CN110271399A - 电动车辆的动力单元结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够降低设计工时并且能够提高单元的刚性的电动车辆的动力单元结构。在电动车辆(9)的动力单元结构(1)中，控制装置单元(3)具备作为向电动机(221)供给电力的电力供给部的安装部的第一安装部(31)和将控制装置单元(3)固定于电动机单元(2)的第二安装部(32)，且从电动机单元(2)的变速器壳体(23)侧朝向电动机壳体(22)侧进行安装，并且将第一安装部(31)安装于中央壳体(21)，将第二安装部(32)安装于变速器壳体(23)。

Description

电动车辆的动力单元结构
技术领域
本发明涉及电动车辆的动力单元结构。
背景技术
以往，公开了在电动机与进行电动机的旋转控制的逆变器(控制装置)之间沿着车轴方向配置有对电动机的旋转进行变换的变速器的机电一体型的动力单元结构(例如，参照专利文献1)。在该动力单元结构中，将电动机与逆变器连接的三相电力线贯穿变速器壳体地配置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-173425号公报
发明要解决的课题
然而，在专利文献1的动力单元结构中，在变速器壳体的设计时，需要设计成避免内置的各齿轮与三相电力线的贯通孔干涉，存在设计工时增加这样的课题。另外，由于将电动机、变速器、逆变器排列成一列而呈直线状地紧固连结，所以对来自与排列方向正交的方向的外部输入的抵抗性较弱，存在在车辆碰撞时等露出高压部这样的课题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供能够降低设计工时并且能够提高单元的刚性的电动车辆的动力单元结构。
用于解决课题的方案
(1)本发明提供一种电动车辆(例如后述的电动车辆9)的动力单元结构(例如后述的动力单元结构1)，其具备：电动机单元(例如后述的电动机单元2)，其包括中央壳体(例如后述的中央壳体21)、安装于所述中央壳体的一侧并收容电动机(例如后述的电动机221)的电动机壳体(例如后述的电动机壳体22)、以及安装于所述中央壳体的另一侧并收容变速器(例如后述的变速器231)的变速器壳体(例如后述的变速器壳体23)；以及控制装置单元(例如后述的控制装置单元3)，其控制所述电动机，其中，所述控制装置单元具备：第一安装部(例如后述的第一安装部31)，其为向所述电动机供给电力的电力供给部的安装部；以及第二安装部(例如后述的第二安装部32)，其将所述控制装置单元固定于所述电动机单元，并且从所述电动机单元的所述另一侧朝向所述一侧进行安装，并且所述第一安装部安装于所述中央壳体，所述第二安装部安装于所述变速器壳体。
根据(1)的技术方案，通过将作为控制装置单元相对于电动机的电力供给部的安装部的第一安装部、即电接合部直接安装于中央壳体，从而不需要考虑与变速器的齿轮的干涉，能够降低设计工时。另外，通过将控制装置单元的第二安装部安装于变速器壳体，从而能够跨构成电动机单元的多个构件地安装控制装置单元，能够抑制单元的高度方向上的扩大并提高单元的刚性。
(2)优选的是，在(1)的电动车辆的动力单元结构的基础上，所述控制装置单元及所述变速器壳体以在从上下方向观察时相互重叠的方式配置。
根据(2)的技术方案，通过将控制装置单元及变速器壳体以在从上下方向观察时相互重叠的方式配置，从而能够缩短在电动机单元上安装有控制装置单元时的安装方向上的尺寸，能够使电动车辆的动力单元结构小型化。
(3)优选的是，在(1)或(2)的电动车辆的动力单元结构的基础上，所述控制装置单元包括控制所述电动机的控制装置(例如后述的控制装置30)和对所述控制装置的下方进行支承的托架(例如后述的托架320)，所述第一安装部形成于所述控制装置，所述第二安装部形成于所述托架。
