CN111384324B - 电池模组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电池模组，其包括：多个电池，各电池包括顶盖，顶盖上沿宽度方向设置有第一电极端子、第二电极端子以及防爆阀；以及第一换热板包括第一主体部和从第一主体部的上侧沿宽度方向向所述多个电池弯折的第一弯折部；第一弯折部在宽度方向上覆盖至少部分电池的防爆阀，且第一弯折部内设有供换热介质流动的流道，第一弯折部设置成能够被熔化后泄出流道中的换热介质。当电池内部产生的高温高压气体冲破防爆阀将第一弯折部熔化时，换热介质流出。换热介质对高温高压气体和/或流出的掺杂电解液降温以避免起火，换热介质还会进入防爆阀内以降低电池的温度。由此减低电池热失控的程度，为乘客争取逃生时间和/或为人工扑灭热失控争取时间。

Description

电池模组
技术领域
本发明涉及二次电池领域，尤其涉及一种电池模组。
背景技术
目前新能源汽车行业热管理方面为了实现电池包的有效散热，一般采取液冷系统冷却电池包的方式。而随着行业对于电动汽车安全方面的重视，如何运用低成本方案达到在电池包中的电池发生热失控时减低电池的热失控的程度，从而为乘客争取逃生时间和/或为人工扑灭热失控争取时间。
发明内容
鉴于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种电池模组，其能够为电池换热并且减低热失控的程度。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电池模组，其包括：多个电池，沿长度方向排列，各电池包括顶盖，顶盖上沿宽度方向设置有第一电极端子、第二电极端子以及防爆阀；以及第一换热板，包括：第一主体部，位于所述多个电池在宽度方向上的一侧；以及第一弯折部，从第一主体部的上侧沿宽度方向向所述多个电池弯折，第一弯折部在宽度方向上覆盖至少部分电池的防爆阀，且第一弯折部内设有供换热介质流动的流道，第一弯折部设置成能够被熔化后泄出流道中的换热介质。
在一实施例中，第一换热板的第一弯折部在宽度方向上完全覆盖所述至少部分电池的防爆阀。
在一实施例中，各电池的防爆阀设置于对应的第一电极端子和第二电极端子之间，第一换热板的第一弯折部在宽度方向上覆盖各电池的防爆阀。
在一实施例中，各电池的防爆阀设置于顶盖在宽度方向上的端部，且所述多个电池的防爆阀在宽度方向上位于同一侧，第一换热板的第一弯折部在宽度方向上覆盖各电池的防爆阀。
在一实施例中，电池模组还包括：第二换热板，位于所述多个电池在宽度方向上的另一侧，内设有供换热介质流动的流道，且与所述多个电池的宽度方向的对应侧面导热接触。
在一实施例中，第一换热板的第一弯折部在宽度方向上覆盖各电池的防爆阀的一部分；电池模组还包括第二换热板，第二换热板包括：第二主体部，位于所述多个电池在宽度方向上的另一侧；以及第二弯折部，从第二主体部的上侧沿宽度方向向所述多个电池弯折，第二弯折部在宽度方向上覆盖各电池的防爆阀的另一部分；第二弯折部内设有供换热介质流动的流道，第二弯折部设置成能够被熔化后泄出流道中的换热介质。
在一实施例中，第一弯折部和第二弯折部在宽度方向上抵接。
在一实施例中，各电池的防爆阀设置于顶盖在宽度方向上的端部，且所述多个电池的防爆阀在宽度方向上位于两侧；电池模组还包括第二换热板，第二换热板包括：第二主体部；以及第二弯折部，从第二主体部的上侧沿宽度方向向所述多个电池弯折，且第二弯折部内设有供换热介质流动的流道，第二弯折部设置成能够被熔化后泄出流道中的换热介质；第一主体部和第二主体部位于所述多个电池在宽度方向上的两侧；第一弯折部和第二弯折部在宽度方向上覆盖对应侧的防爆阀。
在一实施例中，部分电池的防爆阀设置于对应的顶盖在宽度方向上的端部，且所述多个电池的防爆阀在宽度方向上位于同一侧；另一部分电池的防爆阀设置于对应的第一电极端子和第二电极端子之间；第一换热板的第一弯折部在宽度方向上覆盖所述部分电池的防爆阀；电池模组还包括第二换热板，包括：第二主体部，位于所述多个电池在宽度方向上的另一侧；以及第二弯折部，从第二主体部的上侧沿宽度方向向所述多个电池弯折，第二弯折部在宽度方向上覆盖所述另一部分电池的防爆阀；第二弯折部内设有供换热介质流动的流道，第二弯折部设置成能够被熔化后泄出流道中的换热介质。
