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Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr.
2021-115662 , die am 13. Juli 2021 beim japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
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HINTERGRUND
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Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Energiespeichervorrichtung.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Ein in einem Fahrzeug oder dergleichen eingebautes Batteriepack ist bekannt. Zum Beispiel offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr.
2016-143584 ein Batterieüberwachungsmodul, das umfasst: zusammengesetzte Batterien, in denen mehrere Batteriezellen angeordnet sind; und ein Sammelschienenmodul, das das zusammengesetzte Batterien elektrisch in Reihe schaltet, um eine Spannung der einzelnen Batteriezellen zu überwachen. Das Sammelschienenmodul umfasst eine Überwachungseinheit, die umfasst: eine Leiterplatine, auf der ein Überwachungs-IC zum Überwachen der Statusbedingungen wie etwa eine Spannung und eine Temperatur der einzelnen Batteriezellen angeordnet ist; und ein Gehäuse der Überwachungseinheit, in dem die Leiterplatine untergebracht ist.
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KURZDARSTELLUNG
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In dem in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
2016-143584 offenbarten Batterieüberwachungsmodul ist es wünschenswert, dass die Überwachungseinheit ein hohes Lärmunterdrückungsvermögen besitzt. Zu diesem Zweck ist es denkbar, ein spezielles Abschirmungselement aus Eisen oder dergleichen hinzuzufügen, um das Gehäuse der Überwachungseinheit aus Metall und dergleichen zu bilden. Dies kann jedoch die Kosten und das Gewicht erhöhen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Energiespeichervorrichtung bereitzustellen, die dazu geeignet ist, das Lärmunterdrückungsvermögen einer Überwachungseinheit zu erhöhen, während gleichzeitig eine Gewichtszunahme der Überwachungseinheit vermieden wird.
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Eine Energiespeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst: mehrere Energiespeichermodule; ein Gehäuse, in dem die Energiespeichermodule untergebracht sind; eine Überwachungseinheit, die in dem Gehäuse angeordnet ist und die Energiespeichermodule überwacht; und einen Befestigungshalter bzw. -winkel bzw. eine Befestungsklammer, der bzw. die aus Metall hergestellt ist und dazu dient, die Energiespeichermodule an dem Gehäuse zu befestigen. Die Energiespeichermodule umfassen jeweils mehrere Energiespeicherzellen, die in einer Richtung nebeneinander angeordnet sind. Die Energiespeichermodule sind in eine orthogonale Richtung, die orthogonal zu sowohl der einen Richtung als auch zu einer Aufwärts-/abwärts-Richtung ist, nebeneinander angeordnet. Die Überwachungseinheit ist in der einen Richtung zwischen dem Gehäuse und den Energiespeichermodulen angeordnet. Die Überwachungseinheit umfasst ein Gehäuseteil, das aus Harz hergestellt ist. Das Gehäuse umfasst: eine Trennwand, die aus Metall hergestellt ist und eine Trennung zwischen zwei Energiespeichermodulen bildet, die in der orthogonalen Richtung nebeneinander angeordnet sind; und einen äußeren Abdeckabschnitt, der aus Metall hergestellt ist und eine äußere Seite der Überwachungseinheit in der einen Richtung abdeckt. Die Trennwand umfasst einen seitlichen Abdeckabschnitt, der eine seitliche Seite der Überwachungseinheit in der orthogonalen Richtung abdeckt. Der Befestigungshalter umfasst einen oberen Abdeckabschnitt, der eine obere Seite der Überwachungseinheit abdeckt.
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Die vorgenannten und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden ersichtlicher aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Energiespeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der durch eine durchgezogene Linie II in 1 gezeigt ist.
- 3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III in 2.
- 4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV in 2.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen die gleichen oder entsprechende Elemente bezeichnet mit den gleichen Bezugszeichen werden.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Energiespeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Eine Energiespeichervorrichtung 1 ist zum Beispiel in einem Fahrzeug eingebaut.
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Wie es in den 1 bis 4 gezeigt ist, umfasst die Energiespeichervorrichtung 1 mehrere Energiespeichermodule 100, ein Gehäuse 200, eine Überwachungseinheit 300 und einen Befestigungshalter bzw. eine Befestigungsklammer 400.
