CN109585883A - 全钒液流电池荷电状态的实时监测方法及系统 - Google Patents

全钒液流电池荷电状态的实时监测方法及系统 Download PDF

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Abstract

全钒液流电池荷电状态的实时监测方法及系统，属于液流电池技术领域，解决的问题是提高现有全钒液流电池系统荷电状态计算精确的问题，技术要点是：由各位置的开路电压计算对应位置的荷电状态，分别将电堆内电解液体积、循环管路电解液体积、储罐内电解液体积在总电解液体积中的占比作为各对应位置的荷电状态权重系数以计算全钒液流电池荷电状态，效果是：对液流电池系统的SOC监测形成了具体的量化公式，能更直接且精准的表达出电池系统的荷电状态水平。

Description

全钒液流电池荷电状态的实时监测方法及系统
技术领域
本发明属于液流电池技术领域，涉及一种全钒液流电池荷电状态的实时监测方法。
背景技术
荷电状态(SOC)是体现电池电量状态的参数，是电池系统实现精确控制和管理的最直接依据，也是液流电池最为重要的参数之一，实时准确的荷电状态对于保证电池系统高可靠性运行、提高电池使用效果、以及延长电池寿命均有着至关重要的作用。
荷电状态的实时、准确监测对电池系统的稳定和高效运行起着至关重要的作用。如果监测的不实时，会造成系统充放电管理控制不同步，会增大系统管理的不均衡以及增加系统过充放电的机率；如果监测不准确，会造成系统电量利用的不充分，即实际有容量，但监测显示已经无可用容量的情况，或者造成系统使用过度，即已经没有容量，但监测显示仍有容量，导致过充放电，对系统寿命造成损害。
目前荷电状态的监测大多通过监测电池检测正负极开路电压差，即在电池系统的正负极管路上另外引出一支路加配一个SOC电池(检测电压差)，通过支路监测电压来反应SOC利用正负极电压差与电池荷电状态有的对应曲线，反映SOC。这种技术由于通过外引小管径支路进行soc的监测，在系统不同流量运行条件下，电压显示的结果与主管路的溶液状态还是有滞后现象，特别在低流量情况下，造成最终监测的SOC与实际的溶液实际情况有滞后现象。
中国发明专利申请CN 105572594 A是申请人的再先申请，其公开了一种液流电池系统荷电状态监测方法及其系统，通过不同位置放置SOC监测电池，并根据液流电池系统功率与流量的比值限缩各位置SOC加权系数的方法获得各系数的一个范围值，可以一定程度上提高SOC计算的精确性，然而限缩过程较为复杂，没有具体量化的公式，在如大功率/小容量以及小功率/大容量的电池系统中，SOC计算的不准确性增加，具有局限性。
发明内容
为了解决提高现有全钒液流电池系统荷电状态计算精确的问题，本发明提出如下技术方案：
一种全钒液流电池荷电状态的实时监测方法，在全钒液流电池系统的正、负极主管路的电堆入口处，正、负极主管路的电堆出口处以及正、负极储罐内分别设置含有同样参比电极的电压监测电极以对正、负极主管路的电堆入口处，正、负极主管路的电堆出口处以及正、负极储罐的开路电压监测，并由各位置的开路电压计算对应位置的荷电状态，分别将电堆内电解液体积、循环管路电解液体积、储罐内电解液体积在总电解液体积中的占比作为各对应位置的荷电状态权重系数以计算全钒液流电池荷电状态。
进一步的，对开路电压监测的方法如下：由各电压监测电极实时获取：正极主管路的电堆入口处电压E正进；正极主管路的电堆出口处电压E正出；负极主管路的电堆入口处电压E负进；负极主管路的电堆出口处电压E负出；正极储罐内垂直方向的平均电压E正罐；负极储罐内垂直方向的平均电压E负罐；并由此计算：正、负极主管路的电堆入口处的电压差E正进-E负进；正、负极主管路的电堆出口处的电压差E正出-E负出；正、负极储罐的垂直方向的平均电压差E正罐-E负罐；将上述各电压差作为各对应位置的开路电压。
进一步的，由各开路电压得到对应的荷电状态的方法是：根据下式画出开路电压OCV对应的荷电状态SOC的经验曲线，通过OCV-SOC经验曲线得到各OCV对应的SOC值；