在一实施例中，第一主体部内也设有供换热介质流动的流道，第一主体部与所述多个电池的宽度方向的侧面导热接触。
在一实施例中，第二主体部内也设有供换热介质流动的流道，第二主体部与所述多个电池的宽度方向的对应侧面导热接触。
在一实施例中，第一换热板的第一主体部连接于多个电池在宽度方向上的侧面。
在一实施例中，第一换热板包括：第一外板，设置有朝向流道凸出第一鼓筋；第一内板，连接于多个电池在宽度方向上的侧面，第一内板与第一外板连接，且第一内板、第一外板的第一鼓筋以及第一外板共同形成第一主体部和第一弯折部内的连通的供换热介质流动的流道。
在一实施例中，第二换热板的第二主体部连接于多个电池在宽度方向上的侧面。
在一实施例中，第二换热板包括：第二外板，设置有朝向流道凸出的第二鼓筋；第二内板，连接于多个电池在宽度方向上的对应的侧面，第二内板与第二外板连接，且第二内板、第二外板的第二鼓筋以及第二外板共同形成第二主体部和第二弯折部内的连通的供换热介质流动的流道。
本发明的有益效果如下：
在本发明的电池模组中，第一换热板不仅用于为电池换热，而且当电池内部产生的高温高压气体冲破电池的顶盖上的防爆阀而从电池中释放时，所述高温高压气体和/或流出的高温高压气体中掺杂的电解液可迅速将覆盖在防爆阀处或附近的第一换热板的第一弯折部熔化，第一弯折部中的换热介质流出。此时，一方面，流出的换热介质对从防爆阀冲出的高温高压气体和/或流出的掺杂的电解液进行降温以避免发生起火，另一方面，流出的换热介质会进入防爆阀内部，以降低电池的温度。由此，减低电池的热失控的程度，从而为乘客争取逃生时间和/或为人工扑灭热失控争取时间。
附图说明
图1是本发明的电池模组的一实施例的立体图。
图2是本发明的电池模组的另一实施例的立体图。
图3是图2中部分A的放大图。
图4是图2的电池模组的分解立体图。
图5是本发明的电池模组的又一实施例的立体图。
图6是图5的电池模组的从另一角度观察的分解立体图。
图7是本发明的电池模组的再一实施例的立体图。
图8是本发明的电池模组的还一实施例的立体图。
图9是图8的电池模组的分解立体图。
其中，附图标记说明如下：
1电池 31第二主体部
10顶盖 32第二弯折部
11第一电极端子 33第二外板
12第二电极端子 331第二鼓筋
13防爆阀 34第二内板
14侧面 35第二转接头
2第一换热板 4端板
21第一主体部 V防爆阀排
22第一弯折部 V1第一防爆阀排
23第一外板 V2第二防爆阀排
231第一鼓筋 G导热结构胶
24第一内板 L长度方向
25第一转接头 W宽度方向
3第二换热板 H高度方向
具体实施方式
附图示出本发明的实施例，且将理解的是，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，本发明可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本发明。
本发明的电池模组包括：多个电池1，沿长度方向L排列，各电池1包括顶盖10，顶盖10上沿宽度方向W设置有第一电极端子11、第二电极端子12以及防爆阀13；以及第一换热板2，包括：第一主体部21，位于所述多个电池1在宽度方向W上的一侧；以及第一弯折部22，从第一主体部 21的上侧沿宽度方向W向所述多个电池1弯折，第一弯折部22在宽度方向 W上覆盖(包括部分覆盖或完全覆盖)至少部分电池1的防爆阀13，且第一弯折部22内设有供换热介质流动的流道(未示出)，第一弯折部22设置成能够被熔化后泄出流道中的换热介质。
