CN107231034B - 充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法,用于控制充电桩向电动车输出适合的电压,该充电桩内设有电源适应组件;该电动车内设有若干蓄电池;该电动车内还设有电源输入组件;所述充电桩通过所述电源适应组件向电动车输出电能;所述电源适应组件包括监控模块、连接所述监控模块的充电控制模块、及连接所述充电控制模块的辅助电源;所述充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法包含若干步骤。本发明的充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法通过对辅助电源输出电流的检测及输出电压的控制,令单个辅助电源能根据电动车上不同的电源输入组件的特性而输出相应的电压,降低了充电桩的生产成本及保证了充电桩的使用安全。
Description
技术领域
本发明涉及电源控制技术,特别是涉及一种充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法。
背景技术
充电桩是一种为电动汽车提供充电的设备,其从交流电网获取电能,然后根据电动车的需要,为电动车输出适合的低压直流。由于电动车性能的多样化,不同型号的电动车所使用的充电电压可能不一样,目前电动车的主要充电电压有12V及24V。为适应不同充电电压的电动车的需求,现阶段的充电桩在其内部设置了电压等级为12V的辅助电源和电压等级为24V的辅助电源。在充电桩内设置多个辅助电源会造成充电桩成本的上升,同时,用户需要根据其电动车的特性在充电桩上手动选择相应电源等级的辅助电源为电动车充电,对自身电动车特性不熟的客户容易错选辅助电源,使辅助电压向电动车输出不相应的电压等级,有造成充电桩或电动车电气故障的风险。
发明内容
基于此,本发明提供一种令单个辅助电源能根据电动车特性输出适合充电电压的充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法。
为了实现本发明的目的,本发明采用以下技术方案:
一种充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法,用于控制充电桩向电动车输出适合的电压,该充电桩内设有电源适应组件;该电动车内设有若干蓄电池;该电动车内还设有电源输入组件;所述充电桩通过所述电源适应组件向电动车输出电能;所述电源适应组件包括监控模块、连接所述监控模块的充电控制模块、及连接所述充电控制模块的辅助电源;所述电源输入组件包括电池管理模块、及连接所述电池管理模块的终端接触器;所述电池管理模块与所述终端接触器连接;所述充电控制模块还与所述电池管理模块连接;所述辅助电源还与所述电池管理模块连接;所述辅助电源还与所述终端接触器连接;所述监控模块向充电桩外部设备发出充电状态信息;所述充电控制模块内记录有电流阀值Ith;所述充电控制模块内还记录有可变动电流值Ic;其特征在于,所述充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法包括以下步骤:
S10:进行连接确认,即所述充电控制模块确认所述辅助电源是否与所述电池管理模块可靠连接,若所述充电控制模块确认所述辅助电源与所述电池管理模块可靠连接,则进入步骤S11;
S11:所述充电控制模块控制所述辅助电源输出第一等级电压,然后进入步骤S12;
S12:所述充电控制模块检测所述辅助电源的输出电流Io,然后进入步骤S13;
S13:所述充电控制模块判断所述电池管理模块是否在正常工作;若判断结果为否,则进入步骤S20;若判断结果为是,则进入步骤S30;
S20:所述充电控制模块控制所述辅助电源输出第二等级电压,其中第二等级电压大于所述第一等级电压;
S30:所述充电控制模块调整所述辅助电源的输出电流限制值为Ib,同时,所述充电控制模块令所述辅助电源的输出电压逐渐提升,直至所述辅助电源的输出电流达到Ib,然后进入步骤S31;
