CN118201734A - 电池单体焊接检查装置及使用其的电池单体焊接检查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池单体焊接检查装置及使用该电池单体焊接检查装置的电池单体焊接检查方法，该电池单体焊接检查装置包括：板，被配置为使设置有多个电池单体的电池单体盒安装在板上；正交机器人，配置为在固定到板的电池单体盒的上方移动；激光指示器，结合到正交机器人，激光指示器被配置为标记多个电池单体中的不良电池单体；以及对准单元，配置为使电池单体盒的位置对准，使得电池单体盒设置在正交机器人的工作区域中，由此可以防止在确定焊接部是否不良的最终检查阶段中不良电池单体的检查被遗漏。

Description

电池单体焊接检查装置及使用其的电池单体焊接检查方法
技术领域
本申请要求于2022年9月21日提交的韩国专利申请第2022-0119053号的优先权的权益，该申请的公开内容通过引用全部并入本文中。
本发明涉及一种电池单体焊接检查装置及使用该电池单体焊接检查装置的电池单体焊接检查方法。更具体地，本发明涉及一种能够在通过电压和电流测量以及温度测量确定为具有不良焊接部的电池单体的手动检查期间无遗漏地执行所有不良电池单体的最终检查的电池单体焊接检查装置，以及使用该电池单体焊接检查装置的电池单体焊接检查方法。
背景技术
由于其高能量密度和高充电电压，通过锂离子的运动来充电和放电的锂二次电池不仅已被用于移动设备和小型电子产品的小型电池单体的领域，而且还被用于用作需要高功率和高电压的电动车辆和电力存储系统的能源的中型和大型电池组的领域。
为了制造中型和大型电池组，需要将多个圆筒形电池单体彼此电连接。例如，可以使用通过线焊接将金属板连接到圆筒形电池单体的正极端子和负极端子的方法。
此时，如果线与圆筒形电池单体的正极端子和负极端子之间的结合弱，则线可能会由于冲击而与圆筒形电池单体的正极端子和负极端子脱离。另一方面，如果线与圆筒形电池单体的正极端子和负极端子之间的结合强，则垫圈可能会损坏，导致电解质泄漏或电连接断开。
这样的问题可能使圆筒形电池的性能变差或可能导致安全问题。
因此，为了防止上述问题的发生，需要在组装电池组之前无遗漏地检查焊接部的焊接状态。
然而，构成大型电池组(例如在电动车辆中的电池组)的电池单体的数量增加到600或700个，使得实际上不可能手动检查所有的电池单体以确定电池单体是否不良。
因此，近年来，已经使用一种通过直接电流内阻(DCIR：direct current internalresistance)测试来识别具有不良焊接部的电池单体的方法，直接电流内阻(DCIR)测试测量电池单体的电压和电流以检查其电阻。
此外，使用一种利用热成像扫描仪拍摄电池单体的焊接部来确定温度分布是否在正常范围内的方法。
就此而言，专利文献1公开了一种用于检查车辆用电池的焊接部的焊接质量检查系统，其中向焊接部供应电流以测量在焊接部处产生的电压。
专利文献1提出了一种检查各种尺寸的电池的焊接部的焊接质量的简单方法，但没有提出显示不良电池单体的方法。
如上所述，在使用测量电压和电流的方法或拍摄焊接部温度的方法来识别具有不良焊接部的电池单体之后，操作者可以单独地手动拉拽具有不良焊接部的电池单体的焊丝以最终确定焊接部是否不良，从而可以确定电池单体是合格还是不良。
然而，由于操作者的失误，不良电池单体可能会在最终阶段未被识别出来而被组装到电池组中。因此，需要无遗漏地检查被分类为不良电池单体的电池单体的焊接部，以防止不良电池单体的流通。
(现有技术文献)
(专利文献1)韩国注册专利公开第1887148号(2018年8月3日)
发明内容
技术问题
本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种能够防止具有不良焊接部的电池单体的检测被遗漏从而防止不良电池单体的流通的电池单体焊接检查装置，以及使用该电池单体焊接检查装置的电池单体焊接检查方法。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的一种电池组焊接检查装置包括：板，所述板被配置为使设置有多个电池单体的电池单体盒安装在所述板上；正交机器人，所述正交机器人被配置为在固定到所述板的所述电池单体盒的上方移动；激光指示器，所述激光指示器结合到所述正交机器人，所述激光指示器被配置为标记所述多个电池单体中的不良电池单体；以及对准单元，所述对准单元被配置为使所述电池单体盒的位置对准，使得所述电池单体盒设置在所述正交机器人的工作区域内。
