CN218472114U - 一种组合电池支架及户外储能电源 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种组合电池支架及户外储能电源，涉及电池技术领域，可以解决组合电池支架通用性差、成本高、电池拼接组合方式单一的问题。该组合电池支架包括多个支架单元，且多个支架单元的结构一致，支架单元设有安装槽，用于限位安装单体电池；多个支架单元在沿第一方向上首尾相接，第一方向与安装槽延伸方向一致；在沿第一方向的径向上，相邻的两个支架单元之间设有拼接结构，用于将支架单元拼接成组合电池支架主体。本申请的组合电池支架用于户外储能电源中内置电池之间的拼接及支撑。

Description

一种组合电池支架及户外储能电源

技术领域

本申请实施例涉及电池技术领域，尤其涉及一种组合电池支架及户外储能电源。

背景技术

由于公共电网覆盖区域的有限性，户外储能电源在公共电网覆盖不到的区域起到了为用户终端进行供电的作用，可广泛应用于户外露营、地摊经济、突发停电等情境。

目前户外储能电源内置电池成组时，通常先按组合电池的容量再根据其组合电池的长宽高尺寸来设计合适的组合电池支架，又或将多个单体电池沿着单一方向依次排列进行拼接组合。

但上述方式存在以下不足，其一，会使得每做一款不同规格容量的组合电池都需要重新设计组合电池支架，进而使得产品开发成本上升，且不能通用于其它规格产品，造成组合电池支架通用性差，成本高；其二，由于单体电池之间拼接方式单一，不能沿多个方向随意搭配组合出符合要求的组合电池。

实用新型内容

鉴于此，本申请实施例提供一种组合电池支架及户外储能电源，可以实现组合电池支架通用性强、成本低、电池拼接方式灵活多样的优点。

第一方面，本申请实施例提供一种组合电池支架，包括多个支架单元，且多个支架单元的结构一致，支架单元设有安装槽，用于限位安装单体电池；多个支架单元在沿第一方向上首尾相接，第一方向与安装槽延伸方向一致；在沿第一方向的径向上，相邻的两个支架单元之间设有拼接结构，用于将支架单元拼接成组合电池支架主体。

具体地，多个支架单元的结构一致，即可实现支架单元的批量化生产，支架单元上设有与单体电池正、负极端外轮廓相适配的安装槽，单体电池的正、负极端可分别伸入两个支架单元的安装槽内，以用来限位固定单体电池，每个单体电池的两极端均安装有支架单元以形成一个个单体电池组件，便于后续对一个个单体电池组件进行组装。多个支架单元在沿第一方向上首尾相接，其中，第一方向与安装槽的延伸方向一致，此种情况下，可实现相邻的支架单元沿第一方向上进行固定；而进一步地，在沿第一方向的径向上，通过在相邻的两个支架单元之间设置拼接结构，可实现每相邻的两个支架单元沿第一方向的径向上拼接组合，诸如，支架单元沿第一方向径向上的截面形状为多边形结构，在多边形结构的支架单元上沿第一方向的径向设置拼接结构可实现至少一个与第一方向不同方向上的电池组合，由此，可将多个支架单元沿不同方向上的任意搭配组合，进而实现多个单体之间的灵活拼接。

以上如此设计，相比较于相关技术中先确定需要使用组合电池的容量再根据整个组合电池外轮廓来设计组合电池支架而言，本申请通过对多个结构一致支架单元形成的一个个单体电池组件在不同方向上进行任意搭配组合即可组合出符合容量需求的电池模组，一方面避免了每做一款不同组合电池容量规格的储能电源都需要重新设计组合电池支架，提升了组合电池支架的通用性，以及解决了生产不同规格电池支架带来的成本高的问题；另一方面，每相邻的支架单元可沿第一方向的径向上的进行拼接，使得多个支架单元拼接方式灵活多样。

