KR102354867B1 - 엔드 플레이트, 이러한 엔드 플레이트를 포함하는 배터리 모듈과 배터리 팩 및 배터리 모듈 자동 조립 장치 - Google Patents

엔드 플레이트, 이러한 엔드 플레이트를 포함하는 배터리 모듈과 배터리 팩 및 배터리 모듈 자동 조립 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 엔드 플레이트는 복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 셀 조립체의 상면을 제외한 나머지 면에 장착되는 엔드 플레이트로서, 상기 배터리 셀 조립체의 양쪽 측면부를 지지하며 상호 대향하는 형태로 마련된 제1 및 제2 사이드 플레이트; 및 상기 배터리 셀 조립체의 하부를 커버하며 상기 제1 및 제2 사이드 플레이트의 하부 모서리를 서로 연결하는 베이스 플레이트를 포함해, 상기 엔드 플레이트는 상부가 개구를 이루어 상기 배터리 셀 조립체를 상부로 삽입하여 내부에 위치시키는 것이고, 상기 제1 및 제2 사이드 플레이트 중 적어도 어느 하나의 상부 모서리에는 상기 배터리 셀 조립체를 상기 엔드 플레이트 상부로 삽입하여 내부에 위치시키는 동안 상기 배터리 셀 조립체의 양쪽 측면부 중 적어도 어느 한 쪽을 파지하는 그리퍼를 상부로부터 삽입하여 가이드할 수 있도록 하는 삽입홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

엔드 플레이트, 이러한 엔드 플레이트를 포함하는 배터리 모듈과 배터리 팩 및 배터리 모듈 자동 조립 장치{END PLATE, BATTERY MODULE AND BATTERY PACK COMPRISING THE SAME AND BATTERY MODULE AUTO-MANUFACTURING APPARATUS}
본 발명은 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것으로, 특히 배터리 모듈에 포함되는 부품인 엔드 플레이트(end plate), 이러한 엔드 플레이트를 포함하는 배터리 모듈과 배터리 팩에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 엔드 플레이트를 이용함으로써 가능해지는 배터리 모듈 자동 조립 장치 및 조립 방법에 관한 것이기도 하다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.5V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 배터리 모듈에 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다. 이처럼 종래 배터리 모듈의 경우, 출력 전압 또는 충방전 용량을 높이기 위해 직렬/병렬로 연결된 복수 개의 배터리 셀을 포함하는 배터리 셀 조립체로 구성될 수 있다. 또한, 배터리 모듈은 상기 배터리 셀 조립체의 외형을 고정시키고 외부 충격으로부터 배터리 셀 조립체를 보호하는 역할을 하는 엔드 플레이트를 더 포함한다. 그 중에 대략 직육면체 형상인 배터리 셀 조립체의 하면과 전후면을 제외한 삼면을 둘러싸도록 하방이 개방된 형태의 엔드 플레이트에 대해서는 본 출원인의 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0142338호 또는 제10-2017-0053434호 등을 참고할 수 있다.
이러한 엔드 플레이트를 배터리 셀 조립체에 결합하는 작업은 배터리 모듈 조립 라인에서 이루어진다. 이러한 조립 라인의 구성은 필요에 따라 달라질 수 있으나, 일반적으로 바텀 플레이트(bottom plate) 준비, 상기 바텀 플레이트 상에 배터리 셀 조립체 장착, 엔드 플레이트의 개방된 하방을 상기 배터리 셀 조립체 상부에 삽입, 상기 바텀 플레이트와 엔드 플레이트 결합 등의 공정을 순차적으로 수행하는 라인으로 구성된다.
그러나, 상기와 같은 공정들 대다수가 수동으로 진행되므로, 많은 작업 인원이 필요하고, 그에 따라 배터리 모듈의 제조 비용이 증가하고 생산성이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서, 이보다 진일보한 방법으로서, 배터리 모듈을 조립할 때 자동화 시스템이 요구되고 있다.
도 1은 종래 배터리 모듈 조립 공정에서 엔드 플레이트의 개방된 하방을 배터리 셀 조립체 상부에 삽입하는 경우를 도시한다.
이러한 공정을 자동화하려면 배터리 셀 조립체(1)를 적당한 파지기구(미도시)로 잡아 엔드 플레이트(2)에 자동 삽입하는 공정을 개발하여야 한다. 그러나 종래의 엔드 플레이트(2)는 배터리 셀 조립체(1)의 측면에 접하는 측부(3)가 도시한 바와 같이 막혀 있어, 배터리 셀 조립체(1) 측면을 파지기구로 잡아 엔드 플레이트(2)에 삽입하려고 해도 파지기구와 측부(3)간에 충돌(C)이 불가피해 자동 삽입이 불가한 문제가 있다. 파지기구를 억지로 사용하기 위해서는 엔드 플레이트(2) 측부(3)를 일정 부분 벌려서 삽입해야만 할 것이고, 삽입 후에는 물리적으로 엔드 플레이트(2)가 변형되고 말 여지가 있어 바람직하지 않다.
