KR20240035878A - 배터리 셀 유닛, 배터리, 및 차량 - Google Patents

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옌페이 저우
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Abstract

배터리 셀 유닛(1), 배터리(3), 및 차량. 차량 또는 배터리(3)는 배터리 셀 유닛(1)을 포함한다. 배터리 셀 유닛(1)은 직렬로 연결된 복수의 배터리 셀 모듈(10)을 포함한다. 각각의 배터리 셀 모듈(10)은 적어도 하나의 배터리 셀 그룹(11) 및 적어도 하나의 배터리 셀 그룹(11)의 2개의 단부에 제공된 브래킷들(12)을 포함한다. 각각의 배터리 셀 그룹(11)은 제1 방향을 따라 적층된 복수의 배터리 셀(111)을 포함하고, 복수의 배터리 셀(111)은 병렬로 연결된다. 제1 방향은 배터리 셀(111)의 두께 방향이다. 각각의 브래킷(12)은 브래킷 몸체(121) 및 브래킷 몸체(121) 상에 장착된 전도성 시트(122)를 포함한다. 각각의 브래킷 몸체(121)는 적어도 하나의 탭 연장 구멍(1211)을 제공받고, 대응하는 배터리 셀(111)의 탭(112)은 탭 연장 구멍(1211)을 통해 통과하고 전도성 시트(122)에 연결된다. 각각의 배터리 셀 모듈(10)은 지지 및 고정 부재(15)를 더 포함하고, 지지 및 고정 부재(15)는 적어도 하나의 배터리 셀 그룹(11)의 2개의 단부에서 브래킷들(12) 사이에 제공된다.

Description

배터리 셀 유닛, 배터리, 및 차량
[관련 출원들에 대한 상호 참조]
본 개시내용은 2021년 11월 24일자로 출원된, 발명의 명칭이 "BATTERY CORE UNIT, BATTERY, AND VEHICLE"인 중국 특허 출원 제202122922163.3호를 기초로 우선권을 주장하는데, 이 출원의 내용은 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
[기술분야]
본 개시내용은 배터리 기술 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 배터리 코어 유닛 및 배터리에 관한 것이다.
종래의 파우치 배터리는 단일 차원으로 적층되고 고정된 다중의 배터리 코어 유닛으로부터 조립된다. 이러한 단일 차원 적층 연결은 전체 배터리 용량의 개선에 도움이 되지 않는다. 또한, 종래의 파우치 배터리의 배터리 코어들은 연결 시트들에 의해 연결된 다음에 볼트들에 의해 조여져서 배터리 코어들 사이의 연결을 실현한다. 조립 프로세스는 복잡하고 비효율적이다. 또한, 배터리 코어들은 적층된 후에 강철 벨트들에 의해 묶일 필요가 있어서, 다수의 부품들 및 높은 비용으로 이어진다.
본 개시내용의 내용은 관련 기술분야에 존재하는 기술적 문제점들 중 적어도 하나를 해결하도록 의도된다.
따라서, 본 개시내용의 실시예는 다음을 포함하는 배터리 코어 유닛을 개시한다:
다중의 배터리 코어 모듈. 다중의 배터리 코어 모듈은 직렬로 연결된다.
배터리 코어 모듈은 적어도 하나의 배터리 코어 그룹 및 적어도 하나의 배터리 코어 그룹의 2개의 단부에 배열된 브래킷(bracket)들을 포함한다.
각각의 배터리 코어 그룹은 제1 방향을 따라 적층된 다중의 배터리 코어를 포함하고, 다중의 배터리 코어는 병렬로 연결된다. 제1 방향은 배터리 코어의 두께 방향이다.
브래킷은 브래킷 몸체 및 브래킷 몸체 상에 장착된 전도성 시트를 포함한다. 적어도 하나의 탭 돌출 구멍(tab protruding hole)이 브래킷 몸체 상에 제공되고, 배터리 코어의 탭이 탭 돌출 구멍을 통해 연장되고 전도성 시트에 연결된다. 배터리 코어 모듈이 지지 및 체결 피스(supporting and fastening piece)를 더 포함하고, 지지 및 체결 피스는 적어도 하나의 배터리 코어 그룹의 2개의 단부에서 브래킷들 사이에 배열된다.
일부 실시예들에서, 전도성 시트가 제1 전도성 시트 및 제2 전도성 시트를 포함한다. 제1 전도성 시트와 제2 전도성 시트는 상호 연결되고 각을 이루어 배열된다. 탭 회피 구멍(tab avoiding hole)이 제1 전도성 시트와 제2 전도성 시트 사이에 제공된다. 배터리 코어의 탭은 탭 돌출 구멍 및 탭 회피 구멍을 통해 순서대로 연장되고 제1 전도성 시트에 연결된다.
일부 실시예들에서, 브래킷 몸체는 제1 측면, 제2 측면, 및 제3 측면을 갖는다. 제1 측면은 배터리 코어에 가까운 표면이고, 제2 측면은 제1 측면과 대향하고 배터리 코어로부터 떨어져서 마주보는 표면이고, 제3 측면은 배터리 코어의 탭의 리드 아웃 방향(lead-out direction)에 평행하고 제1 방향에 수직인 표면이다. 제1 전도성 시트가 제2 측면 상에 배열된다. 제2 전도성 시트가 제3 측면 상에 배열된다.
일부 실시예들에서, 지지 및 제한 홈(supporting and limiting groove)들이 브래킷 몸체 상에 제공되고, 지지 및 체결 피스가 지지 및 제한 홈들 내로 삽입된다.
일부 실시예들에서, 지지 및 제한 홈은 V자형 홈들이다. 지지 및 체결 피스는 알루미늄 판이다.
일부 실시예들에서, 배터리 코어 유닛이 인접한 배터리 코어 모듈들의 브래킷들 상의 제2 전도성 시트들에 제각기 연결된 중간 연결 시트를 더 포함하고, 여기서 인접한 배터리 코어 모듈들은 중간 연결 시트에 의해 직렬로 연결된다.