S31:在所述辅助电源的输出电流达到Ib后,所述充电控制模块检测此时所述辅助电源的输出电压Vb,然后进入步骤S32;
S32:所述充电控制模块判断所述辅助电源在输出电流达到Ib时的输出电压Vb是否在第一等级电压附近;若判断结果为是,则进入步骤S40;若判断结果为否,则进入步骤S50;
S40:所述充电控制模块控制所述辅助电源保持输出第一等级电压;
S50:所述充电控制模块控制所述辅助电源保持输出第二等级电压。
在其中一个实施例中,所述步骤S20还包括如下步骤:
S21:进行通讯报文处理,即所述充电控制模块与所述电池管理模块间进行信息交互,然后进入步骤S22;
S22:所述充电控制模块判断与所述电池管理模块间的通讯是否正常;若判断结果为是,则进入步骤S23;若判断结果为否,则进入步骤S24;
S23:所述充电控制模块向所述监控模块发出正常充电确认信号,然后,所述监控模块向外部设备报送正常充电状态指示信号;
S24:所述充电控制模块向所述监控模块发出通讯异常信号,然后,所述监控模块向外部设备报送通讯异常状态指示信号。
在其中一个实施例中,所述步骤S40还包括如下步骤:
S41:进行通讯报文处理,即所述充电控制模块与所述电池管理模块间进行信息交互,然后进入步骤S42;
S42:所述充电控制模块判断与所述电池管理模块间的通讯是否正常;若判断结果为是,则进入步骤S43;若判断结果为否,则进入步骤S44;
S43:所述充电控制模块向所述监控模块发出正常充电确认信号,然后,所述监控模块向外部设备报送正常充电状态指示信号;
S44:所述充电控制模块向所述监控模块发出通讯异常信号,然后,所述监控模块向外部设备报送通讯异常状态指示信号。
在其中一个实施例中,所述步骤S50还包括如下步骤:
S51:进行通讯报文处理,即所述充电控制模块与所述电池管理模块间进行信息交互,然后进入步骤S52;
S52:所述充电控制模块判断与所述电池管理模块间的通讯是否正常;若判断结果为是,则进入步骤S53;若判断结果为否,则进入步骤S54;
S53:所述充电控制模块向所述监控模块发出正常充电确认信号,然后,所述监控模块向外部设备报送正常充电状态指示信号;
S54:所述充电控制模块向所述监控模块发出通讯异常信号,然后,所述监控模块向外部设备报送通讯异常状态指示信号。
在其中一个实施例中,所述第一等级电压为12V;所述第二等级电压为24V。
在其中一个实施例中,步骤S13中,所述充电控制模块根据所述辅助电源的输出电流Io的大小判断所述电池管理模块是否在正常工作;若所述辅助电源的输出电流Io大于或等于所述电流阀值Ith,则判断结果为是;若所述辅助电源的输出电流Io小于所述电流阀值Ith,则判断结果为否。
在其中一个实施例中,所述电流阀值Ith的设定值小于在所述电池管理模块正常工作同时所述终端接触器未接通状态下所述辅助电源的输出电流的大小。
在其中一个实施例中,在步骤S30中,所述充电控制模块根据在步骤S12中检测到的所述辅助电源输出电流Io及所述可变动电流值Ic计算出所述辅助电源的输出电流限制值Ib;所述辅助电源的输出电流限制值Ib为(Io+Ic)。
在其中一个实施例中,在所述辅助电源的输出电压提升过程中,所述充电控制模块在所述辅助电源的输出电压每次小幅提升后采样所述辅助电源的暂态输出电流Id;当满足Id大于或等于Ib后,所述充电控制模块采取限流保护措施,令所述辅助电源的输出电压停止提升并保持。
附图说明
图1为本发明涉及的充电桩内的电源适应组件与电动车内的电源输入组件之间的连接示意图;
图2为充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
请参阅图1,为本发明所涉及的电源适应组件10与电源输入组件20间的连接关系,电源适应组件10设置在充电桩中,电源输入组件20设置在电动车中,该充电桩用于向电动车输出电源;电动车内还设有若干蓄电池;所述充电桩通过所述电源适应组件10向电动车输出电能;所述电动车的电源输入组件20管理检测所述蓄电池的状态信息,同时将所述充电桩输出的电能分配至各所述蓄电池;所述电源适应组件10包括监控模块30、连接所述监控模块30的充电控制模块40、及连接所述充电控制模块40的辅助电源50;所述电源输入组件20包括电池管理模块60、及连接所述电池管理模块60的终端接触器70;所述电池管理模块60与所述终端接触器70连接。
