CN114759290A - 一种电池模组及电池包 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模组及电池包。该电池模组主要包括电芯本体、托盘和液冷板。其中，电芯本体设置为多个。托盘上开设有多个第一通孔，第一通孔与电芯本体相适配，电芯本体能够嵌设在第一通孔中。液冷板设置在托盘上，电芯本体的侧壁贴设在液冷板上；液冷板内部通有冷却液，液冷板上设置有烟感喷淋头，烟感喷淋头在第一预设条件下能够打开并释放冷却液。该电池模组结构简单，易于装配，能够控制电芯本体的热蔓延，提高传热效率，避免电芯本体由于热量集中导致发生热失控的风险，进而提高电池模组的安全性能，节约电池包的制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模组及电池包。
背景技术
随着经济的发展和科技的进步，锂电池作为最清洁的二次能源之一，受到人们广泛的青睐。锂电池具有重量轻、储能大、功率大、无污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围广等优点，因此逐渐受到人们的青睐，在储能及动力电池领域也逐渐取代了其它的传统电池。
现有技术中的电池模组均是依靠自身的热传导将热量传导至外界，这样无法有效地控制电池模组的热蔓延，也就是说，当其中一个电池温度过高时，热量不能及时地传导至外界，很容易导致电池因热量集中导致发生热失控的风险，浪费成本，给用户造成一定的安全隐患。
因此，亟需设计一种电池模组及电池包来解决现有技术中的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种电池模组，其结构简单，易于装配，能够控制电芯本体的热蔓延，传热效率高，安全性能高，成本低。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种电池模组，包括：
电芯本体；
托盘，所述电芯本体安设在所述托盘上；
液冷板，所述液冷板设置在所述托盘上，所述电芯本体的侧壁贴设在所述液冷板上；所述液冷板内部通有冷却液，所述液冷板上设置有烟感喷淋头，所述烟感喷淋头在第一预设条件下能够打开并释放所述冷却液。
作为一种电池模组的可选技术方案，所述烟感喷淋头设置在所述液冷板靠近所述托盘的一侧，所述托盘上开设有穿孔，所述烟感喷淋头部分穿过穿孔。
作为一种电池模组的可选技术方案，所述烟感喷淋头包括转轴和喷口，所述转轴与所述喷口连接，所述转轴能够带动所述喷口沿360度方向转动。
作为一种电池模组的可选技术方案，多个所述电芯本体组成多排电芯组，相邻两排所述电芯组沿第一方向错开设置。
作为一种电池模组的可选技术方案，所述液冷板上设置有多个弧形曲面，所述弧形曲面与所述电芯组的侧壁紧贴。
作为一种电池模组的可选技术方案，所述电芯本体设置为多个，所述托盘上开设有多个第一通孔，所述第一通孔与单个所述电芯本体相适配，所述电芯本体的一端嵌设在所述第一通孔中。
作为一种电池模组的可选技术方案，所述电池模组包括结构胶，所述结构胶上开设有第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔对应设置，所述托盘上凹设有凹槽，所述结构胶嵌设在所述凹槽中，所述电芯本体的一端穿过所述第二通孔并嵌设在所述第一通孔中，以使所述电芯本体的外侧壁与所述第二通孔的内侧壁粘接连接。
作为一种电池模组的可选技术方案，所述电池模组包括发泡胶，所述发泡胶设置在所述结构胶远离所述凹槽的槽底的一侧，且所述发泡胶上开设有第三通孔，所述第三通孔与所述第二通孔对应设置，所述电芯本体的一端穿过所述第三通孔和所述第二通孔并嵌设在所述第一通孔中。
作为一种电池模组的可选技术方案，所述液冷板的两个端部均设置有积液头，所述积液头上设置有连接头，所述冷却液能够经所述连接头由所述积液头流动至所述液冷板中。
作为一种电池模组的可选技术方案，所述电池模组包括CCS组件，所述CCS组件包括塑胶支架和多个连接件，多个所述连接件彼此连接并设置在所述塑胶支架上，且所述连接件与所述电芯本体上的电极焊接连接。
作为一种电池模组的可选技术方案，所述连接件采用金属材料制成。
作为一种电池模组的可选技术方案，所述托盘远离所述电芯本体的侧面设置有吸热件，所述吸热件被配置为吸收所述电芯本体发生热失控时的热量。
作为一种电池模组的可选技术方案，所述托盘远离所述电芯本体的侧面上设置有安装槽，所述吸热件安设在所述安装槽内。
作为一种电池模组的可选技术方案，所述吸热件和所述安装槽均呈波浪型。
