JP2024508445A - 生産性が向上した電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法 - Google Patents

Abstract

本発明は生産性が向上した電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法に関するものであり、より詳しくは、円筒型電池セル（１２０）を収納した電池モジュール（１００）をモジュールキャリア（２２０）に着座した状態で移動させる移送部（２００）と、前記電池モジュール（１００）及びモジュールキャリア（２２０）の位置情報を確認するビジョン部（３００）と、前記電池モジュール（１００）に収納された円筒型電池セル（１２０）の電極とバスバー（１３０）とを電気的に連結するボンディング部４００と、を含み、前記ボンディング部（４００）は一つ以上ボンディング部を含み、前記ビジョン部（３００）で確認された位置情報は前記ボンディング部（４００）に伝送される電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法に関するものである。

Description

本出願は２０２１年０７月１５日付韓国特許出願第２０２１－００９２６６２号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に掲示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。

本発明は生産性が向上した電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法に関するものである。具体的には、二つ以上のボンディング部を備え、それぞれのボンディング部に個別的に電池モジュールを供給することで電池セルとバスバーとを電気的に連結することができる電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法に関するものである。

二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動される電気車両（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド車両（ＨＥＶ：Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に応用されている。二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させることができるという一次的利点だけでなく、エネルギーの使用による副産物が全然発生しないという点で、環境に優しさ及びエネルギー効率性を向上させるための新しいエネルギー源として注目されている。

二次電池の種類には、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッカド電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などがある。このような単位二次電池セル、すなわち、単位電池セルの作動電圧は約２．５Ｖ～４．５Ｖであるので、これより高い出力電圧が要求される場合は、複数の電池セルを直列に連結して電池モジュールを構成することもある。また、必要な充放電容量によって、多数の電池モジュールを並列または直列に連結してバッテリーパックを構成することもある。

所要出力電圧を満たすための電池モジュールには複数の円筒型電池セルが収納され、このような電池セルはバスバーを介して互いに電気的に連結される。しかし、円筒型電池セルの場合、正極と負極とが非常に近接して位置しているだけでなく、該当の極性を帯びる部分の面積が小さくてバスバーとの連結が容易でない。

これに関連して、図１は従来技術による電池セルをボンディングするための装置を示す模式図である。図１を参照すると、電池モジュール組立装置は、電池モジュール１０を装置に供給する供給部と、供給された電池モジュールを作業位置に移動させる移送部２０と、移送された電池モジュールをスキャンするビジョン方式カメラを含むビジョン部３０と、電池モジュールのボンディング作業を行う溶接部４０とを含む。移送部によって移送された電池モジュールをビジョン方式カメラでスキャンして座標を設定し、その情報に基づいて溶接部の位置に移動してボンディング作業を行う装置である。前記従来技術は、一つの溶接部と一つのビジョン方式カメラとを基本構成として溶接部に対するボンディング作業を実施している。図１による電池モジュール組立装置は、１）初期にスキャンのための一つのビジョン部のみを使用して座標を設定するので、実際に溶接を行うとき、エラーを修正する機能が足りない、２）作業が一列に実行されるので生産性が低い、３）多様な規格の電池モジュールを組み立てにくい、という欠点がある。

特許文献１は、マガジントランスファーロボットを用いてワイヤボンダーにマガジンを連続的に提供するので、ワイヤボンダーが休止時間なしに連続的に作業を実行するように構成されて作業効率を向上させるワイヤボンダー物流設備を開示する。具体的には、複数のワイヤボンダーと、前記ワイヤボンダーに提供されるマガジンを貯蔵するマガジンバッファーを備えたストッカーと、ストッカーまたはワイヤボンダーでマガジンをグリップして供給するかまたは排出するグリッパーとを有するマガジントランスファーロボット装置の構成を開示している。

特許文献２は、別途の基板移送装置が必要なく、ワイヤボンディング装置をインラインで連結するワイヤボンディング装置を開示する。具体的には、ワイヤボンディング装置の間で基板を移送する資材移送ユニットと、資材移送ユニットの上部に位置し、ワイヤボンディング装置に進入する基板のワイヤボンディング可否を感知する感知センサーとを含む構成を開示している。

