CN114725573B - 电池壳体、动力电池组件和一种车辆 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种电池壳体,所述电池壳体包括外壳,所述外壳具有容纳腔,所述电池壳体还包括多个第一分隔板,多个所述第一分隔板设置在所述容纳腔内,并将所述容纳腔划分为多个第一子容纳腔,所述第一子容纳腔用于容纳储电结构,所述第一分隔板内形成有沿所述第一分隔板的长度方向贯穿所述第一分隔板的冷却介质通道。本公开还提供一种动力电池组件和一种车辆。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池领域,具体地,涉及一种电池壳体、一种包括该电池壳体的动力电池组件和一种包括该电池组件的车辆。
背景技术
随着新能源的发展、以及碳中和的倡导,新能源汽车成为未来发展的重要方向。消费者对新能源汽车的重要关注点在于续航里程,而影响续航里程的是新能源汽车的动力电池的容量。但是,大容量的动力电池往往伴随着发热量高的问题。动力电池发热量过大的话,会导致爆炸等严重的安全问题。
发明内容
本公开的目的在于提供一种电池壳体、一种包括该电池壳体的动力电池组件和一种包括该电池组件的车辆。
作为本公开的第一个方面,提供一种电池壳体,所述电池壳体包括外壳,所述外壳具有容纳腔,其中,所述电池壳体还包括多个第一分隔板,多个所述第一分隔板设置在所述容纳腔内,并将所述容纳腔划分为多个第一子容纳腔,所述第一子容纳腔用于容纳储电结构,所述第一分隔板内形成有沿所述第一分隔板的长度方向贯穿所述第一分隔板的冷却介质通道。
可选地,所述电池壳体还包括多个第二分隔板,每个所述第一子容纳腔中均设置有多个所述第二分隔板,且所述第一子容纳腔被多个所述第二分隔板分隔成多个第二子容纳腔,所述第二子容纳腔用于容纳所述储电结构。
可选地,不同所述第一分隔板内的冷却介质通道相通。
可选地,所述外壳包括壳体底板、与所述壳体底板相对设置的壳体盖、两个第一侧板和两个第二侧板,两个所述第一侧板相对设置在所述壳体底板上,两个所述第二侧板相对设置在所述壳体底板上,所述第一侧板的两端分别与两个所述第二侧板相连,所述第一分隔板的两端分别与两个所述第一侧板相连,所述第一侧板上形成有与所述冷却介质通道对应的引流通孔;
所述电池壳体还包括连通板,两个所述第一侧板的两个外表面上均设置有所述连通板,所述连通板上形成有与所述引流通孔连通的引流通道,以将相邻的第一分隔板上的冷却介质通道连通。
可选地,所述壳体盖包括多个壳体盖条,多个所述壳体盖条与多个所述第一子容纳腔一一对应,所述壳体盖条覆盖在相应的第一子容纳腔的开口处,以封闭所述第一子容纳腔。
可选地,所述第一侧板的外表面上形成有凹槽,所述连通板设置在相应的凹槽内,所述引流通孔的出口形成在所述凹槽的底面上。
可选地,所述外壳上设置有至少一个泄压孔,所述泄压孔与所述容纳腔相通,所述泄压孔内设置有单向阀,在所述容纳腔内气压达到预设压力阈值时,所述单向阀允许气体从所述容纳腔内流向所述容纳腔外。
可选地,所述第一分隔板上设置有多个连接通孔,所述连接通孔中设置有具有通过孔的封堵件,所述连接通孔与相应的冷却介质通道不相通,电连接相邻两个第一子容纳腔中储电结构的导线穿过相应的连接通孔中的封堵件上的通过孔。
可选地,所述电池壳体还包括至少一根支撑梁,所述支撑梁贯穿所述外壳、以及所述容纳腔。
可选地,所述电池壳体还包括增强架,所述增强架环绕所述外壳设置,并与所述外壳固定连接。
作为本公开的第二个方面,提供一种动力电池组件,所述动力电池组件包括储电结构和电池壳体,其特征在于,所述电池壳体为本公开第一方面所提供的电池壳体,所述储电结构设置在所述第一子容纳腔中。
可选地,所述动力电池组件还包括冷却液泵,所述冷却液泵的出液口与所述冷却介质通道连通。
可选地,所述动力电池组件还包括传感器,所述传感器用于检测所述动力电池组件的温度,且所述传感器用于在所述动力电池组件的温度超过预定温度时生成传感信号,并提供给所述冷却液泵;
