JP7455975B2 - バッテリーパック及びそれを含む自動車 - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリーパック及びそれを含む自動車に関する。
本出願は、２０２０年１０月１３日出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０１３２０８７号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
製品群に応じた適用性が高く、且つ、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動する電気自動車（ＥＶ、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ、Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に適用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少できるという一次的な長所だけでなく、エネルギー使用に伴う副産物が全く生じないという点で、環境にやさしく、エネルギー効率が向上できることから、新しいエネルギー源として注目を集めている。
現在、広く使用される二次電池の種類としては、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などがある。このような単位二次電池セル、即ち、単位バッテリーセルの作動電圧は約２．５Ｖ～４．２Ｖである。したがって、これよりさらに高い出力電圧が要求される場合、複数のバッテリーセルを直列接続してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーパックに要求される充放電容量によって複数のバッテリーセルを並列接続してバッテリーパックを構成し得る。したがって、上記バッテリーパックに含まれるバッテリーセルの数は、要求される出力電圧または充放電容量によって多様に設定可能である。
なお、複数のバッテリーセルを直列・並列接続してバッテリーパックを構成する場合、少なくとも一つのバッテリーセルからなるバッテリーモジュールを先に構成し、このような少なくとも一つのバッテリーモジュールを用いてその他の構成要素を追加してバッテリーパックを構成する方法が一般的である。
従来のバッテリーパックは、通常、少なくとも一つのバッテリーモジュールを支持するケーストレイと、ケーストレイと少なくとも一つの締結部材によって結合して少なくとも一つのバッテリーモジュールをパッケージングするケースカバーと、を含んで構成される。
ここで、少なくとも一つの締結部材による結合は、ケーストレイとケースカバーの縁部で行われる。そして、このような従来のバッテリーパックは、自動車などの構造物のエネルギー源として自動車などの構造物に装着される。
一方、従来のバッテリーパックの場合、少なくとも一つの締結部材によるケーストレイとケースカバーとの結合時、水密構造の具現のために、ケーストレイとケースカバーとの間に配置されるシーリングガスケットがケーストレイとケースカバーと共に組み立てられる。
しかし、従来のバッテリーパックにおいては、このようなケーストレイとケースカバーとの結合時、シーリングガスケットの位置がずれてもこれを確認しにくくて誤組立が発生する恐れが大きいという問題がある。
また、従来のバッテリーパックにおいては、このようなシーリングガスケットの誤組立時、全体バッテリーパックのシーリング性能が低下するという問題がある。
そこで、堅固な水密構造の具現のためのシーリングガスケットの組立ての正確度を高めることができる方案が求められる。
本発明は、堅固な水密構造の具現のためのシーリングガスケットの組立ての正確度を高めることができるバッテリーパック及びそれを含む自動車を提供することを目的とする。
また、本発明は、シーリングガスケットの誤組立が発生してもシーリング性能の低下を効果的に防止可能なバッテリーパック及びそれを含む自動車を提供することを他の目的とする。