일부 실시예들에서, 지지 및 체결 피스 및 배터리 코어 그룹은 제1 방향을 따라 적층되고 배열된다. 접착 층이 지지 및 체결 피스 상에 배열되고, 지지 및 체결 피스는 접착 층에 의해 배터리 코어 그룹에 접착된다.
일부 실시예들에서, 브래킷 몸체는 클램핑 구조체에 의해 전도성 시트에 연결된다.
일부 실시예들에서, 적어도 하나의 배터리 코어 그룹은 하나의 배터리 코어 그룹이고, 브래킷들은 배터리 코어 그룹의 2개의 단부에 배열되고, 각각의 브래킷에는 하나의 전도성 시트가 제공된다.
하나의 배터리 코어 모듈의 제1 극성의 전도성 시트가 중간 연결 시트에 의해 인접한 배터리 코어 모듈의 제2 극성의 전도성 시트에 연결된다.
일부 실시예들에서, 적어도 하나의 배터리 코어 그룹은 다중의 배터리 코어 그룹이고, 다중의 배터리 코어 그룹은 제1 방향을 따라 배열되고, 브래킷들은 다중의 배터리 코어 그룹의 2개의 단부에 배열된다.
각각의 브래킷에는 다중의 전도성 시트가 제공된다. 전도성 시트들의 수는 다중의 배터리 코어 그룹의 수와 동일하다. 제1 방향을 따라 배열된 인접한 전도성 시트들은 반대 극성들을 갖는다.
배터리 코어 유닛은 중간 연결 시트를 더 포함한다. 하나의 배터리 코어 모듈의 전도성 시트는 중간 연결 시트에 의해 인접한 배터리 코어 모듈의 전도성 시트에 연결된다.
배터리 코어 유닛은 테일 연결 시트(tail connection sheet)를 더 포함하고, 테일 연결 시트는 배터리 코어 유닛의 단부 부분으로서 역할하는 배터리 코어 모듈의 브래킷 상에 장착된다.
일부 실시예들에서, 테일 연결 시트는 브래킷 상의 다중의 전도성 시트와 일체로 형성된다.
일부 실시예들에서, 절연 파티션 부분이 브래킷 몸체 상에 배열되고, 절연 파티션 부분은 상이한 배터리 코어 그룹들에 연결된 전도성 시트들 사이에 배열된다.
일부 실시예들에서, 탭은 탭 돌출 구멍을 통해 연장되고 구부러진 부분을 형성하도록 구부러지고, 구부러진 부분은 용접에 의해 전도성 시트에 연결된다.
일부 실시예들에서, 탄성 클램핑 버튼들이 브래킷 몸체 상에 제공되고, 전도성 시트에는 탄성 클램핑 버튼들에 대응하는 클램핑 구멍들이 제공되고, 전도성 시트들은 클램핑 구멍들 및 탄성 클램핑 버튼들에 의해 브래킷 몸체 상에 장착된다.
본 개시내용의 이 실시예에 개시된 배터리 코어 유닛은 배터리 코어 모듈들을 직렬로 연결함으로써 형성되고, 배터리 코어 모듈은 적어도 하나의 배터리 코어 그룹으로 구성되고 브래킷들에 의해 조립되고 조여진다. 직렬로 연결된 배터리 코어 모듈들은 실제 요건에 기초하여 배열될 수 있다. 배터리 코어 그룹들은 배터리 코어 모듈이 되도록 조립되어 표준화된 배터리 코어 모듈이 되고, 표준화된 배터리 코어 모듈들은, 실제 요건에 기초하여, 상이한 크기들을 갖는 배터리 코어 유닛들을 형성하고 그 후 상이한 크기들을 갖는 배터리들을 형성하도록 직렬로 추가로 임의로 연결될 수 있다. 본 개시내용의 이 실시예에서의 배터리 코어 유닛은 설치가 간단하고, 높은 그룹화 효율을 가지며, 배터리 케이스에서 98%만큼 높을 수 있는 극히 높은 공간 활용률을 갖는다. 또한, 배터리 코어 유닛을 구성하는 배터리 코어 모듈들은 고도로 반복 가능하다. 이는 상이한 배열들 및 표준들을 갖는 배터리 팩들을 형성하기에 편리하다.
본 개시내용의 실시예는 하우징을 포함하는 배터리를 추가로 개시한다. 배터리는 본 개시내용의 실시예에서 설명된 배터리 코어 유닛을 더 포함하고, 배터리 코어 유닛은 하우징 내에 수용된다.
본 개시내용의 실시예는 차량을 추가로 개시한다. 차량은 본 개시내용의 실시예에서 설명된 배터리 코어 유닛 및 배터리 코어 유닛을 수용하도록 구성된 섀시 구조물을 포함한다.
본 개시내용의 실시예들의 기술적 해결책들을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 실시예들을 설명하기 위해 요구되는 첨부 도면들을 간략히 소개한다. 명백하게도, 이하의 설명에서의 첨부 도면들은 본 개시내용의 일부 실시예들만을 도시하고, 본 기술분야의 통상의 기술자는 창의적인 노력 없이도 이들 첨부 도면들로부터 다른 도면들을 여전히 도출할 수 있다.
도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리의 구조의 개략도이다;
도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리 코어 유닛의 구조의 개략도이다.
도 3은 도 2의 부분 A의 부분 확대도이다.
도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리 코어 모듈의 구조의 개략도이다.
도 5는 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리 코어 모듈의 분해도이다.
도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른 연결되지 않은 인접한 배터리 코어 모듈들의 구조의 개략도이다.
도 7은 본 개시내용의 실시예에 따른 브래킷의 구조의 개략도이다.
도 8은 본 개시내용의 실시예에 따른 브래킷의 분해도이다.
도 9는 본 개시내용의 실시예에 따른 라인 A-A를 따른 도 4의 배터리 코어 모듈의 단면도이다.
도 10은 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리 코어 유닛의 또 다른 구조의 개략도이다.
도 11은 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리 코어 유닛의 단부 부분으로서 역할하는 배터리 코어 모듈의 브래킷의 분해도이다.
