CN104024027A - 感应能量传输装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种感应能量传输装置，在静止的三相初级系统和移动的三相次级系统之间感应能量传输的装置以磁对称形式设计，在三相中具有等长的磁通量路径，且相应地具有大致恒定的功率传输。静止铁芯部件和串联连接的两个移动铁芯部件（3,5）各自设计为等边三角形或跨越等边三角形的星形形式，具有等长的分支（3a，3b，3c；5a，5b，5c）和支撑柱（3a，3b，3c；5a，5b，5c），所述分支以相对彼此相同的角度延伸，所述支撑柱从所述的分支的端点延伸，且具有初级和次级绕组（4,6），所述初级和次级绕组彼此相等距离地布置。两个静止的铁芯部件（3）通过磁性导轨（2）在各支撑柱（3a，3b，3c）连接，所述磁性导轨（2）平行运行，且移动的铁芯部件（5）借助于铁磁运行辊子（7）能够在所述磁性导轨上滚动或定位于其上，所述辊子（7）容纳在移动的支撑柱（5a，5b，5c）的凹部（8）中。简单设计的该装置在能量传输上具有很高的效率。在能量传输情况下，仅在非工作状态下，静止的铁芯部件和移动的铁芯部件也可以不用磁性导轨而直接定位在彼此之上。

Description

感应能量传输装置
技术领域
本发明涉及一种感应能量传输装置，其中轨道包括三相初级系统，和在轨道上滚动的或静止的对象包括三相次级系统，该次级系统可以感应地耦合到所述初级系统上。
背景技术
根据变压器原理传输电能的装置目的在于借助交流电压传输能量。这通过借助磁回路完成，在磁回路周围缠绕着两个不同电路的导体。如果将交流电压施加到变压器的初级线圈，则在次级线圈同样地会产生交流电压。电压的比值与初级线圈和次级线圈的匝数比成比例。
DE4236340C2公开了一种感应能量传输装置，其中能量无接触的通过空气缝隙传送。在这种情况下，有必要保持恒定的空气缝隙大小，并保持轨道无杂质。
根据WO2010/057799A1提出了接触性感应能量传输。电能通过在轨道或道路上的滚动的轮被传输，其中轨道连接到电流源上。为了避免空气缝隙，该轮由导磁弹性体包围。
DE3304719A1公开了一种三相力传递系统，该系统基于变压器原理，在该系统中第一绕组围绕第一磁体芯部件缠绕且第二绕组围绕第二磁体芯部片缠绕，且第一和第二磁体芯部件可相对于彼此移动。在负载下，利用这种磁性不对称类型的变压器用于移动能量的传输，由于移动次级系统的不同位置，需要一个复杂结构和向辅助绕组供应电流，以防止铁心的一部分饱和，结果效率受到不利影响。此外，在移动能量传输过程中，非对称变压器的应用与产生相当大的噪音相关联。
发明内容
本发明基于提供一种在轨道和在所述轨道上移动或静止的对象之间的三相电能传输的装置的目的，该装置具有简单的设计，并表现出高的效率。
根据本发明，通过根据专利的权利要求1或专利的权利要求6的特征所设计的装置实现该目标。
本发明的有益改进是从属权利要求的主题。
在三相静止的初级系统和移动的三相次级系统之间的感应能量传输的装置中，本发明的基本思想是具有磁通量路径的磁对称设计，磁通量路径具有相等的长度，而不论移动次级系统相应位置，本发明的基本思想还在于为三相并相应地大致恒定的功率传输。根据本发明，铁磁静止的和移动的铁芯部件是等边三角形的形式，或是跨越等边三角形的星形的形式，具有相等长度的分支，该分支相对于彼此以相等角度延伸；并具有从所述分支的端部伸出的支撑柱，以及彼此以相等距离布置的初级绕组和次级绕组。也就是说，初级和次级绕组位于假想的等边三角形的角点上。为了在可滚动的对象移动过程中传递能量，布置成一个在另一个之后一段距离的两个静止铁芯部件通过平行的铁磁性导轨道（磁导轨）连接在各支撑柱的初级侧上，所述轨道分别设于同一平面上，且移动的铁心部件可以借助于铁磁运行辊子在其上滚动或被定位在不同的点，铁磁运行辊子被容纳在移动支撑柱内的凹部中。
由于为三相的移动能量传输而在此提出的变压器的对称设计，层叠铁芯的路径对于所有三相都是相同的，其结果是对称的磁通量，并因此–也特别与铁磁运行辊子所形成的空气缝隙最小化相互作用-实现能量传输的高程度效率，并在移动次级系统的每一个位置使得杂散磁通最小化。这就是说，在对称负载的情况下，由于磁性的对称设计，确保了在次级系统的磁轭中的对称磁通量分布以及相对恒定和额外的低噪声功率传输，而与次级系统在磁性导轨上的位置无关。
