KR20230035806A - 배터리 셀 자동 삽입 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 셀 투입부로부터 투입된 복수의 배터리 셀을 운반하는 셀 컨베이어, 상기 배터리 셀이 삽입되는 셀 홀이 일정 간격 이격하여 형성되어 있는 모듈 프레임을 운반하는 프레임 컨베이어, 상기 셀 컨베이어에 의하여 운반된 일정 개수의 배터리 셀을 동시에 파지하여 이송 후 상기 프레임 컨베이어의 상기 모듈 프레임에 삽입하는 이송 로봇 및 상기 셀 컨베이어, 상기 프레임 컨베이어, 상기 이송 로봇이 설치된 베이스 플레이트를 포함하고, 상기 이송 로봇은 상기 배터리 셀을 파지 후 상기 모듈 프레임에 삽입하기 전에 상기 셀 홀의 간격과 동일한 간격으로 상기 일정 개수의 배터리 셀 사이의 간격을 조절하는 그리퍼를 포함하는 배터리 셀 자동 삽입 장치에 관한 것이다.

Description

배터리 셀 자동 삽입 장치{Battery cell automatic insertion device}
본 발명은 이송하는 복수의 배터리 셀 사이의 간격을 조절할 수 있는 이송 로봇을 포함하는 배터리 셀 자동 삽입 장치에 관한 것이다.
스마트폰, 노트북, 디지털 카메라 등 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 충방전이 가능한 이차전지에 관한 기술이 활발해지고 있다. 또한, 이차 전지는 대기오염 물질을 유발하는 화석 연료의 대체 에너지원으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 및 에너지 저장 디바이스(ESS) 등에 적용되고 있다.
현재 널리 사용되는 이차전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.0V ~ 5.0V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 셀 모듈 어셈블리를 구성하기도 하며, 또한 셀 모듈 어셈블리를 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 직렬이나 병렬로 연결하여 배터리 모듈을 구성할 수도 있으며, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 추가적인 구성요소를 부가하여 배터리 팩을 제작하는 것이 일반적이다.
이와 같이 복수의 배터리 셀을 이용하여 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 제조 공정 중 배터리 셀을 모듈 프레임 등의 프레임에 삽입하는 공정은 일반적으로 이송 로봇 등을 포함하는 배터리 셀 삽입 장치를 사용하여 자동으로 진행하게 된다.
이와 관련하여, 특허문헌 1의 도 1은 종래의 원통형 전지셀 이송 장치를 개략적으로 나타낸 것으로, 이송 장치는 베이스 플레이트(10), 베이스 플레이트와 연결된 복수의 전지셀 그립부(20), 전지셀 그립부와 베이스 플레이트를 연결하는 실린더(30), 전지셀이 실장되는 개구부(41)를 구비한 트레이(40)를 포함한다.
전지셀 그립부(20)는 전지셀(B)이 결합되거나 분리되는 결합부(21) 및 결합부와 실린더를 연결하는 연결부(22)를 포함할 수 있다.
또한, 실린더(30)는 상하 이동할 수 있으며, 전지셀 그립부(20) 각각에 연결되어 있다.
이러한 종래의 이송장치는 전지셀 그립부(20)로 전지셀(B)을 파지하고, 실린더(30)에 의하여 전지셀 그립부(20)를 상승 및 하강하는 동작만이 가능할 뿐 파지된 전지셀(B) 사이의 간격을 조절할 수가 없다.
그러나, 배터리 제품은 모델에 따라 프레임 내에 삽입되는 배터리 셀의 간격 등이 상이하여, 모델에 따라 이송 로봇을 포함한 설비 전체를 교체하거나 일부 부품을 교체해야 하는 문제가 있다.
특히, 원통형 배터리 셀을 적용하는 경우 프레임의 하부에 원통형 배터리 셀이 원하는 위치에 안정적으로 위치할 수 있도록 일정한 간격을 두고 셀 홀을 형성하는 것이 일반적이다.
