CN103427105A - 用于封装电池包的设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于封装电池包的设备及其控制方法。所述设备包括：压床，封装芯包；连接器，被设置到压床，并且连接器的一端电连接到芯包；测试器，电连接到连接器的另一端，并在压床执行挤压操作时对连接到连接器的芯包执行测试。因此，在装配电池包之前的芯包的测试与电池包的封装操作同时进行，从而可减少整个工艺所花费的时间。

Description

用于封装电池包的设备及其控制方法
本申请要求于2012年5月17日在韩国知识产权局提交的第10-2012-0052513号韩国专利申请的优先权以及权益，该申请的全部内容通过引用被结合于此。
技术领域
本发明的一方面涉及一种用于封装电池包的设备及其控制方法，更具体地讲，涉及一种用于执行电池芯包的封装操作和测试的设备以及一种用于控制该设备的方法。
背景技术
通常，与不能被充电的一次电池不同，二次电池能够通过充电和放电而被再次使用。二次电池被用作用于移动装置、电动车、混合动力车、电动自行车以及不间断电源的能量来源。根据可用的外部装置的类型，二次电池可以按照单电池形式或者包括连接在一个单元中的多个电池的电池模块形式被使用。
发明内容
实施例提供一种用于封装电池包的设备及其控制方法，其能够通过最少化设备的操作时间而提高生产率。
实施例还提供一种用于封装电池包的设备及其控制方法，其能够防止由于唤醒通信间断地出现误差而导致生产率下降。
实施例还提供一种用于封装电池包的设备及其控制方法，其能够通过使设备一体化而最小化操作区域，并能够简化操作者的运动路线。
根据本发明的一方面，提供一种用于封装电池包的设备，所述设备包括：压床，封装芯包；连接器，被设置到压床，并且连接器的一端电连接到芯包；测试器，电连接到连接器的另一端，并在压床执行挤压操作时对连接到连接器的芯包执行测试。
压床可具有压床控制器，压床控制器控制芯包的封装操作。
压床控制器可具有操作传感器，操作传感器电连接到压床控制器，感测执行封装操作的压床的操作并将感测结果发送到测试器。
操作传感器可感测下述信号中的至少一个信号：被发送到压床控制器的用于控制封装操作的开始的信号；由压床控制器发送的用于控制挤压操作的信号；及用于控制压床的机械操作的信号。
压床的封装操作和测试器的芯包测试操作可同时进行。
在芯包的测试完成之后，测试器可将测试完成信号发送到压床控制器。
测试器可具有通信线和输电线，通信线连接到连接器，通过输电线给测试器供电，通信线可与输电线独立地设置。
压床可包括：引导部分，沿着竖直方向设置；挤压盖，沿着引导部分在上行方向和下行方向上行进；挤压支撑部分，设置在引导部分的底部，以支撑引导部分；挤压夹具，设置在挤压支撑部分上，在芯包容纳于挤压夹具上的状态下，挤压夹具允许芯包位于挤压盖的下部。
在挤压夹具位于挤压盖的下部的状态下，连接器可电连接到芯包。
测试器可执行芯包的唤醒测试。
根据本发明的另一方面，提供一种设备的控制方法，所述方法包括下述步骤：将芯包插入到压床中；将芯包电连接到测试器；执行挤压操作和芯包的测试操作；在芯包的测试操作完成之后，将装配好的电池包从压床中取出。
执行挤压操作和芯包的测试操作的步骤可包括：压床控制器控制压床开始挤压操作；将用于开始挤压操作的信号发送到测试器；通过测试器执行芯包的测试操作；通过测试器将芯包的测试操作完成的信号发送到压床控制器。
将用于开始挤压操作的信号发送到测试器的步骤可包括：操作传感器感测下述信号中的至少一个信号：被发送到压床控制器的用于控制封装操作的开始的信号；由压床控制器发送的用于控制挤压操作的信号；及用于控制压床的机械操作的信号；将由操作传感器感测的信号发送到测试器。
如上所述，根据本发明，在装配电池包之前的芯包的测试与电池包的封装操作同时进行，从而可减少整个工艺所花费的时间。
