KR101053210B1 - Welding jig for manufacturing battery pack - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원통형 전지들로 구성된 전지팩을 제조함에 있어서 전지들의 전극단자에 접속부재를 용접할 때 사용되는 지그로서, (a) 원통형 전지의 외면에 상응하는 일련의 반원통형 내면구조가 형성되어 있고 일측이 회전 가능하게 상호 연결되어 있는 상부 형틀 및 하부 형틀; (b) 상기 상부 또는 하부 형틀의 일측에 회전 가능하게 연결되어 있고, 하기 접속부재 안착용 부재가 장착될 수 있는 프레임 형상으로 이루어진 한 쌍의 접속부재 고정용 부재; 및 (c) 전지의 전극단자들에 용접하기 위한 접속부재들을 임시적으로 장착하기 위해 접속부재의 형상에 대응하는 형상이 내면에 형성된 장착홈, 및 전지의 전극단자에 대응하는 위치에 천공된 용접용 관통홈을 포함하고 있고, 필요에 따라 장착 및 탈리가 가능한 상태로 상기 접속부재 고정용 부재의 프레임에 고정되는 접속부재 안착용 부재를 포함하는 것으로 구성되어 있는 지그를 제공한다.
The present invention is a jig used when welding the connection member to the electrode terminal of the battery in the manufacture of a battery pack consisting of cylindrical cells, (a) a series of semi-cylindrical inner surface structure corresponding to the outer surface of the cylindrical battery is formed An upper mold and a lower mold, one side of which is rotatably interconnected; (b) a pair of connecting member fixing members rotatably connected to one side of the upper or lower mold, and formed in a frame shape in which the connecting member seating members may be mounted; And (c) a mounting groove having a shape corresponding to the shape of the connection member on the inner surface for temporarily mounting the connection members for welding to the electrode terminals of the battery, and for welding punched in a position corresponding to the electrode terminal of the battery. It provides a jig including a through groove and comprising a connection member seating member fixed to a frame of the connection member fixing member in a state capable of mounting and detaching as necessary.
Description
본 발명은 전지팩 제조를 위한 용접용 지그에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 원통형 전지들로 구성된 전지팩을 제조함에 있어서 전지들의 전극단자에 접속부재를 용접할 때 사용되는 지그로서, 원통형 전지의 외면에 상응하는 일련의 반원통형 내면구조들이 형성되어 있는 상부 형틀 및 하부 형틀, 접속부재 안착용 부재가 장착될 수 있는 프레임 형상으로 이루어진 한 쌍의 접속부재 고정용 부재, 및 장착홈과 관통홈을 포함하고 있고 장착 및 탈리가 가능한 상태로 접속부재 고정용 부재의 프레임에 고정되는 접속부재 안착용 부재를 포함하는 것으로 구성되어 있는 지그에 관한 것이다.The present invention relates to a welding jig for manufacturing a battery pack, and more particularly, a jig used when welding a connection member to electrode terminals of batteries in manufacturing a battery pack consisting of cylindrical batteries, A pair of connecting member fixing members formed of a frame shape in which upper and lower molds having a series of semi-cylindrical inner structures corresponding to the outer surface are formed, a frame on which the connecting member seating members can be mounted, and a mounting groove and a through groove. It is related with the jig comprised including the connection member mounting member fixed to the frame of the connection member fixing member in the state which can be attached and detached.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as energy sources is rapidly increasing.
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.The secondary battery may be used in the form of a single battery cell, or in the form of a battery module in which a plurality of unit cells are electrically connected, depending on the type of external device in which the secondary battery is used. For example, a small device such as a mobile phone can operate for a predetermined time with the output and capacity of one battery cell, while a medium-sized device such as a laptop computer, a portable DVD, a small PC, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, etc. Or large devices require the use of battery modules due to power and capacity issues.
전지모듈은 다수의 단위전지들을 직렬 및/또는 병렬로 배열하여 연결한 전지팩에 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.The battery module is manufactured by connecting a protection circuit or the like to a battery pack in which a plurality of unit cells are arranged in series and / or in parallel. In the case of using a square or pouch type battery as a unit cell, the wide surfaces thereof may be stacked to face each other, and then the electrode terminals may be easily connected by connecting members such as bus bars. Therefore, in the case of manufacturing a three-dimensional battery module having a hexahedral structure, a square or pouch type battery is advantageous as a unit cell.
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.On the other hand, the cylindrical battery generally has a larger capacitance than the square and pouch cells, but due to the external characteristics of the cylindrical battery is not easy to arrange in a laminated structure. However, when the shape of the battery module has a linear or plate-like structure as a whole, there is an advantage in structure than the square or pouch type.