在本发明的电池模组中，第一换热板2不仅用于为电池1换热，而且当电池1内部产生的高温高压气体冲破电池1的顶盖10上的防爆阀13而从电池1中释放时，所述高温高压气体和/或流出的高温高压气体中掺杂的电解液可迅速将覆盖在防爆阀13处或附近的第一换热板2的第一弯折部22熔化，第一弯折部22中的换热介质流出。此时，一方面，流出的换热介质对从防爆阀13冲出的高温高压气体和/或流出的掺杂的电解液进行降温以避免发生起火，另一方面，流出的换热介质会进入防爆阀13内部，以降低电池1 的温度。由此，减低电池1的热失控的程度，从而为乘客争取逃生时间和/ 或为人工扑灭热失控争取时间。
换热介质可以采用任何合适的类型，例如水或添加有阻燃剂的水或除水以外的液体。
电池1为硬壳电池(或称为罐型电池)，包括电极组件(未示出)、壳体、顶盖10、第一电极端子11、第二电极端子12以及防爆阀13。壳体的内部形成收容腔，以容纳电极组件和电解液。电极组件包括正极片、负极片以及将正极片和负极片间隔开的隔离膜。电极组件可以将正极片、负极片以及隔离膜卷绕成型或将正极片、负极片以及隔离膜层叠成型。正极片、负极片均包括集流体和设置在集流体上的活性物质层。第一换热板2的第一弯折部 22在宽度方向W上优选完全覆盖至少部分电池1的防爆阀13，以使第一换热板的第一弯折部22对从防爆阀13的任何位置处冲出的高温高压气体和/ 或流出的掺杂的电解液都能保证降温。
多个电池1的防爆阀13的设置方式有多种。
下面说明各电池1的防爆阀13设置于顶盖10在宽度方向W上的端部的设置方式。
在图1所示的实施例中，各电池1的防爆阀13设置于顶盖10在宽度方向W上的端部，且所述多个电池1的防爆阀13在宽度方向W上位于同一侧，第一换热板2的第一弯折部22在宽度方向W上覆盖各电池1的防爆阀13。
在图2至图4所示的实施例中，各电池1的防爆阀13设置于顶盖10在宽度方向W上的端部，且所述多个电池1的防爆阀13在宽度方向W上位于两侧，电池模组还包括第二换热板3，第二换热板3具有与第一换热板2相同的结构，第二换热板3包括第二主体部31以及第二弯折部32，第一主体部21和第二主体部31位于所述多个电池1在宽度方向W上的两侧，第二弯折部32从第二主体部31的上侧沿宽度方向W向所述多个电池1弯折，且第二弯折部32内设有供换热介质流动的流道(未示出)，第二弯折部32 设置成能够被熔化后泄出流道中的换热介质；第一弯折部22和第二弯折部 32在宽度方向W上覆盖对应侧的防爆阀13。
下面说明各电池1的防爆阀13设置于对应的第一电极端子11和第二电极端子12之间的设置方式。
参照图5和图6，各电池1的防爆阀13设置于对应的第一电极端子11 和第二电极端子12之间，第一换热板2的第一弯折部22在宽度方向W上覆盖各电池1的防爆阀13。电池模组还可包括第二换热板3，位于所述多个电池1在宽度方向W上的另一侧，第二换热板3内设有供换热介质流动的流道，且与所述多个电池1的宽度方向W的对应侧面14导热接触，用以为多个电池1换热。第二换热板3也可具有与第一换热板2相同的结构，以与第一换热板2一起用于减低电池1的热失控的程度，在图5至图7所示的实施例中，各电池1的防爆阀13设置于对应的第一电极端子11和第二电极端子12之间，第一换热板2的第一弯折部22在宽度方向W上覆盖各电池1 的防爆阀13的一部分，第二换热板3包括第二主体部31和第二弯折部32，第二主体部31位于所述多个电池1在宽度方向W上的另一侧，第二弯折部 32从第二主体部31的上侧沿宽度方向W向所述多个电池1弯折，第二弯折部32在宽度方向W上覆盖各电池1的防爆阀13的另一部分，第二弯折部 32内设有供换热介质流动的流道，第二弯折部32设置成能够被熔化后泄出流道中的换热介质。如图7所示的实施例，第一弯折部22和第二弯折部32优选在宽度方向W上抵接，以完全覆盖防爆阀13，以加强减低电池1热失控的程度的效果。
下面说明部分电池1的防爆阀13设置于对应的顶盖10在宽度方向W上的端部且另一部分电池1的防爆阀13设置于对应的第一电极端子11和第二电极端子12之间的设置方式。
