WO2021075746A1 - 용접용 지그 - Google Patents

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WO2021075746A1
WO2021075746A1 PCT/KR2020/012798 KR2020012798W WO2021075746A1 WO 2021075746 A1 WO2021075746 A1 WO 2021075746A1 KR 2020012798 W KR2020012798 W KR 2020012798W WO 2021075746 A1 WO2021075746 A1 WO 2021075746A1
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bus bar
welding
tilting
jig
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김경모
지호준
김경우
문정오
박진용
박진하
진희준
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주식회사 엘지화학
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a welding jig.
  • Secondary batteries with high ease of application and high energy density according to product group are not only portable devices, but also electric vehicles (EVs) or hybrid vehicles (HEVs) driven by an electric drive source. It is universally applied. These secondary batteries are attracting attention as a new energy source for eco-friendliness and energy efficiency improvement in that they do not generate any by-products from the use of energy as well as the primary advantage of being able to drastically reduce the use of fossil fuels.
  • EVs electric vehicles
  • HEVs hybrid vehicles
  • a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in series.
  • a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in parallel according to the charge/discharge capacity required for the battery pack. Accordingly, the number of battery cells included in the battery pack may be variously set according to a required output voltage or charge/discharge capacity.
  • a battery module including at least one battery cell is first configured, and other components are added using at least one battery module. It is common to construct a battery pack.
  • an electrode lead of a battery cell and a sensing bus bar of a bus bar assembly are closely pressed using a welding jig to weld the electrode lead and the sensing bus bar by laser welding or the like.
  • an object of the present invention is to provide a welding jig that guides positioning to a designated position so that welding quality does not deteriorate when welding an electrode lead of a battery cell and a sensing bus bar.
  • Another object of the present invention is to provide a welding jig capable of more effectively contacting the electrode lead and the sensing bus bar when welding the electrode lead of the battery cell and the sensing bus bar.
  • the present invention is a welding jig for mutual welding of an electrode lead of a battery cell and a sensing bus bar of a bus bar assembly, and a jig disposed above the electrode lead and the sensing bus bar during the welding main body; And a positioning guide unit provided in the jig body and configured to correct a step difference in at least three directions when welding the electrode lead and the sensing bus bar.
  • the positioning guide unit may include: a first positioning guide provided in the jig body and elastically movable along the vertical direction of the jig body; And a second positioning guide provided on the jig body and elastically movable along the left and right directions of the jig body.
  • the positioning guide unit may include a third positioning guide provided on the jig body and capable of tilting at a predetermined angle in a vertical direction from a left-right direction of the jig body.
  • the first positioning guider may include a vertical positioning guide that is movable along the vertical direction of the jig body and is in contact with an upper end of the sensing bus bar; And a vertical elastic part that is elastically connected to the vertical positioning guide and guides the movement of the vertical positioning guide.
  • the vertical positioning guider may be provided with at least one positioning protrusion for fixing the sensing bus bar.
  • At least one positioning groove into which the at least one positioning protrusion is inserted may be provided in the sensing bus bar.
  • the second positioning guide may include a side positioning guide movable along the left and right directions of the jig body and configured to press the electrode lead toward the sensing bus bar; And a side elastic part that is elastically connected to the side positioning guide and guides the movement of the side positioning guide.
  • the second positioning guider may include an operation lever connected to the side elastic part and guiding a user operation for moving the side positioning guider.
  • the third positioning guide may include a tilting body provided on the jig body and capable of tilting at the predetermined angle; And a tilting guide connected to the tilting body and guiding a tilting operation of the tilting body.
  • the tilting guider may include a tilting lever for guiding a user operation for the tilting operation.
  • a welding jig that guides positioning to a designated position so that welding quality does not deteriorate when welding an electrode lead of a battery cell and a sensing bus bar.
  • FIG. 1 is a view for explaining a welding jig according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating electrode leads of a battery cell welded through the welding jig of FIG. 1 and a sensing bus bar of a bus bar assembly.
  • FIG. 3 is a view for explaining a bottom portion of the welding jig of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a side view of the welding jig of FIG. 1.
  • 5 and 6 are views for explaining the operation of the first positioning guider of the positioning guide unit of the welding jig of FIG. 1.
  • FIG. 7 and 8 are views for explaining an operation of a second positioning guider of the positioning guide unit of the welding jig of FIG. 1.
  • FIG. 9 is a view for explaining an operation of a third positioning guider of the positioning guide unit of the welding jig of FIG. 1.
  • FIG. 10 to 13 are views for explaining step correction through the welding jig of FIG. 1 when a step occurs due to protrusion of only the sensing bus bar when welding electrode leads of a battery cell and a sensing bus bar of a bus bar assembly.
