WO2022059951A1 - 완충 패드 평가용 지그 및 이를 사용한 완충 패드 평가 방법 - Google Patents

완충 패드 평가용 지그 및 이를 사용한 완충 패드 평가 방법 Download PDF

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송승호
홍명수
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Definitions

  • the present invention relates to a buffer pad evaluation jig and a buffer pad evaluation method using the same, and more particularly, to a buffer pad evaluation jig used for a battery module and a buffer pad evaluation method used for a battery module.
  • These secondary batteries are sometimes classified into lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, and lithium polymer batteries according to the composition of the electrode and electrolyte. It is classified into a battery, a prismatic battery, and a pouch-type battery in which the electrode assembly is built in a pouch-type case of an aluminum laminate sheet.
  • the electrode assembly built into the battery case is a power generating element that can be charged and discharged with a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. It is classified into a wound jelly-roll type and a stack type in which a plurality of positive and negative electrodes of a predetermined size are sequentially stacked in a state in which a separator is interposed.
  • a plurality of battery cells are electrically connected to form a packaged battery module.
  • a pouch-type secondary battery is widely used in a medium-to-large device due to the advantage of easy stacking.
  • This battery module has a structure in which a plurality of battery modules are accommodated in the module case, and between the module case and the battery cells or between the battery cells housed in the module case to protect the internal battery cells from shock or vibration outside the module case.
  • a buffer pad is interposed.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a buffer pad evaluation jig capable of evaluating the performance according to the compression rate of the buffer pad inserted into a battery module and a buffer pad evaluation method using the same .
  • the present invention relates to a jig for evaluating a buffer pad, wherein the jig for evaluating the buffer pad is located on one surface of the buffer pad, the first plate for pressing the buffer pad; a second plate positioned on the other surface of the buffer pad to press the buffer pad from the other surface; and a magnet member positioned between the first plate and the second plate, wherein at least one edge of the first plate and the second plate is formed with a recessed portion in which the magnet member is seated.
  • the first plate and the second plate are made of a metal material that responds to a magnet, and the areas and sizes of the first plate and the second plate are the same.
  • the shape of the portion in contact with the depression corresponds to the shape of the depression so that the magnet member is completely in close contact with the depression.
  • the recessed portion may be formed in a partial region of an edge of the first plate or the second plate, and may be formed symmetrically with respect to the center of the plate.
  • the length and width of the portion in which the recess is formed corresponds to the length and width of the magnet member.
  • depressions may be formed in each of the first plate and the second plate.
  • the thickness of the magnet member is greater than the sum of the depth of the depression formed in the first plate and the depth of the depression formed in the second plate.
  • a depression may be formed in any one of the first plate and the second plate.
  • the thickness of the magnet member is greater than the depth of the depression.
  • the depression may be formed in all regions of the edge of the first plate or the second plate.
  • the width of the portion in which the depression is formed corresponds to the width of the magnet member.
  • the thickness of the inner space surrounded by the first plate, the second plate, and the magnet member may be the same as or smaller than the thickness of the buffer pad to be evaluated.
  • the horizontal cross-sectional area of the inner space surrounded by the first plate, the second plate, and the magnet member may correspond to the area of the buffer pad to be evaluated, or may be larger than that.
  • the present invention also provides a buffer pad evaluation method, the buffer pad evaluation method comprising the steps of preparing a jig for evaluating the buffer pad as described above; A method comprising: interposing a buffer pad between the first plate and the second plate, and seating the magnet member in the recess to fasten the first plate and the second plate; and measuring the dynamic stiffness for the cushioning pad.
  • measuring the dynamic stiffness includes measuring the dynamic stiffness according to the compression ratio of the buffer pad by varying the compression ratio of the buffer pad.
  • the compression ratio of the cushioning pad may be adjusted by the thickness of the magnet member.
  • the compression ratio of the buffer pad can be easily adjusted by using a magnet member for the buffer pad inserted into the battery module, and through this, the dynamic stiffness according to the compression ratio can be evaluated.
  • the jig for evaluation of the buffer pad according to the present invention has a simple structure, it is possible to minimize the influence of the jig when evaluating the buffer pad.
  • 1 is a photograph showing the shape of a buffer pad.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the structure of a jig for evaluation of a buffer pad according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view showing the assembled state of the jig for evaluation of the buffer pad according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a shape in which a buffer pad is fastened to a jig for a buffer pad according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing the structure of a jig for evaluation of a buffer pad according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a shape in which a buffer pad is fastened to a jig for a buffer pad according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing the structure of a jig for evaluation of a buffer pad according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the sequence of the buffer pad evaluation method according to the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a process of adjusting the compression ratio of the pad in the buffer pad evaluation method according to the present invention.
  • “under” another part it includes not only cases where it is “directly under” another part, but also cases where another part is in between.
  • “on” may include the case of being disposed not only on the upper part but also on the lower part.
  • the present invention relates to a jig for evaluating a buffer pad, wherein the jig for evaluating the buffer pad is located on one surface of the buffer pad, the first plate for pressing the buffer pad; a second plate positioned on the other surface of the buffer pad to press the buffer pad from the other surface; and a magnet member positioned between the first plate and the second plate, wherein at least one edge of the first plate and the second plate is formed with a recessed portion in which the magnet member is seated.
  • a buffer pad is interposed between the module case and the battery cells or between the battery cells accommodated in the module case in order to protect the internal battery cells from external shock or vibration of the module case.
  • information on the dynamic stiffness of the buffer pad is required.
  • the compression ratio of the buffer pad can be easily adjusted by using a magnet member for the buffer pad inserted into the battery module, and through this, the dynamic stiffness according to the compression ratio can be evaluated.
  • the jig for evaluation of the buffer pad according to the present invention has a simple structure, it is possible to minimize the influence of the jig when evaluating the buffer pad.
  • 1 is a photograph showing the shape of a buffer pad.
  • the buffer pad to be evaluated may be inserted into the battery module.
  • the battery module has a plurality of battery cells housed therein.
  • the battery cell may be a pouch-type battery cell
  • the pouch-type battery cell may include an electrode assembly, an electrolyte, and a pouch packaging material.
  • the electrode assembly is an assembly of an electrode and a separator, and may be configured in a form in which one or more positive electrode plates and one or more negative electrode plates are disposed with a separator interposed therebetween.
  • each electrode plate of the electrode assembly is provided with an electrode tab, and one or more electrode tabs may be connected to an electrode lead.
  • the electrode lead is interposed between the pouch packaging materials so that one end thereof is exposed to the outside, and the exposed portion may function as an electrode terminal of the secondary battery.
  • the pouch case material may accommodate the electrolyte solution together with the electrode assembly in the inner space.
  • the pouch exterior material may be configured in a form in which the edge portion is sealed by heat sealing or the like.
  • the pouch exterior material may be composed of an upper pouch and a lower pouch, and each pouch includes an outer insulating layer, a metal layer, and an inner adhesive layer, so that the inner adhesive layer may be fused to each other.
  • the module case may be formed of a metal material having high mechanical strength and excellent thermal conductivity.
  • the battery module may receive various types of vibrations and shocks from the outside during use.
  • a buffer pad is interposed between the cells.
  • such a buffer pad may include a material including a soft elastic material such as silicone, polyurethane, or EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer).
