WO2016047857A1 - 전지 충방전용 핀 - Google Patents

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WO2016047857A1
WO2016047857A1 PCT/KR2014/011284 KR2014011284W WO2016047857A1 WO 2016047857 A1 WO2016047857 A1 WO 2016047857A1 KR 2014011284 W KR2014011284 W KR 2014011284W WO 2016047857 A1 WO2016047857 A1 WO 2016047857A1
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pin
battery
pin body
electrode
probe
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PCT/KR2014/011284
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English (en)
French (fr)
Inventor
김만래
백운용
성명국
Original Assignee
(주)갑진
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Publication date
Application filed by (주)갑진 filed Critical (주)갑진
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery charge / discharge pin that can improve charge / discharge efficiency by preventing the contact of the battery from being placed in a horizontal state so as to be naturally tilted correspondingly to the surface of the electrode and preventing contact or inhomogeneous contact.
  • a battery is to obtain electrical energy by using a chemical or physical reaction, such a chemical battery is divided into a primary battery and a secondary battery.
  • Secondary batteries are those that can be recharged after they have been used up, like rechargeable batteries or lead acid batteries.
  • Such secondary batteries include nickel-cadmium (Ni-Cd), nickel-hydrogen (Ni-MH), lead acid batteries (SLA), lithium-ion (lithium-ion), and lithium-polymer (lithium-polymer).
  • the secondary battery has a battery pack type in which a plurality of cells, that is, unit cells are connected in consideration of charging and discharging efficiency or current capacity.
  • the secondary battery has high energy density, light weight, high voltage, pollution-free, high power, and fast charging.
  • Lithium batteries which have advantages such as excellent lifespan, have been in the spotlight, and lithium batteries are classified into lithium ion batteries, lithium polymer batteries, and lithium metal polymer batteries.
  • a hard pack process of assembling a circuit, a terminal, or a connection part to a bare cell, and then assembling a case, and a charge / discharge process of charging and discharging the hard pack are performed. Is done.
  • the shape and shape of the battery is determined according to the use and required characteristics of the product when fixing the hard pack, the performance of the battery is determined during the charge and discharge process, and the quality of the product is determined.
  • the battery charging and discharging process is often performed using a probe (pin).
  • These probes are provided with probe pins to which current and voltage are applied, and thus charging and discharging of the battery are performed while the current probe pin and the voltage probe pin of the probe are pressed by electrode terminals provided in the battery cells of the battery.
  • Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2014-0067227 battery for charging and discharging a battery
  • the outer surface portion of the current probe pin Disclosed is a technique for maximizing the contact between the electrode and the probe pin of the battery to minimize the contact resistance between the probe pin and the battery during battery charging and discharging to improve the charge and discharge efficiency for the battery.
  • the present invention further improves the above problems, and improves charging and discharging efficiency by preventing the contact of the battery, even if it is not in a horizontal state, to be naturally tilted correspondingly so as to face the surface of the electrode, so as to prevent contact shortage or uneven contact.
  • the purpose of the present invention is to provide a battery charging pin.
  • a pin body body having a receiving portion therein;
  • a pin body having a pin insertion portion penetrated up and down inside and a current probe elastically contacting the electrode surface of the battery at a lower end thereof, the pin body inserted into the pin body to be lifted and tilted;
  • a voltage probe assembly fixedly liftable to the pin insertion unit to elastically contact the electrode surface of the battery.
  • the receiving portion of the pin body body has a first inclined downward slope from the top to the bottom, and a first vertical portion extending vertically from the lower end of the first inclined portion;
  • the pin body is formed to be inclined downward from the upper side to the lower side to be opposed to the first inclined portion of the body of the fin body, and formed at the lower end of the first inclined portion of the first vertical portion of the pin body (D1) Rather, it comprises a first vertical portion having a relatively small outer diameter (D2).
  • the upper end of the first inclined portion of the pin body body is provided with a second vertical portion extending upward, and the second inclined portion extending from the upper end to the upper portion of the second vertical portion integrally;
  • the second vertical portion extending upward from the upper end of the first inclined portion of the pin body and the second inclined portion formed to be inclined upwardly upward from the upper end of the second vertical portion to face the second inclined portion of the pin body.
  • the inner diameter (D2) of the second vertical portion of the pin body body is characterized in that formed relatively larger than the outer diameter (D4) in the second vertical portion of the pin body.
  • the inner diameter (D1) of the first vertical portion of the pin body body is the same as the outer diameter (D4) in the second vertical portion of the pin body and formed relatively larger than the outer diameter (D2) in the first vertical portion of the pin body. It features.
  • a voltage probe which is inserted into and protrudes from the pin insertion portion of the pin body
  • a pin guider inserted into the protruding portion of the voltage probe and fixed to the pin insertion unit;
  • the pin body is tilted to the surface of the electrode while being tilted in the accommodating portion correspondingly.
  • the problem of deterioration of the charge / discharge efficiency of the battery can be reliably prevented.
  • the defect rate can be drastically lowered, which greatly improves the reliability of the product, and also has the advantage of solving the problem that the capacity of the actual battery is reduced.
  • the pin body can be linearly moved up to a certain height, so that the contact of the current probe And the pin body ascends while the contact tip of the voltage probe penetrates the electrode surface of the battery and is strongly pressed, and the second vertical portion of the pin body has a larger inner diameter than the outer diameter at the first vertical portion of the pin body.
  • the pin body can be tilted in all directions, so that even when the electrode of the battery is not horizontal, the pin body naturally tilts in the receiving part when pressurized.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a battery charge and discharge pin according to the present invention.
  • Figure 2 is a bottom perspective view of Figure 1;
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 1;
  • Figure 4 is a perspective view of the main portion of the voltage probe assembly in Figure 3;
  • FIG. 5 is a front cross-sectional view of FIG.
  • 6A and 6B are views for explaining the operation of the first embodiment.
  • Figure 7 is a perspective view showing a second embodiment of the battery charge and discharge pins according to the present invention.
  • FIG. 8 is a front sectional view of FIG.
  • Figure 7 is a perspective view showing a second embodiment of the battery charge and discharge pins according to the present invention.
  • FIG. 8 is a bottom perspective view of FIG. 7.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of FIG. 7;
  • FIG. 10 is an essential perspective view of the voltage probe assembly of FIG. 9.
  • FIG. 11 is a front cross-sectional view of FIG. 7.
  • Figure 13 is a front sectional view showing a third embodiment of the battery charge and discharge pin according to the present invention.
  • 22a-1 flat surface 22a-2: concave groove 22a-3: contacting head
  • first inclined portion 24 second inclined portion 25: first vertical portion
  • pin body guider 60 stopper nut 70: support fixing nut
  • D1, D2 Inner and outer diameters of the first vertical portion
  • D3, D4 Inner and outer diameters of the second vertical portion
  • FIG. 1 is a combined perspective view showing a first embodiment of a battery charge and discharge pin according to the present invention
  • Figure 2 is a bottom perspective view of Figure 1
  • Figure 3 is an exploded perspective view of Figure 1
  • Figure 4 is a voltage in Figure 3
  • FIG. 5 is a front sectional view of FIG. 1.
  • the pin for battery charging according to the present invention according to the first embodiment, the pin body 10 and the pin body 20, the elastic body 30, the voltage probe assembly 40 and It is composed of a support fixture fixing nut 70, it is used for the purpose of applying a current in contact with the electrode 101 of the battery 100 during the charging and discharging operation of the battery 100.
  • the pin body body 10 is a tube through which the inside penetrates up and down, and in the present embodiment, a battery charge / discharge device (not shown) via a support fixture fixing nut 70 fastened to an outer circumferential surface thereof. Is fixed to the support (F).
  • the inside of the pin body 10 is provided with an accommodating portion 11 in which the pin body 20 is accommodated.
  • the accommodating portion 11 has a truncated cone-shaped first inclined portion 11a and a first inclined portion ( And a first vertical portion 11c extending vertically at the bottom of 11a).
  • the inner diameter (D1) of the first vertical portion (11c) is preferably formed relatively larger than the outer diameter (D2) of the first vertical portion (11c) of the fin body 20, for the reason The process of describing the body 20 will be described in detail.
  • the first inclined portion (11a) has a function to guide the pin body (20) slide upwards to be returned to its original position when the slide moves downward by the restoring force of the elastic body 30, accordingly
  • the contact between the current probe 22 and the voltage probe 41 and the electrode 101 can be uniformly useful.
  • the pin body 20 has a pin insertion portion 21 penetrating up and down therein and elastically contacts the surface of the electrode 101 of the battery 100 at a lower end thereof.
  • the pin body body 10 is inserted into the pin body main body 10 so as to be lifted and tilted.
  • the voltage probe assembly 40 is inserted into and fixed to the pin insertion portion 21.
  • the pin body 20 is divided into a first body portion 20a and a second body portion 20b so as to be easily coupled to the pin body body 10 and are integrally coupled to each other.
  • the second body portion 20b is introduced into the pin body body 10 to correspond to the first inclined portion 11a such that the outer circumferential surface thereof is in surface contact with the first inclined portion 11a of the accommodation portion 11.
  • the first inclined portion 23 has a truncated cone shape.
  • the pin body 20 slides upward, a play is naturally generated between the first inclined portion 11a of the pin body body 10 and the first inclined portion 23 of the pin body 20.
  • the inner diameter D1 of the first vertical portion 11b is relatively larger than the outer diameter D2 of the first vertical portion 11c of the pin body 20.
  • the pin body 20 is capable of tilting in all directions so that the electrode 101 of the battery 100 can be tilted correspondingly to face the surface of the electrode 101 even when the electrode 101 is not in a horizontal state. .
  • the pin body 20 that has been slid upwards is slid downward by the restoring force of the elastic body 30, the pin body 20 is formed along the first inclined portion 11a of the pin body body 10.
  • the first inclined portion 23 is naturally moved and set (positioned) to an initial state.
  • the current probe 22 is provided with a plurality of contact protrusions 22a on a surface facing the surface of the electrode 101.
  • the contact protrusions 22a are provided with a flat surface 22a-1, and the contact protrusions are provided. The current is applied while the flat surface 22a-1 of 22a is in contact with the surface of the electrode 101.
