CN107710006A - 用于id分配的电池模块和单体电池配置识别系统 - Google Patents

用于id分配的电池模块和单体电池配置识别系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于ID分配的电池模块和单体电池配置识别系统，并且更具体地，涉及用于ID分配的电池模块和单体电池配置识别系统，其识别串联连接的电池单体和电池模块的数目以向各电池模块的BMS和电池单体分配ID。

Description

用于ID分配的电池模块和单体电池配置识别系统
技术领域
本发明涉及用于标识符分配的识别电池模块和单体电池(单电池，cell)配置的系统，并且更具体地，涉及用于识别彼此串联连接的电池模块的数目以向各电池模块的BMS分配ID(标识，标识符)或者识别彼此串联连接的电池单体的数目以向各电池模块中包括的多个电池单体分配ID的系统。
背景技术
通常，将具有多个电池单体的多个电池模块彼此串联电连接以构成电池组(battery pack)。
电池组具有用于监测和控制电池组和其中包括的电池组和电池模块的状态的电池管理系统(BMS)。
此外，各电池模块还可以具有用于管理其中包括的单体电池的BMS。此处，将用于管理整个电池组的BMS设置为主BMS，并且将电池模块的BMS设置为从BMS。
根据现有技术，在电池组包括具有相同电压并且串联连接的两个或更多个电池模块的情况下，电池组的BMS不能自主地识别电池模块的配置，因此应手动输入电池模块的数目并且应开发和管理对应于电池模块的数目的BMS S/W。
因此，在向各电池模块的BMS分配ID以控制电池组时，通过手动输入电池模块的数目来分配ID，造成不便。
此外，各电池模块独立地具有多个不同的电池单体，并且还应分配每个电池单体的ID以控制电池组。
因此，在分配电池单体ID时应手动输入各电池模块中包括的电池单体的数目，并且应开发和管理对应于单体电池的数目的各电池模块的BMS S/W。
当如上所述向电池模块和各电池单体的BMS分配ID时，出现这样的问题：应手动输入电池模块的数目和电池单体的数目并且应存储与对应数目相匹配的BMS S/W的部分(pieces)。
发明内容
技术问题
本发明提供了用于识别电池模块和单体电池配置以分配ID的系统，其能够解决在向电池模块和单体电池分配ID时手动输入电池模块的数目和电池单体的数目的不便。
技术方案
根据本发明的一个实施方案的用于识别电池模块和单体电池配置以分配包括串联连接的多个电池单体的多个电池模块的ID的系统，其中电池模块包括配置成测量电池模块的模块电压的电池模块BMS，其中通过串联连接多个电池模块而配置的电池组的电池组BMS包括：配置成测量电池组的组电压的测量单元；以及配置成基于由电池模块BMS测量的模块电压和由电池组的测量单元测量的组电压来识别所连接的电池模块的数目以向各电池模块BMS分配ID的控制单元，其中所述系统包括配置成存储由控制单元识别的模块的数目的存储器。
控制单元可以包括：配置成通过将由电池组的测量单元测量的组电压除以由电池模块BMS测量的模块电压来计算电池模块的数目的计算单元；以及配置成将电池组BMS设置为主BMS，将电池模块BMS设置为从BMS，并根据存储器中存储的电池模块的数目分配从BMS的ID的ID分配单元。
电池模块BMS还可以包括配置成计算电池模块中包括的多个电池单体的数目的单体电池数目计算单元。
存储器可以存储单个电池单体的电压值。
根据本发明的另一个实施方案的用于识别电池模块配置以分配包括多个电池单体的电池模块的ID的方法包括：用于对电池模块和包括多个电池模块的电池组的电压进行测量并执行算术运算以识别电池组中包括的电池模块的数目的电池模块数目识别步骤；以及用于向电池组BMS分配主ID和根据所识别的电池模块的数目向各电池模块BMS分配从ID的BMS ID分配步骤。
电池模块数目识别步骤可以包括：用于测量电池组上的组电压的电池组电压测量步骤；用于测量电池模块电压的电池模块电压测量步骤；以及用于对所测量的电池组和电池模块的电压执行算术运算以识别电池模块的数目的测量电压运算步骤。
在测量电压运算步骤中，电池模块的数目可以通过将所测量的电池组的组电压除以所测量的电池模块的模块电压来计算。