  • FIG. 14 to 17 are diagrams for explaining step correction through a welding jig of FIG. 1 when both electrode leads and sensing bus bars have different protrusion heights when welding electrode leads of a battery cell and a sensing bus bar of a bus bar assembly to be.
  • FIG. 1 is a view for explaining a welding jig according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram illustrating electrode leads of a battery cell welded through the welding jig of FIG. 1 and a sensing bus bar of a bus bar assembly 3 is a view for explaining the bottom of the welding jig of FIG. 1
  • FIG. 4 is a side view of the welding jig of FIG. 1
  • FIGS. 5 and 6 are positioning guides of the welding jig of FIG.
  • FIGS. 7 and 8 are views for explaining the operation of the second positioning guider of the positioning guide unit of the welding jig of FIG. 1
  • FIG. 9 is FIG. It is a view for explaining the operation of the third positioning guider of the positioning guide unit of the welding jig.
  • the welding jig 50 includes an electrode lead 15 of at least one battery cell 10 of the battery module 1 and a sensing bus bar 35 of the bus bar assembly 30.
  • the welding jig 50 may include a welding opening 55 for laser welding or the like.
  • the welding jig 50 may include a jig body 100 and a positioning guide unit 200.
  • the jig body 100 may form the exterior of the welding jig 50 and may have the welding opening 55 in the center.
  • the jig body 100 is disposed above the electrode lead 15 of the at least one battery cell 10 and the sensing bus bar 35 of the bus bar assembly 30 during welding such as laser welding. Can be placed.
  • the positioning guide unit 200 is provided in the jig body, and when welding, the electrode lead 15 of the at least one battery cell 10 and the sensing bus bar 35 of the bus bar assembly 30 ) Are in close contact with each other, and the electrode lead 15 and the sensing bus bar 35 may be positioned at a desired designated position.
  • the positioning guide unit 200 includes a step difference in at least three directions when welding the electrode lead 15 of the at least one battery cell 10 and the sensing bus bar 35 of the bus bar assembly 30 Can be corrected.
  • the positioning guide unit 200 may include a first positioning guider 210, a second positioning guider 230, and a third positioning guider 250.
  • the first positioning guider 210 is provided in the jig body 100 and may be slid to be elastically movable along the vertical direction of the jig body 100.
  • the first positioning guider 210 may include a vertical positioning guider 212 and a vertical elastic part 216.
  • the vertical positioning guider 212 is movable along the vertical direction of the jig body 100, and the sensing of the electrode lead 15 and the bus bar assembly 30 of the at least one battery cell 10 It may be in contact with the upper end of the bus bar (35).
  • the vertical positioning guider 212 may be provided with at least one positioning protrusion 215 for fixing the sensing bus bar 35. Meanwhile, at least one positioning groove 37 into which the at least one positioning protrusion 215 is inserted may be provided in the sensing bus bar 35.
  • the vertical elastic part 216 is elastically connected to the vertical positioning guider 212 and may guide the vertical positioning guider 212 to slide in the vertical direction.
  • the second positioning guider 230 is provided on the jig body 100 and may be slid to be elastically movable along the left and right directions of the jig body 100.
  • the second positioning guider 230 may include a side positioning guider 232, a side elastic part 236, and an operation lever 238.
  • the side positioning guide 232 is movable along the left and right direction of the jig body 100, and connects the electrode lead 15 of the at least one battery cell 10 to the By pressing toward the sensing bus bar 35, the electrode lead 15 and the sensing bus bar 35 may be brought into close contact with each other.
  • the side elastic part 236 is elastically connected to the side positioning guide 232 and may guide the sliding movement of the side positioning guide 232 in the left-right direction.
  • the operation lever 238 is connected to the side elastic part 236 and may guide a user operation for moving the side positioning guide 232. Through the manipulation of the manipulation lever 238, a user or the like can elastically slide the side positioning guide 232 in the left and right directions.
  • the third positioning guider 250 may be provided on the jig body 100 and may be provided to be tilted at a predetermined angle in the vertical direction from the left and right directions of the jig body 100.
  • the third positioning guider 250 may include a tilting body 252 and a tilting guider 256.
  • the tilting body 252 may be provided on the jig body 100 and may be provided to be tilted at the predetermined angle.
  • the tilting operation of the predetermined angle may be a rotation operation.
  • the tilting guider 256 is connected to the tilting body 252 and may guide a tilting operation of the tilting body 252.
  • the tilting guider 256 may include a tilting lever 258.
  • the tilting lever 258 is provided in the tilting guider 256 and may guide a user operation for the tilting operation. Through such manipulation of the tilting lever 258, the user or the like may rotate the tilting body 252 by tilting the tilting body 252 at a predetermined angle.
