KR20200043761A - 배터리 등급 분류장치 - Google Patents

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KR20200043761A
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Abstract

본 발명에 따른 배터리 등급 분류장치는,
1층에 평행하게 배치된 재활용유닛과 배출유닛과, 2층에 배치된 투입유닛과, 1층과 2층을 오르내리며 2층에서는 투입유닛과 이웃하게 위치되며 1층에서는 상기 재활용유닛과 상기 배출유닛 사이에 위치되는 공급유닛과, 상기 재활용유닛과 상기 투입유닛을 연결하는 승강유닛과, 픽업유닛을 포함하며,
상기 투입유닛에 의해, 상기 배터리 등급 분류장치내로, 등급이 매겨진 배터리가 무작위로 담긴 배터리 상자들이 투입되며,
상기 공급유닛에 의해, 상기 배터리 상자에 담긴 배터리가 등급별로 분류되어 담기는 등급별 상자들이 공급되며,
상기 재활용유닛에 의해, 상기 배터리 상자가 상기 등급별 상자로 재활용되며,
상기 픽업유닛에 의해, 상기 배터리 상자에 담긴 배터리가 등급별로 픽업되어 상기 등급별 상자에 넣어지며,
상기 배출유닛에 의해, 동일한 등급을 가진 배터리로 채워진 등급별 상자가 상기 배터리 등급 분류장치 바깥으로 배출되며,
상기 배터리 상자에 담긴 배터리가 모두 픽업되어 상기 등급별 상자로 옮겨지고 남은 빈 배터리 상자는, 상기 승강유닛에 의해 상기 재활용유닛으로 옮겨지는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 등급 분류장치{APPARATUS FOR CLASSIFYING THE GRADE OF BATTERY}
본 발명은 배터리 등급 분류장치에 관한 것이다.
전기자동차는 전기를 동력으로 하여 움직인다.
전기자동차는 모터에 고출력 전기를 공급하기 위해, 통상 300V 내지 700V 정도의 고전압 배터리를 사용한다.
고전압 배터리를 사용함으로 인해 발생할 수 있는 폭발사고로부터 운전자 및 탑승자 등을 보호하기 위해, 고전압 배터리를 차량 탑재 전 검사해야 한다.
먼저, 배터리에 누설전류가 있는지 여부를 절연저항측정방식 또는 절연전압측정방식으로 검사한다. 배터리에 누설전류가 있으면, 배터리 성능이 나오지 않거나, 배터리가 폭발할 수 있기 때문이다.
다음으로, 누설전류여부의 검사가 완료되면, 배터리의 표면 검사를 한다. 배터리의 표면에 굴곡이 있는지, 배가 나왔는지, 흠집이 있는지 검사한다. 배터리의 표면에 굴곡, 배, 흠집이 있으면, 배터리 설치가 어렵고 배터리 내구성이 약해져 배터리가 폭발할 수 있기 때문이다.
이러한 검사를 통과한 배터리는 충전 속도와 충전량에 따라 등급이 매겨진다. 일 예로, 충전 속도와 충전량에 따라 배터리는 A등급에서 F등급까지 매겨진다. 이렇게 등급이 매겨진 배터리에는 일단 등급에 상관없이 무작위로 상자에 담긴다. 그런 다음, 동일한 등급끼리 모아져 등급별로 상자에 담긴다.
이렇게 동일한 등급을 가진 배터리끼리 모아 상자에 담는 작업은, 현재까지 모두 수작업으로 이루어져 그 작업시간을 단축시키기 어려웠다. 또한, 배터리를 분류하는 과정에서 휴먼에러(human error)가 자주 발생했다.
