KR20230124281A - 절연저항 검사장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 절연저항 검사장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 배터리의 절연저항을 검사하기 위한 절연저항 검사장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시형태에 따른 절연저항 검사장치는, 용액공급유닛 및 상기 용액공급유닛으로부터의 도전성 용액을 공급받고, 상기 도전성 용액을 통해 검사 대상과 접촉하여 상기 검사 대상의 절연저항을 감지가능하게 구성되는 검사유닛을 포함한다.
Description
본 발명은 절연저항 검사장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 배터리의 절연저항을 검사하기 위한 절연저항 검사장치에 관한 것이다.
전기 차량은 엔진 대신 모터에 의해 구동되는 바, 모터에 공급되는 전력을 저장하도록 구성되는 배터리를 구비한다. 전기 차량의 배터리는, 복수의 셀을 통해 모듈이 구성되고 복수의 모듈을 조립하여 최종적으로 차량에 장착되는 배터리 팩의 형태로 제조된다. 모듈은 셀을 일정 수량 접합한 뒤 조립되어 필요한 용량을 갖도록 구성된다.
모듈 조립 시 셀과 셀 사이의 고정을 위해 접착 공정이 수행된다. 이때 셀은 금속 이물이나 기타 지그류, 버(burr) 등에 의해 절연 성능이 파괴될 가능성이 있다. 이에 모듈을 팩으로 조립하기 전에 완제품 모듈에 대하여 절연저항 검사가 요구되고 있다.
포장재에 따른 셀 유형으로, 파우치형, 각형, 원통형 등을 들 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 파우치형 셀(C)의 경우, 분리막(10)에 의해 분리된 양극(20)과 음극(30)이 내부에 배치되는 단위 셀이 파우치(40)에 수용된다. 파우치(40)는 파우치(40)의 외측으로부터 외측 절연층(42), 알루미늄층(44) 및 내측 절연층(46)을 포함한다. 그리고 도 1b와 같이, 각 파우치형 셀(C)은 접합되고, 버스바(50)의 연결을 통해 모듈(M)이 완성된다. 각 모듈(M)은 금속으로 구성되는 외함(60)에 수용된다. 도 1b에서 미설명 도면부호 70은 양극 터미널, 80은 음극 터미널, 90은 절연 플라스틱을 지시한다.
파우치형 셀(C)의 경우, 모듈에서 개별 셀의 절연 검사를 하기 위해서는 완제품 모듈 상태에서도 파우치의 단부 단면이 외부로 노출되어 있어야 한다. 그리고 개별 파우치 단면에 절연저항 검사용 프로브가 진입 또는 접촉할 수 있는 공간이 확보되어 있으면 더 좋다.
만일 그러한 조건이 되지 않는 경우, 모듈의 외함을 이용하여 모듈의 절연저항을 대변하는 검사로도 대체될 수 있다. 그러나 모듈 내 파우치가 손상되어 절연이 파괴된 경우에는 모듈 외함 검사 시에는 절연 불량으로 나타나지 않는다. 이 경우 모듈이 정상적으로 작동하는 것으로 판단되어 출고되었다가 필드 이슈로 절연 문제가 발생되는 경우가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
신뢰성이 향상된 절연 저항 검사 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.
본 발명의 일부 실시형태에 따른 절연저항 검사장치는, 용액공급유닛 및 상기 용액공급유닛으로부터의 도전성 용액을 공급받고, 상기 도전성 용액을 통해 검사 대상과 접촉하여 상기 검사 대상의 절연저항을 감지가능하게 구성되는 검사유닛을 포함한다.