其中：Ecell：电极电势；
E0 cell：标准电极电势；
R：气体常数；
T：温度；
n：电极反应中的电子转移数；
F：法拉第常数；
H+：氢离子浓度。
进一步的，根据下式计算全钒液流电池荷电状态：
SOC＝SOC罐×V罐/V和+1/2(SOC出+SOC进)×V堆/V和+SOC出×V出管/V和+SOC进×V进管/V和
其中：V堆：电堆内电解液体积；V进管：电堆进液管的电解液体积；V出管：电堆出液管的电解液体积；V罐：储罐内电解液体积；V和＝V堆+V进管+V出管+V罐。SOC罐:储罐的荷电状态；SOC出:主管路的电堆出口处的荷电状态；SOC进:主管路的电堆入口处的荷电状态。
本发明还涉及一种全钒液流电池荷电状态的实时监测系统，包括位于全钒液流电池系统的正、负极主管路的电堆入口处，正、负极主管路的电堆出口处以及正、负极储罐内的被设置为含有同样参比电极的电压监测电极；及全钒液流电池荷电状态计算装置，其存储有多条指令，所述指令适于处理器加载并执行：
(1)获取各电压监测电极的实时电压；
(2)计算正、负极主管路的电堆入口处的电压差，正、负极主管路的电堆出口处的电压差，正、负极储罐的电压差，并作为各对应位置的开路电压；
(3)由OCV-SOC经验曲线，根据各开路电压得到对应位置的荷电状态；
(4)分别将电堆内电解液体积、循环管路电解液体积、储罐内电解液体积在总电解液体积中的占比作为各对应位置的荷电状态权重系数以计算全钒液流电池荷电状态。
进一步的，全钒液流电池荷电状态计算装置获取的各电压监测电极的实时电压为：
正极主管路的电堆入口处电压E正进；
正极主管路的电堆出口处电压E正出；
负极主管路的电堆入口处电压E负进；
负极主管路的电堆出口处电压E负出；
正极储罐内垂直方向的平均电压E正罐；
负极储罐内垂直方向的平均电压E负罐；
全钒液流电池荷电状态计算装置由上述电压监测电极的实时电压计算得到：
正、负极主管路的电堆入口处的电压差E正进-E负进；
正、负极主管路的电堆出口处的电压差E正出-E负出；
正、负极储罐的垂直方向的平均电压差E正罐-E负罐；
将上述各电压差作为各对应位置的开路电压。
进一步的，全钒液流电池荷电状态计算装置基于如下方式由各开路电压画出对应的荷电状态经验曲线：根据曲线上各开路电压OCV得出对应的各荷电状态SOC；
其中：Ecell：电极电势；
E0 cell：标准电极电势；
R：气体常数；
T：温度；
n：电极反应中的电子转移数；
F：法拉第常数；
H+：氢离子浓度。
进一步的，全钒液流电池荷电状态计算装置基于如下方式计算全钒液流电池荷电状态：
SOC＝SOC罐×V罐/V和+1/2(SOC出+SOC进)×V堆/V和+SOC出×V出管/V和+SOC进×V进管/V和
其中：V堆：电堆内电解液体积；V进管：电堆进液管的电解液体积；V出管：电堆出液管的电解液体积；V罐：储罐内电解液体积；V和＝V堆+V进管+V出管+V罐。SOC罐:储罐的荷电状态；SOC出:主管路的电堆出口处的荷电状态；SOC进:主管路的电堆入口处的荷电状态。
有益效果：本发明对具体配置的功率/容量的液流电池系统，根据不同位置溶液的体积占比能够反映出该位置附近的SOC对整体SOC确定所起作用大小，从而将这种影响作为权重系数以以精确计算SOC，形成了具体的量化公式，能更直接且精准的表达出电池系统的荷电状态水平，并且，在如大功率/小容量以及小功率/大容量的电池系统中，受到电解液体积的限制，SOC的计算不准确性得以下降。
在主管路设置电压监测装置，做到监测的实时性，避免由于流量原因造成的滞后现象。多点布置SOC监测位置，可以做到冗余以及准确监测。结合各部分体积和SOC的数值计算，可以得到更为准确的SOC值，更有利于电池的管理系统。通过体积量的引入，综合了系统不同配置下，例如大功率/小容量以及小功率/大容量电池SOC计算的不准确性。
附图说明
图1为OCV-SOC经验曲线；
图2为全钒液流电池荷电状态计算装置程序执行图。
具体实施方式