特許文献１は、ビジョン装置を用いてマガジンの上部に形成された矢印の方向を識別し、矢印の方向が誤った場合、回転装置のモーターでマガジンを１８０度回転させてボンディングを実行する技術である。特許文献２は、ビジョン装置を用いてワイヤボンディングを実行した後、ワイヤボンディングの完了した基板と未完了基板とを区分する技術である。

本発明で重要な問題として認識している、同時に多数の電池モジュールに対してワイヤボンディング作業を実行して生産性を向上させ、相異なる規格の電池セルから構成される電池モジュールに対してワイヤボンディング作業を実行することができる電池モジュール組立装置に対する技術はいまだに提示されていない。

韓国登録特許第１０－１８２４０６９号公報 韓国公開特許第１０－２００７－００９４２５９号公報

本発明は前記のような問題を解決するためのものであり、モジュールキャリア及びモジュールキャリアに収納された多数の電池セルの位置を正確にスキャンすることにより、電池セル及びバスバーを決まった位置でボンディングすることができる、生産性が向上した電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、複数のボンディング部を備え、ボンディング部でのボンディング作業とビジョン部でのスキャン作業とを連続的に実行して生産性を向上させる電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、モジュールキャリアを上下に移動させることができる高さ調節部を備えることで、多様な高さ規格の円筒状電池セルから構成される電池モジュールに適用することができる電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法を提供することを目的とする。

前記のような目的を達成するために本発明による電池モジュール組立装置は、円筒型電池セル（１２０）を収納した電池モジュール（１００）をモジュールキャリア（２２０）に着座した状態で移動する移送部（２００）と、前記電池モジュール（１００）及びモジュールキャリア（２２０）の位置情報を確認するビジョン部（３００）と、前記電池モジュール（１００）に収納された円筒型電池セル（１２０）の電極とバスバー（１３０）とを電気的に連結するボンディング部（４００）と、を含み、前記ボンディング部（４００）は一つ以上ボンディング部を含み、前記ビジョン部（３００）で確認された位置情報は前記ボンディング部（４００）に伝送することができる。

前記移送部（２００）は、その上端に位置する電池モジュール（１００）と、モジュールキャリア（２２０）を垂直方向に上下に移動させる高さ調節部（２４０）と、を含むことができる。

前記移送部（２００）は区域別に区分されて配置され、前記区域で単独で運転することができる。

前記移送部（２００）は前後にまたは左右に移動することができる。

前記モジュールキャリア（２２０）は固定ガード及び移動ガードを含み、前記移動ガードを前後にまたは左右に移動させて内部に収納された電池モジュールを固定することができる。

前記固定ガードの外側部には一つ以上の基準部（２３０）を含むことができる。

前記基準部（２３０）の上面には位置を判別するためのマーカーを形成することができる。前記マーカーの非限定的な例は、「Ｌ」字形のマーカーであり得る。

前記ビジョン部（３００）は、前記位置を判別するためのマーカー、前記円筒型電池セル（１２０）の電極の位置、及び電池モジュール（１００）に備えられたバスバーの位置をスキャンすることができる。

前記ボンディング部（４００）及び前記ビジョン部（３００）は前記一直線上に配置された移送部２００上に位置し、前記ビジョン部（３００）から分岐される移送部上に追加のボンディング部を含むことができる。

前記ボンディング部（４００）は、前記電極と前記バスバー１３０とを電気的に連結するとき、位置把握のための別途のボンディングビジョン部を含むことができる。

本発明は、電池セル（１２０）を収納した電池モジュール（１００）をモジュールキャリア（２２０）に着座させる段階（ｓ１）と、移送部（２００）を用いて前記モジュールキャリア（２２０）を移動する段階（ｓ２）と、ビジョン部（３００）を用いて前記モジュールキャリア（２２０）の基準部（２３０）及び前記電池モジュール（１００）の上端面をスキャンする段階（ｓ３）と、前記電池モジュール（１００）に収納された前記電池セル（１２０）の電極とバスバー（１３０）とをボンディング部（４００）でワイヤボンディングする段階（ｓ４）とを含む電池モジュール組立方法を提供することができる。