本发明的另一目的在于提出一种电池包，该电池包结构简单，能够避免电池包发生热蔓延，提高电池包的安全性能，进而达到节约成本的目的。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种电池包，所述电池包内设置有多个电池模组，所述电池模组为以上所述的电池模组。
本发明的有益效果在于：
与现有技术相比，本发明提供一种电池模组，该电池模组结构简单，易于装配，通过CCS组件、相邻两个电芯本体等间隔的设置、发泡胶、结构胶、液冷板以及托盘上增设吸热件这六种防护结构的设计，进而能够有效地控制电芯本体的温度在一个合理的范围内，避免电芯本体发生热失控的风险，提高电池模组的安全性能。即使当一个电芯本体发生热失控并流出高温物质时，液冷板上的烟感喷淋头能够自动打开并将冷却液喷射出来，以降低发生热失控电芯本体的温度，阻止热蔓延，同时吸热件能够吸收高温物质的温度，避免高温物质流向其他电芯本体导致其他电芯本体发生热失控，从而进一步地提高电池模组的安全性能。
本发明还提供一种电池包，该电池包内设置有多个电池模组，电池模组为上述技术方案中的电池模组，多个电池模组可以通过串联和并联的方式连接。该电池包结构简单，能够控制电池模组的热蔓延现象，提高电池包的安全性能，节约成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的电池模组的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的电池模组的爆炸示意图；
图3为图2中A处的局部放大图；
图4为图2中B处的局部放大图；
图5为本发明实施例提供的托盘的仰视图。
附图标记
100、电芯本体；110、电芯组；
200、托盘；210、第一通孔；220、穿孔；230、吸热件；
300、液冷板；310、烟感喷淋头；3101、转轴；3102、喷头；320、弧形曲面；330、积液头；3301、连接头；
400、结构胶；410、第二通孔；
500、发泡胶；510、第三通孔；
600、CCS组件；610、塑胶支架；620、连接件。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1-图3所示，本实施例提供一种电池模组，主要包括电芯本体100、托盘200和液冷板300。其中，电芯本体100设置为多个，多个电芯本体100组成多排电芯组110，相邻两排电芯组110沿第一方向错开设置。这样能够使得在有限的电池模组的内部空间里布置更多的电芯本体100，从而能够提高电池模组的电容量。托盘200上开设有多个第一通孔210，第一通孔210与电芯本体100相适配，电芯本体100能够嵌设在第一通孔210中。液冷板300设置在托盘200上，电芯本体100的侧壁贴设在液冷板300上；液冷板300内部通有冷却液，液冷板300上设置有烟感喷淋头310，烟感喷淋头310在第一预设条件下能够打开并释放冷却液。第一预设条件即为电池模组中因电芯本体100发生热失控而产生大量烟雾时，此时，烟感喷淋头310能够自动打开，并将液冷板300中的冷却液排出以降低电池模组的温度，防止热蔓延的现象。
基于以上设计，本实施例以电芯本体100为圆柱形为例进行阐述，当然，作业人员也可以根据实际工艺需求将电芯本体100设置为其他形状。在本实施例中，相邻两个电芯本体100之间等间隔设置，该间隔距离可以设置为1mm-5mm之间，进而使得当一个电芯本体100发生热失控时，不会影响到其他电芯本体100。如果该间隔设置的距离太小时，例如设置为小于1mm的距离，当某一个电芯本体100发生热失控时将会对周围其他电芯本体100产生影响，使得其他电芯本体100增加发生热失控的危险；如果该间隔设置的距离太大时，例如设置为大于5mm的距离，这样不利于在有限的空间内布置更多的电芯本体100，从而降低电池模组的能量密度。因此将该间隔距离设置为1mm-5mm之间比较合适。
进一步地，托盘200上开设的第一通孔210不仅对电芯本体100能够起到固定的作用，同时，如果当电芯本体100发生热失控时，电芯本体100内部的高温电解液能够及时从托盘200上的第一通孔210处排出，进而不会波及到其他周围的其他电芯本体100，提高电池模组的安全性能。
请结合图2和图3参考，在本实施例中，烟感喷淋头310设置在液冷板300靠近托盘200的一侧，托盘200上开设有穿孔220，烟感喷淋头310部分穿过穿孔220。这样使得当电芯本体100发生热失控时，产生大量烟雾，此时，烟感喷淋头310能够打开并将液冷板300中的冷却液排出，阻止热蔓延，为用户争取一定的逃生时间，进而提高电池模组的安全性能。
