KR20070108759A - 무선통신 인식 칩을 이용한 전지 생산용 물류 관리 시스템및 무선통신 인식 칩을 가지는 이차 전지 - Google Patents

무선통신 인식 칩을 이용한 전지 생산용 물류 관리 시스템및 무선통신 인식 칩을 가지는 이차 전지 Download PDF

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KR20070108759A KR1020060041174A KR20060041174A KR20070108759A KR 20070108759 A KR20070108759 A KR 20070108759A KR 1020060041174 A KR1020060041174 A KR 1020060041174A KR 20060041174 A KR20060041174 A KR 20060041174A KR 20070108759 A KR20070108759 A KR 20070108759A
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Abstract

이차 전지의 부품들 가운데 적어도 하나인 관리 대상물에 부착되며 내장 안테나와 무선통신 인식용 집적회로 칩을 가지는 태그, 태그와 교신을 하여 태그로부터 관리 대상물에 대한 정보를 수집하는, 이차 전지 생산을 위한 복수의 공정 장소에 설치되는 리더와, 리더의 정보를 받아 관리 대상물의 물류 상황을 파악할 수 있도록 이루어지는 호스트 처리장치를 구비하여 이루어지는 무선통신 인식 칩을 이용한 전지 생산용 물류 관리 시스템 및 이에 사용되는 무선인식 칩을 가지는 이차전지가 개시된다.
본 발명에 따르면 바코드에 비해 보다 간편하고 용이하게 생산 혹은 공정 관리도 할 수 있고, 전지의 특성상 일정 단계 이후에서 태그가 능동형으로 작용할 수 있도록 하고, 다른 제품의 능동형 태그와 달리 능동형 태그가 전지의 수명만큼 유지되어 전지의 문제 발생시의 이상 원인 추적 등 사후적 관리에 이용될 수도 있다.

Description

무선통신 인식 칩을 이용한 전지 생산용 물류 관리 시스템 및 무선통신 인식 칩을 가지는 이차 전지{System for managing physical distribution for producing battery using radio frequency identification chip and rechargeable battery having the radio frequency identification chip}
도1은 캔(11)에 무선통신 인식 칩이 포함된 태그(30)가 부착된 상태를 나타내는 도면이며,
도2는 베어셀에 결합되는 회로 기판(100)에 태그(130)가 부착된 상태를 나타내는 도면이며,
도3은 태그가 부착된 본 발명의 이차전지가 본 발명의 시스템에서 작용하는 개략적인 작용, 구성을 나타내는 개념도이며,
도4는 캔과 보호회로 기판에 각각 태그가 설치되는 경우에서 각 공정 진행 형태를 나타내는 본 발명 시스템의 한 실시예에 대한 개념적 구성도이고,
도5는 본 발명의 다른 실시예를 이루는 시스템에 대한 개념적 구성을 나타내는 구성도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11: 캔 30,130,230,231,241: 태그
100: 회로 기판 220: 리더
225: 안테나 210: 호스트 처리장치
213: 데이터 베이스 215: 케이블
본 발명은 전지 생산 방법 및 그 방법에 의해 생산되는 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선통신 인식(RFID:radio frequency identification) 칩을 이용한 전지 생산용 물류 관리 시스템 및 그 시스템에 이용되는 태그의 무선통신 인식 칩을 가지는 이차 전지에 관한 것이다.
전지의 생산에 있어서도 매우 많은 종류의 다양한 부품이 사용되고 있다. 이들 부품을 생산 라인에 반입하고 이동시키고, 서로 결합시켜 전지 완제품을 만드는 과정도 많은 관점에서 첵크가 되는 것이 필요하고, 그 관리에도 많은 노력이 투입된다.
종래의 전지 생산 과정에서 자재를 투입시키는 경우나 생산 수량이나 출하 수량을 관리하는 경우, 통상의 첵크 시트(check sheet)를 이용하여 수작업을 하거나, 대상물의 외관 특징을 이용한 전용센서를 통해 자재 관리가 이루어지는 경우가 많다.
그리고, 공정관리와 관련된 데이타를 얻는 방법을 보면, 가공 대상물에 바코드를 부착하여 데이타를 수집하고 관리하는 방법이 많이 사용된다. 그러나, 바코드 를 이용한 데이타 수집 관리는 일단 해당 물품에 바코드를 부착하여야 할 뿐만 아니라 부착된 바코드를 인식하기 위해 바코드 리더로 바코드를 스캔하여야 한다. 그리고, 해당 단계에서의 해당 대상물이 외관으로 나타나는 경우에만 사용될 수 있고, 대상물에 부착된 바코드가 다른 불투명 재료로 감싸지는 경우에는 이용할 수 없다.