电池组焊接检查装置可以进一步包括控制器，所述控制器被配置为接收通过所述电池单体盒的内阻值和使用热成像扫描仪的测量结果导出的所述不良电池单体的焊接部的位置信息，并且基于接收到的所述位置信息控制所述正交机器人。
激光指示器将激光束照射至所述不良电池单体的正极端子和负极端子中的每一个的焊接部。
电池组焊接检查装置可以进一步包括被配置为调节板的高度的升降机，其中所述升降机位于板的下方。
电池单体盒可以包括四个角部，每个所述角部通过两个侧面彼此接合而形成，并且所述对准单元在进行移动以靠近或远离所述四个角部的同时使所述电池单体盒对准。
板包括被配置为固定电池单体盒的位置的结合部。
电池组焊接检查装置可以进一步包括被配置为显示不良电池单体的数量的计数显示单元。
电池组焊接检查装置可以还包括被配置为使操作者能够手动检查由所述激光指示器标记的所述不良电池单体的焊接部的手动检查器。
手动检查器包括：推拉治具，所述推拉治具被配置为拉拽所述不良电池单体的焊接部的线；以及警报单元，所述警报单元被配置为当所述推拉治具拉拽所述线的力达到设定水平时发出警报。
每当操作者确认由所述激光指示器标记的所述不良电池单体的焊接部时，所述计数显示单元上显示的数量减少。
本发明提供一种使用电池单体焊接检查装置的电池单体焊接检查方法，该电池单体焊接检查方法包括以下步骤：将安装有多个电池单体的电池单体盒设置在板上；使用对准单元使电池单体盒的位置对准；将不良电池单体的焊接部的位置信息传输至正交机器人；通过正交机器人的移动，使用激光指示器来标记不良电池单体的焊接部；以及使用手动检查器拉拽由激光指示器标记的不良电池单体的焊接部来进行检查，其中通过预先执行的电池单体盒的内阻的测量结果和使用热成像扫描仪的测量结果，获得不良电池单体的焊接部的位置信息。
在对多个不良电池单体中的特定的一个不良电池单体的手动检查完成后，激光指示器的激光束可以标记另一个不良电池单体，如果在另一个不良电池单体的手动检查完成之后具有又一个不良电池单体，则激光束可以照射到该又一个不良电池单体并且该又一个不良电池单体被手动检查。
不良电池单体的数量以数字的形式显示在计数显示单元上，在所述手动检查的步骤中，每当拉拽不良电池单体的焊接部的线时，计数显示单元上的数字可以减1，操作者可以拉拽所有的不良电池单体的焊接部的线来检查焊接部直至计数显示单元上显示的数字达到零为止。
使用手动检查器的检查步骤通过拉拽不良电池单体的焊接部的线直到手动检查器发出警报的过程来执行。
另外，本发明可以提供上述解决手段的各种组合。
有益效果
从上面的描述明显看出，当使用根据本发明的电池单体焊接检查装置时，可以显示确定具有不良焊接部的所有电池单体的数量，并且可以使用激光指示器直接标记不良电池单体的焊接部，从而可以容易地识别不良电池单体并执行最终检查。
另外，当使用根据本发明的电池单体焊接检查方法时，可以手动地检查所有的不良电池单体，由此可以防止在最终检查阶段遗漏不良电池单体，因此可以防止不良电池单体的流通。
附图说明
图1是根据本发明的电池单体焊接检查装置的透视图。
图2是图1的局部放大图。
图3是电池单体盒的俯视图。
具体实施方式
现在，将参照附图详细描述本发明的优选实施例，使得本发明所属领域的普通技术人员能够容易地实施本发明的优选实施例。然而，在详细描述本发明的优选实施例的工作原理时，当本文所合并的已知功能和配置的详细描述可能使本发明的主题模糊时，将省略这些描述。
另外，在整个附图中将使用相同的附图标记来指代执行类似功能或操作的部件。在整个说明书中，在一个部件被称为连接到另一部件的情况下，不仅该一个部件可以直接连接到另一部件，而且该一个部件可以通过又一部件间接连接到另一部件。另外，包括某个要素并不意味着排除其他要素，而是指还可以包括这样的要素，除非另有说明。
