KR102397776B1 - 와이어 연결용 지그 및 이를 이용한 와이어 연결 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코어 팩이 안착되는 지그 본체; 상기 지그 본체의 일측에 마련되며 회동 가능한 제 1 커버; 및 상기 지그 본체의 타측에 마련되며 회동 가능한 제 2 커버를 포함하는 와이어 연결용 지그 및 이를 이용한 와이어 연결 방법을 제시한다.

Description

와이어 연결용 지그 및 이를 이용한 와이어 연결 방법{Jig for connecting wire and method of connecting the wire using the same }
본 발명은 와이어 연결용 지그에 관한 것으로, 특히 와이어 연결 공정을 단순화시킬 수 있는 와이어 연결용 지그 및 이를 이용한 와이어 연결 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 배터리 팩은 복수의 단위 배터리 셀을 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결한 코어 팩에 보호 회로 등을 접속하여 제조된다. 단위 배터리 셀로서 각형 또는 파우치형 배터리 셀을 이용하는 경우에는 넓은 면들이 서로 대면하도록 적층한 후 전극 단자들을 버스 바 등의 접속 부재로 연결하여 제조할 수 있다. 따라서, 육면체 구조의 입체형 배터리 팩을 제조하는 경우에는 각형 또는 파우치형 배터리 셀이 유리하다. 반면에, 원통형 배터리 셀은 일반적으로 각형 및 파우치형 배터리 셀보다 큰 전기 용량을 가지지만, 원통형 배터리 셀의 외형적 특성상 적층 구조의 배열이 용이하지 않다. 이러한 원통형 배터리 셀은 배터리 팩의 형상이 전체적으로 선형 또는 판상형 구조일 경우 각형 또는 파우치형 배터리 셀에 비해 구조적으로 유리하다. 따라서, 청소기, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD, 소형 PC, 전기 자동차 등과 같은 중형 또는 대형 장치의 경우에는 복수의 원통형 배터리 셀들을 직렬, 병렬 또는 직병렬 방식으로 연결한 배터리 팩이 많이 이용되고 있다.
한편, 배터리 셀의 병렬 연결 구조는 전극 단자들이 동일한 방향을 향하도록 복수의 원통형 배터리 셀을 측면 방향으로 인접하게 배열하여 접속 부재로 접속함으로써 달성된다. 배터리 셀의 직렬 연결 구조는 서로 반대 극성의 전극 단자들이 연속되도록 복수의 원통형 배터리 셀을 길게 배열하거나, 또는 전극 단자들이 서로 반대 방향을 향하도록 배열한 상태에서 복수의 원통형 배터리셀을 측면 방향으로 인접하게 배열하여 접속 부재로 접속함으로써 달성된다. 이러한 원통형 배터리 셀은 소정의 프레임을 통해 정해진 개수로 배열되고 메탈 플레이트 등에 의해 서로 전기적으로 연결됨으로써 하나의 코어 팩을 이룬다.
한편, 코어 팩은 복수의 배터리 셀들이 조합된 구조로 이루어져 있으므로 일부 배터리 셀이 과전압, 과전류 또는 과발열되는 경우에는 코어 팩의 안정성과 작동 효율이 크게 문제되므로, 이를 검출하여 제어하기 위한 수단이 필요하다. 따라서, 전압 센서 등을 배터리 셀들에 연결하여 실시간 또는 일정한 시간 간격으로 상태를 확인하여 제어하고 있다. 또한, 전압 센서 등의 구동을 위한 전원은 코어 팩을 통해 공급된다. 이러한 검출 수단의 연결 및 구동을 위한 연결은 복수의 와이어에 의해 이루어진다.
코어 팩의 배터리 셀을 와이어를 이용하여 검출 수단 등에 연결하기 위해 소정의 지그를 이용한다. 즉, 코어 팩을 지그에 안착시켜 와이어 연결 공정을 진행한다. 이때, 와이어 연결 공정은 검출 수단 연결용 와이어, 즉 센싱 와이어의 연결 공정과, 전원 연결용 와이어, 즉 파워 와이어의 연결 공정을 별도로 실시한다. 즉, 제 1 지그 상에 코어 팩을 안착시킨 후 센싱 와이어 연결 공정을 실시하고, 코어 팩을 제 1 지그 상에서 분리하고 제 2 지그 상에 안착시킨 후 파워 와이어 연결 공정을 실시한다.
상기한 바와 같이 센싱 와이어 연결 및 파워 와이어 연결을 위해 제 1 및 제 2 지그를 이용함으로써 연결 작업에 소요되는 시간이 증가하고, 이에 투입되는 인력이 증가하게 되므로 생산성이 낮아지는 문제가 발생된다.
한국공개특허 제2017-0034572호
본 발명은 와이어 연결 공정을 단순화시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 와이어 연결용 지그 및 이를 이용한 와이어 연결 방법을 제공한다.
