JP7386986B2 - 接続ユニット、電池モジュール、電池パック及び装置 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１９年１０月２１日に提出された、名称が「接続ユニット、電池モジュール、電池パック及び装置」の中国特許出願２０１９１１００２５０８．４、及び２０１９年１０月２１日に提出された、名称が「接続ユニット、電池モジュール、電池パック及び装置」の中国特許出願２０１９１１００１７２７．０の優先権を主張し、上記出願の全内容は引用により本明細書に組み込まれている。

技術分野
本願はエネルギー貯蔵デバイスの技術分野に関し、接続ユニット、電池モジュール、電池パック及び装置に関する。

電池モジュールは電池セル及び接続ユニットを備え、該接続ユニットは回路基板及び接続板を備え、接続板は電池セルの電極リード線に接続され、回路基板は接続板に接続され、電池セルの温度及び電圧信号を収集することに用いられ、また、該接続板が絶縁膜を介して接着されることで、複数の接続板が一体構造となり、組み立てが容易である。

しかしながら、電池モジュールの動作過程では、電池セルに膨張力があり、電池セルの膨張力の作用下で、該絶縁膜が破裂するリスクがあり、接続板の露出を引き起こし、短絡のリスクがある。

本願は接続ユニット、電池モジュール、電池パック及び装置を提供し、該接続ユニットにおける接続板が露出しにくく、それにより接続ユニットと電池モジュールとの短絡のリスクを低減させる。

本願の第１態様は、接続板と、複数の接続板に接続され、複数の接続板を一体構造にする絶縁膜と、を備え、絶縁膜に脆弱部が設けられ、絶縁膜は力を受けると、脆弱部の位置で変形及び／又は損傷する接続ユニットを提供する。

可能な設計では、接続ユニットは、接続板及び絶縁膜に接続される回路基板をさらに備える。

可能な設計では、脆弱部は隣接する接続板の間に位置し、及び／又は、脆弱部は接続板と回路基板との間に位置する。

可能な設計では、脆弱部は第１本体部及び第１弧状部を備え、第１本体部の延伸方向に沿って、第１本体部の端部に第１弧状部が接続される。

可能な設計では、第１本体部の断面は矩形であり、第１弧状部は円弧構造であり、第１本体部の両側壁に接し、第１弧状部の直径Ｄは第１本体部の幅寸法ａに等しい。

可能な設計では、第１弧状部は開口を有する円形構造であり、開口を介して第１本体部に連通し、第１弧状部の直径Ｄは第１本体部の幅寸法ａよりも大きい。

可能な設計では、絶縁膜は第１絶縁膜及び第２絶縁膜を備え、接続ユニットの高さ方向に沿って、接続板の少なくとも一部は第１絶縁膜と第２絶縁膜との間に位置し、第１絶縁膜及び第２絶縁膜の両方に脆弱部が設けられ、接続ユニットの高さ方向に沿って、第１絶縁膜に位置する前記脆弱部と第２絶縁膜に位置する脆弱部とは対応して設けられる。

可能な設計では、接続ユニットの高さ方向に沿って、第１絶縁膜の脆弱部の投影と第２絶縁膜の脆弱部の投影とは少なくとも部分的に重なる。

可能な設計では、第１絶縁膜の脆弱部の中心線と第２絶縁膜の脆弱部の中心線とは重なる。

可能な設計では、接続ユニットの高さ方向に沿って、第１絶縁膜の脆弱部と第２絶縁膜の脆弱部はずれて設けられる。

可能な設計では、第１絶縁膜の脆弱部と第２絶縁膜の脆弱部との最小間隔はｔであり、且つ０＜ｔ≦０．５ミリメートル（ｍｍ）である。

可能な設計では、高さ方向に沿って、第１絶縁膜と第２絶縁膜は重ね合わせ接続され、それらの重ね合わせ接続部分は第１絶縁膜の脆弱部と第２絶縁膜の脆弱部との間に位置する。

可能な設計では、第１絶縁膜の脆弱部は第１貫通孔として設けられ、第２絶縁膜の脆弱部は第２貫通孔として設けられる。

可能な設計では、第１貫通孔の幅寸法ａは第２貫通孔の幅寸法ｂ未満である。

可能な設計では、第１貫通孔の長さ寸法Ｌ１は第２貫通孔の長さ寸法Ｌ２よりも大きい。

可能な設計では、第２貫通孔の長さ寸法Ｌ２と第１貫通孔の長さ寸法Ｌ１とはＬ２≦Ｌ１－２＊Ｄ（Ｄは第１弧状部の直径である）を満たす。

可能な設計では、第１絶縁膜に第１ビアが開口され、第２絶縁膜に第２ビアが開口され、接続ユニットの高さ方向に沿って、接続板の接続部は第１ビアと第２ビアとの間に位置する。

本願の第２態様は、電極リード線を備える電池セルと、上記接続ユニットである接続ユニットと、を備え、接続板の接続部は電池セルの電極リード線を接続することに用いられる電池モジュールを提供する。

本願の第３態様は、筐体と、上記電池モジュールとを備え、電池モジュールは前記筐体内に固定される電池パックを提供する。

本願の第４態様は、電池セルを電源として使用する装置を提供し、装置に駆動力を供給するための動力源と、動力源に電気エネルギーを供給するように構成される上記電池モジュールと、を備える。

本願では、絶縁膜に脆弱部が設けられ、脆弱部が設けられていない位置に比べて、該脆弱部の強度が低く、力を受けると、該脆弱部の位置で変形及び／又は損傷し、それにより絶縁膜の他の位置で破裂するリスクを低減させ、接続ユニットの柔軟性を向上させるとともに、絶縁膜の破裂による接続板の露出のリスクを低減させ、それにより接続板と他の導電部材との短絡のリスクを低減させ、電池モジュールの絶縁性を向上させる。

理解すべきであるように、以上の一般的な説明及び後述する詳細な説明は単なる例示的なものであり、本願を限定するものではない。

本願の実施例の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、本願の実施例に使用される必要がある図面を簡単に説明し、明らかなように、以下に説明される図面は本願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な労働をせずに、さらに図面に基づき他の図面を得ることができる。