BMS ID分配步骤可以包括：用于通过电池组BMS将电池组BMS设置为主BMS的主BMS设置步骤；以及用于根据所识别的电池模块的数目向各个电池模块BMS依次分配ID的从BMSID分配步骤。
从BMS ID分配步骤可以包括：用于向第一从BMS分配k(k为固定数)作为ID的第一从BMS ID分配步骤；用于在向第一从BMS分配ID时，通过第一从BMS向控制单元发送ID分配请求信号，以向第(n+1)从BMS(n为等于或大于1的整数)依次分配作为ID的(k+n)的ID分配请求信号发送步骤；以及用于通过已经接收到ID分配请求信号的控制单元将所识别的电池模块的数目与表示已经请求ID分配的第(n+1)从BMS的ID分配数目的n+1进行比较以确认所分配的ID的数目是否与所识别的电池模块的数目相匹配的从BMS ID分配确认步骤。
在从BMS ID分配确认步骤中，当所识别的电池模块的数目等于或大于n+1时，可以向第(n+1)从BMS分配(k+n)作为ID。
根据本发明的另一个实施方案的用于识别电池单体配置以分配多个电池单体的ID的方法包括：用于测量电池模块的电压值并基于所测量的电池模块的电压值来识别多个电池单体的数目的电池单体数目识别步骤；以及用于根据在电池单体数目识别步骤中识别的电池单体的数目向各电池单体分配ID的单体电池ID分配步骤。
电池单体数目识别步骤可以包括：用于设置单个电池单体的电压值的单体电池电压值设置步骤；用于测量其中连接有多个单体电池的电池模块的总电压值的模块电压值测量步骤；以及用于由电池模块的总电压值和单个电池单体的电压值来计算电池模块中包括的电池单体的数目的单体电池数目计算步骤。
在单体电池数目计算步骤中，电池模块中串联连接的电池单体的数目通过将在模块电压值测量步骤中测量的电池模块的总电压值除以在单体电池电压值设置步骤中设置的单个电池单体的电压来计算。
单体电池ID分配步骤可以包括：用于向第一电池单体分配k(k为固定数)作为ID的第一电池单体ID分配步骤；用于在向第一电池单体分配ID时，通过第一电池单体向控制单元发送ID分配请求信号，以向第(n+1)电池单体(n为等于或大于1的整数)依次分配作为ID的(k+n)的ID分配请求信号发送步骤；以及用于通过已经接收到ID分配请求信号的控制单元将所识别的电池单体的数目与表示已经请求ID分配的第(n+1)电池单体的ID分配数目的n+1进行比较以确认所分配的ID的数目是否与所识别的电池单体的数目相匹配的电池单体ID分配确认步骤。
在电池单体ID分配确认步骤中，当所识别的电池单体的数目等于或大于n+1时，可以向第(n+1)电池单体分配(k+n)作为ID。
有益效果
在向电池模块BMS和电池单体分配ID时，根据本发明的一个实施方案的用于识别电池模块和单体电池配置以分配ID的系统自主地识别彼此串联连接的电池模块的数目和彼此串联连接的电池单体的数目，使得可以容易地操作电池组。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实施方案的用于识别电池模块和单体电池配置以分配ID的系统的配置图。
图2是示出根据本发明的一个实施方案的用于识别电池模块配置以分配ID的方法的流程图。
图3是示出根据本发明的一个实施方案的用于识别电池模块配置以分配ID的方法的电池模块数目识别步骤的流程图。
图4是示出根据本发明的一个实施方案的用于识别电池模块配置以分配ID的方法的BMS ID分配步骤的流程图。
图5是示出根据本发明的一个实施方案的用于识别电池模块配置以分配ID的方法的从BMS ID分配步骤的流程图。
图6是示出根据本发明的一个实施方案的用于识别电池单体配置以分配ID的方法的流程图。
图7是示出根据本发明的一个实施方案的用于识别电池单体配置以分配ID的方法的电池单体数目识别步骤的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本发明的实施方案。然而，本发明不受实施方案约束或限制。而是，提供实施方案以使本发明的公开内容全面和完整并向本领域技术人员充分传达本发明的范围。
