特許 7517663 活性化トレイ停滞モニタリングシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】活性化トレイ停滞モニタリングシステム

(51)【国際特許分類】

   B65G 43/00 20060101AFI20240709BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20240709BHJP

   H01M 10/058 20100101ALN20240709BHJP

【ＦＩ】

B65G43/00 Z

H01M10/04 Z

H01M10/058

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2023522394

(86)(22)【出願日】2022-07-15

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-11-02

(86)【国際出願番号】 KR2022010363

(87)【国際公開番号】W WO2023003287

(87)【国際公開日】2023-01-26

【審査請求日】2023-04-13

(31)【優先権主張番号】10-2021-0094357

(32)【優先日】2021-07-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】キム、テ スン

(72)【発明者】

【氏名】オー、ヨーン ジョン

(72)【発明者】

【氏名】ジュン、ジ ヒェ

(72)【発明者】

【氏名】オー、ウーン グン

(72)【発明者】

【氏名】イェオ、サン ウク

【審査官】福島 和幸

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－０４０１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１８３７３１２（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】韓国登録特許第１０－１８８２６１１（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開２０２０－０２７０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５６５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００４４１７６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０１－２７１３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５２４６４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ ４３／００

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ １０／０５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数個の電池セルがそれぞれ収容された複数個の活性化トレイを活性化工程およびその後続工程に移送させるトレイ移送ラインと、
前記複数個の活性化トレイの間に配置され、前記活性化トレイとともに前記トレイ移送ラインに沿って移送されるマスタートレイと、
前記マスタートレイに備えられて前記マスタートレイの位置を感知し、その位置データを送信できる位置感知センサと、
前記位置感知センサから位置データを受信して前記活性化トレイの停滞区間を確認できる管制部と、を含む、活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【請求項2】

前記トレイ移送ラインは、主移送ラインと、前記主移送ラインから前記活性化工程およびその後続工程の各細部工程の遂行のために分岐される分岐移送ラインおよび前記細部工程の遂行後に前記主移送ラインに復帰する復帰移送ラインを具備する、請求項１に記載の活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【請求項3】

前記マスタートレイは前記活性化トレイと同一種類のものであって、電池セルが収容されるか収容されないトレイである、請求項１に記載の活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【請求項4】

前記位置感知センサは所定の周期または所定の移動距離ごとに前記マスタートレイの位置データを送信する、請求項１に記載の活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【請求項5】

前記管制部は前記位置データに基づいて前記活性化トレイの停滞区間の発生の有無を判定する停滞判定ユニットを含む、請求項４に記載の活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【請求項6】

前記停滞判定ユニットは、前記管制部に受信された位置データの変化および位置データの受信周期に基づいて前記マスタートレイの移動速度を算出し、前記移動速度が設定された基準移動速度値未満である場合、前記マスタートレイが含まれた前記トレイ移送ラインの一定区間を前記活性化トレイの停滞区間として判定する、請求項５に記載の活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【請求項7】

前記停滞判定ユニットは、前記管制部に受信された位置データの受信周期を測定し、前記受信周期が設定された基準周期値を超える場合、前記マスタートレイが含まれた前記トレイ移送ラインの一定区間を前記活性化トレイの停滞区間として判定する、請求項５に記載の活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【請求項8】

前記トレイ移送ライン上にまたは前記トレイ移送ラインに隣接して前記位置感知センサから位置データを受信し、前記管制部にその位置データを送信する位置データ送受信機をさらに含む、請求項２に記載の活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【請求項9】

前記位置データ送受信機は前記主移送ライン、分岐移送ラインおよび復帰移送ライン別に少なくとも１つ以上設置される、請求項８に記載の活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【請求項10】

前記位置感知センサは前記位置データを超広帯域短距離無線通信によって管制部に送信する、請求項１に記載の活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【請求項11】

前記停滞判定ユニットによって停滞区間の発生が判定された場合、警報を発生させる警報部をさらに含む、請求項５に記載の活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【請求項12】

前記警報は前記トレイ移送ライン上のトレイ物流移送を制御する工場統合管制システムの制御ディスプレイ画面上に表示されるか携帯用端末機上に文字メッセージで表示される、請求項１１に記載の活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【請求項13】

前記マスタートレイに衝撃による振動を感知してその衝撃データ値を送信できる衝撃感知センサが設置され、
前記管制部は前記衝撃データ値を受信して前記活性化トレイの異常衝撃発生区間をリアルタイムでモニタリングできる、請求項１に記載の活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【請求項14】

前記管制部は前記衝撃感知センサからの衝撃データ値が設定された基準値超過である場合、前記マスタートレイが含まれた前記トレイ移送ラインの一定区間を異常衝撃発生区間として判定する衝撃判定ユニットを含む、請求項１３に記載の活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【請求項15】

前記異常衝撃発生区間の位置は前記位置感知センサが感知した位置データに連係して特定される、請求項１４に記載の活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【請求項16】

前記衝撃感知センサは前記位置感知センサと一体に設置される、請求項１５に記載の活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【請求項17】

前記衝撃判定ユニットによって異常衝撃区間の発生が判定された場合、警報を発生させる警報部をさらに含む、請求項１４に記載の活性化トレイ停滞モニタリングシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は活性化トレイ停滞モニタリングシステムに関するものである。

【0002】

より詳細には、複数個の電池セルがそれぞれ収容された複数個の活性化トレイを活性化工程およびその後続工程に移送させるトレイ移送ラインで活性化トレイの停滞区間をリアルタイムで確認できる、活性化トレイ停滞モニタリングシステムに関する。