이처럼, 종래에는 엔드 플레이트의 형상이 배터리 모듈 조립 라인을 자동화함에 있어서 큰 제약 요인 중의 하나이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 배터리 모듈 조립 라인 자동화에 적합한 엔드 플레이트를 개발하여, 이를 포함하는 배터리 모듈 및 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 이러한 엔드 플레이트를 이용한 배터리 모듈 자동 조립 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 엔드 플레이트는 복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 셀 조립체의 상면을 제외한 나머지 면에 장착되는 엔드 플레이트로서, 상기 배터리 셀 조립체의 양쪽 측면부를 지지하며 상호 대향하는 형태로 마련된 제1 및 제2 사이드 플레이트(side plate); 및 상기 배터리 셀 조립체의 하부를 커버하며 상기 제1 및 제2 사이드 플레이트의 하부 모서리를 서로 연결하는 베이스 플레이트(base plate)를 포함해, 상기 엔드 플레이트는 상부가 개구를 이루어 상기 배터리 셀 조립체를 상부로 삽입하여 내부에 위치시키는 것이고, 상기 제1 및 제2 사이드 플레이트 중 적어도 어느 하나의 상부 모서리에는 상기 배터리 셀 조립체를 상기 엔드 플레이트 상부로 삽입하여 내부에 위치시키는 동안 상기 배터리 셀 조립체의 양쪽 측면부 중 적어도 어느 한 쪽을 파지하는 그리퍼(gripper)를 상부로부터 삽입하여 가이드할 수 있도록 하는 삽입홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 삽입홈은 상기 제1 및 제2 사이드 플레이트 중 적어도 어느 하나의 상부 모서리 정중앙에 하방으로 형성되고, 상기 그리퍼가 상기 배터리 셀 조립체를 상기 엔드 플레이트 내부에 위치시키면 상기 배터리 셀 조립체를 파지하고 있는 상기 그리퍼 주변으로 상기 삽입홈과 허용 범위 내의 간격을 가질 수 있는 크기로 형성된 것임이 바람직하다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 본 발명에 따른 엔드 플레이트; 상기 엔드 플레이트 내부에 위치하고 복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 셀 조립체; 및 상기 배터리 셀 조립체의 상부에 위치하며 상기 엔드 플레이트의 제1 및 제2 사이드 플레이트의 상부 모서리를 서로 연결하는 탑 플레이트(top plate);를 포함한다.
본 발명에 따른 배터리 팩은 본 발명에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함한다.
상기 다른 목적을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 배터리 모듈 자동 조립 장치는 본 발명에 따른 엔드 플레이트의 개구가 상부를 향하도록 작업 위치에 놓이면 상기 엔드 플레이트를 고정하는 고정 부재; 및 복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 셀 조립체의 양쪽 측면부 중 적어도 어느 한 쪽을 파지하는 그리퍼를 포함해 상기 배터리 셀 조립체를 파지하여 상기 엔드 플레이트 상부로 삽입하여 내부에 위치시키는 배터리 셀 조립체 파지 부재;를 포함하며, 상기 파지 부재가 상기 배터리 셀 조립체를 상기 엔드 플레이트 상부로 삽입하여 내부에 위치시키는 동안 상기 그리퍼가 상기 엔드 플레이트의 삽입홈에 삽입되어 가이드되는 것을 특징으로 한다.
상기 그리퍼는 상기 배터리 셀 조립체의 양쪽 측면부 중 적어도 어느 한 쪽에 밀착된 상태로 상기 배터리 셀 조립체를 고정시키며 상기 파지 부재는 상기 그리퍼의 전후좌우상하 구동을 시키는 기구부를 포함하며, 상기 배터리 셀 조립체의 하면이 상기 엔드 플레이트의 베이스 플레이트에 도달하면 상기 배터리 셀 조립체에 대한 상기 그리퍼의 밀착이 해제되고, 상기 그리퍼는 상기 삽입홈을 따라 상부로 이동하거나 상기 배터리 셀 조립체 측면부로부터 바깥쪽으로 멀어지게 이동하여 다음 배터리 셀 조립체의 삽입을 준비하는 상태로 돌아가는 것임이 바람직하다.
여기서, 상기 기구부는 로봇 엑츄에이터일 수 있다.
본 발명의 배터리 모듈 자동 조립 장치에 있어서, 엔드 플레이트 공급 부재, 배터리 셀 조립체 공급 부재 및 탑 플레이트 공급 부재 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
예를 들어 본 발명의 배터리 모듈 자동 조립 장치는 엔드 플레이트 공급 부재를 더 포함할 수 있다. 이러한 엔드 플레이트 공급 부재는, 상기 엔드 플레이트가 적재되는 엔드 플레이트 적재함; 및 상기 엔드 플레이트 적재함에 적재된 엔드 플레이트를 상기 작업 위치로 이송시키는 엔드 플레이트 이송로봇;을 포함하거나, 상기 엔드 플레이트가 적재되는 엔드 플레이트 적재함; 상기 작업 위치를 지나가도록 마련된 컨베이어 부재; 및 상기 컨베이어 부재 위에 상기 엔드 플레이트를 순차 적재하는 적재로봇;을 포함할 수 있다.
다른 예를 들어, 본 발명의 배터리 모듈 자동 조립 장치는 배터리 셀 조립체 공급 부재를 더 포함할 수 있다. 이러한 배터리 셀 조립체 공급 부재는, 상기 배터리 셀 조립체가 적재되는 배터리 셀 조립체 적재함; 상기 배터리 셀 조립체를 운반하기 위한 다른 컨베이어 부재; 및 상기 다른 컨베이어 부재 위에 상기 배터리 셀 조립체를 순차 적재하는 다른 적재로봇;을 포함할 수 있다.
또 다른 예를 들어 본 발명의 배터리 모듈 자동 조립 장치는 탑 플레이트 공급 부재를 더 포함할 수 있다. 이러한 탑 플레이트 공급 부재는 상기 배터리 셀 조립체의 상부에 위치하며 상기 엔드 플레이트의 제1 및 제2 사이드 플레이트의 상부 모서리를 서로 연결하는 탑 플레이트가 적재되는 탑 플레이트 적재함; 및 상기 엔드 플레이트 내부에 위치하는 상기 배터리 셀 조립체 상부로 상기 탑 플레이트를 공급하는 탑 플레이트 이송로봇;을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈 자동 조립 장치에 있어서, 상기 엔드 플레이트 또는 상기 배터리 셀 조립체의 정렬 또는 위치를 조절하는 교정 부재를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈 자동 조립 장치에 있어서, 상기 각 부재의 동작을 제어하는 전자 제어 장치(electronic control system)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 삽입홈이 형성된 엔드 플레이트를 이용하여 배터리 모듈 조립 라인을 자동화할 수 있다. 그리퍼를 이용해 배터리 셀 조립체를 파지하여 추가적으로 엔드 플레이트를 벌리는 공정없이 엔드 플레이트에 배터리 셀 조립체를 안착시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 배터리 모듈의 조립이 용이하게 수행될 수 있어, 공정성 및 생산성이 우수해진다.
