KR102364293B1 - 배터리 팩 제조장치 및 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 팩 제조장치 및 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생산 자동화가 가능하며, 제조 불량률을 최소화한 배터리 팩 제조장치를 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩 제조장치는, 팩 하우징 및 배터리 모듈을 구비한 배터리 팩을 제조하는 장치로서, 상기 팩 하우징을 장착하도록 구성된 프레임, 및 상기 배터리 모듈이 상기 팩 하우징의 내부 공간에 삽입되도록 상기 프레임을 이동시키는 이동부를 구비한 승강 기구; 및 상기 배터리 모듈을 지지하도록 구성된 모듈 받침대를 포함한다.

Description

배터리 팩 제조장치 및 제조 방법 {Device for Manufacturing Battery Pack and Method of Manufacturing Battery Pack}
본 발명은 배터리 팩 제조장치 및 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생산 자동화가 가능하며, 제조 불량률을 최소화한 배터리 팩 제조장치에 관한 것이다.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 파우치 외장재를 구비한다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐만 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차전지가 많이 이용된다.
한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 이차전지, 및 이러한 이차전지를 내부에 수용한 모듈 케이스 및 배터리 관리 시스템(BMS)을 구비한 배터리 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
또한, 이러한 배터리 팩은, 모듈 케이스 및 상기 모듈 케이스에 수용되는 복수의 이차전지를 구비한 배터리 모듈, 및 외부 충격으로부터 보호하거나 수납 보관하기 위해서 금속 재질의 외부 하우징을 더 구비하는 것이 일반적이었다. 그리고, 이러한 외부 하우징에 수납된 모듈 케이스는 내부 유동이 없도록 상기 외부 하우징 내부에 결합 고정될 필요가 있었다. 이는, 외부 충격 발생시, 배터리 팩의 내부 구성들(모듈 케이스, 버스바, 이차 전지 등) 간의 내부 충돌이 2차적으로 발생되거나, 전기적 단락이 발생되는 것을 방지하기 위함이다.
더욱이, 종래 기술의 배터리 팩 제조 공정에서는, 외부 하우징 내부 공간에 배터리 모듈을 삽입 고정하기 위한 공정을 수행했었다. 그러나, 이러한 공정은, 외부 하우징 내부에 배터리 모듈과 외부 하우징 간의 간격이 협소하고, 상기 배터리 모듈은 사람이 들어 옮기기엔 너무 무거우므로, 수작업으로 행하기가 매우 어려웠다. 더욱이, 작업자는 외부 하우징 내부 공간에 배터리 모듈을 삽입 공정에서 배터리 모듈을 바닥에 떨어뜨리거나, 배터리 모듈과 외부 하우징 간의 충격이나, 쇼트가 발생되는 등의 불량이 발생하기 쉬웠다. 더욱이, 배터리 모듈을 삽입하는 공정에서 많은 시간이 소요되어, 제조 비용을 증가시키는 요인이 되었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 생산 자동화가 가능하며, 제조 불량률을 최소화한 배터리 팩 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩 제조장치는,
팩 하우징 및 배터리 모듈을 구비한 배터리 팩을 제조하는 장치로서,
상기 팩 하우징을 장착하도록 구성된 프레임, 및 상기 배터리 모듈이 상기 팩 하우징의 내부 공간에 삽입되도록 상기 프레임을 이동시키는 이동부를 구비한 승강 기구; 및
상기 배터리 모듈을 지지하도록 구성된 모듈 받침대를 포함한다.
또한, 상기 프레임은 상기 모듈 받침대가 관통 가능하도록 일부분이 개구된 관통부가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 프레임에는 상기 팩 하우징이 정 위치에 삽입된 여부를 감지하는 오 삽입 감지부가 구비될 수 있다.
나아가, 상기 제조장치는, 상기 배터리 모듈이 탈착 가능하도록 구성된 탈착 기구를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 탈착 기구는,
상기 배터리 모듈에 결합과 분리가 가능하도록 구성된 고정 부재가 구비된 파지부; 및
상기 파지부의 위치를 제어하여 상기 고정 부재가 상기 배터리 모듈에 결합되거나 분리되는 것을 조종하는 조작부를 구비할 수 있다.
더욱이, 상기 파지부는,
상기 고정 부재가 탑재되고 서로 마주보도록 배치된 적어도 2 이상의 클램프;
상기 클램프가 장착되고, 상기 2 이상의 클램프가 서로 가까워지도록 이동하거나, 또는 반대로 서로 멀어지도록 구성된 2 이상의 장착대; 및
상기 장착대가 상부에 탑재되고, 상기 장착대의 이동을 가이드 하는 이동바가 구비된 베이스 플레이트를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 조작부는,
상기 장착대가 상기 배터리 모듈이 위치한 방향으로 이동되거나, 상기 장착대가 상기 배터리 모듈과 멀어지도록 이동되는 것을 조종하도록 구성된 레버; 및
일단부가 상기 장착대와 연결되고 타단부가 상기 레버와 연결되며, 상기 레버 조작에 따라 상기 장착대에 이동힘을 전달하도록 구성된 연결대를 구비할 수 있다.
나아가, 상기 배터리 팩 제조장치는 상기 탈착 기구가 상기 배터리 모듈을 고정한 상태로 이동 가능하도록 구성된 이송 기구를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 이송 기구는,
상기 탈착 기구를 상부에 탑재하고, 상기 팩 하우징이 관통 이동이 가능하도록 개구가 형성된 이송 트레이; 및
상기 이송 트레이를 상기 배터리 모듈이 상기 모듈 받침대 상에 위치하도록 공급하거나, 또는 상기 이송 트레이를 외부로 배출되도록 구성된 컨베이어를 구비할 수 있다.