【0003】

本出願は２０２１年７月１９日付の韓国特許出願第１０－２０２１－００９４３５７号に基づいた優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。

【背景技術】

【0004】

一般的に二次電池は外形により大きく円筒形電池、角型電池、パウチ型電池などに分類され、電解液の形態によりリチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、リチウムポリマー電池などに分類されたりもする。

【0005】

最近では、スタック型またはスタック／フォールディング型電極組立体をパウチ型電池ケースに内蔵した構造のパウチ型電池が低い製造費、小さい重量、容易な形態変形などを理由としてその使用量が次第に増加している。

【0006】

このような電池セルはその電池セルの特性を付与するために、電池組立工程後に活性化工程と良品出荷のための後続工程を経る。

【0007】

具体的には、電池ケースに電極組立体と電解液が共に収納された構造の１次電池セルを準備する工程、上記１次電池セルに対するエージング（ａｇｉｎｇ）工程、上記１次電池セルを充放電する工程などの細部工程を含む活性化工程を経て製造される。引き続き、上記エージング工程および充放電工程で発生したガスを除去するための脱気（ｄｅｇａｓｉｎｇ）工程、良品をのみ出荷するために、ＯＣＶの変化値（電圧降下量）測定、バッテリーの内部抵抗測定などの多様な特性測定のための特性測定工程を含む後続工程を経て最終的な製品として出荷される。

【0008】

このとき、図１に図示された通り、複数の電池セル１０が収納されている活性化トレイ２０が収容された状態でコンベヤなどの移動手段によって上記活性化工程および後続工程の各細部工程に移動することになる。

【0009】

図２および図３は、従来の二次電池の製造過程で電池ケースに電極組立体を収納した状態で電解液を注入し電池ケースをシーリングして、パッケージングされたセル１０が活性化トレイ２０に収容されて活性化工程および後続工程に移送される物流システムの一例を示す。

【0010】

図２に図示された通り、活性化トレイ２０はトレイ移送ライン１００の主移送ライン１１０に沿って移送されてから、分岐移送ライン１２０に移送されて各細部工程に投入され、各細部工程を終えた複数個の電池セルが収容された活性化トレイ２０は復帰移送ライン１３０を通じて再び主移送ライン１１０に復帰して次の工程に移送される。

【0011】

このとき、図３に図示された通り、複数個の活性化トレイ２０は複数の移送ローラ１１１が離隔して備えられたローラ型コンベヤ上に置かれて上記移送ローラ１１１の回転によって各細部工程に移送される。

【0012】

活性化トレイの物流の流れを制御するために、移送ローラ１１１の間の空間のうちいずれか一つ以上にストッパー１１２が設置され得、上記ストッパー１１２はコンベヤの主移送ライン１１０の移送面の上下に昇降できる構造を有する。上記ストッパー１１２が移送面の下に位置している時は活性化トレイ２０の移送をそのまま進行させ、ストッパー１１２が移送面の上に位置すれば活性化トレイ２０の移送を一時中断させる。したがって、ストッパー１１２はその昇降作動によって活性化トレイ２０の移送を制御する役割をする。

【0013】

上記ストッパー１１２は各細部工程に投入される活性化トレイ２０の個数を制御するために、主移送ライン１１０と分岐移送ライン１２０の境界地点および復帰移送ライン１３０と主移送ライン１１０の境界地点に設置するのが一般的である。

【0014】

しかし、ストッパーの誤作動などの多様な原因によって図２のように、一定区間Ａで停滞が発生した場合、トレイとストッパー間、またはトレイ間の衝突によって活性化トレイに収容された電池セルが衝撃を受けることになり、これによって電池セルに損傷が発生し得る。また、速やかに活性化トレイの停滞を解消させなければ連続的にトレイ間で衝突が発生して電池セルの損傷が累積される。また、各細部工程に投入される電池セルも足りなくなって円滑な二次電池の製造の流れにも悪影響を及ぼすことになる。

【0015】

したがって、活性化工程および後続工程に移送される活性化トレイの移送をリアルタイムでモニタリングして、速やかに停滞を確認してこれを解消できる技術開発が必要であるのが実情である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0016】

［特許文献１］韓国公開特許第１０－２０２０－００３０８１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

本発明は上記のような問題点を解決するために作られたものであり、複数個の電池セルがそれぞれ収容された複数個の活性化トレイを活性化工程およびその後続工程に移送させるトレイ移送ラインの停滞区間をリアルタイムで確認できる、活性化トレイ停滞モニタリングシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明の活性化トレイ停滞モニタリングシステムは、複数個の電池セルがそれぞれ収容された複数個の活性化トレイを活性化工程およびその後続工程に移送させるトレイ移送ライン；上記複数個の活性化トレイの間に配置され、上記活性化トレイとともに上記トレイ移送ラインに沿って移送されるマスタートレイ；上記マスタートレイに備えられてマスタートレイの位置を感知し、その位置データを送信できる位置感知センサ；および上記位置感知センサから位置データを受信してマスタートレイの位置をリアルタイムでモニタリングして上記活性化トレイの停滞区間を確認できる管制部を含む。

【0019】

一つの例として、上記トレイ移送ラインは、主移送ラインと、上記主移送ラインから上記活性化工程およびその後続工程の各細部工程の遂行のために分岐される分岐移送ラインおよび上記細部工程の遂行後に主移送ラインに復帰する復帰移送ラインを具備する。

