特表 2023-548926 結合部の位置調節が可能な電池モジュール検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-11-21

(54)【発明の名称】結合部の位置調節が可能な電池モジュール検査装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/42 20060101AFI20231114BHJP

【ＦＩ】

H01M10/42 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023528185

(86)(22)【出願日】2022-08-25

(85)【翻訳文提出日】2023-05-10

(86)【国際出願番号】 KR2022012699

(87)【国際公開番号】W WO2023027520

(87)【国際公開日】2023-03-02

(31)【優先権主張番号】10-2021-0112263

(32)【優先日】2021-08-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】キ・ユン・ソ

【テーマコード（参考）】

5H030

【Ｆターム（参考）】

5H030AA09

5H030FF22

5H030FF43

5H030FF44

(57)【要約】

本発明は、電池モジュールコネクタに接続する結合部と、前記結合部が下部に装着され、前記結合部を水平方向に移動させるためのステージと、前記ステージを上下方向に移動させるための駆動部と、前記結合部を基準に両側にそれぞれ配置され、前記結合部の位置を調節する一対のガイド部と、前記ステージが上下方向に移動する基準軸になるシャフトとを含む電池モジュール検査装置に関するものであり、電池モジュールコネクタの位置偏差に関係なく電池モジュール検査装置の結合部が前記電池モジュールコネクタと安定的に結合することができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池モジュールコネクタに接続する結合部と、
前記結合部が下部に装着され、前記結合部を水平方向に移動させるためのステージと、
前記ステージを上下方向に移動させるための駆動部と、
前記結合部を基準に両側にそれぞれ配置され、前記結合部の位置を調節する一対のガイド部と、
前記ステージが上下方向に移動する基準軸になるシャフトと、
を含む、電池モジュール検査装置。

【請求項2】

前記ガイド部の下端にはガイドピンが付加されている、請求項１に記載の電池モジュール検査装置。

【請求項3】

前記ガイド部は、前記ステージ及び前記結合部の上下方向への移動によって前記ガイド部の長さが増減するように構成される、請求項１又は２に記載の電池モジュール検査装置。

【請求項4】

前記ガイド部の上部及び前記結合部は前記ステージに固定されるように結合され、
前記ガイド部の下端の位置に沿って前記ステージが移動するように構成される、請求項１に記載の電池モジュール検査装置。

【請求項5】

前記ステージの移動によって、前記結合部は電池モジュールコネクタの上部に配置される、請求項４に記載の電池モジュール検査装置。

【請求項6】

前記ステージの下部には平板が結合され、
前記シャフトは前記平板に対して垂直になるように前記平板を貫通して配置され、
前記ステージ及び前記結合部は前記シャフトを基準軸として上下方向に移動する、請求項１に記載の電池モジュール検査装置。

【請求項7】

前記シャフトは、円筒状を有する上部、及び下端に行くほど直径が次第に小さくなる形態を有するテーパー部を含む、請求項１に記載の電池モジュール検査装置。

【請求項8】

前記テーパー部の直径が小さくなった分だけ前記結合部が水平方向に移動することができる、請求項７に記載の電池モジュール検査装置。

【請求項9】

前記シャフトは、前記平板のコーナー部のうちの少なくとも二つのコーナー部に位置する、請求項６に記載の電池モジュール検査装置。

【請求項10】

前記結合部において、前記電池モジュールコネクタに結合する連結部の表面は突起が形成された形態を有する、請求項１に記載の電池モジュール検査装置。

【請求項11】

前記結合部は、前記ステージの水平方向への移動に連動して位置が移動する、請求項１に記載の電池モジュール検査装置。

【請求項12】

前記ガイド部の下端の前記ガイドピンが電池モジュールに形成された溝部に挿入されると、前記ステージが移動し、前記結合部は前記電池モジュールコネクタの上部に配置される、請求項２に記載の電池モジュール検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は２０２１年８月２５日付の韓国特許出願第２０２１－０１１２２６３号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容はこの明細書の一部として含まれる。

【0002】

本発明は結合部の位置調節が可能な電池モジュール検査装置に関するものである。具体的には、電池モジュール内で電池モジュールコネクタの位置偏差が発生しても電池モジュール検査装置の結合部が前記電池モジュールコネクタに結合することができるように結合部の位置調節が可能な電池モジュール検査装置に関するものである。