본 발명의 일부 실시형태에 따른 절연저항 검사장치는, 도전성 용액이 적셔진 패드; 상기 패드로부터 도전성 용액을 공급받고, 상기 도전성 용액을 통해 검사 대상과 접촉하여 상기 검사 대상의 절연저항을 감지가능하게 구성되는 검사유닛; 및 상기 검사유닛으로부터 측정된 절연저항을 수신하고, 상기 절연저항의 정상 여부를 판단하도록 구성되는 제1 제어기를 포함한다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 절연저항 검사장치의 제어방법은, 제어기에 의해 실행되도록 구성되는 단계들을 포함하고, 상기 단계들은: 저장소로부터 도전성 용액을 공급받는 패드의 전기 저항을 실시간으로 수신하는 단계; 수신된 상기 전기 저항을 미리 설정된 한계값과 비교하는 단계; 및 상기 비교에 기초하여, 상기 저장소와 패드 사이의 도전성 용액의 흐름 방향을 전환가능하게 구성되는 조절밸브의 작동을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 전도성 용액을 통해 파우치 단부와 검사 프로브 사이에 접촉을 형성함으로써, 향상된 신뢰성을 제공하는 절연저항 검사장치가 제공된다.
본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.
도 1a는 배터리의 파우치형 셀의 개략적인 단면도를 도시하고,
도 1b는 배터리 모듈의 개략적인 측면도를 도시하고,
도 2a 내지 2d는 파우치 단면과 검사 프로브의 접촉 예를 도시하고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 절연저항 검사장치를 도시하고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 절연저항 검사장치의 부분 확대도이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 절연저항 검사장치의 개략도이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 검사유닛의 사시도이고,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 검사유닛의 상측 사시도이고,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 검사유닛에 의한 절연저항 검사 상태를 도시하고,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 검사유닛이 패드에 접촉하는 상태를 도시하고,
도 10은 본 발명의 일부 실시형태에 따른 절연저항 검사장치의 구성도이고,
도 11은 본 발명의 절연저항 검사장치에 의한 접촉상태를 도시한다.
도 1b는 배터리 모듈의 개략적인 측면도를 도시하고,
도 2a 내지 2d는 파우치 단면과 검사 프로브의 접촉 예를 도시하고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 절연저항 검사장치를 도시하고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 절연저항 검사장치의 부분 확대도이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 절연저항 검사장치의 개략도이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 검사유닛의 사시도이고,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 검사유닛의 상측 사시도이고,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 검사유닛에 의한 절연저항 검사 상태를 도시하고,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 검사유닛이 패드에 접촉하는 상태를 도시하고,
도 10은 본 발명의 일부 실시형태에 따른 절연저항 검사장치의 구성도이고,
도 11은 본 발명의 절연저항 검사장치에 의한 접촉상태를 도시한다.
발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
앞에서도 설명한 바와 같이, 셀 포장재인 파우치(40)는 외측 절연층(42), 알루미늄층(44) 및 내측 절연층(46)을 포함한다. 외측 절연층(42)은 셀(C)을 외부의 충격으로부터 보호하도록 마련되고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET)수지를 포함할 수 있다. 알루미늄층(44)은 기계적 강도를 유지하는 기재 및 산소와 수분에 대한 배리어층의 역할을 한다. 내측 절연층(46)은 실링 역할을 하고, 예를 들어, 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 등을 포함할 수 있다.
절연 저항 검사는 통전 고무 등 고체의 검사 프로브(R)를 파우치(40)의 단부 단면, 특히, 단부 단면을 통해 노출되는 알루미늄층(44)에 접촉시킴으로써 이루어진다. 도 2a 내지 2d에 도시된 바와 같이, 파우치(40)는 외측 절연층(42), 알루미늄층(44) 및 내측 절연층(46)으로 구성되는 필름 두 장이 마주보며 겹쳐져 실링된다.
도 2a와 같이, 외측 절연층(42), 알루미늄층(44) 및 내측 절연층(46)이 파우치(40)의 단부 단면에서 정렬되어 검사 프로브(R)가 정상적으로 접촉되는 경우가 일반적이다. 외측 절연층(42), 알루미늄층(44) 및 내측 절연층(46)이 정렬되지 않더라도, 도 2b와 같이, 알루미늄층(44)이 외측 절연층(42)과 내측 절연층(46)보다 외측으로 돌출한 경우 검사 프로브(R)가 정상적으로 접촉될 수 있다.