一种全钒液流电池荷电状态的实时监测方法，在全钒液流电池系统的正、负极主管路的电堆入口处，正、负极主管路的电堆出口处以及正、负极储罐内分别设置含有同样参比电极的电压监测电极以对正、负极主管路的电堆入口处，正、负极主管路的电堆出口处以及正、负极储罐的开路电压监测，并由各位置的开路电压计算对应位置的荷电状态，分别将电堆内电解液体积、循环管路电解液体积、储罐内电解液体积在总电解液体积中的占比作为各对应位置的荷电状态权重系数以计算全钒液流电池荷电状态。
进一步的，对开路电压监测的方法如下：由各电压监测电极实时获取：正极主管路的电堆入口处电压E正进；正极主管路的电堆出口处电压E正出；负极主管路的电堆入口处电压E负进；负极主管路的电堆出口处电压E负出；正极储罐内垂直方向的平均电压E正罐；负极储罐内垂直方向的平均电压E负罐；并由此计算：正、负极主管路的电堆入口处的电压差E正进-E负进；正、负极主管路的电堆出口处的电压差E正出-E负出；正、负极储罐的垂直方向的平均电压差E正罐-E负罐；将上述各电压差作为各对应位置的开路电压。
进一步的，由各开路电压得到对应的荷电状态的方法是：根据下式画出开路电压OCV对应的荷电状态SOC的经验曲线，通过开路电压-SOC经验曲线得到各OCV对应的SOC值；
其中：Ecell：电极电势；
E0 cell：标准电极电势；
R：气体常数；
T：温度；
n：电极反应中的电子转移数；
F：法拉第常数；
H+：氢离子浓度。
开路电压(OCV)是全钒液流电池储能系统在不进行充、放电运行时的电压，它反映了正、负极电解质溶液之间的电势差。一般实际SOC都比理论SOC小。
正、负极主管路的电堆入口处的电压差E正进-E负进对应于主管路的电堆入口处的开路电压及该处的荷电状态SOC进，正、负极主管路的电堆出口处的电压差E正出-E负出对应于主管路的电堆出口处的开路电压及该处的荷电状态SOC出，正、负极储罐的垂直方向的平均电压差E正罐-E负罐对应于储罐的开路电压及该处的荷电状态SOC罐。
进一步的，根据下式计算全钒液流电池荷电状态：
SOC＝SOC罐×V罐/V和+1/2(SOC出+SOC进)×V堆/V和+SOC出×V出管/V和
+SOC进×V进管/V和
其中：V堆：电堆内电解液体积；V进管：电堆进液管的电解液体积；V出管：电堆出液管的电解液体积；V罐：储罐内电解液体积；V和＝V堆+V进管+V出管+V罐。
本发明还涉及一种全钒液流电池荷电状态的实时监测系统，包括位于全钒液流电池系统的正、负极主管路的电堆入口处，正、负极主管路的电堆出口处以及正、负极储罐内的被设置为含有同样参比电极的电压监测电极；及全钒液流电池荷电状态计算装置，其存储有多条指令，所述指令适于处理器加载并执行：
(1)获取各电压监测电极的实时电压；
(2)计算正、负极主管路的电堆入口处的电压差，正、负极主管路的电堆出口处的电压差，正、负极储罐的垂直方向的平均电压差，并作为各对应位置的开路电压；
(3)由OCV-SOC经验曲线，根据各开路电压得到对应位置的荷电状态；；
(4)分别将电堆内电解液体积、循环管路电解液体积、储罐内电解液体积在总电解液体积中的占比作为各对应位置的荷电状态权重系数以计算全钒液流电池荷电状态。
进一步的，全钒液流电池荷电状态计算装置获取的各电压监测电极的实时电压为：
正极主管路的电堆入口处电压E正进；
正极主管路的电堆出口处电压E正出；
负极主管路的电堆入口处电压E负进；
负极主管路的电堆出口处电压E负出；
正极储罐内垂直方向的平均电压E正罐；
负极储罐内垂直方向的平均电压E负罐；
全钒液流电池荷电状态计算装置由上述电压监测电极的实时电压计算得到：
正、负极主管路的电堆入口处的电压差E正进-E负进；
正、负极主管路的电堆出口处的电压差E正出-E负出；
正、负极储罐的垂直方向的平均电压差E正罐-E负罐；
将上述各电压差作为各对应位置的开路电压。
进一步的，由各开路电压得到对应的荷电状态的方法是：根据下式画出开路电压OCV对应的荷电状态SOC的经验曲线，通过OCV-SOC经验曲线得到各OCV对应的SOC值；从而得到主管路的电堆入口处的荷电状态SOC进，主管路的电堆出口处的荷电状态SOC出，储罐的荷电状态SOC罐；
其中：Ecell：电极电势；
