측면부(220)의 외측에 배치되는 센서부(500)들을 포함한다. Referring to Figures 1 to 4, the swelling acceleration test apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, the tube stack including the tube units 300 stacked in one direction (300ST); A module frame 200 accommodating the tube stack 300ST; A pump 400 connected to the tube unit 300 to supply fluid to the tube unit 300; and sensor units 500 disposed outside the first side part 210 and the outside of the second side part 220 of the module frame 200 .

본 발명에서 스웰링 가속 시험 장치(SWELLING ACCELERATION TEST DEVICE, 100)는, 다수의 전지셀들을 포함하는 전지 모듈에서의 스웰링 가속화 상황을 유사하게 모사할 수 있어, 전지 모듈의 스웰링 상황과 관련된 여러 요소들을 평가하고 데이터를 얻을 수 있는 장치를 의미한다. In the present invention, the swelling acceleration test device (SWELLING ACCELERATION TEST DEVICE, 100) can similarly simulate the swelling acceleration situation in a battery module including a plurality of battery cells, and various Means a device capable of evaluating elements and obtaining data.

튜브 유닛(300)은, 펌프(400)로부터 공급받은 유체에 의해 팽창하는 부재를 포함할 수 있다. 일례로, 내부에 유체가 유입되는 공간이 마련될 수 있고, 유입되는 유체의 양에 따라 팽창하는 신축성 있는 부재를 포함할 수 있다. 유입되는 유체에 의해 팽창 가능하다면 그 형태나 소재에 특별한 제한은 없다. The tube unit 300 may include a member that expands by the fluid supplied from the pump 400 . For example, a space into which fluid is introduced may be provided, and an elastic member that expands according to the amount of fluid introduced may be included. As long as it can be expanded by the inflowing fluid, there is no particular limitation on its shape or material.

이러한 튜브 유닛(300)은, 직육면체 형태의 부재일 수 있고, 일 방향을 따라 적층되어 튜브 적층체(300ST)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 y축과 평행한 방향을 따라 튜브 유닛(300)들이 적층되어 튜브 적층체(300ST)를 형성할 수 있다. The tube unit 300 may be a rectangular parallelepiped member, and may be stacked along one direction to form a tube stack body 300ST. For example, as shown in FIGS. 2 and 3 , tube units 300 may be stacked along a direction parallel to the y-axis to form a tube stack 300ST.

이 때, 튜브 유닛(300)들 중 제1 튜브 유닛(300-1)과 제2 튜브 유닛(300-2)은 각각 튜브 적층체(300ST)의 최외측에 배치된다. 보다 구체적으로는, 제1 튜브 유닛(300-1)과 제2 튜브 유닛(300-2)은 각각 튜브 유닛(300)들의 적층 방향에 따른 튜브 적층체(300ST)의 최외측에 배치된다. 후술하겠으나, 튜브 적층체(300ST)는, 튜브 유닛(300) 외에 전지셀들을 추가로 포함할 수 있는데, 이 경우에도 튜브 적층체(300ST)의 최외측에는 튜브 유닛(300)들이 위치하는 것이 바람직하다.At this time, among the tube units 300, the first tube unit 300-1 and the second tube unit 300-2 are respectively disposed on the outermost side of the tube stack body 300ST. More specifically, the first tube unit 300-1 and the second tube unit 300-2 are disposed on the outermost side of the tube stack body 300ST along the stacking direction of the tube units 300, respectively. As will be described later, the tube stack 300ST may further include battery cells in addition to the tube unit 300. Even in this case, it is preferable that the tube units 300 are positioned on the outermost side of the tube stack 300ST. do.

본 실시예에 따른 모듈 프레임(200)은, 내부에 튜브 적층체(300ST)를 수용하는 부재로써, 제1 측면부(210), 제2 측면부(220), 상면부(230) 및 하면부(240)를 포함할 수 있다. 또한, 모듈 프레임(200)의 일측(x축 방향)과 타측(-x축 방향)은 개방된 형태일 수 있고, 개방된 상기 일측 또는 상기 타측을 통해 튜브 적층체(300ST)가 수납될 수 있다. 모듈 프레임(200)은 내부 전장품을 보호하기 위해, 소정의 강도를 갖는 금속 소재를 포함할 수 있다. The module frame 200 according to the present embodiment is a member for accommodating the tube stack body 300ST therein, and includes a first side portion 210, a second side portion 220, an upper surface portion 230, and a lower surface portion 240. ) may be included. In addition, one side (x-axis direction) and the other side (-x-axis direction) of the module frame 200 may be open, and the tube stack 300ST may be accommodated through the open one side or the other side. . The module frame 200 may include a metal material having a predetermined strength to protect internal electrical components.

도 2에 도시된 모듈 프레임(200)은, 제1 측면부(210), 제2 측면부(220), 상면부(230) 및 하면부(240)가 일체화된 형태의 모노 프레임일 수 있다. 즉, 압출 성형으로 제조되어 제1 측면부(210), 제2 측면부(220), 상면부(230) 및 하면부(240)가 일체화된 형태일 수 있다. The module frame 200 shown in FIG. 2 may be a mono frame in which a first side portion 210, a second side portion 220, an upper surface portion 230, and a lower surface portion 240 are integrated. That is, it is manufactured by extrusion molding, and the first side portion 210, the second side portion 220, the upper surface portion 230, and the lower surface portion 240 may be integrated.

한편, 본 실시예에 따른 스웰링 가속 시험 장치(100)는, 모듈 프레임(200)의 개방된 상기 일측과 상기 타측에 각각 위치하는 엔드 플레이트(700)들을 더 포함할 수 있다. 엔드 플레이트(700)들은, 모듈 프레임(200)의 개방된 상기 일측과 상기 타측에서 튜브 적층체(300ST)를 커버하도록 위치할 수 있다. 각 엔드 플레이트(700)들의 모서리들은 모듈 프레임(200)과 대응하는 모서리들과 용접의 방법으로 접합되어 용접부(W)를 형성할 수 있다. 도 1에는 각 엔드 플레이트(700)들이 모듈 프레임(200)과 용접된 부분인 용접부(W)가 음영으로 표시되어 있다. 엔드 플레이트(700)들은, 소정의 강도를 갖는 금속 소재를 포함할 수 있고, 외부 충격으로부터 튜브 적층체(300ST) 및 기타 전장품을 보호할 수 있다.Meanwhile, the swelling acceleration test apparatus 100 according to the present embodiment may further include end plates 700 respectively positioned on the open one side and the other open side of the module frame 200 . The end plates 700 may be positioned to cover the tube stacked body 300ST at the open side and the other side of the module frame 200 . Edges of each end plate 700 may be joined to corresponding edges of the module frame 200 by welding to form a welded portion (W). In FIG. 1 , a welding portion W, which is a portion where each end plate 700 is welded to the module frame 200 , is shaded. The end plates 700 may include a metal material having a predetermined strength, and may protect the tube stack 300ST and other electrical components from external impact.