另外，通过限制或添加来实现元件的描述可以应用于所有发明，除非具体限制，否则不限制特定发明。
此外，在本发明的说明书和本申请的权利要求书的描述中，除非另有提及，否则单数形式旨在包括复数形式。
此外，在本发明的说明书和本申请的权利要求书中，除非另有提及，否则“或”包括“和”。因此，“包括A或B”表示三种情况，即，包括A的情况、包括B的情况以及包括A和B的情况。
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。
图1是根据本发明的电池单体焊接检查装置的透视图，图2是图1的局部放大图，图3是电池单体盒的俯视图。
参照图1至图3，根据本发明的电池单体焊接检查装置包括：板200，所述板200被配置为使电池单体盒安装在其上，其中多个电池单体通过保持器和框架设置在电池单体盒中；正交机器人500，正交机器人500被配置为在固定到板200的电池单体盒的上方移动；激光指示器510，激光指示器510结合到正交机器人500，激光指示器510被配置为标记多个电池单体中的不良电池单体；对准单元300，对准单元300被配置为使电池单体盒的位置对准，使得电池单体盒设置在正交机器人500的工作区域内；以及手动检查器600，手动检查器600被配置为使得操作者能够手动检查由激光指示器510标记的不良电池单体的焊接部。
另外，电池单体焊接检查装置包括被配置为使电池单体焊接检查装置的部件设置在其中的壳体100，该壳体是操作者在不良焊接部被激光指示器标记时进行手动检查的空间。
根据本发明的电池单体焊接检查装置用于确定与圆筒形电池单体的正极端子和负极端子结合的线焊接部是否不良的最终阶段。因此，在使用根据本发明的电池单体焊接检查装置进行最终检查之前，通过DCIR和热成像扫描仪来指定具有不良焊接部的电池单体，并且将相关信息传输至电池单体焊接检查装置。
电池单体焊接检查装置包括控制器700，控制器700被配置为接收通过从电池单体盒的电压和电流的测量结果得到的内阻值以及通过使用热成像扫描仪测量的温度分布的结果而获得的不良电池单体的焊接部的位置信息，并基于接收到的位置信息控制正交机器人。
控制器700执行控制使得正交机器人500在二维平面中沿前后方向和左右方向移动，并且结合到正交机器人500的激光指示器510向不良电池单体照射激光束，从而以视觉方式通知被激光束照射的电池单体是不良电池单体。
具体地，如图3所示，在多个电池单体801安装在电池单体盒800中并且线810通过焊接结合到金属板820的状态下，激光指示器510可以将激光束照射到焊接有线的不良电池单体的正极端子焊接部，如图3中的虚线圆圈所示。
可以将激光束单独照射到正极端子焊接部和/或负极端子焊接部，因此可以更具体地确定不良电池单体的正极端子焊接部是否有缺陷或者不良电池单体的负极端子焊接部是否有缺陷。
因此，为了手动检查，本发明为操作者识别不良电池单体提供了非常好的可视性。
为了使激光指示器510标记不良电池单体的焊接部，电池单体盒800必须设置在可以通过激光指示器进行标记的区域中。当电池单体盒800设置在板200上时，对准单元300使电池单体盒800的位置对准，使得电池单体盒设置在可以通过激光指示器进行标记的区域中。
具体地，电池单体盒800包括四个角部，每个角部由于两个侧表面彼此接合而形成，并且对准单元300在进行移动以靠近或远离四个角部的同时使电池单体盒800对准。
参照图2，在对准单元300的下端设置有其中形成有凹入的凹部的引导部310，电池单体盒800的角部插入到凹入的凹部中。
板200包括形成为从其上表面向上突出以固定电池单体盒800的位置的结合部210。结合部210包括与电池单体盒800的四个角部相邻设置的四个结合部210。在电池单体盒800的下表面中形成有供结合部210插入的凹陷，并且电池单体盒800设置为使得结合部210插入到该凹陷中，从而电池单体盒的位置可以被固定。
另外，可以在板的下方设置被配置为调节板200的高度的升降机，其中电池单体盒800安装到板200的上表面，并且使用升降机可以使电池单体盒800向上移动到对准单元300的高度。此时，电池单体盒800可以通过结合部210保持就位而不会摇晃或偏移。