根据(3)的技术方案，通过将第二安装部形成于对控制装置的下方进行支承的托架，从而能够在优先将保证电连接的第一安装部紧固连结之后，利用第二安装部来吸收由于跨构成电动机单元的多个构件地安装控制装置单元的结构而产生的公差量的偏移。另外，通过利用托架来支承控制装置的下方，从而能够抑制由从电动机及变速器侧传递来的振动引起的控制装置的放射音。
(4)优选的是，在(1)～(3)中任一项的电动车辆的动力单元结构的基础上，所述第一安装部及与所述第一安装部连接的所述中央壳体的被安装部(例如后述的被安装部20)以沿着所述电动车辆的动力单元结构的上方端(例如后述的上方端10)的方式配置。
根据(4)的技术方案，由于作为优先安装的电力供给部的安装部的第一安装部以沿着电动车辆的动力单元结构的上方端的方式配置，所以能够在组装作业时通过目视来确认第一安装部的组装，因此，能够抑制误组装。另外，通过使作为电连接部的第一安装部配置在上方，从而能够抑制由从车辆下表面卷起的水引起的浸水。
(5)优选的是，在(3)或(4)的电动车辆的动力单元结构的基础上，所述托架包括支承所述控制装置的支承部(例如后述的支承部321)和从所述支承部朝向下方延伸的一对腿部(例如后述的一对腿部322、322)，安装于所述电动机单元的辅机(例如后述的电动油泵7)配置于一对所述腿部所夹着的位置。
根据(5)的技术方案，通过将辅机配置在从托架的支承部朝向下方延伸的一对腿部所夹着的位置，从而在一边通过目视来确认作为电连接部的第一安装部一边进行组装时，如果以错误的角度进行组装，则托架的腿部会与辅机干涉。由此，能够知晓组装未正常进行的情况，能够更可靠地抑制误组装。另外，能够保护位于一对腿部之间的辅机免受碰撞时的冲击。
(6)优选的是，在(5)的电动车辆的动力单元结构的基础上，所述托架的支承部形成为在从下方观察所述控制装置单元时包围所述控制装置的重心的大致C字状，一对所述腿部在从所述控制装置的长边方向的一方观察时，从所述支承部相对于所述控制装置的两个固定点(例如后述的固定点323、323)所夹着的位置朝向下方延伸。
根据(6)的技术方案，通过将托架的支承部形成为在从下方观察时包围控制装置的重心的大致C字状，并且形成在从控制装置的长边方向的一方观察时从支承部的两个固定点所夹着的位置朝向下方延伸的一对腿部，从而能够稳定地固定控制装置。由此，能够更有效地抑制由从电动机及变速器侧传递来的振动引起的控制装置的放射音。
(7)优选的是，在(1)～(6)中任一项的电动车辆的动力单元结构的基础上，所述控制装置单元配置在车辆后方，并且配置在比所述电动机单元靠车辆前方的位置。
根据(7)的技术方案，通过将控制装置单元配置在比电动机单元靠车辆前方的位置，从而能够利用金属制且作为刚体的电动机单元来承受追尾碰撞时的载荷，能够保护控制装置单元。
(8)优选的是，在(7)的电动车辆的动力单元结构的基础上，所述控制装置的连接所述控制装置的诊断装置的连接部(例如后述的连接部33)形成在车辆后方的后端面。
根据(8)的技术方案，通过将连接控制装置的诊断装置的连接部形成在车辆后方的后端面，从而在检修中的故障诊断时，不用将电动车辆用单元从车辆拆下，仅通过取下保险杠，就能够进行诊断，能够降低检修工时。
发明效果
根据本发明，可以提供能够降低设计工时并且能够提高单元的刚性的电动车辆的动力单元结构。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的电动车辆的动力单元结构的配置及简要结构的立体图。
图2是从车辆后方观察本发明的一实施方式的电动车辆的动力单元结构而得到的图。
图3是从车辆后方观察本发明的一实施方式的电动车辆的动力单元结构而得到的图，且是表示将控制装置单元安装于电动机单元时的状态的图。
图4是从车辆宽度右侧方向(R方向)观察安装控制装置单元之前的电动机单元而得到的图。
图5是从上方观察安装控制装置单元之前的电动机单元而得到的图。
图6是用于说明本发明的一实施方式的电动车辆的动力单元结构的安装顺序的图，且是表示将托架安装于控制装置单元时的状态的立体图。