다만, 도 2c와 같이, 파우치(40)의 단부 단면보다 알루미늄층(44)이 내측으로 함몰되거나 도 2d에 나타난 바와 같이 외측 절연층(42) 또는 내측 절연층(46)이 외측으로 밀려 나와 알루미늄층(44)이 가려지는 경우가 발생한다. 이러한 경우 검사 프로브(R)가 알루미늄층(44)에 접촉할 수 없게 된다.
이와 같이 얇은 두께로 파우치(40)의 단부 단면에 노출되는 알루미늄층(44)에 검사 프로브(R)를 접촉시키는 것이 쉽지 않다. 이러한 접촉 불량이 발생하면 양산 설비의 가동률 저하를 야기한다. 검사 프로브(R)와 알루미늄층(44) 사이의 접촉 불량 시 검사 프로브(R)를 상하로 이동하여 다른 위치에서 재접촉되도록 하기 때문이다.
이에 본 발명은, 배터리 모듈 내 개별 셀에 대한 파우치 절연저항 검사 시, 검사 프로브와 파우치의 단면 내 알루미늄층과의 접촉을 용이하게 하면서도, 향상시킬 수 있는 절연저항 검사장치를 제공하고자 한다.
본 발명은, 파우치와 절연저항 검사 프로브 간 접촉 실패로 인한 양산 라인 검사 구간의 가동률 저하를 방지하고, 포장재 내지는 파우치 단면 상태(알루미늄 층이 정렬되었는지, 돌출하였는지, 함몰하였는지)와 관계없이 검사 프로브와의 일정한 접촉성을 확보하여 신뢰성을 향상시키고자 한다.
본 발명에 따른 절연저항 검사장치는 액체 접촉 방식을 통해 전술한 문제점을 해결할 수 있다. 구체적으로 본 발명은 도전성 용액을 통해 검사 프로브와 알루미늄층이 접촉하도록 함으로써 종래 검사 방식의 문제를 해소시킬 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 절연저항 검사장치(100)는 용액공급유닛(300) 및 검사유닛(400)을 포함한다. 일부 실시형태에서, 절연저항 검사장치(100)는 플랫폼(200)에 구비될 수 있다. 플랫폼(200)은 작업의 편의성을 위해 지면보다 높은 곳에 위치하는 것으로서, 그 형태에 제한은 없다. 일 구현예에서, 플랫폼(200)은 베이스(220) 및 승강보드(240)를 포함할 수 있다.
베이스(220)에는 시험대(222) 및 고정유닛(224)이 구비된다. 시험대(222)에는 절연저항 검사의 대상이 되는 모듈(M)이 장착된다. 여기에서 모듈(M)은 반제품 상태일 수 있다.
시험대(222)는 베이스(220)를 따라 이동가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 베이스(220)에는 시험대(222)를 이동가능하게 안내하는 레일(226)이 구비될 수 있다. 절연저항 검사는 베이스(220)에 마련되는 시험 위치에서 실행되고, 시험대(222)는 모듈(M) 장착 후 시험 위치를 향해 또는 시험 위치로부터 모듈(M)을 이동시킬 수 있다.
베이스(220) 상에서 시험 위치의 양 측에는 고정유닛(224)이 구비될 수 있다. 고정유닛(224)은 시험 위치에서 시험대(222)에 장착된 모듈(M)을 고정 또는 파지하도록 구성된다.
승강보드(240)는 베이스(220)보다 높은 위치에 구비될 수 있다. 승강보드(240)에는 용액공급유닛(300)이 장착될 수 있다. 또한, 승강보드(240)에는 검사유닛(400)이 이동가능하게 장착될 수 있다. 검사유닛(400)은 승강보드(240)에 구비되는 용액공급유닛(300)으로부터 용액을 공급받아 시험 위치로 이동가능하게 구성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 용액공급유닛(300)은 도전성 용액를 검사유닛(400)에 공급하도록 구성된다. 용액공급유닛(300)의 저장소(320)에는 도전성 용액이 저장된다. 도전성 용액은 휘발성이 있는 재료로 선택된다. 따라서, 도전성 용액이 모듈 내부 또는 외부에 묻게 되더라도 곧 휘발하여 모듈의 성능에 영향을 미치는 것을 최소화할 수 있다.