본 발명은 하나의 지그를 이용하여 센싱 와이어 연결 및 파워 와이어 연결 공정을 실시할 수 있는 와이어 연결용 지그 및 이를 이용한 와이어 연결 방법을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 와이어 연결용 지그는 코어 팩이 안착되는 지그 본체; 상기 지그 본체의 일측에 마련되며 회동 가능한 제 1 커버; 및 상기 지그 본체의 타측에 마련되며 회동 가능한 제 2 커버를 포함한다.
상기 지그 본체는 상기 코어 팩이 안착되는 안착부와, 상기 안착부 외측에 마련된 측벽을 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 커버는 상기 지그 본체의 일 방향으로 서로 대향되는 일측 및 타측에 각각 마련된다.
상기 제 1 커버는 제 1 와이어 연결 시 상기 코어 팩을 덮도록 회동하고, 상기 제 2 커버는 제 2 와이어 연결 시 상기 코어 팩을 덮도록 회동한다.
상기 제 1 커버에 형성되며, 상기 코어 팩의 복수의 배터리 셀의 제 1 와이어와 연결되는 영역을 노출시키는 제 1 개구 및 제 2 개구 중 적어도 하나의 개구를 포함한다. 또한, 상기 제 2 커버에 형성되며, 상기 코어 팩의 복수의 배터리 셀의 제 2 와이어와 연결되는 영역을 노출시키는 제 3 개구 및 제 4 개구 중 적어도 하나의 개구를 포함한다.
상기 제 2 커버에 형성된 개구는 상기 제 1 커버에 형성된 개구에 의해 노출되지 않은 영역을 노출시킨다.
상기 제 1 및 제 2 커버 각각의 타면에 형성되어 상기 와이어를 가이드하는 가이드 홈을 더 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 와이어 연결 방법은 지그 본체 상에 코어 팩을 안착시키는 과정; 상기 코어 팩을 덮도록 제 1 지그를 회동시키는 과정; 상기 코어 팩의 적어도 일부에 제 1 와이어를 연결하는 과정; 상기 제 1 지그를 오픈시킨 후 상기 코어 팩을 덮도록 제 2 지그를 회동시키는 과정; 상기 코어 팩의 적어도 일부에 제 2 와이어를 연결하는 과정; 및 상기 제 2 지그를 오픈시킨 후 상기 코어 팩을 분리시키는 과정을 포함한다.
상기 제 1 지그는 제 1 개구가 형성되어 상기 코어 팩의 적어도 일부를 노출시키고, 상기 제 1 개구를 통해 상기 제 1 와이어가 연결된다.
상기 제 2 지그는 제 2 개구가 형성되어 상기 코어 팩의 일부를 노출시키고, 상기 제 2 개구를 통해 제 2 와이어가 연결된다.
본 발명에 의하면, 하나의 와이어 연결용 지그를 이용하여 센싱 와이어 및 파워 와이어를 연결할 수 있다. 즉, 하나의 지그를 이용하여 센싱 와이어 연결 공정 및 파워 와이어 연결 공정을 연속적으로 실시할 수 있다. 따라서, 와이어를 연결하기 위한 작업 시간을 단축시킬 수 있고, 작업 인원을 감소시킬 수 있다. 즉, 종래에는 제 1 지그에서 센싱 와이어 연결 공정을 실시하고, 센싱 와이어 연결 공정이 완료된 후 제 2 지그에서 파워 와이어 연결 공정을 실시함으로써 2개의 지그를 이용하여 2회의 공정을 실시하였다. 그러나, 본 발명은 하나의 지그를 이용하여 센싱 와이어 및 파워 와이어의 연결 공정을 연속적으로 실시할 수 있다. 따라서, 공정 시간 및 인원을 줄일 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 복수의 배터리 셀이 케이스 내에 마련된 코어 팩의 개략도.
도 2는 복수의 배터리 셀의 연결 방식을 설명하기 위한 개략도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어 연결용 지그의 코어 팩 안착 이전 및 이후의 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어 연결용 지그의 사시도.
도 6는 도 4의 A-A', B-B' 및 C-C' 라인의 단면도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어 연결용 지그의 일측 일부를 덮었을 때의 평면도 및 사시도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어 연결용 지그의 타측 일부를 덮었을 때의 평면도 및 사시도.
도 11 및 도 12는 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 와이어 연결용 지그의 평면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코어 팩을 설명하기 위한 개략도로서, 도 1은 복수의 배터리 셀이 케이스 내에 마련된 개략도이고, 도 2는 복수의 배터리 셀의 연결 방식을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 노트북 컴퓨터, 청소기 등에 사용되는 중용량 또는 대용량 코어팩(100)은 복수의 배터리 셀(111, 112, 113, 114; 110)와, 복수의 배터리 셀(110)을 수용하는 케이스(120)를 포함할 수 있다. 한편, 배터리 셀(110)은 양극과 음극을 포함하는데, 본 발명의 설명을 위한 도면에서 양극과 음극을 구분하기 위해 양극을 돌출 단자가 형성된 것으로 도시하였다.
