CN109515142B - 电驱动车辆结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供当车辆前部发生碰撞时用托架止挡前方的后退设备，从而保护电气单元的电驱动车辆结构。具备：架设在配置于车辆前部的左右前部侧框架（2、2）之间，以悬吊形式支持马达（16）的横向构件（8）；固定于横向构件（8）的上表面，具有底面部（21a、21b）以及前缘部（21d）的托架（21）；和固定于托架（21）的底面部（21a、21b）的、马达（16）驱动用的电气单元（E1）的壳体（31、41）；托架（21）的前缘部（21d）的车宽方向全部区域位于与电气单元（E1）的壳体（31、41）相比靠近前方的位置。

Description

电驱动车辆结构

技术领域

本发明涉及用马达进行驱动的电驱动车辆结构，具体涉及如下电驱动车辆结构：具备在配置于车辆前部的马达室内的左右两侧在车辆前后方向上延伸的左前部侧框架和右前部侧框架，而且在该左前部侧框架和右前部侧框架之间架设有朝车宽方向延伸的横向构件，在该横向构件的上部载置有电气单元，在上述横向构件的下部悬垂有被上述电气单元供电的车辆驱动用马达。

背景技术

以往已知有形成为如下结构的电驱动车辆：在车辆前部形成有马达室，并且设置有在车辆前后方向上在该马达室的左右两侧延伸的左前部侧框架和右前部侧框架，在这些左右一对前部侧框架之间配置电动马达，并且将该电动马达作为动力源驱动左右车轮。

专利文献1和专利文献2中公开了如上所述的电驱动车辆。专利文献1中公开的是在车辆前后方向上在马达室内的左右两侧延伸的左前部侧框架和右前部侧框架，在上述左前部侧框架和右前部侧框架上架设有朝着车宽方向延伸的横向构件，在该横向构件的下部悬垂有车辆驱动用马达。

在上述专利文献1中，在横向构件上部载置有包含逆变器的电气单元的情况下，如果车辆前部发生碰撞时散热器等后退设备与上述电气单元碰撞，则该电气单元受损，因此仍有改善的余地。

专利文献2公开的是在马达室内横向构件通过安装构件在车宽方向上架设于左前部侧框架和右前部侧框架之间，在上述横向构件的下部支持车辆驱动用马达，另一方面，将上述横向构件形成为上方开口的有底方筒形状的容器形状，在其内部容纳包括逆变器在内的电气单元。然而，在该专利文献2的结构中，上述横向构件形成为容器状，因此质量变得过大，存在改善的余地。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：德国专利申请公开号102009040896说明书；

专利文献2：德国专利申请公开号102011113198说明书。

发明内容

发明要解决的问题：

因此，本发明的目的是提供当车辆前部发生碰撞时将前方的后退设备用托架止挡，从而能够保护电气单元的电气驱动车辆结构。

解决问题的手段：

根据本发明的电驱动车辆结构具备：架设在配置于车辆前部的左前部侧框架和右前部侧框架之间，而且以悬吊马达的形式支持马达的横向构件；固定于所述横向构件的上表面，具有底面部以及前缘部的托架；和固定于所述托架的底面部，驱动所述马达的电气单元的壳体；所述托架的前缘部的车宽方向全部区域位于比所述电气单元的壳体靠近前方的位置。上述电气单元可以设定为将来自主电池的直流高电压电力转换为三相交流的逆变器、内设有继电器电路的接线箱等。

根据上述结构，托架的前缘部的车宽方向全部区域位于比电气单元的壳体靠近前方的位置，因此在车辆前部发生碰撞时该托架的前缘部先与后退设备抵接而止挡该后退物。其结果是能够用托架的前缘部保护上述电气单元。

在本发明的一种实施形态中，所述托架的前缘部形成为从底面部向上方延伸的结构。

根据上述结构，通过形成为从底面部向上方延伸的结构的前缘部可靠地止挡上述后退设备，因此能够更加有效地保护电气单元。

在本发明一实施形态中，所述托架具有用于安装所述电气单元的壳体的多个安装部，所述多个安装部位于比所述横向构件靠近前方以及比所述横向构件靠近后方的位置。

根据上述结构，用于安装电气单元壳体的多个安装部位于比横向构件靠近前方以及比横向构件靠近后方的位置，因此能够容易进行将电气单元的壳体安装于托架的作业。

在本发明的一实施形态中，所述底面部具有固定于所述横向构件的上表面的第一底部、和与所述第一底部连续地形成且位于比所述第一底部靠近上方的位置的第二底部，并且所述多个安装部的至少一个形成于所述第二底部。