  • a foam pad such as polyurethane foam may be used as the cushioning pad. Since these materials have excellent absorbency to vibration and repulsion by compression, it is possible to effectively protect the battery cells from external shocks and vibrations.
  • such a buffer pad may act as a heat dissipation member when the battery cell generates heat.
  • the buffer pad evaluation jig includes a pair of pressure plates in which the buffer pad can be interposed.
  • the buffer pad evaluation jig according to the present invention is located on one surface of the buffer pad, and is positioned on the first plate for pressing the buffer pad and the other surface of the buffer pad to press the buffer pad from the other surface.
  • the material constituting the first plate and the second plate may be composed of a metal material that responds to a magnet.
  • the material constituting the first plate and the second plate may be one selected from the group consisting of iron, nickel, and cobalt, and specifically, iron may be used.
  • the area and thickness of the first plate and the second plate may be appropriately designed according to the area and thickness of the buffer pad to be evaluated.
  • the area of the portion where the first plate and the second plate contact the buffer pad is Considering that the buffer pad is compressed, it is preferable that the area of the buffer pad be larger than that of the buffer pad.
  • the first plate and the second plate may have the same area and size in order to simplify the structure of the jig and minimize the influence of the jig on evaluation.
  • the area and size of the plate means the area and size of the outer periphery of the plate. For example, when the plate has a rectangular shape, the horizontal length and the vertical length of the plate may be the same.
  • the first plate and the second plate are fastened by a magnet member. That is, the jig for evaluation of the buffer pad according to the present invention is fastened to the plate using a magnet without a separate fastening member such as a bracket or bolt, so the structure is simple and the influence of the jig can be minimized when evaluating the characteristics of the buffer pad.
  • the separation distance between the plates can be adjusted by adjusting the thickness of the magnet member, the compression ratio of the cushioning pad can be easily adjusted.
  • the magnet member is positioned between the first plate and the second plate, and the edge of the first plate and the second plate is formed with a recessed portion recessed so that the magnet member is seated. More specifically, the recessed portion is formed on the edge of the surface of the first plate and the second plate in contact with the buffer pad. That is, the recessed portion is recessed to have a predetermined width from the end of the first plate or the second plate toward the center. In this way, the magnet can be easily positioned by forming the recessed portion in the portion where the magnet member is positioned.
  • the shape of the portion in contact with the depression corresponds to the shape of the depression so that the magnet member is completely in close contact with the depression.
  • that the shape of the portion in contact with the depression corresponds to the shape of the depression means that the cross-sectional shape of the depressed portion is the same as the cross-sectional shape of the magnet member.
  • the cross-sectional shape of the recessed portion is also a corresponding rectangular parallelepiped shape
  • the recessed portion is also the same as the radius of curvature of the cylinder. It can be recessed in a curved shape.
  • the depression is formed in a partial region of an edge of the first plate or the second plate.
  • the partial edge region means a part of the edge region formed along the circumference of the first plate or the second plate.
  • the depressions may be formed symmetrically with respect to the center of the plate.
  • the depressions may be formed on two sides facing each other.
  • the length and width of the portion in which the recess is formed corresponds to the length and width of the magnet member. That is, the depression may be formed only at a portion where the magnet member contacts the plate, and the magnet member may be in close contact with the inner wall of the depression.
  • the present invention is not limited thereto, and the area of the magnet member may be smaller than the area of the recessed portion.
  • depressions are formed in the first plate and the second plate, respectively. That is, the first plate and the second plate may have the same shape as each other, and the fixing jig has a vertical symmetric structure.
  • the magnet member is interposed between the recess formed in the first plate and the recess formed in the second plate. In this way, by making the first plate and the second plate the same shape, only one type of plate can be manufactured, so that the plate manufacturing process and the fastening structure of the plate can be simplified.
  • the thickness of the magnet member is preferably greater than the sum of the depth of the depression formed in the first plate and the depth of the depression formed in the second plate. This is to provide a space in which the buffer pad can be interposed between the first plate and the second plate. As will be described later, the compression rate of the buffer pad may be adjusted by controlling the thickness of the space formed between the first plate and the second plate by adjusting the thickness of the magnet member.
  • a depression may be formed in any one of the first plate and the second plate.
  • the plate in which the depression is not formed may have a flat shape in which irregularities are not formed on the surface.
  • the thickness of the magnet member is preferably greater than the depth of the depression formed in any one of the first plate and the second plate. This is to provide a space in which the buffer pad can be interposed between the first plate and the second plate. As will be described later, the compression rate of the buffer pad may be adjusted by controlling the thickness of the space formed between the first plate and the second plate by adjusting the thickness of the magnet member.
  • the depression is formed in all regions of the edge of the first plate or the second plate. That is, the depression may be formed in the entire edge region formed along the circumference of the first plate or the second plate. In this way, by forming recesses in all regions of the edge of the plate and seating the magnet member, the fastening force between the first plate and the second plate can be improved, and the plate can be prevented from being separated from the magnet member during the evaluation process.
  • the depressions may be formed on all four sides of the first plate or the second plate.
  • the width of the recessed portion may correspond to the width of the magnet member.
  • the depression may be formed only at a portion where the magnet member contacts the plate, and the magnet member may be in close contact with the inner wall of the depression.
  • the present invention is not limited thereto, and the area of the magnet member may be smaller than the area of the recessed portion.
  • a space in which the buffer pad may be interposed is formed between the first plate, the second plate, and the magnet member.
  • the thickness of the inner space surrounded by the first plate, the second plate, and the magnet member may be the same as or smaller than the thickness of the buffer pad to be evaluated. This is so that the cushioning pad can be compressed in the space.
  • the buffer pad can be evaluated in an uncompressed state. can be evaluated.
  • the horizontal cross-sectional area of the inner space surrounded by the first plate, the second plate, and the magnet member may correspond to the area of the buffer pad to be evaluated, or may be larger than that.
  • the horizontal cross-sectional area means a cross-sectional area in a direction perpendicular to the stacking direction of the first plate and the second plate.
  • the horizontal cross-sectional area of the inner space surrounded by the first plate, the second plate, and the magnet member is made to correspond to or larger than the area of the buffer pad to be evaluated, the area is increased when the buffer pad is compressed and the area is increased can accommodate
  • the horizontal and vertical lengths of the space formed by the first plate, the second plate, and the magnet member are equal to the horizontal and vertical lengths of the buffer pad. It may be the same or greater than that.
  • the present invention provides a buffer pad evaluation method, the buffer pad evaluation method comprising the steps of preparing a jig for evaluating the buffer pad as described above; A method comprising: interposing a buffer pad between the first plate and the second plate, and seating the magnet member in the recess to fasten the first plate and the second plate; and measuring the dynamic stiffness for the cushioning pad.
  • the buffer pad includes a first plate for pressing the buffer pad; a second plate positioned on the other surface of the buffer pad to press the buffer pad from the other surface; and a magnet member positioned between the first plate and the second plate, wherein at least one edge of the first plate and the second plate is formed with a recessed portion in which the magnet member is seated.
  • the buffer pad evaluation jig When the buffer pad evaluation jig is prepared, the buffer pad is interposed between the first plate and the second plate, and the magnet member is seated in the recessed portion to fasten the first plate and the second plate.