特定の実施例における本願に係る電池モジュールの分解図である。 特定の実施例における図１の接続ユニットの構造模式図である。 図２の分解図である。 図３の第１絶縁膜の構造模式図である。 図４のI部分の部分拡大図であり、脆弱部は第１実施例である。 図４のI部分の部分拡大図であり、脆弱部は第２実施例である。 図４のII部分の部分拡大図であり、脆弱部は第３実施例である。 図３の第２絶縁膜の構造模式図である。 図８のIII部分の部分拡大図であり、脆弱部は第４実施例である。 図８のIII部分の部分拡大図であり、脆弱部は第５実施例である。 第６実施例における脆弱部の構造模式図である。 第７実施例における脆弱部の構造模式図である。 図２の平面図である。 図１３のＡ－Ａ断面図である。 図１３のIV部分の部分拡大図である。 図１５のＢ－Ｂ断面図である。 図２の下面図である。 図１７のV部分の部分拡大図である。 図２の別の実施例における平面図である。 図１９のＣ－Ｃ断面図である。 特定の実施例における本願に係る電池パックの構造模式図である。

ここでの図面は明細書の一部として本明細書に組み込まれており、本願を満たす実施例を示し、明細書とともに本願の原理を解釈することに用いられる。

本願の技術的解決手段をより良好に理解するために、以下、図面を参照しながら本願の実施例を詳細に説明する。

明確にすべきであるように、説明される実施例は本願の一部の実施例に過ぎず、全部の実施例ではない。本願の実施例に基づいて、当業者が創造的な労働をせずに得た他の実施例はすべて本願の保護範囲に属する。

本願の実施例に使用される用語は特定の実施例を説明するためのものに過ぎず、本願を限定するものではない。文脈から明らかに他の意味を示さない限り、本願の実施例及び添付の特許請求の範囲に使用される単数形の「一種」、「前記」及び「該」は複数形も含むことを意図する。

理解すべきであるように、本明細書に使用される用語「及び／又は」は関連対象の関連関係を説明するためのものに過ぎず、３種の関係があることを示し、たとえば、Ａ及び／又はＢの場合、Ａのみがあること、Ａ及びＢの両方があること、及びＢのみがあることの３種の関係を示すことができる。また、本明細書における文字「／」は、一般的にその前後の関連対象が「又は」の関係であることを示す。

本願の説明では、特に明確な規定や限定が別途ない限り、用語「第１」、「第２」は、説明するためのものに過ぎず、相対的な重要性を指示又は暗示するものとして理解できず、特に規定や説明が別途ない限り、用語「複数」とは、２つを含める２つ以上であり、用語「接続」、「固定」等はいずれも広義に理解されるべきであり、たとえば、「接続」は、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続、又は一体的接続であってもよく、又は電気的接続であってもよく、直接接続であってもよく、中間媒体を介した間接的接続であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本願における具体的な意味を理解することができる。

ただし、本願の実施例で説明される「上」、「下」、「左」、「右」等の方位詞は図示される角度から説明されるものであり、本願の実施例を限定するものとして理解されるべきではない。また、文脈からさらに理解する必要があるように、１つの素子が別の素子の「上」又は「下」に接続されると記載される場合、別の素子の「上」又は「下」に直接接続されてもよく、中間素子を介して別の素子の「上」又は「下」に間接的に接続されてもよい。

本願の実施例は、電池セル２を電源として使用する装置、電池パック、電池モジュールＡ及び接続ユニット１を提供し、電池セル２を電源として使用する装置は車両、船舶、小型飛行機等の移動機器を含み、該装置は動力源を備え、該動力源は装置に駆動力を供給することに用いられ、動力源に電気エネルギーを供給する電池モジュールＡとして構成されてもよい。該装置の駆動力はすべて電気エネルギーであってもよく、電気エネルギー及び他のエネルギー（たとえば、機械的エネルギー）を含んでもよく、該動力源は電池モジュールＡ（又は電池パック）であってもよく、該動力源は電池モジュールＡ（又は電池パック）及びエンジン等であってもよい。従って、電池セル２を電源として使用できる装置はいずれも本願の保護範囲に属する。

車両を例として、本願の実施例における車両は新エネルギー自動車であってもよく、該新エネルギー自動車は純電気自動車であってもよく、ハイブリッド自動車又はエクステンデッド・レンジ電気自動車等であってもよい。該車両は、電池パック及び車両本体を備えてもよく、該電池パックは車両本体に設けられ、該車両本体に駆動モーターがさらに設けられ、駆動モーターが電池パックに電気的に接続され、電池パックで電気エネルギーを供給し、駆動モーターが伝動機構を介して車両本体の車輪に接続され、それにより車両の走行を駆動する。具体的には、該電池パックは車両本体の底部に水平に設けられてもよい。

図２１に示すように、電池パックＰは筐体Ｂと、本願に係る電池モジュールＡとを備え、筐体Ｂは収容室Ｂ３を有し、電池モジュールＡは該収容室Ｂ３内に収容され、電池モジュールＡの数量は１つ又は複数であってもよく、複数の電池モジュールＡは収容室Ｂ３内に並んで配置される。筐体Ｂのタイプについて、特に制限がなく、枠状筐体、円盤状筐体又は箱型状筐体等であってもよい。具体的には、図２１に示すように、該筐体Ｂは、電池モジュールＡを収容する下筐体Ｂ２と、下筐体Ｂ２と蓋合する上筐体Ｂ１とを備えてもよい。

より具体的には、図１に示すように、該電池モジュールＡは、複数の電池セル２と、電池セル２を固定するためのフレーム構造とを備え、複数の電池セル２は長さ方向Ｘに沿って互いに積層されている。該フレーム構造は端板３を備え、端板３は電池セル２の長さ方向Ｘに沿った両端部に位置し、電池セル２の長さ方向Ｘに沿った移動を制限することに用いられ、また、特定の実施例では、該フレーム構造は側板（図示せず）をさらに備えてもよく、２つの側板は電池セル２の幅方向Ｙに沿った両側に位置し、端板３に接続され、それによりフレーム構造が形成され、別の好適な実施例では、該フレーム構造は側板を設けなくてもよく、電池セル２を積層した後、第１結束バンド５を介して接続するか、又は第１結束バンド５及び第２結束バンド６を介して接続し、該端板３及び結束バンドにより上記フレーム構造が形成される。