  • the flat surface 22a-1 of the contact protrusion 22a is configured to have surface contact with the surface of the electrode 101 at a predetermined area. Further, the contact protrusions 22a are arranged in a lattice shape on the surface facing the surface of the electrode 101, and the concave grooves 22a-2 are formed in a lattice shape between the contact protrusions 22a.
  • the flat surface 22a-1 in the contact protrusion 22a contacts the surface of the electrode 101 of the battery 100 so that the surface between the electrode 101 of the battery 100 and the current probe 22 is as large as possible. Since the contact point is increased, the charging and discharging efficiency of the battery 100 is increased, while heat is generated when the current probe 22 is charged and discharged while being pressed on the surface of the electrode 101 of the battery 100. Since heat escapes through the lattice-shaped recesses 22a-2, the charge and discharge efficiency of the battery 100 may be prevented by the heat.
  • the concave groove 22a-2 between the contact protrusions 22a of the current probe 22 functions as a heat dissipation groove for discharging heat to the outside during charging and discharging of the battery 100.
  • the elastic body 30 is a coil spring.
  • the pin body 20 is interposed between the pin body body 10 and the pin body 20 to elastically lower the pin body 20.
  • the current probe 22 of the pin body 20 is connected to the electrode body 101 of the battery 100 by the elastic body 30 interposed between the pin body body 10 and the pin body 20.
  • the battery 100 is charged and discharged in a state where the surface of the battery 100 is pressed at a predetermined pressure.
  • the flat surface 22a-1 of the current probe 22 pressed on the surface of the electrode 101 of the battery 100 is a battery. Since the surface contact with the surface of the electrode 101 of the (100) is in a state of being pressed, the electrical contact resistance during charge and discharge of the battery 100 can be reduced as much as possible.
  • the voltage probe assembly 40 includes a voltage probe 41, a sleeve 42, an elastic body 43, a pin guider 44, and a probe fixing body 45.
  • the pin body 20 is fixed to the pin insertion portion 21 to be liftable.
  • the voltage probe 41 is composed of a probe body 41a and a probe pin 41b. In the present embodiment, the voltage probe 41 is installed at the pin insertion portion 21, and the electrode of the battery 100 is provided via the elastic body 43. 101) Elastic contact with the surface.
  • the lower end of the probe body (41a) is provided with a receiving portion (41a-1) is inserted into the probe pin (41b) to be lifted, the guide protrusion (41a-2) on the inner peripheral surface of the receiving portion (41a-1) Is provided integrally.
  • a contact tip 41b-1 is integrally formed at a lower end of the probe pin 41b, and a guide groove 41b-2 is provided on the outer circumferential surface thereof to face the guide protrusion 41a-2.
  • the contact tip (41b-1) of the probe pin (41b) is formed with a pointed tip shape is provided with a plurality, the contact tip (41b-1) is on the surface of the electrode 101 of the battery 100 Digging into the foreign matter to improve the contact with the electrode 101, there is an advantage that can increase the voltage sensing efficiency by the voltage probe (41).
  • the electrode 101 of the battery 100 may be made of aluminum, and the aluminum has an oxide film formed on a surface thereof to be a foreign material between the voltage probe 41 and the electrode 101 of the battery 100.
  • the pointed contact tip 41b-1 of the voltage probe 41 penetrates an oxide film formed on the surface of the electrode 101 of the battery 100, so that the electrode 101 of the battery 100 and the voltage probe ( 41) the contact between them is increased, so the voltage sensing efficiency is higher.
  • the elastic body 42 is a coil spring.
  • the elastic body 42 is interposed between the probe body 41a and the probe pin 41b, and serves to exert the probe pin 41b downward.
  • the sleeve 43 is an insulator, and is inserted into the center of the lower end of the pin body 20 so as to stably fix the lower end of the voltage probe 41.
  • the pin guider 44 is coupled through the upper portion of the voltage probe 41 to be fitted to the upper end of the pin insertion portion 21 of the pin body 20 to function to stably fix the upper end of the voltage probe 41.
  • the probe fixing body 45 is a snap ring, which is coupled to the upper end of the voltage probe 41 in the present embodiment and functions as a stopper to prevent the pin fixing part 21 from being separated from the pin fixing part 21.
  • the battery charge pin according to the present invention is lowered toward the surface of the electrode 101 of the battery 100, and at this time, the probe pin of the voltage probe 41 is primarily on the surface of the electrode 101. As the 41b is contacted and continuously lowered, the probe pin 41b slides upward along the receiving portion 41a-1 of the probe body 41a while pressing the elastic body 42.
  • the current probe 22 of the pin body 20 comes into secondary contact with the surface of the electrode 101, which is also continuous. As the pin body 20 descends, the pin body 20 slides upward while pressing the elastic body 30.
  • the current probe 22 and the voltage probe 41 are brought into contact with the surface of the electrode 101 of the battery 100 to supply current to the electrode 101 of the battery 100 through the current probe 22.
  • the battery 2 is charged by applying.
  • the pin body 20 is tilted in the accommodating part 11 so as to be in contact with the surface of the electrode 101.
  • the problem that the charge / discharge efficiency of the battery 100 is deteriorated due to lack of contact or uneven contact between the electrode 101 and the current probe 22 of the 100 can be reliably prevented, and the current probe 22 and the battery
  • the defective contact between the electrode 101 of the (100) as a result it is possible to ensure the charge and discharge efficiency of the desired battery (100), and as the charge of the battery 100 is properly made, the defective rate can be significantly lowered It greatly improves the reliability of the product, there is an advantage that can solve the problem that the capacity of the actual battery 100 is reduced.
  • the pin body 20 that has been slid upwards is slid downward by the restoring force of the elastic body 30, the pin body 20 of the pin body 20 is along the first inclined portion 11a of the pin body body 10.
  • the first inclined portion 23 is naturally moved to set (position) the initial state.
  • the first inclined portion 11a of the pin body body 10 and the first inclined portion 23 of the pin body 20 are in contact with each other so that the pin body 20 is repeatedly As the ascending and descending, not only the first inclined portion 11a of the pin body 10 or the first inclined portion 23 of the pin body 20 is easily worn due to mutual friction, and foreign matters are generated. It is easy, and due to this, the durability is weak, there is a problem that the replacement cycle is short.
  • the pin body 20 ' is supported on the upper and inner circumferential surfaces of the upper body and the lower end of the pin body 10' so that the friction between the pin body 20 'and the pin body 20' is minimized.
  • the second vertical portion 11d and the second inclined portion 11b are reinforced on the main body 10 ', and the second vertical portion 26 and the second inclined portion 24 are further added to the pin body 20'.
  • the fin for electron charging and discharging according to the second embodiment of the present invention is substantially the same as the first embodiment of the present invention, except that the structure (shape) of the fin body 10 'and the fin body 20' is different. Some modifications were made.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a second embodiment of a battery charge and discharge pin according to the present invention
  • Figure 8 is a front sectional view of FIG.
  • the inside of the fin body 10 ' is provided with an accommodating portion 11 in which the fin body 20' is accommodated, and the first and second inclined portions 11a, respectively, on the inner circumferential surface of the lower end and the upper end of the accommodating portion 11; 11b) is provided, and the first and second vertical portions 11c and 11d are integrally provided at the lower portion where the first and second inclined portions 11a and 11b are formed.
  • the inner diameters D1 and D3 of the first and second vertical portions 11c and 11d are relatively smaller than the outer diameters D2 and D4 of the first and second vertical portions 25 and 26 of the pin body 20 '. It is desirable to form larger.
  • first inclined portion (11a) and the second inclined portion (11b) can be returned to its original position when the pin body (20 ') which is moved upwardly slides downward by the restoring force of the elastic body (30). In this way, the contact position of the pin body 20 'can be solved and the contact between the current probe 22 and the voltage probe 41 and the electrode 101 can be uniformly held. It's quite useful.
  • the pin body 20 ′ has a pin insertion portion 21 penetrating up and down therein and elastically contacts the surface of the electrode 101 of the battery 100 at a lower end thereof.
  • the pin body body 10 ′ is inserted into the pin body body 10 ′ so as to be lifted and tilted.
  • pin insertion portion 21 and the current probe 22 have been described in detail in the first embodiment, the pin insertion portion 21 and the current probe 22 will be omitted in order to avoid redundant description.
  • the pin body 20 ' is divided into a first body portion 20a and a second body portion 20b so as to be easily coupled to the pin body body 10' like the first embodiment. Are combined.
  • the outer circumferential surface thereof may face the first and second inclined portions 11a and 11b of the accommodation portion 11.
  • the body portion 20b is provided with a corresponding first and second inclined portions 23 and 24 integrally, and a lower portion of the first and second inclined portions 23 and 24 has a first and second vertical portions having different diameters. 25 and 26 are integrally provided.
  • the first and second inclined portions 11a and 11b of the pin body 10' and the first and second inclined portions of the pin body 20 ' are also the first and second vertical portions 25 and 26 of the pin body 20 '. Since the fin body 20 'can be tilted in all directions because it is formed to be larger than the outer diameters D2 and D4, even if the electrode 101 of the battery 100 is not in a horizontal state.
  • the pin body 20 ' which has been slid upward is slid downward by the restoring force of the elastic body 30, the pin body 20' is along the first and second inclined portions 11a and 11b of the pin body 10 '.
  • the first and second inclined portions 23 and 24 of the pin body 20 ' are naturally moved and set (positioned) to an initial state, and at this time, the friction interference between the pin body body 10' and the pin body 20 'is also performed. It is very useful because it can reduce the
  • the pin body 20 " is raised and lowered in a straight line until a constant pressure is generated, and after the constant pressure is generated, the pin body 20 " is tilted inside the pin body 10 "
  • the above problem can be solved by preventing the occurrence of slip between the 22) and the voltage probe 41 and the electrode 101.
  • the inner diameter D1 of the first vertical portion 11c of the pin body 10 " is formed on the second vertical portion 26 of the pin body 20 " in the same manner as the outer diameter D4. Until the pin body 20 "slides vertically, and is formed in the 1st vertical part 25 of the pin body 20" relatively larger than the outer diameter D2, after passing the said pin body ( The above problem is solved (improved) by enabling a tilt of 20 ").