  • FIG. 10 to 13 are views for explaining step correction through the welding jig of FIG. 1 when a step occurs due to protrusion of only the sensing bus bar when welding electrode leads of a battery cell and a sensing bus bar of a bus bar assembly.
  • a step difference may occur between the electrode lead 15 and the sensing bus bar 35 according to an assembly tolerance or a location tolerance.
  • the sensing bus bar 35 of the bus bar assembly 30 may protrude higher than the electrode lead 15 of the at least one battery cell 10.
  • the welding jig 50 according to the present embodiment even when the sensing bus bar 35 protrudes upwardly higher than the electrode lead 15, the The step difference between the electrode lead 15 and the sensing bus bar 35 may be adjusted.
  • such a step difference may be corrected through the first positioning guider 210 of the positioning guide unit 200. More specifically, the vertical positioning guider 212 of the first positioning guider 210 is in close contact with the sensing bus bar 35 and then slides in the vertical direction according to the elastic pressing force of the vertical elastic part 216 While moving, a relative step difference between the electrode lead 15 and the sensing bus bar 35 may be absorbed. Through the first positioning guider 210, a step difference between the electrode lead 15 and the sensing bus bar 35 in the vertical direction according to the height direction may be corrected.
  • the user that is, the manufacturer, etc., through the second positioning guider 230 of the positioning guide unit 200, the electrode lead of the at least one battery cell 10 ( 15) and the sensing bus bar 35 of the bus bar assembly 30 may be brought into close contact with each other in the left-right direction.
  • the user manipulates the operation lever 238 (refer to FIGS. 7 and 8) of the second positioning guider 230 to operate the side positioning guider of the second positioning guider 230.
  • the electrode lead 15 and the sensing bus bar 35 may be in close contact with each other.
  • the side elastic portion 236 of the second positioning guider 230 may provide an elastic pressing force toward the side positioning guider 232 in the left-right direction.
  • the user such as the manufacturer, may weld the electrode lead 15 and the sensing bus bar 35 to each other by laser welding or the like.
  • FIG. 14 to 17 are diagrams for explaining step correction through a welding jig of FIG. 1 when both electrode leads and sensing bus bars have different protrusion heights when welding electrode leads of a battery cell and a sensing bus bar of a bus bar assembly to be.
  • both the sensing busbar 35 and the electrode leads 15 on both sides of the sensing busbar 35 Steps may occur.
  • the electrode lead 15 on the left side of the sensing bus bar 35 is the lowest and the electrode lead 15 on the right side of the sensing bus bar 35 is the highest.
  • the sensing bus bar 35 may be disposed in a shape inclined at a predetermined angle to each other.
  • the welding jig 50 corrects the step difference through the positioning guide unit 200 even when such a step difference occurs, so that the electrode leads 15 and the sensing
  • the bus bar 35 can be guided to a predetermined designated position.
  • the step difference in the inclined shape of the predetermined angle may be corrected.
  • the user may operate the tilting lever 258 of the tilting guider 256 of the third positioning guider 210 to tilt the tilting body 252.
  • the electrode leads 15 and the sensing bus bar 35 may be tilted according to a step angle, so that a step difference between the electrode leads 15 and the sensing bus bar 35 may be corrected.
  • the first positioning guider 210 of the positioning guide unit 200 may press the sensing bus bar 25 to correct the step difference together with the third positioning guider 230.
  • the user manipulates the operation lever 238 (see FIGS. 7 and 8) of the second positioning guider 230 to operate the second positioning guider 230.
  • the electrode lead 15 and the sensing bus bar 35 may be in close contact with each other.
  • the user such as the manufacturer, may weld the electrode lead 15 and the sensing bus bar 35 to each other by laser welding or the like.
  • the welding jig 50 is between the electrode lead 15 of the at least one battery cell 10 and the sensing bus bar 35 of the bus bar assembly 30. Even if an assembly tolerance or a location tolerance occurs, a step difference according to such tolerance or the like can be corrected and guided to an appropriate designated position for welding.
  • the welding jig 50 effectively prevents the occurrence of deviation of the welding position according to the assembly tolerance or the position tolerance, so that the electrode lead 15 and the electrode lead 15 It is possible to ensure uniform welding quality between the sensing busbars 35.
  • a welding jig that guides positioning to a designated position so that welding quality does not deteriorate when welding the electrode lead 15 of the battery cell 10 and the sensing bus bar 35 ( 50) can be provided.
  • the electrode lead 15 of the battery cell 10 and the sensing bus bar 35 are welded, the electrode lead 15 and the sensing bus bar 35 are more effectively adhered to each other. It is possible to provide a welding jig 50 that can be made.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 전극 리드 및 버스바 어셈블리의 센싱 버스바의 상호 용접을 위한 용접용 지그는, 용접 시 전극 리드와 센싱 버스바 상측에 배치되는 지그 본체 및 지그 본체에 구비되며, 전극 리드와 센싱 버스바의 용접 시 적어도 세 방향에서의 단차 보정을 위한 포지셔닝 가이드 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

용접용 지그
본 발명은 용접용 지그에 관한 것이다.
