WO2022086097A1 - 배터리 검사 장치 - Google Patents

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WO2022086097A1
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battery
voltage
power cable
contact probe
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이찬희
김영서
여창신
이선우
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주식회사 엘지에너지솔루션
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery inspection technology, and more particularly, to a failure verification technology for an apparatus for inspecting a battery.
  • portable devices such as smartphones and laptop computers, transportation means such as electric vehicles, electric kickboards, and electric motorcycles, and devices for stably supplying and managing power such as an energy storage system (ESS) have been widely used.
  • ESS energy storage system
  • interest in the battery is increased and development is being made more actively.
  • a battery is a component for supplying power to a device or system.
  • the battery may be used in a form in which one secondary battery alone supplies power as a battery cell, or a plurality of secondary batteries constitute one battery module or one battery pack to supply power. may be
  • the battery may include a non-rechargeable primary battery and a rechargeable secondary battery.
  • secondary batteries since secondary batteries can be charged and discharged and used repeatedly for a long period of time, secondary batteries have been widely used in various fields in recent years.
  • Such a secondary battery may include several types of batteries, but among them, a lithium secondary battery has a larger capacity than a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery, and is more in the spotlight because of its high energy density per unit weight, and the degree of its utilization is low. is in a rapidly increasing trend.
  • a lithium secondary battery mainly uses a lithium-based oxide and a carbon material as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively.
  • a lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate to which the positive electrode active material and the negative electrode active material are applied, respectively, are disposed with a separator therebetween, and a packaging material for sealingly housing the electrode assembly together with an electrolyte.
  • the secondary battery may be classified into a can-type secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch-type secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the battery case.
  • a secondary battery is generally manufactured by injecting a liquid electrolyte, ie, an electrolyte, in a state in which the electrode assembly is accommodated in the battery case, and sealing the battery case.
  • lithium secondary battery various types of defects may occur due to various causes during a manufacturing process or use.
  • some of the manufactured secondary batteries exhibit a voltage drop behavior greater than or equal to the self-discharge rate, which is referred to as low voltage failure.
  • the low voltage failure phenomenon of the secondary battery may be caused by various causes. For example, when a part of a separator is damaged or a hole is formed in the process of manufacturing a secondary battery, or when the separator is folded, a low voltage defect may occur. Alternatively, when a metal foreign material such as iron or copper is present on the positive electrode plate of the electrode assembly, the metal foreign material may grow as a dendrite in the negative electrode, thereby causing an internal short circuit of the secondary battery, thereby causing a low voltage defect.
  • Such low voltage failure may cause malfunction or damage during use of the secondary battery, and in severe cases may cause ignition. Accordingly, various techniques for inspecting a low voltage defect or the like have been proposed or attempted in order to detect in advance a secondary battery having a problem such as a low voltage defect.
  • the four-terminal method is a technique of inspecting low voltage defects of the secondary battery by calculating the internal resistance by measuring the voltage across both ends while supplying current to both ends of the secondary battery.
  • an inspection technology when an abnormality occurs in a portion in contact with both ends of a cable for supplying current or a secondary battery, it cannot be properly detected. For example, even when there is no problem in the secondary battery and there is an abnormality in the cable or the contact part, it may be determined that there is a problem in the secondary battery based on the inspection result. Therefore, in such a situation, there is a problem in that the accuracy of the inspection is lowered.
  • an object of the present invention is to provide a battery test apparatus capable of self-diagnosing a failure or a verification apparatus capable of diagnosing a failure of the battery test apparatus.
  • a battery test apparatus for inspecting a state of a battery, comprising: a contact probe configured to be contactable with a terminal of the battery; a power supply module configured to generate and supply power; a power cable positioned between the power supply module and the contact probe to provide a path for supplying power generated by the power supply module to the contact probe; a voltage measurement module configured to measure a voltage; a measuring cable positioned between the voltage measuring module and the contact probe and configured to measure a voltage of the contact probe by the voltage measuring module; a switching module configured to selectively connect the voltage measurement module to the power cable or the measurement cable; and a control module configured to control the switching module and to determine whether at least one of the contact probe and the power cable is abnormal, based on a voltage measurement value of the voltage measurement module according to a connection state of the switching module.
  • the battery test apparatus further includes a pressurization module configured to pressurize the battery, wherein the control module is configured to pressurize the battery by the power supply module in a state in which the battery is pressurized by the pressurization module.
  • the switching module is controlled so that the voltage measurement module and the measurement cable are connected, and it may be configured to detect an internal short circuit of the battery based on a voltage measurement value of the voltage measurement module .
  • the contact probe may be configured to be in contact with the electrode lead of the pouch-type secondary battery.
  • control module may be configured to compare the measured voltage value with a pre-stored reference voltage value to determine whether at least one of the contact probe and the power cable is abnormal.
  • the reference voltage value compared with the voltage measurement value may be set for each temperature.
  • control module based on the first voltage value measured by the voltage measurement module in a state in which the switching module is controlled so that the voltage measurement module is connected to the power cable, among the contact probe and the power cable It may be configured to determine whether there is at least one abnormality.
  • control module determines whether the contact probe is abnormal based on a second voltage value measured by the voltage measurement module in a state in which the switching module is controlled so that the voltage measurement module is connected to the measurement cable can be configured to
  • control module when it is determined that there is an abnormality in at least one of the contact probe and the power cable based on the first voltage value, the control module is configured to include among the contact probe and the power cable based on the second voltage value. It may be configured to determine which component has an abnormality.
  • control module first controls the switching module to be connected between the voltage measurement module and the power cable, and measures the voltage only when it is determined that there is an abnormality in at least one of the contact probe and the power cable It is possible to control the switching module to be connected between the module and the measurement cable.
  • the battery test apparatus may further include a test kit having a predetermined resistance value and configured to contact the contact probe instead of the battery.
  • the battery test unit abnormality verification device for achieving the above object is provided with a contact probe, a power supply module, a power cable, a voltage measuring module and a measuring cable to inspect the state of the battery
  • a device for verifying the presence or absence of an abnormality in an inspection unit configured to be connectable to the voltage measurement module, the power cable, and the measurement cable, and a switching configured to selectively connect the voltage measurement module to the power cable or the measurement cable module; and a control module configured to control the switching module and to determine whether at least one of the contact probe and the power cable is abnormal, based on a voltage measurement value of the voltage measurement module according to a connection state of the switching module.
  • a battery test apparatus capable of self-diagnosing a failure may be provided.
  • the inspection accuracy of the battery inspection apparatus can be further improved.
  • the present invention by diagnosing whether there is an abnormality in the cable or the contact probe, it is possible to prevent the battery from being diagnosed as having a failure even though there is no abnormality in the battery.
  • an abnormality verification apparatus applicable to an apparatus for inspecting a battery using the existing four-terminal method may be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a battery testing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration in which a battery testing apparatus according to an embodiment of the present invention is connected to a battery.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of a battery testing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a circuit configuration in a state in which a voltage measuring module is connected with a power cable in a battery test apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 5 is a diagram showing the circuit configuration of Fig. 4 as a simpler equivalent circuit.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a circuit configuration in a state in which a voltage measuring module is connected with a measuring cable in a battery test apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 7 is a diagram showing the circuit configuration of Fig. 6 as a simpler equivalent circuit.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a circuit configuration when a positive switching module is connected to a power cable side and a negative electrode switching module is connected to a measurement cable side in the battery testing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a circuit configuration when a positive switching module is connected to a measurement cable side and a negative electrode switching module is connected to a power cable side in the battery testing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration of a battery inspection unit verification apparatus according to another aspect of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a battery testing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a battery testing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. It is a diagram schematically showing the connected configuration.
  • the battery test apparatus 100 includes a contact probe 110 , a power supply module 120 , a power cable 130 , a voltage measurement module 140 , and a measurement cable ( 150 ), a switching module 160 , and a control module 170 .
  • the battery inspection apparatus 100 may be connected to the battery 10 and configured to inspect the state of the battery 10 .
  • the battery 10 may be one or more secondary batteries. That is, the battery testing apparatus 100 according to the present invention may be configured to test one or more secondary batteries.
  • the battery testing apparatus 100 according to the present invention may be a device configured to test one pouch-type secondary battery.
  • the battery testing apparatus 100 according to the present invention may be configured to test one can-type secondary battery.
  • the battery testing apparatus 100 according to the present invention may be a device configured to test a battery module or a battery pack as the battery 10 .
  • the state of the battery 10 inspected by the battery inspection apparatus 100 according to the present invention may be an internal state of the battery 10 .
  • the battery testing apparatus 100 according to the present invention may be a device configured to measure the internal resistance or internal impedance of the battery 10 .
  • the battery test apparatus 100 according to the present invention may be a device configured to test an internal short circuit or a low voltage of the battery 10 .
  • the contact probe 110 may be configured to contact a terminal of the battery 10 .
  • the terminal of the battery 10 means a configuration provided to allow power to flow in and out of the battery 10 , and may be, for example, the electrode lead 11 of a pouch-type secondary battery.
  • the terminal of the battery 10 may mean a pack terminal of the battery pack.
  • the contact probe 110 may be configured to contact the electrode lead 11 of the pouch-type secondary battery. Moreover, the contact probe 110 may be configured in various forms to facilitate contact with the terminal of the battery 10 . For example, the contact probe 110 may be configured in a shape such as tongs or a pin.
  • the terminal of the battery 10 generally includes a positive terminal and a negative terminal.
  • the contact probe 110 may include two unit probes 111 and 112 so as to be in contact with these two different types of terminals, respectively.
  • Such a unit probe may be referred to as a positive electrode probe 111 and a negative electrode probe 112 .
  • the positive probe 111 is in contact with the positive terminal of the battery 10, for example, the positive lead 11a of the pouch-type secondary battery
  • the negative probe 112 is the negative terminal of the battery 10, for example, a pouch-type secondary battery. It may be configured to contact the negative lead 11b of the battery.
  • the power supply module 120 may be configured to generate power and supply the generated power.
  • the power supply module 120 may supply current as a power source.
  • the power supply module 120 may be configured to supply a current of a certain size.
  • Such a power supply module 120 various power supply configurations known at the time of filing of the present invention may be employed.
  • the power cable 130 may be positioned between the power supply module 120 and the contact probe 110 .
  • both ends of the power cable 130 may be respectively connected to the power supply module 120 and the contact probe 110 to electrically connect them.
  • the power cable 130 may provide a path for supplying the power generated by the power supply module 120 to the contact probe 110 .
  • the power cable 130 may supply the current generated by the power supply module 120 to the contact probe 110 .
  • the power transmitted through the power cable 130 as described above may be supplied to the battery 10, for example, a pouch-type secondary battery through the contact probe 110 .
  • the positive power cable 131 and the negative power supply A cable 132 may be provided.
  • the positive power cable 131 may connect between the power supply module 120 and the positive probe 111
  • the negative power cable 132 may connect between the power supply module 120 and the negative probe 112 .
  • the power supply module 120 , the positive power cable 131 , the positive probe 111 , the battery 10 , the negative probe 112 , and the negative power cable 132 constitute one closed circuit to supply power Power by the module 120 may be supplied to the battery 10 .
  • the power cable 130 may be configured in the same shape as a wire, but the present invention is not necessarily limited to this shape, and may be configured in various shapes capable of transmitting power.
  • the voltage measuring module 140 may be configured to measure a voltage.
  • the voltage measuring module 140 may measure the voltage across both ends of a battery cell (eg, a pouch-type secondary battery) as a voltage sensor.
  • the voltage measuring module 140 may employ various voltage sensors known at the time of filing of the present invention, and the present invention is not limited to the specific form or type of the voltage measuring module 140 .
  • the measuring cable 150 may be configured to be positioned between the voltage measuring module 140 and the contact probe 110 . Both ends of the measuring cable 150 may be connected between the voltage measuring module 140 and the contact probe 110 , and the voltage measuring module 140 may be configured to measure the voltage of the contact probe 110 . For example, when the contact probe 110 is in contact with the electrode lead 11 of the pouch-type secondary battery, the voltage measuring module 140 may be configured to measure the voltage across both ends of the pouch-type secondary battery.
  • the measuring cable 150 includes a positive measuring cable 151 and a negative measuring cable 152 between the voltage measuring module 140 and the positive probe 111 and the voltage measuring module 140 and the negative probe 112 . can be connected between That is, the positive measurement cable 151 may be connected between the voltage measurement module 140 and the positive probe 111 , and the negative measurement cable 152 may be connected between the voltage measurement module 140 and the negative probe 112 . .
  • the measuring cable 150 may be configured in the same shape as a wire, but may be configured in various other shapes.
  • the switching module 160 may be configured to selectively connect the voltage measurement module 140 with the power cable 130 or the measurement cable 150 . That is, the switching module 160 may be configured to select whether to connect the voltage measuring module 140 to the measuring cable 150 side or the voltage measuring module 140 to the power cable 130 side.
  • the switching module 160 may include a positive switching module 161 and a negative switching module 162 .
  • the positive switching module 161 is configured to selectively connect the voltage measurement module 140 with the positive power cable 131 or the positive measurement cable 151
  • the negative switching module 162 is the voltage measurement module It can be configured to selectively connect 140 to negative power cable 132 or negative measurement cable 152 .
  • the switching module 160 may be configured in the form of a three-contact switch, as shown in FIG. 2 .
  • the bipolar switching module 161 in FIG. 2 it has three contacts, c1, c3, and c4.
  • the positive electrode switching module 161 may connect c1 to c3 or connect c1 to c4 through a switching operation.
  • c1 may be a contact point on the voltage measurement module 140 side
  • c3 may be a contact point on the positive power cable 131 side
  • c4 may be a contact point on the positive electrode measurement cable 151 side.
  • the voltage measurement module 140 may be connected to the positive electrode measurement cable 151 side.
  • the switching module 160 is configured in such a way that c1 is connected to c3
  • the voltage measuring module 140 may be connected to the positive power cable 131 side.
  • the cathode switching module 162 may connect c2 to c5 or connect c2 to c6 through a switching operation.
  • c2 may be a contact point on the voltage measurement module 140 side
  • c5 may be a contact point on the negative power cable 132 side
  • c6 may be a contact point on the negative electrode measurement cable 152 side. If, as shown in the figure, when the switching module 160 is configured in such a way that c2 is connected to c6 , the voltage measurement module 140 may be connected to the negative electrode measurement cable 152 side. On the other hand, when the switching module 160 is configured in such a way that c2 is connected to c5 , the voltage measuring module 140 may be connected to the negative power cable 132 side.
  • the switching module 160 has been described with a focus on the configuration in which the three-contact switching type is provided, but the present invention is not necessarily limited to this type. That is, the switching module 160 may be configured in various forms capable of selectively connecting the voltage measuring module 140 to the power cable 130 or the measuring cable 150 .