따라서, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD, 소형 PC 등의 경우에는 다수의 원통형 전지들을 병렬 및/또는 직렬방식으로 연결한 전지팩을 전지모듈의 제조에 많이 사용하고 있다. 그러한 전지팩으로는, 예를 들어, 2P(병렬)-3S(직렬)의 선형 구조, 2P-3S의 판상형 구조, 2P-4S의 선형 구조, 2P-4S의 판상형 구조 등이 사용되고 있다.Therefore, in the case of a notebook computer, a portable DVD, a small PC, etc., a battery pack in which a plurality of cylindrical batteries are connected in parallel and / or in series is used in the manufacture of a battery module. As such a battery pack, the linear structure of 2P (parallel) -3S (serial), the plate-shaped structure of 2P-3S, the linear structure of 2P-4S, the plate-shaped structure of 2P-4S, etc. are used, for example.
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.The parallel connection structure is achieved by arranging two or more cylindrical cells adjacent in their lateral directions with the electrode terminals oriented in the same direction, and welding them to the connecting member. Such parallel cylindrical cells are also referred to as "banks".
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 플레이트 등과 같은 얇은 판상형 접속부재를 사용하여 스팟 용접을 행하고 있다.In series connection structure, two or more cylindrical cells are arranged in a lateral direction while two or more cylindrical cells are arranged in a long manner so that electrode terminals of opposite polarities are continuous or the electrode terminals are arranged in opposite directions. Arranged adjacent to each other, the welding is performed by the connecting member. In the electrical connection of such cylindrical batteries, spot welding is generally performed using a thin plate-like connecting member such as a nickel plate.
그러나, 다수의 원통형 전지들의 전극단자들에 판상형 접속부재를 용접하는 과정은, 원통형 전지들의 구조적 특성상 매우 복잡하고 정교한 작업공정으로서 많은 시간을 필요로 한다.However, the welding of the plate-shaped connecting member to the electrode terminals of the plurality of cylindrical batteries requires a lot of time as a very complicated and sophisticated work process due to the structural characteristics of the cylindrical batteries.
도 1 및 도 2에는 접속부재를 사용하여 2P-3S 선형 구조의 전지팩을 제조하는 과정의 도면들이 모식적으로 도시되어 있다.1 and 2 are diagrams schematically illustrating a process of manufacturing a battery pack having a 2P-3S linear structure using a connection member.
도 1을 참조하면, 우선 지그(10)에 전지들(20, 21)을 고정하고 전지(20)의 단자상에 접속부재(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 90 도로 위치시킨 다음, 접속부재(30)도 90도로 꺾어 용접하여야 한다. 따라서, 이러한 작업을 수행하기 위해서는 특수한 구조의 지그와 매우 숙련된 기술을 필요로 하고 작업시간이 많이 소요된다.Referring to FIG. 1, first, the
또한, 전지팩의 구조가 변경될 때마다 그에 대응하는 새로운 구조의 접속부재가 요구되는 바, 일반적인 지그는 접속부재를 고정시키는 고정부와 접속부재가 안착되는 안착부가 일체형으로 되어있어 모델별 형태가 크게 차이 나지 않음에도 불구하고, 제조하고자 하는 전지팩의 구조에 따라 지그 전체를 새로 제작하거나, 기존 지그를 분해, 개조하여 새로운 구조의 접속부재가 사용되는 전지팩을 제조하고 있다. 이는 지그의 관리적 측면 및 전지팩 제조의 비용적 측면에서 매우 비효율적인 문제점이 있다.In addition, every time the structure of the battery pack is changed, a new structure corresponding to the connection member is required. In general, a jig has a fixed portion for fixing the connection member and a seating portion on which the connection member is mounted. Although not significantly different, the whole jig is manufactured according to the structure of the battery pack to be manufactured, or the existing jig is disassembled and modified to manufacture a battery pack using a connection member having a new structure. This is a very inefficient problem in terms of management of the jig and cost of battery pack manufacturing.
따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of fundamentally solving such problems.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.
즉, 본 발명의 목적은, 원통형 전지를 단위전지로서 사용하는 전지팩을 제조함에 있어서, 전지의 전극단자에 대한 접속부재의 용접을 용이하게 수행할 수 있는 새로운 구조의 용접용 지그를 제공하는 것이다.That is, an object of the present invention is to provide a welding jig having a new structure that can easily perform welding of a connection member to an electrode terminal of a battery in manufacturing a battery pack using a cylindrical battery as a unit cell. .
