KR20230120467A - 용접 시험용 더미 모듈 - Google Patents

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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

개시되는 발명은, 이차전지의 전극 리드와 버스바 프레임 어셈블리의 용접 인장강도를 테스트하기 위한 용접 시험용 더미 모듈에 있어서, 내부에 설치공간이 형성되는 하우징 형태로서, 전, 후단부에 전극 리드가 삽입되는 관통홀이 형성된 더미 모듈 케이스; 및 더미 모듈 케이스의 전, 후단부에 구비되고, 전극 리드가 삽입되는 리드홀이 관통형성된 더미 버스바 프레임과, 그리고 각 더미 버스바 프레임에 결합되고, 전극 리드가 삽입되는 단자홀이 형성된 단자 버스바로 이루어지는 더미 버스바 프레임 어셈블리; 를 포함하고, 더미 버스바 프레임에 대한 단자 버스바의 반복적인 설치가 가능하도록 더미 버스바 프레임은 반복 사용이 가능한 재질로 이루어지며, 더미 버스바 프레임에 단자 버스바를 설치한 상태에서 단자 버스바에 전극 리드를 용접한 후 더미 버스바 프레임에서 단자 버스바를 분리하여 단자 버스바와 전극 리드의 용접 인장강도를 측정한다.

Description

용접 시험용 더미 모듈{DUMMY MODULE FOR WELDING TEST}
본 발명은 용접 시험용 더미 모듈에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 전지모듈의 버스바 프레임 어셈블리와 전극 리드 간의 용접 이상 유무를 확인하기 위한 용접 시험용 더미 모듈에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다.
또한, 이차전지는, 핸드폰, 노트북, 캠코더 등과 같은 휴대용 기기뿐만 아니라, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다.
따라서, 이차전지를 사용하는 애플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되고 있으며, 향후에는 지금보다는 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.
이러한 이차전지는 전극과 전해액의 구성에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되며, 전해액의 누액 가능성이 적고, 제조가 용이한 리튬이온 폴리머 전지의 사용량이 증가하고 있다.
일반적으로, 이차전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형과 각형의 금속 캔에 내장되는 원통형 전지 및 각형 전지, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되는 파우치형 전지로 분류된다.
그리고, 전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 구조로 이루어져 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리롤 형태, 및 소정 크기로 형성되는 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재한 상태에서 순차적으로 적층하는 스택형으로 분류된다.
여기서, 전기 자동차 등은 고출력의 전기 에너지가 사용되기 때문에 내부에 다수의 전지셀이 직렬 또는 병렬로 연결되는 전지모듈 및 다수의 전지모듈들이 전기적으로 연결된 전지팩이 사용된다.
한편, 다수의 전지셀들로 구성된 전지모듈 및 다수의 전지모듈로 구성된 전지팩을 전기자동차 등에 사용하기 위해서는 요구되는 전지의 용량에 따라 다양한 형태의 단위 전지를 전기적으로 연결한 전지모듈 및 전지 팩을 구성하는 것이 매우 중요하다.
이때, 전지셀들의 전기적인 연결은 전지셀들의 각 전극 리드와 버스바 프레임의 용접에 의해 수행된다.
한편, 전지모듈의 버스바 프레임과 전지셀들의 전극 탭에 연결된 전극 리드의 용접 공정에서 버스바 프레임과 전극 리드 간의 용접(Welding) 이상 유무를 여러 번 확인한다.
즉, 전지모듈에서 버스바 프레임과 전극 리드 간의 용접 조건에 따라 전지셀의 전기적 특성과 효율 및 내구성이 달라지기 때문에, 전지모듈의 버스바 프레임에 전극 리드의 용접 부위에 대한 인장강도를 측정하여 용접의 이상 유무를 확인한다.
여기서, 용접의 이상 유무를 확인하기 위해서는, 전지모듈의 버스바 프레임 어셈블리에 전극 리드를 용접한 후 전지모듈에서 버스바 프레임 어셈블리를 분리한다.
