KR20230072639A - 불량 전지팩의 분류 방법 - Google Patents

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Abstract

본원발명은 전지팩의 제조과정에서 발생한 불량 전지팩의 분류 방법으로서, (a) 불량 전지팩의 코드를 스캔하는 단계, (b) 트레이의 코드를 스캔하는 단계, (c) 상기 불량 전지팩을 상기 트레이에 보관하는 단계, (d) 상기 단계 (c)의 트레이를 수리실로 이송하는 단계, (e) 수리실에 입고된 상기 트레이의 코드, 및 상기 불량 전지팩의 코드를 스캔하는 단계, 및 (f) 상기 불량 전지팩의 불량 이력을 확인하는 단계를 포함하는 불량 전지팩의 분류 방법에 대한 것으로, 전지팩의 불량 이력을 빠르게 파악할 수 있는 불량 전지팩의 분류 방법에 대한 것이다.

Description

불량 전지팩의 분류 방법 {Method for Classifying Defective Battery Pack}
본원발명은 불량 전지팩의 분류 방법에 대한 것이다. 구체적으로, 전지팩의 제조과정에서 불량 전지팩이 발생하는 경우, 불량 전지팩의 이력을 쉽고 정확하게 파악할 수 있는 불량 전지팩의 분류 방법에 대한 것이다.
리튬 이온의 이동에 의해 충방전이 진행되는 리튬 이차전지는 높은 에너지밀도 및 방전 전압을 갖는 장점으로 인해, 모바일 기기나 소형 전자제품에 사용하는 소형 전지셀 분야뿐만 아니라, 고출력 및 고전압이 필요한 전기자동차나 전력저장시스템 등의 에너지원으로 사용되는 중대형 전지팩 분야에도 사용되고 있다.
상기 리튬 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 이차전지 및 각형 이차전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 이차전지로 분류된다.
리튬 이차전지가 사용되는 디바이스에서 요구하는 출력량 및 용량 등에 따라, 상기 리튬 이차전지를 단위셀로 포함하는 고출력 또는 고용량의 전지팩을 제조할 수 있다.
일반적으로, 전지팩은 복수의 전지셀을 포함하고 있을뿐만 아니라, 냉각기능, 발열기능, 및 전지팩의 충방전을 제어하는 기능 등 다양한 부품들이 조립된 형태일 수 있다.
이와 같은 전지팩은, 전지셀 자체의 성능 불량, 조립 과정에서 다양한 부품들 간의 조립 또는 용접 불량, 공차 관리 실패 등 다양한 원인에 따른 불량이 발생할 수 있다.
전지팩을 제조하는 과정은, 전지팩의 온도나 저항 등을 측정하면서 모니터링하거나 전지팩을 제어할 수 있는 BMS, 냉각부품 등을 전지셀 적층체와 함께 팩 하우징 내에 배치하고 상기 팩 하우징을 조립하는 과정, 조립된 전지팩의 성능을 확인하는 과정, 전지팩의 외관을 검사하는 과정 등 여러 과정을 거쳐서 제조될 수 있다.
그러나, 전지팩의 제조공정 상 불량 전지팩이 발생하는 경우 개별적으로 수리를 하기 어려운 바, 불량 전지팩을 트레이에 취합한 후 트레이가 채워지면 일괄적으로 수리실로 이동하게 된다.
구체적으로, 종래에는 불량 전지팩으로 판정된 경우, 불량의 종류와 관계없이 다양한 종류의 불량 전지팩들을 불량 트레이에 일괄적으로 보관하고, 상기 불량 트레이에 불량 전지팩이 가득 차면 상기 불량 트레이를 수리실로 옮겨서 수리의 가부를 판단하는 과정으로 전지팩이 분류되어 왔다.
그러나, 이와 같은 경우에는 수리실에 입고된 전지팩의 코드를 스캔하는 것만으로는 해당 전지팩의 불량 발생이 어느 단계에서 생긴 것인지를 확인할 수 없는 문제가 있다.
이와 관련하여 특허문헌 1은 재료 선별 방법에 대한 것으로, 바코드를 구비한 재료의 스캔 정보에 따라 재료를 분류하고 대응되는 선별 트레이에 투입하는 선별 수단, 및 다수의 상이한 유형의 선별 트레이를 더 포함하는 트레이에 기반한 재료 선별 장치를 개시한다.
특허문헌 1은 양품 트레이와 불량품 트레이를 포함하고 있으나, 불량품 트레이를 구별하지 않고 사용하기 때문에, 재료에 발생한 불량의 종류가 어떤 것인지 확인하기 어려운 문제가 있다.