上記の課題を達成するため、本発明は、バッテリーパックであって、少なくとも一つのバッテリーセルを含む少なくとも一つのバッテリーモジュールと、少なくとも一つのバッテリーモジュールを支持するケーストレイと、ケーストレイと結合し、少なくとも一つのバッテリーモジュールをパッケージングするケースカバーと、バッテリーモジュール側への水分の浸透又は異物の侵入を防止できるようにケーストレイとケースカバーとの間に配置され、ケーストレイとケースカバーとの結合時、ケーストレイとケースカバーとの間で位置調整を導く少なくとも一つの位置調整ガイドが備えられるシーリングガスケットと、を含むことを特徴とする、バッテリーパックを提供する。
シーリングガスケットは、ケーストレイの縁部とケースカバーの縁部との間に配置され得る。
シーリングガスケットは、ケーストレイの縁部及びケースカバーの縁部の形状に対応するように形成されるガスケットバンドと、ガスケットバンドに形成され、ケーストレイ及びケースカバーとの結合のための締結部材が貫通する複数個の締結部と、複数個の締結部の間に備えられ、ガスケットバンドから所定の長さで突出する少なくとも一つの位置調整ガイドと、を含み得る。
シーリングガスケットは、ガスケットバンドの外周面に形成され、ケーストレイとケースカバーとの結合時に弾性変形可能な弾性ビードを含み得る。
弾性ビードは、ガスケットバンドの外周面に形成されるバンドビードと、複数個の締結部の外周面に形成される締結ビードと、を含み得る。
少なくとも一つの位置調整ガイドは、バンドビードと干渉しないようにバンドビードから離隔して配置され得る。
バンドビードは、ガスケットバンドの長手方向に沿って形成され得る。
少なくとも一つの位置調整ガイドは、複数個の締結部の突出長さと少なくとも同じ突出長さを有し得る。
位置調整ガイドは、複数個が備えられ、複数個の位置調整ガイドは、複数個の締結部同士の間に少なくとも一つ以上が備えられ得る。
なお、本発明は、自動車であって、前述した実施例による少なくとも一つのバッテリーパックを含むことを特徴とする自動車を提供する。
以上のような多様な実施例によると、堅固な水密構造の具現のためのシーリングガスケットの組立ての正確度を高めることができるバッテリーパック及びそれを含む自動車を提供することができる。
また、以上のような多様な実施例よると、シーリングガスケットの誤組立が発生してもシーリング性能の低下を効果的に防止可能なバッテリーパック及びそれを含む自動車を提供することができる。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。ここで説明される実施例は、発明の理解を助けるために例示的に示したものであり、本発明は、ここで説明する実施例とは相違に多様に変形して実施できることを理解せねばならない。なお、発明の理解を助けるために、添付の図面は、実際の縮尺ではなく一部構成要素が誇張されて示され得る。
図１は、本発明の一実施例によるバッテリーパックを説明するための図である。
図１を参照すると、バッテリーパック１は、エネルギー源として、電気車またはハイブリッド車のような自動車などに備えられ得る。このようなバッテリーパック１は、自動車の車体に装着され、自動車の車体の下部に装着され得る。
また、バッテリーパック１は、従来のオイルタンク位置にオイルタンクの代わりに装着され得る。例えば、バッテリーパック１は、電気トラック（ＥＶ Ｔｒｕｃｋ）や電気バス（ＥＶ Ｂｕｓ）の場合、従来の一般トラックや一般バスのオイルタンクの位置にオイルタンクの代わりに装着され得る。
このようなバッテリーパック１は、バッテリーモジュール１０、ケーストレイ２０、ケースカバー３０及びシーリングガスケット５０を含み得る。
バッテリーモジュール１０は、少なくとも一つまたはそれ以上の複数個が備えられ得る。このようなバッテリーモジュール１０は、バッテリーセル１５を含み得る。
バッテリーセル１５は、少なくとも一つまたはそれ以上が備えられ得る。このようなバッテリーセル１５は、二次電池であって、パウチ型二次電池、角形二次電池または円筒型二次電池として備えられ得る。以下、本実施例では、バッテリーセル１５がパウチ型二次電池で備えられることに限定して説明する。
ケーストレイ２０は、バッテリーモジュール１０を支持し、バッテリーパック１をエネルギー源にする機械や構造物などに装着され得る。例えば、ケーストレイ２０は、電気自動車のような自動車に装着され得る。
ケーストレイ２０には、トレイ締結ホール２５が備えられ得る。