그리고, 분리된 버스바 프레임 어셈블리의 버스바 프레임에서 전극 리드가 용접된 버스바를 다시 분리한 후에 분리된 버스바와 전극 리드의 용접 부위에 대해 인장 시험기로 인장강도를 측정함으로써 용접의 이상 유무를 확인한다.
이렇게, 인장 시험기를 통해 버스바와 전극 리드의 용접 부위에 대한 인장강도를 시험 및 측정한 후에는 인장강도 시험에 사용된 버스바와 전극 리드는 폐기처리한다.
이때, 전극 리드와 용접된 버스바 외에 버스바가 설치되었던 버스바 프레임 또한 폐기처리함으로써 다량의 폐기물이 발생된다는 문제점이 있었다.
즉, 전지모듈 생산 라인별 1일 6시간 단위로 용접의 이상 유무를 확인하는 작업 현장에서는, 용접의 이상 유무를 측정하는 시험으로 인해 다량의 버스바와 전극 리드 및 버스바 프레임이 반복적으로 폐기처리된다는 문제점이 있었다.
이렇게, 인장강도를 측정하기 위한 시험에 매 회 사용된 버스바 및 전극 리드 외에 버스바 프레임까지 모두 폐기처리됨에 따라 자재의 낭비가 발생되고, 실제 제품으로 인장강도 시험을 반복적으로 수행함으로써 자재 소모 비용이 많이 발생된다는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1551534호
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 만들어진 것으로서, 전지모듈의 단자 버스바와 전극 리드 간의 용접 이상 유무를 확인하기 위한 용접 시험용 더미 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은, 단자 버스바가 설치되는 버스바 프레임을 더미 형태로 제조하여 실제 제품과 유사한 시험 환경을 제공하고, 가공 및 성형이 용이하고 반영구적인 사용이 가능하여 반복적인 시험이 가능하며, 용접의 인장강도 측정에 사용된 단자 버스바와 전극 리드 이외에 추가로 폐기되는 부분을 최소화할 수 있는 용접 시험용 더미 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 과제를 실현하기 위하여 본 발명은, 이차전지의 전극 리드와 버스바 프레임 어셈블리의 용접 인장강도를 테스트하기 위한 용접 시험용 더미 모듈에 있어서, 내부에 설치공간이 형성되는 하우징 형태로서, 전, 후단부에 전극 리드가 삽입되는 관통홀이 형성된 더미 모듈 케이스; 및 더미 모듈 케이스의 전, 후단부에 구비되고, 전극 리드가 삽입되는 리드홀이 관통형성된 더미 버스바 프레임과, 그리고 각 더미 버스바 프레임에 결합되고, 전극 리드가 삽입되는 단자홀이 형성된 단자 버스바로 이루어지는 더미 버스바 프레임 어셈블리; 를 포함하고, 더미 버스바 프레임에 대한 단자 버스바의 반복적인 설치가 가능하도록 더미 버스바 프레임은 반복 사용이 가능한 재질로 이루어지며, 더미 버스바 프레임에 단자 버스바를 설치한 상태에서 단자 버스바에 전극 리드를 용접한 후 더미 버스바 프레임에서 단자 버스바를 분리하여 단자 버스바와 전극 리드의 용접 인장강도를 측정하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로서, 더미 버스바 프레임은, 더미 모듈 케이스의 전, 후단부에 탈착 가능하게 설치된다.
구체적인 예로서, 더미 버스바 프레임은, 에폭시 글라스(Epoxy Glass) 재질이다.
구체적인 예로서, 더미 버스바 프레임은, 크기 및 단자홀의 개수가 다양한 복수의 단자 버스바에 대한 전극 리드의 용접이 가능하도록 체결홈이 더미 모듈 케이스의 전, 후단에 대향하는 후면에 수평방향으로 일정간격 이격되어 복수 개로 형성되고, 각 체결홈의 중심부에 리드홀이 형성된다.