더욱이, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩 제조방법은,
팩 하우징 및 배터리 모듈을 구비한 배터리 팩을 제조하는 방법으로서,
상기 팩 하우징을 승강 기구에 탑재하는 준비 단계;
상기 배터리 모듈이 모듈 받침대 상에 위치하도록 이송 트레이를 공급 이송하는 공급 단계;
상기 배터리 모듈을 상기 모듈 받침대 상에 탑재 시키는 탑재 단계;
상기 이송 트레이에 탑재된 상기 배터리 모듈을 탈착 기구로부터 분리시키는 분리 단계;
상기 배터리 모듈이 상기 팩 하우징의 내부 공간에 삽입되도록 승강 기구가 상기 팩 하우징을 이동시키는 승강 단계;
상기 배터리 모듈과 상기 팩 하우징을 서로 체결하는 체결 단계;
상기 팩 하우징이 체결된 상기 배터리 모듈을 탈착 기구에 장착하는 장착 단계; 및
상기 팩 하우징이 체결된 배터리 모듈이 장착된 탈착 기구가 탑재된 상기 이송 트레이를 다음 공정으로 이송 시키는 배출 단계를 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 배터리 팩 제조장치를 사용하여 제조된다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 팩 제조장치는, 팩 하우징을 장착하도록 구성된 프레임 및 프레임을 이동시키는 이동부를 구비한 승강 기구, 및 배터리 모듈을 지지하도록 구성된 모듈 받침대를 포함함으로써, 팩 하우징을 단순히 상하 방향으로 이송시키는 것으로, 배터리 모듈이 손쉽게 내부에 삽입시킬 수 있어, 자동화 공정을 가능한 효과가 있다. 이로 인해, 제조 효율의 비약적인 향상을 가질 수 있다. 더욱이, 종래기술에서 사람이 손수 직접 팩 하우징에 배터리 모듈을 삽입했던 경우와 비교하여, 삽입 공정에서 발생될 수 있는 배터리 모듈의 낙하나, 팩 하우징과 배터리 모듈의 충돌로 인한 불량 발생을 최소화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예의 일측면에 의하면, 프레임에 모듈 받침대가 관통 가능하도록 일부분이 개구된 관통부가 구비함으로써, 모듈 받침대에 배터리 모듈이 탑재된 상태에서, 단지 팩 하우징을 탑재한 승강 기구가 이동하는 것으로, 손쉽게 배터리 모듈이 팩 하우징 내부에 삽입될 수 있다. 더욱이, 본 발명은 제조 공정이 단순하고, 자동화됨에 따라 조립 불량률을 줄일 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 프레임에는 팩 하우징의 중간 케이스가 정 위치에 삽입된 여부를 감지하는 오 삽입 감지부가 구비됨으로써, 팩 하우징에 배터리 모듈이 삽입되는 과정에서 불량이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다. 더욱이, 팩 하우징을 승강 기구에 탑재하는 것만으로도 즉시 오 삽입 여부를 판별할 수 있어, 신속히 팩 하우징의 위치를 수정할 수 있어, 공정 효율을 증대시키는 효과가 있다.
나아가, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 제조장치는, 배터리 모듈이 탈착 가능하도록 구성된 탈착 기구를 더 포함함으로써, 배터리 모듈이 모듈 받침대 상에 상하 방향으로 이격된 상태로 위치될 수 있다. 이는, 배터리 모듈을 모듈 받침대에 탑재되기 전에 배터리 모듈이 모듈 받침대 상에 정 위치시키기 용이한 이점이 있다. 또한, 배터리 모듈이 팩 하우징 내에 삽입된 후, 모듈 받침대가 배터리 모듈로부터 분리되어 원 위치로 복귀할 수 있도록, 배터리 모듈이 탈착 기구에 결합 고정될 수 있다. 이에 따라, 본 발명은, 배터리 모듈이 낙하하는 등의 사고가 발생되는 것을 방지하고, 배터리 모듈이 손상되지 않아 안정적으로 제조공정을 수행하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 탈착 기구의 파지부는, 배터리 모듈에 결합과 분리가 가능하도록 2 이상의 클램프, 2 이상의 장착대, 및 베이스 플레이트를 구비함으로써, 파지부가 배터리 모듈을 견고히 고정시킬 수 있는 이점이 있다. 그리고, 탈착 기구는 파지부를 이동바에 의해 슬라이드 이동시킬 수 있어, 손쉽고 안정적으로 배터리 모듈을 분리시킬 수 있다. 이에 따라, 배터리 팩 제조장치는 조작이 간단하고 안정적으로 조립 공정을 수행할 수 있어, 배터리 팩의 불량률을 최소화할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 이송 기구는, 탈착 기구를 탑재한 이송 트레이를 공급하거나, 이송 트레이가 배출되도록 구성된 컨베이어를 구비함으로써, 배터리 모듈 또는 팩 하우징과 배터리 모듈이 안정적으로 이송될 수 있다. 더욱이, 이송 트레이에는 팩 하우징이 관통 이동이 가능한 크기의 개구된 개방부가 형성되어 있어, 단순히, 이송 트레이가 배터리 모듈을 모듈 받침대 상에 위치되도록 이송시키는 것만으로도 팩 하우징과의 결합 공정을 시작할 수 있다. 이에 따라, 제조 공정을 단순화할 수 있어, 제조 효율을 크게 높일 수 있는 이점이 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성들이 분리된 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치를 사용하여 배터리 팩을 제조하는 하나의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 3은, 도 2의 배터리 팩 제조장치의 일 부분을 확대한 모습을 나타내는 일부 확대 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치를 사용하여 배터리 팩을 제조하는 다른 하나의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치를 사용하여 배터리 팩을 제조하는 또 다른 하나의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치를 사용하여 배터리 팩을 제조하는 또 다른 하나의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치의 일부 모습을 개략적으로 나타내는 일부 정면도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치를 사용하여 배터리 팩을 제조하는 또 다른 하나의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치를 사용하여 배터리 팩을 제조하는 또 다른 하나의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치를 사용하여 배터리 팩을 제조하는 또 다른 하나의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치를 사용하여 배터리 팩을 제조하는 또 다른 하나의 모습을 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 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.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(200)의 일부 구성들이 분리된 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다. 그리고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치(100)를 사용하여 배터리 팩(200)을 제조하는 하나의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은, 팩 하우징(250) 및 배터리 모듈(230)을 구비한 배터리 팩(200)을 제조하는 장치에 관한 것이다.