  • the control module 170 may be configured to control the switching module 160 .
  • the control module 170 connects c1 to c4 for the positive switching module 161 and the negative switching module 162 to connect the voltage measurement module 140 with the measurement cable 150 .
  • the control module 170 connects c1 to c3 for the positive switching module 161 and to the negative switching module 162 to connect the voltage measurement module 140 with the power cable 130 . It can be controlled to connect c2 to c5.
  • the control module 170 may be electrically connected to the voltage measurement module 140 to transmit and receive signals.
  • the control module 170 may receive a voltage measurement value by the voltage measurement module 140 from the voltage measurement module 140 .
  • the control module 170 may determine whether an internal component of the battery test apparatus 100 is abnormal, based on the received voltage measurement value.
  • control module 170 may perform self-diagnosis of the battery test apparatus 100 based on a voltage measurement value of the voltage measurement module 140 according to a connection state of the switching module 160 .
  • the control module 170 converts the voltage measurement value of the voltage measurement module 140 into the first voltage value while the switching module 160 connects the voltage measurement module 140 with the power cable 130 .
  • the control module 170 receives the voltage measurement value of the voltage measurement module 140 as a second voltage value in a state in which the switching module 160 connects the voltage measurement module 140 with the measurement cable 150 .
  • the control module 170 may determine whether there is an abnormality in the battery test apparatus 100 based on the first voltage value and the second voltage value.
  • control module 170 may be configured to determine whether the contact probe 110 and/or the power cable 130 are abnormal as the presence or absence of an abnormality in the battery test apparatus 100 . That is, when a problem occurs in the contact probe 110 or the power cable 130 , the control module 170 may detect the occurrence of such a problem.
  • the present invention it is possible to self-diagnose whether there is a problem in the battery test apparatus 100 itself.
  • the battery inspection apparatus 100 in the battery inspection apparatus 100, if there is an abnormality on the side (contact probe 110) side in contact with the battery or on the side of the path (power cable 130) to which power is supplied, Such anomalies can be easily detected.
  • the accuracy of the battery test apparatus 100 may be further improved.
  • control module 170 as known in the art for executing various control logics performed in the present invention, CPU (Central Processing Unit), GPU (Graphic Processing Unit), ASIC (application-specific integrated circuit) , chipsets, logic circuits, registers, communication modems, data processing devices, processors, and the like may be selectively included or expressed in terms of these.
  • control logic is implemented in software
  • the control module 170 may be implemented as a set of program modules.
  • the program module may be stored in the memory and executed by the control module 170 .
  • the memory may be inside or outside the control module 170 , and may be connected to the control module 170 by various well-known means.
  • the term 'configured to be' with respect to the control module 170 and the like may include the meaning of 'programmed to be'.
  • the battery test apparatus 100 may further include a pressurization module 183 . This will be described in more detail with reference to FIG. 3 .
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of a battery testing apparatus 100 according to another embodiment of the present invention.
  • the battery test apparatus 100 further includes a pressurization module 183 , and the pressurization module 183 may be configured to pressurize the battery.
  • the pressurization module 183 may pressurize the battery in a form in which the electrode assembly can receive pressure from the battery.
  • the pouch-type secondary battery may include an accommodating part in which the electrode assembly and the electrolyte are accommodated, and a sealing part enclosing the periphery of the accommodating part.
  • the pressing module 183 may be configured to pressurize the electrode assembly accommodated therein by pressing the receiving part of the pouch-type secondary battery.
  • control module 170 may control the pressurization module 183 to pressurize the battery by the pressurization module 183 .
  • the control module 170 may control the power supply module 120 to supply power to the battery 10 while the battery is pressurized as described above.
  • control module 170 may control the switching module 160 so that the voltage measurement module 140 and the measurement cable 150 are directly connected.
  • the control module 170 connects the c1 contact to the c4 contact and the c2 contact to the c6 contact, respectively, for the positive switching module 161 and the negative switching module 162 , respectively. By doing so, the voltage measurement module 140 and the measurement cable 150 may be directly connected.
  • the control module 170 may be configured to detect an internal short circuit of the battery 10 based on the transmitted voltage measurement value. That is, the control module 170 may check whether an internal short circuit exists in the battery 10 based on a voltage measurement value between both ends of the battery 10 .
  • the pressurization module 183 is a plurality of battery cells, for example, a plurality of It may be configured to pressurize the pouch-type secondary battery. Also, the pressurization module 183 may be configured to pressurize a battery module or a battery pack.
  • control module 170 may be configured to determine whether there is an abnormality in the contact probe 110 and/or the power cable 130 when it is determined that there is an internal short circuit in the battery 10 . . That is, when it is not determined that there is an internal short circuit in the battery 10 , the control module 170 may not determine whether the contact probe 110 and/or the power cable 130 are abnormal. In addition, the control module 170 controls the switching module 160 only when it is determined that there is an internal short circuit in the battery 10 to determine whether the contact probe 110 and/or the power cable 130 is abnormal. can be configured.
  • control module 170 may be configured to compare a voltage measurement value with a reference voltage value.
  • the reference voltage value may be stored in advance as a reference value to be compared with the voltage measurement value.
  • the reference voltage value may be set to a specific value or a specific range that is determined to be normal or defective with respect to the voltage measurement value.
  • control module 170 may be configured to determine whether the contact probe 110 and/or the power cable 130 are abnormal through comparison between the voltage measurement value and the reference voltage value.
  • the voltage measurement value when the voltage measurement value is out of a range set as the reference voltage value, it may be determined that there is an abnormality in at least one of the contact probe 110 and the power cable 130 .
  • the voltage measurement value when the voltage measurement value is higher or lower than a value set as the reference voltage value, it may be determined that there is an abnormality in the contact probe 110 and/or the power cable 130 .
  • fault diagnosis of the battery test apparatus 100 may be more easily performed.
  • the battery module according to the present invention may further include a memory module 181 .
  • the memory module 181 may be configured to store the reference voltage value.
  • the reference voltage value of the memory module 181 stored in this way may be configured to be accessible by the control module 170 . That is, the control module 170 may be connected to the memory module 181 , read a reference voltage value stored in the memory module 181 , and compare it with a voltage measurement value measured by the voltage measurement module 140 .
  • control module 170 may store data necessary to perform functions of at least some components of the battery testing apparatus 100 according to the present invention.
  • the type of the memory module 181 is not particularly limited as long as it is a known information storage means capable of writing, erasing, updating, and reading data.
  • the information storage means may include RAM, flash memory, ROM, EEPROM, registers, and the like.
  • the memory module 181 may store program codes in which processes executable by the control module 170 are defined.
  • the reference voltage value may be set for each temperature.
  • the memory module 181 may store a reference voltage value table in which reference voltage values according to temperature are set separately.
  • the temperature may be set for each section.
  • a plurality of temperature sections are set, such as 0°C or lower, 10°C-20°C, 20°C-30°C, 30°C-40°C, 40°C-50°C, ...
  • a reference voltage value may be set and stored in advance.
  • the memory module 181 may store in advance reference voltage values corresponding to each of a plurality of temperature sections as follows.
  • control module 170 may select a reference voltage value corresponding thereto according to the current temperature and compare it with the voltage measurement value.
  • the control module 170 may select R4 as a reference voltage value corresponding thereto.
  • the control module 170 may compare the reference voltage value R4 with the voltage measurement value to perform self-failure diagnosis.
  • the control module 170 may select R2 as a reference voltage value corresponding thereto.
  • the control module 170 may compare the reference voltage value R2 with a voltage measurement value.
  • an abnormality diagnosis can be made more accurately.
  • resistance components of the battery 10 , the power cable 130 , and the contact probe 110 may vary according to temperature.
  • the reference voltage value is set appropriately for each temperature, the presence or absence of abnormalities in the battery, the contact probe 110 and/or the power cable 130 can be more accurately diagnosed.
  • the battery test apparatus 100 may further include a temperature measurement module 182 .
  • the temperature measurement module 182 is a component for measuring the surrounding temperature, and various temperature sensors known at the time of filing of the present invention may be employed.
  • the temperature measurement module 182 may be connected to the control module 170 , and measured temperature information may be transmitted from the temperature measurement module 182 to the control module 170 . Then, the control module 170 may find a reference voltage value corresponding thereto, based on the received temperature information.
  • the control module 170 may be configured to determine whether at least one of the contact probe 110 and the power cable 130 is abnormal, based on the first voltage value.
  • the first voltage value is a voltage value measured by the voltage measuring module 140 in a state in which the switching module 160 is controlled so that the voltage measuring module 140 is connected to the power cable 130 .
  • the voltage measuring module ( 140) in a state in which the c1 contact is connected to the c3 contact for the positive switching module 161 and the c2 contact is connected to the c5 contact for the negative switching module 162, the voltage measuring module ( 140) may be the first voltage value.
  • the configuration for measuring the first voltage value will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5 .
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a circuit configuration in a state in which the voltage measuring module 140 is connected by a power cable 130 in the battery test apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 5 is a diagram showing the circuit configuration of Fig. 4 as a simpler equivalent circuit.
  • both ends of the voltage measurement module 140 are directly connected to the power cable 130 .
  • this state since only the power cable 130 is connected to the contact probe 110 and the measurement cable 150 is not connected, it can be referred to as a two-terminal state.
  • nodes to which the voltage measuring module 140 and the power cable 130 are connected are indicated by N11 and N12 .
  • the voltage measuring module 140 may measure the voltage between the N11 node and the N12 node, and the measured voltage at this time is indicated by V1.
  • the voltage between both ends of the voltage measuring module 140 (the voltage between N11 and N12) is the first voltage value (V1 ). ) can be measured.
  • several resistance components may exist between both ends of the voltage measuring module 140 . These resistance components include the internal resistance of the battery 10 as denoted by Rb, the resistance of the positive power cable 131 and the negative power cable 132 as denoted by Rc1 and Rc2, and the positive pole as denoted by Rp1 and Rp2.
  • the resistance of the probe 111 and the cathode probe 112 may also be included.
  • resistances Rc1 and Rc2 of the power cable 130 are represented by one equivalent resistance Rc
  • resistances Rp1 and Rp2 of the measurement cable 150 are represented by another equivalent resistance Rp, as shown in FIG. 5 .
  • the first voltage value V1 measured by the voltage measurement module 140 may be expressed by Equation 1 below.
  • V1 Is ⁇ (Rc + Rp + Rb)
  • Is is the magnitude of the current supplied by the power supply module 120
  • Rc is the resistance of the power cable 130
  • Rp is the resistance of the contact probe 110
  • Rb is the resistance of the battery 10 .
  • control module 170 based on the first voltage value (V1) measured by the voltage measurement module 140, whether at least one of the contact probe 110 and the power cable 130 is abnormal may be configured to determine
  • V1 may be transmitted from the voltage measurement module 140 .
  • Is may be a value transmitted from the power supply module 120 or known in advance by the control module 170 . Accordingly, the control module 170 may determine whether (Rc + Rp + Rb) is an appropriate value. Moreover, if Rb, which is the internal resistance of the battery, is known in advance, the control module 170 may determine whether 'Rc + Rp' is an appropriate value. Therefore, the control module 170 determines whether the power cable 130 side resistance (Rc) and the contact probe 110 side resistance (Rp) are appropriate, and the power cable 130 or the contact probe 110 is abnormal. It can be determined whether there is or not.
  • the control module 170 may compare the first voltage value V1 with a specific reference voltage value (the first reference voltage value).
  • the first reference voltage value may be a reference value to be compared with the first voltage value V1 in the configuration of FIG. 5 .
  • the first reference value may be previously stored in the memory module 181 or the like.
  • the control module 170 reads the first reference value from the memory module 181 , and sets the read first reference value to the first voltage value V1 measured by the voltage measurement module 140 and can be compared
  • control module 170 determines whether at least one of the contact probe 110 and the power cable 130 is abnormal according to whether the first voltage value V1 is different from the first reference value by a predetermined level or more. can be configured. For example, when the first voltage value V1 is out of the range of the first reference value, the control module 170 may determine that there is an abnormality in the contact probe 110 or the power cable 130 . As described in Equation 1 above, if Is is determined, factors that can affect V1 are Rc, Rp, and Rb. Moreover, if Rb is determined or known in advance, factors that can affect V1 are Rc and Rp.
  • the control module 170 may determine that there is no abnormality in both the contact probe 110 and the power cable 130 .
  • contact c3 and contact c5 may be provided as close as possible to the end of the power supply cable 130 , the end of the power supply module 120 , or the end of the power cable 130 .
  • the control module 170 may be configured to determine whether the contact probe 110 is abnormal based on the second voltage value.
  • the second voltage value is a voltage value measured by the voltage measuring module 140 in a state in which the switching module 160 is controlled so that the voltage measuring module 140 is connected to the measuring cable 150 .
  • the voltage measuring module ( 140) may be the second voltage value. The configuration for measuring the second voltage value will be described in more detail with reference to FIGS. 6 and 7 .
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a circuit configuration in a state in which the voltage measuring module 140 is connected by a measuring cable 150 in the battery test apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 only the power supply module 120 , the voltage measurement module 140 , the power cable 130 , and the measurement cable 150 are illustrated for convenience of explanation.
  • 7 is a diagram showing the circuit configuration of FIG. 6 as a simpler equivalent circuit.
  • both ends of the voltage measurement module 140 are directly connected to the measurement cable 150 .
  • the measurement cable 150 may be connected to the contact probe 110 at nodes indicated by N21 and N22 . Therefore, unlike the configuration of FIG. 4 , in the configuration of FIG. 6 , since four cables are connected to the contact probe 110 , it can be seen that four terminals are connected. Meanwhile, although resistance may exist in the measurement cable 150 in the configuration of FIG. 6 , the size may be very small compared to the power cable 130 .
  • the resistance of the measuring cable 150 is very small compared to the resistance of the power cable 130 to which the current is supplied. Therefore, it is negligible Accordingly, the resistance of the measurement cable 150 is not indicated in FIG. 6 as well.
  • the voltage measuring module 140 may measure the voltage between the N21 node and the N22 node, and the measured voltage at this time is indicated by V2. That is, when the power supply module 120 supplies a predetermined amount of current to the battery 10 as indicated by Is, the voltage between both ends of the voltage measuring module 140 (the voltage between N21 and N22) is the second voltage It can be measured as a value (V2). In this case, between both ends of the voltage measuring module 140 , the internal resistance of the battery 10 as indicated by Rb and the resistance of the contact probe 110 as indicated by Rp1 and Rp2 may be included together. And, since the voltage measurement module 140 is not connected to the power cable 130 side, unlike the embodiment of measuring the first voltage value V1 of FIG. 4 , when measuring the second voltage value V2 , the power supply The cable 130-side resistors Rc1 and Rc2 may be excluded.