前記段階（ｓ１）は、前記モジュールキャリア（２２０）の移動ガードを移動して前記電池モジュール（１００）を前記モジュールキャリア（２２０）に固定する段階を含むことができる。

前記段階（ｓ３）と段階（ｓ４）との間に、前記ビジョン部（３００）でスキャンが完了した前記モジュールキャリア（２２０）を複数のボンディング部（４００）のうちの一つに移送する段階を含むことができる。

本発明は、前記組立方法によって得られた電池モジュールを含む電池パックを提供することができる。

また、本発明は前記課題解決手段を多様に組み合わせた形態としても提供することができる。

以上説明したように、本発明による電池モジュール組立装置は、精密スキャンのためのビジョン部と、それぞれの溶接のための別途のボンディングビジョン部とを活用することで、ボンディング精度を高めることができる利点がある。

また、単一のビジョン部と複数のボンディング部とを備えることで、電池モジュールの生産時間を節減して生産性を向上させる効果がある。

また、本発明による電池モジュール組立装置は、電池モジュールを上下に移動することができる高さ調節部を備えることで、多様な規格の電池セルを含む電池モジュールを組み立てることができ、電池セル規格による別途の組立装置を構成しなくても良く、経済性を向上させる利点がある。

従来技術による電池セルをボンディングするための装置を示す模式図である。 本発明の第１実施例による電池モジュールを示す平面図である。 本発明の第１実施例による電池セルの断面図である。 本発明の第１実施例による電池モジュール組立装置の平面図である。 本発明の第１実施例による電池モジュール組立装置の正面図である。 本発明の第１実施例による電池モジュールを収納したモジュールキャリアの斜視図である。 本発明の第２実施例による電池モジュール組立装置の平面図である。

以下、添付図面を参照して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができる実施例を詳細に説明する。ただし、本発明の好適な実施例に対する動作原理を詳細に説明するにあたり、関連した公知の機能または構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにする可能性があると判断される場合はその詳細な説明を省略する。

また、図面全般にわたって類似の機能及び作用をする部分に対しては同じ図面符号を使用する。明細書全般で、ある部分が他の部分と連結されていると言うとき、これは直接的に連結されている場合だけでなく、その中間に他の素子を挟んで間接的に連結されている場合も含む。また、ある構成要素を含むというのは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

また、構成要素を限定するか付け加えて具体化する説明は、特別な制限がない限り、すべての発明に適用可能であり、特定の発明に限定されない。

また、本発明の説明及び特許請求の範囲全般にわたって単数で表示したものは、別に言及しない限り、複数の場合も含む。

また、本発明の説明及び特許請求の範囲全般にわたって「または」は、別に言及しない限り、「及び」を含むものである。したがって、「ＡまたはＢを含む」はＡを含むか、Ｂを含むか、またはＡ及びＢの両者を含む３種の場合を意味する。

また、すべての数値範囲は明確に除くという記載がない限り、両端の値及びその間のすべての中間値を含む。

以下、本発明による電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法について添付図面を参照しながら説明する。

図２は本発明の第１実施例による電池モジュールを示す平面図であり、図３は本発明の第１実施例による電池セルの断面図である。

図２及び図３を参照して説明すると、本発明による電池モジュール１００は、モジュールケース１１０と、円筒型電池セル１２０と、バスバー１３０とを含む。

まず、外形が略六面体状である前記モジュールケース１１０は、円筒型電池セル１２０を収納するように収容部を備えており、円筒型電池セル１２０が直立したままで端子が外部に露出するように、前記モジュールケースの上端部には多数の開口部（図示せず）が形成されている。

一方、図３に示すように、本発明の電池モジュールに収納される電池セルは、円筒型電池セル１２０であり、巻取型構造の電極組立体１２１を金属缶１２２に収納し、金属缶１２２内に電解液を注入した後、金属缶１２２の開放上端に電極端子が形成されているキャップアセンブリー１２３を結合することで製作することができる。

