KR101810660B1 - 전극단자 지지부가 형성되어 있는 전지모듈 - Google Patents

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Abstract

직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 측면 방향으로 세워진 상태로 적층되어 있고, 전지셀들의 전극단자 연결부들이 전면 및 후면에 각각 위치한 구조의 전지셀 적층체, 상기 전지셀 적층체의 하부와 전면 및 후면 일부를 감싸는 구조의 하부 케이스로서, 외부에서 전극단자 연결부의 용접이 가능하도록 전극단자 연결부의 내측을 지지하는 구조를 가진 복수 개의 전극단자 지지부들을 포함하고 있는 하부 케이스, 및 상기 전지셀 적층체의 상부와 전면 및 후면의 나머지 부위를 감싸면서, 상기 하부 케이스와 결합되는 상부 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈을 제공한다.

Description

전극단자 지지부가 형성되어 있는 전지모듈 {Battery Module Having Electrode Terminal Supporting Part}
본 발명은 전극단자 지지부가 형성되어 있는 전지모듈에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.
중대형 전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮다는 등의 잇점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.
한편, 다수의 전지셀들을 사용하여 전지모듈을 구성하거나 또는 소정 단위의 전지셀들로 이루어진 단위모듈 다수를 사용하여 전지모듈을 구성하는 경우, 이들의 기계적 체결 및 전기적 접속을 위해 일반적으로 많은 부재들이 필요하므로, 이러한 부재들을 조립하는 과정은 매우 복잡하다.
예를 들어, 전지셀들의 전극단자들은 용접에 의해 결합되어 서로 전기적으로 연결되며, 이러한 과정은 전지셀들을 적층시킨 구조에 용접용 지그를 장착한 상태에서 진행된다. 즉, 전지모듈의 조립 과정 중 전지셀의 전기적 연결을 위한 용접 과정은, 전지셀 적층체에 용접용 지그를 장착하여 용접을 수행한 후 다시 용접용 지그를 분리하는 방식으로 수행된다. 그러나, 전지셀들의 구조 또는 적층 형태/개수에 따라 용접용 지그를 제작하여야 하고, 용접용 지그의 장착 및 분리과정에 의해 전체적인 조립과정이 복잡해지고 이에 따라 제조비용 및 시간이 상승하는 문제점이 발생하고 있다.
또한, 전지모듈은 다수의 전지셀들이 조합된 구조로 이루어져 있으므로 일부 전지셀들이 과전압, 과전류 또는 과발열 되는 경우에는 전지모듈의 안전성과 작동효율이 크게 문제되므로, 이들을 검출하여 제어하기 위한 수단이 필요하다. 따라서, 전압센서 등을 전지셀들에 연결하여 실시간 또는 일정한 간격으로 작동 상태를 확인하여 제어하고 있는 바, 이러한 검출수단의 장착 내지 연결은 전지모듈의 조립과정을 매우 번잡하게 하고 이를 위한 다수의 배선으로 인해 단락의 위험성도 존재한다. 또한 이차전지의 활용 범위의 확대로 자동차 등의 동력원으로 사용됨에 따라 강한 충격이나 진동이 가해지는 경우에도 상기 검출수단이 안정적인 접촉 상태를 유지할 수 있도록 하는 체결수단이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 전지셀들의 전기적 연결을 위한 과정을 간소화하여 제조 공정성을 향상시키고, 용접용 지그의 사용을 생략하여 제조비용을 절감할 수 있는 구조의 전지모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 간단한 부품으로 용이하게 전지셀들의 전압을 안정적으로 검출할 수 있는 구조의 전지모듈을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈은,
(a) 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 측면 방향으로 세워진 상태로 적층되어 있고, 전지셀들의 전극단자 연결부들이 전면 및 후면에 각각 위치한 구조의 전지셀 적층체;
(b) 상기 전지셀 적층체의 하부와 전면 및 후면 일부를 감싸는 구조의 하부 케이스로서, 외부에서 전극단자 연결부의 용접이 가능하도록 전극단자 연결부의 내측을 지지하는 구조를 가진 복수 개의 전극단자 지지부들을 포함하고 있는 하부 케이스; 및
(c) 상기 전지셀 적층체의 상부와 전면 및 후면의 나머지 부위를 감싸면서, 상기 하부 케이스와 결합되는 상부 케이스;
를 포함하는 구조로 구성될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 전지모듈은 전극단자 연결부의 내측이 전극단자 지지부에 의해 지지되는 구조를 포함하고 있으며, 전극단자 연결부의 용접 부위의 내측이 지지됨으로써 별도의 용접용 지그 없이 외부로부터 직접 전극단자 연결부의 용접이 가능한 구조로 형성되어 있다.