在本发明的一个改进中，布置在一定距离处的两个静止铁芯部件被设置有初级绕组且串联连接，形成轨道段，该轨道段可以连接电压源，与磁性导轨相结合。两个或多个轨道段可以一个接一个地布置，以使得它们彼此磁隔离。
在本发明的一种改进中，初级绕组和次级绕组被布置在支撑柱或在星形铁芯部件的分支上，在距所述铁芯部件中心点相同距离处或居中地布置在三角铁芯部件的分支上。
在本发明的进一步改进中，在轨道中引入磁性导轨，静止铁芯部件和初级绕组布置在地下。
在本发明的一个有利的发展，磁性导轨或运行辊子都涂有铁磁性的、坚固且具有弹性的材料，以进一步降低初级系统和次级系统之间的空气缝隙。此外，滚动性能因此而得以改善。
根据本发明的又一个特征，在能够滚动的对象的单独静止状态下，为了感应能量传输，可以省去磁性导轨和运行辊子之间的互连。在这种情况下，布置在移动对象内但未形成有运行辊子的移动的铁心部件借助于其支撑柱被直接降低到静止的铁芯部件的支撑柱上，所述静止的铁芯部件集成在一个轨道或停车区内。
静止和移动的铁芯部件同样呈等边三角形或是跨越等边三角形的星形的形式，该铁芯部件具有等长的分支和支撑柱，所述分支相对彼此以相等角度延伸，所述支撑柱从所述分支的端部延伸，且具有初级或次级绕组，其布置在距彼此相同距离处。
可以滚动的对象是借助于可充电电池整体或部分驱动的车辆，其中，水平和垂直可调节的移动的铁芯部件布置成其能够降低到磁性导轨上或直接降低在静止的铁芯部件上，以便在车辆移动或静止状态下给可充电电池充电，其中，仅在初级绕组接触移动的铁芯部件时轨道段的初级绕组才被供给电流。
在本发明的另一个实例中，提供了用于给次级系统供给信号的装置和用于在初级系统中识别这个信号的装置，其中，只有当初级系统和次级系统之间存在闭合磁回路时，初级系统内的信号才可以被识别。
不用说，随着相应的结构调整，根据本发明原理，使用形成有多于三相的多相装置代替三相能量传输装置也是可行的。
附图说明
本发明的示例性实施方式将参照附图更详细地进行说明，其中：
图1示出了用于在轨道段和次级系统之间进行三相感应能量传输的示意图，轨道段是初级系统的形式，次级系统保持在车辆上，并可以在所述轨道段上滚动。
图2示出次级系统的透视图，该次级系统由移动铁芯部件组成，该铁芯部件是等边三角形的形式，且仅用于在静止状态传输能量而设置。
图3示出了具有集成的运行辊子的次级系统的支撑柱的放大示意性侧视图。
具体实施方式
表示三相变压器的初级系统的轨道段1包括：三个磁性导轨2，它们平行排列在一个平面内；以及第一和第二铁磁-第一和第二-静止铁芯部件3，其连接到所述轨道段，并由3个分支3a，3b和3c一体地形成。分支3a，3b，3c各自具有相同的长度，并以星形的方式从共同的中心点Z1，Z3对称延伸。其中，在每一种情况下，相对于彼此成角度布置的两个相邻分支各自形成一个相同的等腰三角形。分支3a，3b，3c的端点对应等边三角形的角点。从每个分支的端部伸出的支撑柱3a’，3b’，3c’在每一种情况下连接到三个磁性导轨2之一的下表面，且在各情况下承载初级绕组4，该初级绕组4连接到电压源（图中未示出）。因此，初级绕组4布置在星形静止的铁芯部件3上，也就是说在几何形状上处于等边三角形的角点。而磁性导轨2以基本齐平的方式并入轨道面，轨道段1的两个铁磁铁芯部件3被布置在地下，其中它们被定位在相对于彼此一定的距离处。在距彼此一定距离处连接到磁性导轨2的两个静止铁芯部件3电并联连接。其结果是，在次级分支中的磁通量与次级系统在磁性导轨上位置极大地独立。多个彼此磁隔离的轨道段1可以一个接一个集成在轨道里，从而创建一个细长的静止的初级系统，用于将能量传输到可在轨道上移动的对象，所述对象配备有三相滚动变压器的移动次级系统。
如图1所示，在能够滚动的对象移动过程中用于能量传输的移动次级系统包括：移动铁磁铁芯部件5，该移动铁磁铁芯部件5具有三个分支5α，5b，5c，所述三个分支以星形方式相对于彼此取向，等长，并且分别从中心点Z2以相对彼此相同的角度延伸；以及三个支撑柱5a'，5b’和5c'，所述三个支撑柱在轨道2方向上从所述分支的端部延伸。分支5a，5b，5c的端点对应等边三角形的角点。在每种情况下，连接到能够滚动的对象中的负载（未示出）的次级绕组6在距移动铁芯部件5的中心点Z3相同距离处配合到分支5a，5b，5c上。次级系统在磁性导轨2上的移动性通过圆柱形的运行辊子7得到确保，所述运行辊子7形成在支撑柱5a'，5b’，5c'中，并且类似于移动分支和支撑柱，它由铁磁材料组成，且结合到圆柱状的凹部8中，在支撑柱的指向磁性导轨2的自由侧上留下一个狭窄的间隙。如图3所示，因此铁磁运行辊子7是铁芯部件5的内部组成部件，只有狭窄的圆柱形部分从支撑柱5a'，5b’，5c'的主表面突出，结果在移动铁芯部件5和静止的铁芯部件3的磁性导轨2之间只有很窄的空气缝隙，空气缝隙引起的能量传递损失因此降低。为了减少空气缝隙损耗，也可以给轨道涂有弹性的导磁涂层（图中未示出），例如铁磁弹性体。