根据上述结构，将托架的底面部由第一底部和第二底部形成为阶梯结构，因此能够谋求托架底面部的加固。

发明效果：

根据本发明，具有当车辆前部发生碰撞时用托架止挡前方的后退设备，从而能够保护电气单元的效果。

附图说明

图1是示出本发明电驱动车辆结构的立体图；

图2是电驱动车辆结构的主视图；

图3是电驱动车辆结构的俯视图；

图4是电驱动车辆结构的后视图；

图5是示出汇流条的连接结构的要部纵向剖视图；

图6是托架的立体图；

图7是示出将电气单元安装于托架上的结构的分解俯视图；

图8是示出电气单元安装于托架上的状态的俯视图；

符号说明：

1 马达室；

2 前部侧框架；

8 横向构件；

16 马达；

21 左托架（托架）；

21a 第一底部（底面部）；

21b 第二底部（底面部）；

21d 前缘部；

31 逆变器壳体（电气单元的壳体）；

41 接线箱壳体（电气单元的壳体）；

E1 电气单元。

具体实施方式

为了实现在车辆前部发生碰撞时将前方的后退设备用托架止挡以保护电气单元的目的，使电驱动车辆结构形成为如下结构：具备在配置于车辆前部的马达室内的左右两侧在车辆前后方向上延伸的左前部侧框架和右前部侧框架，在该左前部侧框架和右前部侧框架之间架设有朝车宽方向延伸的横向构件，在该横向构件的上部载置有电气单元，在上述横向构件的下部悬吊有被上述电气单元供电的车辆驱动用马达；上述电气单元的前后长度大于上述横向构件的前后长度，上述电气单元的壳体前缘部的载置位置位于比上述横向构件前缘部靠近车辆前方的位置，在上述横向构件的上部安装有具有底面部的托架，所述底面部提供上述电气单元下部的固定部，该托架具有在俯视车辆时与上述电气单元的壳体前缘部相比在其车宽方向全部区域上靠近车辆前方的前缘部。

［实施例］

以下基于附图详细说明本发明的一实施例。附图示出电驱动车辆结构，图1是示出该电驱动车辆结构的立体图，图2是其主视图，图3是图1的俯视图，图4是图1的后视图。

在图1～图4中，在车辆前部配置马达室1。具体而言，设置有从底板（floor panel）的前端向上方竖立的仪表板（dash lower panel），将比该仪表板靠近前侧的部分设定为马达室1，将比仪表板靠近后侧的部分设定为车室。设置有在上述马达室1内的左右两侧朝着车辆前后方向延伸的左右前部侧框架2、2。

如图3、图4所示，上述前部侧框架2是，通过对前部外侧框架3和前部内侧框架4的上下接合凸缘部进行接合固定，从而形成了在车辆前后方向上延伸的闭合截面5（参照图4）的车身强度构件。

如图1～图4所示，在上述前部侧框架2的前端部上设置用于安装溃缩盒（crashcan）的设置板6，在该设置板6上通过安装板安装溃缩盒，在左右溃缩盒的各自前端部之间安装有朝着车宽方向延伸的保险杠加固件。

如图1、图3所示，在前部侧框架2中前部内侧框架4的上表面部上螺栓紧固有安装支架7、7，通过在这些左右安装支架7、7上安装朝着车宽方向延伸的横向构件8，从而能够在成左右一对的前部侧框架2、2之间架设横向构件8。

如图1、图3所示，在车辆的左侧，在紧挨着上述安装支架7的后部设置有从车辆正面观察时呈倒“L”字形的电池支持臂9。该电池支持臂9的大致铅直部安装于前部内侧框架4。另一方面，在车辆左侧的安装支架7上一体地形成有朝上方延伸的电池支持突出部7a，如图2、图3所示，在该电池支持突出部7a和上述电池支持臂9的上部通过电池托架10配置有电池11，在电池托架10的车辆前后方向中间部，其车宽方向内外两端的各自上端部之间通过电池夹12在车宽方向上被连接。在该实施例中，作为上述电池11采用了使用铅电池的12V电池，但是不限于此。