  • Dynamic stiffness refers to the degree of resistance to displacement that changes into simple harmonic motion at any point in the mechanical system, and here, the simple harmonic motion includes general oscillatory motion and the like.
  • a predetermined shock or vibration is applied to the buffer pad, and accordingly, the degree of displacement at each point of the buffer pad and the degree of resistance to displacement are measured.
  • the buffer pad suspended in the air.
  • the step of measuring the dynamic stiffness in the present invention is a process of measuring the dynamic stiffness according to the compression ratio of the buffer pad by varying the compression ratio of the buffer pad.
  • the compression ratio of the cushioning pad is controlled by the thickness of the magnet member. For example, by reducing the thickness of the magnet and reducing the thickness of the inner space formed between the first plate, the second plate, and the magnet member, the compressibility of the buffer pad can be increased. In addition, by increasing the thickness of the magnet to increase the thickness of the inner space formed between the first plate, the second plate, and the magnet member, it is possible to reduce the compression ratio of the buffer pad. That is, in the present invention, dynamic stiffness measurement is possible in a state in which the buffer pad is compressed.
  • the compression ratio of the buffer pad inserted into the battery module can be easily adjusted by using a magnet member, and through this, the dynamic stiffness according to the compression ratio can be evaluated.
  • the jig for evaluation of the buffer pad according to the present invention has a simple structure, it is possible to minimize the influence of the jig when evaluating the buffer pad.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the structure of a jig for evaluation of a buffer pad according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the jig for evaluation of a buffer pad according to an embodiment of the present invention is assembled.
  • 4 is a schematic view showing a shape in which a buffer pad is fastened to a jig for a buffer pad according to an embodiment of the present invention.
  • the buffer pad evaluation jig 10 is located on one surface of the buffer pad 15, the first plate 11 for pressing the buffer pad 15 ; a second plate 12 positioned on the other surface of the buffer pad 15 to press the buffer pad 15 from the other surface; and a magnet member 13 positioned between the first plate 11 and the second plate 12 .
  • the first plate 11 and the second plate 12 may be made of a metal material that responds to a magnet.
  • a magnet member 13 for coupling the first plate 11 and the second plate 12 is positioned between the first plate 11 and the second plate 12 .
  • at least one edge of the first plate 11 and the second plate 12 is formed with a recessed portion 14 recessed so that the magnet member is seated.
  • the shape of the portion in contact with the depression 14 corresponds to the shape of the depression 14 so that the magnet member 13 is completely in close contact with the depression 14 .
  • the cross section of the magnet member 13 has a rectangular shape, and accordingly, the shape of the cross section of the recessed portion 14 is also shown to have a rectangular shape to correspond thereto.
  • the recessed portion 14 is formed in a portion of an edge of the first plate 11 or the second plate 12 .
  • the recessed portion 14 is formed in the first plate 11 and the second plate 12, respectively. 2 and 3 , the recessed portion 14 is formed on two opposite sides of the four sides of the first plate 11 and the second plate 12 having a rectangular shape.
  • the length (l 1 ) and the width (w 1 ) of the portion where the recessed portion 14 is formed is the length (l 2 ) of the magnet member 13 ) and width w ⁇ 2 .
  • the thickness t of the magnet member 13 is determined by the thickness t of the first plate 11 . It is greater than the sum of the depth (h 1 ) of the depression (14) formed in the and the depth (h 2 ) of the depression (14) formed in the second plate (12).
  • the buffer pad 15 is interposed in the inner space between the first plate 11 , the second plate 12 and the magnet member 13 .
  • the thickness of the inner space may be the same as or smaller than the thickness of the buffer pad 15 to be evaluated, and the horizontal cross-sectional area of the inner space may correspond to the area of the buffer pad 15 or may be larger than that.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing the structure of a jig for evaluation of a buffer pad according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a shape in which a buffer pad is fastened to a jig for a buffer pad according to another embodiment of the present invention .
  • the buffer pad evaluation jig 20 is located on one surface of the buffer pad 25, the first plate 21 for pressing the buffer pad 25 ; a second plate 22 positioned on the other surface of the buffer pad 25 to press the buffer pad 25 from the other surface; and a magnet member 23 positioned between the first plate 21 and the second plate 22 .
  • at least one edge of the first plate 21 and the second plate 22 is formed with a recessed portion 24 recessed so that the magnet member 23 is seated.
  • the recessed portion 24 is formed in a portion of the edge of the first plate 21 or the second plate 22, for example, the recessed portion 24 has a rectangular shape. is formed on two opposite sides of the sides of the first plate 21 having In addition, the recessed portion 24 is formed in any one of the first plate 21 and the second plate 22 . In FIGS. 5 and 6 , it is shown that the recessed portion 24 is formed only on the first plate 21 . In this case, in order to provide a space in which the buffer pad 25 can be interposed between the first plate 21 and the second plate 22 , the thickness t of the magnet member 23 is determined by the first plate 21 . It may be greater than the depth (h) of the recessed portion 24 formed in the.
  • the buffer pad 25 is interposed in the inner space between the first plate 21 , the second plate 22 and the magnet member 23 .
  • the thickness of the internal space may be the same as or smaller than the thickness of the buffer pad 25 to be evaluated, and the horizontal cross-sectional area of the internal space may correspond to the area of the buffer pad 25 or may be larger than that.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing the structure of a jig for evaluation of a buffer pad according to another embodiment of the present invention.
  • the buffer pad evaluation jig 30 is located on one surface of the buffer pad (not shown), the first plate 31 for pressing the buffer pad; a second plate 32 positioned on the other surface of the buffer pad to press the buffer pad from the other surface; and a magnet member 33 positioned between the first plate 31 and the second plate 32 .
  • at least one edge of the first plate 31 and the second plate 32 is formed with a recessed portion 34 recessed so that the magnet member 33 is seated.
  • the recessed part 34 is formed in all areas of the edge of the first plate 31 or the second plate 32 , and for example, the recessed part 34 is a first plate having a rectangular shape. It is formed on all four sides of the first plate 31 and the second plate 32 .
  • FIG. 7 shows that the incorporation part 34 is formed in the first plate 31 and the second plate 32, respectively.
  • the magnet member 33 is configured to be seated in all recessed regions, and may be integrally formed, or may be divided into a plurality of magnet members and seated in the region as shown in FIG. 7 .
  • the width of the portion in which the recessed portion 34 is formed corresponds to the width of the magnet member 33 .
  • FIG. 8 is a flowchart showing the sequence of the buffer pad evaluation method according to the present invention.
  • the method for evaluating the buffer pad includes the steps of preparing a jig for evaluating the buffer pad as described above (S10); Interposing a buffer pad between the first plate and the second plate, and seating the magnet member in the recessed portion to fasten the first plate and the second plate (S20); and measuring the dynamic stiffness for the buffer pad (S30).
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a process of adjusting the compression ratio of the pad in the buffer pad evaluation method according to the present invention.
  • the buffer pad 15 is interposed in the space between the first plate 11 and the second plate 12 constituting the jig 10 for evaluating the buffer pad. Then, when the magnet member 13 is seated on the recessed portion 14 , the magnetic member 13 applies an attractive force to the first plate 11 and the second plate 12 , thereby compressing the buffer pad 15 . In this state, the buffer pad evaluation jig 10 is suspended in the air and the dynamic stiffness of the buffer pad 15 is measured.