如通过举例的方式参照图1的点划线所示，上述设计的三相变压器中所有可能的磁通量路径–在此，例如，从Z1至Z2（或从Z3至Z2）-长度相等。这意味着从Z1到Z2和Z3到Z2的三个磁分量电路的磁电阻是相同的，其结果是在对称电气负载下，在次级回路中产生等幅的磁通量。这里提出的三相感应能量传输的磁对称设计中，在移动铁芯部件5相对于静止铁芯部件3的每一个位置中具有等幅的磁通量，其结果是没有不对称的饱和度可以输入到变压器的部件中，这种饱和度会降低效率度，因此，确保了对称载荷下静止的初级系统和移动的次级系统之间高度的电气能量传递效率。此外，省去了具有非对称磁性特性的现有技术中已知的、在变压器设计中所需要的被相应地供给电流的辅助绕组的复杂布置被消除。此外，这里提出的磁对称三相变压器设计在与已知的不对称设计相比相当大地降低噪声的产生方面是出众的。
能量传递系统的对称性设计在如下情况下也同样得到确保，即，如图2所示，使用三角形移动铁芯部件9的例子中，移动的铁芯部件9（和/或一个静止铁芯部件）的分支9a，9b，9c是等边三角形的形式，同时支撑柱9a'和9b’，9c’在铁磁性导轨道2的方向上从邻接的分支的角点延伸。在这个例子中，次级绕组被布置在支撑柱9a'和9b’，9c’上，支撑柱形成有运行辊子7。然而，初级和次级绕组也可以布置在分支上。原则上，以星形或三角形方式形成的铁芯部件可以在相同的能量传输装置中彼此结合。
上述用于感应能量传输的装置被应用于，例如，给设置有电驱动或混合驱动的车辆的电池充电。初级系统结合在停车区或轨道中，其中，多个上述轨道段可以以彼此磁隔离的方式排列起来，以便在较长距离和相应电流供给到初级系统的情况下，也可以执行能量传输。次级系统可以安装在被供给电力的车辆下，使得该次级系统可以被降低，并且可以下降到结合于轨道或停车区内的初级系统的铁磁导轨上，只要车辆沿着该轨道段行驶或停在轨道段之上。只有车辆当前所停放于其上或正行驶于其上的相应轨道段被供应电流。
图2示出的移动铁芯部件5，与图1所示的相比，在支撑柱5a’，5b'，5c’不具有任何运行辊子，因为在非工作状态下，它直接安装在静止的铁芯部件的支撑柱上，该静止的铁芯部件被布置在轨道或停车区里（其本身且没有磁性导轨）。
基于信号，能量被馈送到相应的轨道段，该信号被输入到次级系统，且只有当静止铁芯部件和移动铁芯部件之间形成闭合磁回路时该信号才可以在初级系统中被识别。从次级系统发送到初级系统的信号确保只给初级系统中的具体与移动的铁芯部件5形成闭合磁回路的那些绕组提供电流。对初级线圈定向供应的电流和闭合磁回路一起防止利用感应形成杂散磁场，这种杂散磁场对于人类是难以承受的。
附图标记列表
1     轨道段
2     磁性导轨
3     静止的，星形或三角形铁芯部件
3a，3b，3c   静止的分支
3a’，3b’，3c’ 静止的支撑柱
4     初级绕组
5     移动的，星形或三角形铁芯部件
5a，5b，5c  移动的分支
5a’，5b’，5c’ 移动的支撑柱
6     次级绕组
7     铁磁运行辊子
8     凹部
Z1，Z2，Z3 3或5的中心点

Claims (9)

1.一种感应能量传输装置，其中轨道包括由初级绕组（4）组成的三相初级系统，所述初级绕组被安装在静止铁磁铁芯部件（3）上，在轨道上滚动的或静止的对象包括与初级系统感应耦合的三相次级系统，其由次级绕组（6）组成，所述次级绕组被安装在移动铁磁铁芯部件（5）上，其特征在于磁对称的设计，并在三相中具有等长的磁通量路径，且相应地在移动过程中具有大致恒定的功率传输，其中，静止的和移动的铁芯部件（3，5）呈等边三角形的形式，或呈跨越等边三角形的星形形式，并且具有等长的分支（3a，3b，3c，5a，5b，5c）和支撑柱（3a’，3b’，3c’；5a’，5b’，5c’），所述分支相对彼此以相同角度延伸，所述支撑柱从所述分支的端部延伸，且具有初级或次级绕组（4,6），所述初级或次级绕组彼此等距布置，其中，一个在另一个之后一定距离处布置且电并联的静止铁芯部件（3）通过平行的磁性导轨（2）在各支撑柱（3a’，3b’，3c’）处连接，借助于铁磁运行辊子（7），移动的铁芯部件（5）能够在磁性导轨（2）上滚动或可以定位，所述铁磁运行辊子（7）容纳在移动的支撑柱（5a'，5b'，5c'）内的凹部（8）中。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，设置有初级绕组（4）并且电串联连接的两个静止的铁芯部件（3）与磁性导轨（2）相结合而形成轨道段（1），所述轨道段（1）与电压源相连接。
