KR102612163B1 - 이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그 - Google Patents
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Abstract
이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그가 개시된다. 상기 이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그는 이차 전지 셀을 배치시키는 셀 로딩부 및 상기 셀 로딩부의 상부에 배치되고 상기 이차 전지 셀의 양극단자 및 음극단자에 접촉되어 전류를 인가하는 양극단자용 지그 및 음극단자용 지그를 포함하는 셀 지그 유닛; 및 상기 양극단자용 지그 및 상기 음극단자용 지그가 배치되는 일면 또는 이에 마주하는 타면에 회전 중심축으로 연결되어 상기 셀 지그 유닛이 상기 회전 중심축을 중심으로 회전되게 하는 지그 회전 리드 유닛을 포함한다.
Description
본 발명은 이차 전지 셀 충방전용 지그에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이차 전지 셀 및 이차 전지 셀을 고정하는 지그가 회전 가능한 이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그에 관한 것이다.
일반적으로 충, 방전이 가능한 이차전지(secondary battery)는 셀룰러 폰(cellular phone), 노트북 컴퓨터, 컴퓨터 캠코더 등 휴대용 전자기기의 개발로 활발한 연구가 진행되고 있다.
특히, 이러한 이차전지는 니켈- 카드늄전지(nickel cadmium battery), 연축전지, 니켈 수소전지(nickelmetal hydride battery), 리튬 이온전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymerbattery), 금속 리튬 2차전지, 공기 아연 축전지 등 다양한 종류의 것이 있다.
이차 전지는 주변 환경조건에 따라 출력 특성이 달라질 수 있다. 예컨대, 주변 온도 상태, 이차 전지에 가해지는 외부의 충격이나 진동 여부 등에 따라 이차 전지의 출력 특성이 달라질 수 있다. 따라서, 실제로 이차 전지가 사용되는 환경 조건에서, 이차 전지가 어떠한 출력 특성을 나타내는지를 미리 확인할 필요가 있다.
이를 위해, 이차 전지 셀의 테스트는 챔버 내에 다수의 이차 전지 셀을 배치하고 챔버 내부 환경을 특정 환경으로 조성하여 해당 환경에서 이차 전지 셀을 충방전하며 이차 전지 셀의 동작 상태를 측정하는 방식으로 진행된다. 이때, 이차 전지 셀을 양극단자 및 음극단자가 상부를 향하도록 수직으로 놓아서 고정하는 충방전용 지그가 사용되며, 상기 지그와 함께 이차 전지 셀은 수직으로 놓인 채로 상기 챔버 내로 투입된다.
이와 같이 종래에는 이차 전지 셀의 충방전시 이차 전지 셀이 수직으로 놓여 챔버 내에 투입되므로 이차 전지 셀의 충방전시 이차 전지 셀이 수직으로만 고정되어 충방전 테스트가 진행된다. 따라서, 이차 전지 셀이 수직으로 놓여 사용되는 환경의 경우에 대한 충방전 테스트로 한정 되었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이차 전제 셀을 다양한 각도로 회전시켜서 충방전 테스트를 진행할 수 있도록 한 이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그를 제공하는데 있다.
다른 목적으로, 충방전 테스트가 진행되는 챔버 외에 이차 전지 셀 및 셀 지그 유닛을 회전시키기 위한 추가의 공간의 확보 없이도 이차 전지 셀 및 셀 지그 유닛을 용이하게 회전시킬 수 있도록 한 이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그는 이차 전지 셀을 배치시키는 셀 로딩부 및 상기 셀 로딩부의 상부에 배치되고 상기 이차 전지 셀의 양극단자 및 음극단자에 접촉되어 전류를 인가하는 양극단자용 지그 및 음극단자용 지그를 포함하는 셀 지그 유닛; 및 상기 양극단자용 지그 및 상기 음극단자용 지그가 배치되는 일면 또는 이에 마주하는 타면에 회전 중심축으로 연결되어 상기 셀 지그 유닛이 상기 회전 중심축을 중심으로 회전되게 하는 지그 회전 리드 유닛을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 셀 지그 유닛은 상기 회전 중심축을 기준으로 180도 반경 내에서 회전하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 지그 회전 리드 유닛은 상기 셀 지그 유닛이 상기 회전 중심축을 기준으로 -90도, 0도, +90도 회전된 상태를 유지시키도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 지그 회전 리드 유닛의 하단부에 연결되어 상기 지그 회전 리드 유닛 및 상기 셀 지그 유닛을 상기 셀 로딩부의 바닥면에 평행한 수평면 상에서 일방향을 따라 이동시키는 지그 이동 유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 지그 이동 유닛은, 상기 일방향에 평행하는 길이를 갖는 슬라이딩 가이드 부재; 및 상기 슬라이딩 가이드 부재의 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 상기 슬라이딩 가이드 부재 상에 설치되고, 상기 지그 회전 리드 유닛의 하단부와 연결되는 슬라이딩 부재를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 지그 이동 유닛은 상기 슬라이딩 부재가 상기 슬라이딩 가이드 부재를 따라 슬라이딩될 때 상기 슬라이딩 부재 및 상기 슬라이딩 부재 간의 충돌을 방지하는 복수의 완충스프링을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 셀 지그 유닛은 상기 슬라이딩 부재가 상기 슬라이딩 가이드 부재 상에서 일정 거리 이동한 상태에서 회전될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 셀 지그 유닛의 상기 양극단자용 지그 및 상기 음극단자용 지그가 배치되는 일면 방향 또는 이에 마주하는 타면 방향에서 돌출되는 회전 가동 손잡이를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 양극단자용 지그는 제2 프로브 핀 및 상기 제2 프로브 핀에 연결되는 양극용 배선 연결부재를 포함하고, 상기 음극단자용 지그는 제1 프로브 핀 및 상기 제1 프로브 핀에 연결되는 음극용 배선 연결부재를 포함하고, 상기 양극용 배선 연결부재 및 상기 음극용 배선 연결부재는 그 말단이 상기 양극단자용 지그 및 상기 음극단자용 지그가 배치되는 일면의 후방으로 돌출된다. 이에 따라, 셀 지그 유닛이 +90도 또는 -90도로 회전된 상태에서 음극단자용 지그 및 양극단자용 지그에 배선부를 전기적으로 연결하기에 용이하다.
일 실시예에서, 상기 셀 로딩부는 상기 셀 로딩부로 로딩된 이차 전지 셀을 구속하는 셀 구속부재를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 셀 지그유닛이 회전될 때 이차 전지 셀의 이탈을 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 셀 로딩부는 서로 일정 거리 이격되는 제1 레일 및 제2 레일을 포함하고, 상기 이차 전지 셀은 배터리 보호부재로 덮여서 상기 제1 레일 및 제2 레일 사이로 로딩되고, 상기 셀 구속부재는 상기 제1 레일 및 상기 제2 레일 중 어느 하나의 상면에 배치되어 상기 배터리 보호부재를 가압하여 상기 이차 전지 셀을 구속하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그를 이용하면 이차 전지 셀을 충방전할 때 이차 전지 셀의 음극단자 및 양극단자가 상부를 향하는 정방향 상태, 이차 전지 셀이 +90도로 회전된 상태, 이차 전지 셀이 -90도로 회전된 상태로 충방전을 실시할 수 있으므로 이차 전지 셀을 다양한 각도로 회전시켜서 이차 전지 셀이 수직 또는 수평으로 놓여 실제 사용되는 환경과 비슷한 조건으로 충방전 테스트를 진행할 수 있는 이점이 있다.
