CN106992559A - 充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种相比于现有技术，各充电器的使用状况更加均等的充电系统。充电系统(10)具备多个充电器(11、12、……、1n)。第一充电器(11)的控制部(22)在来自于与第一充电器(11)的充电口(20)已经连接的电动车的充电要求超出充电部(21)的可输出电力时，基于与第二充电器(12、……、1n)相关的第二充电器信息，对第二充电器(12、……、1n)发出向电力共享电缆(30)输出辅助电力的要求。

Description

充电系统
技术领域
本发明涉及电动车用的充电系统。
背景技术
以往，已知有电动汽车、插电式混合动力车等的电动车用的充电系统(日本专利第5723811号公报，以下称为“专利文献1”)。现有的充电系统具有能够利用电力电缆相互供给电力的多个充电器。各充电器具有：充电用连接器；向电动车供给充电电力的二次电池；和控制单元，该控制单元控制配置在充电用连接器与二次电池之间的开关的开闭以及配置在充电用连接器与其他的充电器的二次电池之间的开关的开闭。
在现有的充电系统中，在应进行充电的充电器中内置的二次电池的余量少的情况下，充电器的控制单元打开配置在二次电池与充电连接器之间的开关，关闭配置在其他的充电器的二次电池中余量充足的二次电池与充电连接器之间的开关。由此，能够利用从其他的充电器的二次电池供给的电力来进行充电。
发明内容
在专利文献1记载的充电系统中，控制单元仅考虑各二次电池的目前的余量，而完全不考虑到目前为止的使用状况。因此，在现有的充电系统中，有可能在长期的使用中在充电器的使用状况上发生失衡，一部分充电器比其他的充电器更加过早地劣化。
本发明的目的在于提供一种相比于现有充电系统，各充电器的使用状况更加均等的充电系统。
本发明的一个方式的电动车用的充电系统，其特征在于，具有：
多个充电器，以及
连接上述多个充电器的各充电部的电力共享电缆，
上述多个充电器至少包括第一充电器和第二充电器，在上述多个充电器之间能够进行通信，上述多个充电器各自具有：
能够装卸于上述电动车的至少一个充电口，
充电部，上述充电部与上述充电口连接，根据来自于与上述充电口已经连接的上述电动车的充电要求向上述充电口输出充电电力，和
控制部，上述控制部控制上述充电部；
上述第一充电器的上述控制部在来自于与上述第一充电器的上述充电口已经连接的上述电动车的充电要求超出上述第一充电器的上述充电部的可输出电力时，基于与上述第二充电器相关的第二充电器信息，对上述第二充电器发出向上述电力共享电缆输出辅助电力的要求。
另外，本发明的其他方式的电动车用的充电系统具有：
多个充电器，
连接上述多个充电器的各充电部的电力共享电缆；以及
能够与上述多个充电器的各个分别进行通信的综合控制部，
上述多个充电器至少包括第一充电器和第二充电器，上述多个充电器各自具有：
能够装卸于上述电动车的至少一个充电口，
充电部，上述充电部与上述充电口连接，根据来自于与上述充电口连接的上述电动车的充电要求向上述充电口输出充电电力，和
控制部，上述控制部控制上述充电部；
上述综合控制部在来自于与上述第一充电器的上述充电口已经连接的上述电动车的充电要求超出上述第一充电器的上述充电部的可输出电力时，基于与上述第二充电器相关的第二充电器信息，对上述第二充电器发出对上述电力共享电缆输出辅助电力的要求。
发明效果
根据本发明的充电系统，能够相比于现有的充电系统使各充电器的使用状况更均等。
附图说明
图1为实施方式的充电系统的框图。
图2为表示实施方式的充电系统的动作的序列图。
图3为表示图2的信息共享处理的流程图。
图4为表示充电系统的存储部中存储的信息的图。
图5为表示图2的辅助要求决定处理的流程图。
图6为变形例的充电系统的框图。
符号说明：
10 充电系统
11、12、13、14、……、1n 充电器
20a、20b、20c、20d 充电口
21 充电部
22 控制部
23 存储部
24 输入部
25 继电器
30 电力共享电缆
31 通信电缆(通信单元)
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的充电系统的实施方式进行说明。