  • the step of measuring the dynamic stiffness includes a process of measuring the dynamic stiffness according to the compressibility of the buffer pad 15 by varying the compression ratio of the buffer pad 15 .
  • the compressibility is controlled by the thickness of the magnet member 13 .
  • the thickness t 1 of the magnet member 13 is reduced to indicate that the compression ratio of the buffer pad 15 is largely adjusted, and in the case of (b), the thickness t of the magnet member 13 It has shown that the compression ratio of the buffer pad 15 was adjusted to be small by making 2 ) large.

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Abstract

본 발명은 완충 패드 평가용 지그에 관한 것으로, 상기 완충 패드 평가용 지그는, 완충 패드의 일면에 위치하여, 상기 완충 패드를 가압하기 위한 제1 플레이트; 상기 완충 패드의 타면에 위치하여, 상기 완충 패드를 타면에서 가압하기 위한 제2 플레이트; 및 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 위치하는 자석 부재를 포함하며, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 어느 하나의 가장자리에는 상기 자석 부재가 안착되도록 함입된 함입부가 형성된다.

Description

완충 패드 평가용 지그 및 이를 사용한 완충 패드 평가 방법
본 출원은 2020.09.17.자 한국 특허 출원 제10-2020-0119694호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 완충 패드 평가용 지그 및 이를 사용한 완충 패드 평가 방법에 관한 것으로, 상세하게는 전지 모듈에 사용되는 완충 패드 평가용 지그 및 전지 모듈에 사용되는 완충 패드 평가 방법에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다. 따라서, 이차전지를 사용하는 애플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되고 있으며, 향후에는 지금보다는 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.
이러한 이차전지는 전극과 전해액의 구성에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 하며, 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재된 분리막 구조로 이루어져 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다.
한편, 전지셀의 출력과 용량을 높이기 위해서, 다수의 전지셀이 전기적으로 연결되어 패키지화된 전지 모듈을 형성한다. 특히, 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차 전지가 많이 이용된다.
이러한 전지 모듈은 다수 개의 전지 모듈이 모듈 케이스 내에 수납된 구조이며, 모듈 케이스 외부의 충격 또는 진동으로부터 내부의 전지셀을 보호하기 위해 모듈 케이스와 전지셀 사이, 또는 모듈 케이스 내에 수납된 전지셀 사이에 완충 패드를 개재하게 된다.
한편, 전지 모듈에 대한 진동 해석 및 충격 해석과 같은 동적 구조해석을 위해서는 이러한 완충 패드의 동적 강성 정보가 필요하다. 특히, 완충 패드는 압축률에 따라 강성이 다르기 때문에 압축률을 달리하면서 동적 강성을 측정할 수 있는 기술 개발이 필요한 실정이다.
따라서 상기와 같은 문제를 해결할 수 있는 전지셀 충방전용 지그의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 전지 모듈에 삽입되는 완충 패드의 압축률에 따른 성능을 평가할 수 있는 완충 패드 평가용 지그 및 이를 사용한 완충 패드 평가 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 완충 패드 평가용 지그에 관한 것으로, 상기 완충 패드 평가용 지그는, 완충 패드의 일면에 위치하여, 상기 완충 패드를 가압하기 위한 제1 플레이트; 상기 완충 패드의 타면에 위치하여, 상기 완충 패드를 타면에서 가압하기 위한 제2 플레이트; 및 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 위치하는 자석 부재를 포함하며, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 어느 하나의 가장자리에는 상기 자석 부재가 안착되도록 함입된 함입부가 형성된다.
구체적인 예에서, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트는 자석에 반응하는 금속 소재로 구성되며, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 면적 및 크기는 서로 동일하다.
구체적인 예에서, 상기 자석 부재는 함입부에 완전히 밀착되도록, 함입부와 접촉하는 부분의 형상이 함입부의 형상에 대응한다.
하나의 예에서, 상기 함입부는 상기 제1 플레이트 또는 제2 플레이트의 가장자리 일부 영역에 형성되되, 플레이트의 중심부를 기준으로 서로 대칭으로 형성될 수 있다.
이 때, 상기 제1 플레이트 또는 제2 플레이트에서, 함입부가 형성된 부분의 길이 및 폭은 상기 자석 부재의 길이 및 폭에 대응한다.
하나의 예에서, 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트에 각각 함입부가 형성될 수 있다.
이 때, 상기 자석 부재의 두께는, 상기 제1 플레이트에 형성되는 함입부의 깊이 및 제2 플레이트에 형성되는 함입부의 깊이의 합보다 크다.
다른 하나의 예에서, 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트 중 어느 하나에 함입부가 형성될 수 있다.
이 때, 상기 자석 부재의 두께는 상기 함입부의 깊이보다 크다.
또 다른 하나의 예에서, 상기 함입부는 제1 플레이트 또는 제2 플레이트의 가장자리의 모든 영역에 형성될 수 있다.
이 때, 상기 제1 플레이트 또는 제2 플레이트에서, 함입부가 형성된 부분의 폭은 상기 자석 부재의 폭에 대응한다.
한편, 상기 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 자석 부재로 둘러싸인 내부 공간의 두께는, 평가 대상이 되는 완충 패드의 두께와 동일하거나, 그보다 작을 수 있다.
상기 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 자석 부재로 둘러싸인 내부 공간의 수평 단면적은, 평가 대상이 되는 완충 패드의 면적에 대응하거나, 그보다 클 수 있다.
또한 본 발명은 완충 패드 평가 방법을 제공하는바, 상기 완충 패드 평가 방법은 앞서 설명한 바와 같은 완충 패드 평가용 지그를 준비하는 단계; 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 완충 패드를 개재하고, 함입부에 자석 부재를 안착시켜 제1 플레이트와 제2 플레이트를 체결하는 단계; 및 완충 패드에 대한 동적 강성을 측정하는 단계를 포함한다.
구체적인 예에서, 상기 동적 강성을 측정하는 단계는, 상기 완충 패드의 압축률을 달리하여, 완충 패드의 압축률에 따른 동적 강성을 측정하는 과정을 포함한다.
이 때, 상기 완충 패드의 압축률은 상기 자석 부재의 두께에 의해 조절될 수 있다.
본 발명은 전지 모듈에 삽입되는 완충 패드에 대하여, 자석 부재를 사용하여 완충 패드의 압축률을 용이하게 조절할 수 있으며, 이를 통해 압축률에 따른 동적 강성을 평가할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 완충 패드 평가용 지그는 간단한 구조를 가지고 있어, 완충 패드의 평가시 지그에 의한 영향을 최소화할 수 있다.
도 1은 완충 패드의 형상을 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 완충 패드 평가용 지그의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 완충 패드 평가용 지그가 조립된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 완충 패드용 지그에 완충 패드가 체결된 형상을 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 완충 패드 평가용 지그의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 완충 패드용 지그에 완충 패드가 체결된 형상을 나타낸 모식도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 완충 패드 평가용 지그의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 완충 패드 평가 방법의 순서를 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 완충 패드 평가 방법에서 패드의 압축률을 조절하는 과정을 나타낸 개략도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
이하 본 발명에 대해 자세히 설명한다.
