CN116914328B - 一种应用于动力电池新型热管理结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及动力电池新型热管理技术领域，具体说是一种应用于动力电池新型热管理结构；包括集流腔体以及在所述集流腔体一侧插接口插接的导管：所述集流腔体另一侧连通设置有进液管以及出液管；所述集流腔体的两端通过堵盖密封；所述导管为通过挤压成型工艺挤出的多流道的管道结构；所述导管内的相邻流道之间通过加强筋隔开；所述集流腔体一侧的插接口为两个；本发明通过将导管设置成双流道的管道结构，并在相邻两个导管内的流道之间设置加强筋，实现对导管内部进一步加强，增大了防冻液与导管内壁接触面积，即加大了对流换热面，如此使得系统的换热效率进一步得到提高，本申请降低热管理系统的开发成本、提高产品的结构强度，同时提升换热效率。

Description

一种应用于动力电池新型热管理结构
技术领域
本发明涉及动力电池新型热管理技术领域，具体说是一种应用于动力电池新型热管理结构。
背景技术
动力电池作为新能源汽车的动力来源，是电动汽车的关键部件。在夏天时，新能源汽车在高速行车、服务区快速充电都会产生大量的热量，此时需要启动动力电池内的冷却系统来给动力电池进行降温；在冬天时，地下车库的温度较低时，在行车之前需要启动动力电池内的加热系统来给动力电池进行加热。无论是冷却还是加热，其目的就是要让动力电池保持良好的工作环境，将动力电池内的电能高效地输出为动能。
所以，无论是高温、低温还是常温，一个高效率的热管理设计系统就尤为重要，它将直接影响着电池的寿命，最终将会影响车辆的行驶生命周期。
目前业内热管理方案中常用的冷板方案有冲压冷板、微通道管冷板及微通道管集成铝板形式，这些常用的热管理方案要么开发成本较高，要么产品的结构强度较低，且常见的微通道管冷板，成型工艺是挤压成型，其中间有很多加强筋，且无法做到“U”形折弯，所以应用性较为单一，生产出来的产品较重。
鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明提出了一种应用于动力电池新型热管理结构，解决了上述技术问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种应用于动力电池新型热管理结构，本发明通过将导管设置成双流道的管道结构，并在相邻两个导管内的流道之间设置加强筋，实现对导管内部进一步加强，增大了防冻液与导管内壁接触面积，即加大了对流换热面，如此使得系统的换热效率进一步得到提高，本申请降低热管理系统的开发成本、提高产品的结构强度，同时提升换热效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种应用于动力电池新型热管理结构，包括集流腔体以及在所述集流腔体一侧插接口插接的导管：所述集流腔体另一侧连通设置有进液管以及出液管；所述集流腔体的两端通过堵盖密封；
所述导管为通过挤压成型工艺挤出的多流道的管道结构，例如双流道的管道结构；所述导管内的相邻流道之间通过加强筋隔开；所述集流腔体一侧的插接口为两个，且与形状为U形的导管两端对应插接密封连接；防冻液循环沿着进液管进入至集流腔体，并沿着导管内部流动，再沿着出液管循环流出。
优选的，所述导管外壁套设有两个回形套；所述回形套内壁设置有环形槽；所述环形槽内设置有密封件；两个回形套之间通过连棒连接。
优选的，所述密封件为环形且内部设置有空腔；所述密封件由弹性材料制成；所述连棒外壁转动密封连接着驱动壳；所述驱动壳内滑动密封连接着驱动板；所述连棒位于所述驱动壳内部的外壁对称设置有两个相反螺纹；所述连棒与所述驱动板螺纹传动密封连接；两个所述驱动板将所述驱动壳内部空间分隔成两个驱动腔以及中间位置的活动腔；所述驱动壳外壁通过透气孔与所述活动腔连通；所述驱动腔与相对应的所述空腔之间通过第一管连通。