  • Rp1 and Rp2 which are resistances of the measurement cable 150, are expressed as one equivalent resistance Rp, as shown in FIG. 7 .
  • V2 may be expressed by Equation 2 below.
  • V2 Is ⁇ (Rp + Rb)
  • Is is the magnitude of the current supplied by the power supply module 120
  • Rp is the resistance of the contact probe 110
  • Rb is the resistance of the battery 10 .
  • control module 170 may be configured to determine whether the contact probe 110 is abnormal, based on the second voltage value V2 measured by the voltage measurement module 140 .
  • V2 may be transmitted from the voltage measuring module 140 and Is may be transmitted from the power supply module 120 or a value known in advance by the control module 170 . Accordingly, the control module 170 may determine whether (Rp + Rb) is an appropriate value. Moreover, if Rb, which is the internal resistance of the battery, is known in advance, the control module 170 may determine whether 'Rp' is an appropriate value. Therefore, the control module 170 may determine whether the resistance Rp of the contact probe 110 is appropriate or not, and determine whether there is an abnormality in the contact probe 110 .
  • the control module 170 may compare the second voltage value V2 with a specific reference voltage value (the second reference voltage value) to diagnose whether there is an abnormality in the contact probe 110 .
  • the second reference voltage value is a value compared with the second voltage value V2, and may be a value related to the sum of Rp and Rb in the configuration of FIG. 7 or a value related to the value of Rp alone.
  • the second reference value may be previously stored in the memory module 181 or the like.
  • the control module 170 may read the second reference value from the memory module 181 , and compare the read second reference value with the second voltage value V2 measured by the voltage measurement module 140 . .
  • control module 170 may be configured to determine whether the contact probe 110 is abnormal according to whether the second voltage value V2 is different from the second reference value by a predetermined level or more. For example, when the second voltage value V2 is out of the range of the second reference value, the control module 170 may determine that there is an abnormality in the contact probe 110 . On the other hand, when the second voltage value V2 does not deviate from the range of the second reference value, the control module 170 may determine that there is no abnormality in the contact probe 110 .
  • the control module 170 when it is determined that there is an abnormality in the contact probe 110 and/or the power cable 130 based on the first voltage value, the control module 170 makes contact based on the second voltage value. It may be configured to determine which component of the probe 110 and the power cable 130 is abnormal.
  • the control module 170, the power cable 130 and the contact probe 110 by comparing the first voltage value (V1) with the first reference value, as described in the previous embodiment of Figures 4 and 5, ), it can be determined that there is a problem in at least one of them. However, it may not be possible to distinguish which component of the power cable 130 or the contact probe 110 has a problem by the first voltage value V1 .
  • the control module 170 determines whether a problem has occurred in the contact probe 110 by comparing the second voltage value V2 with the second reference value, as described in the embodiments of FIGS. 6 and 7 above.
  • the contact probe 110 It may be determined that there is an abnormality in the power cable 130 other than the .
  • the configuration for comparing the measured voltage value and the reference voltage value may be configured in the form of comparing the resistance value obtained by the calculation of the above equations with the reference resistance value.
  • the memory module 181 may store, as a reference resistance value, a resistance value corresponding to Rc + Rp + Rb, Rc + Rp, and/or Rp in advance as a reference value.
  • the control module 170 may determine whether the contact probe 110 and/or the power cable 130 are abnormal by comparing the reference resistance value with the measured resistance value obtained by the above equations. .
  • the control module 170 may first control the switching module 160 so that the voltage measurement module 140 and the power cable 130 are connected. Then, only when it is determined that there is an abnormality in at least one of the contact probe 110 and the power cable 130 , the control module 170 connects between the voltage measurement module 140 and the measurement cable 150 .
  • the switching module 160 may be controlled. That is, the control module 170 may control the switching module 160 to be connected to two terminals, and then control the switching module 160 to be connected to the four terminals only when it is determined that there is a problem.
  • the control module 170 may control the switching module 160 in a two-terminal mode in which the c1 contact is connected to the c3 contact and the c2 contact is connected to the c5 contact. And, as described in the embodiments of FIGS. 4 and 5 , it may be determined whether there is an abnormality in the contact probe 110 or the power cable 130 . And, if it is determined that there is an abnormality in the contact probe 110 or the power cable 130 in this determination process, the control module 170 connects the c1 contact to the c4 contact and the c2 contact to the c6 in the embodiment of FIG. 2 . It is possible to control the switching module 160 in the 4-terminal mode connected to the contact point.
  • the control module 170 is configured with the embodiments of FIGS. 6 and 7 and It is possible to avoid the formation of the same configuration.
  • the battery test apparatus 100 may further include a test kit 184 .
  • the test kit 184 may be configured to have a predetermined resistance value.
  • the test kit 184 may be configured to contact the contact probe 110 instead of the battery 10 .
  • the test kit 184 may be referred to as a simulated battery having a shape similar to that of a pouch-type secondary battery to replace the pouch-type secondary battery.
  • the test kit 184 may include an electrode lead having a shape similar to that of a pouch-type secondary battery. Accordingly, when the battery testing apparatus 100 tests the pouch-type secondary battery, the test kit 184 may be configured such that the contact probe 110 contacts the pouch-type secondary battery in a manner similar to that of the pouch-type secondary battery.
  • the resistance value of the test kit 184 is a predetermined resistance value, and corresponding information may be transmitted to the control module 170 .
  • the resistance value of the test kit 184 may be stored in the memory module 181 , and the control module 170 may access the memory module 181 to determine the resistance value of the test kit 184 .
  • the resistance value of the test kit 184 is as indicated by Rb in the embodiments of FIGS. 4 to 7 .
  • the control module 170 determines whether at least one of the contact probe 110 and the power cable 130 is abnormal using the first voltage value V1, the Rb, V1 and Is values are Since it is identified or transmitted in advance, it can be determined whether Rc + Rp is an appropriate value. Also, in determining whether the contact probe 110 is abnormal by using the second voltage value V2, the control module 170 detects or receives Rb, V2, and Is in advance, so whether Rp is an appropriate value can judge
  • the test kit 184 may be configured to allow a change in resistance.
  • the test kit 184 may include or consist of a variable resistor.
  • the changed resistance value of the variable resistor may be transmitted to the control module 170 or stored in the memory module 181 so that the control module 170 can grasp it.
  • the control module 170 may determine whether there is an abnormality based on a change in a voltage measurement value according to a change in the resistance value of the test kit 184 .
  • the control module 170 combines the result obtained when the resistance value is Rb1 and the result obtained when the resistance value is Rb2 together. It can be used to determine whether the contact probe 110 and/or the power cable 130 is abnormal.
  • control module 170 may be configured to determine whether an abnormality is diagnosed. For example, when the determination result when the resistance value is Rb1 is determined to have a problem in the contact probe 110 , and when the determination result when the resistance value is Rb2 also determines that there is a problem in the contact probe 110 , control The module 170 may determine that there is a problem with the contact probe 110 as a final diagnosis result.
  • the control module 170 may withhold determination of the final diagnosis result. Furthermore, in this case, the control module 170 may change the resistance value of the test kit 184 to a different value to perform diagnosis again under a different resistance value.
  • the accuracy and reliability of diagnosing the presence or absence of an abnormality with respect to the components of the battery test apparatus 100 may be further improved.
  • characteristics may change sensitively to temperature, and thus accurate measurement may be difficult.
  • the test kit 184 is used as described above, since it is not necessary to consider such a characteristic change, a more accurate diagnosis may be possible.
  • a reference value for each resistance value for example, a reference voltage value or a reference resistance value
  • the memory module 181 may obtain the first reference voltage value and the second reference voltage value when the resistance value is Rb1, and the first reference voltage value and the second reference voltage value when the resistance value is Rb2.
  • Each can be stored separately.
  • the test is performed on a plurality of batteries 10 or a plurality of times on one battery 10 . By performing the test, it can be determined whether the battery test apparatus 100 as described above has an abnormality.
  • the battery test apparatus 100 in determining whether there is an abnormality in the power cable 130 , is abnormal in which power cable 130 of the positive power cable 131 and the negative power cable 132 . It can be configured to determine whether
  • the switching module 160 may include at least two unit switching modules 160 , that is, a positive switching module 161 and a negative switching module 162 .
  • the control module 170 may be configured to connect the positive switching module 161 and the negative switching module 162 to different cables among the power cable 130 and the measurement cable 150 .
  • the control module 170 connects the positive switching module 161 to the power cable 130 and the negative switching module 162 to the measurement cable 150 , or measures the positive switching module 161 .
  • a switching control operation may be performed to connect the cable 150 and connect the negative switching module 162 to the power cable 130 .
  • the circuit configuration when the switching module 160 is connected is as shown in FIGS. 8 and 9 .
  • the positive switching module 161 is connected to the power cable 130 side and the negative electrode switching module 162 is connected to the measurement cable 150 side. It is a diagram schematically showing the circuit configuration at the time.
  • the positive switching module 161 is connected to the measuring cable 150 side and the negative switching module 162 is the power cable 130 side. It is a diagram schematically showing the circuit configuration when connected to.
  • the contact c1 is connected to the contact c3
  • the negative switching module 162 has the contact c2 connected to the contact c6
  • the switching module 160 is switched
  • the controlled state may be referred to as the configuration of FIG. 8 .
  • the positive switching module 161 has a contact c1 connected to the contact c4
  • the negative switching module 162 has a contact c2 connected to the contact c5
  • the switching module 160 is switched.
  • the state can be said to be the configuration of FIG. 9 .
  • the configuration of Figs. 8 and 9 will also be mainly described with reference to parts that are different from the previous embodiment.
  • the voltage V3 measured by the voltage measurement module 140 is the resistance Rc1 of the positive power cable 131, the resistance Rp1 of the positive probe, the battery resistance Rb, and the resistance Rp2 of the negative probe. ) can be calculated as a value obtained by multiplying the sum resistance of the current (Is) by the current (Is).
  • V3 Is ⁇ (Rc1 + Rp1 + Rb + Rp2)
  • the voltage V4 measured by the voltage measurement module 140 is the resistance Rp1 of the positive probe, the battery resistance Rb, the resistance Rp2 of the negative probe, and the resistance Rc2 of the negative power cable 132 .
  • ) can be calculated as a value obtained by multiplying the sum resistance of the current (Is) by the current (Is).
  • V4 Is ⁇ (Rp1 + Rb + Rp2 + Rc2)
  • the control module 170 may determine whether there is an abnormality in the positive power cable 131 and/or the negative power cable 132 based on Equations 3 and 4 above.
  • the control module 170 may determine whether there is an abnormality in the positive power cable 131 based on the result of Equation 3 above. Since Equation 3 includes a factor related to the positive power cable 131 called 'Rc1', it may be determined whether the positive power cable 131 is abnormal based on the voltage measurement value called the third voltage value V3. In this case, a reference value to be compared with V3, that is, a reference voltage value may be previously stored in a memory module or the like. More specifically, as a result of comparing the third voltage value V3 of Equation 3 with the reference voltage value, when the third voltage value V3 is out of the range of the reference voltage value, the control module 170 controls the positive power supply It may be determined that there is an abnormality in the cable 131 .
  • the control module 170 may determine whether there is an abnormality in the negative power cable 132 based on the result of Equation (4). Since the factor related to the negative power cable 132 called 'Rc2' is included in Equation 4, when the measured voltage value called the third voltage value V4 is measured, based on this, it is determined whether the negative power cable 132 is abnormal. can do.
  • the reference value to be compared with V4 may be stored in advance in a memory module or the like. More specifically, as a result of comparing the fourth voltage value V4 of Equation 4 with the reference voltage value, when the fourth voltage value V4 is out of the range of the reference voltage value, the control module 170 controls the negative power supply It may be determined that there is an abnormality in the cable 132 .
  • control module 170 compares the third voltage value V3 obtained in the state as in FIG. 8 with the fourth voltage value V4 obtained in the state as in FIG. ) and/or may be configured to determine whether there is an abnormality in the negative measurement cable 150 .
  • the control module 170 compares the third voltage value (V3) and the fourth voltage value (V4) obtained in Equation 3, and when the difference between them is out of an error range, the positive power cable 131 or the negative power supply It may be determined that there is an abnormality in the cable 132 . Furthermore, in a situation where the resistance of the positive power cable 131 and the resistance of the negative power cable 132 are likely to be similar to each other, if a difference occurs between the third voltage value V3 and the fourth voltage value V4, this It may be determined that a problem has occurred in the positive power cable 131 or the negative power cable 132 . And, the control module 170 compares which voltage value of the third voltage value (V3) and the fourth voltage value (V4) deviates from the reference value, to the positive power cable 131 or the negative power cable 132 . It can be determined whether there is an abnormality.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration of a battery inspection unit abnormality verification apparatus according to another aspect of the present invention.
  • the apparatus for verifying abnormality in the battery test unit may include a switching module 160 and a control module 170 .
  • the battery test unit diagnosed by the battery test unit abnormality verification apparatus includes the contact probe 110 , the power supply module 120 , the power cable 130 , the voltage measurement module 140 , and the measurement A cable 150 may be provided.
  • the contact probe 110 , the power supply module 120 , the power cable 130 , the voltage measurement module 140 , and the measurement cable 150 are the components of the battery test apparatus 100 according to an aspect of the present invention described above. It may be configured the same or similar to the element.
  • the switching module 160 is configured to be connectable with the voltage measuring module 140 , the power cable 130 and the measuring cable 150 , and the voltage measuring module 140 is connected to the power cable 130 or the measuring cable 150 . ) can be configured to selectively connect to.
  • the switching module 160 is configured to be connectable with the voltage measuring module 140 , the power cable 130 and the measuring cable 150 , and the voltage measuring module 140 is connected to the power cable 130 or the measuring cable. may be configured to selectively connect to 150 .
  • the switching module 160 may be provided with a connector so that a voltage measuring module, a power cable, and a measuring cable provided in a battery test unit such as a conventional battery pressurization short circuit tester, a battery leakage current tester, and a battery low voltage tester can be connected. there is.
  • the configuration or operation of the switching module 160 and the control module 170 is the same as the description of the switching module 160 and the control module 170 of the battery test apparatus 100 according to an aspect of the present invention described above. Alternatively, since it may be similarly applied, a more detailed description will be omitted.
  • an apparatus capable of effectively diagnosing a failure with respect to a conventional battery inspection unit can be provided. That is, in the conventional battery test unit, when the voltage measuring module, the power cable, and the measuring cable are connected to the switching module, and the control module performs an operation, it is possible to quickly and accurately diagnose whether there is a problem in the power cable or the contact probe. .