다른 구체적인 예로서, 더미 모듈 케이스는, 전, 후단부에 각각 돌출형성되는 전, 후단 설치부와, 그리고 상부면에 길이방향으로 일정간격 이격되어 각각 형성되는 전, 후단 설치홀을 포함하고, 관통홀은 리드홀과 대응되도록 전, 후단 설치부에 복수 개로 형성되며, 각 관통홀의 수평방향 양측 단부에는 돌출편이 각각 돌출형성되고, 관통홀 및 관통홀의 양측 단부에 형성되는 각 돌출편은 더미 버스바 프레임의 체결홈에 삽입결합된다.
또 다른 구체적인 예로서, 더미 모듈 케이스의 전, 후단 설치부에 형성되는 각 관통홀 중 어느 하나 이상의 관통홀의 중심부에는 구획편이 돌출구비되고, 더미 버스바 프레임의 각 리드홀 중 구획편에 의해 구획된 관통홀과 대응되게 배치되는 리드홀의 중심부는 격벽에 의해 구획되며, 전, 후 설치홀을 통해 관통홀로 삽입된 전극 리드는 리드홀 및 단자홀을 통과한 후 인출되어 단자 버스바에 용접된다.
구체적인 예로서, 전, 후단 설치부의 가장자리 상부와 양 측면에 상부 결합편 및 측면 결합편이 각각 형성되고, 상부 결합편은 수평방향을 향하여 바 형태로 돌출형성되며, 각 측면 결합편은 수직방향을 향하여 쐐기 형태로 돌출형성된다.
다른 구체적인 예로서, 더미 버스바 프레임에서 전, 후단 설치부와 대향하는 후면 가장자리 상부와 양 측면에는 상부 돌출부 및 측면 결합홀이 각각 형성되고, 상부 돌출부는 상부 결합편의 상부에 안착결합되며, 각 측면 결합홀은 각 측면 결합편에 대응되게 형성되어 상호 결합된다.
다른 하나의 예로서, 더미 버스바 프레임은, 더미 모듈 케이스의 전, 후단부에 일체로 형성된다.
구체적인 예로서, 더미 버스바 프레임 및 더미 모듈 케이스는, 에폭시 글라스(Epoxy Glass) 재질이다.
본 발명에 의하면, 전지모듈의 버스바 프레임 어셈블리와 전극 리드 간 용접 인장강도를 측정하여 용접 이상 유무를 확인할 수 있고, 단자 버스바가 설치되는 버스바 프레임을 더미 형태로 제조하고 다양한 크기 및 구조를 갖는 단자 버스바의 설치가 가능하여 실제 제품과 유사한 시험 환경을 제공한다.
그리고, 에폭시 재질로 이루어져 가공 및 성형이 용이하고, 반복적인 용접 시험에도 반영구적인 사용이 가능하며, 용접의 인장강도 측정 후 단자 버스바와 전극 리드 이외에 폐기되는 부분을 최소화할 수 있으며, 자재 소모 및 낭비를 줄일 수 있어 소모 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈의 더미 모듈 케이스를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 4는 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈의 더미 버스바 프레임을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈의 더미 버스바 프레임을 개략적으로 나타내는 배면도이다.