참조 번호들의 설명들:
1. 배터리 코어 유닛; 2. 하우징; 3. 배터리;
10. 배터리 코어 모듈; 11. 배터리 코어 그룹; 12. 브래킷; 13. 중간 연결 시트; 14. 테일 연결 시트; 15. 지지 및 체결 피스
111. 배터리 코어; 112. 탭; 113. 제1 배터리 코어 그룹; 114. 제2 배터리 코어 그룹;
121. 브래킷 몸체; 122. 전도성 시트; 123. 제1 브래킷; 124. 제2 브래킷;
1211. 탭 돌출 구멍; 1212. 지지 및 제한 홈; 1213. 탄성 클램핑 버튼; 1214. 클램핑 볼록 버튼; 1215. 절연 파티션 부분; 1216. 제1 측면; 1217. 제2 측면; 1218. 제3 측면;
1221. 제1 전도성 시트; 1222. 제2 전도성 시트; 1223. 탭 회피 구멍; 1224. 클램핑 구멍; 1225. 클램핑 리세스
본 개시내용의 다양한 양태들의 실시예들의 특징들 및 예들이 아래에 상세히 설명된다. 다음의 상세한 설명들에서, 본 개시내용의 철저한 이해를 제공하기 위해, 많은 특정 구체적인 상세 사항들이 제안된다. 그러나, 실시예들의 이하의 설명은 본 개시내용의 이해를 돕기 위해 단지 예로서 의도된다는 점이 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백하다. 도면들 및 이하의 설명들에서, 잘 알려진 구조들 및 기법들의 적어도 부분들은 본 개시내용과의 불필요한 간섭을 회피하기 위해 도시되지 않는다. 관련 부재를 명확하게 도시하기 위해, 관련 구조의 크기가 확대될 수 있다. 또한, 이하에 설명되는 특징들, 구조들 또는 특성들은 임의의 적절한 방식으로 하나 이상의 실시예에서 조합될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 개시내용의 배터리 코어 유닛(1)은 직렬로 연결된 다중의 배터리 코어 모듈(10)을 포함하고, 배터리 코어 모듈(10)은 적어도 하나의 배터리 코어 그룹(11) 및 배터리 코어 그룹(11)의 2개의 단부에 배열된 브래킷들(12)을 포함한다. 배터리 코어 그룹(11)은 제1 방향을 따라 적층된 다중의 배터리 코어(111)를 포함하고, 배터리 코어(111)는 탭들(112)을 갖고, 제1 방향은 배터리 코어들(111)의 두께 방향이다. 배터리 코어 그룹(11) 내의 다중의 배터리 코어(111)는 병렬로 연결된다. 배터리 코어 그룹(11)의 단부 부분은 제2 방향을 따른 배터리 코어 그룹(11)의 단부 부분이고, 제2 방향은 배터리 코어(111)의 탭들(112)의 리드 아웃 방향이다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 브래킷(12)은 브래킷 몸체(121) 및 브래킷 몸체(121) 상에 장착된 전도성 시트들(122)을 포함한다. 배터리 코어 그룹(11)의 다중의 배터리 코어(111)는 병렬로 연결되고 또한 브래킷(12) 상의 전도성 시트들(122)에 연결되고, 인접한 2개의 배터리 코어 모듈(10)의 브래킷들(12) 상의 전도성 시트들(122)이 연결된다. 이는 인접한 2개의 배터리 코어 모듈(10) 사이의 직렬 연결을 구현한다.
도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 브래킷 몸체(121) 상에 탭 돌출 구멍들(1211)이 제공되고, 탭 돌출 구멍들(1211)은 배터리 코어들(111)의 탭들(112)에 대응하여 제공되고, 탭 돌출 구멍들(1211)의 수는 배터리 코어 그룹(11)의 배터리 코어들(111)의 수와 동일하다. 배터리 코어 그룹(11) 내의 다중의 배터리 코어(111)의 탭들(112)은 대응하는 탭 돌출 구멍들(1211)을 통해 연장되고 전도성 시트들(122)에 연결된다. 탭들(112) 및 전도성 시트들(122)은 용접 또는 또 다른 연결 방법에 의해 연결될 수 있다. 탭들(112)과 전도성 시트들(122) 사이의 연결의 신뢰성을 보장하기 위해, 탭들(112)은 대응하는 탭 돌출 구멍들(1211)을 통해 연장되고 또한 구부러진 부분들을 형성하도록 구부러지고, 구부러진 부분들은 전도성 시트들(122)과 용접된다. 또 다른 실시예에서, 탭 돌출 구멍들(1211)의 수는 배터리 코어 그룹(11)의 수와 동일할 수 있다. 배터리 코어 그룹(11) 내의 다중의 배터리 코어(111)의 탭들이 먼저 함께 용접되어 수렴 탭(converged tab)을 형성하여 병렬로 연결되고, 그 후 탭 돌출 구멍(1211)을 통해 연장되어 전도성 시트들(122)에 연결된다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 배터리 코어 모듈(10)은 지지 및 체결 피스(15)를 더 포함하고, 지지 및 체결 피스(15)는 브래킷들(12)을 지지하고 조이기 위해 배터리 코어 그룹(11)의 2개의 단부에서 브래킷들(12) 사이에 배열된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 지지 및 제한 홈들(1212)이 브래킷 몸체(12) 상에 제공되고, 지지 및 체결 피스(15)가 배터리 코어 그룹(11)의 2개의 단부에서 브래킷들(12)을 지지하고 조이기 위해 지지 및 제한 홈들(1212) 내로 삽입되어, 배터리 코어 그룹(11) 및 브래킷들(12)이 안정적 구조를 갖는 배터리 코어 모듈(10)을 형성하도록 한다. 구체적으로, 지지 및 체결 피스(15)는 알루미늄 판이고, 지지 및 제한 홈들(1212)은 V자형 홈들이다. 지지 및 체결 피스에 대해 또 다른 금속 판이 대안적으로 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. V자형 홈은 지지 및 체결 피스(15)의 클램핑 및 조임을 용이하게 하도록 설계된다. 더 양호한 조임 및 지지와 열 소산 효과를 구현하기 위해, 지지 및 체결 피스(15) 및 배터리 코어(111)의 적층 표면은 동일한 형상 및 크기를 갖는다. 배터리 코어(111)의 적층 표면은 제1 방향에 수직이다. 