JP7062195B2 - 電極リードをバスバーに密着させる自動加圧ジグ装置及びそれを含むバッテリーモジュール製造システム - Google Patents

Description

本発明は、電極リードをバスバーに密着させる自動加圧ジグ装置及びそれを含むバッテリーモジュール製造システムに関し、より詳しくは、複数のグループのバッテリーセル積層体それぞれの電極リード集合体をバスバーに同時に密着させるのに用いられる自動加圧ジグ装置及びそれを含むバッテリーモジュール製造システムに関する。

本出願は、２０１８年６月２２日出願の韓国特許出願第１０－２０１８－００７２１５７号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。

従来のバッテリーモジュールの場合、積層されたバッテリーセル同士を電気的に連結するためバスバーを適用するが、複数のバッテリーセルそれぞれから引き出された複数の電極リードを曲げてバスバー上に位置させてから溶接を行った。

バッテリーモジュールをこのように製造する場合、曲げられた電極リードをバスバー上に位置させた状態で、ジグを用いて電極リードをバスバーに向かって加圧して電極リードをバスバーに密着した後、電極リード上にレーザーを照射して溶接を行った。

図１及び図２を参照すると、複数のパウチ型バッテリーセルをバスバーによって電気的に連結した形態の従来のバッテリーモジュールが示されている。

このような従来のバッテリーモジュールは、図１に示されたように、複数のパウチ型バッテリーセル１から引き出されたそれぞれの電極リード２をバスバー３のリードスリット４に挿入した後、図２に示されたように、挿入された電極リード２を曲げてバスバー３に密着させ溶接することで製造される。

しかし、このように従来のバッテリーモジュールは、電極リード２をバスバー３のリードスリット４に挿入する工程及び電極リード２をバスバー３に溶接する工程の外にも、電極リード２を曲げる工程をさらに必要とするため、製造工程が複雑になる。

また、バッテリーモジュールに適用されるパウチ型セルの場合、セルの厚さが薄くなるほど電極リードの長さも短く製造されるが、このように電極リードが短くなる場合、電極リードとバスバーとの接合面積も減少するようになって結合強度が低下するため、製品不良が発生する可能性が高くなる。

したがって、電極リードの曲げ工程を省略可能なバッテリーモジュール構造の開発が求められ、それとともに電極リードとバスバーとの接合構造に適した新たな溶接用加圧ジグの開発も求められている。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、曲げられていない状態の電極リードがバスバーと溶接によって結合される形態のバッテリーモジュールの製造において、バスバーと電極リードとが相互密着した状態で溶接が行われるように、バスバーを両側から加圧することができる自動加圧ジグ装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、複数のグループのバッテリーセル積層体それぞれの電極リード集合体をバスバーに密着するとき、一度の工程を通じて密着作業を行うと同時に、複数の個所で行われる電極リード集合体とバスバーとの密着を一定の力で行うことができる自動加圧ジグ装置を提供することを他の目的とする。

さらに、本発明は、複数のグループのバッテリーセル積層体それぞれの電極リード集合体をバスバーに密着するとき、バスバーの表面と電極リード集合体とを同一平面にする自動加圧ジグ装置を提供することをさらに他の目的とする。

ただし、本発明が解決しようとする技術的課題は上述した課題に制限されず、他の課題は下記の発明の説明から当業者に明確に理解できるでしょう。

上述した技術的課題を解決するため、本発明の一実施形態による自動加圧ジグ装置は、バッテリーモジュールに備えられたバスバーとリード集合体とを互いに密着させるものであって、前記バッテリーモジュールに備えられた複数のバスバーそれぞれを同時に加圧し、前記バスバーの表面から前記リード集合体が突出しないように前記バスバーの上部から前記リード集合体の端部を加圧する複数の密着ユニットと、前記複数の密着ユニットに連結されて前記複数の密着ユニットのバスバーに対する加圧力を調節する一対の加圧ユニットと、前記加圧ユニットを支持する支持フレームと、前記支持フレームに連結されて前記支持フレームを昇降させることで、前記複数の密着ユニットを前記バッテリーモジュールから遠ざけるかまたは前記バッテリーモジュールに近づける距離調節ユニットとを含む。

前記密着ユニットは、前記距離調節ユニットの動きに伴って下方に移動して前記バスバーを両側から加圧する密着フレームを含み得る。

前記一対の加圧ユニットは、前記複数の密着ユニットの一側に位置する第１加圧ユニット及び前記複数の密着ユニットの他側に位置する第２加圧ユニットを含み、前記密着フレームは、前記第１加圧ユニットと連結される第１密着フレーム、及び前記第２加圧ユニットと連結され、前記第１密着フレームとヒンジを介して締結される第２密着フレームを含み得る。

