KR20240057270A - 배터리 검사 장치 및 배터리 검사 방법 - Google Patents

배터리 검사 장치 및 배터리 검사 방법 Download PDF

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Abstract

배터리 검사 장치 및 배터리 검사 방법이 제공된다. 배터리 검사 장치는 배터리의 전압을 측정하기 위한 제1 전압 단자 및 제2 전압 단자와, 배터리에 전류를 인가하기 위한 제1 전류 단자 및 제2 전류 단자를 포함하고, 제1 전압 단자 및 제2 전압 단자 간의 제1 전압을 측정하는 충방전부, 배터리와 연결되는 경우 제1 전류 단자 및 제2 전류 단자 간의 제2 전압을 측정하는 측정부, 및 제1 전압 및 제2 전압에 기초하여 제1 전류 단자 및 제2 전류 단자 중 적어도 어느 하나와 배터리 간의 접촉 상태를 판단하는 관리부,를 포함한다. 배터리 검사 방법은 측정부가 제1 전류 단자 및 제2 전류 단자 간의 제1 전압을 측정하는 단계, 컨트롤러가 배터리의 제1 버스바 및 제2 버스바 간의 제2 전압을 측정하는 단계, 및 제1 전압 및 제2 전압에 기초하여, 제1 전류 단자 또는 제2 전류 단자의 접촉 불량을 판정하는 단계,를 포함한다.

Description

배터리 검사 장치 및 배터리 검사 방법{BATTERY INSPECTION APPARATUS AND BATTERY INSPECTION METHOD}
본 문서에 개시된 실시예들은 배터리 검사 장치 및 배터리 검사 방법에 관한 것이다.
최근, 스마트폰이나 랩탑 컴퓨터와 같은 휴대형 기기, 전기 자동차나 전동 킥보드, 전기 이륜차와 같은 운송 수단, 그리고 에너지 저장 시스템(ESS; Energy Storage System)과 같은 전력을 안정적으로 공급 및 관리하기 위한 장치가 널리 이용되면서, 배터리에 대한 관심이 증대되고 개발이 더욱 활발하게 이루어지고 있다.
배터리는 장치나 시스템 등에 전원을 공급하기 위한 구성이다. 이때, 배터리는, 하나의 이차 전지가 배터리 셀로서 단독으로 전원을 공급하는 형태로 사용될 수도 있고, 또는 복수의 이차 전지가 하나의 배터리 모듈 또는 하나의 배터리를 구성하여 전원을 공급하는 형태로 사용될 수도 있다.
배터리는 제조 공정 중에 다양한 원인에 의해 불량이 발생할 수 있다. 제조가 완료된 이차 전지 중 일부는 자가 방전률 이상의 전압 강하 거동을 나타내는 현상을 보이기도 하는데, 이러한 현상을 저전압 불량이라 한다. 저전압 불량 검사 기술의 일례로서, 4단자법에 의한 검사를 들 수 있다. 4단자법은, 이차 전지의 양단에 전류를 공급하면서 양단 전압을 측정함으로써 내부 저항을 계산하여 이차 전지의 저전압 불량 등을 검사하는 기술이다.
본 문서에 개시된 실시예들의 일 목적은 배터리 검사에 이용되는 충방전부와 배터리의 접촉 상태를 판단할 수 있는 배터리 검사 장치 및 배터리 검사 방법을 제공하는 것이다.
본 문서에 기재된 실시예들의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치는 배터리의 전압을 측정하기 위한 제1 전압 단자 및 제2 전압 단자와, 상기 배터리에 전류를 인가하기 위한 제1 전류 단자 및 제2 전류 단자를 포함하고, 상기 제1 전압 단자 및 제2 전압 단자 간의 제1 전압을 측정하는 충방전부, 상기 배터리와 연결되는 경우 상기 제1 전류 단자 및 제2 전류 단자 간의 제2 전압을 측정하는 측정부, 및 상기 제1 전압 및 제2 전압에 기초하여 상기 제1 전류 단자 및 제2 전류 단자 중 적어도 어느 하나와 상기 배터리 간의 접촉 상태를 판단하는 관리부를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 관리부는 상기 제1 전압과 제2 전압의 차이에 기초하여, 상기 제1 전류 단자 또는 상기 제2 전류 단자의 접촉 불량 여부를 판정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 관리부는 상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차가 기 설정된 기준 값을 초과하는 경우 접촉 불량으로 판정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 관리부는 지정된 시간 구간 동안, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 모니터하고, 상기 지정된 시간 구간 동안, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차의 변화에 기초하여, 상기 제1 전류 단자 또는 상기 제2 전류 단자의 접촉 불량 여부를 판정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 지정된 시간 구간에서 상기 제1 전류 단자는 상기 배터리의 제1 버스바에 접촉하고, 상기 제2 전류 단자는 상기 배터리의 제2 버스바에 접촉할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 전류 단자는 상기 배터리의 제1 버스바에 접촉하고, 상기 제2 전류 단자는 상기 배터리의 제2 버스바에 접촉하고, 상기 제1 전류 단자 및 상기 제2 전류 단자를 통해 상기 배터리에 전류가 인가될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 관리부는 상기 제1 전류 단자 및 상기 제2 전류 단자를 통해 상기 배터리에 전류가 인가되는 동안 접촉 불량 여부를 판정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 충방전부는 상기 배터리를 충전 또는 방전하는 컨트롤러, 상기 컨트롤러와 상기 제1 전류 단자를 연결하는 제1 라인, 상기 컨트롤러와 상기 제2 전류 단자를 연결하는 제2 라인, 상기 컨트롤러와 상기 제1 전압 단자를 연결하는 제3 라인 및 상기 컨트롤러와 상기 제2 전압 단자를 연결하는 제4 라인을 포함하고, 상기 측정부는 상기 제1 라인 및 상기 제2 라인과 연결될 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치는 배터리를 충전 또는 방전하는 컨트롤러, 상기 배터리의 제1 버스바와 접촉하는 제1 전류 단자, 상기 배터리의 제2 버스바와 접촉하는 제2 전류 단자, 상기 컨트롤러와 상기 제1 전류 단자를 연결하는 제1 라인 및 상기 컨트롤러와 상기 제2 전류 단자를 연결하는 제2 라인을 포함하는 충방전부, 상기 제1 라인 및 상기 제2 라인과 연결되는 측정부, 및 상기 충방전부 및 상기 측정부로부터 측정 값을 전달받아 상기 제1 전류 단자와 상기 제1 버스바 간 및 상기 제2 전류 단자와 상기 제2 버스바 간의 접촉 불량 여부를 판정하는 관리부를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 측정부는 상기 측정부가 상기 제1 전류 단자 및 상기 제2 전류 단자 간의 전압 차인 제1 전압을 측정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 충방전부는 상기 배터리의 전압을 측정하기 위한 제1 전압 단자 및 제2 전압 단자를 더 포함하고 상기 제1 전압 단자 및 상기 제2 전압 단자 간의 제2 전압을 측정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 전압은 상기 제2 전압보다 클 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 방법은 측정부가 제1 전류 단자 및 제2 전류 단자 간의 제1 전압을 측정하는 단계, 컨트롤러가 배터리의 제1 버스바 및 제2 버스바 간의 제2 전압을 측정하는 단계, 및 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압에 기초하여, 상기 제1 전류 단자 또는 상기 제2 전류 단자의 접촉 불량을 판정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 접촉 불량을 판정하는 단계는 상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차에 기초하여, 상기 제1 전류 단자 또는 상기 제2 전류 단자의 접촉 불량 여부를 판정하는 단계일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 문서에 개시된 실시예들에 따른 배터리 검사 장치 및 배터리 검사 방법에 따르면 배터리 검사 장치와 배터리의 비정상 접촉으로 인해 배터리 검사 장치 및/또는 배터리가 파손되기 전에 전류의 공급을 중단할 수 있다. 이에 따라, 배터리 검사 장치 및/또는 배터리의 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 블록도이다.