トレイ締結ホール２５には、後述する締結部材Ｂが貫通して締結され得る。トレイ締結ホール２５は、複数個が備えられ得る。複数個のトレイ締結ホール２５は、ケーストレイ２０の縁部に沿って配置され、相互に所定の距離で離隔して配置され得る。
ケースカバー３０は、ケーストレイ２０に締結部材Ｂ（図７参照）などによって相互に結合してバッテリーモジュール１０をパッケージングし得る。このような締結部材Ｂなどによるケースカバー３０とケーストレイ２０との結合は、ケースカバー３０の縁部及びケーストレイ２０の縁部で行われ得る。
なお、バッテリーパック１が電気トラック（ＥＶ Ｔｒｕｃｋ）や電気バス（ＥＶ Ｂｕｓ）用のものであり、従来の一般トラックや一般バスのオイルタンクの位置にオイルタンクの代わりに装着される場合、このようなケーストレイ２０とケースカバー３０との組み立ての正確度がさらに要求される。
ケースカバー３０には、ケース締結ホール３５が備えられ得る。
ケース締結ホール３５には、締結部材Ｂが貫通し得る。このようなケース締結ホール３５は、複数個が備えられ得る。複数個のケース締結ホール３５は、ケースカバー３０の縁部に沿って配置され、相互に所定の距離で離隔して配置され得る。複数個のケース締結ホール３５は、複数個のトレイ締結ホール２５に対応する位置に備えられ得る。
シーリングガスケット５０は、バッテリーパック１のシーリングのためのものであって、バッテリーモジュール１０側への水分の浸透又は異物の侵入を防止できるようにケーストレイ２０とケースカバー３０との間に配置され得る。
このようなシーリングガスケット５０は、ケーストレイ２０の縁部とケースカバー３０の縁部との間に配置され得る。このようなシーリングガスケット５０は、締結部材Ｂによって、ケーストレイ２０及びケースカバー３０と共に結合し得る。
シーリングガスケット５０には、ケーストレイ２０とケースカバー３０との結合時、ケーストレイ２０とケースカバー３０との間で位置調整をガイドする少なくとも一つの位置調整ガイド５００が備えられ得る。
以下、本実施例によるシーリングガスケット５０について具体的に説明する。
図２は、図１のバッテリーパックのシーリングガスケットを説明するための図であり、図３は、図２のシーリングガスケットの主要部の拡大図である。
図２及び図３を参照すると、シーリングガスケット５０は、ガスケットバンド１００、締結部２００、弾性ビード３００及び少なくとも一つの位置調整ガイド５００を含み得る。
ガスケットバンド１００は、ケーストレイ２０の縁部及びケースカバー３０の縁部の形状に対応するように形成され得る。このようなガスケットバンド１００は所定の長さを有し、ラバー材質などで設けられ得る。
締結部２００は、複数個が備えられ得る。複数個の締結部２００は、ガスケットバンド１００に形成され、ケーストレイ２０及びケースカバー３０との結合のための締結部材Ｂが貫通し得る。
弾性ビード３００は、シーリングガスケット５０のシーリング性能をより向上させるためのものであって、ガスケットバンド１００の外周面に形成され得る。このような弾性ビード３００は、ケーストレイ２０とケースカバー３０との結合時、ケーストレイ２０及びケースカバー３０によって加圧されながら弾性変形が可能である。
このような弾性ビード３００は、バンドビード３１０及び締結ビード３３０を含み得る。
バンドビード３１０は、ガスケットバンド１００の外周面に形成され得る。このようなバンドビード３１０は、ガスケットバンド１００の長手方向に沿って長く形成され得る。
締結ビード３３０は、複数個が備えられ得る。複数個の締結ビード３３０は、複数個の締結部２００の外周面に形成され得る。このような複数個の締結ビード３３０は、複数個の締結部２００の形状に対応する形状を有し得る。
少なくとも一つの位置調整ガイド５００は、複数個の締結部２００の間に備えられ、ガスケットバンド１００からガスケットバンド１００の長手方向に垂直な方向に所定の長さで突出し得る。
少なくとも一つの位置調整ガイド５００は、複数個の締結部２００の突出長さと少なくとも同じ突出長さを有し得る。また、少なくとも一つの位置調整ガイド５００は、ケーストレイ２０及びケースカバー３０の縁部線上を越えないように突出し得る。
このような少なくとも一つの位置調整ガイド５００の突出長さは、シーリングガスケット５０の正位置への位置調整のために予め設定された突出長さであり得る。予め設定された突出長さは、複数個の締結部２００の突出長さと少なくとも同じ突出長さであるか、またはケーストレイ２０及びケースカバー３０の縁部線上を越えないようにケーストレイ２０及びケースカバー３０の線上の近くに配置される突出長さであり得る。
