WO2020153646A1 - 배터리 특성 측정 장치 - Google Patents

배터리 특성 측정 장치 Download PDF

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WO2020153646A1
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conductive
measuring device
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김영중
이진현
손영수
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a battery characteristic measuring device, and more particularly, to a battery characteristic measuring device that can be used to measure the characteristics of a manufactured battery.
  • a battery provided as a power source for an electric device or an electric circuit essentially performs a test process for measuring whether a predetermined power capacity is normally provided before shipment after manufacturing is completed.
  • the general battery characteristic measuring device is to connect the voltmeter (OV) in series so that the open voltage of the battery (BAT) can be measured from the base voltage to the highest voltage.
  • a resistance is preset by connecting a resistor between the positive electrode of the battery and a switch between the positive electrode and the resistance terminal of the battery, and connecting an ammeter between both ends of the resistor, and switching the switch every set time, for example, 0.25 seconds.
  • R1 the voltage fluctuation value for the current value from the base current to the maximum current can be measured.
  • a fixed probe such as a breadboard or a PCB using a rod-type probe.
  • the probe contact portion becomes unstable, which takes a long time to measure and unnecessarily exerts a force, and scratches may occur on the surface of the electrode terminal due to frequent position changes.
  • the battery is in a high temperature or low temperature, it is necessary to wear a heat dissipation glove, so it takes longer to measure, and due to the heat dissipation glove, it may be difficult to accurately position the probe at the electrode terminal of the battery.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 2016-0088983
  • An object of the present invention is to provide a battery characteristic measuring device capable of accurately measuring the characteristics of a battery.
  • Battery characteristics measuring device is made of an insulating material, the body can be worn on the user's hand; And being installed in a portion where the user's finger is located in the main body, surrounding at least a portion of each end of the battery, and when the user presses the finger toward the battery while the battery is engaged, the battery is electrically connected to the battery. It includes; a measurement unit connected.
  • the measurement unit a position fixing member coupled to the main body, the base portion made of a shape surrounding a portion of the finger, and a gripping portion surrounding a portion of one end of the battery;
  • a conductive member installed in an installation space inside the position fixing member, made of a conductive material, and moved in a direction away from or closer to the finger by an external force in the installation space;
  • an elastic member installed in the installation space, elastically supporting the conductive member, and applying an elastic force to maintain the state where the conductive member is positioned adjacent to a finger when external force is removed from the conductive member.
  • the gripping portion of the position fixing member a fixing portion fixedly coupled to the base portion; And a detachable portion that is detachably coupled to the fixing portion and surrounds a portion of one end of the battery.
  • the elastic member may be a compression spring.
  • the detachable portion may have a ring shape.
  • the inner diameter of the gripping portion may decrease as the inner surface of the gripping portion approaches the conductive member.
  • it is made of a material that can be insulated and elastically deformed, and may further include an insulating member installed inside the main body and surrounding a portion in contact with a finger in the conductive member.
  • the connecting member is coupled to the main body is detachably coupled to an external device; And a connection member made of a conductive material, installed on the main body, and electrically connecting the measurement unit and the connection member.
  • the connecting member may be a conductive fiber.
  • the external device can measure any one or more of the battery voltage, current, and internal resistance.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an apparatus for measuring battery characteristics according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a bottom view showing the lower side of the battery characteristic measuring device of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III' in the battery characteristic measuring apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a process in which the connecting member is coupled to an external device in FIG. 2.
  • FIG 5 is a view showing a state in which the user measures the characteristics of the battery with the battery characteristics measuring device.
  • FIG. 6 is a view showing a state before the user's finger presses the conductive member.
  • FIG. 7 is a view showing a state after the user's finger presses the conductive member.
  • FIG. 8 is a view showing a modification of the grip portion included in the position fixing member.
  • FIG. 9 is a perspective view showing an apparatus for measuring battery characteristics according to another embodiment of the present invention.
  • the battery characteristic measuring apparatus 100 includes a main body 110 and a measuring unit 120.
  • the body 110 is made of an insulating material and can be worn in the user's hand.
  • the shape of the body 110 may be a shape that can wrap the user's hand.
  • the body 110 may cover the fingers, hands, and palms.
  • the shape of the main body 110 may be composed of a portion 111 that can wrap a finger, and a portion 112 that can wrap a palm and a hand.
  • the material of the body 110 may be, for example, fabric, leather, artificial leather, and synthetic resin, but is not limited thereto.
  • the measurement unit 120 is installed in a portion 111 where a user's finger is located in the main body 110 and may be configured to surround at least a portion of each end of the battery. When the measurement unit 120 and the battery are coupled to each other, when the user presses the finger toward the battery, the measurement unit 120 may be electrically connected to the battery.
  • the measurement unit 120 may be two, and any one measurement unit 120 may be installed in a portion where the user's detection or middle finger is inserted in the main body 110, and the other measurement unit 120 may be The body 110 may be installed in a portion where the user's thumb is inserted, but is not limited thereto.
  • the two measurement units 120 can be coupled to each of the positive and negative electrodes of the battery.
