KR100840380B1 - 코어 팩의 제조를 위한 용접용 지그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원통형 전지들로 구성된 코어 팩을 제조함에 있어서 전지들의 전극단자에 금속 플레이트를 용접할 때 사용되는 지그로서, 원통형 전지의 외면에 상응하는 일련의 반원통형 내면구조들이 형성되어 있고 일측이 회전 가능하게 상호 연결되어 있는 한 쌍의 형틀들(a, b)과, 전지의 전극단자들에 용접하기 위한 금속 플레이트들이 임시적으로 장착될 수 있는 홈(장착홈)이 내면에 각인되어 있고 전지의 전극단자에 대응하는 위치에 용접용 관통홈이 천공되어 있으며 일측이 회전 가능하게 상기 형틀의 상단 또는 하단에 각각 연결되어 있는 상부 덮개(c) 및 하부 덮개(d)를 포함하는 것으로 구성되어 있는 지그를 제공한다.

Description

코어 팩의 제조를 위한 용접용 지그 {Welding Jig for Preparation of Core Pack}

도 1 및 도 2는 종래기술에 따라 니켈 플레이트를 사용하여 다수의 전지를 연결하는 과정의 모식도들이다;

도 3a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제 1 금속 플레이트의 모식이고, 도 3b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제 2 금속 플레이트가 모식이며, 도 3c는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제 3 금속 플레이트가 모식도이다;

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 2P-3S 선형 구조의 코어 팩을 제조하는 과정의 모식도들이다;

도 5a는 본 발명의 하나의 실시예 따른 지그의 형개된 상태의 모식적 사시도이고, 도 5b는 그것의 분해 사시도이다;

도 6은 도 5a의 지그에서 장착홈과 관통홈이 형성되어 있는 덮개의 내면 구조와 도 3a 내지 3c의 금속 플레이트들을 장착하는 과정에 대한 평면도이다;

도 7은 도 6에서 금속 플레이트가 장착된 상태에서의 A-A 선의 수직 단면도이다;

도 8a 내지 8d는 도 5a의 지그를 사용하여 도 4c에서와 같은 2P-3S 선형구조의 코어 팩을 제조하는 일련의 과정에 대한 모식도들이다.

본 발명은 코어 팩의 제조를 위한 용접용 지그(Jig)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 원통형 전지들로 구성된 코어 팩을 제조함에 있어서 전지들의 전극단자에 금속 플레이트를 용접할 때 사용되는 지그로서, 원통형 전지의 외면에 상응하는 일련의 반원통형 내면구조들이 형성되어 있고 일측이 회전 가능하게 상호 연결되어 있는 한 쌍의 형틀들(a, b)과, 전지의 전극단자들에 용접하기 위한 금속 플레이트들이 임시적으로 장착될 수 있는 홈(장착홈)이 내면에 각인되어 있고 전지의 전극단자에 대응하는 위치에 용접용 관통홈이 천공되어 있으며 일측이 회전 가능하게 상기 형틀의 상단 또는 하단에 각각 연결되어 있는 상부 덮개(c) 및 하부 덮개(d)를 포함하는 것으로 구성되어 있는 지그를 제공한다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다.

이차전지는 그것이 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 단일 전지셀의 형태로 사용되기도 하고, 또는 다수의 단위전지들을 전기적으로 연결한 전지모듈의 형태로 사용되기도 한다. 예를 들어, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지셀 1 개의 출력과 용량으로 소정의 시간 동안 작동이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD(portable DVD), 소형 PC, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중형 또는 대형 디바이스는 출력 및 용량의 문제로 전지모듈의 사용이 요구된다.

전지모듈은 다수의 단위전지들을 직렬 및/또는 병렬로 배열하여 연결한 코어 팩에 보호회로 등을 접속함으로써 제조된다. 단위전지로서 각형 또는 파우치형 전지를 사용하는 경우에는 넓은 면들이 서로 대면하도록 적층한 후 전극단자들을 버스 바 등의 접속부재에 의해 연결하여 용이하게 제조할 수 있다. 따라서, 육면체 구조의 입체형 전지모듈을 제조하는 경우에는 각형 또는 파우치형 전지가 단위전지로서 유리하다.