所述充电控制模块40还与所述电池管理模块60连接;所述辅助电源50还与所述电池管理模块60连接;所述辅助电源50还与所述终端接触器70连接。
所述监控模块30向充电桩外部设备发出充电状态信息;所述充电控制模块40可与所述电池管理模块60进行通讯;所述充电控制模块40可控制并检测所述辅助电源50的输出电压及输出电流;所述充电控制模块40可向所述监控模块30发送充电状态信息;所述充电控制模块40内记录有电流阀值Ith;所述充电控制模块40内还记录有可变动电流值Ic;所述辅助电源50为所述电池管理模块60提供电能;所述辅助电源50可输出第一等级电压、第二等级电压及第一等级电压与第二等级电压之间的电压;所述第一等级电压为12V;所述第二等级电压为24V。
所述电池管理模块60用于管理所述电动车内的蓄电池的充电,同时能检测所述电动车内的电池状态;所述电池管理模块60还与所述电源适应组件10内的充电控制模块40进行信息交互;所述终端接触器70与所述电动车内的蓄电池连接;所述终端接触器70用于接通或分断所述蓄电池与所述辅助电源50间的连接;当输入电压满足相应条件后,所述终端接触器70才能接通。
所述电源输入组件20按照输入特性的不同可分多种类型,一般分为三种类型;第一种类型的所述电源输入组件20中的电池管理模块60仅在第二等级电压附近的输入电压下正常工作,第一种类型的所述电源输入组件20中的终端接触器70仅在第二等级电压附近的输入电压下接通,因此,当向第一种类型的所述电源输入组件20输入第一等级电压附近的输入电压时,第一种类型的所述电源输入组件20的输入电流接近零。
第二种类型的所述电源输入组件20中的电池管理模块60能在较宽的输入电压范围内工作,例如,第二种类型的所述电源输入组件20中的电池管理模块60可在9~36V范围内的任一电压值下工作,而第二种类型的所述电源输入组件20中的终端接触器70仅在第二等级电压附近的输入电压下才能接通,因此,在输入第一等级电压左右的电压时,第二种类型的所述电源输入组件20存在小幅的输入电流。
第三种类型的所述电源输入组件20中的电池管理模块60在第一等级电压附近的输入电压下正常工作,第三种类型的所述电源输入组件20中的终端接触器70在第一等级电压附近的输入电压下接通并为蓄电池充电,因此,在输入第一等级电压左右的电压时,第三种类型的所述电源输入组件20存在较大幅值的输入电流;当所述电源适应组件10向第三种类型的所述电源输入组件20输入第二等级电压时,则有可能因输出电流过大而导致所述电源适应组件10受损。
请参阅图2,为充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法的流程,所述充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法用于控制充电桩向电动车输出适合的充电电压,所述充电桩辅助电源50输出电压自适应控制方法包括以下步骤:
S10:进行连接确认,即所述充电控制模块40确认所述辅助电源50是否与所述电池管理模块60可靠连接,若所述充电控制模块40确认所述辅助电源50与所述电池管理模块60可靠连接,则进入步骤S11。
S11:所述充电控制模块40控制所述辅助电源50输出第一等级电压,然后进入步骤S12;
本步骤作为初始输出电压的步骤,因各种类型的电动车的允许输入电压一般为12V、24V或者在9V至36V范围内的任意值;若本步骤中直接输出较高的电压,如24V,而与所述电源适应组件10连接的所述电源输入组件20的允许输入电压为12V时,则由于所述辅助电源50输出电压与所述电源输入组件20的允许输入电压间存在较大电压差而引起所述电源适应组件10或所述电源输入组件20的受损;故本步骤中所述辅助电源50初始输出12V的电压;即,第一等级电压为电压值较低的电压。
S12:所述充电控制模块40检测所述辅助电源50的输出电流Io,然后进入步骤S13;
