KR101720374B1 - 이차전지 테스트 장치 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치는 이차전지들 각각의 무부하 전압을 측정하는 측정 단자, 및 상기 이차전지들 중 상기 무부하 전압이 기준 전압을 초과한 이차전지의 무부하 전압을 재측정하도록 상기 측정 단자를 제어하고, 상기 재측정된 무부하 전압을 상기 기준 전압과 비교하여 상기 이차전지의 불량 여부를 판단하는 제어부를 포함한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치 및 그것의 동작 방법은 이차전지의 테스트 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

Description

이차전지 테스트 장치 및 그것의 동작 방법{TEST APPARATUS FOR SECONDARY BATTERY AND OPERATING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 이차전지 테스트 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무부하 전압 측정을 통해 이차전지의 불량 여부를 테스트하는 테스트 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
전기 및 전자 기술의 발달로 작고 가벼우면서도 다양한 기능을 갖는 휴대형 전자제품들의 사용이 급속히 증가하고 있다. 휴대형 전자제품의 동작을 위한 전원공급 장치로서 배터리(Battery)가 일반적으로 사용되는데, 충전하여 다시 쓸 수 있는 이차전지가 주로 사용되고 있다.
이러한 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목받고 있다.
이차전지에서 무부하 전압(OCV: Open Circuit Voltage)은 이차 전지의 성능 및 불량 여부를 알 수 있도록 하는 지표가 된다. 따라서, 이 값들은 정확히 측정되어야 하며, 제품의 출고 전에 이를 검사하는 과정은 통상적으로 이루어지게 된다.
본 발명의 목적은 이차전지의 테스트 신뢰도를 향상시킬 수 있는 이차전지 테스트 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치는 이차전지들 각각의 무부하 전압을 측정하는 측정 단자, 및 상기 이차전지들 중 상기 무부하 전압이 기준 전압을 초과한 이차전지의 무부하 전압을 재측정하도록 상기 측정 단자를 제어하고, 상기 재측정된 무부하 전압을 상기 기준 전압과 비교하여 상기 이차전지의 불량 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 이차전지들 각각의 불량 여부 판단 결과를 저장하는 저장부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 저장된 불량 여부 판단 결과에 따라 상기 측정 단자의 고장 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 소정 개수의 이차전지들 가운데 적어도 3개의 이차전지들이 불량으로 판단되는 경우 상기 측정 단자의 고장으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치의 동작 방법은 측정 단자를 통해 이차전지들 각각의 무부하 전압을 측정하는 단계, 상기 이차전지들 중 상기 무부하 전압이 기준 전압을 초과한 이차전지의 무부하 전압을 재측정하는 단계, 및 상기 재측정된 무부하 전압을 상기 기준 전압과 비교하여 상기 이차전지의 불량 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 이차전지들 각각의 불량 여부 판단 결과를 저장하고, 저장된 불량 여부 판단 결과에 따라 상기 측정 단자의 고장 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이차전지들 각각의 불량 여부 판단 결과를 저장하고, 저장된 불량 여부 판단 결과에 따라 상기 측정 단자의 고장 여부를 판단하는 단계는 소정 개수의 이차전지들 가운데 적어도 3개의 이차전지들이 불량으로 판단되는 경우 상기 측정 단자의 고장으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 측정 단자가 고장으로 판단되는 경우 경보를 발생하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치 및 그것의 동작 방법은 이차전지의 테스트 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치 및 그것의 동작 방법은 이차전지에 대한 누적된 불량 여부 판단 결과를 이용하여 측정 단자의 고장 여부를 판단하므로 측정 단자의 고장 검출율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치를 보여주는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치(100)는 측정 단자(110), 제어부(120), 및 저장부(130)를 포함할 수 있다.