또한, 지지 및 체결 피스(15)는 탭들(112)이 리드 아웃되는 방향으로의 배터리 코어(111)의 탭들(112)의 충격 및 진동을 또한 회피할 수 있다. 지지 및 체결 피스(15)는 배터리 코어 그룹(11)의 2개의 단부에서 브래킷들(12)의 로케이션들을 제한하고, 브래킷들(12)이 이동하여 탭들(112)에 손상을 야기하는 것을 방지한다. 접착 층이 지지 및 체결 피스(15) 상에 배열되고, 지지 및 체결 피스(15)는 접착 층에 의해 배터리 코어 그룹(11)에 접착된다. 배터리 코어 모듈(10)이 다중의 배터리 코어 그룹(11)을 포함할 때, 지지 및 체결 피스(15)가 인접한 2개의 배터리 코어 그룹(11) 사이에 배열될 수 있고, 접착 층들은 지지 및 체결 피스(15)의 양측 상에 배열될 수 있고, 지지 및 체결 피스(15)는 접착 층들에 의해 인접한 배터리 코어 그룹들(11)에 접착된다. 접착 층은 바람직하게는 핫 멜트 접착제(hot melt adhesive)이고, 접착 층의 재료 선택은 이에 제한되지 않는다는 점이 이해될 수 있다. 접착 층은 실제 요건에 기초하여 제공될 수 있는데, 예를 들어, 지지 및 체결 피스(15)의 일 측, 또는 지지 및 체결 피스(15)의 일 측의 부분 영역 또는 전체 영역, 또는 지지 및 체결 피스(15)의 양 측의 부분 영역 또는 전체 영역에만 제공될 수 있다. 지지 및 체결 피스(15)는 지지 및 조임을 구현하고, 지지 및 체결 피스(15)에 접착된 배터리 코어 그룹(11)의 열을 외부 알루미늄 하우징에 전달할 수 있고, 알루미늄 하우징은 배터리 온도를 적절한 범위로 유지하기 위해 열을 냉각 장치에 추가로 전달한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 전도성 시트(122)는 제1 전도성 시트(1221) 및 제1 전도성 시트(1221)에 연결된 제2 전도성 시트(1222)를 포함한다. 제1 전도성 시트(1221)와 제2 전도성 시트(1222)는 상호 연결되고 각을 이루어 배열된다. 제1 전도성 시트(1221) 및 제2 전도성 시트(1222)는 용접과 같은 종래의 수단에 의해 연결될 수 있거나 또는 일체로 형성될 수 있다는 점이 이해될 수 있다. 탭 회피 구멍(1223)이 제1 전도성 시트(1221)와 제2 전도성 시트(1222) 사이에 제공된다. 탭 회피 구멍(1223)은 탭 돌출 구멍(1211)에 대응하여 제공된다. 탭 회피 구멍(1223)은 제1 전도성 시트(1221)와 제2 전도성 시트(1222)의 접합부에 제공된다. 제1 전도성 시트(1221)와 제2 전도성 시트(1222)가 일체로 형성될 때, 탭 회피 구멍(1223)은 제1 전도성 시트(1221)와 제2 전도성 시트(1222)의 굽힘 로케이션에 제공된다. 바람직하게는, 제1 전도성 시트(1221)는 제2 전도성 시트(1222)에게 수직으로 배열된다. 또 다른 실시예에서, 제1 전도성 시트(1221) 및 제2 전도성 시트(1222)는 비직각으로 배열될 수 있다. 배터리 코어(111)의 탭(112)은 탭 돌출 구멍(1211) 및 탭 회피 구멍(1223)을 통해 순서대로 연장되고 제1 전도성 시트(1221)에 연결된다.
도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 브래킷 몸체(121)는 제1 측면(1216), 제2 측면(1217), 및 제3 측면(1218)을 갖는다. 브래킷 몸체(121)의 제1 측면(1216)은 배터리 코어(111)에 가까운 표면이다. 브래킷 몸체(121)의 제2 측면(1217)은 제1 측면(1216)과 대향하고 배터리 코어(111)로부터 떨어져 마주보는 표면이다. 브래킷 몸체(121)의 제3 측면(1218)은 배터리 코어의 탭(112)의 리드 아웃 방향에 평행한 표면이고, 제3 측면(1218)은 제1 방향에 수직이다. 제1 전도성 시트(1221)는 브래킷 몸체(121)의 제2 측면(1217) 상에 배열된다. 제2 전도성 시트(1222)는 브래킷 몸체(121)의 제3 측면(1218) 상에 배열된다. 지지 및 제한 홈(1212)은 브래킷 몸체(121)의 제1 측면(1216) 상에 제공된다. 배터리 코어 그룹(11)의 배터리 코어(111)의 탭(112)은 탭 돌출 구멍(1211) 및 탭 회피 구멍(1223)을 통해 연장되고 제1 전도성 시트(1221)에 용접된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 코어 유닛(1)은 중간 연결 시트(13)를 더 포함하고, 인접한 2개의 배터리 코어 모듈(10)은 중간 연결 시트(13)에 의해 연결된다. 중간 연결 시트(13)는 인접한 2개의 배터리 코어 모듈(10)의 제2 전도성 시트들(1222)에 연결된다. 이는 배터리 코어 모듈들(10) 사이에 직렬 연결을 형성한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 전도성 시트들(122)은 클램핑 메커니즘에 의해 브래킷 몸체(121)에 연결된다. 구체적으로, 탄성 클램핑 버튼들(1213)이 브래킷 몸체(121) 상에 제공되고, 전도성 시트(122)에는 탄성 클램핑 버튼들(1213)에 대응하는 클램핑 구멍들(1224)이 제공된다. 전도성 시트(122)의 클램핑 구멍들(1224)은 클램핑 구멍들(1224)을 탄성 클램핑 버튼들(1213)의 외측들에 클램핑하도록 강제로 압력을 받아서, 전도성 시트(122)가 브래킷 몸체(121) 상에 장착되도록 한다. 구체적으로, 클램핑 구멍들(1224)은 제2 전도성 시트(1222) 상에 제공된다. 전도성 시트(122) 및 브래킷 몸체(121)의 장착 안정성을 추가로 보장하기 위해, 클램핑 리세스(1225)가 제1 전도성 시트(1221) 상에 추가로 제공되고, 클램핑 리세스(1225)에 대응하는 클램핑 볼록 버튼(1214)이 브래킷 몸체(121) 상에 제공된다. 제1 전도성 시트(1221)의 클램핑 리세스(1225)는 전도성 시트(122)와 브래킷 몸체(121) 사이의 연결의 안정성을 추가로 보장하기 위해 브래킷 몸체(121)의 클램핑 볼록 버튼(1214)과 맞물린다.