【0020】

一つの例として、上記マスタートレイは上記活性化トレイと同一種類のものであり、電池セルが収容されるか収容されないトレイであり得る。

【0021】

一つの例として、上記位置感知センサは所定の周期または所定の移動距離ごとに上記マスタートレイの位置データを送信するものであり得る。

【0022】

具体的な例として、上記管制部は上記位置データに基づいて上記活性化トレイの停滞区間の発生の有無を判定する停滞判定ユニットを含む。

【0023】

一つの例として、上記停滞判定ユニットは、上記管制部に受信された位置データの変化および位置データの受信周期に基づいて上記マスタートレイの移動速度を算出し、上記移動速度が設定された基準移動速度値未満である場合、上記マスタートレイが含まれたトレイ移送ラインの一定区間を上記活性化トレイの停滞区間として判定するものであり得る。

【0024】

他の例として、上記停滞判定ユニットは、上記管制部に受信された位置データの受信周期を測定し、上記受信周期が設定された基準周期値を超える場合、上記マスタートレイが含まれたトレイ移送ラインの一定区間を上記活性化トレイの停滞区間として判定するものであり得る。

【0025】

一つの例として、上記トレイ移送ライン上にまたはトレイ移送ラインに隣接して上記位置感知センサから位置データを受信し、上記管制部にその位置データを送信する位置データ送受信機をさらに含むことができる。

【0026】

具体的な例として、上記位置データ送受信機は上記主移送ライン、分岐移送ラインおよび復帰移送ライン別に少なくとも１つ以上設置され得る。

【0027】

一つの例として、上記位置感知センサは位置データを超広帯域短距離無線通信によって管制部に送信するものであり得る。

【0028】

具体的な例として、上記停滞判定ユニットによって停滞区間の発生が判定された場合、警報を発生させる警報部をさらに含むことができる。

【0029】

このとき、上記警報は上記トレイ移送ライン上のトレイ物流移送を制御する工場統合管制システム（ＦＭＣＳ：Ｆａｃｉｌｉｔｙ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｏｎｔｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）の制御ディスプレイ画面上に表示されるか携帯用端末機上に文字メッセージで表示され得る。

【0030】

一つの例として、上記マスタートレイに衝撃による振動を感知してその衝撃データ値を送信できる衝撃感知センサが設置され、上記管制部は上記衝撃データ値を受信して上記活性化トレイの異常衝撃発生区間をリアルタイムでモニタリングできるものであり得る。

【0031】

具体的な例として、上記管制部は上記衝撃感知センサからの衝撃データ値が設定された基準値超過である場合、上記マスタートレイが含まれたトレイ移送ラインの一定区間を異常衝撃発生区間として判定する衝撃判定ユニットを含むものであり得る。

【0032】

また、上記異常衝撃発生区間の位置は上記位置感知センサが感知した位置データに連係して特定され得る。

【0033】

具体的な例として、上記衝撃感知センサは位置感知センサと一体に形成されたものであり得る。

【0034】

一方、上記衝撃判定ユニットによって異常衝撃区間の発生が判定された場合、警報を発生させる警報部をさらに含むことができる。

【発明の効果】

【0035】

本発明によると、マスタートレイに備えられた位置感知センサが送信する位置データを管制部が受信してマスタートレイの位置をモニタリングできるようになることによって、活性化トレイの停滞区間をリアルタイムで確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】従来の活性化トレイの概略斜視図である。

【図2】活性化トレイが活性化工程およびその後続工程に移送される従来の活性化トレイ物流システムを示した概略平面図である。

【図3】図２のＢ部分を拡大した概略斜視図である。

【図4】本発明の一実施例に係る活性化トレイ停滞モニタリングシステムを示した概略平面図である。

【図5】本発明の一実施例に係るマスタートレイの概略斜視図である。

【図6】本発明の他の実施例に係る活性化トレイ停滞モニタリングシステムを示した概略平面図である。

【図7】本発明の他の実施例に係るマスタートレイの概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、本発明について詳細に説明することにする。これに先立ち、本明細書および特許請求の範囲に使われた用語または単語は通常的または辞書的な意味で限定して解釈されてはならず、発明者は自身の発明を最も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って本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されるべきである。

【0038】

本発明の明細書全体で使われる、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。

【0039】

また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする場合、これは他の部分の「真上に」ある場合だけでなくその中間にさらに他の部分がある場合も含む。反対に層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「下に」あるとする場合、これは他の部分の「真下に」ある場合だけでなくその中間にさらに他の部分がある場合も含む。また、本発明の明細書で「上に」配置されるとは、上部だけでなく下部に配置される場合も含むものであり得る。

【0040】

本発明に係る活性化トレイ停滞モニタリングシステムは、複数個の電池セルがそれぞれ収容された複数個の活性化トレイを活性化工程およびその後続工程に移送させるトレイ移送ライン；上記複数個の活性化トレイの間に配置され、上記活性化トレイとともに上記トレイ移送ラインに沿って移送されるマスタートレイ；上記マスタートレイに備えられてマスタートレイの位置を感知し、その位置データを送信できる位置感知センサ；および上記位置感知センサから位置データを受信してマスタートレイの位置をリアルタイムでモニタリングして上記活性化トレイの停滞区間を確認できる管制部を含む。

【0041】

上述した通り、従来の活性化トレイ物流システムの場合、多様な原因によって活性化トレイの停滞が発生することになるが、この場合、停滞をリアルタイムで確認できないためそれぞれの活性化トレイに収容された電池セルに衝撃が加えられ、二次電池の製造工程の円滑な流れの妨げとなるという問題がある。

【0042】

そこで、本発明は従来の活性化トレイ物流移送で発生する停滞をリアルタイムでモニタリングできるように、位置を感知してその位置データを管制部に送信できる位置感知センサが備えられたマスタートレイを複数個の活性化トレイの間に配置したことを特徴とする。上記位置感知センサが管制部に送信する位置データを通じて、マスタートレイが含まれたトレイ移送ラインの一定区間が停滞が発生したことを管制部でリアルタイムでモニタリングすることができる。