도 6은 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈의 더미 버스바 프레임에 복수 개의 더미 단자 버스바가 설치된 후 각 더미 단자 버스바에 전극 리드가 용접된 일 변형예를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈의 더미 버스바 프레임에 복수 개의 더미 단자 버스바가 설치된 후 각 더미 단자 버스바에 전극 리드가 용접된 다른 변형예를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 8는 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈의 더미 버스바 프레임 어셈블리에 전극 리드가 용접된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈의 더미 버스바 프레임에서 분리된 단자 버스바를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 명세서 전체에서 사용되는, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 발명의 명세서에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치 된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
(제1 실시형태)
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다. 도 3은 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈의 더미 모듈 케이스를 개략적으로 나타내는 정면도이다. 도 4는 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈의 더미 버스바 프레임을 개략적으로 나타내는 정면도이다. 도 5는 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈의 더미 버스바 프레임을 개략적으로 나타내는 배면도이다. 도 6은 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈의 더미 버스바 프레임에 복수 개의 더미 단자 버스바가 설치된 후 각 더미 단자 버스바에 전극 리드가 용접된 일 변형예를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 7은 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈의 더미 버스바 프레임에 복수 개의 더미 단자 버스바가 설치된 후 각 더미 단자 버스바에 전극 리드가 용접된 다른 변형예를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 8는 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈의 더미 버스바 프레임 어셈블리에 전극 리드가 용접된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 9는 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈의 더미 버스바 프레임 어셈블리에서 분리된 더미 버스바 프레임을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 10은 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈의 더미 버스바 프레임에서 분리된 단자 버스바를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
본 발명의 일 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈은, 전지모듈에서 스택된 전지셀의 전극 탭에 연결되는 전극 리드와 버스바의 용접 부위에 대한 인장강도를 테스트하여 용접의 이상 유무를 확인하기 위한 것으로서, 실제 제품과 유사한 구조의 더미 형태로 이루어진다.
도 1 내지 도 5에 도시하고 있는 바와 같이, 본 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈(1)은, 내부에 복수의 전지셀(미도시)이 설치되는 더미 모듈 케이스(100)와, 그리고 상기 더미 모듈 케이스(100)의 전, 후단부에 구비되어 전극 리드(3)가 설치되는 더미 버스바 프레임 어셈블리(300)를 포함하여 구성된다.
구체적으로는, 상기 더미 모듈 케이스(100)는 그 내부에 전지셀이 설치되는 설치공간이 형성되는 하우징 형태로서, 전, 후단부에 전극 리드(3)가 삽입되는 관통홀(101)이 형성된다.
더미 버스바 프레임 어셈블리(300)는 상기 더미 모듈 케이스(100)의 전, 후단부에 각각 구비되고, 전극 리드(3)가 삽입되는 리드홀(313)이 관통형성된 더미 버스바 프레임(310)과, 그리고 상기 더미 버스바 프레임(310)에 결합되고, 전극 리드(3)가 삽입되는 단자홀(331)이 관통형성되는 단자 버스바(330)를 포함한다.
여기서, 더미 버스바 프레임(310)은 더미 모듈 케이스(100)의 전, 후단부에 탈착 가능하게 설치된다. 즉, 더미 버스바 프레임(310)은 볼트 등의 체결부재를 통해 더미 모듈 케이스(100)의 전, 후단부에 결합 및 해제가 가능하도록 설치된다.
이를 위하여, 상기 더미 모듈 케이스(100)의 전, 후단부 및 더미 버스바 프레임(310)의 각 모서리 부분에 인접하여 체결부재가 체결되기 위한 체결홀이 형성될 수 있다.
한편, 더미 버스바 프레임(310)은 단자 버스바(330)의 반복적인 설치가 가능하도록 반복 사용이 가능한 재질로 이루어진다.
즉, 본 발명의 일 실시형태에 의한 더미 버스바 프레임(310)은 용접 인장강도 시험 후 더미 단자 버스바(330) 및 전극 리드(3)와 함께 폐기처리하지 않도록 반복적으로 사용이 가능한 재질로 이루어진다.
이를 위하여, 더미 버스바 프레임(310)은, 에폭시 재질로 이루어진다.
보다 바람직하게는, 에폭시 글라스(Epoxy Glass) 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 더미 버스바 프레임(310)은 가공 및 성형이 우수하고, 기계적 강도가 강하며, 열전도율, 내열온도, 전기특성, 단열 및 절연이 뛰어난 에폭시 글라스 재질로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여, 더미 버스바 프레임(310)에 단자 버스바(330)를 설치한 상태에서 단자 버스바(330)에 전극 리드(3)를 용접하고, 이후에 더미 버스바 프레임(310)에서 단자 버스바(330)를 분리하여 단자 버스바(330)와 전극 리드(3)의 용접 인장강도를 측정할 수 있다.