이러한 일정 간격의 셀 홀에 원통형 배터리 셀을 삽입하기 위하여, 이송 로봇으로 다수의 원통형 배터리 셀을 동시에 이송하여 셀 프레임의 바닥면에 안착 후 원통형 배터리 셀에 힘을 가하여 셀 홀로 이동시키는 경우, 원통형 배터리 셀의 바닥면에 스크래치가 발생하거나 손상될 수 있는 위험이 있다.
따라서, 배터리 셀을 동시에 여러 개 이송 가능하며, 배터리 셀이 손상되지 않고 모델별로 상이한 배터리 셀의 간격을 설비 또는 부품의 교체없이 대응할 수 있는 배터리 셀 삽입 장치의 개발이 요구된다.
한국 공개특허공보 제2020-0030818호 (2020.03.23) ('특허문헌 1')
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 동시에 파지한 복수의 배터리 셀 사이의 간격을 모듈 프레임의 셀 홀 간격과 동일하게 조절하는 그리퍼를 포함하는 배터리 셀 자동 삽입 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 셀 자동 삽입 장치는 배터리 셀 투입부로부터 투입된 복수의 배터리 셀을 운반하는 셀 컨베이어, 상기 배터리 셀이 삽입되는 셀 홀이 일정 간격 이격하여 형성되어 있는 모듈 프레임을 운반하는 프레임 컨베이어, 상기 셀 컨베이어에 의하여 운반된 일정 개수의 배터리 셀을 동시에 파지하여 이송 후 상기 프레임 컨베이어의 상기 모듈 프레임에 삽입하는 이송 로봇 및 상기 셀 컨베이어, 상기 프레임 컨베이어, 상기 이송 로봇이 설치된 베이스 플레이트를 포함하는 배터리 셀 자동 삽입 장치로서, 상기 이송 로봇은 상기 배터리 셀을 파지 후 상기 모듈 프레임에 삽입하기 전에 상기 셀 홀의 간격과 동일한 간격으로 상기 일정 개수의 배터리 셀 사이의 간격을 조절하는 그리퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 자동 삽입 장치는 상기 이송 로봇이 상기 베이스 플레이트에 일측이 연결된 로봇 아암, 상기 로봇 아암의 타측에 연결된 상기 그리퍼, 상기 그리퍼가 배터리 셀 사이의 간격을 조절할 수 있는 동력을 제공하는 서보모터 및 상기 서보모터로부터 상기 그리퍼로 동력을 전달하는 동력 전달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 자동 삽입 장치는 상기 이송 로봇이 상기 그리퍼가 배터리 셀 사이의 간격을 정확하게 조절할 수 있도록 상기 배터리 셀 사이의 간격을 센싱하는 비접촉식 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 자동 삽입 장치는 상기 센서가 광학 센서인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 자동 삽입 장치는 상기 센서가 레이저 센서인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 자동 삽입 장치는 상기 그리퍼가 하부에 상기 배터리 셀 각각을 파지하는 복수의 셀 파지부 및 일측이 상기 셀 파지부 각각에 연결되고 타측이 상기 동력 전달부에 연결된 복수의 가이드 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 자동 삽입 장치는 상기 서보모터가 상기 복수의 가이드 부재를 구동하여 상기 배터리 셀 사이의 간격을 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 자동 삽입 장치는 상기 셀 컨베이어로 운반된 상기 배터리 셀을 상기 그리퍼로 파지하기 전에 정렬시키는 정렬 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 자동 삽입 장치는 상기 배터리 셀이 원통형 배터리 셀인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 자동 삽입 장치는 상기 그리퍼가 미리 입력된 상기 모듈 프레임의 상기 셀 홀의 간격에 대응하여 상기 배터리 셀 사이의 간격을 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈은 본 발명의 배터리 셀 자동 삽입 장치를 이용하여 제조된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 배터리 셀 자동 삽입 장치는 동시에 파지하여 이송하는 복수의 배터리 셀의 셀 피치를 조절하여 셀 홀의 간격이 상이한 모듈 프레임의 종류에 관계없이 복수의 배터리 셀을 동시에 삽입할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 배터리 셀 자동 삽입 장치는 부품의 교체 없이 다양한 모델의 모듈 프레임에 배터리 셀을 삽입할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 배터리 셀 자동 삽입 장치는 배터리 셀을 파지한 후 들려진 상태로 피치를 조절하기 때문에 배터리 셀 바닥면에 손상이 가는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 원통형 전지셀 이송 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 자동 삽입 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 로봇의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼로 복수의 배터리 셀을 파지한 이송 로봇의 정면도의 일부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼로 복수의 배터리 셀을 파지하여 베터리셀 사이의 간격을 조절한 이송 로봇의 정면도의 일부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 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.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우만이 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 배터리 셀 자동 삽입 장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 자동 삽입 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 로봇의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 배터리 셀 자동 삽입 장치(1000)에 대하여 살펴보면, 배터리 셀 자동 삽입 장치(1000)는 이송 로봇(100), 셀 컨베이어(200), 프레임 컨베이어(300), 정렬 수단(400) 및 베이스 플레이트(500)를 포함한다.