도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치가 배터리에 정상 접촉된 경우를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치가 배터리에 정상 접촉된 경우의 등가 회로를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 제1 전류 단자가 배터리에 비정상 접촉된 경우를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 문서에 개시된 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 제1 전류 단자가 배터리에 비정상 접촉된 경우의 등가 회로를 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 제2 전류 단자가 배터리에 비정상 접촉된 경우를 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 제2 전류 단자가 배터리에 비정상 접촉된 경우의 등가 회로를 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 10은 본 문서에 개시된 일 실시예에 다른 배터리 관리 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 보여준다.
이하, 본 문서에 개시된 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 문서에 개시된 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 문서에 개시된 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 문서에 개시된 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리 검사 시스템(1)은 배터리 검사 장치(10) 및 배터리(20)를 포함할 수 있다.
배터리 검사 장치(10)는 배터리(20)의 상태를 검사할 수 있다. 이를 위해, 배터리 검사 장치(10)는 배터리(20)와 연결될 수 있다.
실시예에 따르면, 배터리 검사 장치(10)는 배터리(20)에 전류를 인가하고 배터리(20)의 전압을 측정함으로써 배터리(20)의 등가 저항을 확인할 수 있다.
실시예에 따르면, 배터리(20)의 등가 저항이 큰 경우 배터리(20)의 전기 에너지의 일부가 열 에너지로 변환되어 배터리(20)의 효율이 저하될 수 있다. 따라서 배터리 검사 장치(10)는 배터리(20)의 등가 저항을 측정하여 기준 저항 이상의 등가 저항을 갖는 배터리(20)를 불량으로 판단할 수 있다.
배터리(20)는 하나 이상의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 배터리(20)는 하나 이상의 배터리 셀의 집합인 배터리 모듈을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 2는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 배터리 검사 장치(10)는 충방전부(100), 측정부(200) 및 관리부(300)를 포함할 수 있다.
충방전부(100)는 컨트롤러(110), 제1 전류 단자(120), 제2 전류 단자(130), 제1 전압 단자(140), 제2 전압 단자(150) 및 충방전 라인(160)을 포함할 수 있다.
컨트롤러(110)는 배터리(20)를 충전 또는 방전시킬 수 있다. 컨트롤러(110)는 배터리(20)를 충전 또는 방전시킴으로써, 배터리(20)를 완전 충전 상태, 완전 방전 상태, 또는 부분 충전 상태로 관리할 수 있다.
컨트롤러(110)는 배터리(20)의 용량 또는 직류 저항을 측정할 수 있다. 일 실시예에 따라, 컨트롤러(110)는 배터리(20)의 온도를 측정하는 온도 측정기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 컨트롤러(110)는 온도 측정기를 이용하여 배터리(20)의 온도를 측정함으로써, 배터리(20) 온도 의존성을 고려하여 다양한 충방전 상태에서의 배터리(20)의 교류 임피던스를 검출할 수 있다.
컨트롤러(110)는 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130)를 통해 배터리(20)에 전류를 인가할 수 있다. 이 경우, 충방전부(100)는 컨트롤러(110), 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130)를 이용하여 배터리(20)와 폐회로를 형성할 수 있다.
예를 들어, 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130)는 도전성 물질로 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130)의 도전성 물질은 금속 물질을 포함할 수 있다.
컨트롤러(110)는 제1 전압 단자(140) 및 제2 전압 단자(150)를 통해 배터리(20)의 전압을 측정할 수 있다.
충방전 라인(160)은 제1 라인(161), 제2 라인(162), 제3 라인(163) 및 제4 라인(164)을 포함할 수 있다.
제1 라인(161)은 컨트롤러(110)로부터 제1 전류 단자(120)로 전류가 흐를 수 있도록 전류의 경로를 제공할 수 있다. 이를 위해 제1 라인(161)은 컨트롤러(110)와 제1 전류 단자(120)를 연결할 수 있다.
제2 라인(162)은 제2 전류 단자(130)로부터 컨트롤러(110)로 전류가 흐를 수 있도록 전류의 경로를 제공할 수 있다. 제2 라인(162)은 컨트롤러(110)와 제2 전류 단자(130)를 연결할 수 있다.
제3 라인(163)은 컨트롤러(110)와 제1 전압 단자(140)를 전기적으로 연결하는 라인으로 정의될 수 있다. 제4 라인(164)은 컨트롤러(110)와 제2 전압 단자(150)를 전기적으로 연결하는 라인으로 정의될 수 있다. 충방전부(100)는 제3 라인(163) 및 제4 라인(164)을 포함함으로써, 제1 전압 단자(140) 및 제2 전압 단자(150)를 이용하여 배터리(20)의 전압을 측정할 수 있다.
컨트롤러(110)는 측정된 배터리(20)의 전압인 제1 전압(V1)을 저장할 수 있다. 컨트롤러(110)는 제1 전압(V1)을 관리부(300)로 전달할 수 있다.
측정부(200)는 측정기(210)와 측정 라인(220)을 포함할 수 있다. 측정기(210)는 측정 라인(220) 양단의 전압을 측정할 수 있다. 이를 위해, 측정기(210)는 측정 라인(220)과 연결된다.