本发明包括被配置为显示不良电池单体的数量的计数显示单元400。控制器700可以接收不良电池单体的数量以及不良电池单体的位置，并且计数显示单元400可以以数字方式显示具有不良焊接部的电池单体的数量，使得操作者能够识别不良电池单体的数量。
具体地，计数显示单元400显示电池单体盒800中包括的所有的电池单体的不良焊接部的数量，当一个电池单体的正极端子和负极端子中的每一个具有不良焊接部时，显示“2”。
计数显示单元400被配置为，每当操作者使用手动检查器600确认由激光指示器510标记的不良电池单体的焊接部时，其上显示的数字减少。例如，当计数显示单元上最初显示“2”时，其表示不良焊接部的总数为两个，操作者对其中一个不良焊接部的检查完成，计数显示单元上的数字变为“1”，当操作者对另一个不良焊接部的检查完成时，计数显示单元上的数字变为“0”。
手动检查器600包括：推拉治具610，推拉治具610被配置为拉拽不良电池单体的焊接部的线；以及警报单元620，警报单元620被配置为当推拉治具610拉拽线的力达到设定张力大小时发出警报。
也就是说，当在手动检查器600中设定用于拉拽线的张力、推拉治具610钩到线810并且推拉治具610被拉拽时，如果线被拉到设定张力大小以上，则警报单元620可以发声或可以发光，并且操作者从线释放推拉治具610。
例如，可以将张力大小设定为与焊接部的结合力正常的范围对应的基准点，并且可以使用操作者拉拽不良电池单体的焊接部的线直到发生手动检查器600的警报为止的方法来执行手动检查。此时，如果在警报发生之前线脱离焊接部，这表示焊接弱，则可以确定焊接部有缺陷，如果直至警报发生为止线保持附接到焊接部，则可以最终确定焊接部是正常的。
如上所述，在最终阶段被确定为具有不良电池单体的电池单体盒可以被丢弃，或被传输到回收过程而不是被传输到电池组组装过程。
使用根据本发明的电池单体焊接检查装置的电池单体焊接检查方法包括以下步骤：将安装有多个电池单体的电池单体盒800设置在板200上；使用对准单元300使电池单体盒800的位置对准；将不良电池单体的焊接部的位置信息发送到正交机器人500；通过正交机器人500的移动，使用激光指示器510标记不良电池单体的焊接部；以及使用手动检查600拉拽由激光指示器510标记的不良电池单体的焊接部来进行检查。
可以通过预先执行的电池单体盒的内阻的测量结果和使用热成像扫描仪的测量结果来获得不良电池单体的焊接部的位置信息。
在一个具体示例中，在对构成电池单体盒的多个不良电池单体中的特定一个不良电池单体的手动检查完成后，激光指示器510的激光束可以标记另一个不良电池单体。如果在另一个不良电池单体的手动检查完成后具有又一个不良电池单体，则激光束可以照射到又一个不良电池单体并且该又一个不良电池单体可以被手动检查。
如上所述，一旦对任一个不良电池单体的焊接部的手动检查完成，激光束可以从当前的不良电池移到下一个不良电池单体，从而以视觉方式通知操作者不良电池单体。因此，操作者可以快速且准确地检查所有的不良电池单体的位置，并且可以进行手动检查。
在本发明中，如上所述，基于预先执行的从电池单体盒的内阻的测量结果和通过热成像扫描仪捕获的结果而获得的数据，仅对不良电池单体的焊接部进行手动检查，因此相比于所有电池单体的以往的手动检查，可以更快速且更准确地确定电池单体是正常还是有缺陷。
另外，当使用根据本发明的电池单体焊接检查方法时，每当不良电池单体的焊接部的线被拉拽并且手动检查器的警报单元发出警报时，在计数显示单元400上最初显示的不良焊接部的数量减少1。
操作者对激光指示器标记的所有焊接部进行手动检查直至计数显示单元上显示的数字达到零为止，这可以防止在基于数据对具有不良焊接部的电池单体进行手动检查期间不良电池单体被遗漏。
因此，在本发明中，不进行所有电池单体的全体检查，从而可以缩短焊接检查过程，并且操作者进行手动检查直至计数显示单元上显示的数字达到零为止，从而可以防止在最终检查阶段操作者遗漏不良焊接部的检查。
本发明所属领域的技术人员将理解，基于以上描述，可以在本发明的范畴内进行各种应用和修改。
(附图标记的说明)
100：壳体
200：板
210：结合部
300：对准单元
310：引导部
400：计数显示单元