본 발명에 따르면, 엔드 플레이트와 배터리 셀 조립체의 결합 작업을 자동화함으로써 생산성을 향상시키고, 정교한 자동화 작업으로 배터리 모듈의 성능이 향상됨은 물론, 인력 감소로 생산 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래 배터리 모듈 조립 공정에서 엔드 플레이트의 개방된 하방을 배터리 셀 조립체 상부에 삽입하는 경우를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔드 플레이트의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엔드 플레이트의 사시도이다.
도 4는 도 3의 엔드 플레이트의 사용 방법을 설명하기 위해 배터리 셀 조립체까지 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 정면도이다.
도 6은 도 4의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈 자동 조립 장치의 블록도이다.
도 8은 도 7의 장치를 이용한 배터리 모듈 자동 조립 공정의 순서도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈 자동 조립 장치의 블록도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈 자동 조립 장치의 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔드 플레이트의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엔드 플레이트의 사시도이다. 도 4는 도 3의 엔드 플레이트의 사용 방법을 설명하기 위해 배터리 셀 조립체까지 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 정면도이며, 도 6은 도 4의 측면도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 엔드 플레이트(10, 100)는 복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 셀 조립체(30)의 상면(T)을 제외한 나머지 면에 장착되는 것으로서, 배터리 셀 조립체(30)의 양쪽 측면부(S)를 지지하며 상호 대향하는 형태로 마련된 제1 및 제2 사이드 플레이트(12, 14) 및 배터리 셀 조립체(30)의 하부(B)를 커버하며 제1 및 제2 사이드 플레이트(12, 14)의 하부 모서리를 서로 연결하는 베이스 플레이트(16)를 포함한다.
이와 같이 하여 엔드 플레이트(10, 100)는 상부가 개구를 이루게 된다. 이러한 엔드 플레이트(10, 100)는 배터리 셀 조립체(30)를 상부로 삽입하여 내부에 위치시키는 것이다. 제1 및 제2 사이드 플레이트(12, 14) 중 적어도 어느 하나의 상부 모서리에는 배터리 셀 조립체(30)를 엔드 플레이트(10, 100) 상부로 삽입하여 내부에 위치시키는 동안 배터리 셀 조립체(30)의 양쪽 측면부(S) 중 적어도 어느 한 쪽을 파지하는 그리퍼(50)를 상부로부터 삽입하여 가이드할 수 있도록 하는 삽입홈(H)이 형성되어 있다. 삽입홈(H)은 예컨대 노칭(notching) 구조이다.
도 2의 엔드 플레이트(10)는 삽입홈(H)이 제1 사이드 플레이트(12)에만 형성되어 있고, 도 3의 엔드 플레이트(100)는 삽입홈(H)이 제1 및 제2 사이드 플레이트(12, 14)에 형성되어 있다. 제1 및 제2 사이드 플레이트(12, 14)에 형성되어 있는 삽입홈(H)끼리는 서로 같은 형상이고 상호 대향한다. 도 4에 도시한 것과 같이 그리퍼(50)가 한 쌍인 경우에 도 3의 엔드 플레이트(100)를 사용할 수 있다. 이러한 그리퍼(50)가 하나만 구비되는 경우에는 도 2의 엔드 플레이트(10)를 사용할 수 있다. 그리퍼(50)가 하나만 구비되는 경우에는 도 3의 엔드 플레이트(100)도 사용할 수 있다. 삽입홈(H)은 제1 사이드 플레이트(12)가 아닌 제2 사이드 플레이트(14)에만 형성될 수도 있다.
엔드 플레이트(10, 100)는 배터리 셀 조립체(30)의 외형을 고정시키고 외부 충격으로부터 배터리 셀 조립체(30)를 보호하는 역할을 하는 것으로, 본 실시예들에서는 특히 대략 직육면체 형상인 배터리 셀 조립체(30)의 상면(T)과 전면(F), 후면(R)을 제외한 나머지 삼면을 둘러싸도록 하는 형상의 엔드 플레이트(10, 100)를 예로 들었다. 하지만, 배터리 셀 조립체(30)의 전면(F) 및/또는 후면(R)을 더 둘러싸도록 하는 다른 형상의 엔드 플레이트도, 상기와 같은 삽입홈(H)을 제1 및 제2 사이드 플레이트(12, 14) 중 적어도 어느 하나의 상부 모서리에 구비한다면 본 발명의 실시예에 해당하는 것이다.
엔드 플레이트(10, 100)는 열전도성 재질로 이루어져 배터리 셀 조립체(30)의 열을 흡수해 외부로 발산하는 역할을 할 수 있도록 함이 바람직하다. 이를 위해, 엔드 플레이트(10, 100)는 금속 소재로 이루어진 것일 수 있다. 금속 소재는 열전도성이 우수하므로 그 전체로서 방열 기능을 수행할 수 있게 된다. 엔드 플레이트(10, 100)의 재질은 모든 금속 소재가 가능하지만, 열전도성, 가공성, 비용 등을 고려하였을 때 SUS 계열 또는 알루미늄 계열이 사용되는 것이 바람직하다.
엔드 플레이트(10, 100)에서 제1 및 제2 사이드 플레이트(12, 14)는 배터리 셀 조립체(30)의 양쪽 측면부(S)에 배치되어 한 쌍을 이룬다. 제1 및 제2 사이드 플레이트(12, 14)는 서로 마주보며, 삽입홈(H) 형성 여부를 제외하고는 대략 동일한 형상 및 크기를 가질 수 있다.