측정 라인(220)은 제1 측정 라인(221) 및 제2 측정 라인(222)을 포함할 수 있다. 측정기(210)는 제1 측정 라인(221) 및 제2 측정 라인(222)과 연결되어 제1 측정 라인(221)의 말단과 제2 측정 라인(222)의 말단 사이의 전압을 측정할 수 있다. 제1 측정 라인(221)은 제1 라인(161)과 연결되고, 제2 측정 라인(222)은 제2 라인(162)과 연결될 수 있다. 이를 통해 측정기(210)는 제1 라인(161)과 제2 라인(162) 사이의 전압을 측정할 수 있다.
측정기(210)는 측정된 전압인 제2 전압(V2)을 저장할 수 있다. 측정기(210)는 제2 전압(V2)을 관리부(300)로 전달할 수 있다.
관리부(300)는 충방전부(100)로부터 전달받은 제1 전압(V1)과 측정부(200)로부터 전달받은 제2 전압(V2)값을 각각 저장할 수 있다.
관리부(300)는 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)에 기초하여 제1 전류 단자(120) 또는 제2 전류 단자(130)의 접촉 상태를 관리할 수 있다. 실시예에 따르면, 관리부(300)는 지정된 시간 구간 동안, 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)을 모니터하고, 지정된 시간 구간 동안, 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)의 차의 변화에 기초하여, 제1 전류 단자(120) 또는 제2 전류 단자(130)의 접촉 불량 여부를 판정할 수 있다. 실시예에 따르면, 지정된 시간은 배터리 검사 장치(10)의 작동 시간 또는 충방전부(100)가 배터리(20)에 전류를 공급하는 시간일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 지정된 시간은 배터리 검사 장치(10)의 작동 전부터 배터리 검사 장치(10)의 작동 종료 후까지 일 수도 있고, 배터리 검사 장치(10)의 작동 시간 중 일부 일 수도 있다.
관리부(300)는 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)의 차를 기 설정된 전압 범위와 비교할 수 있다. 실시예에 따르면, 관리부(300)는 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)의 차를 계산하여 평가 전압(△V)을 도출하고, 평가 전압(△V)을 저장할 수 있다. 관리부(300)는 기 저장된 전압 데이터 값들 중 검사 대상 배터리(20)에 대응되는 전압 범위와 평가 전압(△V)을 비교할 수 있다.
관리부(300)는 평가 전압(△V)이 기 설정된 전압 범위 내에 포함되는지 여부를 판단할 수 있다. 평가 전압(△V)이 기 설정된 전압 범위 내에 포함되는 경우 관리부(300)는 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)의 접촉을 정상 접촉으로 판단할 수 있다. 평가 전압(△V)이 기 설정된 전압 범위 내에 포함되지 않는 경우 관리부(300)는 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)의 접촉을 비정상 접촉으로 판단할 수 있다.
관리부(300)는 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)의 접촉이 정상 접촉으로 판단되는 경우 배터리(20)의 저항 측정을 진행할 수 있다.
관리부(300)는 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)의 접촉이 비정상 접촉으로 판단되는 경우 배터리(20)로의 전류 공급을 중단하도록 충방전부(100)를 제어할 수 있다.
도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치가 배터리에 정상 접촉된 경우를 나타낸 개략도이다
도 3을 참조하면, 컨트롤러(110)는 배터리(20)의 고유 저항을 측정할 수 있다. 컨트롤러(110)는 배터리(20)의 제1 버스바(21) 및 제2 버스바(22) 각각에 대응되는 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130)를 연결하여 전류를 공급하고, 제1 버스바(21) 및 제2 버스바(22) 사이의 전압을 측정함으로써 배터리(20)의 고유 저항을 계산할 수 있다. 또한, 컨트롤러(110)는 고유 저항을 계산하는 과정에서 측정한 제1 버스바(21) 및 제2 버스바(22) 사이의 전압 측정값인 제1 전압(V1)을 저장할 수 있다. 컨트롤러(110)는 저장한 제1 전압(V1)을 관리부(300)로 전달할 수 있다.
컨트롤러(110)는 제1 버스바(21)와 직접 접촉하는 제1 전류 단자(120)를 통해 제1 버스바(21)에 전류를 공급할 수 있다.
컨트롤러(110), 제1 라인(161), 제1 전류 단자(120), 제1 버스바(21), 제2 버스바(22), 제2 전류 단자(130) 및 제2 라인(162)은 폐루프를 형성할 수 있다.
일 실시예에 따른 배터리 검사 장치(10)가 배터리(20)에 정상 접촉된 경우, 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130)는 배터리(20)에 면대면으로 접촉할 수 있다. 즉, 제1 전류 단자(120)의 일면은 배터리(20)의 제1 버스바(21)의 일면과 면대면으로 직접 접촉하고, 제2 전류 단자(130)의 일면은 배터리(20)의 제2 버스바(22)의 일면과 면대면으로 직접 접촉할 수 있다. 다시 말하면, 제1 전류 단자(120)와 제1 버스바(21) 사이 및 제2 전류 단자(130)와 제2 버스바(22) 사이에는 이물질 등의 물질이 배치되지 않아 충분한 접촉면적을 가질 수 있다.
컨트롤러(110)는 제1 전압 단자(140) 및 제2 전압 단자(150)를 통해 배터리(20)의 전압을 측정할 수 있다. 제1 전압 단자(140) 및 제2 전압 단자(150)는 각각 제1 버스바(21) 및 제2 버스바(22)와 직접 접촉하는 바, 컨트롤러(110)는 제1 버스바(21)와 제2 버스바(22) 사이의 전압을 측정할 수 있다.
제1 전압 단자(140)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 전압 단자(140)의 도전성 물질은 금속 물질을 포함할 수 있다. 제1 전압 단자(140)는 제1 버스바(21)에 직접 접촉할 수 있다. 제1 전압 단자(140)의 폭은 제1 전류 단자(120)에 비해 좁을 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제2 전압 단자(150)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 전압 단자(150)의 도전성 물질은 금속 물질을 포함할 수 있다. 제2 전압 단자(150)는 제2 버스바(22)에 직접 접촉할 수 있다. 제2 전압 단자(150)의 폭은 제2 전류 단자(130)에 비해 좁을 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
컨트롤러(110), 제1 라인(161), 제1 전류 단자(120), 제1 버스바(21), 제2 버스바(22), 제2 전류 단자(130), 제2 라인(162)은 폐회로를 형성할 수 있다.
제3 라인(163)과 제1 전압 단자(140)가 연결되는 지점을 제3 지점(S3), 제4 라인(164)과 제2 전압 단자(150)가 연결되는 지점을 제4 지점(S4)이라고 하면, 컨트롤러(110)는 제3 라인(163) 및 제4 라인(164)을 이용하여 제3 지점(S3)과 제4 지점(S4)의 전압 차이를 측정할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(110)가 측정한 제3 지점(S3)과 제4 지점(S4)의 전압 차이 값은 제1 전압(V1)으로 정의될 수 있다.
