KR101962918B1 - 배터리 특성 측정 시스템 - Google Patents

배터리 특성 측정 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는 배터리 특성 측정 시스템에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 작은 공간 내에서 배터리 셀의 인식, 전압 및 저항의 측정, 기록/마킹 및 컴퓨터로의 저장을 자동으로 수행할 수 있고, 전압 및 저항의 측정값이 일정한 배터리 특성 측정 시스템을 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 배터리 셀의 특성값을 측정하는 배터리 측정기; 상기 배터리 셀의 바코드값을 읽는 바코드 리더; 상기 특성값을 상기 배터리 셀에 마킹하는 마킹기; 상기 특성값, 상기 바코드값 및 상기 마킹기에 의해 마킹된 마킹값을 저장하는 컴퓨터; 및 상기 배터리 측정기, 상기 바코드 리더, 상기 마킹기를 제어하고, 상기 특성값, 상기 바코드값 및 상기 마킹값을 상기 컴퓨터에 전송하는 컨트롤러를 포함하는 배터리 특성 측정 시스템을 개시한다.

Description

배터리 특성 측정 시스템{Battery characteristic measurement system}
본 발명의 실시예는 배터리 특성 측정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 배터리 특성 측정은 크게 두가지 방법으로 수행되었다. 첫째, 사람이 직접 탐침봉을 이용하여 배터리 셀의 전압 및 저항을 측정하고, 측정된 전압 및 저항 값을 수기로 배터리 셀에 직접 기록하였다. 둘째, 자동화 라인에서 배터리 셀을 별도의 측정 장비로 측정하고 기록하였다.
첫째 방법은 사람이 직접 수동으로 배터리 셀의 전압 및 저항을 측정하다 보니, 탐침봉의 위치, 각도 및 압력과 같은 변수 차이로 인하여, 측정하는 사람마다 측정값이 다르고 실수로 인해 측정값이 일정치 않은 경우가 많은 문제가 있었다.
둘째 방법은 자동화 라인 내에서 배터리 셀의 인식, 측정, 기록 및 저장이 별도 공정에서 수행됨으로써, 자동화 라인의 구축에 넓은 공간이 필요하고 또한 구축 비용이 큰 문제가 있었다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 작은 공간 내에서 배터리 셀의 인식, 전압 및 저항의 측정, 기록/마킹 및 컴퓨터로의 저장을 자동으로 수행할 수 있고, 전압 및 저항의 측정값이 일정한 배터리 특성 측정 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템은 배터리 셀의 특성값을 측정하는 배터리 측정기; 상기 배터리 셀의 바코드값을 읽는 바코드 리더; 상기 특성값을 상기 배터리 셀에 마킹하는 마킹기; 상기 특성값, 상기 바코드값 및 상기 마킹기에 의해 마킹된 마킹값을 저장하는 컴퓨터; 및 상기 배터리 측정기, 상기 바코드 리더, 상기 마킹기를 제어하고, 상기 특성값, 상기 바코드값 및 상기 마킹값을 상기 컴퓨터에 전송하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 특성값은 상기 배터리 셀의 전압 및 저항을 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러에 의해 제어되는 동작 구동부를 더 포함하고, 상기 동작 구동부는 상기 배터리 셀을 수용하는 셀 지그를 수평 방향으로 왕복 이송하는 지그 이송부; 상기 지그 이송부의 상부에 설치되어 상기 셀 지그 내의 상기 배터리 셀의 특성값을 상기 배터리 측정기가 측정하도록 탐침봉을 수직 방향으로 왕복 이송하는 탐침봉 이송부; 상기 탐침봉 이송부의 일측으로서 상기 지그 이송부의 상부에 설치되어 상기 바코드 리더가 상기 셀 지그에 수용된 배터리 셀의 바코드값을 읽도록 하는 바코드 리더부; 및 상기 바코드 리더부의 일측으로서 상기 지그 이송부의 상부에 설치되어 상기 마킹기가 상기 셀 지그에 수용된 배터리 셀에 상기 특성값 및 상기 바코드값을 마킹하도록 하는 마킹부를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러에 연결된 유저 인터페이스 패널을 더 포함하고, 상기 유저 인터페이스 패널은 상기 배터리 특성 측정 시스템을 비상 정지하는 비상 정지 버튼 스위치; 상기 배터리 특성 측정 시스템을 시작하는 시작 버튼 스위치; 상기 배터리 특성 측정 시스템을 정지하는 정지 버튼 스위치; 및 상기 배터리 특성 측정 시스템의 속도를 조절하는 속도 조절기를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러에 연결된 터치 패널을 더 포함하고, 상기 터치 패널은 측정 실행 모니터링창, 좌표 세팅창, 전압 및 저항의 기준값 세팅창 및 입출력 모니터링창중 적어도 어느 하나를 제공할 수 있다.