본 출원은 2019년 10월 18일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제 10-2019-0130073호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.5V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
종래 배터리 모듈의 경우, 용접용 지그를 이용하여, 배터리 셀의 전극 리드와 버스바 어셈블리의 센싱 버스바를 밀착 가압하여 레이저 용접 등으로 전극 리드와 센싱 버스바를 용접하게 된다.
그러나, 종래 용접용 지그의 경우, 전극 리드와 센싱 버스바 사이의 조립 공차나 위치 공차에 따라, 용접 위치의 편차가 빈번히 발생하는 문제가 있다. 이러한 용접 위치 편차가 발생될 경우, 용접 품질 저하로 이어져 배터리 모듈의 불량을 야기하는 문제가 있다.
그러므로, 배터리 셀의 전극 리드와 센싱 버스바의 용접 시 용접 위치 편차가 발생되지 않게 적절한 지정 위치로의 포지셔닝을 가이드 할 수 있는 용접용 지그를 제공할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 배터리 셀의 전극 리드와 센싱 버스바의 용접 시 용접 품질 저하가 발생되지 않도록 지정 위치로의 포지셔닝을 가이드 하는 용접용 지그를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 배터리 셀의 전극 리드와 센싱 버스바의 용접 시 전극 리드와 센싱 버스바를 보다 더 효과적으로 밀착시킬 수 있는 용접용 지그를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 셀의 전극 리드 및 버스바 어셈블리의 센싱 버스바의 상호 용접을 위한 용접용 지그로서, 상기 용접 시 상기 전극 리드와 상기 센싱 버스바 상측에 배치되는 지그 본체; 및 상기 지그 본체에 구비되며, 상기 전극 리드와 상기 센싱 버스바의 용접 시 적어도 세 방향에서의 단차 보정을 위한 포지셔닝 가이드 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그를 제공한다.
상기 포지셔닝 가이드 유닛은, 상기 지그 본체에 구비되며, 상기 지그 본체의 상하 방향을 따라 탄성적으로 이동 가능한 제1 포지셔닝 가이더; 및 상기 지그 본체에 구비되며, 상기 지그 본체의 좌우 방향을 따라 탄성적으로 이동 가능한 제2 포지셔닝 가이더;를 포함할 수 있다.
상기 포지셔닝 가이드 유닛은, 상기 지그 본체에 구비되며, 상기 지그 본체의 좌우 방향에서 상하 방향으로 소정 각도로 틸팅 가능한 제3 포지셔닝 가이더;를 포함할 수 있다.
상기 제1 포지셔닝 가이더는, 상기 지그 본체의 상하 방향을 따라 이동 가능하며, 상기 센싱 버스바의 상단에 접촉되는 수직 포지셔닝 가이더; 및 상기 수직 포지셔닝 가이더와 탄성적으로 연결되며, 상기 수직 포지셔닝 가이더의 이동을 가이드 하는 수직 탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그를 제공한다.
상기 수직 포지셔닝 가이더에는, 상기 센싱 버스바의 고정을 위한 적어도 하나의 포지셔닝 돌기;가 구비될 수 있다.
상기 센싱 버스바에는, 상기 적어도 하나의 포지셔닝 돌기가 삽입되는 적어도 하나의 포지셔닝 홈;이 구비될 수 있다.
상기 제2 포지셔닝 가이더는, 상기 지그 본체의 좌우 방향을 따라 이동 가능하며, 상기 전극 리드를 상기 센싱 버스바 측으로 가압하기 위한 사이드 포지셔닝 가이더; 및 상기 사이드 포지셔닝 가이더와 탄성적으로 연결되며, 상기 사이드 포지셔닝 가이더의 이동을 가이드 하는 사이드 탄성부;를 포함할 수 있다.
상기 제2 포지셔닝 가이더는, 상기 사이드 탄성부와 연결되며, 상기 사이드 포지셔닝 가이더의 이동을 위한 사용자 조작을 가이드 하는 조작 레버;를 포함할 수 있다.
상기 제3 포지셔닝 가이더는, 상기 지그 본체에 구비되며, 상기 소정 각도로 틸팅 가능한 틸팅 바디; 및 상기 틸팅 바디와 연결되며, 상기 틸팅 바디의 틸딩 동작을 가이드 하는 틸팅 가이더;를 포함할 수 있다.