측정부(200)는 측정기(210)와 측정 라인(220)을 포함할 수 있다. 측정기(210)는 측정기(210)와 연결된 제1 측정 라인(221) 및 제2 측정 라인(222) 양단의 전압을 측정할 수 있다.
측정부(200)는 충방전부(100)와 연결된다. 측정부(200)는 충방전부(100)가 포함하는 충방전 라인(160) 간의 전압을 측정할 수 있다. 즉, 측정부(200)는 충방전부(100)가 포함하는 제1 라인(161) 및 제2 라인(162)과 직접 연결되어 제1 라인(161)과 제2 라인(162) 사이의 전압을 측정할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면 측정부(200)는 충방전부(100)의 제1 라인(161)과 연결되는 제1 전류 단자(120) 및 충방전부(100)의 제2 라인(162)과 연결되는 제2 전류 단자(130)와 직접 연결되어 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130) 사이의 전압을 측정할 수도 있다.
측정 라인(220)은 측정부(200)의 측정기(210)와 충방전부(100)의 제1 라인(161) 및 제2 라인(162)을 연결할 수 있다. 제1 측정 라인(221)은 충방전부(100)의 제1 라인(161)과 연결되고, 제2 측정 라인(222)은 충방전부(100)의 제2 라인(162)과 연결된다.
제1 측정 라인(221)과 제1 라인(161)이 연결되는 지점을 제1 지점(S1)이라고 하고, 제2 측정 라인(222)과 제2 라인(162)이 연결되는 지점을 제2 지점(S2)이라고 하면, 측정기(210)는 제1 측정 라인(221) 및 제2 측정 라인(222)을 이용하여 제1 지점(S1)과 제2 지점(S2)의 전압 차이를 측정할 수 있다. 예를 들어, 측정기(210)가 측정한 제1 지점(S1)과 제2 지점(S2)의 전압 차이 값은 제2 전압(V2)으로 정의할 수 있다. 실시예에 따르면, 제2 전압(V2)은 제1 전압(V1)보다 클 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
컨트롤러(110), 제1 라인(161), 제1 전류 단자(120), 배터리(20) 및 제2 전류 단자(130) 및 제2 라인(162)은 폐회로를 형성할 수 있다. 즉, 전류는 컨트롤러(110), 제1 라인(161), 제1 전류 단자(120), 배터리(20), 제2 전류 단자(130), 제2 라인(162) 및 컨트롤러(110)의 순서로 흐를 수 있다.
이상에서 제1 버스바(21)는 배터리(20)의 +극과 연결되고, 제2 버스바(22)는 배터리(20)의 -극과 연결되는 경우를 전제로 서술하였으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 제1 버스바(21)는 배터리(20)의 -극과 연결될 수 있고, 제2 버스바(22)는 배터리(20)의 +극과 연결될 수도 있다. 이 경우, 전류는 컨트롤러(110), 제2 라인(162), 제2 전류 단자(130), 배터리(20), 제1 전류단자, 제1 라인(161) 및 컨트롤러(110)의 순서로 흐를 수 있다.
관리부(300)는 충방전부(100) 및 측정부(200)로부터 전달받은 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)의 차인 평가 전압(△V)을 기 설정된 전압 범위와 비교할 수 있다. 관리부(300)는 저장해둔 전압 데이터 값들 중 검사 대상 배터리(20)에 해당하는 전압 범위와 평가 전압(△V)을 비교할 수 있다.
기 설정된 전압 범위는 제1 전류 단자(120) 및 제1 버스바(21)와 제2 전류 단자(130) 및 제2 버스바(22)가 각각 면대면 접촉하는 경우의 평가 전압(△V) 범위를 고려하여 설정할 수 있다. 즉, 기 설정된 전압 범위는 제1 전류 단자(120) 및 제1 버스바(21)와 제2 전류 단자(130) 및 제2 버스바(22)가 각각 면대면 접촉하는 경우의 평가 전압(△V)은 포함하며, 제1 전류 단자(120) 및 제1 버스바(21) 또는 제2 전류 단자(130) 및 제2 버스바(22) 중 하나라도 면대면 접촉하지 않는 경우의 평가 전압(△V)은 포함하지 않는 범위로 설정할 수 있다.
관리부(300)는 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)의 접촉을 정상 접촉으로 판단되는 경우 배터리(20)의 저항 측정을 계속 진행할 수 있다. 즉, 관리부(300)는 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)가 정상 접촉되었다고 판단되는 경우 컨트롤러(110)가 배터리(20)에 계속 전류를 공급하도록 할 수 있다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치가 배터리에 정상 접촉된 경우의 등가 회로를 나타낸 개략도이다.
도 4를 참조하면, 충방전부(100), 배터리(20) 및 충방전부(100)와 배터리(20)가 접촉하는 부분은 등가 회로로 표현될 수 있다. 실시예에 따르면, 제1 전류 단자(120)의 저항을 R1, 제1 전류 단자(120)와 제1 버스바(21)의 접촉부의 저항을 R2, 제1 버스바(21)의 저항을 R3, 배터리(20) 내부 저항을 R4, 제2 버스바(22)의 저항을 R5, 제2 전류 단자(130)와 제2 버스바(22)의 접촉부 저항을 R6, 제2 전류 단자(130)의 저항을 R7로 정의할 수 있다. 충방전 라인(160) 및 측정 라인(220)의 저항은 충분히 작은 값을 가지므로 생략될 수 있다.. 또한, 실시예에 따르면, 제1 전압 단자(140) 및 제2 전압 단자(150)는 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130)에 비해 폭이 작고 배터리(20)와의 접촉부는 뾰족한 형상을 가져 비정상 접촉될 가능성이 낮으므로 제1 전압 단자(140) 및 제2 전압 단자(150)의 저항은 설명의 편의를 위해 생략한다.
실시예에 따르면, 전압은 저항과 해당 저항에 흐르는 전류의 곱으로 산출될 수 있다. 컨트롤러(110)가 배터리(20)에 인가하는 전류를 I라고 하면, 컨트롤러(110)가 측정하는 제3 지점(S3)과 제4 지점(S4) 사이의 전압인 제1 전압(V1)은 아래의 수학식 1에 기초하여 계산될 수 있다.
[수학식 1]
V1=I*(R3+R4+R5)
측정기(210)가 측정하는 제1 지점(S1)과 제2 지점(S2) 사이의 전압인 제2 전압(V2)은 아래의 수학식 2에 기초하여 계산될 수 있다.
