CN112713354A - 用于动力模块组件的引入了相变材料的绝热层 - Google Patents

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Abstract

一种用于具有至少一个电池组电池的动力模块组件的绝热层以及相应的形成方法。所述绝热层包括至少一个可压缩部件，其具有一个或多个凹槽。第一层和第二层布置在所述可压缩部件的附近，分别位于第一侧和第二侧。所述绝热层包含一种或多种相变材料，所述相变材料被构造成沉积在所述凹槽中。所述相变材料构造为当温度处于或高于激活温度时进行吸热相变反应。所述第一层和第二层被构造成至少部分反射辐射热。在一个实例中，所述相变材料包括碳酸氢盐。

Description

用于动力模块组件的引入了相变材料的绝热层
技术领域
本发明涉及一种动力模块组件、用于该动力模块组件的绝热层和形成该绝热层的相应方法。
背景技术
在过去几年中，纯电动车辆和混合动力车辆，如电池组电动车辆、混合电动车辆、插电式混合电动车辆和燃料电池混合电动车辆的使用有了很大增长。全电动和部分电动车辆通常包括可充电的储能件，如高压电池组。可充电电池组的性能和寿命可通过控制暴露于过高温度（例如，热失控情况）来改善。
发明内容
本文公开了一种动力模块组件、用于该动力模块组件的绝热层和形成该绝热层的相应方法。所述动力模块组件包括至少一个电池组电池。所述绝热层包括至少一个可压缩部件，所述至少一个可压缩部件具有一个或多个凹槽（pocket）。第一层和第二层被布置在所述可压缩部件的附近，分别位于第一侧和第二侧。所述绝热层包含一种或多种相变材料，所述相变材料被构造成沉积在所述一个或多个凹槽中。所述相变材料构造为当温度处于或高于激活温度时进行吸热相变反应。
在一个实例中，所述可压缩部件由泡沫材料组成。所述第一层和第二层可以构造成至少部分反射辐射热。所述相变材料可以包括碳酸氢铝、碳酸氢铵、碳酸氢铍、碳酸氢钙、碳酸氢锂、碳酸氢镁、碳酸氢钾和碳酸氢钠中的至少一种或其组合。
可以对所述相变材料进行选择，使得所述吸热相变反应释放至少一种具有灭火特性的流体。在一个实例中，所述相变材料包括碳酸氢钠，并且释放的流体包括二氧化碳气体。在另一实例中，所述第一层包括外部第一层和内部第一层。内部第一层可构造为吸收吸热相变反应中产生的流体，同时产生冷却效果。外部第一层可构造成至少部分反射辐射热。
在第一个实例中，凹槽包括从所述至少一个可压缩部件的第一侧延伸到第二侧的至少一个通孔。在第二个实例中，凹槽包括沿所述至少一个可压缩部件的第一侧延伸的第一组盲孔和沿第二侧延伸的第二组盲孔。第一组盲孔可以相对于第二组盲孔交错排列。在第三个实例中，可压缩部件由聚合物基部组成，使得所述一种或多种相变材料内分布在所述聚合物基部内。
在另一实例中，相变材料包括第一材料和第二材料，所述第一材料以在第一范围内的第一活化温度为特征，并且所述第二材料以在第二范围内的第二活化温度为特征。所述方法可包括将绝热层设置在电池组电池附近。绝热层被构造成在温度过高的情况下减缓动力模块组件内的热传播。另外，绝热层可以构造成在常规操作期间解决电池组电池的电池膨胀。
具体地说，本发明涉及以下项：
1. 一种用于具有至少一个电池组电池的动力模块组件的绝热层，所述绝热层包括：
至少一个可压缩部件，其具有一个或多个凹槽，所述至少一个可压缩部件限定了第一侧和第二侧；
第一层和第二层，其布置在所述至少一个可压缩部件的附近，分别位于所述第一侧和第二侧；和
一种或多种相变材料，其被构造成沉积在所述一个或多个凹槽中；并且
其中所述一种或多种相变材料构造为当所述至少一个电池组电池的温度处于或高于激活温度时进行吸热相变反应。
2. 第1项所述的绝热层，其中所述至少一个可压缩部件由泡沫材料组成。
3. 第1项所述的绝热层，其中所述第一层和第二层被构造成至少部分反射辐射热。
4. 第1项所述的绝热层，其中所述吸热相变反应释放至少一种流体，其具有灭火特性。
5. 第4项所述的绝热层，其中所述一种或多种相变材料包括碳酸氢钠，并且所述至少一种流体包括二氧化碳气体。
6. 第1项所述的绝热层，其中：
所述第一层包括外部第一层和内部第一层；
所述吸热相变反应释放至少一种流体；并且
所述内部第一层被构造为吸收所述吸热相变反应中产生的流体，同时产生冷却效果，和
所述外部第一层被构造成至少部分反射辐射热。
7. 第1项所述的绝热层，其中所述一种或多种相变材料包括碳酸氢铝、碳酸氢铵、碳酸氢铍、碳酸氢钙、碳酸氢锂、碳酸氢镁、碳酸氢钾和碳酸氢钠中的至少一种或其组合。