반면에, 원통형 전지는 일반적으로 각형 및 파우치형 전지보다 큰 전기용량을 가지지만, 원통형 전지의 외형적 특성상 적층구조로의 배열이 용이하지 않다. 그러나, 전지모듈의 형상이 전체적으로 선형 또는 판상형 구조일 때 각형 또는 파우치형 보다 구조적으로 잇점이 있다.

따라서, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD, 소형 PC 등의 경우에는 다수의 원통형 전지들을 병렬 및 직렬방식으로 연결한 코어 팩을 전지모듈의 제조에 많이 사용하고 있다. 그러한 코어 팩으로는, 예를 들어, 2P(병렬)-3S(직렬)의 선형 구조, 2P-3S의 판상형 구조, 2P-4S의 선형 구조, 2P-4S의 판상형 구조 등이 사용되고 있다.

병렬방식의 연결 구조는, 전극단자들이 동일한 방향을 향하도록 배향한 상태에서 둘 또는 그 이상의 원통형 전지들을 그것의 측면방향으로 인접하게 배열하여, 접속부재로 용접함으로써 달성된다. 이러한 병렬방식의 원통형 전지들을 "뱅크(bank)"로 칭하기도 한다.

직렬방식의 연결구조는, 서로 반대 극성의 전극단자들을 연속되도록 둘 또는 그 이상의 원통형 전지들을 길게 배열하거나, 또는 전극단자들이 서로 반대 방향을 향하도록 배열한 상태에서 둘 또는 그 이상의 원통형 전지들을 측면방향으로 인접하게 배열하여, 접속부재로 용접함으로써 달성된다. 이러한 원통형 전지들의 전기적 연결에는 일반적으로 니켈 플레이트등과 같은 얇은 판상형 접속부재를 사용하여 스팟 용접을 행하고 있다.

그러나, 다수의 원통형 전지들의 전극단자들에 판상형 접속부재(이하에서는 이를 "금속 플레이트"로 칭함)를 용접하는 과정은, 원통형 전지들의 구조적 특성상 매우 복잡하고 정교한 작업공정으로서 많은 시간을 필요로 한다.

도 1 및 도 2에는 니켈 플레이트를 사용하여 2P-3S 선형 구조의 코어 팩을 제조하는 과정의 도면들이 모식적으로 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 우선 지그(10)에 전지들(20, 21)을 고정하고 전지(20)의 단자상에 금속 플레이트(30)를 위치시킨 뒤 용접 팁(40)으로 스팟 용접을 행한다. 이들 전지들(20, 21)은 병렬방식으로 연결되어 하나의 뱅크를 이룬다. 그런 다음, 도 2에서와 같이, 다른 쌍의 병렬 전지들(22, 23)을 스팟 용접하는데, 제 1 병렬 전지 쌍(20, 21)과 제 2 병렬 전지 쌍(22, 23)을 직렬로 연결하기 위해서는, 이들을 90도로 위치시킨 다음, 니켈 플레이트(30)도 90도로 꺾어 용접하여야 한다. 따라서, 특수한 구조의 지그와 매우 숙련된 기술을 필요로 하며 작업 또한 시간소모적이다.

특히, 코어 팩의 구조가 변경될 때마다 그에 대응하는 새로운 구조의 금속 플레이트가 요구되며, 결과적으로 전극단자들의 전기적 연결을 위한 공정 역시 변 경되어야 하는 단점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명의 목적은, 원통형 전지를 단위전지로서 사용하는 코어 팩을 제조함에 있어서, 전지의 전극단자에 대한 금속 플레이트의 용접을 용이하게 수행할 수 있는 새로운 구조의 용접용 지그를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다양한 구조의 코어 팩의 제조가 가능한 공용화 금속 플레이트를 사용할 수 있는 용접용 지그를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용접용 지그는, 원통형 전지들로 구성된 코어 팩을 제조함에 있어서 전지들의 전극단자에 금속 플레이트를 용접할 때 사용되는 지그로서, 원통형 전지의 외면에 상응하는 일련의 반원통형 내면구조들이 형성되어 있고 일측이 회전 가능하게 상호 연결되어 있는 한 쌍의 형틀들(a, b)과, 전지의 전극단자들에 용접하기 위한 금속 플레이트들이 임시적으로 장착될 수 있는 홈(장착홈)이 내면에 각인되어 있고 전지의 전극단자에 대응하는 위치에 용접용 관통홈이 천공되어 있으며 일측이 회전 가능하게 상기 형틀의 상단 또는 하단에 각각 연결되어 있는 상부 덮개(c) 및 하부 덮개(d)를 포함하는 것으로 구성 되어 있다.