具体的には、電池セル２は電極リード線２１を備え、各電池セル２は正極電極リード線及び負極電極リード線を備え、電池モジュールＡにおいて、複数の電池セル２の間は電気的に接続され、具体的には直列接続及び／又は並列接続等の接続方式を使用でき、且つ電池セル２の間は接続板１３（図３参照）を介して接続され、たとえば、電池セル２が直列接続される場合、１つの電池セル２の正極電極リード線と別の電池セル２の負極電極リード線が接続板１３を介して接続される。

図１に示すように、該電池モジュールＡは接続ユニット１をさらに備え、該接続ユニット１は電池セル２の電極リード線２１に近い端に配置され、図１に示す実施例では、接続ユニット１は電池セル２の上方に位置する。

特定の実施例では、図２及び図３に示すように、該接続ユニット１は回路基板１４と接続板１３とを備え、接続板１３は電池セル２の電極リード線２１を接続することに用いられ、図３に示すように、該接続ユニット１は複数の接続板１３を備え、各接続板１３の設置位置は電池セル２の位置及び接続方式に応じて変更される。該回路基板１４が接続板１３に電気的に接続され、それにより接続板１３を介して電池セル２の情報の収集を実現でき、且つ収集した信号をコネクタ１４１を介して出力する。回路基板１４は、具体的には、ＦＰＣ又はＰＣＢ等であってもよく、特に制限せず、電池セル２の情報の収集を実現できればよい。

また、本実施例では、図３に示すように、該接続ユニット１は絶縁膜１１をさらに備え、該絶縁膜１１が回路基板１４及び接続板１３の両方に接続され、それにより絶縁膜１１を介して回路基板１４と各接続板１３とを一体に接続するとともに、該絶縁膜１１はさらに絶縁の作用を発揮し、それにより各電気素子の短絡を防止する。

別の特定の実施例では、該接続ユニット１は複数の接続板１３を備え、該接続板１３は電池セル２の電極リード線２１を接続することに用いられ、それにより各電池セル２の電気的接続を実現し、該接続ユニット１は絶縁膜１１をさらに備え、該絶縁膜１１は各接続板１３に接続され、該絶縁膜１１はさらに絶縁の作用を発揮し、それにより接続板１３間の短絡を防止する。具体的には、以上のように、該接続ユニット１では、各接続板１３が対応する各電池セル２に接続され、電池セル２が動作過程で膨張し、膨張力の作用下で電池セル２が変位し、それに接続される接続板１３を変位させ、膨張力が所定値よりも大きいと、接続ユニット１の絶縁膜１１を引っ張り、その結果、絶縁膜１１が破裂するリスクがある。

該技術的問題を解決するために、本願では、絶縁膜１１に脆弱部１２が設けられ、脆弱部１２が設けられていない位置に比べて、該脆弱部１２の強度が低く、力を受けると、該脆弱部１２の位置で変形及び／又は損傷し、それにより絶縁膜１１の他の位置で破裂するリスクを低減させ、接続ユニット１の柔軟性を向上させるとともに、絶縁膜１１の破裂による接続板１３の露出のリスクを低減させ、それにより接続板１３と他の導電部材との短絡のリスクを低減させ、接続ユニット１及び電池モジュールＡの安全性を向上させる。

また、該接続ユニット１が回路基板１４及び複数の接続板１３を備える場合、該脆弱部１２は隣接する接続板１３の間に位置し、及び／又は、該脆弱部１２は接続板１３と回路基板１４との間に位置し、それにより該脆弱部１２が膨張力の作用下で破裂する場合、その破裂部位は隣接する接続板１３の間に位置し、及び／又は、破裂部位は接続板１３と回路基板１４との間に位置し、接続板１３及び／又は回路基板１４の露出のリスクが低く、それにより接続ユニット１と電池モジュールＡの絶縁性をさらに向上させる。

該接続ユニット１が複数の接続板１３を備える場合、該脆弱部１２は隣接する接続板１３の間に位置し、それにより該脆弱部１２が膨張力の作用下で破裂する場合、その破裂部位は隣接する接続板１３の間に位置し、接続板１３の露出のリスクが低く、それにより接続ユニット１と電池モジュールＡの絶縁性をさらに向上させる。

具体的には、図４及び図５に示すように、該脆弱部１２の接続ユニット１の長さ方向Ｘにおける寸法はその幅方向Ｙにおける寸法未満であり、電池セル２の膨張力が長さ方向Ｘ（電池セル２の積層方向）に沿うため、該脆弱部１２が膨張力を受けると、長さ方向Ｘに変形しやすく、脆弱部１２が設けられていない絶縁膜１１の強度をさらに向上させる。

可能な設計では、図３に示すように、該絶縁膜１１に貫通孔１２１及び／又は凹溝１２２が設けられ、該貫通孔１２１及び／又は凹溝１２２は上記脆弱部１２である。

本実施例では、該貫通孔１２１は構成が簡単である利点を有するだけでなく、厚さの小さい絶縁膜１１に貫通孔１２１を設ける場合、加工の困難度が低く、該凹溝１２２は底壁を有し、凹溝１２２の底壁の厚さが小さく、該厚さの小さい位置で変形及び／又は損傷しやすく、すなわち、該絶縁膜１１は凹溝１２２を設けたとしても全体であり、接続ユニット１の絶縁性をさらに向上させることができる。

図３に示す実施例では、該絶縁膜１１は第１絶縁膜１１１及び第２絶縁膜１１２を備え、該第１絶縁膜１１１及び第２絶縁膜１１２は電池モジュールＡの高さ方向Ｚに沿って配置され、一体に接続され、具体的には、熱圧着により２つの絶縁膜が接続される。また、上記回路基板１４及び複数の接続板１３の少なくとも一部は第１絶縁膜１１１と第２絶縁膜１１２との間に位置し、２つの絶縁膜が接続された後、各接続板１３と回路基板１４とが接続されて１つのモジュールを形成し、２つの絶縁膜はさらに回路基板１４と電池セル２との絶縁を実現でき、従って、該接続ユニット１は絶縁の作用を発揮できるだけでなく、電池セル２を接続する作用、及び電池セル２の動作過程における情報を収集する作用を発揮することができる。