베이스 플레이트(16)는 배터리 셀 조립체(30)의 하부(B)를 커버한다. 이를 위해, 베이스 플레이트(16)는 배터리 셀 조립체(30)의 하부(B)를 모두 커버할 수 있는 크기 및 형상을 가질 수 있다. 도시한 예는 대략 평판 형상의 베이스 플레이트(16)이지만, 베이스 플레이트(16)는 배터리 셀 조립체(30)의 하측을 일부만 커버할 수 있는 띠(strap) 형상이어도 되고, 이러한 띠는 한 개 이상일 수 있다.
제1 및 제2 사이드 플레이트(12, 14)와 베이스 플레이트(16)는 서로 용접으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 사이드 플레이트(12)와 베이스 플레이트(16) 사이 및 제2 사이드 플레이트(14)와 베이스 플레이트(16) 사이는 서로의 단부가 겹쳐지지 않고 모서리가 서로 맞대어진 상태에서 마찰교반용접(friction stir welding)에 의해 단면이 서로 용접될 수 있다. 다른 예로, 제1 및 제2 사이드 플레이트(12, 14)와 베이스 플레이트(16)는 서로 본딩되거나, 일체형으로 형성되거나, 경첩 구조로 결합되어 있을 수 있다.
엔드 플레이트(10, 100)는 제1 및 제2 사이드 플레이트(12, 14) 중 적어도 어느 하나의 상부 모서리에 삽입홈(H)이 형성되어 있다는 것이 종래의 엔드 플레이트와 구별되는 큰 특징인데, 이러한 삽입홈(H)이 단순 설계 변경이나 디자인적인 변경이 아니라는 점에 대해서는, 삽입홈(H)이 양측에 형성된 엔드 플레이트(100)를 도시하고 있는 도 4 내지 도 6을 더 참조하여 설명하도록 한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 우선, 배터리 셀 조립체(30)는, 복수 개의 배터리 셀들(32)을 포함할 수 있다. 복수 개의 배터리 셀들(32)은 상호 전기적으로 연결될 수 있게 적층될 수 있다. 여기서, 복수 개의 배터리 셀들(32)의 전극 리드들(34)은 서로 전기적으로 연결되어 있다.
전술한 바와 같이, 엔드 플레이트(100)는 상부가 개구를 이루어 배터리 셀 조립체(30)를 상부로 삽입하여(화살표 방향) 내부에 위치시키는 것이다. 배터리 셀 조립체(30)가 엔드 플레이트(100) 내부로 하강시, 배터리 셀 조립체(30)의 양쪽 측면부(S)를 파지하는 그리퍼(50)가 엔드 플레이트(100)의 제1 및 제2 사이드 플레이트(12, 14)와 충돌하지 않도록, 삽입홈(H)이 형성되는 것이다. 삽입홈(H)은 배터리 셀 조립체(30)를 엔드 플레이트(100) 상부로 삽입하여 내부에 위치시키는 동안 그리퍼(50)를 상부로부터 삽입하여 가이드할 수 있도록 한다. 이에 따라, 엔드 플레이트(100)에 배터리 셀 조립체(30)를 결합할 때에 작업자의 손을 빌리지 않고 그리퍼(50)와 같은 장치를 이용해 배터리 모듈 제조 공정을 자동화할 수 있게 된다.
이처럼, 본 발명은 구조적으로 엔드 플레이트(10, 100)의 제1 및 제2 사이드 플레이트(12, 14) 중 적어도 어느 하나에 삽입홈(H)을 더 형성한 간단한 변경이라고도 볼 수 있지만, 이러한 삽입홈(H)을 형성함으로써 기존에는 불가했던 배터리 모듈 제조 공정을 자동화시킬 수 있다는 측면에서 현저하고 탁월한 효과가 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈 자동 조립 장치의 블록도이고, 도 8은 도 7의 장치를 이용한 배터리 모듈 자동 조립 공정의 순서도이다. 앞의 도면들과 함께 도 7 및 도 8을 더 참조하여 본 발명에 따른 배터리 모듈 자동 조립 장치 및 조립 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
우선 도 7을 참조하면, 배터리 모듈 자동 조립 장치(200)는 본 발명에 따른 엔드 플레이트(10, 100)의 개구가 상부를 향하도록 작업 위치(212)에 놓이면 상기 엔드 플레이트(10, 100)를 고정하는 고정 부재(214) 및 배터리 셀 조립체(30)를 파지하여 엔드 플레이트(10, 100) 상부로 삽입하여 내부에 위치시키는 배터리 셀 조립체 파지 부재(220)를 포함한다.
고정 부재(214)는 작업 도중에 엔드 플레이트(10, 100)가 작업 위치(212)를 이탈하지 않고 정해진 위치에서 목표된 공정이 종료될 수 있도록 유지하기 위한 것이다. 고정 부재(214)는 엔드 플레이트(10, 100)의 양측에서 잡아주는 형태일 수도 있고, 작업 위치(212)에 마련되며 엔드 플레이트(10, 100)의 형상에 맞춰 제작된 홈 구조일 수도 있다. 반대로 작업 위치(212)에 마련되어 안쪽에 엔드 플레이트(10, 100)를 가두어 고정하는 걸림턱일 수도 있다.
파지 부재(220)는 앞서 설명한 바와 같이 배터리 셀 조립체(30)의 양쪽 측면부(S) 중 적어도 어느 한 쪽을 파지하는 그리퍼(50)를 기본적으로 포함하며, 상기 그리퍼(50)의 전후좌우상하 구동을 시키는 기구부(222)도 포함한다.