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Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst jedes Energiespeichermodul 100 mehrere Energiespeicherzellen 110 und ein Paar von Endplatten 120.
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Die mehreren Energiespeicherzellen 110 sind in einer Richtung nebeneinander angeordnet. Beispiele der Energiespeicherzelle 110 umfassen eine Lithiumionenbatterie. Jede Energiespeicherzelle 110 ist in Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds gebildet. Wie es in 1 gezeigt ist, sind die mehreren Energiespeichermodule 100 in einer orthogonalen Richtung, die orthogonal zu sowohl der oben erwähnten einen Richtung als auch zu einer Aufwärts-/abwärts-Richtung nebeneinander angeordnet.
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Das Paar von Endplatten 120 ist in der einen Richtung auf beiden Seiten der mehreren Energiespeicherzellen 110 angeordnet. Jede Endplatte 120 ist aus Metall hergestellt (Aluminium oder dergleichen).
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In dem Gehäuse 200 sind die mehreren Energiespeichermodule 100 untergebracht. Das Gehäuse 200 umfasst ein Gehäuseunterteil 201 und ein Gehäuseoberteil 202 (siehe 3). Die 1 und 2 zeigen jeweils kein Gehäuseoberteil 202.
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Das Gehäuseunterteil 201 ist nach oben offen. Das Gehäuseunterteil 201 ist aus Metall hergestellt. Das Gehäuseunterteil 201 umfasst eine Bodenwand 210, eine Umfangswand 220, einen Flansch 230, eine Trennwand 240 und einen Verstärkungswinkel bzw. - halter bzw. eine Verstärkungsklammer 250.
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Die Bodenwand 210 ist unter den mehreren Energiespeichermodulen 100 angeordnet. Wie es in 3 gezeigt ist, ist ein wärmeleitende Schicht 150 zwischen der Bodenwand 210 und dem Energiespeichermodul 100 angeordnet. Eine Kühler 160 ist unter der Bodenwand 210 angeordnet.
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Die Umfangswand 220 ist vom Umfangsrand der Bodenwand 210 nach oben ragend angeordnet und umgibt die mehreren Energiespeichermodule 100.
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Der Flansch 230 ragt von einem oberen Endabschnitt der Umfangswand 220 nach außen.
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Wie es in den 2 und 4 gezeigt ist, bildet die Trennwand 240 ein Trennung zwischen zwei in der orthogonalen Richtung nebeneinander angeordneten Energiespeichermodulen 100. Beide Enden in der einen Richtung der Trennwand 240 sind mit der Umfangswand 220 verbunden. Mit anderen Worten, die Trennwand 240 hat die Funktion, die Umfangswand 220 zu verstärken.
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Der Verstärkungshalter 250 ist in der einen Richtung zwischen der Umfangswand 220 und den Energiespeichermodulen 100 angeordnet. Der Verstärkungshalter 250 verstärkt die Befestigung des Energiespeichermoduls 100 an der Bodenwand 210 oder der Umfangswand 220. In der vorliegenden Ausführungsform verstärkt der Verstärkungshalter 250 die Befestigung des Energiespeichermoduls 100 an der Bodenwand 210. Der Verstärkungshalter 250 umfasst einen unteren Befestigungsabschnitt 252, einen oberen Befestigungsabschnitt 254 und einen Zwischenabschnitt 256.
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Wie es in 3 gezeigt ist, ist der untere Befestigungsabschnitt 252 durch Schweißen oder dergleichen an einer inneren Oberfläche der Bodenwand 210 befestigt. Der untere Befestigungsabschnitt 252 ist in Form einer flachen Platte ausgebildet.
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Wie es in 2 gezeigt ist, ist der obere Befestigungsabschnitt 254 durch Schweißen oder dergleichen an dem Flansch 230 befestigt. Der obere Befestigungsabschnitt 254 ist in Form einer flachen Platte ausgebildet.