术语“第一”、“第二”等可以用于描述多个元件但不限制元件。这样的术语仅用于区分一个元件与其他元件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且同样地，第二元件可以被称为第一元件。本文使用的术语不是为了限定本发明而是为了描述具体实施方案。除非另有说明，否则单数形式的术语可以包括复数形式。
考虑到本发明的功能，本文使用的术语选自目前广泛使用的一般术语，但是可以根据本领域技术人员的意图、司法先例或新技术的出现而改变。此外，特定术语由申请人任意选择，这样的术语的含义将在本说明书的相关部分中详细地描述。因此，应理解，本文使用的术语不应简单地按字面定义，而应基于术语的含义和本发明的整体内容定义。
1.根据本发明的一个实施方案的用于识别电池模块和单体电池配置以分配ID的系统
本发明的用于识别电池模块和单体电池配置以分配ID的系统自主地计算所布置的电池模块的数目，并使用所计算的数目分配各电池模块的BMS的ID。
图1是示出根据本发明的一个实施方案的用于识别电池模块和单体电池配置以分配ID的系统的配置图。
参照图1，根据本发明的一个实施方案的用于识别电池模块和单体电池配置以分配ID的系统被包括在电池组100中，电池组100包括：包括多个电池单体的电池模块200(200a、200b、200c、...、200n)、控制整个电池组并计算电池模块的数目的电池组BMS 300和存储所计算的电池模块的数目的存储器400。
在包括多个电池单体的至少两个电池模块200存在的情况下，与电池模块200a具有相同配置的电池模块200b、200c、...、200n串联电连接。
此外，各电池模块200包括电池模块BMS 210(210a、210b、...、210n)，其可以测量电池模块的模块电压并且可以被分配ID以识别电池模块。
电池模块400中包括的单个电池单体的电压值可以被预设并存储在存储器400中，并且存储器中存储的单个电池单体电压值可以用作在以下描述的单体电池数目计算单元(未示出)中用于计算单体电池的数目的参照值。
以下更详细地描述电池模块BMS 210。
电池模块BMS 210另外包括计算电池模块中包括的电池单体的数目的单体电池数目计算单元(未示出)，并且单体电池数目计算单元(未示出)可以通过将由电池模块BMS210测量的电池模块400的电压除以存储器200中存储的单个单体电池电压值来计算对应的电池模块400中包括的电池单体的数目。
因此，由于其中串联连接有电池单体的电池模块的电压值等于电池单体电压之和，所以如果电池模块中包括的电池单体是相同的单体电池，则电池模块中包括的串联连接的电池单体的数目可以通过将电池模块的总电压除以单个电池单体电压来识别。
此外，电池模块BMS 210可以在电池模块BMS 210外部另外设置模块电压测量单元(未示出)以测量电池模块400的总电压，或者可以在电池模块BMS 210中设置电压测量块以测量电池模块400的总电压。
同时，电池组BMS 300包括测量电池组的总电压的组电压测量单元310和对由电池模块BMS 210测量的模块电压和由组电压测量单元310测量的组电压执行算术运算并识别电池模块的数目以基于电池模块的数目向各电池模块BMS 210分配ID的控制单元320。
详细地，控制单元320包括：通过将由组电压测量单元310测量的组电压除以由电池模块BMS 210测量的模块电压来计算电池模块的数目的计算单元321；和将电池组BMS300设置为主BMS并根据由计算单元321计算的数目向作为从BMS的各电池模块BMS 210分配ID的ID分配单元322。此处，测量的电池模块的模块电压通过任意测量单个电池模块而获得。
同时，存储器400可以存储由电池模块BMS 210测量的电压和由电池组BMS 300测量的电压，并且还可以存储由计算单元321计算的电池模块的数目和由单体电池数目计算单元(未示出)计算的电池单体的数目。
2.根据本发明的一个实施方案的用于识别电池模块配置以分配ID的方法
根据本发明的用于识别电池模块配置以分配ID的方法，电池模块的数目可以通过对所测量的电池组的组电压和所测量的电池模块的模块电压执行算术运算来识别，并且可以根据所识别的电池模块的数目向各电池模块BMS分配ID。
图2是示出根据本发明的一个实施方案的用于识别电池模块配置以分配ID的方法的流程图。