ここで、電極組立体１２１は、正極１２１（ａ）と、負極１２１（ｂ）と、分離膜１２１（ｃ）とを順に積層し、丸い形態に巻き取ることで製造する。

電極組立体１２１の中央部位に形成された貫通形の巻芯部１２４には、円筒状のセンターピン１２５が挿入されており、センターピン１２５は一般的に所定の強度を有するために金属素材からなる。このようなセンターピン１２５は電極組立体１２１を固定及び支持する作用とともに、充放電及び作動の際、内部反応によって発生するガスを放出する通路として作用する。

一方、キャップアセンブリー１２３の上端中央部位には突出状の正極端子１２３（ａ）が形成されており、金属缶１２２の残りの部位は負極端子１２３（ｂ）をなす。

もちろん、キャップアセンブリー１２３の上端に正極端子１２３（ａ）及び負極端子１２３（ｂ）が露出されるかまたは突出している円筒型電池セル１２０であれば特に限定されない。

前記のような多数の円筒型電池セル１２０を直列または並列に連結するためのバスバー１３０は、円筒型電池セル１２０から所定の距離離隔したままで並んで位置している。図２に開示するバスバー１３０は、非常に簡略した形態を示すものであり、バスバー１３０は、基本的に多数の円筒型電池セル１２０を直列または並列に連結するために、円筒型電池セル１２０の電極端子と結合することができる多数の結合部を備え、前記結合部が直列または並列に連結される。図２に示すバスバー１３０も円筒型電池セル１２０と電気的に連結するための具体的な結合部が省略されたものであり、バスバー１３０の形態は必要に応じて多様に変形可能である。

また、図面に示されていないが、本発明において、電池モジュールはカバーケース（図示せず）を含むことができる。前記カバーケース（図示せず）は、モジュールケース１１０に収納された円筒型電池セル１２０の上部を保護するためのものであり、円筒型電池セル１２０の上面を露出させるための開放部を備えており、また上部には、外部衝撃から円筒型電池セル１２０を保護することができるように、所定の高さに突出した複数の突部が形成されている。

図４は本発明の第１実施例による電池モジュール組立装置の平面図であり、図５は本発明の第１実施例による電池モジュール組立装置の正面図であり、図６は本発明の第１実施例による電池モジュールを収納したモジュールキャリアの斜視図である。

図４及び図５を参照すると、本発明による電池モジュール組立装置は、移送部２００と、ビジョン部３００と、ボンディング部４００とを含むことができる。また、前記移送部２００、ビジョン部３００、及びボンディング部４００の構成は、一直線上に配置することができる。これは、電池モジュールが移送過程で揺れることを最小化して生産品質を向上させるのに有利である。

まず、移送部２００について詳細に説明する。

移送部２００は、電池モジュール１００を工程の流れ方向に移送する構成であり、電池モジュール１００の移動経路を提供するコンベヤー２１０と、コンベヤー２１０の上端に装着されるモジュールキャリア２２０とを含む。

モジュールキャリア２２０はコンベヤー２１０の上端に着脱可能であり、垂直に配置されるガードによって電池モジュール１００を収容することができる収容部が形成された直方体状を有することができ、図６を参照して後で詳細に説明する。

コンベヤー２１０は電池モジュール１００を電池モジュール組立装置の前端部から後方のボンディング部４００の排出部（図示せず）まで移送する役割を果たし、全体装置から連結されるように形成される。また、コンベヤー２１０は、ビジョン部３００及びボンディング部４００で区域別に区分されて備えることができ、区域別に単独運転が可能である。前記区域別に区分されて位置するコンベヤー２１０は、互いに連結されることで、上端に位置する電池モジュールを連続的に移送することができる。前記コンベヤー２１０は駆動部（図示せず）と連結されて駆動され、前記駆動部は制御部（図示せず）と連結されて自動制御されることができる。