본 발명의 또 다른 목적은 다양한 구조의 전지팩을 제조하는 데 사용되는 공용화 접속부재를 사용할 수 있는 용접용 지그를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a welding jig that can use a common connection member used to manufacture a battery pack having various structures.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용접용 지그는, 원통형 전지들로 구성된 전지팩을 제조함에 있어서 전지들의 전극단자에 접속부재를 용접할 때 사용되는 지그로서, Welding jig according to the present invention for achieving this object is a jig used when welding the connection member to the electrode terminal of the battery in manufacturing a battery pack consisting of cylindrical batteries,
(a) 원통형 전지의 외면에 상응하는 일련의 반원통형 내면구조가 형성되어 있고 일측이 회전 가능하게 상호 연결되어 있는 상부 형틀 및 하부 형틀; (A) the upper mold and the lower mold is formed with a series of semi-cylindrical inner structure corresponding to the outer surface of the cylindrical battery and one side rotatably interconnected;
(b) 상기 상부 또는 하부 형틀의 일측에 회전 가능하게 연결되어 있고, 하기 접속부재 안착용 부재가 장착될 수 있는 프레임 형상으로 이루어진 한 쌍의 고정부재; 및 (b) a pair of fixing members rotatably connected to one side of the upper or lower mold, and formed in a frame shape in which a connection member seating member may be mounted; And
(c) 전지의 전극단자들에 용접하기 위한 접속부재들을 임시적으로 장착하기 위해 접속부재의 형상에 대응하는 형상이 내면에 형성된 장착홈, 및 전지의 전극단자에 대응하는 위치에 천공된 용접용 관통홈을 포함하고 있고, 필요에 따라 장착 및 탈리가 가능한 상태로 상기 고정부재의 프레임에 고정되는 접속부재 안착용 부재('안착부재');(c) a mounting groove having a shape corresponding to the shape of the connection member formed on the inner surface of the connection member for temporarily mounting the connection members for welding the electrode terminals of the battery, and a penetration through the hole drilled at a position corresponding to the electrode terminal of the battery. A connection member seating member ('sitting member') including a groove and fixed to the frame of the fixing member in a state capable of mounting and detaching if necessary;
를 포함하는 것으로 구성되어 있다.It is configured to include.
따라서, 상부 형틀과 하부 형틀 내면에 다수의 원통형 전지들을 배열한 상태에서, 장착홈에 접속부재를 위치시킨 안착부재를 한 쌍의 고정부재에 장착하여 상, 하부 형틀과 상호 결합시킨 뒤, 안착부재의 관통홈을 통해 용접 팁을 삽입하여 용접을 행할 수 있으므로, 간단한 장치에 의해 용접 작업을 단시간 내에 용이하게 수행할 수 있다.Therefore, in a state in which a plurality of cylindrical batteries are arranged on the inner surface of the upper mold and the lower mold, the mounting member having the connection member positioned in the mounting groove is mounted on the pair of fixing members, and then coupled to the upper and lower molds, and then the mounting member Since the welding can be performed by inserting a welding tip through the through groove of, the welding operation can be easily performed by a simple device in a short time.
또한, 제조하고자 하는 전지팩의 구조가 변경되어 접속부재가 달라지는 경우에도, 지그 전체를 분해하거나 교체하지 않고 접속부재의 형상에 대응하는 안착부재의 교체만으로 다양한 종류의 접속부재를 교체하여 사용할 수 있으므로 제조비용을 크게 절감할 수 있다.In addition, even when the structure of the battery pack to be changed to change the connection member, various types of connection members can be replaced by simply replacing the mounting member corresponding to the shape of the connection member without disassembling or replacing the entire jig. The manufacturing cost can be greatly reduced.
한편, 상기 지그는 반복 사용할 경우, 상부 형틀, 하부 형틀 및 한 쌍의 고정부재가 결합과 분해를 자주 반복하게 되므로, 이러한 결합과 분해가 용이한 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 일 예로, 상기 상부 형틀은 하부 형틀에 대해 회전 가능하도록 기계식 체결 구조로 상호 연결되어 있고, 상기 고정부재 또한 하부 형틀에 대해 회전 가능하도록 기계식 체결 구조로 상호 연결된 구조일 수 있다.On the other hand, when the jig is repeatedly used, the upper mold, the lower mold and a pair of fixing members frequently repeat the coupling and disassembly, it is preferable that the jig is formed in such a structure easy to combine and disassemble. To this end, for example, the upper mold is interconnected by a mechanical fastening structure to be rotatable with respect to the lower mold, and the fixing member may be a structure connected to each other by a mechanical fastening structure to be rotatable with respect to the lower mold.
하나의 바람직한 예에서, 상기 안착부재와 고정부재의 결합 부위는 필요에 따라 장착 및 탈리가 용이한 결합부를 포함하는 것으로 구성될 수 있다.In one preferred embodiment, the coupling portion of the seating member and the fixing member may be configured to include a coupling portion that is easy to mount and detach as necessary.
제조하고자 하는 전지팩의 구조가 변경되어 접속부재를 교체할 경우, 고정부재에 장착되는 안착부재는 접속부재를 교체하기 위해 장착 및 탈리를 반복하게 되므로, 상기 고정부재와 상호 장착 및 탈리가 용이한 구조로 형성되는 것이 바람직하고, 각각의 결합 부위는 장착 및 탈리가 용이한 결합부를 포함할 수 있다.When the structure of the battery pack to be manufactured is changed and the connection member is replaced, the mounting member mounted on the fixing member is repeatedly mounted and detached to replace the connection member, so that it is easy to mutually mount and detach the fixing member. It is preferable to be formed in a structure, each binding site may include a coupling portion that is easy to mount and detach.