튜브 유닛(300)들의 적층 방향에 연관된 모듈 프레임(200) 및 센서부(500)들의 위치에 대해 살펴보면, 튜브 유닛(300)들은, 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)로부터 제2 측면부(220)까지의 방향인 모듈 프레임(200)의 너비 방향을 따라 적층될 수 있다. 즉, 도 2 및 도 3에서 모듈 프레임(200)의 너비 방향은, y축 방향 또는 -y축 방향일 수 있다. 직육면체 형태의 튜브 유닛(300)의 가장 넓은 면이 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210) 및 제2 측면부(220)와 평행하도록 튜브 유닛(300)들이 모듈 프레임(200)의 너비 방향을 따라 적층될 수 있다.Looking at the positions of the module frame 200 and the sensor units 500 in relation to the stacking direction of the tube units 300, the tube units 300 are positioned from the first side portion 210 to the second side portion of the module frame 200. It can be stacked along the width direction of the module frame 200, which is the direction to (220). That is, the width direction of the module frame 200 in FIGS. 2 and 3 may be a y-axis direction or a -y-axis direction. The tube units 300 are aligned in the width direction of the module frame 200 such that the widest surface of the rectangular parallelepiped tube unit 300 is parallel to the first and second side surfaces 210 and 220 of the module frame 200. can be stacked according to

한편, 본 실시예에 따른 튜브 유닛(300)은, 일반적인 전지 모듈의 전지셀과 대응하는 구성물로써, 펌프(400)로부터 공급되는 유체에 의해 튜브 유닛(300)들의 적층 방향과 평행한 방향으로 팽창할 수 있다. 일반적으로 스웰링 현상 발생 시, 파우치 전지셀들은, 파우치 전지셀들의 적층 방향으로 주로 팽창한다. 이를 본 발명의 튜브 적층체(300ST)의 관점에서 보면, 실제 파우치 전지셀들과 유사하게, 튜브 유닛(300)들의 적층 방향으로 튜브 유닛(300)들이 팽창하도록 설계되는 것이 바람직하다. On the other hand, the tube unit 300 according to this embodiment is a component corresponding to a battery cell of a general battery module, and expands in a direction parallel to the stacking direction of the tube units 300 by the fluid supplied from the pump 400. can do. In general, when a swelling phenomenon occurs, pouch battery cells mainly expand in the stacking direction of the pouch battery cells. Looking at this from the viewpoint of the tube stack 300ST of the present invention, similar to actual pouch battery cells, it is preferable that the tube units 300 are designed to expand in the stacking direction of the tube units 300.

일례로, 본 실시예예 따른 튜브 유닛(300)은, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 펌프(400)로부터 유체를 공급받는 플렉시블 튜브(310) 및 플렉시블 튜브(310)를 수용하는 튜브 프레임(320)을 포함할 수 있다. As an example, the tube unit 300 according to this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, a flexible tube 310 receiving fluid from the pump 400 and a tube frame accommodating the flexible tube 310 ( 320) may be included.

플렉시블 튜브(310)는, 내부에 유체가 유입되는 공간이 마련될 수 있고, 유입되는 유체의 양에 따라 팽창하는 신축성 있는 소재를 포함할 수 있다.The flexible tube 310 may be provided with a space into which fluid is introduced, and may include a flexible material that expands according to the amount of fluid introduced therein.

튜브 프레임(320)은, 튜브 유닛(300)들의 적층 방향에 따른 양 측이 개방된 형태일 수 있다. 즉, 도 3 및 도 4에서 y축 방향에 따른 양 측이 개방된 형태의 프레임일 수 있다. 튜브 프레임(320)의 개방된 부분을 통해, 인접한 튜브 유닛(300)들 중 일부는 플렉시블 튜브(310)끼리 대면할 수 있다. The tube frame 320 may be open on both sides of the tube units 300 in the stacking direction. That is, in FIGS. 3 and 4 , both sides of the frame in the y-axis direction may be open. Through the open portion of the tube frame 320, some of the adjacent tube units 300 may face each other flexible tubes (310).

튜브 프레임(320)은 개방된 부분의 방향인 튜브 유닛(300)들의 적층 방향(y축에 평행한 방향)에만 플렉시블 튜브(310)의 팽창을 허용하고, 나머지 방향으로는 플렉시블 튜브(310)가 팽창할 수 없도록 플렉시블 튜브(310)의 부피 팽창 방향을 제한한다. 튜브 프레임(320)의 적용으로 인해, 플렉시블 튜브(310)는 튜브 유닛(300)들의 적층 방향으로 주로 팽창하고, 인접한 튜브 유닛(300)이나 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210) 및 제2 측면부(220)를 가압한다. 즉, 튜브 유닛(300)의 플렉시블 튜브(310)의 팽창 방향을 제한함으로써, 실제 파우치 전지셀의 스웰링 거동과 유사한 팽창 상황을 구현하고자 하였다. The tube frame 320 allows the expansion of the flexible tube 310 only in the stacking direction (direction parallel to the y-axis) of the tube units 300, which is the direction of the open portion, and the flexible tube 310 in the other direction. The volume expansion direction of the flexible tube 310 is limited so that it cannot be expanded. Due to the application of the tube frame 320, the flexible tube 310 mainly expands in the stacking direction of the tube units 300, and the first side portion 210 and the first side portion 210 of the adjacent tube unit 300 or module frame 200 2 Press the side part 220. That is, by limiting the expansion direction of the flexible tube 310 of the tube unit 300, an expansion situation similar to the swelling behavior of the actual pouch battery cell was intended to be implemented.

이 때, 본 실시예에 따른 센서부(500)들은, 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)의 외측과 제2 측면부(220)의 외측에 각각 배치되어, 튜브 유닛(300)의 팽창에 따른 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)와 제2 측면부(220)의 변화를 실시간으로 측정 및 감지할 수 있다. At this time, the sensor units 500 according to this embodiment are disposed on the outside of the first side part 210 and the outside of the second side part 220 of the module frame 200, respectively, so that the tube unit 300 expands. Changes in the first side portion 210 and the second side portion 220 of the module frame 200 may be measured and sensed in real time.

본 실시예에 따른 스웰링 가속 시험 장치(100)는, 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)와 제2 측면부(220) 각각에 이격되어 위치하는 한 쌍의 지지 벽(600)들을 더 포함할 수 있다. 센서부(500)들은, 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)와 지지 벽(600)들 중 하나의 사이 및 모듈 프레임(200)의 제2 측면부(220)와 지지 벽(600)들 중 다른 하나 사이에 배치될 수 있다. The swelling acceleration test apparatus 100 according to the present embodiment further includes a pair of support walls 600 spaced apart from each of the first side portion 210 and the second side portion 220 of the module frame 200. can include The sensor units 500 are located between the first side portion 210 of the module frame 200 and one of the support walls 600 and between the second side portion 220 and the support wall 600 of the module frame 200. can be placed between one of the other.