[实施方式]
参照图1对实施方式的充电系统10进行说明。充电系统10具有n个充电器11、12、……、1n；电力共享电缆30；和通信电缆31(通信单元)。此处，n为2以上，优选为3以上的整数。n个充电器11、12、……、1n构成充电器组。
由于充电器11、12、……、1n的结构相同，因此以充电器11的结构为代表进行说明。
充电器11具有：至少一个充电口20a、20b、20c、20d；充电部21；继电器25；控制部22；和输入部24。以下，也将充电口20a、20b、20c、20d不加以区分地统称为充电口20。充电口20能够装卸于电动汽车、插电式混合动力车等的电动车。充电部21向与充电口20已经连接的电动车输出充电电力。控制部22控制充电部21和继电器25。输入部24接收由使用者进行的各种输入。在充电部21上连接有电力共享电缆30。在控制部22上连接有通信电缆31。继电器25插装于电力共享电缆30。控制部22具有存储各种信息的存储部23。
充电部21具有将由商用交流电力生成的直流电力作为充电电力向充电口20输出的电力转换电路。充电部21在不超出预定的可输出电力(额定输出电力)的范围内生成直流电力。充电器11的充电部21还能够将经由电力共享电缆30从其他的充电器12、……、1n输出的直流的辅助电力与自身生成的直流电力的合计电力作为充电电力进行输出。
控制部22具有微处理器(MPU，Micro-processing unit)。控制部22掌握来自于与充电口20连接的电动车的充电要求和充电部21向充电口20输出的充电电力。控制部22控制充电部21和继电器25。另外，控制部22发送与辅助电力的输出相关的要求(以下称为“辅助要求”)。另外，控制部22进行后述的信息共享处理。信息共享处理每经过规定的时间就重复进行。另一方面，在满足预定的条件的情况下，控制部22控制充电部21和继电器25。另外，在满足预定的条件的情况下，控制部22发送辅助要求。
存储部23包括随机存取存储器等易失性存储器和/或闪速存储器等非易失性存储器而构成。存储部23存储输入部24接收的设定、自身充电器信息(第一充电器信息)和其他充电器信息(第二充电器信息)。其他充电器信息为在信息共享处理中控制部22接收到的与其他的充电器12、……、1n相关的信息。自身充电器信息为与充电器11相关的信息。
输入部24例如为带触摸面板的显示装置。输入部24接收与充电预约相关的设定以及与均等充电相关的设定。
继电器25由控制部22控制开闭。在接收来自于其他的充电器12、……、1n的辅助电力的供给的情况下，以及在有来自于其他的充电器12、……、1n的控制部22的辅助要求的情况下，充电器11的控制部22关闭继电器25。由此，经由电力共享电缆30共享电力。在上述以外的情况下，控制部22打开继电器25。继电器25为了防止向与意图方向相反的方向供给电力，优选具有二极管等逆流防止单元。
图2为表示本实施方式的充电系统10的动作的序列图。充电系统10的动作具有信息共享处理S1、辅助要求决定处理S2、辅助输出开始处理S3和输出开始处理S4。
利用全部充电器11、12、……、1n的各控制部22，每经过规定的时间就重复进行信息共享处理S1。由此，各充电器的最新的信息总是共享。
从电动车接受到充电要求的充电器(图2中为充电器11)的控制部22进行辅助要求决定处理S2。在辅助要求决定处理S2中，控制部22判断仅通过充电器11的充电部21能否输出所要求的充电电力。在判断为不能输出的情况下，控制部22从其他的充电器12、……、1n中选定辅助充电器(图2中为充电器12)。然后，控制部22经由通信电缆31向充电器12发送辅助要求，并且关闭充电器11的继电器25。另一方面，在判断为能够得到所要求的输出的情况下，控制部22使充电部21输出所要求的充电电力(输出开始处理S4)。此时，充电器11的继电器25保持打开状态。
接收到辅助要求的充电器12的控制部22关闭充电器12的继电器25，并且使充电器12的充电部21开始辅助电力的输出(辅助输出开始处理S3)。
然后，充电器11的控制部22使充电器11的充电部21输出包括从充电器12输出的辅助电力的充电电力(输出开始处理S4)。