상기 전지셀은 예를 들어, 장방형의 판상형 전지셀일 수 있으며, 일측 단부 및 대향측 단부에 각각 전극단자가 돌출되어 있거나, 또는 일측 단부에 전극단자들이 모두 돌출되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 전지셀의 전극단자는 플레이트 형상으로 이루어져 있을 수 있으며, 상기 전지셀의 전극단자의 단부와 인접한 전지셀의 전극단자의 단부는 상호 중첩되도록 수직 절곡되어 전극단자 연결부를 형성하고, 상기 전극단자 연결부는 용접에 의해 전기적 및 기계적으로 결합되는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 전극단자 지지부는 하부 케이스의 전면 및 후면에서 각각 상부 방향으로 연장되어 있는 바(bar) 구조로 이루어져 있을 수 있다.
이러한 전극단자 지지부는 상기 전극단자 연결부의 내측과 대면하는 면이 평면으로 형성될 수 있으며, 플레이트 구조의 전극단자들의 단부가 서로 중첩된 상태에서 전극단자 지지부에 밀착되어 용접이 수행되는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 전극단자 지지부 및 전극단자 연결부 사이에는 전압 센싱부재가 개재될 수 있다. 구체적으로, 상기 전압 센싱부재는 금속 플레이트 구조로 형성될 수 있으며, 전극단자 연결부의 용접 과정에서 전압 센싱부재가 함께 결합되는 구조일 수 있다.
즉, 전압 센싱부재의 장착 및 접속을 위한 별도의 기계적 구조의 추가 없이 간단하게 전압 센싱부재를 연결할 수 있으며, 외력의 인가 시 체결식 또는 접촉식 센싱구조에서 발생하는 접속 해제 현상을 방지하여, 안정적인 접속 구조를 유지할 수 있는 효과를 제공한다.
한편, 상기 금속 플레이트는 전지모듈의 제어부로서 BMS(Battery Management System)와 와이어에 의해 연결되어 전지모듈의 작동을 제어하는 구조로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 전지모듈은, 상기 전극단자 연결부 부위를 감싸면서 하부 케이스에 결합되어 있고 상기 전극단자 연결부들을 외부에서 용접하기 위한 복수 개의 용접용 개구들이 형성되어 있는, 전면 커버 및 후면 커버를 추가로 포함하는 구조로 형성될 수 있다. 즉, 상기 전면 커버 및 후면 커버는 전극단자 연결부 부위를 보호하면서, 용접이 정확한 위치에서 수행될 수 있도록 용접 위치를 안내하는 용접용 개구들이 형성되어 있어서, 안전성 및 용접의 정밀성을 향상시키는 구조로 형성될 수 있다.
상기 용접용 개구들의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 선형 용접을 위해 슬릿 형상으로 형성될 수 있다.
상기 용접은 다양한 방식이 가능하며, 예를 들어 레이저 용접일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기 전지셀은 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 케이스가 전극조립체가 내장되어 있는 파우치형 전지셀일 수 있다.