상기 틸팅 가이더에는, 상기 틸팅 동작을 위한 사용자 조작을 가이드 하는 틸팅 레버;가 구비될 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 셀의 전극 리드와 센싱 버스바의 용접 시 용접 품질 저하가 발생되지 않도록 지정 위치로의 포지셔닝을 가이드 하는 용접용 지그를 제공할 수 있다.
또한, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 셀의 전극 리드와 센싱 버스바의 용접 시 전극 리드와 센싱 버스바를 보다 더 효과적으로 밀착시킬 수 있는 용접용 지그를 제공할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 지그를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 용접용 지그를 통해 용접되는 배터리 셀의 전극 리드들과 버스바 어셈블리의 센싱 버스바를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 용접용 지그의 저부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 용접용 지그의 측면도이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 용접용 지그의 포지셔닝 가이드 유닛의 제1 포지셔닝 가이더의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 1의 용접용 지그의 포지셔닝 가이드 유닛의 제2 포지셔닝 가이더의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 1의 용접용 지그의 포지셔닝 가이드 유닛의 제3 포지셔닝 가이더의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 13은 배터리 셀의 전극 리드들과 버스바 어셈블리의 센싱 버스바 용접 시 센싱 버스바만의 돌출로 인한 단차 발생 시 도 1의 용접용 지그를 통한 단차 보정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 내지 도 17은 배터리 셀의 전극 리드들과 버스바 어셈블리의 센싱 버스바 용접 시 전극 리드들과 센싱 버스바 모두 돌출 높이가 다를 때 도 1의 용접용 지그를 통한 단차 보정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 지그를 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 용접용 지그를 통해 용접되는 배터리 셀의 전극 리드들과 버스바 어셈블리의 센싱 버스바를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 1의 용접용 지그의 저부를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 1의 용접용 지그의 측면도이며, 도 5 및 도 6은 도 1의 용접용 지그의 포지셔닝 가이드 유닛의 제1 포지셔닝 가이더의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 7 및 도 8은 도 1의 용접용 지그의 포지셔닝 가이드 유닛의 제2 포지셔닝 가이더의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 도 1의 용접용 지그의 포지셔닝 가이드 유닛의 제3 포지셔닝 가이더의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 용접용 지그(50)는, 배터리 모듈(1)의 적어도 하나의 배터리 셀(10)의 전극 리드(15)와 버스바 어셈블리(30)의 센싱 버스바(35)의 상호 용접을 위한 것으로서, 레이저 용접 등을 위한 용접용 개구(55)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 용접용 지그(50)는, 지그 본체(100) 및 포지셔닝 가이드 유닛(200)을 포함할 수 있다.
상기 지그 본체(100)는, 상기 용접용 지그(50)의 외관을 형성하며, 중앙에 상기 용접용 개구(55)를 구비할 수 있다. 이러한 상기 지그 본체(100)는, 상기 레이저 용접 등의 용접 시 상기 적어도 하나의 배터리 셀(10)의 상기 전극 리드(15)와 상기 버스바 어셈블리(30)의 상기 센싱 버스바(35) 상측에 배치될 수 있다.
상기 포지셔닝 가이드 유닛(200)은, 상기 지그 본체에 구비되며, 상기 용접 시 상기 적어도 하나의 배터리 셀(10)의 상기 전극 리드(15)와 상기 버스바 어셈블리(30)의 상기 센싱 버스바(35)를 상호 밀착시키며, 상기 전극 리드(15)와 상기 센싱 버스바(35)를 원하는 지정 위치에 포지셔닝시킬 수 있다.
상기 포지셔닝 가이드 유닛(200)은, 상기 적어도 하나의 배터리 셀(10)의 상기 전극 리드(15)와 상기 버스바 어셈블리(30)의 상기 센싱 버스바(35)의 용접 시 적어도 세 방향에서의 단차를 보정할 수 있다.
이하, 이러한 본 실시예에 따른 상기 포지셔닝 가이드 유닛(200)에 대해 보다 구체적으로 살펴 본다.
이러한 상기 포지셔닝 가이드 유닛(200)은, 제1 포지셔닝 가이더(210), 제2 포지셔닝 가이더(230) 및 제3 포지셔닝 가이더(250)를 포함할 수 있다.
상기 제1 포지셔닝 가이더(210)는, 상기 지그 본체(100)에 구비되며, 상기 지그 본체(100)의 상하 방향을 따라 탄성적으로 이동 가능하게 슬라이딩될 수 있다.
이러한 상기 제1 포지셔닝 가이더(210)는, 수직 포지셔닝 가이더(212) 및 수직 탄성부(216)를 포함할 수 있다.
상기 수직 포지셔닝 가이더(212)는, 상기 지그 본체(100)의 상하 방향을 따라 이동 가능하며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀(10)의 전극 리드(15)와 상기 버스바 어셈블리(30)의 상기 센싱 버스바(35)의 상단에 접촉될 수 있다.