优选的，所述连棒外壁靠近所述驱动壳端部的位置固连着锁定盘；所述锁定盘朝着所述驱动壳的方向贯穿设置有矩形孔；所述矩形孔内滑动密封连接着L形块；所述L形块一端设置有第一斜面；所述L形块另一端与所述锁定盘之间通过拉簧连接；所述驱动壳与所述矩形孔对应的位置环向设置有卡齿；所述卡齿与所述L形块一端单向卡合。
优选的，所述活动腔内设有第一扭簧；所述驱动壳与所述连棒之间通过第一扭簧转动连接；所述驱动壳在第一扭簧的作用下带动驱动板运动实现密封件的干瘪。
优选的，所述密封件与导管接触的一面镶嵌着第一磁铁；所述环形槽槽壁与所述第一磁铁对应的位置设置有第二磁铁；所述第一磁铁与所述第二磁铁磁性相吸；干瘪后的密封件在第一磁铁与第二磁铁的磁力作用下夹紧在环形槽内。
优选的，所述第一磁铁远离所述回形套的两侧设置；所述第一磁铁在与第二磁铁磁力吸引下，使得膨胀后的密封件与导管外壁接触的位置形成多个凹陷区；在流体进入凹陷区后，会使得密封件靠近回形套的两侧位置进一步膨胀密封。
优选的，所述回形套由回套和端套组成；所述端套位于所述回套靠近集流腔体的一侧设置；所述回套两侧贯穿设置有卡槽；所述端套与所述卡槽对应位置通过第二扭簧转动连接着卡条；所述卡条为J形；所述卡条另一端穿过所述卡槽并扣在所述卡槽远离第二扭簧的槽口处。
本发明的有益效果如下：
1.本发明通过将导管设置成双流道的管道结构，并在相邻两个导管内的流道之间设置加强筋，实现对导管内部进一步加强，增大了防冻液与导管内壁接触面积，即加大了对流换热面，如此使得系统的换热效率进一步得到提高，本申请降低热管理系统的开发成本、提高产品的结构强度，同时提升换热效率。
2.本发明中导管外壁破损位置相对移动至回形套内侧后，工作人员转动驱动壳，驱动壳转动后会使得密封件膨胀，密封件膨胀后会将导管外壁抵紧，实现对导管破损位置的密封。
3.本发明中在流体例如防冻液沿着导管破损位置进入至凹陷区后，使得密封件凹陷区扩大，并使得密封件凹陷区受压，使得密封件受压后会将力传递至非凹陷区，而第一磁铁都是远离回形套的两侧设置的，故密封件的凹陷区受压后，密封件的非凹陷区会再次膨胀，使得密封件靠近回形套两侧的位置进一步膨胀密封，保证密封件对破损的导管外壁的密封效果。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例1的立体图；
图2是本发明中实施例2的立体图；
图3是图2中A处的放大图；
图4是本发明中卡齿与L形块的位置图；
图5是图4中B处的放大图；
图6是本发明中驱动壳内部结构图；
图7是本发明中密封件工作状态变化图。
图中：集流腔体1、插接口11、进液管12、出液管13、堵盖14、导管2、流道21、加强筋22、回形套3、环形槽31、第二磁铁32、回套33、卡槽331、端套34、第二扭簧341、卡条342、密封件4、空腔41、第一磁铁42、凹陷区43、连棒5、驱动壳6、驱动腔61、活动腔62、透气孔63、第一管64、卡齿65、第一扭簧66、驱动板7、锁定盘8、矩形孔81、L形块82、第一斜面83、拉簧84。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图7所示，本发明详见以下实施例：
实施例1：
一种应用于动力电池新型热管理结构，包括集流腔体1以及在所述集流腔体1一侧插接口11插接的导管2：所述集流腔体1另一侧连通设置有进液管12以及出液管13；所述集流腔体1的两端通过堵盖14密封；