前記密着ユニットは、前記密着フレームの内側に位置し、前記距離調節ユニットによって前記密着フレームとともに下方に移動してバスバーの上部から前記リード集合体を加圧するリード加圧フレームをさらに含み得る。

前記第１密着フレームは、前記第１加圧ユニットと連結される第１距離調節部及び前記バスバーと接触する第１加圧部を含み、前記第２密着フレームは、前記第２加圧ユニットと連結される第２距離調節部及び前記バスバーと接触する第２加圧部を含み得る。

前記第１密着フレームと第２密着フレームとは、前記第１距離調節部と第２距離調節部との距離が近くなれば前記第１加圧部と第２加圧部との距離が遠くなり、前記第１距離調節部と第２距離調節部との距離が遠くなれば、前記第１加圧部と第２加圧部との距離が近くなるように、ヒンジによって結合され得る。

前記第１加圧ユニットは、前記第１密着フレームと連結される第１加圧ロッド、及び前記第１加圧ロッドと直接または間接的に連結され、前記第１加圧ロッドを前記密着ユニットに向かう方向または密着ユニットから遠ざかる方向に動かせる第１加圧アクチュエータを含み、前記第２加圧ユニットは、前記第２密着フレームと連結される第２加圧ロッド、及び前記第２加圧ロッドと直接または間接的に連結され、前記第２加圧ロッドを前記密着ユニットに向かう方向または密着ユニットから遠ざかる方向に動かせる第２加圧アクチュエータを含み得る。

前記第１加圧ロッドと連結される第１密着フレームの端部と前記第２加圧ロッドと連結される第２密着フレームの端部とは、前記第１加圧ロッドと第２加圧ロッドとが互いに干渉しないように、相互対面しないように設けられ得る。

前記加圧ユニットは、一側が前記第１加圧ロッドと締結され、他側が第１密着フレームの端部と締結される第１連結プレート、及び一側が前記第２加圧ロッドと締結され、他側が第２密着フレームの端部と連結される第２連結プレートをさらに含み得る。

前記自動加圧ジグ装置は、前記第１連結プレートと第１加圧ロッドとの間及び第２連結プレートと第２加圧ロッドとの間に介在されるダンパをさらに含み得る。

前記第１密着フレームと第２密着フレームとの間には第１開放部が形成され得る。

前記リード加圧フレームは、前記ヒンジに固定されて前記密着フレームとともに動き得る。

前記リード加圧フレームは、前記リード集合体と当接する部分がＨビーム形状を有し、Ｈビームを成す隔壁の両側には前記第１開放部と連通する一対の第２開放部が形成され、前記一対の第２開放部はリード集合体と対応する位置に形成され得る。

前記リード加圧フレームのうちリード集合体と当接する部分は、互いに離隔して平行に延びる一対の水平バー、及び一対の水平バーそれぞれの中心部を連結する隔壁を含み、前記水平バーは前記リード集合体を加圧し得る。

前記一対の水平バーそれぞれの外側端の間の距離は、リード集合体の幅と同じであるか又は短く形成され得る。

本発明の一実施形態によれば、曲げられていない状態の電極リードがバスバーと溶接によって結合される形態のバッテリーモジュールの製造において、バスバーと電極リードとを相互密着した状態で溶接することができる。

また、本発明の他の実施形態によれば、複数のグループのバッテリーセル積層体それぞれの電極リード集合体をバスバーに密着するとき、一度の工程を通じて密着作業を行うと同時に、複数の個所で行われる電極リード集合体とバスバーとの密着を一定の力で行うことができる。

さらに、本発明のさらに他の実施形態によれば、複数のグループのバッテリーセル積層体それぞれの電極リード集合体をバスバーに密着するとき、バスバーの表面と電極リード集合体とを同一平面にすることができ、これによって電極リード集合体がバスバーの表面から突出しなくなって電気的連結の品質を向上させることができる。