在本申请的一种可能的实现方式中，拼接结构包括凸起和凹槽，相邻的两个支架单元中的一个支架单元上设置凸起，另一个支架单元上设置凹槽，凸起可插入凹槽中以将两个相邻的支架单元拼接。如此拼接方式，结构简单，生产成本低。

在本申请的一种可能的实现方式中，凸起为长条状结构，凹槽为滑槽，一个支架单元的凸起能够沿自身延伸方向可滑动地卡接于另一个支架单元的凹槽中。这里，凸起为长条状结构，相应地凹槽为滑槽的设计，可增大卡接时的接触面积，提高锁附能力。

在本申请的一种可能的实现方式中，凹槽的底面宽度大于凹槽的开口宽度，凸起的顶面宽度大于凸起的底面宽度，凸起的外壁与凹槽的内壁贴合，凸起在沿自身延伸方向上可滑动地与凹槽配合连接。如此，可防止相邻的两个支架单元在垂直于凹槽延伸方向的方向上脱开，以增加拼接后的稳固性。

在本申请的一种可能的实现方式中，支架单元为方形结构，支架单元中对应下表面四边的面为拼接面，拼接结构设置在拼接面上。这里，方形结构的支架单元相比较于三角形结构或其它多边形结构的支架单元，组合拼接更简单，易形成长方体结构的电池组合。

在本申请的一种可能的实现方式中，支架单元的四个拼接面中，相邻的两个拼接面上均设有凸起，另外相邻的两个拼接面上均设有凹槽。这里，当支架单元为长方形结构时，由于其相邻的两个拼接面大小不同，若在相邻的两个拼接面中一个拼接面上设置凸起，另一个拼接面上设置凹槽，不便于相邻的两个支架单元拼接成较规则的形状。而采用相邻的两个拼接面上均设有凸起，另外相邻的两个拼接面上均设有凹槽的设计，相邻的两个支架单元易于拼接成长方体结构的组合支架，以和户外储能电源的长方体外壳形状相匹配。

在本申请的一种可能的实现方式中，每个拼接面上的凸起和凹槽均为多个。如此，相比较于每个拼接面上凸起和凹槽均一个的设置，可增加相邻两个支架单元拼接后的稳定性，进而提升电池组合后的整体稳定性。

在本申请的一种可能的实现方式中，支架单元上有连接孔，且在沿第一方向上连接孔贯穿于支架单元，连接孔用于通过连接件将位于第一方向上的多个支架单元相连接。如此，可限位多个支架单元沿第一方向移动，以提升多个支架单元之间沿第一方向上的稳定性。

在本申请的一种可能的实现方式中，连接件为螺杆，螺杆的一端可依次穿过多个支架单元上的连接孔，螺杆的另一端通过与螺杆相适配的螺母将多个支架单元紧固连接。由此，可通过螺杆对多个支架单元在螺杆延伸方向上进行限位，且可使得多个支架单元在沿螺杆延伸方向上排列整齐，以方便将组合电池封装于户外储能电源的壳体内。另外，连接件采用螺杆与螺母的配合的连接方式使得连接形式简单可靠。

第二方面，本申请实施例提供一种户外储能电源，该户外储能电源包括外壳、多个单体电池、第一方面中任一项的组合电池支架、电路控制组件。其中，多个单体电池位于外壳内，组合电池支架置于外壳内，以用于对多个单体电池拼接成型并固定限位；电路控制组件安装在外壳内，用于户外储能电源的智能化管理。

本申请实施例提供的户外储能电源，由于具有第一方面中任一项的组合电池支架，因此具有相同的技术效果，即通过对多个结构一致的支架单元形成的一个个单体电池组件在不同方向上进行任意搭配组合可组合出符合容量需求的电池模组，提升了组合电池支架的通用性，以及解决了生产不同规格电池支架带来的成本高的问题；且每相邻的支架单元可沿第一方向的径向上的进行拼接，使得多个支架单元拼接方式灵活多样。另外，通过对成组后的组合电池搭配电路控制组件可实现对户外储能电源的智能化管理。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种单体电池与其两端支架单元形成的单体电池组件的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种支架单元的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种多个单体电池拼装完成后的组合电池结构示意图；