【0043】

以上の本発明のより詳しい構成については、添付された図面と実施形態を利用してより詳細に説明する。各図面の説明の際に類似する参照符号を類似する構成要素に対して使った。添付された図面において、構造物の寸法は本発明の明確性のために実際より拡大して図示したものである。第１、第２等の用語は多様な構成要素を説明するのに使われ得るが、上記構成要素は上記用語によって限定されてはならない。上記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使われる。例えば、本発明の範囲を逸脱することなく第１構成要素は第２構成要素と命名され得、同様に第２構成要素も第１構成要素と命名され得る。単数の表現は文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。

【0044】

以下、本発明について詳しく説明する。

【0045】

（第１実施形態）
図４は本発明の一実施例に係る活性化トレイ停滞モニタリングシステムを示した概略平面図であり、図５は本発明の一実施例に係るマスタートレイの概略斜視図である。

【0046】

図４を参照すると、本発明の一実施例の活性化トレイ停滞モニタリングシステム１０００は、複数個の電池セル１０がそれぞれ収容された複数個の活性化トレイ２０を活性化工程およびその後続工程に移送させるトレイ移送ライン１００；上記複数個の活性化トレイ２０の間に配置され、上記活性化トレイとともに上記トレイ移送ライン１００に沿って移送されるマスタートレイ２００；上記マスタートレイ２００に備えられてマスタートレイの位置を感知し、その位置データを送信できる位置感知センサ２１０；および上記位置感知センサ２１０から位置データを受信してマスタートレイ２００の位置をリアルタイムでモニタリングして上記活性化トレイ２０の停滞区間を確認できる管制部３００を含む。

【0047】

本発明に係る活性化トレイ停滞モニタリングシステム１０００は、複数個の電池セルがそれぞれ収容された複数個の活性化トレイ２０を活性化工程およびその後続工程に移送させるトレイ移送ライン１００を含む。

【0048】

上記活性化トレイ２０は電池ケースに電極組立体を収納した状態で電解液を注入し、電池ケースをシーリングするパッケージング工程を終えた電池セルを活性化工程に運搬するための運搬手段である。上記活性化トレイは電池セルの幅方向に沿ってスロットが形成されて電池セルが収容され得る構造を有し、電池セルは活性化トレイが収容されたまま、各細部工程に移送されて活性化のための充放電、エージングなどの工程を経ることになる。

【0049】

上記トレイ移送ライン１００は、活性化トレイ２０を移送させる主移送ライン１１０と、上記主移送ライン１１０から上記活性化工程およびその後続工程の各細部工程の遂行のために分岐される分岐移送ライン１２０、および上記細部工程遂行後にトレイを主移送ラインに復帰させる復帰移送ライン１３０を具備している。

【0050】

上記トレイ移送ライン１００は活性化トレイ２０およびマスタートレイ２００を移送させ得る移送手段であれば特に制限されない。具体的な例として、上記トレイ移送ライン１００は連続生産ラインに適用され得るようにトレイを連続的に移送供給できるコンベヤであり得、上記コンベヤはベルト型コンベヤまたはローラ型コンベヤであり得る。例えば、図３および図４に図示された通り、移送ローラ１１１が回転することによって移送ローラ１１１上に置かれた活性化トレイ２０およびマスタートレイ２００が移送されるローラ型コンベヤであり得る。

【0051】

上記活性化工程の細部工程は充放電工程１０００ａ、およびエージング工程１０００ｂを含むことができ、後続工程の細部工程は脱気工程１０００ｃ、および特性測定工程１０００ｄを含むことができる。これに伴い、トレイ移送ライン１００は主移送ライン１１０と、主移送ライン１１０から各細部工程に分岐される分岐移送ライン１２０と、各細部工程の遂行後に主移送ライン１１０に復帰する復帰移送ライン１３０を具備している。一つの例として、上記トレイ移送ライン１００は充放電工程１０００ａの充放電装置３０ａ、エージング工程１０００ｂのエージング装置３０ｂ、脱気工程１０００ｃの脱気装置３０ｃおよび特性測定工程１０００ｄの特性測定装置３０ｄにそれぞれ分岐される第１分岐移送ライン１２０ａ、第２分岐移送ライン１２０ｂ、第３分岐移送ライン１２０ｃ、および第４分岐移送ライン１２０ｄを含み、充放電装置３０ａで充放電を遂行後に主移送ライン１１０に復帰する第１復帰移送ライン１３０ａ、エージング装置３０ｂでエージングを遂行後に主移送ライン１１０に復帰する第２復帰移送ライン１３０ｂ、脱気装置３０ｃで脱気を遂行後に主移送ライン１１０に復帰する第３復帰移送ライン１３０ｃ、特性測定装置３０ａで特性測定を遂行後に主移送ライン１１０に復帰する第４復帰移送ライン３０ｂを含む。このとき、各工程の個数、順序、および種類は製造しようとする電池セルの特性により変形が可能であって特に制限されない。

【0052】

これに、本発明の活性化トレイ停滞モニタリングシステム１０００はマスタートレイ２００が上記複数個の活性化トレイ２０の間に配置され、活性化トレイ２０とともにトレイ移送ライン１００に沿って移送される。