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

従来のバッテリーモジュールの製造において、電極リードとバスバーとを結合する工程を示した図である。 従来のバッテリーモジュールの製造において、電極リードとバスバーとを結合する工程を示した図である。 本発明の一実施形態による自動加圧ジグ装置とバッテリーモジュールとが結合されたバッテリーモジュール製造システムを示した図である。 本発明の一実施形態による自動加圧ジグ装置によって電極リードとバスバーとが加圧される前の様子を示した図である。 本発明の一実施形態による自動加圧ジグ装置によって電極リードとバスバーとが加圧される様子を示した図である。 本発明の一実施形態による自動加圧ジグ装置によって電極リードとバスバーとが加圧された後の様子を示した図である。 本発明の一実施形態による自動加圧ジグ装置を構成する密着ユニットを示した図である。 本発明の一実施形態による自動加圧ジグ装置を構成する密着ユニットを示した図である。 本発明に適用される加圧フレームの端部に形成されたリード加圧部によって、リード集合体がバスバーに形成されたリードスリットの外側に突出しないように加圧される様子を示した図である。 本発明に適用される加圧ユニット、バスバー及び電極リードを示した図であって、密着ユニットによって電極リードとバスバーとが加圧される過程を説明するための図である。 本発明に適用される加圧ユニット、バスバー及び電極リードを示した図であって、密着ユニットによって電極リードとバスバーとが加圧される過程を説明するための図である。 本発明に適用される加圧ユニット、バスバー及び電極リードを示した図であって、密着ユニットによって電極リードとバスバーとが加圧される過程を説明するための図である。 加圧ユニットと密着ユニットとが結合された形態を示した図である。 第１加圧ユニットと密着ユニットとが結合された形態を示した図である。 第２加圧ユニットと密着ユニットとが結合された形態を示した図である。 加圧ユニットと密着ユニットとを連結する連結ダンパの構造及び作動原理を説明するための図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

まず、図３～図６を参照して、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール製造システムの全体的な構成を説明する。

図３は、本発明の一実施形態による自動加圧ジグ装置とバッテリーモジュールとが結合されたバッテリーモジュール製造システムを示した図であり、図４～図６は、それぞれ本発明の一実施形態による自動加圧ジグ装置によって電極リードとバスバーとが加圧される前、加圧過程中、そして加圧された後の様子を示した図である。

図３～図６を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール製造システムは、バッテリーモジュール１００及びバッテリーモジュール１００の一側に配置される自動加圧ジグ装置２００を含む。

前記バッテリーモジュール１００は、セル積層体１１０、セル積層体１１０を収容するモジュールケース１２０、及びセル積層体１１０から引き出されたリード集合体Ｔと接触するバスバー１３０を含む。

前記セル積層体１１０は、複数の単位セル積層体１１０Ａ～１１０Ｄを含む。本発明では、セル積層体１１０が第１単位セル積層体１１０Ａ、第２単位セル積層体１１０Ｂ、第３単位セル積層体１１０Ｃ及び第４単位セル積層体１１０Ｄからなる場合を図示しているが、本発明がこのように図示された単位セル積層体の個数に限定されることはなく、２個以上であれば単位セル積層体の個数には制限がない。

前記単位セル積層体１１０Ａ～１１０Ｄは、それぞれ、複数のバッテリーセル１１１が互いに対面し積層されて具現され、積層されて１つの単位セル積層体を構成するそれぞれのバッテリーセル１１１は電極リード１１１ａを備える。

１つの単位セル積層体１１０Ａ～１１０Ｄを構成するそれぞれのバッテリーセル１１１に備えられた電極リード１１１ａは、１つまたはそれ以上の群を成しながら集められて、１つまたは２つ以上のリード集合体Ｔを形成する。

同じ単位セル積層体から引き出されたリード集合体Ｔは、バスバー１３０に形成されたリードスリット１３０ａ（図１０を参照）に挿入され、自動加圧ジグ装置２００によってバスバー１３０が加圧されることでバスバー１３０と密着するようになる。

前記自動加圧ジグ装置２００は、バッテリーモジュール１００の一側に配置されてバスバー１３０と電極リード１１１ａとが互いに密着するようにバスバー１３０を加圧する装置であって、距離調節ユニット２１０、支持フレーム２２０、密着ユニット２４０及び一対の加圧ユニット２５０、２６０を含む。

前記距離調節ユニット２１０は、支持フレーム２２０に連結されて支持フレーム２２０を移動（昇降）させることで、複数の密着ユニット２４０をバッテリーモジュール１００から遠ざけるか又はバッテリーモジュール１００に近づける構成要素である。