  • FIG. 10 is a perspective view showing a third embodiment of the battery charge and discharge pin according to the present invention
  • Figure 11 is a bottom perspective view of Figure 10
  • Figure 12 is an exploded perspective view of Figure 10
  • Figure 13 is a voltage in Figure 12
  • FIG. 14 is a front sectional view of FIG. 10.
  • the pin for battery charging according to the present invention according to the third embodiment the pin body 10 "and the pin body 20", the elastic body 30, the voltage probe assembly 40 '), The pin body guider 50, the stopper nut 60 and the support fixing nut 70.
  • the pin body (10 ") is a tube that penetrates up and down inside, in the present embodiment through the support fixture fixing nut 70 fastened to the outer peripheral surface of the battery charge and discharge device ( It is fixed to the support (F) of the (not shown).
  • An interior of the fin body 10 ′′ includes an accommodating portion 11 in which the fin body 20 ′′ is accommodated, and the first and second inclined portions 11 a, respectively, on the inner circumferential surface of the lower end and the upper end of the accommodating portion 11. 11b) is provided, and the first and second vertical portions 11c and 11d are integrally provided at the lower portion where the first and second inclined portions 11a and 11b are formed.
  • the pin body guider 50 is inserted into the second inclined portion 11b to be seated.
  • the first inclined portion 11a of the pin body 10 " can be returned to its original position when the pin body 20 " slid upwardly slides downward by the restoring force of the elastic body 30.
  • it solves the problem that the contact position of the pin body 20 "fluctuates, and can uniformly hold the contact between the current probe 22, the voltage probe 41, and the electrode 101. FIG. It's quite useful.
  • the inner diameter D1 of the first body 11c of the pin body 10 is larger than the inner diameter D3 of the first vertical portion 11c of the pin body 20" and the second vertical portion ( 26) is at least the same as the inner diameter D4, and the inner diameter D2 at the second vertical portion 11d of the fin body 10 "is the inner diameter at the second vertical portion 26 of the pin body 20". It is preferable to form larger than (D4).
  • the pin body 20 ′′ has a pair of pin insertion portions 11 penetrating up and down therein, and is burned on the surface of the electrode 101 of the battery 100 at a lower end thereof.
  • a member having a current probe 22 that is in sexual contact it is inserted into the pin body 10 "in the present embodiment and is lifted and tilted.
  • the pin body 20 "has a first vertical portion 11c and a second vertical portion 26 having different diameters on the outer circumferential surface thereof, and a first vertical portion between the first and second vertical portions 25 and 26.
  • the first inclined portion 23 inclined downward from 11c toward the second vertical portion 26 is integrally formed.
  • a voltage probe 41, a sleeve 42, and an elastic body 43 constituting the voltage probe assembly 40 ′ are inserted to mediate the pin guider 44 and the probe fixing body 45. It is fixed so that it can be elevated.
  • the current probe 22 is provided with a plurality of contact protrusions 12a on a surface facing the surface of the electrode 101, and the current is in a state in which the contact protrusions 12a are in contact with the surface of the electrode 101. It is configured to apply.
  • the contact protrusion 12a is provided with a contact tip 12a-1 having a shape such as a cone or a triangular pyramid with a sharp tip such that the contact protrusion 12a comes into contact with the surface of the electrode 101.
  • the inner diameter D1 and the outer diameter D4 of the second vertical portion 26 of the pin body 20 are at least one another in the first vertical portion 11c of the pin body 10". Since the pin body 20 "can be linearly moved to a certain height, the contact tip 22a-3 of the current probe 22 and the contact tip 41a of the voltage probe 41 are connected to the battery 100. The pin body 20 "is lifted and lowered in the state in which the electrode 101 is strongly pressed, and an inner diameter relatively larger than the outer diameter D3 is applied to the first vertical portion 11c of the pin body 20". As the first vertical portion 11c of the pin body 20 "is introduced into the second vertical portion 11d of the pin body body 10" having the D2), the pin body 20 “is tilted forward. tilt).
  • the pin body 20 ′′ is naturally tilted in the receiving portion 11 when pressed, correspondingly to the surface of the electrode 101. Even if the pin body 20 "is tilted as described above, the contact protrusion 12a of the current probe 22 and the contact tip 41a of the voltage probe 41 strongly strengthen the surface of the electrode 101. It is advantageous to maintain a more reliable contact because it can be prevented from slipping between the contacts because it is pressed in the recessed state.
  • the elastic body 30 is a coil spring.
  • the elastic body 30 is installed between the pin body 10 ′′ and the pin body 20 ′′ to direct the pin body 20 ′′ in one direction. It functions to fire at (down).
  • the voltage probe assembly 40 ′ includes a voltage probe 41, a sleeve 42, an elastic body 43, a pin guider 44, and a probe fixing body 45.
  • the voltage probe 41 is inserted into and protrudes from the pin insertion portion 21 of the pin body 20 ′′ and elastically contacts the surface of the electrode 101 of the battery 100 via the elastic body 43.
  • a plurality of pointed contact tips 41a are provided, which contact tip 41a digs foreign matter on the surface of the electrode 101 of the battery 100.
  • the voltage sensing efficiency of the voltage probe 41 can be further increased, for example, the electrode 101 of the battery 100 may be made of aluminum. However, aluminum has an oxide film formed on a surface thereof, which may be a foreign material between the voltage probe 41 and the electrode 101 of the battery 100.
  • the sharp contact tip 41a of the voltage probe 41 is a battery ( The oxide film formed on the surface of the electrode 101 of the cell 100 is drilled into the electrode 101 of the battery 100 and the voltage strip. Since the contact between the lobes 41 is increased, the voltage sensing efficiency is higher.
  • the sleeve 42 is inserted into the voltage probe 41 and inserted into the pin insertion portion 21 to limit the upper movement of the voltage probe 41.
  • the elastic body 43 is installed between the voltage probe 41 and the sleeve 42 to exert the voltage probe 41 downward.
  • the pin guider 44 is fitted to the voltage probe 41 protruding to the upper end of the pin insertion portion 21 and fixed to the pin insertion portion 21.
  • the probe fixture 45 is fitted to the protruding end of the voltage probe 41 to function to prevent separation from the pin insertion portion 21.
  • the current probe 22 and the voltage probe 41 are filled with the battery 100 in a state where the current probe 22 and the voltage probe 41 are pressed against the surface of the electrode 101 of the battery 100 by a constant pressure.
  • contact tip parts 22a-3 and 41a which are pressed on the surface of the electrode 101 of the battery 100, come into contact with each other while penetrating the surface of the electrode 100, thereby reducing electrical contact resistance as much as possible.
  • the current probe 22 is electrically connected to a current cable
  • the voltage probe 41 is electrically connected to a voltage sensing cable so that the current probe 22 is current.
  • the current is applied to the electrode 101 of the battery 100 from the power supply connected to the cable, and the voltage probe 41 is measured whether or not the current is properly charged in contact with the electrode 101 of the battery 100. It is configured to.
  • the pin body guider 50 is coupled to the pin body 20 ′′ and inserted into the second inclined portion 11 b of the pin body body 10 ′′.
  • the pin body guider 50 functions to hold the center of the pin body 20 "as well as the pin body 20" when the pin body 20 "slides downward by the elastic body 10. ”) To induce a stable entry into the inside.
  • the stopper nut 60 is fastened to the upper end of the pin body 20 ′′ to prevent the pin body 20 ′′ from being separated from the pin body body 10 ′′. do.
  • the stopper nut 60 is used to prevent the pin body 20 ′′ from being separated.
  • the outer circumferential surface of the pin body 20 ′′ and the pin body guider In the case where the screw tabs are formed on the inner circumferential surface of each of 50, not only the same function as the stopper nut 60 can be performed but also the number of members can be reduced.
  • the battery charge pin according to the present invention is lowered toward the surface of the electrode 101 of the battery 100.
  • the voltage probe 41 is primarily in contact with the surface of the electrode 101.
  • the voltage probe 41 slides upward along the pin insertion portion 21 while pressing the elastic body 43 as it continuously lowers.
  • the current probe 22 and the voltage probe 41 are in contact with the surface of the electrode 101 of the battery 100, and the current is applied to the electrode 101 of the battery 100 through the current probe 22.
  • the battery 2 is charged by applying.
  • the electrode 101 of the battery 100 is not placed in a horizontal state.
  • the first embodiment of the pin body 10 ′′ will be described. Since the inner diameter D1 and the outer diameter D4 of the second vertical portion 26 of the pin body 20 "are the same with each other in the vertical portion 11c, the pin body 20" can be linearly moved up to a certain height, thereby providing a current.
  • the pin body 20 in the state where the contact head 22a-3 of the probe 22 and the contact tip 41a of the voltage probe 41 penetrate the surface of the electrode 101 of the battery 100 and strongly press it.
  • the pin body 20 ′′ is naturally tilted in the receiving portion 11 when pressed, correspondingly to the surface of the electrode 101. Even if the pin body 20 "is tilted in this way, the contact protrusion 12a of the current probe 22 and the contact tip 41a of the voltage probe 41 strongly strengthen the surface of the electrode 101. Since the sheet is prevented from slipping between contacts, it is advantageous to maintain a more reliable contact.
  • the pin body 20 moves up and down inside the pin body main body 10
  • the pin body 20 "is naturally tilted in the receiving part 11, so that the pin body 20 "
  • the problem that the charge / discharge efficiency of the battery 100 decreases due to a lack of contact or uneven contact between the electrode 101 and the current probe 22 can be reliably prevented, and the current probe 22 and the battery 100 can be prevented.
  • By removing the contact defects between the electrode 101 of the result it is possible to completely guarantee the charging and discharging efficiency of the desired battery 100, and as a result of the charging of the battery 100 properly, the defective rate can be drastically lowered. It greatly improves the reliability, there is an advantage that can solve the problem that the capacity of the actual battery 100 is reduced.
  • the configurations of the first to third embodiments may be implemented in combination with each other as necessary.