別の実施例では、該接続ユニット１において、複数の接続板１３の少なくとも一部は第１絶縁膜１１１と第２絶縁膜１１２との間に位置し、２つの絶縁膜が接続板１３に接続された後、複数の接続板１３が接続されて１つのモジュールを形成し、２つの絶縁膜はさらに接続板１３間の絶縁を実現できる。具体的には、該第１絶縁膜１１１及び第２絶縁膜１１２のうち、少なくとも一方に上記脆弱部１２が設けられ、従って、膨張力の作用下で、該第１絶縁膜１１１はその脆弱部１２で変形及び／又は破裂することができ、それにより第１絶縁膜１１１の柔軟性を向上させ、膨張力の作用下で、該第２絶縁膜１１２はその脆弱部１２で変形及び／又は破裂することができ、それにより第２絶縁膜１１２の柔軟性を向上させる。

可能な設計では、図４に示すように、第１絶縁膜１１１の脆弱部１２は第１貫通孔１２１Ａ又は第１凹溝１２２Ａとして設けられ、又は、図８に示すように、第２絶縁膜１１２の脆弱部１２は第２貫通孔１２１Ｂ又は第２凹溝１２２Ｂとして設けられる。図５に示すように、該第１貫通孔１２１Ａ（又は第２貫通孔１２１Ｂ）は第１本体部１２１ａ及び第１弧状部１２１ｂを備え、該第１本体部１２１ａの延伸方向に沿って、該第１本体部１２１ａの端部にいずれも第１弧状部１２１ｂが接続され、図６に示すように、第１凹溝１２２Ａ（又は第２凹溝１２２Ｂ）は第２本体部１２２ａ及び第２弧状部１２２ｂを備え、該第２本体部１２２ｂの延伸方向に沿って、該第２本体部１２２ａの端部にいずれも第２弧状部１２２ｂが接続される。

なお、第１貫通孔１２１Ａ（又は第２貫通孔１２１Ｂ）を例として、第１本体部１２１ａの延伸方向とは、該第１本体部１２１ａにおいて、寸法が最も大きい一端が位置する方向であり、且つ該第１本体部１２１ａは必ずしも１つの方向に沿って延伸するのではなく、すなわち、該第１本体部１２１ａは図５、図６、図９及び図１０に示すように１つの方向に沿って延伸する構造であってもよく（たとえば、第１本体部１２１ａは接続ユニット１の幅方向Ｙに沿って延伸する）、図７、図１１及び図１２に示すように複数の方向に沿って延伸する構造であってもよく、すなわち、該第１本体部１２１ａは湾曲構造である（たとえば、該第１本体部１２１ａの一部は接続ユニット１の長さ方向Ｘに沿って延伸し、残りの部分は接続ユニット１の幅方向Ｙに沿って延伸する）。従って、第１本体部１２１ａの構造にかかわらず、その２つの末端に第１弧状部１２１ｂが設けられる。

本実施例では、接続ユニット１が膨張力を受けると、絶縁膜はその脆弱部１２の位置で変形及び／又は破裂し、該第１弧状部１２１ｂの弧状側壁は該脆弱部１２の応力集中を低減させ、膨張力の作用下で２つの絶縁膜が破裂し続けるリスクを低減させることができ、それにより絶縁膜の強度を向上させる。

可能な設計では、該第１弧状部１２１ｂの円弧長さは第１本体部１２１ａの端部の幅寸法よりも大きく、該第１本体部１２１ａの端部は該第１本体部１２１ａの第１弧状部１２１ｂに接続される部分であり、すなわち、該第１弧状部１２１ｂの円弧長さはそれに接続される第１本体部１２１ａの端部の幅寸法よりも大きい。

たとえば、該第１本体部１２１ａの端部の幅寸法ａ＜０．３ｍｍであり、該幅の第１本体部１２１ａにより、スラグが該脆弱部１２から電池モジュールＡに落下するリスクを低減させることもできる。好適には、第１本体部１２１ａの端部の幅寸法ａ≦０．２ｍｍであり、さらに好適には、第１本体部１２１ａの端部の幅寸法ａ≦０．１ｍｍである。該第１本体部１２１ａの延伸方向に沿った両端はいずれも第１弧状壁１２１ｃを有し、該第１弧状壁１２１ｃは上記第１弧状部１２１ｂである。

第１本体部１２１ａの各位置の幅が同じである（たとえば、第１本体部１２１ａの断面が矩形である）場合、該第１弧状部１２１ｂの円弧長さは第１本体部１２１ａの幅寸法ａよりも大きい。

具体的には、図５及び図７に示す実施例では、第１絶縁膜１１１の脆弱部１２は第１貫通孔１２１Ａとして設けられ、該第１貫通孔１２１Ａは第１本体部１２１ａ及び第１弧状部１２１ｂを備え、該第１弧状部１２１ｂは開口１２１ｇを有する円形構造であり、該開口１２１ｇを介して第１本体部１２１ａに連通し、それらは上記第１貫通孔１２１Ａを形成する。該第１本体部１２１ａは１つの方向に沿って延伸する構造であってもよく、複数の方向に沿って延伸する構造（湾曲構造）であってもよく、該第１弧状部１２１ｂの直径Ｄは第１本体部１２１ａの幅寸法ａよりも大きい。円弧状の第１弧状部１２１ｂの直径Ｄが第１本体部１２１ａの幅よりも大きい場合、脆弱部１２の該第１弧状部１２１ｂでの応力集中をさらに減少させることができる。

より具体的には、該第１本体部１２１ａの断面は矩形であり、該第１本体部１２１ａの幅寸法ａ＜０．３ｍｍ、第１弧状部１２１ｂの直径Ｄ＜０．５ｍｍである。本実施例では、該第１本体部１２１ａの幅は小さく、第１弧状部１２１ｂの直径は第１本体部１２１ａの幅よりもわずかに大きく、脆弱部１２が貫通孔又は凹溝である場合、スラグが第１本体部１２１ａから電池モジュールＡの内部に落下するリスクを低減させることができる。本実施例では、該円弧構造の第１弧状部１２１ｂは、成形が容易である利点を有するとともに、その各位置で受けた力が均一であり、応力集中のリスクをさらに低減させることができる。また、該直径の大きい第１弧状部１２１ｂは力を受けて破裂するリスクをさらに低減させることができる。勿論、該第１弧状部１２１ｂは図５－７に示す円形構造であってもよいが、必ずしも円形構造ではなく、弧状構造であればよい。