복수의 배터리 셀(110)은 원통형으로 마련될 수 있고, 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 배터리 셀(110)의 병렬 연결 방식을 도 2를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 제 1 및 제 2 배터리 셀(111, 112)이 서로 접촉되도록 배치된 후 각각의 음극이 제 1 도전 부재(151), 예를 들어 니켈 탭을 이용하여 연결될 수 있다. 또한, 제 3 및 제 4 배터리 셀(113, 114)이 서로 접촉되도록 배치된 후 각각의 음극이 제 2 도전 부재(152)에 의해 연결될 수 있다. 그리고, 음극이 서로 연결된 제 1 및 제 2 배터리 셀(111, 112)과 제 3 및 제 4 배터리 셀(113, 114)이 서로 접촉되도록 배치된 후 이들의 양극이 제 3 도전 부재(153)에 의해 연결될 수 있다. 이렇게 연결된 제 1 내지 제 4 배터리 셀(110)을 케이스(120) 내에 내장한다. 한편, 본 발명의 실시 예는 네개의 배터리 셀(110)을 음극끼리 두개씩 연결하는 것으로 설명하였지만, 배터리 셀(110)은 둘 이상 복수로 마련될 수 있으며, 배터리 셀(110)의 연결 수 또한 배터리 셀(110)의 수에 따라 변경될 수 있다.
또한, 배터리 셀(110)의 연결 방식을 다양하게 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 배터리 셀(111, 112)의 양극 및 음극끼리 연결하고, 제 3 및 제 4 배터리 셀(113, 114)의 양극 및 음극끼리 연결한 후 제 1 내지 제 4 배터리 셀(111, 112, 113, 114)의 양극끼리 연결시킬 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 배터리 셀(111, 112)의 양극끼리 및 음극끼리는 제 1 및 제 2 도전 부재를 이용하여 각각 연결하고, 제 3 및 제 4 배터리 셀(113, 114)의 양극끼리 및 음극끼리는 제 3 및 제 4 도전 부재를 이용하여 각각 연결할 수 있다. 그리고, 제 1 및 제 2 배터리 셀(111, 112)의 양극끼리 연결한 제 1 도전 부재와, 제 3 및 제 4 배터리 셀(113, 114)의 양극끼리 연결한 제 3 도전 부재를 제 5 도전 부재를 이용하여 연결할 수 있다.
또한, 코어 팩(100)은 복수의 와이어(130, 140)가 연결될 수 있다. 즉, 코어 팩(100)을 보호 회로 모듈(미도시)에 접속하기 위해 코어 팩(100)의 복수의 배터리 셀(110)은 도 1에 도시된 바와 같이 와이어(130, 140)가 연결될 수 있다. 한편, 보호 회로 모듈은 각 배터리 셀(110)과 코어 팩(100) 전체가 과충전 또는 과방전되는 것을 방지하고 단락 등의 이유로 발생되는 과전류로부터 배터리 셀(110)을 보호하기 위한 적어도 하나 이상의 마이크로컨트롤러(미도시)를 포함한다. 또한, 보호 회로 모듈은 전압 센서, 전류 센서, 온도 센서 등을 포함할 수 있고, 이러한 센서들은 마이크로컨트롤러와 별도로 마련되거나, 마이크로컨트롤러 내에 마련될 수 있다. 와이어(130, 140)는 복수의 배터리 셀(110) 각각의 양극 및 음극에 각각 연결될 수 있다. 또한, 와이어(130, 140)를 통해 보호 회로 모듈과 연결될 수 있는데, 예를 들어 보호 회로 모듈의 마이크로컨트롤러 또는 센서들에 연결될 수 있다. 따라서, 배터리 셀(110)의 상태를 실시간 또는 일정한 시간 간격으로 확인하여 제어할 수 있다. 또한, 마이크로컨트롤러 등의 구동을 위한 전원은 코어 팩(100)을 통해 공급될 수 있다. 따라서, 코어 팩(100)과 보호 회로 모듈의 연결 및 보호 회로 모듈의 구동을 위해 복수의 와이어(130, 140)가 코어 팩(100)의 배터리 셀(110) 각각에 연결될 수 있다. 여기서, 복수의 와이어(130, 140)는 배터리 셀(110)의 상태 검출을 위해 연결되는데, 특히 와이어(140)는 보호 회로 모듈의 구동을 위해 연결될 수 있다. 따라서, 본 실시 예는 와이어(131 내지 136; 130)를 센싱 와이어라 칭하고, 와이어(141, 142; 140)를 파워 와이어라 칭한다. 센싱 와이어(130)은 제 2 내지 제 4 배터리 셀(112, 113, 114)의 양극과 제 1 내지 제 3 배터리 셀(111, 112, 113)의 음극에 각각 연결된다. 즉, 제 1 내지 제 3 센싱 와이어(131, 132, 133)은 제 2 내지 제 4 배터리 셀(112, 113, 114)의 양극에 각각 연결되고, 제 4 내지 제 6 센싱 와이어(134, 135, 136)은 제 1 내지 제 3 배터리 셀(111, 112, 113)의 음극에 각각 연결된다. 또한, 파워 와이어(140)는 제 1 배터리 셀(111)의 양극과 제 4 배터리 셀(114)의 음극에 각각 연결될 수 있다. 즉, 제 1 파워 와이어(141)은 제 1 배터리 셀(111)의 양극에 연결되고 제 2 파워 와이어(142)는 제 4 배터리 셀(114)의 음극에 연결될 수 있다. 물론, 와이어(130, 140)의 갯수 및 연결 방식은 코어 팩(100)을 이루는 복수의 배터리 셀(110)의 갯수 및 직병렬 연결 관계 등에 따라 다양하게 변경할 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어 연결용 지그의 코어 팩 안착 이전 및 이후의 평면도이고, 도 5는 사시도이며, 도 6는 도 4의 A-A', B-B' 및 C-C' 라인의 단면도이다. 또한, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어 연결용 지그의 일측 일부를 덮었을 때의 평면도 및 사시도이고, 도 9 및 도 10은 타측 일부를 덮었을 때의 평면도 및 사시도이다. 즉, 도 7 및 도 8은 제 1 커버(2000)를 덮었을 때의 평면도 및 사시도이고, 도 9 및 도 10은 제 2 커버(3000)를 덮었을 때의 평면도 및 사시도이다.