参照图2，根据本发明的一个实施方案的用于识别电池模块配置以分配ID的方法，可以测量包括串联连接的多个电池单体的电池模块的模块电压和电池组的组电压，并且电池组可以通过对测量值执行算术运算来自主地识别电池模块的数目(电池模块数目识别步骤S200)。此处，所识别的电池模块的数目可以被存储在存储器中。
此外，所述方法包括用于根据所识别的电池模块的数目向各电池模块BMS分配所需的ID以在控制电池组时识别各电池模块的BMS ID分配步骤S300。
以下参照图3和图5更详细地描述上述步骤。
图3是示出根据本发明的一个实施方案的用于识别电池模块配置以分配ID的方法的电池模块数目识别步骤S200的流程图。
参照图3，在电池模块数目识别步骤S200中，测量电池组的组电压(电池组电压测量步骤S210)。此外，测量任意选择的单个电池模块的模块电压(电池模块电压测量步骤S220)。
控制单元320通过对所测量的电池组电压和所测量的电池模块电压执行算术运算来识别电池模块的数目(测量电压运算步骤S230)。此处，电池模块的数目可以通过将所测量的电池组电压除以所测量的电池模块电压来获得。
例如，电池模块的数目通过电池模块的数目＝(所测量的组电压)/(所测量的模块电压)的方程式来计算。
所识别的电池模块的数目可以应用于用于分配由电池组BMS接收的电池模块数据的大小的算法和用于分配控制电池组的操作所需的BMSID的算法。
以下参照图4详细地描述BMS ID分配步骤S300。
图4是示出根据本发明的一个实施方案的用于识别电池模块配置以分配ID的方法的BMS ID分配步骤S300的流程图。
参照图4，BMS ID分配步骤S300包括用于将电池组BMS设置为主BMS的主BMS设置步骤S310和用于通过使用在测量电压运算步骤S230中计算的电池模块的数目来向各个电池模块BMS分配从型ID的从BMSID分配步骤S320。
此处，主BMS可以通过与已经被分配ID的各从BMS通信来发送电池模块控制命令，并且可以接收由从BMS获得的数据。
以下参照图5详细地描述从BMS ID分配步骤S320。
图5是示出根据本发明的一个实施方案的用于识别电池模块配置以分配ID的方法的从BMS ID分配步骤S320的流程图。
参照图5，由于电池组100包括多个电池模块200，因此向第一从BMS分配k作为ID(第一从BMS ID分配步骤S321)。此处，第一从BMS表示首先被分配ID的从BMS，并且向其他电池模块BMS依次分配ID。
因此，对于第n从BMS，“n”表示当前被分配ID的BMS的数目。
已经被分配ID的第n从BMS向控制单元发送ID分配请求信号，以向下一从BMS(即，第(n+1)从BMS)分配作为ID的(k+n)(ID分配请求信号发送步骤S322)。
一旦接收到ID分配请求信号，控制单元320就将存储器400中存储的电池模块的数目与表示已经请求下一ID分配的第(n+1)从BMS的ID分配数目的n+1进行比较。控制单元320确定所存储的电池模块的数目是否等于或大于待分配的ID的数目(从BMS ID分配确认步骤S323)。
此处，当所识别的电池模块的数目小于n+1时，控制单元320识别出已经向所有电池模块BMS分配了ID并结束对应的算法。
当所识别的电池模块的数目等于或大于n+1时，向第(n+1)从BMS分配(k+n)作为ID，并且产生用于向第(n+2)从BMS分配(k+n+1)作为ID的ID分配请求信号(第(n+1)从BMSID分配步骤S324)。
3.根据本发明的一个实施方案的用于识别电池单体配置以分配ID的方法
根据本发明的用于识别电池单体配置以分配ID的方法，单个电池模块中包括的电池单体的数目可以通过对电池单体的预设单体电池电压和所测量的电池模块的模块电压执行算术运算来识别，并且可以根据所识别的电池单体的数目分配每个电池单体的ID。
图6是示出根据本发明的一个实施方案的用于识别电池单体配置以分配ID的方法的流程图。
参照图6，根据本发明的一个实施方案的用于识别电池单体配置以分配ID的方法，可以测量电池模块的电压值，并且可以基于所测量的电池模块的电压值来识别串联连接的电池单体的数目(电池单体数目识别步骤S610)。此处，所识别的电池单体的数目可以被存储在存储器中。
此外，在电池单体数目识别步骤S610中，根据所识别的电池单体的数目向各电池单体分配ID(单体电池ID分配步骤S620)。