所述导管2为通过挤压成型工艺挤出的多流道21的管道结构，例如双流道21的管道结构；所述导管2内的相邻流道21之间通过加强筋22隔开；所述集流腔体1一侧的插接口11为两个，且与形状为U形的导管2两端对应插接密封连接；防冻液循环沿着进液管12进入至集流腔体1，并沿着导管2内部流动，再沿着出液管13循环流出；
工作时，目前业内热管理方案中常用的冷板方案有冲压冷板、微通道管冷板及微通道管集成铝板形式，这些常用的热管理方案要么开发成本较高，要么产品的结构强度较低，不能满足使用，且常见的微通道管冷板，成型工艺是挤压成型，其中间有很多加强筋22，所以生产出来的产品较重；
因此本发明通过将导管2设置成双流道21的管道结构，具体是通过挤压成型工艺挤出，其壁厚是能够承受汽车内防冻液流动过程中产生的压强，为了进一步提高导管2内的流道21的结构强度，在相邻两个导管2内的流道21之间设置加强筋22，加强筋22一方面使得相邻流道21被隔开，实现对导管2内部进一步加强，另一方面增大了防冻液与导管2内壁接触面积，即加大了对流换热面，如此使得系统的换热效率进一步得到提高，集流腔体1与进液管12、出液管13以及导管2之间焊接，焊接方式包括并不局限于钎焊、火焰焊和二保焊，在集流腔体1与导管2焊接之前，集流腔体1的一侧需要冲压两个插接口11，并在导管2的两端相对应的插接后进行焊接，在具体换热过程中，整车的防冻液循环出口连接至进液管12，整车的防冻液循环进口连接至出液管13，当整个防冻液循环泵运行时，加热或冷却后的防冻液流入进液管12，流经集流腔体1、导管2一端，导管2另一端，最后流出出液管13至防冻液循环泵进口，此为一个循环，其中当加热或冷却后的防冻液流经导管2时，导管2上的电芯或者模组吸收能量，即冷量或热量；
本发明通过将导管2设置成双流道21的管道结构，并在相邻两个导管2内的流道21之间设置加强筋22，实现对导管2内部进一步加强，增大了防冻液与导管2内壁接触面积，即加大了对流换热面，如此使得系统的换热效率进一步得到提高，本申请降低热管理系统的开发成本、提高产品的结构强度，同时提升换热效率。
实施例2：
所述导管2外壁套设有两个回形套3；所述回形套3内壁设置有环形槽31；所述环形槽31内设置有密封件4；两个回形套3之间通过连棒5连接。
本实施例中，所述密封件4为环形且内部设置有空腔41；所述密封件4由弹性材料制成；所述连棒5外壁转动密封连接着驱动壳6；所述驱动壳6内滑动密封连接着驱动板7；所述连棒5位于所述驱动壳6内部的外壁对称设置有两个相反螺纹；所述连棒5与所述驱动板7螺纹传动密封连接；两个所述驱动板7将所述驱动壳6内部空间分隔成两个驱动腔61以及中间位置的活动腔62；所述驱动壳6外壁通过透气孔63与所述活动腔62连通；所述驱动腔61与相对应的所述空腔41之间通过第一管64连通。
本实施例中，所述连棒5外壁靠近所述驱动壳6端部的位置固连着锁定盘8；所述锁定盘8朝着所述驱动壳6的方向贯穿设置有矩形孔81；所述矩形孔81内滑动密封连接着L形块82；所述L形块82一端设置有第一斜面83；所述L形块82另一端与所述锁定盘8之间通过拉簧84连接；所述驱动壳6与所述矩形孔81对应的位置环向设置有卡齿65；所述卡齿65与所述L形块82一端单向卡合。
本实施例中，所述活动腔62内设有第一扭簧66；所述驱动壳6与所述连棒5之间通过第一扭簧66转动连接；所述驱动壳6在第一扭簧66的作用下带动驱动板7运动实现密封件4的干瘪。
本实施例中，所述密封件4与导管2接触的一面镶嵌着第一磁铁42；所述环形槽31槽壁与所述第一磁铁42对应的位置设置有第二磁铁32；所述第一磁铁42与所述第二磁铁32磁性相吸；干瘪后的密封件4在第一磁铁42与第二磁铁32的磁力作用下夹紧在环形槽31内。