저장소(320)에는 양(量) 표시부(322)가 마련된다. 양 표시부(322)는 저장소(320) 내에 남아있는 도전성 용액의 양을 표시하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 양 표시부(322)는 저장소(320) 내부가 보이는 투명창일 수 있다. 일부 구현예에서, 양 표시부(322)는 저장소(320) 내에 있는 용액의 부피를 아날로그 또는 디지털 방식으로 표시하도록 구성될 수 있다.
저장소(320)에 저장된 도전성 용액은 디스펜서(360)로 공급된다. 일 구현예에서, 저장소(320)와 디스펜서(360)는 공급배관(340)을 통해 연통하도록 구성될 수 있다. 디스펜서(360)는 프레임(362) 및 패드(364)를 포함한다.
도 5에 개괄적으로 도시된 바와 같이, 프레임(362)은 디스펜서(360)의 골격을 형성하고, 공급배관(340)이 연결된다. 그리고 프레임(362)에는 패드(364)가 장착된다. 공급배관(340)을 통해 디스펜서(360)에 공급된 도전성 용액은 패드(364)를 적시도록 구성된다. 비제한적인 예로서, 패드(364)는 해면(phylum Porifera) 내지는 스폰지 등과 같은 재질을 취할 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 용액공급유닛(300)은 조절밸브(380)를 포함한다. 조절밸브(380)는 공급배관(340)에 또는 저장소(320) 및 공급배관(340) 사이에 배치될 수 있다. 조절밸브(380)는 기 설정된 조건이 만족되면 디스펜서(360) 측에 공급된 도전성 용액을 저장소(320)로 회수할 수 있다. 또한, 조절밸브(380)는 기 설정된 임의의 조건이 만족되면 저장소(320)로부터 디스펜서(360) 측에 도전성 용액을 더 공급할 수도 있다. 비제한적인 예로서, 조절밸브(380)는 전동밸브일 수 있다.
검사유닛(400)은 용액공급유닛(300)으로부터 도전성 용액을 공급받는다. 공급된 도전성 용액을 검사 부위에 가볍게 도포하여 검사 프로브(440)와 알루미늄층(44) 사이에 접촉을 형성하도록 한다. 검사유닛(400)은 홀더(420) 및 검사 프로브(440)를 포함할 수 있다. 검사 프로브(440)는 하나의 홀더(420)에 복수 개 구비될 수 있다. 일부 구현예에서, 검사 프로브(440)는 모듈(M) 내 파우치형 셀(C)의 개수만큼 구비될 수 있다.
홀더(420)는 베이스(220)에 대하여 승강가능하게 구성된다. 일부 실시형태에서, 홀더(420)는 베이스(220)에 대하여 좌우이동가능하게 구성될 수도 있다. 검사 대상인 배터리 모듈(M)을 시험대(222)에 장탈착 시 간섭이 없도록 홀더(420)는 검사유닛(400)을 이동시킬 수 있게 구성된다. 일부 구현예에서, 홀더(420)는 수동으로 이동가능하게 구성될 수 있다. 또는 홀더(420)는 전원을 공급받아 자동으로 이동가능하게 구성될 수도 있다.
홀더(420)는 검사 프로브(440)를 파지하도록 구성된다. 홀더(420)에 파지되는 검사 프로브(440)는 디스펜서(360) 내지는 패드(364)와 접촉가능하게 배치된다. 검사 프로브(440)는 패드(364)와 접촉하여 패드(364)로부터의 도전성 용액을 검사 프로브(440)에 묻힐 수 있게 구성된다. 본 발명은 갭 필러(gap filler)처럼 도전성 용액을 이용함으로써 알루미늄층(44)과 검사 프로브(440) 사이에 발생할 수 있는 간극을 채우고, 알루미늄층(44)과 검사 프로브(440) 사이의 접촉을 형성할 수 있다. 또한, 도전성 용액을 통해 접촉을 형성하므로 검사 프로브(440)와 파우치 셀(C) 간 직접 접촉에 의한 손상을 방지할 수 있다.