3.根据权利要求2的装置，其特征在于，两个或更多的轨道段（1）一个在另一个之后地排列，使得它们彼此磁隔离。
4.根据权利要求1的装置，其特征在于，磁性导轨（2）结合在轨道中，且静止铁芯部件（3）和初级绕组（4）被布置在地下。
5.根据权利要求1的装置，其特征在于，磁性导轨（2）或运行辊子（8）涂有铁磁性的、坚固且具有弹性的材料。
6.一种用于感应能量传输的装置，其中轨道包括由初级绕组（4）组成的三相初级系统，所述初级绕组被安装在静止铁磁铁芯部件（3）上，能够在轨道上滚动的也能够静止的对象包括与初级系统感应耦合的三相次级系统，其由次级绕组（6）组成，所述次级绕组被安装在移动铁磁铁芯部件（5）上，其特征在于磁对称的设计，在三相中具有等长的磁通量路径，且相应地具有大致恒定的功率传输，其中，静止的和移动的铁芯部件（3，5）呈等边三角形的形式或呈跨越等边三角形的星形形式，其具有等长的分支（3a，3b，3c；5a，5b，5c）和支撑柱（3a’，3b’，3c’；5a’，5b’，5c’），所述分支以相对彼此相同角度延伸，所述支撑柱从所述的分支的端点延伸，并也具有初级或次级绕组（4,6），所述绕组以彼此相等距离布置。
7.根据权利要求1或6的装置，其特征在于，所述初级绕组（4）和次级绕组（6）布置在支撑柱（3a’，3b’，3c’；5a'，5b'，5c'）上或在星形铁芯部件的分支上、距所述铁芯部件的中心点（Z1，Z2，Z3）相等距离处或居中地在三角形铁芯部件（3,5）的分支上。
8.根据权利要求1或6的装置，其特征在于，能够滚动的对象是车辆，该车辆由可充电电池整体地或部分地电力驱动，在该车辆中，布置了水平和垂直方向可调节的移动铁芯部件（5），使得借助于运行辊子（8），该移动铁芯部件可以降低到磁性导轨（2）上或直接降低到静止的铁芯部件（3）上，以便在车辆的移动或静止状态下给所述可充电电池充电，其中只有在所述初级绕组（4）与移动铁芯部件（5）接触时，才对轨道段（1）的初级绕组（4）供应电流。
9.根据权利要求8的装置，其特征在于，设置了用于给次级系统馈送信号的装置和用于在初级系统中识别这个信号的装置，其中，只有当初级系统和次级系统之间存在闭合磁回路时，初级系统中的信号才能够被识别。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107251174A (zh) * 2015-02-16 2017-10-13 庞巴迪无接触运行有限责任公司 用于感应式功率传输的系统的功率传输单元、制造功率传输单元的方法及操作功率传输单元的方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101589609B1 (ko) * 2014-08-21 2016-01-29 한국과학기술원 무선 전력공급장치
CN112810507A (zh) 2015-02-06 2021-05-18 柿子技术公司 可移动功率耦合以及具有可移动功率耦合的机器人
EP3188198A1 (de) * 2015-12-31 2017-07-05 Schneeberger Holding AG Vorrichtung zur berührungslosen übertragung elektrischer energie in ein bewegtes system einer verschiebeeinrichtung
US10399449B2 (en) * 2016-08-08 2019-09-03 Hyundai Motor Company Wireless charging control apparatus and method for optimal charging by adjusting the inclination of the electric vehicle being charged