少なくとも一つの位置調整ガイド５００は、バンドビード３１０と干渉しないようにバンドビード３１０から離隔して配置され得る。
位置調整ガイド５００は、複数個が備えられ得る。
複数個の位置調整ガイド５００は、複数個の締結部２００の間に少なくとも一つ以上が備えられ得る。このような複数個の位置調整ガイド５００は、ガスケットバンド１００の長手方向に沿って相互に所定の距離で離隔して配置され得る。
複数個の位置調整ガイド５００によって、製造者などは、シーリングガスケット５０をケーストレイ２０とケースカバー３０との間に配置するに際し、複数個の位置調整ガイド５００の位置を目視で容易に確認して正位置に配置されたか否かを迅速に把握することができる。
図４は、本発明の他の実施例によるシーリングガスケットを説明するための図である。
本実施例によるシーリングガスケット６０は、前述した実施例のシーリングガスケット５０と類似であるので、前述した実施例と実質的に同一または類似の構成については重複する説明を省略し、以下、前述した実施例との相違点を中心にして説明する。
図４を参照すると、シーリングガスケット６０は、ガスケットバンド１００、締結部２００、弾性ビード３００、位置調整ガイド５００及び追加ガイド６００を含み得る。
ガスケットバンド１００及び締結部２００は、前述した実施例と実質的に同一または類似であるので、以下、重複する説明を省略する。
弾性ビード３００は、バンドビード３１０及び締結ビード３３０を含み得る。
バンドビード３１０及び締結ビード３３０は、前述した実施例と実質的に同一または類似であるので、以下、重複する説明を省略する。
位置調整ガイド５００は、前述した実施例と実質的に同一または類似であるので、以下、重複する説明を省略する。
追加ガイド６００は、ガスケットバンド１００から所定の長さで突出し、位置調整ガイド５００の反対方向に配置され得る。このような追加ガイド６００は、位置調整ガイド５００と少なくとも同じ長さで突出し得る。
追加ガイド６００は、位置調整ガイド５００と共にシーリングガスケット５０の位置調整を導き得る。製造者などは、位置調整ガイド５００と共に追加ガイド６００を用いてシーリングガスケット５０の組立てに際し、シーリングガスケット５０の位置をより正確に把握することができるため、バッテリーパック１の製造工程において、シーリングガスケット５０のより正確な位置調整を具現することができる。
図５は、本発明のさらなる実施例によるシーリングガスケットを説明するための図である。
本実施例によるシーリングガスケット７０は、前述した実施例のシーリングガスケット５０と類似であるので、前述した実施例と実質的に同一または類似の構成については重複する説明を省略し、以下、前述した実施例との相違点を中心にして説明する。
図５を参照すると、シーリングガスケット７０は、ガスケットバンド１００、締結部２００、弾性ビード３００、位置調整ガイド５００及びガイドビード７００を含み得る。
ガスケットバンド１００及び締結部２００は、前述した実施例と実質的に同一または類似であるので、以下、重複する説明を省略する。
弾性ビード３００は、バンドビード３１０及び締結ビード３３０を含み得る。
バンドビード３１０及び締結ビード３３０は、前述した実施例と実質的に同一または類似であるので、以下、重複する説明を省略する。
位置調整ガイド５００は、前述した実施例と実質的に同一または類似であるので、以下、重複する説明を省略する。
ガイドビード７００は、ガスケットバンド１００に備えられ、位置調整ガイド５００の近くに備えられ得る。このようなガイドビード７００は、ほぼ環状で備えられ得る。
ガイドビード７００は、弾性ビード３００と共にシーリングガスケット５０のシーリング性能をさらに向上させることができる。このようなガイドビード７００は、弾性ビード３００と共に、ケーストレイ２０とケースカバー３０との結合時、ケーストレイ２０とケースカバー３０によって加圧されながら弾性変形される。
以下では、本実施例によるバッテリーパック１のケーストレイとケースカバーとの結合に際し、シーリングガスケット５０の組立て工程について説明する。