图7是用于说明本发明的一实施方式的电动车辆的动力单元结构的安装顺序的图，且是表示将控制装置单元安装于电动机单元时的状态的立体图。
图8是用于说明本发明的一实施方式的电动车辆的动力单元结构的安装顺序的图，且是从车辆宽度右侧方向(R方向)观察将控制装置单元安装在了电动机单元上时的状态而得到的图。
图9是用于说明本发明的一实施方式的电动车辆的动力单元结构的安装顺序的图，且是从下方观察将控制装置单元安装在了电动机单元上时的状态而得到的图。
图10是从L方向(车辆宽度左侧方向)观察本发明的一实施方式的电动车辆的动力单元结构的图。
图11是从后方观察搭载有本发明的一实施方式的电动车辆的动力单元结构的车辆时的立体图。
附图标记说明：
1…电动车辆的动力单元结构
2…电动机单元
3…控制装置单元
4…三相端子
7…电动油泵(辅机)
9…电动车辆
10…上方端
20…被安装部
21…中央壳体
22…电动机壳体
23…变速器壳体
30…控制装置
31…第一安装部
32、32a、32b…第二安装部
33…连接部
40…三相对合面
41…三相电力线
61、62…窥视窗
81…驱动轮
82…车轴
90…后部框架
91…第一后部框架
92…第二后部框架
93…第三后部框架
221…电动机
231…变速器
320…托架
321…支承部
322…腿部
323…固定点
BM…车身构件
S…螺丝。
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对本发明的一实施方式进行详细说明。需要说明的是，在图中，U方向是指上方、D方向是指下方、Fr方向是指车辆前方、Rr方向是指车辆后方、R方向是指从车辆的驾驶座观察时的右侧方向(车辆宽度右侧方向)、L方向是指从车辆的驾驶座观察时的左侧方向(车辆宽度左侧方向)。
图1是表示本发明的一实施方式的电动车辆9的动力单元结构1的配置及简要结构的立体图。如图1所示，本实施方式的电动车辆9的动力单元结构1配置于电动车辆9的车辆后方(后侧)。另外，本实施方式的电动车辆9的动力单元结构1配置在构成电动车辆9的车身后部的后部框架90上。
后部框架90包括第一后部框架91、一对第二后部框架92、92、以及第三后部框架93。
第一后部框架91在车辆9的后部沿车宽方向延伸。一对第二后部框架92、92与第一后部框架91的车宽方向上的两端连结，并从该连结部分别朝向车辆前方延伸。第三后部框架93以将一对第二后部框架92、92的车辆前方侧桥接连结的方式沿车宽方向延伸。在由上述第一后部框架91、一对第二后部框架92、92、以及第三后部框架93构成为大致矩形形状的后部框架90上安装有本实施方式的电动车辆9的动力单元结构1。
如图1所示，本实施方式的电动车辆9的动力单元结构1具备电动机单元2和控制装置单元3。电动机单元2配置在R方向侧，控制装置单元3配置在L方向侧。电动机单元2与将左右一对驱动轮81连结的车轴82连接，在该电动机单元2上安装有控制装置单元3。
图2是从车辆后方观察本实施方式的电动车辆9的动力单元结构1而得到的图。另外，图3是从车辆后方观察本实施方式的电动车辆9的动力单元结构1而得到的图，且是表示将控制装置单元3安装于电动机单元2时的状态的图。图4是从R方向观察安装控制装置单元3之前的电动机单元2而得到的图。图5是从上方观察安装控制装置单元3之前的电动机单元2而得到的图。但是，在图5中，示出了将中央壳体21、电动机壳体22及变速器壳体23的各壳体的罩取下后的状态。
如图2及图3所示，电动机单元2包括中央壳体21、电动机壳体22及变速器壳体23。
中央壳体21配置在后述的电动机壳体22与变速器壳体23之间。
电动机壳体22安装在中央壳体21的一侧(如图2所示，例如为L方向侧)，并收容电动机221。
变速器壳体23安装在中央壳体21的另一侧(如图2所示，例如为R方向侧)，并收容变速器231。
控制装置单元3是具有对电动机221进行控制的控制装置30的控制装置单元，是所谓的PCU(功率控制单元)。该控制装置单元3通过第一安装部31和第二安装部32而从电动机单元2的R方向侧朝向L方向侧安装。