US11270824B2 (en) * 2018-01-12 2022-03-08 Scooch, LLC Ferromagnetic accessories for a handheld device
KR102059433B1 (ko) * 2019-03-23 2019-12-27 (주)그린파워 크레인과 트랙터 사이의 무선충전 시스템
CN112421799B (zh) * 2020-12-07 2021-10-15 哈尔滨工业大学 应用于移动设备动态无线供电的模块化隐极型供电轨道
US20220208447A1 (en) * 2020-12-30 2022-06-30 Power Integrations, Inc. Magnetic core with distributed gap and flux density offset
US20220208446A1 (en) * 2020-12-30 2022-06-30 Power Integrations, Inc. Energy transfer element magnetized after assembly

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4612527A (en) * 1984-08-10 1986-09-16 United Kingdom Atomic Energy Authority Electric power transfer system
US5293308A (en) * 1991-03-26 1994-03-08 Auckland Uniservices Limited Inductive power distribution system
DE4236340A1 (de) * 1992-10-28 1994-05-05 Daimler Benz Ag Anordnung zur individuellen berührungslosen Energieübertragung auf bewegbare Verbraucher
CN1180335A (zh) * 1995-04-03 1998-04-29 戴姆勒－奔驰公司 带有能量和信息传输装置的有轨运输装置
CN101326706A (zh) * 2005-11-30 2008-12-17 Thk株式会社 无线传动器
CN101364747A (zh) * 2007-08-10 2009-02-11 东芝电梯株式会社 非接触式供电装置
WO2010137802A2 (ko) * 2009-05-27 2010-12-02 Ha Tae-Hun 철도 차량의 발전 장치

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1436539A (en) * 1972-11-30 1976-05-19 Eastern Electronics Norwich Transformers
GB2115230B (en) * 1982-02-12 1985-11-20 Atomic Energy Authority Uk An electric power transfer system
FR2523364B1 (fr) * 1982-02-12 1987-07-17 Atomic Energy Authority Uk Appareil de transmission d'energie electrique
JPS6136911A (ja) * 1984-07-30 1986-02-21 Tokuden Kk ３相衝合型漏洩変圧器
JPS61273133A (ja) * 1985-05-25 1986-12-03 フアナツク株式会社 Ａｇｖ充電装置
DE19545220A1 (de) * 1995-12-05 1997-06-12 Bosch Gmbh Robert Anordnung zum kontaktlosen Übertragen von Signalen zwischen gegeneinander linear bewegbaren Fahrzeugteilen
JP2000150269A (ja) * 1998-11-09 2000-05-30 Densei Lambda Kk 三相コイル