8. 第1项所述的绝热层，其中所述一个或多个凹槽包括从所述至少一个可压缩部件的第一侧延伸到第二侧的至少一个通孔。
9. 第1项所述的绝热层，其中所述一个或多个凹槽包括沿所述至少一个可压缩部件的第一侧延伸的第一组盲孔和沿第二侧延伸的第二组盲孔。
10. 第9项所述的绝热层，其中所述第一组盲孔相对于所述第二组盲孔交错排列。
11. 第1项所述的绝热层，其中所述至少一个可压缩部件包括聚合物基部，使得所述一种或多种相变材料内分布在所述聚合物基部内。
12. 第1项所述的绝热层，其中所述一种或多种相变材料包括第一材料和第二材料，所述第一材料以在第一范围内的第一活化温度为特征，并且所述第二材料以在第二范围内的第二活化温度为特征，其中第一范围不同于第二范围。
13. 一种形成用于具有至少一个电池组电池的动力模块组件的绝热层的方法，所述方法包括：
获得至少一个可压缩部件，其限定了第一侧和第二侧；并在所述至少一个可压缩部件中形成一个或多个凹槽；
将一种或多种相变材料分别沉积在所述一个或多个凹槽中，对所述一种或多种相变材料进行选择，使得当所述至少一个电池组电池的温度处于或高于激活温度时所述一种或多种相变材料进行吸热相变反应；并且
将第一层和第二层分别布置在所述至少一个可压缩部件的第一侧和第二侧。
14. 第13项所述的方法，其中形成一个或多个凹槽包括：
形成从所述至少一个可压缩部件的第一侧延伸到第二侧的至少一个通孔。
15. 第13项所述的方法，其中形成一个或多个凹槽包括：
形成沿所述至少一个可压缩部件的第一侧延伸的第一组盲孔和沿第二侧延伸的第二组盲孔；和
使所述第一组盲孔相对于所述第二组盲孔交错排列。
16. 第13项所述的方法，其还包括将所述绝热层布置在所述至少一个电池组电池附近。
17. 一种动力模块组件，其包括：
至少一个电池组电池；
绝热层，所述绝热层被构造成与所述至少一个电池组电池界面接触，所述绝热层包括：
至少一个可压缩部件，其具有一个或多个凹槽，所述至少一个可压缩部件限定了第一侧和第二侧；
第一层和第二层，其布置在所述至少一个可压缩部件的附近，分别位于所述第一侧和第二侧；以及
一种或多种相变材料，所述相变材料被构造成沉积在所述一个或多个凹槽中；并且
其中所述一种或多种相变材料构造为当所述至少一个电池组电池的温度处于或高于激活温度时进行吸热相变反应。
18. 第17项所述的动力模块组件，其中所述吸热相变反应释放至少一种流体，其具有灭火特性。
19. 第18项所述的动力模块组件，其中：
所述第一层包括外部第一层和内部第一层；并且
所述内部第一层被构造为吸收所述吸热相变反应中产生的所述至少一种流体，同时产生冷却效果。
20. 第19项所述的动力模块组件，其中所述外部第一层被构造成至少部分反射辐射热。
结合附图，通过以下对实施本公开的最佳模式的详细描述，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点变得显而易见。
附图说明
图1是具有绝热层的动力模块组件的部分分解片段的示意性透视图；
图2是图1的绝热层的示意性分解图；
图3是用于形成图1的绝热层的方法的示意性流程图；
图4A是根据第一实例的图1的绝热层的示意性截面图；
图4B是根据第二实例的图1的绝热层的示意性截面图；和
图4C是根据第三实例的图1的绝热层的示意性截面图。
具体实施方式
参考附图，其中相同的附图标记指代相同的构件，图1示意性地示出了用于动力模块组件12的绝热层10。动力模块组件12可以包括多个绝热层10，例如第一绝热层10A、第二绝热层10B和第三绝热层10C，如图1所示。动力模块组件12可用作全电动或部分电动移动平台的储能单元，所述移动平台例如但不限于乘用车、运动型多用途车、轻型卡车、重型车辆、ATV、小型货车、公共汽车、摆渡车、自行车、机器人、农具、运动相关设备、船只、飞机，火车或其他运输工具。动力模块组件12可以采取多种不同的形式，并且包括多个和/或替代构件和设施。
参考图1，动力模块组件12包括至少一个电池组电池14。电池组电池14可以是罐式锂离子电池组电池或袋式电池，包括但不限于锂锰、锂离子磷酸盐、锂钴、锂镍基电池。每个电池组电池14可包括一个或多个从其各自边缘延伸的相应电池耳16。参考图1，多个电池组电池14可以堆叠或设置成相应的模块18，并且可以串联或并联连接。动力模块组件12可由支撑部件20支撑或保持，所述支撑部件可以是框架和/或盖板。