  • 161 positive switching module
  • 162 negative switching module

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Abstract

본 발명은 자체적인 고장 진단이 가능한 배터리 검사 장치, 또는 배터리 검사 장치의 고장을 진단할 수 있는 검증 장치를 개시한다. 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 검사 장치는, 접촉 프로브; 전원 공급 모듈; 전원 공급 모듈에 의해 생성된 전원을 접촉 프로브로 공급할 수 있는 경로를 제공하는 전원 케이블; 전압 측정 모듈; 상기 전압 측정 모듈에 의해 상기 접촉 프로브의 전압을 측정하도록 구성된 측정 케이블; 상기 전압 측정 모듈을 상기 전원 케이블 또는 상기 측정 케이블로 선택적으로 연결시키도록 구성된 스위칭 모듈; 및 상기 스위칭 모듈의 연결 상태에 따른 상기 전압 측정 모듈의 전압 측정값에 기초하여, 상기 접촉 프로브 및 상기 전원 케이블 중 적어도 하나의 이상 여부를 판단할 수 있도록 구성된 제어 모듈을 포함한다.

Description

배터리 검사 장치
본 출원은 2020년 10월 19일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2020-0135361호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 배터리 검사 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리를 검사하는 장치에 대한 고장 검증 기술에 관한 것이다.
최근, 스마트폰이나 랩탑 컴퓨터와 같은 휴대형 기기, 전기 자동차나 전동 킥보드, 전기 이륜차와 같은 운송 수단, 그리고 에너지 저장 시스템(ESS; Energy Storage System)과 같은 전력을 안정적으로 공급 및 관리하기 위한 장치가 널리 이용되면서, 배터리에 대한 관심이 증대되고 개발이 더욱 활발하게 이루어지고 있다.
배터리는 장치나 시스템 등에 전원을 공급하기 위한 구성이다. 이때, 배터리는, 하나의 이차 전지가 배터리 셀로서 단독으로 전원을 공급하는 형태로 사용될 수도 있고, 또는 복수의 이차 전지가 하나의 배터리 모듈 또는 하나의 배터리 팩을 구성하여 전원을 공급하는 형태로 사용될 수도 있다.
배터리에는 충전이 불가능한 일차 전지와 충전이 가능한 이차 전지가 포함될 수 있다. 특히, 이차 전지는, 충방전이 가능하여 오랜 기간 동안 반복해서 사용이 가능하기 때문에, 근래에는 이차 전지가 여러 분야에 널리 사용되고 있다. 이러한 이차 전지에는 여러 종류의 전지가 포함될 수 있으나, 그 중 리튬 이차 전지는 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 큰 용량을 가지며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 더욱 각광받고 있으며 그 활용 정도가 급속도로 증가되는 추세에 있다. 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다.
한편, 이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다. 이차 전지는 일반적으로 전극 조립체가 전지 케이스에 수납된 상태에서 액체 상태의 전해질, 즉 전해액이 주입되고, 전지 케이스가 실링되는 과정을 통해 제조된다.
이러한 리튬 이차 전지는, 제조 공정 또는 사용 중에 다양한 원인에 의해 다양한 형태의 불량이 발생할 수 있다. 특히, 제조가 완료된 이차 전지 중 일부는, 자가방전율 이상의 전압 강하 거동을 나타내는 현상을 보이기도 하는데, 이러한 현상을 저전압 불량이라 한다.
이차 전지의 저전압 불량 현상은, 여러 원인에 의해 발생될 수 있다. 예를 들어, 이차 전지를 제조하는 과정에서 세퍼레이터의 일부분이 손상되거나 구멍이 생기는 경우, 또는 세퍼레이터가 접힌 경우, 저전압 불량이 발생할 수 있다. 또는, 전극 조립체의 양극판에 철이나 구리와 같은 금속 이물이 존재할 경우, 이러한 금속 이물은 음극에서 덴드라이트(dendrite)로 성장함으로써, 이차 전지의 내부 단락을 일으켜 저전압 불량을 발생시킬 수 있다.
이러한 저전압 불량은 이차 전지의 사용 중에 고장이나 손상을 일으킬 수 있고, 심한 경우에는 발화의 원인이 될 수 있다. 따라서, 지금까지 저전압 불량과 같은 문제를 갖고 있는 이차 전지를 미리 검출하고자 저전압 불량 등을 검사하는 여러 기술이 제안 내지 시도되고 있다.
이러한 저전압 불량 검사 기술의 일례로서, 4단자법에 의한 검사를 들 수 있다. 4단자법은, 이차 전지의 양단에 전류를 공급하면서 양단 전압을 측정함으로써 내부 저항을 계산하여 이차 전지의 저전압 불량 등을 검사하는 방식의 기술이다. 그런데, 이러한 검사 기술의 경우, 전류를 공급하기 위한 케이블이나 이차 전지의 양단에 접촉된 부분에서 이상이 발생한 경우 이를 제대로 감지하지 못한다. 예를 들어, 실제로는 이차 전지에 문제가 없고 케이블이나 접촉부 측에서 이상이 있는 경우에도, 검사 결과 상으로는 이차 전지에 문제가 있는 것으로 판단될 수 있다. 따라서, 이와 같은 상황에서, 검사의 정확성이 떨어지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 자체적인 고장 진단이 가능한 배터리 검사 장치, 또는 배터리 검사 장치의 고장을 진단할 수 있는 검증 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 검사 장치는, 배터리의 상태를 검사하는 배터리 검사 장치로서, 상기 배터리의 단자에 접촉 가능하게 구성된 접촉 프로브; 전원을 생성하여 공급할 수 있도록 구성된 전원 공급 모듈; 상기 전원 공급 모듈과 상기 접촉 프로브 사이에 위치하여 상기 전원 공급 모듈에 의해 생성된 전원을 상기 접촉 프로브로 공급할 수 있는 경로를 제공하는 전원 케이블; 전압을 측정할 수 있도록 구성된 전압 측정 모듈; 상기 전압 측정 모듈과 상기 접촉 프로브 사이에 위치하여 상기 전압 측정 모듈에 의해 상기 접촉 프로브의 전압을 측정하도록 구성된 측정 케이블; 상기 전압 측정 모듈을 상기 전원 케이블 또는 상기 측정 케이블로 선택적으로 연결시키도록 구성된 스위칭 모듈; 및 상기 스위칭 모듈을 제어하며, 상기 스위칭 모듈의 연결 상태에 따른 상기 전압 측정 모듈의 전압 측정값에 기초하여, 상기 접촉 프로브 및 상기 전원 케이블 중 적어도 하나의 이상 여부를 판단할 수 있도록 구성된 제어 모듈을 포함한다.
여기서, 본 발명에 따른 배터리 검사 장치는, 상기 배터리를 가압할 수 있도록 구성된 가압 모듈을 더 포함하고, 상기 제어 모듈은, 상기 가압 모듈에 의해 상기 배터리가 가압된 상태에서 상기 전원 공급 모듈에 의해 상기 배터리로 전원이 공급되는 경우, 상기 전압 측정 모듈과 상기 측정 케이블이 연결되도록 상기 스위칭 모듈이 제어된 상태에서 상기 전압 측정 모듈의 전압 측정값에 기초하여 상기 배터리의 내부 단락을 검출하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 접촉 프로브는, 파우치형 이차 전지의 전극 리드에 접촉 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제어 모듈은, 상기 전압 측정값과 미리 저장된 기준 전압값을 비교하여, 상기 접촉 프로브 및 상기 전원 케이블 중 적어도 하나의 이상 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 전압 측정값과 비교되는 기준 전압값은, 온도 별로 설정될 수 있다.
또한, 상기 제어 모듈은, 상기 전압 측정 모듈이 상기 전원 케이블로 연결되도록 상기 스위칭 모듈이 제어된 상태에서 상기 전압 측정 모듈에 의해 측정된 제1 전압값을 기초로, 상기 접촉 프로브 및 상기 전원 케이블 중 적어도 하나의 이상 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제어 모듈은, 상기 전압 측정 모듈이 상기 측정 케이블로 연결되도록 상기 스위칭 모듈이 제어된 상태에서 상기 전압 측정 모듈에 의해 측정된 제2 전압값을 기초로, 상기 접촉 프로브의 이상 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제어 모듈은, 상기 제1 전압값을 기초로 상기 접촉 프로브 및 상기 전원 케이블 중 적어도 하나에 이상이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 제2 전압값을 기초로 상기 접촉 프로브 및 상기 전원 케이블 중 어느 구성요소에 이상이 있는지 판별하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제어 모듈은, 먼저 상기 전압 측정 모듈과 상기 전원 케이블 사이가 연결되도록 상기 스위칭 모듈을 제어하고, 상기 접촉 프로브 및 상기 전원 케이블 중 적어도 하나에 이상이 있는 것으로 판단된 경우에만, 상기 전압 측정 모듈과 상기 측정 케이블 사이가 연결되도록 상기 스위칭 모듈을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 검사 장치는, 미리 정해진 저항값을 가지며, 상기 배터리에 대신하여 상기 접촉 프로브에 접촉 가능하도록 구성된 테스트 키트를 더 포함할 수 있다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 검사 유닛 이상 검증 장치는, 접촉 프로브, 전원 공급 모듈, 전원 케이블, 전압 측정 모듈 및 측정 케이블을 구비하여 배터리의 상태를 검사하는 배터리 검사 유닛의 이상 유무를 검증하는 장치로서, 상기 전압 측정 모듈, 상기 전원 케이블 및 상기 측정 케이블과 연결 가능하도록 구성되며, 상기 전압 측정 모듈을 상기 전원 케이블 또는 상기 측정 케이블로 선택적으로 연결시키도록 구성된 스위칭 모듈; 및 상기 스위칭 모듈을 제어하며, 상기 스위칭 모듈의 연결 상태에 따른 상기 전압 측정 모듈의 전압 측정값에 기초하여, 상기 접촉 프로브 및 상기 전원 케이블 중 적어도 하나의 이상 여부를 판단할 수 있도록 구성된 제어 모듈을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 자체적으로 고장 진단이 가능한 배터리 검사 장치가 제공될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 배터리 검사 장치의 검사 정확도가 더욱 향상될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 케이블이나 접촉 프로브에 이상이 있는지 진단됨으로써, 배터리에 이상이 없음에도 배터리가 고장인 것으로 진단되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 기존 4단자법으로 배터리를 검사하는 장치에 대하여 적용될 수 있는 이상 검증 장치가 제공될 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치가 배터리에 연결된 구성을 회로적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치에서, 전압 측정 모듈이 전원 케이블로 연결된 상태의 회로 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는, 도 4의 회로 구성을 보다 간단한 등가 회로로 나타낸 도면이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치에서, 전압 측정 모듈이 측정 케이블로 연결된 상태의 회로 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은, 도 6의 회로 구성을 보다 간단한 등가 회로로 나타낸 도면이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치에서 양극 스위칭 모듈이 전원 케이블 측에 연결되고 음극 스위칭 모듈이 측정 케이블 측에 연결된 때의 회로 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치에서 양극 스위칭 모듈이 측정 케이블 측에 연결되고 음극 스위칭 모듈이 전원 케이블 측에 연결된 때의 회로 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10은, 본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 검사 유닛 검증 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 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.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치(100)의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치(100)가 배터리(10)에 연결된 구성을 회로적으로 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 검사 장치(100)는, 접촉 프로브(110), 전원 공급 모듈(120), 전원 케이블(130), 전압 측정 모듈(140), 측정 케이블(150), 스위칭 모듈(160) 및 제어 모듈(170)을 포함한다.
본 발명에 따른 배터리 검사 장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리(10)에 연결되어, 배터리(10)의 상태를 검사하도록 구성될 수 있다. 여기서, 배터리(10)는, 하나 또는 그 이상의 이차 전지일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 검사 장치(100)는, 하나 또는 그 이상의 이차 전지를 검사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 배터리 검사 장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 파우치형 이차 전지를 검사하도록 구성된 장치일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 검사 장치(100)는, 하나의 캔형 이차 전지를 검사하도록 구성될 수도 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 배터리 검사 장치(100)는, 배터리(10)로서, 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 검사하도록 구성된 장치일 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 검사 장치(100)가 검사하는 배터리(10)의 상태는, 배터리(10)의 내부 상태일 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 배터리 검사 장치(100)는, 배터리(10)의 내부 저항이나 내부 임피던스를 측정하도록 구성된 장치일 수 있다. 더 나아가, 본 발명에 따른 배터리 검사 장치(100)는, 배터리(10)의 내부 단락이나 저전압을 검사하도록 구성된 장치일 수 있다.
상기 접촉 프로브(110)는, 배터리(10)의 단자에 접촉 가능하게 구성될 수 있다. 여기서, 배터리(10)의 단자란 배터리(10)에 대하여 전원이 유출입되도록 마련된 구성을 의미하는 것으로서, 이를테면 파우치형 이차 전지의 전극 리드(11)일 수 있다. 또는, 배터리 팩의 경우, 배터리(10)의 단자는 배터리 팩의 팩 단자를 의미할 수 있다.
특히, 도 2에 도시된 바와 같이, 검사 대상인 배터리(10)가 파우치형 이차 전지인 경우, 상기 접촉 프로브(110)는, 파우치형 이차 전지의 전극 리드(11)에 접촉 가능하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 접촉 프로브(110)는 배터리(10)의 단자에 접촉되기 용이하도록 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 접촉 프로브(110)는, 집게와 같은 형태 또는 핀과 같은 형태로 구성될 수 있다.
한편, 배터리(10)의 단자는 일반적으로 양극 단자와 음극 단자를 구비한다. 따라서, 상기 접촉 프로브(110)는, 이러한 2개의 서로 다른 종류의 단자에 각각 접촉될 수 있도록 2개의 단위 프로브(111, 112)를 구비할 수 있다. 이러한 단위 프로브는, 양극 프로브(111) 및 음극 프로브(112)로 지칭될 수 있다. 이 경우, 양극 프로브(111)는 배터리(10)의 양극 단자, 이를테면 파우치형 이차 전지의 양극 리드(11a)에 접촉되고, 음극 프로브(112)는 배터리(10)의 음극 단자, 이를테면 파우치형 이차 전지의 음극 리드(11b)에 접촉되도록 구성될 수 있다.
상기 전원 공급 모듈(120)은, 전원을 생성하여 생성된 전원을 공급하도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 전원 공급 모듈(120)은, 전원 소스로서 전류를 공급할 수 있다. 이때, 전원 공급 모듈(120)은, 일정한 크기의 전류를 공급하도록 구성될 수 있다. 이러한 전원 공급 모듈(120)은, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 전원 공급 구성이 채용될 수 있다.