바람직하게는, 상기 고정부재는 사각형의 프레임 구조로 이루어져 있고, 상 기 안착부재에는 상기 사각형 프레임에 대응하여 가압적으로 결합이 가능한 단차가 형성되어 있어서, 사각형의 안착부재에 형성된 단차 부위를 고정부재의 사각형의 프레임 구조 안쪽으로 삽입함으로써, 적절한 가압력에 의해 안착부재의 장착을 용이하게 달성할 수 있다.Preferably, the fixing member has a rectangular frame structure, and the seating member is formed with a step that can be pressurized to correspond to the rectangular frame, thereby fixing the stepped portion formed on the rectangular seating member. By inserting the inside of the rectangular frame structure, the mounting member can be easily achieved by an appropriate pressing force.
이와는 반대로, 고정부재에 장착된 안착부재를 탈리하는 경우에는, 고정부재를 움직이지 않게 고정한 후 단차가 형성된 면의 방향에서 안착부재에 힘을 가하여, 안착부재의 탈리를 용이하게 달성할 수 있다.On the contrary, in the case of detaching the mounting member mounted on the fixing member, the fixing member is immovably fixed and a force is applied to the mounting member in the direction of the step where the step is formed, thereby easily detaching the mounting member.
경우에 따라서는, 상기 결합부위는 필요에 따라 장착 및 탈리가 용이하도록 자력 소재로 이루어져 있거나 또는 상기 결합 부위에 결합력을 제공하는 자력부재가 추가되어 있는 구조일 수 있다. 즉, 안착부재와 고정부재의 결합부위 자체를 자력 소재로 형성할 수 있으며, 각각의 결합부위에 접착, 기계적 체결방식 등으로 자력부재를 추가 장착하여 장착 및 탈리를 더욱 용이하게 할 수 있다.In some cases, the coupling portion may be made of a magnetic material to facilitate mounting and detachment as necessary, or may be a structure in which a magnetic force member providing a coupling force to the coupling portion is added. That is, the coupling portion itself of the seating member and the fixing member may be formed of a magnetic material, and the magnetic coupling member may be additionally attached to each coupling portion by adhesion, mechanical fastening, or the like, to facilitate mounting and detachment.
본 발명에 따른 지그는 원통형 전지와 접속부재들이 내부에 배열되어 상부 형틀, 하부 형틀, 한 쌍의 고정부재 및 안착부재로 이루어진 각각의 구성부분이 결합되어 일체화된 상태에서 원통형 전지와 접속부재의 용접을 수행할 수 있게 한다. 따라서, 용접 시 원통형 전지와 접속부재에 접촉되는 지그의 각각의 구성부분들에서 전류가 흐르게 되면 원통형 전지가 손상을 입거나 작업 안전에 영향을 끼칠 수 있으므로, 상기 지그의 소재는 전기절연성의 플라스틱 소재로 이루어진 것이 바람직하다.According to the present invention, a jig according to the present invention has a cylindrical battery and a connection member arranged therein so that respective components consisting of an upper mold, a lower mold, a pair of fixing members and a seating member are joined to each other to weld the cylindrical battery and the connecting member. To be able to perform Therefore, when current flows in the respective components of the jig contacting the cylindrical battery and the connecting member during welding, the cylindrical battery may be damaged or affect the safety of the work. Therefore, the material of the jig is made of an electrically insulating plastic material. It is preferable that it consists of.
상기 상부 형틀과 하부 형틀의 회전 가능한 기계식 체결 구조와 고정부재와 하부 형틀의 회전 가능한 기계식 체결 구조는 다양한 구조에 의해 달성될 수 있으며, 바람직하게는, 경첩 구조 또는 힌지 구조로 이루어질 수 있다. The rotatable mechanical fastening structure of the upper mold and the lower mold and the rotatable mechanical fastening structure of the fixing member and the lower mold may be achieved by various structures, and preferably, may be formed of a hinge structure or a hinge structure.
예를 들어, 상부 형틀은 그것의 일측 단부가 하부 형틀에 대해 경첩 구조 또는 힌지 구조에 의해 피벗 회전되면서 결합되도록 연결되고, 고정부재는 그것의 하측 또는 상측 단부가 하부 형틀에 대해 경첩 구조 또는 힌지 구조에 의해 피벗 회전되면서 결합되도록 연결될 수 있다.For example, the upper formwork is connected so that one end thereof is pivotally rotated by a hinge structure or hinge structure with respect to the lower formwork, and the fixing member has its lower or upper end hinged or hinged structure with respect to the lower formwork. It can be connected to be coupled while pivoting by.
상기 장착홈의 형상은 접속부재를 안정적으로 임시 장착할 수 있는 형상이면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 접속부재의 형상에 대응하는 형상으로서 만입홈 또는 슬릿으로 이루어질 수 있다.The shape of the mounting groove is not particularly limited as long as it is a shape capable of stably mounting the connection member. Preferably, the mounting groove may be a recessed groove or a slit as a shape corresponding to the shape of the connection member.