E0 cell：标准电极电势；
R：气体常数；
T：温度；
n：电极反应中的电子转移数；
F：法拉第常数；
H+：氢离子浓度。
正、负极主管路的电堆入口处的电压差E正进-E负进对应于主管路的电堆入口处的开路电压及该处的荷电状态SOC进，正、负极主管路的电堆出口处的电压差E正出-E负出对应于主管路的电堆出口处的开路电压及该处的荷电状态SOC出，正、负极储罐的垂直方向的平均电压差E正罐-E负罐对应于储罐的开路电压及该处的荷电状态SOC罐。
进一步的，全钒液流电池荷电状态计算装置基于如下方式计算全钒液流电池荷电状态：
SOC＝SOC罐×V罐/V和+1/2(SOC出+SOC进)×V堆/V和+SOC出×V出管/V和
+SOC进×V进管/V和
其中：V堆：电堆内电解液体积；V进管：电堆进液管的电解液体积；V出管：电堆出液管的电解液体积；V罐：储罐内电解液体积；V和＝V堆+V进管+V出管+V罐。
在本实施例中，将引证专利申请文件(CN 105572594A)及本实施例中的技术方案分别使用于液流电池系统运行的不同情况下，以比较监测误差数据得到表一，其中引证文献中的方案选择：综合正极电解液储罐内和负极电解液储罐内、电堆的正极电解液出口管路中和电堆的负极电解液出口管路中、以及电堆的正极电解液入口管路中和电堆的负极电解液入口管路中三对监测位置的SOC作为液流电池系统SOC总。
表一
由表一可以看出，对于正常状态下，本申请实施例技术的SOC误差较引证文献技术的SOC误差在减小，然而，减小的程度并不相差较大，但是，对于大功率/小容量以及小功率/大容量的电池系统中，本申请实施例技术的SOC误差较引证文献技术的SOC误差明显减小，可见，本实施例的方案不仅给出了具体量化的公式，且在误差适用方面具有更为广阔的使用范围。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全钒液流电池荷电状态的实时监测方法，其特征在于：在全钒液流电池系统的正、负极主管路的电堆入口处，正、负极主管路的电堆出口处以及正、负极储罐内分别设置含有同样参比电极的电压监测电极以对正、负极主管路的电堆入口处，正、负极主管路的电堆出口处以及正、负极储罐的开路电压监测，并由各位置的开路电压计算对应位置的荷电状态，分别将电堆内电解液体积、循环管路电解液体积、储罐内电解液体积在总电解液体积中的占比作为各对应位置的荷电状态权重系数以计算全钒液流电池荷电状态。
2.如权利要求1所述的全钒液流电池荷电状态的实时监测方法，其特征在于：对开路电压监测的方法如下：由各电压监测电极实时获取：
正极主管路的电堆入口处电压E正进；
正极主管路的电堆出口处电压E正出；
负极主管路的电堆入口处电压E负进；
负极主管路的电堆出口处电压E负出；
正极储罐内垂直方向的平均电压E正罐；
负极储罐内垂直方向的平均电压E负罐；
并由此计算：
正、负极主管路的电堆入口处的电压差E正进-E负进；
正、负极主管路的电堆出口处的电压差E正出-E负出；
正、负极储罐的垂直方向的平均电压差E正罐-E负罐；
将上述各电压差作为各对应位置的开路电压。
3.如权利要求2所述的全钒液流电池荷电状态的实时监测方法，其特征在于：由各开路电压得到对应的荷电状态的方法是：根据下式画出开路电压OCV对应的荷电状态SOC的经验曲线，通过OCV-SOC经验曲线得到各OCV对应的SOC值；
其中：Ecell：电极电势；
E0 cell：标准电极电势；
R：气体常数；
T：温度；
n：电极反应中的电子转移数；
F：法拉第常数；
H+：氢离子浓度。
4.如权利要求3所述的全钒液流电池荷电状态的实时监测方法，其特征在于：根据下式计算全钒液流电池荷电状态：
SOC＝SOC罐×V罐/V和+1/2(SOC出+SOC进)×V堆/V和+SOC出×V出管/V和+SOC进×V进管/V和
其中：
V堆：电堆内电解液体积；
V进管：电堆进液管的电解液体积；
V出管：电堆出液管的电解液体积；
V罐：储罐内电解液体积；
V和＝V堆+V进管+V出管+V罐；
SOC罐:储罐的荷电状态；
SOC出:主管路的电堆出口处的荷电状态；