한국공개특허(10-2015-0078086)
본 발명의 목적은 등급이 매겨진 배터리를 자동으로 동일한 등급끼리 모아 상자에 담아주는 배터리 등급 분류장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 배터리 등급 분류장치의 설치장소를 최소화할 수 있는 배터리 등급 분류장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 등급이 매겨진 배터리가 무작위로 담긴 상자를, 동일한 등급을 담는 등급별 상자로, 재활용할 수 있는 배터리 등급 분류장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 배터리 등급 분류장치는,
1층에 평행하게 배치된 재활용유닛과 배출유닛과, 2층에 배치된 투입유닛과, 1층과 2층을 오르내리며 2층에서는 투입유닛과 이웃하게 위치되며 1층에서는 상기 재활용유닛과 상기 배출유닛 사이에 위치되는 공급유닛과, 상기 재활용유닛과 상기 투입유닛을 연결하는 승강유닛과, 픽업유닛을 포함하며,
상기 투입유닛에 의해, 상기 배터리 등급 분류장치내로, 등급이 매겨진 배터리가 무작위로 담긴 배터리 상자들이 투입되며,
상기 공급유닛에 의해, 상기 배터리 상자에 담긴 배터리가 등급별로 분류되어 담기는 등급별 상자들이 공급되며,
상기 재활용유닛에 의해, 상기 배터리 상자가 상기 등급별 상자로 재활용되며,
상기 픽업유닛에 의해, 상기 배터리 상자에 담긴 배터리가 등급별로 픽업되어 상기 등급별 상자에 넣어지며,
상기 배출유닛에 의해, 동일한 등급을 가진 배터리로 채워진 등급별 상자가 상기 배터리 등급 분류장치 바깥으로 배출되며,
상기 배터리 상자에 담긴 배터리가 모두 픽업되어 상기 등급별 상자로 옮겨지고 남은 빈 배터리 상자는, 상기 승강유닛에 의해 상기 재활용유닛으로 옮겨지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 등급이 매겨진 배터리를 자동으로 동일한 등급끼리 모아 상자에 담아준다. 따라서, 종전 수작업으로 진행할 때 보다 작업시간을 대폭 단축시킬 수 있고, 휴먼에러 발생을 막을 수 있다.
본 발명은, 2층 구조를 가지고 있어, 배터리 등급 분류장치의 설치장소를 최소화할 수 있다.
본 발명은, 등급이 매겨진 배터리가 무작위로 담긴 상자를, 동일한 등급을 담는 등급별 상자로 재활용할 수 있어, 상자의 개수를 줄일 수 있고, 상자 적재 공간을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 등급 분류장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 프레임과 커버를 제거하고, 재활용유닛, 배출유닛, 투입유닛, 공급유닛, 픽업유업을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 재활용유닛의 일부를 확대한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 푸시부를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 픽업유닛을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 배터리 등급 분류장치의 1층 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 배터리 등급 분류장치의 2층 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 공급유닛의 롤러 위에 빈 등급별 상자가 놓인 상태에서, 공급유닛이 1층에서 2층으로 상승하는 상태를 나타낸 정면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 공급유닛의 롤러 위에, 동일한 등급의 배터리가 채워진 등급별 상자가 놓인 상태에서, 공급유닛이 2층에서 1층으로 하강하고, 픽업유닛에 의해 배터리가 모두 픽업되어 빈 상자가 된 배터리 상자가 승강유닛에 의해 재활용유닛으로 공급되는 상태를 나타낸 정면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 등급 분류장치를 자세히 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 등급 분류장치(1)는, 투입유닛(10), 공급유닛(20), 재활용유닛(30), 픽업유닛(40), 배출유닛(50), 승강유닛(60)으로 구성된다. 도면 부호 F는 프레임, V는 커버를 나타낸다.
배터리 등급 분류장치(1)는 2층 구조를 가진다.
1층에는 재활용유닛(10)과 배출유닛(20)이 평행하게 배치되고, 2층에는 투입유닛(10)이 배치된다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 공급유닛(20)은 1층과 2층을 오르내린다.
도 8에 도시된 바와 같이 공급유닛(20)이 2층으로 상승하면, 도 7에 도시된 바와 같이 공급유닛(20)은 투입유닛(10)과 이웃하게 위치된다.
도 9에 도시된 바와 같이 공급유닛(20)이 1층으로 하강하면, 도 6에 도시된 바와 같이 공급유닛(20)은 재활용유닛(10)과 배출유닛(20) 사이에 위치된다.