  • the battery coupled to the measurement unit 120 may be, for example, a cylindrical battery.
  • the measurement unit 120 may include a position fixing member 121, a conductive member 122 and an elastic member 123.
  • the position fixing member 121 may include a base portion 121a and a gripping portion 121b.
  • Base portion (121a) is coupled to the body 110, may be made of a shape surrounding a portion of the finger.
  • the shape of the base portion 121a may be, for example, a vertical cross section having an arc shape.
  • the combination method of the base portion 121a and the main body 110 forms a hole (not shown) on one side of a portion where a finger is inserted in the main body 110, and the base portion 121a has a ring shape in which one side is cut. It can be made to be detachable to a portion corresponding to a hole (not shown) formed in the body 110 in a state in which the user wears the body 110 by manufacturing.
  • the bonding method of the base portion 121a and the main body 110 may be a method by thermal fusion, but is not limited thereto.
  • the gripping part 121b may wrap a part of one end of the battery.
  • the gripping portion 121b may be, for example, a pipe shape.
  • the gripping portion 121b may have an inner diameter similar to or slightly larger than the outer diameter of the battery.
  • the gripping portion 121b may grip a portion of the battery so that the conductive member 122 is exactly facing the electrode terminal of the battery.
  • the inner diameter of the gripping portion 121b may decrease as the inner surface of the gripping portion 121b approaches the conductive member 122 at the end. That is, an inclined surface 121e may be formed on the inner surface of the gripping part 121b. Accordingly, even if the user does not correctly insert the battery into the gripping portion 121b, the battery may be inserted inside the gripping portion 121b along the inclined surface 121e of the gripping portion 121b.
  • the conductive member 122 is installed in the installation space inside the positioning member 121, and may be made of a conductive material.
  • the material of the conductive member 122 may be, for example, metal or conductive plastic, but is not limited thereto.
  • the conductive member 122 may be moved away from or closer to the finger by an external force in the installation space. For example, the conductive member 122 may be moved upward or downward based on the direction shown in the drawing.
  • the elastic member 123 is installed in the installation space of the position fixing member 121 and can elastically support the conductive member 122.
  • the elastic member 123 may apply elastic force to maintain the state in which the conductive member 122 is positioned adjacent to the finger.
  • the conductive member 122 may move downward.
  • the elastic member 123 elastically supports the lower side of the conductive member 122, so that the conductive member 122 is moved upward and restored to an initial position.
  • the elastic member 123 for this may be, for example, a compression spring.
  • the conductive member 122 when the conductive member 122 is located in the initial position, it may be desirable that the portion adjacent to the body 110 in the conductive member 122 is positioned to protrude toward the interior of the body 110. This is to ensure that the user's finger and the conductive member 122 are in smooth contact. And, when the conductive member 122 is located in the initial position, it may be desirable that the end adjacent to the outside in the conductive member 122 is located inside the installation space without protruding to the outside. Accordingly, it is to prevent the conductive member 122 from being contaminated by external contact.
  • the battery characteristics measuring apparatus 100 may include a connecting member 140 and the connecting member 150.
  • connection member 140 may be coupled to the main body 110 so that an external device C (see FIG. 4) can be detachably coupled.
  • the connection member 140 may have terminals 140a and 140b coupled to the positive electrode T1 and the negative electrode T2 of an external device C (see FIG. 4 ), respectively.
  • a method of coupling the connection member 140 and the external device for example, a method using magnetic force may be applied, but is not limited thereto.
  • the connecting member 140 may be connected to an external device (C, see FIG. 4) to receive power from the external device (C, see FIG. 4). Then, the measurement unit 120 is connected to the battery, such as characteristics of voltage or current value of the battery may be transmitted to the external device (C, see FIG. 4) through the connection member 140.
  • the external device (see C, FIG. 4) may be a device capable of measuring any one or more of the battery voltage, current, and internal resistance.
  • the connecting member 150 is made of a conductive material, and may be installed on the body 110.
  • the connecting member 150 may electrically connect the measuring unit 120 and the connecting member 140.
  • the connecting member 150 for this may be, for example, a conductive fiber.
  • the main body 110 is made of a general non-conductive fiber, and the connecting member 150 may be integrally manufactured with the main body 110 in the manufacturing process. That is, the connection member 150 may be a part of the main body 110 that connects the measurement unit 120 and the connection member 140 with a conductive fiber.
  • the connecting member 150 may be a conductive cable (not shown), and the measuring unit 120 and the connecting member 140 may be electrically connected with a conductive cable.
  • the connection member 150 is manufactured using conductive fibers as described above, since the structure for fixing the conductive cable does not have to be implemented, manufacturing can be easily performed and durability can be improved.
  • the user wears the battery characteristic measuring device 100 on the hand, and couples the external device C to the connection member 140.
  • the user couples the two measurement units 120 of the battery characteristic measuring device 100 to each of both ends of the battery B.
  • the conductive member 122 may not protrude outside the installation space by the elastic member 123. have. Accordingly, it is possible to prevent the conductive member 122 from contacting the electrode terminal of the battery B.