图4为本申请实施例提供的组合电池中的部分结构示意图；

图5为本申请实施例提供的组合电池的整体结构分解示意图。

附图标记：

1-支架单元；11-拼接结构；111-凸起；112-凹槽；12-安装槽；13-连接孔；2-单体电池；3-螺杆；4-螺母；5-镍片；6-绝缘片。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，在本申请实施例中，“上”、“下”、“左”以及“右”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

在本申请实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请实施例中，“示例性地”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性地”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性地”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

户外储能电源通常是由壳体、电池、电路板、电池支架等单元组成供电系统，包含直流和交流输出口，可以提供稳定直流输出和交流输出的便携式电源系统。因有着体积小、便携、大功率(诸如额定输出功率600W，峰值输出功率1200W等)、多插口、多功能等特征得到了广泛的应用。其中，户外储能电源的机身外壳通常采用高硬度且具有防火组燃特性的材质，外形大致呈长方体结构，其顶部设有方便提拿的提手部，机身两侧设有散热孔，并搭配多个智能风扇以加块散热。电池组作为户外储能电源的核心部件，通常在壳体内置高能量密度的锂电池组，并通过户外储能电源内置的逆变转换模块进行220V交流电输出，使户外储能电源成为自身可储备电能的便携式储能电源。户外储能电源自带USB接口、Type-C(全称USB Type-C,也称USB-C，即通用串行总线的硬件接口)等接口，可直接对笔记本电脑、数码相机、无人机、投影仪、手机等设备供电。如此，方便用户在自驾出游、户外作业、应急救援、户外直播等不同的场景下使用。

本申请中实施例提供了一种户外储能电源，可应用于户外露营、地摊经济、应急救援等情境。该户外储能电源包括外壳、多个单体电池、组合电池支架和电路控制组件。其中，多个单体电池位于外壳内，组合电池支架置于外壳内，以用于对多个单体电池拼接成型并固定限位；电路控制组件安装在外壳内，用于户外储能电源的智能化管理。

另外，组合电池作为户外储能电源的核心部件，是由多个单体电池串并联组合而成，单体电池的形状可以是圆柱形、方形等，相比较而言，由于圆柱形电池的制造标准和工艺较为统一，且多个圆柱形电池排列时，电池之间均有缝隙，这些缝隙对电池组均有散热作用，因此，优选地，组合电池采用多个圆柱形电池组合而成。本申请中若无其它说明，组合电池中的单体电池均采用圆柱形单体电池。诸如，可采用车规级磷酸铁锂电池，其相比较于普通锂离子电池而言，电池寿命与安全性更好。而在多个电池组合堆叠组合过程中，通常需要设计电池支架对成型后的组合电池进行固定，电池支架的存在，一方面可降低电池之间用镍带点焊成组合电池后，组合电池受外力震动时镍带被撕断的风险，另一方面还起到散热的作用。目前，户外储能电源所使用的圆柱形电池在形成电池组时，均是先按整体组合电池的容量来设计整体电池支架，导致面对不同组合电池容量时需要重新设计电池支架来适应不同的组合电池外形，使得电池支架通用性差，成本高，且多个电池之间组合拼接形式单一。

为解决上述问题，参照图1、图2和图3，本申请实施例提供了一种组合电池支架，包括多个支架单元1，且多个支架单元1的结构一致，支架单元1设有安装槽12，用于限位安装单体电池2；多个支架单元1在沿第一方向上首尾相接，第一方向与安装槽12延伸方向一致；在沿第一方向的径向上，相邻的两个支架单元1之间设有拼接结构11，用于将支架单元1拼接成组合电池支架主体。