따라서, 형개된 형틀(a 또는 b)의 내면에 다수의 원통형 전지들을 배열한 상태에서 상부 덮개(c) 및 하부 덮개(d)의 장착홈에 금속 플레이트를 위치시키고 형틀(a, b)과 덮개(c, d)를 상호 결합한 뒤 덮개(c, d)의 관통홈을 통해 용접 팁을 삽입하여 용접을 행할 수 있으므로, 간단한 장치에 의해 용접 작업을 짧은 시간내에 용이하게 수행할 수 있다.

앞서의 설명과 같이, 본 발명의 용접용 지그는 4 개의 부재, 즉, 제 1형틀(a), 제 2 형틀(b), 상부 덮개(c) 및 하부 덮개(d)로 구성되어 있고, 이들 부재들은 형틀 사이에 원통형 전지들을 위치시킬 수 있도록 형개되고 또한 원통형 전지를 해당 위치에 장착한 상태에서 상호 결합될 수 있도록 회전 가능하게 상호 연결되어 있다. 하나의 바람직한 예에서, 제 1 형틀(a)과 제 2 형틀(b)이 회전 가능하게 상호 연결되어 있고, 상부 덮개(c)와 하부 덮개(d)가 각각 제 1 형틀(a)의 상부와 하부에 회전 가능하게 상호 연결되어 있는 구조일 수 있다.

형틀(a, b) 상호의 회전 가능한 연결 및 형틀과 덮개(c, d)의 회전 가능한 연결은 다양한 구조에 의해 달성될 수 있는 바, 예를 들어, 경첩 구조 또는 힌지 구조로 될 수 있다.

덮개(c, d)의 내면에 각인되어 있는 장착홈은 금속 플레이트의 형상에 따라 결정되며, 바람직하게는 다양한 종류의 금속 플레이트들이 필요에 따라 선택적으로 장착될 수 있도록 상기 금속 플레이트들에 대응하는 다수의 구조들이 중첩되는 형상이 덮개(c, d)의 내면에 각인되어 있다. 이는 몇 종류의 금속 플레이트들에 의 해 다양한 구조의 코어 팩의 제조가 가능하게 되는 용접작업의 공용화에 달성될 수 있다.

이와 같은 용접작업의 공용화가 가능할 수 있는 금속 플레이트의 바람직한 조합으로는,

보호회로와의 연결을 위한 접속부가 플레이트 본체의 외면에 돌출되어 있고, 전극단자와의 용접을 용이하게 하기 위한 슬릿이 플레이트 본체에 형성되어 있는 제 1 금속 플레이트;

보호회로와의 연결을 위한 접속부가 플레이트 본체의 좌측 또는 우측 외면에 돌출되어 있고, 전극단자와의 용접을 용이하게 하기 위한 슬릿이 플레이트 본체에 형성되어 있으며, 플레이트 본체의 중심부 상단면 및/또는 하단면에 절곡유도홈이 형성되어 있는 제 2 금속 플레이트; 및

보호회로와의 연결을 위한 접속부가 플레이트 본체의 중심부 인근 외면에 돌출되어 있고, 전극단자와의 용접을 용이하게 하기 위한 슬릿이 플레이트 본체에 형성되어 있으며, 플레이트 본체의 중심부 상단면 및/또는 하단면에 절곡유도홈이 형성되어 있는 제 3 금속 플레이트;

를 들 수 있다.

이들은 팩의 구성에 따라 취사선택할 수 있는 바, 측면방향만으로 단위전지들을 연결할 때에는 제 1 접속부재를 사용하고, 측면방향과 길이방향으로 동시에 단위전지들을 연결할 때에는 제 2 접속부재 및/또는 제 3 접속부재를 사용할 수 있다.

상기와 같은 3 종류의 금속 플레이트들의 조합에 의해, 원통형 단위전지에 기반하여 병렬 및 직렬방식의 연결을 이루고 있는 모든 종류의 코어 팩을 제조할 수 있다. 결과적으로, 코어 팩의 구조가 변경되더라도 별도로 금속 플레이트를 제조할 필요 없이 상기 조합에서 취사선택할 수 있으므로 부품의 공용화가 가능해 진다. 예를 들어, 2P-3S의 선형 구조, 2P-3S 판상형 구조, 2P-4S 선형 구조, 또는 2P-4S 판상형 구조의 코어 팩 등을 제조할 수 있다. 상기 금속 플레이트는 바람직하게는 니켈 플레이트이며, 그러한 니켈 플레이트는 순수한 니켈 또는 구리에 니켈이 도금된 얇은 판상체이다.