本实施例中，所述第一磁铁42远离所述回形套3的两侧设置；所述第一磁铁42在与第二磁铁32磁力吸引下，使得膨胀后的密封件4与导管2外壁接触的位置形成多个凹陷区43；在流体进入凹陷区43后，会使得密封件4靠近回形套3的两侧位置进一步膨胀密封；
工作时，在将导管2利用挤压成型工艺挤出后，会经过弯曲成型设备将导管2弯曲成U形，随后工作人员会将两个回形套3一侧对准，先将导管2的两端虚插在相对应的回形套3内侧，随后扣动L形块82远离驱动壳6，L形块82扣动作用下会克服拉簧84运动，L形块82在扣动下与锁定盘8上的矩形孔81产生相对滑动，如此使得L形块82一端会脱离卡齿65，随后驱动壳6在第一扭簧66的扭力作用下绕着连棒5转动，驱动壳6转动密封连接在连棒5外壁，故驱动壳6的转动会带动滑动密封连接的驱动板7同步转动，如此使得驱动板7绕着连棒5的中心轴转动，由于回形套3被导管2两端虚插在一侧，故回形套3以及连棒5不会随着驱动壳6的转动而转动，在驱动板7绕着连棒5中心轴转动并在驱动壳6内滑动过程中，由于连棒5位于驱动壳6内的外壁螺纹与两个驱动板7连接的是相反的，故驱动壳6绕着连棒5转动过程中，会使得两个驱动板7在连棒5外壁螺旋传动下相互靠近运动，如此使得活动腔62内的空间变小，活动腔62内的气体受到两个驱动板7的挤压下沿着透气孔63排出，而在两个驱动板7相互靠近运动过程中，驱动腔61内的空间会变大形成负压，如此使得密封件4内的空腔41介质会沿着第一管64进入至驱动腔61内，如此使得密封件4处于干瘪状态，由于密封件4与导管2接触的一面镶嵌着第一磁铁42，故在密封件4干瘪后，第一磁铁42与第二磁铁32在磁力作用下相互靠近，如此使得干瘪的密封件4被夹紧在环形槽31内，随后将导管2的两端穿过回形套3内侧，由于密封件4被第一磁铁42与第二磁铁32夹紧在环形槽31内，故不会对导管2端部的插入造成阻碍，从而使得两个回形套3在驱动壳6的握持下能够在导管2外壁上自由滑动，在回形套3在导管2外壁上自由滑动过程中能够对一些变形的导管2进行形状上的纠正，最后将回形套3停留在导管2端部的位置，再手动转动驱动壳6，使得驱动壳6反向转动并克服第一扭簧66的扭力运动，驱动壳6转动过程中会带动卡齿65同步运动，使得卡齿65与L形块82一端产生相对运动，卡齿65会挤压L形块82一端的第一斜面83，从而使得L形块82受压克服拉簧84并远离驱动壳6运动，驱动壳6在转动过程中会带动驱动板7同步转动，如此使得两个驱动板7在驱动壳6的作用下相互远离运动，外界气体会沿着透气孔63进入活动腔62内实现气体补充，而驱动腔61内的介质在相对应的驱动板7挤压下会沿着第一管64进入至相对应的密封件4内侧空腔41，使得密封件4受压克服第一磁铁42与第二磁铁32的磁力而膨胀，由于第一磁铁42固连在密封件4与导管2接触的一面，故密封件4在膨胀后具有第一磁铁42的位置会远离导管2方向凹陷，如此使得密封件4在多个凹陷的情况下抵紧在导管2外壁上，第一磁铁42与第二磁铁32的磁力会使得密封件4即使在膨胀下也会形成内侧凹陷，增大了密封件4与导管2外壁之间的摩擦力，密封回形套3从导管2外壁上脱落，实现导管2加工后储存过程中长时间的固定，避免导管2在运输储存过程中变形，最后造成导管2端部无法插入集流腔体1一侧的插接口11的情况出现，而在驱动壳6在工作人员转动实现密封件4膨胀后，驱动壳6会停止转动，L形块82一端在拉簧84作用下会将卡齿65卡紧，实现对驱动壳6的锁定；