또한, 이차 전지 셀의 충방전 테스트를 위해 이차 전지 셀 및 셀 지그 유닛이 챔버 내에 수용된 상태에서 이차 전지 셀 및 셀 지그 유닛을 회전시키고자 할 때 지그 이동 유닛의 슬라이딩 부재를 통해 셀 지그 유닛을 당겨서 셀 지그 유닛을 챔버로부터 인출한 상태에서 이차 전지 셀 및 셀 지그 유닛을 회전시킬 수 있으므로 충방전 테스트가 진행되는 챔버 외에 이차 전지 셀 및 셀 지그 유닛을 회전시키기 위한 추가의 공간의 확보 없이도 이차 전지 셀 및 셀 지그 유닛을 용이하게 회전시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 배면 사시도이다.
도 3은 이차 전지 셀이 배터리 보호부재 내에 수용된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4a는 도 1에 도시된 셀 구속부재를 설명하기 위한 부분 확대 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 측면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 음극단자용 지그 및 양극단자용 지그를 생략하여 도시한 사시도이다.
도 6은 도 1에 도시된 지그 장착 플레이트부를 확대 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 6의 배면 사시도이다.
도 8은 도 2에 도시된 지그 회전 리드 유닛의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 1에 도시된 지그 이동 유닛의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 10은 도 9의 결합 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 지그 서포트 프레임을 생략한 지그 이동 유닛의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 9에 도시된 슬라이딩 부재 및 셀 지그 유닛이 이동된 상태를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 1에 도시된 셀 지그 유닛이 +90도 회전된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 1에 도시된 셀 지그 유닛이 -90도 회전된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 배면 사시도이다.
도 3은 이차 전지 셀이 배터리 보호부재 내에 수용된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4a는 도 1에 도시된 셀 구속부재를 설명하기 위한 부분 확대 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 측면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 음극단자용 지그 및 양극단자용 지그를 생략하여 도시한 사시도이다.
도 6은 도 1에 도시된 지그 장착 플레이트부를 확대 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 6의 배면 사시도이다.
도 8은 도 2에 도시된 지그 회전 리드 유닛의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 1에 도시된 지그 이동 유닛의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 10은 도 9의 결합 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 지그 서포트 프레임을 생략한 지그 이동 유닛의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 9에 도시된 슬라이딩 부재 및 셀 지그 유닛이 이동된 상태를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 1에 도시된 셀 지그 유닛이 +90도 회전된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 1에 도시된 셀 지그 유닛이 -90도 회전된 상태를 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 배면 사시도이고, 도 3은 이차 전지 셀이 배터리 보호부재 내에 수용된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4a는 도 1에 도시된 셀 구속부재를 설명하기 위한 부분 확대 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 측면도이고, 도 5는 도 1에 도시된 음극단자용 지그 및 양극단자용 지그를 생략하여 도시한 사시도이고, 도 6은 도 1에 도시된 지그 장착 플레이트부를 확대 도시하는 사시도이고, 도 7은 도 6의 배면 사시도이고, 도 8은 도 2에 도시된 지그 회전 리드 유닛의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 9는 도 1에 도시된 지그 이동 유닛의 구성을 나타내는 분해 사시도이고, 도 10은 도 9의 결합 사시도이고, 도 11은 도 10에 도시된 지그 서포트 프레임을 생략한 지그 이동 유닛의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그는 셀 지그 유닛(100), 지그 회전 리드 유닛(200), 지그 이동 유닛(300), 회전 가동 손잡이(400), 배선부(500)를 포함할 수 있다.
셀 지그 유닛(100)은 셀 로딩부(110), 지그 장착 부재(120), 양극단자용 지그(140) 및 음극단자용 지그(130)를 포함할 수 있다.
셀 로딩부(110)는 이차 전지 셀을 배치시킨다. 일 예로, 셀 로딩부(110)는 베이스판(111), 셀 장착 레일(112) 및 셀 구속부재(113)를 포함할 수 있다.
베이스판(111)은 직사각형 플레이트 형상으로 구비되어 셀 로딩부(110)의 바닥면을 형성할 수 있다.
셀 장착 레일(112)은 베이스판(111)의 길이방향에 평행하도록 상기 베이스판(111)의 상면에 구비될 수 있다. 일 예로, 셀 장착 레일(112)은 제1 레일(1121) 및 상기 제1 레일(1121)과 상기 베이스판(111)의 폭 방향으로 일정 거리 이격되는 제2 레일(1122)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 레일(1121) 및 상기 제2 레일(1122)의 단면 형상은 ㄱ자 형상일 수 있다.
여기서, 상기 셀 장착 레일(112)에 이차 전지 셀(20)을 장착할 때 이차 전지 셀(20)은 도 3에 도시된 바와 같이 배터리 보호부재(10) 내에 수용된 상태로 상기 셀 로딩부(110)에 배치될 수 있다. 상기 배터리 보호부재(10)는 이차 전지 셀(20)의 양면을 덮는 제1 배터리 커버(11) 및 제2 배터리 커버(12)를 포함하고, 각각의 배터리 커버(11, 12)의 하단에는 일방향으로 돌출되는 바닥판(11a, 12a)이 형성될 수 있다. 각각의 배터리 커버(11, 12)의 상기 바닥판(11a, 12a)은 상기 제1 레일(1121) 및 상기 제2 레일(1122) 내로 삽입되어 상기 제1 레일(1121) 및 상기 제2 레일(1122)을 따라 슬라이딩될 수 있다.
셀 구속부재(113)는 상기 배터리 보호부재(10)를 통해 상기 제1 레일(1121) 및 상기 제2 레일(1122) 사이에 삽입되는 이차 전지 셀(20)이 쉽게 빠지지 않도록 상기 배터리 보호부재(10) 및 상기 이차 전지 셀(20)을 구속할 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 일 예로, 셀 구속부재(113)는 당김 버튼(1131) 및 한 쌍의 셀 구속핀(1132)을 포함할 수 있다.