도 3 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어 연결용 지그는 코어 팩(100)이 안착되는 지그 본체(1000)와, 지그 본체(1000)의 일측에 마련된 제 1 커버(2000)와, 제 1 커버(2000)와 대향되는 지그 본체(1000)의 타측에 마련된 제 2 커버(3000)를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 커버(2000, 3000)는 와이어 연결 공정, 즉 솔더링 공정 시 솔더 팁의 열에 의해 발생되는 불순물이 배터리 셀(110)에 낙하되는 것을 방지하기 위해 마련될 수 있다.
1. 지그 본체
지그 본체(1000)는 소정 두께를 갖는 대략 사각형의 형상으로 마련될 수 있다. 지그 본체(1000)는 코어 팩(100)을 각각 안착시켜 코어 팩(100)과 와이어를 연결하기 위한 솔더링이 가능하도록 한다. 이때, 지그 본체(1000)에는 적어도 하나의 코어 팩(100)이 안착될 수 있다. 이를 위해, 지그 본체(1000)는 코어 팩(100)이 탈착 가능하게 안착되는 안착부(1100)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 안착부(1100)는 지그 본체(1000)의 중앙부에 마련될 수 있다.
안착부(1100)는 지그 본체(1000)에 오목하게 형성될 수 있다. 즉, 안착부(1100) 외측에는 안착부(1100)의 바닥면보다 높게 측벽(1200)이 마련될 수 있다. 예를 들어, 지그 본체(1000)의 네면의 가장자리로부터 소정 폭으로 소정 높이를 갖는 측벽(1200)이 마련될 수 있다. 따라서, 측벽(1200) 사이에 오목하게 마련되어 코어 팩(100)이 안착되는 안착부(1100)가 마련될 수 있다. 즉, 안착부(1100)는 측벽(1200)에 의해 둘러싸인 영역에 마련될 수 있다. 또한, 안착부(1100) 상에 코어 팩(100)이 안착된 후 코어 팩(100)의 표면과 측벽(1200)의 표면이 동일 평면을 이룰 수 있다. 즉, 측벽(1200)은 코어 팩(100)의 두께와 동일한 높이를 가질 수 있다.
안착부(1100)는 코어 팩(100)의 외주면의 형상 및 크기와 거의 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 코어 팩(100)을 고정시켜 안정적으로 와이어의 연결을 가능하게 한다. 그러나, 안착부(1100)가 코어 팩(100)의 외주면 형상 및 크기와 동일한 경우 코어 팩(100)의 탈착에 어려움이 있을 수 있다. 따라서, 안착부(1100)는 코어 팩(100)의 외주면의 크기보다 크게 형성될 수 있다. 예를 들어, 안착부(1100)는 코어 팩(100)의 크기보다 적어도 일 방향으로 약 0.1㎜ 정도 더 크게 마련될 수 있다. 즉, 코어 팩(100)의 가장자리와 측벽(1200) 사이에 0.1㎜씩의 이격 공간이 마련될 수 있다. 한편, 복수의 코어 팩(100)이 안착부(1100)에 안착되는 경우 복수의 코어 팩(100)의 적어도 일 측면이 측벽(130)과 소정 간격 이격되고, 코어 팩(100) 끼리도 소정 간격 이격될 수 있다. 이때, 복수의 코어 팩(100) 사이에는 측벽(1200)이 마련되지 않을 수도 있고, 측벽(1200)이 마련되어 코어 팩(100) 사이를 격리시킬 수도 있다.