투입유닛(10)에 의해, 등급이 매겨진 배터리(B)가 무작위로 담긴 배터리 상자(X1)들이 배터리 등급 분류장치(1) 내로 투입된다. 투입유닛(10)은 롤러(11)와 롤러(11)를 회전시키는 구동부(미도시)로 구성된다. 롤러(11)는 X축 방향으로 배열된다. 구동부는 공지된 기술로 다양하게 구성될 수 있다. 롤러(11) 위에 등급이 매겨진 배터리(B)가 무작위로 담긴 배터리 상자(X1)들이 놓여지고, 배터리 상자(X1)가 비게 되면 롤러(11)에 의해 배터리 상자(X1)는 승강유닛(50)으로 이동된다.
공급유닛(20)은 롤러(21)와 업다운부(미도시)로 구성된다. 롤러(21)는 Y축 방향으로 배열된다. 업다운부는 롤러(21)를 상승시켜 투입유닛(10)의 롤러(11)와 이웃하게 위치시키거나, 롤러(21)를 하강시켜 재활용유닛(30)의 롤러(31)와 이웃하게 위치시킨다.
업다운부는 공지된 기술로 다양하게 구성될 수 있다. 롤러(21) 위에 등급별 상자(X2)들이 놓여진다.
재활용유닛(30)에 의해, 배터리 상자(X1)가 등급별 상자(X2)로 재활용된다. 재활용유닛(30)은 X축롤러(31)와, X축롤러(31)를 회전시키는 구동부(미도시)와, X축롤러(31) 위에 놓여진 등급별 상자(X2)를 공급유닛(20)의 롤러(21) 위로 이동시키는 푸시부(300)로 구성된다. X축롤러(31)는 X축 방향으로 배열된다. 구동부는 공지된 기술로 다양하게 구성될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 푸시부(300)는, 베이스판(310), 에어실린더(320), 승강판(330), 롤러구동모터(340), 롤러판(350), Y축롤러들(360), 벨트(370)로 구성된다. 도면 부호 L은 에어실린더(320)에 연결된 에어공급관을 나타낸다. 에어공급관을 통해 에어실린더(320)에 공기가 공급된다.
에어실린더(320)는 베이스판(310) 위에 4개가 설치된다. 에어실린더(320)는 승강판(330)을 승강시킨다.
승강판(330)은 베이스판(310) 위에 위치되며, 에어실린더(320)의 로드에 연결된다.
롤러구동모터(340)는 승강판(330) 위 중심부에 설치된다.
롤러구동모터(340)의 양측으로 승강판(330)에 롤러판(350)이 설치된다.
롤러판(350)에 Y축롤러(360)가 회전가능하게 설치된다. Y축롤러(360)는 Y축 방향으로 배열된다.
Y축롤러(360)는 Y축주롤러(361)와 Y축보조롤러(362)로 구성된다.
Y축주롤러(361)는 기어박스(341)에 의해 롤러구동모터(340)의 축과 연결된다.
벨트(370)는 Y축롤러(360)들에 걸쳐진다. 롤러구동모터(340)가 Y축주롤러(361)를 회전시키면, 벨트(370)에 의해 Y축보조롤러(362)가 회전된다.
에어실린더(320)에 의해 승강판(330)이 상승하면, X축롤러(31)위에 놓여진 등급별 상자(X2)가 떠 받쳐져 벨트(360) 위에 놓여진다.
픽업유닛(40)에 의해 배터리 상자(X1)에 담긴 배터리(B)가 등급별로 픽업되어 동일한 등급끼리 등급별 상자(X1)에 넣어진다. 픽업유닛(40)은 X축로봇(41), Y축로봇(42), Z축로봇(43), 집게(44)로 구성된다. 집게(44)는 배터리(B)의 양측단을 잡아준다. X축로봇(41), Y축로봇(42), Z축로봇(43), 집게(44)는 공지된 기술을 사용하여 다양하게 구성될 수 있다.
배출유닛(50)은 롤러(51)와 롤러(51)를 회전시키는 구동부(미도시)로 구성된다. 롤러(51)는 Y축 방향으로 배열된다. 구동부는 공지된 기술로 다양하게 구성될 수 있다. 롤러(51) 위에 동일한 등급을 가진 배터리(B)로 채워진 등급별 상자(X3)가 놓여진다. 배출유닛(50)은 롤러(51)를 회전시켜, 동일한 등급을 가진 배터리(B)로 채워진 등급별 상자(X3)를 배터리 등급 분류장치(1) 바깥으로 배출한다.