측면방향 및 길이방향 배열의 단위전지들을 연결함에 있어서, 서로 다른 구조의 제 2 금속 플레이트와 제 3 금속 플레이트가 선택적으로 또는 함께 사용되는 이유는, 이후 도면을 통해 설명하는 바와 같이, 단위전지 또는 뱅크를 3S 이상의 직렬방식으로 연결할 때 서로 반대 방향으로의 절곡이 필요하고, 코어 팩에 보호회로를 연결할 때 그러한 연결길이를 최소화하기 위하여 코어 팩의 일측에 접속부가 위치하도록 금속 플레이트를 설치하는 것이 바람직하기 때문이다.

따라서, 상기 접속부는 각각의 금속 플레이트들이 단위전지 또는 뱅크의 전극단자들에 스팟 용접된 상태에서 단위전지의 측면에 밀착되도록 수직으로 하향 절곡될 수 있는 길이이면 특별히 제한되지 않는다.

단위전지 또는 뱅크를 측면방향으로 배열하여 코어 팩을 제조할 때, 코어 팩의 상부면 또는 하부면에 각 금속 플레이트들의 접속부들이 노출될 수 있도록, 상기 접속부는 금속 플레이트의 플레이트 본체로부터 30 내지 150 도의 각도로 형성 되어 있는 것이 바람직하다. 접속부의 형상 각도가 너무 작거나 큰 경우에는 일부 접속부가 단위전지의 외주면 안쪽에 위치하게 되어 보호회로의 연결이 용이하지 않기 때문이다.

더욱 바람직한 예에서, 제 1 금속 플레이트와 제 2 금속 플레이트의 접속부는 플레이트 본체의 단부를 기준으로 30 내지 60 도의 각도로 형성되어 있고, 제 3 금속 플레이트의 접속부는 플레이트 본체의 단부를 기준으로 120 내지 150 도의 각도로 형성되어 있다. 특히 바람직하게는, 제 1 금속 플레이트와 제 2 금속 플레이트의 접속부는 동일 각도(e.g., 45 도)로 형성되어 있고, 제 3 금속 플레이트의 접속부는 상기 각도에 대칭을 이루는 각도(e.g., 135 도)로 형성되어 있다.

단위전지 또는 뱅크에 대한 금속 플레이트들의 연결은 스팟 용접에 의해 달성된다. 플레이트 본체 중 단위전지 또는 뱅크의 전극단자가 접촉되는 위치에는 앞서 설명한 바와 같이 슬릿이 형성되어 있어서 스팟 용접의 용접성을 향상시킨다.

본 발명에 따른 지그에서 상부 덮개(c)와 하부 덮개(d)의 장착홈은 바람직하게는 상기 3 종류의 금속 플레이트들이 필요에 따라 선택적으로 장착될 수 있도록 이들 플레이트의 구조들이 중첩된 형상으로 이루어져 있다. 예를 들어, 장착홈은 상기 금속 플레이트들의 플레이트 본체에 대응하는 폭을 가진 메인 그루브(main groove)와, 금속 플레이트들의 각각의 접속부들에 대응하는 위치에서 상기 메인 그루브로부터 연장된 다수의 사이드 그루브들(side grooves)로 이루어져 있다. 상기 사이드 그루브들은 금속 플레이트의 접속부들의 위치 변화로 인해 일부 중첩된 구조를 이룬다.

용접용 관통홈은 금속 플레이트의 슬릿에 대응하는 위치에서 메인 그루브 상에 천공되어 있다.

하나의 바람직한 예에서, 메인 그루브 및/또는 사이드 그루브의 내면에는 금속 플레이트의 탈착이 가능할 수 있도록 자력부재가 장착되어 있다. 이러한 자력 부재는 예를 들어 작은 영구 자석일 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 3a에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제 1 금속 플레이트가 모식적으로 도시되어 있다. 또한, 도 3b에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제 2 금속 플레이트가 모식적으로 도시되어 있으며, 도 3c에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제 3 금속 플레이트가 모식적으로 도시되어 있다.

