KR101792817B1 - 전지셀 상단에 전지팩용 부품을 탑재하는 전지팩 제조 장치 - Google Patents

전지셀 상단에 전지팩용 부품을 탑재하는 전지팩 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전지팩 제조 과정에서 전지셀 상단에 전지팩용 부품을 탑재하는 장치로서, 전지팩용 부품들이 각각 장착될 복수의 관통홈들이 일정 간격으로 이격되어 형성되어 있는 부품 장착대; 상기 부품 장착대의 일측 하단에 결합되어 부품 장착대를 지지하는 몰드 지지대; 및 복수의 전지셀들이 부품 장착대의 관통홈들에 대응하는 간격으로 측면 배열되어 수납되는 수납부들이 형성되어 있는 셀 지그; 를 포함하고 있고, 상기 전지셀들의 상단이 관통홈들에 대응하여 위치할 수 있도록, 셀 지그가 부품 장착대의 하단에 위치된 상태에서, 전지팩용 부품들이 관통홈들을 통해 전지셀들의 상단에 탑재되는 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 장치를 제공한다.

Description

전지셀 상단에 전지팩용 부품을 탑재하는 전지팩 제조 장치 {Battery Pack Manufacturing Device for Mounting Parts for Battery Pack on Top of Battery Cell}
본 발명은 전지셀 상단에 전지팩용 부품을 탑재하는 전지팩 제조 장치에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이차전지는 외부 및 내부의 구조적 특징에 따라 대략 원통형 전지, 각형 전지 및 파우치형 전지로 분류된다. 최근에는, 모바일 기기의 소형화에 따라 길이 대비 작은 폭을 가진 각형 전지와 파우치형 전지가 특히 주목받고 있다.
각형 이차전지는 각형의 캔 내부에 양극, 음극 및 분리막으로 구성된 전극 조립체를 안착하고 상단에 탑 캡을 장착한 뒤, 탑 캡 상의 전해질 주입구를 통해 캔의 내부에 전해액을 주입하고 이를 밀봉하여 전지셀을 구성하며, 이 같이 구성된 전지셀의 상단에 보호회로 기판, PCM(Protect Circuit Module), PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자, TCO(Thermal Cutoff) 소자, 퓨즈(Fuse), 접속부재 등의 전지팩용 부품들을 탑재하여 전지팩으로 제조된다.
종래에는 이러한 제조과정에서, 전지셀의 상단에 전지팩용 부품을 탑재하기 위해, 작업자가 수동으로 전지팩용 부품 각각을 하나씩 전지셀의 상단에 탑재하는 방법이 이어져 왔다. 그러나, 이 같은 제조 방법은, 작업 시간 및 정확도가 낮아, 작업 효율이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 각형 이차전지 제조 과정에서, 전지셀의 상단에 전지팩용 부품을 효율적으로 탑재하여, 생산성을 향상 시킬 수 있는 전지팩 제조 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지팩 제조 장치는,
전지팩 제조 과정에서 전지셀 상단에 전지팩용 부품을 탑재하는 장치로서,
전지팩용 부품들이 각각 장착될 복수의 관통홈들이 일정 간격으로 이격되어 형성되어 있는 부품 장착대;
상기 부품 장착대의 일측 하단에 결합되어 부품 장착대를 지지하는 몰드 지지대; 및
복수의 전지셀들이 부품 장착대의 관통홈들에 대응하는 간격으로 측면 배열되어 수납되는 수납부들이 형성되어 있는 셀 지그;
를 포함하고 있을 수 있고,
상기 전지셀들의 상단이 관통홈들에 대응하여 위치할 수 있도록, 셀 지그가 부품 장착대의 하단에 위치된 상태에서, 전지팩용 부품들이 관통홈들을 통해 전지셀들의 상단에 탑재되는 구조로 이루어져 있을 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전지팩 제조 장치는, 전지팩용 부품들이 장착되는 부품 장착대 및 부품 장착대의 하단에 전지셀들이 수납되는 셀 지그를 포함하고 전지팩용 부품들이 부품 장착대의 관통홈들을 통해 전지셀들의 상단에 탑재되는 구조로 이루어져 있으므로, 전지팩 제조 과정에서, 전지셀의 상단에 전지팩용 부품을 효율적으로 탑재하여, 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 전지팩 제조 장치에 사용되는 전지셀은 각형 전지셀일 수 있지만, 경우에 따라서 원통형 또는 파우치형 전지셀을 적용할 수 있음은 물론이다.