进一步地，在本实施例中，烟感喷淋头310包括转轴3101和喷口3102，转轴3101与喷口3102连接，转轴3101能够带动喷口3102沿360度方向转动。这样使得烟感喷淋头310能够将冷却液喷射在电池模组中的任意位置，进一步地提高电池模组的安全性能。需要指出的是，本实施例中的烟感喷淋头310为现有技术中的标准件，作业人员可以在市面上购买获得，此处不再过多赘述。
如图2所示，在本实施例中，电池模组包括结构胶400，结构胶400上开设有第二通孔410，第二通孔410与第一通孔210对应设置，托盘200上凹设有凹槽(图中未示出)，结构胶400嵌设在凹槽中，电芯本体100穿过第二通孔410并嵌设在第一通孔210中，以使电芯本体100的外侧壁与第二通孔410的内侧壁粘接连接。本实施例中结构胶400的厚度设置为5mm-30mm之间，结构胶400的设置不仅能够对电芯本体100进行固定，提高电芯本体100在托盘200上的稳定性和可靠性，同时，结构胶400具有良好的导热作用，当某一电芯本体100温度过高时，能够通过结构胶400将热量传导至其他电芯本体100，从而降低该电芯本体100的温度，避免发生热失控的危险。可选地，本实施中结构胶400选取硅酮材质制成。
进一步地，本实施例中，电池模组包括发泡胶500，发泡胶500设置在结构胶400远离凹槽的槽底的一侧上，且发泡胶500上开设有第三通孔510，第三通孔510与第二通孔410对应设置，电芯本体100穿过第三通孔510和第二通孔410并嵌设在第一通孔210中。可选地，将发泡胶500的厚度设置在5mm-30mm之间，发泡胶500能够对填充电芯本体100之间的缝隙空间，避免在使用过程中电芯本体100发生接触碰撞，起到缓冲的作用；此外，发泡胶500还具有导热的作用，当某颗电芯本体100的温度过高时，可以通过发泡胶500将热量传导至其它电芯本体100，从而降低温度，提高电池模组的安全性。可选地，本实施例中的发泡胶500选取聚氨酯材质制成。
如图2和图4所示，在本实施例中，液冷板300的两个端部均设置有积液头330，在积液头330上设置有连接头3301，多个液冷板300通过积液头330上的连接头3301利用软管(图中未示出)连接起来，从而达到多个液冷板300的连通的效果，进而使得冷却液能够通过连接头3301经由其中一个积液头330流入到液冷板300中，并在另一端的积液头330汇聚后，由另一端的积液头330上的连接头3301流出液冷板300，然后冷却液能够经软管流通至其他液冷板300中，从而实现冷却液的循环流动，提高传热效率。
如图2所示，在本实施例中，液冷板300上设置有多个弧形曲面320，弧形曲面320与电芯组110的侧壁紧贴。这样能够增加电芯本体100与液冷板300的接触面积，进而当电芯本体100的温度过高时，提高液冷板300与电芯本体100之间的传热效率，从而避免电芯本体100发生热失控的风险。作业人员能够根据实际需求任意设置液冷板300的数量，即可以设置在相邻两排电芯组110之间，也可以相邻三排、四排等数量的电芯组110之间，本实施例对此不作限定。
可选地，请继续参考图2，本实施例中电池模组包括CCS组件600，CCS组件600包括塑胶支架610和多个连接件620，多个连接件620彼此连接并设置在塑胶支架610上，多个连接件620与电芯本体100一一对应设置，且连接件620与电芯本体100上的电极焊接连接。在本实施例中，连接件620可以选取金属铜制成，当然作业人员还可以根据实际情况选取其他金属材料来加工制作连接件620，本实施例对此不作限定。金属铜具有良好的导热性能，当某一电芯本体100的温度过高时，可以通过连接件620传递至其他温度较低的电芯本体100上，避免电芯本体100发生热失控的危险。塑胶支架610能够减轻CCS组件600的重量，节约成本，提高电池模组的轻便性。
可选地，如图5所示，本实施例中托盘200背面设置有吸热件230，吸热件230被配置为吸收电芯本体100发生热失控时的热量，且吸热件230呈波浪型。可选地，本实施例中的吸热件230采用相变材料制成。当然，作业人员还可以采用其他具有吸热能力的材料来加工吸热件230，本实施例对此不做限定。
示例性地，当某一个电芯本体100发生热失控时，电芯本体100中的高温物质会从托盘200的第一通孔210处喷出，并且流向至托盘200底部，流经波浪型的吸热件230，一部分热量通过吸热件230高导热率向低温处导出，另一部分热量经吸热件230发生相变吸收大量的热量，进而能够有效地降低高温物质的温度，防止高温物质流向其他电芯本体100导致其他电芯本体100发生热失控，进而提高电池模组的安全性能。
此外，波浪型的吸热件230能够对高温物质产生的高温气流起到一定的阻碍作用，避免高温气流直接对托盘200上其他第一通孔210进行高温冲击。具体地，由于高温气流的流动通常是直线流动，波浪型的吸热件230具有一定弧度的曲面，这样使得波浪型的吸热件230能够在高温气流流动的路径上形成一定的阻碍，进而避免高温气流对其他的第一通孔210中的电芯本体100造成损伤。