前記距離調節ユニット２１０は、距離調節アクチュエータ２１１、及び距離調節アクチュエータ２１１に連結される固定プレート２１３を含む形態で具現され得る。

前記距離調節アクチュエータ２１１は、自動または手動で動いて密着ユニット２４０を上下動可能にするものであれば、制限なく適用可能である。このような距離調節アクチュエータ２１１の一例として、ピストン往復運動をするアクチュエータが適用され得る。この場合、前記距離調節アクチュエータ２１１は、距離調節シリンダ２１１ａ、及び距離調節シリンダ２１１ａに挿入されてバッテリーモジュール１００に向かう方向または遠ざかる方向に上下動する距離調節ピストン２１１ｂを含む。

また、前記距離調節ピストン２１１ｂの一端部には固定プレート２１３が締結され得、この場合、固定プレート２１３を介して距離調節アクチュエータ２１１と支持フレーム２２０とが締結されるようになる。

このような距離調節ユニット２１０は、支持フレーム２２０の長手方向の一側と他側にそれぞれ備えられ得、この場合、距離調節ユニット２１０が１つのみ備えられる場合と比べて、距離調節ユニット２１０と支持フレーム２２０とをより安定的に結合させることができる。

前記支持フレーム２２０は、上述したように距離調節ユニット２１０と連結されて距離調節ユニット２１０の動きに伴って上下方向に移動し、その内側空間に複数の密着ユニット２４０を収容する。また、前記加圧ユニット２５０、２６０が固定されるベースフレームとして機能する。

すなわち、前記支持フレーム２２０は、距離調節ユニット２１０の上下方向の動きに伴って加圧ユニット２５０、２６０を上下方向に動かせ、これによって加圧ユニット２５０、２６０に連結された複数の密着ユニット２４０を上下方向に一緒に動かせる。

前記複数の密着ユニット２４０は、加圧ユニット２５０、２６０を介して支持フレーム２２０と連結され、これによって距離調節ユニット２１０の上下方向の動きに伴ってバッテリーモジュール１００と近くなる方向または遠ざかる方向に動くようになる。

前記複数の密着ユニット２４０は、距離調節ユニット２１０の下降運動によってバッテリーモジュール１００に向かって動くことで、バッテリーモジュール１００に備えられた複数のバスバー１３０それぞれを同時に加圧し、バスバー１３０の表面から電極リード１１１ａが突出しないように、バスバー１３０の上部から電極リード１１１ａの端部を加圧する。

このような密着ユニット２４０の具体的な構造及びバスバー１３０に対する具体的な加圧メカニズムについて詳しくは以下で説明する。

以下、図４～図６とともに図７～図１２を参照して、本発明に適用される密着ユニット２４０の具体的な構造及び加圧動作について詳しく説明する。

図７及び図８は、本発明の一実施形態による自動加圧ジグ装置を構成する密着ユニットを示した図であり、図９は、本発明に適用される加圧フレームの端部に形成されたリード加圧部によって、リード集合体がバスバーに形成されたリードスリットの外側に突出しないように加圧される様子を示した図である。また、図１０～図１２は、本発明に適用される加圧ユニット、バスバー及び電極リードを示した図であって、密着ユニットによって電極リードとバスバーとが加圧される過程を説明するための図である。

図７～図１２を参照すると、本発明の一実施形態による自動加圧ジグ装置２００に適用される密着ユニット２４０は、一対の密着フレーム２４１、２４２、ヒンジ２４３及びリード加圧フレーム２４４を含む。

前記一対の密着フレーム２４１、２４２は、ヒンジ２４３によって互いに相対的に回動可能に締結される第１密着フレーム２４１及び第２密着フレーム２４２を含む。

本発明では、前記第１密着フレーム２４１において、ヒンジ２４３によって第２密着フレーム２４２と結合される部分を基準にして、一側に位置する部分を第１距離調節部２４１ａと定義し、その反対側である他側に位置する部分を第１加圧部２４１ｂと定義する。

同様に、前記第２密着フレーム２４２において、ヒンジ２４３によって第１密着フレーム２４１と結合される部分を基準にして、一側に位置する部分を第２距離調節部２４２ａと定義し、その反対側である他側に位置する部分を第２加圧部２４２ｂと定義する。

前記第１密着フレーム２４１と第２密着フレーム２４２とは、ヒンジ２４３によって相互結合された状態で第１距離調節部２４１ａと第２距離調節部２４２ａとの距離が近くなれば、第１加圧部２４１ｂと第２加圧部２４２ｂとの距離が遠くなり、逆に、第１距離調節部２４１ａと第２距離調節部２４２ａとの距離が遠くなれば、第１加圧部２４１ｂと第２加圧部２４２ｂとの距離が近くなるように、ヒンジ２４３によって結合される。