상기 당김 버튼(1131)은 상기 제1 레일(1121) 및 상기 제2 레일(1122) 중 어느 하나, 예를 들어, 상기 제2 레일(1122)의 상면에 놓일 수 있다. 상기 당김 버튼(1131)은 상기 제2 레일(1122)의 상면으로부터 돌출되는 형태의 당김 손잡이부(1131a), 상기 당김 손잡이부(1131a)의 양측, 즉 좌측 및 우측으로 연장되는 한 쌍의 핀 체결부(1131b)를 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 셀 구속핀(1132) 각각은 상기 각각의 핀 체결부(1131b) 및 상기 제2 레일(1122)의 상면에 관통되도록 상기 당김 버튼(1131) 양측에 체결되어 끝단부가 상기 제2 레일(1122)의 내측으로 돌출되게 구비될 수 있다. 상기 제2 레일(1122)의 내측으로 돌출되는 한 쌍의 셀 구속핀(1132)의 끝단부는 상기 제2 레일(1122)의 내측으로 삽입되는 배터리 보호부재(10)의 제2 배터리 커버(12)의 바닥판(12a)의 상면의 높이보다 낮게 돌출되어 상기 제2 레일()의 입구를 막고 상기 바닥판()의 단부를 막아서 상기 배터리 보호부재(10) 및 상기 이차 전지 셀(20)이 상기 제1 레일(1121) 및 상기 제2 레일(1122) 내에서 절대 이탈되지 않도록 한다. 일 예로, 한 쌍의 셀 구속핀(1132)은 원터치로 탈착 가능한 퀵 릴리즈 핀(Quick Release Pin)으로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 당김 버튼(1131)을 상측으로 당기면 상기 한 쌍의 셀 구속핀(1132)의 끝단부는 상기 제2 레일(1122)의 상면 방향으로 당겨져서 상기 제2 배터리 커버(12)의 바닥판(12a)의 상면보다 높게 위치할 수 있고, 당겨진 당김 버튼(1131)을 놓으면 상기 한 쌍의 셀 구속핀(1132)은 다시 상기 제2 레일(1122)의 내측으로 삽입되어 끝단부가 상기 제2 레일(1122)의 입구를 막고 상기 바닥판(12a)의 단부를 막을 수 있다.
이러한 셀 구속부재(113)는 후술하는 지그 회전 리드 유닛(200)에 의해 셀 지그유닛(100)이 회전할 때 이차 전지 셀(20) 및 배터리 보호부재(10)가 자중에 의해 제1 레일(1121) 및 제2 레일(1122)로부터 이탈되지 않도록 한다.
지그 장착 부재(120)는 셀 지그 유닛(100)에서 양극단자용 지그(140) 및 음극단자용 지그(130)가 장착되는 일면을 구성하며, 셀 로딩부(110)의 베이스판(111)의 길이방향의 두 단부 중 어느 하나의 단부에 연결되어 상기 바닥판(11a, 12a)과 수직하게 배치될 수 있다.
도 5를 참조하면, 일 예로, 지그 장착 부재(120)는 지그 장착 프레임부(121) 및 지그 장착 플레이트부(122)를 포함할 수 있다.
지그 장착 프레임부(121)는 바닥판(11a, 12a)의 길이방향의 양측에 배치되어 직립되는 제1 수직프레임(1211) 및 제2 수직프레임(1212), 제1 수직프레임(1211) 및 제2 수직프레임(1212) 사이에 수평으로 연결되며 제1 수직프레임(1211) 및 제2 수직프레임(1212)의 높이 방향으로 일정 거리 이격되게 구비되는 제1 수평프레임(1213) 및 제2 수평프레임(1214)을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 수평프레임(1213)은 상기 제2 수평프레임(1214)의 위로 배치될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 지그 장착 플레이트부(122)는 베이스플레이트(1221), 제1 지그장착 플레이트(1222), 제2 지그장착 플레이트(1223)를 포함할 수 있다.
베이스플레이트(1221)는 플레이트의 일측에 형성되는 제1 사각개구(1221a), 상기 제1 사각개구(1221a)와 이웃하고 상기 제1 사각개구(1221a)보다 수평 방향 길이가 긴 제2 사각개구(1221b), 상기 제1 사각개구(1221a) 및 상기 제2 사각개구(1221b)의 상부에 형성되는 제1 단턱(1221c), 상기 제1 사각개구(1221a) 및 상기 제2 사각개구(1221b)의 하부에 형성되는 제2 단턱(1221d)을 포함할 수 있다.
제1 지그장착 플레이트(1222)는 상기 제1 사각개구(1221a)에 마주하도록 상기 베이스플레이트(1221)의 전면에 조립될 수 있다. 제1 지그장착 플레이트(1222)의 배면에는 상기 제1 단턱(1221c)에 지지되는 제1 지지홈(1222a)이 형성될 수 있고 하단이 상기 제2 단턱(1221d)에 지지될 수 있다. 또한 제1 지그장착 플레이트(1222)를 관통하여 형성되고 상기 제1 사각개구(1221a)에 마주하는 제3 사각개구(1222b)가 구비될 수 있다.
제2 지그장착 플레이트(1223)는 상기 제2 사각개구(1221b)에 마주하도록 상기 베이스플레이트(1221)의 전면에 조립될 수 있다. 제2 지그장착 플레이트(1223)의 배면에는 상기 제1 단턱(1221c)에 지지되는 제2 지지홈(1223a) 및 상기 제2 단턱(1221d)에 지지되는 제3 지지홈(1223b)이 형성될 수 있다. 또한 제2 지그장착 플레이트(1223)를 관통하여 형성되고 상기 제2 사각개구(1221b)에 마주하는 제4 사각개구(1223c)가 구비될 수 있다.
또한, 제2 지그장착 플레이트(1223)는 제1 지그장착 플레이트(1222)와 근접하거나 멀어지도록 슬라이딩 가능하게 구비될 수 있다. 이를 위해, 베이스플레이트(1221)의 전면에 상기 제1 단턱(1221c)과 마주하도록 가이드바(1224)를 구비하여, 상기 제2 지그장착 플레이트(1223)의 제1 지지홈(1222a)은 상기 제1 단턱(1221c)에 지지되고 하단부는 상기 가이드바(1224) 및 상기 베이스플레이트(1221)의 전면 사이에 삽입되어 제2 지그장착 플레이트(1223)가 슬라이딩되도록 구성될 수 있다.
음극단자용 지그(130)는 제1 핀 장착 블록(131), 제1 프로브 핀(132), 제1 토글 클램프(133), 음극용 배선 연결부재(134)를 포함할 수 있다.
제1 핀 장착 블록(131)은 배면에 제5 사각개구(1311)를 갖는 직육면체 형상으로 구비될 수 있고, 상기 제1 지그장착 플레이트(1222) 상에 상, 하로 이동 가능하게 구비되며, 상기 제5 사각개구(1311)가 상기 제3 사각개구(1222b)에 대응된다.
제1 프로브 핀(132)은 이차 전지 셀(20)의 음극단자(21)와 접촉하는 제1 헤드부(1321)가 상기 제1 핀 장착 블록(131)의 바닥으로부터 돌출되도록 상기 제1 핀 장착 블록(131) 내에 수용될 수 있다.
제1 토글 클램프(133)는 제1 핀 장착 블록(131)의 위로 배치되도록 상기 제1 지그장착 플레이트(1222) 상에 구비되고, 상기 제1 핀 장착 블록(131)의 상면에 연결되는 제1 가동샤프트(1331) 및 상기 제1 가동샤프트(1331)의 상단부를 밀거나 당겨서 상기 제1 가동샤프트(1331)를 상, 하로 왕복 이동시키는 제1 레버(1332)를 포함할 수 있다. 이러한 제1 토글 클램프(133)는 상기 제1 레버(1332)를 좌, 우로 회전시켜서 상기 제1 핀 장착 블록(131)을 상, 하로 이동시킬 수 있고, 이에 따라 제1 프로브 핀(132)의 제1 헤드부(1321)가 이차 전지 셀(20)의 양극단자(22)로부터 이격되거나 접촉될 수 있다.