参照图8和图9所示的实施例，部分电池1的防爆阀13设置于对应的顶盖10在宽度方向W上的端部，且所述多个电池1的防爆阀13在宽度方向W上位于同一侧，另一部分电池1的防爆阀13设置于对应的第一电极端子11和第二电极端子12之间，第一换热板2的第一弯折部22在宽度方向 W上覆盖所述部分电池1的防爆阀13，第二换热板3具有与第一换热板2相同的结构，包括第二主体部31和第二弯折部32，第二主体部31位于所述多个电池1在宽度方向W上的另一侧，第二弯折部32从第二主体部31的上侧沿宽度方向W向所述多个电池1弯折，第二弯折部32在宽度方向W上覆盖所述另一部分电池1的防爆阀13；第二弯折部32内设有供换热介质流动的流道，第二弯折部32设置成能够被熔化后泄出流道中的换热介质。
在图中所示的示例中，第一换热板2的第一主体部21连接于多个电池1 在宽度方向W上的侧面14。具体地，多个电池1与第一换热板2的第一主体部21可通过导热结构胶G连接，节省宽度方向W的空间，为大模组提供便利性。第一换热板2的第一主体部21内也可设有供换热介质流动的流道，第一主体部21与所述多个电池1的宽度方向W的侧面14导热接触。第一主体部21中的流道和第一弯折部22中的流道可以独立或者可以连通。
在图4、图6以及图9所示的实施例中，第一换热板2包括：第一外板 23，设置有朝向流道凸出的第一鼓筋231；第一内板24，连接于多个电池1 在宽度方向W上的侧面14，第一内板24与第一外板23连接，且第一内板 24、第一外板23的第一鼓筋231以及第一外板23共同形成第一主体部21 和第一弯折部22内的连通的供换热介质流动的流道。第一内板24与第一外板23可通过焊接连接。第一鼓筋231可通过吹胀或冲压的方式形成，第一鼓筋231能够增加第一换热板2的强度并形成流道。流道也可通过吹胀或冲压的方式形成，使换热介质在流道中流动，第一鼓筋231的存在能够减缓流道中换热介质流动的速度，从而提高换热效率。当然，第一换热板2也可为其它结构，流道也可以其它形式内设于第一换热板2。
在图中所示的示例中，第一换热板2上设置有与第一换热板2连通的第一转接头25。具体地，第一转接头25可设置于第一内板24上，与第一内板 24可通过焊接固定。第一转接头25通过管路与水泵连接在一起，使换热介质流进流出并能实现内循环。
在图中所示的示例中，第二换热板3的第二主体部31连接于多个电池1 在宽度方向W上的侧面14。具体地，多个电池1与第二换热板3的第二主体部31通过导热结构胶G连接。第二换热板3的第二主体部31内也设有供换热介质流动的流道，第二主体部31与所述多个电池1的宽度方向W的对应侧面14导热接触。同样地，第二主体部31中的流道和第二弯折部32中的流道可以独立或者可以连通。
在图4、图6以及图9所示的实施例中，第二换热板3包括：第二外板 33，设置有朝向流道凸出的第二鼓筋331；第二内板34，连接于多个电池1 在宽度方向W上的对应的侧面14，第二内板34与第二外板33连接，且第二内板34、第二外板33的第二鼓筋331以及第二外板33共同形成第二主体部31和第二弯折部32内的连通的供换热介质流动的流道。第二内板34与第二外板33可通过焊接连接。第二鼓筋331可通过吹胀或冲压的方式形成，第二鼓筋331能够增加第二换热板3的强度并形成流道。流道也可通过吹胀或冲压的方式形成，使换热介质在流道中流动，第二鼓筋331的存在能够减缓流道中换热介质流动的速度，从而提高换热效率。当然，第二换热板3也可为其它结构，流道也可以其它形式内设于第二换热板3。
在图中所示的示例中，第二换热板3上设置有与第二换热板3连通的第二转接头35。具体地，第二转接头35可设置于第二内板34上，与第二内板 34可以通过焊接固定。第二转接头35通过管路与水泵连接在一起，使换热介质流进流出并能实现内循环。
电池模组还可包括端板4，第一换热板2沿长度方向L的两端固定于端板4。第一换热板2通过导热结构胶G连接与电池1的侧面14连接，同时与端板4配合将电池1固定，可以减少第一换热板2与电池1之间的接触热阻，起到为电池1换热的作用。当设置第二换热板2时，第二换热板3也可以沿长度方向L的两端固定于端板4。本发明中的第二换热板3可以根据需要选择性设置，在不需要时可省略。