상기 배터리 측정기 및 상기 마킹기는 상기 컨트롤러에 직렬 통신 방식으로 상호간 통신 가능하게 연결될 수 있다.,
허브를 더 포함하고, 상기 허브를 통하여 상기 바코드 리더 및 상기 컴퓨터가 상기 컨트롤러에 이더넷 방식으로 상호간 통신 가능하게 연결될 수 있다.
상기 지그 이송부가 수평 방향으로 설치되며, 상기 지그 이송부 위에 상기 탐침봉 이송부, 상기 바코드 리더부 및 상기 마킹부가 수평 방향으로 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예는 작은 공간 내에서 배터리 셀의 인식, 전압 및 저항의 측정, 기록/마킹 및 컴퓨터로의 저장을 자동으로 수행할 수 있고, 전압 및 저항의 측정값이 일정한 배터리 특성 측정 시스템을 제공한다.
일예로, 본 발명의 실시예는 작업자가 배터리 셀을 셀 지그에 안착시키고, 동작 버튼을 누르면, 지그 이송부가 셀 지그를 탐침봉 이송부로 이송시켜, 탐침봉 이송부에 의해 배터리 셀의 전압 및 저항이 측정되도록 하고, 이어서 셀 지그를 바코드 리더부로 이송시켜 바코드 리더가 배터리 셀의 정보를 읽도록 하며, 또한 이어서 셀 지그를 마킹부로 이송시켜 마킹기가 배터리 셀의 표면에 배터리 셀의 측정값을 마킹하도록 한다. 물론, 이러한 동작 이후, 지그 이송부는 셀 지그를 최초의 위치로 복귀시키며, 다음 배터리 셀이 셀 지그에 안착될 때까지 대기한다.
따라서, 본 발명의 실시예는 좁은 공간 내에서 배터리 셀의 특성값을 정확하고 신속하게 측정하고, 또한 배터리 셀의 정보를 신속하게 얻으며, 배터리 셀의 정보를 신속하게 마킹할 수 있도록 한다.
더욱이, 본 발명의 실시예는 이러한 배터리 셀의 정보 및 특성값을 컴퓨터에 자동으로 저장되도록 함으로써, 제조 및 공급되는 배터리 셀의 이력 관리가 더욱 용이해지도록 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템의 기구적 구성 및 전기적 구성을 각각 도시한 사시도 및 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템 중 주요 구성을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템 중 지지부의 주요 구성을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템 중 탐침봉 이송부의 주요 구성을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템 중 바코드 리더부의 주요 구성을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템 중 마킹부의 주요 구성을 도시한 사시도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템 중 주요 동작을 촬영한 사진이다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템 중 터치 패널의 다양한 입출력 상태를 도시한 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
또한, 본 발명에 따른 제어부(컨트롤러) 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품은 임의의 적절한 하드웨어, 펌웨어(예를 들어, 주문형 반도체), 소프트웨어, 또는 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어의 적절한 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 제어부(컨트롤러) 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품의 다양한 구성 요소들은 하나의 집적회로 칩 상에, 또는 별개의 집적회로 칩 상에 형성될 수 있다. 또한, 제어부(컨트롤러)의 다양한 구성 요소는 가요성 마킹 회로 필름 상에 구현 될 수 있고, 테이프 캐리어 패키지, 마킹 회로 기판, 또는 제어부(컨트롤러)와 동일한 서브스트레이트 상에 형성될 수 있다. 또한, 제어부(컨트롤러)의 다양한 구성 요소는, 하나 이상의 컴퓨팅 장치에서, 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 프로세스 또는 쓰레드(thread)일 수 있고, 이는 이하에서 언급되는 다양한 기능들을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램 명령들을 실행하고 다른 구성 요소들과 상호 작용할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은, 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리와 같은 표준 메모리 디바이스를 이용한 컴퓨팅 장치에서 실행될 수 있는 메모리에 저장된다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 예를 들어, CD-ROM, 플래시 드라이브 등과 같은 다른 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer readable media)에 저장될 수 있다. 또한, 본 발명에 관련된 당업자는 다양한 컴퓨팅 장치의 기능이 상호간 결합되거나, 하나의 컴퓨팅 장치로 통합되거나, 또는 특정 컴퓨팅 장치의 기능이, 본 발명의 예시적인 실시예를 벗어나지 않고, 하나 이상의 다른 컴퓨팅 장치들에 분산될 수 될 수 있다는 것을 인식해야 한다.