コンベヤー２１０の下端には高さ調節部２４０が位置することができ、高さ調節部２４０は上端のコンベヤー２１０を垂直方向（ｚ軸方向）に上昇または下降させることができる。高さ調節部２４０によるコンベヤー２１０の垂直方向への上昇高さは３００ｍｍ以下であり得る。よって、コンベヤー２１０の上端に位置する電池モジュール１００に垂直に位置する電池セル１２０の規格、すなわち電池セルの高さによって高さ調節部２４０を上下に調節して、電池セル１２０のボンディング部４００での垂直位置を調節することができるので、効率的なボンディング作業を実行するのに有利である。前記高さ調節部２４０は制御部（図示せず）に連結されることで、前記制御部によって上昇または下降することができる。

図６は本発明の第１実施例による電池モジュールを収納したモジュールキャリアの斜視図である。

図６を参照すると、本発明によるモジュールキャリア２２０は、内部に電池モジュール１００を収容し、前記コンベヤー２１０に沿って移動することができる、上端部が開放した略直方体状を有することができる。モジュールキャリア２２０は、コンベヤー２１０の移動方向の前端に垂直に固定されて位置する第１固定ガード２２１と、前記第１固定ガード２２１と対向して平行に位置する第１移動ガード２２３と、前記第１固定ガード２２１と前記第１移動ガード２２３との間に平行に位置する、第２固定ガード２２２及び第２移動ガード２２４と、を含むことができる。前記電池モジュール１００は、モジュールキャリア２２０の前記収容部において第１固定ガード２２１と第２固定ガード２２２とが隣接している角部に密着して位置することができる。また、第１移動ガード２２３及び第２移動ガード２２４は、モジュールキャリア２２０の前記収容部に収納された電池モジュール１００の方向にそれぞれ移動して電池モジュール１００と密着して位置することで、電池モジュール１００をモジュールキャリア２２０の内部に固定することができる。ここで、固定手段を備え、第１移動ガード２２３及び第２移動ガード２２４をそれぞれ第１固定ガード２２１及び第２固定ガード２２２と固定することができる。本発明において、前記固定手段は電磁石であり得る。

本発明で、前記第１移動ガード２２３及び第２移動ガード２２４は、水平及び垂直に可変的に位置することができる。前記第１移動ガード２２３及び第２移動ガード２２４の広い面が水平に位置する状態で電池モジュール１００は、水平に移送されてモジュールキャリア２２０の内部収容部（図示せず）に配置することができる。

前記電池モジュール１００がモジュールキャリア２２０の前記収容部において第１固定ガード２２１と第２固定ガード２２２とが隣接した角部に密着して位置した後、前記第１移動ガード２２３及び第２移動ガード２２４は、９０度回転して広い面が水平から垂直に位置することができる。その後、第１移動ガード２２３及び第２移動ガード２２４がモジュールキャリア２２０の前記収容部に収納された電池モジュール１００の方向にそれぞれ移動して電池モジュール１００と密着することで、電池モジュール１００をモジュールキャリア２２０の内部に固定することができる。

本発明において、電池モジュール１００を収納する前記収容部と対面する前記第２固定ガード２２２の面の反対面には一つ以上の基準部２３０が位置することができ、基準部２３０の上面には「Ｌ」字形のマーカーが位置することができる。これについては後述する。ここで、基準部２３０は、第１固定ガード２２１と平行に位置する一対の電池セル列を基準に前記一対の電池セル列の間の中間位置に位置することができる。また、本発明において、電池モジュール１００は前記第１固定ガード２２１と平行に配置される一対の電池セル列を基準に区画することができる。図６には、第１固定ガード２２１から遠くなる方向にモジュール第１区域１０１、モジュール第２区域１０２、及びモジュール第３区域１０３として示されているが、これは本発明の一例であるだけで、前記区域に限定されないことは明らかである。

また、本発明で、第１固定ガードと並んで位置する一つ以上の電池セル列を含むことができ、詳細には偶数の電池セル列を含むことができる。

また、図４及び図５を参照してビジョン部３００について詳細に説明する。ビジョン部３００は、コンベヤー２１０によって移送される電池モジュール１００を収納したモジュールキャリア２２０の上面をスキャンして後方のボンディング部４００に伝送することができる。図面には示されていないが、ビジョン部３００は、ビジョンカメラ（図示せず）、及び前記ビジョンカメラの下端に位置する照明部（図示せず）を含むことができる。