此外，稳定地执行唤醒测试，从而提高生产率。
附图说明
附图和说明书示出了本发明的示例性实施例，附图和描述一起用于解释本发明的原理。
图1是示出根据本发明的实施例的用于封装电池包的设备的框图；
图2是示意性示出根据本发明的实施例的压床的侧视图；
图3是示出根据本发明的另一实施例的用于封装电池包的设备的框图；
图4是示出根据本发明的实施例的设备的控制方法的流程图；
图5是示出根据本发明的实施例的设备的测试结果的图示。
具体实施方式
在下面的具体实施方式中，仅单纯通过举例的方式示出和描述了本发明的特定的示例性实施例。本领域技术人员将认识到，在都不脱离本发明的精神或范围的情况下，可按照各种不同的方法对描述的实施例进行变型。因此，附图和描述将被认为实质上是说明性的而不是限制性的。此外，当元件被称为“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在另一元件上，或者该元件可以间接在另一元件上，并且一个或者多个中间元件介于二者之间。此外，当元件被称为“连接到”另一元件时，该元件可以直接连接到另一元件，或者该元件可以间接连接到另一元件，并且一个或者多个中间元件介于二者之间。在下文中，相同的标号指示相同的元件。在附图中，为了清楚起见，层的厚度或者尺寸被夸大，并且层的厚度或者尺寸未必按比例绘制。
在下文中，将参照图1至图3描述根据本发明的实施例的用于封装电池包的设备。图1是示出根据本发明的实施例的用于封装电池包的设备1000的框图。图2是示意性示出根据本发明的实施例的压床的侧视图。图3是示出根据本发明的另一实施例的用于封装电池包的设备1000a的框图。
通过封装芯包（core pack）10a而装配电池包10，芯包10a通过电连接多个裸电池单元（bare cell）和保护电路板而形成。压床100是用于在电池包10被装配之前的状态下封装芯包10a的机器。压床100在压床控制器300的控制下执行用于封装芯包10a的挤压操作。将参照图2描述压床100的实施例。压床100设置有挤压支撑部分111，挤压支撑部分111设置在压床100的底部。挤压支撑部分111支撑其他部件。从挤压支撑部分111的顶部设置引导部分112。引导部分112引导上支撑部分113，以执行挤压操作。优选地，引导部分112被设置为多个，以充分地支撑上支撑部分113。上支撑部分113沿着引导部分112在上行方向D3或者下行方向D2上行进。在芯包10a的封装操作中，上支撑部分113沿着下行方向D2下降。在所有操作完成之后，上支撑部分113沿着上行方向D3被提升，以将装配好的电池包从所述设备1000中取出。挤压盖122设置在上支撑部分113的底部。挤压盖122最初固定顶壳（top case）（未示出），在挤压盖122下降之后，挤压盖122将顶壳结合到装载在挤压夹具（press jig）121上的芯包10a。然后，挤压盖122与顶壳分开。轨道114设置在挤压支撑部分111的顶部。轨道114被设置成从引导部分112的外部到达挤压盖122的下部。挤压夹具121设置在轨道114上，并具有设置在挤压夹具121的底部上的轮部分123。因此，挤压夹具121能够在轨道114上运动。挤压夹具121沿着轨道114从引导部分112的外部行进到挤压盖122的下部。尚未完成装配的芯包10a被装载在挤压夹具121上。
连接器500被设置成当挤压夹具121位于挤压盖122的下部时连接到芯包10a的外部端子11。如图1中所示，连接器500电连接到稍后将描述的测试器400，使得芯包10a与测试器400彼此电连接。