따라서, 전지팩의 제조과정에서 발생한 불량 전지팩의 불량 이력을 쉽고 정확하게 파악할 수 있는 기술의 필요성이 높은 실정이다.
한국 등록특허공보 제2170140호 (2020.10.26)
본원발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 수리실에 입고된 불량 전지팩의 코드와 트레이의 코드를 스캔함으로써 불량 전지팩의 불량 원인과 불량 이력을 쉽게 파악할 수 있는 불량 전지팩의 분류 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본원발명은, 전지팩의 제조과정에서 발생한 불량 전지팩의 분류 방법으로서, (a) 불량 전지팩의 코드를 스캔하는 단계, (b) 트레이의 코드를 스캔하는 단계, (c) 상기 불량 전지팩을 상기 트레이에 보관하는 단계, (d) 상기 단계 (c)의 트레이를 수리실로 이송하는 단계, (e) 수리실에 입고된 상기 트레이의 코드, 및 상기 불량 전지팩의 코드를 스캔하는 단계, 및 (f) 상기 불량 전지팩의 불량 이력을 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단계 (a) 이전에, 전지팩에 코드를 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단계 (a) 내지 단계 (c)는 전지팩의 전체 제조과정 중에, 불량으로 판정된 전지팩 발생시 진행될 수 있다.
상기 트레이에는, 전지팩의 불량이 발생한 공정이 표시될 수 있다.
상기 트레이에는 복수의 전지팩들을 수용하기 위한 복수의 안착부가 형성되어 있고, 한 개의 안착부에 한 개의 전지팩이 수용되며, 전지팩이 수용된 각각의 안착부에는 전지팩의 불량이 발생한 공정을 식별하기 위한 코드가 표시될 수 있다.
전지팩의 제조과정마다 개별 트레이가 배치되고, 상기 개별 트레이들에는 전지팩의 제조과정 중 어느 과정에 배치된 것인지 식별하기 위한 코드가 표시될 수 있다.
또한, 상기 트레이에는 복수의 전지팩들을 수용하기 위한 복수의 안착부가 형성되어 있고, 한 개의 안착부에 한 개의 전지팩이 수용될 수 있다.
상기 단계 (f)에서 수리가 가능한지 여부를 판단하고, 수리가 가능한 경우에는 수리된 전지팩에 새로운 코드를 부여하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 새로운 코드를 부여받은 전지팩은 불량으로 판정된 과정으로 이송될 수 있다.
상기 단계 (f)에서 수리가 가능한지 여부를 판단하고, 수리가 불가능한 경우에는 전지팩에 폐기 코드를 부여하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 코드는 바코드 또는 QR코드일 수 있다.
본원발명은 또한, 상기 과제의 해결 수단을 다양하게 조합한 형태로도 제공이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본원발명에 따른 불량 전지팩의 분류 방법은 불량 전지팩이 보관되는 트레이에 식별 코드를 표시하여 사용하기 때문에, 수리실에 입고된 불량 전지팩과 트레이의 식별 코드를 스캔함으로써 불량 전지팩의 불량 이력을 쉽게 파악할 수 있다.
또한, 전지팩의 제조공정별로 배치되는 트레이를 식별가능하도록 사용하기 때문에, 불량 전지팩이 유출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 트레이에 보관되는 불량 전지팩의 수량 관리가 가능하기 때문에, 트레이를 수리실로 이송해야 하는 시점을 파악할 수 있다.
도 1은 제1실시예에 따른 불량 전지팩을 보관하는 트레이의 사시도이다.
도 2는 제2실시예에 따른 불량 전지팩을 보관하는 트레이의 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
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 경우뿐만 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.
또한, 구성요소를 한정하거나 부가하여 구체화하는 설명은, 특별한 제한이 없는 한 모든 발명에 적용될 수 있으며, 특정한 발명에 대한 설명으로 한정되지 않는다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 단수로 표시된 것은 별도로 언급되지 않는 한 복수인 경우도 포함한다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 "또는"은 별도로 언급되지 않는 한 "및"을 포함하는 것이다. 그러므로 "A 또는 B를 포함하는"은 A를 포함하거나, B를 포함하거나, 또는, A 및 B를 포함하는 상기 3가지 경우를 모두 의미한다.