前記ビジョンカメラは、前述したモジュールキャリア２２０の基準部２３０上の「Ｌ」字形マーカーを基準として、モジュールケース１１０が置かれた位置及びモジュールケース１１０に収納された電池セル１２０の位置をスキャンする。詳細には、基準部２３０上の「Ｌ」字形マーカーと、前記基準部２３０の両側に第１固定ガード２２１と並んで配置される電池セル列に含まれるそれぞれの電池セル１２０の位置とをスキャンすることができる。より詳細には、基準部２３０上の「Ｌ」字形マーカー、電池セル１２０の正極及び負極の位置、及び前記基準部２３０上の「Ｌ」字形マーカーからそれぞれの電池セル１２０の正極及び負極の相対的位置をスキャンすることができる。

ビジョン部３００によって得られた前記スキャン情報は後方のボンディング部４００に伝送される。

ボンディング部４００では、電池セル１２０の正極とバスバー１３０とを、および電池セル１２０の負極とバスバー１３０とを電気的に連結する作業を実行する。図面に示されていないが、ボンディング部４００は端部が尖っている形状のノズル部（図示せず）を下端に備えており、前記ノズル部を通して溶融した伝導性金属が吐き出される。

ボンディング部４００は左右方向及び前後方向に移動可能であり、前記モジュール区域別にワイヤボンディング作業を実行する。

ボンディング部４００にはボンディングビジョン部を付加することができる。前記ボンディングビジョン部にはカメラが位置することで、ボンディング部４００に移送された電池モジュール１００を収納したモジュールキャリア２２０の上面を撮影することができる。前記撮影データと前方のビジョン部３００から伝送された電池モジュール１００を収納したモジュールキャリア２２０の上面スキャン情報とを比較してワイヤボンディング位置を確認することによりワイヤボンディング作業を実行する。

本発明の第１実施例による電池モジュール組立装置は、一つのビジョン部３００と、二つのボンディング部４００、すなわち第１ボンディング部４０１及び第２ボンディング部４０２とを含む。

ビジョン部３００で、一番目の電池モジュール１００を収納したモジュールキャリア２２０の上面をスキャンした後、前記一番目の電池モジュール１００を収納したモジュールキャリア２２０を後方に移動させ、連続して二番目の電池モジュール１００を収納したモジュールキャリア２２０を受けて上面をスキャンした後、後方に移動させる。

前記一番目の電池モジュール１００を収納したモジュールキャリア２２０は後方の第１ボンディング部４０１に移送され、前記ビジョン部３００でスキャンされた一番目の電池モジュール１００を収納したモジュールキャリア２２０の上面のスキャン情報は第１ボンディング部４０１に伝送され、前記二番目の電池モジュール１００を収納したモジュールキャリア２２０は後方の第２ボンディング部４０２に移送され、前記ビジョン部３００でスキャンされた二番目の電池モジュール１００を収納したモジュールキャリア２２０の上面のスキャン情報は第２ボンディング部４０２に伝送される。

第１ボンディング部４０１に移送された一番目の電池モジュール１００を収納したモジュールキャリア２２０は、第１カメラ４１１の撮影情報及びビジョン部３００から伝送されたスキャン情報を用いてワイヤボンディング作業を実行し、第２ボンディング部４０２に移送された二番目の電池モジュール１００を収納したモジュールキャリア２２０は、第２カメラ４１２の撮影情報及びビジョン部３００から伝送されたスキャン情報を用いてワイヤボンディング作業を実行する。前記のような作業によって電池モジュール１００のボンディング作業を連続的に遂行することができるので、電池モジュールの生産性を向上させることができる。

