用于封裝電池包的設(shè)備及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于封裝電池包的設(shè)備及其控制方法。所述設(shè)備包括：壓床，封裝芯包；連接器，被設(shè)置到壓床，并且連接器的一端電連接到芯包；測試器，電連接到連接器的另一端，并在壓床執(zhí)行擠壓操作時對連接到連接器的芯包執(zhí)行測試。因此，在裝配電池包之前的芯包的測試與電池包的封裝操作同時進(jìn)行，從而可減少整個工藝所花費的時間。
【專利說明】用于封裝電池包的設(shè)備及其控制方法
[0001]本申請要求于2012年5月17日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2012-0052513號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)以及權(quán)益，該申請的全部內(nèi)容通過引用被結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的一方面涉及一種用于封裝電池包的設(shè)備及其控制方法，更具體地講，涉及一種用于執(zhí)行電池芯包的封裝操作和測試的設(shè)備以及一種用于控制該設(shè)備的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]通常，與不能被充電的一次電池不同，二次電池能夠通過充電和放電而被再次使用。二次電池被用作用于移動裝置、電動車、混合動力車、電動自行車以及不間斷電源的能量來源。根據(jù)可用的外部裝置的類型，二次電池可以按照單電池形式或者包括連接在一個單元中的多個電池的電池模塊形式被使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]實施例提供一種用于封裝電池包的設(shè)備及其控制方法，其能夠通過最少化設(shè)備的操作時間而提高生產(chǎn)率。
[0005]實施例還提供一種用于封裝電池包的設(shè)備及其控制方法，其能夠防止由于喚醒通信間斷地出現(xiàn)誤差而導(dǎo)致生產(chǎn)率下降。
[0006]實施例還提供一種用于封裝電池包的設(shè)備及其控制方法，其能夠通過使設(shè)備一體化而最小化操作區(qū)域，并能夠簡化操作者的運動路線。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于封裝電池包的設(shè)備，所述設(shè)備包括:壓床，封裝芯包；連接器，被設(shè)置到壓床，并且連接器的一端電連接到芯包；測試器，電連接到連接器的另一端，并在壓床執(zhí)行擠壓操作時對連接到連接器的芯包執(zhí)行測試。
[0008]壓床可具有壓床控制器，壓床控制器控制芯包的封裝操作。
[0009]壓床控制器可具有操作傳感器，操作傳感器電連接到壓床控制器，感測執(zhí)行封裝操作的壓床的操作并將感測結(jié)果發(fā)送到測試器。
[0010]操作傳感器可感測下述信號中的至少一個信號:被發(fā)送到壓床控制器的用于控制封裝操作的開始的信號；由壓床控制器發(fā)送的用于控制擠壓操作的信號；及用于控制壓床的機械操作的信號。
[0011]壓床的封裝操作和測試器的芯包測試操作可同時進(jìn)行。
[0012]在芯包的測試完成之后，測試器可將測試完成信號發(fā)送到壓床控制器。
[0013]測試器可具有通信線和輸電線，通信線連接到連接器，通過輸電線給測試器供電，通信線可與輸電線獨立地設(shè)置。
[0014]壓床可包括:引導(dǎo)部分，沿著豎直方向設(shè)置；擠壓蓋，沿著引導(dǎo)部分在上行方向和下行方向上行進(jìn)；擠壓支撐部分，設(shè)置在引導(dǎo)部分的底部，以支撐引導(dǎo)部分；擠壓夾具，設(shè)置在擠壓支撐部分上，在芯包容納于擠壓夾具上的狀態(tài)下，擠壓夾具允許芯包位于擠壓蓋的下部。
[0015]在擠壓夾具位于擠壓蓋的下部的狀態(tài)下，連接器可電連接到芯包。
[0016]測試器可執(zhí)行芯包的喚醒測試。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種設(shè)備的控制方法，所述方法包括下述步驟:將芯包插入到壓床中；將芯包電連接到測試器；執(zhí)行擠壓操作和芯包的測試操作；在芯包的測試操作完成之后，將裝配好的電池包從壓床中取出。
[0018]執(zhí)行擠壓操作和芯包的測試操作的步驟可包括:壓床控制器控制壓床開始擠壓操作；將用于開始擠壓操作的信號發(fā)送到測試器；通過測試器執(zhí)行芯包的測試操作；通過測試器將芯包的測試操作完成的信號發(fā)送到壓床控制器。
[0019]將用于開始擠壓操作的信號發(fā)送到測試器的步驟可包括:操作傳感器感測下述信號中的至少一個信號:被發(fā)送到壓床控制器的用于控制封裝操作的開始的信號；由壓床控制器發(fā)送的用于控制擠壓操作的信號；及用于控制壓床的機械操作的信號；將由操作傳感器感測的信號發(fā)送到測試器。
[0020]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在裝配電池包之前的芯包的測試與電池包的封裝操作同時進(jìn)行，從而可減少整個工藝所花費的時間。