배터리 코어 그룹(11) 내의 다중의 배터리 코어(111)는 접착 층에 의해 함께 접착된다. 이는 전체 배터리 코어 그룹(11)의 강성 및 강도를 증가시킨다. 배터리 코어 그룹(11) 내의 배터리 코어들(111)의 동일한 극성의 탭들은 동일한 방향으로부터 리드 아웃되고, 배터리 코어 그룹(11) 내의 배터리 코어들(111)의 동일한 극성의 탭들은 동일한 방향으로부터 리드 아웃된 후에 병렬 관계를 형성하기 위해 전도성 시트(122)에 연결된다. 배터리 코어(111)는 제1 극성 및 제2 극성을 갖는다. 제1 극성은 음극(negative electrode)이고, 제2 극성은 양극(positive electrode)이다. 대안적으로, 제1 극성은 양극이고, 제2 극성은 음극이다. 따라서, 배터리 코어(111)의 탭들(112)은 리드 아웃된 후에 전도성 시트(122)에 연결되고, 전도성 시트(122)는 또한 배터리 코어(111)의 탭(112)과 동일한 극성, 즉 제1 극성 또는 제2 극성을 갖는다. 따라서, 배터리 코어(111) 및 배터리 코어 모듈(10)로 구성된 배터리 코어 그룹(11)은 또한 제1 극성 및 제2 극성을 갖는다. 어느 한 배터리 코어 모듈(10)의 제1 극성의 전도성 시트(122)가 또 다른 인접한 배터리 코어 모듈(10)의 제2 극성의 전도성 시트(122)에 연결된다. 이는 인접한 2개의 배터리 코어 모듈들(10) 사이의 직렬 연결을 구현한다. 하나의 배터리 코어 모듈(10)의 제1 극성의 전도성 시트(122)는 중간 연결 시트(13)에 의해 또 다른 인접한 배터리 코어 모듈(10)의 제2 극성의 전도성 시트(122)에 연결된다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 배터리 코어 모듈(10)이 다중의 배터리 코어 그룹(11)을 포함할 때, 다중의 배터리 코어 그룹(11)은 제1 방향으로 배열된다. 인접한 배터리 코어 그룹들(11)의 극성들은 역 방향으로 배열된다. 역 배열(reverse arrangement)은, 예를 들어, 하나의 배터리 코어 그룹(11)의 제1 단부가 제1 극성을 갖고, 배터리 코어 그룹(11)의 제2 단부가 제2 극성을 갖고; 및 인접한 배터리 코어 그룹(11)의 제1 단부는 제2 극성을 갖고, 인접한 배터리 코어 그룹(11)의 제2 단부는 제1 극성을 갖는 것을 의미한다. 배터리 코어 모듈(10)이 다중의 배터리 코어 그룹(11)을 포함할 때, 지지 및 체결 피스(15)가 각각의 배터리 코어 그룹(11) 사이에 배열된다. 또한, 배터리 코어 모듈(10)이 다중의 배터리 코어 그룹(11)을 포함할 때, 전도성 시트(122)는 각각의 배터리 코어 그룹들(11)의 2개의 단부 각각에 제각기 연결된다. 인접한 배터리 코어 그룹들(11)의 역 극성 설정에 의해 야기되는 단락 회로를 피하기 위해, 절연 파티션 부분(1215)이 브래킷 몸체(121) 상에 추가로 배열되고, 절연 파티션 부분(1215)이 상이한 배터리 코어 그룹들(11)에 연결된 전도성 시트들(122) 사이에 배열된다.
본 개시내용의 실시예에서, 배터리 코어 유닛(1)은 직렬로 연결된 다중의 배터리 코어 모듈(10)을 포함하고, 배터리 코어 모듈(10)은 하나의 배터리 코어 그룹(11) 및 배터리 코어 그룹(11)의 2개의 단부에 배열된 브래킷들(12)을 포함하고, 하나의 전도성 시트(122)가 브래킷(12) 상에 배열된다. 배터리 코어 그룹(11) 내의 다중의 배터리 코어(111)의 동일한 극성의 탭들(112)은 브래킷(12)의 탭 돌출 구멍(1211) 및 전도성 시트(122)의 탭 회피 구멍(1223)을 통해 연장되고, 구부러지고 전도성 시트(122)에 연결된다. 중간 연결 시트(13)가 하나의 배터리 코어 그룹(11)의 어느 한 극성의 전도성 시트(122)에 연결되고, 중간 연결 시트(13)가 인접한 배터리 코어 그룹(11)의 다른 극성의 전도성 시트(122)에 연결된다. 인접한 배터리 코어 모듈들(10)은 중간 연결 시트(13)에 의해 직렬로 연결된다.