図７は本発明の第２実施例による電池モジュール組立装置の正面図である。

本発明の第２実施例による第１ボンディング部１４０１及び第２ボンディング部１４０２と工程の流れ方向（ｘ軸方向）に並列に対応するように配置された第３ボンディング部１４０３及び第４ボンディング部１４０４をさらに備え、ビジョン部１３００から排出される電池モジュールを収納したモジュールキャリア１２２０を第３ボンディング部１４０３及び第４ボンディング部１４０４に移送する並列移送部１４２０を備えることを除き、図２～図６を参照しながら説明した第１実施例と同一であるので、以下では第３ボンディング部１４０３、第４ボンディング部１４０４、及び並列移送部１４２０についてだけ説明する。

図７を参照すると、本発明の第２実施例によるモジュール組立装置は、第１ボンディング部１４０１及び第２ボンディング部１４０２と平行に位置する第３ボンディング部１４０３及び第４ボンディング部１４０４を含むことができる。

第３ボンディング部１４０３及び第４ボンディング部１４０４は、第１ボンディング部１４０１及び第２ボンディング部１４０２と同様に、ビジョン部１３００から伝送されたスキャン情報及び第３ボンディング部１４０３及び第４ボンディング部１４０４にそれぞれ配置された第３カメラ１４１３及び第４カメラ１４１４が撮影した情報を用いて、モジュールキャリアの基準部、電池セルの位置、負極及び正極の間の相対的位置を確認分析してワイヤボンディング作業を実行する。

また、ビジョン部１３００でスキャン完了された電池モジュールを収納したモジュールキャリア１２２０は、並列移送部１４２０によって第３ボンディング部１４０３及び第４ボンディング部１４０４が位置する生産ラインに移送される。ここで、並列移送部１４２０は第１ボンディング部１４０１及び第２ボンディング部１４０２が位置する移送部１２００に対して垂直に位置することができ、コンベヤー方式であり得る。前記移送部１２００と並列移送部１４２０との間、及び前記並列移送部１４２０と第３ボンディング部１４０３及び第４ボンディング部１４０４が位置する移送部（図示せず）との間には、上端に位置するモジュールキャリア１２２０に収納された電池モジュール及び電池セルの揺れを最小化することができる移動手段をさらに備えることができる。

このように、ボンディング部を直列及び並列に構成することで、電池モジュール組立工程の全体生産性を向上することができる。

本発明による電池モジュール組立装置を用いる組立方法は、電池セル１２０を収納した電池モジュール１００をモジュールキャリア２２０に着座させる段階（ｓ１）と、移送部２００を用いてモジュールキャリアを移動する段階（ｓ２）と、ビジョン部３００を用いて基準部２３０及び電池モジュール１００の上端面をスキャンする段階（ｓ３）と、電池モジュール１００に収納された電池セル１２０の電極とバスバー１３０とをワイヤボンディングする段階（ｓ４）とを含むことができる。

一方、前記段階（ｓ１）では、モジュールキャリア２２０の移動ガードを移動させて電池モジュール１００をモジュールキャリア２２０に固定する段階をさらに実行することができる。

また段階（ｓ３）では、ビジョン部３００から連続的に供給される電池モジュール１００を収納したモジュールキャリア２２０の上端面をスキャンした後、相異なるボンディング部に電池モジュールを供給することができる。

本発明による電池モジュール組立方法によって組み立てられた電池モジュールは、一つ以上が集まって電池パックを構成することができる。

以上で本発明の内容の特定の部分を詳細に記述したが、当該分野の通常の知識を有する者にこのような具体的技術はただ好適な実施様態であるだけであり、これによって本発明の範囲が限定されるものではなく、本発明の範疇及び技術思想の範囲内で多様な変更及び修正が可能であるというのは当業者に明らかなものであり、このような変形及び修正が添付の特許請求の範囲に属するというのも言うまでもない。