측정 단자(110)는 이차전지들(200) 각각의 무부하 전압(Open Circuit Voltage, OCV)을 측정할 수 있다. 예를 들면, 측정 단자(110)는 제어부(120)의 제어에 따라, 이차전지들(200)과 접촉하여 무부하 전압을 측정할 수 있다. 즉, 이차전지들(200)은 순차적으로 측정 단자와 접촉할 수 있다. 도 1에는, 측정 단자(110)가 하나인 것으로 도시되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수 개의 측정 단자가 구비될 수 있다.
제어부(120)는 측정 단자(110)를 제어할 수 있다. 제어부(120)는 측정 단자(120)로부터 이차전지(210)의 측정된 무부하 전압을 전달받을 수 있다. 제어부(120)는 측정된 무부하 전압이 기준 전압(reference voltage)을 초과하는 경우 이차전지(210)의 무부하 전압을 재측정하도록 측정 단자(110)를 제어할 수 있다. 기준 전압은 이차전지의 용량, 설계 등에 따라 다르게 설정될 수 있으며, 일반적으로 이차전지가 양품으로 판단되기 위한 최대 무부하 전압을 의미할 수 있다.
제어부(120)는 측정 단자(110)로부터 전달되는 이차전지(210)의 재측정된 무부하 전압을 전달받을 수 있다. 제어부(120)는 재측정된 무부하 전압을 기준 전압과 비교하여 이차전지(210)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 재측정된 무부하 전압이 기준 전압을 초과하는 경우 이차전지(210)를 불량으로 판단할 수 있다. 불량으로 판단된 이차전지(210)는 제품성이 떨어지므로 추후에 별도로 분리되는 과정을 거칠 수 있다.
또한, 제어부(120)는 저장부(130)에 저장되는 이차전지들(200) 각각에 대한 불량 여부 판단 결과를 이용하여 측정 단자(110)의 고장 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는 측정 단자(110)를 통해 무부하 전압이 측정된 소정 개수의 이차전지들(200) 가운데 적어도 3개의 이차전지가 불량으로 판단된 경우 측정 단자(110)를 고장 상태로 판단할 수 있다.
저장부(130)는 이차전지들(200) 각각에 대한 불량 여부 판단 결과를 저장할 수 있다. 저장부(130)는 예를 들어, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
일반적으로, 이차전지의 테스트를 위한 무부하 전압 측정 시에, 이차전지의 전극과 측정 단자의 접촉이 불량한 경우 등과 같은 외부적 요인이 개입되어 이차전지의 무부하 전압이 부정확하게 측정되는 경우가 발생할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치(100)는 상술한 바와 같이, 이차전지(210)의 무부하 전압을 재측정하여 불량 여부를 판단함으로써 이차전지에 대한 불량 여부 테스트의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치(100)는 이차전지에 대한 누적된 불량 여부 판단 결과를 이용하여 측정 단자의 고장 여부를 판단하므로 측정 단자의 고장 검출율을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치의 동작 방법은 이차전지들 각각의 무부하 전압을 측정하는 단계(S110), 측정된 무부하 전압이 기준 전압을 초과하는지 판단하는 단계(S120), 측정된 무부하 전압이 기준 전압을 초과하는 경우 해당 이차전지의 무부하 전압을 재측정하는 단계(S130), 재측정된 무부하 전압이 기준 전압을 초과하는지 판단하는 단계(S140), 재측정된 무부하 전압이 기준 전압을 초과하는 경우 해당 이차전지를 불량으로 판단하는 단계(S150), 및 재측정된 무부하 전압이 기준 전압을 초과하지 않는 경우 해당 이차전지를 정상으로 판단하는 단계(S160)를 포함할 수 있다.
이하에서, 상술한 S110 내지 S160 단계가 설명된다.
먼저, S110 단계에서, 측정 단자(110, 도 1 참조)는 제어부(120, 도 1 참조)의 제어에 따라 이차전지들 각각과 순차적으로 접촉하여 무부하 전압을 측정할 수 있다.
S120 단계에서, 제어부(120)는 측정된 무부하 전압을 기준 전압과 비교할 수 있다.