승강유닛(60)에 의해, 배터리 상자(X1)에 담긴 배터리(B)가 모두 픽업되어 등급별 상자(X2)로 옮겨지고 남은 빈 배터리 상자(X1)는 재활용유닛(30)으로 옮겨진다. 이를 위해, 승강유닛(60)은 2층에 위치한 투입유닛(10)의 롤러(11)에서 빈 배터리 상자(X1)를 받아 하강시켜, 1층에 위치한 재활용유닛(30)의 X축롤러(31) 위로 이동시킨다. 승강유닛(60)은 공지된 기술을 사용하여 다양하게 구성될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 등급 분류장치로, 등급이 매겨진 배터리가 무작위로 담긴 배터리 상자에서 배터리를 꺼내, 동일한 등급별로 등급별 상자에 담는 방법을 설명한다. 이하, 도 2 내지 도 9를 기본적으로 참조한다.
재활용유닛(30)의 X축롤러(31) 위에 빈 등급별 상자(X2)가 놓여진다. 일 예로 배터리 등급이 6등급(A,B,C,D,E,F)으로 나누어지면, 작업 시작시 X축롤러(31) 위에는 6개의 빈 등급별 상자(X2)가 기본적으로 놓여진다.
공급유닛(30)의 X축롤러(31)는 빈 등급별 상자(X2)를 푸시부(300)로 이동시킨다.
푸시부(300)는 에어실린더(320)를 작동시켜 승강판(330)을 상승시킨다.
승강판(330)이 빈 등급별 상자(X2)를 떠 받쳐 벨트(360) 위에 올려놓는다.
구동모터(350)가 벨트(360)를 회전시킨다.
빈 등급별 상자(X2)들이 1층에 위치된 공급유닛(20)의 롤러(21) 위로 이동하여 놓여진다.
공급유닛(20)의 업다운부가 롤러(21)를 상승시킨다.
빈 등급별 상자(X2)들이 2층으로 상승하여, 투입유닛(10)의 롤러(11) 옆에 이웃하게 놓여진다.
투입유닛(10)에 의해 등급이 매겨진 배터리(B)가 무작위로 담긴 배터리 상자(X1)들이 배터리 등급 분류장치(1)내로 투입되어 롤러(11) 위에 놓여진다. 배터리상자(X1) 안에는 A에서 F 등급을 가진 배터리들이 동일한 개수 또는 다른 개수로 들어가 있거나, 몇몇 등급의 배터리만이 동일한 개수 또는 서로 다른 개수로 들어가 있을 수 있다.
픽업유닛(10)은 등급이 매겨진 배터리(B)가 무작위로 담긴 배터리 상자(X1)에서 배터리(B)를 꺼내 동일한 등급별로 빈 등급별 상자(X2)에 넣는다.
픽업유닛(10)이 배터리(B)를 모두 꺼내서 배터리 상자(X1)가 비게 되면, 투입유닛(10)의 롤러(11)는 빈 배터리 상자(X1)를 승강유닛(60)으로 이동시킨다. 승강유닛(60)은 빈 배터리 상자(X1)를 재활용 유닛(30)의 롤러(31) 위로 이동시킨다. 빈 배터리 상자(X1)는 푸시부(300)에 의해 공급유닛(20)의 롤러(21) 위에 다시 공급되어, 등급별 상자(X2)로 재활용된다.
한편, 2층에 위치된 공급유닛(20)의 롤러(21) 위에 놓여진 등급별 상자(X2)가 동일한 등급을 가진 배터리(B)로 채워지면, 공급유닛(20)의 업다운부는 롤러(21)를 1층으로 하강시킨다. 공급유닛(20)의 구동부는 롤러(21)를 회전시켜, 동일한 등급을 가진 배터리(B)로 찬 등급별 상자(X3)를 배출유닛(50)의 롤러(51) 위로 이동시킨다. 배터리(B)로 채워진 등급별 상자(X3)가 배출유닛(50)의 롤러(51) 위에 놓여진다. 참조로 빈 등급별 상자는 X2로, 채워진 등급별 상자는 X3로 구분하였다.