상기 전원 케이블(130)은, 전원 공급 모듈(120)과 접촉 프로브(110) 사이에 위치할 수 있다. 그리고, 전원 케이블(130)은, 양단이 전원 공급 모듈(120)과 접촉 프로브(110)에 각각 연결되어, 이들 사이를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 특히, 전원 케이블(130)은, 전원 공급 모듈(120)에 의해 생성된 전원을 접촉 프로브(110)로 공급할 수 있는 경로를 제공할 수 있다. 이를테면, 전원 케이블(130)은, 전원 공급 모듈(120)에 의해 생성된 전류를 접촉 프로브(110)로 공급할 수 있다. 그리고, 이와 같이 전원 케이블(130)을 통해 전달된 전원은 접촉 프로브(110)를 거쳐 배터리(10), 이를테면 파우치형 이차 전지로 공급될 수 있다.
상기 전원 케이블(130)은, 전원 공급 모듈(120)과 양극 프로브(111) 사이 및 전원 공급 모듈(120)과 음극 프로브(112) 사이에 각각 연결될 수 있으므로, 양극 전원 케이블(131)과 음극 전원 케이블(132)을 구비할 수 있다. 여기서, 양극 전원 케이블(131)은 전원 공급 모듈(120)과 양극 프로브(111) 사이를 연결하고, 음극 전원 케이블(132)은 전원 공급 모듈(120)과 음극 프로브(112) 사이를 연결할 수 있다. 이 경우, 전원 공급 모듈(120), 양극 전원 케이블(131), 양극 프로브(111), 배터리(10), 음극 프로브(112), 음극 전원 케이블(132)은 하나의 폐회로를 구성하여, 전원 공급 모듈(120)에 의한 전원이 배터리(10)로 공급될 수 있다.
상기 전원 케이블(130)은, 전선과 같은 형태로 구성될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이러한 형태로 한정되는 것은 아니며, 전원을 전달할 수 있는 다양한 형태로 구성될 수 있음은 물론이다.
상기 전압 측정 모듈(140)은, 전압을 측정하도록 구성될 수 있다. 이를테면, 상기 전압 측정 모듈(140)은, 전압 센서로서 배터리 셀(ex. 파우치형 이차 전지)의 양단 전압을 측정할 수 있다. 상기 전압 측정 모듈(140)은, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 전압 센서를 채용할 수 있으며, 본 발명이 이러한 전압 측정 모듈(140)의 구체적인 형태나 종류로 한정되는 것은 아니다.
상기 측정 케이블(150)은, 전압 측정 모듈(140)과 접촉 프로브(110) 사이에 위치하도록 구성될 수 있다. 측정 케이블(150)은, 양단이 전압 측정 모듈(140)과 접촉 프로브(110) 사이에 연결되어, 전압 측정 모듈(140)이 접촉 프로브(110)의 전압을 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 접촉 프로브(110)가 파우치형 이차 전지의 전극 리드(11)에 접촉되는 경우, 전압 측정 모듈(140)은 파우치형 이차 전지의 양단 전압을 측정하도록 구성될 수 있다.
상기 측정 케이블(150)은, 양극 측정 케이블(151) 및 음극 측정 케이블(152)을 구비하여 전압 측정 모듈(140)과 양극 프로브(111) 사이 및 전압 측정 모듈(140)과 음극 프로브(112) 사이에 연결될 수 있다. 즉, 양극 측정 케이블(151)은 전압 측정 모듈(140)과 양극 프로브(111) 사이에 연결되고, 음극 측정 케이블(152)은 전압 측정 모듈(140)과 음극 프로브(112) 사이에 연결될 수 있다.
상기 측정 케이블(150)은, 전원 케이블(130)과 마찬가지로, 전선과 같은 형태로 구성될 수 있으나, 다른 다양한 형태로 구성될 수 있다.
상기 스위칭 모듈(160)은, 전압 측정 모듈(140)을 전원 케이블(130) 또는 측정 케이블(150)로 선택적으로 연결시키도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 스위칭 모듈(160)은, 전압 측정 모듈(140)을 측정 케이블(150) 측으로 연결시킬지, 아니면 전압 측정 모듈(140)을 전원 케이블(130) 측으로 연결시킬지 선택 가능하도록 구성될 수 있다.
특히, 스위칭 모듈(160)은, 양극 스위칭 모듈(161) 및 음극 스위칭 모듈(162)을 구비할 수 있다. 이때, 양극 스위칭 모듈(161)은, 전압 측정 모듈(140)을 양극 전원 케이블(131) 또는 양극 측정 케이블(151)로 선택적으로 연결시키도록 구성되고, 음극 스위칭 모듈(162)은, 전압 측정 모듈(140)을 음극 전원 케이블(132) 또는 음극 측정 케이블(152)로 선택적으로 연결시키도록 구성될 수 있다.
보다 구체적인 예로서, 상기 스위칭 모듈(160)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 3접점 스위치 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에서 양극 스위칭 모듈(161)을 살펴보면, c1, c3 및 c4의 3개의 접점을 갖는다. 그리고, 양극 스위칭 모듈(161)은, 전환 동작을 통해, c1을 c3에 연결하거나 c1을 c4에 연결할 수 있다. 여기서, c1은 전압 측정 모듈(140) 측 접점이고, c3는 양극 전원 케이블(131) 측 접점이며, c4는 양극 측정 케이블(151) 측 접점이라 할 수 있다. 만일, 도면에 도시된 바와 같이, c1이 c4에 연결되는 형태로 스위칭 모듈(160)이 구성되는 경우, 전압 측정 모듈(140)은 양극 측정 케이블(151) 측에 연결될 수 있다. 반면, c1이 c3에 연결되는 형태로 스위칭 모듈(160)이 구성되면, 전압 측정 모듈(140)은 양극 전원 케이블(131) 측에 연결될 수 있다.
또한, 도 2에서 음극 스위칭 모듈(162)을 살펴보면, c2, c5 및 c6의 3개의 접점을 갖는다. 그리고, 음극 스위칭 모듈(162)은, 전환 동작을 통해, c2를 c5에 연결하거나 c2를 c6에 연결할 수 있다. 여기서, c2는 전압 측정 모듈(140) 측 접점이고, c5는 음극 전원 케이블(132) 측 접점이며, c6는 음극 측정 케이블(152) 측 접점이라 할 수 있다. 만일, 도면에 도시된 바와 같이, c2가 c6에 연결되는 형태로 스위칭 모듈(160)이 구성되는 경우, 전압 측정 모듈(140)은 음극 측정 케이블(152) 측에 연결될 수 있다. 반면, c2가 c5에 연결되는 형태로 스위칭 모듈(160)이 구성되면, 전압 측정 모듈(140)은 음극 전원 케이블(132) 측에 연결될 수 있다.
한편, 상기 실시예에서는, 스위칭 모듈(160)이 3접점 스위칭 형태로 마련된 구성을 중심으로 설명되었으나, 본 발명이 반드시 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 스위칭 모듈(160)은, 전압 측정 모듈(140)을 전원 케이블(130) 또는 측정 케이블(150)에 선택적으로 연결할 수 있는 다양한 형태로 구성될 수 있다.
상기 제어 모듈(170)은, 스위칭 모듈(160)을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 모듈(170)은, 전압 측정 모듈(140)을 측정 케이블(150)로 연결시키기 위해, 양극 스위칭 모듈(161)에 대하여 c1을 c4에 연결시키고, 음극 스위칭 모듈(162)에 대하여 c2를 c6에 연결시키도록 제어할 수 있다. 또는, 상기 제어 모듈(170)은, 전압 측정 모듈(140)을 전원 케이블(130)로 연결시키기 위해, 양극 스위칭 모듈(161)에 대하여 c1을 c3에 연결시키고, 음극 스위칭 모듈(162)에 대하여 c2를 c5에 연결시키도록 제어할 수 있다.
상기 제어 모듈(170)은, 전압 측정 모듈(140)과 전기적으로 연결되어 신호를 주고받을 수 있다. 특히, 제어 모듈(170)은, 전압 측정 모듈(140)에 의한 전압 측정값을 전압 측정 모듈(140)로부터 수신할 수 있다. 그리고, 제어 모듈(170)은, 이와 같이 수신된 전압 측정값에 기초하여, 배터리 검사 장치(100)의 내부 구성요소에 대한 이상 여부를 판단할 수 있다.
특히, 제어 모듈(170)은, 스위칭 모듈(160)의 연결 상태에 따른 전압 측정 모듈(140)의 전압 측정값에 기초하여 배터리 검사 장치(100)에 대한 자체 진단을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(170)은, 스위칭 모듈(160)이 전압 측정 모듈(140)을 전원 케이블(130)로 연결한 상태에서 전압 측정 모듈(140)의 전압 측정값을 제1 전압값으로 수신할 수 있다. 또한, 제어 모듈(170)은, 스위칭 모듈(160)이 전압 측정 모듈(140)을 측정 케이블(150)로 연결한 상태에서 전압 측정 모듈(140)의 전압 측정값을 제2 전압값으로 수신할 수 있다. 그리고, 제어 모듈(170)은, 이러한 제1 전압값과 제2 전압값에 기초하여, 배터리 검사 장치(100)의 이상 유무를 판단할 수 있다.
더욱이, 상기 제어 모듈(170)은, 배터리 검사 장치(100)의 이상 유무로서, 접촉 프로브(110) 및/또는 전원 케이블(130)의 이상 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 즉, 제어 모듈(170)은, 접촉 프로브(110)나 전원 케이블(130)에 문제가 발생한 경우, 이러한 문제 발생을 감지할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 검사 장치(100) 자체에 문제가 있는지 스스로 진단될 수 있다. 특히, 상기 실시 구성에 의하면, 배터리 검사 장치(100)에 있어서, 배터리와 접촉되는 부분(접촉 프로브(110)) 측이나 전원이 공급되는 경로(전원 케이블(130)) 측에 이상이 있는 경우, 이러한 이상이 용이하게 감지될 수 있다.
따라서, 이 경우, 배터리 검사 장치(100)의 정확도가 보다 향상될 수 있다. 특히, 배터리(10) 자체, 이를테면 파우치형 이차 전지 자체에는 문제가 없음에도 접촉 프로브(110)나 전원 케이블(130) 측의 이상으로 인해 이차 전지에 문제가 있는 것으로 잘못 진단되는 것이 방지될 수 있다.
한편, 상기 제어 모듈(170)은, 본 발명에서 수행되는 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 것으로서, CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphic Processing Unit), ASIC(application-specific integrated circuit), 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치, 프로세서 등을 선택적으로 포함하거나 이들 용어로 표현될 수 있다. 또한, 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 상기 제어 모듈(170)은 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리에 저장되고, 제어 모듈(170)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리는 제어 모듈(170)의 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 제어 모듈(170)과 연결될 수 있다. 한편, 본 명세서에서, 제어 모듈(170) 등에 대하여 '~되도록 구성된다'는 용어는, '~되도록 프로그래밍된다'는 의미를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 검사 장치(100)는, 가압 모듈(183)을 더 포함할 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 검사 장치(100)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 배터리 검사 장치(100)는 가압 모듈(183)을 더 포함하며, 이러한 가압 모듈(183)은 배터리를 가압하도록 구성될 수 있다. 상기 가압 모듈(183)은, 배터리에서 전극 조립체가 압력을 받을 수 있는 형태로 배터리를 가압할 수 있다. 예를 들어, 파우치형 이차 전지는 전극 조립체 및 전해액이 수납된 수납부 및 수납부의 주변을 둘러싸는 형태의 실링부를 구비할 수 있다. 이때, 상기 가압 모듈(183)은, 파우치형 이차 전지의 수납부를 가압하여, 내부에 수납된 전극 조립체를 가압하도록 구성될 수 있다.
그리고, 제어 모듈(170)은, 가압 모듈(183)을 제어하여 가압 모듈(183)에 의해 배터리가 가압되도록 할 수 있다. 그리고, 제어 모듈(170)은, 이와 같이 배터리가 가압된 상태에서, 전원 공급 모듈(120)을 제어하여 배터리(10)로 전원이 공급되도록 할 수 있다.
더욱이, 제어 모듈(170)은, 스위칭 모듈(160)을 제어하여, 전압 측정 모듈(140)과 측정 케이블(150)이 직접 연결되도록 할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 실시예에서, 제어 모듈(170)은, 양극 스위칭 모듈(161) 및 음극 스위칭 모듈(162)에 대하여 각각, c1 접점을 c4 접점에 연결하고 c2 접점을 c6 접점에 연결함으로써, 전압 측정 모듈(140)과 측정 케이블(150)이 직접 연결되도록 할 수 있다.
그리고, 이와 같이 전압 측정 모듈(140)과 측정 케이블(150)이 연결된 상태에서 전압 측정 모듈(140)이 전압을 측정하면, 측정된 전압값은 제어 모듈(170)로 전송될 수 있다. 그러면, 제어 모듈(170)은 전송된 전압 측정값을 기초로 배터리(10)의 내부 단락을 검출하도록 구성될 수 있다. 즉, 제어 모듈(170)은 배터리(10) 양단 사이의 전압 측정값을 기초로 배터리(10)에 내부 단락이 존재하는지 여부를 검사할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리(10)의 내부 단락 여부가 보다 효과적으로 검출될 수 있다. 예를 들어, 배터리(10) 내부에서 전극 조립체의 세퍼레이터 일부가 손상되거나 찢어진 경우, 배터리(10)가 가압되지 않은 상태에서는 내부 단락 상태가 발생하지 않더라도 배터리(10)가 가압된 상태에서는 내부 단락 상태가 발생할 수 있다. 즉, 배터리(10)가 가압됨으로써, 전극 조립체의 양극판과 음극판 사이가 가까워져 세퍼레이터의 손상 부분을 통해 양극판과 음극판이 서로 접촉되기 쉬워지게 된다. 그러므로, 이 경우, 내부 단락이 발생할 가능성이 있는 배터리(10)의 검출이 더욱 용이해질 있다.
한편, 도 3에서는, 하나의 배터리 셀, 즉 하나의 파우치형 이차 전지를 가압하는 형태로 가압 모듈(183)이 마련된 구성이 도시되어 있으나, 가압 모듈(183)은 다수의 배터리 셀, 이를테면 다수의 파우치형 이차 전지를 가압하도록 구성될 수도 있다. 또한, 가압 모듈(183)은, 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 가압하는 형태로 구성될 수도 있다.