[0021]此外，穩(wěn)定地執(zhí)行喚醒測試，從而提高生產(chǎn)率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]附圖和說明書示出了本發(fā)明的示例性實施例，附圖和描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0023]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于封裝電池包的設(shè)備的框圖；
[0024]圖2是示意性示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的壓床的側(cè)視圖；
[0025]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的用于封裝電池包的設(shè)備的框圖；
[0026]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的設(shè)備的控制方法的流程圖；
[0027]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的設(shè)備的測試結(jié)果的圖示。
【具體實施方式】
[0028]在下面的【具體實施方式】中，僅單純通過舉例的方式示出和描述了本發(fā)明的特定的示例性實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，在都不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可按照各種不同的方法對描述的實施例進(jìn)行變型。因此，附圖和描述將被認(rèn)為實質(zhì)上是說明性的而不是限制性的。此外，當(dāng)元件被稱為“在”另一元件“上”時，該元件可以直接在另一元件上，或者該元件可以間接在另一元件上，并且一個或者多個中間元件介于二者之間。此夕卜，當(dāng)元件被稱為“連接到”另一元件時，該元件可以直接連接到另一元件，或者該元件可以間接連接到另一元件，并且一個或者多個中間元件介于二者之間。在下文中，相同的標(biāo)號指示相同的元件。在附圖中，為了清楚起見，層的厚度或者尺寸被夸大，并且層的厚度或者尺寸未必按比例繪制。
[0029]在下文中，將參照圖1至圖3描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于封裝電池包的設(shè)備。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于封裝電池包的設(shè)備1000的框圖。圖2是示意性示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的壓床的側(cè)視圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的用于封裝電池包的設(shè)備IOOOa的框圖。
[0030]通過封裝芯包(core pack) IOa而裝配電池包10，芯包IOa通過電連接多個裸電池單元(bare cell)和保護(hù)電路板而形成。壓床100是用于在電池包10被裝配之前的狀態(tài)下封裝芯包IOa的機器。壓床100在壓床控制器300的控制下執(zhí)行用于封裝芯包IOa的擠壓操作。將參照圖2描述壓床100的實施例。壓床100設(shè)置有擠壓支撐部分111，擠壓支撐部分111設(shè)置在壓床100的底部。擠壓支撐部分111支撐其他部件。從擠壓支撐部分111的頂部設(shè)置引導(dǎo)部分112。引導(dǎo)部分112引導(dǎo)上支撐部分113，以執(zhí)行擠壓操作。優(yōu)選地，引導(dǎo)部分112被設(shè)置為多個，以充分地支撐上支撐部分113。上支撐部分113沿著引導(dǎo)部分112在上行方向D3或者下行方向D2上行進(jìn)。在芯包IOa的封裝操作中，上支撐部分113沿著下行方向D2下降。在所有操作完成之后，上支撐部分113沿著上行方向D3被提升，以將裝配好的電池包從所述設(shè)備1000中取出。擠壓蓋122設(shè)置在上支撐部分113的底部。擠壓蓋122最初固定頂殼(top case)(未示出)，在擠壓蓋122下降之后，擠壓蓋122將頂殼結(jié)合到裝載在擠壓夾具(press jig) 121上的芯包10a。然后，擠壓蓋122與頂殼分開。軌道114設(shè)置在擠壓支撐部分111的頂部。軌道114被設(shè)置成從引導(dǎo)部分112的外部到達(dá)擠壓蓋122的下部。擠壓夾具121設(shè)置在軌道114上，并具有設(shè)置在擠壓夾具121的底部上的輪部分123。因此，擠壓夾具121能夠在軌道114上運動。擠壓夾具121沿著軌道114從引導(dǎo)部分112的外部行進(jìn)到擠壓蓋122的下部。尚未完成裝配的芯包IOa被裝載在擠壓夾具121上。
[0031]連接器500被設(shè)置成當(dāng)擠壓夾具121位于擠壓蓋122的下部時連接到芯包IOa的外部端子11。如圖1中所示，連接器500電連接到稍后將描述的測試器400，使得芯包IOa與測試器400彼此電連接。