图5是电驱动车辆结构的要部纵向剖视图，如该图所示，上述横向构件8通过铸造件形成为具有上壁8a、前壁8b、后壁8c和多个加强筋8d的截面大致呈门的形状，并且前壁8b、后壁8c的车宽方向中央下部如图2所示形成为相对于车宽方向两端部下侧以圆弧状向下突出的结构。又，横向构件8的上壁8a的上表面形成为平坦形状。此外，如图2所示，在横向构件8的前壁8b中车宽方向中间部左右两处形成有下方开放的凹部8e、8e。

如图2所示，使用设置在横向构件8的上述凹部8e、8e对应位置的左支持装置13、右支持装置14，在横向构件8的下部悬吊马达单元15。如上图所示，上述马达单元15是将位于车辆右侧的车辆驱动用三相交流马达16（以下简称为马达16）、位于车辆左侧并构成减速器的齿轮箱17、用于封闭设置于马达壳体16a右侧的开口的封闭构件18、和用于封闭设置于齿轮箱17壳体17a的左侧的开口的封闭构件19一体化而形成的单元。

如图2所示，设置于马达壳体16a左侧的凸缘部16b、和设置于齿轮箱17右侧的凸缘部17b通过螺栓20紧固。在这里，在车辆左侧使用紧固螺栓将封闭构件19的上部和支持装置13的下部从车宽方向外侧向车宽方向内侧进行螺栓紧固，并且在车辆右侧使用紧固螺栓将封闭构件18的上部和支持装置14的下部从车辆前方向车辆后方进行螺栓紧固。借助于此，上述马达16悬吊在横向构件8的下部。

图6是托架的立体图，图7是示出将电气单元安装于托架上的结构的分解俯视图，图8是示出托架上安装有电气单元的状态的俯视图。

如图2中主视图所示，在横向构件8的车宽方向大致中央上部安装有作为托架的左托架21，在该左托架21上载置逆变器30，在该逆变器30的上部载置接线箱40，逆变器30和接线箱40这两者构成了电气单元E1。

又，如上述图所示，在横向构件8中上述左托架21的车宽方向右侧安装有作为托架的右托架22，在该右托架22上载置充电器50，在该充电器50的上部载置DC-DC转换器60，充电器50和DC-DC转换器60这两者构成了电气单元E2。

上述逆变器30是用于将来自配设于底板下部的主电池（未图示）的高电压（例如300V）直流电力转换成三相交流后向马达16供给的高电压部件，具有逆变器电路。上述接线箱40是用于保护使电线相接合、分接、转接时所使用的端子或者终端的所谓连接箱，具有继电器电路。上述充电器50从外部电源被输入电力从而对上述主电池进行充电，该充电器50和主电池通过电力电缆（未图示）连接，而且该充电器50具有充电电路。上述DC-DC转换器60是将高电压转换为车载设备驱动用低电压（例如12V）的变换器。

如图3、图5所示，上述各电气单元E1、E2的前后长度大于横向构件8的前后长度，电气单元E1、E2的壳体、即逆变器壳体31、接线箱壳体41（参照图5）、充电器壳体51、DC-DC转换器60的转换器壳体61（参照图2）的前缘部的载置位置，如图3、图5所示比作为横向构件8前缘部的前壁8b靠近车辆前方。

如图6、图7所示，左托架21具有与横向构件8上部接触并固定于此的第一底部21a、与该第一底部21a的前部连续地形成并位于比该第一底部21a高的位置上的第二底部21b、与第一底部21a后部的左右连续地形成且位于与上述第二底部21b相同的高度位置上的左右第三底部21c、21c，使用多个螺栓23将上述第一底部21a固定于横向构件8上部，使用螺栓25将电气单元E1下部的逆变器30在上下方向上紧固于第二底部21b以及第三底部21c、21c的安装部24。即，上述第一底部21a、第二底部21b、第三底部21c是提供电气单元E1下部的逆变器30的固定部的底面部。

而且，如图5～图8所示，上述左托架21具有在俯视车辆时与逆变器壳体31前缘部、接线箱壳体41前缘部相比在其车宽方向全部区域上靠近车辆前方的前缘部21d，该前缘部21d形成为从作为底面部的第二底部21b大致朝铅垂方向竖立的壁形状。