음극용 배선 연결부재(134)는 상기 제1 프로브 핀(132)에 연결되며 말단이 상기 음극단자용 지그(130)의 후방으로 돌출될 수 있다. 즉, 일단이 제1 프로브 핀(132)에 연결되며 타단이 음극단자용 지그(130)의 후방으로 돌출될 수 있다. 이때, 음극용 배선 연결부재(134)의 말단은 제1 핀 장착 블록(131)의 제5 사각개구(1311), 제1 지그장착 플레이트(1222)의 제3 사각개구(1222b) 및 상기 베이스플레이트(1221)의 제1 사각개구(1221a)를 통해 음극단자용 지그(130)의 후방으로 돌출될 수 있다. 상기 음극용 배선 연결부재(134)는 버스 바(bus bar) 형태로 구비될 수 있다.
양극단자용 지그(140)는 제2 핀 장착 블록(141), 제2 프로브 핀(142), 제2 토글 클램프(143), 양극용 배선 연결부재(144)를 포함할 수 있다.
제2 핀 장착 블록(141)은 배면에 제6 사각개구(1411)를 갖는 직육면체 형상으로 구비될 수 있고, 상기 제2 지그장착 플레이트(1223) 상에 상, 하로 이동 가능하게 구비되며, 상기 제6 사각개구(1411)가 상기 제4 사각개구(1223c)에 대응된다.
제2 프로브 핀(142)은 이차 전지 셀(20)의 양극단자(22)와 접촉하는 제2 헤드부(1421)가 상기 제2 핀 장착 블록(141)의 바닥으로부터 돌출되도록 상기 제2 핀 장착 블록(141) 내에 수용될 수 있다.
제2 토글 클램프(143)는 제2 핀 장착 블록(141)의 위로 배치되도록 상기 제2 지그장착 플레이트(1223) 상에 구비되고, 상기 제2 핀 장착 블록(141)의 상면에 연결되는 제2 가동샤프트(1431) 및 상기 제2 가동샤프트(1431)의 상단부를 밀거나 당겨서 상기 제2 가동샤프트(1431)를 상, 하로 왕복 이동시키는 제2 레버(1432)를 포함할 수 있다. 이러한 제2 토글 클램프(143)는 상기 제2 레버(1432)를 좌, 우로 회전시켜서 상기 제2 핀 장착 블록(141)을 상, 하로 이동시킬 수 있고, 이에 따라 제2 프로브 핀(142)의 제2 헤드부(1421)가 이차 전지 셀(20)의 양극단자(22)로부터 이격되거나 접촉될 수 있다.
양극용 배선 연결부재(144)는 상기 제2 프로브 핀(142)에 연결되며 말단이 상기 양극단자용 지그(140)의 후방으로 돌출될 수 있다. 즉, 일단이 제2 프로브 핀(142)에 연결되며 타단이 양극단자용 지그(140)의 후방으로 돌출될 수 있다. 이때, 양극용 배선 연결부재(144)의 말단은 제2 핀 장착 블록(141)의 제6 사각개구(1411), 상기 제2 지그장착 플레이트(1223)의 제3 사각개구(1222b) 및 상기 베이스플레이트(1221)의 제2 사각개구(1221b)를 통해 양극단자용 지그(140)의 후방으로 돌출될 수 있다. 상기 양극용 배선 연결부재(144)는 버스 바(bus bar) 형태로 구비될 수 있다.
이러한 양극단자용 지그(140)는 상기 제2 지그장착 플레이트(1223) 상에 장착되므로 제2 지그장착 플레이트(1223)의 수평 이동에 따라 수평 이동이 가능하여, 셀 로딩부(110)에 로딩되는 이차 전지 셀(20)의 크기에 따라 수평 이동하여 각기 다른 크기의 이차 전지 셀(20)의 양극단자(22)의 상부로 위치시킬 수 있다.
지그 회전 리드 유닛(200)은 양극단자용 지그(140) 및 상기 음극단자용 지그(130)가 배치되는 일면 또는 이에 마주하는 타면에 회전 중심축(240)으로 연결되어 상기 셀 지그 유닛(100)이 상기 회전 중심축(240)을 중심으로 회전되게 한다.
도 8을 참조하면, 일 예로, 지그 회전 리드 유닛(200)은 회전판(210), 지그 서포트 프레임(220), 회전 스페이서(230), 회전 중심축(240), 구속수단(250)을 포함할 수 있다.
회전판(210)은 셀 지그 유닛(100)의 일면, 즉 셀 지그 유닛(100)의 상기 지그 장착 프레임부(121)에 결합될 수 있다. 이를 위해, 회전판(210)은 지그 장착 프레임부(121)의 제1 수직프레임(1211) 및 제2 수직프레임(1212)의 배면 일부를 덮을 수 있는 길이를 갖고 제1 수평프레임(1213)의 상단 및 제2 수평프레임(1214)의 하단 간의 거리에 대응하는 폭을 갖는 직사각형 플레이트 형상으로 구비될 수 있고 길이방향에 평행한 단부들로부터 절곡되어 서로 마주하는 2개의 밴딩부(211)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 2개의 밴딩부(211) 각각을 제1 수평프레임(1213)의 상단 및 제2 수평프레임(1214)의 하단에 지지시키면서 제1 수평프레임(1213) 및 제2 수평프레임(1214)을 덮은 후 길이방향의 양측을 제1 수직프레임(1211) 및 제2 수직프레임(1212) 각각에 고정하여 지그 장착 프레임부(121)의 배면, 즉 양극단자용 지그(140) 및 음극단자용 지그(130)가 배치되는 면의 반대면에 결합될 수 있다.
지그 서포트 프레임(220)은 셀 지그 유닛(100)이 공중에 떠 있는 상태가 되도록 셀 지그 유닛(100)을 지탱한다. 일 예로, 지그 서포트 프레임(220)은 U자 형상으로 구비되어, 수평지지대(221), 상기 수평지지대(221)의 일측 끝, 예를 들어, 상기 수평지지대(221)의 좌측 끝에서 수직하게 연장되는 제1 수직지지대(222), 상기 수평지지대(221)의 타측, 예를 들어, 상기 수평지지대(221)의 우측 끝에서 수직하게 연장되는 제2 수직지지대(223)를 포함할 수 있다. 상기 제1 수직지지대(222) 및 상기 제2 수직지지대(223) 중 어느 하나에는 상기 회전 중심축(240)이 관통하는 축 삽입구멍(224)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 수직지지대(222)에 상기 축 삽입구멍(224)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 수평지지대(221)의 하단으로부터 상기 제1 수직지지대(222) 및 상기 제2 수직지지대(223) 각각의 상단까지의 높이는 후술하는 회전 중심축(240)이 지그 장착 프레임부(121)의 제1 수평프레임(1213)에 관통되는 지점과 상기 셀 로딩부(110)의 베이스판(111)의 저면 간의 거리보다 길다.
회전 스페이서(230)는 회전판(210)의 배면에 배치되도록 상기 회전판(210)에 결합되어 상기 회전판(210)이 상기 회전 중심축(240)을 중심으로 회전할 때 상기 지그 서포트 프레임(220)과의 마찰 없이 용이하게 회전할 수 있도록 상기 지그 서포트 프레임(220) 및 상기 회전판(210) 간의 간격을 유지시킨다.