S130 단계에서, 제어부(120)는 S120 단계에서 비교 결과, 측정된 무부하 전압이 기준 전압을 초과하는 경우 해당 이차전지의 무부하 전압을 재측정하도록 측정 단자(110)를 제어할 수 있다.
S140 단계에서, 제어부(120)는 재측정된 무부하 전압을 기준 전압과 비교할 수 있다.
S150 단계에서, 제어부(120)는 재측정된 무부하 전압이 기준 전압을 초과하는 경우 해당 이차전지를 불량으로 판단할 수 있다.
S160 단계에서, 제어부(120)는 재측정된 무부하 전압이 기준 전압을 초과하지 않는 경우 해당 이차전지를 정상으로 판단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치의 동작 방법은 이차전지들 각각의 무부하 전압을 측정하는 단계(S210), 측정된 무부하 전압이 기준 전압을 초과하는지 판단하는 단계(S220), 측정된 무부하 전압이 기준 전압을 초과하는 경우 해당 이차전지의 무부하 전압을 재측정하는 단계(S230), 재측정된 무부하 전압이 기준 전압을 초과하는지 판단하는 단계(S240), 재측정된 무부하 전압이 기준 전압을 초과하는 경우 해당 이차전지를 불량으로 판단하는 단계(S250), 재측정된 무부하 전압이 기준 전압을 초과하지 않는 경우 해당 이차전지를 정상으로 판단하는 단계(S260), 이차전지들 각각의 불량 여부 판단 결과를 저장하는 단계(S270), 저장된 불량 여부 판단 결과를 이용하여 측정 단자의 고장 여부를 판단하는 단계(S280), 및 측정 단자가 고장인 경우 경보를 발생하는 단계(S290)를 포함할 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 실시예의 경우, 도 2에 도시된 실시예와 비교하여 S270 내지 S290 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, S210 내지 S260 단계의 경우 도 2를 참조하여 설명한 바와 중복될 수 있으므로 이하에서는 S270 내지 S290 단계를 중심으로 설명한다.
S270 단계에서, 제어부(120, 도 1 참조)는 이차전지들 각각에 대한 불량 여부 판단 결과를 저장부(130, 도 1 참조)에 저장할 수 있다.
S280 단계에서, 제어부(120)는 저장부(130)에 저장된 이차전지들 각각에 대한 불량 여부 판단 결과를 이용하여 측정 단자(110, 도 1 참조)의 고장 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 측정 단자(110)를 통해 무부하 전압이 측정된 소정 개수의 이차전지들 가운데 적어도 3개의 이차전지가 불량으로 판단된 경우 측정 단자(110)를 고장 상태로 판단할 수 있다.
S290 단계에서, 제어부(120)는 측정 단자(110)가 고장인 것으로 판단된 경우 경보 발생부(미도시)를 제어하여 경보를 발생시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 테스트 장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4에서 'OK'는 이차전지가 정상인 것을, 'NG'는 이차전지가 불량인 것을 의미한다. 또한, 도 4에서는 예를 들어, 저장부(130, 도 1 참조)가 측정 단자(110, 도 1 참조) 당 50개의 이차전지에 대한 불량 여부 판단 결과를 저장하는 경우가 설명된다. 즉, 저장부(130)는 51회째 이차전지에 대한 불량 여부 판단 결과를 저장하기 위해 1회째 이차전지에 대한 불량 여부 판단 결과를 삭제할 것이다.
먼저, (a)를 참조하면, 1회부터 50회까지 50개의 이차전지에 대한 불량 여부 판단 결과가 저장된다. (a)의 경우, 31회째 이차전지가 불량으로 판단되는 경우를 도시하고 있다.