在本发明的其他实施例中，作业人员还可以根据实际情况将吸热件230设置为其他形状，例如折线形、圆弧形、不规则形等，此处不再一一赘述。
为了提高吸热件230在托盘上的稳定性和可靠性，在本实施例托盘200远离电芯本体100的侧面上设置有安装槽(图中未示出)，吸热件230安设在安装槽内，且安装槽和吸热件230均呈波浪型，安装槽的容积要大于吸热件230的体积，这样有利于吸热件230在吸收热量时发生相变，安装槽的设置有利于对吸热件230起到一定的保护作用，同时也便于吸热件230的装配。
进一步地，托盘200通过固定件安设在箱体(图中未示出)内部，使得托盘200远离电芯本体100的一侧与箱体形成泄压腔，多条吸热件230将泄压腔分隔成多个泄压子空间，进而有利于吸热件230在吸收热量时发生相变。可选地，本实施例中的吸热件230的高度选取2mm-5mm之间，且吸热件230的高度不大于泄压腔的高度，进而有利于吸热件230在吸收热量时发生相变。本实施例中的固定件可以选取螺栓、螺钉等零部件，此处不再一一赘述。
与现有技术相比，本实施例提供一种电池模组，该电池模组结构简单，易于装配，通过CCS组件600、相邻两个电芯本体100之间等间隔的设置、发泡胶500、结构胶400、液冷板300以及托盘200上增设吸热件230这六种防护结构的设计，进而能够有效地控制电芯本体100的温度在一个合理的范围内，避免电芯本体100发生热失控的风险，提高电池模组的安全性能。即使当一个电芯本体100发生热失控并流出高温物质时，液冷板300上的烟感喷淋头310能够自动打开并将冷却液喷射出来，以降低发生热失控电芯本体100的温度，阻止热蔓延，同时吸热件230能够吸收高温物质的温度，避免高温物质流向其他电芯本体100导致其他电芯本体100发生热失控，从而进一步地提高电池模组的安全性能。
本实施例还提供一种电池包，该电池包内设置有多个电池模组，电池模组为上述技术方案中的电池模组，多个电池模组可以通过串联和并联的方式连接。该电池包结构简单，能够控制电池模组的热蔓延现象，提高电池包的安全性能，节约成本。
显然，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指接合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式接合。
Claims (15)
1.一种电池模组，其特征在于，包括：
电芯本体(100)；
托盘(200)，所述电芯本体(100)安设在所述托盘(200)上；
液冷板(300)，所述液冷板(300)设置在所述托盘(200)上，所述电芯本体(100)的侧壁贴设在所述液冷板(300)上；所述液冷板(300)内部通有冷却液，所述液冷板(300)上设置有烟感喷淋头(310)，所述烟感喷淋头(310)在第一预设条件下能够打开并释放所述冷却液。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述烟感喷淋头(310)设置在所述液冷板(300)靠近所述托盘(200)的一侧，所述托盘(200)上开设有穿孔(220)，所述烟感喷淋头(310)部分穿过穿孔(220)。
3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述烟感喷淋头(310)包括转轴(3101)和喷口(3102)，所述转轴(3101)与所述喷口(3102)连接，所述转轴(3101)能够带动所述喷口(3102)沿360度方向转动。
4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，多个所述电芯本体(100)组成多排电芯组(110)，相邻两排所述电芯组(110)沿第一方向错开设置。
5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述液冷板(300)上设置有多个弧形曲面(320)，所述弧形曲面(320)与所述电芯组(110)的侧壁紧贴。
6.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电芯本体(100)设置为多个，所述托盘(200)上开设有多个第一通孔(210)，所述第一通孔(210)与单个所述电芯本体(100)相适配，所述电芯本体(100)的一端嵌设在所述第一通孔(210)中。