所述冷却液泵用于在接收到所述传感信号时增加冷却介质流速。
可选地,所述储电结构包括至少一个电池单元;或者,所述储电结构包括至少一个电池芯。
可选地,一种动力电池组件,所述动力电池组件包括储电结构和电池壳体,其中,所述电池壳体包括外壳,所述外壳具有容纳腔,所述电池壳体还包括分隔板,所述分隔板设置在所述容纳腔中,将所述容纳腔分隔成多个子容纳腔,每个所述子容纳腔中均设置有所述储电结构。
作为本公开的第四个方面,提供一种车辆,所述车辆包括动力电池组件,其中,所述动力电池组件为本公开第二个方面或第三个方面所提供的动力电池组件。
将本公开所提供的电池壳体和储电结构组合后可以得到动力电池组件,在动力电池组件的使用过程中,向冷却介质通道中通入冷却介质(例如,冷却液),可以对储电结构进行散热,避免储电结构过热,从而可以至少在一定程度上降低动力电池组件爆炸的风险。
第一分隔板的另一个主要作用在于,对容纳腔进行了防火防爆分区,这样每个第一子容纳腔中均设置有储电结构。万一其中一个第一子容纳腔中的储电结构发生了爆炸,第一分隔板还可以起到阻隔的作用,爆炸产生的气体、烟雾、化学物质、以及热量等,不会过快地传递至相邻的第一子容纳腔中,从而降低对相邻的储电结构的影响,进一步降低动力电池组件整体发生爆炸的风险。
附图说明
图1是本公开所提供的电池壳体的一种实施方式的示意图;
图2是本公开所提供的电池壳体的另一种实施方式的示意图;
图3是本公开所提供的外壳的一种实施方式的示意图;
图4是本公开所提供的动力电池的一种实施方式的示意图,其中,壳体盖未示出;
图5是电池壳体的第一侧板的示意图;
图6是展示第一侧板和连通板之间连接关系的示意图;
图7是本公开所提供的电池壳体的还一种实施方式的示意图。
附图标记说明:100:外壳;200:第一分隔板;210:第一子容纳腔;201:冷却介质通道;110:壳体底板;120:壳体盖;121:壳体盖条;131:第一侧板;132:第二侧板;140:连通板;131a:引流通孔;141:引流通道;300:第二分隔板;400:支撑梁;410:增强架;500:电池单元;501:导线;150:单向阀。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案,下面结合附图对本公开提供的电池壳体、包括该电池壳体的动力电池组件和包括该电池组件的车辆进行详细描述。
在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例,但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反之,提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整,并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。
在不冲突的情况下,本公开各实施例及实施例中的各特征可相互组合。
如本文所使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关列举条目的任何和所有组合。
本文所使用的术语仅用于描述特定实施例,且不意欲限制本公开。如本文所使用的,单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式,除非上下文另外清楚指出。还将理解的是,当本说明书中使用术语“包括”和/或“由……制成”时,指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。
除非另外限定,否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解,诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义,且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义,除非本文明确如此限定。