  • the conductive member 122 when the user presses the conductive member 122 by moving the finger F, the conductive member 122 is moved toward the battery B, and the conductive member 122 and the battery The electrode terminals of (B) may be in contact with each other. At this time, characteristics such as voltage or current of the battery B may be transmitted to the external device C through the connection member 140.
  • the conductive member 122 since the position fixing member 121 grips the battery B, the conductive member 122 can accurately contact the electrode terminal of the battery B.
  • the conductive member 122 by the position fixing member 121 included in the measurement unit 120 can be accurately contacted to the electrode terminal of the battery, manufacturing
  • the conductive member 122 can always be brought into contact with the same specific position of the electrode terminal of the battery. Therefore, not only can the measurement error be reduced when measuring battery characteristics, but even when the measurement is performed by a user other than an experienced user, the conductive member 122 can always be brought into contact with the same specific location of the battery.
  • the battery characteristic measurement can be accurately measured, and the measurement time can be significantly shortened.
  • the battery characteristic measuring apparatus 100 the position fixing member 121 by gripping the battery, the battery is fixed in contact with the conductive member 122 and the battery electrode terminal of the battery It can be prevented from scratching the surface of the.
  • the conductive member 122 is located in the installation space, the conductive member 122 is minimized to minimize contamination of the conductive member 122 It is possible to prevent the internal resistance of the battery from being incorrectly measured by contaminants that may be generated on the surface of the battery.
  • the gripping part 221b included in the above-described position fixing member 121 may include a fixing part 121c and a detachable part 121d as a modified example.
  • the fixing part 121c may be fixedly coupled to the base part 121a.
  • the fixing part 121c may be integrally formed with the base part 121a.
  • the electrode terminal of the battery may contact the fixing part 121c.
  • the detachable portion 121d is detachably coupled to the fixing portion 121c, and may wrap a portion of one end of the battery.
  • the shape of the detachable portion 121d may be, for example, a ring shape.
  • a screw coupling method may be applied as a method of coupling the detachable portion 121d and the fixed portion 121c.
  • Cylindrical batteries can be classified into 18650 batteries and 21700 batteries by diameter.
  • the 18650 battery is 18mm in diameter and the 21700 battery is 21mm in diameter.
  • the inner diameter of the above-described removable portion 121d may correspond to the outer diameter of the 18650 battery, or may correspond to the outer diameter of the 21700 battery. That is, in a state in which the detachable parts 121d made of various diameters are prepared, a battery characteristic measuring apparatus according to another embodiment of the present invention is obtained by combining the detachable part 121d and the fixing part 121c corresponding to a battery of a specific diameter (100) can be prepared. Accordingly, it is not necessary to manufacture a plurality of molds in order to manufacture the battery characteristic measuring apparatus 100 corresponding to various sizes of batteries, thereby significantly reducing manufacturing costs.
  • the detachable portion 121d is simply replaced to manufacture various diameters.
  • the characteristics of the battery can be measured. That is, since it is not necessary to have all of the battery characteristic measuring devices 100 suitable for batteries of various diameters, it is possible to reduce the cost incurred when measuring the battery characteristics.
  • the apparatus 100 for measuring battery characteristics may further include an insulating member 130.
  • the insulating member 130 is made of a material that can be insulated and elastically deformed, and may be installed inside the body 110.
  • the insulating member 130 may be, for example, a plate-shaped member made of rubber or silicone.
  • the insulating member 130 may be installed to surround a portion of the conductive member 122 in contact with a finger.
  • the insulating member 130 is made of a larger size than the conductive member 122 inside the body 110 to cover the conductive member 122 and the surrounding body 110.
  • the insulating member 130 may be coupled to the body 110.
  • the method of bonding the insulating member 130 and the body 110 may be, for example, a method using an adhesive material or a method by thermal fusion, but is not limited thereto.
  • position fixing member 121a base portion
  • detachable portion 122 conductive member
  • connecting member 150 connecting member
  • the conductive member can be accurately contacted with the electrode terminal of the battery by the position fixing member included in the measuring unit, when continuously measuring the characteristics of the manufactured batteries, the conductivity The member can always be brought into contact with the same specific position of the electrode terminal of the battery. Therefore, not only can the measurement error be reduced when measuring battery characteristics, but even when the measurement is performed by a user other than an experienced user, the conductive member can always be brought into contact with the same specific location of the battery. In addition, the battery characteristic measurement can be accurately measured, and the measurement time can be significantly shortened.
  • the battery characteristic measuring apparatus prevents scratching on the surface of the electrode terminal of the battery by contacting the conductive member and the battery while the battery is fixed by the position fixing member holding the battery. can do.
  • the conductive member when measuring battery characteristics, it is possible to significantly reduce the occurrence of human error.
  • the conductive member when the user does not measure the characteristics of the battery with the battery characteristic measuring device, since the conductive member is located in the installation space, the conductive member is minimized to be contaminated to minimize the contamination of the conductive member. Can prevent the internal resistance of the sensor from being measured incorrectly.