１０ 電池モジュール
２０ 移送部
２１ レール
２２ 着座ダイ
２３ ガイド部
３０ ビジョン部
３１ ビジョンカメラ
３２ ビジョン照明部
４０ ボンディング部
１００ 電池モジュール
１０１ モジュール第１区域
１０２ モジュール第２区域
１０３ モジュール第３区域
１１０ モジュールケース
１２０ 電池セル
１２１ 電極組立体
１２１（ａ） 正極
１２１（ｂ） 負極
１２１（ｃ） 分離膜
１２２ 金属缶
１２３ キャップアセンブリー
１２３（ａ） 正極端子
１２４ 巻芯部
１２５ センターピン
１３０ バスバー
２００、１２００ 移送部
２１０、１２１０ コンベヤー
２２０、１２２０ モジュールキャリア
２２１ 第１固定ガード
２２２ 第２固定ガード
２２３ 第１移動ガード
２２４ 第２移動ガード
２３０ 基準部
２４０ 高さ調節部
３００、１３００ ビジョン部
４００ ボンディング部
４０１、１４０１ 第１ボンディング部
４０２、１４０２ 第２ボンディング部
４１１、１４１１ 第１カメラ
４１２、１４１２ 第２カメラ
１４０３ 第３ボンディング部
１４０４ 第４ボンディング部
１４１３ 第３カメラ
１４１４ 第４カメラ
１４２０ 並列移送部

Claims (14)

1. 円筒型電池セルを収納した電池モジュールをモジュールキャリアに着座した状態で移動する移送部と、
   前記電池モジュール及び前記モジュールキャリアの位置情報を確認するビジョン部と、
   前記電池モジュールに収納された円筒型電池セルの電極とバスバーとを電気的に連結する１個以上のボンディング部と、
   を含み、
   前記ビジョン部で確認された位置情報をそれぞれの前記ボンディング部に伝送する、電池モジュール組立装置。
2. 前記移送部は、その上端に位置する前記電池モジュール及び前記モジュールキャリアを垂直方向に上下に移動する高さ調節部を含む、請求項１に記載の電池モジュール組立装置。
3. 前記移送部は区域別に区分されて配置され、前記区域で単独で運転する、請求項１に記載の電池モジュール組立装置。
4. 前記移送部は前後にまたは左右に移動することができる、請求項１に記載の電池モジュール組立装置。
5. 前記モジュールキャリアは、固定ガード及び移動ガードを含み、
   前記移動ガードを前後にまたは左右に移動させて、内部に収納された前記電池モジュールを固定する、請求項１に記載の電池モジュール組立装置。
6. 前記固定ガードの外側部には一つ以上の基準部を含む、請求項５に記載の電池モジュール組立装置。
7. 前記基準部の上面には、位置を判別するためのマーカーが形成されている、請求項６に記載の電池モジュール組立装置。
8. 前記ビジョン部は、前記位置を判別するためのマーカー、前記円筒型電池セルの電極の位置、及び前記電池モジュールに備えられたバスバーの位置をスキャンする、請求項７に記載の電池モジュール組立装置。
9. 前記ボンディング部と前記ビジョン部とは一直線上に配置された移送部上に位置し、
   前記ビジョン部から分岐された移送部上に追加のボンディング部を含む、請求項１に記載の電池モジュール組立装置。
10. 前記ボンディング部は、前記電極と前記バスバーとを電気的に連結するとき、位置把握のための別途のボンディングビジョン部を含む、請求項１に記載の電池モジュール組立装置。
11. 電池セルを収納した電池モジュールをモジュールキャリアに着座させる段階（ｓ１）と、
    移送部を用いて前記モジュールキャリアを移動する段階（ｓ２）と、
    ビジョン部を用いて前記モジュールキャリアの基準部及び前記電池モジュールの上端面をスキャンする段階（ｓ３）と、
    前記電池モジュールに収納された前記電池セルの電極とバスバーとをボンディング部でワイヤボンディングする段階（ｓ４）と、
    を含む、電池モジュール組立方法。
12. 前記段階（ｓ１）は、前記モジュールキャリアの移動ガードを移動して前記電池モジュールを前記モジュールキャリアに固定する段階をさらに含む、請求項１１に記載の電池モジュール組立方法。
13. 前記段階（ｓ３）と前記段階（ｓ４）との間に、前記ビジョン部でスキャンが完了した前記モジュールキャリアを複数のボンディング部のうちの一つに移送する段階を含む、請求項１１に記載の電池モジュール組立方法。
14. 請求項１１～１３のいずれか一項に記載の組立方法によって得られた前記電池モジュールを含む電池パック。

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