배출유닛(50)의 구동부는 롤러(51)를 회전시켜, 동일한 등급을 가진 배터리(B)로 채워진 등급별 상자(X3)를 배터리 등급 분류장치(1) 바깥으로 배출한다.
1: 배터리 등급 분류장치
10: 투입유닛 20: 공급유닛
30: 재활용유닛 40: 픽업유닛
50: 배출유닛 60: 승강유닛

Claims (7)

1층에 평행하게 배치된 재활용유닛과 배출유닛과, 2층에 배치된 투입유닛과, 1층과 2층을 오르내리며 2층에서는 투입유닛과 이웃하게 위치되며 1층에서는 상기 재활용유닛과 상기 배출유닛 사이에 위치되는 공급유닛과, 상기 재활용유닛과 상기 투입유닛을 연결하는 승강유닛과, 픽업유닛을 포함하며,
상기 투입유닛에 의해, 상기 배터리 등급 분류장치내로, 등급이 매겨진 배터리가 무작위로 담긴 배터리 상자들이 투입되며,
상기 공급유닛에 의해, 상기 배터리 상자에 담긴 배터리가 등급별로 분류되어 담기는 등급별 상자들이 공급되며,
상기 재활용유닛에 의해, 상기 배터리 상자가 상기 등급별 상자로 재활용되며,
상기 픽업유닛에 의해, 상기 배터리 상자에 담긴 배터리가 등급별로 픽업되어 상기 등급별 상자에 넣어지며,
상기 배출유닛에 의해, 동일한 등급을 가진 배터리로 채워진 등급별 상자가 상기 배터리 등급 분류장치 바깥으로 배출되며,
상기 배터리 상자에 담긴 배터리가 모두 픽업되어 상기 등급별 상자로 옮겨지고 남은 빈 배터리 상자는, 상기 승강유닛에 의해 상기 재활용유닛으로 옮겨지는 것을 특징으로 하는 배터리 등급 분류장치.
제1항에 있어서, 상기 공급유닛은,
Y축 방향으로 배열된 롤러; 및
상기 롤러를 승강시켜 상기 투입유닛의 롤러와 이웃하게 위치시키거나, 상기 롤러를 하강시켜 상기 재활용유닛의 롤러와 이웃하게 위치시키는 업다운부로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 등급 분류장치.
제1항에 있어서, 상기 재활용유닛은,
빈 등급별 상자가 놓여지는 X축롤러;
상기 X축롤러를 회전시키는 구동부; 및
상기 X축롤러 위에 놓여진 상기 빈 등급별 상자를 상기 공급유닛의 롤러 위로 이동시키는 푸시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 등급 분류장치.
제3항에 있어서, 상기 푸시부는,
베이스판;
상기 베이스판 위에 설치된 에어실린더;
상기 베이스판의 상측에 위치되며, 상기 에어실린더의 로드에 연결된 승강판;
상기 승강판의 중심부에 위치된 롤러구동모터;
상기 롤러구동모터의 양측으로 상기 승강판에 설치된 롤러판;
상기 롤러판에 회전가능하게 설치되며 상기 롤러구동모터와 기어박스에 의해 연결된 Y축롤러들; 및
상기 Y축롤러들에 걸쳐지는 벨트로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 등급 분류장치.
제4항에 있어서, 상기 Y축롤러들은
상기 롤러구동모터의 축과 연결된 Y축주롤러; 및
상기 Y축주롤러들이 회전할 때 상기 벨트에 의해 함께 회전하는 Y축보조롤러로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 등급 분류장치.
제5항에 있어서,
상기 에어실린더가 상기 승강판을 상승시키면,
상기 X축롤러위에 놓여진 빈 등급별 상자가 떠 받쳐져, 상기 벨트위에 놓여지는 것을 특징으로 하는 배터리 등급 분류장치.
제6항에 있어서,
상기 승강유닛은 2층에 위치한 투입유닛의 롤러 위에 놓인 빈 배터리 상자를 받아 하강시켜, 1층에 위치한 재활용유닛의 X축롤러 위로 이동시키는 것을 특징으로 하는 배터리 등급 분류장치.
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