본 실시예에 따른 센서부(500)는 변위 센서 또는 부하 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 센서부(500)가 변위 센서를 포함할 경우, 튜브 유닛(300)의 팽창에 따른 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)와 제2 측면부(220)의 변화 정도를 측정할 수 있다. 또한, 센서부(500)가 부하 센서를 포함할 경우, 튜브 유닛(300)의 팽창할 때 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)와 제2 측면부(220)에 인가되는 가압력을 측정할 수 있다.The sensor unit 500 according to this embodiment may include at least one of a displacement sensor and a load sensor. When the sensor unit 500 includes a displacement sensor, the degree of change of the first side part 210 and the second side part 220 of the module frame 200 according to the expansion of the tube unit 300 can be measured. In addition, when the sensor unit 500 includes a load sensor, when the tube unit 300 is expanded, pressing force applied to the first side portion 210 and the second side portion 220 of the module frame 200 can be measured. can

본 실시예에 따른 펌프(400)는, 모듈 프레임(200) 내부에 수용된 튜브 유닛(300)들 각각과 연결되어 그 내부에 유체, 즉 액체나 기체를 공급한다. 튜브 유닛(300), 특히 플렉시블 튜브(310)는, 펌프(400)로부터 공급되는 유체에 의해 팽창하며, 이에 따라 튜브 적층체(300ST)가 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)나 제2 측면부(220)를 가압할 수 있다. The pump 400 according to this embodiment is connected to each of the tube units 300 accommodated inside the module frame 200 to supply fluid, that is, liquid or gas therein. The tube unit 300, particularly the flexible tube 310, is expanded by the fluid supplied from the pump 400, and thus the tube stack 300ST is formed on the first side portion 210 or the first side portion 210 of the module frame 200. 2 The side portion 220 may be pressed.

이러한 펌프(400)는 모듈 프레임(200)의 외측에 구비되며, 튜브 유닛(300)의 플렉시블 튜브(310)의 내부 빈 공간에 유체를 공급하고 그 공급량을 조절하여, 튜브 유닛(300)의 팽창 정도를 조절할 수 있다. The pump 400 is provided on the outside of the module frame 200 and supplies fluid to the empty space inside the flexible tube 310 of the tube unit 300 and adjusts the supply amount to expand the tube unit 300. You can adjust the degree.

펌프(400)와 튜브 유닛(300) 간의 연결 형태에 특별한 제한은 없으나, 일례로, 모듈 프레임(200)의 일면에 관통구(200H)가 형성될 수 있고, 펌프(400)는 관통구(200H)를 통해 튜브 유닛(300)과 연통될 수 있다. 보다 구체적으로는, 플렉시블 튜브(310)에 주입구(310H)가 형성될 수 있고, 이러한 주입구(310H)와 대응하도록 튜브 프레임(320)에 개구홀(320H)이 형성될 수 있다. 펌프(400)로부터 연장된 주입관이 개구홀(320H)을 통과하고 주입구(310H)와 연결되어, 플렉시블 튜브(310)의 내부로 유체를 공급할 수 있다. 이는 하나의 예시이고, 유체를 공급하기 위해 펌프(400)와 튜브 유닛(300)들을 연결하는 형태에 특별한 제한은 없으나, 어느 형태라도 튜브 유닛(300)들이 밀봉 상태가 유지되는 것이 바람직하다.The connection form between the pump 400 and the tube unit 300 is not particularly limited, but as an example, a through hole 200H may be formed on one surface of the module frame 200, and the pump 400 may have a through hole 200H. ) It may communicate with the tube unit 300 through. More specifically, an injection hole 310H may be formed in the flexible tube 310, and an opening hole 320H may be formed in the tube frame 320 to correspond to the injection hole 310H. An injection pipe extending from the pump 400 passes through the opening hole 320H and is connected to the injection port 310H to supply fluid into the flexible tube 310 . This is one example, and there is no particular limitation on the form of connecting the pump 400 and the tube units 300 to supply the fluid, but it is preferable that the sealed state of the tube units 300 is maintained in any form.

펌프(400)가 유체를 공급하여, 유압 또는 공압으로 튜브 유닛(300)들을 팽창시킴으로써, 실제 파우치 전지셀들에 대한 충, 방전을 실시하지 않고서도, 실제 파우치 전지셀의 스웰링이 발생하는 상황과 유사한 상황을 시뮬레이션할 수 있다. 튜브 유닛(300)들의 팽창으로 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)와 제2 측면부(220)에 가압력이 작용하고, 센서부(500)는, 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)나 제2 측면부(220)의 변형 정도나 인가되는 가압력의 정도를 측정할 수 있다. The pump 400 supplies fluid to expand the tube units 300 with hydraulic or pneumatic pressure, so that swelling of the actual pouch battery cells occurs without charging or discharging the actual pouch battery cells. A similar situation can be simulated. Due to the expansion of the tube units 300, a pressing force acts on the first side portion 210 and the second side portion 220 of the module frame 200, and the sensor unit 500 operates on the first side portion of the module frame 200 ( 210) or the degree of deformation of the second side portion 220 or the degree of applied pressing force may be measured.

특히, 상술한 바 대로, 본 실시예에 따른 제1 튜브 유닛(300-1)과 제2 튜브 유닛(300-2)은 튜브 적층체(300ST)의 최외측에 배치되고, 다른 튜브 유닛(300)들과 마찬가지로, 유압 또는 공압에 의해 팽창된다. 아울러, 제1 튜브 유닛(300-1)은 제1 측면부(210)와 대면하거나 그 사이에 압축 패드(900)가 개재될 수 있고, 제2 튜브 유닛(300-2)은 제2 측면부(220)와 대면하거나 그 사이에 압축 패드(900)가 개재될 수 있다. 도 3에는 제1 튜브 유닛(300-1)과 제1 측면부(210) 사이 및 제2 튜브 유닛(300-2)과 제2 측면부(220) 사이 모두에 압축 패드(900)가 개재된 모습이 도시되어 있다. 즉, 팽창하는 제1 튜브 유닛(300-1)과 제2 튜브 유닛(300-2)을 튜브 적층체(300ST)의 최외측에 위치시켜, 실제 파우치 전지셀이 팽창되는 전지 모듈과 최대한 유사한 모습을 구현하고자 하였다. In particular, as described above, the first tube unit 300-1 and the second tube unit 300-2 according to this embodiment are disposed on the outermost side of the tube stack body 300ST, and the other tube unit 300 ), it is expanded by hydraulic or pneumatic pressure. In addition, the first tube unit 300-1 faces the first side portion 210 or may have a compression pad 900 interposed therebetween, and the second tube unit 300-2 may face the second side portion 220. ) and the compression pad 900 may be interposed therebetween. 3 shows a state in which compression pads 900 are interposed both between the first tube unit 300-1 and the first side portion 210 and between the second tube unit 300-2 and the second side portion 220. is shown That is, by placing the expanding first tube unit 300-1 and the second tube unit 300-2 on the outermost side of the tube stack 300ST, the actual pouch battery cell looks as similar as possible to the expanded battery module. wanted to implement.