일례로, 본 발명에 따른 제어부(컨트롤러)는 중앙처리장치, 하드디스크 또는 고체상태디스크와 같은 대용량 저장 장치, 휘발성 메모리 장치, 키보드 또는 마우스와 같은 입력 장치, 모니터 또는 프린터와 같은 출력 장치로 이루어진 통상의 상용 컴퓨터에서 운영될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템(100)의 기구적 구성 및 전기적 구성을 각각 도시한 사시도 및 블럭도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템(100)은 대략 육면체 형태의 프레임 및 커버(11), 프레임 및 커버(11)의 내측에 설치된 배터리 측정기(12), 셀 지그 구조(12), 터치 패널(14), 유저 인터페이스 패널(15), 지지 구조(16) 및 컨트롤러(17) 등을 포함할 수 있다. 이러한 배터리 특성 측정 시스템(100)의 기구적 구성은 아래에서 더욱 상세하게 설명하기로 할 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템(100)은 PLC와 같은 컨트롤러(17)에 연결된 배터리 측정기(12), 유저 인터페이스 패널(15), 마킹기(18) 및 동작 구동부(19)를 포함할 수 있다. 또한, 컨트롤러(17)에 허브(20)가 통신 가능하게 연결되며, 허브(20)에 터치 패널(14), 컴퓨터(21) 및 바코드 리더(22)가 연결될 수 있다.
여기서, 배터리 측정기(12) 및 마킹기(18)는 시리얼 방식으로 컨트롤러(17)에 상호간 통신 가능하게 연결되고, 허브(20)와 터치 패널(14), 컴퓨터(21) 및 바코드 리더(22)는 이더넷 방식으로 상호간 통신 가능하게 연결될 수 있다.
배터리 측정기(12)는 배터리 셀의 전압 및 저항과 같은 특성값을 측정하여 컨트롤러(17)에 전송하는 역할을 하고, 마킹기(18)는 배터리 셀의 전압 및 저항과 같은 특성값(또는 측정값)을 컨트롤러(17)의 제어 신호에 의해 배터리 셀의 표면에 마킹하는 역할을 할 수 있다. 물론, 컨트롤러(17)는 상기 배터리 셀의 특성값 및 마킹값을 허브(20)를 통하여 컴퓨터(21)에 전송한다.
또한, 동작 구동부(19)는 하기할 지그 이송부, 탐침 이송부, 바코드 리더부 및 마킹부 등의 동작을 위한 모터, LM 가이드, 실린더 등을 포함할 수 있다. 즉, 컨트롤러(17)의 제어 신호에 의해 동작 구동부(19)가 동작되는데, 이는 결국 하기할 지그 이송부, 탐침 이송부, 바코드 리더부 및 마킹부가 제어되는 것이다.
한편, 유저 인터페이스 패널(15)은 비상 정지 버튼 스위치, 시작 버튼 스위치, 중지 버튼 스위치, 속도 조절기 등을 포함할 수 있다. 즉, 사용자에 의해 비상 정지 버튼 스위치, 시작 버튼 스위치, 중지 버튼 스위치, 속도 조절기 등이 조작됨으로써, 배터리 특성 측정 시스템(100)의 비상 정지, 시작, 중지 및 속도 조절이 수행될 수 있다.
또한, 컴퓨터(21)는 컨트롤러(17)로부터 넘겨받은 배터리 셀의 특성값, 배터리 셀의 바코드값 및 마킹값 등을 저장하는 역할을 한다.
또한, 터치 패널(14)은 각종 설정값을 조정하도록 다양한 설정 화면(예를 들면, 측정 실행 모니터링창, 좌표 세팅창, 전압 및 저항의 기준값 세팅창 및 입출력 모니터링창중 적어도 어느 하나)을 제공하는 역할을 한다.
더불어, 바코드 리더(22)는 배터리 셀에 미리 인쇄된 QR 코드, 데이터 매트릭스(2D) 및 바코드(1D) 등을 읽는 역할을 할 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시에에 따른 배터리 특성 측정 시스템(100)은 기본적으로 배터리 측정기(12)로 배터리 셀의 전압 및 저항을 측정하여 그 데이터를 읽으며, 바코드 리더(22)로 배터리 셀의 QR 코드, 데이터 매트릭스 및 바코드를 읽으며, 또한 마킹기(18)(예를 들면, 잉크젯 또는 레이저 마킹기)로 데이터를 데이터 매트릭스 및 텍스트 값으로 변환하여 배터리 셀의 표면에 마킹 및 인쇄하며, 이러한 내용에 대한 데이터가 컴퓨터(21)에 저장될 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템(100) 중 주요 구성을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템(100) 중 지지부(110)의 주요 구성을 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템(100)은 베이스 플레이트(101), 지지부(110), 셀 지그(120), 지그 이송부(130), 탐침봉 이송부(140), 바코드 리더부(150) 및 마킹부(160)를 포함할 수 있다.
베이스 플레이트(101)는 대략 직사각판 형태를 하며, 이러한 베이스 플레이트(101) 위에 상술한 지지부(110), 셀 지그(120), 지그 이송부(130), 탐침봉 이송부(140), 바코드 리더부(150) 및 마킹부(160)가 설치될 수 있다.
지지부(110)는 다수의 수직 지지대(111), 수평 프레임(112), 이송부 수평 지지대(113), 리더부 수평 지지대(114), 마킹부 수평 지지대(115)를 포함할 수 있다.