【背景技術】

【0003】

充放電可能なリチウム二次電池の安全性向上及び容量増加が早くなされるのに伴い、リチウム二次電池をエネルギー源として使用するデバイスの種類が増加している。

【0004】

例えば、リチウム二次電池は、多機能小型製品であるワイヤレスモバイル機器（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｍｏｂｉｌｅ ｄｅｖｉｃｅ）または身体に着用するウェアラブル機器（ｗｅａｒａｂｌｅ ｄｅｖｉｃｅ）のエネルギー源として広範囲に使われているだけでなく、大気汚染を引き起こす既存のガソリン車両及びディーゼル車両に対する代案として提示される電気自動車、ハイブリッド電気自動車などのエネルギー源や電力貯蔵装置（ＥＳＳ）としても使われている。

【0005】

前記リチウム二次電池を電気自動車のように高出力及び高容量の装置のエネルギー源として使うために、複数の電池セルを直列及び／または並列に連結して電池モジュールに製造することができる。

【0006】

このように、複数の電池セルを含む電池モジュールの組立の後、電池モジュールの性能を確認するための検査過程が必要である。

【0007】

具体的には、個別電池セルの良否を確認し、電池セルの制御状態を確認するために、前記電池モジュールコネクタに電池モジュール検査装置の結合部を結合し、電池セルの電圧及び温度などを測定することで、良否を確認することができる。

【0008】

前記電池モジュールは、製造過程でモジュールケースの内部にある電池セルなどの流動によって電池モジュールコネクタが定位置から移動して位置偏差が発生することがある。

【0009】

しかし、従来の電池モジュール検査装置の結合部は前記電池モジュールを検査位置に配置した状態で前記電池モジュールコネクタに向けて下方に移動してからまた元の位置に上方に移動するなど、上下方向にのみ移動可能な形態であった。

【0010】

したがって、前記電池モジュールコネクタの位置が前記電池モジュール検査装置の結合部が下降した位置と一致しない場合には、前記電池モジュール検査装置の結合部と電池モジュールコネクタとの間の接続が難しい状態になった。これは、検査不良を引き起こすことになるので、電池モジュールを再組立するなど、生産性が低下する問題がある。

【0011】

これに関連して、特許文献１は電池パック検査用コネクタ自動接続装置に関するものであり、電池パック側コネクタをクランプ器具で固定して移動可能にし、電池パック側コネクタを検査装置側コネクタに電気的に接続または接続解除することで、電池パック側コネクタと検査装置側コネクタとを自動で接続または接続解除している。

【0012】

特許文献１は、移動可能な形態を有する電池パック側コネクタをクランプで検査装置側コネクタと連結する形態を有するので、電池モジュールコネクタが電池モジュールの外面に固定された形態を有する場合、前記電池モジュールコネクタの位置偏差が発生することを克服するための構造を提示することができていない。

【0013】

したがって、電池モジュールコネクタの位置偏差が発生しても電池モジュール検査装置の結合部が前記電池モジュールコネクタに正確に結合することで、検査不良が発生することを防止することができる形態を有する電池モジュール検査装置が必要である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開第２０１４－２０３６２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

本発明は前記のような問題を解決するためのものであり、電池モジュール検査装置の結合部を水平方向及び垂直方向に移動して電池モジュールコネクタと前記結合部とを誤差なしに結合させることで、電池モジュールの良否を確認することができるように結合部の位置調節が可能な電池モジュール検査装置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】

【0016】

このような目的を達成するための本発明による電池モジュール検査装置は、電池モジュールコネクタに接続する結合部と、前記結合部が下部に装着され、前記結合部を水平方向に移動させるためのステージと、前記ステージを上下方向に移動させるための駆動部と、前記結合部を基準に両側にそれぞれ配置され、前記結合部の位置を調節する一対のガイド部と、前記ステージが上下方向に移動する基準軸になるシャフトとを含む。