본 발명의 비교예로써, 일 방향으로 적층되는 전지셀들의 중앙부에만 튜브 유닛이나 가압 평판을 위치시키고, 팽창하는 튜브 유닛이나 가압 평판이 최외측의 전지셀들을 가압하여 모듈 프레임의 측면부에 가압력이 가해지는 스웰링 가속 시험 장치가 있을 수 있다. 이 경우, 최외측의 전지셀들이 직접 팽창하는 형태가 아니고, 튜브 유닛의 팽창이나 가압 평판에 의해 전지셀들이 밀려나면서 모듈 프레임의 측면부를 가압하는 것이기 때문에 실제 스웰링 상황에서의 모듈 프레임의 측면부에 대한 압력분포와 상이할 수 있다. 반면, 본 실시예에 따른 스웰링 가속 시험 장치(100)는, 직접 팽창하는 제1 튜브 유닛(300-1)과 제2 튜브 유닛(300-2)을 튜브 적층체(300ST)의 최외측에 위치시키고, 필요시 압축 패드(900)를 개재하여, 실제 전지 모듈과 유사한 형태를 모사하고자 하였다. 이 때문에 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)와 제2 측면부(220)에 인가되는 압력 분포를, 실제 파우치 전지셀이 스웰링되는 경우와 유사하게 모사할 수 있다. 파우치 전지셀을 직접 사용하지 않고서도, 파우치 전지셀이 적용되는 전지 모듈의 스웰링 상황에 대한 정확한 데이터를 취득할 수 있다. As a comparative example of the present invention, a tube unit or a pressure plate is placed only in the center of battery cells stacked in one direction, and the expandable tube unit or pressure plate presses the outermost battery cells so that a pressure is applied to the side surface of the module frame. There may be a swelling acceleration test device. In this case, since the outermost battery cells do not directly expand, and the battery cells are pushed out by the expansion of the tube unit or the pressure plate, the side surface of the module frame is pressed, so the side surface of the module frame in an actual swelling situation. may be different from the pressure distribution for On the other hand, in the swelling acceleration test apparatus 100 according to the present embodiment, the first tube unit 300-1 and the second tube unit 300-2, which directly expand, are placed on the outermost side of the tube stack 300ST. position, and if necessary, a compression pad 900 was interposed to simulate a shape similar to that of an actual battery module. Because of this, the pressure distribution applied to the first side portion 210 and the second side portion 220 of the module frame 200 can be simulated similarly to the case where the pouch battery cell actually swells. Accurate data on the swelling condition of the battery module to which the pouch battery cell is applied can be obtained without directly using the pouch battery cell.

또한, 스웰링 평가를 위해 실제 파우치 전지셀에 대한 충, 방전을 실시하는 것이 아니기 때문에 평가 공정이 복잡하지 않고, 비용이 절감되며, 발화 위험 없이 스웰링 과정을 모사할 수 있다.In addition, since the actual pouch battery cell is not charged and discharged for swelling evaluation, the evaluation process is not complicated, the cost is reduced, and the swelling process can be simulated without risk of ignition.

한편, 상술한 바 대로, 본 실시예에 따른 모듈 프레임(200)의 모서리들은, 엔드 플레이트(700)들의 모서리들과 용접 접합되어 용접부(W)를 형성할 수 있다. 본 실시예에 따른 스웰링 가속 시험 장치(100)는, 펌프(400)의 유체 공급량을 조절하여 튜브 유닛(300)들의 팽창과 수축의 반복을 모사하는 과정에서, 용접부(W)에 인가되는 피로누적을 재현할 수 있고, 이러한 피로누적에 의해 용접부(W)에 손상이 발생하는 지 여부도 관찰할 수 있다. 따라서 팽창 정도에 따른 용접부(W) 파손 여부에 대한 시뮬레이션을 통해, 용접부(W)의 재질, 두께, 용접 심도 등을 설계함에 있어, 도움이 되는 데이터를 얻을 수 있다. Meanwhile, as described above, corners of the module frame 200 according to the present embodiment may be welded to corners of the end plates 700 to form a welded portion W. The swelling acceleration test apparatus 100 according to the present embodiment adjusts the fluid supply amount of the pump 400 to simulate the repeated expansion and contraction of the tube units 300, the fatigue applied to the welded portion (W) Accumulation can be reproduced, and it is also possible to observe whether or not damage to the welded portion W occurs due to such fatigue accumulation. Therefore, it is possible to obtain helpful data in designing the material, thickness, welding depth, etc.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모듈 프레임을 나타낸 분해 사시도이다. 도 5를 참고하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모듈 프레임(200’)은, U자형의 하부 프레임(200L)과 상부 커버(200U)를 포함할 수 있다. On the other hand, Figure 5 is an exploded perspective view showing a module frame according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5 , a module frame 200′ according to another embodiment of the present invention may include a U-shaped lower frame 200L and an upper cover 200U.

하부 프레임(200L)은, 서로 대향하는 일측과 타측뿐만 아니라 상측이 개방된 U자형 프레임일 수 있고, 이러한 하부 프레임(200L)의 개방된 상측을 상부 커버(200U)가 덮을 수 있다. 이 때, 상부 커버(200U)와 하부 프레임(200L)은 서로 대응하는 모서리 부위들이 접촉된 상태에서, 용접 등에 의해 결합될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 모듈 프레임(200)과 형태적으로는 동일할 수 있으나, 엔드 플레이트(700)와의 용접부(W)외에 상부 커버(200U)와 하부 프레임(200L) 간에 용접부가 추가로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 튜브 유닛(300)들의 팽창과 수축을 반복하여, 모듈 프레임(200’)과 엔드 플레이트(700)간의 용접부 외에도 상부 커버(200U)와 하부 프레임(200L) 간의 용접부에 대한 피로누적 평가를 진행할 수 있다.The lower frame 200L may be a U-shaped frame with one side and the other side facing each other as well as an open upper side, and the upper cover 200U may cover the open upper side of the lower frame 200L. In this case, the upper cover 200U and the lower frame 200L may be coupled by welding or the like in a state in which corresponding corner portions are in contact with each other. That is, although it may be identical in form to the module frame 200 shown in FIG. 2 , in addition to the welded portion W with the end plate 700, a welded portion is additionally formed between the upper cover 200U and the lower frame 200L. It can be. In this embodiment, by repeating expansion and contraction of the tube units 300, fatigue is accumulated in the welded portion between the upper cover 200U and the lower frame 200L as well as the welded portion between the module frame 200' and the end plate 700. evaluation can proceed.

이하에서는, 도 6 내지 도 8 등을 참고하여, 본 발명의 변형된 실시예들에 따른 튜브 유닛에 대해 자세히 설명하도록 한다. 도 6 내지 도 8은 각각 본 발명의 변형된 실시예들에 따른 튜브 유닛을 나타낸 분해 사시도들이다.Hereinafter, with reference to FIGS. 6 to 8, a tube unit according to modified embodiments of the present invention will be described in detail. 6 to 8 are exploded perspective views showing a tube unit according to modified embodiments of the present invention, respectively.