본원발명은 전지팩의 제조과정에서 발생한 불량 전지팩의 분류 방법에 대한 것으로서, (a) 불량 전지팩의 코드를 스캔하는 단계, (b) 트레이의 코드를 스캔하는 단계, (c) 상기 불량 전지팩을 상기 트레이에 보관하는 단계, (d) 상기 단계 (c)의 트레이를 수리실로 이송하는 단계, (e) 수리실에 입고된 상기 트레이의 코드, 및 상기 불량 전지팩의 코드를 스캔하는 단계, 및 (f) 상기 불량 전지팩의 불량 이력을 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
일반적으로, 전지팩의 제조과정으로서 매뉴얼 작업 과정, 생산 공정 과정, 및 외관 검사 과정 등을 포함할 수 있으며, 상기 불량 이력으로는, 예를 들어, 라벨 또는 테이프 부착 불량, 기능 검사 불량, 치수 검사 불량 및 용접 불량 등이 포함될 수 있다.
상기 전지팩 제조과정에 포함되는 각각의 과정에는 불량 전지팩을 수거하기 위한 트레이가 배치될 수 있다.
다만, 수거된 트레이에 아무런 표시가 없는 경우에는, 상기 트레이를 수거했을 때, 트레이에 놓인 전지팩들이 정상인지 불량인지 확인하기 어려울 뿐만 아니라, 불량의 요인이 무엇인지도 구별이 어려운 문제가 있다.
이에, 본원발명에서는 불량 전지팩을 분류하기 이전에 모든 전지팩들에 바코드 또는 QR코드 형태의 고유의 코드를 표시하여 전지팩을 식별할 수 있도록 하고 있으며, 불량으로 판정된 전지팩의 코드를 스캔한 정보를 무선 통신을 통해 서버로 전송하여 관리할 수 있다.
또한, 전지팩을 구성하는 개별 전지셀들에도 식별 코드를 부가할 수 있는 바, 전지팩을 생산하는 전 과정에서 불량 전지셀, 불량 전지팩의 이력 관리가 가능하다. 즉, 불량 전지셀과 불량 전지팩, 및 트레이의 코드를 스캔하고 생산관리시스템(MES, Manufacturing Execution System) 상에서 스캔된 정보들을 매칭시켜 놓으면, 향후 수리실 입고시 불량 전지셀 및 불량 전지팩의 바코드를 스캔하여 불량이 검출된 공정과 불량 원인을 확인할 수 있다.
또한, 불량 전지셀과 불량 전지팩 간의 바코드 매칭이 가능하기 때문에, 향후 불량 전지팩의 바코드를 스캔하여 정보를 리딩하면 불량 전지셀의 불량 이력에 대한 확인이 가능하다.
예를 들어, A 전지셀로 B 전지팩을 제조하는 과정에서 불량이 발생하고 재작업을 통해 B 전지팩으로 생산된 경우로서, B 전지팩 바코드를 리딩하면 A 전지셀의 불량 이력 확인이 가능하다.
또는, A 전지셀로 B 전지팩을 제조하는 과정에서 불량이 발생하여 재작업을 통해 새로운 바코드를 부여된 C 전지팩이 생산된 경우로서, B 전지팩의 불량 이력이 MES 시스템 상에 기록된 후, 재작업이 진행되어 새로운 바코드가 부가된 C 전지팩이 제조된다면, C 전지팩의 바코드를 통해 A 전지셀의 정보 확인이 가능하기 때문에, A 전지셀의 불량 이력 확인이 가능하다.
또한, 전지팩의 제조과정에 배치되는 트레이들을 식별할 수 있도록 고유의 코드를 부여하고 있는 바, 불량 전지팩을 트레이에 보관하기 전에, 트레이에 있는 코드를 스캔함으로써 트레이의 식별이 가능하다. 이와 같이 트레이의 식별 코드를 확인함으로써 불량 전지팩을 보관하기 위한 트레이를 확인할 수 있다.
구체적으로, 트레이에 표시하는 각각의 코드에 트레이가 배치된 공정 및 불량의 유형에 관한 정보가 포함되도록 구분하여 표시하면, 상기 코드 스캔 시 모니터 화면에 해당 공정 및 불량 유형에 관한 정보가 표시되어 트레이를 식별할 수 있다.