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Abstract

본 기재의 배터리 특성 측정 장치는 절연성 소재로 이루어지고, 사용자의 손에 착용될 수 있는 본체; 및 상기 본체에서 사용자의 손가락이 위치되는 부분에 설치되고, 배터리의 양단 각각의 적어도 일부분을 감싸도록 이루어지며, 배터리가 결합된 상태에서 사용자가 손가락으로 상기 배터리를 향하여 가압하면, 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 측정 유닛;을 포함한다.

Description

배터리 특성 측정 장치
본 출원은 2019년 1월 24일자 한국 특허 출원 제 2019-0008997 호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 배터리 특성 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제조된 배터리의 특성을 측정하는데 사용될 수 있는 배터리 특성 측정 장치에 관한 것이다.
전기 장치나 전기적인 회로의 전력원으로서 제공되는 배터리는 제조가 완료된 후, 출고전에 미리 설정된 전력용량을 정상적으로 갖추고 있는지 여부를 측정하는 테스트 공정을 필수적으로 수행하고 있다.
일반적인 배터리 특성 측정 장치는 전압계(OV)를 직렬로 접속하여 그 배터리(BAT)의 개방전압(Open Voltage)을 기저전압으로부터 최고전압까지 측정할 수 있도록 하고 있다. 또한, 상기 배터리의 양극 간에 저항을 접속하고 그 배터리의 양극과 저항단간에 스위치를 접속하는 한편, 상기 저항의 양단간에 전류계를 접속하고서, 스위치를 예컨대 0.25초와 같은 설정시간마다 스위칭시켜서 미리 설정된 저항(R1)의 저항치에 대해서 기저전류로부터 최고전류까지의 전류치에 대한 전압변동치를 측정할 수 있도록 하고 있다. 또한, 막대형 프로브를 사용하여 브레드보드나 PCB와 같이 고정된 환경에서 사용하는 것이 일반적이다.
그러나, 원통형 배터리처럼 고정이 어렵고 측정부(양극. 음극)가 수직방향으로 멀리 떨어져 있는 경우, 고정과 측정을 동시에 수행해야만 한다. 따라서, 프로브 접촉부분이 불안정 해져서 측정에 시간이 오래 걸리게 되고 불필요하게 힘을 가하게 되면서 잦은 위지 변경으로 인하여 전극 단자의 표면에 긁힘이 발생될 수 있다. 또한, 배터리가 고온이나 저온 상태일 경우 방열 장갑의 착용이 필요하기 때문에 측정 시간이 더욱 오래 소요될 뿐만 아니라, 방열 장갑 때문에 프로브를 배터리의 전극 단자에 정확하게 위치시키기 어려울 수 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1) 한국공개특허 제2016-0088983호
본 발명의 목적은 배터리의 특성을 정확하게 측정할 수 있는 배터리 특성 측정 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 특성 측정 장치는 절연성 소재로 이루어지고, 사용자의 손에 착용될 수 있는 본체; 및 상기 본체에서 사용자의 손가락이 위치되는 부분에 설치되고, 배터리의 양단 각각의 적어도 일부분을 감싸도록 이루어지며, 배터리가 결합된 상태에서 사용자가 손가락으로 상기 배터리를 향하여 가압하면, 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 측정 유닛;을 포함한다.
한편, 상기 측정 유닛은, 상기 본체에 결합되고, 손가락의 일부분을 감싸는 형상으로 이루어진 베이스부와, 상기 배터리의 일단의 일부분을 감싸는 파지부를 포함하는 위치 고정 부재; 상기 위치 고정 부재의 내부의 설치 공간에 설치되고, 도전성 소재로 이루어지며, 상기 설치 공간에서 외력에 의하여 상기 손가락으로부터 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동되는 도전 부재; 및 상기 설치 공간에 설치되고, 상기 도전 부재를 탄성 지지하며, 상기 도전 부재에 외력이 제거된 경우, 상기 도전 부재가 손가락에 인접하게 위치한 상태를 유지하도록 탄성력을 가하는 탄성 부재;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 위치 고정 부재의 파지부는, 상기 베이스부에 고정 결합되는 고정부; 및 상기 고정부에 탈착 가능하게 결합되고, 배터리의 일단부의 일부분을 감싸는 탈착부;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 탄성 부재는 압축 스프링일 수 있다.
한편, 상기 탈착부는 링(ring) 형상일 수 있다.
한편, 상기 파지부의 내측면은 끝부분에서 상기 도전 부재에 가까워질수록 내경이 감소할 수 있다.
한편, 절연 가능하면서 탄성 변형되는 소재로 이루어지고, 상기 본체의 내부에 설치되며, 상기 도전 부재에서 손가락과 접촉되는 부분을 감싸도록 설치되는 절연 부재를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 본체에 결합되어 외부 기기가 탈착 가능하게 결합되는 접속 부재; 및 도전성 소재로 이루어지고, 상기 본체에 설치되며, 상기 측정 유닛과 상기 접속 부재를 전기적으로 연결하는 연결 부재;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 연결 부재는 도전성 섬유일 수 있다.