在需要将导管2端部插入集流腔体1的两个插接口11内过程中，工作人员会再次扣动L形块82并克服拉簧84拉力而远离驱动壳6，驱动壳6自由转动后会使得密封件4干瘪，接触回形套3与导管2的固定，随后工作人员推动驱动壳6带动两个回形套3从导管2的端部朝着中部移动，并再次反向转动驱动壳6，随着导管2端部与集流腔体1之间完成焊接后，将热管理结构投入使用，在导管2在使用过程中，回形套3在密封件4的作用下使得回形套3不会在导管2上产生自由运动，使得回形套3被固定在导管2上，并在两个回形套3配合连棒5的作用下，使得U形状的导管2强度进一步得到提升，避免形变造成导管2无法使用的情况出现，进而提高热管理结构使用的稳定性；
在导管2表面出现破损的情况下，工作人员会立即扣动L形块82并克服拉簧84拉力远离驱动壳6，L形块82一端在远离卡齿65后会使得驱动壳6解锁，驱动壳6会在第一扭簧66的扭力作用下转动，驱动壳6转动过程中会使得密封件4再次干瘪，随后工作人员移动驱动壳6带动两个回形套3在导管2表面上运动，使得导管2上的破损位置相对移动至回形套3内侧，由于密封件4被第一磁铁42与第二磁铁32的磁力作用下夹紧在环形槽31内侧，故干瘪下的密封件4与导管2外壁是具有一定的间隙的，故回形套3在沿着导管2外壁运动过程中，包括在越过导管2外壁破损的位置情况下，都不会造成密封件4被滑损的情况出现，保证密封件4的完整性，随着导管2外壁破损位置相对移动至回形套3内侧后，工作人员转动驱动壳6，驱动壳6转动后会使得密封件4膨胀，密封件4膨胀后会将导管2外壁抵紧，实现对导管2破损位置的密封；在流体例如防冻液沿着导管2破损位置进入至凹陷区43后，使得密封件4凹陷区43扩大，并使得密封件4凹陷区43受压，使得密封件4受压后会将力传递至非凹陷区43，而第一磁铁42都是远离回形套3的两侧设置的，故密封件4的凹陷区43受压后，密封件4的非凹陷区43会再次膨胀，使得密封件4靠近回形套3两侧的位置进一步膨胀密封，保证密封件4对破损的导管2外壁的密封效果；在将导管2截断后，工作人员能够将回形套3从导管2外壁上取下实现回收利用。
实施例3，本实施例相比较实施例2区别在于：
所述回形套3由回套33和端套34组成；所述端套34位于所述回套33靠近集流腔体1的一侧设置；所述回套33两侧贯穿设置有卡槽331；所述端套34与所述卡槽331对应位置通过第二扭簧341转动连接着卡条342；所述卡条342为J形；所述卡条342另一端穿过所述卡槽331并扣在所述卡槽331远离第二扭簧341的槽口处；
工作时，在导管2与集流腔体1的插接口11位置出现泄露的情况下，工作人员会扣动L形块82，使得驱动壳6解锁，驱动壳6在第一扭簧66作用下转动，从而使得密封件4干瘪，随后工作人员会通过驱动壳6带动两个回形套3在导管2外壁上移动，直至回形套3中的回套33与集流腔体1一侧接触后，扣动卡条342另一端并克服第二扭簧341运动，随后转动驱动壳6使得密封件4膨胀，扣动卡条342另一端会使得端套34与回套33解锁，如此使得端套34在密封件4的膨胀下抵在集流腔体1一侧上，并配合密封件4自身的膨胀作用下，使得导管2与集流腔体1插接口11连接的位置被临时密封，保证后续导管2的使用效果；而在对导管2远离集流腔体1的位置进行密封情况下，回套33在卡条342扣合在回套33的情况下，保持回套33与端套34的连接，为了进一步保证端套34与回套33连接效果，可以将卡条342与卡槽331设置成对称或多个；而对与导管2的中段区域，可以将回形套3与连棒5的连接采用可拆卸连接，第一管64为柔性，在连棒5与回形套3脱离后保证介质的传输。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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保护范围的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种应用于动力电池新型热管理结构，包括集流腔体(1)以及在所述集流腔体(1)一侧插接口(11)插接的导管(2)：所述集流腔体(1)另一侧连通设置有进液管(12)以及出液管(13)；所述集流腔体(1)的两端通过堵盖(14)密封；