이때, 상기 더미 버스바 프레임(310)은 전극 리드(3)와 용접된 단자 버스바(330)의 분리 시 더미 모듈 케이스(100)에서 단자 버스바(330)와 함께 분리되지 않고 더미 모듈 케이스(100)의 전, 후단부에 고정설치되도록 이루어질 수 있으며, 전극 리드(3)와 용접된 단자 버스바(330)만을 반복적으로 분리하여 용접 인장강도를 시험하도록 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 도 6 및 도 7에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 의한 더미 버스바 프레임(310)은, 더미 모듈 케이스(100)의 전, 후단부에 대향하는 후면에 수평방향으로 일정간격 이격된 복수 개의 체결홈(311)을 구비하고, 상기 각 체결홈(311)의 중심부에는 전극 리드(3)가 삽입되기 위한 리드홀(313)이 형성되어 있음으로써 다양한 크기를 가진 단자 버스바(330, 330')의 설치가 용이하다.
또한, 단자홀(331)의 개수가 각기 다른 복수의 단자 버스바(330, 330')를 설치한 후 각 단자 버스바(330, 330')에 대해 전극 리드(3)를 용접할 수 있으며, 각 단자 버스바(330, 330')와 전극 리드(3)의 용접 인장강도를 시험하기에 용이하다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여, 하나의 더미 버스바 프레임(310)을 통해 다양한 형태의 단자 버스바(330, 330')를 동일 종류 또는 다른 종류로 하나 이상 설치한 후 단자 버스바(330, 330')와 전극 리드(3)의 용접 부위에 대한 인장강도를 측정하여 용접의 이상 유무를 정확하게 확인할 수 있다.
여기서, 도시된 실시형태에서는 더미 모듈 케이스(100)의 전, 후단 설치부(111)에 구비되는 각 더미 버스바 프레임(310)의 체결홈(311) 및 리드홀(313)의 구조가 동일하게 형성되어 있으나, 전지셀에서 전극 탭(미도시)의 위치 및 구조에 대응되도록 더미 모듈 케이스(100)의 전, 후단부에 구비되는 각 더미 버스바 프레임(310)의 체결홈(311) 및 리드홀(313)의 구조가 서로 다르게 형성되는 것도 가능하며, 기타 다양한 변경실시가 가능하다.
한편, 상기 더미 모듈 케이스(100)는 전, 후단부에 각각 돌출형성되는 전, 후단 설치부(111)와, 그리고 상부면에 길이방향으로 일정간격 이격되어 각각 형성되는 전, 후단 설치홀(112, 112')을 포함한다.
이때, 상기 전, 후단 설치홀(112, 112')을 통해 복수의 전지셀이 더미 모듈 케이스(100) 내의 설치공간에 설치될 수 있으나, 본 실시형태에 의한 더미 모듈 케이스(100)는 단자 버스바(330)와 전극 리드(3)의 용접을 통해 용접의 이상 유무를 시험하기 위한 용접 시험용 더미 모듈(1)이므로, 설치공간 내에 반드시 전지셀을 별도로 설치할 필요는 없으나, 설치공간 내에 복수의 전지셀을 설치한 실제 전지모듈과 유사한 형태로서 용접의 이상 유무를 시험할 수도 있다.
전극 리드(3)는 전, 후단 설치홀(112, 112')을 통해서는 투입되고, 관통홀(101)과 리드홀(313) 및 단자홀(331)로 삽입된 후 단자 버스바(330)에 용접된다.
여기서, 관통홀(101)은 리드홀(313)과 대응되도록 더미 모듈 케이스(100)의 전, 후단 설치부(111)에 수평방향을 향하여 복수 개로 형성된다.
그리고, 각 관통홀(101)의 수평방향 양측 단부에는 돌출편(103)이 각각 돌출형성된다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여, 관통홀(101) 및 관통홀(101)의 양측 단부에 형성되는 각 돌출편(103)은 더미 버스바 프레임(310)의 체결홈(311)에 삽입결합된다.