한편, 상기 외부 기기는 배터리의 전압, 전류 및 내부저항 중 어느 하나 이상을 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 특성 측정 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는, 도 1의 배터리 특성 측정 장치의 하측을 도시한 저면도이다.
도 3은, 도 1의 배터리 특성 측정 장치에서 Ⅲ-Ⅲ'라인을 따라 취한 단면도이다.
도 4는, 도 2에서 접속 부재가 외부 기기에 결합되는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 사용자가 배터리 특성 측정 장치로 배터리의 특성을 측정하는 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 사용자의 손가락이 도전 부재는 누르기 전의 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 사용자의 손가락이 도전 부재는 누른 후의 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 위치 고정 부재에 포함된 파지부의 변형예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 특성 측정 장치를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 특성 측정 장치(100)는 본체(110), 측정 유닛(120)을 포함한다.
본체(110)는 절연성 소재로 이루어지고, 사용자의 손에 착용될 수 있다. 본체(110)의 형상은 사용자의 손을 감쌀 수 있는 형상일 수 있다. 예를 들어, 본체(110)는 손가락, 손등 및 손바닥을 감쌀 수 있다.
상기 본체(110)의 형상은 손가락을 감쌀 수 있는 부분(111)과, 손바닥 및 손등을 감쌀 수 있는 부분(112)으로 구성될 수 있다. 상기 본체(110)의 소재는 일례로 패브릭, 가죽, 인조 가죽 및 합성 수지일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
측정 유닛(120)은 상기 본체(110)에서 사용자의 손가락이 위치되는 부분(111)에 설치되고, 배터리의 양단 각각의 적어도 일부분을 감싸도록 이루어질 수 있다. 측정 유닛(120)과 배터리가 서로 결합된 상태에서, 사용자가 손가락으로 상기 배터리를 향하여 가압하면, 측정 유닛(120)은 상기 배터리와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 측정 유닛(120)은 두 개일 수 있으며, 어느 하나의 측정 유닛(120)은 본체(110)에서 사용자의 검지 또는 중지가 삽입되는 부분에 설치될 수 있고, 나머지 하나의 측정 유닛(120)은 본체(110)에서 사용자의 엄지가 삽입되는 부분에 설치될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 두 개의 측정 유닛(120)은 배터리의 양극 및 음극 각각에 결합될 수 있다. 이러한 측정 유닛(120)에 결합되는 배터리는 일례로 원통형 배터리일 수 있다.
상기 측정 유닛(120)은 일례로 위치 고정 부재(121), 도전 부재(122) 및 탄성 부재(123)를 포함할 수 있다.
위치 고정 부재(121)는 베이스부(121a)와 파지부(121b)를 포함할 수 있다. 베이스부(121a)는 상기 본체(110)에 결합되고, 손가락의 일부분을 감싸는 형상으로 이루어질 수 있다. 베이스부(121a)의 형상은 일례로 수직 단면이 아크(Arc) 형상일 수 있다.
상기 베이스부(121a)와 본체(110)의 결합 방법은 본체(110)에서 손가락이 삽입되는 부분의 일측에 홀(미도시)을 형성하고, 베이스부(121a)는 일측이 절단된 링 형상으로 제조하여 사용자가 본체(110)를 착용한 상태에서 본체(110)에 형성된 홀(미도시)과 대응되는 부분에 탈착 가능하도록 이루어질 수 있다. 이와 다르게, 베이스부(121a)와 본체(110)의 결합 방법은 열 융착에 의한 방법이 사용될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
파지부(121b)는 상기 배터리의 일단의 일부분을 감쌀 수 있다. 파지부(121b)는 일례로 파이프 형상일 수 있다. 파지부(121b)의 내경은 배터리의 외경과 유사하거나 다소 큰 크기로 이루어질 수 있다. 파지부(121b)는 배터리의 일부분을 파지하여 도전 부재(122)가 배터리의 전극 단자와 정확하게 마주하도록 할 수 있다.
한편, 상기 파지부(121b)의 내측면은 끝부분에서 상기 도전 부재(122)에 가까워질수록 내경이 감소할 수 있다. 즉, 파지부(121b)의 내측면에는 경사면(121e)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 사용자가 배터리를 파지부(121b)에 정확하게 삽입하지 않더라도, 배터리가 파지부(121b)의 경사면(121e)을 따라서 파지부(121b)의 내측에 삽입될 수 있다.
도전 부재(122)는 상기 위치 고정 부재(121)의 내부의 설치 공간에 설치되고, 도전성 소재로 이루어질 수 있다. 도전 부재(122)의 소재는 일례로, 금속 또는 도전성 플라스틱일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
상기 도전 부재(122)는 상기 설치 공간에서 외력에 의하여 상기 손가락으로부터 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 방향을 기준으로 도전 부재(122)는 상방 또는 하방으로 이동될 수 있다.