여기서, 배터리 팩(200)은, 팩 하우징(250) 및 배터리 모듈(230)을 구비할 수 있다. 그리고, 상기 배터리 모듈(230)은, 복수의 이차 전지, 버스바(220) 및 상기 복수의 이차 전지를 내부에 수용하고, 상기 버스바(220)를 탑재하도록 구성된 모듈 케이스(210)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 모듈 케이스(210)에는, 상기 팩 하우징(250)과 볼트(150) 결합되도록 구성된 체결구(210d)가 적어도 2 이상 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 배터리 팩(200)에는 팩 하우징(250) 및 상기 팩 하우징(250) 내부에 수용되는 배터리 모듈(230)이 구비될 수 있다. 이때, 상기 배터리 모듈(230)에 구비된 모듈 케이스(210)에는 상기 팩 하우징(250)과 볼트(150) 체결하도록 구성된 4개 체결구(210d)가 구비될 수 있다.
나아가, 상기 팩 하우징(250)은, 상단 캡(252), 중간 케이스(254), 및 하단 받침부(253)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 상단 캡(252)의 하부에는 상기 중간 케이스(254)가 결합되고, 상기 중간 케이스(254)의 하부에는 상기 하단 받침부(253)가 결합될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 상단 캡(252)은, 상기 팩 하우징(250) 내부에 수용된 모듈 케이스(210)의 상부를 커버하도록 상벽 및 측벽이 구비될 수 있다. 그리고, 상기 중간 케이스(254)는 상하 방향으로 개방된 사각 관형을 가질 수 있다. 나아가, 상기 하단 받침부(253)는, 상부가 개방된 박스형태로서, 측벽(253a) 및 하벽(253b)을 구비할 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 모듈 케이스(210)에 구비된 체결구(210d)는, 상기 중간 케이스(254)의 내면의 구비된 체결홈(254h)과 볼트(150) 결합되도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 중간 케이스(254)의 내면에는 상기 모듈 케이스(210)의 체결구(210d)와 대응되는 위치에 위치된 4개의 체결홈(254h)이 구비될 수 있다. 그리고, 상기 배터리 팩(200)은, 상기 모듈 케이스(210)의 체결구(210d)와 상기 중간 케이스(254) 간의 볼트(150) 체결을 위한 4개의 체결 볼트(150)를 구비할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치(100)는, 상기 배터리 모듈(230)을 상기 중간 케이스(254)의 내부에 삽입하는 공정을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩 제조장치(100)는, 상기 배터리 모듈(230)을 상기 팩 하우징(250)과 볼트(150) 결합하는 공정을 수행하도록 구성될 수 있다.
도 3은, 도 2의 배터리 팩 제조장치(100)의 일 부분을 확대한 모습을 나타내는 일부 확대 사시도이다.
도 1 및 도 2와 함께, 도 3을 참조하면, 상기 배터리 팩 제조장치(100)는, 승강 기구(110) 및 모듈 받침대(120)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 승강 기구(110)는, 프레임(112) 및 이동부(114)를 구비할 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 프레임(112)은 상기 팩 하우징(250)을 상부에 장착하도록 구성될 수 있다. 상기 프레임(112)은, 중앙이 개방된 사각 프레임(112)일 수 있다. 즉, 상기 사각 프레임(112)은 4개의 바(bar)가 수평 방향에서 서로 수직이 되도록 연결된 구성일 수 있다.
또한, 상기 프레임(112)은, 상기 중간 케이스(254)의 하단부가 상면에 안착되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 프레임(112)은, 상기 중간 케이스(254)의 하단부가 고정될 수 있도록 고정부(112f)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(112) 상면에는 4개의 고정부(112f)가 구비될 수 있다. 상기 4개의 고정 부재(112f)는, 상기 중간 케이스(254)의 하단부 외주부의 일부와 대응되는 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 4개의 고정부(112f) 각각은 상기 중간 케이스(254)의 하단부 외주부에 형성된 4군데의 모서리 부분과 밀착 되도록 구성될 수 있다. 상기 고정 부(112f)는 수평 방향에서 서로 수직 방향으로 연장된 L자 형상을 가질 수 있다.
그리고, 상기 이동부(114)는 상기 프레임(112)이 적어도 상하 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 상기 이동부(114)는 상기 배터리 모듈(230)이 상기 팩 하우징(250)의 내부 공간에 삽입되도록 상기 프레임(112)을 이동시키는 승하강 수단(보이지 않음)을 구비할 수 있다. 상기 승하강 수단은 작동기를 구비할 수 있다. 상기 작동기는 상기 프레임(112)의 움직임을 정확히 이동시키는 수단일 수 있다. 상기 작동기는 서보 모터, 스탭 모터, 유압 모터, 유압 실린더, 또는 공압 실린더일 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 승하강 수단은, 상기 공압 실린더일 수 있다. 이때, 상기 공압 실린더의 실린더(115a) 상단은 상기 프레임(112)의 하단부와 연결되도록 구성될 수 있다.
나아가, 상기 모듈 받침대(120)는, 상기 배터리 모듈(230)을 지지하도록 넓은 판형의 본체부를 구비할 수 있다. 또한, 상기 모듈 받침대(120)는 작동기를 구비할 수 있다. 상기 작동기는 상기 모듈 받침대(120)의 움직임을 정확히 이동시키는 수단일 수 있다. 상기 작동기는 서보 모터, 스탭 모터, 유압 모터, 유압 실린더, 또는 공압 실린더일 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 승하강 수단은 상기 공압 실린더일 수 있다. 이때, 상기 공압 실린더의 실린더(115b) 상단은 상기 모듈 받침대(120)의 하단부와 연결되도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 배터리 팩 제조장치(100)는, 상기 팩 하우징(250)을 장착하도록 구성된 프레임(112) 및 상기 프레임(112)을 이동시키는 이동부(114)를 구비한 승강 기구(110), 및 상기 배터리 모듈(230)을 지지하도록 구성된 모듈 받침대(120)를 포함함으로써, 상기 팩 하우징(250)을 단순히 상하 방향으로 이송시키는 것으로, 배터리 모듈(230)이 손쉽게 내부에 삽입시킬 수 있어, 자동화 공정을 가능한 효과가 있다. 이로 인해, 제조 효율의 비약적인 향상을 가질 수 있다. 더욱이, 종래기술에서 사람이 손수 직접 팩 하우징(250)에 상기 배터리 모듈(230)을 삽입했던 경우와 비교하여, 삽입 공정에서 발생될 수 있는 배터리 모듈(230)의 낙하나, 상기 팩 하우징(250)과 상기 배터리 모듈(230)의 충돌로 인한 불량 발생을 최소화시킬 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치(100)를 사용하여 배터리 팩(200)을 제조하는 다른 하나의 모습을 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치(100)를 사용하여 배터리 팩(200)을 제조하는 또 다른 하나의 모습을 나타내는 사시도이다.