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Abstract

본 발명은 전지의 전극이 수평상태에 놓여 있지 않더라도 전극의 표면에 맞대어지도록 이에 상응하게 자연스럽게 틸트되어 접촉부족이나 불균일 접촉되는 것을 방지함으로써 충방전 효율성을 향상시킬 수 있는 전지 충방전용 핀에 관한 것으로서, 내부에 수용부(11)를 구비하는 핀바디본체(10)와; 내부에 상하로 관통된 핀삽입부(21)와, 하단부에 전지(100)의 전극(101) 표면에 탄성적으로 접촉되는 전류프로브(22)를 갖추고서, 상기 핀바디본체(10)에 삽입 관통되어 승강 및 틸트가능하게 결합되는 핀바디(20)와; 상기 핀바디본체(10)와 핀바디(20) 사이에 설치되는 탄성체(30)와; 상기 핀삽입부(21)에 승강가능하게 고정되어 전지(100)의 전극(101) 표면에 탄성적으로 접촉되는 전압프로브 어셈블리(40);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 실시 예에 의하면, 전지의 전극이 수평상태에 놓여 있지 않더라도 이에 상응하게 자연스럽게 수용부 내에서 핀바디가 틸트되면서 전극의 표면에 맞대어지므로 전지의 전극과 전류프로브 사이의 접촉부족이나 불균일 접촉으로 인한 전지의 충방전 효율성이 저하되는 문제를 확실하게 방지할 수 있으며, 이러한 전류프로브와 전지의 전극 사이의 접촉불량요인을 제거함으로써 결과적으로 원하는 전지의 충방전 효율성을 보장할 수 있고, 전지의 충전이 제대로 이루어지는 만큼 불량률을 획기적으로 낮출 수 있어 제품의 신뢰도를 크게 향상시켜 주며, 실제 전지의 용량이 줄어서 나와 버리는 문제 등도 해결할 수 있는 이점이 있다.

Description

전지 충방전용 핀
본 발명은 전지의 전극이 수평상태에 놓여 있지 않더라도 전극의 표면에 맞대어지도록 이에 상응하게 자연스럽게 틸트되어 접촉부족이나 불균일 접촉되는 것을 방지함으로써 충방전 효율성을 향상시킬 수 있는 전지 충방전용 핀에 관한 것이다.
일반적으로 전지는 화학적 또는 물리적 반응을 이용하여 전기에너지를 얻도록 한 것으로서, 이러한 화학적인 전지는 1차 전지와 2차 전지로 나누어진다.
망간전지, 알카리전지 및 수은전지 등과 같이 한번 사용하고 버리는 전지를 1차 전지라 하며, 충전지나 납축전지처럼 전기를 다 쓰고 난 뒤 다시 충전시켜 사용할 수 있는 전지를 2차 전지라 하는데, 최근에는 핸드폰, PDA, 스마트폰 및 노트북컴퓨터 등 휴대용 전자기기의 보급이 증가되면서 1회 충전으로 오래 사용할 수 있으며 수명이 긴 2차 전지에 대한 기술개발이 요구되고 있다.
이러한 2차 전지에는 니켈-카드뮴(Ni-Cd), 니켈-수소(Ni-MH), 납축전지(SLA), 리튬-이온(lithium-Ion) 및 리튬-폴리머(lithium-polymer) 등이 있다.
이러한 2차 전지는 충방전 효율이나 전류용량 등을 고려하여 내부에 여러 개의 셀 즉, 단위전지들을 연결한 전지팩 형식으로 이루어져 있는데, 현재는 높은 에너지밀도, 경량, 고전압, 무공해, 고출력, 고속충전, 우수한 수명 등의 장점을 지닌 리튬전지가 각광을 받고 있으며, 리튬전지는 리튬이온전지, 리튬폴리머전지 및 리튬금속폴리머전지 등으로 분류되고 있다.
이러한 전지의 제조공정에 대해 설명하면, 베어셀(bare cell)에 회로나 단자 또는 연결부품을 결합시킨 후 케이스 조립되는 하드팩(hard pack) 공정과 이 하드팩에 충방전을 진행하는 충방전 공정으로 이루어진다.
여기서, 상기 하드팩 고정시 제품의 용도 및 요구되는 특성에 맞게 전지의 형태 및 모양이 결정되며 충방전 공정시 전지의 성능이 결정되고 제품의 양부가 판정된다.
한편, 전지 충방전 과정은 프로브(핀)를 이용하여 이루어지는 경우나 많다.
이러한 프로브에는 전류와 전압이 인가되는 프로브핀이 구비되어 있어서 상기 프로브의 전류 프로브핀과 전압 프로브핀이 각각 전지의 전지셀에 구비된 전극 단자에 압지된 상태에서 전지에 대한 충방전이 이루어지는 것이다.
그런데, 상기 프로브의 프로브핀이 전지의 전극에 접촉된 상태에서 충방전을 하다 보면, 프로브핀과 전극의 접촉부위에서의 접촉저항에 의해 전류 손실이 초래되므로 전지 충방전 효율이 저하되는 문제가 있다.
특히, 충전 용량이 상대적으로 높은 고용량 전지의 경우에는 그에 상응하는 고용량 전류를 신속하게 충방전해야 되는데, 상대적으로 고용량 전지의 경우 상기와 같은 접촉 저항으로 인하여 전류 손실이 그만큼 많이 초래되는 문제가 있다.
예를 들어, 용량이 200A/h 정도가 되는 고용량 전지의 경우 200A를 신속충전해야하는데, 상기 프로브핀과 전지의 전극과의 접촉 부위의 전기 저항이 높아서 열이 많이 발생하고, 이로 인하여 전기가 열로 손실되어 전지 충전도 제대로 되지 않아서 충전 효율이 저하되며, 전지 충전이 제대로 이루어지지 않은 만큼 에러가 발생되고, 실제 전지의 용량이 줄어서 나와버리는 문제가 생기는 것이다.
이에 상기와 같은 문제를 해소하기 위한 종래의 기술로는, 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0067227호(전지 충방전용 프로브)에는, 전지의 수평상태가 기울어져 있더라도 전류 프로브핀의 외곽부 곡면부를 매개로 전지의 전극과 프로브핀 사이의 접점을 최대화시켜 전지 충방전시에 프로브핀과 전지 사이의 접촉저항을 최소화하여 전지에 대한 충방전 효율을 향상하고 하는 기술이 개시되어 있다.
그런데, 상기 종래 기술의 경우 전류 프로브핀의 외곽부 곡면부를 매개로 전지의 전극과 접점을 최대화시킨다 하더라도 곡면의 일부는 전극에 접점이 되지만 나머지 면은 전극으로부터 이격되어 있어 전극 표면에 접점되지 않아 접촉저항에 따른 충방전 효율이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 보다 개선한 것으로서, 전지의 전극이 수평상태에 놓여 있지 않더라도 전극의 표면에 맞대어지도록 이에 상응하게 자연스럽게 틸트되어 접촉부족이나 불균일 접촉되는 것을 방지함으로써 충방전 효율성을 향상시킬 수 있는 전지 충방전용 핀을 제공하려는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전지 충방전용 핀은,
전지 충방전 작업시 전지의 전극에 접촉되어 전류를 인가하는 전지 충방전용 핀에 있어서,
내부에 수용부를 구비하는 핀바디본체와;
내부에 상하로 관통된 핀삽입부와, 하단부에 전지의 전극 표면에 탄성적으로 접촉되는 전류프로브를 갖추고서, 상기 핀바디본체에 삽입 관통되어 승강 및 틸트가능하게 결합되는 핀바디와;
상기 핀바디본체와 핀바디 사이에 설치되는 탄성체와;
상기 핀삽입부에 승강가능하게 고정되어 전지의 전극 표면에 탄성적으로 접촉되는 전압프로브 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 핀바디본체의 수용부는 상부에서 하부로 갈수록 하향경사지는 제1경사부와, 제1경사부의 하단으로부터 수직하게 연장되는 제1수직부를 구비하며;
상기 핀바디는 상부에서 하부로 갈수록 하향경사지게 형성되어 핀바디본체의 제1경사부에 맞대어지는 제1경사부와, 제1경사부의 하단에 형성되며 핀바디본체의 제1수직부 내경(D1)보다는 상대적으로 작은 외경(D2)을 갖는 제1수직부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 핀바디본체의 제1경사부의 상단에는 상방으로 연장되는 제2수직부와, 제2수직부의 상단으로부터 상부로 갈수록 확장되는 제2경사부가 일체로 구비되고;
상기 핀바디의 제1경사부 상단에는 상방으로 연장되는 제2수직부와, 제2수직부의 상단으로부터 상방으로 갈수록 상향경사지게 형성되어 핀바디본체의 제2경사부에 맞대어지는 제2경사부가 일체로 구비되며;
상기 핀바디본체의 제2수직부에 내경(D2)은 핀바디의 제2수직부에 외경(D4)보다 상대적으로 더 크게 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 핀바디본체의 제1수직부의 내경(D1)은 핀바디의 제2수직부에 외경(D4)과 동일하고 핀바디의 제1수직부에 외경(D2)보다는 상대적으로 더 크게 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전압프로브 어셈블리는,
상기 핀바디의 핀삽입부에 끼워져 돌출되는 전압프로브와;
상기 전압프로브에 끼워져 핀삽입부에 삽입되어 전압프로브의 상부이동을 제한하는 슬리브와;
상기 전압프로브와 슬리브 사이에 설치되어 전압프로브를 하방으로 탄발하는 탄성체와;
상기 전압프로브의 돌출된 부분에 끼워져 핀삽입부에 고정되는 핀가이더와;
상기 전압프로브의 돌출된 단부에 끼워져 핀삽입부로부터의 이탈을 방지토록 하는 프로브고정체;로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 실시 예에 의하면, 전지의 전극이 수평상태에 놓여 있지 않더라도 이에 상응하게 자연스럽게 수용부 내에서 핀바디가 틸트되면서 전극의 표면에 맞대어지므로 전지의 전극과 전류프로브 사이의 접촉부족이나 불균일 접촉으로 인한 전지의 충방전 효율성이 저하되는 문제를 확실하게 방지할 수 있으며, 이러한 전류프로브와 전지의 전극 사이의 접촉불량요인을 제거함으로써 결과적으로 원하는 전지의 충방전 효율성을 보장할 수 있고, 전지의 충전이 제대로 이루어지는 만큼 불량률을 획기적으로 낮출 수 있어 제품의 신뢰도를 크게 향상시켜 주며, 실제 전지의 용량이 줄어서 나와 버리는 문제 등도 해결할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 실시 예에 의하면, 핀바디본체의 제1수직부에 내경과 핀바디의 제2수직부에 외경이 적어도 서로 동일하기 때문에 일정높이까지는 핀바디의 직선운동이 가능해 전류프로브의 콘택트 첨부두와 전압프로브의 콘택트 첨두부가 전지의 전극 표면을 파고들어가 강하게 압지한 상태에서 핀바디의 승강이 이루어지며, 핀바디의 제1수직부에 외경보다 상대적으로 더 큰 내경을 갖는 핀바디본체의 제2수직부로 핀바디의 제1수직부가 인입됨에 따라 핀바디는 전방향으로 틸트(tilt)가 가능해지므로 전지의 전극이 수평상태에 놓여있지 않더라도 가압시 이에 상응하게 핀바디가 수용부 내에서 자연스럽게 틸트(tilt)되면서 전극의 표면에 맞대어지질 수 있으며, 더욱이 이와 같이 핀바디가 틸트되더라도 전류프로브의 콘택트돌기와 전압프로브의 콘택트 첨두부가 전극의 표면을 강하게 압지하고 있어 접점 간에 슬립이 일어나는 현상을 방지할 수 있기 때문에 보다 확실한 접점 유지에 유리하다.