在测试器400电连接到芯包10a的状态下，测试器400执行芯包10a的质量测试（诸如，唤醒测试（wake-up test））的功能。在压床100的挤压操作期间，优选地，在挤压操作开始时，测试器400开始对芯包10a进行测试，诸如，唤醒测试。唤醒测试或类似测试所花费的时间通常比用于封装的挤压操作所花费的时间长。因此，当挤压操作和唤醒测试完成时，优选地，当唤醒测试完成时，测试器400将通知压床控制器300操作完成的信号发送给压床控制器300。
同时，测试器400通过连接器500连接到芯包10a，并且测试器400具有用于执行测试的通信线（未示出）以及通过其给测试器400供电以执行测试器400的操作的输电线（未示出）。在通信线和输电线按照USB方式通过相同的线缆被设置的情况下，测试器400会由于外部噪声而出现通信误差。在使用USB线缆执行唤醒测试的情况下，实际上会出现运行时间误差。因此，在该实施例中，通信线使用RS-232通信方式与输电线独立地设置。
如图3中所示，压床控制器300可设置有操作传感器310，该操作传感器310感测用于执行封装操作的压床100的操作。操作传感器310操作开关200，以感测被发送到压床控制器300的用于控制封装操作的开始的信号，或者感测由压床控制器300发送以操作压床100的用于控制挤压操作的信号，并将所述信号发送到测试器400。测试器400基于从操作传感器310发送的信号确定封装操作的开始。
除如图3中所示的感测控制信号的功能之外，操作传感器可使用不同类型的传感器被实现。例如，可按照这样的方式感测压床100的操作：利用激光传感器感测压床100的机械运动。即，操作传感器可按照各种方式被实现，并且操作传感器不受如图3中所示的操作传感器310的连接关系或者构造的限制。
在下文中，将参照图2至图4描述根据本发明的实施例的设备的控制方法。图4是示出根据本发明的实施例的设备的控制方法的流程图。
根据该实施例的方法按照如下步骤执行。首先，在芯包10a容纳于挤压夹具121上的状态下，沿着挤压盖122的下部的方向D1插入挤压夹具121（S10）。
如果挤压夹具121位于挤压盖122的下部，则将连接器500与芯包10a的外部端子11彼此电连接（S20）。芯包10a通过连接器500与芯包10a的外部端子11之间的连接电连接到测试器400，并且测试器400具有用于执行芯包10a的唤醒测试的通信线。
接着，使上支撑部分113和挤压盖122下降，从而顶壳结合到芯包10a。在这种情况下，在压床100执行挤压操作的同时，接收控制用于封装的挤压操作的开始的信号的测试器400执行芯包10a的唤醒测试（S30）。
然后，如果完成了唤醒测试，则测试器400将用于控制芯包10a的唤醒测试完成的信号发送到压床控制器300（S40）。如果完成了封装，则顶壳结合到其上的芯包10a被装配为电池包。
如果完成了电池包的封装和唤醒测试，则提升挤压盖122，并且将挤压夹具121取出到压床100的外部，从而完成电池包的装配操作（S50）。
在根据该实施例的方法中，芯包的封装操作与芯包的唤醒测试并行执行，从而与芯包的封装操作和芯包的唤醒测试依次执行的方法相比，可减少操作所需的时间。此外，芯包的封装操作和芯包的唤醒测试在一个设备中执行，从而可减少操作点数量，并可减小操作区域。
在下文中，将参照图5描述根据本发明的实施例的设备的测试结果。图5是示出根据本发明的实施例的设备的测试结果的图示。
测量直到使用根据该实施例的设备完成电池包的装配操作所花费的时间。在使用两个单独的设备依次执行电池包的封装操作和唤醒测试的情况下，测量直到完成电池包的封装操作和唤醒测试所花费的时间作为比较示例。在图5中示出了结果。
图5的上面的条形图示出了根据比较示例的电池包的装配操作所花费的时间，图5的下面的条形图示出了根据该实施例的电池包的装配操作所花费的时间。在比较示例中，总的操作时间分成为了执行唤醒测试而使挤压夹具运动所花费的时间、执行唤醒测试所花费的时间、为了执行封装而使挤压夹具运动所花费的时间以及压床执行挤压操作所花费的时间。作为测量结果，为了执行唤醒测试而使挤压夹具运动所花费的时间是大约1秒，执行唤醒测试所花费的时间是大约18秒，为了执行封装而使挤压夹具运动所花费的时间是大约2秒，压床执行挤压操作所花费的时间是大约5秒。总的操作时间是大约26秒。