作为本公开的第一方面,提供一种电池壳体,如图1所示,所述电池壳体包括外壳100,该外壳100具有容纳腔,其中,所述电池壳体还包括多个第一分隔板200,多个第一分隔板200设置在所述容纳腔内,并将所述容纳腔划分为多个第一子容纳腔210,第一子容纳腔210用于容纳储电结构,第一分隔板200内形成有沿该第一分隔板200的长度方向贯穿该第一分隔板200的冷却介质通道201。
将电池壳体和储电结构组合后得到动力电池组件(参见图4),在动力电池组件的使用过程中,向冷却介质通道201中通入冷却介质(例如,冷却液),可以对储电结构进行散热,避免储电结构过热,从而可以至少在一定程度上降低动力电池组件爆炸的风险。
本公开的发明人研究发现,目前新能源汽车之所以会产生整个动力电池爆炸损毁,原因在于,动力电池的电池包组合在一起,一个电池包产生故障后,会发生爆炸,产生的热量、液体等会快速蔓延至其他未发生故障的电池包,引发其他电池包也产生爆炸。
本公开的发明人认为,可以将不同的电池包隔开,从而避免“少量电池故障导致整个电池包爆炸”。有鉴于此,发明人提出了在外壳100中设置第一分隔板。也就是说,第一分隔板200的另一个主要作用在于,对容纳腔进行了防火防爆分区,这样每个第一子容纳腔210中均设置有储电结构。万一其中一个第一子容纳腔中的储电结构发生了爆炸,第一分隔板200还可以起到阻隔的作用,爆炸产生的气体、烟雾、化学物质、以及热量等,不会过快地传递至相邻的第一子容纳腔中,从而降低对相邻的储电结构的影响,进一步降低动力电池组件整体发生爆炸的风险。
为了提升冷却性能,冷却介质通道201中的冷却液应当是循环冷却液,在本公开中,对如何实现冷却介质通道201内冷却液的循环不做特殊的限定。例如,可以将分别将多个冷却介质通道201分别与外部循环管连通,以实现冷却介质通道201内的冷却介质的循环。
还需要解释的是,当包括本公开所提供的电池壳体的动力电池组件用于车辆中时,所述电池壳体还是车辆底盘,或者车辆底盘的一部分。
由于外壳100中设置了多个第一分隔板200,从而提高了电池壳体的强度,并提高了包括所述动力电池组件的车辆的安全性。
在本公开中,对“储电结构”的具体类型不做特殊的限定。例如,所述储电结构可以包括至少一个电池单元。并且,该电池单元可以是方形电池、圆柱电池、软包电池中的任意一种。
再例如,所述储电结构还可以包括至少一个电池芯。此处的“电池芯”可以是上文中的“电池单元”去掉外封装结构之后的部分。在这种实施方式中,外壳100、以及第一分隔板200可以用作电池芯的外封装结构。
为了简化结构,作为一种可选实施方式,如图1所示,不同第一分隔板200内的冷却介质通道相通。这样只需要将其中两个冷却介质通道201与外部循环结构连通即可实现整个电池壳体内的冷却介质的循环。
在本公开中,对如何将不同第一分隔板200上的冷却介质通道201连通不做特殊的限定,例如,可以利用连接导管在外壳的外部将相邻的冷却介质通道201连通。为了提高电池壳体的集成度、减小电池壳体的整体体积,可选地,可以在电池壳体设置内置的通道,将不同的冷却介质通道201连通。
作为一种可选实施方式,如图3所示,外壳100包括壳体底板110、与壳体底板110相对设置的壳体盖120、两个第一侧板131和两个第二侧板132。两个第一侧板131相对设置在壳体底板110上,两个第二侧板132相对设置在壳体底板110上。
第一侧板131的两端分别与两个第二侧板132相连,第一分隔板200的两端分别与两个第一侧板131相连,如图5所示,第一侧板131上形成有与冷却介质通道201对应的引流通孔131a。
如图6所示,所述电池壳体还包括连通板140,两个第一侧板131的两个外表面上均设置有连通板140,连通板140上形成有与引流通孔131a连通的引流通道141,以将相邻的第一分隔板200上的冷却介质通道201连通。