以下参照图7更详细地描述电池单体数目识别步骤。
图7是示出根据本发明的一个实施方案的用于识别电池单体配置以分配ID的方法的电池单体数目识别步骤S610的流程图。
参照图7，在电池单体数目识别步骤S610中，设置单个电池单体的电压值(单体电池电压值设置步骤S611)，并且测量其中串联连接有多个单体电池的电池模块的总电压值(模块电压值测量步骤S612)。
其后，由电池模块的总电压值和单个电池单体的电压值来计算电池模块中包括的电池单体的数目(单体电池数目计算步骤S613)。此处，电池单体的数目可以通过将所测量的电池模块的模块电压值除以所设置的电池单体的单体电池电压值来获得。
例如，电池单体的数目通过电池单体的数目＝(所测量的模块电压)/(所设置的单体电池电压)的方程式来计算。
对应于所计算的电池单体的数目的BMS软件可以通过电池模块BMS 210来选择。
在单体电池电压值设置步骤S611中，单体电池电压值可以使用预存储在存储器400中的电压值来设置或者可以通过实际测量单个电池单体的电压来设置。
以下更详细地描述单体电池ID分配步骤S620。
向第一电池单体分配k(k为固定数)作为ID(第一电池单体ID分配步骤)，并且一旦向第一电池单体分配ID，第一电池单体就向控制单元发送ID分配请求信号，以向第(n+1)电池单体(n为等于或大于1的整数)依次分配作为ID的(k+n)(ID分配请求信号发送步骤)。此处，第一电池单体表示首先被分配ID的电池单体，并且向其他电池单体依次分配ID。
因此，对于第n电池单体，“n”表示被分配ID的电池单体的数目。
已经接收到ID分配请求信号的控制单元通过将所识别的电池单体的数目与表示已经请求ID分配的第(n+1)电池单体的ID分配数目的(n+1)进行比较来确定所分配的ID的数目是否与所识别的电池单体的数目相匹配(电池单体ID分配确认步骤)。
此处，控制单元可以表示电池组中包括的控制单元320，或者可以表示分别配置成向各电池模块分配ID的控制单元。
因此，在通过电池组的控制单元320分配ID的情况下，对于不同的电池模块，ID k具有不同的值，以使电池单体的ID彼此不重叠。
当所识别的电池单体的数目小于n+1时，控制单元识别出已经向所有电池单体分配了ID并结束对应的算法。
当所识别的电池单体的数目等于或大于n+1时，向第(n+1)电池单体分配(k+n)作为ID，并且产生用于向第(n+2)电池单体分配(k+n+1)作为ID的ID分配请求信号。
虽然已根据上述实施方案具体描述了本发明的技术概念，但应注意，上述实施方案不是为了限制本发明而是为了描述本发明。此外，本领域技术人员可以在权利要求书的范围内做出各种实施方案。

Claims (14)

1.一种系统，其用于识别电池模块和单体电池配置以分配包括串联连接的多个电池单体的多个电池模块的ID，
其中所述电池模块包括配置成测量所述电池模块的模块电压的电池模块BMS，
其中通过串联连接所述多个电池模块而配置的电池组的电池组BMS包括：
配置成测量所述电池组的组电压的测量单元；以及
配置成基于由所述电池模块BMS测量的所述模块电压和由所述电池组的所述测量单元测量的所述组电压来识别所连接的电池模块的数目以向各电池模块BMS分配ID的控制单元，
其中所述系统包括配置成存储由所述控制单元识别的模块的数目的存储器。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制单元包括：
配置成通过将由所述电池组的所述测量单元测量的所述组电压除以由所述电池模块BMS测量的所述模块电压来计算电池模块的数目的计算单元；以及
配置成将所述电池组BMS设置为主BMS，将所述电池模块BMS设置为从BMS，并根据所述存储器中存储的电池模块的数目分配所述从BMS的ID的ID分配单元。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述电池模块BMS还包括配置成计算所述电池模块中所包括的多个电池单体的数目的单体电池数目计算单元。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述存储器存储单个电池单体的电压值。
5.一种用于识别电池模块配置以分配包括多个电池单体的电池模块的ID的方法，所述方法包括：