일 예로, 상기 회전 스페이서(230)는 원형 플레이트 형상의 간격유지부(231), 상기 간격유지부(231)의 일면으로부터 원형으로 돌출되는 회전판 결합부(232), 상기 간격유지부(231) 및 상기 회전판 결합부(232)의 중앙을 관통하는 축 관통구멍(233)을 포함할 수 있다. 상기 축 관통구멍(233) 내에는 베어링이 삽입될 수 있고, 상기 베어링에 회전 중심축(240)이 삽입될 수 있다.
상기 회전 스페이서(230)는 상기 회전판(210)의 배면에서 상기 회전판(210)에 결합될 수 있다. 이를 위해, 상기 회전판(210)은 상측 중앙에 상기 회전 스페이서(230)의 회전판 결합부(232)가 삽입되는 스페이서 결합구멍(212)이 형성되어 상기 스페이서 결합구멍(212)에 상기 회전판 결합부(232)가 결합되면 상기 회전 스페이서(230)는 상기 회전판(210)의 배면 중앙에 배치될 수 있다.
회전 중심축(240)은 지그 회전 리드 유닛(200)에 셀 지그 유닛(100)을 축 연결시키며 셀 지그 유닛(100) 및 회전판(210)의 회전의 중심이 된다. 회전 중심축(240)은 지그 서포트 프레임(220)으로부터 상기 지그 장착 프레임부(121)의 제1 수평프레임(1213)을 관통하여 돌출될 수 있는 길이를 가질 수 있다.
상기 회전 중심축(240)은 지그 서포트 프레임(220)의 제1 수직지지대(222)의 축 삽입구멍(224), 회전 스페이서(230), 지그 장착 프레임부(121)의 제1 수평프레임(1213)을 순차적으로 관통하여 끝단부가 제1 수평프레임(1213)으로부터 돌출될 수 있고, 그 돌출된 끝단부에는 제1 수평프레임(1213)에 지지되는 와셔(261) 및 축 고정링(262)이 결합되어 회전 중심축(240)의 이탈 없이 그 결합 상태가 유지될 수 있다.
상기 회전 스페이서(230) 및 상기 회전 중심축(240)의 결합 구조에 따라 셀 지그 유닛(100)은 회전 중심축(240)을 중심으로 회전할 수 있다. 이때, 셀 지그 유닛(100)은 상기 회전 중심축(240)을 기준으로 180도 반경 내에서 회전할 수 있다. 일 예로, 셀 지그 유닛(100)은 회전 중심축(240)을 기준으로 0도, -90도, +90도 각도로 시계방향 및 반시계방향으로 회전될 수 있다.
구속수단(250)은 회전판(210) 및 셀 지그 유닛(100)이 회전된 상태를 구속한다. 구속수단(250)은 구속구멍(251, 252, 253) 및 구속핀(254)을 포함할 수 있다.
구속구멍(251, 252, 253)은 회전판(210)에서 축 삽입구멍(224) 주변에 다수 배치될 수 있다. 일 예로, 구속구멍(251, 252, 253)은 상기 축 삽입구멍(224)의 아래에 위치하는 제1 구속구멍(251), 제1 구속구멍(251)으로부터 +90도 지점에 위치하고 상기 회전 중심축(240)과 제1 구속구멍(251) 간의 거리와 동일 거리만큼 상기 회전 중심축(240)과 이격되어 있는 제2 구속구멍(252), 제1 구속구멍(251)으로부터 -90도 지점에 위치하고 상기 회전 중심축(240)과 제1 구속구멍(251) 간의 거리와 동일 거리만큼 상기 회전 중심축(240)과 이격되어 있는 제3 구속구멍(253)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 구속구멍(251)은 상기 회전판(210) 및 상기 셀 지그 유닛(100)이 정방향 상태인 회전각도를 0으로 하는 상태를 구속하기 위한 구멍이고, 상기 제2 구속구멍(252)은 상기 회전판(210) 및 상기 셀 지그 유닛(100)이 +90도 회전된 상태를 구속하기 위한 구멍이고, 상기 제3 구속구멍(253)은 상기 회전판(210) 및 상기 셀 지그 유닛(100)이 -90도 회전된 상태를 구속하기 위한 구멍이다.
구속핀(254)은 회전 중심축(240)이 결합되는 지그 서포트 프레임(220)의 제1 수직지지대(222)를 관통하여 결합되고, 끝단이 상기 제1 내지 제3 구속구멍(253)에 선택적으로 삽입될 수 있다. 즉, 평상시 상기 제1 구속구멍(251)에 끝단이 삽입된 상태로 상기 회전판(210) 및 상기 셀 지그 유닛(100)을 구속하고, 상기 회전판(210) 및 상기 셀 지그 유닛(100)이 +90도 회전된 경우 상기 제2 구속구멍(252)에 끝단이 삽입되어 회전된 회전판(210) 및 셀 지그 유닛(100)을 구속하고, 상기 회전판(210) 및 상기 셀 지그 유닛(100)이 -90도 회전된 경우 상기 제3 구속구멍(253)에 끝단이 삽입되어 회전된 회전판(210) 및 셀 지그 유닛(100)을 구속할 수 있다.
일 예로, 상기 구속핀(254)은 원터치로 탈착 가능한 퀵 릴리즈 핀(Quick Release Pin)으로 구성될 수 있다.
지그 이동 유닛(300)은 상기 지그 회전 리드 유닛(200)의 하단부에 연결되어 상기 지그 회전 리드 유닛(200) 및 상기 셀 지그 유닛(100)을 상기 셀 로딩부(110)의 바닥면에 평행한 수평면 상에서 일방향을 따라 이동시킨다. 상기 일방향은 양극단자용 지그(140) 및 상기 음극단자용 지그(130)가 이웃하는 방향에 평행한 방향일 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 일 예로, 지그 이동 유닛(300)은 슬라이딩 가이드 부재(310), 슬라이딩 부재(320), 복수의 완충스프링(340), 스토퍼(330)를 포함할 수 있다.
슬라이딩 가이드 부재(310)는 베이스프레임(311), 제1 샤프트홀더(312) 및 제2 샤프트홀더(313), 복수의 가이드샤프트(314), 제1 가이드블록(316) 및 제2 가이드블록(316)을 포함할 수 있다.
베이스프레임(311)은 직사각형 형상의 프레임일 수 있고, 길이방향이 상기 양극단자용 지그(140) 및 상기 음극단자용 지그(130)가 이웃하는 방향에 평행하게 배치될 수 있다.
제1 샤프트홀더(312) 및 제2 샤프트홀더(313)는 상기 베이스프레임(311)의 길이방향의 양측 끝에 각각 배치될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 샤프트홀더(312) 및 상기 제2 샤프트홀더(313)는 직사각형의 플레이트 형상일 수 있고, 상기 베이스프레임(311)의 평면에서 볼 때 상기 제1 샤프트홀더(312)는 베이스프레임(311)의 우측에 배치될 수 있고, 상기 제2 샤프트홀더(313)는 베이스프레임(311)의 좌측에 배치될 수 있다. 이때, 제1 샤프트홀더(312) 및 제2 샤프트홀더(313)는 일측의 장축변이 상기 베이스프레임(311) 상에 놓여 직립되게 설치될 수 있다. 각각의 제1 샤프트홀더(312) 및 제2 샤프트홀더(313)의 서로 마주하는 면에는 상기 복수의 가이드샤프트(314)가 삽입되어 지지되는 복수의 샤프트지지홈(3121, 3131)이 형성될 수 있다.