도 1은 본 발명에 따른 전지 충방전용 핀의 제1실시 예를 도시한 결합사시도.
도 2는 도 1의 저면사시도.
도 3은 도 1의 분해사시도.
도 4는 도 3에서 전압프로브 어셈블리의 요부사시도.
도 5는 도 1의 정단면도.
도 6a 및 도 6b는 제1실시 예의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 전지 충방전용 핀의 제2실시 예를 도시한 결합사시도.
도 8은 도 7의 정단면도.
도 9는 제2실시 예의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 전지 충방전용 핀의 제2실시 예를 도시한 결합사시도.
도 8은 도 7의 저면사시도.
도 9는 도 7의 분해사시도.
도 10은 도 9에서 전압프로브 어셈블리의 요부사시도.
도 11은 도 7의 정단면도.
도 12는 제2실시 예의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 13은 본 발명에 따른 전지 충방전용 핀의 제3실시 예를 도시한 정단면도.
도 14는 제3실시 예의 작용을 설명하기 위한 도면.
(도면 부호의 설명)
10,10',10": 핀바디본체 11: 수용부 11a: 제1경사부
11b: 제2경사부 11c: 제1수직부 11d: 제2수직부
20,20',20": 핀바디 20a: 제1바디부 20b: 제2바디부
21: 핀삽입부 22: 전류프로브 22a: 콘택트 돌기
22a-1: 플랫면 22a-2: 오목홈 22a-3: 콘택팅 첨부두
23: 제1경사부 24: 제2경사부 25: 제1수직부
26: 제2수직부 30: 탄성체
40,40': 전압프로브 어셈블리 41: 전압프로브 41a: 프로브본체
41b: 프로브핀 42: 탄성체 43: 슬리브
44: 핀가이더 45: 프로브고정체
50: 핀바디 가이더 60: 스토퍼너트 70: 지지구고정너트
D1,D2: 제1수직부의 내·외경 D3,D4: 제2수직부의 내·외경
이하, 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전지 충방전용 핀의 제1실시 예를 도시한 결합사시도이고, 도 2는 도 1의 저면사시도이며, 도 3은 도 1의 분해사시도이며, 도 4는 도 3에서 전압프로브 어셈블리의 요부사시도이며, 도 5는 도 1의 정단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 제1실시 예에 의한 본 발명에 따른 전지 충방전용 핀은, 핀바디본체(10)와 핀바디(20), 탄성체(30), 전압프로브 어셈블리(40) 및 지지구고정너트(70)로 구성되어, 전지(100)의 충방전 작업시 전지(100)의 전극(101)에 접촉되어 전류를 인가하기 위한 용도로 이용된다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 핀바디본체(10)는 내부가 상하로 관통된 관으로서, 본 실시 예의 경우 외주면에 체결되는 지지구고정너트(70)를 매개로 전지 충방전장치(미도시)의 지지구(F)에 고정된다.
상기 핀바디본체(10)의 내부에는 핀바디(20)가 수용되는 수용부(11)가 구비되며, 수용부(11)는 원뿔대 형상의 제1경사부(11a)와, 제1경사부(11a)의 하단에서 수직하게 연장되는 제1수직부(11c)로 구성된다.
여기서, 상기 제1수직부(11c)의 내경(D1)은 핀바디(20)의 제1수직부(11c)의 외경(D2)보다 상대적으로 더 크게 형성함이 바람직하며, 그 이유에 대해서는 핀바디(20)를 설명하는 과정에 상세하게 기술하도록 한다.
여기서, 상기 제1경사부(11a)는 상방으로 슬라이드 이동된 핀바디(20)가 탄성체(30)의 복원력에 의해 하방으로 슬라이드 이동시 원래의 위치로 복귀될 수 있도록 유도하는 기능을 하며, 이에 따라 핀바디(20)의 접점위치가 변동되는 문제를 해소함과 더불어서 전류프로브(22)와 전압프로브(41) 및 전극(101) 간의 접촉을 균일하게 잡아줄 수 있어 상당히 유용하다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 핀바디(20)는 내부에 상하로 관통된 핀삽입부(21)가 형성되고, 하단부에 전지(100)의 전극(101) 표면에 탄성적으로 접촉되는 전류프로브(22)가 구비된 부재로서, 본 실시 예의 경우 핀바디본체(10)에 삽입 관통되어 승강 및 틸트가능하게 결합된다.
상기 핀삽입부(21)에는 전압프로브 어셈블리(40)가 삽입되어 고정된다.
그리고, 상기 핀바디(20)는 핀바디본체(10)에 용이하게 결합될 수 있도록 제1바디부(20a)와 제2바디부(20b)로 분할되어 상호 일체형으로 결합된다.
특히, 상기 제2바디부(20b)는 핀바디본체(10)의 내부에 인입되어 외주면이 수용부(11)의 제1경사부(11a)와 면 접촉되도록 제1경사부(11a)에 대응되는 형상 즉, 원뿔대 형상의 제1경사부(23)를 갖는다.
이에 따라, 상기 핀바디(20)가 상방으로 슬라이드 이동될 경우 핀바디본체(10)의 제1경사부(11a)와 핀바디(20)의 제1경사부(23) 간에는 자연스럽게 유격이 발생되고, 특히, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 제1수직부(11b)의 내경(D1)은 핀바디(20)의 제1수직부(11c)의 외경(D2)보다 상대적으로 더 크게 형성되어 있기 때문에 핀바디(20)는 전방향으로 틸트(tilt)가 가능해져 전지(100)의 전극(101)이 수평상태에 놓여 있지 않더라도 이에 상응하게 틸트되어 전극(101)의 표면에 맞대어질 수 있게 되는 것이다.
또한, 상방으로 슬라이드 이동되어 있던 핀바디(20)가 탄성체(30)의 복원력에 의해 하방으로 슬라이드 이동될 경우 핀바디본체(10)의 제1경사부(11a)를 따라 핀바디(20)의 제1경사부(23)가 자연스럽게 이동되어 초기상태로 세팅(위치)된다.
그리고, 상기 전류프로브(22)는 전극(101)의 표면과 마주하는 면에 복수 개의 콘택트 돌기(22a)가 구비되는데, 콘택트 돌기(22a)는 플랫면(22a-1)이 구비되어 상기 콘택트 돌기(22a)의 플랫면(22a-1)이 전극(101)의 표면에 접촉된 상태로 전류를 인가한다.
즉, 상기 콘택트 돌기(22a)의 플랫면(22a-1)이 전극(101)의 표면에 일정 면적으로 면 접촉이 이루어지도록 구성된다. 또한, 콘택트 돌기(22a)는 전극(101)의 표면과 마주하는 면에 격자형으로 배치되고, 콘택트 돌기(22a) 사이에는 격자형으로 오목홈(22a-2)이 형성되어 있다.
따라서, 상기 콘택트 돌기(22a)에 있는 플랫면(22a-1)이 전지(100)의 전극(101) 표면에 접촉되어 최대한 전지(100)의 전극(101)과 전류프로브(22) 사이의 면 접촉 지점을 늘리게 되므로 전지(100)의 충방전 효율을 보다 높이게 되는 한편, 상기 전류프로브(22)가 전지(100)의 전극(101) 표면에 압지된 상태에서 충방전을 할 때에 열이 발생할 경우 격자형 오목홈(22a-2)을 통하여 열이 빠져나가므로 열에 의해 전지(100)의 충방전 효율 저하를 방지할 수 있다.
즉, 상기 전류프로브(22)의 콘택트 돌기(22a) 사이의 오목홈(22a-2)은 전지(100)의 충방전시 열을 외부로 배출하는 방열홈의 기능을 하게 된다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 탄성체(30)는 코일스프링으로서, 본 실시 예의 경우 핀바디본체(10)와 핀바디(20) 사이에 개재되어 핀바디(20)를 하방향으로 탄발하는 기능을 한다.
본 실시 예에 의하면, 상기 핀바디본체(10)와 핀바디(20) 사이에 개재된 탄성체(30)에 의해 핀바디(20)의 전류프로브(22)는 전지(100)의 전극(101) 표면에 일정 압력으로 압지된 상태에서 전지(100)에 충방전을 실시하게 되며, 특히 전지(100)의 전극(101) 표면에 압지되는 전류프로브(22)의 플랫면(22a-1)이 전지(100)의 전극(101) 표면에 면 접촉되어 압지된 상태가 되므로 전지(100)의 충방전시 전기 접촉 저항이 최대한 줄어들 수 있게 된다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 전압프로브 어셈블리(40)는 전압프로브(41)와 슬리브(42), 탄성체(43), 핀가이더(44) 및 프로브고정체(45)로 구성되며, 본 실시 예의 경우 핀바디(20)의 핀삽입부(21)에 승강가능하게 고정된다.