먼저, 베이스 플레이트(500)는 상기 이송 로봇(100), 셀 컨베이어(200), 프레임 컨베이어(300) 및 정렬 수단(400) 등이 설치되는 곳으로, 플레이트 형태 또는 금속 프레임 등의 다양한 형태로 제조될 수 있다.
다음으로, 셀 컨베이어(200)는 도 1의 좌측 하단 화살표 부분의 셀 투입부로부터 투입된 배터리 셀(B)을 이송 로봇(100)이 파지하는 위치까지 운반하는 역할을 하는 것으로, 운반하는 배터리 셀(B)의 형태에 따라 다양한 형태가 가능하다.
상기 프레임 컨베이어(300)는 배터리 셀(B)이 삽입되는 모듈 프레임을 운반하는 역할을 하는 것으로, 공지의 벨트형, 체인형 등이 적용 가능하다.
정렬 수단(400)은 이송 로봇(100)으로 배터리 셀을 파지하기 전에 배터리 셀을 정렬시키기 위한 장치로, 배터리 셀 양측에 위치한 두 개의 얼라인 블록이 배터리 셀과 이격된 상태로 위치하고 있으며, 이송 로봇(100)이 배터리 셀을 파지하기 직전에 이동하여 배터리 셀의 양측에서 접촉함으로써 얼라인 블록 사이의 배터리 셀을 정렬시키게 된다.
한편, 이송 로봇(100)은 셀 컨베이어(200)에 의하여 운반된 다수의 배터리 셀을 동시에 파지하여 프레임 컨베이어(300) 상의 모듈 프레임에 삽입하는 장치로, 그리퍼(110), 로봇 아암(120), 서보모터(130), 동력 전달부(140), 센서(150) 등을 포함한다.
그리퍼(110)는 배터리 셀을 직접적으로 파지하는 복수 개의 셀 파지부(111), 일측이 상기 셀 파지부(111) 각각과 연결되고 타측이 동력 전달부(140)와 연결되는 가이드 부재(112)를 포함하여, 동시에 다수의 배터리 셀을 파지하여 이송할 수 있으며, 복수의 셀 파지부(111) 사이의 간격을 조절할 수 있는 기능을 가지고 있다.
이어서, 로봇 아암(120)은 베이스 플레이트(500)에 일측이 연결되고, 타측에 그리퍼(110)가 연결되어 있어, 그리퍼(110)로 셀 컨베어이(200)의 배터리 셀을 파지 후 회전하여 프레임 컨베이어(300)의 모듈 프레임으로 배터리 셀을 이송하게 된다.
이러한 로봇 아암(120)의 형태는 도 3에 도시한 바와 같은 뒤집힌 'U'자 형태일 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 상기와 같은 기능을 할 수 있는 범위에서 공지의 다양한 형태가 가능하다.
상기 서보모터(130)는 그리퍼(110)가 배터리 셀 사이의 간격을 조절할 수 있도록 셀 파지부(111) 각각을 구동하는 동력을 제공하는 장치로, 로봇 아암(120)을 구동하는 장치와는 별개의 장치이며, 로봇 아암(120)의 일측에 구비되어 있다.
이와 같은 서보모터(130)와 그리퍼(110) 사이에 위치하여 서보모터(130)로부터 그리퍼(110)로 동력을 전달하는 동력 전달부(140)가 구비되어 있다.