连通板140上设置有介质入孔和介质出孔,介质入孔与和位于所述电池壳体第一侧的冷却介质通道201连通,介质出孔与位于所述电池壳体第二侧的冷却介质通道201连通,其中,所述第一侧为一个所述第二侧板所在的侧(图1中的下侧),所述第二侧为另一个所述第二侧板所在的侧(图1中的上侧)。
通过引流通道141可以将多个冷却介质通道201连通,形成整体为S型的循环通道。通过介质入孔可以向冷却介质通道201内提供冷却介质,通过介质出孔142可以将冷却介质通道201内的冷却介质导出,从而可以实现冷却液的循环。
在本公开中,对壳体盖120的具体结构不做特殊的限定。作为一种可选实施方式,壳体盖120可以是用于封闭所述容纳腔的板状结构。
作为另一种可选实施方式,如图3所示,壳体盖120可以包括多个壳体盖条121,多个壳体盖条121与多个所述第一子容纳腔一一对应,壳体盖条121覆盖在相应的第一子容纳腔的开口处,以封闭所述第一子容纳腔。
为了进一步使得电池壳体的结构更加紧凑,可选地,如图5和图6中所示,第一侧板131的外表面上形成有凹槽,如图6所示,连通板140设置在相应的凹槽内,引流通孔131a的出口形成在所述凹槽的底面上。
为了提高电池壳体的整体强度,可选地,如图2所示,所述电池壳体还包括多个第二分隔板300,每个所述第一子容纳腔中均设置有多个第二分隔板300,且所述第一子容纳腔被多个第二分隔板300分隔成多个第二子容纳腔301。
每个第二子容纳腔301中都设置有储电结构,除了增加强度之外,设置第二分隔板300的另外一个重要功能在于,对第一子容纳腔进行进一步的防火防爆分区。当第二子容纳腔301中设置的储电结构发生爆炸时,第二分隔板300、以及第一分隔板200可以对爆炸产生的热量、冲击、烟雾、液体进行格挡,避免爆炸绵延至相邻第二子容纳腔中,从而降低对相邻的储电结构的影响,进一步降低动力电池组件整体发生爆炸的风险。
在所述储电结构包括多个电池单元500的实施方式中,该电池单元500设置在第二子容纳腔301中。
在所述储电结构包括多个电池芯的实施方式中,所述电池芯设置在第二子容纳腔中。
每个电池单元500的四周分别是第一分隔板200和第二分隔板300,当电池单元500发生爆炸时,第一分隔板200和第二分隔板300可以抵挡爆炸产生的横向作用力,避免相邻近的电池单元受到爆炸冲击而产生内部漏液短路并发生连续爆炸的情况,提高了动力电池组件的安全性。
为了避免储电结构过热时发生爆炸,作为一种可选实施方式,外壳100上设置有至少一个泄压孔,所述泄压孔与所述容纳腔相通,如图4所示,所述泄压孔内设置有单向阀150。当所述容纳腔内气压超过预设压力阈值时,该单向阀150允许气体从所述容纳腔内流向所述容纳腔外。
当储电结构过热时,会引起容纳腔内整体温度升高,并导致气体膨胀,并使得容纳腔内气压升高。当所述容纳腔内气压超过预设压力阈值时,单向阀150开启,可以使得容纳腔内气体流出,避免因容纳腔内气压过高而引发爆炸,提高包括所述电池壳体的动力电池组件的安全性。
作为一种可选实施方式,每个第一子容纳腔都对应有多个泄压孔,且每个泄压孔中都设置有单向阀150。
作为一种可选实施方式,如图4所示,储电结构包括多个电池单元500,相邻的电池单元500之间电连接。为了提高设置在壳体组件中的储电结构的安全性,所述第一分隔板上设置有多个连接通孔,所述连接通孔中设置有封堵件502,并且,该封堵件502形成有通过孔,该通过孔的轴线方向与设置该封堵件的连接通孔的轴线方向一致。所述连接通孔与相应的冷却介质通道不相通,电连接相邻两个第一子容纳腔中储电结构的导线501穿过相应的连接通孔中的封堵件502的通过孔。设置封堵件502之后,可以将导线501与连接通孔之间的间隙密封。作为一种可选实施方式,可以采用防火材料制成封堵件,从而可以在一定程度上避免导线因过热而燃烧。