【0017】

前記ガイド部の下端にはガイドピンが付加されることができる。

【0018】

前記ガイド部は、前記ステージ及び結合部の上下方向への移動によって前記ガイド部の長さが増減するように構成されることができる。

【0019】

前記ガイド部の上部及び前記結合部は前記ステージに固定されるように結合され、前記ガイド部の下端の位置に沿って前記ステージが移動するように構成されることができる。

【0020】

前記ステージの移動によって、前記結合部は電池モジュールコネクタの上部に配置されることができる。

【0021】

前記ステージの下部には平板が結合され、前記シャフトは前記平板に対して垂直になるように前記平板を貫通して配置され、前記ステージ及び結合部は前記シャフトを基準軸として上下方向に移動することができる。

【0022】

前記シャフトは、円筒状を有する上部、及び下端に行くほど直径が次第に小さくなる形態を有するテーパー部を含むことができる。

【0023】

前記テーパー部の直径が小さくなった分だけ前記結合部が水平方向に移動することができる。

【0024】

前記シャフトは、前記平板のコーナー部のうちの少なくとも二つのコーナー部に位置することができる。

【0025】

前記結合部において、前記電池モジュールコネクタに結合する連結部の表面は突起が形成された形態を有することができる。

【0026】

前記結合部は、前記ステージの水平方向への移動に連動して位置が移動することができる。

【0027】

前記ガイド部の下端のガイドピンが電池モジュールに形成された溝部に挿入されると、前記ステージが移動し、前記結合部は電池モジュールコネクタの上部に配置されることができる。

【0028】

また、本発明は、前記課題の解決手段を多様に組み合せた形態としても提供することが可能である。

【発明の効果】

【0029】

以上で説明したように、本発明による電池モジュール検査装置は電池モジュールコネクタに接続する結合部が水平方向に移動可能なステージを含んでいるので、電池モジュールコネクタの位置偏差が発生しても前記結合部を前記電池モジュールコネクタに正確に結合することができる。

【0030】

また、結合部の表面に突起が形成されており、広い面積を有する結合部を含んでいるので、前記結合部が電池モジュールコネクタと安定的に接続することができる。

【0031】

また、ステージはシャフトに沿って上下方向に移動するので、電池モジュールの検査完了の後、前記ステージは前記シャフトに沿って上方に移動して初期位置に復帰することができる。このように、結合部の初期位置が常に一定であるので、電池モジュールコネクタの位置偏差が連続的に発生しても結合部と電池モジュールコネクタとの安定的な接続を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明による電池モジュール検査装置の斜視図である。

【図2】図１の正面図である。

【図3】図２の部分拡大図である。

【図4】図３の側面図である。

【図5】平板及びシャフトの斜視図である。

【図6】電池モジュール検査装置が電池モジュールに結合する前の状態を示す正面図である。

【図7】電池モジュール検査装置が電池モジュールに結合した状態を示す正面図である。

【図8】図６の側面図である。

【図9】図７の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、添付図面を参照して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができる実施例を詳細に説明する。ただ、本発明の好適な実施例に対する動作原理を詳細に説明するにあたり、関連した公知の機能または構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにする可能を有すると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。

【0034】

また、図面全般にわたって類似の機能及び作用をする部分に対しては同じ図面符号を使う。明細書全般で、ある部分が他の部分と連結されていると言うとき、これは直接的に連結されている場合だけではなく、その中間に他の素子を挟んで間接的に連結されている場合も含む。また、ある構成要素を含むというのは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

【0035】

また、構成要素を限定するか付け加えて具体化する説明は、特別な制限がないすべての発明に適用可能である。

【0036】

また、本発明の説明及び特許請求の範囲全般にわたって単数で表示したものは、別に言及しない限り、複数の場合も含む。

【0037】

また、本発明の説明及び特許請求の範囲全般にわたって「または」は、別に言及しない限り、「及び」を含むものである。したがって、「ＡまたはＢを含む」はＡを含むか、Ｂを含むか、Ａ及びＢの両者を含む３種の場合を意味する。