別の可能な設計では、図９及び図１１に示すように、第２絶縁膜１１２の脆弱部１２は第２貫通孔１２１Ｂとして設けられ、該第２貫通孔１２１Ｂは第１本体部１２１ａ及び第１弧状部１２１ｂを備え、該脆弱部１２は長尺状孔であってもよく、具体的には、該第１本体部１２１ａの断面は矩形であり、該第１弧状部１２１ｂは円弧構造であり、該第１弧状部１２１ｂは第１本体部１２１ａの両側壁に接し、このとき、該第１弧状部１２１ｂの直径Ｄは第１本体部１２１ａの幅寸法ａに等しい。本実施例では、該脆弱部１２が長尺状孔である場合、構成が簡単で、成形が容易である利点を有するとともに、該第１弧状部１２１ｂの直径Ｄが小さいことで、スラグが該第１弧状部１２１ｂを通過して接続ユニット１に落下するリスクを低減させることができる。

該第１本体部１２１ａは、図９に示すように１つの方向に沿って延伸する構造であってもよく、図１１に示すように複数の方向に沿って延伸する構造（湾曲構造）であってもよく、第１本体部１２１ａがどのように延伸するかにかかわらず、その端部に上記第１弧状部１２１ｂが設けられる。

さらに別の可能な設計では、図１２に示すように、該第１本体部１２１ａの断面は矩形であり、該第１本体部１２１ａは１つの方向に沿って延伸する構造であってもよく、複数の方向に沿って延伸する構造（湾曲構造）であってもよい。該第１弧状部１２１ｂは第１セグメント１２１ｈ、第２セグメント１２１ｋ及び第３セグメント１２１ｍを備え、第３セグメント１２１ｍは第１セグメント１２１ｈと第２セグメント１２１ｋとの間に位置し、第１セグメント１２１ｈ、第３セグメント１２１ｍ及び第２セグメント１２１ｋの間は滑らかに遷移し、第１セグメント１２１ｈ及び第２セグメント１２１ｋはいずれも円弧状構造であり、それぞれ第１本体部１２１ａの両側壁に接し、第３セグメント１２１ｍは曲線型構造であるか、又は、第３セグメント１２１ｍは弧状構造と直線型構造との組み合わせである。

本実施例では、該第１弧状部１２１ｂは１つ又は複数の第３セグメント１２１ｍを備えてもよく、各第３セグメント１２１ｍは第１セグメント１２１ｋと第２セグメント１２１ｈとの間に位置し、且つ滑らかに遷移し、従って、該第１弧状部１２１ｂは不規則な弧線状構造であってもよく、規則的な弧状構造であってもよく、たとえば、該第１弧状部１２１ｂは部分的な楕円形構造であってもよい。

具体的には、図１２に示すように、該第１弧状部１２１ｂの断面の寸法は第１本体部１２１ａの幅寸法ａよりも大きく、このとき、該第１弧状部１２１ｂは脆弱部１２の該位置での応力集中を減少させることができる。該第１本体部１２１ａの幅寸法ａ＜０．３ｍｍであり、該寸法の小さい第１本体部１２１ａは、スラグが該脆弱部１２から電池モジュールＡの内部に落下するリスクを低減させることができる。

接続ユニット１の信頼性をさらに向上させるために、該第１絶縁膜１１１及び第２絶縁膜１１２の両方に脆弱部１２が設けられる場合、接続ユニット１の高さ方向Ｚに沿って、第１絶縁膜１１１に位置する脆弱部１２と第２絶縁膜１１２に位置する脆弱部１２とは対応して設けられる。ここでの「対応して設けられる」とは、第２絶縁膜１１２に位置する脆弱部１２が第１絶縁膜１１１に位置する脆弱部１２に近接して設けられることを指す。本実施例では、２つの絶縁膜の脆弱部１２が相互に近接する場合、膨張力の作用下で、２つの絶縁膜の変形及び／又は破裂の位置が同じであるか又は近く、それにより２つの絶縁膜が同期変形及び／又は破裂でき、膨張力の作用下での接続ユニット１の変形整合性を向上させることができる。

可能な設計では、第１絶縁膜１１１の脆弱部１２の高さ方向Ｚに沿った投影と第２絶縁膜１１２の脆弱部１２の高さ方向Ｚに沿った投影とは少なくとも部分的に重なり、膨張力の作用下で、２つの絶縁膜の変形及び／又は破裂程度がさらに近く、それにより接続ユニット１の変形整合性をさらに向上させる。

それぞれ第１絶縁膜１１１と第２絶縁膜１１２に位置する２つの脆弱部１２の高さ方向Ｚに沿った投影が少なくとも部分的に重なることとは、高さ方向Ｚに沿って、一方の脆弱部１２の投影が他方の脆弱部１２の投影の範囲内にあることを指し、このとき、２つの脆弱部１２の投影の重なり面積が大きく、それにより２つの絶縁膜の変形整合性をさらに向上させることができ、又は、２つの脆弱部１２の投影の一部が重なり、残りの部分が重ならないことを指し、２つの脆弱部１２の投影の重なり面積が小さくなるため、２つの脆弱部１２がいずれも貫通孔である場合、スラグが２つの脆弱部１２の投影の重なり領域を通過して電池モジュールＡの内部に落下するリスクを低減させることができる。

好適には、図１４に示すように、該第１絶縁膜１１１の脆弱部１２の中心線Ｏ１と第２絶縁膜１１２の脆弱部１２の中心線Ｏ２とは重なる。２つの脆弱部１２の中心線が重なる場合、２つの脆弱部１２の投影が部分的に重なり、且つそれらの投影の重なり面積が大きいことを確保でき、すなわち、面積の小さい脆弱部１２の投影はすべて面積の大きい脆弱部１２の投影範囲内にあり、それにより該接続ユニット１の柔軟性が高くなる。

別の可能な設計では、第１絶縁膜１１１の脆弱部１２と第２絶縁膜１１２の脆弱部１２はずれて設けられ、第１絶縁膜１１１の脆弱部１２と第２絶縁膜１１２の脆弱部１２との間に所定距離があり、それらの間の最小距離はｔであり、０＜ｔ≦０．５ｍｍである。図２０に示す実施例では、該第１絶縁膜１１１の脆弱部１２と第２絶縁膜１１２の脆弱部１２との間に接続ユニット１の長さ方向Ｘに沿って所定距離があり、該第１絶縁膜１１１の脆弱部１２のエッジとそれに近接する第２絶縁膜１１２の脆弱部１２のエッジとの最小距離はｔであり、０＜ｔ≦０．５ｍｍである。