상기 실시예에서, 상기 제어 모듈(170)은, 배터리(10)에 내부 단락이 있는 것으로 판단된 경우, 접촉 프로브(110) 및/또는 전원 케이블(130)의 이상 유무를 판단하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 제어 모듈(170)은, 배터리(10)에 내부 단락이 있는 것으로 판단되지 않은 경우에는 접촉 프로브(110) 및/또는 전원 케이블(130)의 이상 여부를 판단하지 않을 수 있다. 그리고, 제어 모듈(170)은, 배터리(10)에 내부 단락이 있는 것으로 판단된 경우에만 스위칭 모듈(160)을 제어하여 접촉 프로브(110) 및/또는 전원 케이블(130)의 이상 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.
이 경우, 불필요한 고장 자가 진단이 방지됨으로써, 본 발명에 따른 배터리 검사 장치(100)의 자가 진단 효율이 보다 향상될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어 모듈(170)은, 전압 측정값과 기준 전압값을 비교하도록 구성될 수 있다. 여기서, 기준 전압값은, 전압 측정값과 비교되기 위해 참조되는 값으로서, 미리 저장될 수 있다. 특히, 기준 전압값은, 전압 측정값에 대하여 정상 또는 고장이라고 판단이 되는 특정 값이나 특정 범위로 설정될 수 있다.
그리고, 제어 모듈(170)은, 이러한 전압 측정값과 기준 전압값 사이의 비교를 통해, 접촉 프로브(110) 및/또는 전원 케이블(130)의 이상 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 전압 측정값이 기준 전압값으로 설정된 범위를 벗어나는 경우, 접촉 프로브(110) 및 전원 케이블(130) 중 적어도 하나에 이상이 있는 것으로 판단될 수 있다. 또는, 전압 측정값이 기준 전압값으로 설정된 수치보다 높거나 낮은 경우, 접촉 프로브(110) 및/또는 전원 케이블(130)에 이상이 있는 것으로 판단될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전압 측정값과 기준 전압값 사이의 비교를 통해, 배터리 검사 장치(100)의 고장 진단이 보다 용이하게 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 도 1에 도시된 바와 같이, 메모리 모듈(181)을 더 포함할 수 있다. 특히, 메모리 모듈(181)은, 상기 기준 전압값을 저장하도록 구성될 수 있다. 그리고, 이와 같이 저장된 메모리 모듈(181)의 기준 전압값은, 제어 모듈(170)에 의해 접근 가능하게 구성될 수 있다. 즉, 제어 모듈(170)은, 메모리 모듈(181)에 연결되어, 메모리 모듈(181)에 저장된 기준 전압값을 독출하여 전압 측정 모듈(140)에 의해 측정된 전압 측정값과 비교할 수 있다.
또한, 제어 모듈(170)은, 이외에 본 발명에 따른 배터리 검사 장치(100)의 적어도 일부 구성요소의 기능을 수행하는데 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 이러한 메모리 모듈(181)은, 데이터를 기록, 소거, 갱신 및 독출할 수 있다고 알려진 공지의 정보 저장 수단이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 정보 저장 수단에는 RAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등이 포함될 수 있다. 또한, 메모리 모듈(181)은 제어 모듈(170) 등에 의해 실행 가능한 프로세스들이 정의된 프로그램 코드들을 저장할 수 있다.
더욱이, 상기 기준 전압값은, 온도 별로 설정될 수 있다. 예를 들어, 메모리 모듈(181)은, 온도에 따른 기준 전압값이 각각 별도로 설정된 형태의 기준 전압값 테이블을 저장할 수 있다. 이때, 온도는 구간 별로 설정될 수 있다. 이를테면, 0℃ 이하, 10℃~20℃, 20℃~30℃, 30℃~40℃, 40℃~50℃, ... 등과 같이 복수의 온도 구간이 설정되고, 각 온도 구간마다 그에 상응하는 기준 전압값이 설정되어 미리 저장될 수 있다.
보다 구체적인 예로서, 메모리 모듈(181)은, 다음과 같이 복수의 온도 구간에 대하여 각각 대응하는 기준 전압값을 미리 저장할 수 있다.
0℃ 이하: R1,
10℃~20℃: R2,
20℃~30℃: R3,
30℃~40℃: R4,
40℃~50℃: R5,
50℃ 이상: R6,
그리고, 제어 모듈(170)은, 현재 온도에 따라 그에 대응하는 기준 전압값을 선택하여 전압 측정값과 비교할 수 있다.
예를 들어, 현재 온도가 35℃인 경우, 30℃~40℃ 온도 구간에 포함된다고 할 수 있으므로, 상기 제어 모듈(170)은 그에 대응하는 기준 전압값으로서 R4를 선택할 수 있다. 그리고, 제어 모듈(170)은, 이러한 기준 전압값 R4를 전압 측정값과 비교하여 자체 고장 진단을 수행할 수 있다. 다른 예로, 현재 온도가 15℃인 경우, 10℃~20℃ 온도 구간에 포함된다고 할 수 있으므로, 상기 제어 모듈(170)은 그에 대응하는 기준 전압값으로서 R2를 선택할 수 있다. 그리고, 제어 모듈(170)은, 이러한 기준 전압값 R2를 전압 측정값과 비교할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 이상 유무 진단이 보다 정확하게 이루어질 수 있다. 특히, 배터리(10)나 전원 케이블(130), 접촉 프로브(110) 등의 저항 성분은 온도에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 상기 실시예에 의하면, 온도마다 그에 적합하게 기준 전압값이 설정되어 있으므로, 배터리, 접촉 프로브(110) 및/또는 전원 케이블(130)의 이상 유무가 보다 정확하게 진단될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 배터리 검사 장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 온도 측정 모듈(182)을 더 포함할 수 있다. 상기 온도 측정 모듈(182)은, 주변의 온도를 측정하기 위한 구성요소로서, 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 온도 센서 등이 채용될 수 있다. 그리고, 이러한 온도 측정 모듈(182)은 제어 모듈(170)과 연결되어, 측정된 온도 정보가 온도 측정 모듈(182)로부터 제어 모듈(170)로 전송될 수 있다. 그러면, 제어 모듈(170)은, 전송받은 온도 정보를 기초로, 그에 상응하는 기준 전압값을 찾을 수 있다.
또한, 상기 제어 모듈(170)은, 제1 전압값을 기초로, 접촉 프로브(110) 및 전원 케이블(130) 중 적어도 하나의 이상 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제1 전압값은, 전압 측정 모듈(140)이 전원 케이블(130)로 연결되도록 스위칭 모듈(160)이 제어된 상태에서, 전압 측정 모듈(140)에 의해 측정된 전압값이다. 예를 들어, 도 2의 실시예에서, 양극 스위칭 모듈(161)에 대하여 c1 접점이 c3 접점에 연결되고, 음극 스위칭 모듈(162)에 대하여 c2 접점이 c5 접점에 연결된 상태에서, 전압 측정 모듈(140)에 의해 측정된 전압값이 제1 전압값일 수 있다. 이러한 제1 전압값의 측정 구성에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치(100)에서, 전압 측정 모듈(140)이 전원 케이블(130)로 연결된 상태의 회로 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4에서는 설명의 편의를 위해, 배터리 검사 장치(100)에서, 전원 공급 모듈(120), 전압 측정 모듈(140) 및 전원 케이블(130)만 도시되어 있으며, 다른 구성요소들은 도시되어 있지 않다. 또한, 도 5는, 도 4의 회로 구성을 보다 간단한 등가 회로로 나타낸 도면이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 전압 측정 모듈(140)의 양단이 전원 케이블(130)로 직접 연결되어 있다. 이러한 상태는, 접촉 프로브(110) 측에 전원 케이블(130)만이 연결되어 있고 측정 케이블(150)은 연결되어 있지 않으므로, 2단자 상태라고 할 수 있다. 또한, 도면에서는, 전압 측정 모듈(140)과 전원 케이블(130)이 연결된 노드가 N11 및 N12로 표시되어 있다. 이 경우, 전압 측정 모듈(140)은, N11 노드와 N12 노드 사이의 전압을 측정할 수 있으며, 이때의 측정 전압은 V1로 표시되어 있다. 즉, 전원 공급 모듈(120)이 Is로 표시된 바와 같이 일정 크기의 전류를 배터리로 공급하면, 전압 측정 모듈(140)의 양단 사이의 전압(N11과 N12 사이의 전압)이 제1 전압값(V1)으로 측정될 수 있다. 이때, 전압 측정 모듈(140)의 양단 사이에는 여러 저항 성분이 존재할 수 있다. 이러한 저항 성분에는 Rb로 표시된 바와 같은 배터리(10)의 내부 저항과 함께, Rc1과 Rc2로 표시된 바와 같은 양극 전원 케이블(131)과 음극 전원 케이블(132)의 저항 및 Rp1과 Rp2로 표시된 바와 같은 양극 프로브(111)와 음극 프로브(112)의 저항도 함께 포함될 수 있다.
그리고, 전원 케이블(130)의 저항인 Rc1과 Rc2를 하나의 등가 저항 Rc로 나타내고, 측정 케이블(150)의 저항인 Rp1과 Rp2를 다른 하나의 등가 저항 Rp로 나타내면 도 5에 도시된 바와 같다.
따라서, 도 5의 구성을 기초로, 전압 측정 모듈(140)에 의해 측정되는 제1 전압값(V1)은 다음과 같은 수학식 1로 표현될 수 있다.
(수학식 1)
V1 = Is × (Rc + Rp + Rb)
여기서, Is는 전원 공급 모듈(120)에 의해 공급되는 전류의 크기이며, Rc는 전원 케이블(130)의 저항이고, Rp는 접촉 프로브(110)의 저항이며, Rb는 배터리(10)의 저항이다.
이러한 구성에서, 상기 제어 모듈(170)은, 전압 측정 모듈(140)에 의해 측정된 제1 전압값(V1)을 기초로, 접촉 프로브(110) 및 전원 케이블(130) 중 적어도 하나의 이상 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 수학식 1에서 V1은 전압 측정 모듈(140)로부터 전송될 수 있다. 그리고, Is는 전원 공급 모듈(120)로부터 전송되거나 제어 모듈(170)이 미리 알고 있는 값일 수 있다. 따라서, 제어 모듈(170)은, (Rc + Rp + Rb)가 적절한 값인지 판단할 수 있다. 더욱이, 배터리 내부 저항인 Rb가 미리 알려진다면, 제어 모듈(170)은, 'Rc + Rp'가 적절한 값인지 아닌지 판단할 수 있다. 그러므로, 제어 모듈(170)은, 전원 케이블(130) 측 저항(Rc)과 접촉 프로브(110) 측 저항(Rp)이 적절한지 아닌지 판단하여, 전원 케이블(130)이나 접촉 프로브(110)에 이상이 있는지 없는지를 판단할 수 있다.
특히, 제어 모듈(170)은, 이러한 제1 전압값(V1)과 특정 기준 전압값(제1 기준 전압값)을 비교할 수 있다. 이때, 제1 기준 전압값은, 도 5의 구성에서 제1 전압값(V1)과 비교되기 위해 참조가 되는 값일 수 있다. 이러한 제1 기준값은, 메모리 모듈(181) 등에 미리 저장될 수 있다. 이 경우, 제어 모듈(170)은, 메모리 모듈(181)로부터 제1 기준값을 리딩(reading)하고, 리딩된 제1 기준값을 전압 측정 모듈(140)에 의해 측정된 제1 전압값(V1)과 비교할 수 있다.
그리고, 제어 모듈(170)은, 제1 전압값(V1)이 제1 기준값과 일정 수준 이상 차이를 보이는지에 따라, 접촉 프로브(110) 및 전원 케이블(130) 중 적어도 하나의 이상 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 모듈(170)은, 제1 전압값(V1)이 제1 기준값의 범위를 벗어나는 경우, 접촉 프로브(110)나 전원 케이블(130)에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다. 앞선 수학식 1에서 살펴본 바와 같이, Is가 정해져 있다면 V1에 영향을 미칠 수 있는 인자는, Rc, Rp, Rb이다. 더욱이, Rb까지 정해지거나 미리 알려져 있다면, V1에 영향을 미칠 수 있는 인자는, Rc 및 Rp이다. 그러므로, V1을 통해 Rc 또는 Rp에 이상이 있는지 유무를 파악함으로써, 접촉 프로브(110)나 전원 케이블(130)에 이상이 있는지 여부를 판단할 수 있다. 반면, 제어 모듈(170)은, 제1 전압값(V1)이 제1 기준값의 범위를 벗어나지 않는 경우, 접촉 프로브(110)와 전원 케이블(130) 어디에도 이상이 있지 않는 것으로 판단할 수 있다.
한편, 스위칭 모듈(160)이 전원 케이블(130)에 연결될 때에는, 전원 케이블(130)의 저항 성분이 최대한 많이 포함되도록, 전원 케이블(130)에서 최대한 전원 공급 모듈(120) 측에 근접하여 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 실시예에서, c3 접점 및 c5 접점은, 전원 케이블(130)의 양단 중, 전원 공급 모듈(120) 측 단부, 또는 그러한 단부에 최대한 가깝게 마련될 수 있다.
상기 구성에 있어서, 제어 모듈(170)은, 제2 전압값을 기초로 접촉 프로브(110)의 이상 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제2 전압값은, 전압 측정 모듈(140)이 측정 케이블(150)로 연결되도록 스위칭 모듈(160)이 제어된 상태에서, 전압 측정 모듈(140)에 의해 측정된 전압값이다. 예를 들어, 도 2의 실시예에서, 양극 스위칭 모듈(161)에 대하여 c1 접점이 c4 접점에 연결되고, 음극 스위칭 모듈(162)에 대하여 c2 접점이 c6 접점에 연결된 상태에서, 전압 측정 모듈(140)에 의해 측정된 전압값이 제2 전압값일 수 있다. 이러한 제2 전압값의 측정 구성에 대해서는 도 6 및 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치(100)에서, 전압 측정 모듈(140)이 측정 케이블(150)로 연결된 상태의 회로 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 6에서도 설명의 편의를 위해, 전원 공급 모듈(120), 전압 측정 모듈(140), 전원 케이블(130) 및 측정 케이블(150)만 도시되어 있다. 또한, 도 7은, 도 6의 회로 구성을 보다 간단한 등가 회로로 나타낸 도면이다.
먼저, 도 6을 참조하면, 전압 측정 모듈(140)의 양단이 측정 케이블(150)로 직접 연결되어 있다. 그리고, 측정 케이블(150)은 N21 및 N22로 표시된 노드에서 접촉 프로브(110)와 연결될 수 있다. 따라서, 도 4의 구성과 달리, 도 6의 구성에서는, 접촉 프로브(110)로 4개의 케이블이 연결되므로, 4단자 연결된 것으로 볼 수 있다. 한편, 도 6의 구성에서 측정 케이블(150)에도 저항이 존재할 수는 있으나, 그 크기가 전원 케이블(130)에 비하여 매우 작을 수 있다. 특히, 배터리 단락 검사 장치나 배터리 누설 전류 검사 장치, 저전압 검사 장치 등과 같은 종래 알려진 배터리 검사 장치의 경우, 측정 케이블(150) 측 저항은 전류 등이 공급되는 전원 케이블(130) 측 저항에 비해 매우 작으므로 무시할 만한다. 따라서, 도 6에서도 측정 케이블(150) 측 저항은 표시되어 있지 않다.