이때, 관통홀(101) 및 관통홀(101)의 양측 단부에 형성되는 각 돌출편(103)은 전체적으로 사다리꼴 형태로 형성되고, 체결홈(311) 또한 사다리꼴 형태로 형성됨으로써 더미 모듈 케이스(100)에 더미 버스바 프레임(310)의 결합 시 각 돌출편(103)이 체결홈(311)으로 정확하게 삽입결합된다.
한편, 더미 모듈 케이스(100)의 전, 후단 설치부(111)에 형성되는 각 관통홀(101) 중 어느 하나 이상의 관통홀(101)의 중심부에는 구획편(105)이 돌출구비된다.
그리고, 더미 버스바 프레임(310)의 각 리드홀(313) 중 구획편(105)에 의해 구획된 관통홀(101)과 대응되게 배치되는 리드홀(313)의 중심부는 격벽(313a)에 의해 구획된다.
그리고, 전, 후 설치홀을 통해 관통홀(101)로 삽입된 전극 리드(3)는 리드홀(313) 및 단자홀(331)을 통과한 후 인출되어 단자 버스바(330)에 용접된다.
이렇게, 각 관통홀(101)과 리드홀(313)이 구획편(105) 및 격벽(313a)에 의해 2개로 구획되어 형성됨으로써 다양한 두께의 단자 버스바(330)가 설치될 수 있고, 또한 다양한 두께의 전극 리드(3)가 삽입될 수 있다.
한편, 전, 후단 설치부(111)의 가장자리 상부와 양 측면에 상부 결합편(115) 및 측면 결합편(117, 117')이 각각 형성되는데, 상기 상부 결합편(115)은 수평방향을 향하여 바 형태로 돌출형성되며, 상기 각 측면 결합편(117, 117')은 수직방향을 향하여 쐐기 형태로 돌출형성된다.
그리고, 더미 버스바 프레임(310)에서 전, 후단 설치부(111)와 대향하는 후면 가장자리 상부에는 상부 돌출부(315)가 형성되고, 상부 돌출부(315)는 상기 상부 결합편(115)의 상부에 안착결합된다.
또한, 더미 버스바 프레임(310)에서 전, 후단 설치부(111)와 대향하는 후면 가장자리 양 측면에는 측면 결합홀(317, 317')이 각각 형성되고, 각 측면 결합홀(317, 317')은 각 측면 결합편(117, 117')에 대응되게 형성되어 상호 결합된다.
상기한 바와 같이, 더미 모듈 케이스(100)에 상부 결합편(115) 및 측면 결합편(117, 117')이 각각 형성되고, 더비 버스바 프레임(310)에 상부 돌출부(315) 및 측면 결합홀(317, 317')이 각각 형성됨으로써, 더미 모듈 케이스(100)에 더미 버스바 프레임(310) 간의 유격 발생을 방지하여 단자 버스바(330)와 전극 리드(3) 간 용접의 정확도를 향상시킬 수 있다.
한편, 더미 버스바 프레임(310)의 후면 하부에는 계단 형태의 하부 돌출부가 형성되고, 상기 하부 돌출부가 더미 모듈 케이스(100)의 전, 후단 설치부(111)의 하부에 결합되어 더미 모듈 케이스(100)의 더미 버스바 프레임(310)의 결합을 견고히 하도록 할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈을 통해 용접의 이상 유무를 시험하기 위한 용접 과정을 도 8 내지 도 9를 참조하여 간략하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈(1)에 전극 리드(3)를 설치한다.
구체적으로는, 더미 모듈 케이스(100)의 전, 후단 설치부(111)에 더미 버스바 프레임 어셈블리(300)를 조립 설치한다.
이때, 더미 버스바 프레임(310)에 다양한 크기 또는 형태를 갖는 단자 버스바(330)를 설치하거나, 적어도 하나 이상의 단자 버스바를 조립 설치할 수 있다.