参照图3，对信息共享处理S1详细地进行说明。信息共享处理S1具有步骤S11～S13。步骤S11～S13依次执行。而且，步骤S11也可以在步骤S13之后执行。
在步骤S11中，各充电器的控制部22接收其他充电器信息。其他充电器信息为表示该充电器的到目前为止的使用状况的信息。其他充电器信息例如为剩余电力、总工作时间、空闲经过时间、充电预约设定。剩余电力通过下式计算得出。
剩余电力＝充电部21的可输出电力－充电部21输出的充电电力之和
总工作时间为到目前为止充电部21输出充电电力的时间的累计时间。空闲经过时间为从充电部21成为空闲状态(不输出充电电力的状态)的时刻开始到目前的时刻为止的经过时间。充电预约设定是由使用者进行的充电预约设定的有无。接收到的其他充电器信息被存储在存储部23中。此时，存储在存储部23中的旧的其他充电器信息被消去。
根据本实施方式，由于其他充电器信息包括表示到目前为止的使用状况的信息，因此能够缓和一部分的充电器比其他的充电器更早地劣化。
在步骤S12中，各充电器的控制部22计算自身充电器的剩余电力。在步骤S13中，各充电器的控制部22发送自身充电器信息。自身充电器信息包括在步骤S12中计算得出的剩余电力、总工作时间、空闲经过时间、充电预约设定。
利用信息共享处理S1，共享充电系统10的全部充电器11、12、……、1n的信息。
图4表示进行了1次以上的信息共享处理S1以后的、在充电器11的存储部23中存储的信息的一个示例。在存储部23中存储有自身充电器信息、其他充电器信息、充电器11的均等充电设定。自身充电器信息包括充电器11的剩余电力、总工作时间、空闲经过时间、充电预约设定。其他充电器信息包括充电器12、……、1n的剩余电力、总工作时间、空闲经过时间、充电预约设定。此外，在充电器11的存储部23中存储有以充电器11为基准的充电器间距离。充电器间距离例如在充电系统10的设置时经由输入部24由设置操作者输入。
接着，参照图5，对辅助要求决定处理S2详细地进行说明。辅助要求决定处理S2具有步骤S21～S29。以下，对充电器11从电动车接受到充电要求的情况进行说明。
在步骤S21中，充电器11的控制部22利用下式计算出不足电力。
不足电力＝(充电部21输出的充电电力之和+充电要求)－可输出电力
例如，在可输出电力为50kW，与充电口20a新连接的电动车的充电要求为20kW，不使用充电口20b、20c、20d的情况下，不足电力为－30kW。这表示即使向新连接的电动车输出所要求的20kW，也会剩余30kW的电力。另一方面，在可输出电力为50kW，与充电口20a新连接的电动车的充电要求为20kW，从充电口20b、20c、20d输出共计40kW的充电电力的情况下，不足电力为10kW。这表示当想要向新连接的电动车输出所要求的20kW时，缺少10kW(10kW不足)。
在步骤S22中，充电器11的控制部22判定在步骤S21中计算出的不足电力是否比0kW大。在不满足判定条件的情况下(仅通过充电器11的充电部21就能够输出所要求的充电电力的情况下)，决定不对其他的充电器12、……、1n要求辅助(步骤S23)。另一方面，在满足判定条件的情况下(仅通过充电器11的充电部21不能输出所要求的充电电力的情况下)，进入到步骤S24。
在步骤S24中，充电器11的控制部22判定在步骤S21中计算出的不足电力是否为其他的充电器12、……、1n的剩余电力之和以下。此时，控制部22参照存储部23。在不满足判定条件的情况下(在将其他的充电器12、……、1n的剩余电力全部作为辅助电力也不能输出所要求的充电电力的情况下)，决定不对其他的充电器12、……、1n要求辅助(步骤S23)。此时，控制部22可以对新连接的电动车传达不能立刻开始充电的意旨。由此，能够防止不满足电动车的充电要求，却向其他的充电器12、……、1n要求辅助电力的输出的情况。另一方面，在满足判定条件的情况下(如果以其他的充电器12、……、1n的剩余电力作为辅助电力能够输出所要求的充电电力的情况下)，进入到步骤S25。
在步骤S25中，充电器11的控制部22参照存储部23，判定是否进行了均等充电设定。所谓均等充电是指在能够进行辅助电力的输出的充电器存在多个的情况下，使这些充电器均等地输出辅助电力的充电方式。在未进行均等充电设定的情况下进入到步骤S26，在进行了均等充电设定的情况下进入到步骤S27。