本実施例では、第１絶縁膜１１１の脆弱部１２と第２絶縁膜１１２の脆弱部１２との距離が小さく、すなわちそれらが相互に近接するため、膨張力の作用下で、第１絶縁膜１１１の脆弱部１２と第２絶縁膜１１２の脆弱部１２との変形整合性が依然として高く、該接続ユニット１の柔軟性が高くなる。また、第１絶縁膜１１１の脆弱部１２と第２絶縁膜１１２の脆弱部１２とが高さ方向Ｚに沿って連通しない場合、スラグが第１絶縁膜１１１の脆弱部１２を通過して接続ユニット１内に入ることができるとしても、第２絶縁膜１１２の脆弱部１２を通過して電池モジュールＡの内部に入ることができず、すなわち、スラグが電池モジュールＡ内に入ることを効果的に防止できる。

具体的には、図２０に示すように、高さ方向Ｚに沿って、該第１絶縁膜１１１と第２絶縁膜１１２は重ね合わせ接続され、それらの重ね合わせ接続部分は第１絶縁膜１１１の脆弱部１２と第２絶縁膜１１２の前記脆弱部１２との間に位置する。

本実施例では、該第１絶縁膜１１１と第２絶縁膜１１２との重ね合わせ接続部分は隣接する接続板１３の間に位置し、且つ２つの絶縁膜１１の脆弱部１２の間に位置し、長さ方向Ｘに沿って、２つの絶縁膜１１の重ね合わせ接続寸法は第１絶縁膜１１１の脆弱部１２と第２絶縁膜１１２の脆弱部１２との最小間隔ｔに等しく、すなわち、それらの重ね合わせ接続寸法０＜ｔ≦０．５ｍｍであり、たとえば、該重ね合わせ接続寸法ｔは具体的には、０．４ｍｍ等であってもよい。

本実施例では、第１絶縁膜１１１と第２絶縁膜１１２とを相互に重ね合わせ接続することで、それらの接続面積を向上させ、それによりそれらの接続信頼性を向上させ、また、上記重ね合わせ接続寸法ｔを制御するだけで２つの脆弱部１２を相互に近接させることを実現でき、それにより絶縁膜１１の加工の困難度を低減させ、接続ユニット１の柔軟性を向上させる。

なお、２つの絶縁膜１１の重ね合わせ接続寸法ｔが小さくなる場合、膨張力の作用下で、該第１絶縁膜１１１及び第２絶縁膜１１２がより変形しやすくなり、それにより接続ユニット１の柔軟性をさらに改善し、該重ね合わせ接続寸法ｔが大きくなる場合、該接続ユニット１の成形時における該第１貫通孔１２１Ａと第２貫通孔１２１Ｂの加工の困難度を低減させることができるとともに、第１絶縁膜１１１と第２絶縁膜１１２の接続信頼性を向上させることができる。従って、実際の作業条件では、該第１絶縁膜１１１と第２絶縁膜１１２との重ね合わせ接続寸法ｔは上記２つの要素を総合的に考慮して設定でき、ｔ≦０．５ｍｍに限定されない。

以上の各実施例では、該第１絶縁膜１１１の脆弱部１２は第１貫通孔１２１Ａとして設けられてもよく、第２絶縁膜１１２の脆弱部１２は第２貫通孔１２１Ｂとして設けられてもよく、２つの脆弱部１２がいずれも貫通孔である場合、膨張力の作用下で２つの絶縁膜１１がより変形しやすくなり、接続ユニット１の柔軟性を向上させる。

具体的には、該第１貫通孔１２１Ａの幅寸法ａは第２貫通孔１２１Ｂの幅寸法ｂ未満であり、該第１貫通孔１２１Ａの幅寸法ａが小さい場合、スラグが該第１貫通孔１２１Ａを通過して接続ユニット１に入るリスクを低減させることができる。

該第１貫通孔１２１Ａ及び第２貫通孔１２１Ｂが２つの貫通孔である場合、その寸法の大きい方向での寸法を貫通孔の長さ、寸法の小さい方向での寸法を貫通孔の幅として定義し、すなわち、第１貫通孔１２１Ａ及び第２貫通孔１２１Ｂの形状にかかわらず、その長さは幅よりも大きい。

本実施例では、２つの貫通孔の幅方向Ｙに沿った寸法が最も大きいため、第１貫通孔１２１Ａの長さ方向Ｘに沿った寸法ａは該第１貫通孔１２１Ａの幅寸法であり、第２貫通孔１２１Ｂの長さ方向Ｘに沿った寸法ｂは第２貫通孔１２１Ｂの幅寸法であり、２つの貫通孔の幅は、第１絶縁膜１１１に位置する第１貫通孔１２１Ａの幅が第２絶縁膜１１２に位置する第２貫通孔１２１Ｂの幅未満であることを満たす。

また、第１本体部１２１ａの延伸方向（たとえば、接続ユニットの幅方向Ｙ）に沿って、該第２貫通孔１２１Ｂの寸法はＬ２、第１貫通孔１２１Ａの寸法はＬ１であり、以上のように、第１本体部１２１ａの延伸方向に沿って、該第１貫通孔１２１Ａの寸法Ｌ１は第１貫通孔１２１Ａの長さ、第２貫通孔１２１Ｂの寸法Ｌ２は第２貫通孔１２１Ｂの長さであり、従って、該第１貫通孔１２１Ａの長さＬ１と第２貫通孔１２１Ｂの長さＬ２との関係は、Ｌ１＞Ｌ２である。本実施例では、該長さの小さい第２貫通孔１２１Ｂは、第１貫通孔１２１Ａを通過して接続ユニット１に入るスラグ等の不純物が第２貫通孔１２１Ｂを通過して電池モジュールＡに入るリスクを低減させることができる。

特定の実施例では、第１絶縁膜１１１の第１貫通孔１２１Ａは図５に示す構造であってもよく、第２絶縁膜１１２の第２貫通孔１２１Ｂは図９に示す構造であってもよい。具体的には、図５に示すように、該第１貫通孔１２１Ａは第１本体部１２１ａを備え、該第１本体部１２１ａの延伸方向に沿って、該第１本体部１２１ａの端部に第１弧状部１２１ｂが設けられ、該第１弧状部１２１ｂは開口１２１ｇを有する円形構造であり、該開口１２１ｇを介して第１本体部１２１ａに連通し、図９に示すように、該第２貫通孔１２１Ｂは長尺状孔である。