상기 전지팩용 부품은, 구체적으로, 절연성 장착부재, 보호회로 기판, PCM(Protect Circuit Module), PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자, TCO(Thermal Cutoff) 소자, 퓨즈(Fuse), 접속부재, 포장 라벨 및 접착 테이프 중 하나 이상 일 수 있다.
상기 몰드 지지대의 높이와 셀 지그의 높이는, 상기 전지셀들의 상단이 부품 장착대의 하단에 접촉될 수 있도록, 동일한 높이로 이루어져 있을 수 있다. 그에 따라, 상기 전지팩용 부품들은 상기 관통홈들을 통과하는 즉시 상기 전지셀들의 상단에 탑재될 수 있다. 따라서, 전지팩용 부품들은 전지셀들의 상단의 작업자가 소망하는 위치에 정확하게 탑재될 수 있다.
상기 관통홈의 하나의 예로서, 상기 관통홈은 전지셀의 상단 형상에 대응하는 내면 구조로 이루어져 있을 수 있다.
또한, 상기 관통홈의 면적은 전지셀 상단 면적의 100% 내지 110%로 이루어져 있을 수 있고, 그에 따라, 다양한 크기의 전지팩용 부품들이 본 발명에 따른 전지팩 제조 장치에 의해 전지셀 상단에 탑재될 수 있다.
본 발명의 하나의 구체적인 예로서, 상기 관통홈의 상면에는, 전지팩용 부품들이 위치한 상태에서 전지셀 상단에 탑재될 수 있도록, 개폐 구조가 형성되어 있을 수 있다.
구체적으로, 상기 개폐 구조는, 상기 전지팩용 부품을 지지할 수 있도록 관통홈의 상면의 일변에 결합되어 피벗 회전하는 지지판; 및
상기 지지판의 위치를 회전 이전의 상태로 탄력적으로 복원시킬 수 있도록 지지판의 하단 및 관통홈의 내면에 결합되어 있는 복원 스프링;
을 포함하고 있을 수 있고,
상기 전지팩용 부품이 지지판에 위치한 상태에서 가압되는 경우, 상기 지지판이 하향으로 피벗 회전하여 전지셀의 상단에 전지팩용 부품이 탑재되는 구조로 이루어져 있을 수 있다.
상기 개폐 구조의 하나의 예로서, 상기 관통홈의 수직방향에서의 길이는, 상기 지지판이 피벗 회전 했을 경우에, 상기 지지판의 수직방향에서의 길이의 100 % 내지 110 %로 이루어져 있을 수 있다.
상기 개폐 구조의 또 다른 예로서, 상기 부품 장착대의 하단과 상기 셀 지근의 상단 사이의 거리는, 상기 지지판이 피벗 회전 했을 경우에, 상기 지지판의 수직방향에서의 길이의 100 % 내지 110 % 만큼 이격되어 있을 수 있다.
본 발명은 또한 상기 전지팩 제조 장치를 사용하여 제조되는 전지팩을 제공한다.
상기 전지팩은, 예를 들어, 체적당 에너지 저장량이 큰 리튬 이차전지일 수 있다.
본 발명은 또한 상기 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스를 제공한다.
구체적으로, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 웨어러블 전자기기, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로부터 선택되는 하나일 수 있다.
이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.
본 발명은 또한, 상기 전지팩 제조 장치를 이용하여 전지셀의 상단에 전지팩용 부품을 탑재하는 전지팩 제조 방법으로서,
(a) 관통홈들에 전지팩용 부품들을 장착하는 과정;
(b) 셀 지그의 수납부들에 전지셀들을 장착하여 배열하는 과정;
(c) 상기 관통홈들에 대응하는 위치에 전지셀들의 상단을 위치시킬 수 있도록, 상기 셀 지그를 부품 장착대의 하단에 위치시키는 과정;
(d) 상기 관통홈들을 통해 전지팩용 부품들을 가압하여 전지셀들의 상단에 탑재하는 과정;
(e) 셀 지그를 부품 장착대로부터 분리한 후 수납부에서 전지셀을 취출하는 과정;
을 포함하는 전지팩 제조 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지팩 제조 장치는, 각형 이차전지 제조 과정에서, 전지셀의 상단에 전지팩용 부품을 효율적으로 탑재하여, 생산성을 향상 시킬 수 있는 전지팩 제조 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩 제조 장치의 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 개폐 구조의 측면 단면도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩 제조 장치를 이용하여 전지셀의 상단에 전지팩용 부품을 탑재하는 전지팩 제조 방법의 모식도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩 제조 장치의 모식도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 전지팩 제조 장치(100)는 부품 장착대(110), 몰드 지지대(120) 및 셀 지그(130)로 이루어져 있다.