예를 들어, B 전지팩이 외관 검사에서 불량으로 판정되었고, 외관 검사 과정에 K 트레이가 배치된 경우, B 전지팩과 K 트레이에 표시된 바코드를 스캔하여 MES 시스템에 기록하고, B 전지팩을 K 트레이에 보관할 수 있다. 향후, 수리실에 K 트레이가 입고되는 경우 B 전지팩과 K 트레이의 바코드를 스캔하면 외관 검사 불량이 있는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이 불량 전지팩의 코드를 스캔하는 단계, 트레이의 코드를 스캔하는 단계, 및 상기 불량 전지팩을 상기 트레이에 보관하는 단계는 전지팩의 전체 제조과정 중에, 불량으로 판정된 전지팩이 발생하는 경우 진행될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 트레이에는 전지팩의 제조과정 중 어느 과정에서 불량이 발생한 전지팩이 보관된 것인지를 표시할 수 있다. 이와 관련하여, 도 1은 제1실시예에 따른 불량 전지팩을 보관하는 트레이의 사시도를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 트레이(200)에는 전지팩들(100)을 수용하기 위한 10개의 안착부(210)가 형성되어 있고, 한 개의 안착부에 한 개의 전지팩이 수용되며, 전지팩이 수용된 각각의 안착부에는 전지팩의 불량이 확인된 과정을 식별하기 위한 코드가 표시되어 있다.
도 1에는 각각의 안착부(210)의 하부에 Code1 내지 Code10의 코드 표시가 기재되어 있다. Code1 내지 Code10은 안착부(210)에 보관되는 전지팩이 어느 제조과정에서 유래된 것인지를 표시하기 위한 임의의 표시로서, 불량 전지팩이 발생한 제조과정을 식별할 수 있는 표시라면, 코드의 종류가 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 트레이에 표시된 코드는 바코드 또는 QR코드일 수 있다. 따라서, 바코드 또는 QR코드를 읽을 수 있는 스캐너가 구비될 수 있다.
전지팩(100)에는 고유의 식별 표시로서 Code-A가 표시되어 있으나, 상기 Code-A는 전지팩을 구별하기 위한 임의 표시로서, 전지팩을 식별 가능한 표시라면 코드의 종류가 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 전지팩에 표시된 코드는 바코드 또는 QR코드일 수 있다. 따라서, 바코드 또는 QR코드를 읽을 수 있는 스캐너가 구비될 수 있다.
제1실시예에 따른 트레이는 하나의 트레이에 복수의 안착부가 형성되고, 복수의 안착부들 각각에 코드가 부가됨으로써 불량 전지팩이 발생한 공정을 표시할 수 있도록 하고 있다. 또한, 전지팩 각각에도 식별 코드가 부가되어 있는 바, 복수의 공정 라인 중 어느 과정에서 전지팩에 불량이 발생했는지, 및 불량이 발견된 공정이 어떤 과정인지를 파악할 수 있다. 따라서, 불량 발생 원인 및 불량 발견 시점과 공정별 불량율에 대한 상세한 파악이 가능하다.
예를 들어, 전지팩에 라벨을 부착하는 공정에서는 문제가 없었으나, 전지팩의 이송 과정에서 부착된 라벨이 손상되어 외관 검사 공정에서 검출되는 경우에, 종래에는 수리실로 입고되었을 때 라벨 부착 불량으로 불량 이력이 파악되었다. 그러나, 본원발명과 같이 전지팩 및 트레이에 식별 코드를 부착하는 경우에는, 라벨 부착 공정에서 발생한 불량인지 또는 후 공정인 외관 검사 공정에서 발견된 불량인지 여부를 구분 가능하다. 따라서, 상세한 불량 이력 파악이 용이하고 공정별 불량율 개선이 가능하게 된다.
도 1에 도시된 트레이는 10개의 안착부가 형성된 구조인 바, 10개의 전지팩이 트레이에 보관되면, 트레이(200)는 수리실로 이동할 수 있다.
도 2는 제2실시예에 따른 불량 전지팩을 보관하는 트레이의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 5개의 트레이들(200) 각각에 Code 1 내지 Code 5의 코드 표시가 기재되어 있다.
Code 1 내지 Code 5가 기재된 각각의 트레이들은 제조과정1 내지 제조과정5 각각에 개별 트레이가 배치된 것으로, 개별 트레이들에 표시된 Code1 내지 Code5는 전지팩의 제조과정 중 어느 과정에 배치된 것인지 식별하기 위한 코드가 표시된 것이다.
상기 트레이에는 복수의 전지팩들을 수용하기 위한 복수의 안착부가 형성되어 있고, 한 개의 안착부에 한 개의 전지팩이 수용된다.