[수학식 2]
V2=I*(R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7)
따라서 R1, R2, R6 및 R7에 의해 V2는 V1보다 큰 값을 가질 수 있다.
수학식 1 및 2에서, R1은 제1 전류 단자(120)의 저항이고, R3은 제1 버스바(21)의 저항이고, R4는 배터리(20)의 내부 저항이고, R5는 제2 버스바(22)의 저항이고, R7은 제2 전류 단자(130)의 저항이므로 하나의 배터리 검사 장치(10) 및 배터리(20)에서 R1, R3, R4, R5 및 R7값은 고정된 값을 갖는다. 따라서, I가 동일한 경우 제1 전압(V1)은 일정한 값을 갖는다.
반면에, R2는 제1 전류 단자(120)와 제1 버스바(21)의 접촉부의 저항이고 R6은 제2 전류 단자(130)와 제2 버스바(22)의 접촉부의 저항이므로, R2는 제1 전류 단자(120)와 제1 버스바(21)의 접촉 상태에 따라 달라지고 R6는 제2 전류 단자(130)와 제2 버스바(22)의 접촉 상태에 따라 달라질 수 있다. 따라서, I가 동일한 경우에도 V2는 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)의 접촉 상태에 따라 상이한 값을 가질 수 있다.
배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)가 정상 접촉되는 경우, 제1 전류 단자(120)와 제1 버스바(21)는 면대면 접촉하고, 제2 전류 단자(130)와 제2 버스바(22)는 면대면 접촉하므로 R2 및 R6는 최소값을 가질 수 있다. 즉, 제2 전압(V2)은 정상 접촉인 경우 최소값을 갖는다.
관리부(300)는 충방전부(100)로부터 제1 전압(V1), 측정부(200)로부터 제2 전압(V2)을 전달받아 평가 전압(△V)을 계산할 수 있다. 평가 전압(△V)은 아래의 수학식 3에 기초하여 계산될 수 있다.
[수학식 3]
△V=V2-V1=I*(R1+R2+R6+R7)
배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)가 정상 접촉되는 경우 제2 전압(V2)은 최소값을 갖고, 제1 전압(V1)은 일정하므로 평가 전압(△V)은 최소값을 갖는다.
관리부(300)는 평가 전압(△V)이 기 설정된 전압 범위내에 해당하는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)는 정상 접촉 상태이므로, 평가 전압(△V)은 기 설정된 전압 범위 내에 해당할 수 있다.
도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 제1 전류 단자가 배터리에 비정상 접촉된 경우를 나타낸 개략도이다. 도 6은 본 문서에 개시된 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 제1 전류 단자가 배터리에 비정상 접촉된 경우의 등가 회로를 나타낸 개략도이다.
본 실시예에 따른 배터리 검사 장치(10)는 제1 전류 단자(120)와 배터리(20)의 접촉 상태에 있어 도 3 및 도 4의 실시예와 차이가 있다. 따라서 이하에서는 중복 설명은 생략하고 차이점을 위주로 서술한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130)는 제1 전압 단자(140) 및 제2 전압 단자(150)에 비해 폭이 클 수 있다. 즉, 컨트롤러(110)는 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130)를 통해 배터리(20)에 전류를 공급하므로 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130)는 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 수 있다.
이에 따라, 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130)의 배터리(20)에 대향하는 면의 면적은 제1 전압 단자(140) 및 제2 전압 단자(150)의 배터리(20)에 대향하는 면의 면적보다 넓을 수 있다.
따라서 배터리(20)의 제1 버스바(21)에 제1 전류 단자(120)를 접촉시키는 과정에서 정렬 오류, 이물질 삽입 등의 이유로 제1 전류 단자(120)와 제1 버스바(21)가 비정상 접촉할 수 있다. 다시 말하면, 제1 전류 단자(120)와 제1 버스바(21)는 서로 선대선으로 접촉하거나 점접촉 할 수 있다.
실시예에 따르면, 제1 전류 단자(120)의 일면은 배터리(20)의 제1 버스바(21)의 일면과 점접촉하고, 제2 전류 단자(130)의 일면은 배터리(20)의 제2 버스바(22)의 일면과 면대면으로 직접 접촉할 수 있다. 다시 말하면, 제2 전류 단자(130)와 제2 버스바(22) 사이에는 이물질 등의 물질이 배치되지 않아 충분한 접촉면적을 갖는 반면, 제1 전류 단자(120)와 제1 버스바(21) 사이에는 이물질 또는 공기 등이 배치되어 제1 전류 단자(120)의 배터리(20)에 대향하는 면의 일부는 제1 버스바(21)와 이격되어 배치될 수 있다.
이 경우, 정상 접촉의 경우와 비교하면 R1, R3, R4, R5, R6 및 R7은 동일하나, 비정상 접촉된 경우의 제1 전류 단자(120)와 제1 버스바(21)의 접촉부 저항인 R2'는 정상 접촉된 경우의 제1 전류 단자(120)와 제1 버스바(21)의 접촉부 저항인 R2와 상이할 수 있다. 즉, R2'는 R2보다 큰 값을 가질 수 있다.
컨트롤러(110)가 배터리(20)에 인가하는 전류를 I라고 하면 컨트롤러(110)가 측정하는 제3 지점(S3)과 제4 지점(S4) 사이의 전압인 제1 전압(V1)은 상술한 수학식 1에 기초하여 계산될 수 있다.
측정기(210)가 측정하는 제1 지점(S1)과 제2 지점(S2) 사이의 전압인 제2 전압(V2')은 상술한 수학식 2에 기초하여 계산될 수 있다.
관리부(300)는 충방전부(100)로부터 제1 전압(V1), 측정부(200)로부터 제2 전압(V2')을 전달받아 평가 전압(△V’)을 계산할 수 있다. 평가 전압(△V’)은 상술한 수학식 3에 기초하여 계산될 수 있다.
실시예에 따르면, R2'는 R2보다 크므로 V2' 역시 V2보다 큰 값을 갖는다. 이에 따라 평가 전압(△V’) 역시 정상 접촉인 경우와 비교할 때 큰 값을 갖는다.
관리부(300)는 충방전부(100) 및 측정부(200)로부터 전달받은 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2')의 차인 평가 전압(△V’)을 기 설정된 전압 범위와 비교할 수 있다. 관리부(300)는 저장해둔 전압 데이터 값들 중 검사 대상 배터리(20)에 해당하는 전압 범위와 평가 전압(△V’)을 비교할 수 있다.