따라서, 모든 대상물에 대해 바코드를 통한 관리를 하기는 어렵고, 특히 생산 단계 전반에 걸쳐 하나의 대상물을 지속적으로 관리하기도 쉽지 않았다. 결국, 바코드를 통한 개별 관리는 중요한 부품에 대해 중요한 공정만을 별도로 관리하는 형태로 사용되고 있다.
따라서, 생산 효율을 높이기 위한 생산 공정 관리와, 부품의 수급 상황 및 제품 생산, 출하 수량을 종합적으로 관리할 수 있는 시스템이 요청되고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 관리 시스템에서의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 무선통신 인식 칩을 가지는 태그의 부착이라는 간단한 작업을 통해 개개의 부품에 대한 전체 과정을 포괄하는 관리가 가능하고, 공정 품질 관리에도 사용될 수 있는 물류 관리 시스템 및 그 시스템을 이용하여 생산될 수 있도록 무선통신 인식 칩을 가지는 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전지 생산용 물류 관리 시스템은,
관리 대상물에 부착되며 내장 안테나와 집적회로 칩을 가지는 태그 혹은 트랜스폰더와, 태그와 교신을 하는 리더와, 리더의 정보를 받아 종합적인 관리를 하는 호스트 처리장치를 구비하여 이루어진다.
리더 자체에 태그와의 교신을 위한 안테나가 형성되거나, 리더와 정보를 나눌 수 있지만 별도의 몸체를 가진 안테나가 형성될 수 있다.
본 발명에서 태그도 부착에 적정한 크기를 가져야 하며, 관리 대상물은, 매우 작고 형태가 제한된 미소 부품보다는 보호회로 모듈이나 베어셀의 케이스 등 적정 크기를 가진 것이 바람직하다. 케이스는 파우치 베어셀의 파우치나 캔형 전지의 각형 캔이나 원통형 캔을 지칭할 수 있다.
본 발명에서 태그는 해당 부품, 즉, 관리 대상물을 입고하는 시점에서 이미 부착되어 관리에 이용되는 것이 좋으나, 입고 후 임의의 요구되는 시점에서 부착되고 이후 단계에서 물류 및 공정 관리에 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에서 태그는 해당 부품이나 전지 완성품에 부착될 수도 있으나, 개별 부품보다는 부품을 옮기는 카트나 부품을 적재하는 파렛트 등에 부착될 수도 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에서 무선통신 인식 칩을 가지는 이차전지는 적어도 하나의 무선통신 인식 칩을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 이차전지에 구비되는 무선통신 인식 칩 가운데 적어도 하나는 자체의 전원을 가지는 것으로, 자체의 전원으로는 이차전지 자체가 사용되는 것이 될 수 있다.
본 발명의 이차전지에 구비되는 무선통신 인식 칩 가운데 적어도 하나는 베어셀이 전원으로 연결될 때에는 능동형으로 감지되고, 베어 셀이 자체전원을 가지지 않는 상태에서는 수동형으로 감지되는 복합형 무선통신 인식 칩일 수 있다.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도1은 캔(11)에 무선통신 인식 칩이 포함된 태그(30)가 부착된 상태를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이 태그(30)는 주 평면보다는 좁은 상하부나 측벽면에 부착되면 완성된 전지의 두께를 줄일 수 있다. 태그(30)는 점착제가 도포되는 테이프(20) 내측면의 중앙에 위치하여 캔(11)에 통상의 바코드와 유사한 형태로 부착되고, 부착된 상태에서는 테이프(20)로 감싸지는 상태가 될 수 있다. 테이프(20)에는 전해액이나 기타 화학물질과 닿을 가능성이 있으므로 테이프(20)는 태그(30)가 손상되지 않는 내화학성과 기계적 강도를 가지는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
도2는 베어셀에 결합되는 회로 기판(100)에 태그(130)가 부착된 상태를 나타내는 도면이다. 태그(130)는 보호회로 기판을 형성하는 단계에서 기판상에 다른 소자(120)와 함께 설치될 수 있다. 태그는 통상 전원을 포함하는 능동형과 전원을 포함하지 않고 외부의 안테나에서 받은 전파를 감지하여 신호를 형성하는 수동형으로 나눌 수 있으며, 각각의 형태가 사용될 수 있다. 한편, 이차 전지의 경우, 이차 전지라는 상품이 일종의 전원이라는 특징을 이용하여 태그(130)를 능동형 혹은 복합형으로 구성할 수 있다.