绝热层10被构造成在可能由一个或多个电池组电池14造成温度过高的情况下，减轻动力模块组件12中的热传播。另外，绝热层10被构造成在常规操作期间解决电池组电池14的电池膨胀。绝热层10被构造成与电池组电池14界面连接，并且可以位于电池组电池14的各个电池之间和/或位于设置成相应模块18的电池组电池14的堆之间。参考图1，第一绝热层10A布置在第一电池组电池14A和第二电池组电池14B之间。第二绝热层10B布置在第一模块18A和第二模块18B之间。
现在参考图2，显示的是绝热层10的示意性分解图。绝热层10包括至少一个可压缩部件30，其限定了第一侧32和第二侧34。可压缩材料30被构造成根据需要吸收电池组电池14的电池膨胀，同时也用作热绝缘体。在一个实例中，可压缩部件30由泡沫材料构成。在另一实例中，可压缩部件30由聚合物构成，所述聚合物包括聚硅氧烷、聚氨酯和聚丙烯酸酯中的至少一种或其组合。可压缩部件30可选自惰性材料，以使其不会与相变材料42发生反应。形成绝热层10的方法100将参考图3随后描述。
参考图2，第一层36和第二层38分别布置在可压缩部件30的第一侧32和第二侧34附近。第一层36和第二层38可构造为至少部分包封或完全包封所述可压缩部件30。第一层36和第二层38可与所述可压缩部件30共同延伸。第一层36和第二层38可以构造为热反射层，其被构造成至少部分反射从电池组电池14发出的辐射热能和对流热能。在一个实例中，第一层36和第二层38由铝或铝合金组成。
参考图2，绝热层10包括一个或多个凹槽40，一种或多种相变材料42被构造成放置或沉积在其中。填充有相变材料42的凹槽40可以被构造成保持在原位并防止不想要的二次反应。相变材料42可均匀分散在可压缩部件30中。相变材料42被构造成当电池组电池14的温度处于或高于激活温度时进行吸热相变反应。换句话说，当所述温度处于或高于激活温度时，吸热相变反应能够从动力模块组件12吸收热量。
相变材料42可以以固体形式（作为粉末）和/或模制的压缩颗粒形式使用，所述形式根据应用而变化。参考图2，吸热相变反应可产生流体F，其可包括液体和/或气体。可以对相变材料42进行选择，使得释放的流体F具有灭火特性。在一个实例中，相变材料42包括碳酸氢盐。例如，相变材料42可包括碳酸氢钠，其吸热相变反应如下所示：
2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2。
在碳酸氢钠的情况下，热分解的产物是固体碳酸钠、H2O（其可以是液体或气体，这取决于温度）和二氧化碳气体。产生的二氧化碳具有灭火性能。在另一实例中，相变材料42包括碳酸氢铝、碳酸氢铵、碳酸氢铍、碳酸氢钙、碳酸氢锂、碳酸氢镁、碳酸氢钾和碳酸氢钠中的至少一种或其组合。相变材料42可包括碳酸盐，例如碳酸钙（其在840℃左右分解）。相变材料42可包括具有水合物的化学品，其在特定温度下释放水合水。
相变材料42可以包括第一材料和第二材料，所述第一材料以在第一范围内的第一活化温度为特征，并且所述第二材料以在第二范围内的第二活化温度为特征，其中第一范围不同于第二范围。这提供了增加动态响应范围的技术优势。在一个实例中，可以对第一材料和第二材料进行选择，使得第一活化温度在约80℃至90℃之间并且第二活化温度在约130℃至140℃之间。第一范围可以与第二范围至少部分重叠。
在图2所示的实例中，凹槽40均匀地布置并限定多个等间距的圆。然而，可以理解的是，凹槽40的大小、各自形状和间距可以根据手头的应用而变化。图4A、4B和4C中示出了绝热层10的三个示例结构。参考图4A，根据第一实例，凹槽40可包括至少一个从可压缩部件30的第一侧32延伸到第二侧34的通孔140。或者，可以将凹槽40制成具有指定深度而不穿透到另一侧。参考图4B，根据第二实例，凹槽40包括沿着可压缩部件30的第一侧32延伸的第一组盲孔239和沿着第二侧34延伸的第二组盲孔241。第一组盲孔239和第二组盲孔241中的间距和各自的深度可以改变。如图4B所示，第一组盲孔239可以相对于第二组盲孔241交错排列，换句话说，其沿着平行于第一层36的方向交替设置。
参考图4C，根据第三实例，可压缩部件30由聚合物基部330组成。相变材料342可以浸渍在凹槽40内并且内分布或散布在聚合物基部330中。聚合物基部330可包括聚硅氧烷、聚氨酯和聚丙烯酸酯中的至少一种或其组合。应当理解，每个实例中描述的特征可以与来自其他实例的一个或多个其他特征结合。例如，图4B所示的外部第一层233和内部第一层235可以与图4A所示的通孔140结合。