배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)는 비정상 접촉 상태이므로, 평가 전압(△V’)은 기 설정된 전압 범위에서 벗어날 수 있다. 즉, 제1 전류 단자(120)와 제1 버스바(21)가 면대면 접촉하지 않고 들뜸이 발생한 상태이므로, 제1 전류 단자(120)와 제1 버스바(21)의 접촉부의 저항이 증가하고, 이에 따라 제2 전압(V2')이 증가하므로, 평가 전압(△V’)은 정상 접촉인 경우보다 커지게 되고, 평가 전압(△V’)은 기 설정된 범위를 벗어날 수 있다.
관리부(300)는 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)의 접촉을 비정상 접촉으로 판단되는 경우 배터리(20)의 저항 측정을 중단할 수 있다. 즉, 관리부(300)는 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)가 비정상 접촉되었다고 판단되면 충방전부(100)를 제어해 배터리(20)로 공급되는 전류를 중단시킬 수 있다.
배터리 검사 장치(10)는 지정된 시간동안 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)의 접촉 상태를 판단함으로써, 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)의 비정상 접촉 상태를 파악할 수 있다. 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)가 비정상 접촉 상태로 파악되면, 관리부(300)는 배터리(20)에 공급되는 전류의 공급을 중단할 수 있다.
이를 통해, 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)의 비정상 접촉으로 인한 배터리 검사 장치(10) 및 배터리(20)의 파손을 방지할 수 있다. 즉, 충방전부(100)의 제1 전류 단자(120)와 배터리(20)의 제1 버스바(21)가 면대면으로 접촉하지 않고 점접촉 함으로써 제1 전류 단자(120)와 제1 버스바(21)의 접촉부 저항이 증가하고, 이에 따라 증가한 접촉부 저항에 제1 전류 단자(120)로부터 제1 버스바(21)로 공급되는 전류가 공급됨에 따라 발열이 일어나고, 제1 전류 단자(120) 및 제1 버스바(21)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
다시 말하면, 제1 전류 단자(120)와 제1 버스바(21) 사이에 발화가 일어나거나, 제1 전류 단자(120) 및 제1 버스바(21)가 녹아서 붙게 되는 현상을 방지할 수 있다. 다시 말하면, 공정 라인이 멈추거나 배터리 검사 장치(10) 및 배터리(20)의 파손이 발생하기 전에 전류의 공급을 중단할 수 있다.
도 7은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 제2 전류 단자가 배터리에 비정상 접촉된 경우를 나타낸 개략도이다. 도 8은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 제2 전류 단자가 배터리에 비정상 접촉된 경우의 등가 회로를 나타낸 개략도이다.
본 실시예에 따른 배터리 검사 장치(10)는 제2 전류 단자(130)와 배터리(20)의 접촉 상태에 있어 도 3 및 도 4의 실시예와 차이가 있다. 따라서 이하에서는 중복 설명은 생략하고 차이점을 위주로 서술한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130)는 제1 전압 단자(140) 및 제2 전압 단자(150)에 비해 폭이 클 수 있다. 즉, 컨트롤러(110)는 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130)를 통해 배터리(20)에 전류를 공급하므로 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130)는 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 수 있다.
이에 따라, 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130)의 배터리(20)에 대향하는 면의 면적은 제1 전압 단자(140) 및 제2 전압 단자(150)의 배터리(20)에 대향하는 면의 면적보다 넓을 수 있다. 따라서 배터리(20)의 제2 버스바(22)에 제2 전류 단자(130)를 접촉시키는 과정에서 정렬 오류, 이물질 삽입 등의 이유로 제2 전류 단자(130)와 제2 버스바(22)가 비정상 접촉할 수 있다. 다시 말하면, 제2 전류 단자(130)와 제2 버스바(22)는 서로 선대선으로 접촉하거나는 점접촉 할 수 있다.
제2 전류 단자(130)의 일면은 배터리(20)의 제2 버스바(22)의 일면과 점접촉하고, 제1 전류 단자(120)의 일면은 배터리(20)의 제1 버스바(21)의 일면과 면대면으로 직접 접촉할 수 있다. 다시 말하면, 제1 전류 단자(120)와 제1 버스바(21) 사이에는 이물질 등의 물질이 배치되지 않아 충분한 접촉면적을 갖는 반면, 제2 전류 단자(130)와 제2 버스바(22) 사이에는 이물질 또는 공기 등이 배치되어 제2 전류 단자(130)의 배터리(20)에 대향하는 면의 일부는 제2 버스바(22)와 이격되어 배치될 수 있다.
이 경우, 정상 접촉의 경우와 비교하면 R1, R2, R3, R4, R5 및 R7은 동일하나, 비정상 접촉된 경우의 제2 전류 단자(130)와 제2 버스바(22)의 접촉부 저항인 R6'는 정상 접촉된 경우의 제2 전류 단자(130)와 제2 버스바(22)의 접촉부 저항인 R6와 상이할 수 있다. 즉, R6'는 R6보다 큰 값을 가질 수 있다.
전압은 저항과 해당 저항에 흐르는 전류의 곱으로 계산할 수 있다. 컨트롤러(110)가 배터리(20)에 인가하는 전류를 I라고 하면 컨트롤러(110)가 측정하는 제3 지점(S3)과 제4 지점(S4) 사이의 전압인 제1 전압(V1)은 상술한 수학식 1에 기초하여 계산될 수 있다.
측정기(210)가 측정하는 제1 지점(S1)과 제2 지점(S2) 사이의 전압인 제2 전압(V2″)은 상술한 수학식 2에 기초하여 계산될 수 있다.
관리부(300)는 충방전부(100)로부터 제1 전압(V1), 측정부(200)로부터 제2 전압(V2″)을 전달받아 평가 전압(△V″)을 계산할 수 있다. 평가 전압(△V″)은 상술한 수학식 3에 기초하여 계산될 수 있다.
실시예에 따르면, R6'은 R6보다 크므로 V2″ 역시 V2보다 큰 값을 갖는다. 이에 따라 평가 전압(△V″) 역시 정상 접촉인 경우와 비교할 때 큰 값을 갖는다.
관리부(300)는 충방전부(100) 및 측정부(200)로부터 전달받은 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2″)의 차인 평가 전압(△V″)을 기 설정된 전압 범위와 비교할 수 있다. 관리부(300)는 저장해둔 전압 데이터 값들 중 검사 대상 배터리(20)에 해당하는 전압 범위와 평가 전압(△V″)을 비교할 수 있다.
배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)는 비정상 접촉 상태이므로, 평가 전압(△V″)은 기 설정된 전압 범위에서 벗어날 수 있다. 즉, 제2 전류 단자(130)와 제2 버스바(22)가 면대면 접촉하지 않고 들뜸이 발생한 상태이므로, 제2 전류 단자(130)와 제2 버스바(22)의 접촉부의 저항이 증가하고, 이에 따라 제2 전압(V2″)이 증가하므로, 평가 전압(△V″)은 정상 접촉인 경우보다 커지게 되고, 평가 전압(△V″)은 기 설정된 범위를 벗어날 수 있다.