다시 도 2와 함께, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 프레임(112)은 상기 모듈 받침대(120)가 관통 가능하도록 일부분이 개구된 관통부(112P)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 모듈 받침대(120)는 상기 프레임(112)의 관통부(112P)를 관통할 수 있는 크기를 가질 수 있다. 이는, 상기 프레임(112)에 탑재된 팩 하우징(250)을 이동시켜, 상기 모듈 받침대(120)에 탑재된 상기 배터리 모듈(230)이 상기 팩 하우징(250) 내부에 삽입될 수 있다.
상기 모듈 받침대(120)는 상기 관통부(112P)에 관통 가능하도록 구성될 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(112)은, 상기 모듈 받침대(120)가 하부에 상부로 상기 관통부(112P)를 통과할 수 있도록 상기 이동부(114)에 의해 하부 방향으로 이동될 수 있다. 반대로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(112)은, 상기 모듈 받침대(120)가 상부에 하부로 상기 관통부(112P)를 통과할 수 있도록 상기 이동부(114)에 의해 상부 방향으로 이동될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 프레임(112)에 상기 모듈 받침대(120)가 관통 가능하도록 일부분이 개구된 관통부(112P)가 구비함으로써, 상기 모듈 받침대(120)에 상기 배터리 모듈(230)이 탑재된 상태에서, 단지 상기 팩 하우징(250)을 탑재한 상기 승강 기구(110)가 이동하는 것으로, 손쉽게 상기 배터리 모듈(230)이 상기 팩 하우징(250) 내부에 삽입될 수 있다. 더욱이, 본 발명은 제조 공정이 단순하고, 자동화됨에 따라 조립 불량률을 줄일 수 있다.
그리고, 상기 프레임(112)에는 상기 팩 하우징(250)의 중간 케이스(254)가 정 위치에 삽입된 여부를 감지하는 오 삽입 감지부(112S)가 구비될 수 있다. 상기 오 삽입 감지부(112S)는 상기 프레임(112)의 하단부에 위치 고정될 수 있다. 상기 오 삽입 감지부(112S)는 레이저(L1)를 발광시키는 레이저 센서(S1)를 구비할 수 있다. 나아가, 상기 팩 하우징(250) 내부에는 상기 오 삽입 감지부(112S)가 팩 하우징(250)의 오 삽입 여부를 판별할 수 있도록 상기 팩 하우징(250) 내면으로부터 내부 방향으로 돌출된 돌기(P1)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 오 삽입 감지부(112S)는, 레이저 센서(S1)를 구비할 수 있다. 상기 오 삽입 감지부(112S)는, 상기 레이저 센서(S1)를 사용해 상기 팩 하우징(250)의 내면에 형성된 돌기(P1)가 정위치에 위치된 여부를 감지하여, 상기 팩 하우징(250)이 정위치에 탑재된 것인지를 판별할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 프레임(112)에는 상기 팩 하우징(250)의 중간 케이스(254)가 정 위치에 삽입된 여부를 감지하는 오 삽입 감지부(112S)가 구비됨으로써, 상기 팩 하우징(250)에 상기 배터리 모듈(230)이 삽입되는 과정에서 불량이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다. 더욱이, 상기 팩 하우징(250)을 상기 승강 기구(110)에 탑재하는 것만으로도 즉시 오 삽입 여부를 판별할 수 있어, 신속히 팩 하우징(250)의 위치를 수정할 수 있어, 공정 효율을 증대시키는 효과가 있다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치(100)를 사용하여 배터리 팩(200)을 제조하는 또 다른 하나의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 제조장치(100)는 상기 배터리 모듈(230)을 탈착 가능하도록 구성된 탈착 기구(130)를 더 포함할 수 있다. 상기 탈착 기구(130)는 상기 모듈 받침대(120)와 상하 방향으로 이격되어 위치되도록 상기 배터리 모듈(230)의 일부분과 결합될 수 있다.
구체적으로, 상기 탈착 기구(130)는 파지부(132) 및 조작부(138)를 구비할 수 있다. 상기 파지부(132)는, 상기 배터리 모듈(230)에 결합과 분리가 가능하도록 구성된 고정 부재(133)가 구비될 수 있다. 상기 조작부(138)는 상기 파지부(132)의 위치를 제어하여 상기 고정 부재(133)가 상기 배터리 모듈(230)에 결합되거나 분리되는 것을 조종할 수 있다. 상기 배터리 모듈(230)이 상기 모듈 받침대(120) 상에 탑재된 상태일 때, 상기 탈착 기구(130)가 상기 배터리 모듈(230)과 분리될 수 있다. 반대로, 상기 탈착 기구(130)가 상기 배터리 모듈(230)과 결합된 상태에서, 상기 모듈 받침대(120)는 상기 배터리 모듈(230)로부터 하강 이동하여 이격되도록 이동될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 제조장치(100)는, 상기 배터리 모듈(230)이 탈착 가능하도록 구성된 탈착 기구(130)를 더 포함함으로써, 상기 배터리 모듈(230)이 상기 모듈 받침대(120) 상에 상하 방향으로 이격된 상태로 위치될 수 있다. 이는, 상기 배터리 모듈(230)을 상기 모듈 받침대(120)에 탑재되기 전에 상기 배터리 모듈(230)이 상기 모듈 받침대(120) 상에 정 위치시키기 용이한 이점이 있다. 또한, 상기 배터리 모듈(230)이 상기 팩 하우징(250) 내에 삽입된 후, 상기 모듈 받침대(120)가 상기 배터리 모듈(230)로부터 분리되어 원 위치로 복귀할 수 있도록, 상기 배터리 모듈(230)이 상기 탈착 기구(130)에 결합 고정될 수 있다. 이에 따라, 본 발명은, 상기 배터리 모듈(230)이 낙하하는 등의 사고가 발생되는 것을 방지하고, 배터리 모듈(230)이 손상되지 않아 안정적으로 제조공정을 수행하는 것이 가능하다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치(100)의 일부 모습을 개략적으로 나타내는 일부 정면도이다.