500：正交机器人
510：激光指示器
600：手动检查器
610：推拉治具
620：警报单元
700：控制器
800：电池单体盒
801：电池单体
810：线
820：金属板

Claims (14)

1.一种电池单体焊接检查装置，包括：
板，所述板被配置为使其中设置有多个电池单体的电池单体盒安装在所述板上；
正交机器人，所述正交机器人被配置为在固定到所述板的所述电池单体盒的上方移动；
激光指示器，所述激光指示器结合到所述正交机器人，所述激光指示器被配置为标记所述多个电池单体中的不良电池单体；以及
对准单元，所述对准单元被配置为使所述电池单体盒的位置对准，使得所述电池单体盒设置在所述正交机器人的工作区域内。
2.根据权利要求1所述的电池单体焊接检查装置，还包括控制器，所述控制器被配置为接收通过所述电池单体盒的内阻值和使用热成像扫描仪的测量结果导出的所述不良电池单体的焊接部的位置信息，并且基于接收到的所述位置信息控制所述正交机器人。
3.根据权利要求1所述的电池单体焊接检查装置，其中，所述激光指示器将激光束照射至所述不良电池单体的正极端子和负极端子的焊接部。
4.根据权利要求1所述的电池单体焊接检查装置，还包括：
升降机，所述升降机被配置为调整所述板的高度，
其中，所述升降机位于所述板的下方。
5.根据权利要求1所述的电池单体焊接检查装置，其中，
所述电池单体盒包括四个角部，每个所述角部通过两个侧面彼此接合而形成，并且
所述对准单元在进行移动以靠近或远离所述四个角部的同时使所述电池单体盒对准。
6.根据权利要求1所述的电池单体焊接检查装置，其中，所述板包括被配置为固定所述电池单体盒的位置的结合部。
7.根据权利要求1所述的电池单体焊接检查装置，还包括被配置为显示所述不良电池单体的数量的计数显示单元。
8.根据权利要求1所述的电池单体焊接检查装置，还包括被配置为使操作者能够手动检查由所述激光指示器标记的所述不良电池单体的焊接部的手动检查器。
9.根据权利要求8所述的电池单体焊接检查装置，其中，所述手动检查器包括：
推拉治具，所述推拉治具被配置为拉拽所述不良电池单体的焊接部的线；以及
警报单元，所述警报单元被配置为当所述推拉治具拉拽所述线的力达到设定水平时发出警报。
10.根据权利要求7所述的电池单体焊接检查装置，其中，每当操作者确认由所述激光指示器标记的所述不良电池单体的焊接部时，所述计数显示单元上显示的数量减少。
11.一种电池单体焊接检查方法，所述电池单体焊接检查方法使用权利要求1至10中任一项所述的电池单体焊接检查装置，所述电池单体焊接检查方法包括：
将其中安装有多个电池单体的电池单体盒设置在所述板上；
使用所述对准单元使所述电池单体盒的位置对准；
将不良电池单体的焊接部的位置信息传输至所述正交机器人；
通过所述正交机器人的移动，使用所述激光指示器来标记所述不良电池单体的焊接部；以及
使用手动检查器拉拽由所述激光指示器标记的所述不良电池单体的焊接部来进行检查，
其中，通过预先执行的所述电池单体盒的内阻的测量结果和使用热成像扫描仪的测量结果，获得所述不良电池单体的焊接部的所述位置信息。
12.根据权利要求11所述的电池单体焊接检查方法，其中，
在对多个不良电池单体中的特定的一个不良电池单体的手动检查完成后，所述激光指示器的激光束标记另一个不良电池单体，并且
如果在所述另一个不良电池单体的手动检查完成之后具有又一个不良电池单体，激光束照射到所述又一个不良电池单体并且所述又一个不良电池单体被手动检查。
13.根据权利要求11所述的电池单体焊接检查方法，其中，
所述不良电池单体的数量以数字的形式显示在计数显示单元上，
在手动检查的步骤中，每当拉拽所述不良电池单体的焊接部的线时，所述计数显示单元上的数字减1，并且
操作者拉拽所有的不良电池单体的焊接部的线来检查焊接部，直至所述计数显示单元上显示的数字达到零为止。
14.根据权利要求11所述的电池单体焊接检查方法，其中，通过拉拽所述不良电池单体的焊接部的线直至所述手动检查器发出警报为止的过程，来执行使用所述手动检查器的检查步骤。
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