또한, 측벽(1200)에는 코어 팩(100)의 탈착을 더욱 용이하도록 하기 위해 적어도 하나의 홈(미도시)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 커버(2000, 3000)와 인접하지 않은 측벽(1200), 즉 Y 방향의 측벽 중 적어 어느 하나에는 코어 팩(100)과 인접한 내측으로부터 외측으로 홈이 형성될 수 있다. 홈은 안착부(1100)에 코어 팩(100)을 안착시키고 코어 팩(100)을 분리하기 수월하도록 사용자의 손가락이 접촉되는 부분에 형성될 수 있다. 이러한 홈은 코어 팩(100)을 관절 구조를 이용하여 파지하여 안착 및 탈착하는 로봇을 이용하는 경우에도 유용할 수 있다.
2. 제 1 커버
제 1 커버(2000)는 지그 본체(1000)의 일측에 마련될 수 있다. 예를 들어, 제 1 커버(2000)는 코어 팩(100)이 측면 방향, 즉 X 방향으로 지그 본체(1000)의 일측에 마련될 수 있다. 이때, 제 1 커버(2000)는 코어 팩(100)의 복수의 배터리 셀(110)의 양극이 위치하는 영역에 인접하여 마련될 수 있다. 즉, 코어 팩(100)은 복수의 배터리 셀(110)의 양극 및 음극이 X 방향으로 위치하도록 지그 본체(1000) 상에 안착되는데, 양극에 인접하여 제 1 커버(2000)가 마련될 수 있다. 이러한 제 1 커버(2000)는 안착부(1100)에 코어 팩(100)이 안착된 후 코어 팩(100)을 덮을 수 있다. 따라서, 제 1 커버(2000)는 지그 본체(1000)의 일측에 회동 가능하도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 서로 대면하는 지그 본체(1000)의 일측면과 제 1 커버(2000)의 일측면 사이에 힌지 등의 회동 부재가 마련되어 제 1 커버(2000)는 회동 가능할 수 있다. 이때, 제 1 커버(2000)는 90° 내지 180°의 각도로 회동할 수 있다. 즉, 제 1 커버(2000)는 열린 상태에서 지그 본체(1000)와 직각을 이룰 수 있고, 지그 본체(1000)와 수평을 이룰 수 있다. 한편, 제 1 커버(2000)는 지그 본체(1000)보다 작게 마련될 수 있다. 예를 들어, 제 1 커버(2000)는 코어 팩(100)의 크기로 마련될 수 있다. 물론, 제 1 커버(2000)는 코어 팩(100)의 크기와 같거나 크게 마련될 수도 있다. 또한, 제 1 커버(2000)의 두께는 지그 본체(1000)의 두께보다 얇을 수 있다. 예를 들어, 제 1 커버(2000)의 두께는 지그 본체(1000)의 측벽(1200)을 포함한 두께보다 얇을 수 있고, 측벽(1200)의 두께보다 얇을 수도 있다. 즉, 지그 본체(1000)와 서로 맞닿는 부분에 의해 제 1 커버(2000)의 회동이 제한되지 않을 정도의 두께로 제 1 커버(2000)가 마련될 수 있다.
제 1 커버(2000)에는 코어 팩(100)의 소정 영역을 노출시키는 적어도 하나의 개구(2110, 2120; 2100)가 형성될 수 있다. 즉, 제 1 커버(2000)에는 제 1 커버(2000)를 통해 와이어가 유입되어 코어 팩(100)에 접속되도록 적어도 하나의 개구(2100)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 선택된 배터리 셀(110)의 음극을 노출시키는 제 1 개구(2110)와, 선택된 배터리 셀(110)의 양극을 노출시키는 제 2 개구(2120)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 제 1 개구(2110)는 제 1 내지 제 3 배터리 셀(111, 112, 113)의 음극을 노출시키도록 형성될 수 있고, 제 2 개구(2120)은 제 2 내지 제 4 배터리 셀(112, 113, 114)의 양극을 노출시키도록 형성될 수 있다. 이때, 제 1 개구(2110)은 제 1 내지 제 3 배터리 셀(111, 112, 113)의 음극을 각각 노출시키도록 세개 형성될 수도 있고, 제 1 내지 제 3 배터리 셀(111, 112, 113)의 음극을 모두 노출시키도록 하나 형성될 수도 있다. 마찬가지로, 제 2 개구(2120)는 제 2 내지 제 4 배터리 셀(112, 113, 114)의 양극을 각각 노출시키도록 세개 형성될 수도 있고, 제 2 내지 제 4 배터리 셀(112, 113, 114)의 양극을 모두 노출시키도록 하나 형성될 수도 있다. 따라서, 개구(2100)에 의해 코어 팩(100)의 적어도 일 영역이 노출되고, 개구(2100)를 통해 와이어가 코어 팩(100)에 접속되므로 제 1 커버(2000)가 덮힌 상태에서 솔더링이 가능하다. 이때, 제 1 커버(2000)의 개구(2100)을 통해 연결되는 와이어는 센싱 와이어(130)일 수 있다.