부품 장착대(110)의 우측에는 전지팩용 부품들(200)이 장착될 복수의 관통홈들(111)이 일정 간격으로 이격되어 형성되어 있고, 부품 장착대(110)의 좌측 하단에는 부품 장착대(110)를 지지하는 몰드 지지대(120)가 결합되어 있다.
셀 지그(130)에는 복수의 전지셀들(300)이 수납되는 수납부들(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 복수의 전지셀들(300)은 관통홈들(111)에 대응하는 간격으로 수납부 내에서 측면배열 되어 있다.
전지셀들(300)의 상단이 부품 장착대(110)의 하단에 접촉될 수 있도록, 몰드 지지대(120)의 높이(H1)는 셀 지그(130)의 높이(H2)와 동일한 크기로 이루어져 있다.
관통홈(111)은 전지셀(300)의 상단 형상에 대응하는 내면 구조로 이루어져 있고, 관통홈(111)의 수평면 상 면적은 전지셀(300) 상단 면적의 100% 크기로 이루어져 있다.
도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 개폐 구조의 측면 단면도가 도시되어 있다.
도 2를 도 1과 함께 참조하면, 관통홈(111)의 상면의 일변에는 화살표 방향으로 피벗 회전하는 지지판(400)이 형성되어 있고, 지지판(400)의 위치를 회전 이전의 상태로 탄력적으로 복원시킬 수 있도록 지지판(400)의 하단 및 관통홈(111)의 내면에는 복원 스프링(500)이 결합되어 있다.
전지팩용 부품(200)이 지지판(400)에 위치한 상태에서 가압되는 경우, 지지판(400)이 하향으로 피벗 회전하여 전지셀(300)의 상단에 전지팩용 부품(200)이 탑재된다.
관통홈(111)의 수직방향에서의 길이(L1)는, 지지판(400)이 피벗 회전 했을 경우의 길이(L2)의 100%의 크기로 이루어져 있다.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩 제조 장치를 이용하여 전지셀의 상단에 전지팩용 부품을 탑재하는 전지팩 제조 방법이 도시되어 있다.
도 3을 도 1과 함께 참조하면, 과정 (a)에서 관통홈들(111)에 전지팩용 부품들(200)이 장착되고, 과정 (b)에서는 셀 지그(130)의 수납부들(도시하지 않음)에 전지셀들(300)이 장착되어 배열되며, 과정 (c)에서는 관통홈들(111)에 대응하는 위치에 전지셀들(300)의 상단을 위치시킬 수 있도록, 셀 지그(130)를 부품 장착대(110)의 하단에 위치 시킨다.
과정 (d)에서는 관통홈들(111)을 통해 전지팩용 부품들(200)을 가압하여 전지셀들(300)의 상단에 탑재하고, 과정 (e)에서는 셀 지그(130)를 부품 장착대(120)로부터 분리한 후 수납부(도시하지 않음)에서 전지셀(300)을 취출한다.
본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 가하는 것이 가능할 것이다.