図６及び図７は、図１のバッテリーパックのケーストレイとケースカバーとの結合時におけるシーリングガスケットの組立て工程を説明するための図である。
図６及び図７を参照すると、製造者などは、バッテリーパック１の製造工程時、バッテリーモジュール１０をケーストレイ２０に装着してから、締結部材Ｂによってケーストレイ２０とケースカバー３０とを相互に結合し得る。
製造者などは、バッテリーパック１のシーリングのために、ケーストレイ２０の縁部とケースカバー３０の縁部の上にシーリングガスケット５０を装着し、締結部材Ｂを用いて、ケースカバー３０とシーリングガスケット５０とケーストレイ２０とを合わせて貫通して締結し得る。
この際、誤組立または誤組立によるシーリングガスケット５０の捻れなどによるシーリング性能の低下などを防止するために、シーリングガスケット５０がケーストレイ２０の縁部とケースカバー３０の縁部の上における正位置に配置されることが重要である。
本実施例の場合、複数個の位置調整ガイド５００によって、製造者などは、ケーストレイ２０にシーリングガスケット５０を装着するに際し、シーリングガスケット５０の複数個の位置調整ガイド５００の位置を目視で確認するだけでシーリングガスケット５０の正位置への装着有無を容易に確認することができる。
これによって、製造者などは、位置調整ガイド５００によってシーリングガスケット５０の正位置に配置した後、締結部材Ｂによって、ケースカバー３０とシーリングガスケット５０とケーストレイ２０とを合わせて貫通して締結できる。
したがって、本実施例によると、バッテリーパック１の製造に際し、位置調整ガイド５００によって、より簡単かつ容易にシーリングガスケット５０の誤組立を防止することができる。
したがって、本実施例によると、位置調整ガイド５００によってシーリングガスケット５０の誤組立や誤組立による破損などを防止することができる。
これによって、本実施例によると、位置調整ガイド５００によってシーリングガスケット５０の正位置への組立てを効果的に誘導でき、シーリングガスケット５０の誤組立によるシーリング性能の低下をより根本的に防止することができる。
また、本実施例によると、製造者などの目視による確認ミスによってシーリングガスケット５０が誤組立されるとしても、位置調整ガイド５００が弾性ビード３００と離隔して配置されることによって、締結部材Ｂの締結時、圧着される弾性ビード３００との干渉問題が発生しないか、または最小化することによって、シーリングガスケット５０の捻れなどによるシーリング性能の低下を効果的に防止することができる。
また、図６及び図７では、シーリングガスケット５０に限定して説明したが、前述した実施例のシーリングガスケット６０、７０も、シーリングガスケット５０と同様に誤組立の防止及び正位置への位置調整の効果が具現可能であることは勿論である。
図８は、本発明の一実施例による自動車を説明するための図である。
図８を参照すると、バッテリーパック１は、自動車のエネルギー源として自動車Ｖに備えられ得る。例えば、バッテリーパック１は、電気自動車、ハイブリッド自動車及びその他のバッテリーパック１をエネルギー源として用い得るその他の方式で自動車Ｖに備えられ得る。
また、バッテリーパック１は、自動車Ｖの外にも二次電池を用いる電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などのその他の装置や器具及び設備などにも備えら得ることは勿論である。
このように、本実施例によるバッテリーパック１と自動車Ｖのようにバッテリーパック１を備える装置や器具及び設備は、前述したバッテリーパック１を含むことから、前述したバッテリーパック１による長所を全て有するバッテリーパック１及びそれを備える自動車Ｖなどの装置や器具及び設備などが具現可能である。
以上のように多様な実施例によると、堅固な水密構造の具現のためのシーリングガスケット５０、６０、７０の組立ての正確度を高めることができるバッテリーパック１及びそれを含む自動車Ｖを提供することができる。
また、以上のような多様な実施例によると、シーリングガスケット５０、６０、７０の誤組立が発生してもシーリング性能の低下を効果的に防止可能なバッテリーパック１及びそれを含む自動車Ｖを提供することができる。