관리부(300)는 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)의 접촉을 비정상 접촉으로 판단되는 경우 배터리(20)의 저항 측정을 중단할 수 있다. 즉, 관리부(300)는 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)가 비정상 접촉되었다고 판단되면 충방전부(100)를 제어해 배터리(20)로 공급되는 전류를 중단시킬 수 있다.
이를 통해, 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)의 비정상 접촉으로 인한 배터리 검사 장치(10) 및 배터리(20) 파손을 방지할 수 있다. 즉, 충방전부(100)의 제2 전류 단자(130)와 배터리(20)의 제2 버스바(22)가 면대면으로 접촉하지 않고 점접촉 함으로써 제2 전류 단자(130)와 제2 버스바(22)의 접촉부 저항이 증가하고, 이에 따라 증가한 접촉부 저항에 제2 버스바(22)로부터 제2 전류 단자(130)로 공급되는 전류가 공급됨에 따라 발열이 일어나고, 제2 전류 단자(130) 및 제2 버스바(22)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
다시 말하면, 제2 전류 단자(130)와 제2 버스바(22) 사이에 발화가 일어나거나, 제2 전류 단자(130) 및 제2 버스바(22)가 녹아서 붙게 되는 현상을 방지할 수 있다. 다시 말하면, 공정 라인이 멈추거나 배터리 검사 장치(10) 및 배터리(20)의 파손이 발생하기 전에 전류의 공급을 중단할 수 있다.
도 9는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 검사 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 9에 도시된 실시예는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 동작의 순서는 도 9에 도시된 바와 다를 수 있고, 도 9에 도시된 일부 단계들이 생략되거나 단계들 간의 순서가 변경되거나 단계들이 병합될 수도 있다.
도 9를 참조하면, 배터리 검사 방법은 측정부가 제1 전류 단자 및 제2 전류 단자 간의 제1 전압을 측정하는 동작(S110), 제1 전압 측정 값을 관리부로 전달하는 동작(S120), 컨트롤러가 배터리의 제1 버스바 및 제2 버스바 간의 제2 전압을 측정하는 동작(S130), 제2 전압 측정 값을 관리부로 전달하는 동작(S140), 제1 전압과 제2 전압의 차를 기 설정된 전압 범위와 비교하는 동작(S150), 설정 범위를 만족하는지 여부를 판단하는 동작(S160), 정상 판단하는 동작(S170) 및 불량 판단하는 동작(S180)을 포함할 수 있다.
이하에서는 상기 동작 S110 내지 S180에 대해 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다.
동작 S110에서, 측정부(200)는 제1 전류 단자(120) 및 제2 전류 단자(130) 간의 제2 전압(V2)을 측정할 수 있다. 실시예에 따르면, 측정부(200)의 측정기(210)는 측정기(210)와 연결된 제1 측정 라인(221) 및 제2 측정 라인(222)을 이용하여 제1 지점(S1)과 제2 지점(S2) 사이의 전압인 제2 전압(V2)을 측정할 수 있다. 측정기(210)는 제2 전압(V2)을 저장할 수 있다. 동작 S110 이후에는 동작 S120을 수행할 수 있다.
동작 S120에서, 측정부(200)는 제2 전압(V2)을 관리부(300)로 전달할 수 있다.
동작 S130에서, 충방전부(100)는 배터리(20)의 제1 버스바(21) 및 제2 버스바(22) 간의 제2 전압(V2)을 측정할 수 있다. 실시예에 따르면, 충방전부(100)의 컨트롤러(110)는 제3 라인(163) 및 제1 전압 단자(140)와 제4 라인(164) 및 제2 전압 단자(150)를 이용해 제1 버스바(21) 및 제2 버스바(22) 사이의 전압인 제1 전압(V1)을 측정할 수 있다. 컨트롤러(110)는 제1 전압(V1)을 저장할 수 있다. 동작 S130 이후에는 동작 S140을 수행할 수 있다.
동작 S140에서, 충방전부(100)는 제1 전압(V1)을 관리부(300)로 전달할 수 있다.
동작 S120 및 S140 이후에는 동작 S150을 수행할 수 있다.
동작 S150에서, 관리부(300)는 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)의 차를 기 설정된 전압 범위와 비교할 수 있다. 보다 구체적으로, 관리부(300)는 측정부(200) 및 충방전부(100)로부터 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)을 전달받을 수 있다. 관리부(300)는 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)의 차를 계산하여 평가 전압을 도출하고, 평가 전압을 저장할 수 있다. 관리부(300)는 저장해둔 전압 데이터 값들 중 검사 대상 배터리(20)에 해당하는 전압 범위와 평가 전압을 비교할 수 있다. 동작 S150 이후에는 동작 S160을 수행할 수 있다.
동작 S160에서, 관리부(300)는 평가 전압이 기 설정된 전압 범위 내에 포함되는지 여부를 판단할 수 있다. 평가 전압이 기 설정된 전압 범위 내에 포함되는 경우 S170을 수행할 수 있다. 평가 전압이 기 설정된 전압 범위 내에 포함되지 않는 경우 S180을 수행할 수 있다.
동작 S170에서, 관리부(300)는 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)의 접촉을 정상 접촉으로 판단할 수 있다. 이 경우 배터리(20)의 저항 측정을 진행할 수 있다.
동작 S180에서, 관리부(300)는 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)의 접촉을 불량이라고 판단할 수 있다. 이 경우 배터리 검사 장치(10)와 배터리(20)가 비정상 접촉했다 판단하고, 배터리 검사 장치는 배터리에 공급하던 전류를 정지시킬 수 있다.
도 10은 본 문서에 개시된 일 실시예에 다른 배터리 관리 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 보여준다.
도 10을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템(400)은 MCU(410), 메모리(420), 입출력 I/F(430) 및 통신 I/F(440)를 포함할 수 있다.
MCU(410)는 메모리(420)에 저장되어 있는 각종 프로그램(예를 들면, SOH 산출 프로그램, 셀 밸런싱 수행 대상 판정 프로그램 등)을 실행시키고, 이러한 프로그램들을 통해 복수의 배터리 셀의 SOC, SOH 등을 포함한 각종 데이터를 처리하며, 전술한 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 배터리 검사 장치(10)의 기능들을 수행하도록 하는 프로세서일 수 있다.