【0053】

図４に図示された通り、主移送ライン１１０とそれぞれの分岐移送ライン１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄの境界地点および復帰移送ライン１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄと主移送ライン１１０の境界地点には、移送ローラ１１１の間の空間にストッパー１１２が設置されている。上記ストッパー１１２は図３のように、主移送ライン１１０の移送面の上下に昇降できる構造を有し、ストッパー１１２が移送面の下に位置している時はトレイの移送をそのまま進行させ、ストッパーが移送面の上に位置すればトレイの移送を一時中断させて、トレイの移送を制御する役割をする。

【0054】

本発明は複数個の活性化トレイ２０の間に配置され、上記活性化トレイ２０とともにトレイ移送ライン１００に沿って移送されるマスタートレイ２００を含む。上記マスタートレイ２００は後述するように、位置感知センサなどを搭載して管制部に位置データを送信するようにすることによって、活性化トレイの物流の流れや停滞の有無を管制部が確認できるようにする。すなわち、マスタートレイは自身の位置データを管制部に送信することによって、マスタートレイ自体はもちろん、マスタートレイが含まれた物流区間あるいはマスタートレイの前後に共に配置される活性化トレイの停滞の有無を判別できる基準となる。したがって、マスタートレイ２００は図５に図示された通り、図１に図示された活性化トレイ２０と同一の種類にすることが好ましい。マスタートレイ２００を活性化トレイ２０と同一の種類（形状、規格、重さなどの諸元が同一の種類）にすることにより、活性化トレイ２０の移送状態をさらに正確に類推して感知することができる。具体的には、上記マスタートレイ２００はトレイ移送ライン１００の移動速度による活性化トレイ２０の移動速度を同一に反映することができ、後述するように、停滞区間の発生やその他外部衝撃によって活性化トレイ２０に加えられる衝撃もマスタートレイ２００が同一に反映することができる。マスタートレイ２００には他の活性化トレイ２０と同一に、電池セルを収容してもよく、収容しないものを使ってもよい。前者の場合には、活性化トレイ２０と同一に各細部工程を遂行しながら活性化トレイ２０の停滞や衝撃などをモニタリングするのに使うことができる。後者のように電池セルを収容しない場合にはトレイの本体のみが移動されるので、マスタートレイ２００に設置される位置感知センサなどがより敏感に位置や衝撃などを感知することができるという利点がある。ただし、この場合には電池セルが収容されないため、各細部工程にマスタートレイ２００が投入される場合、バーコードなどでマスタートレイ２００を識別してマスタートレイに対しては各細部工程装置内で該当工程を遂行せずに通過させるなどの付加設備が必要となり得る。

【0055】

上記マスタートレイ２００にはマスタートレイ２００の位置を感知し、その位置データを送信できる位置感知センサ２１０が備えられる（図５参照）。

【0056】

上記位置感知センサ２１０は、マスタートレイ２００を含む一定区間Ａの停滞発生の有無を確認できるように位置データを送信する役割をする。位置感知センサ２１０はマスタートレイ２００のフレーム、底面などに設置され得、具体的には内壁面２３０または内側底面２４０に設置され得る。マスタートレイ２００の位置をよりよく感知でき、データ送信に妨げとなる障害物がないトレイ内部の位置であれば、その設置位置は特に限定されない。ただし、移送中に振動などの衝撃が発生しても上記位置感知センサ２１０がトレイから分離されないように堅固に設置されることが好ましい。例えば、マスタートレイ２００に衝撃が加えられる場合、マスタートレイがトレイ移送ライン１００から離脱する場合などにも位置感知センサ２１０が脱落しないようにするために、トレイの内側底面２４０に設置することができる。

【0057】

上記位置感知センサ２１０はマスタートレイ２００がトレイ移送ライン１００の特定地点を通る時、予め設定された該当地点の位置座標を管制部３００に送信することができる。位置感知センサ２１０が特定地点の位置座標を認識する方式は、位置感知センサ２１０に備えられたリーダーが出力する電波がトレイ移送ライン１００に配置されたタグに反応して位置座標を認識するＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）方式であり得る。また、上記リーダーが電波ではなく可視光線や赤外線を出力し、トレイ移送ライン１００に配置されたタグに反応して位置座標を認識するバーコード方式であり得る。上記タグはトレイ移送ライン１００上にまたはトレイ移送ライン１００に隣接して設置され得る。

【0058】

ＲＦＩＤ方式とバーコード方式の他にも、上記位置感知センサ２１０はレーザーセンサ、超音波センサ、またはこれと類似する近距離測定センサであり得る。例えば、管制部３００に向かって超音波を出力すれば、管制部３００が位置感知センサ２１０から管制部３００に超音波が到達する時間を通じて距離を測定して位置データを取得することができる。

【0059】

上記位置感知センサ２１０は所定の周期または所定の移動距離ごとにマスタートレイ２００の位置データを管制部３００に送信することができる。

【0060】

上記管制部３００は位置感知センサ２１０が送信する位置データを受信し、上記位置データに基づいてマスタートレイ２００の位置をリアルタイムでモニタリングして活性化トレイの停滞区間を確認する役割をする。

【0061】

本実施例で上記管制部３００は、上記位置データに基づいて上記活性化トレイの停滞区間の発生の有無を判定する停滞判定ユニット３１０を具備している。

【0062】

上記停滞判定ユニット３１０は、上記管制部３００に受信された位置データの変化および位置データの受信周期に基づいて上記マスタートレイ２００の移動速度を算出し、上記移動速度が設定された基準移動速度値未満である場合、上記マスタートレイ２００が含まれたトレイ移送ライン１００の一定区間Ａを上記活性化トレイの停滞区間として判定することができる。このとき、上記受信周期は１０^－３～１０秒であり得るが、これに限定されるものではない。