所述辅助电源50向所述电源输入组件20输出电压后,所述辅助电源50的电流很快会趋于稳定,故本步骤中所检测到的辅助电源50的输出电流Io是在稳定状态下的电流。
S13:所述充电控制模块40判断所述辅助电源50的输出电流Io是否大于或等于电流阀值Ith;若判断结果为否,则进入步骤S20;若判断结果为是,则进入步骤S30;
本步骤中,所述电流阀值Ith的设定值小于第二种类型的所述电源输入组件20在输入第一等级电压时的输入电流;第一种类型的所述电源输入模块的电池管理模块60及终端接触器70均仅适应24V的输入电压,因此,当所述辅助电源50向所述电源输入组件20中的电池管理模块60及终端接触器70输入12V电源时,若所述电源输入组件20的输入电流小于所述电流阀值Ith,则在确认所述辅助电源50与所述电池管理模块60可靠连接的前提下,可判定所述电源输入组件20为第一种类型,因第一种类型所述电源输入组件20的电池管理模块60在输入12V时无法正常运作,输入电流接近零。
S20:所述充电控制模块40控制所述辅助电源50输出第二等级电压;由上述步骤11可知,为减少设备受损,第二等级电压的电压值大于第一等级电压的电压值。
在其中一种实施方式中,所述步骤S20还包括步骤S21、S22、S23、S24。
S21:进行通讯报文处理,即所述充电控制模块40与所述电池管理模块60间进行信息交互,然后进入步骤S22。
S22:所述充电控制模块40判断与所述电池管理模块60间的通讯是否正常;若判断结果为是,则进入步骤S23;若判断结果为否,则进入步骤S24。
S23:所述充电控制模块40向所述监控模块30发出正常充电确认信号,然后,所述监控模块30向外部设备报送正常充电状态指示信号。
S24:所述充电控制模块40向所述监控模块30发出通讯异常信号,然后,所述监控模块30向外部设备报送通讯异常状态指示信号。
S30:所述充电控制模块40调整所述辅助电源50的输出电流限制值为Ib,同时,所述充电控制模块40令所述辅助电源50的输出电压逐渐提升,直至所述辅助电源50的输出电流达到Ib,然后进入步骤S31;
本步骤中,所述充电控制模块40根据在步骤S12中检测到的所述辅助电源50输出电流Io及所述可变动电流值Ic计算出所述辅助电源50的输出电流限制值Ib;所述辅助电源50的输出电流限制值Ib为(Io+Ic);所述辅助电源50的输出电压提升过程中,所述充电控制模块40在所述辅助电源50的输出电压每次小幅提升后采样所述辅助电源50的暂态输出电流Id,直至Id大于或等于Ib;满足Id大于或等于Ib后,所述充电控制模块40采取限流保护措施,令所述辅助电源50的输出电压停止提升并保持。
S31:在所述辅助电源50的输出电流达到Ib后,所述充电控制模块40检测此时所述辅助电源的输出电压Vb,然后进入步骤S32。
S32:所述充电控制模块40判断所述辅助电源50在输出电流达到Ib时的输出电压Vb是否在第一等级电压附近;若判断结果为是,则进入步骤S40;若判断结果为否,则进入步骤S50;
若所述电源输入组件20为第二种类型,则在所述辅助电源50输出电压上升过程中,所述辅助电源50的输出电流上升较慢,当所述辅助电源50的输出电流达到Ib时,所述电源输入组件20的输入电压已上升至24V附近,所述电源输入组件20内的终端接触器70已闭合,此时,所述充电控制模块40检测到的所述辅助电源50的输出电压在24V附近;若所述电源输入组件20为第三种类型,在所述辅助电源50的输出电压开始提升前,所述电源输入组件20中的终端接触器70已闭合,在所述辅助电源50的输出电流达到Ib时,所述辅助电源50的输出电压变动不大,保持在12V附近。
S40:所述充电控制模块40控制所述辅助电源50保持输出第一等级电压。
在其中一种实施方式中,所述步骤S40还包括步骤S41、S42、S43、S44。
S41:进行通讯报文处理,即所述充电控制模块40与所述电池管理模块60间进行信息交互,然后进入步骤S42。
S42:所述充电控制模块40判断与所述电池管理模块60间的通讯是否正常;若判断结果为是,则进入步骤S43;若判断结果为否,则进入步骤S44。