3. 제 2 커버
제 2 커버(3000)는 지그 본체(1000)의 타측에 마련될 수 있다. 예를 들어, 제 2 커버(3000)는 코어 팩(100)이 측면 방향, 즉 X 방향으로 지그 본체(1000)의 타측에 마련될 수 있다. 이때, 제 2 커버(3000)는 X 방향으로 제 1 커버(2000)와 대향되어 마련될 수 있다. 따라서, 제 2 커버(3000)는 코어 팩(100)의 복수의 배터리 셀(110)의 음극이 위치하는 영역에 인접하여 마련될 수 있다. 즉, 코어 팩(100)은 복수의 배터리 셀(110)의 양극 및 음극이 X 방향으로 위치하도록 지그 본체(1000) 상에 안착되는데, 양극에 인접하여 제 1 커버(2000)가 마련되고 음극에 인접하여 제 2 커버(3000)가 마련될 수 있다. 이러한 제 2 커버(3000)는 안착부(1100)에 코어 팩(100)이 안착된 후 코어 팩(100)을 덮을 수 있다. 따라서, 제 2 커버(3000)는 지그 본체(1000)의 타측에 회동 가능하도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 서로 대면하는 지그 본체(1000)의 타측면과 제 2 커버(3000)의 일측면 사이에 힌지 등의 회동 부재가 마련되어 제 2 커버(3000)는 회동 가능할 수 있다. 이때, 제 2 커버(2000)는 90° 내지 180°의 각도로 회동할 수 있다. 한편, 제 2 커버(3000)는 지그 본체(1000)보다 작게 마련될 수 있고, 제 1 커버(2000)와 같은 크기로 마련될 수 있다. 또한, 제 2 커버(3000)의 두께는 지그 본체(1000)의 두께보다 얇을 수 있고, 제 1 커버(2000)의 두께와 같을 수 있다. 즉, 지그 본체(1000)와 서로 맞닿는 부분에 의해 제 2 커버(3000)의 회동이 제한되지 않을 정도의 두께로 제 2 커버(3000)가 마련될 수 있다.
제 2 커버(3000)에는 코어 팩(100)의 소정 영역을 노출시키는 적어도 하나의 개구(3110, 3120; 3100)가 형성될 수 있다. 즉, 제 2 커버(3000)에는 제 2 커버(3000)를 통해 와이어가 유입되어 코어 팩(100)에 접속되도록 적어도 하나의 개구(3100)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 선택된 배터리 셀(110)의 양극을 노출시키는 제 3 개구(3110)와, 선택된 배터리 셀(110)의 음극을 노출시키는 제 4 개구(3120)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 제 3 개구(3110)는 제 1 배터리 셀(111)의 양극을 노출시키도록 형성될 수 있고, 제 4 개구(3120)은 제 4 배터리 셀(114)의 음극을 노출시키도록 형성될 수 있다. 따라서, 개구(3100)에 의해 코어 팩(100)의 적어도 일 영역이 노출되고, 개구(3100)를 통해 와이어가 코어 팩(100)에 접속되므로 제 2 커버(3000)가 덮힌 상태에서 솔더링이 가능하다. 이때, 제 2 커버(3000)의 개구(3100)을 통해 연결되는 와이어는 파워 와이어(140)일 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어 연결용 지그는 코어 팩(100)이 안착되는 지그 본체(1000)의 서로 대향되는 일측 및 타측에 제 1 및 제 2 커버(2000, 3000)가 각각 마련된다. 제 1 및 제 2 커버(2000, 3000)는 코어 팩(100)이 안착된 후 코어 팩(100)을 덮도록 회동한다. 즉, 제 1 커버(2000)는 제 2 커버(3000) 방향으로 회동하여 코어 팩(100)을 덮고 제 2 커버(3000)는 제 1 커버(2000) 방향으로 회동하여 코어 팩(100)을 덮는다. 이때, 제 1 및 제 2 커버(2000, 3000)에는 각각 적어도 하나의 개구(2100, 3100)가 각각 형성되어 코어 팩(100)의 적어도 일부를 노출시킨다.