【0038】

図１は本発明による電池モジュール検査装置の斜視図であり、図２は図１の正面図である。

【0039】

図１及び図２を参照すると、本発明による電池モジュール検査装置は、電池モジュールコネクタに接続する結合部１００、下部に結合部１００が装着され、結合部１００を水平方向に移動させるためのステージ２００、ステージ２００を上下方向に移動させるための駆動部３００、結合部１００を基準に両側にそれぞれ配置され、結合部の位置を調節する一対のガイド部４００、及びステージ２００が上下方向に移動する基準軸になるシャフト５００を含む。

【0040】

ガイド部４００の上部及び結合部１００はステージ２００に位置が固定されるように結合されるので、ガイド部４００の移動の際、ステージ２００がガイド部４００とともに移動するようになり、ステージ２００の水平方向移動に連動して結合部１００が移動することができる。

【0041】

すなわち、ガイド部４００の下端の位置が移動するのに伴ってステージ２００が移動する形態になるので、ガイド部４００の下端が溝形の電池モジュールのガイド部結合の位置に挿入されるように下方に移動するとき、ステージ２００の水平方向への移動を伴い、ステージ２００の移動によって、ステージ２００に固定されるように結合された結合部１００が電池モジュールコネクタに接続することができる。

【0042】

結合部１００と一対のガイド部４００との間隔は電池モジュールにおいて電池モジュールコネクタとガイド部との結合位置の間隔と同一であるので、ガイド部４００が前記ガイド部結合の位置に移動すると、結合部１００が電池モジュールコネクタの上部に配置される。

【0043】

このような状態で、ガイド部４００がガイド部結合位置に挿入されながら下方に移動すると、結合部１００も下方に移動して電池モジュールコネクタに接続することができる。すなわち、本発明によるステージ２００は、駆動部３００による上下方向への移動とともに水平方向への移動が可能な形態を有する。このように、ステージ２００の上下方向への移動のために、ステージ２００は駆動部３００に装着されることができ、駆動部３００として空圧シリンダーのような形態を使うことができる。本発明による駆動部の種類は特に限定されず、ステージを上下方向及び水平方向に移送可能な構造及び動力源を有するものであれば、従来の構成を適用することができる。

【0044】

一方、駆動部３００と結合部１００との距離が大きい場合には、駆動部３００の力が結合部１００に正常に伝達されることができず、前側にある結合部の浮き上がり現象が現れることがある。例えば、従来の電池モジュール検査装置において、駆動部と結合部との距離が１４０ｍｍになるように構成される場合、前記のような現象によって結合部の位置調節がもっと難しい問題があった。

【0045】

よって、本発明は、駆動部３００と結合部１００との距離を１００ｍｍ以内になるように設定することで、詳細には８０ｍｍに設定することで、前記のような問題を解決することができる。

【0046】

図３は図２の部分拡大図である。

【0047】

図３を参照すると、ガイド部４００の下端にはガイドピン４１０が付加されている。ガイドピン４１０は摩擦力が非常に小さい素材からなり、電池モジュールの表面傾斜に沿って挿入可能な構造を有するので、結合部１００はｘ方向及びｙ方向に沿って水平方向に容易に移動することができる。

【0048】

ガイド部４００はスプリング４４０のように長さ変化が可能な構造を有するので、ステージ２００が上下方向であるｚ方向に移動するとき、スプリング４４０が収縮または延伸し、ガイド部４００の全長が増減するように変形することができる。

【0049】

結合部１００において電池モジュールコネクタと結合する連結部は電池モジュールコネクタの面積に対応する大きさを有するようになり、前記連結部の表面には突起１１０が形成されている。よって、従来において連結部全体に一つの円錐が形成される場合には、円錐の尖端と電池モジュールコネクタとが互いに接続しにくい問題があったが、本発明のように連結部の表面に複数の突起が形成された場合には、電池モジュールコネクタと結合部とがより容易に接触することができる。

【0050】

前記連結部の表面は複数の突起が形成された形態を有することができ、格子が形成された構造など、彫り上げ構造の表面が形成された構造を有することができる。

【0051】

図４は図３の側面図であり、図５は平板及びシャフトの斜視図である。

【0052】

図４及び図５を参照すると、本発明によるステージ２００は平面視で四角形を有することができ、シャフト５００を基準軸として上下方向であるｚ方向に移動可能な形態を有する。