JP2003087902A (ja) * 2001-09-13 2003-03-20 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 誘電式給電装置とそれを搭載する台車
JP3869768B2 (ja) 2002-07-19 2007-01-17 新日本製鐵株式会社 変圧器
JP2008112913A (ja) * 2006-10-31 2008-05-15 Toshiba Corp ギャップ付き変圧器及び非接触電力伝送装置
JP2010022183A (ja) * 2008-02-08 2010-01-28 Suri-Ai:Kk 電気自動車及びそれに好適な車両用誘導送電装置
JP2010035300A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Showa Aircraft Ind Co Ltd 非接触給電装置
CN102257698B (zh) 2008-11-18 2013-11-06 斯特曼-技术有限公司 用于传递电能的装置
DE102009021797B4 (de) * 2009-05-18 2015-04-23 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Fahrzeug mit Ladeanordnung für einen Energiespeicher des Fahrzeugs

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4612527A (en) * 1984-08-10 1986-09-16 United Kingdom Atomic Energy Authority Electric power transfer system
US5293308A (en) * 1991-03-26 1994-03-08 Auckland Uniservices Limited Inductive power distribution system
DE4236340A1 (de) * 1992-10-28 1994-05-05 Daimler Benz Ag Anordnung zur individuellen berührungslosen Energieübertragung auf bewegbare Verbraucher
CN1180335A (zh) * 1995-04-03 1998-04-29 戴姆勒－奔驰公司 带有能量和信息传输装置的有轨运输装置
CN101326706A (zh) * 2005-11-30 2008-12-17 Thk株式会社 无线传动器
CN101364747A (zh) * 2007-08-10 2009-02-11 东芝电梯株式会社 非接触式供电装置
WO2010137802A2 (ko) * 2009-05-27 2010-12-02 Ha Tae-Hun 철도 차량의 발전 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107251174A (zh) * 2015-02-16 2017-10-13 庞巴迪无接触运行有限责任公司 用于感应式功率传输的系统的功率传输单元、制造功率传输单元的方法及操作功率传输单元的方法
CN107251174B (zh) * 2015-02-16 2019-03-15 庞巴迪无接触运行有限责任公司 用于感应式功率传输的系统的功率传输单元、制造及操作功率传输单元的方法
US10403432B2 (en) 2015-02-16 2019-09-03 Bombardier Primove Gmbh Power transfer unit of a system for inductive power transfer, a method of manufacturing a primary power transfer unit and of operating a primary power transfer unit

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Publication number Publication date
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