본 개시내용의 실시예에서, 배터리 코어 유닛(1)은 직렬로 연결된 다중의 배터리 코어 모듈(10)을 포함하고, 배터리 코어 모듈(10)은 다중의 배터리 코어 그룹(11) 및 배터리 코어 그룹들(11) 각각의 2개의 단부에 배열된 브래킷들(12)을 포함한다. 다중의 배터리 코어 그룹(11)은 제1 방향을 따라 배열된다. 복수의 전도성 시트(122)가 브래킷(12) 상에 배열된다. 전도성 시트들(122)의 수는 복수의 배터리 코어 그룹(11)의 수와 동일하다. 제1 방향을 따라 배열된 인접한 전도성 시트들(122)은 반대 극성들을 갖는다. 어느 한 배터리 코어 모듈(10)의 전도성 시트(122)는 중간 연결 시트(13)에 의해 또 다른 인접한 배터리 코어 모듈(10)의 전도성 시트(122)에 연결된다. 배터리 코어 유닛(1)은 테일 연결 시트(14)를 더 포함하고, 테일 연결 시트(14)는 배터리 코어 유닛(1)의 단부 부분으로서 역할하는 배터리 코어 모듈(10)의 브래킷(12) 상에 장착된다. 테일 연결 시트(14)는, 전체 배터리 코어 유닛의 직렬 연결을 구현하기 위해, 배터리 코어 유닛(1)의 단부 부분으로서 역할하는 배터리 코어 모듈(10)의 상이한 극성들을 연결할 수 있다. 테일 연결 시트(14)는 가로 연결 시트 또는 직선 연결 시트일 수 있다. 테일 연결 시트(14)는 브래킷(12) 상의 다중의 전도성 시트에 연결된다. 또한, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 테일 연결 시트(14)는 브래킷(12) 상의 다중의 전도성 시트(122)와 일체로 형성될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 2개의 테일 연결 시트(14)가 있다. 테일 연결 시트들(14)의 구체적인 수는 이에 제한되지는 않는다.
도 4에 도시된 바와 같이, 구체적으로, 배터리 코어 모듈(10)은 2개의 배터리 코어 그룹(11) 및 배터리 코어 그룹(11)의 2개의 단부에 배열된 브래킷들(12)을 포함한다. 배터리 코어 그룹들(11)의 수는 이에 제한되지는 않고, 실제 요건에 기초하여 증가될 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 배터리 코어 모듈(10)이 2개 세트의 배터리 코어 그룹들(11)을 포함하는 것이 설명을 위한 예로서 사용된다. 배터리 코어 모듈(10)은 제1 배터리 코어 그룹(113) 및 제2 배터리 코어 그룹(114)을 포함하고, 제1 배터리 코어 그룹(113) 및 제2 배터리 코어 그룹(114) 각각은 다중의 배터리 코어(111)를 포함한다. 배터리 코어 모듈(10)은 또한 제1 배터리 코어 그룹(113) 및 제2 배터리 코어 그룹(114)의 2개의 단부에 동시에 배열되고 그리고 제1 브래킷(123) 및 제2 브래킷(124)을 포함하는 브래킷들(12)을 포함한다. 제1 브래킷(123) 및 제2 브래킷(124)은 동일한 구조를 갖고 서로 대향하여 배열된다. 2개의 전도성 시트(122)가 제1 브래킷(123) 및 제2 브래킷(124) 각각 상에 배열된다. 제1 배터리 코어 그룹(113) 내의 다중의 배터리 코어(111)의 제1 극성의 탭들(112)은 제1 브래킷(123)의 탭 돌출 구멍(1211) 및 하나의 전도성 시트(122)의 탭 회피 구멍(1223)을 통해 연장되고, 구부러지고 전도성 시트(122)에 연결된다. 제2 배터리 코어 그룹(114) 내의 다중의 배터리 코어(111)의 제2 극성의 탭들(112)은 제1 브래킷(123)의 탭 돌출 구멍(1211) 및 다른 전도성 시트(122)의 탭 회피 구멍(1223)을 통해 연장되고, 구부러지고 다른 전도성 시트(122)에 연결된다. 탭들(112)이 리드 아웃된 후에 배터리 코어들(111)의 탭들(112)과 전도성 시트(122) 사이의 특정 연결 방식은 전기 연결을 구현할 수 있는 용접 또는 또 다른 연결 방식일 수 있다. 또한, 제1 배터리 코어 그룹(113) 내의 다중의 배터리 코어(111)의 제2 극성의 탭들(112)은 제2 브래킷(124)의 탭 돌출 구멍(1211) 및 하나의 전도성 시트(122)의 탭 회피 구멍(1223)을 통해 연장되고, 구부러지고 전도성 시트(122)에 연결된다. 제2 배터리 코어 그룹(114) 내의 다중의 배터리 코어(111)의 제1 극성의 탭들(112)은 제2 브래킷(124)의 탭 돌출 구멍(1211) 및 다른 전도성 시트(122)의 탭 회피 구멍(1223)을 통해 연장되고, 구부러지고 다른 전도성 시트(122)에 연결된다. 도 4 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 브래킷(123) 및 제2 브래킷(124)은 서로 대향하여 배열된다. 지지 및 제한 홈들(1212)이 제1 브래킷(123) 및 제2 브래킷(124) 상에 제공되고, 지지 및 체결 피스(15)가 제1 브래킷(123)의 지지 및 제한 홈(1212)과 제2 브래킷(124)의 지지 및 제한 홈(1212) 내로 삽입되어 배터리 코어 모듈(10)을 지지하고 조인다. 지지 및 체결 피스(15)는 배터리 코어 모듈(10)의 중간 로케이션에, 즉 제1 배터리 코어 그룹(113)과 제2 배터리 코어 그룹(114) 사이에 배치된다. 지지 및 체결 피스(15)는 알루미늄 판이고, 알루미늄 판의 양 측에는 접착 층들이 제공되고, 알루미늄 판은 접착 층들에 의해 제1 배터리 코어 그룹(113) 및 제2 배터리 코어 그룹(114)에 접착된다. 접착 층은 실제 요건에 기초하여 제공될 수 있고, 예를 들어, 알루미늄 판의 일 측, 또는 알루미늄 판의 일 측의 부분 영역 또는 전체 영역, 또는 알루미늄 판의 양 측의 부분 영역 또는 전체 영역 상에만 제공될 수 있다. 배터리 코어 모듈(10)이 조립된 후에, 다중의 인접한 배터리 코어 모듈(10)이 중간 연결 시트들(13)에 의해 연결된다. 인접한 배터리 코어 모듈들(10)의 반대 극성들의 단부 부분들이 중간 연결 시트(13)에 의해 연결된다. 예를 들어, 중간 연결 시트(13)는 배터리 코어 모듈(10)의 제1 극성의 전도성 시트(122)에 연결되고, 중간 연결 시트(13)는 또한 인접한 배터리 코어 모듈(10)의 제2 극성의 전도성 시트(122)에 연결되어, 인접한 배터리 코어 모듈들(10) 내의 배터리 코어 그룹들(11)의 직렬 연결을 구현한다. 배터리 코어 모듈(10)이 다중의 배터리 코어 그룹(11)을 포함할 때, 배터리 코어 유닛(1)은 테일 연결 시트(14)를 더 포함한다. 테일 연결 시트(14)는 배터리 코어 유닛(1)의 단부 부분으로서 역할하는 배터리 코어 모듈(10)의 브래킷(12)의 제2 측면(1217) 상에 배열된다. 테일 연결 시트(14)는 배터리 코어 유닛(1)의 단부 부분으로서 역할하는 배터리 코어 모듈(10)의 배터리 코어 그룹들(11)의 반대 극성들의 탭들을 연결하여, 다중의 배터리 코어 모듈(10)의 전체적인 직렬 연결을 구현한다.