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Der Zwischenabschnitt 256 verbindet den unteren Befestigungsabschnitt 252 mit dem oberen Befestigungsabschnitt 254. Der Zwischenabschnitt 256 ist in Form einer flachen Platte ausgebildet. Der Zwischenabschnitt 256 ist in der einen Richtung zwischen der Umfangswand 220 und dem Energiespeichermodul 100 angeordnet.
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Wie es in 3 gezeigt ist, ist das Gehäuseoberteil 202 nach unten offen. Zusammen mit dem Gehäuseunterteil 201 nimmt das Gehäuseoberteil 202 die mehreren Energiespeichermodule 100 auf. Das Gehäuseoberteil 202 ist aus Metall hergestellt.
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Die Überwachungseinheit 300 überwacht die mehreren Energiespeichermodule 100. Die Überwachungseinheit 300 ist in dem Gehäuse 200 angeordnet. Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, ist die Überwachungseinheit 300 in der einen Richtung zwischen dem Energiespeichermodul 100 und der Umfangswand 220, insbesondere in der einen Richtung zwischen der Endplatte 120 und dem Verstärkungshalter 250, angeordnet. Die Überwachungseinheit 300 umfasst einen Hauptkörper 310, einen Halter 320 und ein Gehäuseteil 330.
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Der Hauptkörper 310 umfasst ein Substrat, auf dem Elemente zum Überwachen der Spannung, der Temperatur und dergleichen der einzelnen Energiespeicherzellen 110 montiert sind. Wie es in den 2 und 4 gezeigt ist, ist ein Verbinder 312 in einem oberen Abschnitt des Hauptkörpers 310 angeordnet.
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Der Halter 320 hält den Hauptkörper 310. Der Halter 320 ist aus Metall hergestellt (Eisen oder dergleichen). Der Halter 320 ist an der Endplatte 120 befestigt.
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Zusammen mit dem Halter 320 nimmt das Gehäuseteil 330 den Hauptkörper 310 auf. Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst ein oberer Abschnitt des Gehäuseteils 330 eine Offenlegungsöffnung, durch die der Verbinder 312 offengelegt bzw. exponiert ist. Das Gehäuseteil 330 ist aus Harz hergestellt.
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Der Befestigungshalter 400 dient als ein Winkel zum Befestigen der mehreren Energiespeichermodule 100 an dem Gehäuse 200. Der Befestigungshalter 400 ist aus Metall (Eisen oder dergleichen) hergestellt. Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, ist der Befestigungshalter 400 durch ein Befestigungselement 10 (eine Schraube oder dergleichen) an jedem Energiespeichermodul 100 und jedem oberen Befestigungsabschnitt 254 befestigt.
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Der Befestigungshalter 400 umfasst einen oberen Abdeckabschnitt 410, der die obere Seite der Überwachungseinheit 300 abdeckt. Wie es in 4 gezeigt ist, ist der obere Abdeckabschnitt 410 in der orthogonalen Richtung länger als die Überwachungseinheit 300. Wie es in den 2 und 4 gezeigt ist, ist eine Öffnung 41 0a, dessen Größe einen Zugriff auf den Verbinder 312 erlaubt, in einem Abschnitt des oberen Abdeckabschnitts 410 vorgesehen, der über dem Verbinder 312 angeordnet ist.
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Nachfolgend ist ein Abschnitt des Gehäuseunterteils 201 beschrieben, der in der Umgebung der Überwachungseinheit 300 angeordnet ist. Wie es in 3 gezeigt ist, hat die Umfangswand 220 einen zugewandten Abschnitt 222, der dem Verstärkungshalter 250 in der einen Richtung zugewandt ist. Der zugewandte Abschnitt 222 ist in der einen Richtung außerhalb der Überwachungseinheit 300 angeordnet. Der Zwischenabschnitt 256 ist zwischen der Überwachungseinheit 300 und dem zugewandte Abschnitt 222 angeordnet. Mit anderen Worten, der Zwischenabschnitt 256 ist ebenfalls in der einen Richtung außerhalb der Überwachungseinheit 300 angeordnet. Der zugewandte Abschnitt 222 und der Zwischenabschnitt 256 des Verstärkungshalters 250 sind jeweils aus Metall hergestellt und bilden einen äußeren Abdeckabschnitt, der die in der einen Richtung äußere Seite der Überwachungseinheit 300 abdeckt.