【0063】

より具体的には、位置感知センサ２１０が所定の周期ごとに位置データを管制部３００に送信する場合、停滞判定ユニット３１０は管制部３００に受信された位置データの変化および位置データの受信周期に基づいてマスタートレイ２００の移動速度を算出し、上記移動速度が設定された基準移動速度値未満である場合、マスタートレイ２００が含まれたトレイ移送ライン１００の一定区間Ａを上記活性化トレイ２０の停滞区間として判定する。例えば、受信周期が１秒であり位置データ変化が１ｍである場合、マスタートレイ２００の移動速度を１ｍ／ｓと算出し、設定された基準移動速度値と比較する。上記基準移動速度値はトレイ移送ライン１００の平均移動速度で設定することができ、上記トレイ移送ライン１００の平均速度は停滞が発生しなかった場合、マスタートレイ２００の移動速度の平均値に定めることができる。

【0064】

あるいは、上記停滞判定ユニット３１０は、上記管制部３００に受信された位置データの受信周期を測定し、上記受信周期が設定された基準周期値を超える場合、上記マスタートレイ２００が含まれたトレイ移送ライン１００の一定区間Ａを活性化トレイ２０の停滞区間として判定することができる。

【0065】

より具体的には、位置感知センサ２１０が所定の移動距離ごとに位置データを管制部３００に送信する場合、停滞判定ユニット３１０は上記管制部３００に受信された位置データの受信周期を測定し、上記受信周期が設定された基準周期値を超える場合、上記マスタートレイ２００が含まれたトレイ移送ライン１００の一定区間Ａを活性化トレイ２０の停滞区間として判定する。例えば、位置感知センサ２１０が１ｍごとに位置データを送信し、管制部３００が上記位置データを受信する受信周期と設定された基準周期値を比較する。上記基準周期値はトレイ移送ライン１００の平均移動速度を考慮して設定することができ、トレイ移送ライン１００の平均移動速度が１ｍ／ｓであれば、基準周期値を１秒に設定することができる。すなわち、管制部３００が位置データを受信する受信周期が１秒を超過する場合、上記マスタートレイ２００が含まれたトレイ移送ライン１００の一定区間Ａを停滞区間として判定することができる。

【0066】

このとき、停滞発生の有無を判断する単位であるマスタートレイ２００を含む一定区間Ａは、各細部工程の種類と移送される活性化トレイおよびマスタートレイ数によって適切な範囲に定めることができる。例えば、充放電工程１０００ａ、エージング工程１０００ｂ、脱気工程１０００ｃ、および特性測定工程１０００ｄにそれぞれ投入される活性化トレイの平均個数を上記一定区間とすることができる。例えば、それぞれの工程に一度に投入される活性化トレイの個数が６個に設定された場合、図４に図示された通り、マスタートレイ２００を含む一定区間Ａは、１個のマスタートレイ２００と５個の活性化トレイ２０を一定区間Ａの単位として定めることができる。これに伴い、上記工程別に停滞区間を確認することができる。その他にも、マスタートレイ２００前後の１個または複数個の活性化トレイ２１０が含まれた区間を一定区間とすることができ、停滞区間の基準となる活性化トレイ２１０の個数は移送ラインの長さ、工程の特性などを考慮して多様に定めることができる。

【0067】

上記位置感知センサ２１０から管制部３００へのデータ送信は通信の有線／無線によって遂行でき、有線で送信する場合、直接管制部３００に送信することができる。ただし、設備の設置空間上の限界を考慮して、工場自動化の管制部では無線データ送信が好ましい。無線送信の場合、システムの仕様が許容する限り、位置感知センサ２１０から管制部３００に直接通信することができる。しかし、データ送受信効率を考慮すれば、位置感知センサ２１０と管制部３００のデータ通信を中継するデータ送受信機４１０を設置することが必要となり得る。

【0068】

具体的には、上記トレイ移送ライン１００上にまたはトレイ移送ライン１００に隣接して位置感知センサ２１０から位置データを受信し、上記管制部３００にその位置データを送信する送受信機４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄをさらに含むことができる。上記位置データ送受信機４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄは、活性化工程およびその後続工程のトレイ移送ライン１００の長さや経路に制限されずに位置感知センサ２１０と管制部３００を連結する役割を遂行することができる。これによって、トレイ移送ラインの通信死角領域などにも制限されずにデータの送受信が可能であるという長所がある。例えば、上記位置データ送受信機４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄを主移送ライン１１０、分岐移送ライン１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄおよび復帰移送ライン１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ別に少なくとも１つ以上設置すれば、トレイ移送ライン１１０のほぼ全領域に亘ってトレイの停滞をモニタリングすることができる。この場合、移送される方向が変更されてもすべての移送ラインで位置データの受信が妨害されず、管制部３００は円滑にマスタートレイ２００の位置データを受信することができる。

【0069】

一方、上記位置感知センサ２１０はマスタートレイ２００の位置データを超広帯域短距離無線通信によって管制部３００に送信することができる。超広帯域（Ｕｌｔｒａ－ｗｉｄｅｂａｎｄ、ＵＷＢ）短距離無線通信とは、中心周波数の２０％以上の占有帯域幅を占めるシステムや５００ＭＨｚ以上の占有帯域幅を占める無線伝送技術を意味する。既存の狭帯域や広帯域方式に比べて非常に広い周波数帯域に亘って相対的に低いスペクトル電力密度が存在するので既存の無線通信システムに干渉を与えず、周波数を共有して使用することができるため、多様な通信装備がある二次電池の製造工程においても正確な位置データを伝送できる利点を有する。また、他の無線システムとは異なって搬送波を使わずに基底帯域で通信がなされるので位置感知センサの構造が簡単となり、安価で位置感知センサを製作できる利点も提供する。