前記自動加圧ジグ装置２００の使用において、距離調節ユニット２１０を用いて密着ユニット２４０の第１加圧部２４１ｂと第２加圧部２４２ｂとをバスバー１３０の長手方向の両側部に当接させた後、加圧ユニット２５０、２６０を動作させて第１距離調節部２４１ａと第２距離調節部２４２ａとの距離が遠くなるように操作することで、バスバー１３０を両側から加圧することができる。

一方、後述するように、前記第１密着フレーム２４１の端部には第１加圧ロッド２５３が連結され、第２密着フレーム２４２の端部には第２加圧ロッド２６３が連結される。したがって、第１加圧ロッド２５３と第２加圧ロッド２６３との間に干渉が生じないように、第１密着フレーム２４１の端部と第２密着フレーム２４２の端部とは互いに対面しないように相異なる方向に延びた形態を有する。

前記リード加圧フレーム２４４は、一対の密着フレーム２４１、２４２によって囲まれた空間内に位置し、ヒンジ２４３に固定されて密着フレーム２４１、２４２と一緒に動く。

したがって、前記リード加圧フレーム２４４は、距離調節ユニット２１０によって密着フレーム２４１、２４２がバッテリーモジュール１００に向かって移動するとき一緒に移動し、密着フレーム２４１の加圧部２４１ｂ、２４２ｂがバスバー１３０の長手方向の両側部と接触するとき、バスバー１３０の上面に接触して、リード集合体Ｔがバスバー１３０の上面に突出しないようにリード集合体Ｔの端部を上方から加圧する。

一方、相互結合された一対の密着フレーム２４１、２４２の間には第１開放部Ｓ１が形成され、リード加圧フレーム２４４は第１開放部Ｓ１と連通する一対の第２開放部Ｓ２を備え、一対の第２開放部Ｓ２は隔壁２４４ａによって分離される。

すなわち、前記リード加圧フレーム２４４のうちリード集合体Ｔと当接する部分はＨビーム形状を有し、Ｈビームを成す隔壁２４４ａの両側に位置する一対の開放部Ｓ２は、バスバー１３０に形成されたリードスリット１３０ａ内に挿入されたリード集合体Ｔと対応する位置に形成される。

具体的に、図９を参照すると、前記リード加圧フレーム２４４のうちリード集合体Ｔと当接する部分は、互いに離隔して平行に延びる一対の水平バーＢ、及び一対の水平バーＢそれぞれの中心部を連結する隔壁２４４ａを含む。前記水平バーＢと隔壁２４４ａとは、互いにほぼ垂直方向に延びる形態を有する。

前記一対の水平バーＢそれぞれの外側端の間の距離Ｄ１は、リード集合体Ｔの幅Ｄ２、すなわちリードスリット１３０ａの長さＤ２と同じであるか又はそれよりも短く形成される。これは、加圧フレーム２４２がバスバー１３０に向かって下降したとき、水平バーＢをリード集合体Ｔに当接可能にするためである。

前記一対の水平バーＢそれぞれの長手方向の両側端部はリード集合体Ｔの幅方向の両側端部を加圧する。

このように、前記水平バーＢがリード集合体Ｔを上部から加圧してリード集合体Ｔがリードスリット１３０ａの外側に突出しないようにした状態で、隔壁２４４ａを中心に両側に形成される一対の第２開放部Ｓ２を通ってレーザー光を照射するか又は溶接棒を近づけることで、リード集合体Ｔとバスバー１３０とを溶接することができる。

すなわち、前記開放部Ｓ１、Ｓ２を形成することで、密着ユニット２４０の上部からリード集合体Ｔに向かって、バスバー１３０とリード集合体Ｔとの接合のための溶接を行う溶接棒やレーザー光などが接近可能な空間が提供される。

また、このように溶接棒やレーザー光の接近を可能にするため、支持フレーム２２０の前記開放部Ｓ１、Ｓ２と対応する位置に開放孔２２０ａ（図３を参照）を形成することができる。

以下、図４～図６と共に図１３～図１６を参照して、本発明の一実施形態による自動加圧ジグ装置２００に適用される加圧ユニット２５０、２６０の具体的な形態、及び加圧ユニット２５０、２６０と密着ユニット２４０との結合関係について具体的に説明する。