如图6～图8所示，上述左托架21中，从第一底部21a以及第二底部21b的车宽方向左右两外端向上方竖立的左右侧壁21e、21e、以及使第三底部21c、21c相连接并向上方竖立的后壁21f被一体地形成。

而且，如图6所示，在上述左托架21上设置有多个鼓起部21g和多个鼓起部21h，所述鼓起部21g在第一底部21a在车宽方向上相隔开且朝车辆前后方向延伸且呈向上方凸出的形状，所述鼓起部21h在第二底部21b在车宽方向上相隔开且朝车辆前后方向延伸且呈向下方凸出的形状，通过由第一底部21a和第二底部21b形成的阶梯结构以及鼓起部21g、21h结构，谋求左托架21底面部的加固。

如图6、图7所示，右托架22具有与横向构件8上部接触并固定于此的第一底部22a、和与该第一底部22a的前部连续地形成并位于比该第一底部22a高的位置上的第二底部22b。

从上述第一底部22a以及第二底部22b的左右两端部朝上方竖立的左右侧壁22c、22c被一体地形成，并且从车宽方向右侧的侧壁22c上端朝车宽方向外侧水平地延伸的安装片22d、22e被一体地形成，而且，在上述第一底部22a的后部且车宽方向左侧的角部上，朝上方竖立地设置立壁22f，且从该立壁22f的上端向斜后方水平延伸的安装片22g被一体地形成，与此同时设置有从第一底部22a的后端向下方一体地弯折形成的后壁22h。

此外，在上述右托架22上一体地形成有从第二底部22b的前端向上方延伸的纵壁22i、从该纵壁22i的上端向前方水平延伸的安装片22j、和从该安装片22j的前端向上方延伸的前壁22k、22k。

上述第一底部22a利用多个螺栓26被固定于横向构件8上部，上述各安装片22d、22e、22g、22j分别被设定于相同高度，在形成于这些各安装片22d、22e、22g、22j的安装部27上，利用螺栓28朝上下方向紧固有电气单元E2下部的充电器50。

右托架22的前壁22k在车辆被俯视时形成为与充电器壳体51前缘部、转换器壳体61前缘部相比靠近车辆前方的壁形状。在本实施例中，左托架21以及右托架22是利用刚性构件形成，例如利用板厚为2.5mm的铁板形成，但是不限于此。

如图5所示，构成电气单元E1、E2中的一方的电气单元E1的逆变器30的壳体31和接线箱40的壳体41朝上下方向层叠，以使逆变器壳体31位于下侧，接线箱壳体41位于上侧。

而且，如图2所示，构成另一方电气单元E2的充电器50的壳体51和DC-DC转换器60的壳体61在上下方向上层叠，以使充电器壳体51位于下侧，转换器壳体61位于上侧。

如图5、图8所示，逆变器壳体31形成为具有上壁31a、下壁31b、前壁31c、后壁31d、左右侧壁31e、31e的箱体形状，与此同时，一体地形成有用于形成与后部开口32连通的空间部33的隔开壁31f。

而且，如上述图所示，逆变器壳体31具备从前壁31c下部向前方延伸的多个安装座31g、和从后壁31d下部向后方延伸的多个安装座31h，如图5所示，这些各安装座31g、31h利用螺栓25被紧固于左托架21的第二底部21b、第三底部21c。

此外，如图5所示，在逆变器壳体31的上壁31a，以与空间部33连通的形式形成有汇流条插通孔31i，与此同时如图5、图8所示，对上述后部开口32，盖构件29通过螺栓34可拆卸地盖住。

此外，如图1所示，在逆变器壳体31上还一体地形成有从该逆变器壳体31上部向外侧突出的多个安装座31j。另外，上述逆变器壳体31可通过铝压铸而形成。

如图5所示，上述接线箱壳体41可由铝压铸而形成，该接线箱壳体41是将位于上侧的箱主体42和位于下侧的底面部43用多个螺栓44紧固而成的。

如上述图所示，箱主体42具有上侧42a、前壁42b、后壁42c以及左右侧壁42d，并且具备上部开口45、下部开口46、后部开口47。对上述上部开口45，盖构件49利用螺栓48可拆卸地盖住，另一方面，在底面部43上形成有与逆变器壳体31侧的汇流条插通孔31i一致的汇流条插通孔43a。