탄성 부재(123)는 상기 위치 고정 부재(121)의 설치 공간에 설치되고, 상기 도전 부재(122)를 탄성 지지할 수 있다. 탄성 부재(123)는 상기 도전 부재(122)에 외력이 제거된 경우, 상기 도전 부재(122)가 손가락에 인접하게 위치한 상태를 유지하도록 탄성력을 가할 수 있다. 더욱 상세하게 설명하면, 도면에 도시된 방향을 기준으로 도전 부재(122)의 상측에 외력이 가해지면, 도전 부재(122)는 하방으로 이동할 수 있다. 이와 다르게, 도전 부재(122)의 상측에 외력이 제거되면, 탄성 부재(123)는 도전 부재(122)의 하측을 탄성 지지하고 있으므로, 도전 부재(122)는 상방으로 이동되어 초기 위치로 복원될 수 있다. 이를 위한 탄성 부재(123)는 일례로 압축 스프링일 수 있다.
한편, 도전 부재(122)가 초기 위치에 위치된 경우, 도전 부재(122)에서 본체(110)와 인접한 일부분은 본체(110)의 내부를 향하여 돌출되도록 위치된 것이 바람직할 수 있다. 이는, 사용자의 손가락과 도전 부재(122)가 원활하게 접촉되도록 하기 위함이다. 그리고, 도전 부재(122)가 초기 위치에 위치된 경우, 도전 부재(122)에서 외부와 인접한 단부는 외부로 돌출되지 않고 설치 공간의 내부에 위치된 것이 바람직할 수 있다. 이에 따라, 도전 부재(122)가 외부의 접촉에 의하여 오염되는 것을 방지하기 위함이다.
이와 같은 측정 유닛(120)을 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 특성 측정 장치(100)의 동작 과정은 후술하기로 한다.
한편, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 특성 측정 장치(100)를 더욱 상세하게 설명하면, 접속 부재(140)와 연결 부재(150)를 포함할 수 있다.
접속 부재(140)는 상기 본체(110)에 결합되어 외부 기기(C, 도 4 참조)가 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 접속 부재(140)는 일측에는 외부 기기(C, 도 4 참조)의 양극(T1) 및 음극(T2)에 각각 결합되는 단자(140a, 140b)들이 위치될 수 있다. 이러한 접속 부재(140)와 외부 기기(C, 도 4 참조)의 결합 방법은 일례로 자력에 의한 방법이 적용될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
상기 접속 부재(140)는 외부 기기(C, 도 4 참조)와 연결되어 외부 기기(C, 도 4 참조)로부터 전원을 공급받을 수도 있다. 그리고, 측정 유닛(120)이 배터리에 연결되어 배터리의 전압값 또는 전류값 등의 특성이 접속 부재(140)를 통하여 외부 기기(C, 도 4 참조)로 전송될 수 있다. 여기서, 외부 기기(C, 도 4 참조)는 배터리의 전압, 전류 및 내부저항 중 어느 하나 이상을 측정할 수 있는 장치일 수 있다.
연결 부재(150)는 도전성 소재로 이루어지고, 상기 본체(110)에 설치될 수 있다. 연결 부재(150)는 상기 측정 유닛(120)과 상기 접속 부재(140)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이를 위한 상기 연결 부재(150)는 일례로 도전성 섬유일 수 있다. 이때, 본체(110)는 일반적인 비도전성 섬유로 이루어지고, 연결 부재(150)는 본체(110)와 제조과정에서 일체로 제조될 수 있다. 즉, 연결 부재(150)는 본체(110)에서 측정 유닛(120)과 접속 부재(140)를 연결하는 일부분이 도전성 섬유로 제조된 것일 수 있다.
이와 다르게, 연결 부재(150)를 도전 케이블(미도시)로 하고, 도전 케이블로 상기 측정 유닛(120)과 상기 접속 부재(140)를 전기적으로 연결할 수도 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 연결 부재(150)를 도전성 섬유를 사용하여 제조하는 경우, 도전 케이블을 고정하기 위한 구조를 구현하지 않아도 됨으로써, 제조가 용이하게 이루어지면서 내구성도 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 특성 측정 장치(100)의 동작 과정에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
사용자가 배터리 특성 측정 장치(100)를 손에 착용하고, 외부 기기(C)를 접속 부재(140)에 결합한다. 다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 사용자가 배터리 특성 측정 장치(100)의 두 개의 측정 유닛(120)를 배터리(B)의 양단 각각에 결합한다. 이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 사용자의 손가락(F)이 도전 부재(122)를 가압하지 않은 상태에서는 도전 부재(122)가 탄성 부재(123)에 의하여 설치 공간의 외부로 돌출되지 않을 수 있다. 따라서, 도전 부재(122)와 배터리(B)의 전극 단자가 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 사용자가 손가락(F)을 움직여서 도전 부재(122)를 가압하면, 도전 부재(122)가 배터리(B)를 향하여 이동되고, 도전 부재(122)와 배터리(B)의 전극 단자가 서로 접촉될 수 있다. 이때, 배터리(B)의 전압 또는 전류와 같은 특성이 접속 부재(140)를 통하여 외부 기기(C)로 전송될 수 있다. 여기서, 위치 고정 부재(121)가 배터리(B)를 파지하고 있으므로, 도전 부재(122)가 배터리(B)의 전극 단자에 정확하게 접촉될 수 있다.