전극단자 연결부 부위를 보호하는 구조로
상기 전지셀은, 예를 들어, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 구조의 파우치형 전지셀일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지모듈을 단위체로 포함하는 고출력 대용량의 중대형 전지팩을 제공한다. 상기 중대형 전지팩은 요구되는 용량 또는 출력에 따라 다양한 개수의 전지모듈이 전기적으로 연결된 상태로 장착되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 전지셀은 리튬 이온 전지셀 또는 리튬 이온 폴리머 전지셀일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기 전지셀 적층체는 예를 들어, 전극단자들이 상단 및 하단에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀들을 포함하고 있는 단위모듈 다수 개로 이루어져 있고, 상기 단위모듈은 전극단자들이 직렬로 상호 연결되어 있으며, 상기 전극단자들의 연결부가 절곡되어 적층 구조를 이루고 있는 둘 또는 그 이상의 전지셀들, 및 상기 전극단자 부위를 제외하고 상기 전지셀들의 외면을 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 고강도 셀 커버를 포함하는 것으로 구성될 수 있다.
단위모듈 내부의 전지셀들은 직렬 및/또는 병렬 방식으로 연결되어 있으며, 앞서 설명한 바와 같은 바람직한 예에서, 전지셀들을 그것의 전극단자들이 연속적으로 상호 인접하도록 길이방향으로 직렬 배열한 상태에서 상기 전극단자들을 결합시킨 뒤, 둘 또는 그 이상의 단위로 전지셀들을 중첩되게 접고 소정의 단위로 셀 커버에 의해 감쌈으로써 다수의 단위모듈들을 제조할 수 있다. 이러한 제조과정은 일부 순서가 변경될 수 있음은 물론이다, 예를 들어, 다수의 단위모듈들을 각각 제조한 후 단위모듈간 전기적 접속을 행할 수도 있다.
본 발명은 또한 상기 전지모듈을 단위체로 사용하여 제조되는 고출력 대용량의 중대형 전지팩을 제공한다.
상기 중대형 전지팩은 소망하는 출력 및 용량에 따라 전지모듈들을 조합하여 제조될 수 있으며, 장착 효율성, 구조적 안정성 등을 고려할 때, 전기자동차, 또는 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전기오토바이, 전기자전거, 또는 전력 저장 장치 등의 전원으로 바람직하게 사용될 수 있지만, 적용 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
따라서, 본 발명은 상기 중대형 전지팩을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공하고, 상기 디바이스는 구체적으로, 전기자동차, 또는 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전기오토바이, 전기자전거, 또는 전력 저장 장치일 수 있다.
이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당 업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈은 별도의 용접용 지그 없이 외부로부터 직접 전극단자 연결부의 용접이 가능한 구조로 형성되어 있어서, 용접용 지그의 제조비용 및 장착과 분리과정에 따른 공정의 추가 없이 직접 용접에 의해 간단한 과정으로 용이하게 전극단자 연결부의 전기적 접속을 달성할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 전지모듈은 전압 센싱부재의 장착 및 접속을 위한 별도의 기계적 구조의 추가 없이 간단하게 전압 센싱부재를 연결할 수 있으며, 외력의 인가 시 체결식 또는 접촉식 센싱구조에서 발생하는 접속 해제 현상을 방지하여, 안정적인 접속 구조를 유지할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 전지모듈에 장착되는 판상형 전지셀의 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 사시도이다;
도 3은 도 2의 하부 케이스에 관한 사시도이다;
도 4는 하부케이스에 단위모듈들이 장착된 구조의 사시도이다;
도 5는 도 4의 구조에 전면 커버 및 후면 커버를 장착한 구조의 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 전지모듈에 장착되는 하나의 예시적인 판상형 전지셀의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 판상형 전지셀(10)은 두 개의 전극단자(11, 12)가 서로 대향하여 전지 본체(13)의 상단부와 하단부에 각각 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다. 외장부재(14)는 상하 2 단위로 이루어져 있고, 그것의 내면에 형성되어 있는 수납부에 전극조립체(도시하지 않음)를 장착한 상태로 상호 접촉 부위인 양측면(14b)과 상단부(14a) 및 하단부(14c)를 부착시킴으로써 전지셀(10)이 만들어진다. 외장부재(14)는 수지층/금속박층/수지층의 라미네이트 구조로 이루어져 있어서, 서로 접하는 양측면(14b)과 상단부 및 하단부(14a, 14c)에 열과 압력을 가하여 수지층을 상호 융착시킴으로써 부착시킬 수 있으며, 경우에 따라서는 접착제를 사용하여 부착할 수도 있다. 양측면(14b)은 상하 외장부재(14)의 동일한 수지층이 직접 접하므로 용융에 의해 균일한 밀봉이 가능하다. 반면에, 상단부(14a)와 하단부(14c)에는 전극단자(11, 12)가 돌출되어 있으므로 전극단자(11, 12)의 두께 및 외장부재(14) 소재와의 이질성을 고려하여 밀봉성을 높일 수 있도록 전극단자(11, 12)와의 사이에 필름상의 실링부재(16)를 개재한 상태에서 열융착시킨 구조로 구성되어 있다.