상기 전압프로브(41)는 프로브본체(41a)와 프로브핀(41b)으로 구성되며, 본 실시 예의 경우 핀삽입부(21)에 설치되며, 탄성체(43)를 매개로 전지(100)의 전극(101) 표면에 탄성적으로 접촉된다.
여기서, 상기 프로브본체(41a)의 하단부에는 프로브핀(41b)이 승강가능하게 삽입되는 수용부(41a-1)가 구비되고, 수용부(41a-1)의 내주면에는 가이드돌기(41a-2)가 일체로 구비된다.
그리고, 상기 프로브핀(41b)의 하단에는 콘택트 첨두부(41b-1)가 일체로 형성되고, 외주면에는 가이드돌기(41a-2)와 맞대어지는 가이드홈(41b-2)이 구비된다.
본 실시 예의 경우, 상기 가이드돌기(41a-2)와 가이드홈(41b-2)에 의해 프로브핀(41b)이 수용부(41a-1)로부터 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 프로브핀(41b)의 콘택트 첨두부(41b-1)는 끝이 뾰족한 형태를 이루며 복수 개가 구비되는데, 이러한 콘택트 첨두부(41b-1)가 전지(100)의 전극(101) 표면에 있는 이물질을 파고들어가 전극(101)과의 접촉성을 좋게 하므로 전압프로브(41)에 의한 전압 센싱 효율을 보다 높일 수 있는 이점이 있다.
예를 들어, 전지(100)의 전극(101)은 알루미늄으로 구성될 수 있으며, 알루미늄은 표면에 산화막이 형성되어 있어 전압프로브(41)와 전지(100)의 전극(101) 사이의 이물질이 될 수 있는데, 전압프로브(41)의 뾰족한 콘택트 첨두부(41b-1)가 전지(100)의 전극(101) 표면에 형성되어 있는 산화막을 파고들어가 전지(100)의 전극(101)과 전압프로브(41) 사이의 접촉성을 높이게 되므로 전압 센싱 효율을 보다 높이게 되는 것이다.
상기 탄성체(42)는 코일 스프링으로서, 본 실시 예의 경우 프로브본체(41a)와 프로브핀(41b) 사이에 개재되어 프로브핀(41b)을 하방향으로 탄발하는 기능을 한다.
상기 슬리브(43)는 절연체로서, 핀바디(20)의 하단부 중앙으로 인입되어 전압프로브(41)의 하단부를 안정적으로 고정시키는 기능을 한다.
상기 핀가이더(44)는 전압프로브(41)의 상부를 통해 결합되어 핀바디(20)의 핀삽입부(21) 상단부에 끼워져 전압프로브(41)의 상단부를 안정적으로 고정시키는 기능을 한다.
상기 프로브고정체(45)는 스냅링으로서, 본 실시 예의 경우 전압프로브(41)의 상단부에 결합되어 핀삽입부(21)로부터 이탈되는 것을 방지토록 하는 스토퍼의 기능을 한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 제1실시 예에 따른 전지 충방전용 핀의 작용을 설명하며 다음과 같다.
도 6a를 참조하면, 전지(100)의 전극(101) 표면을 향해 본 발명에 따른 전지 충방전용 핀이 하강하게 되고, 이때 전극(101)의 표면에 1차적으로 전압프로브(41)의 프로브핀(41b)이 접촉되며, 지속적으로 하강함에 따라 프로브핀(41b)은 탄성체(42)를 가압하면서 프로브본체(41a)의 수용부(41a-1)를 따라 상방으로 슬라이드 이동된다.
그리고, 상기 프로브핀(41b)이 수용부(41a-1)에 완전히 삽입되면, 비로소 핀바디(20)의 전류프로브(22)가 전극(101)의 표면에 2차적으로 접촉되며, 이 역시 지속적으로 하강함에 따라 핀바디(20)가 탄성체(30)를 가압하면서 상방으로 슬라이드 이동하게 된다.
상기와 같이 전지(100)의 전극(101) 표면에 전류프로브(22)와 전압프로브(41)가 맞대어져 있는 상태에서 전류프로브(22)를 통해 전지(100)의 전극(101)에 전류를 인가함으로써 전지(2)를 충전하게 된다.
한편, 도 6b에 도시된 바와 같이, 전지(100)의 전극(101)이 수평상태에 놓여있지 않은 경우로서, 이를 좀 더 상세하게 설명하면, 전극(101)을 가압함으로 인해 핀바디(20)가 상방으로 슬라이드 이동됨에 따라 핀바디본체(10)의 제1경사부(11a)와 핀바디(20)의 제1경사부(23) 간에는 자연스럽게 유격이 발생되고, 수직부(11b)의 내경(D1)은 핀바디(20)의 수직부(20a-1)의 외경(D2)보다 상대적으로 더 크게 형성되어 있기 때문에 핀바디(20)는 전방향으로 틸트(tilt)가 가능해진다.
이에 따라, 상기 전지(100)의 전극(101)이 수평상태에 놓여 있지 않더라도 이에 상응하게 자연스럽게 수용부(11) 내에서 핀바디(20)가 틸트되면서 전극(101)의 표면에 맞대어지므로 전지(100)의 전극(101)과 전류프로브(22) 사이의 접촉부족이나 불균일 접촉으로 인한 전지(100)의 충방전 효율성이 저하되는 문제를 확실하게 방지할 수 있으며, 이러한 전류프로브(22)와 전지(100)의 전극(101) 사이의 접촉불량요인을 제거함으로써 결과적으로 원하는 전지(100)의 충방전 효율성을 보장할 수 있고, 전지(100)의 충전이 제대로 이루어지는 만큼 불량률을 획기적으로 낮출 수 있어 제품의 신뢰도를 크게 향상시켜 주며, 실제 전지(100)의 용량이 줄어서 나와 버리는 문제 등도 해결할 수 있는 이점이 있다.
한편, 상방으로 슬라이드 이동되어 있던 핀바디(20)가 탄성체(30)의 복원력에 의해 하방으로 슬라이드 이동될 경우 핀바디본체(10)의 제1경사부(11a)를 따라 핀바디(20)의 제1경사부(23)가 자연스럽게 이동되어서 초기상태로 세팅(위치)하게 된다.
그런데, 상기 제1실시 예의 경우 핀바디본체(10)의 제1경사부(11a)와 핀바디(20)의 제1경사부(23)가 서로 면 접촉되어 있어 핀바디(20)가 반복적으로 승하강함에 따라 상호 간의 마찰로 인해 핀바디본체(10)의 제1경사부(11a) 또는 핀바디(20)의 제1경사부(23)가 쉽게 마모될 뿐만 아니라 이물질(쇳가루)이 발생하기 쉽고, 이로 인해 내구성이 약해져 교체주기가 짧아지는 문제가 있다.
이에 제2실시 예에서는 핀바디본체(10')의 상단부 내주면과 하단부 내주면에서 핀바디(20')가 지지되면서 핀바디(20')의 승·하강 시 상호 간에 마찰이 최소화될 수 있도록 핀바디본체(10')에는 제2수직부(11d)와 제2경사부(11b)가 보강되고, 핀바디(20')에는 제2수직부와(26)와 제2경사부(24)를 더 보강하여 상기와 같은 문제가 해소될 수 있도록 하였다.
제2실시 예에 따른 본 발명의 전자 충방전용 핀은, 전체적인 구성이 앞선 제1실시 예와 실질적으로 동일하며, 다만 핀바디본체(10')와 핀바디(20')의 구조(형상)를 일부 변형하였다.
도 7은 본 발명에 따른 전지 충방전용 핀의 제2실시 예를 도시한 결합사시도이고, 도 8은 도 7의 정단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 핀바디본체(10')의 내부가 상하로 관통된 관으로서, 본 실시 예의 경우 외주면에 체결되는 지지구고정너트(70)를 매개로 전지 충방전장치(미도시)의 지지구(F)에 고정된다.
상기 핀바디본체(10')의 내부에는 핀바디(20')가 수용되는 수용부(11)가 구비되며, 수용부(11)의 하단부와 상단부 내주면에 각각 제1·2경사부(11a,11b)가 구비되고, 제1·2경사부(11a,11b)가 형성된 하부에는 제1·2수직부(11c,11d)가 일체로 구비된다.
여기서, 상기 제1·2수직부(11c,11d)의 내경(D1,D3)은 핀바디(20')의 제1·2수직부(25,26)의 외경(D2,D4)보다 상대적으로 더 크게 형성함이 바람직하다.
또한, 상기 제1경사부(11a)와 제2경사부(11b)는 상방으로 슬라이드 이동된 핀바디(20')가 탄성체(30)의 복원력에 의해 하방으로 슬라이드 이동시 원래의 위치로 복귀될 수 있도록 유도하는 기능을 하며, 이에 따라 핀바디(20')의 접점위치가 변동되는 문제를 해소함과 더불어서 전류프로브(22)와 전압프로브(41) 및 전극(101) 간의 접촉을 균일하게 잡아줄 수 있어 상당히 유용하다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 핀바디(20')는 내부에 상하로 관통된 핀삽입부(21)가 형성되고, 하단부에 전지(100)의 전극(101) 표면에 탄성적으로 접촉되는 전류프로브(22)가 구비된 부재로서, 본 실시 예의 경우 핀바디본체(10')에 삽입 관통되어 승강 및 틸트가능하게 결합된다.
여기서, 상기 핀삽입부(21)와 전류프로브(22)는 제1실시 예에서 상세하게 설명하였으므로 중복 설명을 피하기 위해 생략한다.
그리고, 상기 핀바디(20')는 제1실시 예와 마찬가지로 핀바디본체(10')에 용이하게 결합될 수 있도록 제1바디부(20a)와 제2바디부(20b)로 분할되어 상호 일체형으로 결합된다.
특히, 상기 제2바디부(20b)는 핀바디본체(10')의 내부에 인입되었을 때 외주면이 수용부(11)의 제1·2경사부(11a,11b)에 맞대어질 수 있도록 제2바디부(20b)에는 이에 상응하는 제1·2경사부(23,24)가 일체로 구비되고, 제1·2경사부(23,24)의 하부에는 직경이 서로 상이한 제1·2수직부(25,26)가 일체로 구비된다.