(b)를 참조하면, 다음 이차전지(ex. 51회째 이차전지)에 대한 불량 여부 판단 결과를 저장하기 위해 (a)의 1회째 불량 여부 판단 결과가 삭제된다. (b)의 경우, 상기 다음 이차전지에 대한 불량 여부 판단 결과가 정상인 경우(ex. 50회 OK)를 도시하고 있다. 한편, (b)의 경우에도 50회의 불량 여부 판단 결과 가운데 오직 1회(ex. 30회 NG)만이 불량이므로 측정 단자(110)는 정상으로 판단된다.
(c)를 참조하면, (b)의 경우와 마찬가지로 다음 이차전지(ex. 52회째 이차전지)에 대한 불량 여부 판단 결과를 저장하기 위해 (b)의 1회째 불량 여부 판단 결과가 삭제된다. (c)의 경우, 상기 다음 이차전지에 대한 불량 여부 판단 결과가 불량인 경우(ex. 50회 NG)를 도시하고 있다. 하지만, (c)의 경우 역시, 50회의 불량 여부 판단 결과 가운데 2회(ex. 29회, 50회 NG)만이 불량이므로 측정 단자(110)는 정상으로 판단된다.
(d)를 참조하면, 다음 이차전지(ex. 53회째 이차전지)에 대한 불량 여부 판단 결과가 불량인 경우(ex. 50회 NG)가 도시된다. (d)의 경우 저장부(130)에 저장된 50회의 불량 여부 판단 결과 가운데 3회(ex. 28회, 49회, 50회 NG)가 불량이므로, 제어부(120)는 측정 단자(110)가 고장인 것으로 판단할 것이다. 또한, 제어부(120)는 경보를 발생시켜 해당 측정 단자(110)가 고장임을 외부에 표시할 수 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 이차전지 테스트 장치
110: 측정 단자
120: 제어부
130: 저장부
200: 이차전지들

Claims (7)

  1. 이차전지들 각각의 무부하 전압들을 순차적으로 측정하는 측정 단자; 및
    상기 이차전지들 중 상기 무부하 전압이 기준 전압을 초과한 이차전지의 무부하 전압을 재측정하도록 상기 측정 단자를 제어하고, 상기 재측정된 무부하 전압을 상기 기준 전압과 비교하여 상기 이차전지의 불량 여부를 판단하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는 각 측정 단자별로, 해당 측정 단자에 의해 측정된 이차전지들에 대한 불량 여부 판단 결과들을 제 1 횟수만큼 순차적으로 누적시키고, 상기 제 1 횟수 내에서 불량으로 판단된 불량 횟수가 제 2 횟수만큼 누적된 경우 해당 측정 단자를 불량으로 판단하는 이차전지 테스트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이차전지들 각각의 불량 여부 판단 결과를 저장하는 저장부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 저장된 불량 여부 판단 결과에 따라 상기 측정 단자의 고장 여부를 판단하는 이차전지 테스트 장치.
  3. 삭제
  4. 측정 단자를 통해 이차전지들 각각의 무부하 전압을 측정하는 단계;
    상기 이차전지들 중 상기 무부하 전압이 기준 전압을 초과한 이차전지의 무부하 전압을 재측정하는 단계;
    상기 재측정된 무부하 전압을 상기 기준 전압과 비교하여 상기 이차전지의 불량 여부를 판단하는 단계; 및
    각 측정 단자별로, 해당 측정 단자에 의해 측정된 이차전지들에 대한 불량 여부 판단 결과들을 제 1 횟수만큼 순차적으로 저장하되, 상기 제 1 횟수 내에서 불량으로 판단된 불량 횟수가 제 2 횟수만큼 누적된 경우 해당 측정 단자를 불량으로 판단하는 단계를 포함하는 이차전지 테스트 장치의 동작 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 측정 단자가 고장으로 판단되는 경우 경보를 발생하는 단계를 더 포함하는 이차전지 테스트 장치의 동작 방법.
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JP2007046942A (ja) * 2005-08-08 2007-02-22 Nissan Motor Co Ltd 電池故障判定装置

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