S43:所述充电控制模块40向所述监控模块30发出正常充电确认信号,然后,所述监控模块30向外部设备报送正常充电状态指示信号。
S44:所述充电控制模块40向所述监控模块30发出通讯异常信号,然后,所述监控模块30向外部设备报送通讯异常状态指示信号。
S50:所述充电控制模块40控制所述辅助电源50保持输出第二等级电压。
在其中一种实施方式中,所述步骤S50还包括步骤S51、S52、S53、S54。
S51:进行通讯报文处理,即所述充电控制模块40与所述电池管理模块60间进行信息交互,然后进入步骤S52。
S52:所述充电控制模块40判断与所述电池管理模块60间的通讯是否正常;若判断结果为是,则进入步骤S53;若判断结果为否,则进入步骤S54。
S53:所述充电控制模块40向所述监控模块30发出正常充电确认信号,然后,所述监控模块30向外部设备报送正常充电状态指示信号。
S54:所述充电控制模块40向所述监控模块30发出通讯异常信号,然后,所述监控模块30向外部设备报送通讯异常状态指示信号。
本发明中,通过将与所述辅助电源50输出电压调整相关的步骤设置在前,能确保所述电池管理模块60能获得适合的工作电压,使所述电池管理模块60能正常实现信息交互。
通过所述监控模块30向外部设备输出所述电源适应组件10与电源输入组件20间的工作状态信息,可方便跟踪所述充电桩的运行状态,有效进行对充电桩的维护保养。
本实施例中,通过对辅助电源输出电流的检测及输出电压的控制,令单个辅助电源能根据电动车上不同的电源输入组件的特性而输出相应的电压,降低了充电桩的生产成本及保证了充电桩的使用安全。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法,用于控制充电桩向电动车输出适合的电压,该充电桩内设有电源适应组件;该电动车内设有若干蓄电池;该电动车内还设有电源输入组件;所述充电桩通过所述电源适应组件向电动车输出电能;所述电源适应组件包括监控模块、连接所述监控模块的充电控制模块、及连接所述充电控制模块的辅助电源;所述电源输入组件包括电池管理模块、及连接所述电池管理模块的终端接触器;所述电池管理模块与所述终端接触器连接;所述充电控制模块还与所述电池管理模块连接;所述辅助电源还与所述电池管理模块连接;所述辅助电源还与所述终端接触器连接;所述监控模块向充电桩外部设备发出充电状态信息;所述充电控制模块内记录有电流阀值Ith;所述充电控制模块内还记录有可变动电流值Ic;其特征在于,所述充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法包括以下步骤:
S10:进行连接确认,即所述充电控制模块确认所述辅助电源是否与所述电池管理模块可靠连接,若所述充电控制模块确认所述辅助电源与所述电池管理模块可靠连接,则进入步骤S11;
S11:所述充电控制模块控制所述辅助电源输出第一等级电压,然后进入步骤S12;
S12:所述充电控制模块检测所述辅助电源的输出电流Io,然后进入步骤S13;
S13:所述充电控制模块判断所述电池管理模块是否在正常工作;若判断结果为否,则进入步骤S20;若判断结果为是,则进入步骤S30;
S20:所述充电控制模块控制所述辅助电源输出第二等级电压,其中第二等级电压大于所述第一等级电压;
S30:所述充电控制模块调整所述辅助电源的输出电流限制值为Ib,同时,所述充电控制模块令所述辅助电源的输出电压逐渐提升,直至所述辅助电源的输出电流达到Ib,然后进入步骤S31;
S31:在所述辅助电源的输出电流达到Ib后,所述充电控制模块检测此时所述辅助电源的输出电压Vb,然后进入步骤S32;
S32:所述充电控制模块判断所述辅助电源在输出电流达到Ib时的输出电压Vb是否在第一等级电压附近;若判断结果为是,则进入步骤S40;若判断结果为否,则进入步骤S50;
S40:所述充电控制模块控制所述辅助电源保持输出第一等级电压;
S50:所述充电控制模块控制所述辅助电源保持输出第二等级电压。