7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组包括结构胶(400)，所述结构胶(400)上开设有第二通孔(410)，所述第二通孔(410)与所述第一通孔(210)对应设置，所述托盘(200)上凹设有凹槽，所述结构胶(400)嵌设在所述凹槽中，所述电芯本体(100)的一端穿过所述第二通孔(410)并嵌设在所述第一通孔(210)中，以使所述电芯本体(100)的外侧壁与所述第二通孔(410)的内侧壁粘接连接。
8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组包括发泡胶(500)，所述发泡胶(500)设置在所述结构胶(400)远离所述凹槽的槽底的一侧，且所述发泡胶(500)上开设有第三通孔(510)，所述第三通孔(510)与所述第二通孔(410)对应设置，所述电芯本体(100)的一端穿过所述第三通孔(510)和所述第二通孔(410)并嵌设在所述第一通孔(210)中。
9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述液冷板(300)的两个端部均设置有积液头(330)，所述积液头(330)上设置有连接头(3301)，所述冷却液能够经所述连接头(3301)由所述积液头(330)流动至所述液冷板(300)中。
10.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组包括CCS组件(600)，所述CCS组件(600)包括塑胶支架(610)和多个连接件(620)，多个所述连接件(620)彼此连接并设置在所述塑胶支架(610)上，且所述连接件(620)与所述电芯本体(100)上的电极焊接连接。
11.根据权利要求10所述的电池模组，其特征在于，所述连接件(620)采用金属材料制成。
12.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述托盘(200)远离所述电芯本体(100)的侧面设置有吸热件(230)，所述吸热件(230)被配置为吸收所述电芯本体(100)发生热失控时的热量。
13.根据权利要求12所述的电池模组，其特征在于，所述托盘(200)远离所述电芯本体(100)的侧面上设置有安装槽，所述吸热件(230)安设在所述安装槽内。
14.根据权利要求13所述的电池模组，其特征在于，所述吸热件(230)和所述安装槽均呈波浪型。
15.一种电池包，其特征在于，所述电池包内设置有多个电池模组，所述电池模组为权利要求1-14中任一项所述的电池模组。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210449051.7A CN114759290A (zh) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | 一种电池模组及电池包 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210449051.7A CN114759290A (zh) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | 一种电池模组及电池包 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114759290A true CN114759290A (zh) | 2022-07-15 |
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ID=82333866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210449051.7A Pending CN114759290A (zh) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | 一种电池模组及电池包 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114759290A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024036750A1 (zh) * | 2022-08-17 | 2024-02-22 | 湖北亿纬动力有限公司 | 电池模组及动力电池 |
-
2022
- 2022-04-26 CN CN202210449051.7A patent/CN114759290A/zh active Pending
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