우선 도 3a를 참조하면, 제 1 금속 플레이트(100)는 플레이트 본체(110)의 일측 단부로부터 돌출된 접속부(120)와 본체(110)의 양단부 인근에 형성되어 있는 슬릿(130, 131)으로 구성되어 있다. 슬릿(130, 131)은 뱅크를 구성하는 두 개의 단위전지(도시하지 않음)의 전극단자들에 대응하는 위치에 형성되어 있어서, 스팟 용접의 용접성을 향상시킨다. 접속부(120)는 본체(110)로부터 약 45 도로 기울어진 상태로 돌출되어 있고, 중간에 한 쌍의 절곡유도홈(121, 122)이 형성되어 있다. 뱅크에 대한 접속부(120)의 위치는 제 1 금속 플레이트(100)를 어떠한 방식으로 뱅크의 전극단자에 용접하느냐에 따라 변화될 수 있다.

도 3b를 참조하면, 제 2 금속 플레이트(200)는 제 1 금속 플레이트와 비교하여 약 2 배 길이를 가지는 플레이트 본체(210)의 일측 단부로부터 접속부(220)가 돌출되어 있고, 그것의 중심부에 한 쌍의 절곡유도홈(221, 222)이 형성되어 있다. 본체(210)의 양단부 인근에는 슬릿(230, 233)이 형성되어 있고, 중심부 인근에 슬릿(231, 232)이 형성되어 있으며, 본체(210)의 중심부 상하단에는 한 쌍의 절곡유도홈(211, 212)이 형성되어 있어서, 절곡유도홈(211, 212)을 중심으로 본체 좌측부(210a)와 본체 우측부(210b)로 나누어진다. 따라서, 본체 좌측부(210a)에 연결된 뱅크(a: 도시하지 않음)와 본체 우측부(210b)에 연결된 뱅크(b)를 절곡유도홈(211, 212)를 기준으로 절곡시키게 된다. 예를 들어, 뱅크(a)에 대해 뱅크(b)를 180 도 절곡시켜면, 이들은 길이방향으로 배열되게 된다. 또한, 뱅크(a)와 뱅크(b)의 전극단자들은 서로 반대극성을 가지도록 구성되므로, 제 2 금속 플레이트(200)는 각 뱅크(a, b)에서의 단위전지들의 병렬방식 연결과 함께, 본체 좌측부 및 우측부(210a, 210b)에 각각 연결된 뱅크들(a, b) 간의 직렬방식 연결을 이루게 된다.

도 3c의 제 3 금속 플레이트(300)는 접속부(320)가 플레이트 본체(310)의 중심부 부근, 즉, 절곡유도홈(311, 312) 인근의 본체 좌측부(310a)에 형성되어 있고 제 2 금속 플레이트(200)의 접속부(220)에 대해 대칭되는 각도로 기울어져 있다는 점을 제외하고는, 도 3b의 제 2 금속 플레이트(200)와 동일한 구조로 이루어져 있다.

도 4a 내지 도 4c에는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 2P-3S 선형 구조의 코어 팩을 제조하는 과정이 모식적으로 도시되어 있다.

우선, 도 4a를 참조하면, 총 6 개의 원통형 전지들을 단위전지로서 사용하여, 3 개의 뱅크(401, 402, 403)가 형성되도록 측면방향으로 배열한다. 제 1 뱅크(401)와 제 3 뱅크(403)는 양극단자가 상부를 향하도록 직립시키고, 제 2 뱅크(402)는 음극단자가 상부로 향하도록 반대방향으로 도립시킨다.

일반적으로, 원통형 전지(410)는 일측 단부에 양극단자(412)가 돌출되어 있고, 이와 절연된 상태에서 외면의 상당 부분에 음극단자를 형성하는 것으로 구성되어 있다. 따라서, 측면방향 배열의 단위전지들(410), 즉, 뱅크(401)의 양극단자들(412)을 상호 병렬방식으로 연결할 때에는, 양극단자(412)만이 노출되도록 뱅크(401)의 상단을 도포하는 절연시트(420)를 개재한 상태에서 금속 플레이트(300)의 용접을 행하는 것이 바람직하다.