도 1 및 도 6과 함께 도 7을 참조하면, 상기 파지부(132)는, 2 이상의 클램프(134), 상기 클램프(134)가 장착되는 2 이상의 장착대(135), 및 상기 장착대(135)가 상부에 탑재되는 베이스 플레이트(136)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 2 이상의 클램프(134)는 상기 고정 부재(133)가 탑재되고 서로 마주보도록 배치된 구성일 수 있다. 또한, 상기 2 이상의 클램프(134) 사이에는 배터리 모듈(230)이 위치될 수 있다. 상기 2 이상의 클램프(134) 각각에는 복수의 고정 부재(133)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 고정 부재(133)는 일 방향으로 길게 연장된 원형 바 형상을 가질 수 있다.
예를 들면, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 2 이상의 클램프(134) 각각에는 4개의 고정 부재(133)가 클램프(134) 본체에 상기 배터리 모듈(230)이 위치한 내측 방향으로 관통 삽입되어 고정된 상태로 구비될 수 있다.
그리고, 상기 고정 부재(133)는 상기 배터리 모듈(230)에 구비된 관통홈(도 1, 210h)에 삽입되도록 구성될 수 있다. 상기 관통홈(210h)은 상기 배터리 모듈(230)의 모듈 케이스(210)의 외벽(210c)에 복수의 이차전지가 위치한 내측 방향으로 내입된 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 6의 D 방향으로 바라볼 경우, 상기 모듈 케이스(210)의 좌측 외벽(210c)에는 4개의 관통홈(210h)이 구비될 수 있고, 상기 모듈 케이스(210)의 우측 외벽(210c)에도 4개의 관통홈(210h)이 구비될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 기재된 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어는 관측자의 위치나 대상의 놓여진 형태에 따라 달라질 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, D 방향으로 바라볼 때를 기준으로 하여, 전, 후, 좌, 우, 상, 하 등의 방향을 구분하여 나타내도록 한다.
또한, 상기 2 이상의 장착대(135) 각각에는 상기 배터리 모듈(230)이 위치하는 방향(내측 방향)의 일측에 상기 클램프(134)가 결합 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 장착대(135)는 상기 클램프(134) 본체와 볼트 결합된 구조일 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제조장치(100)는 각각에 클램프(134)가 결합되어 있는 2개의 장착대(135)가 구비될 수 있다.
더욱이, 상기 2 이상의 장착대(135)는 그것에 장착된 상기 2 이상의 클램프(134)가 서로 가까워지도록 이동되거나, 또는 반대로 서로 멀어지도록 구성될 수 있다. 상기 2 이상의 장착대(135)는 상기 베이스 플레이트(136) 상에서 양 방향으로 이동될 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 베이스 플레이트(136)에는 상기 장착대(135)의 이동을 가이드 하는 이동바(136b)가 구비될 수 있다. 상기 이동바(136b)는 상기 2 이상의 클램프(134)가 서로 가까워지거나, 멀어지는 방향으로 상기 장착대(135)가 이동 가능하도록 길게 연장된 형태일 수 있다. 상기 장착대(135)의 하부에는 상기 이동바(136b)를 타고 양 방향으로 슬라이드 이동될 수 있도록 내입된 구조의 슬라이드부(135s)가 구비될 수 있다. 상기 슬라이드부(135s)는 상기 이동바(136b)의 상부가 내측에 삽입될 수 있도록 상기 이동바(136b)의 일부위와 대응되는 형태로 내입된 구조를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 탈착 기구(130)의 파지부(132)는, 상기 배터리 모듈(230)에 결합과 분리가 가능하도록 2 이상의 클램프(134), 2 이상의 장착대(135), 및 베이스 플레이트(136)를 구비함으로써, 상기 파지부(132)가 상기 배터리 모듈(230)을 견고히 고정시킬 수 있는 이점이 있다. 그리고, 상기 탈착 기구(130)는 상기 파지부(132)를 상기 이동바(136b)에 의해 슬라이드 이동시킬 수 있어, 손쉽고 안정적으로 상기 배터리 모듈(230)을 분리시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리 팩 제조장치(100)는 조작이 간단하고 안정적으로 조립 공정을 수행할 수 있어, 배터리 팩(200)의 불량률을 최소화할 수 있다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치(100)를 사용하여 배터리 팩(200)을 제조하는 또 다른 하나의 모습을 나타내는 사시도이다.
다시 도 6 및 도 7과 함께, 도 8을 참조하면, 상기 조작부(138)는, 상기 장착대(135)가 상기 배터리 모듈(230)이 위치한 방향으로 이동되거나, 상기 장착대(135)가 상기 배터리 모듈(230)과 멀어지도록 이동되는 것을 조종하도록 구성된 레버(139)가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 조작부(138)는, 상기 연결대(139t)는 일단부가 상기 장착대(135)의 하부와 연결되고 타단부가 상기 레버(139)와 연결될 수 있다. 상기 연결대(139t)는 상기 레버(139) 조작에 따라 상기 장착대(135)에 이동힘을 전달하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 연결대(139t)는 상기 레버(139)와 힌지 결합(G1)된 구성일 수 있다. D 방향으로 바라 볼 경우, 상기 레버(139)의 회전 이동에 따라, 상기 힌지 결합된 연결대(139t)는 좌 방향 또는 우방향으로 이동될 수 있다. 예를 들면, 상기 2개의 연결대(139t)가 상기 레버(139)와 힌지 결합(G1)될 수 있다. 상기 연결대(139t)는 일단부가 상기 장착대(135)와 연결되고 타단부가 상기 레버(139)와 연결될 수 있다. 상기 레버(139)를 좌측으로 회전 이동시킬 경우, 상기 2개의 연결대(139t)는 서로 가까워지는 방향으로 이동될 수 있고, 반대로, 상기 레버(139)를 우측으로 회전 이동시킬 경우, 2개의 연결대(139t)가 서로 멀어지도록 이동될 수 있다.