도 6 내지 도 8의 변형된 실시예들에 따른 튜브 유닛(300a, 300b, 300c)들은 도 4 등에서 설명한 튜브 유닛(300)과 비교하여, 플렉시블 튜브(310)의 구비 개수나 배치 형태에 있어서 차이가 있을 뿐, 나머지 구성요소들은 실질적으로 유사하거나 동일하다. 이에 앞선 튜브 유닛(300)에서의 설명과 중복되는 부분은 설명을 생략하도록 한다.The tube units 300a, 300b, and 300c according to the modified embodiments of FIGS. 6 to 8 are different from the tube unit 300 described in FIG. 4 in the number of flexible tubes 310 or arrangement. There is only, the remaining components are substantially similar or identical. The description of parts overlapping with the previous description of the tube unit 300 will be omitted.

먼저 도 6을 참고하면, 튜브 유닛(300a)은, 복수의 플렉시블 튜브(310a)들을 포함할 수 있고, 플렉시블 튜브(310a)들이 튜브 프레임(320a)에 수용될 수 있다. 즉, 튜브 프레임(320a) 내에서 플렉시블 튜브(310a)들이 복수개로 위치할 수 있다. 이 때, 플렉시블 튜브(310a)들은, 튜브 유닛(300a)들의 적층 방향과 수직한 방향들 중 모듈 프레임(200)의 개방 방향과 평행한 길이 방향을 따라 적층될 수 있다. 여기서, 도 2와 함께 참고하면, 튜브 유닛(300a)들의 적층 방향은 y축 또는 -y축 방향이고, 모듈 프레임(200)의 개방 방향과 평행한 상기 길이 방향은 x축 또는 -x축 방향이다. 복수의 플렉시블 튜브(310a)들 각각에 주입구(310H)가 형성될 수 있고, 이러한 주입구(310H)들과 대응하도록 튜브 프레임(320a)에 개구홀(320H)들이 형성될 수 있다. 펌프(400)는, 플렉시블 튜브(310a)들 각각과 연결되어, 각 플렉시블 튜브(310a)들에 공급되는 유체의 양을 개별적으로 컨트롤할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 튜브 유닛(300a)은, 상기 길이 방향에 따라 위치 별로 다른 팽창정도를 구현할 수 있다. 실제로, 전지셀의 스웰링 시, 상기 길이 방향을 따라 위치 별로 전지셀의 팽창 정도가 다를 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 튜브 유닛(300a)은, 상기 길이 방향에 따라 위치별로 팽창정도가 다른 경우의 전지 모듈에 대한 스웰링 환경을 정밀하게 모사할 수 있다. First, referring to FIG. 6 , the tube unit 300a may include a plurality of flexible tubes 310a, and the flexible tubes 310a may be accommodated in the tube frame 320a. That is, a plurality of flexible tubes 310a may be positioned in the tube frame 320a. At this time, the flexible tubes 310a may be stacked along a longitudinal direction parallel to the opening direction of the module frame 200 among directions perpendicular to the stacking direction of the tube units 300a. Here, referring to FIG. 2, the stacking direction of the tube units 300a is the y-axis or -y-axis direction, and the longitudinal direction parallel to the opening direction of the module frame 200 is the x-axis or -x-axis direction . Injection holes 310H may be formed in each of the plurality of flexible tubes 310a, and opening holes 320H may be formed in the tube frame 320a to correspond to the injection holes 310H. The pump 400 is connected to each of the flexible tubes 310a to individually control the amount of fluid supplied to each of the flexible tubes 310a. Accordingly, the tube unit 300a according to the present embodiment can implement a different degree of expansion for each position along the longitudinal direction. In fact, when swelling the battery cell, the degree of expansion of the battery cell may be different for each position along the length direction. That is, the tube unit 300a according to the present embodiment can precisely simulate the swelling environment of the battery module when the degree of expansion is different for each position along the length direction.

다음, 도 7을 참고하면, 튜브 유닛(300b)은, 복수의 플렉시블 튜브(310b)들을 포함할 수 있고, 플렉시블 튜브(310b)들이 튜브 프레임(320b)에 수용될 수 있다. 즉, 튜브 프레임(320b) 내에서 플렉시블 튜브(310b)들이 복수개로 위치할 수 있다. 이 때, 플렉시블 튜브(310b)들은, 튜브 유닛(300b)들의 적층 방향과 수직한 방향들 중 모듈 프레임(200)의 개방 방향과 수직한 높이 방향을 따라 적층될 수 있다. 여기서, 도 2와 함께 참고하면, 튜브 유닛(300b)들의 적층 방향은 y축 또는 -y축 방향이고, 모듈 프레임(200)의 개방 방향과 수직한 상기 높이 방향은 z축 또는 -z축 방향이다. 복수의 플렉시블 튜브(310b)들 각각에 주입구(310H)가 형성될 수 있고, 이러한 주입구(310H)들과 대응하도록 튜브 프레임(320b)에 개구홀(320H)들이 형성될 수 있다. 펌프(400)는, 플렉시블 튜브(310b)들 각각과 연결되어, 각 플렉시블 튜브(310b)들에 공급되는 유체의 양을 개별적으로 컨트롤할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 튜브 유닛(300b)은, 상기 높이 방향에 따라 위치 별로 다른 팽창정도를 구현할 수 있다. 실제로, 전지셀의 스웰링 시, 상기 높이 방향을 따라 위치 별로 전지셀의 팽창 정도가 다를 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 튜브 유닛(300b)은, 상기 높이 방향에 따라 위치별로 팽창정도가 다른 경우의 전지 모듈에 대한 스웰링 환경을 정밀하게 모사할 수 있다. Next, referring to FIG. 7 , the tube unit 300b may include a plurality of flexible tubes 310b, and the flexible tubes 310b may be accommodated in the tube frame 320b. That is, a plurality of flexible tubes 310b may be positioned within the tube frame 320b. In this case, the flexible tubes 310b may be stacked along a height direction perpendicular to the opening direction of the module frame 200 among directions perpendicular to the stacking direction of the tube units 300b. Here, referring to FIG. 2, the stacking direction of the tube units 300b is the y-axis or -y-axis direction, and the height direction perpendicular to the opening direction of the module frame 200 is the z-axis or -z-axis direction . Injection holes 310H may be formed in each of the plurality of flexible tubes 310b, and opening holes 320H may be formed in the tube frame 320b to correspond to the injection holes 310H. The pump 400 is connected to each of the flexible tubes 310b to individually control the amount of fluid supplied to each of the flexible tubes 310b. Accordingly, the tube unit 300b according to the present embodiment may implement a different degree of expansion for each position according to the height direction. In fact, when swelling the battery cell, the degree of expansion of the battery cell may be different for each position along the height direction. That is, the tube unit 300b according to the present embodiment can accurately simulate the swelling environment of the battery module when the expansion degree is different for each position along the height direction.