第一层36和第二层38可分别形成为多层的复合物。参考图4B，第一层36可以包括外部第一层233和内部第一层235。第二层38可以包括外部第二层237和内部第二层238。内部第一层235（和/或内部第二层238）可构造为流体吸收层，其被构造为吸收在吸热相变反应中产生的流体F。内部第一层235（和/或内部第二层238）可由具有吸热溶解热的相应材料（即溶解时吸收热量的材料，例如乙酸钠）组成。换言之，内部第一层235（和/或内部第二层238）可构造为从吸热相变反应中抓取流体F，同时具有冷却效果。
现在参考图3，显示的是形成绝热层10的方法100的示意性流程图。方法100不必采用本文叙述的具体顺序。此外，应当理解的是，某些步骤可以被取消。方法100可以从框110开始，其包括获得可压缩部件30并将相变材料42分别沉积到凹槽40中。在一个实例中，框110包括子框112和114。通过子框112，在可压缩部件30中形成凹槽40，例如，通过切掉可压缩部件30的一些部分。通过子框114，将相变材料42插入凹槽40中。
在另一实例中，框110包括子框116和118。通过子框116，可压缩部件30由聚合物基部330组成（参见图4C）。当聚合物基部330为液体形式时，将相变材料42混合到聚合物基部330中。接下来，通过子框118，将聚合物基部330固化。
从框110，方法100前进到框120。通过图3的框120，方法100包括将第一层36和第二层38分别布置在可压缩部件30的第一侧32和第二侧34上。第一层36和第二层38可由物理涂覆或粘结到可压缩部件30上的涂层组成。第一层36和第二层38可构造为具有电绝缘性和导热性。
从框120，方法100前进到框130。通过图3的框130，可以将绝热层10布置在动力模块组件12中。如上文针对图1所述，绝热层10可布置在电池组电池14的各个电池之间和/或布置在设置成相应模块18的电池组电池14的堆之间。总之，绝热层10可被构造成用于多种用途，包括但不限于吸收热量、灭火、反射辐射热和解决电池组电池14的膨胀。
在本说明书和权利要求书中所用的术语“例如”、“如”、“好像”、“好似”和“类似于”以及动词“包括”、“具有”、“包含”及其其他动词形式在与一个或多个组分或其他项目的列表一起使用时，每一个都应解释为开放式的，这意味着该列表不应被视为排除其他、额外的组分或项目。
具体实施方式和附图对于本公开是支持性和描述性的，而本公开的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于执行要求保护的公开内容的一些最佳模式和其他实施方案，但是存在用于实施在所附权利要求中限定的本公开的各种备选设计和实施方案。此外，附图中所示的实施方案或本说明书中提及的各种实施方案的特性不一定被理解为相互独立的实施方案。相反，如上所述，可以将在实施方案的一个示例中描述的每个特征与来自其他实施方案的一个或多个其他期望特征相结合，从而形成没有用文字或参照附图描述的其他实施方案。因此，此类的其他实施方案处于所附权利要求的范围的框架内。

Claims (10)

1.一种用于具有至少一个电池组电池的动力模块组件的绝热层，所述绝热层包括：
至少一个可压缩部件，其具有一个或多个凹槽，所述至少一个可压缩部件限定了第一侧和第二侧；
第一层和第二层，其布置在所述至少一个可压缩部件的附近，分别位于所述第一侧和第二侧；
一种或多种相变材料，其被构造成沉积在所述一个或多个凹槽中；并且
其中所述一种或多种相变材料构造为当所述至少一个电池组电池的温度处于或高于激活温度时进行吸热相变反应。
2.根据权利要求1所述的绝热层，其中所述吸热相变反应释放至少一种流体，其具有灭火特性。
3.根据权利要求2所述的绝热层，其中所述一种或多种相变材料包括碳酸氢钠，并且所述至少一种流体包括二氧化碳气体。
4.根据权利要求1所述的绝热层，其中：
所述第一层包括外部第一层和内部第一层；
所述吸热相变反应释放至少一种流体；并且
所述内部第一层被构造为吸收所述吸热相变反应中产生的流体，同时产生冷却效果，和
所述外部第一层被构造成至少部分反射辐射热。
5.根据权利要求1所述的绝热层，其中所述一种或多种相变材料包括碳酸氢铝、碳酸氢铵、碳酸氢铍、碳酸氢钙、碳酸氢锂、碳酸氢镁、碳酸氢钾和碳酸氢钠中的至少一种或其组合。
6.根据权利要求1所述的绝热层，其中所述一个或多个凹槽包括从所述至少一个可压缩部件的第一侧延伸到第二侧的至少一个通孔。
7.根据权利要求1所述的绝热层，其中所述一个或多个凹槽包括沿所述至少一个可压缩部件的第一侧延伸的第一组盲孔和沿第二侧延伸的第二组盲孔。
8.根据权利要求7所述的绝热层，其中所述第一组盲孔相对于所述第二组盲孔交错排列。