具体地，多个支架单元1的结构一致，即便于实现支架单元1的批量化生产，进而可提高生产效率，降低生产成本。支架单元1上设有与单体电池2正、负极端外轮廓相适配的安装槽12，单体电池2的正、负极端可分别伸入两个支架单元1的安装槽12内，以用来限位固定单体电池2，每个单体电池2的两极端均安装有支架单元1以形成多个单体电池组件，便于后续对一个个单体电池组件进行组装。多个支架单元1在沿第一方向上首尾相接，其中，第一方向与安装槽12的延伸方向一致，诸如，沿第一方向上，相邻的两个单体电池组件中，其中一个单体电池组件的一个支架单元1与靠近它的另一个单体电池组件的一个支架单元1相接，如此，可实现多个单体电池2在第一方向上成列设置。而进一步地，在沿第一方向的径向上，通过在相邻的两个支架单元1之间设置拼接结构11，可实现相邻的两个支架单元1沿第一方向的径向上拼接组合，这里，第一方向是指单体电池2的长度方向，即单体电池2的延伸方向，第一方向的径向是指垂直于第一方向的方向。诸如，支架单元1的沿第一方向径向上的截面形状为多边形结构，在支架单元1沿第一方向的径向上设置多个拼接结构11可实现相邻单体电池2在与第一方向不同方向上的电池组合，由此，可将多个支架单元1沿不同方向上的任意搭配组合。

以上如此设计，相比较于相关技术中先确定需要使用组合电池的容量再根据整个组合电池外轮廓来设计组合电池支架而言，本申请通过对多个结构一致支架单元1形成的多个单体电池2组件在不同方向上进行任意搭配组合即可组合出符合容量需求的电池模组，一方面避免了每做一款不同组合电池容量规格的储能电源都需要重新设计组合电池支架的情况，从而提升了组合电池支架的通用性，以及解决了生产不同规格电池支架带来的成本高的问题；另一方面，每相邻的支架单元1可沿第一方向的径向上的进行拼接，使得多个支架单元1拼接方式灵活多样。

需要说明的是，支架单元1的材质不作限定，可以是合成树脂材质，阻燃聚碳酸酯等，其材质满足高阻燃及高强度即可，优选地，采用成本低的合成树脂材质。这其中，支架单元1可以采用一体成型设计，以便于批量化生产，降低生产成本。另外，支架单元1的安装槽12包括底面和竖立于底面上的圆弧形侧壁，用于与圆柱形电池的外侧壁适配，底面的中部设有开口，开口可以为方形、圆形等，开口的设置用于使单体电池2的正、负极端外露，以便于让相邻两个单体电池2的正极端和负极端与设于组合电池内的导电体相连接，进而实现组合电池的能量输出。这里，支架单元1安装槽12的深度不作限定，能满足单体电池2的限位固定即可。

另外，需要说明的是，拼接结构11的形式不作限定，诸如，拼接结构11可以是磁吸式、卡接、粘接等等。优选地，拼接结构11采用卡接的形式，其连接可靠安全，且拼接结构11便于与支架单元1一体成型设计。

参照图1和图3，在一些实施例中，拼接结构11包括凸起111和凹槽112，相邻的两个支架单元1中的一个支架单元1上设置凸起111，另一个支架单元1上设置凹槽112，凸起111可插入凹槽112中以将两个相邻的支架单元1拼接。如此拼接方式，结构简单，生产成本低。

需要说明的是，这里，凸起111和凹槽112的结构形式不作限定，诸如，凸起111可以是垂直于支架单元1拼接面且背离支架单元1向外延伸的柱状凸起、或锥状凸起等等，满足可拼接即可。凸起111和凹槽112和数量也不作限定，相邻的支架单元1上，凸起111和凹槽112数量一致，一一对应即可。