이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어 연결용 지그를 이용한 솔더링 방법을 간략하게 설명하면 다음과 같다. 지그 본체(1000)의 안착부(1100) 상에 코어 팩(100)이 안착된 후 제 1 커버(2000)가 코어 팩(100)을 덮도록 회동한다. 이때, 제 1 커버(2000)에 형성된 개구(2100)가 코어 팩(100)의 적어도 일부를 노출시킨다. 즉, 개구(2100)에 의해 제 1 내지 제 4 배터리 셀(111, 112, 113, 114) 중에서 선택된 배터리 셀(110)의 양극 또는 음극이 노출된다. 예를 들어, 제 1 개구(2110)에 의해 제 1 내지 제 3 배터리 셀(111, 112, 113)의 음극이 노출되고, 제 2 개구(2120)에 의해 제 2 내지 제 4 배터리 셀(112, 113, 114)의 양극이 노출된다. 개구(2100)에 의해 배터리 셀(110)의 소정 영역이 노출된 상태에서 복수의 센싱 와이어, 예를 들어 6개의 센싱 와이어가 개구(2100)를 통해 코어 팩(100)의 복수의 배터리 셀(110)의 양극 및 음극과 연결되어 솔더링될 수 있다. 센싱 와이어의 솔더링 공정이 종료된 후 제 1 커버(2000)가 오픈되고 이어서 제 2 커버(3000)가 코어 팩(100)을 덮도록 회동한다. 이때, 제 2 커버(3000)에는 적어도 하나의 개구(3100)가 형성되어 코어 팩(100)의 적어도 일부를 노출시킨다. 예를 들어, 제 3 개구(3110)에 의해 제 1 배터리 셀(111)의 양극이 노출되고 제 4 개구(2120)에 의해 제 4 배터리 셀(114)의 음극이 노출된다. 개구(3100)에 의해 배터리 셀(110)의 소정 영역이 노출된 상태에서, 복수의 파워 와이어, 예를 들어 2개의 파워 와이어가 개구(3100)를 통해 코어 팩(100)의 제 1 및 제 4 배터리 셀(111, 114) 각각의 양극 및 음극과 연결되어 솔더링될 수 있다. 파워 와이어의 솔더링이 완료된 후 제 2 커버(3000)를 오픈시키고 센싱 와이어 및 파워 와이어의 솔더링이 완료된 코어 팩(100)을 지그 본체(1000)의 안착부(1100)로부터 분리할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어 연결용 지그를 이용함으로써 하나의 지그를 이용하여 센싱 와이어 및 파워 와이어를 연결할 수 있다. 따라서, 와이어를 연결하기 위한 작업 시간을 단축시킬 수 있고, 작업 인원을 감소시킬 수 있다. 즉, 종래에는 제 1 지그에서 센싱 와이어 연결 공정을 실시하고, 센싱 와이어 연결 공정이 완료된 후 제 2 지그에서 파워 와이어 연결 공정을 실시함으로써 2개의 지그를 이용하여 2회의 공정을 실시하였다. 그러나, 본 발명은 하나의 지그를 이용하여 센싱 와이어 및 파워 와이어의 연결 공정을 연속적으로 실시할 수 있다. 따라서, 공정 시간 및 인원을 줄일 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 제 1 커버(2000)가 지그 본체(1000)를 덮은 후 센싱 와이어가 제 1 커버(2000)의 상면을 통해 인입될 수 있고, 제 2 커버(3000)가 덮힌 후 파워 와이어가 제 2 커버(3000)의 상면을 통해 유입될 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 커버(2000, 3000) 상면에 각각 와이어의 인입을 가이드하는 가이드 홈(2200, 3200)이 형성될 수 있다. 즉, 도 11에 도시된 바와 같이 지그 본체(1000)를 덮을 때 외측으로 노출되는 제 1 커버(2000)의 일면에 센싱 와이어를 가이드하기 위한 복수의 가이드 홈(2200)이 형성될 수 있다. 여기서, 도 11의 (a)는 가이드 홈(2211 내지 2216; 2210)이 형성된 제 1 커버(2000)의 평면도이고, 도 11의 (b)는 가이드 홈(3211, 3212; 3210)이 형성된 제 2 커버(3000)의 평면도이며, 도 11의 (c)는 가이드 홈(2210)의 단면도이고, 도 11의 (d)는 제 1 커버(2000)의 가이드 홈(2210)에 와이어(130)가 안착된 단면도이다. 즉, 와이어는 제 1 및 제 2 커버(2000, 3000)의 일면에 접촉되어 말단이 배터리 셀(110)에 접촉되도록 유입되는데, 제 1 및 제 2 커버(2000, 3000)의 일면에 가이드 홈(2210, 3210)이 형성되어 와이어를 정렬하여 공정 위치로 가이드할 수 있다. 한편, 와이어는 동일 방향으로 인출되므로 동일 방향으로 유입될 수 있다. 따라서, 가이드 홈(2210, 3210)의 일부는 인접한 가이드 홈(2210, 3210)을 회피하여 형성될 수 있다. 즉, 센싱 와이어 및 파워 와이어는 동일 방향으로 인출되고, 이를 위해 동일 방향에서 코어 팩(100) 상으로 유입될 수 있다. 예를 들어, 센싱 와이어 및 파워 와이어는 배터리 셀(110)의 양극 단자 방향, 즉 제 1 커버(2000)가 위치한 방향으로부터 유입될 수 있다. 즉, 제 2 내지 제 4 배터리 셀(112, 113, 114)의 양극과 연결되는 제 1 내지 제 3 센싱 와이어와 제 1 내지 제 3 배터리 셀(111, 112, 113)의 음극과 연결되는 제 4 내지 제 6 센싱 와이어 중에서 제 2 및 제 3 배터리 셀(112, 113)의 양극 및 음극과 연결되는 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 센싱 와이어는 인출 경로가 중첩될 수 있다. 따라서, 제 4 및 제 5 센싱 와이어를 가이드하는 가이드 홈은 제 2 및 제 3 센싱 와이어를 가이드하는 가이드 홈을 회피하여 형성될 수 있다. 이를 위해, 제 4 및 제 5 센싱 와이어를 가이드하는 가이드 홈은 다른 가이드 홈에 비해 길게 형성될 수 있다.