如图1、图5所示，在上述底面部43上一体地形成有向外侧突出的多个安装座43b以对应逆变器壳体31侧的安装座31j，在逆变器壳体31侧的安装座31j上载置接线箱壳体41侧的安装座43b，将这两者31j、43b用多个螺栓35在上下方向上紧固。

如图5所示，相对于将逆变器壳体31紧固于左托架21的螺栓25，对逆变器壳体31和接线箱壳体41进行紧固的螺栓35被设定得较粗且剪切力较大。在该实施例中，作为螺栓35使用的是M10的螺栓，作为螺栓25使用的是M8的螺栓，但是不限于此。

如图5所示，接线箱40内的通电部和逆变器壳体31内的通电部通过铜铸块制成的汇流条（bus-bar）36相连接，而该汇流条36在底面部43和空间部33之间通过上下各汇流条插通孔43a、31i进行布置，在该布置部的外周覆盖有绝缘构件37。

另外，如图7、图8所示，充电器50的壳体51形成为具有上壁、下壁51b、前壁51c、后壁51d以及左右侧壁51e、51e的箱体形状，从该充电器壳体51的下部向外侧突出的多个安装座51f被一体地形成，这些各安装座51f利用螺栓28被紧固固定于右托架22的各安装片22d、22e、22g、22j。

如图1、图2、图4所示，从充电器壳体51的上部向外侧突出的多个安装座51g被一体地形成，在这些各安装座51g上利用螺栓52安装有板53。

该板53具有多个下部安装片53a和多个上部安装片53b，下部安装片53a固定于充电器壳体51的安装座51g，在上部安装片53b上，利用螺栓54紧固固定有从DC-DC转换器60的转换器壳体61向外侧突出的多个安装座61a。

如图4后视图所示，充电器50的壳体51中的背面部与右托架22的后壁22h的背面部之间通过连接构件55相互连接。在构成了电气单元E1、E2的逆变器30、接线箱40、充电器50和DC-DC转换器60中，逆变器30与DC-DC转换器60是需要通过冷却水进行冷却的电气部件。

因此，如图1～图3所示，在上述逆变器壳体31中的车宽方向外侧的侧壁31e中，在车辆前后方向上尽可能靠近前方的部位上，对于逆变器壳体31内部的水套（未图示）设置有进行冷却水的供给、排出的一对出入口38。又，上述DC-DC转换器60的转换器壳体61的上壁前部侧上，对于转换器壳体61内部的水套（未图示）设置有执行冷却水的供给、排出的一对出入口62、63。

如图3、图4所示，在接线箱40中接线箱壳体41的车辆后面侧且车宽方向左侧上设置有用于供给来自未图示主电池的电力的电力电缆71、72的连接部70。

如图3、图4所示，在接线箱40中接线箱壳体41的车辆后面侧且车宽方向右侧上设置有使通过逆变器30转换成三相交流的三相交流电力供给至横向构件8下部的马达16的三相电缆73、74、75的连接部76。

如图5所示，三相电缆73的上端部与连接部76正交，在通过密封构件77导入至接线箱壳体41内的电缆主体的梢端设置有连接端子78，该连接端子78利用螺栓79与汇流条36的上端水平部结合。

如图4、图5所示，三相电缆73、74、75从其上端侧至下端侧平滑地弯曲而延伸至下方，该三相电缆73、74、75的下端与马达壳体16a车辆后面侧的连接部80正交，并保持于该连接部80。

在图5中，三根为一组的三相电缆73、74、75中仅示出一根，然而剩余两根的各要素78、79、36、37、43a、31i的结构也与图5相同，而且，对于两根为一组的电力电缆71、72上端侧的各要素78、79、36、37、43a、31i相关结构，与图5相同。另外，在图1～图4中90是驱动轴，在图3中91是马达单元15的下部安装支架。而且，图中箭头F表示车辆前方，箭头R表示车辆后方。