2.根据权利要求1所述的充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法,其特征在于,所述步骤S20还包括如下步骤:
S21:进行通讯报文处理,即所述充电控制模块与所述电池管理模块间进行信息交互,然后进入步骤S22;
S22:所述充电控制模块判断与所述电池管理模块间的通讯是否正常;若判断结果为是,则进入步骤S23;若判断结果为否,则进入步骤S24;
S23:所述充电控制模块向所述监控模块发出正常充电确认信号,然后,所述监控模块向外部设备报送正常充电状态指示信号;
S24:所述充电控制模块向所述监控模块发出通讯异常信号,然后,所述监控模块向外部设备报送通讯异常状态指示信号。
3.根据权利要求1所述的充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法,其特征在于,所述步骤S40还包括如下步骤:
S41:进行通讯报文处理,即所述充电控制模块与所述电池管理模块间进行信息交互,然后进入步骤S42;
S42:所述充电控制模块判断与所述电池管理模块间的通讯是否正常;若判断结果为是,则进入步骤S43;若判断结果为否,则进入步骤S44;
S43:所述充电控制模块向所述监控模块发出正常充电确认信号,然后,所述监控模块向外部设备报送正常充电状态指示信号;
S44:所述充电控制模块向所述监控模块发出通讯异常信号,然后,所述监控模块向外部设备报送通讯异常状态指示信号。
4.根据权利要求1所述的充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法,其特征在于,所述步骤S50还包括如下步骤:
S51:进行通讯报文处理,即所述充电控制模块与所述电池管理模块间进行信息交互,然后进入步骤S52;
S52:所述充电控制模块判断与所述电池管理模块间的通讯是否正常;若判断结果为是,则进入步骤S53;若判断结果为否,则进入步骤S54;
S53:所述充电控制模块向所述监控模块发出正常充电确认信号,然后,所述监控模块向外部设备报送正常充电状态指示信号;
S54:所述充电控制模块向所述监控模块发出通讯异常信号,然后,所述监控模块向外部设备报送通讯异常状态指示信号。
5.根据权利要求1所述的充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法,其特征在于,所述第一等级电压为12V;所述第二等级电压为24V。
6.根据权利要求1所述的充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法,其特征在于,步骤S13中,所述充电控制模块根据所述辅助电源的输出电流Io的大小判断所述电池管理模块是否在正常工作;若所述辅助电源的输出电流Io大于或等于所述电流阀值Ith,则判断结果为是;若所述辅助电源的输出电流Io小于所述电流阀值Ith,则判断结果为否。
7.根据权利要求6所述的充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法,其特征在于,所述电流阀值Ith的设定值小于在所述电池管理模块正常工作同时所述终端接触器未接通状态下所述辅助电源的输出电流的大小。
8.根据权利要求1所述的充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法,其特征在于,在步骤S30中,所述充电控制模块根据在步骤S12中检测到的所述辅助电源输出电流Io及所述可变动电流值Ic计算出所述辅助电源的输出电流限制值Ib;所述辅助电源的输出电流限制值Ib为(Io+Ic)。
9.根据权利要求8所述的充电桩辅助电源输出电压自适应控制方法,其特征在于,在所述辅助电源的输出电压提升过程中,所述充电控制模块在所述辅助电源的输出电压每次小幅提升后采样所述辅助电源的暂态输出电流Id;当满足Id大于或等于Ib后,所述充电控制模块采取限流保护措施,令所述辅助电源的输出电压停止提升并保持。
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