最后补充说明的是，如图1以及图5至图7所示，多个电池12所有防爆阀13形成沿长度方向L排列的防爆阀排V。如图2、图4、图8以及图9 所示，多个电池12的防爆阀13形成沿宽度方向W排列的第一防爆阀排V1 和第二防爆阀排V2，在电池模组中，以防爆阀排V的形式设计排列防爆阀，有利于规划设置部件，例如第一换热板2和第二换热板3。
上面详细的说明描述多个示范性实施例，但本文不意欲限制到明确公开的组合。因此，除非另有说明，本文所公开的各种特征可以组合在一起而形成出于简明目的而未示出的多个另外组合。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种电池模组，包括：
多个电池(1)，沿长度方向(L)排列，各电池(1)包括顶盖(10)，顶盖(10)上沿宽度方向(W)设置有第一电极端子(11)、第二电极端子(12)以及防爆阀(13)；以及
第一换热板(2)，包括：第一主体部(21)，位于所述多个电池(1)在宽度方向(W)上的一侧；以及第一弯折部(22)，从第一主体部(21)的上侧沿宽度方向(W)向所述多个电池(1)弯折，第一弯折部(22)在宽度方向(W)上覆盖至少部分电池(1)的防爆阀(13)，且第一弯折部(22)内设有供换热介质流动的流道，第一弯折部(22)设置成能够被熔化后泄出流道中的换热介质。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，第一换热板(2)的第一弯折部(22)在宽度方向(W)上完全覆盖所述至少部分电池(1)的防爆阀(13)。
3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，各电池(1)的防爆阀(13)设置于对应的第一电极端子(11)和第二电极端子(12)之间，第一换热板(2)的第一弯折部(22)在宽度方向(W)上覆盖各电池(1)的防爆阀(13)。
4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，各电池(1)的防爆阀(13)设置于顶盖(10)在宽度方向(W)上的端部，且所述多个电池(1)的防爆阀(13)在宽度方向(W)上位于同一侧，第一换热板(2)的第一弯折部(22)在宽度方向(W)上覆盖各电池(1)的防爆阀(13)。
5.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，电池模组还包括：第二换热板(3)，位于所述多个电池(1)在宽度方向(W)上的另一侧，内设有供换热介质流动的流道，且与所述多个电池(1)的宽度方向(W)的对应侧面(14)导热接触。
6.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，电池模组还包括：第二换热板(3)，位于所述多个电池(1)在宽度方向(W)上的另一侧，内设有供换热介质流动的流道，且与所述多个电池(1)的宽度方向(W)的对应侧面(14)导热接触。
7.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，
第一换热板(2)的第一弯折部(22)在宽度方向(W)上覆盖各电池(1)的防爆阀(13)的一部分；
电池模组还包括第二换热板(3)，第二换热板(3)包括：第二主体部(31)，位于所述多个电池(1)在宽度方向(W)上的另一侧；以及第二弯折部(32)，从第二主体部(31)的上侧沿宽度方向(W)向所述多个电池(1)弯折，第二弯折部(32)在宽度方向(W)上覆盖各电池(1)的防爆阀(13)的另一部分；第二弯折部(32)内设有供换热介质流动的流道，第二弯折部(32)设置成能够被熔化后泄出流道中的换热介质。
8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，第一弯折部(22)和第二弯折部(32)在宽度方向(W)上抵接。