예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 레버(139)를 조작하여, 상기 클램프(134)에 상기 배터리 모듈(230)이 결합될 수 있도록 상기 2개의 장착대(135)가 상기 배터리 모듈(230)이 위치한 방향(내측 방향)으로 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 레버(139)는 좌측으로 회전 이동될 수 있다. 상기 클램프(134)의 고정 부재(133)는 상기 모듈 케이스(210)의 관통홈(210h)에 삽입될 수 있다.
반대로, 도 8에서 도시된 바와 같이, 상기 레버(139)를 조작하여, 상기 클램프(134)로부터 상기 배터리 모듈(230)이 분리될 수 있도록, 상기 2개의 장착대(135)가 상기 배터리 모듈(230)과 멀어지는 방향(외측 방향)으로 이동될 수 있다. 이때, 상기 레버(139)는 우측으로 회전 이동될 수 있다. 더불어, 상기 클램프(134)의 고정 부재(133)는 상기 모듈 케이스(210)의 관통홈(210h)으로부터 분리될 수 있다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치(100)를 사용하여 배터리 팩(200)을 제조하는 또 다른 하나의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 8과 함께 도 9를 참조하면, 상기 승강 기구(110)는, 상기 배터리 모듈(230)이 상기 탈착 기구(130)로부터 분리된 경우, 상기 팩 하우징(250) 내부에 상기 배터리 모듈(230)이 삽입될 수 있도록 상기 팩 하우징(250)을 상부 방향으로 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 승강 기구(110)의 프레임(112)의 관통부(도 4, 112P) 내측에 상기 모듈 받침대(120)가 위치될 수 있다. 예를 들면, 상기 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 레버(139)를 우측 방향으로 회전 이동시켜, 상기 2개의 클램프(134)를 상기 배터리 모듈(230)과 멀어지도록 이동 시킬 수 있다. 이때, 상기 승강 기구(110)는, 상기 프레임(112)의 관통부(112P) 내측에 상기 모듈 받침대(120)가 위치되도록 상기 프레임(112)을 상부 방향으로 이동시킬 수 있다. 그리고, 상기 중간 케이스(254)의 내면에 구비된 체결홈(도 1, 254h)과 상기 모듈 케이스(210)의 체결구(210d)가 서로 연통될 수 있도록 위치될 수 있다. 상기 제조장치(100)는 상기 모듈 케이스(210)의 체결구(도 1, 210d)와 상기 중간 케이스(254)의 체결홈(254h)이 서로 볼트(150) 체결될 수 있도록 별도의 볼팅기(전동 드라이버, 도시하지 않음)를 구비할 수 있다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치(100)를 사용하여 배터리 팩(200)을 제조하는 또 다른 하나의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 3 및 도 9와 함께, 도 10을 참조하면, 상기 팩 하우징(250)에는 상기 클램프(134)의 고정 부재(133)가 관통 삽입되도록 구성된 개구(250h)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 팩 하우징(250)의 좌측 외벽(210c)에는 상기 고정 부재(133)가 관통 삽입될 수 있는 4개의 개구(250h)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 팩 하우징(250)의 우측 외벽(210c)에는 상기 고정 부재(133)가 관통 삽입될 수 있는 4개의 개구(250h)가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 조작부(도 6, 138)의 레버(139)에 의해, 상기 장착대(135)는, 상기 배터리 모듈(230)의 양측에 위치된 2개의 클램프(134) 각각에 구비된 고정 부재(133)가 상기 팩 하우징(250)의 개구(250h)에 관통 삽입되도록 다시 상기 배터리 모듈(230)이 위치한 방향(내측 방향)으로 이동될 수 있다. 이때, 상기 고정 부재(133)는 상기 개구(250h)를 관통 삽입되는 것과 동시에 상기 모듈 케이스(210)의 관통홈(210h)에도 삽입 고정될 수 있다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제조장치(100)를 사용하여 배터리 팩(200)을 제조하는 또 다른 하나의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 10과 함께, 도 11을 참조하면, 상기 배터리 팩 제조장치(100)는 상기 탈착 기구(130)가 상기 배터리 모듈(230)을 고정한 상태로 이동 가능하도록 구성된 이송 기구(140)를 더 포함할 수 있다. 상기 이송 기구(140)는, 이송 트레이(142) 및 상기 이송 트레이(142)를 이송시키는 컨베이어(144)를 구비할 수 있다. 상기 이송 트레이(142)는 상기 탈착 기구(130)를 상부에 탑재하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 이송 트레이(142)에는 상기 팩 하우징(250)이 관통 이동이 가능하도록 개구된 개방부(142h)가 형성될 수 있다. 상기 탈착 기구(130)는 상기 이송 트레이(142)의 개구된 개방부(142h) 주변부에 위치될 수 있다. 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 이송 기구(140)는 4각 프레임 형태의 이송 트레이(142)가 구비될 수 있다. 상기 이송 트레이(142)에는 상기 팩 하우징(250)이 관통 이동될 수 있도록 개구된 개방부(142h)가 중앙에 형성될 수 있다. 또한, 상기 탈착 기구(130)는 상기 이송 트레이(142)의 개구된 개방부(142h) 주변부에 탑재될 수 있다.