在步骤S26中，充电器11的控制部22基于其他的充电器12、……、1n的剩余电力、充电预约设定和排序值，决定应输出辅助电力的1个以上的充电器(辅助充电器)以及向各辅助充电器要求的辅助电力。此时，控制部22参照存储部23。
在步骤S26中，充电器11的控制部22参照存储部23，并利用下式计算出其他的充电器12、……、1n的排序值。
排序值＝A×空闲经过时间/(B×总工作时间+C×充电器间距离)
此处，系数A、B、C为预先设定的加权系数(其中，A＞0、B＞0、C＞0)。根据上式可知排序值随着空闲经过时间的加长而增加。随着总工作时间的加长，并且，随着充电器间距离的变大，排序值减小。因此，排序值高的充电器比排序值低的充电器更适于辅助充电器。
接着，充电器11的控制部22将进行了充电预约设定的其他的充电器12、……、1n从辅助充电器的候补中排除。由此，避免由使用者使进行了充电预约设定的充电器成为辅助充电器，能够防止无法响应充电预约的情况。
接着，充电器11的控制部22以未被排除的其他的充电器12、……、1n中剩余电力最多的充电器(例如充电器12)作为辅助充电器。然后，决定在剩余电力的范围内向辅助充电器要求辅助电力的输出。在充电器12的剩余电力为不足电力以上的情况下，能够由来自充电器12的辅助电力补充全部的不足电力。在该情况下，如以上所述，步骤S26结束。另一方面，在充电器12的剩余电力少于不足电力的情况下，利用来自充电器12的辅助电力只能够补充不足电力的一部分。在该情况下，决定还向未被排除的其他的充电器12、……、1n中仅次于充电器12的剩余电力较多的充电器(例如充电器13)在剩余电力的范围内要求辅助电力的输出。
在剩余电力相等的其他的充电器12、……、1n为2个以上的情况下，以排序值高的充电器优先作为辅助充电器。例如，在充电器12(剩余电力：50kW、排序值：7)、充电器13(剩余电力：40kW、排序值：6)和充电器14(剩余电力：40kW、排序值：8)为辅助充电器的候补的情况下，首先，以充电器12作为辅助充电器。在仅通过充电器12的剩余电力不能够补充全部的不足电力的情况下，以充电器14作为第二个辅助充电器。在即使将充电器12与充电器14的剩余电力相加也不能够补充全部的不足电力的情况下，进一步以充电器13作为第三个辅助充电器。
在步骤S27中，充电器11的控制部22判定其他的充电器12、……、1n的剩余电力之和是否相对于不足电力而言足够大(例如剩余电力之和是否为不足电力的2倍以上)。此时，控制部22参照存储部23。在不满足判定条件的情况下，不适合进行均等充电，或者不能进行均等充电的可能性很高。因此，执行步骤S26，决定辅助充电器和辅助电力。在该情况下，不进行均等充电。另一方面，在满足判定条件的情况下，进入到步骤S28。
在步骤S28中，充电器11的控制部22将进行了充电预约设定的其他的充电器12、……、1n以及剩余电力为0kW的其他的充电器12、……、1n从辅助充电器的候补中排除。然后，控制部22将未被排除的其他的充电器12、……、1n作为辅助充电器，利用下式决定辅助电力。
辅助电力＝不足电力/辅助充电器的数量
利用均等充电功能，能够使各充电器的使用状况更均等。
在步骤S29中，基于步骤S26或者步骤S28的决定，向辅助充电器发送辅助要求。
接着，对本实施方式的充电系统10的动作例进行说明。而且，在以下的各动作例中，充电器的数量n为4个，各充电器11、12、13、14的充电部21的可输出电力为50kW。在动作例1、2中，未对充电器11进行均等充电设定。在动作例3、4中，对充电器11进行了均等充电设定。此处，进行均等充电的条件为其他的充电器的剩余电力之和为不足电力的2倍以上的情况，在小于2倍的情况下即使进行了均等充电设定也不进行均等充电。
[动作例1](均等充电设定：无)
表1
充电器11从充电口20c、20d输出共计50kW的充电电力。充电器12、13、14完全不输出充电电力。无论在哪一个充电器11、12、13、14中都没有进行充电预约设定。此时，从与充电器11的充电口20a新连接的电动车收到10kW的充电要求，缺少10kW(10kW不足)。在该情况下，充电器12、13、14中排序值最大的充电器12成为辅助充电器。然后，充电器12向充电器11输出10kW的辅助电力。