9.根据权利要求1所述的绝热层，其中所述至少一个可压缩部件包括聚合物基部，使得所述一种或多种相变材料内分布在所述聚合物基部内。
10.根据权利要求1所述的绝热层，其中所述一种或多种相变材料包括第一材料和第二材料，所述第一材料以在第一范围内的第一活化温度为特征，并且所述第二材料以在第二范围内的第二活化温度为特征，其中第一范围不同于第二范围。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4459745A1 (en) * 2023-04-24 2024-11-06 SK On Co., Ltd. Battery module and battery pack including the same

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230019458A (ko) * 2020-06-03 2023-02-08 위스크 에어로 엘엘씨 선택적 상변화 특징을 갖는 배터리
US11594779B2 (en) 2021-06-16 2023-02-28 Beta Air, Llc Battery pack for electric vertical take-off and landing aircraft
US20230369682A1 (en) * 2022-05-16 2023-11-16 GM Global Technology Operations LLC Battery pack system with thermal runaway mitigation features
DE102022123460B3 (de) 2022-09-14 2023-09-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010192333A (ja) * 2009-02-19 2010-09-02 Toyota Motor Corp 電池パック
JP2011076967A (ja) * 2009-10-01 2011-04-14 Honda Motor Co Ltd 組電池
US20120171523A1 (en) * 2010-07-07 2012-07-05 GM Global Technology Operations LLC Batteries with phase change materials
US20120258337A1 (en) * 2011-04-07 2012-10-11 Xiaohui Jasmine Wang Battery thermal interfaces with microencapsulated phase change materials for enhanced heat exchange properties
US20140079978A1 (en) * 2011-06-07 2014-03-20 All Cell Technologies, Llc Energy storage thermal management system using multi-temperature phase change materials
US20170098806A1 (en) * 2014-05-21 2017-04-06 Thermal Ceramics, Inc. Passive insulation materials
US20170149103A1 (en) * 2015-11-19 2017-05-25 Intramicron, Inc. Battery pack for energy storage devices
WO2017209371A1 (ko) * 2016-05-31 2017-12-07 주식회사 엘지화학 상전이 물질을 포함하는 전지셀
US20170370656A1 (en) * 2014-12-26 2017-12-28 Eidai Co., Ltd. Heat reservoir impregnated with latent heat storage material with excellent thermostability
CN109326818A (zh) * 2017-08-01 2019-02-12 罗伯特·博世有限公司 电池组模块和这种电池组模块的应用
CN109326845A (zh) * 2017-08-01 2019-02-12 罗伯特·博世有限公司 电池组模块和这种电池组模块的应用