복수의 가이드샤프트(314)는 2개일 수 있고, 제1 샤프트홀더(312) 및 제2 샤프트홀더(313) 사이에 결합될 수 있다. 이때, 각각의 가이드샤프트(314)는 양단이 상기 제1 샤프트홀더(312)의 샤프트지지홈(3121, 3131) 및 상기 제2 샤프트홀더(313)의 샤프트지지홈(3121, 3131) 내에 삽입되어 각각의 샤프트지지홈(3121, 3131) 내에 지지될 수 있다.
제1 가이드블록(316) 및 제2 가이드블록(316)은 상기 베이스프레임(311)의 길이방향의 일측 끝에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 샤프트홀더(313)가 위치하는 방향에서 상기 제2 샤프트홀더(313)와 이웃하게 배치될 수 있다.
일 예로, 상기 제1 가이드블록(316)은 상기 제2 샤프트홀더(313)가 위치하는 좌측 방향에서 상기 베이스프레임(311)의 단축 방향에 평행한 프레임 상에 놓여 상면이 상기 베이스프레임(311)의 상면보다 높게 위치하고, 상기 제2 가이드블록(316)은 상기 베이스프레임(311)의 장축 방향에 평행한 프레임의 측면에 결합될 수 있다.
슬라이딩 부재(320)는 제1 지그당김바(321) 및 제2 지그당김바(322), 슬라이딩판(323), 당김손잡이(324)를 포함할 수 있다.
제1 지그당김바(321) 및 제2 지그당김바(322)는 상기 셀 지그 유닛(100)의 셀 로딩부(110)의 베이스판(111)의 길이보다 긴 길이를 갖고, 상기 베이스프레임(311) 위에서 서로 마주하도록 배치되며, 이때 제1 지그당김바(321) 및 제2 지그당김바(322)는 상기 베이스판(111)의 폭보다 큰 폭으로 이격된다.
상기 제1 지그당김바(321) 및 상기 제2 지그당김바(322) 중 어느 하나, 예를 들어, 상기 제1 지그당김바(321)의 안쪽면에는 상기 지그 서포트 프레임(220)의 수평지지대(221)의 하단이 결합되어 상기 지그 서포트 프레임(220)은 상기 제1 지그당김바(321) 및 상기 제2 지그당김바(322)의 이격된 거리 내에 수용되며, 이에 따라 상기 회전 중심축(240)을 통해 상기 지그 서포트 프레임(220)과 축 연결된 상기 셀 지그 유닛(100)도 상기 제1 지그당김바(321) 및 상기 제2 지그당김바(322)의 이격된 거리 내에 수용되어 상기 제1 지그당김바(321) 및 상기 제2 지그당김바(322)의 위로 배치된다.
한편, 상기 제1 지그당김바(321) 및 상기 제2 지그당김바(322) 중 상기 지그 서포트 프레임(220)과 연결되지 않는 지그당김바, 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 제2 지그당김바(322)의 안쪽면에는 제1 스토퍼 체결홈(3221) 및 제2 스토퍼 체결홈(3222)이 형성될 수 있다.
상기 제1 스토퍼 체결홈(3221) 및 상기 제2 스토퍼 체결홈(3222)은 일정 거리 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 스토퍼 체결홈(3221)은 상기 당김손잡이(324)에 근접한 위치에 형성되어 상기 제1 지그당김바(321) 및 상기 제2 지그당김바(322) 사이에 결합되는 후술하는 슬라이딩판(323)이 상기 제1 샤프트홀더(312)에 근접하게 이동된 상태를 유지시키기 위한 것일 수 있고, 상기 제2 스토퍼 체결홈(3222)은 상기 제1 지그당김바(321) 및 상기 제2 지그당김바(322) 사이에 결합되는 후술하는 슬라이딩판(323)의 위치에 근접한 위치에 형성되어 슬라이딩판(323)이 상기 제2 샤프트홀더(313)에 근접하게 이동된 상태를 유지시키기 위한 것일 수 있다.
슬라이딩판(323)은 제1 지그당김바(321) 및 제2 지그당김바(322)의 사이에 배치되어 상기 복수의 가이드샤프트(314)에 슬라이딩 가능하게 결합된다. 이때, 슬라이딩판(323)은 지그 서포트 프레임(220)의 수평지지대(221) 및 상기 수평지지대(221)에 마주하는 어느 하나의 지그당김바(321) 사이에 결합될 수 있다.
상기 슬라이딩판(323)이 슬라이딩 가능하도록, 상기 복수의 가이드샤프트(314)가 관통하는 측면들에는 리니어 베어링(Liner Bearing)(3231)이 삽입되어 상기 리니어 베어링(3231)이 복수의 가이드샤프트(314)와 결합되고, 상기 리니어 베어링(3231)이 삽입되는 측면들을 플레이트 형태의 베어링 홀더(3232)가 덮어서 상기 리니어 베어링(3231)의 이탈이 방지될 수 있다.
당김손잡이(324)는 상기 슬라이딩판(323)의 반대편 방향에서 상기 제1 지그당김바(321) 및 제2 지그당김바(322) 사이에 결합되며, 제1 지그당김바(321) 및 제2 지그당김바(322)를 당기기 위한 손잡이로 사용된다.
한편, 상기 슬라이딩 부재(320)는 상기 슬라이딩판(323)이 상기 복수의 가이드샤프트(314)에 결합된 상태에서 상기 제1 지그당김바(321) 및 상기 제2 지그당김바(322)가 상기 제1 가이드블록(316) 및 상기 제2 가이드블록(316)의 상면에 지지되어 상기 베이스프레임(311)의 위에 안정적으로 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 지그당김바(321)는 상기 제1 가이드블록(316) 상면에 지지되고 상기 제2 지그당김바(322)는 상기 제2 가이드블록(316)의 상면에 지지될 수 있다.
상기 제1 지그당김바(321) 및 상기 제2 지그당김바(322)가 용이하게 이동, 즉 흔들림 없이 안정적으로 이동하기 위해, 상기 제1 가이드블록(316)의 상면에는 상기 제1 지그당김바(321)의 두께에 대응하는 폭으로 형성되고 상기 제1 지그당김바(321)의 하단이 삽입되는 가이드홈(3151)이 형성될 수 있고, 상기 제2 가이드블록(316)은 상면이 상기 가이드홈(3151)의 바닥면과 동일 평면에 위치하도록 배치되어 상기 제2 지그당김바(322)를 상기 제1 지그당김바(321)의 높이와 동일 높이에서 안정적으로 지지하도록 구성될 수 있다.
상기 스토퍼(330)는 상기 제1 지그당김바(321) 및 상기 제2 지그당김바(322), 상기 슬라이딩판(323)이 이동된 상태를 유지시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 스토퍼(330)는 상기 제2 가이드블록(316)과 이웃하도록 상기 베이스프레임(311)에 결합될 수 있고, 버튼(331) 및 상기 버튼(331)에 의해 승강되는 체결핀(332)을 포함할 수 있다. 상기 체결핀(332)은 상기 슬라이딩판(323)이 상기 제1 샤프트홀더(312)에 근접하게 이동한 상태에서 상기 제1 스토퍼 체결홈(3221)에 체결될 수 있고, 상기 슬라이딩판(323)이 상기 제2 샤프트홀더(313)에 근접하게 이동한 상태에서 상기 제2 스토퍼 체결홈(3222)에 체결될 수 있다.