도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 하부 케이스에 관한 사시도가 도시되어 있으며, 도 4에는 하부 케이스에 단위모듈들이 장착된 구조의 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 전지모듈(100)은 전지셀 적층체(110), 하부 케이스(120), 및 상부 케이스(130)를 포함하는 구조로 구성되어 있다.
전지셀 적층체(110)는 복수 개의 단위모듈들(112a, 112b, 112c, 112d)이 측면 방향으로 상호 적층되어 있는 상태에서 전기적으로 연결되어 있으며, 이러한 전지셀 적층체(110)의 하부는 하부 카트리지(120)에 고정되어 있다.
구체적으로, 전지셀 적층체(110)는 도 1과 같이 전극단자들(11, 12)이 상단 및 하단에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀들(10a, 10b)을 포함하고 있는 다수의 단위모듈들(112a, 112b, 112c, 112d)로 이루어져 있고, 단위모듈들(112a, 112b, 112c, 112d)은 상호 직렬로 연결되어 있으며, 단위모듈들(112a, 112b, 112c, 112d)은 각각 2 개의 전지셀들(10a, 10b)이 전극단자 부위를 제외하고 전지셀들(10a, 10b)의 외면을 감싸도록 결합되는 고강도 셀 커버(113)에 장착되어 있는 구조로 이루어져 있다.
전지셀(10b)의 전극단자(12b)는 인접한 전지셀(10c)의 전극단자(12c)와 중첩되도록 단부가 각각 ‘ㄱ’자 형상으로 절곡되어 전극단자 연결부(114)를 형성하고 있다.
하부 케이스(120)는 전지셀 적층체(110)의 하부와, 전면 및 후면 일부를 감싸는 구조로 형성되어 있으며, 전극단자 연결부(114)의 내측에 위치하면서 전극단자들을 지지하는 전극단자 지지부들(126)을 포함하는 구조로 형성되어 있다.
전극단자 지지부(126)는 전극단자들의 단부가 중첩된 구조의 전극단자 연결부(114)의 내측을 지지하는 구조로서, 외측 방향에서 전극단자 연결부(114)의 용접이 수행될 때 전극단자 연결부(114)의 위치 및 중첩 구조를 지지하는 역할을 수행한다.
또한, 전극단자 지지부(126) 및 전극단자 연결부(114) 사이에는 금속 플레이트 구조의 전압 센싱부재(118)가 개재되어 있어서, 전극단자 연결부(114)의 용접시 전압 센싱부재(118)가 함께 결합되는 구조를 이루고 있다. 이러한 전압 센싱부재(118)는 전극단자 지지부(126)에 기계적 결합 또는 부착 등으로 연결되어 있으며, 금속 플레이트로 이루어져 있으므로 전극단자 연결부(114)와의 용접에 의한 결합이 용이한 구조로 형성되어 있다. 전압 센싱부재(118)의 일측 단부에는 와이어(119)가 연결되어 있으며, 와이어(119)를 통해 BMS(Battery Management System: 도시하지 않음)로 검출된 전압 정보를 전송한다.
그리고, 상부 케이스(130)는 전지셀 적층체(110)의 상부와, 전면 및 후면의 일부를 감싸면서 하부 케이스(120)와 결합되어 있는 구조로 이루어져 있다.