즉, 회로 기판(100)은 베어셀과 전기적으로 결합하게 되며, 회로기판(100)에 태그(130)가 회로적으로 결합되어 있다면 베어셀로부터 전력을 공급받을 수 있다. 따라서, 베어셀이 충전되는 시점부터는 태그(130)는 능동형으로 작용할 수 있고, 그 이전 단계에서는 태그(130)는 단순히 수동형으로 작용하거나, 작용하지 않는 형태가 될 수 있다.
도3은 태그가 부착된 본 발명의 이차전지가 본 발명의 시스템에서 작용하는 개략적인 작용, 구성을 나타내는 개념도이며, 도4는 캔과 보호회로 기판에 각각 태그가 설치되는 경우에서 각 공정 진행 형태를 나타내는 본 발명 시스템의 한 실시예에 대한 개념적 구성도이다.
도3 및 도4를 참조하면, 태그(230)가 부착된 캔(11)에 대해서는 입고(A), 전극조립체 삽입 결합(B), 캡 어셈블리 용접 결합(C), 전해액 주입(D), 전해액 주입구 마감(E), 초기 충전 방전(F) 등의 공정이 별도로 이루어지고, 이 단계에서는 각각의 공정 라인마다 리더(220)가 설치된다. 캔(11)의 흐름에 따라 캔에 부착된 수동형 태그(230)가 리더(220)에 딸린 안테나(225)에서 송신하는 무선 신호를 받아 변환된 신호를 발송하고, 변환된 신호는 다시 안테나(225)를 통해 리더(220)에 읽혀진다. 리더(220)는 읽혀진 신호를 해독하여 신호 케이블(215)을 통해 호스트 처리장치(210)로 보내고, 호스트 처리장치(210)에서는 리더(220)로부터 받은 정보를 데이터 베이스(213)에 기록하게 된다.
한편, 회로 기판(100)에는 능동형 태그(231)가 전원이 없는 상태로 일단 기판상에 다른 소자들과 함께 설치된다. 코어팩 전지 조립 과정(G)을 통해 능동형 태 그(231)의 단자는 회로 기판(100)의, 베어셀과 연결되는 두 전기 단자와 연결된다. 따라서, 보호회로 기판의 입고 단계에서는 태그(231)는 기능하지 않으나, 보호회로 기판과 베어셀이 결합하는 단계에서는 태그(231')는 베어셀로부터 전력을 공급받아 완전한 능동형 태그(231')로 작용하게 된다.
따라서, 보호회로 기판과 베어셀을 결합하여 코어 팩을 형성하는 공정의 라인 후단부터 보호회로 기판의 태그를 감지할 수 있는 리더를 설치할 경우, 보호회로 기판의 태그(231')를 감지함과 동시에 베어셀에 부착된 태그(230)를 감지하여 두 개의 태그를 결합하여 연관시키고, 이후의 공정이나 전지 이동 경로 상에는 베어셀의 캔에 부착된 태그(230)를 감지하지 않아도 보호회로 기판의 태그(231')만을 감지하여 특정 베어셀 혹은 특정 캔이 현재 공정상의 어느 단계에 있는가, 또는 출하되었는가를 알 수 있도록 할 수 있다.
만약, 코어 팩을 형성한 이후에 초기 충방전을 할 경우에는 초기 충전 이후에 베어셀과 보호회로 기판에 형성된 태그를 각각 감지하여 연관시키고 이후 단계부터 보호회로 기판의 능동형 태그만을 감지하는 방법을 사용할 수 있다.
통상, 수동형 태그의 경우, 감지 범위가 좁은 범위가 되므로 공정 중의 전지 혹은 부품이 통과하는 라인에 가까운 위치에 안테나 및 리더를 설치하고, 보호회로 기판에 설치된 능동형 태그가 작동을 시작한 이후에는 공정 라인과 비교적 떨어진 장소에 안테나 및 리더를 설치하여 능동형 태그의 전지의 공정 상의 이동을 파악할 수 있게 된다. 가령 출하하는 경우에는 창고(H)의 출구나 정문(I)에 리더를 설치할 경우, 파렛트나 트럭에 다수 개가 적재된 상태의 다수의 이차 전지에 대해 한꺼번 에 출하기록을 남길 수 있다.