【0053】

ステージ２００の下部には平板２２０が結合され、ステージ２００は平板２２０と一緒に水平方向（ｘ－ｙ平面に平行な方向）及び上下方向（ｚ方向）に移動する。シャフト５００は平板２２０に対して垂直になるように平板２２０を貫通するように配置され、ステージ２００及び平板２２０はシャフト５００を基準軸としてｚ方向に移動することができる。

【0054】

ステージ２００の上下方向移動軸が一定に維持されるように、シャフト５００は平板２２０の四つのコーナー部のうちの二つのコーナー部に位置している。しかし、図面に示したものとは違い、シャフトの個数は二つに限定されず、それ以上が配置されることができる。例えば、シャフトは平板の四つのコーナー部の全体にそれぞれ位置することができ、シャフトの位置が平板のコーナー部に限定されるものではない。

【0055】

シャフト５００は、円筒状を有する上部５１０、及び下端に行くほど直径が次第に小さくなる形態を有するテーパー部５２０を含む。

【0056】

平板２２０においてシャフト５００が貫通する貫通口の直径とシャフト５００の直径とは互いに対応する大きさを有するので、平板２２０が上部５１０に位置するときは、水平方向であるｘ－ｙ平面に平行な方向に移動することができない。しかし、平板２２０がテーパー部５２０まで下方に移動した状態では、テーパー部５２０の直径が小さくなった分だけ貫通口とテーパー部５２０との間に間隔Ｄが生じる。よって、前記間隔Ｄの分だけ平板２２０がｘ方向及びｙ方向に移動することができるようになり、平板２２０の移動によってステージ２００がｘ方向及びｙ方向に移動することができる。

【0057】

一般に、電池モジュールコネクタの位置偏差は±１ｍｍ以内である点を考慮すると、ステージのｘ方向及びｙ方向への移動範囲は±３ｍｍであり得、詳細には±２．５ｍｍであり得る。したがって、前記間隔Ｄは３ｍｍ以内になることができる。

【0058】

図６は電池モジュール検査装置が電池モジュールに結合する前の状態を示す正面図であり、図７は電池モジュール検査装置が電池モジュールに結合した状態を示す正面図であり、図８は図６の側面図であり、図９は図７の側面図である。

【0059】

図６～図９を参照すると、電池モジュール９００を電池モジュール検査装置の下部の検査位置に配置し、ステージ２００をｚ方向に沿って下方に移動することで、結合部１００がｚ方向に沿って下方に移動するようにする。

【0060】

電池モジュール９００には、ガイド部の結合位置として一対のガイド部４００のそれぞれにある一対のガイドピン４１０が挿入されるための一対の溝部９３０が形成されている。駆動部が下方に移動してガイドピン４１０が溝部９３０に近くに位置すると、溝部９３０の傾斜に沿ってガイドピン４１０が溝部９３０の中心に移動しながら挿入される。

【0061】

このように、ガイドピン４１０が溝部９３０に挿入されるように移動するとき、ステージ２００が水平方向に移動する。ここで、ステージ２００の移動によって結合部１００が電池モジュールコネクタ９１０の上部に配置される。

【0062】

この状態で、ガイドピン４１０が溝部９３０に挿入されるとき、結合部１００はシャフトを基準軸としてｚ方向に下方に移動し、図７及び図９に示すように、結合部１００が電池モジュールコネクタに接続するようになる。

【0063】

このように、本発明による電池モジュール検査装置を使って電池モジュールを検査する場合には、ステージが水平方向及び上下方向に移動することができる形態を有するので、電池モジュールコネクタの位置偏差が発生しても、結合部と電池モジュールコネクタとが正確に結合されることができる。したがって、電池モジュール検査にエラーが発生することを防止することができる。

【0064】

本発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば前記内容に基づいて本発明の範疇内で多様な応用及び変形が可能であろう。

【符号の説明】

【0065】

１００ 結合部
１１０ 突起
２００ ステージ
２２０ 平板
３００ 駆動部
４００ ガイド部
４１０ ガイドピン
４４０ スプリング
５００ シャフト
５１０ 上部
５２０ テーパー部
９００ 電池モジュール
９１０ 電池モジュールコネクタ
９３０ 溝部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】