다수의 수직 지지대(111)는 셀 지그(120) 및 지그 이송부(130) 주의의 베이스 플레이트(101)에 수직 방향으로 세워져 설치될 수 있다. 비록, 도면에서는 4개의 수직 지지대(111)가 베이스 플레이트(101)에 설치된 것으로 도시되어 있으나, 이러한 개수로 본 발명이 한정되지 않으며, 그 개수는 더 많거나 작을 수 있다.
수평 프레임(112)은 다수의 수직 지지대(111) 위에 대략 사각 프레임 형태로 설치될 수 있다. 즉, 수평 프레임(112)은 4개의 빔이 수직 지지대(111)의 상단에 각각 설치되어 상호간 연결된 형태를 할 수 있다.
이송부 수평 지지대(113)는 하기할 지그 이송부(130)의 길이 방향에 대략 수직 방향으로 수평 프레임(112)에 결합되며, 이러한 이송부 수평 지지대(113)에는 하기할 탐침봉 이송부(140)가 결합될 수 있다.
리더부 수평 지지대(114)는 하기할 지그 이송부(130)의 길이 방향에 대략 수직 방향이며, 이송부 수평 지지대(113)로부터 이격되어 이에 평행하게 위치되고, 또한 하기할 바코드 리더부(150)가 결합될 수 있다.
마킹부 수평 지지대(115)는 하기할 지그 이송부(130)의 길이 방향에 대략 수직 방향이며, 리더부 수평 지지대(114)로부터 이격되어 이에 평행하게 위치되고, 또한 리더부 수평 지지대(114)로부터 이격되며, 하기할 마킹부(160)가 결합될 수 있다.
셀 지그(120)는 배터리 셀(미도시)을 수용하며, 이는 도시하지 않은 셀 센서에 의해 배터리 셀이 셀 지그(120)에 수용되면, 컨트롤러(17)에 셀 수용 신호를 출력할 수 있다.
지그 이송부(130)는 셀 지그(120)의 하부인 베이스 플레이트(101)에 수평 방향으로 설치되며, 이는 셀 지그(120)를 수평 방향으로 왕복 이송할 수 있다. 이러한 지그 이송부(130)는 통상의 모터, LM 가이드 및/또는 실린더에 의해 구동되며, 이는 셀 지그(120)를 소정 위치(예를 들면, 배터리 셀 전압 및 저항 측정 위치, 배터리 셀의 바코드 리딩 위치 및 배터리 셀의 마킹 위치)로 이동시켜 일정 시간동안 정지시키는 역할을 할 수 있다.
탐침봉 이송부(140)는 지그 이송부(130)의 상부에 설치되어 셀 지그(120) 내의 배터리 셀의 전압 및 저항과 같은 전기적 특성을 측정하는 탐침봉(이러한 탐침봉은 배터리 측정기(12)에 연결됨)을 수직 방향으로 왕복 이송하는 역할을 할 수 있다. 즉, 탐침봉 이송부(140)는 지지부(110)에 설치된 이송부 수평 지지대(113)에 브라켓을 통하여 결합될 수 있다.
바코드 리더부(150)는 지그 이송부(130)의 상부인 동시에 탐침봉 이송부(140)의 일측으로서 지그 이송부(130)의 상부에 설치되어 셀 지그(120)에 수용된 배터리 셀의 바코드를 읽는 역할을 할 수 있다. 즉, 바코드 리더부(150)는 지지부(110)에 설치된 리더부 수평 지지대(114)에 브라켓을 통하여 결합될 수 있다. 물론, 바코드 리더부(150)에는 바코드 리더(22)가 설치됨은 당연하다.
마킹부(160)는 지그 이송부(130)의 상부인 동시에 바코드 리더부(150)의 일측으로서 지그 이송부(130)의 상부에 설치되어 셀 지그(120)에 수용된 배터리 셀에 측정된 배터리 셀의 특성값을 마킹하는 역할을 할 수 있다. 즉, 마킹부(160)는 지지부(110)에 설치된 마킹부 수평 지지대(115)에 브라켓을 통하여 결합될 수 있다. 물론, 마킹부(160)에는 마킹기(18)가 설치됨은 당연하다.
이와 같이 하여 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템(100)은 측정할 배터리 셀이 셀 지그(120)에 안착되면 수평 방향으로 지그 이송부(130)가 이송될 수 있다. 즉, 셀 지그(120)가 수평 방향으로 이동하여 미리 설정된 측정 위치에 도달되면, 배터리 측정기(12)에 연결된 탐침봉이 부착되어 있는 탐침봉 이송부(140)가 수직 방향으로 하강하여 측정 위치에 도달하면, 배터리 측정기(12)로 전기적 신호를 전달하여 배터리 측정기(12)가 배터리 셀의 전압 및 저항을 측정하여 읽어들이도록 할 수 있다. 이러한 값은 컨트롤러(17)에서 그 값을 가공하여 컴퓨터(21)에 전송하여 기록 및 저장되도록 할 수 있다.