메모리(420)는 배터리 셀의 SOH 산출과 셀 밸런싱 수행 대상 판정에 관한 각종 프로그램을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(420)는 배터리 셀 각각의 SOC, SOH 데이터 등 각종 데이터를 저장할 수 있다.
이러한 메모리(420)는 필요에 따라서 복수 개 마련될 수도 있을 것이다. 메모리(420)는 휘발성 메모리일 수도 있으며 비휘발성 메모리일 수 있다. 휘발성 메모리로서의 메모리(420)는 RAM, DRAM, SRAM 등이 사용될 수 있다. 비휘발성 메모리로서의 메모리(420)는 ROM, PROM, EAROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 등이 사용될 수 있다. 상기 열거한 메모리(420)들의 예를 단지 예시일 뿐이며 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
입출력 I/F(430)는, 키보드, 마우스, 터치 패널 등의 입력 장치(미도시)와 디스플레이(미도시) 등의 출력 장치와 MCU(410) 사이를 연결하여 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공할 수 있다.
통신 I/F(440)는 서버와 각종 데이터를 송수신할 수 있는 구성으로서, 유선 또는 무선 통신을 지원할 수 있는 각종 장치일 수 있다. 예를 들면, 통신 I/F(440)를 통해 별도로 마련된 외부 서버로부터 배터리 셀의 SOH 산출이나 밸런싱 대상의 판정을 위한 프로그램이나 각종 데이터 등을 송수신할 수 있다.
이와 같이, 본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 관리 방법은 메모리(420)에 기록되고, MCU(410)에 의해 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 문서에 개시된 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 문서에 개시된 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 문서에 개시된 실시예들은 본 문서에 개시된 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 문서에 개시된 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 문서에 개시된 기술 사상의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 문서의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 배터리 검사 장치
100: 충방전부
110: 컨트롤러
120: 제1 전류 단자
130: 제2 전류 단자
160: 충방전 라인
200: 측정부
210: 측정기
220: 측정 라인
300: 관리부
20: 배터리
21: 제1 버스바
22: 제2 버스바

Claims (14)

  1. 배터리의 전압을 측정하기 위한 제1 전압 단자 및 제2 전압 단자와, 상기 배터리에 전류를 인가하기 위한 제1 전류 단자 및 제2 전류 단자를 포함하고, 상기 제1 전압 단자 및 제2 전압 단자 간의 제1 전압을 측정하는 충방전부;
    상기 배터리와 연결되는 경우 상기 제1 전류 단자 및 제2 전류 단자 간의 제2 전압을 측정하는 측정부; 및
    상기 제1 전압 및 제2 전압에 기초하여 상기 제1 전류 단자 및 제2 전류 단자 중 적어도 어느 하나와 상기 배터리 간의 접촉 상태를 판단하는 관리부;를 포함하는 배터리 검사 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 관리부는,
    상기 제1 전압과 제2 전압의 차이에 기초하여, 상기 제1 전류 단자 또는 상기 제2 전류 단자의 접촉 불량 여부를 판정하는 배터리 검사 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 관리부는
    상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차가 기 설정된 기준 값을 초과하는 경우 접촉 불량으로 판정하는 배터리 검사 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 관리부는,
    지정된 시간 구간 동안, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 모니터하고, 상기 지정된 시간 구간 동안, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차의 변화에 기초하여, 상기 제1 전류 단자 또는 상기 제2 전류 단자의 접촉 불량 여부를 판정하는 배터리 검사 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 지정된 시간 구간에서,
    상기 제1 전류 단자는 상기 배터리의 제1 버스바에 접촉하고, 상기 제2 전류 단자는 상기 배터리의 제2 버스바에 접촉하는 배터리 검사 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전류 단자는 상기 배터리의 제1 버스바에 접촉하고, 상기 제2 전류 단자는 상기 배터리의 제2 버스바에 접촉하고, 상기 제1 전류 단자 및 상기 제2 전류 단자를 통해 상기 배터리에 전류가 인가되는 배터리 검사 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 관리부는,
    상기 제1 전류 단자 및 상기 제2 전류 단자를 통해 상기 배터리에 전류가 인가되는 동안 접촉 불량 여부를 판정하는 배터리 검사 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 충방전부는 상기 배터리를 충전 또는 방전하는 컨트롤러, 상기 컨트롤러와 상기 제1 전류 단자를 연결하는 제1 라인, 상기 컨트롤러와 상기 제2 전류 단자를 연결하는 제2 라인, 상기 컨트롤러와 상기 제1 전압 단자를 연결하는 제3 라인 및 상기 컨트롤러와 상기 제2 전압 단자를 연결하는 제4 라인을 포함하고, 상기 측정부는 상기 제1 라인 및 상기 제2 라인과 연결되는 배터리 검사 장치.
  9. 배터리를 충전 또는 방전하는 컨트롤러, 상기 배터리의 제1 버스바와 접촉하는 제1 전류 단자, 상기 배터리의 제2 버스바와 접촉하는 제2 전류 단자, 상기 컨트롤러와 상기 제1 전류 단자를 연결하는 제1 라인 및 상기 컨트롤러와 상기 제2 전류 단자를 연결하는 제2 라인을 포함하는 충방전부;
    상기 제1 라인 및 상기 제2 라인과 연결되는 측정부; 및
    상기 충방전부 및 상기 측정부로부터 측정 값을 전달 받아 상기 제1 전류 단자와 상기 제1 버스바 간 및 상기 제2 전류 단자와 상기 제2 버스바 간의 접촉 불량 여부를 판정하는 관리부;를 포함하는 배터리 검사 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 측정부는 상기 측정부가 상기 제1 전류 단자 및 상기 제2 전류 단자 간의 전압 차인 제1 전압을 측정하는 배터리 검사 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 충방전부는 상기 배터리의 전압을 측정하기 위한 제1 전압 단자 및 제2 전압 단자를 더 포함하고 상기 제1 전압 단자 및 상기 제2 전압 단자 간의 제2 전압을 측정하는 배터리 검사 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 전압은 상기 제2 전압보다 큰 배터리 검사 장치.
  13. 측정부가 제1 전류 단자 및 제2 전류 단자 간의 제1 전압을 측정하는 단계;
    컨트롤러가 배터리의 제1 버스바 및 제2 버스바 간의 제2 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 제1 전압 및 상기 제2 전압에 기초하여, 상기 제1 전류 단자 또는 상기 제2 전류 단자의 접촉 불량을 판정하는 단계;를 포함하는 배터리 검사 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 접촉 불량을 판정하는 단계는
    상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차에 기초하여, 상기 제1 전류 단자 또는 상기 제2 전류 단자의 접촉 불량 여부를 판정하는 단계인 배터리 검사 방법.
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