회전 가동 손잡이(400)는 상기 셀 지그 유닛(100)의 상기 양극단자용 지그(140) 및 상기 음극단자용 지그(130)가 배치되는 일면 방향 또는 이에 마주하는 타면 방향에서 돌출될 수 있다. 일 예로, 회전 가동 손잡이(400)는 셀 지그 유닛(100)의 지그 장착 부재(120)의 지그 장착 프레임부(121)의 제1 수직프레임(1211) 또는 제2 수직프레임(1212)에 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 수평프레임(1213)의 상부에 결합될 수 있다.
배선부(500)는 배선용 양극단자(511) 및 배선용 음극단자(512)를 갖는 배선판(510) 및 상기 배선판(510)을 지지하는 지지몸체(520)를 포함할 수 있다.
상기 배선용 양극단자(511)는 상기 양극단자용 지그(140)의 양극용 배선 연결부재(144)와 합성수지로 피복된 일반 케이블, 버스 바, 실리콘 케이블 등을 통해 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 배선용 음극단자(512)는 상기 음극단자용 지그(130)의 음극용 배선 연결부재(134)와 케이블 또는 버스 바를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 배선용 양극단자(511) 및 상기 배선용 음극단자(512)는 포메이션 장비(formation system) 또는 싸이클러 장비(battery cycler system) 내의 전원공급부(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 지지몸체(520)는 일정 높이를 가져, 상단에 상기 배선판(510)이 놓일 수 있고, 지지몸체(520)의 높이는 조절 가능하게 구비될 수 있다.
한편, 상기 지그 이동 유닛(300)은 상기 슬라이딩 부재(320)가 상기 슬라이딩 가이드 부재(310)를 따라 슬라이딩될 때 상기 슬라이딩 부재(320) 및 상기 슬라이딩 부재(310) 간의 충돌을 방지하는 복수의 완충스프링(340)을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 완충스프링(340)은 4개일 수 있다. 2개의 완충스프링(340)은 복수의 가이드샤프트(314)의 일측, 예를 들어, 상기 제1 샤프트홀더(312)가 위치하는 방향에서 결합되어 상기 제1 샤프트홀더(312) 및 상기 슬라이딩판(323) 사이에 배치될 수 있고, 나머지 2개의 완충스프링(340)은 복수의 가이드샤프트(314)의 타측, 예를 들어, 상기 제2 샤프트홀더(313)가 위치하는 방향에서 결합되어 상기 제2 샤프트홀더(313) 및 상기 슬라이딩판(323) 사이에 배치될 수 있다.
이러한 복수의 완충스프링(340)은 상기 슬라이딩판(323)이 복수의 가이드샤프트(314)를 따라 이동할 때 상기 제1 샤프트홀더(312) 및 상기 제2 샤프트홀더(313)와의 충돌을 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그에서 이차 전지 셀(20)의 충방전이 이루어지는 과정을 도 12 내지 도 14를 참조하여 설명한다. 도 12는 도 9에 도시된 슬라이딩 부재 및 셀 지그 유닛이 이동된 상태를 나타내는 도면이고, 도 13은 도 1에 도시된 셀 지그 유닛이 +90도 회전된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 14는 도 1에 도시된 셀 지그 유닛이 -90도 회전된 상태를 나타내는 사시도이다.
먼저, 이차 전지 셀(20)은 배터리 보호부재(10)의 제1 배터리 커버(11) 및 제2 배터리 커버(12)로 덮힌 상태로 셀 로딩부(110)에 로딩된다. 이때, 이차 전지 셀(20)의 음극단자(21) 및 양극단자(22)는 음극단자용 지그(130) 및 양극단자용 지그(140)와 마주한다.
이어서, 음극단자용 지그(130)의 제1 토글 클램프(133)를 시계방향으로 회전시키면 제1 핀 장착 블록(131) 및 제1 프로브 핀(132)이 이차 전지 셀(20)을 향해 하강하여 제1 프로브 핀(132)의 제1 헤드부(1321)가 이차 전지 셀(20)의 음극단자(21)에 접촉된다.
이어서, 이차 전지 셀(20)의 크기에 따라 양극단자용 지그(140)를 수평 이동시켜서 양극단자용 지그(140)를 이차 전지 셀(20)의 양극단자(22) 상부에 위치시킨다. 이때, 양극단자용 지그(140)는 지그 장착 플레이트부(122)의 제2 지그장착 플레이트(1223)가 베이스플레이트(1221)의 제1 단턱(1221c) 및 제2 단턱(1221d)을 따라 슬라이딩되어 수평이동 된다.
양극단자용 지그(140)가 이차 전지 셀(20)의 양극단자(22) 상부에 위치된 후 제2 토글 클램프(143)를 시계방향으로 회전시키면 제2 핀 장착 블록(141) 및 제2 프로브 핀(142)이 이차 전지 셀(20)을 향해 하강하여 제2 프로브 핀(142)의 제2 헤드부(1421)가 이차 전지 셀(20)의 음극단자(21)에 접촉된다.
이러한 상태에서 배선부(500)에 전원을 인가하면 음극단자용 지그(130)의 음극용 배선 연결부재(134) 및 양극단자용 지그(140)의 양극용 배선 연결부재(144)에 의해 제1 프로브 핀(132) 및 제2 프로브 핀(142)에 전류가 인가되고, 그 인가된 전류는 이차 전지 셀(20)로 공급되어 이차 전지 셀(20)의 충방전이 이루어진다.
이러한 이차 전지 셀(20)의 충방전 과정은 셀 지그 유닛(100)을 선택적으로 +90도 또는 -90도로 회전시킨 상태에서 진행할 수도 있다.
셀 지그 유닛(100)을 +90도 또는 -90도로 회전시키기 위해, 먼저 도 12와 같이 슬라이딩 가이드 부재(310)를 통해 셀 지그 유닛(100)을 배선부(500)로부터 멀어지도록 이동시킨다. 이때, 스토퍼(330)의 버튼(331)을 눌러서 체결핀(332)이 하강되도록 하여 체결핀(332)이 제2 지그당김바(322)의 제1 스토퍼 체결홈(3221)으로부터 이격되도록 한 후, 슬라이딩 부재(320)의 당김손잡이(324)를 잡고 당기면 제1 지그당김바(321) 및 제2 지그당김바(322)가 당겨지면서 제1 지그당김바(321) 및 제2 지그당김바(322)와 연결된 슬라이딩판(323)이 슬라이딩 가이드 부재(310)의 가이드샤프트(314)들을 따라 이동하여 제2 샤프트홀더(313)의 위치까지 이동한다. 이때, 슬라이딩판(323)은 완충스프링(340)에 의해 제2 샤프트홀더(313)와 충돌 없이 제2 샤프트홀더(313)에 근접하게 위치하며, 스토퍼(330)의 체결핀(332)은 상승하여 제2 지그당김바(322)의 제2 스토퍼 체결홈(3222)에 체결되어서 슬라이딩 부재(320)가 이동된 상태를 유지시킨다.