그리고, 더미 모듈 케이스(100)의 상부면에 형성되는 전, 후단 설치홀(112, 112')을 통해 전극 리드(3)를 투입하고, 더미 모듈 케이스(100)의 관통홀(101)과 더미 버스바 프레임(310)의 리드홀(313) 및 단자 버스바의 단자홀(331)을 통해 전극 리드(3)의 단부가 단바 버스바의 외부로 노출되도록 삽입설치한다.
이렇게, 단자 버스바의 단자홀(331)에 전극 리드(3)가 삽입설치된 후 용접장치를 투입하여 단자 버스바에 전극 리드(3)를 용접한다.
용접 후 더미 모듈 케이스(100)에서 단자 버스바를 분리하고, 분리된 단자버스바와 상기 단자 버스바에 용접된 전극 리드(3)를 인장 시험기에 설치한 후 인장강도를 시험한다.
이때, 단자 버스바와 전극 리드(3)의 용접 부위에서 측정된 인장시험에서 인장강도의 측정값이 정상일 경우 용접장치의 설정을 유지하거나, 불량일 경우 용접장치의 설정을 변경한 후 상기한 용접 시험을 반복 수행할 수 있다.
(제2 실시형태)
도 10은 본 발명의 다른 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 용접 시험용 더미 모듈(1')은, 상기 더미 모듈 케이스(100)의 전, 후단부에 더미 버스바 프레임(310')이 일체로 형성된다.
즉, 용접 인장강도를 시험하는 단자 버스바(330, 330')와 상기 단자 버스바(330, 330')에 용접되는 전극 리드(3)를 제외한 더미 버스바 프레임(310')을 더미 모듈 케이스(100)에서 별도로 분리하지 않고, 단자 버스바(330, 330') 만을 반복적으로 설치 및 분리한 후 용접 시험하도록 더미 모듈 케이스(100)의 전, 후단부에 더미 버스바 프레임(310')이 일체로 형성된다.
이때에도, 더미 모듈 케이스(100) 및 상기 더미 모듈 케이스(100)에 일체로 형성되는 더미 버스바 프레임(310')은 기계적 강도가 강하여 반복적인 사용이 가능하고, 열전도율, 내열온도, 전기특성, 단열 및 절연이 뛰어난 에폭시 글라스(Epoxy Glass) 재질로 이루어진다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여, 상기 더미 모듈 케이스(100)에 일체로 형성된 더미 버스바 프레임(310')에서 단자 버스바(330, 330') 만을 분리한 후 분리된 단자 버스바(330, 330')와 전극 리드(3)를 용접 인장강도를 시험한 후 단자 버스바(330, 330')와 전극 리드(3)만을 폐기함으로써 폐기처리되는 부분을 최소화할 수 있으며, 자재 소모 및 낭비를 줄일 수 있어 비용을 절감할 수 있다.