도 6a 및 6b를 참조하여, 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 검사유닛(400)은 가드부재(460)를 더 포함한다. 가드부재(460)는 검사 프로브(440)에 묻혀진 도전성 용액이 홀더(420)의 이동 중 또는 검사 시 모듈(M) 내로 낙하하는 것을 방지 또는 최소화하도록 구성된다. 예를 들어, 검사 프로브(440)가 모듈(M)에 접근할 때 검사 프로브(440)에 묻어 있는 도전성 용액이 모듈 내부로 흘러 단위 셀간 단락을 일으키는 것을 방지하도록 구성된다. 일 구현예에서, 가드부재(460)는 검사 프로브(440)의 하측에 배치된다.
가드부재(460)는 삽입부(462)를 포함할 수 있다. 삽입부(462)는 가드부재(460)의 끝단에 형성될 수 있다. 바람직하게, 삽입부(462)는 가드부재(460)의 끝단에 파인 홈일 수 있다.
삽입부(462)는 복수 개 포함될 수 있고, 각 삽입부(462)는 이웃하는 삽입부(462)와 일정 거리 이격하여 배치될 수 있다. 특히, 삽입부(462)는 검사 프로브(440)와 실질적으로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 삽입부(462)는 검사 프로브(440)와 실질적으로 평행하게 검사 프로브(440)의 하단에 마련될 수 있다. 일부 구현예에서, 삽입부(462)는 검사 프로브(440)와 평행한 상태에서 적어도 일부가 포개어지도록 구성된다.
도 7과 같이, 검사 시 검사 프로브(440)가 파우치(40)의 단부에 접촉할 때, 삽입부(462)에 파우치(40)의 단부가 삽입될 수 있다. 따라서, 검사 시 가드부재(460)가 검사대상인 모듈(M)에 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 8에 가장 잘 나타난 바와 같이, 가드부재(460)는 후퇴가능한 구조를 포함할 수 있다. 구체적으로, 가드부재(460)는 홀더(420)의 내측으로 후퇴할 수 있다. 삽입부(462) 측에 외력이 가해지면 가드부재(460)는 홀더(420)의 내측으로 이동할 수 있다. 이를 위해 일부 구현예에서, 가드부재(460)는 홀더(420)에 마련되는 가이드그루브(422) 내에서 이동가능하게 구성된다. 외력이 제거되면, 가드부재(460)에 마련되는 탄성부재(464)에 의해 복원력을 제공받으면서 가드부재(460)는 원위치로 복귀한다. 가드부재(460)의 이와 같은 후퇴가능한 구조는, 홀더(420)의 검사 프로브(440)가 디스펜서(360)에 접근하여 패드(364)로부터 도전성 용액을 공급받을 때, 가드부재(460)가 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 디스펜서(360)의 패드(364)의 젖음 정도는 제어될 수 있다. 이를 위하여 절연저항 검사장치(100)는 측정유닛(500) 및 제어기(600)를 더 포함할 수 있다.
측정유닛(500)은 디스펜서(360) 또는 패드(364)의 전기 저항을 측정하도록 구성된다. 특히, 측정유닛(500)은 검사 중 패드(364)의 전기 저항을 실시간으로 측정하고, 제어기(600)에 전달하도록 구성된다.
제어기(600)는 측정유닛(500)으로부터 전기 저항의 측정 정보를 전달받고, 측정된 전기 저항에 기초하여 조절밸브(380)를 제어하도록 구성된다.