일반적인 배터리에서 전압 뿐만 아니라 내부저항도 배터리 특성에서 매우 중요한 요소이다. 배터리는 전기화학 반응에 의한 임피던스 성분을 포함하기 때문에 일반적으로 알려진 dc저항 측정방법으로는 내부저항의 측정이 불가능하다.
배터리의 내부저항 측정을 위에서 주파수를 바꿔가면서 Cole-Cole plot을 그린 후 내부저항을 측정하게 된다. 이러한 과정은 안정된 상태(접촉 위치, 접촉 상태, 표면 상태)에서 수행되지 않으면 부정확한 결과로 이어지기나 측정까지 오랜 시간이 걸릴 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 특성 측정 장치(100)는 측정 유닛(120)에 포함된 위치 고정 부재(121)에 의하여 도전 부재(122)가 배터리의 전극 단자에 정확하게 접촉될 수 있으므로, 제조된 배터리들의 특성을 계속해서 측정하는 경우, 도전 부재(122)가 항상 배터리의 전극 단자의 동일한 특정 위치에 접촉될 수 있다. 따라서, 배터리 특성 측정시 측정 오차를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 숙련된 사용자가 아닌 다른 사용자가 측정을 하더라도, 도전 부재(122)가 항상 배터리의 동일한 특정 위치에 접촉될 수 있다. 그리고, 배터리 특성 측정이 정확하게 측정될 수 있을 뿐만 아니라, 측정시간이 현저하게 단축될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 특성 측정 장치(100)는 위치 고정 부재(121)가 배터리를 파지함으로써, 배터리가 고정된 상태에서 도전 부재(122)와 배터리가 접촉되어 배터리의 전극 단자의 표면에 긁힘이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 배터리의 특성을 특정하는 경우, 사용자에 따라 오차(human error)가 발생되는 것을 현저하게 감소시킬 수 있다. 또한, 사용자가 배터리 특성 측정 장치(100)로 배터리의 특성을 측정하지 않는 경우, 도전 부재(122)는 설치 공간 내에 위치되어 있으므로, 도전 부재(122)가 오염되는 것을 최소화하여 도전 부재(122)의 표면에 발생될 수 있는 오염 물질에 의하여 배터리의 내부저항이 잘못 측정되는 것을 방지할 수 있다.
도 8을 참조하면, 전술한 위치 고정 부재(121)에 포함된 파지부(221b)는 변형예로 고정부(121c)와 탈착부(121d)를 포함할 수 있다.
고정부(121c)는 상기 베이스부(121a)에 고정 결합될 수 있다. 고정부(121c)는 베이스부(121a)와 일체로 형성될 수 있다. 배터리의 전극 단자가 고정부(121c)에 접촉될 수 있다.
탈착부(121d)는 상기 고정부(121c)에 탈착 가능하게 결합되고, 배터리의 일단부의 일부분을 감쌀 수 있다. 이를 위한 상기 탈착부(121d)의 형상은 일례로 링(ring) 형상일 수 있다. 탈착부(121d)와 고정부(121c)의 결합 방법은 일례로 나사 결합 방법이 적용될 수 있다.
원통형 배터리는 직경에 따라 18650 배터리와 21700 배터리로 분류할 수 있다. 18650 배터리는 직경이 18mm이고, 21700 배터리는 직경이 21mm이다. 전술한 탈착부(121d)의 내경은 18650 배터리의 외경에 대응될 수도 있고, 21700 배터리의 외경에 대응될 수도 있다. 즉, 다양한 직경으로 이루어진 탈착부(121d)들이 준비된 상태에서, 특정 직경의 배터리에 대응하는 탈착부(121d)와 고정부(121c)를 결합시켜서 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 특성 측정 장치(100)를 제조할 수 있다. 이에 따라, 다양한 크기의 배터리에 대응하는 배터리 특성 측정 장치(100)를 제조하기 위하여 여러 개의 금형을 제작할 필요가 없으므로, 제조 비용을 현저하게 절감시킬 수 있다.
또한, 사용자가 배터리 특성 측정 장치(100)로 18650 배터리들의 특성을 지속적으로 측정하다가, 18650 배터리와 직경이 상이한 배터리의 특성을 측정하는 경우, 탈착부(121d)만 간단하게 교체하여 다양한 직경으로 제조된 배터리의 특성을 측정할 수 있다. 즉, 다양한 직경의 배터리들에 맞는 배터리 특성 측정 장치(100)를 모두 구비할 필요가 없으므로, 배터리 특성 측정시 발생되는 비용을 절감할 수 있다.
도 9을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 특성 측정 장치(100)는 절연 부재(130)를 더 포함할 수 있다.
절연 부재(130)는 절연 가능하면서 탄성 변형되는 소재로 이루어지고, 상기 본체(110)의 내부에 설치될 수 있다. 이러한 절연 부재(130)는 일례로 고무 또는 실리콘으로 이루어진 판 형상의 부재일 수 있다.