CN209329000U (zh) * 2019-01-23 2019-08-30 徐巧鸿 一种电池承载装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9742047B2 (en) * 2014-08-11 2017-08-22 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery pack with phase change material
US10116017B2 (en) * 2015-12-18 2018-10-30 Amazon Technologies, Inc. Passive thermal management system for battery
DE102017213257A1 (de) * 2017-08-01 2019-02-07 Robert Bosch Gmbh Batteriemodul und Verwendung eines solchen Batteriemoduls

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010192333A (ja) * 2009-02-19 2010-09-02 Toyota Motor Corp 電池パック
JP2011076967A (ja) * 2009-10-01 2011-04-14 Honda Motor Co Ltd 組電池
US20120171523A1 (en) * 2010-07-07 2012-07-05 GM Global Technology Operations LLC Batteries with phase change materials
US20120258337A1 (en) * 2011-04-07 2012-10-11 Xiaohui Jasmine Wang Battery thermal interfaces with microencapsulated phase change materials for enhanced heat exchange properties
US20140079978A1 (en) * 2011-06-07 2014-03-20 All Cell Technologies, Llc Energy storage thermal management system using multi-temperature phase change materials
US20170098806A1 (en) * 2014-05-21 2017-04-06 Thermal Ceramics, Inc. Passive insulation materials
US20170370656A1 (en) * 2014-12-26 2017-12-28 Eidai Co., Ltd. Heat reservoir impregnated with latent heat storage material with excellent thermostability
US20170149103A1 (en) * 2015-11-19 2017-05-25 Intramicron, Inc. Battery pack for energy storage devices
WO2017209371A1 (ko) * 2016-05-31 2017-12-07 주식회사 엘지화학 상전이 물질을 포함하는 전지셀
CN109326818A (zh) * 2017-08-01 2019-02-12 罗伯特·博世有限公司 电池组模块和这种电池组模块的应用
CN109326845A (zh) * 2017-08-01 2019-02-12 罗伯特·博世有限公司 电池组模块和这种电池组模块的应用
CN209329000U (zh) * 2019-01-23 2019-08-30 徐巧鸿 一种电池承载装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4459745A1 (en) * 2023-04-24 2024-11-06 SK On Co., Ltd. Battery module and battery pack including the same

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