[0032]在測試器400電連接到芯包IOa的狀態(tài)下，測試器400執(zhí)行芯包IOa的質(zhì)量測試(諸如，喚醒測試(wake-up test))的功能。在壓床100的擠壓操作期間，優(yōu)選地，在擠壓操作開始時，測試器400開始對芯包IOa進(jìn)行測試，諸如，喚醒測試。喚醒測試或類似測試所花費的時間通常比用于封裝的擠壓操作所花費的時間長。因此，當(dāng)擠壓操作和喚醒測試完成時，優(yōu)選地，當(dāng)喚醒測試完成時，測試器400將通知壓床控制器300操作完成的信號發(fā)送給壓床控制器300。
[0033]同時，測試器400通過連接器500連接到芯包10a，并且測試器400具有用于執(zhí)行測試的通信線(未示出)以及通過其給測試器400供電以執(zhí)行測試器400的操作的輸電線(未示出)。在通信線和輸電線按照USB方式通過相同的線纜被設(shè)置的情況下，測試器400會由于外部噪聲而出現(xiàn)通信誤差。在使用USB線纜執(zhí)行喚醒測試的情況下，實際上會出現(xiàn)運行時間誤差。因此，在該實施例中，通信線使用RS-232通信方式與輸電線獨立地設(shè)置。
[0034]如圖3中所示，壓床控制器300可設(shè)置有操作傳感器310，該操作傳感器310感測用于執(zhí)行封裝操作的壓床100的操作。操作傳感器310操作開關(guān)200，以感測被發(fā)送到壓床控制器300的用于控制封裝操作的開始的信號，或者感測由壓床控制器300發(fā)送以操作壓床100的用于控制擠壓操作的信號，并將所述信號發(fā)送到測試器400。測試器400基于從操作傳感器310發(fā)送的信號確定封裝操作的開始。
[0035]除如圖3中所示的感測控制信號的功能之外，操作傳感器可使用不同類型的傳感器被實現(xiàn)。例如，可按照這樣的方式感測壓床100的操作:利用激光傳感器感測壓床100的機械運動。即，操作傳感器可按照各種方式被實現(xiàn)，并且操作傳感器不受如圖3中所示的操作傳感器310的連接關(guān)系或者構(gòu)造的限制。
[0036]在下文中，將參照圖2至圖4描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的設(shè)備的控制方法。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的設(shè)備的控制方法的流程圖。
[0037]根據(jù)該實施例的方法按照如下步驟執(zhí)行。首先，在芯包IOa容納于擠壓夾具121上的狀態(tài)下，沿著擠壓蓋122的下部的方向Dl插入擠壓夾具121 (SlO)0
[0038]如果擠壓夾具121位于擠壓蓋122的下部，則將連接器500與芯包IOa的外部端子11彼此電連接(S20)。芯包IOa通過連接器500與芯包IOa的外部端子11之間的連接電連接到測試器400，并且測試器400具有用于執(zhí)行芯包IOa的喚醒測試的通信線。
[0039]接著，使上支撐部分113和擠壓蓋122下降，從而頂殼結(jié)合到芯包10a。在這種情況下，在壓床100執(zhí)行擠壓操作的同時，接收控制用于封裝的擠壓操作的開始的信號的測試器400執(zhí)行芯包IOa的喚醒測試(S30)。
[0040]然后，如果完成了喚醒測試，則測試器400將用于控制芯包IOa的喚醒測試完成的信號發(fā)送到壓床控制器300(S40)。如果完成了封裝，則頂殼結(jié)合到其上的芯包IOa被裝配為電池包。
[0041]如果完成了電池包的封裝和喚醒測試，則提升擠壓蓋122，并且將擠壓夾具121取出到壓床100的外部，從而完成電池包的裝配操作(S50)。
[0042]在根據(jù)該實施例的方法中，芯包的封裝操作與芯包的喚醒測試并行執(zhí)行，從而與芯包的封裝操作和芯包的喚醒測試依次執(zhí)行的方法相比，可減少操作所需的時間。此外，芯包的封裝操作和芯包的喚醒測試在一個設(shè)備中執(zhí)行，從而可減少操作點數(shù)量，并可減小操作區(qū)域。
[0043]在下文中，將參照圖5描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的設(shè)備的測試結(jié)果。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的設(shè)備的測試結(jié)果的圖示。
[0044]測量直到使用根據(jù)該實施例的設(shè)備完成電池包的裝配操作所花費的時間。在使用兩個單獨的設(shè)備依次執(zhí)行電池包的封裝操作和喚醒測試的情況下，測量直到完成電池包的封裝操作和喚醒測試所花費的時間作為比較示例。在圖5中示出了結(jié)果。
[0045]圖5的上面的條形圖示出了根據(jù)比較示例的電池包的裝配操作所花費的時間，圖5的下面的條形圖示出了根據(jù)該實施例的電池包的裝配操作所花費的時間。在比較示例中，總的操作時間分成為了執(zhí)行喚醒測試而使擠壓夾具運動所花費的時間、執(zhí)行喚醒測試所花費的時間、為了執(zhí)行封裝而使擠壓夾具運動所花費的時間以及壓床執(zhí)行擠壓操作所花費的時間。作為測量結(jié)果，為了執(zhí)行喚醒測試而使擠壓夾具運動所花費的時間是大約I秒，執(zhí)行喚醒測試所花費的時間是大約18秒，為了執(zhí)行封裝而使擠壓夾具運動所花費的時間是大約2秒，壓床執(zhí)行擠壓操作所花費的時間是大約5秒。總的操作時間是大約26秒。