본 개시내용에서 직렬로 연결된 배터리 코어 모듈들(10)은 실제 요건에 기초하여 배열될 수 있다. 배터리 코어 그룹들(11)은 배터리 코어 모듈(10)이 되도록 조립되어, 표준화된 배터리 코어 모듈(10)이 되고, 표준화된 배터리 코어 모듈들은 실제 요건에 기초하여, 상이한 크기들을 갖는 배터리 코어 유닛들을 형성하고, 그 후 상이한 크기들을 갖는 배터리들을 형성하도록 직렬로 추가로 임의로 연결될 수 있다. 본 개시내용의 배터리 코어 유닛은 설치가 간단하고, 높은 그룹화 효율을 가지며, 배터리 케이스에서 98%만큼 높을 수 있는 극히 높은 공간 활용률을 갖는다. 또한, 배터리 코어 유닛을 구성하는 배터리 코어 모듈들은 고도로 반복 가능하다. 이는 상이한 배열들 및 표준들을 갖는 배터리 팩들을 형성하기에 편리하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 개시내용은 배터리(3)를 더 개시하는데, 이 배터리는 전술한 실시예들 중 임의의 것의 배터리 코어 유닛(1) 및 배터리 코어 유닛(1)을 수용하도록 구성된 하우징(2)을 포함한다. 본 개시내용은 전술한 실시예들 중 임의의 것의 배터리 코어 유닛(1) 및 배터리 코어 유닛(1)을 수용하도록 구성된 섀시 구조물을 포함하는 차량을 더 개시한다.
본 개시내용의 설명에 등장하는 오리엔테이션 용어들은 도면들에 도시된 방향들을 의미하며, 본 개시내용의 특정 구조를 제한하도록 의도되지 않는다. 또한, 달리 명시적으로 특정되거나 정의되지 않는 한, "장착" 및 "연결"과 같은 용어들은 넓은 의미로 이해되어야 한다. 예를 들어, 연결은 고정 연결, 분리가능 연결, 또는 일체형 연결일 수 있고; 또는 연결은 직접 연결, 또는 간접 연결일 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 특정 상황들에 따라 본 개시내용에서의 전술한 용어들의 특정 의미들을 이해할 수 있다.
전술한 실시예들은 본 개시내용의 몇몇 구현들만을 도시하고 상세히 설명되지만, 본 개시내용의 특허 범위에 대한 제한으로서 해석해서는 안 된다. 본 기술분야의 통상의 기술자에 대해, 본 개시내용의 아이디어로부터 벗어나지 않고서 몇몇 변환들 및 개선들이 이루어질 수 있다는 것에 유의해야 한다. 이러한 변환들 및 개선들은 본 개시내용의 보호 범위에 속한다. 따라서, 본 개시내용의 특허의 보호 범위는 첨부된 청구항들에 종속될 것이다.

Claims (16)

  1. 배터리 코어 유닛(1)으로서:
    복수의 배터리 코어 모듈(10)을 포함하고, 상기 복수의 배터리 코어 모듈(10)은 직렬로 연결되고;
    상기 배터리 코어 모듈(10) 각각은 적어도 하나의 배터리 코어 그룹(11) 및 상기 적어도 하나의 배터리 코어 그룹(11)의 2개의 단부에 배열된 브래킷들(12)을 포함하고; 각각의 배터리 코어 그룹(11)은 제1 방향을 따라 적층된 복수의 배터리 코어(111)를 포함하고, 상기 복수의 배터리 코어(111)는 병렬로 연결되고; 상기 제1 방향은 상기 배터리 코어(111)의 두께 방향이고;
    상기 브래킷(12)은 브래킷 몸체(121) 및 상기 브래킷 몸체(121) 상에 장착된 전도성 시트(122)를 포함하고; 적어도 하나의 탭 돌출 구멍(1211)이 상기 브래킷 몸체(121) 상에 제공되고, 및 상기 배터리 코어(111)의 탭(112)은 상기 탭 돌출 구멍(1211)을 통해 연장되고 상기 전도성 시트(122)에 연결되고; 및 상기 배터리 코어 모듈(10)은 지지 및 체결 피스(supporting and fastening piece)(15)을 추가로 포함하고, 상기 지지 및 체결 피스(15)는 상기 적어도 하나의 배터리 코어 그룹(11)의 2개의 단부에서 상기 브래킷들(12) 사이에 배열되는 배터리 코어 유닛(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 시트(122)는 제1 전도성 시트(1221) 및 제2 전도성 시트(1222)를 포함하고; 상기 제1 전도성 시트(1221)와 상기 제2 전도성 시트(1222)는 서로 연결되고 각을 이루어 배열되며;
    탭 회피 구멍(1223)이 상기 제1 전도성 시트(1221)와 상기 제2 전도성 시트(1222) 사이에 제공되고; 및
    상기 배터리 코어(111)의 탭(112)은 상기 탭 돌출 구멍(1211) 및 상기 탭 회피 구멍(1223)을 통해 순서대로 연장되고 상기 제1 전도성 시트(1221)에 연결되는 배터리 코어 유닛(1).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 브래킷 몸체(121)는 제1 측면(1216), 제2 측면(1217), 및 제3 측면(1218)을 갖고; 상기 제1 측면(1216)은 상기 배터리 코어(111)에 가까운 표면이고, 상기 제2 측면(1217)은 상기 제1 측면(1216)과 대향하고 또한 상기 배터리 코어(111)로부터 떨어져서 마주보는 표면이고, 상기 제3 측면(1218)은 상기 배터리 코어(111)의 탭의 리드 아웃 방향에 평행하고 또한 상기 제1 방향에 수직인 표면이고;