다음 도 8을 참고하면, 튜브 유닛(300c)은, 복수의 플렉시블 튜브(310c)들을 포함할 수 있고, 플렉시블 튜브(310c)들이 튜브 프레임(320c)에 수용될 수 있다. 즉, 튜브 프레임(320c) 내에서 플렉시블 튜브(310c)들이 복수개로 위치할 수 있다. 이 때, 플렉시블 튜브(310c)들은, 튜브 유닛(300c)들의 적층 방향과 수직한 방향들인 길이 방향과 높이 방향을 따라 적층될 수 있다. 여기서, 도 2와 함께 참고하면, 튜브 유닛(300c)들의 적층 방향은 y축 또는 -y축 방향이고, 상기 길이 방향은 x축 또는 -x축 방향이며, 상기 높이 방향은 z축 방향 또는 -z축 방향이다. 복수의 플렉시블 튜브(310c)들 각각에 주입구(310H)가 형성될 수 있고, 이러한 주입구(310H)들과 대응하도록 튜브 프레임(320c)에 개구홀(320H)들이 형성될 수 있다. 펌프(400)는, 플렉시블 튜브(310c)들 각각과 연결되어, 각 플렉시블 튜브(310c)들에 공급되는 유체의 양을 개별적으로 컨트롤할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 튜브 유닛(300c)은, 상기 길이 방향 및 상기 높이 방향에 따라 위치 별로 다른 팽창정도를 구현할 수 있다. 실제로, 전지셀의 스웰링 시, 상기 길이 방향과 상기 높이 방향을 따라 위치 별로 전지셀의 팽창 정도가 다를 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 튜브 유닛(300c)은, 상기 길이 방향 및 상기 높이 방향에 따라 위치별로 팽창정도가 다른 경우의 전지 모듈에 대한 스웰링 환경을 정밀하게 모사할 수 있다. Referring to FIG. 8 , the tube unit 300c may include a plurality of flexible tubes 310c, and the flexible tubes 310c may be accommodated in the tube frame 320c. That is, a plurality of flexible tubes 310c may be positioned within the tube frame 320c. In this case, the flexible tubes 310c may be stacked along the longitudinal direction and the height direction, which are directions perpendicular to the stacking direction of the tube units 300c. Here, referring to FIG. 2, the stacking direction of the tube units 300c is the y-axis or -y-axis direction, the length direction is the x-axis or -x-axis direction, and the height direction is the z-axis direction or -z is axial Injection holes 310H may be formed in each of the plurality of flexible tubes 310c, and opening holes 320H may be formed in the tube frame 320c to correspond to the injection holes 310H. The pump 400 is connected to each of the flexible tubes 310c to individually control the amount of fluid supplied to each of the flexible tubes 310c. Accordingly, the tube unit 300c according to the present embodiment may implement different degrees of expansion for each position according to the longitudinal direction and the height direction. In fact, during swelling of the battery cell, the degree of expansion of the battery cell may be different for each position along the longitudinal direction and the height direction. That is, the tube unit 300c according to the present embodiment can precisely simulate the swelling environment of the battery module when the degree of expansion is different for each position along the length direction and the height direction.

위에서 설명한 본 발명의 변형된 실시예들에 따른 튜브 유닛(300a, 300b, 300c)들은, 공통적으로, 복수의 플렉시블 튜브(310a, 310b, 310c)들을 포함하고, 펌프(400)는 플렉시블 튜브(310a, 310b, 310c)들의 내부에 공급되는 유체의 양을 개별적으로 컨트롤할 수 있다. 이를 통해 위치별로 팽창정도가 상이한, 실제 전지셀의 스웰링 형태를 보다 유사하게 구현할 수 있다. 이를 위해, 펌프(400)는, 서로 물리적으로 분리된 복수의 유닛 펌프들을 포함할 수 있다.Tube units (300a, 300b, 300c) according to modified embodiments of the present invention described above, in common, include a plurality of flexible tubes (310a, 310b, 310c), the pump 400 is a flexible tube (310a) , 310b, 310c) can individually control the amount of fluid supplied to the inside. Through this, it is possible to more similarly implement the swelling shape of the actual battery cell, in which the degree of expansion is different for each position. To this end, the pump 400 may include a plurality of unit pumps physically separated from each other.

도 1 및 도 2를 다시 참고하면, 본 실시예에 따른 센서부(500)들은, 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)와 제2 측면부(220) 각각에서 복수로 배치될 수 있다. 예를 들어, 센서부(500)들은, 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)와 제2 측면부(220)에서 모듈 프레임(200)의 너비 방향과 수직한 길이 방향을 따라 일정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 여기서 모듈 프레임(200)의 너비 방향은, 상술한 것처럼, 튜브 유닛(300)들이 적층되는 방향인 y축 또는 -y축 방향일 수 있고, 모듈 프레임(200)의 길이 방향은 모듈 프레임(200)의 개방된 일측과 타측 사이의 방향인 x축 방향 또는 -x축 방향일 수 있다. Referring again to FIGS. 1 and 2 , a plurality of sensor units 500 according to the present embodiment may be disposed on each of the first side part 210 and the second side part 220 of the module frame 200 . For example, the sensor units 500 are spaced at regular intervals along the length direction perpendicular to the width direction of the module frame 200 in the first side part 210 and the second side part 220 of the module frame 200. and can be placed. As described above, the width direction of the module frame 200 may be the y-axis direction or the -y-axis direction in which the tube units 300 are stacked, and the longitudinal direction of the module frame 200 is the module frame 200 It may be an x-axis direction or a -x-axis direction, which is a direction between one open side and the other side of.

튜브 유닛(300)들이 팽창할 때, 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)와 제2 측면부(220)에서, 변형 정도나 가압력의 정도가 상기 길이 방향을 따른 구역마다 상이할 수 있다. 이에 센서부(500)들이 모듈 프레임(200)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어, 각 지점에서의 모듈 프레임(200)의 변형 정도나 가압력 정도의 차이를 정밀하게 측정할 수 있다.When the tube units 300 expand, the degree of deformation or the degree of pressing force in the first side portion 210 and the second side portion 220 of the module frame 200 may be different for each region along the longitudinal direction. Accordingly, the sensor units 500 are arranged at regular intervals along the longitudinal direction of the module frame 200, and a difference in the degree of deformation or pressing force of the module frame 200 at each point can be accurately measured.