SOC进:主管路的电堆入口处的荷电状态。
5.一种全钒液流电池荷电状态的实时监测系统，其特征在于，包括位于全钒液流电池系统的正、负极主管路的电堆入口处，正、负极主管路的电堆出口处以及正、负极储罐内的被设置为含有同样参比电极的电压监测电极；及
全钒液流电池荷电状态计算装置，其存储有多条指令，所述指令适于处理器加载并执行：
(1)获取各电压监测电极的实时电压；
(2)计算正、负极主管路的电堆入口处的电压差，正、负极主管路的电堆出口处的电压差，正、负极储罐的电压差，并作为各对应位置的开路电压；
(3)由OCV-SOC经验曲线，根据各开路电压得到对应位置的荷电状态；
(4)分别将电堆内电解液体积、循环管路电解液体积、储罐内电解液体积在总电解液体积中的占比作为各对应位置的荷电状态权重系数以计算全钒液流电池荷电状态。
6.如权利要求5所述的全钒液流电池荷电状态的实时监测系统，其特征在于，全钒液流电池荷电状态计算装置获取的各电压监测电极的实时电压为：
正极主管路的电堆入口处电压E正进；
正极主管路的电堆出口处电压E正出；
负极主管路的电堆入口处电压E负进；
负极主管路的电堆出口处电压E负出；
正极储罐内垂直方向的平均电压E正罐；
负极储罐内垂直方向的平均电压E负罐；
全钒液流电池荷电状态计算装置由上述电压监测电极的实时电压计算得到：
正、负极主管路的电堆入口处的电压差E正进-E负进；
正、负极主管路的电堆出口处的电压差E正出-E负出；
正、负极储罐的垂直方向的平均电压差E正罐-E负罐；
将上述各电压差作为各对应位置的开路电压。
7.如权利要求6所述的全钒液流电池荷电状态的实时监测系统，其特征在于，全钒液流电池荷电状态计算装置基于如下方式由由各开路电压画出对应的荷电状态经验曲线：根据曲线上各开路电压OCV得出对应的各荷电状态SOC；
其中：Ecell：电极电势；
E0 cell：标准电极电势；
R：气体常数；
T：温度；
n：电极反应中的电子转移数；
F：法拉第常数；
H+：氢离子浓度。
8.如权利要求7所述的全钒液流电池荷电状态的实时监测系统，其特征在于，全钒液流电池荷电状态计算装置基于如下方式计算全钒液流电池荷电状态：
SOC＝SOC罐×V罐/V和+1/2(SOC出+SOC进)×V堆/V和+SOC出×V出管/V和+SOC进×V进管/V和
其中：
V堆：电堆内电解液体积；
V进管：电堆进液管的电解液体积；
V出管：电堆出液管的电解液体积；
V罐：储罐内电解液体积；
V和＝V堆+V进管+V出管+V罐；
SOC罐:储罐的荷电状态；
SOC出:主管路的电堆出口处的荷电状态；
SOC进:主管路的电堆入口处的荷电状态。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112151834A (zh) * 2020-04-08 2020-12-29 国家电投集团科学技术研究院有限公司 电解液节能输送控制装置、方法及液流电池系统
CN112864427A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 大连融科储能装备有限公司 一种基于液流电池荷电状态在线监测装置及方法
CN112928313A (zh) * 2021-01-28 2021-06-08 湖南钒谷新能源技术有限公司 一种钒电池系统电解液联动调节方法及系统
CN113437334A (zh) * 2021-06-22 2021-09-24 中国科学院上海高等研究院 钒离子浓度监测方法、钒电池soc监测方法、设备及介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101839964A (zh) * 2010-05-11 2010-09-22 三一电气有限责任公司 一种实时测量全钒液流电池荷电状态的方法及装置
JP2014137898A (ja) * 2013-01-16 2014-07-28 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池システム、レドックスフロー電池システムの制御方法、発電システム、及び発電システムの制御方法