[动作例2](均等充电设定：无)
表2
充电器11从充电口20c、20d输出共计50kW的充电电力。充电器12、13、14完全不输出充电电力。仅在充电器12中进行了充电预约设定。此时，从与充电器11的充电口20a新连接的电动车收到10kW的充电要求，缺少10kW(10kW不足)。在该情况下，首先，进行了充电预约设定的充电器12从辅助充电器的候补中排除。然后，未被排除的充电器13、14中排序值最大的充电器13成为辅助充电器。然后，充电器13向充电器11输出10kW的辅助电力。
[动作例3](均等充电设定：有)
表3
充电器11从充电口20a输出30kW的充电电力。充电器12、13、14输出30kW、20kW、30kW的充电电力。无论在哪一个充电器11、12、13、14中都没有进行充电预约设定。此时，从与充电器11的充电口20c以及充电口20d新连接的电动车收到共计60kW的充电要求，缺少40kW(40kW不足)。在该情况下，充电器12、13、14中剩余电力最多的充电器13成为辅助充电器。然后，充电器13向充电器11输出30kW的辅助电力。进一步，剩余电力多得仅次于充电器13，并且排序值最大的充电器12成为第二个辅助充电器。然后，充电器12向充电器11输出10kW的辅助电力。
而且，在本动作例中，虽然对充电器11进行了均等充电设定，但是充电器12、13、14的剩余电力之和(70kW)小于不足电力(40kW)的2倍，所以不进行均等充电。
[动作例4](均等充电设定：有)
表4
充电器11从充电口20a输出30kW的充电电力。充电器12、13、14完全不输出充电电力。无论在哪一个充电器11、12、13、14中都没有进行充电预约设定。此时，从与充电器11的充电口20c以及充电口20d新连接的电动车收到共计50kW的充电要求，缺少30kW(30kW不足)。在该情况下，没有进行充电预约设定，并且剩余电力不为0kW的全部充电器(充电器12、13、14)成为辅助充电器。然后，充电器12、13、14分别各向充电器11输出10kW(＝30kW/3)的辅助电力。
而且，与动作例3不同，在本动作例中，由于充电器12、13、14的剩余电力之和(150kW)为不足电力(30kW)的2倍以上，因此按照设定进行均等充电。
[变形例]
本发明的充电系统不限定于上述实施方式。例如，充电系统也可以具有结构不同的多个充电器。图6表示变形例的充电系统10’的一个示例。充电器11’具有两个充电口20a、20b和可输出电力为50kW的充电部21。充电器12’具有四个充电口20a、20b、20c、20d和可输出电力为50kW的充电部21。充电器1n’具有三个充电口20a、20b、20c和可输出电力为40kW的充电部21。
作为其他充电器信息和自身充电器信息的剩余电力、总工作时间、空闲经过时间和充电预约设定为一个示例。其他充电器信息和自身充电器信息只要包括关于到目前为止的使用状况的至少一个信息，则能够适当变更。排序值的计算方法也不限于实施方式。
在本发明的充电系统中，也可以省略均等充电功能。在该情况下，辅助要求决定处理S2的步骤S25、S27、S28便不再需要。
在本发明的充电系统中，也可以省略充电预约功能。在该情况下，在辅助要求决定处理S2的步骤S26、S28中，不需要考虑充电预约设定。
本发明的充电系统的充电器间的通信也可以为无线通信。
实施方式的充电系统的多个充电器11、12、……、1n各自的控制部22具有存储部23，但是也可以使配置在多个充电器11、12、……、1n的外部的共通的存储部存储各种信息。或者，也可以使设置在多个充电器11、12、……、1n中的任意一个充电器中的存储部存储各种信息。在该情况下，不具有存储部的充电器的控制部参照设置在某一个充电器中的存储部即可。
实施方式的充电系统为，一个充电器的控制部向其他的充电器发送辅助要求，但是也可以设置与多个充电器11、12、……、1n的各个经由通信电缆(通信单元)能够通信地进行连接的综合控制部，综合制御部向其他的充电器发送辅助要求而使其输出辅助电力，或者也可以控制各充电器的继电器25的开闭。