본 발명은 완충 패드 평가용 지그에 관한 것으로, 상기 완충 패드 평가용 지그는, 완충 패드의 일면에 위치하여, 상기 완충 패드를 가압하기 위한 제1 플레이트; 상기 완충 패드의 타면에 위치하여, 상기 완충 패드를 타면에서 가압하기 위한 제2 플레이트; 및 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 위치하는 자석 부재를 포함하며, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 어느 하나의 가장자리에는 상기 자석 부재가 안착되도록 함입된 함입부가 형성된다.
전술한 바와 같이, 전지 모듈에서 모듈 케이스 외부의 충격 또는 진동으로부터 내부의 전지셀을 보호하기 위해 모듈 케이스와 전지셀 사이, 또는 모듈 케이스 내에 수납된 전지셀 사이에 완충 패드를 개재하게 된다. 이 때, 전지 모듈에 대한 진동 해석 및 충격 해석과 같은 동적 구조해석을 위해서는 이러한 완충 패드의 동적 강성 정보가 필요하다.
본 발명은 전지 모듈에 삽입되는 완충 패드에 대하여, 자석 부재를 사용하여 완충 패드의 압축률을 용이하게 조절할 수 있으며, 이를 통해 압축률에 따른 동적 강성을 평가할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 완충 패드 평가용 지그는 간단한 구조를 가지고 있어, 완충 패드의 평가시 지그에 의한 영향을 최소화할 수 있다.
이하 본 발명에 따른 완충 패드 평가용 지그에 대해 자세히 설명한다.
도 1은 완충 패드의 형상을 나타낸 사진이다.
본 발명에서, 평가 대상이 되는 완충 패드는 전지 모듈에 삽입될 수 있다.
구체적으로, 전지 모듈은 내부에 다수 개의 전지셀이 수납되어 있다. 특히 상게 전지셀은 파우치형 전지셀일 수 있으며, 상기 파우치형 전지셀은 전극 조립체, 전해액 및 파우치 외장재를 구비할 수 있다. 여기서, 전극 조립체는, 전극과 분리막의 조립체로서, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 분리막을 사이에 두고 배치된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 전극 조립체의 각 전극판에는 전극 탭이 구비되며, 하나 이상의 전극 탭이 전극 리드와 연결될 수 있다. 그리고, 전극 리드는, 파우치 외장재 사이에 개재되어 일단이 외부로 노출되며, 이와 같이 노출된 부분이 이차 전지의 전극 단자로서 기능할 수 있다. 파우치 외장재는, 전극 조립체와 함께 전해액을 내부 공간에 수납할 수 있다. 그리고, 파우치 외장재는 테두리부가 열융착 등의 방식으로 실링되는 형태로 구성될 수 있다. 파우치 외장재는 상부 파우치와 하부 파우치로 구성될 수 있으며, 각 파우치는 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하여, 내부 접착층이 상호 융착될 수 있다.
이러한 전지셀의 구성에 대해서는, 본원발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로, 보다 상세한 설명을 생략한다. 그리고, 본 발명에 따른 배터리 팩에는, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 전지셀이 채용될 수 있다.
이러한 전지셀은 모듈 케이스 내에 다수 개가 탑재된다. 모듈 케이스는 기계적 강도가 높고 열 전도성이 우수한 금속 재질로 형성될 수 있다.
한편, 전지 모듈은 사용 중에 외부에서 여러 종류의 진동 및 충격을 받을 수 있는데, 이러한 진동 및 충격으로 인해 모듈 케이스의 내부에 수납된 전지셀이 손상되는 것을 방지하기 위해 전지셀과 모듈 케이스 사이 또는 전지셀 사이에 완충 패드가 개재되는 것이다.
도 1을 참조하면, 이러한 완충 패드는 실리콘, 폴리우레탄, EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 등과 같은 소프트한 탄성 재질을 포함하는 소재를 포함할 수 있다. 특히 완충 패드로는 폴리우레탄 폼과 같은 폼 패드를 사용할 수 있다. 이러한 소재는 진동에 대한 흡수성 및 압축에 의한 반발력이 우수하므로 외부의 충격 및 진동으로부터 효과적으로 전지셀을 보호할 수 있다. 아울러 이러한 완충 패드는, 전지셀의 발열시 방열 부재로서 작용할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 완충 패드 평가용 지그는 완충 패드가 개재될 수 있는 한 쌍의 가압 플레이트를 포함한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 완충 패드 평가용 지그는, 완충 패드의 일면에 위치하여, 상기 완충 패드를 가압하기 위한 제1 플레이트 및 상기 완충 패드의 타면에 위치하여, 상기 완충 패드를 타면에서 가압하기 위한 제2 플레이트를 포함한다.
상기 제1 플레이트와 제2 플레이트를 구성하는 소재는, 자석에 반응하는 금속 소재로 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트를 구성하는 소재는 철, 니켈, 코발트를 포함하는 군에서 선택되는 1종일 수 있으며, 상세하게는 철을 사용할 수 있다.
또한, 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 면적 및 두께는, 평가 대상인 완충 패드의 면적 및 두께에 따라 적절히 설계할 수 있으며, 다만 제1 플레이트 및 제2 플레이트가 완충 패드와 접촉하는 부분의 면적은 완충 패드가 압축되는 것을 고려하여 완충 패드의 면적보다 큰 것이 바람직하다. 아울러 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트는 지그의 구조를 간소화하고, 지그가 평가에 미치는 영향을 최소화하기 위해 면적 및 크기가 동일할 수 있다. 여기서 플레이트의 면적 및 크기이란 플레이트 외주변의 면적 및 크기를 의미한다. 예를 들어, 플레이트가 장방형 형상일 경우, 플레이트의 가로 길이 및 세로 길이가 동일할 수 있다.
한편, 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트는 자석 부재에 의해 체결된다. 즉 본 발명에 따른 완충 패드 평가용 지그는 별도의 브라켓 또는 볼트와 같은 체결 부재 없이 자석을 사용하여 플레이트가 체결되므로, 그 구조가 간단하고 완충 패드의 특성 평가시 지그의 영향을 최소화할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 자석 부재의 두께를 조절함으로써 플레이트 사이의 이격 거리를 조절할 수 있으므로, 완충 패드의 압축률을 용이하게 조절할 수 있다.
본 발명에서, 자석 부재는 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 위치하며, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 가장자리에는 상기 자석 부재가 안착되도록 함입된 함입부가 형성된다. 더욱 상세하게는, 상기 함입부는 제1 플레이트와 제2 플레이트가 완충 패드와 접촉하는 면의 가장자리에 형성된다. 즉 상기 함입부는 제1 플레이트 또는 제2 플레이트의 끝단으로부터 중심부를 향하여 소정의 폭을 갖도록 함입된 형태이다. 이와 같이 자석 부재가 위치하는 부분에 함입부를 형성함으로써 자석이 위치를 쉽게 잡을 수 있다.