이에 따라, 상기 핀바디(20')가 상방으로 슬라이드 이동될 경우 핀바디본체(10')의 제1·2경사부(11a,11b)와 핀바디(20')의 제1·2경사부(23,24) 간에는 자연스럽게 유격이 발생함과 동시에 제1·2수직부(11c,11d)의 내경(D1,D3) 역시 핀바디(20')의 제1·2수직부(25,26)에 외경(D2,D4)보다 상대적으로 더 크게 형성되어 있기 때문에 핀바디(20')는 전방향으로 틸트(tilt)가 가능해져 전지(100)의 전극(101)이 수평상태에 놓여 있지 않더라도 이에 상응하게 틸트되어 전극(101)의 표면에 맞대어지질 수 있게 되는 것이며, 더욱이 간의 핀바디본체(10')와 핀바디(20') 간의 내부마찰 역시 제1실시 예보다 상대적으로 적어 마모로 인해 내구성이 약해지는 문제를 해소할 수 있어 교체주기가 보다 길어지는 이점이 있으며, 이를 도 9와 같이 도시하였다.
또한, 상방으로 슬라이드 이동되어 있던 핀바디(20')가 탄성체(30)의 복원력에 의해 하방으로 슬라이드 이동될 경우 핀바디본체(10')의 제1·2경사부(11a,11b)를 따라 핀바디(20')의 제1·2경사부(23,24)가 자연스럽게 이동되어 초기 상태로 세팅(위치)되며, 이때에도 핀바디본체(10')와 핀바디(20') 간의 마찰 간섭을 줄일 수 있어 상당히 유용하다.
한편, 제1실시 예와 제2실시 예의 경우 전류프로브(22) 및 전압프로브(41)가 전지(100)의 전극(101) 표면에 일정압을 가하기도 전에 틸트(tolt)가 일어나게 되므로 이로 인해 전류프로브(22) 및 전압프로브(41)와 전극(101) 간에 슬립이 발생될 우려가 매우 높으며, 이로 인해 확실한 접점 유지에 어려움이 있을 수 있다.
이에 제3실시 예에서는 일정압이 생길 때까지 핀바디(20")가 직선으로 승강되다가 일정압이 생긴 이후에 핀바디본체(10")의 내부에서 틸트(tilt)되도록 하여 접점(전류프로브(22)와 전압프로브(41) 및 전극(101)) 간에 슬립이 일어나는 현상을 방지함으로써 상기와 같은 문제가 해소될 수 있도록 하였다.
즉, 상기 핀바디본체(10")의 제1수직부(11c)의 내경(D1)을 핀바디(20")의 제2수직부(26)에 외경(D4)과 동일하게 형성하여 일정구간까지는 핀바디(20")가 수직으로 슬라이드 이동되도록 하고, 핀바디(20")의 제1수직부(25)에 외경(D2)보다는 상대적으로 더 크게 형성하여 상기 구간을 지난 이후에는 핀바디(20")의 틸트(tilt)가 가능하도록 함으로써 상기와 같은 문제가 해소(개선)한 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 전지 충방전용 핀의 제3실시 예를 도시한 결합사시도이고, 도 11은 도 10의 저면사시도이며, 도 12는 도 10의 분해사시도이며, 도 13은 도 12에서 전압프로브 어셈블리의 요부사시도이며, 도 14는 도 10의 정단면도이다.
도 10 내지 도 14를 참조하면, 제3실시 예에 의한 본 발명에 따른 전지 충방전용 핀은, 핀바디본체(10")와 핀바디(20"), 탄성체(30), 전압프로브 어셈블리(40'), 핀바디가이더(50), 스토퍼너트(60) 및 지지구고정너트(70)로 구성된다.
도 10 내지 도 14를 참조하면, 상기 핀바디본체(10")는 내부가 상하로 관통된 관으로서, 본 실시 예의 경우 외주면에 체결되는 지지구고정너트(70)를 매개로 전지 충방전장치(미도시)의 지지구(F)에 고정된다.
상기 핀바디본체(10")의 내부에는 핀바디(20")가 수용되는 수용부(11)가 구비되며, 수용부(11)의 하단부와 상단부 내주면에 각각 제1·2경사부(11a,11b)가 구비되고, 제1·2경사부(11a,11b)가 형성된 하부에는 제1·2수직부(11c,11d)가 일체로 구비된다.
그리고, 상기 제2경사부(11b)에는 핀바디가이더(50)가 삽입되어 안착된다.
또한, 상기 핀바디본체(10")의 제1경사부(11a)는 상방으로 슬라이드 이동된 핀바디(20")가 탄성체(30)의 복원력에 의해 하방으로 슬라이드 이동시 원래의 위치로 복귀될 수 있도록 유도하는 기능을 하며, 이에 따라 핀바디(20")의 접점위치가 변동되는 문제를 해소함과 더불어서 전류프로브(22)와 전압프로브(41) 및 전극(101) 간의 접촉을 균일하게 잡아줄 수 있어 상당히 유용하다.
여기서, 상기 핀바디본체(10")의 제1수직부(11c)에 내경(D1)은 핀바디(20")의 제1수직부(11c)에 내경(D3)보다는 크고 제2수직부(26)에 내경(D4)과는 적어도 같으며, 핀바디본체(10")의 제2수직부(11d)에 내경(D2)은 핀바디(20")의 제2수직부(26)에 내경(D4)보다는 크게 형성함이 바람직하다.
도 10 내지 도 14를 참조하면, 상기 핀바디(20")는 내부에 상하로 관통된 한 쌍의 핀삽입부(11)가 형성되고, 하단부에 전지(100)의 전극(101) 표면에 탄성적으로 접촉되는 전류프로브(22)가 구비된 부재로서, 본 실시 예의 경우 핀바디본체(10")에 삽입 관통되어 승강 및 틸트가능하게 결합된다.
상기 핀바디(20")는 외주면에는 직경이 서로 상이한 제1수직부(11c)와 제2수직부(26)가 형성되고, 제1·2수직부(25,26) 사이에는 제1수직부(11c)로부터 제2수직부(26)를 향해 하향경사진 제1경사부(23)가 일체로 형성된다.
상기 핀삽입부(11)에는 전압프로브 어셈블리(40')를 구성하는 전압프로브(41)와 슬리브(42) 및 탄성체(43)가 삽입되어 핀가이더(44)와 프로브고정체(45)를 매개로 승강가능하게 고정된다.
그리고, 상기 전류프로브(22)는 전극(101)의 표면과 마주하는 면에 복수 개의 콘택트돌기(12a)가 구비되며, 이러한 콘택트돌기(12a)가 전극(101)의 표면에 접촉된 상태로 전류를 인가하도록 구성된다. 이때, 콘택트 돌기(12a)는 전극(101)의 표면과 점으로 접촉되도록 끝이 뾰족한 원뿔이나 삼각뿔 등의 형상을 갖는 콘택트 첨두부(12a-1)가 구비되는 것이 바람직하다.
본 실시 예에 의하면, 상기 핀바디본체(10")의 제1수직부(11c)에 내경(D1)과 핀바디(20")의 제2수직부(26)의 외경(D4)이 적어도 서로 동일하기 때문에 일정높이까지는 핀바디(20")의 직선운동이 가능해 전류프로브(22)의 콘택트 첨두부(22a-3)와 전압프로브(41)의 콘택트 첨두부(41a)가 전지(100)의 전극(101) 표면을 파고들어가 강하게 압지한 상태에서 핀바디(20")의 승강이 이루어지며, 핀바디(20")의 제1수직부(11c)에 외경(D3)보다 상대적으로 더 큰 내경(D2)을 갖는 핀바디본체(10")의 제2수직부(11d)로 핀바디(20")의 제1수직부(11c)가 인입됨에 따라 핀바디(20")는 전방향으로 틸트(tilt)가 가능해진다.
따라서, 전지(100)의 전극(101)이 수평상태에 놓여있지 않더라도 가압시 이에 상응하게 핀바디(20")가 수용부(11) 내에서 자연스럽게 틸트(tilt)되면서 전극(101)의 표면에 맞대어질 수 있으며, 더욱이 이와 같이 핀바디(20")가 틸트되더라도 전류프로브(22)의 콘택트돌기(12a)와 전압프로브(41)의 콘택트 첨두부(41a)가 전극(101)의 표면을 강하게 파고든 상태로 압지하고 있어 접점 간에 슬립이 일어나는 현상을 방지할 수 있기 때문에 보다 확실한 접점 유지에 유리하다.
도 10 내지 도 14를 참조하면, 상기 탄성체(30)는 코일 스프링으로서, 본 실시 예의 경우 핀바디본체(10")와 핀바디(20") 사이에 설치되어 핀바디(20")를 일 방향(하방)으로 탄발하는 기능을 한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 전압프로브 어셈블리(40')는 전압프로브(41)와 슬리브(42), 탄성체(43), 핀가이더(44) 및 프로브고정체(45)로 구성된다.
상기 전압프로브(41)는 핀바디(20")의 핀삽입부(21)에 끼워져 돌출되며, 탄성체(43)를 매개로 전지(100)의 전극(101) 표면에 탄성적으로 접촉된다. 특히, 전극(101)의 표면과 마주하는 면에는 끝이 뾰족한 복수 개의 콘택트 첨두부(41a)가 구비되는데, 이러한 콘택트 첨두부(41a)가 전지(100)의 전극(101) 표면에 있는 이물질을 파고들어가 전극(101)과의 접촉성을 좋게 하므로 전압프로브(41)에 의한 전압 센싱 효율을 보다 높일 수 있는 이점이 있다. 예를 들어, 전지(100)의 전극(101)은 알루미늄으로 구성될 수 있는데, 알루미늄은 표면에 산화막이 형성되어 있어 전압프로브(41)와 전지(100)의 전극(101) 사이의 이물질이 될 수 있는데, 전압프로브(41)의 뾰족한 콘택트 첨두부(41a)가 전지(100)의 전극(101) 표면에 형성되어 있는 산화막을 파고들어가 전지(100)의 전극(101)과 전압프로브(41) 사이의 접촉성을 높이게 되므로 전압 센싱 효율을 보다 높이게 되는 것이다.