また、図１４に示すように、該第１貫通孔１２１Ａの中心線Ｏ１と第２貫通孔１２１Ｂの中心線Ｏ２とは重なり、すなわち、第１貫通孔１２１Ａと第２貫通孔１２１Ｂは高さ方向Ｚに沿って貫通し、膨張力の作用下で、第１絶縁膜１１１と第２絶縁膜１１２がいずれも変形でき、それにより該接続ユニット１の柔軟性が高くなる。

具体的には、Ｌ２≦Ｌ１－２＊Ｄであり、図１５及び図１６に示すように、寸法Ｄは第１貫通孔１２１Ａにおける第１弧状部１２１ｂの直径であり、Ｌ１は第１貫通孔１２１Ａの長さ寸法、Ｌ２は第２貫通孔１２１Ｂの長さ寸法であり、また、該第１貫通孔１２１Ａの中心線Ｏ１と第２貫通孔１２１Ｂの中心線Ｏ１とは重なる。

本実施例では、図５に示すように、該第１貫通孔１２１Ａが直径Ｄの大きい第１弧状部１２１ｂを備える場合、スラグが該第１弧状部１２１ｂから接続ユニット１に入るリスクは高く、スラグが該第１弧状部１２１ｂを通過して電池モジュールＡに入るリスクを低減させるために、該第２絶縁膜１１２の該第１弧状部１２１ｂに対応する位置に貫通孔構造が設けられず、すなわち、該第２貫通孔１２１Ｂの長さＬ２と第１貫通孔１２１Ａの長さＬ１とはＬ２≦Ｌ１－２＊Ｄを満たし、それによりスラグが第１弧状部１２１ｂを通過して接続ユニット１内に入った後、スラグが電池モジュールＡのキャビティに入るリスクを低減させることができる。

以上の各実施例では、膨張力の解放を確保した上で金属粒子が脆弱部１２から電池モジュールＡのキャビティに入ることを効果的に回避できるために、第１本体部１２１ａの幅寸法ａ＜０．３ｍｍであり、好適には、ａ≦０．２ｍｍであり、より好適には、ａ≦０．１ｍｍである。

勿論、上記各実施例における貫通孔構造は凹溝構造であってもよく、たとえば、該第１絶縁膜１１１に第１凹溝１２２Ａが設けられ、第２絶縁膜１１２に第２凹溝１２２Ｂが設けられ、該第１凹溝１２２Ａと第２凹溝１２２Ｂは同じ形状の構造であってもよく、異なる形状の構造であってもよい。又は、第１絶縁膜１１１及び第２絶縁膜１１２のうちの一方は貫通孔１２１として設けられ、他方は凹溝１２２として設けられる。該第１絶縁膜１１１の貫通孔１２１Ａ又は凹溝１２２Ａと該第２絶縁膜１１２の貫通孔１２１Ｂ又は凹溝１２２Ｂの形状は同じであってもよく、異なってもよい。

第１の特定の実施例では、図６に示すように、該第１凹溝１２２Ａ及び第２凹溝１２２Ｂはいずれも第２本体部１２２ａを備え、該第２本体部１２２ａは具体的には矩形溝であり、第２本体部１２２ａの延伸方向に沿って、該第２本体部１２２ａの両端に第２弧状部１２２ｂが設けられ、該第２弧状部１２２ｂは弧状溝状構造（底壁１２２ｄを有する）である。具体的には、該第２弧状部１２２ｂは具体的には円弧状溝である。別の特定の実施例では、図１０に示すように、該第１凹溝１２２Ａ及び第２凹溝１２２Ｂはいずれも長尺状溝構造であってもよく、すなわち、該第１凹溝１２２Ａ及び第２凹溝１２２Ｂの幅方向Ｙに沿った両側はいずれも第２弧状壁１２２ｃを有する。

理解できるように、貫通孔１２１及び凹溝１２２について、力を受けると、貫通孔１２１はより変形しやすく、すなわち、該絶縁膜１１に貫通孔１２１が設けられることで、接続ユニット１の強度を高めることができとともに、該貫通孔１２１はさらに加工が容易である利点を有する。一方、凹溝１２２は底壁を有し、凹溝１２２を設けた後、該位置は依然として遮断の作用を有し、それによりスラグが脆弱部１２を通過して電池モジュールＡのキャビティに入るリスクを低減させることができる。

一方、図１～３に示すように、該第２絶縁膜１１２は電池セル２に近接し、すなわち、該接続ユニット１が電池モジュールＡに取り付けられている場合、該第２絶縁膜１１２は第１絶縁膜１１１の下方に位置し、接続板１３は第１絶縁膜１１１と第２絶縁膜１１２との間に位置し、２つの絶縁膜はいずれも接続板１３に接続され（具体的には、接着されてもよい）、それにより接続板１３を固定する作用を発揮する。また、該接続板１３は接続部１３１を備え、該接続部１３１は電極リード線２１に対応して接続され、該第１絶縁膜１１１に第１ビア１１１ａが開口され、第２絶縁膜１１２に第２ビア１１２ａが開口され、高さ方向Ｚに沿って、該接続部１３１は第１ビア１１１ａと第２ビア１１２ａとの間に位置する。従って、該電池モジュールＡにおいて、上から下への方向において、第１ビア１１１ａ、接続板１３の接続部１３１、第２ビア１１２ａ、電極リード線２１が順に配置される。

本実施例では、接続板１３が対応する電極リード線２１に接続される場合（たとえば、溶接）、該第１ビア１１１ａ及び第２ビア１１２ａは接続板１３の、対応する電極リード線２１に接続される退避孔として機能し、接続部１３１と電極リード線２１との溶接を容易にするとともに、溶接温度が高すぎて絶縁膜を焼損することにより接続板１３を接続する絶縁膜の機能が失敗することを回避でき、接続ユニット１の信頼性を向上させる。

従って、実際の作業条件では、該接続ユニット１の各脆弱部１２は上記様々な要素を総合的に考慮して設けられてもよく、すなわち、各脆弱部１２は、一部が凹溝１２２であり、残りの部分が貫通孔１２１である形態とされてもよい。