상기 자석 부재는 함입부에 완전히 밀착되도록, 함입부와 접촉하는 부분의 형상이 함입부의 형상에 대응한다. 여기서 함입부와 접촉하는 부분의 형상이 함입부의 형상에 대응한다는 것은, 함입된 부분의 단면 형상이 자석 부재의 단면 형상과 동일하다는 것을 의미한다. 예를 들어, 자석 부재가 직육면체 형상일 경우 함입부의 단면 형상 또한 이에 대응하는 직육면체 형상이고, 자석 부재가 원기둥 형상일 경우 함입부 또한 상기 원기둥의 곡률 반경과 동일하도록 곡면 형상으로 함입될 수 있다.
하나의 예에서, 상기 함입부는 상기 제1 플레이트 또는 제2 플레이트의 가장자리 일부 영역에 형성된다. 여기서 가장자리 일부 영역이란, 제1 플레이트 또는 제2 플레이트의 둘레를 따라 형성되는 가장자리 영역 중 일부를 의미한다. 이 때, 안정적인 체결을 위하여 상기 함입부는 플레이트의 중심부를 기준으로 서로 대칭으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 플레이트 또는 제2 플레이트가 사각형일 경우, 함입부는 서로 마주보는 두 변에 형성될 수 있다.
이 때, 상기 제1 플레이트 또는 제2 플레이트에서, 함입부가 형성된 부분의 길이 및 폭은 상기 자석 부재의 길이 및 폭에 대응한다. 즉 함입부는 상기 자석 부재가 플레이트에 접촉하는 부분에만 형성될 수 있으며, 함입부의 내벽에 자석 부재가 밀착되도록 할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 자석 부재의 면적이 함입부의 면적보다 작을 수도 있다.
하나의 예에서, 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트에 각각 함입부가 형성된다. 즉 제1 플레이트와 제2 플레이트는 서로 동일한 형상을 가질 수 있으며, 고정 지그는 상하 대칭 구조가 된다. 자석 부재는 제1 플레이트에 형성된 함입부와 제2 플레이트에 형성된 합입부 사이에 개재된다. 이와 같이 제1 플레이트와 제2 플레이트를 동일 형상으로 함으로써 한 가지 형태의 플레이트만을 제조할 수 있어 플레이트의 제조 공정 및 플레이트의 체결 구조가 간단해질 수 있다.
이와 같이 제1 플레이트 및 제2 플레이트에 각각 함입부가 형성되는 경우 상기 자석 부재의 두께는 상기 제1 플레이트에 형성되는 함입부의 깊이 및 제2 플레이트에 형성되는 함입부의 깊이의 합보다 큰 것이 바람직하다. 이는 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 완충 패드가 개재될 수 있는 공간을 마련하기 위함이다. 후술하는 바와 같이, 자석 부재의 두께를 조절하여 제1 플레이트 및 제2 플레이트 사이에 형성되는 공간의 두께를 조절함으로써 완충 패드의 압축률을 조절할 수 있다.
다만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 하나의 예에서, 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트 중 어느 하나에 함입부가 형성될 수 있다. 이 경우 함입부가 형성되지 않은 플레이트는 표면에 요철이 형성되지 않은 평평한 형상일 수 있다.
이와 같이 제1 플레이트 및 제2 플레이트 중 어느 하나에 함입부가 형성되는 경우, 상기 자석 부재의 두께는 제1 플레이트 및 제2 플레이트 중 어느 하나에 형성되는 함입부의 깊이보다 큰 것이 바람직하다. 이는 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 완충 패드가 개재될 수 있는 공간을 마련하기 위함이다. 후술하는 바와 같이, 자석 부재의 두께를 조절하여 제1 플레이트 및 제2 플레이트 사이에 형성되는 공간의 두께를 조절함으로써 완충 패드의 압축률을 조절할 수 있다.
다른 하나의 예에서, 상기 함입부는 제1 플레이트 또는 제2 플레이트의 가장자리의 모든 영역에 형성된다. 즉 상기 함입부는 제1 플레이트 또는 제2 플레이트의 둘레를 따라 형성되는 가장자리 영역 전부에 형성될 수 있다. 이와 같이 플레이트의 가장자리 모든 영역에 함입부를 형성하고, 자석 부재를 안착시킴으로써 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이의 체결력을 향상시킬 수 있으며, 평가 과정에서 플레이트가 자석 부재로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제1 플레이트 및 제2 플레이트가 사각형 형상인 경우, 함입부는 제1 플레이트 또는 제2 플레이트의 4개의 변에 모두 형성될 수 있다.
이 때, 상기 제1 플레이트 또는 제2 플레이트에서, 함입부가 형성된 부분의 폭은 상기 자석 부재의 폭에 대응할 수 있다. 함입부는 상기 자석 부재가 플레이트에 접촉하는 부분에만 형성될 수 있으며, 함입부의 내벽에 자석 부재가 밀착되도록 할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 자석 부재의 면적이 함입부의 면적보다 작을 수도 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 자석 부재 사이에는 완충 패드가 개재될 수 있는 공간이 형성된다. 이 때 상기 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 자석 부재로 둘러싸인 내부 공간의 두께는, 평가 대상이 되는 완충 패드의 두께와 동일하거나 그보다 작을 수 있다. 이는 완충 패드가 상기 공간 내에서 압축될 수 있도록 하기 위함이다. 내부 공간의 두께가 완충 패드의 두께와 동일할 경우, 완충 패드가 압축되지 않은 상태에서 완충 패드를 평가할 수 있으며, 내부 공간의 두께가 완충 패드의 두께보다 작을 경우 완충 패드가 압축된 상태에서 완충 패드를 평가할 수 있다.
또한, 상기 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 자석 부재로 둘러싸인 내부 공간의 수평 단면적은, 평가 대상이 되는 완충 패드의 면적에 대응하거나, 그보다 클 수 있다. 여기서 수평 단면적이란, 제1 플레이트와 제2 플레이트의 적층 방향에 수직한 방향에서의 단면적을 의미한다. 이와 같이 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 자석 부재로 둘러싸인 내부 공간의 수평 단면적을 평가 대상이 되는 완충 패드의 면적에 대응하거나 그보다 크도록 함으로써 완충패드가 압축되어 면적이 증가할 때 면적이 증가된 부분을 수용할 수 있다. 예를 들어, 완충 패드 및 제1 플레이트, 제2 플레이트가 사각형 형상일 경우 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 자석 부재에 의해 형성되는 공간의 가로와 세로의 길이는 완충 패드의 가로 및 세로의 길이와 동일하거나, 그보다 클 수 있다.
또한, 본 발명은 완충 패드 평가 방법을 제공하는바, 상기 완충 패드 평가 방법은 앞서 설명한 바와 같은 완충 패드 평가용 지그를 준비하는 단계; 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 완충 패드를 개재하고, 함입부에 자석 부재를 안착시켜 제1 플레이트와 제2 플레이트를 체결하는 단계; 및 완충 패드에 대한 동적 강성을 측정하는 단계를 포함한다.
먼저, 앞서 설명한 바와 같은 완충 패드 평가용 지그를 준비한다. 상기 완충 패드는 상기 완충 패드를 가압하기 위한 제1 플레이트; 상기 완충 패드의 타면에 위치하여, 상기 완충 패드를 타면에서 가압하기 위한 제2 플레이트; 및 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 위치하는 자석 부재를 포함하며, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 어느 하나의 가장자리에는 상기 자석 부재가 안착되도록 함입된 함입부가 형성된다.