따라서, 개별 트레이에 있는 안착부들이 불량 전지팩으로 채워지면, 개별 트레이들은 수리실로 이동할 수 있다. 수리실로 이동한 트레이에 있는 코드를 스캔하면 전지팩 제조과정 중 어느 과정에 배치되었던 것인지를 파악할 수 있으므로, 해당 트레이에 보관된 전지팩의 불량 원인을 쉽게 알 수 있다.
이외에 상기 도 1에 기재된 내용 중 트레이 및 전지팩에 대한 설명은 제2실시예에 따른 불량 전지팩을 보관하는 트레이에 대한 설명에 동일하게 적용될 수 있다.
상기 단계 (f)에서 불량 전지팩의 불량 이력을 확인할 수 있으며, 수리가 가능한지 여부를 판단하고, 수리가 가능한 경우에는 재작업을 진행하여 공정에 재투입 된다. 이 때. 수리된 전지팩은 기존의 전지팩에 있는 코드가 계속 부가될 수 있고, 또는 새로운 코드가 부가될 수 있으며, 불량으로 판정된 과정으로 이송되어 잔여 제조과정을 진행하게 된다.
또는, 상기 단계 (f)에서 수리가 가능한지 여부를 판단하여, 수리가 불가능한 경우에는 해당 전지팩은 폐기 과정으로 이송되어 폐기 처리가 진행된다.
이와 같이, 본원발명에 따른 불량 전지팩의 분류 방법은 불량 전지팩을 보관하는 트레이에 식별 코드를 부여하고 있는 바, 트레이에 부여된 식별 코드를 스캔하고 불량 전지팩의 식별 코드를 식별함으로써 불량 전지팩의 불량 이력을 정확하고 빠르게 파악할 수 있다.
따라서, 불량 전지팩이 정상 전지팩으로 구분되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 전지팩의 수량 파악도 간단하게 진행할 수 있다.
본원발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
100: 전지팩
200: 트레이
210: 안착부

Claims (11)

  1. 전지팩의 제조과정에서 발생한 불량 전지팩의 분류 방법으로서,
    (a) 불량 전지팩의 코드를 스캔하는 단계;
    (b) 트레이의 코드를 스캔하는 단계;
    (c) 상기 불량 전지팩을 상기 트레이에 보관하는 단계;
    (d) 상기 단계 (c)의 트레이를 수리실로 이송하는 단계;
    (e) 수리실에 입고된 상기 트레이의 코드, 및 상기 불량 전지팩의 코드를 스캔하는 단계; 및
    (f) 상기 불량 전지팩의 불량 이력을 확인하는 단계;
    를 포함하는 불량 전지팩의 분류 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단계 (a) 이전에, 전지팩에 코드를 표시하는 단계를 포함하는 불량 전지팩의 분류 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단계 (a) 내지 단계 (c)는 전지팩의 전체 제조과정 중에, 불량으로 판정된 전지팩 발생시 진행되는 불량 전지팩의 분류 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 트레이에는, 전지팩의 불량이 발생한 공정이 표시되어 있는 불량 전지팩의 분류 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 트레이에는 복수의 전지팩들을 수용하기 위한 복수의 안착부가 형성되어 있고,
    한 개의 안착부에 한 개의 전지팩이 수용되며,
    전지팩이 수용된 각각의 안착부에는 전지팩의 불량이 발생한 공정을 식별하기 위한 코드가 표시되어 있는 불량 전지팩의 분류 방법.
  6. 제1항에 있어서, 전지팩의 제조과정마다 개별 트레이가 배치되고, 상기 개별 트레이들에는 전지팩의 제조과정 중 어느 과정에 배치된 것인지 식별하기 위한 코드가 표시되어 있는 불량 전지팩의 분류 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 트레이에는 복수의 전지팩들을 수용하기 위한 복수의 안착부가 형성되어 있고,
    한 개의 안착부에 한 개의 전지팩이 수용되는 불량 전지팩의 분류 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 단계 (f)에서 수리가 가능한지 여부를 판단하고, 수리가 가능한 경우에는 수리된 전지팩에 새로운 코드를 부여하는 과정을 포함하는 불량 전지팩의 분류 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 새로운 코드를 부여받은 전지팩은 불량으로 판정된 과정으로 이송되는 불량 전지팩의 분류 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 단계 (f)에서 수리가 가능한지 여부를 판단하고, 수리가 불가능한 경우에는 전지팩에 폐기 코드를 부여하는 과정을 포함하는 불량 전지팩의 분류 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 코드는 바코드 또는 QR코드인 불량 전지팩의 분류 방법.
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