이러한 과정을 통해 셀 지그 유닛(100)은 배선부(500) 및 슬라이딩 가이드 부재(310)와 이격되고, 이러한 상태에서 지그 회전 리드 유닛(200)의 구속핀(254)을 제1 구속구멍(251)으로부터 이격시킨 후, 회전 가동 손잡이(400)를 잡고 셀 지그 유닛(100)을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키면 셀 지그 유닛(100)은 도 13에 도시된 바와 같이 +90도 또는 도 14에 도시된 바와 같이 -90도로 회전된다. 이때, 회전판(210)이 회전 중심축(240)을 중심으로 회전하며, 회전판(210)은 셀 지그 유닛(100)의 지그 장착 프레임부(121)에 결합되어 있으므로 회전판(210)과 함께 셀 지그 유닛(100)도 회전된다.
셀 지그 유닛(100)이 +90도로 회전된 경우 상기 구속핀(254)을 회전판(210)의 제2 구속구멍(252)에 삽입하여 그 회전된 상태를 유지시키고, 셀 지그 유닛(100)이 -90도로 회전된 경우 상기 구속핀(254)을 회전판(210)의 제3 구속구멍(253)에 삽입하여 그 회전된 상태를 유지시킨다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그를 이용하면, 이차 전지 셀(20)을 충방전할 때 이차 전지 셀(20)의 음극단자(21) 및 양극단자(22)가 상부를 향하는 정방향 상태, 이차 전지 셀(20)이 +90도로 회전된 상태, 이차 전지 셀(20)이 -90도로 회전된 상태로 충방전을 실시할 수 있으므로 이차 전지 셀(20)을 다양한 각도로 회전시켜서 이차 전지 셀(20)이 수직 또는 수평으로 놓여 실제 사용되는 환경과 비슷한 조건으로 충방전 테스트를 진행할 수 있는 이점이 있다.
또한, 이차 전지 셀(20)의 충방전 테스트를 위해 이차 전지 셀(20) 및 셀 지그 유닛(100)이 챔버 내에 수용된 상태에서 이차 전지 셀(20) 및 셀 지그 유닛(100)을 회전시키고자 할 때 지그 이동 유닛(300)의 슬라이딩 부재(320)를 통해 셀 지그 유닛(100)을 당겨서 셀 지그 유닛(100)을 챔버로부터 인출한 상태에서 이차 전지 셀(20) 및 셀 지그 유닛(100)을 회전시킬 수 있으므로 충방전 테스트가 진행되는 챔버 외에 이차 전지 셀(20) 및 셀 지그 유닛(100)을 회전시키기 위한 추가의 공간의 확보 없이도 이차 전지 셀(20) 및 셀 지그 유닛(100)을 용이하게 회전시킬 수 있는 이점이 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
Claims (12)
- 이차 전지 셀을 배치시키는 셀 로딩부;
상기 셀 로딩부의 상부에 배치되고 상기 이차 전지 셀의 양극단자 및 음극단자에 접촉되어 전류를 인가하는 양극단자용 지그 및 음극단자용 지그를 포함하는 셀 지그 유닛;
상기 셀 로딩부 및 상기 셀 지그 유닛이 장착되는 지그 장착 부재; 및
지그 회전 리드 유닛을 포함하고,
상기 지그 회전 리드 유닛은,
회전 중심축; 및
상기 회전 중심축을 통해 상기 지그 장착 부재와 연결되는 회전판을 포함하고,
상기 지그 장착 부재는 상기 셀 지그 유닛 전체가 상기 회전 중심축을 중심으로 회전되도록, 상기 회전 중심축을 중심으로 회전하는,
이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그. - 제1항에 있어서,
상기 셀 지그 유닛은 상기 회전 중심축을 기준으로 180도 반경 내에서 회전하도록 구성되는,
이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 지그 회전 리드 유닛은 상기 셀 지그 유닛이 상기 회전 중심축을 기준으로 -90도, 0도, +90도 회전된 상태를 유지시키도록 구성되는,
이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그. - 제1항에 있어서,
상기 지그 회전 리드 유닛의 하단부에 연결되어 상기 지그 회전 리드 유닛 및 상기 셀 지그 유닛을 상기 셀 로딩부의 바닥면에 평행한 수평면 상에서 일방향을 따라 이동시키는 지그 이동 유닛을 더 포함하는,
이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그. - 제4항에 있어서,
상기 일방향은 양극단자용 지그 및 상기 음극단자용 지그가 이웃하는 방향에 평행한 방향인,
이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그. - 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 지그 이동 유닛은,
상기 일방향에 평행하는 길이를 갖는 슬라이딩 가이드 부재; 및
상기 슬라이딩 가이드 부재의 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 상기 슬라이딩 가이드 부재 상에 설치되고, 상기 지그 회전 리드 유닛의 하단부와 연결되는 슬라이딩 부재를 포함하는,
이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그. - 제6항에 있어서,
상기 지그 이동 유닛은 상기 슬라이딩 부재가 상기 슬라이딩 가이드 부재를 따라 슬라이딩될 때 상기 슬라이딩 부재 및 상기 슬라이딩 가이드 부재 간의 충돌을 방지하는 복수의 완충스프링을 더 포함하는,
이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그. - 제6항에 있어서,
상기 셀 지그 유닛은 상기 슬라이딩 부재가 상기 슬라이딩 가이드 부재 상에서 일정 거리 이동한 상태에서 회전하는,
이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그. - 제1항에 있어서,
상기 셀 지그 유닛의 상기 양극단자용 지그 및 상기 음극단자용 지그가 배치되는 일면 방향 또는 이에 마주하는 타면 방향에서 돌출되는 회전 가동 손잡이를 더 포함하는,
이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그. - 제1항에 있어서,
상기 양극단자용 지그는 제2 프로브 핀 및 상기 제2 프로브 핀에 연결되는 양극용 배선 연결부재를 포함하고,
상기 음극단자용 지그는 제1 프로브 핀 및 상기 제1 프로브 핀에 연결되는 음극용 배선 연결부재를 포함하고,
상기 양극용 배선 연결부재 및 상기 음극용 배선 연결부재는 그 말단이 상기 양극단자용 지그 및 상기 음극단자용 지그가 배치되는 일면의 후방으로 돌출되는,
이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그. - 제1항에 있어서,
상기 셀 로딩부는 상기 셀 로딩부로 로딩된 이차 전지 셀을 구속하는 셀 구속부재를 더 포함하는,
이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그. - 제11항에 있어서,
상기 셀 로딩부는 서로 일정 거리 이격되는 제1 레일 및 제2 레일을 포함하고,
상기 이차 전지 셀은 배터리 보호부재로 덮여서 상기 제1 레일 및 제2 레일 사이로 로딩되고,
상기 셀 구속부재는 상기 제1 레일 및 상기 제2 레일 중 어느 하나의 상면에 배치되어 상기 배터리 보호부재를 가압하여 상기 이차 전지 셀을 구속하도록 구성되는,
이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210051152A KR102612163B1 (ko) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 이차 전지 셀 충방전용 유니버셜 지그 |
| US17/469,496 US11770014B2 (en) | 2021-04-20 | 2021-09-08 | Universal jig for charging and discharging secondary battery cell |
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