완충 패드 평가용 지그가 준비되면, 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 완충 패드를 개재하고, 함입부에 자석 부재를 안착시켜 제1 플레이트와 제2 플레이트를 체결한다.
이어서 완충 패드의 동적 강성을 측정한다. 동적 강성이란 역학계의 임의의 지점에서 단순 조화 운동으로 변화하며 진행된 변위에 대한 저항의 정도를 의미하며, 여기서 단순 조화 운동으로는 일반적인 진동 운동 등을 포함한다.
완충 패드의 동적 강성을 측정을 위해서는 완충 패드에 소정의 충격 또는 진동을 인가하고 이에 따른 완충 패드의 각 지점에서의 변위의 정도 및 변위에 대한 저항의 정도를 측정한다. 이 때 완충 패드가 지면으로부터 간섭받는 것을 방지하기 위하여 완충 패드를 공중에 매달아놓은 상태로 실험하는 것이 바람직하다.
아울러, 완충 패드의 동적 강성은 완충 패드의 압축률에 따라 달라지므로, 본 발명에서 상기 동적 강성을 측정하는 단계는, 상기 완충 패드의 압축률을 달리하여, 완충 패드의 압축률에 따른 동적 강성을 측정하는 과정을 포함한다.
구체적으로, 상기 완충 패드의 압축률은 상기 자석 부재의 두께에 의해 조절된다. 예를 들어, 자석의 두께를 작게 하여, 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 자석 부재 사이에 형성된 내부 공간의 두께를 작게 함으로써 완충 패드의 압축률을 크게 할 수 있다. 또한, 자석의 두께를 크게 하여, 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 자석 부재 사이에 형성된 내부 공간의 두께를 크게 함으로써 완충 패드의 압축률을 작게 할 수 있다. 즉 본 발명은 완충 패드가 압축된 상태에서 동적 강성 측정이 가능하다.
이와 같이, 본 발명은 전지 모듈에 삽입되는 완충 패드에 대하여, 자석 부재를 사용하여 완충 패드의 압축률을 용이하게 조절할 수 있으며, 이를 통해 압축률에 따른 동적 강성을 평가할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 완충 패드 평가용 지그는 간단한 구조를 가지고 있어, 완충 패드의 평가시 지그에 의한 영향을 최소화할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
(제1 실시 형태)
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 완충 패드 평가용 지그의 구조를 나타낸 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 완충 패드 평가용 지그가 조립된 모습을 나타낸 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 완충 패드용 지그에 완충 패드가 체결된 형상을 나타낸 모식도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 완충 패드 평가용 지그(10)는, 완충 패드(15)의 일면에 위치하여, 상기 완충 패드(15)를 가압하기 위한 제1 플레이트(11); 상기 완충 패드(15)의 타면에 위치하여, 상기 완충 패드(15)를 타면에서 가압하기 위한 제2 플레이트(12); 및 상기 제1 플레이트(11)와 제2 플레이트(12) 사이에 위치하는 자석 부재(13)를 포함한다. 상기 제1 플레이트(11)와 제2 플레이트(12)는 자석에 반응하는 금속 소재로 구성될 수 있다.
상기 제1 플레이트(11)와 제2 플레이트(12) 사이에는 상기 제1 플레이트(11)와 제2 플레이트(12)를 체결하기 위한 자석 부재(13)가 위치한다. 또한, 상기 제1 플레이트(11)와 제2 플레이트(12) 중 적어도 어느 하나의 가장자리에는 상기 자석 부재가 안착되도록 함입된 함입부(14)가 형성된다.
상기 자석 부재(13)는 함입부(14)에 완전히 밀착되도록, 함입부(14)와 접촉하는 부분의 형상이 함입부(14)의 형상에 대응한다. 도 2 내지 도 4에서는 자석 부재(13)의 단면이 사각형 형상이고, 이에 따라 함입부(14)의 단면의 형상 또한 이에 대응하도록 사각형 형상인 것을 도시하였다.
상기 함입부(14)는 상기 제1 플레이트(11) 또는 제2 플레이트(12)의 가장자리 일부 영역에 형성된다. 아울러 상기 함입부(14)는 제1 플레이트(11) 및 제2 플레이트(12)에 각각 형성된다. 도 2 및 도 3에서, 상기 함입부(14)는 사각형 형상을 갖는 제1 플레이트(11) 및 제2 플레이트(12)의 4개의 변 중 마주보는 두 변에 형성된다. 이 때 제1 플레이트(11) 또는 제2 플레이트(12)에서, 함입부(14)가 형성된 부분의 길이(l1) 및 폭(w1)은 상기 자석 부재(13)의 길이(l2) 및 폭(w-2)에 대응한다. 또한 제1 플레이트(11)와 제2 플레이트(12) 사이에 완충 패드(15)가 개재될 수 있는 공간을 마련하기 위해 상기 자석 부재(13)의 두께(t)는 상기 제1 플레이트(11)에 형성되는 함입부(14)의 깊이(h1) 및 제2 플레이트(12)에 형성되는 함입부(14)의 깊이(h2)의 합보다 크다.
한편, 도 4를 참조하면, 완충 패드(15)는 제1 플레이트(11), 제2 플레이트(12) 및 자석 부재(13) 사이의 내부 공간에 개재된다. 이 때 상기 내부 공간의 두께는 평가 대상이 되는 완충 패드(15)의 두께와 동일하거나 그보다 작을 수 있으며, 상기 내부 공간의 수평 단면적은 완충 패드(15)의 면적에 대응하거나, 그보다 클 수 있다.
(제2 실시 형태)
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 완충 패드 평가용 지그의 구조를 나타낸 분해 사시도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 완충 패드용 지그에 완충 패드가 체결된 형상을 나타낸 모식도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 완충 패드 평가용 지그(20)는, 완충 패드(25)의 일면에 위치하여, 상기 완충 패드(25)를 가압하기 위한 제1 플레이트(21); 상기 완충 패드(25)의 타면에 위치하여, 상기 완충 패드(25)를 타면에서 가압하기 위한 제2 플레이트(22); 및 상기 제1 플레이트(21)와 제2 플레이트(22) 사이에 위치하는 자석 부재(23)를 포함한다. 또한, 상기 제1 플레이트(21)와 제2 플레이트(22) 중 적어도 어느 하나의 가장자리에는 상기 자석 부재(23)가 안착되도록 함입된 함입부(24)가 형성된다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 함입부(24)는 상기 제1 플레이트(21) 또는 제2 플레이트(22)의 가장자리 일부 영역에 형성되며, 예를 들어 상기 함입부(24)는 사각형 형상을 갖는 제1 플레이트(21)의 변 중 마주보는 두 변에 형성된다. 아울러 상기 함입부(24)는 제1 플레이트(21) 및 제2 플레이트(22) 중 어느 하나에 형성된다. 도 5 및 도 6에서는 제1 플레이트(21)에만 함입부(24)가 형성되는 것으로 도시하였다. 이 경우 제1 플레이트(21)와 제2 플레이트(22) 사이에 완충 패드(25)가 개재될 수 있는 공간을 마련하기 위해 상기 자석 부재(23)의 두께(t)는 제1 플레이트(21)에 형성되는 함입부(24)의 깊이(h)보다 클 수 있다.