以上のように、本願では、絶縁膜１１に脆弱部１２が設けられることで、電池セル２の膨張力の作用下で、該脆弱部１２で変形及び／又は破裂し、それにより脆弱部１２が設けられていない位置で破裂するリスクを低減させ、接続板１３の露出による短絡のリスクを低減させ、接続ユニット１と電池モジュールＡの絶縁性及び機械的特性を向上させる。

以上は、本願の好適な実施例に過ぎず、本願を限定するものではない。当業者であれば、本願に対して種々な変更や変化を行うことができる。本願の精神及び原則から内に行われたいかなる修正、同等置換、改良等は、いずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。

Ｐ 電池パック
Ａ 電池モジュール、
Ｂ 筐体、
Ｂ１ 上筐体、
Ｂ２ 下筐体、
Ｂ３ 収容室、
１ 接続ユニット、
１１ 絶縁膜、
１１１ 第１絶縁膜、
１１１ａ 第１ビア、
１１２ 第２絶縁膜、
１１２ａ 第２ビア、
１２ 脆弱部、
１２１ 貫通孔、
１２１ａ 第１本体部、
１２１ｂ 第１弧状部、
１２１ｃ 第１弧状壁、
１２１ｇ 開口、
１２１ｈ 第１セグメント、
１２１ｋ 第２セグメント、
１２１ｍ 第３セグメント、
１２１Ａ 第１貫通孔、
１２１Ｂ 第２貫通孔、
１２２ 凹溝、
１２２ａ 第２本体部、
１２２ｂ 第２弧状部、
１２２ｃ 第２弧状壁、
１２２ｄ 底壁、
１２２Ａ 第１凹溝、
１２２Ｂ 第２凹溝、
１３ 接続板、
１３１ 接続部、
１４ 回路基板、
１４１ コネクタ、
２ 電池セル、
２１ 電極リード線、
３ 端板、
５ 第１結束バンド、
６ 第２結束バンド

Claims (16)

1. 接続ユニットであって、電池モジュールに用いられ、
   前記電池モジュールを構成する電池セルを電気的に接続する接続板と、
   複数の前記接続板が取り付けられ、相互に絶縁される絶縁膜と、を備え、
   前記絶縁膜に脆弱部が設けられ、前記絶縁膜が所定値よりも大きい外力を受けると、前記絶縁膜は前記脆弱部の位置で変形及び／又は損傷し、
   前記絶縁膜は第１絶縁膜及び第２絶縁膜を備え、
   前記接続ユニットの高さ方向に沿って、前記接続板の少なくとも一部は前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜との間に位置し、
   前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜の両方に前記脆弱部が設けられ、前記接続ユニットの高さ方向に沿って、前記第１絶縁膜に位置する前記脆弱部と前記第２絶縁膜に位置する前記脆弱部とは対応して設けられ、
   前記接続ユニットの高さ方向に沿って、前記第１絶縁膜の前記脆弱部と前記第２絶縁膜の前記脆弱部はずれて設けられる、接続ユニット。
2. 前記脆弱部は第１本体部及び第１弧状部を備え、
   前記第１本体部の延伸方向に沿って、前記第１本体部の端部に前記第１弧状部が接続される請求項１に記載の接続ユニット。
3. 前記第１本体部の断面は矩形であり、前記第１弧状部は円弧構造であり、前記第１本体部の両側壁に接し、
   前記第１弧状部の直径Ｄは前記第１本体部の幅寸法ａに等しい請求項２に記載の接続ユニット。
4. 前記第１弧状部は開口を有する円形構造であり、前記開口を介して前記第１本体部に連通し、
   前記第１弧状部の直径Ｄは前記第１本体部の幅寸法ａよりも大きい請求項２に記載の接続ユニット。
5. 前記第１絶縁膜の前記脆弱部と前記第２絶縁膜の前記脆弱部との最小間隔はｔであり、且つ０＜ｔ≦０．５ｍｍである請求項１に記載の接続ユニット。
6. 高さ方向に沿って、前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜は重ね合わせ接続され、それらの重ね合わせ接続部分は前記第１絶縁膜の前記脆弱部と前記第２絶縁膜の前記脆弱部との間に位置する請求項５に記載の接続ユニット。
7. 前記第１絶縁膜の前記脆弱部は第１貫通孔として設けられ、前記第２絶縁膜の前記脆弱部は第２貫通孔として設けられる請求項１に記載の接続ユニット。
8. 前記第１貫通孔の幅寸法ａは前記第２貫通孔の幅寸法ｂ未満である請求項７に記載の接続ユニット。
9. 前記第１貫通孔の長さ寸法Ｌ１は前記第２貫通孔の長さ寸法Ｌ２よりも大きい請求項８に記載の接続ユニット。
10. 前記第２貫通孔の長さ寸法Ｌ２と前記第１貫通孔の長さ寸法Ｌ１とはＬ２≦Ｌ１－２＊Ｄ（Ｄは第１弧状部の直径である）を満たす請求項９に記載の接続ユニット。
11. 前記第１絶縁膜に第１ビアが開口され、前記第２絶縁膜に第２ビアが開口され、
    前記接続ユニットの高さ方向に沿って、前記接続板の接続部は前記第１ビアと前記第２ビアとの間に位置する請求項１に記載の接続ユニット。
12. 前記接続ユニットは、前記接続板に電気的に接続するための回路基板をさらに備え、前記絶縁膜は前記回路基板と前記接続板とを一体に接続する請求項１～１１のいずれか一項に記載の接続ユニット。
13. 前記脆弱部は隣接する前記接続板の間に位置し、及び／又は、前記脆弱部は前記接続板と前記回路基板との間に位置する請求項１２に記載の接続ユニット。
14. 電池モジュールであって、
    電極リード線を備える電池セルと、
    請求項１～１３のいずれか一項に記載の接続ユニットである接続ユニットと、を備え、
    前記接続板の接続部は前記電池セルの電極リード線を接続することに用いられる電池モジュール。
15. 電池パックであって、筐体と、請求項１４に記載の電池モジュールとを備え、前記電池モジュールは前記筐体内に固定される電池パック。
16. 電池セルを電源として使用する装置であって、
    前記装置に駆動力を供給するための動力源と、
    前記動力源に電気エネルギーを供給するように構成される請求項１４に記載の電池モジュールと、を備える装置。

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