Claims (16)

  1. 전지팩 제조 과정에서 전지셀 상단에 전지팩용 부품을 탑재하는 장치로서,
    전지팩용 부품들이 각각 장착될 복수의 관통홈들이 일정 간격으로 이격되어 형성되어 있는 부품 장착대;
    상기 부품 장착대의 일측 하단에 결합되어 부품 장착대를 지지하는 몰드 지지대; 및
    복수의 전지셀들이 부품 장착대의 관통홈들에 대응하는 간격으로 측면 배열되어 수납되는 수납부들이 형성되어 있는 셀 지그;
    를 포함하고 있고,
    상기 전지셀들의 상단이 관통홈들에 대응하여 위치할 수 있도록, 셀 지그가 부품 장착대의 하단에 위치된 상태에서, 전지팩용 부품들이 관통홈들을 통해 전지셀들의 상단에 탑재되며,
    상기 관통홈의 상면에는, 전지팩용 부품들이 위치한 상태에서 전지셀 상단에 탑재될 수 있도록, 개폐 구조가 형성되어 있고
    상기 개폐 구조는, 상기 전지팩용 부품을 지지할 수 있도록 관통홈의 상면의 일변에 결합되어 피벗 회전하는 지지판; 및
    상기 지지판의 위치를 회전 이전의 상태로 탄력적으로 복원시킬 수 있도록 지지판의 하단 및 관통홈의 내면에 결합되어 있는 복원 스프링;
    을 포함하고,
    상기 전지팩용 부품이 지지판에 위치한 상태에서 가압되는 경우, 상기 지지판이 하향으로 피벗 회전하여 전지셀의 상단에 전지팩용 부품이 탑재되는 구조로 이루어져 있으며,
    상기 관통홈의 수직방향에서의 길이는, 상기 지지판이 피벗 회전 했을 경우에, 상기 지지판의 수직방향에서의 길이의 100 % 내지 110 % 인 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 각형 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전지팩용 부품은, 절연성 장착부재, 보호회로 기판, PCM(Protect Circuit Module), PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자, TCO(Thermal Cutoff) 소자, 퓨즈(Fuse), 접속부재, 포장 라벨 및 접착 테이프로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀들의 상단이 부품 장착대의 하단에 접촉될 수 있도록, 상기 몰드 지지대의 높이와 셀 지그의 높이가 동일한 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 관통홈은 전지셀의 상단 형상에 대응하는 내면 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 관통홈의 면적은 전지셀 상단 면적의 100% 내지 110%인 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 1 항에 따른 전지팩 제조 장치를 이용하여 전지셀의 상단에 전지팩용 부품을 탑재하는 전지팩 제조 방법으로서,
    (a) 관통홈들에 전지팩용 부품들을 장착하는 과정;
    (b) 셀 지그의 수납부들에 전지셀들을 장착하여 배열하는 과정;
    (c) 상기 관통홈들에 대응하는 위치에 전지셀들의 상단을 위치시킬 수 있도록, 상기 셀 지그를 부품 장착대의 하단에 위치시키는 과정;
    (d) 상기 관통홈들을 통해 전지팩용 부품들을 가압하여 전지셀들의 상단에 탑재하는 과정;
    (e) 셀 지그를 부품 장착대로부터 분리한 후 수납부에서 전지셀을 취출하는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 방법.
  16. 전지팩 제조 과정에서 전지셀 상단에 전지팩용 부품을 탑재하는 장치로서,
    전지팩용 부품들이 각각 장착될 복수의 관통홈들이 일정 간격으로 이격되어 형성되어 있는 부품 장착대;
    상기 부품 장착대의 일측 하단에 결합되어 부품 장착대를 지지하는 몰드 지지대; 및
    복수의 전지셀들이 부품 장착대의 관통홈들에 대응하는 간격으로 측면 배열되어 수납되는 수납부들이 형성되어 있는 셀 지그;
    를 포함하고 있고,
    상기 전지셀들의 상단이 관통홈들에 대응하여 위치할 수 있도록, 셀 지그가 부품 장착대의 하단에 위치된 상태에서, 전지팩용 부품들이 관통홈들을 통해 전지셀들의 상단에 탑재되며,
    상기 관통홈의 상면에는, 전지팩용 부품들이 위치한 상태에서 전지셀 상단에 탑재될 수 있도록, 개폐 구조가 형성되어 있고
    상기 개폐 구조는, 상기 전지팩용 부품을 지지할 수 있도록 관통홈의 상면의 일변에 결합되어 피벗 회전하는 지지판; 및
    상기 지지판의 위치를 회전 이전의 상태로 탄력적으로 복원시킬 수 있도록 지지판의 하단 및 관통홈의 내면에 결합되어 있는 복원 스프링;
    을 포함하고,
    상기 전지팩용 부품이 지지판에 위치한 상태에서 가압되는 경우, 상기 지지판이 하향으로 피벗 회전하여 전지셀의 상단에 전지팩용 부품이 탑재되는 구조로 이루어져 있으며,
    상기 부품 장착대의 하단과 상기 셀 지그의 상단 사이의 거리는, 상기 지지판이 피벗 회전 했을 경우에, 상기 지지판의 수직방향에서의 길이의 100 % 내지 110 % 만큼 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 장치.
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