그리퍼(50)는 배터리 셀 조립체(30)의 양쪽 측면부(S) 중 적어도 어느 한 쪽에 밀착된 상태로 배터리 셀 조립체(30)를 고정시킨다. 그리퍼(50)는 진공 흡착, 집게 등의 방식을 취할 수 있으나, 배터리 셀 조립체(30) 표면에 대한 손상을 최소화하기 위해 진공 흡착 방식이 바람직할 수 있다. 특히 그리퍼(50)가 한 개만 구비되는 실시예의 경우 그리퍼(50)는 진공 흡착 방식이다.
그리퍼(50)가 배터리 셀 조립체(30)를 고정하고 엔드 플레이트(10, 100)에 삽입하기 위하여 기구부(222)가 동작한다. 여기서, 기구부(222)는 로봇 엑츄에이터일 수 있다. 로봇 엑츄에이터는 직각 좌표 로봇일 수 있다. 직각 좌표 로봇은 작업의 정도가 높고 제어가 쉽다. 로봇 엑츄에이터는 원통 작업 로봇일 수 있다. 원통 작업 로봇은 작업의 영역이 넓고 수평면에서 좌표변환 자세 제어가 필요하다. 로봇 엑츄에이터는 다관절 로봇일 수 있다. 다관절 로봇은 제어가 복잡할 수는 있으나 복잡한 작업을 할 수 있다.
기구부(222)는 직각 좌표 로봇인 것이 가장 바람직하다. 이 때, 배터리 셀 조립체(30)와 엔드 플레이트(10, 100)의 정렬 상태에 따라, 직각 좌표 로봇인 기구부(222)는 일축 또는 이축으로 구성할 수 있다. 일축의 경우 일 방향으로 놓이는 주행축과, 그 주행축을 따라 주행하는 몸체를 포함할 수 있고 그 몸체에 그리퍼(50)가 장착된다. 이축의 경우 상기 주행축과 직교하는 다른 방향으로 놓이는 다른 추행축을 더 포함한다. 몸체는 이러한 주행축을 따라 주행하고, 서보 모터(미도시) 등의 구동원을 포함할 수 있다. 몸체는 공압 실린더에 연결되어 상하로 왕복운동할 수 있게 된다. 이에 따라, 그리퍼(50)는 전후좌우상하 구동이 가능해진다.
파지 부재(220)가 작동해 배터리 셀 조립체(30)를 엔드 플레이트(10, 100) 상부로 삽입하여 내부에 위치시키는 동안 그리퍼(50)는 엔드 플레이트(10, 100)의 삽입홈(H)에 삽입되어 가이드된다. 배터리 셀 조립체(30)의 하면(B)이 엔드 플레이트(10, 100)의 베이스 플레이트(16)에 도달하면, 즉 배터리 셀 조립체(30)이 안착되면, 배터리 셀 조립체(30)에 대한 그리퍼(50)의 밀착이 해제된다. 그리퍼(50)는 삽입홈(H)을 따라 상부로 이동하여 배터리 셀 조립체(30)와 멀어질 수 있다. 대신에 그리퍼(50)는 배터리 셀 조립체(30) 측면부로부터 바깥쪽으로 멀어지게 이동할 수 있다. 이와 같이 그리퍼(50)가 배터리 셀 조립체(30)를 엔드 플레이트(10, 100) 내부에 놓고 밀착 해제 후 멀어지게 하여, 다음 배터리 셀 조립체의 삽입을 준비하는 상태로 돌아가도록 할 수 있다.
도 8을 참조하여 도 3과 같은 엔드 플레이트(100) 및 도 7과 같은 배터리 모듈 자동 조립 장치(200)를 이용한 배터리 모듈 자동 조립 공정의 순서를 살펴본다.
도 8의 (A) 단계에서 그리퍼(50)는 기구부(도 7의 222)에 의해 전후좌우상하 구동이 되면서 배터리 셀 조립체(30) 양쪽 측면부(S)를 파지하기 위한 준비 상태가 된다. 도 8의 (B) 단계에서 그리퍼(50)는 배터리 셀 조립체(30)의 양쪽 측면부(S)에 밀착된 상태로 배터리 셀 조립체(30)를 고정시킨다.
도 8의 (C) 단계에서, 엔드 플레이트(100)는 개구가 상부를 향하도록 작업 위치(도 7의 212)에 놓인다. 그리퍼(50)를 통한 삽입 공정이 이루어지는 동안 엔드 플레이트(100)의 위치가 틀어지지 않도록 고정 부재(도 7의 214)가 엔드 플레이트(100)를 고정하게 한다. 다음, 그리퍼(50)는 배터리 셀 조립체(30)를 엔드 플레이트(100)의 상부로 삽입하여(화살표 방향), (D) 단계에서와 같이, 엔드 플레이트(100) 내부에 배터리 셀 조립체(30)를 위치시킨다.
배터리 셀 조립체(30)를 엔드 플레이트(100)에 자동으로 삽입하려면 도 8의 (D) 상태와 같이 되어야 하기 때문에, 엔드 플레이트(100)의 삽입홈(H)은 그리퍼(50)가 배터리 셀 조립체(30)를 엔드 플레이트(100) 내부에 위치시키면 배터리 셀 조립체(30)를 파지하고 있는 그리퍼(50) 주변으로 허용 범위 내의 간격(d, d')을 가질 수 있는 크기로 형성된 것임이 바람직하다. 간격(d)는 그리퍼(50) 측면과 삽입홈(H) 측벽 사이의 간격이고, 간격(d')는 그리퍼(50) 하면과 삽입홈(H) 바닥 사이의 간격이며, 간격(d)와 간격(d')는 그리퍼(50)를 움직이는 기구부(222)의 작업 공차를 고려하여 결정할 수 있다.