    상기 제1 전도성 시트(1221)는 상기 제2 측면(1217) 상에 배열되고; 및 상기 제2 전도성 시트(1222)는 상기 제3 측면(1218) 상에 배열되는 배터리 코어 유닛(1).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    인접한 배터리 코어 모듈들(10)의 브래킷들(12) 상의 제2 전도성 시트들(1222)에 제각기 연결된 중간 연결 시트(13) - 상기 인접한 배터리 코어 모듈들(10)은 상기 중간 연결 시트(13)에 의해 직렬로 연결됨 - 를 추가로 포함하는 배터리 코어 유닛(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    지지 및 제한 홈들(1212)이 상기 브래킷 몸체(121) 상에 제공되고, 상기 지지 및 체결 피스(15)가 상기 지지 및 제한 홈들(1212) 내로 삽입되는 배터리 코어 유닛(1).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지지 및 제한 홈들(1212)은 V자형 홈들이고; 상기 지지 및 체결 피스(15)는 알루미늄 판인 배터리 코어 유닛(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 및 체결 피스(15) 및 상기 배터리 코어 그룹(11)은 상기 제1 방향을 따라 적층 및 배열되고; 및
    접착 층이 상기 지지 및 체결 피스(15) 상에 배열되고, 상기 지지 및 체결 피스(15)는 상기 접착 층에 의해 상기 배터리 코어 그룹(11)에 접착되는 배터리 코어 유닛(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브래킷 몸체(121)는 클램핑 구조물에 의해 상기 전도성 시트(122)에 연결되는 배터리 코어 유닛(1).
  9. 제1항 내지 제3항, 또는 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 배터리 코어 그룹(11)은 하나의 배터리 코어 그룹(11)이고, 상기 브래킷들(12)은 상기 배터리 코어 그룹(11)의 2개의 단부에 배열되고, 각각의 브래킷(12)은 하나의 전도성 시트(122)를 제공받고;
    상기 배터리 코어 유닛(1)은 중간 연결 시트(13); 및 상기 중간 연결 시트(13)에 의해 인접한 배터리 코어 모듈(10)의 제2 극성의 전도성 시트(122)에 연결되는 하나의 배터리 코어 모듈(10)의 제1 극성의 전도성 시트를 추가로 포함하는 배터리 코어 유닛(1).
  10. 제1항 내지 제3항, 또는 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 배터리 코어 그룹(11)은 복수의 배터리 코어 그룹(11)이고, 상기 복수의 배터리 코어 그룹(11)은 상기 제1 방향을 따라 배열되고, 상기 브래킷들(12)은 상기 복수의 배터리 코어 그룹(11)의 2개의 단부에 배열되고;
    각각의 브래킷(12)은 복수의 전도성 시트(122)를 제공받고; 상기 전도성 시트들(122)의 수는 상기 복수의 배터리 코어 그룹(11)의 수와 동일하고; 인접한 전도성 시트들(122)은 상기 제1 방향을 따라 배열되고 반대 극성들을 갖고;
    상기 배터리 코어 유닛(1)은 중간 연결 시트(13); 상기 중간 연결 시트(13)에 의해 인접한 배터리 코어 모듈(10)의 전도성 시트(122)에 연결되는 하나의 배터리 코어 모듈(10)의 전도성 시트(122)를 추가로 포함하고; 및
    상기 배터리 코어 유닛(1)은 테일 연결 시트(14)를 추가로 포함하고, 상기 테일 연결 시트(14)는 상기 배터리 코어 유닛(1)의 단부 부분으로서 역할하는 배터리 코어 모듈(10)의 브래킷(12) 상에 장착되는 배터리 코어 유닛(1).
  11. 제10항에 있어서,
    상기 테일 연결 시트(14)는 상기 브래킷(12) 상의 복수의 전도성 시트(122)와 일체로 형성되는 배터리 코어 유닛(1).
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    절연 파티션 부분(1215)이 상기 브래킷 몸체(121) 상에 배열되고, 상기 절연 파티션 부분(1215)은 상이한 배터리 코어 그룹들(11)에 연결된 전도성 시트들(122) 사이에 배열되는 배터리 코어 유닛(1).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탭(112)은 상기 탭 돌출 구멍(1211)을 통해 연장되고 및 구부러진 부분을 형성하도록 구부러지고, 상기 구부러진 부분은 용접에 의해 상기 전도성 시트(122)에 연결되는 배터리 코어 유닛(1).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    탄성 클램핑 버튼들(1213)이 상기 브래킷 몸체(121) 상에 제공되고, 상기 전도성 시트(122)는 상기 탄성 클램핑 버튼들(1213)에 대응하는 클램핑 구멍들(1224)을 제공받고, 상기 전도성 시트들(122)은 상기 클램핑 구멍들(1224) 및 상기 탄성 클램핑 버튼들(1213)에 의해 브래킷 몸체(121) 상에 장착되는 배터리 코어 유닛(1).
  15. 하우징(2)을 포함하는 배터리(3)로서, 상기 배터리(3)는 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 배터리 코어 유닛(1)을 추가로 포함하고, 상기 배터리 코어 유닛(1)은 상기 하우징(2) 내에 수용되는 배터리(3).
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 배터리 코어 유닛(1) 및 상기 배터리 코어 유닛(1)을 수용하도록 구성된 섀시 구조물을 포함하는 차량.
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