또한 도 6을 참조하면, 완충 패드(25)는 제1 플레이트(21), 제2 플레이트(22) 및 자석 부재(23) 사이의 내부 공간에 개재된다. 이 때 상기 내부 공간의 두께는 평가 대상이 되는 완충 패드(25)의 두께와 동일하거나 그보다 작을 수 있으며, 상기 내부 공간의 수평 단면적은 완충 패드(25)의 면적에 대응하거나, 그보다 클 수 있다.
(제3 실시 형태)
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 완충 패드 평가용 지그의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 완충 패드 평가용 지그(30)는, 완충 패드(미도시)의 일면에 위치하여, 완충 패드를 가압하기 위한 제1 플레이트(31); 상기 완충 패드의 타면에 위치하여, 상기 완충 패드를 타면에서 가압하기 위한 제2 플레이트(32); 및 상기 제1 플레이트(31)와 제2 플레이트(32) 사이에 위치하는 자석 부재(33)를 포함한다. 또한, 상기 제1 플레이트(31)와 제2 플레이트(32) 중 적어도 어느 하나의 가장자리에는 상기 자석 부재(33)가 안착되도록 함입된 함입부(34)가 형성된다.
도 7을 참조하면, 상기 함입부(34)는 상기 제1 플레이트(31) 또는 제2 플레이트(32)의 가장자리 모든 영역에 형성되며, 예를 들어 상기 함입부(34)는 사각형 형상을 갖는 제1 플레이트(31) 및 제2 플레이트(32)의 4개의 변에 모두 형성된다. 또한 도 7에는 합입부(34)가 제1 플레이트(31) 및 제2 플레이트(32)에 각각 형성되는 것을 도시하였다.
도 7을 참조하면, 상기 자석 부재(33)는 함입된 모든 영역에 안착되도록 구성되며, 일체형으로 형성될 수도 있고, 도 7과 같이 영역에 복수 개의 자석 부재로 나뉘어 안착될 수 있다. 이 때 상기 제1 플레이트(31) 및 제2 플레이트(32)에서, 함입부(34)가 형성된 부분의 폭은 상기 자석 부재(33)의 폭에 대응한다.
(제4 실시 형태)
도 8은 본 발명에 따른 완충 패드 평가 방법의 순서를 나타낸 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 상기 완충 패드 평가 방법은 앞서 설명한 바와 같은 완충 패드 평가용 지그를 준비하는 단계(S10); 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 완충 패드를 개재하고, 함입부에 자석 부재를 안착시켜 제1 플레이트와 제2 플레이트를 체결하는 단계(S20); 및 완충 패드에 대한 동적 강성을 측정하는 단계(S30)를 포함한다.
도 9는 본 발명에 따른 완충 패드 평가 방법에서 패드의 압축률을 조절하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 9를 참조하면, 완충 패드(15)가 완충 패드 평가용 지그(10)를 구성하는 제1 플레이트(11) 및 제2 플레이트(12) 사이의 공간에 개재된다. 이어 함입부(14) 상에 자석 부재(13)를 안착시키면, 자석 부재(13)가 제1 플레이트(11) 및 제2 플레이트(12)에 인력을 가함으로써 완충 패드(15)가 압축된다. 이 상태에서 완충 패드 평가용 지그(10)를 공중에 매달고 완충 패드(15)의 동적 강성을 측정하게 된다.
이 때 상기 동적 강성을 측정하는 단계는, 상기 완충 패드(15)의 압축률을 달리하여, 완충 패드(15)의 압축률에 따른 동적 강성을 측정하는 과정을 포함한다.
구체적으로, 도 9를 참조하면, 압축률은 상기 자석 부재(13)의 두께에 의해 조절된다. 도 9의 (a)의 경우 자석 부재(13)의 두께(t1)를 작게 하여 완충 패드(15)의 압축률을 크게 조절한 것을 나타내며, (b)의 경우 자석 부재(13)의 두께(t2)를 크게 함으로써 완충 패드(15)의 압축률을 작게 한 조절한 것을 나타내었다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 자명하다.

Claims (16)

  1. 완충 패드 평가용 지그에 있어서,
    완충 패드의 일면에 위치하여, 상기 완충 패드를 가압하기 위한 제1 플레이트;
    상기 완충 패드의 타면에 위치하여, 상기 완충 패드를 타면에서 가압하기 위한 제2 플레이트; 및
    상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 위치하는 자석 부재를 포함하며,
    상기 제1 플레이트와 제2 플레이트 중 적어도 어느 하나의 가장자리에는 상기 자석 부재가 안착되도록 함입된 함입부가 형성되는 완충 패드 평가용 지그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플레이트와 제2 플레이트는 자석에 반응하는 금속 소재로 구성되며, 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 면적 및 크기는 서로 동일한 완충 패드 평가용 지그.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자석 부재는 함입부에 완전히 밀착되도록, 함입부와 접촉하는 부분의 형상이 함입부의 형상에 대응하는 완충 패드 평가용 지그.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 함입부는 상기 제1 플레이트 또는 제2 플레이트의 가장자리 일부 영역에 형성되되, 플레이트의 중심부를 기준으로 서로 대칭으로 형성되는 완충 패드 평가용 지그.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 플레이트 또는 제2 플레이트에서,
    함입부가 형성된 부분의 길이 및 폭은 상기 자석 부재의 길이 및 폭에 대응하는 완충 패드 평가용 지그.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트에 각각 함입부가 형성되는 완충 패드 평가용 지그.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 자석 부재의 두께는,
    상기 제1 플레이트에 형성되는 함입부의 깊이 및 제2 플레이트에 형성되는 함입부의 깊이의 합보다 큰 완충 패드 평가용 지그.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트 중 어느 하나에 함입부가 형성되는 완충 패드 평가용 지그.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 자석 부재의 두께는 상기 함입부의 깊이보다 큰 완충 패드 평가용 지그.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 함입부는 제1 플레이트 또는 제2 플레이트의 가장자리의 모든 영역에 형성되는 완충 패드 평가용 지그.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 플레이트 또는 제2 플레이트에서,
    함입부가 형성된 부분의 폭은 상기 자석 부재의 폭에 대응하는 완충 패드 평가용 지그.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 자석 부재로 둘러싸인 내부 공간의 두께는, 평가 대상이 되는 완충 패드의 두께와 동일하거나, 그보다 작은 완충 패드 평가용 지그.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 자석 부재로 둘러싸인 내부 공간의 수평 단면적은, 평가 대상이 되는 완충 패드의 면적에 대응하거나, 그보다 큰 완충 패드 평가용 지그.
  14. 제1항에 따른 완충 패드 평가용 지그를 준비하는 단계;
    제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 완충 패드를 개재하고, 함입부에 자석 부재를 안착시켜 제1 플레이트와 제2 플레이트를 체결하는 단계; 및
    완충 패드에 대한 동적 강성을 측정하는 단계를 포함하는 완충 패드 평가 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 동적 강성을 측정하는 단계는,
    상기 완충 패드의 압축률을 달리하여, 완충 패드의 압축률에 따른 동적 강성을 측정하는 과정을 포함하는 완충 패드 평가 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 완충 패드의 압축률은 상기 자석 부재의 두께에 의해 조절되는 완충 패드 평가 방법.
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