[0046]另一方面，在根據(jù)該實施例的設(shè)備中，總的操作時間分成使擠壓夾具運動所花費的時間以及同時執(zhí)行喚醒測試和用于封裝的擠壓操作所花費的時間。由于執(zhí)行喚醒測試所花費的時間通常比執(zhí)行用于封裝的擠壓操作所花費的時間長，因此執(zhí)行用于封裝的擠壓操作所花費的時間可用執(zhí)行喚醒測試所花費的時間代替。作為測量結(jié)果，執(zhí)行喚醒測試所花費的時間是大約16秒，使擠壓夾具運動所花費的時間是大約2秒。總的操作時間是大約18秒。[0047]也就是說，與根據(jù)比較示例的設(shè)備的總的操作時間相比，根據(jù)該實施例的設(shè)備的總的操作時間減少了大約8秒。在該實施例中，封裝操作和喚醒測試并行執(zhí)行，從而與比較示例相比，可減少執(zhí)行整個操作所花費的時間，并可最小化影響測試器的通信線的噪聲。
[0048]雖然已結(jié)合特定的示例性實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不限于公開的實施例，而正相反，本發(fā)明旨在覆蓋包括在權(quán)利要求及其等同物的精神和范圍內(nèi)的各種變型和等同布置。
【權(quán)利要求】
1.一種用于封裝電池包的設(shè)備，包括: 壓床，封裝芯包； 連接器，被設(shè)置到壓床，并且連接器的一端電連接到芯包； 測試器，電連接到連接器的另一端，并在壓床執(zhí)行擠壓操作時對連接到連接器的芯包執(zhí)行測試。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，壓床具有壓床控制器，壓床控制器控制芯包的封裝操作。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，壓床控制器具有操作傳感器，操作傳感器電連接到壓床控制器，感測執(zhí)行封裝操作的壓床的操作并將感測結(jié)果發(fā)送到測試器。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，操作傳感器感測下述信號中的至少一個信號:被發(fā)送到壓床控制器的用于控制封裝操作的開始的信號；由壓床控制器發(fā)送的用于控制擠壓操作的信號；及用于控制壓床的機械操作的信號。
5.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，壓床的封裝操作和測試器的芯包測試操作同時進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，在芯包的測試完成之后，測試器將測試完成信號發(fā)送到壓床控制器。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，測試器具有通信線和輸電線，通信線連接到連接器，通過輸電線給測試器供電，通信線與輸電線獨立地設(shè)置。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，壓床包括: 引導(dǎo)部分，沿著豎直方向設(shè)置； 擠壓蓋，沿著引導(dǎo)部分在上行方向和下行方向上行進(jìn)； 擠壓支撐部分，設(shè)置在引導(dǎo)部分的底部，以支撐引導(dǎo)部分； 擠壓夾具，設(shè)置在擠壓支撐部分上，在芯包容納于擠壓夾具上的狀態(tài)下，擠壓夾具允許芯包位于擠壓蓋的下部。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，在擠壓夾具位于擠壓蓋的下部的狀態(tài)下，連接器電連接到芯包。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，測試器執(zhí)行芯包的喚醒測試。
11.一種如權(quán)利要求1至10所述的設(shè)備的控制方法，所述方法包括下述步驟: 將芯包插入到壓床中； 將芯包電連接到測試器； 執(zhí)行擠壓操作和芯包的測試操作； 在芯包的測試操作完成之后，將裝配好的電池包從壓床中取出。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，執(zhí)行擠壓操作和芯包的測試操作的步驟包括: 壓床控制器控制壓床開始擠壓操作； 將用于開始擠壓操作的信號發(fā)送到測試器； 通過測試器執(zhí)行芯包的測試操作； 通過測試器將芯包的測試操作完成的信號發(fā)送到壓床控制器。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，將用于開始擠壓操作的信號發(fā)送到測試器的步驟包括:操作傳感器感測下述信號中的至少一個信號:被發(fā)送到壓床控制器的用于控制封裝操作的開始的信號；由壓床控制器發(fā)送的用于控制擠壓操作的信號；及用于控制壓床的機械操作的信號； 將由操作傳感器感測的 信號發(fā)送到測試器。
【文檔編號】H01M10/04GK103427105SQ201210263030
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月17日
【發(fā)明者】裴相演 申請人:三星Sdi株式會社