제어기(600)는 처리부(620) 및 저장부(640)를 포함할 수 있다. 저장부(640)에는 측정된 전기 저항에 기초하여 실행가능한 일련의 명령들이 저장되고, 처리부(620)는 저장부(640)로부터의 명령들을 실행하도록 구성된다. 예를 들어, 측정된 전기 저항이 미리 설정된 상한값을 초과하는 경우, 처리부(620)는 해당 조건에 적합한 명령들을 저장부(640)로부터 받아 실행한다. 예를 들어, 측정된 전기 저항이 하한값 이하이면, 패드(364)에 도전성 용액이 과공급된 상태로 볼 수 있으므로, 처리부(620)는 조절밸브(380)를 제어하여 패드(364) 쪽의 도전성 용액을 저장소(320) 방향으로 회수하도록 한다. 반대로, 측정된 전기 저항이 기 설정된 상한값을 초과하면, 디스펜서(360)의 도전성 용액이 증발되어 공급량이 부족한 상태로 볼 수 있다. 따라서, 처리부(620)는 조절밸브(380)를 제어하여 저장소(320) 내의 도전성 용액이 패드(364)로 공급되도록 한다.
비제한적인 예로서, 적정 저항 범위는 30킬로옴(kΩ) 내지 160kΩ으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 계측된 저항 값이 대략 20kΩ인 경우, 패드(364)에 공급된 도전성 용액이 과다한 것으로 판단될 수 있다. 반대로, 계측된 저항 값이, 예를 들어, 대략 180kΩ인 경우, 패드(364)에 도전성 용액이 부족한 것으로 판단되어 저장소(320)로부터 패드(364)로 도전성 용액이 공급될 수 있다.
도 10과 같이, 디스펜서(360)의 패드(364)의 용액 젖음 정도는 제어될 수 있다. 단계 S10에서 제어가 시작된다.
절연저항 검사 수행 중, 측정유닛(500)은 디스펜서(360)의 전기 저항을 지속적으로 모니터링한다(S20). 그리고 측정유닛(500)은 측정된 전기 저항을 제어기(600)에 전달한다.
제어기(600)는 저장부(640)에 저장된 상한값 및 하한값을 포함하는 한계값과 디스펜서(360)의 저항 값을 비교한다(S30). 만일, 디스펜서(360)의 저항 값이 하한값 이하인 경우에는 도전성 용액이 디스펜서(360)에 과공급된 상태이므로 제어기(600)는 조절밸브(380)를 구동시켜 디스펜서(360) 측의 도전성 용액을 저장소(320)로 돌려보낸다(S40).
반대로, 디스펜서(360)의 저항 값이 상한값을 초과하는 것으로 판단된 경우(S50), 디스펜서(360)에 공급된 용액이 부족한 상태이므로 제어기(600)는 조절밸브(380)를 구동시켜 저장소(320) 내 용액이 디스펜서(360)에 공급되도록 한다(S60).
검사유닛(400)은 제어기(600)에 연결된다. 제어기(600)는 검사 프로브(440)에 의해 측정된 절연저항을 수신하고, 그에 기초하여 절연저항 정상여부를 판단하도록 구성된다. 이러한 절연저항 검사 기능은 패드(364)의 전기 저항에 따라 조절밸브(380)를 동작시키는 제어기(600)와 통합되어 형성될 수도 있고, 또는, 별개의 제어기로 구성될 수도 있다.
일부 실시형태에서, 본 발명에 따른 절연저항 검사장치(100)를 통한 검사는 아래와 같이 이루어질 수 있다. 일차적으로, 통전검사가 선행될 수 있다. 검사 프로브(440)와 파우치 셀(C)의 알루미늄층(44)이 정상적으로 접촉되었는지 확인을 수행한다. 예를 들어, 제어기(600)에서 송신한 신호가 알루미늄층(44)을 통해 다시 제어기(600)로 수신되는 경우 통전이 성공적인 것으로 판단될 수 있다.
그 다음, 절연저항 검사가 수행된다. 예를 들어, 검사 프로브(440)에 의해 100메가옴(MΩ) 초과로 측정되면 제어기(600)는 대상 셀은 정상인 것으로 판단할 수 있다. 반대로, 100 MΩ 이하로 측정되는 경우 해당 셀은 불량으로 판단될 수 있다.