배터리 셀의 특성 측정이 완료되면, 지그 이송부(130)가 다음 위치로 수평 이동하게 될 수 있다. 물론, 지그 이송부(130)에 셀 지그(120)가 장착되어 있으므로 셀 지그(120) 및 그것에 수용된 배터리 셀도 이동될 수 있다. 배터리 셀이 바코드 리더부(150)의 위치로 이동되면, 대략 0.2초 정도 지그 이송부(130)의 동작이 정지되고, 이때 바코드 리더부(150) 즉, 바코드 리더(22)가 배터리 셀의 시리얼값을 읽어 들이고, 그 데이터 값을 컨트롤러(17)로 보내서 가공되도록 할 수 있다. 그리고 나서 컴퓨터(21)가 컨트롤러(17)로부터 전송받은 값과 함께 시리얼 값을 전송받아 기록/저장 되도록 할 수 있다.
마지막으로 바코드 리더부(150)가 데이터 값을 읽고 난후, 지그 이송부(130)가 수평 방향으로 다시 이동될 수 있다. 즉, 배터리 셀이 마킹 위치에 도달되어지면 마킹기(18)가 배터리 측정기(12)로 측정된 값과 생산 시리얼 번호를 컨트롤러(17)로부터 넘겨 받아 마킹하게 될 수 있다. 물론, 이러한 정보 역시 컨트롤러(17)가 컴퓨터(21)에 전송하여, 컴퓨터(21)가 이를 기록/저장한다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템(100)은 작은 공간 내에서 배터리 셀의 인식, 전압 및 저항의 측정, 기록/마킹 및 컴퓨터(21)로의 저장을 자동으로 수행할 수 있고, 이때 배터리 셀마다 동일한 조건으로 전압 및 저항을 측정하기 때문에, 배터리 셀마다 측정값 편차가 없게 될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템(100) 중 탐침봉 이송부(140)의 주요 구성을 도시한 사시도이다.
탐침봉 이송부(140)는 지그 이송부(130)의 상부에 설치되어, 셀 지그(120) 내의 배터리 셀의 특성을 탐침으로 측정하도록 하도록 하는 역할을 할 수 있다. 탐침봉 이송부(140)는 수직 레일(141), 수직 블럭(142), 수직 높이 조절부(143) 및 탐침봉 고정대(144)를 포함할 수 있다.
수직 레일(141)은 이송부 수평 지지대(113)에 브라켓(145)을 통하여 고정될 수 있다. 경우에 따라, 수직 레일(141)은 이송부 수평 지지대(113)에서 원하는 수평 방향으로 위치 변경되어 고정될 수 있다. 여기서, 이송부 수평 지지대(113) 역시 브라켓(146)을 통해 수평 프레임(112)에 고정될 수 있다.
수직 블럭(142)은 수직 레일(141)에 결합되어 수직 방향으로 왕복 이송할 수 있다. 이를 위해, 수직 레일(141)의 상단에는 수직 블럭(142)을 기어 또는 벨트 등으로 구동시키는 전동 모터(147) 등이 더 결합될 수 있다.
수직 높이 조절부(143)는 수직 블럭(142)과 탐침봉 고정대(144)의 사이에 결합되어, 탐침봉 고정대(144)의 수직 높이를 조절할 수 있도록 할 수 있다. 이를 위해, 수직 높이 조절부(143)는 수직 블럭(142)에 결합되는 고정 블럭(143a)과, 고정 블럭(143a)에 관통 결합된 수직축(143b)과, 수직축(143b)이 고정 블럭(143a)에 수직 높이가 조절된 채 고정되도록 하는 고정 손잡이(143c)를 포함할 수 있다.
작업자는 고정 손잡이(143c)를 풀고, 고정 블럭(143a) 내에서 수직축(143b)의 수직 높이를 조절한 후, 다시 고정 손잡이(143c)를 잠궈서 고정 블럭(143a) 내에 수직축(143b)이 고정되도록 할 수 있다.
탐침봉 고정대(144)는 수직 높이 조절부(143) 중 수직축(143b)에 고정될 수 있다. 탐침봉 고정대(144)는 수평축(144a)과, 수평축(144a)의 단부에 설치된 탐침봉 고정기(144b)와, 수평축(144a)에 고정되어 탐침봉 고정대(144)의 높이를 센싱하는 센서 브라켓(144c)을 포함할 수 있다.
탐침봉 고정기(144b)는 수평축(144a)의 양단에 각각 형성되며, 이러한 탐침봉 고정기(144b)에 양극 탐침봉(미도시) 및 음극 탐침봉(미도시)이 각각 고정될 수 있다. 이러한 양극/음극 탐침봉은 배터리 측정기(12)에 연결된다.
더불어, 센서 브라켓(144c)은 탐침봉 고정대(144)가 하강할 경우, 배터리 셀에 먼저 접촉하며, 이를 통해 컨트롤러(17)는 탐침봉 고정대(144)의 하강 높이를 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템(100) 중 바코드 리더부(150)의 주요 구성을 도시한 사시도이다.