상기 슬리브(42)는 전압프로브(41)에 끼워져 핀삽입부(21)에 삽입되어 전압프로브(41)의 상부이동을 제한하는 기능을 한다.
상기 탄성체(43)는 전압프로브(41)와 슬리브(42) 사이에 설치되어 전압프로브(41)를 하방으로 탄발하는 기능을 한다.
상기 핀가이더(44)는 핀삽입부(21)의 상단으로 돌출된 전압프로브(41)에 끼워져 핀삽입부(21)에 고정된다.
상기 프로브고정체(45)는 전압프로브(41)의 돌출된 단부에 끼워져 핀삽입부(21)로부터의 이탈을 방지토록 하는 기능을 한다.
본 실시 예의 경우, 상기 전류프로브(22)와 전압프로브(41)는 탄성체(30,42)에 의해 전지(100)의 전극(101) 표면에 일정압력으로 압지시킨 상태에서 전지(100)를 충방전하는데, 전지(100)의 전극(101) 표면에 압지되는 콘택트 첨두부(22a-3,41a)가 전극(100)의 표면을 파고들어간 상태에서 접촉되므로 전기접촉저항을 최대한 줄일 수 있게 된다.
참고로, 상기 전류프로브(22)는 커런트 케이블(current cable)에 전기적으로 연결되고, 전압프로브(41)는 볼티지 센싱 케이블(voltage sensing cable)에 전기적으로 연결되어 있어 전류프로브(22)가 커런트 케이블에 연결된 전원공급부로부터 전류를 전지(100)의 전극(101)에 인가하고, 전압프로브(41)가 전지(100)의 전극(101)에 접촉된 상태에서 전류가 제대로 충전되었는지의 여부를 측정하도록 구성된다.
도 10 내지 도 14를 참조하면, 상기 핀바디가이더(50)는 핀바디(20")에 결합되어 핀바디본체(10")의 제2경사부(11b)에 삽입된다.
여기서, 상기 핀바디가이더(50)는 핀바디(20")의 중심을 보조적으로 잡아주는 기능을 함과 동시에 핀바디(20")가 탄성체(30)에 의해 하방으로 슬라이드 이동시 핀바디본체(10")의 내측으로 안정적으로 인입되도록 유도하는 기능을 한다.
그리고, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 핀바디(20")에 결합된 핀바디가이더(50)의 경우 가장자리(모서리)에만 경사면이 형성되어 있어 자칫 핀바디본체(10")의 상단에 핀바디가이더(50)가 걸릴 수 있으므로 핀바디가이더(50)의 경사면은 핀바디(20")와 만나는 경계부분까지 형성함이 바람직하다.
도 10 내지 도 14를 참조하면, 상기 스토퍼너트(60)는 핀바디(20")의 상단부에 체결되어 핀바디(20")가 핀바디본체(10")로부터 이탈되는 것을 방지토록 하는 기능을 한다.
본 실시 예의 경우 상기 핀바디(20")의 이탈방지를 위해 스토퍼너트(60)를 이용하였지만, 이는 어디까지나 하나의 실시 예에 불과하며, 예컨대 핀바디(20")의 외주면과 핀바디가이더(50)의 내주면에 각각 나사탭을 형성하여 결합할 경우 스토퍼너트(60)와 동일한 기능을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 부재수 역시 절감할 수 있을 것이므로 이에 한정하여 해석하는 것은 바람직하지 않다.
도 15a 및 도 15c를 참조하여 본 발명에 따른 전지 충방전용 핀의 제3실시 예의 작용을 설명한다.
도 15a를 참조하면, 전지(100)의 전극(101) 표면을 향해 본 발명에 따른 전지 충방전용 핀이 하강하게 되고, 이때 전극(101)의 표면에 1차적으로 전압프로브(41)가 접촉되며, 지속적으로 하강함에 따라 전압프로브(41)는 탄성체(43)를 가압하면서 핀삽입부(21)를 따라 상방으로 슬라이드 이동된다.
그리고, 상기 전압프로브(41)의 하단부가 핀바디(20")의 핀삽입부(21)에 완전히 삽입되면, 비로소 핀바디(20")의 전류프로브(22)가 전극(101)의 표면에 2차적으로 접촉되며, 이 역시 지속적으로 하강함에 따라 핀바디(20")가 탄성체(30)를 가압하면서 상방으로 슬라이드 이동하게 된다.
상기와 같이, 전지(100)의 전극(101) 표면에 전류프로브(22)와 전압프로브(41)가 맞대어져 있는 상태에서 전류프로브(22)를 통해 전지(100)의 전극(101)에 전류를 인가함으로써 전지(2)를 충전하게 된다.
한편, 도 15b 및 도 15c에 도시된 바와 같이, 전지(100)의 전극(101)이 수평상태에 놓여있지 않은 경우로서, 이를 좀 더 상세하게 설명하면, 핀바디본체(10")의 제1수직부(11c)에 내경(D1)과 핀바디(20")의 제2수직부(26)의 외경(D4)이 서로 동일하기 때문에 일정높이까지는 핀바디(20")의 직선운동이 가능해 전류프로브(22)의 콘택트 첨부두(22a-3)와 전압프로브(41)의 콘택트 첨두부(41a)가 전지(100)의 전극(101) 표면을 파고들어가 강하게 압지한 상태에서 핀바디(20")의 승강이 이루어지며, 핀바디(20")의 제1수직부(11c)에 외경(D2)보다 상대적으로 더 큰 내경(D3)을 갖는 핀바디본체(10")의 제2수직부(11d)로 핀바디(20")의 제1수직부(25)가 인입됨에 따라 핀바디(20")는 전방향으로 틸트(tilt)가 가능해진다.
따라서, 전지(100)의 전극(101)이 수평상태에 놓여있지 않더라도 가압시 이에 상응하게 핀바디(20")가 수용부(11) 내에서 자연스럽게 틸트(tilt)되면서 전극(101)의 표면에 맞대어지질 수 있으며, 더욱이 이와 같이 핀바디(20")가 틸트되더라도 전류프로브(22)의 콘택트돌기(12a)와 전압프로브(41)의 콘택트 첨두부(41a)가 전극(101)의 표면을 강하게 압지하고 있어 접점 간에 슬립이 일어나는 현상을 방지할 수 있기 때문에 보다 확실한 접점 유지에 유리하다.
또한, 핀바디(20")가 핀바디본체(10")의 내부를 승강하는 과정에 이에 상응하게 자연스럽게 수용부(11) 내에서 틸트되면서 전극(101)의 표면에 맞대어지므로 전지(100)의 전극(101)과 전류프로브(22) 사이의 접촉부족이나 불균일 접촉으로 인한 전지(100)의 충방전 효율성이 저하되는 문제를 확실하게 방지할 수 있으며, 이러한 전류프로브(22)와 전지(100)의 전극(101) 사이의 접촉불량요인을 제거함으로써 결과적으로 원하는 전지(100)의 충방전 효율성을 완전히 보장할 수 있고, 전지(100)의 충전이 제대로 이루어지는 만큼 불량률을 획기적으로 낮출 수 있어 제품의 신뢰도를 크게 향상시켜 주며, 실제 전지(100)의 용량이 줄어서 나와 버리는 문제 등도 해결할 수 있는 이점이 있다.
또한, 제1 내지 제3실시 예의 구성은 필요에 따라 서로 조합되어 실시될 수 있다.
본 발명은 기재된 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있음은 당업자에 있어서 당연한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (5)

  1. 전지 충방전 작업시 전지의 전극에 접촉되어 전류를 인가하는 전지 충방전용 핀에 있어서,
    내부에 수용부를 구비하는 핀바디본체와;
    내부에 상하로 관통된 핀삽입부와, 하단부에 전지의 전극 표면에 탄성적으로 접촉되는 전류프로브를 갖추고서, 상기 핀바디본체에 삽입 관통되어 승강 및 틸트가능하게 결합되는 핀바디와;
    상기 핀바디본체와 핀바디 사이에 설치되는 탄성체와;
    상기 핀삽입부에 승강가능하게 고정되어 전지의 전극 표면에 탄성적으로 접촉되는 전압프로브 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 충방전용 핀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핀바디본체의 수용부는 상부에서 하부로 갈수록 하향경사지는 제1경사부와, 제1경사부의 하단으로부터 수직하게 연장되는 제1수직부를 구비하며;
    상기 핀바디는 상부에서 하부로 갈수록 하향경사지게 형성되어 핀바디본체의 제1경사부에 맞대어지는 제1경사부와, 제1경사부의 하단에 형성되며 핀바디본체의 제1수직부 내경(D1)보다는 상대적으로 작은 외경(D2)을 갖는 제1수직부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전지 충방전용 핀.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 핀바디본체의 제1경사부의 상단에는 상방으로 연장되는 제2수직부와, 제2수직부의 상단으로부터 상부로 갈수록 확장되는 제2경사부가 일체로 구비되고;
    상기 핀바디의 제1경사부 상단에는 상방으로 연장되는 제2수직부와, 제2수직부의 상단으로부터 상방으로 갈수록 상향경사지게 형성되어 핀바디본체의 제2경사부에 맞대어지는 제2경사부가 일체로 구비되며;
    상기 핀바디본체의 제2수직부에 내경(D3)은 핀바디의 제2수직부에 외경(D4)보다 상대적으로 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 전지 충방전용 핀.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 핀바디본체의 제1수직부의 내경(D1)은 핀바디의 제2수직부에 외경(D4)과 동일하고 핀바디의 제1수직부에 외경(D2)보다는 상대적으로 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 전지 충방전용 핀.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전압프로브 어셈블리는,
    상기 핀바디의 핀삽입부에 끼워져 돌출되는 전압프로브와;
    상기 전압프로브에 끼워져 핀삽입부에 삽입되어 전압프로브의 상부이동을 제한하는 슬리브와;
    상기 전압프로브와 슬리브 사이에 설치되어 전압프로브를 하방으로 탄발하는 탄성체와;
    상기 전압프로브의 돌출된 부분에 끼워져 핀삽입부에 고정되는 핀가이더와;
    상기 전압프로브의 돌출된 단부에 끼워져 핀삽입부로부터의 이탈을 방지토록 하는 프로브고정체;로 구성된 것을 특징으로 하는 전지 충방전용 핀.
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