예를 들어, 접속부재가 평면 플레이트 구조인 경우에는, 정착홈이 상기 플레이트형 접속부재의 두께에 대응하는 만입홈의 형상일 수 있다. 접속부재가 소정의 입체형 구조이거나 또는 평면 플레이트 구조라도 그것의 일부가 소정의 각도로 절곡되어 있는 경우에는, 접속부재의 일부가 안착부재의 타측으로 돌출되도록 장착홈이 일종의 슬릿의 형상일 수 있다. For example, when the connection member has a flat plate structure, the fixing groove may have a shape of an indentation groove corresponding to the thickness of the plate-shaped connection member. When the connecting member is a predetermined three-dimensional structure or a flat plate structure, a part of the connecting member is bent at a predetermined angle, the mounting groove may be in the form of a kind of slit so that a part of the connecting member protrudes to the other side of the seating member.
이러한 장착홈은 접속부재의 형상에 따라 그 구조가 결정되므로, 바람직하게는 다양한 종류의 접속부재들이 필요에 따라 선택적으로 장착될 수 있도록, 상기 접속부재들에 대응하는 다수의 구조들이 중첩되는 형상으로 각인될 수 있다. 이는 몇 종류의 접속부재들에 의해 다양한 구조의 전지팩의 제조가 가능하게 되는 용접작업의 공용화를 달성할 수 있다.Since the structure of the mounting groove is determined according to the shape of the connection member, it is preferable that a plurality of structures corresponding to the connection members overlap so that various kinds of connection members can be selectively mounted as necessary. Can be imprinted. This can achieve the common use of the welding operation to be able to manufacture a battery pack of various structures by a few kinds of connecting members.
한편, 상기 접속부재는 원통형 전지들의 전극단자들을 각각 전기적으로 접속 하기 용이한 소재이면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 금속 플레이트로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 전기전도성이 우수한 니켈 또는 구리에 니켈이 도금된 얇은 판상체 니켈 플레이트가 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.On the other hand, the connection member is not particularly limited as long as it is a material that is easy to electrically connect the electrode terminals of the cylindrical batteries, respectively, preferably may be made of a metal plate, for example, nickel having excellent electrical conductivity or copper to copper Plated thin plate-like nickel plates may be more preferably used.
상기 장착홈은 용접작업의 공용화를 달성하기 위하여 하기와 같은 접속부재의 형상에 대응하는 구조로 중첩되어 접속부재 안착부의 내면에 형성될 수 있다. 이러한 접속부재는, 예를 들어, 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 절곡 유도홈이 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 절곡 유도홈이 형성되어 있는 제 3 금속 플레이트; 를 포함할 수 있다.The mounting groove may be formed on the inner surface of the connection member seating portion overlapping with the structure corresponding to the shape of the connection member as follows to achieve the common use of the welding operation. Such a connection member may include, for example, a first metal plate on which a connection portion for connection with a protection circuit protrudes on an outer surface of the plate body, and a slit is formed on the plate body to facilitate welding with an electrode terminal; The connection part for connection with the protection circuit protrudes on the left or right outer surface of the plate body, and a slit is formed in the plate body to facilitate welding with the electrode terminals, and the upper and / or lower ends of the central part of the plate body are formed. A second metal plate having a bending guide groove formed on a surface thereof; And a connection portion for connection with the protection circuit protrudes on the outer surface near the center of the plate body, and a slit is formed in the plate body to facilitate welding with the electrode terminal, and the upper and / or lower ends of the center of the plate body. A third metal plate having a bending guide groove formed on a surface thereof; It may include.
이들은 소망하는 전지팩의 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.They can be selected according to the configuration of the desired battery pack. The first connection member is used to connect the unit cells only in the side direction, and the second connection member and / or A third connecting member can be used.
상기와 같은 3 종류의 금속 플레이트들의 조합에 의해, 원통형 단위전지에 기반하여 병렬 및 직렬방식의 연결을 이루고 있는 모든 종류의 전지팩을 제조할 수 있다. 결과적으로, 전지팩의 구조가 변경되더라도 별도로 금속 플레이트를 제조할 필요없이 상기 조합에서 취사선택할 수 있으므로 부품의 공용화가 가능해 진다. 예를 들어, 2P-3S의 선형 구조, 2P-3S 판상형 구조, 2P-4S 선형 구조, 2P-4S 판상형 구조, 1P-3S 선형 구조 또는 1P-3S 판상형 구조의 전지팩 등을 제조할 수 있다. By the combination of the three kinds of metal plates as described above, it is possible to manufacture all kinds of battery packs making a parallel and series connection based on the cylindrical unit cell. As a result, even if the structure of the battery pack is changed, it is possible to select the combination in the above combination without the need to manufacture a metal plate separately, it becomes possible to share the parts. For example, a battery pack having a linear structure of 2P-3S, a 2P-3S plate structure, a 2P-4S linear structure, a 2P-4S plate structure, a 1P-3S linear structure, or a 1P-3S plate structure can be manufactured.