바코드 리더부(150)는 탐침봉 이송부(140)의 일측으로서 지그 이송부(130)의 상부에 설치되어 셀 지그(120)에 수용된 배터리 셀의 바코드를 읽는다. 바코드 리더부(150)는 수직대(151) 및 바코드 리더(22)를 포함할 수 있다.
수직대(151)는 리더부 수평 지지대(114)에 브라켓(152)을 통하여 고정될 수 있다. 경우에 따라, 수직대(151)는 리더부 수평 지지대(114)에서 원하는 수평 방향으로 위치 변경되어 고정될 수 있다. 여기서, 리더부 수평 지지대(114) 역시 브라켓(153)을 통해 수평 프레임(112)에 고정될 수 있다.
바코드 리더(22)는 수직대(151)의 하단에 고정될 수 있다. 이러한 바코드 리더(22)는 배터리 셀에 인쇄된 QR 코드, 1차원 또는 2차원의 바코드 등을 읽음으로써, 컨트롤러(17)가 측정되는 배터리 셀의 종류, 제조 회사, 제조일 등을 인식하도록 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템(100) 중 마킹부(160)의 주요 구성을 도시한 사시도이다.
마킹부(160)는 바코드 리더부(150)의 일측으로서 지그 이송부(130)의 상부에 설치되어 셀 지그(120)에 수용된 배터리 셀에 측정된 배터리 셀의 특성값을 마킹하도록 할 수 있다. 마킹부(160)는 수직대(161), 수직 높이 조절부(162) 및 잉크젯 또는 레이저 마킹기(18)를 포함할 수 있다.
수직대(161)는 마킹부 수평 지지대(115)에 브라켓(163)을 통하여 고정될 수 있다. 경우에 따라, 수직대(161)는 마킹부 수평 지지대(115)에서 원하는 수평 방향으로 위치 변경되어 고정될 수 있다. 여기서, 마킹부 수평 지지대(115) 역시 브라켓(164)을 통해 수평 프레임(112)에 고정될 수 있다.
수직 높이 조절부(162)는 수직대(161)와 마킹기(18)의 사이에 결합되어, 마킹기(18)의 수직 높이를 조절할 수 있도록 할 수 있다. 이를 위해, 수직 높이 조절부(162)는 수직대(161)에 결합되는 고정 블럭(162a)과, 고정 블럭(143a)에 관통 결합되어 수직 높이 조절이 가능한 수직축(162b)을 포함할 수 있다. 이러한 수직축(162b)에 브라켓(162c)을 통하여 마킹기(18)가 결합될 수 있다. 작업자는 수직축(162b)의 높이를 조절하여 마킹기(18)의 수직 높이를 조절할 수 있다.
마킹기(18)는 수직 높이 조절부(162)의 하단에 고정될 수 있다. 이러한 마킹기(18)는 배터리 셀에 인쇄된 QR 코드, 1차원 또는 2차원의 바코드 등의 정보와 함께 측정된 배터리 셀의 저항 및 전압의 측정값을 잉크 또는 레이저 빔으로 마킹할 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템(100) 중 주요 동작을 촬영한 사진이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 지그 이송부(130) 위에서 셀 지그(120)가 일측으로 이송된 후, 즉, 탐침봉 이송부(140)의 일측으로 이송된 후, 셀 지그(120) 위에 배터리 셀(190)이 안착될 수 있다. 이때, 탐침봉 이송부(140)는 탐침봉(191)을 상부로 이동한 상태를 유지할 수 있다.
이어서 도 7b에 도시된 바와 같이, 지그 이송부(130) 위에서 셀 지그(120)가 타측으로 이송된 후, 즉, 탐침봉 이송부(140)의 하부로 이송된 후, 셀 지그(120) 위의 배터리 셀(190)로 탐침봉 이송부(140)가 하강할 수 있다. 즉, 탐침봉 이송부(140)에 결합된 탐침봉(191)이 배터리 셀(190)의 양극 탭 및 음극 탭에 접촉하여, 배터리 셀(190)의 특성(예를 들면, 전압 및 저항)을 측정할 수 있다.
이어서 도 7c에 도시된 바와 같이, 지그 이송부(130) 위에서 셀 지그(120)가 타측으로 더 이송된 후, 즉, 탐침봉 이송부(140)가 상승한 후, 탐침봉 이송부(140)의 타측으로 더 이송된 후, 바코드 리더부(150)에 의해 배터리 셀의 바코드가 읽혀진다.
이어서 도 7d에 도시된 바와 같이, 지그 이송부(130) 위에서 셀 지그(120)가 타측 끝으로 더 이송된 후, 마킹부(160)가 동작하여 배터리 셀의 표면에 배터리 셀의 특성값을 마킹할 수 있다. 이와 같은 동작 이후, 지그 이송부(130)가 동작함으로써, 셀 지그(120)가 최초의 위치로 복귀할 수 있다. 물론, 이러한 동작 후, 셀 지그(120)로부터 배터리 셀이 제거되고, 다음 배터리 셀에 대한 측정 작업이 수행될 수 있다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 특성 측정 시스템 중 터치 패널의 다양한 입출력 상태를 도시한 개략도이다.