보다 구체적으로는, 센서부(500)들은, 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)와 제2 측면부(220)에서, 모듈 프레임(200)의 상기 길이 방향에 따른 중앙부 및 상기 중앙부와 모듈 프레임(200)의 길이 방향에 따른 양 단부 사이에 배치될 수 있다. 센서부(500)들이 상기 양 단부의 인접한 지점과 상기 중앙부에 각각 배치됨으로써, 해당 지점에서의 모듈 프레임(200)의 변형 정도나 가압력 정도를 정밀하게 측정할 수 있다. 또한, 상기 양 단부의 인접한 지점 및 상기 중앙부에서, 센서부(500)들이 모듈 프레임(200)의 높이 방향을 따라 추가로 배치될 수 있다. 여기서 높이 방향이라 함은, 상기 너비 방향 및 상기 길이 방향과 모두 수직한 방향으로, z축 또는 -z축 방향일 수 있다. 상기 높이 방향을 따라 센서부(500)들을 추가로 배치하여, 높이 방향에 따른 모듈 프레임(200)의 변형 정도나 가압력 정도의 차이를 정밀하게 측정할 수 있다. More specifically, the sensor units 500 include a central portion along the longitudinal direction of the module frame 200 and the central portion and the module in the first side portion 210 and the second side portion 220 of the module frame 200. It may be disposed between both ends of the frame 200 in the longitudinal direction. Since the sensor units 500 are disposed at adjacent points of both ends and at the central portion, respectively, the degree of deformation or pressing force of the module frame 200 at the corresponding points can be precisely measured. In addition, sensor units 500 may be additionally disposed along the height direction of the module frame 200 at adjacent points of both ends and the central portion. Here, the height direction is a direction perpendicular to both the width direction and the length direction, and may be a z-axis direction or a -z-axis direction. By additionally arranging the sensor units 500 along the height direction, it is possible to precisely measure the difference in the degree of deformation or pressing force of the module frame 200 according to the height direction.

이하에서는, 도 9 및 도 10을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스웰링 가속 시험 장치(100’)에 대해 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, referring to FIGS. 9 and 10 , a swelling acceleration test apparatus 100 ′ according to another embodiment of the present invention will be described in detail.

도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스웰링 가속 시험 장치에 포함되는 전지셀을 나타낸 평면도이다. 도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스웰링 가속 시험 장치를 나타낸 단면도이다.9 is a plan view showing a battery cell included in the swelling acceleration test apparatus according to another embodiment of the present invention. 10 is a cross-sectional view showing a swelling acceleration test apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 9 및 도 10을 참고하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스웰링 가속 시험 장치(100’)는, 튜브 적층체(300ST), 모듈 프레임(200), 펌프(400) 및 센서부(500)를 포함한다. 모듈 프레임(200), 펌프(400) 및 센서부(500)에 대한 설명은 앞서 설명한 내용과 중복이므로 생략한다.9 and 10, the swelling acceleration test apparatus 100' according to another embodiment of the present invention includes a tube stack 300ST, a module frame 200, a pump 400, and a sensor unit ( 500) are included. Descriptions of the module frame 200, the pump 400, and the sensor unit 500 are omitted because they overlap with those described above.

본 실시예에 따른 튜브 적층체(300ST)는, 튜브 유닛(300)들 뿐만 아니라, 전극 조립체가 파우치 케이스(114)에 수납된 전지셀(110)들을 더 포함할 수 있고, 전지셀(110)들이 튜브 유닛(300)들과 함께 적층될 수 있다. 즉, 본 실시예에서 튜브 적층체(300ST)는, 튜브 유닛(300)들만 적층된 것이 아니라, 튜브 유닛(300)들과 전지셀(110)들이 혼합하여 적층된 형태일 수 있다. 일례로, 도 10에는 튜브 적층체(300ST)의 최외측과 중앙부에 튜브 유닛(300)들이 위치하고, 각 튜브 유닛(300)들 사이에 전지셀(110)들이 위치한 형태가 도시되어 있다. The tube stack body 300ST according to this embodiment may further include not only the tube units 300, but also the battery cells 110 in which the electrode assemblies are housed in the pouch case 114, and the battery cells 110 These may be stacked together with the tube units 300 . That is, in the present embodiment, the tube stacked body 300ST may have a stacked form in which only the tube units 300 are not stacked, but the tube units 300 and the battery cells 110 are mixed. As an example, FIG. 10 shows a form in which the tube units 300 are located at the outermost and central parts of the tube stack 300ST, and the battery cells 110 are located between the tube units 300.

이러한 전지셀(110)은 파우치형 전지셀로써, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 전극 조립체를 수납한 뒤, 상기 파우치 케이스의 외주부를 접착하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 전지셀(110)은 두 개의 전극 리드(111, 112)가 서로 대향하여 전지 본체(113)의 일단부(114a)와 다른 일단부(114b)로부터 각각 돌출되어 있는 구조를 갖는다. 전지셀(110)은, 파우치 케이스(114)에 전극 조립체(미도시)를 수납한 상태로 파우치 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)와 이들을 연결하는 일측부(114c)를 접착함으로써 제조될 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀(110)은 총 3군데의 실링부를 갖고, 실링부는 융착 등의 방법으로 실링되는 구조이며, 나머지 다른 일측부는 연결부(115)로 이루어질 수 있다. 본 실시예에 따른 전지셀(110)은, 파우치 케이스(114) 내부에 전극 조립체가 수납되고 파우치 케이스(114)의 외주변이 밀봉된 형태의 파우치 전지셀일 수 있다. 위에서 설명한 전지셀(110)은 예시적 구조이며, 2개의 전극 리드가 동일한 방향으로 돌출된 단방향 전지셀도 가능함은 물론이다. This battery cell 110 is a pouch-type battery cell, and may be formed by accommodating an electrode assembly in a pouch case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, and then bonding the outer periphery of the pouch case. Specifically, the battery cell 110 has a structure in which two electrode leads 111 and 112 face each other and protrude from one end 114a and the other end 114b of the battery body 113, respectively. The battery cell 110 is manufactured by adhering both ends 114a and 114b of the pouch case 114 and one side portion 114c connecting them in a state where the electrode assembly (not shown) is housed in the pouch case 114. It can be. In other words, the battery cell 110 according to an embodiment of the present invention has a total of three sealing parts, the sealing part has a structure that is sealed by a method such as fusion, and the other side may be made of the connection part 115. The battery cell 110 according to this embodiment may be a pouch battery cell in which an electrode assembly is accommodated inside the pouch case 114 and the outer periphery of the pouch case 114 is sealed. The battery cell 110 described above is an exemplary structure, and a unidirectional battery cell in which two electrode leads protrude in the same direction is of course possible.

튜브 유닛(300)들은 내부에 유체를 공급받기 위해 펌프(400)와 연결되어야 하는데, 튜브 유닛(300)들을 모두 펌프(400)에 연결하는 형태가 구성상 복잡할 수 있다. 이에, 본 실시예에서는, 튜브 적층체(300ST) 내부에 실제 파우치 전지셀(110)을 일부 배치함으로써, 펌프(400)와의 연결 구조를 단순화하면서도, 실제 전지셀들의 팽창 상황을 유사하게 모사할 수 있다. 다만, 이 경우에도 모듈 프레임(200)의 제1 측면부(210)와 제2 측면부(220)에 인가되는 압력 분포를, 실제 파우치 전지셀이 스웰링되는 경우와 유사하게 모사하기 위하여, 튜브 적층체(300ST)의 최외측에 직접 팽창하는 튜브 유닛(300)들을 배치하는 것이 바람직하다. The tube units 300 need to be connected to the pump 400 to receive fluid therein, and the configuration of connecting all the tube units 300 to the pump 400 may be complex. Therefore, in this embodiment, by arranging some of the actual pouch battery cells 110 inside the tube stack 300ST, the connection structure with the pump 400 is simplified, while the expansion situation of the actual battery cells can be similarly simulated. there is. However, even in this case, in order to simulate the pressure distribution applied to the first side portion 210 and the second side portion 220 of the module frame 200 similarly to the case where the actual pouch battery cell is swelling, the tube laminate It is preferable to dispose the directly expanding tube units 300 on the outermost side of (300ST).