在一些实施例中，参照图1，凸起111为长条状结构，凹槽112为滑槽，一个支架单元1的凸起111能够沿自身延伸方向可滑动地卡接于另一个支架单元1的凹槽112中。这里，凸起111为长条状结构，相应地凹槽112为滑槽的设计，可增大凸起111和凹槽112配合卡接时的接触面积，提高相邻两支架单元1间的锁附能力。

在一些实施例中，参照图1和图2，凹槽112的底面宽度大于凹槽112的开口宽度，凸起111的顶面宽度大于凸起111的底面宽度，凸起111的外壁与凹槽112的内壁贴合，凸起111在沿自身延伸方向上可滑动地与凹槽112配合连接。如此，可防止相邻的两个支架单元1在垂直于凹槽112延伸方向的方向上脱开，以增加拼接后的稳固性。

需要说明的是，凹槽112的底面结构不作限定，例如，凹槽112的底面结构为平面结构，或者波浪形结构等，相应地，与凹槽112相匹配的凸起111，其顶面结构为平面结构，或者波浪形结构。

参照图1和图3，支架单元1为方形结构，支架单元1中对应下表面四边的面为拼接面，拼接结构11设置在拼接面上。这里，支架单元1不仅限于方形结构，也可以是三角形结构，六边形结构等其它多边形结构。相比较而言，方形结构的支架单元1组合拼接更简单，易形成长方体结构的电池组合，以用于和户外储能电源的长方形外壳形状相适配。

在一些实施例中，参照图1和图2，支架单元1的四个拼接面中，相邻的两个拼接面上均设有凸起111，另外相邻的两个拼接面上均设有凹槽112。这里，当支架单元1为长方形结构时，由于其相邻的两个拼接面大小不同，若在相邻的两个拼接面中一个拼接面上设置凸起111，另一个拼接面上设置凹槽112，不便于相邻的两个支架单元1拼接成较规则的形状。而采用相邻的两个拼接面上均设有凸起111，另外相邻的两个拼接面上均设有凹槽112的设计，相邻的两个支架单元1易于拼接成长方体结构的组合支架，以和户外储能电源的长方体外壳形状相匹配。

进一步地，参照图1和图2，每个拼接面上的凸起111和凹槽112均为多个。优选地，诸如，支架单元1的四个拼接面中，相邻的两个拼接面上均设置两个凸起111，另外相邻的两个拼接面上均设置两个凹槽112。如此，相比较于每个拼接面上凸起111和凹槽112均一个的设置，可增加相邻两个支架单元1拼接后的稳定性，进而提升电池组合后的整体稳定性。

在一些实施例中，参照图1、图2和图4，支架单元1上有连接孔13，且在沿第一方向上连接孔13贯穿于支架单元1，连接孔13用于通过连接件将位于第一方向上的多个支架单元1相连接，具体地，连接件依次穿过沿第一方向排列的多个支架单元1的连接孔13后通过紧固件将多个支架单元1紧固。由于，相邻的两个支架单元1通过拼接结构11拼接时，凸起111和凹槽112的延伸方向均沿第一方向，即相邻的两个支架单元1拼接后沿第一方向的径向上不能相对脱出，但在沿第一方向上，凸起111和凹槽112之间是可以相对滑动的，如此，第一方向上连接孔13和连接件的设置，可限位多个支架单元1沿第一方向滑动，以提升多个支架单元1之间沿第一方向上的稳定性。

需要说明的是，连接孔13的数量及开设位置这里不作限定，优选地，支架单元1在沿第一方向上的端面上，环向等间距设置四个连接孔13，例如，均设置在支架单元1的四个角部。

进一步地，在一些实施例中，参照图1、图3和图5，连接件为螺杆3，螺杆3的一端可依次穿过多个支架单元1上的连接孔13，螺杆3的另一端通过与螺杆3相适配的螺母4将多个支架单元1紧固连接。由此，可通过螺杆3对多个支架单元1在螺杆3延伸方向上进行限位，且可使得多个支架单元1在沿螺杆3延伸方向上排列整齐，以方便将组合电池封装于户外储能电源的壳体内。另外，连接件采用螺杆3与螺母4的配合的连接方式使得连接形式简单可靠。