図１３は加圧ユニットと密着ユニットとが結合された形態を示した図であり、図１４は第１加圧ユニットと密着ユニットとが結合された形態を示した図であり、図１５は第２加圧ユニットと密着ユニットとが結合された形態を示した図である。また、図１６は、加圧ユニットと密着ユニットとを連結する連結ダンパの構造及び作動原理を説明するための図である。

まず、図４～図６と共に図１３～図１６を参照すると、前記加圧ユニット２５０、２６０は、支持フレーム２２０の一側に固定される第１加圧ユニット２５０及び他側に固定される第２加圧ユニット２６０を含む。すなわち、前記加圧ユニット２５０、２６０は、支持フレーム２２０上に固設されて、支持フレーム２２０が上下動する場合に一緒に上下動するようになる。また、前記一対の加圧ユニット２５０、２６０は、複数の密着ユニット２４０に連結されて、複数の密着ユニット２４０のバスバー１３０に対する加圧力を調節する。

前記第１加圧ユニット２５０は、複数の密着ユニット２４０の一側に位置し、第１加圧アクチュエータ２５１、第１加圧ロッド２５３、第１支持プレート２５４及び第１連結プレート２５５を含む。

同様に、前記第２加圧ユニット２６０は、複数の密着ユニット２４０の他側に位置し、第２加圧アクチュエータ２６１、第２加圧ロッド２６３、第２支持プレート２６４及び第２連結プレート２６５を含む。

前記第１加圧アクチュエータ２５１は、支持フレーム２２０の一側に固定されて支持フレーム２２０と一緒に動き、例えば、第１加圧シリンダ２５１ａ、及び第１加圧シリンダ２５１ａに挿入されて密着ユニット２４０に向かう方向または密着ユニット２４０から遠ざかる方向に移動可能な第１加圧ピストン２５１ｂを含む形態で具現され得る。

同様に、第２加圧アクチュエータ２６１は、支持フレーム２２０の他側に固定されて支持フレーム２２０と一緒に動き、例えば、第２加圧シリンダ２６１ａ、及び第２加圧シリンダ２６１ａに挿入されて密着ユニット２４０に向かう方向または密着ユニット２４０から遠ざかる方向に移動可能な第２加圧ピストン２６１ｂを含む形態で具現され得る。

前記第１加圧ロッド２５３は、その一側が第１支持プレート２５４に連結され、他側が複数の第１密着フレーム２４１と連結され、前記第１支持プレート２５４は第１加圧アクチュエータ２５１と連結される。したがって、前記第１加圧ロッド２５３は、第１加圧アクチュエータ２５１の動きに従って第１密着フレーム２４１を第２密着フレーム２４２から遠ざかる方向または第２密着フレーム２４２に近づく方向に動かせる。

同様に、前記第２加圧ロッド２６３は、その一側が第２支持プレート２６４に連結され、他側が複数の第２密着フレーム２４２と連結され、前記第２支持プレート２６４は第２加圧アクチュエータ２６１と連結される。したがって、前記第２加圧ロッド２６３は、第２加圧アクチュエータ２６１の動きに従って第２密着フレーム２４２を第１密着フレーム２４１から遠ざかる方向または第１密着フレーム２４１に近づく方向に動かせる。

より具体的に、前記第１加圧ロッド２５３及び第２加圧ロッド２６３がそれぞれ第１距離調節部２４１ａ及び第２距離調節部２４２ａに連結され、これによって第１加圧ロッド２５３及び第２加圧ロッド２６３の動きに伴ってヒンジ２４３の回転軸を中心に第１距離調節部２４１ａ及び第２距離調節部２４２ａが回動することで、第１距離調節部２４１ａと第２距離調節部２４２ａとの距離を近づけるか又は遠ざけることができる。

前記第１距離調節部２４１ａと第２距離調節部２４２ａとの距離が近くなると、第１加圧部２４１ｂと第２加圧部２４２ｂとの距離が遠くなるため、バスバー１３０に対する加圧力は弱くなる。逆に、第１距離調節部２４１ａと第２距離調節部２４２ａとの距離が遠くなると、第１加圧部２４１ｂと第２加圧部２４２ｂとの距離が近くなるため、バスバー１３０に対する加圧力は強くなる。

したがって、装置オペレータは、第１加圧アクチュエータ２５１及び第２加圧アクチュエータ２６１の動きを調節することで、密着ユニット２４０を用いたバスバー１３０の加圧を行うことができる。

一方、前記第１加圧ロッド２５３と第１密着フレーム２４１との結合は第１連結プレート２５５を介して行われ、同様に、第２加圧ロッド２６３と第２密着フレーム２４２との結合は第２連結プレート２６５を介して行われ得る。