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, 전지팩에 보호회로를 연결할 때 그러한 연결길이를 최소화하기 위하여 전지팩의 일측에 접속부가 위치하도록 금속 플레이트를 설치하는 것이 바람직하기 때문이다.In connecting the unit cells in the lateral and longitudinal arrangements, the reason why the second metal plate and the third metal plate of different structures are selectively or used together is as described later in the drawings. Is required to bend in opposite directions when connecting 3S in series, and it is desirable to install a metal plate so that the connection part is located on one side of the battery pack to minimize the connection length when connecting the protection circuit to the battery pack. Because.
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. Therefore, the connection portion is not particularly limited as long as the metal plates are vertically bent downward so as to be in close contact with the side surface of the unit cell in the state of spot welding the electrode terminals of the unit cell or the bank.
단위전지 또는 뱅크를 측면방향으로 배열하여 전지팩을 제조할 때, 전지팩의 상부면 또는 하부면에 각 금속 플레이트들의 접속부들이 노출될 수 있도록, 상기 접속부는 금속 플레이트의 플레이트 본체로부터 30 내지 150 도의 각도로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 접속부의 형상 각도가 너무 작거나 큰 경우에는 일부 접속부가 단위전지의 외주면 안쪽에 위치하게 되어 보호회로의 연결이 용이하지 않기 때문이다.When the battery pack is manufactured by arranging the unit cells or banks in the lateral direction, the connecting portions may be exposed at 30 to 150 degrees from the plate body of the metal plate so that the connecting portions of the metal plates may be exposed on the upper or lower surface of the battery pack. It is preferable to form at an angle. If the shape angle of the connection portion is too small or large, some connection portions are located inside the outer circumferential surface of the unit cell, and thus the connection of the protection circuit is not easy.
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.In a more preferred example, the connecting portion of the first metal plate and the second metal plate is formed at an angle of 30 to 60 degrees with respect to the end of the plate body, and the connecting portion of the third metal plate is 120 to the relative end of the plate body. It is formed at an angle of 150 degrees. Particularly preferably, the connecting portion of the first metal plate and the second metal plate is formed at the same angle (eg, 45 degrees), and the connecting portion of the third metal plate is an angle symmetric to the angle (eg, 135 degrees). It is formed.
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. The connection of the metal plates to the unit cell or bank is achieved by spot welding. As described above, slits are formed at positions where the electrode terminals of the unit cell or the bank contact each other, thereby improving the weldability of spot welding.
본 발명에 따른 지그에서 고정부재의 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.In the jig according to the present invention, the mounting groove of the fixing member is preferably configured in such a way that the structures of these plates are superimposed so that the three kinds of metal plates can be selectively mounted as necessary. For example, a mounting groove may include a main groove having a width corresponding to the plate body of the metal plates, and a plurality of side grooves extending from the main groove at a position corresponding to respective connections of the metal plates. (side grooves). The side grooves form some overlapping structure due to the change in position of the connections of the metal plate.
용접용 관통홈은 금속 플레이트의 슬릿에 대응하는 위치에서 메인 그루브 상에 천공되어 있다.The through hole for welding is drilled on the main groove at a position corresponding to the slit of the metal plate.
하나의 바람직한 예에서, 메인 그루브 및/또는 사이드 그루브의 내면에는 금속 플레이트의 탈착이 가능할 수 있도록 자력부재가 장착될 수 있다. 이러한 자력 부재는 예를 들어 작은 영구 자석일 수 있다.In one preferred example, the inner surface of the main groove and / or the side groove may be equipped with a magnetic member to enable the detachment of the metal plate. Such a magnetic force member may be a small permanent magnet, for example.
본 발명은 또한, 상기 지그를 이용하여 제조된 전지팩을 제공하는 바, 이러한 전지팩은 휴대용 DVD, 소형 PC 등과 같은 가정용 전자기기의 전원으로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 노트북 컴퓨터의 전원으로 사용될 수 있다.The present invention also provides a battery pack manufactured using the jig, the battery pack can be used as a power source for home electronic devices, such as portable DVD, small PC, preferably used as a power source for a notebook computer have.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만 본 발명의 범주가 그것에 한정된 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 지그의 전개 모식도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 지그가 결합된 모습을 나타내는 모식도가 도시되어 있다.3 is a schematic diagram illustrating a jig according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a state in which the jig of FIG. 3 is coupled.