这其中，螺杆3的长度不作限定，可根据组合电池的容量设计沿第一方向上单体电池2的数量，进而确定螺杆3的长度，以保证螺杆3的长度能穿过沿第一方向上的设置的多个支架单元1。又或者第一方向上单体电池2数量较多，为避免螺杆3长度过长降低组合电池整体稳定性，可在第一方向上依次设置多个螺杆3。

另外，多个单体电池2通过支架单元1在成组时，可先在单体电池2的正极端和负极端均安装上支架单元1，形成一个个小的单体电池2组件，然后根据电池容量设计出所需单体电池2的串联数和并联数，把所有的单体电池组件一一对应好进行拼装，再将同串同并的单体电池使用镍片5焊接好，并在上面贴上绝缘片6进行绝缘，以组合成需要使用的组合电池，再通过多根螺杆3贯穿多个单体电池组件的连接孔13，另一端采用带胶的防松紧固螺母4来锁紧，用来提高多个单体电池2成组后的紧固性，由此，完成了多个单体电池2的组合与紧固。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种组合电池支架，其特征在于，包括多个支架单元，且多个所述支架单元的结构一致，所述支架单元设有安装槽，用于限位安装单体电池；

多个所述支架单元在沿第一方向上首尾相接，所述第一方向与所述安装槽延伸方向一致；

在沿所述第一方向的径向上，相邻的两个所述支架单元之间设有拼接结构，用于将所述支架单元拼接成组合电池支架主体。

2.根据权利要求1所述的组合电池支架，其特征在于，所述拼接结构包括凸起和凹槽，相邻的两个所述支架单元中的一个所述支架单元上设置所述凸起，另一个所述支架单元上设置所述凹槽，所述凸起可插入所述凹槽中以将两个相邻的所述支架单元拼接。

3.根据权利要求2所述的组合电池支架，其特征在于，所述凸起为长条状结构，所述凹槽为滑槽，一个所述支架单元的所述凸起能够沿自身延伸方向可滑动地卡接于另一个所述支架单元的所述凹槽中。

4.根据权利要求3所述的组合电池支架，其特征在于，所述凹槽的底面宽度大于所述凹槽的开口宽度，所述凸起的顶面宽度大于所述凸起的底面宽度，所述凸起的外壁与所述凹槽的内壁贴合，所述凸起在沿自身延伸方向上可滑动地与所述凹槽配合连接。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的组合电池支架，其特征在于，所述支架单元为方形结构，所述支架单元中对应下表面四边的面为拼接面，所述拼接结构设置在所述拼接面上。

6.根据权利要求5所述的组合电池支架，其特征在于，所述支架单元的四个所述拼接面中，相邻的两个所述拼接面上均设有凸起，另外相邻的两个所述拼接面上均设有凹槽。

7.根据权利要求6所述的组合电池支架，其特征在于，每个所述拼接面上的所述凸起和所述凹槽均为多个。

8.根据权利要求5所述的组合电池支架，其特征在于，所述支架单元上有连接孔，且在沿第一方向上所述连接孔贯穿于所述支架单元，所述连接孔用于通过连接件将位于所述第一方向上的多个所述支架单元相连接。

9.根据权利要求8所述的组合电池支架，其特征在于，所述连接件为螺杆，所述螺杆的一端可依次穿过多个所述支架单元上的所述连接孔，所述螺杆的另一端通过与所述螺杆相适配的螺母将多个所述支架单元紧固连接。

10.一种户外储能电源，其特征在于，包括：

外壳；

多个单体电池，位于所述外壳内；

权利要求1～9中任一项所述的组合电池支架，设于所述外壳内，用于对多个所述单体电池拼接成型并固定限位；

电路控制组件，安装在所述外壳内，用于户外储能电源的智能化管理。

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