도 8a는 터치 패널에 의한 측정 실행 모니터링 상태를 도시한 것으로, 예를 들면, 상위 메뉴, I/O메뉴, 메인 메뉴, 하위 메뉴 및 보조 메뉴를 포함할 수 있다.
상위 메뉴는 서보 온 램프, 수동 동작 버튼 스위치, 연결 동작 버튼 스위치, 경고 리셋 버튼 스위치, 데이터 저장 버튼 스위치를 포함할 수 있다. I/O 메뉴는 모터 동작에 관련된 I/O 램프를 포함할 수 있다. 메인 메뉴는 리더기의 리딩값과 마킹값 그리고 배터리 셀의 측정 카운트를 포함할 수 있다. 하위 메뉴는 원점 위치 이동 버튼, 실행 동작 버튼 및 데이터 저장 버튼을 포함할 수 있다. 보조 메뉴는 측정 실행 모니터창, 오토창, 좌표 세팅창, 전압저항창, I/O창, 조그창, 데이터 저장창 등을 선택하도록 한다.
도 8b는 터치 패널에 의한 오토창을 도시한 것으로, 예를 들면, 지그 이송부 및/또는 탐침봉 이송부의 이동 좌표 및 속도가 표시될 수 있다.
도 8c는 터치 패널에 의한 좌표 세팅창을 도시한 것으로, 예를 들면, 지그 이송부 및/또는 탐침봉 이송부의 상,하측 좌표 세팅, 좌,우측 좌표 세팅, 배터리 셀의 종류에 따른 좌표 세팅이 표시될 수 있다.
도 8d는 터치 패널에 의한 전압, 저항, 기준값 및 측정 범위 세팅창을 도시한 것으로, 예를 들면, 전압 측정값 범위 세팅, 저항 측정값 세팅, 측정 수량 카운트 세팅이 표시될 수 있다.
도 8e는 터치 패널에 의한 다양한 입출력 모니터 창을 도시한 것으로, 예를 들면, 원점 감지 센서, 정지 신호, 정방향 운전, 역방향 운전, 비상 정지 신호, 시작 버튼 스위치 등이 표시된다.
도 8f는 조그(jog) 수동 조작 창을 도시한 것으로, 지그 이송부 및/또는 탐칭봉 이송부의 조그 수동 조작 상태가 표시된다. 이러한 조그 수동 조작 층을 통하여 지그 이송부 및/또는 탐침봉 이송부의 수직 및 수평 이동 위치가 조정될 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 배터리 특성 측정 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 배터리 특성 측정 시스템
11; 프레임 및 커버 12; 배터리 측정기
13; 셀 지그 14; 터치 패널
15; 유저 인터페이스 패널 16; 지지 구조
17; 컨트롤러 18; 마킹기
19; 동작 구동부 20; 허브
21; 컴퓨터 22; 바코드 리더
101; 베이스 플레이트 110; 지지부
111; 수직 지지대 112; 수평 프레임
113; 이송부 수평 지지대 114; 리더부 수평 지지대
115; 마킹부 수평 지지대 120; 셀 지그
130; 지그 이송부 140; 탐침봉 이송부
141; 수직 레일 142; 수직 블럭
143; 수직 높이 조절부 143a; 고정 블럭
143b; 수직축 143c; 고정 손잡이
144; 탐침봉 고정대 144a; 수평축
144b; 탐침봉 고정기 144c; 센서 브라켓
145,146; 브라켓 147; 전동 모터
150; 바코드 리더부 151; 수직대
152,153; 브라켓 160; 마킹부
161; 수직대 162; 수직축

Claims (8)

  1. 배터리 셀의 특성값을 측정하는 배터리 측정기;
    상기 배터리 셀의 바코드값을 읽는 바코드 리더;
    상기 특성값을 상기 배터리 셀에 마킹하는 마킹기;
    상기 특성값, 상기 바코드값 및 상기 마킹기에 의해 마킹된 마킹값을 저장하는 컴퓨터; 및
    상기 배터리 측정기, 상기 바코드 리더, 상기 마킹기를 제어하고, 상기 특성값, 상기 바코드값 및 상기 마킹값을 상기 컴퓨터에 전송하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러에 의해 제어되는 동작 구동부를 더 포함하고,
    상기 동작 구동부는,
    수직 지지대, 수평 프레임, 이송부 수평 지지대, 리더부 수평 지지대, 및 마킹부 수평 지지대를 포함하는 지지부;
    상기 배터리 셀을 수용하는 셀 지그;
    상기 셀 지그를 수평 방향으로 왕복 이송하는 지그 이송부;
    상기 지그 이송부의 상부에 설치되어 상기 셀 지그 내의 상기 배터리 셀의 특성값을 상기 배터리 측정기가 측정하도록 탐침봉을 수직 방향으로 왕복 이송하는 탐침봉 이송부;
    상기 탐침봉 이송부의 일측으로서 상기 지그 이송부의 상부에 설치되어 상기 바코드 리더가 상기 셀 지그에 수용된 배터리 셀의 바코드값을 읽도록 하는 바코드 리더부;
    상기 바코드 리더부의 일측으로서 상기 지그 이송부의 상부에 설치되어 상기 마킹기가 상기 셀 지그에 수용된 배터리 셀에 상기 특성값 및 상기 바코드값을 마킹하도록 하는 마킹부; 및
    상기 지지부, 상기 셀 지그, 상기 지그 이송부, 상기 탐침봉 이송부, 상기 바코드 리더부 및 상기 마킹부가 설치되는 베이스 플레이트를 포함하고,