한편, 도 3을 다시 참고하면, 본 실시예에 따른 스웰링 가속 시험 장치(100)는, 튜브 적층체(300ST)와 모듈 프레임(200)의 하면부(240) 사이에 위치한 방열층(800)을 더 포함할 수 있다. 이러한 방열층(800)은, 모듈 프레임(200)의 하면부(240)에 형성된 주입구(200H’)를 통해 써멀 레진(Thermal resin)을 주입하여 형성될 수 있다. 써멀 레진(Thermal resin)은 열전도도가 우수하고 접착성을 띄는 물질로써, 실리콘(Silicone) 소재, 우레탄(Urethan) 소재 또는 아크릴(Acrylic) 소재 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전지 모듈에서, 상기 써멀 레진이 주입 또는 도포 이후에 경화되어, 방열층(800)은, 전지셀들을 고정하는 역할과 동시에 전지셀에서 발생한 열을 전지 모듈의 외부로 배출하는 기능을 수행한다. On the other hand, referring to FIG. 3 again, the swelling acceleration test apparatus 100 according to the present embodiment is a heat dissipation layer 800 located between the tube laminate 300ST and the lower surface 240 of the module frame 200 may further include. The heat dissipation layer 800 may be formed by injecting thermal resin through an injection hole 200H′ formed in the lower surface portion 240 of the module frame 200 . Thermal resin is a material having excellent thermal conductivity and adhesiveness, and may include at least one of a silicone material, a urethane material, or an acrylic material. In the battery module, the thermal resin is cured after injection or application, and the heat dissipation layer 800 serves to fix the battery cells and simultaneously discharges heat generated from the battery cells to the outside of the battery module.

한편, 본 실시예예 따른 스웰링 가속 시험 장치(100)는 튜브 유닛(300)들 사이나 그 외측에 위치하는 압축 패드(900)를 포함할 수 있다. 전지 모듈에서, 전지셀들 사이나 그 외측에 폼(Foam) 형태의 압축 패드(900)가 개재되어, 전지셀들의 팽창을 일부 흡수할 수 있다. Meanwhile, the swelling acceleration test apparatus 100 according to the present embodiment may include a compression pad 900 positioned between or outside the tube units 300 . In the battery module, compression pads 900 in the form of foam are interposed between or outside the battery cells to partially absorb expansion of the battery cells.

방열층(800)이나 압축 패드(900)는 각각 실제 전지 모듈 내에 적용되는 구성요소들로써, 이들을 스웰링 가속 시험 장치(100)에 그대로 적용함으로써, 실제의 전지 모듈에서의 스웰링 환경과 유사한 환경을 제공할 수 있다. The heat dissipation layer 800 and the compression pad 900 are components applied in an actual battery module, respectively, and by applying them as they are to the swelling acceleration test apparatus 100, an environment similar to the swelling environment in an actual battery module can be created. can provide

본 실시예에서 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있다.In this embodiment, terms indicating directions such as front, back, left, right, up, and down are used, but these terms are only for convenience of description and may vary depending on the location of the target object or the location of the observer. .

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also made according to the present invention. falls within the scope of the rights of

100, 100’: 스웰링 가속 시험 장치
200: 모듈 프레임
300: 튜브 유닛
300ST: 가상 셀 적층체
310: 플렉시블 튜브
320: 튜브 프레임
400: 펌프
500: 센서부100, 100': swelling acceleration test device
200: module frame
300: tube unit
300ST: virtual cell stack
310: flexible tube
320: tube frame
400: pump
500: sensor unit

Claims

A tube stack including tube units stacked in one direction;
a module frame accommodating the tube stack;
A pump connected to the tube unit to supply fluid to the tube unit; and
Including sensor units disposed outside the first side surface and the outside of the second side surface of the module frame,
A first tube unit and a second tube unit among the tube units are each disposed on the outermost side of the tube stack.

In paragraph 1,
The first tube unit faces the first side portion or a compression pad is interposed therebetween,
The second tube unit faces the second side portion or a swelling acceleration test apparatus in which a compression pad is interposed therebetween.

In paragraph 1,
The tube unit expands in a direction parallel to the stacking direction of the tube units by the fluid supplied from the pump.

In paragraph 1,
The tube unit includes a flexible tube receiving fluid from the pump and a tube frame accommodating the flexible tube.

In paragraph 4,
The tube frame is a swelling acceleration test apparatus in a form in which both sides along the stacking direction of the tube units are open.

In paragraph 4,
In the tube frame, a plurality of flexible tubes are located,
The flexible tubes are stacked along a longitudinal direction parallel to the opening direction of the module frame among directions perpendicular to the stacking direction of the tube units.

In paragraph 4,
In the tube frame, a plurality of flexible tubes are located,
The flexible tubes are stacked along a height direction perpendicular to the opening direction of the module frame among directions perpendicular to the stacking direction of the tube units.

In paragraph 4,
In the tube frame, a plurality of flexible tubes are located,
The flexible tubes are stacked along the longitudinal direction and the height direction, which are directions perpendicular to the stacking direction of the tube units.

In paragraph 4,
The flexible tube is disposed in plurality,
The pump is a swelling acceleration test apparatus that individually controls the amount of fluid supplied to the inside of the flexible tubes.

In paragraph 1,
The tube units are stacked along the width direction of the module frame, which is a direction from the first side portion to the second side portion of the module frame.

In paragraph 10,
Further comprising a pair of supporting walls spaced apart from each of the first side portion and the second side portion of the module frame,
The sensor units are disposed between the first side portion of the module frame and one of the support walls and between the second side portion of the module frame and the other one of the support walls.

In paragraph 10,
The sensor units are spaced apart from each other at regular intervals along the longitudinal direction perpendicular to the width direction of the module frame, on the first side surface and the second side surface of the module frame.

In paragraph 12,
The sensor units are swells disposed between the central portion along the longitudinal direction of the module frame and both ends of the longitudinal direction of the module frame and the central portion in the first side portion and the second side portion of the module frame. ring acceleration test rig.

In paragraph 1,
Further comprising end plates respectively located on one open side and the other side of the module frame,
Swelling acceleration test apparatus in which corresponding corners of the module frame and the end plate are welded to each other to form a welded portion.

In paragraph 1,
The tube stack further includes battery cells in which the electrode assembly is housed in a pouch case, and the battery cells are stacked together with the tube units.