如上所述，上述实施例的电驱动车辆结构是电驱动车辆结构，其具备在配置于车辆前部的马达室1内的左右两侧在车辆前后方向上延伸的左右前部侧框架2、2，在该左右前部侧框架2、2之间架设有在车宽方向上延伸的横向构件8，在该横向构件8的上部载置有电气单元E1，在上述横向构件8的下部悬吊有被上述电气单元E1供电的车辆驱动用马达16；上述电气单元E1的前后长度大于上述横向构件8的前后长度，上述电气单元E1的壳体（参照逆变器壳体31、接线箱壳体41）前缘部的载置位置位于比上述横向构件8前缘部靠近车辆前方的位置，在上述横向构件8的上部安装有具有底面部（第一底部21a、第二底部21b）的托架（参照左托架21），所述底面部提供上述电气单元E1下部的固定部，该托架（左托架21）具有前缘部21d，该前缘部21d位于在俯视车辆时与上述电气单元E1的壳体前缘部相比在其车宽方向全部区域上靠近车辆前方的位置（参照图1、图2、图5）。

根据该结构，上述托架（左托架21）的前缘部21d位于在俯视车辆时与电气单元E1的壳体（逆变器壳体31、接线箱壳体41）前缘部相比在其车宽方向全部区域上靠近车辆前方的位置，因此当车辆前部发生碰撞时该托架（左托架21）的前缘部21d先与后退设备抵接，从而止挡该后退设备。其结果是，能够通过托架（左托架21）的前缘部21d保护上述电气单元E1。

在本发明一实施形态中，上述托架（左托架21）的前缘部21d形成为从上述底面部（参照第二底部21b）大致向铅垂方向竖立的壁形状（参照图5）。

根据该结构，从底面部大致向铅垂方向竖立的壁形状托架（左托架21）的前缘部21d可靠地止挡上述后退设备，因此能够更加有效地保护电气单元E1。

在本发明一实施形态中，上述托架（左托架21）的底面部具有：与上述横向构件8上部接触并被固定的第一底部21a；和与该第一底部21a的前部连续地形成且位于比第一底部21a高的位置，并且固定有上述电气单元E1下部（在本实施例中逆变器壳体31的下部）的第二底部21b（参照图5）。

根据该结构，托架（左托架21）的底面部由第一底部21a和第二底部21b形成为阶梯结构，因此能够谋求托架（左托架21）底面部的加固。

在本发明结构和上述实施例的对应关系中，本发明电气单元的壳体对应于实施例的逆变器壳体31、接线箱壳体41，以下也同样地，托架对应于左托架21，托架的底面部对应于第一底部21a、第二底部21b，本发明并非仅限于上述实施例的结构。

工业应用性：

如上所述，本发明对电驱动车辆结构，即具备在配置于车辆前部的马达室内的左右两侧在车辆前后向上延伸的左前部侧框架和右前部侧框架，在该左前部侧框架和右前部侧框架之间架设有朝车宽方向延伸的横向构件，在该横向构件的上部载置有电气单元，而且在上述横向构件的下部悬吊有被上述电气单元供电的车辆驱动用马达的电驱动车辆结构有用。

Claims (4)

1.一种电驱动车辆结构，其特征在于，具备：

架设在配置于车辆前部的左前部侧框架和右前部侧框架之间，以悬吊马达的形式支持马达的横向构件；

固定于所述横向构件的上表面，具有底面部以及前缘部的托架；和

固定于所述托架的底面部，驱动所述马达的电气单元的壳体；

所述电气单元的前后长度大于所述横向构件的前后长度，所述电气单元的壳体的前缘部位于比所述横向构件的前缘部靠近车辆前方；

所述托架的前缘部的车宽方向全部区域位于与所述电气单元的壳体及所述横向构件相比靠近前方的位置。

2.根据权利要求1所述的电驱动车辆结构，其特征在于，

所述托架的前缘部形成为从底面部向上方延伸的结构。

3.根据权利要求2所述的电驱动车辆结构，其特征在于，

所述托架具有用于安装所述电气单元的壳体的多个安装部；

所述多个安装部位于与所述横向构件相比靠近前方以及与所述横向构件相比靠近后方的位置。

4.根据权利要求3所述的电驱动车辆结构，其特征在于，

所述底面部具有：

固定于所述横向构件的上表面的第一底部；和

与所述第一底部连续地形成且位于比所述第一底部靠近上方的位置的第二底部；

所述多个安装部中至少一个形成于所述第二底部。

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