한편, 가이드 홈(2210, 3210)은 와이어의 직경과 같거나 이보다 넓은 폭으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 와이어의 직경의 1배 내지 1.2배 정도의 폭으로 형성될 수 있다. 그런데, 가이드 홈(2210, 3210)의 폭이 너무 넓으면 와이어의 솔더링 시 와이어를 고정시키지 못하고 너무 좁으면 와이어가 가이드 홈에 안착될 수 없으므로 가이드 홈의 폭은 와이어 직경의 1.1배 내지 1.2배가 바람직하다. 또한, 가이드 홈(2210, 3210)의 깊이는 와이어 직경의 30% 내지 100%의 깊이로 형성될 수 있다. 그런데, 가이드 홈(2210, 3210)의 깊이가 너무 얕으면 와이어가 가이드 홈(2200, 3200)에 수용되지 못할 수도 있고, 너무 깊으면 가이드 홈(2210, 3210)의 깊이에 따라 커버(2000, 3000)의 두께가 두꺼워질 수 있다. 따라서, 가이드 홈(2210, 3210)은 와이어 직경의 50% 내지 70%의 깊이로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 가이드 홈(2210, 3210)은 단면 형상이 반원 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 개구(2100, 3100)를 통해 유입된 와이어의 연결 공정이 완료된 후 제 1 및 제 2 커버(2000, 3000)을 원위치시킬 때 코어 팩(100)에 연결된 와이어를 개구(2100, 3100)를 통해 인출할 수 있다. 이때, 와이어가 커버와 일부 접촉될 수 있으고, 그에 따라 커버(2000, 3000)를 오픈하는데 장애가 될 수 있을 뿐만 아니라 심할 경우 와이어의 결합력을 약하게 하는 등의 문제가 발생될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 커버(2000, 3000)의 인출을 위한 절개부를 형성하거나, 개구를 이루는 커버의 일부를 제거할 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이 제 1 개구(2110)의 일측에 잔류하는 제 1 커버(2000)의 일부, 즉 X 방향으로 제 1 개구(2110)의 최외측에 잔류하는 제 1 커버(2000)의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 또한, 제 2 개구(2120)의 하측, 즉 Y 방향으로 폭이 좁은 영역의 일부를 절개하여 커버를 오픈하기 전에 절개부(2300)를 통해 와이어를 먼저 인출할 수 있다. 물론, 제 2 커버(3000)의 제 3 개구(3110)의 일부, 즉 X 방향으로 제 3 개부(3110)의 최외측에 잔류하는 제 2 커버(3000)의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 또한, 제 4 개구(3120)의 하측, 즉, Y 방향으로 폭이 좁은 영역의 일부를 절개하여 커버를 오픈하기 전에 절개부(3300)를 통해 와이어를 먼저 인출할 수 있다. 이렇게 하면 제 1 및 제 2 커버(2000, 3000)를 오픈할 때 와이어를 개구를 통해 인출하는 경우에 비해 와이어의 움직임을 최소화할 수 있다.
본 발명은 상기에서 서술된 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다.
1000 : 지그 본체 2000 : 제 1 커버
3000 : 제 2 커버 2100, 3100 : 개구

Claims (10)

  1. 코어 팩이 안착되는 지그 본체;
    상기 지그 본체에 안착된 코어 팩을 덮도록, 상기 지그 본체의 일측에 마련되며 회동 가능한 제 1 커버;
    상기 제 1 커버가 덮는 소정의 부위와 동일한 부위를 덮도록, 상기 지그 본체의 일측과 대향하는 타측에 마련되며 회동 가능한 제 2 커버;
    상기 제 1 커버에 형성되며, 상기 코어 팩의 복수의 배터리 셀의 제 1 와이어와 연결되는 영역을 노출시키는 제 1 개구 및 제 2 개구 중 적어도 하나의 개구;
    상기 제 2 커버에 형성되며, 상기 코어 팩의 복수의 배터리 셀의 제 2 와이어와 연결되는 영역을 노출시키는 제 3 개구 및 제 4 개구 중 적어도 하나의 개구;를 포함하고,
    상기 제 1 커버는 상기 제 2 커버에 형성된 개구가 노출시키는 영역을 커버하고, 상기 제 2 커버는 상기 제 1 커버에 형성된 개구가 노출시키는 영역을 커버하는 와이어 연결용 지그.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 지그 본체는 상기 코어 팩이 안착되는 안착부와, 상기 안착부 외측에 마련된 측벽을 포함하는 와이어 연결용 지그.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 커버는 제 1 와이어 연결 시 상기 코어 팩을 덮도록 회동하고, 상기 제 2 커버는 제 2 와이어 연결 시 상기 코어 팩을 덮도록 회동하는 와이어 연결용 지그.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 커버 각각의 타면에 형성되어 상기 와이어를 가이드하는 가이드 홈을 더 포함하는 와이어 연결용 지그.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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