또한, 상기 컨베이어(144)는 상기 이송 트레이(142)를 상기 배터리 모듈(230)이 상기 모듈 받침대(120) 상에 위치하도록 공급하도록 구성될 수 있다. 반대로, 상기 컨베이어(144)는 상기 이송 트레이(142)를 외부로 배출되도록 구성될 수 있다.
더욱이, 상기 컨베이어(144)는 벨트 컨베이어 또는 체인 컨베이어일 수 있다. 예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 이송 기구(140)는 상기 이송 트레이(142)를 상기 배터리 모듈(230)이 상기 모듈 받침대(120) 상에 공급되도록 구성된 체인 컨베이어(144)를 구비할 수 있다.
그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 체인 컨베이어(144)의 체인(144c)은 상기 이송 트레이(142)의 좌우 양단의 하면과 접하도록 구성될 수 있다. 상기 체인(144c)의 이동에 따라, 상기 이송 트레이(142)가 이동되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 컨베이어(144)는 상기 팩 하우징(250) 및 상기 배터리 모듈(230)과 결합된 상기 탈착 기구(130)가 탑재된 상기 이송 트레이(142)를 외부로 배출되도록 이송 시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 이송 기구(140)는, 상기 탈착 기구(130)를 탑재한 이송 트레이(142)를 공급하거나, 상기 이송 트레이(142)가 배출되도록 구성된 컨베이어(144)를 구비함으로써, 상기 배터리 모듈(230) 또는 상기 팩 하우징(250)과 상기 배터리 모듈(230)이 안정적으로 이송될 수 있다. 더욱이, 상기 이송 트레이(142)에는 상기 팩 하우징(250)이 관통 이동이 가능한 크기의 개구된 개방부(142h)가 형성되어 있어, 단순히, 상기 이송 트레이(142)가 상기 배터리 모듈(230)을 상기 모듈 받침대(120) 상에 위치되도록 이송시키는 것만으로도 팩 하우징(250) 결합 공정을 시작할 수 있다. 이에 따라, 제조 공정을 단순화할 수 있어, 제조 효율을 크게 높일 수 있는 이점이 있다.
한편, 다시 도 2, 도 5 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 팩 하우징(250) 및 배터리 모듈(230)을 구비한 배터리 팩(200)을 제조하는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(200) 제조방법은, 준비 단계, 공급 단계, 탑재 단계, 분리 단계, 승간 단계, 체결 단계, 장착 단계, 및 배출 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 준비 단계에서는, 도 2에서처럼, 상기 팩 하우징(250)을 상기 승강 기구(110)에 구비된 프레임(112) 상에 탑재 시킬 수 있다. 이때, 상기 팩 하우징(250)의 하단부는 상기 프레임(112)에 결합된 고정부(112f)에 의해 임시 고정될 수 있다. 도 4에서처럼, 상기 오 삽입 감지부(112S)가 상기 팩 하우징(250)이 정 위치된 여부를 판별할 수 있다. 그리고, 도 5에서처럼, 상기 승강 기구(110)는 상기 팩 하우징(250) 내부에 상기 모듈 받침대(120)가 삽입되도록 상기 프레임(112)을 하강 시킬 수 있다.
더욱이, 상기 공급 단계에서는, 상기 컨베이어(144)에 의해, 상기 배터리 모듈(230)이 상기 모듈 받침대(120) 상에 위치하도록 이송 트레이(142)를 공급 이송시킬 수 있다. 이때, 상기 이송 트레이(142) 상부에는 탈착 기구(130)가 탑재되어 있을 수 있다. 그리고, 상기 탈착 기구(130)는, 고정 부재(133)를 통해, 상기 배터리 모듈(230)이 결합과 분리가 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 탈착 기구(130)는 상기 배터리 모듈(230)이 상기 고정 부재(133)에 의해 결합될 수 있다.
나아가, 상기 탑재 단계에는, 도 7에서와 같이, 상기 배터리 모듈(230)을 상기 모듈 받침대(120) 상에 탑재되도록 상기 모듈 받침대(120)가 상승 이동될 수 있다. 이때, 상기 모듈 받침대(120)는 상기 작동기에 의해 상부 방향으로 이동될 수 있다.
또한, 상기 분리 단계에서는, 상기 이송 트레이(142)에 탑재된 상기 배터리 모듈(230)을 상기 탈착 기구(130)로부터 분리시킬 수 있다. 이때, 상기 탈착 기구(130)는, 상기 조작부(138)에 의해, 상기 파지부(132)가 상기 배터리 모듈(230)로부터 분리될 수 있다. 상기 분리 단계는, 상기 배터리 모듈(230)이 상기 모듈 받침대(120) 상에 탑재된 상태일 수 있다. 도 8에서처럼, 상기 레버(139)의 조작을 통해, 상기 2개의 장착대(135)가 서로 멀어지도록 이동될 수 있다. 이로 인해, 상기 고정 부재(133)가 상기 모듈 케이스(210)의 관통홈(210h)으로부터 분리될 수 있다.
더욱이, 상기 승강 단계에서는 상기 배터리 모듈(230)이 상기 팩 하우징(250)의 내부 공간에 삽입되도록 승강 기구(110)가 상기 팩 하우징(250)을 이동시킬 수 있다. 도 9에서처럼, 상기 승강 기구(110)는 상기 프레임(112)의 관통부(112P) 내부에 상기 모듈 받침대(120)가 위치할 수 있도록 상기 프레임(112)을 상승 이동시킬 수 있다.
그리고, 상기 체결 단계에는, 상기 배터리 모듈(230)이 상기 팩 하우징(250) 내부에 삽입된 상태에서, 상기 배터리 모듈(230)과 상기 팩 하우징(250)을 서로 체결 시킬 수 있다. 도 9에서처럼, 상기 팩 하우징(250)의 중간 케이스(254)의 내면에 구비된 체결홈(도 1, 254h)과 상기 모듈 케이스(210)의 체결구(도 1, 210d)가 서로 연통되어 위치된 상태에서, 상기 모듈 케이스(210)의 체결구(210d)와 상기 중간 케이스(254)의 체결홈(254h)이 4개의 볼트(150)를 사용해 서로 볼트(150) 체결될 수 있다.