9.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，各电池(1)的防爆阀(13)设置于顶盖(10)在宽度方向(W)上的端部，且所述多个电池(1)的防爆阀(13)在宽度方向(W)上位于两侧；
电池模组还包括第二换热板(3)，第二换热板(3)包括：第二主体部(31)；以及第二弯折部(32)，从第二主体部(31)的上侧沿宽度方向(W)向所述多个电池(1)弯折，且第二弯折部(32)内设有供换热介质流动的流道，第二弯折部(32)设置成能够被熔化后泄出流道中的换热介质；
第一主体部(21)和第二主体部(31)位于所述多个电池(1)在宽度方向(W)上的两侧；第一弯折部(22)和第二弯折部(32)在宽度方向(W)上覆盖对应侧的防爆阀(13)。
10.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，部分电池(1)的防爆阀(13)设置于对应的顶盖(10)在宽度方向(W)上的端部，且所述多个电池(1)的防爆阀(13)在宽度方向(W)上位于同一侧；另一部分电池(1)的防爆阀(13)设置于对应的第一电极端子(11)和第二电极端子(12)之间；第一换热板(2)的第一弯折部(22)在宽度方向(W)上覆盖所述部分电池(1)的防爆阀(13)；
电池模组还包括第二换热板(3)，包括：第二主体部(31)，位于所述多个电池(1)在宽度方向(W)上的另一侧；以及第二弯折部(32)，从第二主体部(31)的上侧沿宽度方向(W)向所述多个电池(1)弯折，第二弯折部(32)在宽度方向(W)上覆盖所述另一部分电池(1)的防爆阀(13)；第二弯折部(32)内设有供换热介质流动的流道，第二弯折部(32)设置成能够被熔化后泄出流道中的换热介质。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的电池模组，其特征在于，第一主体部(21)内也设有供换热介质流动的流道，第一主体部(21)与所述多个电池(1)的宽度方向(W)的侧面(14)导热接触。
12.根据权利要求7、9以及10中任一项所述的电池模组，其特征在于，第二主体部(31)内也设有供换热介质流动的流道，第二主体部(31)与所述多个电池(1)的宽度方向(W)的对应侧面(14)导热接触。
13.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，第一换热板(2)的第一主体部(21)连接于多个电池(1)在宽度方向(W)上的侧面(14)。
14.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，第一换热板(2)包括：
第一外板(23)，设置有朝向流道凸出的第一鼓筋(231)；
第一内板(24)，连接于多个电池(1)在宽度方向(W)上的侧面(14)，第一内板(24)与第一外板(23)连接，且第一内板(24)、第一外板(23)的第一鼓筋(231)以及第一外板(23)共同形成第一主体部(21)和第一弯折部(22)内的连通的供换热介质流动的流道。
15.根据权利要求7、9以及10中任一项所述的电池模组，其特征在于，第二换热板(3)的第二主体部(31)连接于多个电池(1)在宽度方向(W)上的侧面(14)。
16.根据权利要求7、9以及10中任一项所述的电池模组，其特征在于，第二换热板(3)包括：
第二外板(33)，设置有朝向流道凸出的第二鼓筋(331)；
第二内板(34)，连接于多个电池(1)在宽度方向(W)上的对应的侧面(14)，第二内板(34)与第二外板(33)连接，且第二内板(34)、第二外板(33)的第二鼓筋(331)以及第二外板(33)共同形成第二主体部(31)和第二弯折部(32)内的连通的供换热介质流动的流道。
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