用于对所述电池模块和包括多个电池模块的电池组的电压进行测量并执行算术运算以识别所述电池组中包括的电池模块的数目的电池模块数目识别步骤；以及
用于向电池组BMS分配主ID和根据所识别的电池模块的数目向各电池模块BMS分配从ID的BMS ID分配步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述电池模块数目识别步骤包括：
用于测量所述电池组上的组电压的电池组电压测量步骤；
用于测量电池模块电压的电池模块电压测量步骤；以及
用于对所测量的所述电池组和所述电池模块的电压执行算术运算以识别电池模块的数目的测量电压运算步骤。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述测量电压运算步骤中，电池模块的数目通过将所测量的所述电池组的组电压除以所测量的所述电池模块的模块电压来计算。
8.根据权利要求5所述的方法，其中所述BMS ID分配步骤包括：
用于通过所述电池组BMS将所述电池组BMS设置为主BMS的主BMS设置步骤；以及
用于根据所识别的电池模块的数目向各个电池模块BMS依次分配ID的从BMS ID分配步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述从BMS ID分配步骤包括：
用于向第一从BMS分配k(k为固定数)作为ID的第一从BMS ID分配步骤；
用于在向所述第一从BMS分配所述ID时，通过所述第一从BMS向控制单元发送ID分配请求信号，以向第(n+1)从BMS(n为等于或大于1的整数)依次分配作为ID的(k+n)的ID分配请求信号发送步骤；以及
用于通过已经接收到所述ID分配请求信号的所述控制单元将所识别的电池模块的数目与表示已经请求ID分配的所述第(n+1)从BMS的ID分配数目的n+1进行比较以确认所分配的ID的数目是否与所识别的电池模块的数目相匹配的从BMS ID分配确认步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述从BMS ID分配确认步骤中，当所识别的电池模块的数目等于或大于n+1时，向所述第(n+1)从BMS分配(k+n)作为ID。
11.一种用于识别电池单体配置以分配多个电池单体的ID的方法，所述方法包括：
用于测量电池模块的电压值并基于所测量的所述电池模块的电压值识别多个电池单体的数目的电池单体数目识别步骤；以及
用于根据在所述电池单体数目识别步骤中识别的电池单体的数目向各电池单体分配ID的单体电池ID分配步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述电池单体数目识别步骤包括：
用于设置单个电池单体的电压值的单体电池电压值设置步骤；
用于测量其中连接有多个单体电池的电池模块的总电压值的模块电压值测量步骤；以及
用于由所述电池模块的总电压值和所述单个电池单体的电压值计算所述电池模块中包括的电池单体的数目的单体电池数目计算步骤。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述单体电池ID分配步骤包括：
用于向第一电池单体分配k(k为固定数)作为ID的第一电池单体ID分配步骤；
用于在向所述第一电池单体分配所述ID时，通过所述第一电池单体向控制单元发送ID分配请求信号，以向第(n+1)电池单体(n为等于或大于1的整数)依次分配作为ID的(k+n)的ID分配请求信号发送步骤；以及
用于通过已经接收到所述ID分配请求信号的所述控制单元将所识别的电池单体的数目与表示已经请求ID分配的所述第(n+1)电池单体的ID分配数目的n+1进行比较以确认所分配的ID的数目是否与所识别的电池单体的数目相匹配的电池单体ID分配确认步骤。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述电池单体ID分配确认步骤中，当所识别的电池单体的数目等于或大于n+1时，向所述第(n+1)电池单体分配(k+n)作为ID。
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