【0070】

このように、本発明の活性化トレイ停滞モニタリングシステム１０００は前述したマスタートレイ２００、位置感知センサ２１０および管制部３００によってトレイ移送ライン１００上の活性化トレイ２０の停滞または停滞区間をリアルタイムで確認することができる。

【0071】

本発明はトレイの停滞のモニタリングに止まらず、トレイ停滞解消のために工場自動化システムなどの制御システムや作業者にアラームなどの警報を発する警報部を含むことができる。すなわち、図４に図示された通り、停滞判定ユニット３１０によって停滞区間の発生が判定された場合、警報を発生させる警報部５００をさらに含むことができる。警報部５００をさらに含むことによって、位置感知センサ２１０が送信する位置データを観察し続けなくても、警報部５００が発生させる警報によって管理者が容易に確認することができる。

【0072】

より具体的な例として、トレイ移送ライン１００上のトレイ物流移送を制御する工場統合管制システム（ＦＭＣＳ：Ｆａｃｉｌｉｔｙ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｏｎｔｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）の制御ディスプレイ画面上に警報を表示したり携帯用端末機上に文字メッセージで警報を通知することができる。上記工場統合管制システムとは、制御ディスプレイ画面を通じて、トレイ移送速度、ストッパー作動の有無、各細部工程別トレイ投入個数などを設定、変更してトレイ物流移送を制御できるシステムである。既存の工場統合管制システムと連係して使うことによって、追加の設備なしに活性化トレイの停滞発生の有無を確認することができる。工場統合管制システムは管制部３００と一体に形成されてもよく、別途の装備を通じて備えられてもよい。一方、携帯用端末機上に文字メッセージで表示する警報の場合、管理者が工場内にいない場合であっても、活性化トレイの停滞をリアルタイムで確認することができ、携帯用端末機を通じて遠隔で工場統合管制システムを制御したり、工場内の他の管理者を通じて活性化トレイの停滞に対して速やかに措置を取ることができる。例えば、該当工程ラインの投入地点にあるストッパーを作動させるか、トレイ移送ラインの速度を減少させるなどの措置が可能である。

【0073】

（第２実施形態）
図６は本発明の他の実施例に係る活性化トレイ停滞モニタリングシステムを示した概略平面図であり、図７は本発明の他の実施例に係るマスタートレイの概略斜視図である。

【0074】

本実施形態の活性化トレイ停滞モニタリングシステム２０００は、マスタートレイ２００に、衝撃による振動を感知してその衝撃データ値を送信できる衝撃感知センサ２２０が設置される点が第１実施形態と異なる。第２実施形態で第１実施形態と共通する構成要素には共通する符号を付し、それに関する具体的な説明は省略することにする。

【0075】

本実施形態で、上記管制部３００は上記衝撃データ値を受信して上記活性化トレイ２０の異常衝撃発生区間をリアルタイムでモニタリングすることができる。上記衝撃感知センサ２２０は外部衝撃、停滞によって発生するトレイ間の衝突による衝撃などの多様な原因から発生するトレイの衝撃を感知することができる。

【0076】

図７を参照すると、前述した通り、マスタートレイ２００が活性化トレイ２０と同一の種類のものとすれば、活性化トレイ２０に加えられる衝撃と同一の結果を反映することができる。

【0077】

上記衝撃感知センサ２２０の一つの例として、機械的衝撃や振動を受けた時に電気的な出力を発生させる加速度計を使用できるが、これに限定されるものではない。加速度計のより具体的な例としては、周波数範囲が約０．５Ｈｚ～１０ｋＨｚと広く、工場などの多様な環境に適用可能であり、作業領域が広く体積が小さい利点を提供する圧電型加速度計を使うことができる。また、衝撃感知センサ２２０が送信する衝撃データ値は周波数で表現される振動値であり得る。ただし、上記衝撃データ値は振動値に限定されるものではなく、適用される衝撃感知センサ２２０が測定する衝撃に関するセンシング値の形態（電流、電圧の電気的データ、衝撃量などの物理的データ）により異なる形態のデータ値を送信することができる。

【0078】

衝撃感知センサ２２０は位置感知センサ２１０と同様に、マスタートレイ２００の内壁面２３０または内側底面２４０に備えられ得、移送中に動きによって分離されないように設置される必要がある。例えば、マスタートレイ２００に衝撃が加えられたりマスタートレイ２００がトレイ移送ライン１００から離脱する場合などによっても安定的に備えられるために、図７に図示された通り、内側底面２４０に備えられ得る。あるいは、マスタートレイ２００の内壁面２３０に衝撃感知センサ２２０を配置する場合、トレイ間、またはトレイとストッパー間の衝撃をさらに正確に感知することができる。

【0079】

本実施形態で、図６に図示された通り、上記管制部３００は上記衝撃感知センサ２２０からの衝撃データ値が設定された基準値を超過する場合、マスタートレイ２００が含まれたトレイ移送ライン１００の一定区間を異常衝撃発生区間として判定する衝撃判定ユニット３２０を含む。

【0080】

上記基準値はマスタートレイ２００に衝撃が発生せず、トレイ移送ライン１００による移送による弱い振動が加えられる時に衝撃感知センサ２２０によって測定される衝撃データのうち最大値であり得る。