제 1 뱅크(401)의 하단 음극단자(414)에는 제 1 금속 플레이트(100)를 위치시키고, 상단 양극단자(412)에는 절연시트(420)를 개재한 상태에서 제 2 뱅크(402)의 상단 음극단자에 연속되도록 제 3 금속 플레이트(300)를 위치시킨다. 또한, 제 2 뱅크(402)의 하단 양극단자에는 절연시트를 개재한 상태에서 제 3 뱅크(403)의 하단 음극단자에 연속되도록 제 2 금속 플레이트(200)를 위치시킨다. 마지막으로, 제 3 뱅크(403)의 상단 양극단자에는 절연시트를 개재한 상태에서 제 1 금속 플레이트(100)를 위치시킨다. 금속 플레이트들(100, 200, 300) 각각의 접속부들(120, 220, 320)은 모두 전면을 향하도록 배치되어 있다.

그런 다음, 각각의 금속 플레이트들(100, 200, 300)을 해당 위치에 배치한 상태에서 스팟 용접을 수행하여, 각 뱅크들(401, 402, 403)에서 2 개의 단위전지들 의 병렬방식 연결과, 뱅크들(401, 402, 403) 상호간의 직렬방식 연결을 수행한다. 따라서, 6 개의 단위전지들은 2P-3S 방식의 코어 팩을 이룬다.

도 4b를 참조하면, 제 2 금속 플레이트(200)와 제 3 금속 플레이트(300)를 그것의 중심부를 기준으로 수직으로 절곡하여 각 뱅크들(401, 402, 403)을 펼친다. 제 1 뱅크(401)와 제 2 뱅크(402) 간을 제 3 금속 플레이트(300)에 의해 연결하고 제 2 뱅크(402)와 제 3 뱅크(403) 간을 제 2 금속 플레이트(200)에 의해 연결하였기 때문에, 이들의 서로 반대 방향으로 절곡되어도 접속부들(220, 320)은 제 1 금속 플레이트(100)의 접속부(120)와 동일한 방향으로 위치될 수 있다.

마지막으로 도 4c를 참조하면, 뱅크들(401, 402, 403)이 완전히 펼쳐지도록 각각의 금속 플레이트들을 절곡하고, 접속부들(120, 220, 320)에 대응하는 전지케이스의 해당 부위에 접속부들(120, 220, 320)이 단위전지의 케이스에 접촉되는 것을 방지할 수 있도록 절연시트(430)를 부착한 상태에서, 접속부들(120, 220, 320)을 수직으로 하향 절곡하여 밀착시키면, 2P-3S 선형 구조의 코어팩(400)이 만들어진다. 접속부들(120, 220, 320)은 코어 팩(400)의 일측 부위에서 동일한 위치에 일렬로 위치하게 되므로 보호회로 등에 대해 최단거리에서 접속을 행할 수 있다. 이러한 접속은 일반적으로 솔더링에 의해 수행된다.

도 5a에는 본 발명의 하나의 실시예 따른 지그의 형개된 상태의 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 5b에는 그것의 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 지그(500)는 일측이 회전 가능하게 상호 연결되어 있 는 제 1 형틀(600)과 제 2 형틀(601), 및 일측이 회전 가능하게 제 1 형틀(600)의 상단 및 하단에 각각 연결되어 있는 상부 덮개(700)와 하부 덮개(800)로 구성되어 있다. 제 1 형틀(600)과 제 2 형틀(601)은 경첩 구조(도시하지 않음)에 의해 상호 연결되어 있고, 상부 덮개(700) 및 하부 덮개(800) 역시 제 1 형틀(600)에 대해 경첩 구조로 연결되어 있다.

제 1 형틀(600)과 제 2 형틀(601)의 내면에는 원통형 전지(도시하지 않음)의 외면에 대응하는 일련의 반원통형 내면(610, 611)이 형성되어 있어서, 두 형틀(600, 601)을 결합시켰을 때 원통형 내면구조가 만들어진다.

상부 덮개(700) 및 하부 덮개(800)에는 각각 전지의 전극단자들에 용접하기 위한 금속 플레이트들(도시하지 않음)이 임시적으로 장착될 수 있는 장착홈(710, 810)이 그것의 내면에 각인되어 있고, 전지의 전극단자에 대응하는 위치에 용접용 관통홈(720, 820)이 천공되어 있다. 또한, 장착홈(710, 810)에는 작은 영구자석들(900)이 설치되어 있어서 금속 플레이트를 장착홈(710, 810)에 위치시켰을 때 안정적으로 고정될 수 있도록 도와 준다.