이들 도면을 참조하면, 용접용 지그(100)는 원통형 전지의 외면에 상응하는 일련의 반원통형 내면구조(142)가 형성되어 있는 상부 형틀(140) 및 하부 형틀(130), 접속부재(도시하지 않음)를 임시로 장착하기 위한 장착홈(도시하지 않음) 및 용접용 관통홈(113)을 포함하고 있는 안착부재(110), 안착부재(110)가 결합 및 고정되는 프레임(122) 형상의 고정부재(120)로 구성되어 있다.Referring to these drawings, the
상부 형틀(140)과 하부 형틀(130)은 이들의 일측 단부가 경첩(150)에 의해 고정되어 있어서, 상호간에 피벗 회전이 가능하다. The
고정부재(120)는 안착부재(110)의 단차(112)에 결합되는 프레임(122)과, 하부 형틀(130)에 회전 가능하게 결합되는 결합부(121)로 이루어져 있다.The fixing
안착부재(110)는 내면에 형성된 장착홈, 스팟 용접시 용접팁을 삽입하여 접 속부재와 원통형 전지의 전극단자를 용접하기 위한 용접용 관통홈(113), 및 필요에 따라 고정부재(120)의 프레임(122)에 결합되는 단차(112)로 이루어져 있다. 단차(112)의 폭은 프레임(122)의 내측 폭과 대략 일치하므로, 단차(112)가 프레임(122) 상에 위치하도록 탑재한 상태에서 가압하는 것으로 고정부재(120)에 대한 안착부재(110)의 결합을 이룰 수 있고, 그와 반대 방향으로 안착부재(110)를 가압하는 것으로 고정부재(120)로부터 안착부재(110)를 분리할 수 있다.The mounting
따라서, 하부 형틀(130)의 반원통형 내면구조(142) 상에 소정 개수의 원통형 전지들을 탑재한 후 상부 형틀(140)을 회전시켜 하부 형틀(130)의 상부를 덮고, 안착부재(110)의 장착홈에 소정의 접속부재들을 장착한 상태에서 고정부재(120)를 회전시켜 원통형 전지들의 단자부를 감싼 후, 용접용 관통홈(113)을 통해 용접 팁(도시하지 않음)을 삽입하여 소정의 용접 작업을 수행할 수 있다. Therefore, after mounting a predetermined number of cylindrical batteries on the semi-cylindrical
결과적으로, 도 1 및 도 2에서와 같은 지그(10) 및 그에 따른 까다로운 용접 방식을 채용하지 않고도, 접속부재에 의한 원통형 전지들의 전기적 접속을 달성할 수 있다. 또한, 전지팩의 구조 변화에 의해 원통형 전지들의 전극단자들에 용접되는 접속부재(도시하지 않음)를 교체하여야 하는 경우, 지그(100) 전체를 교체하거나 지그(100)의 구조를 변경하지 않고 고정부재(120)에 장착되어 있는 안착부재(110) 만을 교체함으로써, 접속부재를 용이하게 교체할 수 있다. As a result, it is possible to achieve the electrical connection of the cylindrical batteries by the connecting member without employing the
도 5에는 도 3의 고정부재와 안착부재를 반대 방향에서 표현한 모식도가 도시되어 있고, 도 6에는 안착부재의 내면에 대한 모식도가 도시되어 있다.FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the fixing member and the seating member of FIG. 3 in opposite directions, and FIG. 6 is a schematic view of the inner surface of the seating member.
이들 도면을 참조하면, 안착부재(110)의 내면에는 다양한 종류의 접속부재 들(200, 300, 400)이 필요에 따라 선택적으로 장착될 수 있도록, 접속부재들에 대응하는 다수의 구조들이 중첩되는 형상으로 장착홈(111)이 각인되어 있고, 용접용 관통홈들이 또한 천공되어 있다.Referring to these drawings, a plurality of structures corresponding to the connection members are overlapped on the inner surface of the
이러한 다양한 종류의 접속부재들(200, 300, 400)은 판상체 니켈 플레이트로서, 소망하는 전지팩의 구성에 따라, 장착홈(111)에 선택적으로 장착된다.The various kinds of
접속부재(200, 300, 400)로서 판상형 니켈 플레이트의 사용만을 예시하고 있으므로, 도 6의 도면에서는 장착홈(111)이 만입홈의 형태로서 표시되어 있지만, 앞서 설명한 바와 같이, 접속부재가 입체형 구조이거나 평면 플레이트 구조로서 그것의 일부가 수직으로 절곡되어 있는 경우에는 안착부재(110)에 대한 장착 과정에서 접속부재의 일부가 타측으로 돌출될 수 있도록, 장착홈(111)이 슬릿의 형상이거나 만입형 홈에 슬릿을 추가로 포함할 수도 있다. Since only the use of the plate-shaped nickel plate is illustrated as the connecting
도 7 내지 도 9에는 도 6의 접속부재용 장착홈에 장착될 수 있는 제 1 금속 플레이트, 제 2 금속 플레이트, 제 3 금속 플레이트를 나타내는 모식도들이 도시되어 있다.7 to 9 are schematic views showing the first metal plate, the second metal plate, and the third metal plate that can be mounted in the mounting groove for the connecting member of FIG. 6.