【0081】

このとき、異常衝撃発生の有無を判断する単位であるマスタートレイ２００を含む一定区間は、停滞発生区間を判断する場合と同様に、各細部工程の種類と移送される活性化トレイおよびマスタートレイ数によって定めることができる。例えば、充放電工程１０００ａ、エージング工程１０００ｂ、脱気工程１０００ｃ、および特性測定工程１０００ｄにそれぞれ投入される活性化トレイの平均個数を上記一定区間とすることができる。例えば、それぞれ工程に一度に投入される活性化トレイの個数が６個に設定された場合、図４に図示された通り、マスタートレイ２００を含む一定区間Ａは１個のマスタートレイ２００と５個の活性化トレイ２０を一定区間Ａの単位として定めることができる。これに伴い、上記工程別に異常衝撃発生区間を確認することができる。

【0082】

上記衝撃感知センサ２２０から管制部３００へのデータ通信は有線／無線によって遂行することができ、位置感知センサ２１０と管制部３００とのデータ通信と同様に、衝撃感知センサ２２０と管制部３００のデータ通信を中継するデータ送受信機４２０を設置してもよい。

【0083】

具体的には、図６に図示された通り、上記トレイ移送ライン１００上にまたはトレイ移送ライン１００に隣接して衝撃感知センサ２２０から衝撃データ値を受信し、上記管制部３００にその衝撃データ値を送信する衝撃データ送受信機４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄをさらに含むことができる。上記衝撃データ送受信機４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄは、活性化工程およびその後続工程のトレイ移送ライン１００の長さや経路に制限されずに衝撃感知センサ２２０と管制部３００を連結する役割を遂行することができる。例えば、上記衝撃データ送受信機４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄを主移送ライン１１０、分岐移送ライン１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄおよび復帰移送ライン１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ別に少なくとも１つ以上設置すれば、トレイ移送ライン１１０のほぼ全領域に亘って異常衝撃発生区間をモニタリングすることができる。この場合、移送される方向が変更されても、すべての移送ラインで位置データの受信が妨害を受けずに、管制部３００は円滑にマスタートレイ２００の衝撃データ値を受信することができる。

【0084】

一方、衝撃感知センサ２２０の衝撃データ値送信時にマスタートレイ２００に設置された位置感知センサ２１０の位置データと上記衝撃データ値を連係（マッチング）すると、異常衝撃発生区間の位置も共に特定することができる。すなわち、衝撃感知センサ２２０からの衝撃データ値と、位置感知センサ２１０からの位置データを一つのセットとして管制部に送信することによって、各マスタートレイ２００の位置および衝撃を連係してリアルタイムでモニタリングすることができる。これによってマスタートレイ２００の位置や衝撃データのうちいずれか一つまたは両方に異常が発生する場合、管制部３００がこれを感知して異常を解消するための措置を行うことができる。

【0085】

図７では衝撃感知センサ２２０と位置感知センサ２１０を別個にしてマスタートレイ２００内に設置したものを示しているが、上記衝撃感知センサ２２０を位置感知センサ２１０と一体に設置することができる。例えば、一つのセンサケース内に衝撃感知センサと位置感知センサを同時に設置し、共通の電源をセンサケース内に設置する形態が可能である。この場合、センサの小型化が可能であり、マスタートレイ２００に一度だけ設置すればよいので設置が簡便であるという利点がある。

【0086】

また、位置判定ユニット３１０によって停滞区間の発生が判定された場合と同様に、衝撃判定ユニット３２０によって異常衝撃区間の発生が判定された場合も警報を発生させる警報部５００をさらに含むことができる。このとき、警報部５００に関する説明は前述したものと重複するため省略することにする。

【0087】

以上のように、本発明によると、活性化工程およびその後続工程において、トレイ移送ラインを移動する活性化トレイの停滞の有無をリアルタイムで把握できる長所がある。また、本発明の他の実施例によると、停滞区間の確認の他に活性化トレイに発生する衝撃または異常衝撃発生区間をモニタリングすることができるという効果がある。

【0088】

これによって、例えば工場の物流制御システムと連係して、停滞発生の有無および衝撃発生の有無を警報部を通じて通知することによって、停滞や衝撃の原因を速かに除去することができる。

【0089】

以上の説明は本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正および変形が可能であろう。したがって、本発明に開示された図面は本発明の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであり、このような図面によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は下記の特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にあるすべての技術思想は本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

【0090】

一方、本明細書で上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使われたが、このような用語は説明の便宜のためのものに過ぎず、対象となる事物の位置や観測者の位置などにより変わり得ることは自明である。

【符号の説明】

【0091】

１０：電池セル
２０：活性化トレイ
１０００、２０００：活性化トレイ停滞モニタリングシステム
１０００ａ、２０００ａ：充放電工程
１０００ｂ、２０００ｂ：エージング工程
１０００ｃ、２０００ｃ：脱気工程
１０００ｄ、２０００ｄ：特性測定工程
３０ａ：充放電装置
３０ｂ：エージング装置
３０ｃ：脱気装置
３０ｄ：特性測定装置
１００：トレイ移送ライン
１１０：主移送ライン
１１１：移送ローラ
１１２：ストッパー
１１２ｃ：脱気工程での投入を制御するストッパー
１２０：分岐移送ライン
１２０ａ：第１分岐移送ライン
１２０ｂ：第２分岐移送ライン
１２０ｃ：第３分岐移送ライン
１２０ｄ：第４分岐移送ライン
１３０：復帰移送ライン
１３０ａ：第１復帰移送ライン
１３０ｂ：第２復帰移送ライン
１３０ｃ：第３復帰移送ライン
１３０ｄ：第４復帰移送ライン
２００：マスタートレイ
２１０：位置感知センサ
２２０：衝撃感知センサ
２３０：内壁面
２４０：内側底面
３００：管制部
３１０：停滞判定ユニット
３２０：衝撃判定ユニット
４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄ：位置データ送受信機
４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄ：衝撃データ送受信機
５００：警報部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】