도 6에는 도 5a의 지그에서 장착홈과 관통홈이 형성되어 있는 덮개의 내면 구조와 도 3a 내지 3c의 금속 플레이트들을 장착하는 과정에 대한 평면도가 모식적으로 도시되어 있다.

도 6을 참조하면, 장착홈(710)은 금속 플레이트(100, 200, 300) 본체의 폭에 대응하는 폭을 가진 메인 그루브(712)와 금속 플레이트들(100, 200, 300)의 각각의 접속부들(120, 220, 320)에 대응하는 위치에서 메인 그루브(712)로부터 연장된 다 수의 사이드 그루브들(714)이 형성되어 있다. 이들 그루브들(712, 714)은 3 종류의 금속 플레이트들(100, 200, 300)이 필요에 따라 선택적으로 장착될 수 있도록 금속 플레이트(100, 200, 300)의 구조들이 중첩된 형상으로 이루어져 있다. 사이드 그루브들(714)은 금속 플레이트(100, 200, 300)의 접속부들(120, 220, 320)의 위치에 따라 일부 중첩된 구조를 이룬다.

또한, 용접용 관통홈(720)은 금속 플레이트(100, 200, 300)의 슬릿(230)에 대응하는 위치에서 메인 그루브(712) 상에 천공되어 있다. 메인 그루브(712)와 사이드 그루브(714)의 내면에는 금속 플레이트(100, 200, 300)의 안정적인 장착이 가능할 수 있도록 영구자석들(900)이 설치되어 있다.

그러한 형상은 도 7에서 더욱 자세히 확인할 수 있는 바, 도 7을 참조하면, 덮개(700)의 장착홈(710)에는 금속 플레이트(100)가 장착되며, 장착홈(710)의 내면에는 만입홈(716)이 형성되어 있고 그 내부에 영구자석(900)이 고정되어 있다. 따라서, 금속 플레이트(100)이 장착홈(710)에 일단 위치된 상태에서는 영구자석(900)에 의해 안정적으로 고정될 수 있다.

도 8a 내지 8d에는 도 5a의 지그를 사용하여 도 4c에서와 같은 2P-3S 선형구조의 코어 팩을 제조하는 일련의 과정이 모식적으로 도시되어 있다. 이들 과정은 실질적으로 도 4a에서 원통형 전지들을 배열하여 그것의 전극단자들에 금속 플레이트를 용접하는 과정을 순차적으로 보여주고 있다.

이들 도면을 참조하면, 우선 총 6 개의 원통형 전지들(410)을 제 1 형틀(600)의 내면(610)에 위치시킨다. 뱅크의 구성을 위한 전지들(410)의 배열 방식, 절연시트(420)의 부착 등 전반적인 내용은 도 4a에서와 동일하다.

그런 다음, 제 2 형틀(601)을 제 1 형틀(600)에 결합시키고, 금속 플레이트들(100, 200, 300)을 상부 덮개(700)와 하부 덮개(800)의 해당 장착홈(710, 810)에 위치시킨다. 앞서의 설명과 같이, 장착홈(710, 810)은 3 종류의 금속 플레이트들(100, 200, 300)이 임의적으로 장착될 수 있는 형상을 가지고 있으므로, 금속 플레이트들(100, 200, 300)을 소정의 위치에서 장착홈(710, 810) 상에 위치시킬 수 있다. 장착홈(710, 810)에 위치되는 금속 플레이트들(100, 200, 300)의 종류 및 순서는 역시 도 4a에서와 동일하다.

최종적으로 상부 덮개(700)와 하부 덮개(800)를 제 2 형틀(601)에 결합시키고, 그것에 각각 천공되어 있는 관통홈(720, 820)을 통해 용접 팁(도시하지 않음)을 삽입하여 스팟 용접을 행한다.