이러한 상기 수직 포지셔닝 가이더(212)에는 상기 센싱 버스바(35)의 고정을 위한 적어도 하나의 포지셔닝 돌기(215)가 구비될 수 있다. 한편, 상기 센싱 버스바(35)에는 상기 적어도 하나의 포지셔닝 돌기(215)가 삽입되는 적어도 하나의 포지셔닝 홈(37)이 구비될 수 있다.
상기 수직 탄성부(216)는, 상기 수직 포지셔닝 가이더(212)와 탄성적으로 연결되며, 상기 수직 포지셔닝 가이더(212)의 상하 방향에 따른 슬라이딩 이동을 가이드 할 수 있다.
상기 제2 포지셔닝 가이더(230)는, 상기 지그 본체(100)에 구비되며, 상기 지그 본체(100)의 좌우 방향을 따라 탄성적으로 이동 가능하게 슬라이딩될 수 있다.
이러한 상기 제2 포지셔닝 가이더(230)는, 사이드 포지셔닝 가이더(232), 사이드 탄성부(236) 및 조작 레버(238)를 포함할 수 있다.
상기 사이드 포지셔닝 가이더(232)는, 상기 지그 본체(100)의 좌우 방향을 따라 이동 가능하며, 상기 적어도 하나의 배터리 셀(10)의 상기 전극 리드(15)를 상기 버스바 어셈블리(30)의 상기 센싱 버스바(35) 측으로 가압하여, 상기 전극 리드(15)와 상기 센싱 버스바(35)를 밀착시킬 수 있다.
상기 사이드 탄성부(236)는, 상기 사이드 포지셔닝 가이더(232)와 탄성적으로 연결되며, 상기 사이드 포지셔닝 가이더(232)의 좌우 방향에 따른 슬라이딩 이동을 가이드 할 수 있다.
상기 조작 레버(238)는, 상기 사이드 탄성부(236)와 연결되며, 상기 사이드 포지셔닝 가이더(232)의 이동을 위한 사용자 조작을 가이드 할 수 있다. 이러한 상기 조작 레버(238)의 조작을 통해, 사용자 등은, 상기 사이드 포지셔닝 가이더(232)를 좌우 방향으로 탄성적으로 슬라이딩시킬 수 있다.
상기 제3 포지셔닝 가이더(250)는, 상기 지그 본체(100)에 구비되며, 상기 지그 본체(100)의 좌우 방향에서 상하 방향으로 소정 각도로 틸팅 가능하게 마련될 수 있다.
이러한 상기 제3 포지셔닝 가이더(250)는, 틸팅 바디(252) 및 틸팅 가이더(256)를 포함할 수 있다.
상기 틸팅 바디(252)는, 상기 지그 본체(100)에 구비되며, 상기 소정 각도로 틸팅 가능하게 구비될 수 있다. 상기 소정 각도의 틸팅 동작은, 회전 동작일 수 있다.
상기 틸팅 가이더(256)는, 상기 틸팅 바디(252)와 연결되며, 상기 틸팅 바디(252)의 틸딩 동작을 가이드 할 수 있다. 이러한 상기 틸팅 가이더(256)는, 틸팅 레버(258)를 포함할 수 있다.
상기 틸팅 레버(258)는, 상기 틸팅 가이더(256)에 구비되며, 상기 틸팅 동작을 위한 사용자 조작을 가이드 할 수 있다. 이러한 상기 틸팅 레버(258)의 조작을 통해, 상기 사용자 등은, 상기 틸팅 바디(252)를 소정 각도로 틸팅 동작시켜 회전시킬 수 있다.
이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 용접용 지그(50)의 구체적인 동작에 대해 보다 구체적으로 살펴 본다.
도 10 내지 도 13은 배터리 셀의 전극 리드들과 버스바 어셈블리의 센싱 버스바 용접 시 센싱 버스바만의 돌출로 인한 단차 발생 시 도 1의 용접용 지그를 통한 단차 보정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 상기 배터리 모듈(1)에서, 상기 적어도 하나의 배터리 셀(10)의 상기 전극 리드(15)와 상기 버스바 어셈블리(30)의 상기 센싱 버스바(35)의 용접 전, 조립 공차나 위치 공차 등에 따라, 상기 전극 리드(15)와 상기 센싱 버스바(35) 사이에 단차가 발생할 수 있다. 예로써, 상기 적어도 하나의 배터리 셀(10)의 상기 전극 리드(15)보다 상기 버스바 어셈블리(30)의 상기 센싱 버스바(35)가 보다 더 높게 돌출될 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 상기 용접용 지그(50)은, 이와 같이, 상기 센싱 버스바(35)가 상기 전극 리드(15)보다 더 높게 상측으로 돌출되었을 때에도, 상기 전극 리드(15)와 상기 센싱 버스바(35) 사이의 단차를 조정할 수 있다.