나아가, 상기 장착 단계에서는 상기 팩 하우징(250)이 체결된 상기 배터리 모듈(230)을 상기 탈착 기구(130)에 다시 장착 시킬 수 있다. 예를 들면, 도 10에서처럼, 상기 조작부(138)에 의해, 상기 장착대(135)는, 상기 배터리 모듈(230)의 양측에 위치된 2개의 클램프(134) 각각에 구비된 고정 부재(133)가 상기 팩 하우징(250)의 개구(도 3, 250h)에 관통 삽입되도록 다시 상기 배터리 모듈(230)이 위치한 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 상기 고정 부재(133)는 상기 개구(250h)를 관통 삽입되는 것과 동시에 상기 모듈 케이스(210)의 관통홈(도 1, 210h)에도 삽입 고정될 수 있다.
또한, 상기 배출 단계에서는 상기 팩 하우징(250)이 체결된 배터리 모듈(230)이 장착된 탈착 기구(130)가 탑재된 상기 이송 트레이(142)를 다음 공정으로 이송 시킬 수 있다. 예를 들면, 도 11에서처럼, 상기 체인 컨베이어(144)는 상기 팩 하우징(250) 및 상기 배터리 모듈(230)이 탑재된 상기 이송 트레이(142)를 외부로 배출되도록 이송 시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예 따른 배터리 팩(200)은 상기 배터리 팩 제조장치(100)를 사용하여 제조된다. 그리고, 상기 배터리 팩(200)은, 상기 복수의 이차 전지의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치(미도시), 예컨대 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.
한편, 본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 배터리 팩 제조장치 110: 승강 기구
112: 프레임 114: 이동부
120: 모듈 받침대 112P: 관통부
112S: 오 삽입 감지부 130: 탈착 기구
132: 파지부 138: 조작부
133: 고정 부재 134: 클램프
135: 장착대 136: 베이스 플레이트
136b: 이동바 135s: 슬라이드부
139: 레버 139t: 연결대
140: 이송 기구 142: 이송 트레이
144: 컨베이어
200: 배터리 팩 230: 배터리 모듈
210: 모듈 케이스
210c: 외벽 250: 팩 하우징
254: 중간 케이스

Claims (10)

  1. 팩 하우징 및 배터리 모듈을 구비한 배터리 팩을 제조하는 장치로서,
    상기 팩 하우징을 장착하도록 구성된 프레임, 및 상기 배터리 모듈이 상기 팩 하우징의 내부 공간에 삽입되도록 상기 프레임을 이동시키는 이동부를 구비한 승강 기구;
    상기 배터리 모듈을 지지하도록 구성된 모듈 받침대;
    상기 배터리 모듈이 탈착 가능하도록 구성된 탈착 기구; 및
    상기 탈착 기구가 상기 배터리 모듈을 고정한 상태로 이동 가능하도록 구성된 이송 기구를 포함하고,
    상기 프레임은 상기 모듈 받침대가 관통 가능하도록 일부분이 개구된 관통부가 구비된 것이며,
    상기 탈착 기구는, 상기 배터리 모듈에 결합과 분리가 가능하도록 구성된 고정 부재가 구비된 파지부; 및
    상기 파지부의 위치를 제어하여 상기 고정 부재가 상기 배터리 모듈에 결합되거나 분리되는 것을 조종하는 조작부를 구비하고,
    상기 이송 기구는, 상기 탈착 기구를 상부에 탑재하고, 상기 팩 하우징이 관통 이동이 가능하도록 개구가 형성된 이송 트레이; 및
    상기 이송 트레이를 상기 배터리 모듈이 상기 모듈 받침대 상에 위치하도록 공급하거나, 또는 상기 이송 트레이를 외부로 배출되도록 구성된 컨베이어를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제조장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프레임에는 상기 팩 하우징이 정 위치에 삽입된 여부를 감지하는 오 삽입 감지부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제조장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 파지부는,
    상기 고정 부재가 탑재되고 서로 마주보도록 배치된 적어도 2 이상의 클램프;
    상기 클램프가 장착되고, 상기 2 이상의 클램프가 서로 가까워지도록 이동하거나, 또는 반대로 서로 멀어지도록 구성된 2 이상의 장착대; 및
    상기 장착대가 상부에 탑재되고, 상기 장착대의 이동을 가이드 하는 이동바가 구비된 베이스 플레이트
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 조작부는,
    상기 장착대가 상기 배터리 모듈이 위치한 방향으로 이동되거나, 상기 장착대가 상기 배터리 모듈과 멀어지도록 이동되는 것을 조종하도록 구성된 레버; 및
    일단부가 상기 장착대와 연결되고 타단부가 상기 레버와 연결되며, 상기 레버 조작에 따라 상기 장착대에 이동힘을 전달하도록 구성된 연결대를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제조장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항 기재의 배터리 팩 제조장치를 이용하여 팩 하우징 및 배터리 모듈을 구비한 배터리 팩을 제조하는 방법으로서,
    상기 팩 하우징을 승강 기구의 프레임에 탑재하는 준비 단계;
    상기 배터리 모듈이 모듈 받침대 상에 위치하도록 이송 트레이를 공급 이송하는 공급 단계;
    상기 배터리 모듈을 상기 모듈 받침대 상에 탑재 시키는 탑재 단계;
    상기 이송 트레이에 탑재된 상기 배터리 모듈을 탈착 기구로부터 분리시키는 분리 단계;
    상기 배터리 모듈이 상기 팩 하우징의 내부 공간에 삽입되도록 승강 기구가 상기 팩 하우징을 이동시키는 승강 단계;
    상기 배터리 모듈과 상기 팩 하우징을 서로 체결하는 체결 단계;
    상기 팩 하우징이 체결된 상기 배터리 모듈을 탈착 기구에 장착하는 장착 단계; 및
    상기 팩 하우징이 체결된 배터리 모듈이 장착된 탈착 기구가 탑재된 상기 이송 트레이를 다음 공정으로 이송 시키는 배출 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제조방법.
  10. 삭제
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