すなわち、前記第１連結プレート２５５の長手方向の一側には第１加圧ロッド２５３が貫通結合され、他側には連結ダンパ２７０が結合され得る。同様に、前記第２連結プレート２６５の長手方向の一側には第２加圧ロッド２６３が貫通結合され、他側には連結ダンパ２７０が結合され得る。

前記連結ダンパ２７０は、それぞれのバスバー１３０に加えられる密着ユニット２４０の加圧力が完全には同じでないこともあり得るということを考慮して設けられる部品であって、加圧力公差を吸収できるようにダムピング（ｄａｍｐｉｎｇ）作用をする。

このような連結ダンパ２７０は、例えば、油圧ダンパが適用され得、連結プレート２５５、２６５に貫通固定されるダンパシリンダ２７１、及びダンパシリンダ２７１に挿入されてピストン往復運動し、密着フレーム２４１、２４２に貫通固定されるダンパピストン２７２を含む形態で具現され得る。

上述したように、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール製造システムによれば、複数のバスバー１３０を複数の密着ユニット２４０を用いて一度に同等な力で加圧すると同時に、それぞれのバスバー１３０の上面に電極リード１１１ａ及びリード集合体Ｔが突出しないようにバスバー１３０の上面から下方に加圧することができる。したがって、本発明の一実施形態によるバッテリーモジュール製造システムによれば、溶接工程の効率性が増大するだけでなく、リード集合体Ｔとバスバー１３０との間の密着性に優れ、またバスバー１３０の表面からリード集合体Ｔが突出して電極リード１１１ａが破損する問題を解消することができる。

以上のように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

１００ バッテリーモジュール
１１０ セル積層体
１１０Ａ 単位セル積層体（第１単位セル積層体）
１１０Ｂ 単位セル積層体（第２単位セル積層体）
１１０Ｃ 単位セル積層体（第３単位セル積層体）
１１０Ｄ 単位セル積層体（第４単位セル積層体）
１１１ バッテリーセル
１１１ａ 電極リード
１２０ モジュールケース
１３０ バスバー
１３０ａ リードスリット
２００ 自動加圧ジグ装置
２１０ 距離調節ユニット
２１１ 距離調節アクチュエータ
２１１ａ 距離調節シリンダ
２１１ｂ 距離調節ピストン
２１３ 固定プレート
２２０ 支持フレーム
２２０ａ 開放孔
２４０ 密着ユニット
２４１ 密着フレーム（第１密着フレーム）
２４１ａ 第１距離調節部
２４１ｂ 加圧部（第１加圧部）
２４２ 密着フレーム（第２密着フレーム）
２４２ａ 第２距離調節部
２４２ｂ 加圧部（第２加圧部）
２４３ ヒンジ
２４４ リード加圧フレーム
２４４ａ 隔壁
２５０ 加圧ユニット（第１加圧ユニット）
２５１ 第１加圧アクチュエータ
２５１ａ 第１加圧シリンダ
２５１ｂ 第１加圧ピストン
２５３ 第１加圧ロッド
２５４ 第１支持プレート
２５５ 連結プレート
２５５ 第１連結プレート
２６０ 加圧ユニット（第２加圧ユニット）
２６１ 第２加圧アクチュエータ
２６１ａ 第２加圧シリンダ
２６１ｂ 第２加圧ピストン
２６３ 第２加圧ロッド
２６４ 第２支持プレート
２６５ 連結プレート（第２連結プレート）
２７０ 連結ダンパ
２７１ ダンパシリンダ
２７２ ダンパピストン
Ｂ 水平バー
Ｄ１ 距離
Ｄ２ 幅
Ｓ１ 開放部（第１開放部）
Ｓ２ 開放部（第２開放部）
Ｔ リード集合体

Claims (10)