구체적으로, 상기 포지셔닝 가이드 유닛(200)의 상기 제1 포지셔닝 가이더(210)를 통해, 이러한 단차를 보정할 수 있다. 더 구체적으로, 상기 제1 포지셔닝 가이더(210)의 상기 수직 포지셔닝 가이더(212)는, 상기 센싱 버스바(35)에 밀착된 후, 상기 수직 탄성부(216)의 탄성 가압력에 따라 상하 방향으로 슬라이딩 이동하면서, 상기 전극 리드(15)와 상기 센싱 버스바(35) 사이의 상대 단차를 흡수할 수 있다. 이러한 상기 제1 포지셔닝 가이더(210)를 통해, 상기 전극 리드(15)와 상기 센싱 버스바(35)는, 높이 방향에 따른 상하 방향에서 상호 간의 단차가 보정될 수 있다.
도 13을 참조하면, 이후, 상기 사용자, 즉, 제조자 등은, 상기 포지셔닝 가이드 유닛(200)의 상기 제2 포지셔닝 가이더(230)를 통해, 상기 적어도 하나의 배터리 셀(10)의 상기 전극 리드(15)와 상기 버스바 어셈블리(30)의 상기 센싱 버스바(35)를 좌우 방향에서, 상호 밀착시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 제조자 등의 상기 사용자는, 상기 제2 포지셔닝 가이더(230)의 상기 조작 레버(238, 도 7 및 도 8 참조)를 조작하여, 상기 제2 포지셔닝 가이더(230)의 상기 사이드 포지셔닝 가이더(232)를 좌우 방향으로 슬라이딩시켜, 상기 전극 리드(15)와 상기 센싱 버스바(35)를 상호 밀착시킬 수 있다. 여기서, 상기 제2 포지셔닝 가이더(230)의 상기 사이드 탄성부(236)는, 상기 좌우 방향에서 상기 사이드 포지셔닝 가이더(232) 측으로 탄성 가압력을 제공할 수 있다. 이후, 상기 제조자 등의 상기 사용자는, 상기 전극 리드(15)와 상기 센싱 버스바(35)를 레이저 용접 등으로 상호 용접시킬 수 있다.
도 14 내지 도 17은 배터리 셀의 전극 리드들과 버스바 어셈블리의 센싱 버스바 용접 시 전극 리드들과 센싱 버스바 모두 돌출 높이가 다를 때 도 1의 용접용 지그를 통한 단차 보정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 상기 배터리 모듈(1)의 조립 공차나 위치 공차에 따라, 상기 용접 전에, 상기 센싱 버스바(35) 및 상기 센싱 버스바(35) 양측의 전극 리드들(15) 모두에서 단차가 발생할 수 있다. 예로써, 상기 센싱 버스바(35) 좌측의 전극 리드(15)의 높이가 가장 낮고 상기 센싱 버스바(35) 우측의 전극 리드(15)의 높이가 가장 높은 형태로, 상기 전극 리드(15)와 상기 센싱 버스바(35)가 상호 소정 각도로 경사진 형태로 배치될 수 있다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 상기 용접용 지그(50)는, 이와 같은 단차 발생 시에도, 상기 포지셔닝 가이드 유닛(200)을 통해, 상기 단차를 보정하여 상기 전극 리드들(15)과 상기 센싱 버스바(35)를 소정의 지정 위치로 가이드 할 수 있다.
구체적으로, 상기 포지셔닝 가이드 유닛(200)의 상기 제3 포지셔닝 가이더(210)를 통해, 상기 소정 각도의 경사진 형태의 단차를 보정할 수 있다.
구체적으로, 상기 제조자 등의 상기 사용자는, 상기 제3 포지셔닝 가이더(210)의 상기 틸팅 가이더(256)의 상기 틸팅 레버(258)를 조작하여, 상기 틸팅 바디(252)를 틸팅 동작시킬 수 있다. 이러한 틸팅 동작에 따라, 상기 전극 리드들(15)과 상기 센싱 버스바(35)는 단차 각도를 따라 틸팅되면서 상호 간의 단차가 보정될 수 있다. 이때, 상기 포지셔닝 가이드 유닛(200)의 상기 제1 포지셔닝 가이더(210)는, 상기 센싱 버스바(25)를 가압하여 상기 제3 포지셔닝 가이더(230)와 함께 상기 단차를 보정할 수 있다.