为了提高所述电池壳体的整体强度、以及抗扭转性能,作为一种可选实施方式,如图2和图4所示,所述电池壳体还包括至少一根支撑梁400,所述支撑梁400贯穿所述外壳、以及所述容纳腔。为了降低所述电池壳体的总体重量,可选地,支撑梁400可以具有空心结构。在本公开中,支撑梁400的长度方向可以与第二分隔板300的长度方向一致。
在本公开中,对电池壳体中设置支撑梁的数量不做特殊限定,在图1中所示的实施方式中,电池壳体中设置了两个支撑梁。
当然,本公开并不限于此。为了增强电池壳体的整体强度,可选地,如图7所示,所述电池壳体还可以包括所述电池壳体还包括增强架410,该增强架410环绕所述外壳设置,并与外壳100固定连接。在本公开中,增强架410可以具有空心结构。
在本公开中,对电池壳体的材料不做特殊的限定。例如,可以利用金属材料(例如,铝合金)采用整体浇铸的方式形成所述电池壳体中的底板、第一侧板、第二侧板、第一分隔板、以及第二分隔板。
例如,可以采用以下方法形成所述电池壳体中的底板、第一侧板、第二侧板、第一分隔板、以及第二分隔板:
将所有的块状模具放入底模具中,块状模具与底模具的表面之间留有间隙;
采用间隙浇铸后可以形成所述电池壳体中的底板、第一侧板、第二侧板、第一分隔板、以及第二分隔板;
在通过二次加工,可以获得所述电池壳体。
作为本公开的第二个方面,提供一种动力电池组件,所述动力电池组件包括储电结构和电池壳体,其中,所述电池壳体为本公开第一个方面所提供的电池壳体,所述储电结构设置在所述第一子容纳腔中。需要指出的是,每个第二容纳腔中都设置有储电结构的一部分。
如上文中所述,电池壳体中设置有冷却介质通道,在使用过程中,向冷却介质通道201中通入冷却介质(例如,冷却液),可以对储电结构进行散热,避免储电结构过热,从而可以至少在一定程度上降低动力电池组件爆炸的风险。
在本公开中,对如何实现冷却介质通道201内的冷却介质循环不做特殊的限定,可选地,所述动力电池组件还包括冷却液泵,所述冷却液泵的出液口与所述冷却介质通道连通。
通过冷却液泵可以向冷却介质通道201内泵送冷却介质,也可以实现冷却介质的循环。
为了进一步降低动力电池组的过热风险,可选地,所述动力电池组件还包括传感器,所述传感器用于检测所述动力电池组件的温度,且所述传感器用于在所述动力电池组件的温度超过预定温度时生成传感信号,并提供给所述冷却液泵。相应地,所述冷却液泵用于在接收到所述传感信号时增加冷却介质流速。冷却介质流速越高、循环速度越快,就可以尽快地带走电池组件产生的热量,对动力电池组件进行快速冷却,降低动力电池组件发生爆炸的风险。
作为本公开的第三个方面,提供一种动力电池组件,所述动力电池组件包括储电结构和电池壳体,其中,所述电池壳体包括外壳,所述外壳具有容纳腔,所述电池壳体还包括分隔板,所述分隔板设置在所述容纳腔中,将所述容纳腔分隔成多个子容纳腔,每个所述子容纳腔中均设置有所述储电结构。
与第二个方面所提供的动力电池组件类似,设置分隔板,相当于在壳体中设置的防爆分区。当一个子容纳腔中设置的储电结构发生爆炸时,分隔板可以对爆炸产生的热量、冲击、烟雾、液体进行格挡,避免爆炸绵延至相邻子容纳腔中,从而降低对相邻的储电结构的影响,进一步降低动力电池组件整体发生爆炸的风险。
所述储电结构可以包括至少一个电池单元、或者至少一个电池芯。并且,在上述实施例中,电池壳体上也可以设置泄压孔和单向泄压阀,并且,隔板上也可以设置阻燃件。也就是说,与第二个方面提供的动力电池组件相比,本实施例所提供的动力电池组件的区别仅在于,分隔板中未设置冷却介质通道。
作为本公开的第四个方面,提供一种车辆,所述车辆包括动力电池组件,其中,所述动力电池组件为本公开第二个方面或第三个方面所提供的动力电池组件。
在本公开中,对车辆的具体类型不做特殊的限定。例如,所述车辆可以是越野车、货车等车辆。