상기 절연 부재(130)는 상기 도전 부재(122)에서 손가락과 접촉되는 부분을 감싸도록 설치될 수 있다. 더욱 상세하게 설명하면, 절연 부재(130)는 본체(110)의 내부에서 도전 부재(122)보다 큰 크기로 이루어져서, 도전 부재(122) 및 주변의 본체(110)를 커버할 수 있다. 절연 부재(130)는 본체(110)에 결합될 수 있다. 절연 부재(130)와 본체(110)를 결합시키는 방법은 일례로 접착 물질에 의한 방법 또는 열 융착에 의한 방법이 사용될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
(부호의 설명)
100: 배터리 특성 측정 장치
110: 본체 120: 측정 유닛
121: 위치 고정 부재 121a: 베이스부
121b, 221b: 파지부 121c: 고정부
121d: 탈착부 122: 도전 부재
123: 탄성 부재 130: 절연 부재
140: 접속 부재 150: 연결 부재
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 특성 측정 장치는 측정 유닛에 포함된 위치 고정 부재에 의하여 도전 부재가 배터리의 전극 단자에 정확하게 접촉될 수 있으므로, 제조된 배터리들의 특성을 계속해서 측정하는 경우, 도전 부재가 항상 배터리의 전극 단자의 동일한 특정 위치에 접촉될 수 있다. 따라서, 배터리 특성 측정시 측정 오차를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 숙련된 사용자가 아닌 다른 사용자가 측정을 하더라도, 도전 부재가 항상 배터리의 동일한 특정 위치에 접촉될 수 있다. 그리고, 배터리 특성 측정이 정확하게 측정될 수 있을 뿐만 아니라, 측정시간이 현저하게 단축될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 특성 측정 장치는 위치 고정 부재가 배터리를 파지함으로써, 배터리가 고정된 상태에서 도전 부재와 배터리가 접촉되어 배터리의 전극 단자의 표면에 긁힘이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 배터리 특성 측정시 사용자에 따른 오차(human error)가 발생되는 것을 현저하게 감소시킬 수 있다. 또한, 사용자가 배터리 특성 측정 장치로 배터리의 특성을 측정하지 않는 경우, 도전 부재는 설치 공간 내에 위치되어 있으므로, 도전 부재가 오염되는 것을 최소화하여 도전 부재의 표면에 발생될 수 있는 오염 물질에 의하여 배터리의 내부저항이 잘못 측정되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (10)

  1. 절연성 소재로 이루어지고, 사용자의 손에 착용될 수 있는 본체; 및
    상기 본체에서 사용자의 손가락이 위치되는 부분에 설치되고, 배터리의 양단 각각의 적어도 일부분을 감싸도록 이루어지며, 배터리가 결합된 상태에서 사용자가 손가락으로 상기 배터리를 향하여 가압하면, 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 측정 유닛;을 포함하는 배터리 특성 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정 유닛은,
    상기 본체에 결합되고, 손가락의 일부분을 감싸는 형상으로 이루어진 베이스부와, 상기 배터리의 일단의 일부분을 감싸는 파지부를 포함하는 위치 고정 부재;
    상기 위치 고정 부재의 내부의 설치 공간에 설치되고, 도전성 소재로 이루어지며, 상기 설치 공간에서 외력에 의하여 상기 손가락으로부터 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동되는 도전 부재; 및
    상기 설치 공간에 설치되고, 상기 도전 부재를 탄성 지지하며, 상기 도전 부재에 외력이 제거된 경우, 상기 도전 부재가 손가락에 인접하게 위치한 상태를 유지하도록 탄성력을 가하는 탄성 부재;를 포함하는 배터리 특성 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 위치 고정 부재의 파지부는,
    상기 베이스부에 고정 결합되는 고정부; 및
    상기 고정부에 탈착 가능하게 결합되고, 배터리의 일단부의 일부분을 감싸는 탈착부;를 포함하는 배터리 특성 측정 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 압축 스프링인 배터리 특성 측정 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 탈착부는 링(ring) 형상인 배터리 특성 측정 장치.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 파지부의 내측면은 끝부분에서 상기 도전 부재에 가까워질수록 내경이 감소하는 배터리 특성 측정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    절연 가능하면서 탄성 변형되는 소재로 이루어지고, 상기 본체의 내부에 설치되며, 상기 도전 부재에서 손가락과 접촉되는 부분을 감싸도록 설치되는 절연 부재를 더 포함하는 배터리 특성 측정 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 본체에 결합되어 외부 기기가 탈착 가능하게 결합되는 접속 부재; 및
    도전성 소재로 이루어지고, 상기 본체에 설치되며, 상기 측정 유닛과 상기 접속 부재를 전기적으로 연결하는 연결 부재;를 포함하는 배터리 특성 측정 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연결 부재는 도전성 섬유인 배터리 특성 측정 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 외부 기기는 배터리의 전압, 전류 및 내부저항 중 어느 하나 이상을 측정하는 배터리 특성 측정 장치.
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