其特征在于，所述导管(2)为通过挤压成型工艺挤出的多流道(21)的管道结构；所述导管(2)内的相邻流道(21)之间通过加强筋(22)隔开；所述集流腔体(1)一侧的插接口(11)为两个，且与形状为U形的导管(2)两端对应插接密封连接；防冻液循环沿着进液管(12)进入至集流腔体(1)，并沿着导管(2)内部流动，再沿着出液管(13)循环流出；
所述导管(2)外壁套设有两个回形套(3)；所述回形套(3)内壁设置有环形槽(31)；所述环形槽(31)内设置有密封件(4)；两个回形套(3)之间通过连棒(5)连接；
所述密封件(4)为环形且内部设置有空腔(41)；所述密封件(4)由弹性材料制成；所述连棒(5)外壁转动密封连接着驱动壳(6)；所述驱动壳(6)内滑动密封连接着驱动板(7)；所述连棒(5)位于所述驱动壳(6)内部的外壁对称设置有两个相反螺纹；所述连棒(5)与所述驱动板(7)螺纹传动密封连接；两个所述驱动板(7)将所述驱动壳(6)内部空间分隔成两个驱动腔(61)以及中间位置的活动腔(62)；所述驱动壳(6)外壁通过透气孔(63)与所述活动腔(62)连通；所述驱动腔(61)与相对应的所述空腔(41)之间通过第一管(64)连通；
所述连棒(5)外壁靠近所述驱动壳(6)端部的位置固连着锁定盘(8)；所述锁定盘(8)朝着所述驱动壳(6)的方向贯穿设置有矩形孔(81)；所述矩形孔(81)内滑动密封连接着L形块(82)；所述L形块(82)一端设置有第一斜面(83)；所述L形块(82)另一端与所述锁定盘(8)之间通过拉簧(84)连接；所述驱动壳(6)与所述矩形孔(81)对应的位置环向设置有卡齿(65)；所述卡齿(65)与所述L形块(82)一端单向卡合；
所述活动腔(62)内设有第一扭簧(66)；所述驱动壳(6)与所述连棒(5)之间通过第一扭簧(66)转动连接；所述驱动壳(6)在第一扭簧(66)的作用下带动驱动板(7)运动实现密封件(4)的干瘪；
所述密封件(4)与导管(2)接触的一面镶嵌着第一磁铁(42)；所述环形槽(31)槽壁与所述第一磁铁(42)对应的位置设置有第二磁铁(32)；所述第一磁铁(42)与所述第二磁铁(32)磁性相吸；干瘪后的密封件(4)在第一磁铁(42)与第二磁铁(32)的磁力作用下夹紧在环形槽(31)内；
所述第一磁铁(42)远离所述回形套(3)的两侧设置；所述第一磁铁(42)在与第二磁铁(32)磁力吸引下，使得膨胀后的密封件(4)与导管(2)外壁接触的位置形成多个凹陷区(43)；在流体进入凹陷区(43)后，会使得密封件(4)靠近回形套(3)的两侧位置进一步膨胀密封。
2.根据权利要求1所述的一种应用于动力电池新型热管理结构，其特征在于：所述回形套(3)由回套(33)和端套(34)组成；所述端套(34)位于所述回套(33)靠近集流腔体(1)的一侧设置；所述回套(33)两侧贯穿设置有卡槽(331)；所述端套(34)与所述卡槽(331)对应位置通过第二扭簧(341)转动连接着卡条(342)；所述卡条(342)为J形；所述卡条(342)另一端穿过所述卡槽(331)并扣在所述卡槽(331)远离第二扭簧(341)的槽口处。
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