한편, 센서(150)는 그리퍼(110) 또는 로봇 아암(120)에 부착되어 비접촉식으로 그리퍼(110)의 셀 파지부(111)가 파지한 배터리 셀 사이의 간격을 센싱하는 역할을 하는 것으로, 공지의 광학 센서 또는 레이저 센서 등을 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼로 복수의 배터리 셀을 파지한 이송 로봇의 정면도의 일부를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼로 복수의 배터리 셀을 파지하여 베터리셀 사이의 간격을 조절한 이송 로봇의 정면도의 일부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하여 서보모터(130), 동력 전달부(140), 센서(150) 등을 구비한 본 발명의 이송 로봇(100)이 복수의 배터리 셀(B)을 파지하고, 배터리 셀(B) 사이의 간격을 조절하는 방법에 대하여 살펴본다.
먼저, 도 4에 나타낸 바와 같이 그리퍼(110)의 셀 파지부(111)를 이용하여 셀 컨베이어(200)로 이송된 배터리 셀(B)을 파지한 후 그리퍼(110)를 상승시킨다.
그 후, 도 5에 나타낸 바와 같이 셀 파지부(111)와 연결된 가이드 부재(112)를 서보모터(130)와 동력 전달부(140)를 이용하여 일정 간격 벌어지도록 구동함으로써 최종적으로 원하는 셀 피치(Pitch, P)를 가지도록 한다.
이때, 센서(150)를 이용하여 셀 피치(P)가 원하는 값과 일치하는지 여부를 센싱하고, 어긋날 경우 미세 조절을 함으로써 정확한 셀 피치(P)를 구비할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명의 배터리 셀 자동 삽입 장치(1000)는 그리퍼(110)가 파지한 다수의 배터리 셀 사이의 간격을 원하는 수치로 조절하여 모듈 프레임에 삽입할 수 있다.
도 4 및 도 5에서는 그리퍼(110)가 8개의 셀 파지부(111)를 구비하여 동시에 8개의 배터리 셀을 파지할 수 있는 것으로 도시하였으나, 셀 파지부(111)의 개수는 이에 한정되지 않고 다양한 개수로 제작 가능하다.
또한, 도 2 내지 도 5에서 도시한 바와 같이 본 발명의 배터리 셀 자동 삽입 장치(1000)는 원통형 배터리 셀을 이송하는 장치에 관한 것이나, 파우치형 또는 각형 배터리 셀인 경우에도 약간의 설계 변경을 통하여 적용할 수도 있다.
본 발명의 이송 로봇(100)은 배터리 셀 피치(P)를 대략 20-28.5mm 범위에서 조절할 수 있도록 설계되어 있다.
물론, 배터리 제품의 각 모델별로 셀 피치가 다양하고, 고객별로 원하는 사양이 상이하므로, 이에 맞춰 이송 로봇(100)의 셀 피치 조절 범위를 다양하게 설계하는 것도 가능하다.
이와 같은 본 발명의 배터리 셀 자동 삽입 장치(1000)를 사용하여 원통형 배터리 셀을 모듈 프레임에 삽입하는 방법에 대하여 살펴보면, 원통형 배터리 셀을 셀 컨베이어에 투입하는 단계, 셀 컨베이어로 원통형 배터리 셀을 이송 로봇의 그리퍼 파지 위치로 운반하는 단계, 정렬 수단을 운반된 원통형 배터리 셀에 밀착시켜 원통형 배터리 셀을 정렬하는 단계, 그리퍼의 셀 파지부를 이용하여 일정 개수의 원통형 배터리 셀을 동시에 파지하는 단계, 정렬 수단을 원통형 배터리 셀들로부터 이격시키는 단계, 그리퍼를 상승시켜 원통형 배터리 셀들을 셀 컨베이어로부터 이격시키는 단계, 원통형 배터리 셀들 사이의 간격을 조절하는 단계 및 로봇 아암을 회전하여 그리퍼를 모듈 프레임 상으로 이동시키는 단계 및 모듈 프레임에 원통형 배터리 셀들을 삽입하는 단계를 포함한다.