이와 같은 구성에서, 전압 측정 모듈(140)은, N21 노드와 N22 노드 사이의 전압을 측정할 수 있으며, 이때의 측정 전압은 V2로 표시되어 있다. 즉, 전원 공급 모듈(120)이 Is로 표시된 바와 같이 일정 크기의 전류를 배터리(10)로 공급하면, 전압 측정 모듈(140)의 양단 사이의 전압(N21과 N22 사이의 전압)이 제2 전압값(V2)으로 측정될 수 있다. 이때, 전압 측정 모듈(140)의 양단 사이에는, Rb로 표시된 바와 같은 배터리(10)의 내부 저항과 Rp1 및 Rp2로 표시된 바와 같은 접촉 프로브(110)의 저항이 함께 포함될 수 있다. 그리고, 전압 측정 모듈(140)은 전원 케이블(130) 측에는 연결되지 않으므로, 앞선 도 4의 제1 전압값(V1) 측정의 실시예와는 달리, 제2 전압값(V2)을 측정할 때에는 전원 케이블(130) 측 저항(Rc1, Rc2)은 제외될 수 있다.
그리고, 측정 케이블(150)의 저항인 Rp1과 Rp2를 하나의 등가 저항 Rp로 나타내면 도 7에 도시된 바와 같다.
따라서, 도 7의 구성을 기초로, V2는 다음과 같은 수학식 2로 표현될 수 있다.
(수학식 2)
V2 = Is × (Rp + Rb)
여기서, Is는 전원 공급 모듈(120)에 의해 공급되는 전류의 크기이고, Rp는 접촉 프로브(110)의 저항이며, Rb는 배터리(10)의 저항이다.
이러한 구성에서, 상기 제어 모듈(170)은, 전압 측정 모듈(140)에 의해 측정된 제2 전압값(V2)을 기초로, 접촉 프로브(110)의 이상 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 수학식 2에서 V2는 전압 측정 모듈(140)로부터 전송되고 Is는 전원 공급 모듈(120)로부터 전송되거나 제어 모듈(170)이 미리 알고 있는 값일 수 있다. 따라서, 제어 모듈(170)은, (Rp + Rb)가 적절한 값인지 판단할 수 있다. 더욱이, 배터리 내부 저항인 Rb가 미리 알려진다면, 제어 모듈(170)은, 'Rp'가 적절한 값인지 아닌지 판단할 수 있다. 그러므로, 제어 모듈(170)은, 접촉 프로브(110)의 저항(Rp)이 적절한지 아닌지 판단하여, 접촉 프로브(110)에 이상이 있는지 없는지를 판단할 수 있다.
또한, 제어 모듈(170)은, 제2 전압값(V2)과 특정 기준 전압값(제2 기준 전압값)을 비교하여 접촉 프로브(110)의 이상 유무를 진단할 수 있다. 이때, 제2 기준 전압값은, 제2 전압값(V2)과 비교되는 값으로서, 도 7의 구성에서 Rp 및 Rb의 합산값, 또는 Rp 단독 값과 관련된 값일 수 있다. 이러한 제2 기준값은, 메모리 모듈(181) 등에 미리 저장될 수 있다. 이 경우, 제어 모듈(170)은, 메모리 모듈(181)로부터 제2 기준값을 리딩하고, 리딩된 제2 기준값을 전압 측정 모듈(140)에 의해 측정된 제2 전압값(V2)과 비교할 수 있다.
그리고, 제어 모듈(170)은, 제2 전압값(V2)이 제2 기준값과 일정 수준 이상 차이를 보이는지에 따라, 접촉 프로브(110)의 이상 유무를 판별하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 모듈(170)은, 제2 전압값(V2)이 제2 기준값의 범위를 벗어나는 경우, 접촉 프로브(110)에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다. 반면, 제어 모듈(170)은, 제2 전압값(V2)이 제2 기준값의 범위를 벗어나지 않는 경우, 접촉 프로브(110)에 이상이 없다고 판단할 수 있다.
이러한 실시예에서, 상기 제어 모듈(170)은, 제1 전압값을 기초로 접촉 프로브(110) 및/또는 전원 케이블(130)에 이상이 있는 것으로 판단된 경우, 제2 전압값을 기초로 접촉 프로브(110) 및 전원 케이블(130) 중 어느 구성요소에 이상이 있는지 판별하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 제어 모듈(170)은, 앞선 도 4 및 도 5의 실시예에서 설명된 바와 같이, 제1 전압값(V1)을 제1 기준값과 비교함으로써 전원 케이블(130) 및 접촉 프로브(110) 중 적어도 하나에 문제가 있다고 판단할 수 있다. 다만, 이러한 제1 전압값(V1)에 의해서는 전원 케이블(130)이나 접촉 프로브(110) 중 어느 구성요소에서 문제가 발생한 것인지 구별하지 못할 수 있다. 이때, 제어 모듈(170)은, 앞선 도 6 및 도 7의 실시예에서 설명된 바와 같이, 제2 전압값(V2)을 제2 기준값과 비교함으로써 접촉 프로브(110)에서 문제가 발생한 것인지 판단할 수 있다. 만일, 제2 전압값(V2)을 이용한 결과 접촉 프로브(110)에서 문제가 발생하지 않은 것으로 판단되었으나, 제1 전압값(V1)을 이용한 결과 문제가 있는 것으로 판단된 경우, 접촉 프로브(110)가 아닌 전원 케이블(130)에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 비교적 간단한 비교, 특히 전압 비교만으로도, 전원 케이블(130)이나 접촉 프로브(110)에 문제가 발생하였는지, 그리고 문제가 있다면 전원 케이블(130)이나 접촉 프로브(110) 중 어디에 문제가 있는 것인지 용이하게 파악될 수 있다. 그러므로, 이 경우, 배터리 검사 장치(100)의 신속한 자가 고장 진단이 가능해질 수 있다. 또한, 이러한 진단 기능을 갖추기 위한 구성이 복잡하지 않으며, 비용 또한 많이 필요하지 않을 수 있다.
한편, 상기 실시예들에서는, 전압 측정값과 기준 전압값을 비교하는 구성을 중심으로 설명되었으나, 상기 수학식들의 계산에 의해 얻어진 저항값과 기준 저항값을 비교하는 형태로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 메모리 모듈(181)은, 기준 저항값으로서, Rc + Rp + Rb, Rc + Rp 및/또는 Rp 등에 대응되는 저항값을 기준값으로서 미리 저장할 수 있다. 그리고, 제어 모듈(170)은, 이러한 기준 저항값과 상기 수학식들에 의해 얻어진 측정 저항값을 서로 비교하여, 접촉 프로브(110) 및/또는 전원 케이블(130)의 이상 유무를 판단할 수 있다.
상기 제어 모듈(170)은, 먼저 전압 측정 모듈(140)과 전원 케이블(130) 사이가 연결되도록 스위칭 모듈(160)을 제어할 수 있다. 그리고 나서, 제어 모듈(170)은, 접촉 프로브(110) 및 전원 케이블(130) 중 적어도 하나에 이상이 있는 것으로 판단된 경우에만, 전압 측정 모듈(140)과 측정 케이블(150) 사이가 연결되도록 스위칭 모듈(160)을 제어할 수 있다. 즉, 제어 모듈(170)은 2단자 연결이 되도록 스위칭 모듈(160)을 제어한 후, 문제가 있다고 판단되면 비로소 4단자 연결이 되도록 스위칭 모듈(160)을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어 모듈(170)은, 도 2의 실시예에서 c1 접점을 c3 접점에 연결하고, c2 접점을 c5 접점에 연결하는 2단자 모드로서 스위칭 모듈(160)을 제어할 수 있다. 그리고, 도 4 및 도 5의 실시예에서 설명된 바와 같이, 접촉 프로브(110)나 전원 케이블(130)에 이상이 있는지 판단할 수 있다. 그리고, 이러한 판단 과정에서 접촉 프로브(110)나 전원 케이블(130)에 이상이 있는 것으로 판단되면, 제어 모듈(170)은, 도 2의 실시예에서 c1 접점을 c4 접점에 연결하고 c2 접점을 c6 접점에 연결하는 4단자 모드로 스위칭 모듈(160)을 제어할 수 있다. 그리고, 도 6 및 도 7의 실시예에서 설명된 바와 같이, 접촉 프로브(110)에 이상이 있는지 판단할 수 있다. 만일, 도 4 및 도 5의 실시예와 같이 마련된 구성에서 접촉 프로브(110)나 전원 케이블(130)에 이상이 없는 것으로 판단되면, 제어 모듈(170)은, 도 6 및 도 7의 실시예와 같은 구성이 형성되지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 이상이 없을 가능성이 높은 상황에서 불필요한 스위칭 모듈(160) 제어나 이상 유무 판단 과정을 더 수행함으로 인한 자원이나 시간 낭비를 줄일 수 있다. 그러므로, 이 경우, 배터리 검사 장치(100)의 보다 효율적인 자가 진단이 가능해질 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 검사 장치(100)는, 테스트 키트(184)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 테스트 키트(184)란, 미리 정해진 저항값을 갖도록 구성될 수 있다. 그리고, 테스트 키트(184)는, 배터리(10)를 대신하여 접촉 프로브(110)에 접촉 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 테스트 키트(184)는, 파우치형 이차 전지를 대체할 수 있도록, 파우치형 이차 전지와 유사한 형태를 갖는 모의 전지라 할 수 있다. 특히, 테스트 키트(184)는, 파우치형 이차 전지와 유사한 형태의 전극 리드를 구비할 수 있다. 따라서, 배터리 검사 장치(100)가 파우치형 이차 전지를 검사하는 경우, 접촉 프로브(110)가 파우치형 이차 전지와 유사한 방식으로 접촉되도록 테스트 키트(184)가 구성될 수 있다.
상기 테스트 키트(184)의 저항값은 미리 정해진 저항값으로서, 제어 모듈(170)에 해당 정보가 전달될 수 있다. 예를 들어, 테스트 키트(184)의 저항값은 메모리 모듈(181)에 저장되고, 제어 모듈(170)은 메모리 모듈(181)에 액세스하여 테스트 키트(184)의 저항값을 파악할 수 있다.
특히, 상기 테스트 키트(184)의 저항값은, 상기 도 4 내지 도 7의 실시예에서 Rb로 표시된 바와 같다고 할 수 있다. 이 경우, 상기 제어 모듈(170)은, 제1 전압값(V1)을 이용하여 접촉 프로브(110) 및 전원 케이블(130) 중 적어도 하나의 이상 여부를 판단함에 있어서, Rb, V1 및 Is 값은 미리 파악하거나 전송받으므로, Rc + Rp가 적절한 값인지 판단할 수 있다. 그리고, 제어 모듈(170)은, 제2 전압값(V2)을 이용하여 접촉 프로브(110)의 이상 여부를 판단함에 있어서도, Rb, V2 및 Is를 미리 파악하거나 전송받으므로, Rp가 적절한 값인지 판단할 수 있다.
그러므로, 상기 실시예에 의하면, Rb가 일정하며 변하지 않게 되므로, 접촉 프로브(110) 및/또는 전원 케이블(130)에 문제가 있는지, 그리고 이들 중 어느 구성요소에 문제가 있는지가 보다 명확하고 빠르게 파악될 수 있다.
상기 테스트 키트(184)는, 저항 변화가 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 테스트 키트(184)는 가변 저항을 포함하거나 가변 저항으로 구성될 수 있다. 그리고, 가변 저항의 변화된 저항값은 제어 모듈(170)이 파악 가능하도록 제어 모듈(170)로 전송되거나 메모리 모듈(181)에 저장될 수 있다. 특히, 제어 모듈(170)은, 테스트 키트(184)의 저항값의 변화에 따른 전압 측정값의 변화를 바탕으로 이상 여부가 판단될 수 있다.
예를 들어, 테스트 키트(184)의 서로 다른 저항값을 Rb1 및 Rb2라 할 때, 제어 모듈(170)은, 저항값이 Rb1일 때 얻어진 결과값과 저항값이 Rb2일 때 얻어진 결과값을 함께 이용하여 접촉 프로브(110) 및/또는 전원 케이블(130)의 이상 여부를 판단할 수 있다.
특히, 제어 모듈(170)은, 저항값이 Rb1일 때의 판단 결과와 저항값이 Rb2일 때의 판단 결과가 동일할 때, 이상 여부에 대한 진단을 결정하도록 구성될 수 있다. 이를테면, 저항값이 Rb1일 때의 판단 결과가 접촉 프로브(110)에 문제가 있는 것으로 판단되고, 저항값이 Rb2일 때의 판단 결과도 접촉 프로브(110)에 문제가 있는 것으로 판단된 경우, 제어 모듈(170)은 최종 진단 결과로서 접촉 프로브(110)에 문제가 있는 것으로 결정할 수 있다. 반면, 저항값이 Rb1일 때의 판단 결과가 접촉 프로브(110)에 문제가 있는 것으로 판단되었으나, 저항값이 Rb2일 때의 판단 결과 접촉 프로브(110)에 문제가 없고 전원 케이블(130)에 문제가 있는 것으로 판단된 경우, 제어 모듈(170)은 최종 진단 결과의 결정을 보류할 수 있다. 더욱이, 이 경우, 제어 모듈(170)은 테스트 키트(184)의 저항값이 다른 값으로 변경되도록 하여 다른 저항값 하에서 재차 진단을 수행할 수도 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 검사 장치(100)의 구성요소에 대한 이상 유무 진단의 정확도 및 신뢰도가 보다 향상될 수 있다. 특히, 일반적인 배터리(10)의 경우, 내부 저항 성분과 캐패시터 성분이 포함되어, 특성이 온도에 민감하게 변화할 수 있어 정확한 측정이 어려울 수 있다. 하지만, 상기와 같이 테스트 키트(184)를 이용할 경우, 이러한 특성 변화를 고려할 필요가 없으므로, 보다 정확한 진단이 가능해질 수 있다.
한편, 상기와 같이 테스트 키트(184)의 저항값으로서 여러 저항값이 가변되어 이용된 경우, 각 저항값에 대한 기준값, 이를테면 기준 전압값이나 기준 저항값은 각각 별도로 메모리 모듈(181) 등에 저장될 수 있다. 예를 들어, 메모리 모듈(181)은, 저항값이 Rb1일 때의 제1 기준 전압값 및 제2 기준 전압값과, 저항값이 Rb2일 때의 제1 기준 전압값 및 제2 기준 전압값을 각각 별도로 저장할 수 있다.