도 11과 같이, 파우치 단부와 검사 프로브(440)의 접촉 상태가 어떠한지에 상관없이, 본 발명에 따르면, 배터리 모듈 내 개별 셀에 대한 파우치 절연저항 검사 시, 검사 프로브와 파우치 셀 단부의 알루미늄층 간 접촉성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 절연저항 검사장치는, 파우치 셀 단부 상태에 관계없이, 파우치 셀의 알루미늄층과 검사 프로브 사이에 접촉을 형성시킬 수 있으므로 절연저항 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 파우치와 검사 프로브 간 접촉 실패로 인한 양산 라인 검사 구간의 가동율 저하를 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 절연저항 검사장치는 절연저항 검사를 기존 검사 공정에 비해 간단하고 쉽게 만든다. 현재 비전, 온도, 자외선광, 적외선, 무게 등을 측정하여 절연저항 정상 여부를 판단하고 있는데, 이러한 기존 공정에 비해 간단하므로 배터리 모듈 자동화 설비 구성을 용이하게 할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 검사 설비가 간단하여 적은 투자비가 소요되면서도 신뢰성 높은 검사를 가능하게 하므로, 품질 향상과 원가 절감을 동시에 꾀할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100: 절연저항 검사장치
200: 플랫폼
220: 베이스 222: 시험대
224: 고정유닛 226: 레일
240: 승강보드 300: 용액공급유닛
320: 저장소 322: 양 표시부
340: 공급배관 360: 디스펜서
362: 프레임 364: 패드
380: 조절밸브 400: 검사유닛
420: 홀더 422: 가이드그루브
440: 검사 프로브 460: 가드부재
462: 삽입부 464: 탄성부재
500: 측정유닛 600: 제어기
620: 처리부 640: 저장부
220: 베이스 222: 시험대
224: 고정유닛 226: 레일
240: 승강보드 300: 용액공급유닛
320: 저장소 322: 양 표시부
340: 공급배관 360: 디스펜서
362: 프레임 364: 패드
380: 조절밸브 400: 검사유닛
420: 홀더 422: 가이드그루브
440: 검사 프로브 460: 가드부재
462: 삽입부 464: 탄성부재
500: 측정유닛 600: 제어기
620: 처리부 640: 저장부
Claims (17)
- 용액공급유닛; 및
상기 용액공급유닛으로부터의 도전성 용액을 공급받고, 상기 도전성 용액을 통해 검사 대상과 접촉하여 상기 검사 대상의 절연저항을 감지가능하게 구성되는 검사유닛;
을 포함하는 것인 절연저항 검사장치. - 청구항 1에 있어서, 상기 용액공급유닛은,
상기 도전성 용액이 적셔진 패드인 것인 절연저항 검사장치. - 청구항 2에 있어서, 상기 용액공급유닛은,
상기 도전성 용액이 저장되는 저장소;
상기 저장소와 상기 패드를 유체연통시키도록 구성되는 공급배관; 및
상기 저장소와 패드 사이의 도전성 용액의 흐름 방향을 전환가능하게 구성되는 조절밸브;
를 더 포함하는 것인 절연저항 검사장치. - 청구항 1에 있어서, 상기 검사유닛은,
상기 절연저항을 감지하도록 구성되는 검사 프로브; 및
상기 검사 프로브를 고정하도록 구성되는 홀더;
를 포함하는 것인 절연저항 검사장치. - 청구항 4에 있어서, 상기 검사유닛은,
상기 홀더에 이동가능하게 장착되고, 상기 검사 프로브의 하부에 위치하는 가드부재;
를 더 포함하는 것인 절연저항 검사장치. - 청구항 5에 있어서, 상기 검사유닛은,
상기 가드부재의 이동을 안내하도록 상기 홀더에 형성되는 가이드그루브; 및
상기 홀더와 가드부재 사이에 개재되어 상기 가드부재에 복원력을 제공하는 탄성부재;
를 더 포함하는 것인 절연저항 검사장치. - 청구항 6에 있어서, 상기 가드부재는,
상기 검사 대상을 삽입가능하게 형성되고, 상기 검사 프로브와 평행하게 적어도 일부가 포개어지도록 상기 검사 프로브의 하측에 위치하는 삽입부;