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Wie es in 4 gezeigt ist, umfasst die Trennwand 240 einen seitlichen Abdeckabschnitt 242, der die seitliche Seite der Überwachungseinheit 300 in der orthogonalen Richtung abdeckt.
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Wie es oben beschrieben ist, ist in der Energiespeichervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform die Überwachungseinheit 300 durch den seitlichen Abdeckabschnitt 242, den äußeren Abdeckabschnitt (den zugewandten Abschnitt 222 und den Zwischenabschnitt 256) und den oberen Abdeckabschnitt 410 (diese Abschnitte sind jeweils aus Metall hergestellt) umschlossen und abgedeckt, so dass die Überwachungseinheit 300 effektiv abgeschirmt ist. In diesem Fall sind der seitliche Abdeckabschnitt 242 und der äußere Abdeckabschnitt aus einem Teil des Gehäuses 200 gebildet, und der obere Abdeckabschnitt 410 ist aus einem Teil des Befestigungshalters 400 gebildet. Somit kann verglichen mit dem Fall, in dem ein Abschirmungselement zum Abschirmen der Überwachungseinheit 300 verwendet wird, oder dem Fall, in dem das Gehäuseteil 330 der Überwachungseinheit 300 aus Metall wie etwa Eisen hergestellt ist, die Lärmunterdrückungsvermögen der Überwachungseinheit 300 verbessert werden, während das Gewicht und die Kosten der Überwachungseinheit 300 durch Bilden des Gehäuseteils 330 aus Harz reduziert sind.
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Ferner dient die Endplatte 120 und der Halter 320 dazu, den in Richtung des Hauptkörpers 310 der Überwachungseinheit 300 gerichteten Lärm effektiv von der Seite zu blockieren, wo die einzelnen Energiespeicherzellen 110 bezüglich des Hauptkörpers 310 angeordnet sind.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform ist es möglich, dass nur entweder der zugewandte Abschnitt 222 oder der Zwischenabschnitt 256 den äußeren Abdeckabschnitt bilden. Mit anderen Worten, einer von dem zugewandten Abschnitt 222 und dem Zwischenabschnitt 256 können statt aus Metall aus Harz hergestellt sein.
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Ferner ist es auch möglich, dass der Verstärkungshalter 250 nicht vorgesehen ist. In diesem Fall bildet nur der aus Metall hergestellte zugewandte Abschnitt 222 den äußeren Abdeckabschnitt, und der Befestigungshalter 400 ist an dem Flansch 230 oder dergleichen des Gehäuseunterteils 201 befestigt.
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Der Fachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass die oben beschriebenen veranschaulichenden Ausführungsformen bestimmte Beispiele der folgenden Aspekte sind.
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Eine Energiespeichervorrichtung in der oben beschriebenen Ausführungsform umfasst: mehrere Energiespeichermodule; ein Gehäuse, in dem die Energiespeichermodule untergebracht sind; eine Überwachungseinheit, die in dem Gehäuse angeordnet ist und die Energiespeichermodule überwacht; und einen Befestigungshalter, der aus Metall hergestellt ist und dazu dient, die Energiespeichermodule an dem Gehäuse zu befestigen. Jedes der Energiespeichermodule umfasst mehrere Energiespeicherzellen, die in einer Richtung nebeneinander angeordnet sind. Die Energiespeichermodule sind in einer orthogonalen Richtung, die sowohl zu der einen Richtung als auch zu einer Aufwärts-/abwärts-Richtung orthogonal ist, nebeneinander angeordnet. Die Überwachungseinheit ist in der einen Richtung zwischen dem Gehäuse und der Energiespeichermodule angeordnet. Die Überwachungseinheit umfasst ein Gehäuseteil, das aus Harz hergestellt ist. Das Gehäuse umfasst: eine Trennwand, die aus Metall hergestellt ist und eine Trennung zwischen zwei in der orthogonalen Richtung nebeneinander angeordneten Energiespeichermodulen bildet; und einen äußeren Abdeckabschnitt, der aus Metall hergestellt ist und eine in der einen Richtung äußere Seite der Überwachungseinheit abdeckt. Die Trennwand umfasst einen seitlichen Abdeckabschnitt, der eine in der orthogonalen Richtung seitliche Seite der Überwachungseinheit abdeckt. Der Befestigungshalter umfasst einen oberen Abdeckabschnitt, der eine obere Seite der Überwachungseinheit abdeckt.