한편, 테스트 키트(184)가 존재하지 않거나 배터리(10)의 내부 저항인 Rb가 파악되지 못하는 경우, 다수의 배터리(10)를 대상으로 검사를 수행하거나 하나의 배터리(10)를 대상으로 복수 회 검사를 수행함으로써 상기와 같은 배터리 검사 장치(100)의 이상 유무가 파악될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 검사 장치(100)는, 전원 케이블(130)에 이상이 있는지 판단함에 있어서, 양극 전원 케이블(131)과 음극 전원 케이블(132) 중 어느 전원 케이블(130)에 이상이 있는지 판단하도록 구성될 수 있다.
특히, 상기 스위칭 모듈(160)은, 앞서 설명된 바와 같이, 적어도 2개의 단위 스위칭 모듈(160), 즉 양극 스위칭 모듈(161)과 음극 스위칭 모듈(162)을 구비할 수 있다. 이때, 제어 모듈(170)은, 양극 스위칭 모듈(161)과 음극 스위칭 모듈(162)을, 전원 케이블(130)과 측정 케이블(150) 중 서로 다른 케이블에 연결하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(170)은, 양극 스위칭 모듈(161)을 전원 케이블(130)에 연결하고 음극 스위칭 모듈(162)을 측정 케이블(150)에 연결하거나, 양극 스위칭 모듈(161)을 측정 케이블(150)에 연결하고 음극 스위칭 모듈(162)을 전원 케이블(130)에 연결하도록 스위칭 제어 동작을 수행할 수 있다. 그리고, 이러한 스위칭 모듈(160)의 연결이 이루어진 경우의 회로 구성은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치(100)에서 양극 스위칭 모듈(161)이 전원 케이블(130) 측에 연결되고 음극 스위칭 모듈(162)이 측정 케이블(150) 측에 연결된 때의 회로 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치(100)에서 양극 스위칭 모듈(161)이 측정 케이블(150) 측에 연결되고 음극 스위칭 모듈(162)이 전원 케이블(130) 측에 연결된 때의 회로 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
예를 들어, 도 2의 구성에서, 양극 스위칭 모듈(161)은 접점 c1이 접점 c3에 연결된 상태이고, 음극 스위칭 모듈(162)은 접점 c2가 접점 c6에 연결된 상태로서 스위칭 모듈(160)이 스위칭 제어된 상태가 도 8의 구성이라 할 수 있다. 그리고, 도 2의 구성에서, 양극 스위칭 모듈(161)은 접점 c1이 접점 c4에 연결된 상태이고, 음극 스위칭 모듈(162)은 접점 c2가 접점 c5에 연결된 상태로서 스위칭 모듈(160)이 스위칭 제어된 상태가 도 9의 구성이라 할 수 있다. 이러한 도 8 및 도 9의 구성에 대해서도, 앞선 실시예와 차이점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
먼저, 도 8을 참조하면, 전압 측정 모듈(140)의 양단에는 양극 전원 케이블(131)만 연결되고 음극 전원 케이블(132)은 연결되지 않는다. 따라서, 전압 측정 모듈(140)에 의해 측정되는 전압(V3)은, 양극 전원 케이블(131)의 저항(Rc1), 양극 프로브의 저항(Rp1), 배터리 저항(Rb) 및 음극 프로브의 저항(Rp2)의 합산 저항에 전류(Is)를 곱한 값으로서 계산될 수 있으며, 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.
(수학식 3)
V3 = Is × (Rc1 + Rp1 + Rb + Rp2)
그리고, 도 9를 참조하면, 전압 측정 모듈(140)의 양단에는 음극 전원 케이블(132)만 연결되고 양극 전원 케이블(131)은 연결되지 않는다. 따라서, 전압 측정 모듈(140)에 의해 측정되는 전압(V4)은, 양극 프로브의 저항(Rp1), 배터리 저항(Rb), 음극 프로브의 저항(Rp2) 및 음극 전원 케이블(132)의 저항(Rc2)의 합산 저항에 전류(Is)를 곱한 값으로서 계산될 수 있으며, 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.
(수학식 4)
V4 = Is × (Rp1 + Rb + Rp2 + Rc2)
상기 제어 모듈(170)은, 이러한 수학식 3 및 4를 기초로, 양극 전원 케이블(131) 및/또는 음극 전원 케이블(132)의 이상 유무를 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어 모듈(170)은, 상기 수학식 3의 결과값을 기초로 양극 전원 케이블(131)의 이상 유무를 판단할 수 있다. 수학식 3에는 'Rc1'이라는 양극 전원 케이블(131)과 관련된 인자가 포함되므로, 제3 전압값(V3)이라는 전압 측정값을 기초로 양극 전원 케이블(131)의 이상 유무가 판단될 수 있다. 이때, V3와 비교되기 위한 기준값, 즉 기준 전압값은 메모리 모듈 등에 미리 저장될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 수학식 3의 제3 전압값(V3)과 기준 전압값을 비교한 결과, 제3 전압값(V3)이 기준 전압값의 범위를 벗어나는 경우, 제어 모듈(170)은 양극 전원 케이블(131)에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어 모듈(170)은, 상기 수학식 4의 결과값을 기초로 음극 전원 케이블(132)의 이상 유무를 판단할 수 있다. 수학식 4에는 'Rc2'라는 음극 전원 케이블(132)과 관련된 인자가 포함되므로, 제3 전압값(V4)이라는 전압 측정값이 측정되면, 이를 기초로 음극 전원 케이블(132)의 이상 유무를 판단할 수 있다. 이때, V4와 비교되기 위한 기준값은 메모리 모듈 등에 미리 저장될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 수학식 4의 제4 전압값(V4)과 기준 전압값을 비교한 결과, 제4 전압값(V4)이 기준 전압값의 범위를 벗어나는 경우, 제어 모듈(170)은 음극 전원 케이블(132)에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.
다른 예로 상기 제어 모듈(170)은, 상기 도 8과 같은 상태에서 얻어진 제3 전압값(V3)과 상기 도 9와 같은 상태에서 얻어진 제4 전압값(V4)을 비교하여, 양극 측정 케이블(150) 및/또는 음극 측정 케이블(150)에 이상이 있는지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.
특히, 제어 모듈(170)은, 수학식 3에서 얻어진 제3 전압값(V3)과 제4 전압값(V4)을 비교하여, 이들 사이가 오차 범위를 벗어나는 경우 양극 전원 케이블(131) 또는 음극 전원 케이블(132)에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다. 더욱이, 양극 전원 케이블(131)의 저항과 음극 전원 케이블(132)의 저항이 서로 유사할 만한 상황에서, 제3 전압값(V3)과 제4 전압값(V4)에 차이가 발생하는 경우, 이는 양극 전원 케이블(131) 또는 음극 전원 케이블(132)에 문제가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 그리고, 제어 모듈(170)은, 제3 전압값(V3) 및 제4 전압값(V4) 중 어느 전압값이 기준값을 벗어나는지 비교하여, 양극 전원 케이블(131) 또는 음극 전원 케이블(132)에 이상이 있는지 여부를 판단할 수 있다.
도 10은, 본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 검사 유닛 이상 검증 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 검사 유닛 이상 검증 장치는, 스위칭 모듈(160) 및 제어 모듈(170)을 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 검사 유닛 이상 검증 장치가 진단하는 배터리 검사 유닛은, 접촉 프로브(110), 전원 공급 모듈(120), 전원 케이블(130), 전압 측정 모듈(140) 및 측정 케이블(150)을 구비할 수 있다. 이러한 접촉 프로브(110), 전원 공급 모듈(120), 전원 케이블(130), 전압 측정 모듈(140) 및 측정 케이블(150)은 앞서 설명한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 검사 장치(100)의 구성요소와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.
상기 스위칭 모듈(160)은, 전압 측정 모듈(140), 전원 케이블(130) 및 측정 케이블(150)과 연결 가능하도록 구성되며, 전압 측정 모듈(140)을 전원 케이블(130) 또는 측정 케이블(150)로 선택적으로 연결시키도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 스위칭 모듈(160)은, 전압 측정 모듈(140), 전원 케이블(130) 및 측정 케이블(150)과 연결 가능하도록 구성되며, 전압 측정 모듈(140)을 전원 케이블(130) 또는 측정 케이블(150)로 선택적으로 연결시키도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 스위칭 모듈(160)은, 종래의 배터리 가압 단락 검사기나 배터리 누설 전류 검사기, 배터리 저전압 검사기와 같은 배터리 검사 유닛에 마련된 전압 측정 모듈, 전원 케이블 및 측정 케이블이 연결될 수 있도록 커넥터가 마련될 수 있다.
이러한 스위칭 모듈(160) 및 제어 모듈(170)의 구성이나 동작은, 앞서 설명한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 검사 장치(100)의 스위칭 모듈(160) 및 제어 모듈(170)에 대한 설명이 동일 또는 유사하게 적용될 수 있으므로 보다 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 종래 배터리 검사 유닛에 대하여 효과적으로 고장을 진단할 수 있는 장치가 제공될 수 있다. 즉, 종래 배터리 검사 유닛에서, 전압 측정 모듈, 전원 케이블 및 측정 케이블을 스위칭 모듈에 연결시키고, 제어 모듈이 동작을 수행하는 경우, 전원 케이블 또는 접촉 프로브 중 어디에 문제가 있는지 신속하고 정확하게 진단할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
[부호의 설명]
100: 배터리 검사 장치
110: 접촉 프로브
111: 양극 프로브, 112: 음극 프로브
120: 전원 공급 모듈
130: 전원 케이블
131: 양극 전원 케이블, 132: 음극 전원 케이블
140: 전압 측정 모듈
150: 측정 케이블
151: 양극 측정 케이블, 152: 음극 측정 케이블
160: 스위칭 모듈
161: 양극 스위칭 모듈, 162: 음극 스위칭 모듈
170: 제어 모듈
181: 메모리 모듈
182: 온도 측정 모듈
183: 가압 모듈
184: 테스트 키트
10: 배터리
11: 전극 리드
11a: 양극 리드, 11b: 음극 리드

Claims (11)

  1. 배터리의 상태를 검사하는 배터리 검사 장치에 있어서,
    상기 배터리의 단자에 접촉 가능하게 구성된 접촉 프로브;
    전원을 생성하여 공급할 수 있도록 구성된 전원 공급 모듈;
    상기 전원 공급 모듈과 상기 접촉 프로브 사이에 위치하여 상기 전원 공급 모듈에 의해 생성된 전원을 상기 접촉 프로브로 공급할 수 있는 경로를 제공하는 전원 케이블;
    전압을 측정할 수 있도록 구성된 전압 측정 모듈;
    상기 전압 측정 모듈과 상기 접촉 프로브 사이에 위치하여 상기 전압 측정 모듈에 의해 상기 접촉 프로브의 전압을 측정하도록 구성된 측정 케이블;
    상기 전압 측정 모듈을 상기 전원 케이블 또는 상기 측정 케이블로 선택적으로 연결시키도록 구성된 스위칭 모듈; 및
    상기 스위칭 모듈을 제어하며, 상기 스위칭 모듈의 연결 상태에 따른 상기 전압 측정 모듈의 전압 측정값에 기초하여, 상기 접촉 프로브 및 상기 전원 케이블 중 적어도 하나의 이상 여부를 판단할 수 있도록 구성된 제어 모듈
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리를 가압할 수 있도록 구성된 가압 모듈을 더 포함하고,
    상기 제어 모듈은, 상기 가압 모듈에 의해 상기 배터리가 가압된 상태에서 상기 전원 공급 모듈에 의해 상기 배터리로 전원이 공급되는 경우, 상기 전압 측정 모듈과 상기 측정 케이블이 연결되도록 상기 스위칭 모듈이 제어된 상태에서 상기 전압 측정 모듈의 전압 측정값에 기초하여 상기 배터리의 내부 단락을 검출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 프로브는, 파우치형 이차 전지의 전극 리드에 접촉 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 상기 전압 측정값과 미리 저장된 기준 전압값을 비교하여, 상기 접촉 프로브 및 상기 전원 케이블 중 적어도 하나의 이상 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전압 측정값과 비교되는 기준 전압값은, 온도 별로 설정된 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 상기 전압 측정 모듈이 상기 전원 케이블로 연결되도록 상기 스위칭 모듈이 제어된 상태에서 상기 전압 측정 모듈에 의해 측정된 제1 전압값을 기초로, 상기 접촉 프로브 및 상기 전원 케이블 중 적어도 하나의 이상 여부를 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 상기 전압 측정 모듈이 상기 측정 케이블로 연결되도록 상기 스위칭 모듈이 제어된 상태에서 상기 전압 측정 모듈에 의해 측정된 제2 전압값을 기초로, 상기 접촉 프로브의 이상 여부를 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 상기 제1 전압값을 기초로 상기 접촉 프로브 및 상기 전원 케이블 중 적어도 하나에 이상이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 제2 전압값을 기초로 상기 접촉 프로브 및 상기 전원 케이블 중 어느 구성요소에 이상이 있는지 판별하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 먼저 상기 전압 측정 모듈과 상기 전원 케이블 사이가 연결되도록 상기 스위칭 모듈을 제어하고, 상기 접촉 프로브 및 상기 전원 케이블 중 적어도 하나에 이상이 있는 것으로 판단된 경우에만, 상기 전압 측정 모듈과 상기 측정 케이블 사이가 연결되도록 상기 스위칭 모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    미리 정해진 저항값을 가지며, 상기 배터리에 대신하여 상기 접촉 프로브에 접촉 가능하도록 구성된 테스트 키트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 검사 장치.
  11. 접촉 프로브, 전원 공급 모듈, 전원 케이블, 전압 측정 모듈 및 측정 케이블을 구비하여 배터리의 상태를 검사하는 배터리 검사 유닛의 이상 유무를 검증하는 장치에 있어서,
    상기 전압 측정 모듈, 상기 전원 케이블 및 상기 측정 케이블과 연결 가능하도록 구성되며, 상기 전압 측정 모듈을 상기 전원 케이블 또는 상기 측정 케이블로 선택적으로 연결시키도록 구성된 스위칭 모듈; 및
    상기 스위칭 모듈을 제어하며, 상기 스위칭 모듈의 연결 상태에 따른 상기 전압 측정 모듈의 전압 측정값에 기초하여, 상기 접촉 프로브 및 상기 전원 케이블 중 적어도 하나의 이상 여부를 판단할 수 있도록 구성된 제어 모듈
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 검사 유닛 이상 검증 장치.
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