우선 도 7을 참조하면, 제 1 금속 플레이트(200)는 플레이트 본체(210)의 일측 단부로부터 돌출된 접속부(220)와 본체(210)의 양단부 인근에 형성되어 있는 슬릿들(230, 231)으로 구성되어 있다. 슬릿들(230, 231)은 뱅크를 구성하는 두 개의 단위전지(도시하지 않음)의 전극단자들에 대응하는 위치에 형성되어 있어서, 스팟 용접의 용접성을 향상시킨다. 접속부(220)는 본체(210)로부터 약 45도로 기울어진 상태로 돌출되어 있고, 중간에 한 쌍의 절곡유도홈들(221, 222)이 형성되어 있다. 뱅크에 대한 접속부(220)의 위치는 제 1 금속 플레이트(200)를 어떠한 방식으로 뱅크의 전극단자에 용접하느냐에 따라 변화될 수 있다.First, referring to FIG. 7, the
다음으로, 도 8을 참조하면, 제 2 금속 플레이트(300)는 제 1 금속 플레이트와 비교하여 약 2 배 길이를 가지는 플레이트 본체(310)의 일측 단부로부터 접속부(320)가 돌출되어 있고, 그것의 중심부에 한 쌍의 절곡유도홈들(321, 322)이 형성되어 있다. 본체(310)의 양단부 인근에는 슬릿들(330, 333)이 형성되어 있고, 중심부 인근에 슬릿들(331, 332)이 형성되어 있으며, 본체(310)의 중심부 상하단에는 한 쌍의 절곡유도홈들(311, 312)이 형성되어 있어서, 절곡유도홈들(311, 312)을 중심으로 본체 좌측부(310a)와 본체 우측부(310b)로 나누어진다.Next, referring to FIG. 8, in the
따라서, 본체 좌측부(310a)에 연결된 뱅크(a: 도시하지 않음)와 본체 우측부(310b)에 연결된 뱅크(b)를 절곡유도홈들(311, 312)을 기준으로 절곡시키게 된다. 예를 들어, 뱅크(a)에 대해 뱅크(b)를 180도 절곡시키면, 이들은 길이방향으로 배열되게 된다. 또한, 뱅크(a)와 뱅크(b)의 전극단자들은 서로 반대극성을 가지도록 구성되므로, 제 2 금속 플레이트(300)는 각 뱅크(a, b)에서의 단위전지들의 병렬방식 연결과 함께, 본체 좌측부 및 우측부(310a, 310b)에 각각 연결된 뱅크들(a, b) 간의 직렬방식 연결을 이루게 된다.Therefore, the bank (a) (not shown) connected to the main body left
도 9의 제 3 금속 플레이트(400)는 접속부(420)가 플레이트 본체(410)의 중심부 부근, 즉, 절곡유도홈들(411, 412) 인근의 본체 좌측부(410a)에 형성되어 있고 제 2 금속 플레이트(300)의 접속부(320)에 대해 대칭되는 각도로 기울어져 있다는 점을 제외하고는, 도 8의 제 2 금속 플레이트(300)와 동일한 구조로 이루어져 있다. In the
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 지그는 특정한 구조 및 결합 관계의 상하부 형틀과 고정부재 및 안착부재로 이루어져 있으므로, 다양한 구조의 전지팩을 제조하는 경우에는 접속부재의 형상에 따라 용이하게 제조할 수 있다.As described above, the jig according to the present invention is composed of the upper and lower molds and the fixing member and the seating member of a specific structure and coupling relationship, when manufacturing a battery pack of various structures can be easily manufactured according to the shape of the connection member have.
이는, 전지팩 제조시간을 크게 단축시키고, 새로운 디자인의 전지팩을 제조하는 경우 안착부재만 변경하고 지그 전체를 다시 제작하지 않아도 되므로, 결과적으로 전지팩의 제조비용을 낮출 수 있는 효과가 있다.This greatly shortens the battery pack manufacturing time, and when manufacturing a battery pack of a new design, it is not necessary to change only the seating member and to manufacture the whole jig again. As a result, the manufacturing cost of the battery pack can be lowered.
도 1 및 도 2는 종래기술에 따라 니켈 플레이트를 사용하여 다수의 전지를 연결하는 과정의 모식도들이다;1 and 2 are schematic diagrams of a process of connecting a plurality of cells using a nickel plate according to the prior art;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 지그의 전개 모식도이다;3 is an exploded schematic view of a jig according to one embodiment of the present invention;
도 4는 도 3의 지그가 결합된 모습을 나타내는 모식도이다;4 is a schematic diagram showing a state in which the jig of FIG. 3 is coupled;
도 5는 도 3의 고정부재와 안착부재를 반대 방향에서 표현한 모식도이고, 도 6은 안착부재의 내면에 대한 모식도이다; FIG. 5 is a schematic diagram showing the fixing member and the seating member of FIG. 3 in opposite directions, and FIG. 6 is a schematic view of the inner surface of the seating member;
도 7 내지 도 9는 도 6의 접속부재용 장착홈에 장착되는 제 1 금속 플레이트, 제 2 금속 플레이트, 제 3 금속 플레이트를 나타내는 모식도들이다.7 to 9 are schematic views illustrating a first metal plate, a second metal plate, and a third metal plate mounted in the mounting groove for the connecting member of FIG. 6.
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