이렇게 대량으로 이동하는 가운데 정보를 명확하게 얻기 위해서 태그와 리더의 송수신에 주파수가 높은 전파를 사용할 수 있고, 대량의 태그 데이터를 처리하기 위해 호스트 처리장치가 에이전트 기반의 분산 계층 구조를 이룰 수 있다.
도5는 본 발명의 다른 실시예를 이루는 시스템에 대한 개념적 구성을 나타내는 구성도이다.
여기서 도4의 실시예와 차이가 나는 점은 보호회로 기판에 사용되는 태그가 능동형 및 수동형 모두로 작용될 수 있는 복합형이라는 것이다.
도4의 실시예에서와 같이 캔에 대해서는 입고(A), 전극조립체 삽입 결합(B), 캡 어셈블리 용접 결합(C), 전해액 주입(D), 전해액 주입구 마감(E) 등의 공정이 별도로 이루어지고, 이 단계에서는 각각의 공정 라인 근방에 안테나 및 리더가 설치된다. 캔(11)의 흐름에 따라 캔에 부착된 수동형 태그(230)의 각인된 신호가 리더(220)에 의해 읽혀진다. 리더(220)는 읽혀진 신호를 해독하여 케이블(215)로 호스트 처리장치(210)로 보내고, 호스트 처리장치(210)에서는 리더로부터 받은 정보를 데이터 베이스(213)에 기록하게 된다.
한편, 보호회로 기판에는 능동 수동 복합형 태그(241)가 전원이 없는 상태로 일단 기판상에 다른 소자들과 함께 설치된다. 태그(241)의 단자는 회로기판(100)의 베어셀과의 두 전기 단자와 연결되어 있다. 따라서, 보호회로 기판의 입고 단계에서는 태그(241)는 수동형으로 기능하게 된다. 그리고, 보호회로 기판과 베어셀이 결합하는 단계에서는 태그는 베어셀로부터 전력을 공급받아 능동형 태그(241')로 작용할 수 있게 된다.
화성 공정이 코어 팩 단계에서 이루어지는 경우를 가정하면, 베어셀과 보호회로 기판의 결합 초기에는 베어셀이 충전된 상태가 아니므로 캔에 부착된 태그와 보호회로 기판에 부착된 태그가 모두 수동형으로 작용하게 된다. 이때, 보호회로 기판과 베어셀을 결합하여 코어 팩을 형성하는 공정의 라인 후단부터 보호회로 기판 및 캔의 태그를 감지할 수 있는 리더를 설치할 경우, 보호회로 기판의 태그를 감지함과 동시에 베어셀에 부착된 태그를 감지하여 두 개의 태그를 결합하여 연관시킨다. 이후의 공정에서 초기 충전 공정 전까지는 코어 팩의 두 태그 가운데 보호회로 기판에 장착된 태그만을 수동형으로 감지한다.
그리고, 초기 충전 공정부터는 보호 회로 기판에 부착된 태그는 능동형 태그로 작용하며 안테나는 능동형으로 작용하는 보호회로 기판에 부착된 태그를 감지한다. 수동형으로 작용하거나 능동형으로 작용하는 때에도 태그 내부 정보는 공유될 수 있도록 하면 수동형으로 운용되던 보호회로 기판의 태그는 능동형 상태에서도 캔에 부착된 태그와의 연관을 유지할 수 있다.
능동형으로 작용하는 때부터는 태그를 감지하기 위해 공정 라인에 인접하도록 안테나와 리더를 배치할 필요가 없다. 특히 화성 공정 단계나 완성된 전지의 창고 입고나 납품을 위한 출고 단계에서는 대량의 전지가 함께 움직이는 경우가 많으므로 전지를 능동형 태그를 통해 감지하는 것이 유리한 점이 많게 된다.