도 8의 (D)와 같이 배터리 셀 조립체(30)의 하면(B)이 엔드 플레이트(100)의 베이스 플레이트(16)에 도달하면, 다음으로, 배터리 셀 조립체(30)에 대한 그리퍼(50)의 밀착이 해제되고, 그리퍼(50)는 삽입홈(H)을 따라 상부로 이동하거나 배터리 셀 조립체(30) 측면부로부터 바깥쪽으로 멀어지게 이동하여 다음 배터리 셀 조립체의 삽입을 준비하는 상태로 돌아간다. 엔드 플레이트(100) 내부에는 배터리 셀 조립체(30)가 결합되어 있어 다음 공정에 투입될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 사시도이다.
도 9의 배터리 모듈(300)은, 본 발명에 따른 엔드 플레이트(100), 엔드 플레이트(100) 내부에 위치하고 복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 셀 조립체(30), 및 배터리 셀 조립체(30)의 상부에 위치하며 엔드 플레이트(100)의 제1 및 제2 사이드 플레이트(12, 14)의 상부 모서리를 서로 연결하는 탑 플레이트(310)를 포함한다. 또한, 바람직하기로, 배터리 셀 조립체(30)의 전방 및 후방을 각각 막아 보호하는 프론트 커버(312)와 리어 커버(314)를 더 포함한다. 탑 플레이트(310)와 프론트 커버(312)와 리어 커버(314)는 일체형일 수도 있고 별개의 부재일 수도 있으며, 용접이나 본딩의 방법으로 엔드 플레이트(100)에 조립될 수 있다. 또한, 배터리 모듈(300)은, 그 내부에, 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS, 전류 센서, 퓨즈 등, 전압 센싱 장치 등이 더 포함될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 배터리 팩(400)은, 앞선 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈(300) 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(300)을 패키징하는 팩 케이스(412)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩(400)은, 이러한 배터리 모듈(300)과 팩 케이스(412) 이외에 배터리 모듈(300)의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS, 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.
이러한 배터리 팩(400)은 자동차의 연료원으로써, 자동차에 구비될 수 있다. 예로써, 배터리 팩(400)은 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 기타 배터리 팩(400)을 연료원으로써 이용할 수 있는 기타 다른 방식으로 자동차에 구비될 수 있다. 또한, 배터리 팩(400)은 상기 자동차 이외에도 이차 전지를 이용하는 전력 저장 장치(ESS, Energy Storage System) 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에도 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
이러한 배터리 모듈(300)과 배터리 팩(400)은 앞서 설명한 바와 같은 엔드 플레이트(10, 100)를 이용해 자동화 공정으로 제조될 수 있으므로, 생산성이 향상되고, 정교한 자동화 작업으로 성능이 향상됨은 물론, 인력 감소로 생산 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명에 따른 배터리 모듈 자동 조립 장치는 도 7에 도시한 배터리 모듈 자동 조립 장치(200)를 기본으로 하면서 기타 필요한 구성을 더 추가해 배터리 조립 라인으로 확장시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈 자동 조립 장치의 블록도이다.
도 11의 배터리 모듈 자동 조립 장치(500)는 도 7에 도시한 배터리 모듈 자동 조립 장치(200)에 대하여 엔드 플레이트 공급 부재(510)를 더 포함할 수 있다. 이러한 엔드 플레이트 공급 부재(510)는, 엔드 플레이트(10, 100)가 적재되는 엔드 플레이트 적재함(512) 및 엔드 플레이트 적재함(512)에 적재된 엔드 플레이트(10, 100)를 작업 위치(212)로 이송시키는 엔드 플레이트 이송로봇(514)을 포함할 수 있다.
엔드 플레이트 적재함(512)은 엔드 플레이트(10, 100)가 적재되는 곳으로서, 형상에는 제한이 없고, 개수도 제한이 없으며 작업 상황 등을 고려하여 다양하게 구성될 수 있다. 엔드 플레이트 이송로봇(514)은 작업 위치(212)로 엔드 플레이트(10, 100)를 이송하며, 작업 위치(212)에서 배터리 셀 조립체(30)가 엔드 플레이트(10, 100)에 안착된 후 다음 공정으로 이동하여 작업 위치(212)가 비워지면, 다음 공정에 투입될 엔드 플레이트(10, 100)를 이송한다. 엔드 플레이트 이송로봇(514)이 설치되는 곳은 제한이 없으나, 엔드 플레이트 이송로봇(514)을 작업 위치(212)에 대하여 수평 또는 수직인 위치에 두면 엔드 플레이트 이송로봇(514)을 간단한 동작 실현을 위한 구성으로 제조할 수 있어 바람직하다. 작업 환경에 따라 엔드 플레이트 이송로봇(514)은 일축 또는 이축 로봇일 수 있다.
그리고, 배터리 모듈 자동 조립 장치(500)는 도 7에 도시한 배터리 모듈 자동 조립 장치(200)에 대하여 탑 플레이트 공급 부재(520)를 더 포함할 수 있다. 이러한 탑 플레이트 공급 부재(520)는 탑 플레이트(도 9의 310)가 적재되는 탑 플레이트 적재함(522) 및 엔드 플레이트(10, 100) 내부에 배터리 셀 조립체(30)가 위치된 후, 그 상부로 탑 플레이트(310)를 공급하는 탑 플레이트 이송로봇(524)을 포함할 수 있다.