本文已经公开了示例实施例,并且虽然采用了具体术语,但它们仅用于并仅应当被解释为一般说明性含义,并且不用于限制的目的。在一些实例中,对本领域技术人员显而易见的是,除非另外明确指出,否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特性和/或元素,或可与其它实施例相结合描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此,本领域技术人员将理解,在不脱离由所附的权利要求阐明的本公开的范围的情况下,可进行各种形式和细节上的改变。
Claims (9)
1.一种动力电池组件,所述动力电池组件包括储电结构和电池壳体,所述电池壳体为车辆底盘,所述电池壳体包括外壳,所述外壳具有容纳腔,其特征在于,所述电池壳体还包括多个第一分隔板,多个所述第一分隔板设置在所述容纳腔内,并将所述容纳腔划分为多个第一子容纳腔,所述第一子容纳腔用于容纳储电结构,所述第一分隔板内形成有沿所述第一分隔板的长度方向贯穿所述第一分隔板的冷却介质通道,所述电池壳体还包括多个第二分隔板,每个所述第一子容纳腔中均设置有多个所述第二分隔板,且所述第一子容纳腔被多个所述第二分隔板分隔成多个第二子容纳腔,所述第二子容纳腔用于容纳所述储电结构;
不同所述第一分隔板内的冷却介质通道相通;
所述外壳包括壳体底板、与所述壳体底板相对设置的壳体盖、两个第一侧板和两个第二侧板,两个所述第一侧板相对设置在所述壳体底板上,两个所述第二侧板相对设置在所述壳体底板上,所述第一侧板的两端分别与两个所述第二侧板相连,所述第一分隔板的两端分别与两个所述第一侧板相连,所述第一侧板上形成有与所述冷却介质通道对应的引流通孔;
所述电池壳体还包括连通板,两个所述第一侧板的两个外表面上均设置有所述连通板,所述连通板上形成有与所述引流通孔连通的引流通道,以将相邻的第一分隔板上的冷却介质通道连通;
所述第一侧板的外表面上形成有凹槽,所述连通板设置在相应的凹槽内,所述引流通孔的出口形成在所述凹槽的底面上。
2.根据权利要求1所述的动力电池组件,其特征在于,所述壳体盖包括多个壳体盖条,多个所述壳体盖条与多个所述第一子容纳腔一一对应,所述壳体盖条覆盖在相应的第一子容纳腔的开口处,以封闭所述第一子容纳腔。
3.根据权利要求1至2中任意一项所述的动力电池组件,其特征在于,所述外壳上设置有至少一个泄压孔,所述泄压孔与所述容纳腔相通,所述泄压孔内设置有单向阀,在所述容纳腔内气压达到预设压力阈值时,所述单向阀允许气体从所述容纳腔内流向所述容纳腔外。
4.根据权利要求1所述的动力电池组件,其特征在于,所述第一分隔板上设置有多个连接通孔,所述连接通孔中设置有具有通过孔的封堵件,所述连接通孔与相应的冷却介质通道不相通,电连接相邻两个第一子容纳腔中储电结构的导线穿过相应的连接通孔中的封堵件上的通过孔。
5.根据权利要求1所述的动力电池组件,其特征在于,所述电池壳体还包括至少一根支撑梁,所述支撑梁贯穿所述外壳、以及所述容纳腔;或者,
所述电池壳体还包括增强架,所述增强架环绕所述外壳设置,并与所述外壳固定连接。
6.根据权利要求1所述的动力电池组件,其特征在于,所述动力电池组件还包括冷却液泵,所述冷却液泵的出液口与所述冷却介质通道连通。
7.根据权利要求5所述的动力电池组件,其特征在于,所述动力电池组件还包括传感器,所述传感器用于检测所述动力电池组件的温度,且所述传感器用于在所述动力电池组件的温度超过预定温度时生成传感信号,并提供给冷却液泵;
所述冷却液泵用于在接收到所述传感信号时增加冷却介质流速。
8.根据权利要求1所述的动力电池组件,其特征在于,所述储电结构包括至少一个电池芯,所述外壳、以及所述第一分隔板和第二分隔板用作电池芯的外封装结构。
9.一种车辆,所述车辆包括动力电池组件,其特征在于,所述动力电池组件为权利要求1至5中任意一项所述的动力电池组件。
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