이때 모듈 프레임은 원통형 배터리 셀을 파지한 로봇 아암의 회전 전에 미리 정해진 위치로 운반된다.
또한, 원통형 배터리 셀 사이의 간격을 조절하는 단계는 미리 입력된 모듈 프레임의 셀 홀 간격에 대응하여 셀 파지부 사이의 간격을 조절하게 되며, 셀 파지부 사이의 간격이 입력된 값과 동일한 지 여부를 이송 로봇의 일측에 부착된 센서를 통하여 센싱함으로써 정확한 간격으로 조절할 수 있게 된다.
위와 같은 방법으로 모듈 프레임에 원통형 배터리 셀을 삽입함으로써, 동시에 다수의 셀들을 작업할 수 있고, 기존과는 달리 모듈 프레임에 삽입 후 셀 홀에 삽입하기 위하여 셀들을 움직일 필요가 없으므로, 셀의 바닥면에 손상이 가는 것을 방지할 수 있어, 다양한 디바이스에 적용할 수 있는 신뢰성이 높은 배터리 모듈 또는 배터리 팩의 제작이 가능하다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
1000 : 배터리 셀 자동 삽입 장치
100 : 이송 로봇
110 : 그리퍼
111 : 셀 파지부
112 : 가이드 부재
120 : 로봇 아암
130 : 서보모터
140 : 동력 전달부
150 : 센서
200 : 셀 컨베이어
300 : 프레임 컨베이어
400 : 정렬 수단
500 : 베이스 플레이트

Claims (11)

  1. 배터리 셀 투입부로부터 투입된 복수의 배터리 셀을 운반하는 셀 컨베이어;
    상기 배터리 셀이 삽입되는 셀 홀이 일정 간격 이격하여 형성되어 있는 모듈 프레임을 운반하는 프레임 컨베이어;
    상기 셀 컨베이어에 의하여 운반된 일정 개수의 배터리 셀을 동시에 파지하여 이송 후 상기 프레임 컨베이어의 상기 모듈 프레임에 삽입하는 이송 로봇; 및
    상기 셀 컨베이어, 상기 프레임 컨베이어, 상기 이송 로봇이 설치된 베이스 플레이트;를 포함하는 배터리 셀 자동 삽입 장치로서,
    상기 이송 로봇은 상기 배터리 셀을 파지 후 상기 모듈 프레임에 삽입하기 전에 상기 셀 홀의 간격과 동일한 간격으로 상기 일정 개수의 배터리 셀 사이의 간격을 조절하는 그리퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 자동 삽입 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이송 로봇은 상기 베이스 플레이트에 일측이 연결된 로봇 아암, 상기 로봇 아암의 타측에 연결된 상기 그리퍼, 상기 그리퍼가 배터리 셀 사이의 간격을 조절할 수 있는 동력을 제공하는 서보모터 및 상기 서보모터로부터 상기 그리퍼로 동력을 전달하는 동력 전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 자동 삽입 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이송 로봇은 상기 그리퍼가 배터리 셀 사이의 간격을 정확하게 조절할 수 있도록 상기 배터리 셀 사이의 간격을 센싱하는 비접촉식 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 자동 삽입 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 센서는 광학 센서인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 자동 삽입 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 센서는 레이저 센서인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 자동 삽입 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 그리퍼는 하부에 상기 배터리 셀 각각을 파지하는 복수의 셀 파지부 및 일측이 상기 셀 파지부 각각에 연결되고 타측이 상기 동력 전달부에 연결된 복수의 가이드 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 자동 삽입 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 서보모터는 상기 복수의 가이드 부재를 구동하여 상기 배터리 셀 사이의 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 자동 삽입 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 배터리 셀 자동 삽입 장치는 상기 셀 컨베이어로 운반된 상기 배터리 셀을 상기 그리퍼로 파지하기 전에 정렬시키는 정렬 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 자동 삽입 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 배터리 셀은 원통형 배터리 셀인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 자동 삽입 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 그리퍼는 미리 입력된 상기 모듈 프레임의 상기 셀 홀의 간격에 대응하여 상기 배터리 셀 사이의 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 자동 삽입 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 배터리 셀 자동 삽입 장치를 이용하여 제조된 배터리 모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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