以上、本発明の望ましい実施例について図示及び説明したが、本発明は上述した特定の望ましい実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって多様に変形できることは言うまでもなく、かかる変形は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはいけない。
１ バッテリーパック
１０ バッテリーモジュール
１５ バッテリーセル
２０ ケーストレイ
２５ トレイ締結ホール
３０ ケースカバー
３５ ケース締結ホール
５０ シーリングガスケット
６０ シーリングガスケット
７０ シーリングガスケット
１００ ガスケットバンド
２００ 締結部
３００ 弾性ビード
３１０ バンドビード
３３０ 締結ビード
５００ 位置調整ガイド
６００ 追加ガイド
７００ ガイドビード
１０ バッテリーモジュール
１５ バッテリーセル
２０ ケーストレイ
２５ トレイ締結ホール
３０ ケースカバー
３５ ケース締結ホール
５０ シーリングガスケット
６０ シーリングガスケット
７０ シーリングガスケット
１００ ガスケットバンド
２００ 締結部
３００ 弾性ビード
３１０ バンドビード
３３０ 締結ビード
５００ 位置調整ガイド
６００ 追加ガイド
７００ ガイドビード
Claims (8)
- バッテリーパックであって、
少なくとも一つのバッテリーセルを含む少なくとも一つのバッテリーモジュールと、
前記少なくとも一つのバッテリーモジュールを支持するケーストレイと、
前記ケーストレイと結合し、前記少なくとも一つのバッテリーモジュールをパッケージングするケースカバーと、
前記バッテリーモジュール側への水分の浸透又は異物の侵入を防止できるように前記ケーストレイと前記ケースカバーとの間に配置され、前記ケーストレイと前記ケースカバーとの結合時、前記ケーストレイと前記ケースカバーとの間で位置調整を導く少なくとも一つの位置調整ガイドが備えられるシーリングガスケットと、
を含み、
前記シーリングガスケットは、
前記ケーストレイの縁部と前記ケースカバーの縁部との間に配置され、
前記シーリングガスケットは、
前記ケーストレイの縁部及び前記ケースカバーの縁部の形状に対応するように形成されるガスケットバンドと、
前記ガスケットバンドに形成され、前記ケーストレイ及び前記ケースカバーとの結合のための締結部材が貫通する複数個の締結部と、
前記複数個の締結部の間のみに備えられ、前記ガスケットバンドから所定の長さで前記ケーストレイ及び前記ケースカバーとの結合面と平行な方向に突出する前記少なくとも一つの位置調整ガイドと、
を含むことを特徴とする、バッテリーパック。 - 前記シーリングガスケットは、
前記ガスケットバンドの外周面に形成され、前記ケーストレイと前記ケースカバーとの結合時に弾性変形可能な弾性ビードを含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーパック。 - 前記弾性ビードは、
前記ガスケットバンドの外周面に形成されるバンドビードと、
前記複数個の締結部の外周面に形成される締結ビードと、
を含むことを特徴とする、請求項２に記載のバッテリーパック。 - 前記少なくとも一つの位置調整ガイドは、
前記バンドビードと干渉しないように前記バンドビードから離隔して配置されることを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーパック。 - 前記バンドビードは、
前記ガスケットバンドの長手方向に沿って形成されることを特徴とする、請求項３又は４に記載のバッテリーパック。 - 前記少なくとも一つの位置調整ガイドは、
前記複数個の締結部の突出長さと少なくとも同じ突出長さを有することを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載のバッテリーパック。 - 前記位置調整ガイドは、複数個が備えられ、
前記複数個の位置調整ガイドは、前記複数個の締結部同士の間に少なくとも一つ以上が備えられることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載のバッテリーパック。 - 請求項１～７のいずれか一項に記載の少なくとも一つのバッテリーパックを含むことを特徴とする、自動車。
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