도 5에는 도 4의 구조에 전면 커버 및 후면 커버를 장착한 구조의 사시도가 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 하부 케이스(120)에는 전극단자 연결부(114) 부위를 감싸는 구조의 전면 커버(122) 및 후면 커버(124)가 결합되어 있다. 이러한 전면 커버(122) 및 후면 커버(124)는 전극단자 연결부(114) 부위를 보호하는 역할을 수행할 뿐 만 아니라, 용접이 정확한 위치에서 수행될 수 있도록 용접 위치를 안내하는 용접용 개구들(123)이 형성되어 있다. 용접용 개구들(123)의 형상은 선형의 레이저 용접이 가능하도록 슬릿 형상으로 형성되어 있다.
본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 가하는 것이 가능할 것이다.

Claims (18)

  1. 전극단자 연결부가 전면 및 후면에 위치한 구조의 복수의 전지셀들 또는 단위모듈들이 직렬 또는 병렬로 연결되어 측면 방향으로 세워진 상태로 적층되는 전지셀 적층체;
    상기 전지셀 적층체의 하부와 전면 및 후면 일부를 감싸는 하부 케이스; 및
    상기 전지셀 적층체의 상부와 전면 및 후면의 나머지 부위를 감싸면서, 상기 하부 케이스와 결합되는 상부 케이스; 를 포함하고,
    상기 하부케이스는,
    전면 및 후면의 각각 상부 방향으로 연장되어 내측에서는 전극단자 연결부로 결합된 전지셀을 소정간격 이격시키는 분리부가 형성되고,
    외측에서는 전극단자 연결부의 용접이 가능하도록 전극단자 연결부의 내측을 지지하는 평면 형태로 형성되는 바(bar) 구조를 가진 복수 개의 전극단자 지지부; 및
    상기 전극단자 지지부에 결합되어 상기 전극단자 연결부의 내측으로 감싸는 형태로 결합되는 전압 센싱부재; 가 형성되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 장방형의 판상형 전지셀로서, 일측 단부 및 대향측 단부에 각각 전극단자가 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전지셀의 전극단자의 단부와 인접한 전지셀의 전극단자의 단부는 상호 중첩되도록 수직 절곡되어 전극단자 연결부를 형성하고, 상기 전극단자 연결부는 용접에 의해 전기적 및 기계적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 전지 셀 적층체의 전극단자 연결부와 전압 센싱부재는 용접에 의해 함께 결합되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 센싱부재는 금속 플레이트인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 금속 플레이트는 일측 단부에 형성된 와이어를 통해 BMS(Battery Management System)와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 전극단자 연결부 부위를 감싸면서 하부 케이스에 결합되어 있고 상기 전극단자 연결부들을 외부에서 용접하기 위한 복수 개의 용접용 개구들이 형성되어 있는, 전면 커버 및 후면 커버를 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 용접용 개구들은 슬릿 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 용접은 레이저 용접인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 케이스가 전극조립체가 내장되어 있는 파우치형 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이온 전지셀 또는 리튬 이온 폴리머 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀 적층체는 전극단자들이 상단 및 하단에 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀들을 포함하고 있는 단위모듈 복수 개로 이루어져 있고, 상기 단위모듈은,
    전극단자들이 직렬로 상호 연결되어 있고 상기 전극단자들의 연결부가 절곡되어 적층 구조를 이루고 있는 둘 이상의 전지셀들; 및
    상기 전극단자 부위를 제외하고 전지셀 적층체의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합되는 한 쌍의 셀 커버;
    를 포함하는 것으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  16. 제 1 항에 따른 전지모듈을 단위체로 포함하고 있는 전지팩.
  17. 제 16 항에 따른 전지팩을 포함하고 있는 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 디바이스는 전기자동차, 또는 하이브리드 전기자동차, 또는 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전기오토바이, 또는 전기자전거, 또는 전력저장장치인 것을 특징으로 하는 디바이스.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

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