탑 플레이트 적재함(522)은 탑 플레이트(310)가 적재되는 곳으로서, 형상에는 제한이 없고, 개수도 제한이 없으며 작업 상황 등을 고려하여 다양하게 구성될 수 있다. 탑 플레이트 이송로봇(524)은 작업 위치(212)에서 엔드 플레이트(10, 100)에 안착된 배터리 셀 조립체(30) 상부로 탑 플레이트(310)를 이송하며, 탑 플레이트(310)까지 결합된 배터리 셀 조립체(30)가 작업 위치(212)로부터 반출되고 다음 엔드 플레이트(10, 100)에 대하여 같은 작업이 이루어지면 다시 다음 탑 플레이트(310)를 배터리 셀 조립체(30) 상부로 이송하는 역할을 한다. 탑 플레이트 이송로봇(524)이 설치되는 곳은 제한이 없으나, 탑 플레이트 이송로봇(524)을 작업 위치(212)에 대하여 수평 또는 수직인 위치에 두면 탑 플레이트 이송로봇(524)을 간단한 동작 실현을 위한 구성으로 제조할 수 있어 바람직하다. 작업 환경에 따라 탑 플레이트 이송로봇(524)은 일축 또는 이축 로봇일 수 있다.
또한, 배터리 모듈 자동 조립 장치(500)는 엔드 플레이트(10, 100) 또는 배터리 셀 조립체(30)의 정렬 또는 위치를 조절하는 교정 부재(530)를 더 포함할 수도 있다. 교정 부재(530)는 엔드 플레이트(10, 100)를 작업 위치(212)에 놓은 직후, 그리퍼(50)가 배터리 셀 조립체(30)를 밀착 고정하기 직전 및 그리퍼(50)가 하강하여 배터리 셀 조립체(30)를 엔드 플레이트(10, 100)에 삽입하기 직전 중 적어도 어느 한 때에 엔드 플레이트(10, 100) 및/또는 배터리 셀 조립체(30)를 설정된 위치로 자동 정렬할 수 있도록 하는 것으로, 전반적인 조립 공정의 신뢰성을 보증할 수 있고, 사이클 타임을 줄일 수 있어 바람직하다.
이러한 배터리 모듈 자동 조립 장치(500)에서 각 부재(214, 220, 510, 520, 530) 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어하는 전자 제어 장치(540)를 더 포함할 수 있다. 전자 제어 장치(540)는 고정 부재(214), 파지 부재(220)의 기구부(222), 엔드 플레이트 공급 부재(510)의 엔드 플레이트 이송로봇(514), 탑 플레이트 공급 부재(520)의 탑 플레이트 이송로봇(524), 그리고 교정 부재(530) 중 적어도 어느 하나의 위치, 움직임, 작동 시간 등의 관련 성능을 마이크로 컴퓨터를 사용해서 제어하는 장치이다. 또한, 만일에 발생할 수 있는 트러블 감시 기능으로서 자기 진단 시스템도 편성되어 있어 비상 상황시 라인을 멈추고 경보 발생할 수 있는 기능도 가지고 있을 수 있다.
이러한 배터리 모듈 자동 조립 장치(500)에 대하여, 엔드 플레이트(10, 100)에 배터리 셀 조립체(30)가 제대로 안착이 되었는지를 우선 검사하는 장치와, 탑 플레이트(310)까지 결합한 이후 조립 이상 유무를 검사하는 장치까지 포함되면 더욱 바람직하다.
이러한 배터리 모듈 자동 조립 장치(500)에 의하면, 작업 위치(212)로 엔드 플레이트(10, 100), 배터리 셀 조립체(30) 및 탑 플레이트(310)가 순차적으로 자동 공급되어 엔드 플레이트(10, 100)에 배터리 셀 조립체(30) 결합 이후 탑 플레이트(310) 조립까지 한 번에 완료될 수 있는 장점이 있다. 또한 교정 부재(530)를 더 포함함으로써 엔드 플레이트(10, 100) 또는 배터리 셀 조립체(30)의 정렬 또는 위치를 조절하기 때문에 작업 오차가 줄어들고 기구부(222) 제어의 부담이 덜어지는 장점, 그리고 기구부(222)를 이축 레일 구조로 간단히 형성할 수 있는 장점 등도 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈 자동 조립 장치의 블록도이다.
도 12의 배터리 모듈 자동 조립 장치(600)는 도 7에 도시한 배터리 모듈 자동 조립 장치(200)에 대하여 엔드 플레이트 공급 부재(510')를 더 포함할 수 있다. 이러한 엔드 플레이트 공급 부재(510')는, 엔드 플레이트(10, 100)가 적재되는 엔드 플레이트 적재함(512), 작업 위치(212)를 지나가도록 마련된 컨베이어 부재(516) 및 컨베이어 부재(516) 위에 엔드 플레이트(10, 100)를 엔드 플레이트 적재함(512)로부터 순차 적재하는 적재로봇(514')을 포함한다.
그리고, 배터리 모듈 자동 조립 장치(600)는 도 7에 도시한 배터리 모듈 자동 조립 장치(200)에 대하여 배터리 셀 조립체 공급 부재(550)를 더 포함할 수 있다. 이러한 배터리 셀 조립체 공급 부재(550)는, 배터리 셀 조립체(30)가 적재되는 배터리 셀 조립체 적재함(552), 배터리 셀 조립체(30)를 운반하기 위한 다른 컨베이어 부재(556) 및 다른 컨베이어 부재(556) 위에 배터리 셀 조립체(30)를 배터리 셀 조립체 적재함(552)으로부터 순차 적재하는 다른 적재로봇(554)을 포함한다.
이러한 배터리 모듈 자동 조립 장치(600)에 의하면, 컨베이어 방식에 의해 연속적으로 작업 위치(212)에 엔드 플레이트(10, 100)와 배터리 셀 조립체(30)가 자동 공급되어진 후, 컨베이어 부재(516 또는 556) 위에 다시 놓여 다음 공정을 위해 연속적으로 이동할 수 있게 구성할 수도 있으므로, 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이러한 배터리 모듈 자동 조립 장치(600)에 도 11을 참조하여 설명한 배터리 모듈 자동 조립 장치(500)의 탑 플레이트 공급 부재(520), 교정 부재(530) 및 전자 제어 장치(540) 중 적어도 어느 하나도 물론 더 포함될 수 있다.