이와 같은 본 발명의 시스템을 이용하여 생산한 이차 전지는 본 발명의 일 측면에서와 같이 자체가 적어도 하나의 무선통신 인식 칩을 혹은 태그를 가지게 된 다. 이 태그는 전지의 유통 과정에서도 물류 관리를 위해 사용될 수 있다. 또한 이차 전지의 특성에 따라, 태그의 전원으로 이차 전지 자체를 이용하게 되는 경우, 태그가 능동형 태그인 경우라도 이차 전지의 사용이 이루어지는 상당한 기간 동안 기능을 할 수 있으므로 이차 전지의 사후 관리용으로도 사용될 수 있다. 가령, 사용중의 과열이 보고되는 경우, 혹은 수명이 비정상적으로 짧은 경우 등에서 소비자의 신고를 통해 문제의 원인을 발견하는 과정에서 태그가 능동형으로 생산 공정의 정보를 담고 있다면 공정의 문제점을 발견하는 데 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명과 같이 무선통신 인식 칩을 이용한 전지 생산용 물류 관리 시스템에서는 무선통신 인식 칩을 구비하는 태그를 제품이나 부품 단계에서 대상물에 부착하여 부품의 물류 관리를 할 수 있고, 해당 태그를 대상물의 인식용으로 사용하여 대상물이 경험한 공정 관련 데이타를 태그 자체에 혹은 호스트와 결합된 데이타 베이스에 태그와 연관시켜 기재할 수 있으므로 생산 혹은 공정 관리도 할 수 있게 된다.
또한, 전지의 특성상 일정 단계 이후에서 태그가 능동형으로 작용할 수 있도록 하고, 다른 제품의 능동형 태그와 달리 능동형 태그가 전지의 수명만큼 유지되어 전지의 문제 발생시의 이상 원인 추적 등 사후적 관리에 이용될 수도 있다.

Claims (11)

  1. 이차 전지의 부품들 가운데 적어도 하나인 관리 대상물에 부착되며 내장 안테나와 무선통신 인식용 집적회로 칩을 가지는 태그,
    상기 태그와 교신을 하여 상기 태그로부터 상기 관리 대상물에 대한 정보를 수집하는, 상기 이차 전지 생산을 위한 복수의 공정 장소에 설치되는 리더와,
    상기 리더의 정보를 받아 상기 관리 대상물의 물류 상황을 파악할 수 있도록 이루어지는 호스트 처리장치를 구비하여 이루어지는 무선통신 인식 칩을 이용한 전지 생산용 물류 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리더는 별도의 안테나를 가지는 것을 특징으로 하는 무선통신 인식 칩을 이용한 전지 생산용 물류 관리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 태그는 전지의 캔 및 회로 기판에 각각 부착되는 것을 특징으로 하는 무선통신 인식 칩을 이용한 전지 생산용 물류 관리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 태그는 전지의 각형 캔의 저면이나 좁은 측면에 부착되는 것을 특징으 로 하는 무선통신 인식 칩을 이용한 전지 생산용 물류 관리 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 태그는 점착제가 도포되는 테이프 내측면의 중앙에 위치하여 상기 캔에 부착된 상태에서는 테이프로 감싸지는 것을 특징으로 하는 무선통신 인식 칩을 이용한 전지 생산용 물류 관리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 태그는 전원으로 상기 이차 전지 자체를 이용하는 능동형 태그인 것을 특징으로 하는 무선통신 인식 칩을 이용한 전지 생산용 물류 관리 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 태그는 전원으로 상기 이차 전지 자체가 연결될 때에는 능동형 태그로 작용하고, 상기 이차 전지가 전원으로 연결되지 않은 상태에서는 수동형 태그로 작용하는 것을 특징으로 하는 전지 생산용 물류 관리 시스템.
  8. 두 전극과 상기 두 전극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극 조립체와 상기 전극조립체를 포괄하며 상기 두 전극을 외부로 인출하는 전기 단자를 가지는 케이스, 상기 전기 단자와 연결되며 외부 기기와 연결되는 외부 단자를 가지는 회로 기판과, 무선통신 인식 칩이 내장되는 적어도 하나의 태그가 포함되는 것 을 특징으로 하는 무선통신 인식 칩을 가지는 이차 전지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 태그는 상기 회로 기판에 설치되는 것을 특징으로 하는 무선통신 인식 칩을 가지는 이차전지.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 태그는 전원으로 상기 이차 전지 자체를 이용하는 능동형 태그인 것을 특징으로 하는 무선통신 인식 칩을 가지는 이차전지.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 태그는 전원으로 상기 이차 전지 자체가 연결될 때에는 능동형 태그로 작용하고, 상기 이차 전지가 전원으로 연결되지 않은 상태에서는 수동형 태그로 작용하는 것을 특징으로 하는 무선통신 인식 칩을 가지는 이차전지.
KR1020060041174A 2006-05-08 2006-05-08 무선통신 인식 칩을 이용한 전지 생산용 물류 관리 시스템및 무선통신 인식 칩을 가지는 이차 전지 KR20070108759A (ko)

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