WO2014159506A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-02 Robert Bosch Gmbh Flow battery system and method of soc determination
CN105388127A (zh) * 2015-10-30 2016-03-09 清华大学深圳研究生院 一种全钒液流电池各离子浓度的在线检测方法和系统
CN105572594A (zh) * 2014-11-03 2016-05-11 大连融科储能技术发展有限公司 液流电池系统荷电状态监测方法及其系统
CN107195944A (zh) * 2016-03-14 2017-09-22 大连融科储能技术发展有限公司 一种液流电池调控方法及其调控系统、液流电池

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101839964A (zh) * 2010-05-11 2010-09-22 三一电气有限责任公司 一种实时测量全钒液流电池荷电状态的方法及装置
JP2014137898A (ja) * 2013-01-16 2014-07-28 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池システム、レドックスフロー電池システムの制御方法、発電システム、及び発電システムの制御方法
WO2014159506A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-02 Robert Bosch Gmbh Flow battery system and method of soc determination
CN105572594A (zh) * 2014-11-03 2016-05-11 大连融科储能技术发展有限公司 液流电池系统荷电状态监测方法及其系统
CN105388127A (zh) * 2015-10-30 2016-03-09 清华大学深圳研究生院 一种全钒液流电池各离子浓度的在线检测方法和系统
CN107195944A (zh) * 2016-03-14 2017-09-22 大连融科储能技术发展有限公司 一种液流电池调控方法及其调控系统、液流电池

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112151834A (zh) * 2020-04-08 2020-12-29 国家电投集团科学技术研究院有限公司 电解液节能输送控制装置、方法及液流电池系统
CN112151834B (zh) * 2020-04-08 2021-08-27 北京和瑞储能科技有限公司 电解液节能输送控制装置、方法及液流电池系统
CN112864427A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 大连融科储能装备有限公司 一种基于液流电池荷电状态在线监测装置及方法
CN112864427B (zh) * 2020-12-31 2024-04-02 大连融科储能装备有限公司 一种基于液流电池荷电状态在线监测装置及方法
CN112928313A (zh) * 2021-01-28 2021-06-08 湖南钒谷新能源技术有限公司 一种钒电池系统电解液联动调节方法及系统
CN113437334A (zh) * 2021-06-22 2021-09-24 中国科学院上海高等研究院 钒离子浓度监测方法、钒电池soc监测方法、设备及介质
CN113437334B (zh) * 2021-06-22 2022-07-05 中国科学院上海高等研究院 钒离子浓度监测方法、钒电池soc监测方法、设备及介质

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