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In der vorliegenden Energiespeichervorrichtung ist die Überwachungseinheit durch den seitlichen Abdeckabschnitt, den äußeren Abdeckabschnitt und den oberen Abdeckabschnitt, die jeweils aus Metall hergestellt sind, umgeben und abdeckt, so dass die Überwachungseinheit effektiv abgeschirmt ist. In diesem Fall sind der seitliche Abdeckabschnitt und der äußere Abdeckabschnitt aus einem Teil des Gehäuses gebildet, und der obere Abdeckabschnitt ist aus einem Teil des Befestigungshalters gebildet. Daher kann verglichen mit dem Fall, in dem ein Abschirmungselement zum Abschirmen der Überwachungseinheit verwendet wird, oder dem Fall, in dem das Gehäuseteil der Überwachungseinheit aus Metall wie etwa Eisen hergestellt ist, das Lärmunterdrückungsvermögen der Überwachungseinheit verbessert werden, während eine Gewichtszunahme der Überwachungseinheit durch Bilden des Gehäuseteils aus Harz vermieden wird.
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Ferner ist es vorteilhaft, dass der obere Abdeckabschnitt in der orthogonalen Richtung länger ist als die Überwachungseinheit.
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In der oben beschriebenen Konfiguration wird der von über der Überwachungseinheit in Richtung der Überwachungseinheit gerichtete Lärm durch den oberen Abdeckabschnitt effektiver blockiert.
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Ferner ist vorteilhaft, dass das Gehäuse umfasst: eine Bodenwand, die unter den Energiespeichermodulen angeordnet ist; eine Umfangswand, die von einem Umfangsrand der Bodenwand nach oben ragend angeordnet ist und die Energiespeichermodule umgibt; und einen Verstärkungshalter, der zwischen der Umfangswand und der Überwachungseinheit angeordnet ist, um eine Befestigung der einzelnen Energiespeichermodule an der Bodenwand oder der Umfangswand zu verstärken, wobei die Umfangswand einen zugewandten Abschnitt umfasst, der dem Verstärkungshalter in der einen Richtung zugewandt ist, und wobei wenigstens einer von dem zugewandten Abschnitt und dem Verstärkungshalter den äußeren Abdeckabschnitt bildet.
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In diesem Fall ist es vorteilhaft, dass die Umfangswand und der Verstärkungshalter jeweils aus Metall hergestellt sind und der zugewandte Abschnitt und der Verstärkungshalter den äußeren Abdeckabschnitt bilden.
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In der vorliegenden Aspekt wird der von außerhalb der Überwachungseinheit in der einen Richtung in Richtung der Überwachungseinheit gerichtete Lärm zuverlässiger abgeschirmt.
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Ferner ist es vorteilhaft, dass das Gehäuse ferner einen Flansch umfasst, der von einem oberen Endabschnitt der Umfangswand vorragt, dass der Verstärkungshalter umfasst: einen unteren Befestigungsabschnitt, der an der Bodenwand befestigt ist; einen oberen Befestigungsabschnitt, der an dem Flansch befestigt ist; und einen Zwischenabschnitt, der den einen unteren Befestigungsabschnitt und den oberen Befestigungsabschnitt verbindet und zwischen der Überwachungseinheit und dem zugewandten Abschnitt angeordnet ist, und dass der Befestigungshalter an sowohl den Energiespeichermodulen als auch dem oberen Befestigungsabschnitt befestigt ist.
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Obwohl die vorliegende Offenbarung oben ausführlich beschrieben und dargestellt ist, ist klar, dass dies nur zur Veranschaulichung und als Beispiel dient und nicht als Einschränkung aufzufassen ist, wobei der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung durch den Wortlaut der beigefügten Ansprüche zu interpretiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2021115662 [0001]
- JP 2016143584 [0003, 0004]