이상, 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하지만, 첨부 특허청구의 범위에 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
1, 1' : 용접 시험용 더미 모듈
3 : 전극 리드
100 : 더미 모듈 케이스
101 : 관통홀
103 : 돌출편
105 : 구획편
111 : 전, 후단 설치부
112, 112' : 전, 후단 설치홀
115 : 상부 결합편
117, 117' : 측면 결합편
300 : 더미 버스바 프레임 어셈블리
310, 310' : 더미 버스바 프레임
311 : 체결홈
313 : 리드홀
313a : 격벽
315 : 상부 돌출부
317 : 측면 결합홀
330, 330' : 단자 버스바
331 : 단자홀

Claims (10)

  1. 이차전지의 전극 리드와 버스바 프레임 어셈블리의 용접 인장강도를 테스트하기 위한 용접 시험용 더미 모듈에 있어서,
    내부에 설치공간이 형성되는 하우징 형태로서, 전, 후단부에 전극 리드가 삽입되는 관통홀이 형성된 더미 모듈 케이스; 및
    상기 더미 모듈 케이스의 전, 후단부에 구비되고, 전극 리드가 삽입되는 리드홀이 관통형성된 더미 버스바 프레임과, 그리고 상기 각 더미 버스바 프레임에 결합되고, 전극 리드가 삽입되는 단자홀이 형성된 단자 버스바로 이루어지는 더미 버스바 프레임 어셈블리;
    를 포함하고,
    상기 더미 버스바 프레임에 대한 단자 버스바의 반복적인 설치가 가능하도록 상기 더미 버스바 프레임은 반복 사용이 가능한 재질로 이루어지며,
    상기 더미 버스바 프레임에 단자 버스바를 설치한 상태에서 단자 버스바에 전극 리드를 용접한 후 더미 버스바 프레임에서 단자 버스바를 분리하여 단자 버스바와 전극 리드의 용접 인장강도를 측정하는 것을 특징으로 하는 용접 시험용 더미 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 더미 버스바 프레임은,
    상기 더미 모듈 케이스의 전, 후단부에 탈착 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 용접 시험용 더미 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 더미 버스바 프레임은,
    에폭시 글라스(Epoxy Glass) 재질인 것을 특징으로 하는 용접 시험용 더미 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 더미 버스바 프레임은,
    크기 및 단자홀의 개수가 다양한 복수의 단자 버스바에 대한 전극 리드의 용접이 가능하도록 체결홈이 더미 모듈 케이스의 전, 후단에 대향하는 후면에 수평방향으로 일정간격 이격되어 복수 개로 형성되고,
    상기 각 체결홈의 중심부에 리드홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 용접 시험용 더미 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 더미 모듈 케이스는,
    전, 후단부에 각각 돌출형성되는 전, 후단 설치부와, 그리고 상부면에 길이방향으로 일정간격 이격되어 각각 형성되는 전, 후단 설치홀을 포함하고,
    상기 관통홀은 상기 리드홀과 대응되도록 전, 후단 설치부에 복수 개로 형성되며,
    상기 각 관통홀의 수평방향 양측 단부에는 돌출편이 각각 돌출형성되고,
    상기 관통홀 및 상기 관통홀의 양측 단부에 형성되는 각 돌출편은 상기 더미 버스바 프레임의 체결홈에 삽입결합되는 것을 특징으로 하는 용접 시험용 더미 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 더미 모듈 케이스의 전, 후단 설치부에 형성되는 각 관통홀 중 어느 하나 이상의 관통홀의 중심부에는 구획편이 돌출구비되고,
    상기 더미 버스바 프레임의 각 리드홀 중 상기 구획편에 의해 구획된 관통홀과 대응되게 배치되는 리드홀의 중심부는 격벽에 의해 구획되며,
    상기 전, 후 설치홀을 통해 관통홀로 삽입된 전극 리드는 리드홀 및 단자홀을 통과한 후 인출되어 단자 버스바에 용접되는 것을 특징으로 하는 용접 시험용 더미 모듈.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전, 후단 설치부의 가장자리 상부와 양 측면에 상부 결합편 및 측면 결합편이 각각 형성되고,
    상기 상부 결합편은 수평방향을 향하여 바 형태로 돌출형성되며,
    상기 각 측면 결합편은 수직방향을 향하여 쐐기 형태로 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 용접 시험용 더미 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 더미 버스바 프레임에서 전, 후단 설치부와 대향하는 후면 가장자리 상부와 양 측면에는 상부 돌출부 및 측면 결합홀이 각각 형성되고,
    상기 상부 돌출부는 상기 상부 결합편의 상부에 안착결합되며,
    상기 각 측면 결합홀은 각 측면 결합편에 대응되게 형성되어 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 용접 시험용 더미 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 더미 버스바 프레임은,
    상기 더미 모듈 케이스의 전, 후단부에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 용접 시험용 더미 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 더미 모듈 케이스 및 더미 버스바 프레임은,
    에폭시 글라스(Epoxy Glass) 재질인 것을 특징으로 하는 용접 시험용 더미 모듈.
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