Claims (9)

1.一种电动车用的充电系统，其特征在于，具有：
多个充电器；以及
连接所述多个充电器的各充电部(21)的电力共享电缆(30)，
所述多个充电器至少包括第一充电器(11)和第二充电器(12)，在所述多个充电器之间能够进行通信，
所述多个充电器各自具有：
能够装卸于所述电动车的至少一个充电口(20)；
充电部(21)，所述充电部(21)与所述充电口(20)连接，根据来自于与所述充电口(20)已经连接的所述电动车的充电要求向所述充电口(20)输出充电电力；和
控制部(22)，所述控制部(22)控制所述充电部(21)；
所述第一充电器(11)的所述控制部(22)在来自于与所述第一充电器(11)的所述充电口(20)已经连接的所述电动车的充电要求超出所述第一充电器(11)的所述充电部(21)的可输出电力时，基于与所述第二充电器(12)相关的第二充电器信息，对所述第二充电器(12)发出向所述电力共享电缆(30)输出辅助电力的要求。
2.一种电动车用的充电系统，其特征在于，具有：
多个充电器；
连接所述多个充电器的各充电部(21)的电力共享电缆(30)；以及
能够与所述多个充电器的各个充电器分别进行通信的综合控制部，
所述多个充电器至少包括第一充电器(11)和第二充电器(12)，所述多个充电器各自具有：
能够装卸于所述电动车的至少一个充电口(20)；
充电部(21)，所述充电部(21)与所述充电口(20)连接，根据来自于与所述充电口(20)已经连接的所述电动车的充电要求向所述充电口(20)输出充电电力；和
控制部(22)，所述控制部(22)控制所述充电部(21)，
所述综合控制部在来自于与所述第一充电器(11)的所述充电口(20)连接的所述电动车的充电要求超出所述第一充电器(11)的所述充电部(21)的可输出电力时，基于与所述第二充电器(12)相关的第二充电器信息，对所述第二充电器(12)发出对所述电力共享电缆(30)输出辅助电力的要求。
3.根据权利要求1或2所述的充电系统，其特征在于，
所述控制部在每经过规定的时间时接收所述第二充电器信息。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的充电系统，其特征在于，
所述第二充电器信息包括从所述第二充电器(12)的可输出电力中减去了所述第二充电器(12)已输出的充电电力之和得到的剩余电力。
5.根据权利要求4所述的充电系统，其特征在于，
所述第二充电器信息还包括对所述第二充电器(12)输出充电电力的时间进行累计得出的总工作时间。
6.根据权利要求4或5所述的充电系统，其特征在于，
所述第二充电器信息还包括从所述第二充电器(12)成为空闲状态开始的经过时间。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的充电系统，其特征在于，
所述第一充电器(11)的所述控制部(22)只在来自于与所述第一充电器(11)的所述充电口(20)已经连接的所述电动车的充电要求中超出所述可输出电力的部分为所述第二充电器(12)的所述剩余电力之和以下的情况下要求所述辅助电力的输出。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的充电系统，其特征在于，
所述多个充电器各自还具有接收与由使用者进行的充电预约相关的设定的输入部(24)，
所述第二充电器信息还包括与所述充电预约相关的设定，
所述第一充电器(11)的所述控制部(22)将所述第二充电器(12)中进行了所述充电预约的充电器从所述辅助电力的输出要求的发送对象中排除。
9.根据权利要求4～8中任一项所述的充电系统，其特征在于，
所述多个充电器各自还具有接收与由使用者进行的均等充电相关的设定的输入部(24)，
在进行了与所述均等充电相关的设定的情况下，所述第一充电器(11)的所述控制部(22)将所述第二充电器(12)中所述剩余电力为零的充电器从所述辅助电力的输出要求的发送对象中排除，对未被排除的所述充电器的各个均等地要求所述辅助电力的输出。
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