    상기 수직 지지대는, 상기 셀 지그 및 상기 지그 이송부 주위의 상기 베이스 플레이트에 수직 방향으로 다수 개가 설치되고,
    상기 수평 프레임은, 상기 수직 지지대 상에 사각 프레임 형태로 설치되고, 다수의 빔이 상기 수직 지지대의 상단에 각각 연결되어 상호 연결되고,
    상기 이송부 수평 지지대는, 상기 지그 이송부의 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 상기 수평 프레임에 결합되며, 상기 탐침봉 이송부가 결합되고,
    상기 리더부 수평 지지대는, 상기 지그 이송부의 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 상기 수평 프레임에 결합되되 상기 이송부 수평 지지대와 이격되어 평행하게 위치하고, 상기 바코드 리더부와 결합되고,
    상기 마킹부 수평 지지대는, 상기 지그 이송부의 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 상기 수평 프레임에 결합되되 상기 리더부 수평 지지대와 이격되어 평행하게 위치하고, 상기 마킹부가 결합되고,
    상기 탐침봉 이송부는,
    브라켓을 통해 상기 이송부 수평 지지대에 수직 방향으로 고정되고, 상기 이송부 수평 지지대에서 수평 방향으로 위치 변경 가능하도록 설치된 수직 레일;
    상기 수직 레일에 결합되어 전동 모터를 통해 수직 방향으로 왕복 이동하는 수직 블럭;
    상기 수직 블럭과 탐침봉 고정대 사이에 결합되어 상기 탐침봉 고정대의 수직 높이를 조절하고, 상기 수직 블럭에 결합되는 고정 블럭, 상기 고정 블럭에 관통 결합된 수직축과, 상기 수직축이 상기 고정 블럭에 수직 높이가 조절된 채 고정되도록 하는 고정 손잡이를 포함하는 수직 높이 조절부; 및
    상기 수직축에 고정되고, 수평축, 상기 수평축의 단부에 설치된 탐침봉 고정기, 상기 수평축에 고정되어 상기 탐침봉 고정대의 높이를 센싱하는 센서 브라켓을 포함하는 상기 탐침봉 고정대를 포함하고,
    상기 탐침봉 고정기는 상기 수평축의 양단에 각각 형성되며, 양극 탐침봉 및 음극 탐침봉이 고정되고,
    상기 센서 브라켓은 상기 탐침봉 고정대가 하강할 경우 상기 배터리 셀에 먼저 접촉하며, 상기 컨트롤러는 상기 탐침봉 고정대의 하강 높이를 제어함을 특징으로 하는 배터리 특성 측정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 특성값은 상기 배터리 셀의 전압 및 저항을 포함함을 특징으로 하는 배터리 특성 측정 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러에 연결된 유저 인터페이스 패널을 더 포함하고,
    상기 유저 인터페이스 패널은
    상기 배터리 특성 측정 시스템을 비상 정지하는 비상 정지 버튼 스위치;
    상기 배터리 특성 측정 시스템을 시작하는 시작 버튼 스위치;
    상기 배터리 특성 측정 시스템을 정지하는 정지 버튼 스위치; 및
    상기 배터리 특성 측정 시스템의 속도를 조절하는 속도 조절기를 포함함을 특징으로 하는 배터리 특성 측정 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러에 연결된 터치 패널을 더 포함하고,
    상기 터치 패널은 측정 실행 모니터링창, 좌표 세팅창, 전압 및 저항의 기준값 세팅창 및 입출력 모니터링창중 적어도 어느 하나를 제공함을 특징으로 하는 배터리 특성 측정 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 측정기 및 상기 마킹기는 상기 컨트롤러에 직렬 통신 방식으로 상호간 통신 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 특성 측정 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    허브를 더 포함하고,
    상기 허브를 통하여 상기 바코드 리더 및 상기 컴퓨터가 상기 컨트롤러에 이더넷 방식으로 상호간 통신 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 특성 측정 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 지그 이송부가 수평 방향으로 설치되며, 상기 지그 이송부 위에 상기 탐침봉 이송부, 상기 바코드 리더부 및 상기 마킹부가 수평 방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 배터리 특성 측정 시스템.
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