를 더 포함하는 것인 절연저항 검사장치. - 청구항 1에 있어서, 상기 검사 대상은 배터리 셀이 수용되는 셀 포장재의 단부인 것인 절연저항 검사장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 용액공급유닛 및 검사유닛을 지지하는 플랫폼;
상기 플랫폼에 이동가능하게 형성되고, 상기 검사 대상을 안착하도록 구성되는 시험대; 및
상기 시험대의 시험 위치에서 상기 검사 대상을 파지하도록 구성되는 고정유닛;
을 포함하는 것인 절연저항 검사장치. - 청구항 9에 있어서,
상기 용액공급유닛은 상기 플랫폼에서 시험대보다 위에 위치하고,
상기 검사유닛은 상기 용액공급유닛과 시험대 사이를 이동가능하게 구성되는 것인 절연저항 검사장치. - 도전성 용액이 적셔진 패드;
상기 패드로부터 도전성 용액을 공급받고, 상기 도전성 용액을 통해 검사 대상과 접촉하여 상기 검사 대상의 절연저항을 감지가능하게 구성되는 검사유닛; 및
상기 검사유닛으로부터 측정된 절연저항을 수신하고, 상기 절연저항의 정상 여부를 판단하도록 구성되는 제1 제어기;
를 포함하는 것인 절연저항 검사장치. - 청구항 11에 있어서, 상기 패드의 전기 저항을 측정하도록 구성되는 측정유닛을 더 포함하는 것인 절연저항 검사장치.
- 청구항 12에 있어서, 상기 측정유닛으로부터 측정된 절연저항을 수신하고, 상기 절연저항의 정상 여부를 판단하도록 구성되는 제2 제어기;
를 더 포함하는 것인 절연저항 검사장치. - 청구항 13에 있어서, 상기 제1 제어기 및 제2 제어기는 통합 형성되는 것인 절연저항 검사장치.
- 제어기에 의해 실행되도록 구성되는 단계들을 포함하는 절연저항 검사장치의 제어방법으로서, 상기 단계들은:
저장소로부터 도전성 용액을 공급받는 패드의 전기 저항을 실시간으로 수신하는 단계;
수신된 상기 전기 저항을 미리 설정된 한계값과 비교하는 단계; 및
상기 비교에 기초하여, 상기 저장소와 패드 사이의 도전성 용액의 흐름 방향을 전환가능하게 구성되는 조절밸브의 작동을 제어하는 단계;
를 포함하는 것인 절연저항 검사장치의 제어방법. - 청구항 15에 있어서, 상기 조절밸브의 작동을 제어하는 단계는,
수신된 상기 전기 저항이 한계값 중 상한값을 초과하는 경우, 상기 저장소로부터 패드로 도전성 용액이 공급되도록 상기 조절밸브를 구동시키는 단계;
를 포함하는 것인 절연저항 검사장치의 제어방법. - 청구항 15에 있어서, 상기 조절밸브의 작동을 제어하는 단계는,
수신된 상기 전기 저항이 한계값 중 하한값 이하인 경우, 상기 패드의 도전성 용액이 상기 저장소로 회수되도록 상기 조절밸브를 구동시키는 단계;
를 포함하는 것인 절연저항 검사장치의 제어방법.
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| KR1020220021391A KR20230124281A (ko) | 2022-02-18 | 2022-02-18 | 절연저항 검사장치 |
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| US10717078B2 (en) | 2016-04-26 | 2020-07-21 | International Business Machines Corporation | Vertical microfluidic probe head with large scale surface processing apertures |
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- 2022-11-22 US US17/992,018 patent/US20230266372A1/en active Pending
- 2022-12-08 CN CN202211573827.2A patent/CN116626387A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10717078B2 (en) | 2016-04-26 | 2020-07-21 | International Business Machines Corporation | Vertical microfluidic probe head with large scale surface processing apertures |
Also Published As
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