도 17을 참조하면, 상기 제조자 등의 상기 사용자는, 상기 제2 포지셔닝 가이더(230)의 상기 조작 레버(238, 도 7 및 도 8 참조)를 조작하여, 상기 제2 포지셔닝 가이더(230)의 상기 사이드 포지셔닝 가이더(232)를 좌우 방향으로 슬라이딩시켜, 상기 전극 리드(15)와 상기 센싱 버스바(35)를 상호 밀착시킬 수 있다. 이후, 상기 제조자 등의 상기 사용자는, 상기 전극 리드(15)와 상기 센싱 버스바(35)를 레이저 용접 등으로 상호 용접시킬 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 용접용 지그(50)는, 상기 적어도 하나의 배터리 셀(10)의 상기 전극 리드(15)와 상기 버스바 어셈블리(30)의 상기 센싱 버스바(35) 사이에 조립 공차나 위치 공차가 발생하더라도, 이러한 공차 등에 따른 단차를 보정하여, 용접을 위한 적절한 지정 위치로 가이드할 수 있다.
그러므로, 본 실시예에 따른 상기 용접용 지그(50)는, 상기 조립 공차나 위치 공차에 따른 용접 위치의 편차 발생을 효과적으로 방지하여, 제조나 조립 시 발생되는 공차 등과 무관하게 전극 리드(15)와 센싱 버스바(35) 사이의 균일한 용접 품질을 보장할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 셀(10)의 전극 리드(15)와 센싱 버스바(35)의 용접 시 용접 품질 저하가 발생되지 않도록 지정 위치로의 포지셔닝을 가이드 하는 용접용 지그(50)를 제공할 수 있다.
또한, 이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 셀(10)의 전극 리드(15)와 센싱 버스바(35)의 용접 시 전극 리드(15)와 센싱 버스바(35)를 보다 더 효과적으로 밀착시킬 수 있는 용접용 지그(50)를 제공할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

Claims (10)

  1. 배터리 셀의 전극 리드 및 버스바 어셈블리의 센싱 버스바의 상호 용접을 위한 용접용 지그에 있어서,
    상기 용접 시 상기 전극 리드와 상기 센싱 버스바 상측에 배치되는 지그 본체; 및
    상기 지그 본체에 구비되며, 상기 전극 리드와 상기 센싱 버스바의 용접 시 적어도 세 방향에서의 단차 보정을 위한 포지셔닝 가이드 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포지셔닝 가이드 유닛은,
    상기 지그 본체에 구비되며, 상기 지그 본체의 상하 방향을 따라 탄성적으로 이동 가능한 제1 포지셔닝 가이더; 및
    상기 지그 본체에 구비되며, 상기 지그 본체의 좌우 방향을 따라 탄성적으로 이동 가능한 제2 포지셔닝 가이더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 포지셔닝 가이드 유닛은,
    상기 지그 본체에 구비되며, 상기 지그 본체의 좌우 방향에서 상하 방향으로 소정 각도로 틸팅 가능한 제3 포지셔닝 가이더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 포지셔닝 가이더는,
    상기 지그 본체의 상하 방향을 따라 이동 가능하며, 상기 센싱 버스바의 상단에 접촉되는 수직 포지셔닝 가이더; 및
    상기 수직 포지셔닝 가이더와 탄성적으로 연결되며, 상기 수직 포지셔닝 가이더의 이동을 가이드 하는 수직 탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수직 포지셔닝 가이더에는,
    상기 센싱 버스바의 고정을 위한 적어도 하나의 포지셔닝 돌기;가 구비되는 것을 특징으로 하는 용접용 지그.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센싱 버스바에는,
    상기 적어도 하나의 포지셔닝 돌기가 삽입되는 적어도 하나의 포지셔닝 홈;이 구비되는 것을 특징으로 하는 용접용 지그.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제2 포지셔닝 가이더는,
    상기 지그 본체의 좌우 방향을 따라 이동 가능하며, 상기 전극 리드를 상기 센싱 버스바 측으로 가압하기 위한 사이드 포지셔닝 가이더; 및
    상기 사이드 포지셔닝 가이더와 탄성적으로 연결되며, 상기 사이드 포지셔닝 가이더의 이동을 가이드 하는 사이드 탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 포지셔닝 가이더는,
    상기 사이드 탄성부와 연결되며, 상기 사이드 포지셔닝 가이더의 이동을 위한 사용자 조작을 가이드 하는 조작 레버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제3 포지셔닝 가이더는,
    상기 지그 본체에 구비되며, 상기 소정 각도로 틸팅 가능한 틸팅 바디; 및
    상기 틸팅 바디와 연결되며, 상기 틸팅 바디의 틸딩 동작을 가이드 하는 틸팅 가이더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 틸팅 가이더에는,
    상기 틸팅 동작을 위한 사용자 조작을 가이드 하는 틸팅 레버;가 구비되는 것을 특징으로 하는 용접용 지그.
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