另一方面，在根据该实施例的设备中，总的操作时间分成使挤压夹具运动所花费的时间以及同时执行唤醒测试和用于封装的挤压操作所花费的时间。由于执行唤醒测试所花费的时间通常比执行用于封装的挤压操作所花费的时间长，因此执行用于封装的挤压操作所花费的时间可用执行唤醒测试所花费的时间代替。作为测量结果，执行唤醒测试所花费的时间是大约16秒，使挤压夹具运动所花费的时间是大约2秒。总的操作时间是大约18秒。
也就是说，与根据比较示例的设备的总的操作时间相比，根据该实施例的设备的总的操作时间减少了大约8秒。在该实施例中，封装操作和唤醒测试并行执行，从而与比较示例相比，可减少执行整个操作所花费的时间，并可最小化影响测试器的通信线的噪声。
虽然已结合特定的示例性实施例描述了本发明，但应该理解的是，本发明不限于公开的实施例，而正相反，本发明旨在覆盖包括在权利要求及其等同物的精神和范围内的各种变型和等同布置。

Claims (13)

1.一种用于封装电池包的设备，包括：
压床，封装芯包；
连接器，被设置到压床，并且连接器的一端电连接到芯包；
测试器，电连接到连接器的另一端，并在压床执行挤压操作时对连接到连接器的芯包执行测试。
2.如权利要求1所述的设备，其中，压床具有压床控制器，压床控制器控制芯包的封装操作。
3.如权利要求2所述的设备，其中，压床控制器具有操作传感器，操作传感器电连接到压床控制器，感测执行封装操作的压床的操作并将感测结果发送到测试器。
4.如权利要求3所述的设备，其中，操作传感器感测下述信号中的至少一个信号：被发送到压床控制器的用于控制封装操作的开始的信号；由压床控制器发送的用于控制挤压操作的信号；及用于控制压床的机械操作的信号。
5.如权利要求3所述的设备，其中，压床的封装操作和测试器的芯包测试操作同时进行。
6.如权利要求2所述的设备，其中，在芯包的测试完成之后，测试器将测试完成信号发送到压床控制器。
7.如权利要求1所述的设备，其中，测试器具有通信线和输电线，通信线连接到连接器，通过输电线给测试器供电，通信线与输电线独立地设置。
8.如权利要求1所述的设备，其中，压床包括：
引导部分，沿着竖直方向设置；
挤压盖，沿着引导部分在上行方向和下行方向上行进；
挤压支撑部分，设置在引导部分的底部，以支撑引导部分；
挤压夹具，设置在挤压支撑部分上，在芯包容纳于挤压夹具上的状态下，挤压夹具允许芯包位于挤压盖的下部。
9.如权利要求8所述的设备，其中，在挤压夹具位于挤压盖的下部的状态下，连接器电连接到芯包。
10.如权利要求1所述的设备，其中，测试器执行芯包的唤醒测试。
11.一种如权利要求1至10所述的设备的控制方法，所述方法包括下述步骤：
将芯包插入到压床中；
将芯包电连接到测试器；
执行挤压操作和芯包的测试操作；
在芯包的测试操作完成之后，将装配好的电池包从压床中取出。
12.如权利要求11所述的方法，其中，执行挤压操作和芯包的测试操作的步骤包括：
压床控制器控制压床开始挤压操作；
将用于开始挤压操作的信号发送到测试器；
通过测试器执行芯包的测试操作；
通过测试器将芯包的测试操作完成的信号发送到压床控制器。
13.如权利要求12所述的方法，其中，将用于开始挤压操作的信号发送到测试器的步骤包括：
操作传感器感测下述信号中的至少一个信号：被发送到压床控制器的用于控制封装操作的开始的信号；由压床控制器发送的用于控制挤压操作的信号；及用于控制压床的机械操作的信号；
将由操作传感器感测的信号发送到测试器。
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