이와 같이 하여 본 발명에 따르면, 엔드 플레이트의 형상 변경을 통해 엔드 플레이트에 배터리 셀 조립체를 삽입하는 공정을 자동화할 수 있을 뿐만 아니라, 배터리 모듈 조립에 필요한 여러가지 부재, 이를테면 엔드 플레이트, 배터리 셀 조립체, 탑 플레이트 등을 자동으로 연속 공급하게 하는 라인으로까지 확장시킬 수 있어 배터리 모듈 제조 공정 전반의 자동화를 이룩하는 데에 큰 기여를 할 수 있게 된다.
본 명세서에서는 상, 하, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10, 100: 엔드 플레이트 12, 14 : 사이드 플레이트
16 : 베이스 플레이트 H : 삽입홈
30 : 배터리 셀 조립체 32 : 배터리 셀
34 : 전극 리드 50 : 그리퍼
200, 500, 600 : 배터리 모듈 자동 조립 장치
212 : 작업 위치 214 : 고정 부재
220 : 파지 부재 222 : 기구부
300 : 배터리 모듈 310 : 탑 플레이트
312 : 프론트 커버 314 : 리어 커버
412 : 팩 케이스 510, 510' : 엔드 플레이트 공급 부재
512 : 엔드 플레이트 적재함 514 : 엔드 플레이트 이송로봇
514', 554 : 적재로봇 516, 556 : 컨베이어 부재
520 : 탑 플레이트 공급 부재 522 : 탑 플레이트 적재함
524 : 탑 플레이트 이송로봇 530 : 교정 부재
540 : 전자 제어 장치 550 : 배터리 셀 조립체 공급 부재
552 : 배터리 셀 조립체 적재함

Claims (9)

  1. 복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 셀 조립체의 상면을 제외한 나머지 면에 장착되는 엔드 플레이트로서,
    상기 배터리 셀 조립체의 양쪽 측면부를 지지하며 상호 대향하는 형태로 마련된 제1 및 제2 사이드 플레이트; 및
    상기 배터리 셀 조립체의 하부를 커버하며 상기 제1 및 제2 사이드 플레이트의 하부 모서리를 서로 연결하는 베이스 플레이트를 포함해,
    상기 엔드 플레이트는 상부가 개구를 이루어 상기 배터리 셀 조립체를 상부로 삽입하여 내부에 위치시키는 것이고,
    상기 제1 및 제2 사이드 플레이트 중 적어도 어느 하나의 상부 모서리에는 상기 배터리 셀 조립체를 상기 엔드 플레이트 상부로 삽입하여 내부에 위치시키는 동안 상기 배터리 셀 조립체의 양쪽 측면부 중 적어도 어느 한 쪽을 진공 흡착 방식으로 파지하는 그리퍼를 상부로부터 삽입하여 가이드할 수 있도록 하는 노칭 구조의 삽입홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔드 플레이트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 삽입홈은 상기 제1 및 제2 사이드 플레이트 중 적어도 어느 하나의 상부 모서리 정중앙에 하방으로 형성되고, 상기 그리퍼가 상기 배터리 셀 조립체를 상기 엔드 플레이트 내부에 위치시키면 상기 배터리 셀 조립체를 파지하고 있는 상기 그리퍼 주변으로 상기 삽입홈과 허용 범위 내의 간격을 가질 수 있는 크기로 형성된 것임을 특징으로 하는 엔드 플레이트.
  3. 제1항에 따른 엔드 플레이트;
    상기 엔드 플레이트 내부에 위치하고 복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 셀 조립체; 및
    상기 배터리 셀 조립체의 상부에 위치하며 상기 엔드 플레이트의 제1 및 제2 사이드 플레이트의 상부 모서리를 서로 연결하는 탑 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제1항에 따른 엔드 플레이트의 개구가 상부를 향하도록 작업 위치에 놓이면 상기 엔드 플레이트를 고정하는 고정 부재; 및
    복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 셀 조립체의 양쪽 측면부 중 적어도 어느 한 쪽을 진공 흡착 방식으로 파지하는 그리퍼를 포함해 상기 배터리 셀 조립체를 파지하여 상기 엔드 플레이트 상부로 삽입하여 내부에 위치시키는 배터리 셀 조립체 파지 부재;를 포함하며,
    상기 파지 부재가 상기 배터리 셀 조립체를 상기 엔드 플레이트 상부로 삽입하여 내부에 위치시키는 동안 상기 그리퍼가 상기 엔드 플레이트의 삽입홈에 삽입되어 가이드되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 자동 조립 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 그리퍼는 상기 배터리 셀 조립체의 양쪽 측면부 중 적어도 어느 한 쪽에 밀착된 상태로 상기 배터리 셀 조립체를 고정시키며 상기 파지 부재는 상기 그리퍼의 전후좌우상하 구동을 시키는 기구부를 포함하며,
    상기 배터리 셀 조립체의 하면이 상기 엔드 플레이트의 베이스 플레이트에 도달하면 상기 배터리 셀 조립체에 대한 상기 그리퍼의 밀착이 해제되고, 상기 그리퍼는 상기 삽입홈을 따라 상부로 이동하거나 상기 배터리 셀 조립체 측면부로부터 바깥쪽으로 멀어지게 이동하여 다음 배터리 셀 조립체의 삽입을 준비하는 상태로 돌아가는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 자동 조립 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기구부는 로봇 엑츄에이터인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 자동 조립 장치.
  8. 제5항에 있어서, 엔드 플레이트 공급 부재, 배터리 셀 조립체 공급 부재 및 탑 플레이트 공급 부재 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 자동 조립 장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 엔드 플레이트 또는 상기 배터리 셀 조립체의 정렬 또는 위치를 조절하는 교정 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 자동 조립 장치.
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