이러한 과정을 통해 제조된 코어 팩을 선형구조로 펼치는 과정은 도 4b에서와 동일하다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 지그는 간단한 구조를 가지면서도 원통형 전지들로 이루어진 코어 팩을 용이하게 제조할 수 있으며, 더욱이 특정 조합의 금속 플레이트들의 사용에 의해 다양한 구조의 코어 팩을 모두 제조할 수 있으므 로, 코어 팩 제조공정을 크게 단축시키고 새로운 디자인의 코어 팩도 별도의 설계 변경없이 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

1. 원통형 전지들로 구성된 코어 팩을 제조함에 있어서 전지들의 전극단자에 금속 플레이트를 용접할 때 사용되는 지그로서, 원통형 전지의 외면에 상응하는 일련의 반원통형 내면구조들이 형성되어 있고 일측이 회전 가능하게 상호 연결되어 있는 한 쌍의 형틀들(a, b)과, 전지의 전극단자들에 용접하기 위한 금속 플레이트들이 임시적으로 장착될 수 있는 홈(장착홈)이 내면에 각인되어 있고 전지의 전극단자에 대응하는 위치에 용접용 관통홈이 천공되어 있으며 일측이 회전 가능하게 상기 형틀의 상단 또는 하단에 각각 연결되어 있는 상부 덮개(c) 및 하부 덮개(d)를 포함하는 것으로 구성되어 있는 지그.
2. 제 1 항에 있어서, 제 1 형틀(a)과 제 2 형틀(b)이 회전 가능하게 상호 연결되어 있고, 상부 덮개(c)와 하부 덮개(d)가 각각 제 1 형틀(a)의 상부와 하부에 회전 가능하게 상호 연결되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 지그.
3. 제 1 항에 있어서, 형틀(a, b) 상호 간의 회전 가능한 연결 및 형틀과 덮개(c, d)의 회전 가능한 연결은 경첩 구조 또는 힌지 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 지그.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 덮개(c, d)의 내면에 각인되어 있는 장착홈은 다양 한 종류의 금속 플레이트들이 필요에 따라 선택적으로 장착될 수 있도록 상기 금속 플레이트들에 대응하는 다수의 구조들이 중첩되는 형상으로 각인되어 있는 것을 특징으로 하는 지그.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 장착홈은,

   보호회로와의 연결을 위한 접속부가 플레이트 본체의 외면에 돌출되어 있고, 전극단자와의 용접을 용이하게 하기 위한 슬릿이 플레이트 본체에 형성되어 있는 제 1 금속 플레이트;

   보호회로와의 연결을 위한 접속부가 플레이트 본체의 좌측 또는 우측 외면에 돌출되어 있고, 전극단자와의 용접을 용이하게 하기 위한 슬릿이 플레이트 본체에 형성되어 있으며, 플레이트 본체의 중심부 상단면 및/또는 하단면에 절곡유도홈이 형성되어 있는 제 2 금속 플레이트; 및

   보호회로와의 연결을 위한 접속부가 플레이트 본체의 중심부 인근 외면에 돌출되어 있고, 전극단자와의 용접을 용이하게 하기 위한 슬릿이 플레이트 본체에 형성되어 있으며, 플레이트 본체의 중심부 상단면 및/또는 하단면에 절곡유도홈이 형성되어 있는 제 3 금속 플레이트;

   에 대응하는 구조들이 중첩되는 형상으로 각인되어 있는 것을 특징으로 하는 지그.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 접속부는 각각의 금속 플레이트들이 단위전지 또는 뱅크의 전극단자들에 스팟 용접된 상태에서 단위전지의 측면에 밀착되도록 수직으 로 하향 절곡될 수 있는 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 지그.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 금속 플레이트와 제 2 금속 플레이트의 접속부는 플레이트 본체의 단부를 기준으로 30 내지 60 도의 각도로 형성되어 있고, 상기 제 3 금속 플레이트의 접속부는 플레이트 본체의 단부를 기준으로 120 내지 150 도의 각도로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 지그.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 금속 플레이트와 제 2 금속 플레이트의 접속부는 45 도로 형성되어 있고, 상기 제 3 금속 플레이트의 접속부는 135 도로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 지그.
9. 제 5 항에 있어서, 상기 장착홈은 상기 금속 플레이트들의 플레이트 본체에 대응하는 폭을 가진 메인 그루브(main groove)와, 금속 플레이트들의 각각의 접속부들에 대응하는 위치에서 상기 메인 그루브로부터 연장된 다수의 사이드 그루브들(side grooves)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 지그.
10. 제 9 항에 있어서, 용접용 관통홈은 금속 플레이트의 슬릿에 대응하는 위치에서 메인 그루브 상에 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 지그.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 메인 그루브 및/또는 사이드 그루브의 내면에는 금 속 플레이트의 탈착이 가능할 수 있도록 자력부재가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 지그.

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