1. セル積層体を含むバッテリーモジュールに備えられたバスバーとリード集合体とを互いに密着させる自動加圧ジグ装置であって、
   前記バッテリーモジュールに備えられた複数のバスバーそれぞれを同時に加圧し、前記バスバーの表面から前記リード集合体が突出しないように前記バスバーの上部から前記リード集合体の端部を加圧する複数の密着ユニットと、
   前記複数の密着ユニットに連結されて前記複数の密着ユニットのバスバーに対する加圧力を調節する一対の加圧ユニットと、
   前記加圧ユニットを支持する支持フレームと、
   前記支持フレームに連結されて前記支持フレームを昇降させることで、前記複数の密着ユニットを前記バッテリーモジュールから遠ざけるかまたは前記バッテリーモジュールに近づける距離調節ユニットとを含む自動加圧ジグ装置であって、
   前記密着ユニットは、前記距離調節ユニットの動きに伴って下方に移動して前記バスバーを前記セル積層体の積層方向に沿った両側から加圧する密着フレームと、前記密着フレームの内側に位置し、前記距離調節ユニットによって前記密着フレームとともに下方に移動してバスバーの上部から前記リード集合体を加圧するリード加圧フレームとを含み、
   前記一対の加圧ユニットは、前記複数の密着ユニットの一側に位置する第１加圧ユニット及び前記複数の密着ユニットの他側に位置する第２加圧ユニットを含み、
   前記密着フレームは、前記第１加圧ユニットと連結される第１密着フレーム、及び前記第２加圧ユニットと連結され、前記第１密着フレームとヒンジを介して締結される第２密着フレームを含み、
   前記第１密着フレームは、前記第１加圧ユニットと連結される第１距離調節部及び前記バスバーと接触する第１加圧部を含み、
   前記第２密着フレームは、前記第２加圧ユニットと連結される第２距離調節部及び前記バスバーと接触する第２加圧部を含み、
   前記第１密着フレームと前記第２密着フレームとは、前記第１距離調節部と前記第２距離調節部との距離が近くなれば前記第１加圧部と前記第２加圧部との距離が遠くなり、前記第１距離調節部と前記第２距離調節部との距離が遠くなれば前記第１加圧部と前記第２加圧部との距離が近くなって前記第１加圧部と前記第２加圧部とによって前記バスバーを両側から挟んで加圧できるように、前記ヒンジによって結合される、自動加圧ジグ装置。
2. 前記第１加圧ユニットは、前記第１密着フレームと連結される第１加圧ロッド、及び前記第１加圧ロッドと直接または間接的に連結され、前記第１加圧ロッドを前記密着ユニットに向かう方向または密着ユニットから遠ざかる方向に動かせる第１加圧アクチュエータを含み、
   前記第２加圧ユニットは、前記第２密着フレームと連結される第２加圧ロッド、及び前記第２加圧ロッドと直接または間接的に連結され、前記第２加圧ロッドを前記密着ユニットに向かう方向または密着ユニットから遠ざかる方向に動かせる第２加圧アクチュエータを含む、請求項１に記載の自動加圧ジグ装置。
3. 前記第１加圧ロッドと連結される第１密着フレームの端部と前記第２加圧ロッドと連結される第２密着フレームの端部とは、前記第１加圧ロッドと前記第２加圧ロッドとが互いに干渉しないように、相互対面しない、請求項２に記載の自動加圧ジグ装置。
4. 前記加圧ユニットは、一側が前記第１加圧ロッドと締結され、他側が前記第１密着フレームの端部と締結される第１連結プレート、及び一側が前記第２加圧ロッドと締結され、他側が前記第２密着フレームの端部と連結される第２連結プレートをさらに含む、請求項２又は３に記載の自動加圧ジグ装置。
5. 前記自動加圧ジグ装置は、前記第１連結プレートと前記第１加圧ロッドとの間及び前記第２連結プレートと前記第２加圧ロッドとの間に介在されるダンパをさらに含む、請求項４に記載の自動加圧ジグ装置。
6. 前記第１密着フレームと前記第２密着フレームとの間には第１開放部が形成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の自動加圧ジグ装置。
7. 前記リード加圧フレームは、前記ヒンジに固定されて前記密着フレームとともに動く、請求項１から６のいずれか一項に記載の自動加圧ジグ装置。
8. 前記リード加圧フレームは、前記リード集合体と当接する部分がＨビーム形状を有し、Ｈビームを成す隔壁の両側には前記第１開放部と連通する一対の第２開放部が形成され、前記一対の第２開放部はリード集合体と対応する位置に形成される、請求項６に記載の自動加圧ジグ装置。
9. 前記リード加圧フレームのうちリード集合体と当接する部分は、互いに離隔して平行に延びる一対の水平バー、及び一対の水平バーそれぞれの中心部を連結する隔壁を含み、
   前記水平バーは、前記リード集合体を加圧する、請求項１から８のいずれか一項に記載の自動加圧ジグ装置。
10. 前記一対の水平バーそれぞれの外側端の間の距離は、リード集合体の幅と同じであるか又は短く形成される、請求項９に記載の自動加圧ジグ装置。

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