第一安装部31是向电动机221供给电力的电力供给部的安装部。即，第一安装部31是控制装置单元3与电动机单元2的电连接部。该第一安装部31在本实施方式的电动车辆9的动力单元结构1中形成于控制装置30的上部的L方向侧的端面。
第二安装部32是用于将控制装置单元3固定于电动机单元2的安装部。即，第二安装部32是控制装置单元3与电动机单元2的机械连接部。该第二安装部32在本实施方式的电动车辆9的动力单元结构1中形成于后述的托架320的L方向侧的端面。
如图2及图3所示，控制装置单元3及变速器壳体23被配置成在从上下方向观察时相互重叠。更详细而言，变速器壳体23偏靠电动机单元2的下方侧地配置，控制装置单元3偏靠电动机单元2的上方侧地配置。即，上述控制装置单元3与变速器壳体23的上下方向的位置一部分错开，另一方面，彼此的车宽方向的位置一部分重叠。由此，能够进行第一安装部31向中央壳体21的安装和第二安装部32向变速器壳体23的安装。
上述第一安装部31连接于与第一安装部31连接的中央壳体21的被安装部20。另外，如上所述，由于第一安装部31是控制装置单元3与电动机单元2的电连接部，所以如图4及图5所示，第一安装部31和被安装部20具有电动机221的三相电力线(汇流排)41的三相对合面40。在该三相对合面40的内部配置有三相电力线41的三相端子4，第一安装部31与该三相端子4电连接。需要说明的是，在三相电力线41的三相对合面40涂布有被称为FIPG(Formed In Place Gasket)的兼顾了粘接和密闭的涂布剂，由此，能够确保密封性。
如图5所示，电动机221的三相电力线41的一端与电动机221连接，另一端与上述三相端子4连接。在中央壳体21的上表面形成有窥视窗61，作业者能够容易地确认三相端子4与第一安装部31的电连接是否可靠。
另外，如图4及图5所示，第一安装部31配置在控制装置30的长边方向(车宽方向)的大致中央部。同样地，被安装部20配置在中央壳体21的长边方向(车宽方向)的大致中央部。由此，能够进一步抑制由从车辆下表面卷起的水所引起的浸水，能够进一步提高对浸水的耐性。
接着，说明本实施方式的电动车辆9的动力单元结构1的安装顺序，并说明动力单元结构1的更详细的结构。
图6～图9是用于说明本实施方式的电动车辆9的动力单元结构1的安装顺序的图。具体而言，图6是表示将托架320安装于控制装置单元3时的状态的立体图。图7是表示将控制装置单元3安装于电动机单元2时的状态的立体图。图8是从R方向观察将控制装置单元3安装在了电动机单元2上时的状态而得到的图。图9是从D方向观察将控制装置单元3安装在了电动机单元2上时的状态而得到的图。
如图6所示，第二安装部32形成于对控制装置30的下方进行支承的托架320。托架320包括支承控制装置30的支承部321、以及从支承部321朝向下方延伸的一对腿部322、322。
托架320的支承部321以在从D方向(下方)观察控制装置单元3时包围控制装置30的重心3c的方式形成为大致C字状(参照图6)。该支承部321以使其开放侧朝向L方向的方式安装于控制装置单元3的下表面。
另外，在从控制装置30的长边方向(车宽方向)的一方观察时，一对腿部322、322从支承部相对于控制装置30的两个固定点323、323所夹持的位置朝向D方向(下方)延伸(参照图2及图3)。更详细而言，一对腿部322、322形成为随着从支承部321的车宽方向一端侧(R方向侧)朝向另一端侧(L方向侧)而向下方倾斜。
第二安装部32包括形成于支承部321的L方向侧的端面的第二安装部32a、32a、以及形成于一对腿部322、322的前端面(下端)的第二安装部32b、32b。利用上述第二安装部32，经由托架320将控制装置单元3机械地连接于变速器壳体23。
首先，如图6所示，托架320通过将螺丝S临时紧固而被临时固定于控制装置单元3的下表面。此时，托架320以能够沿着控制装置单元3向电动机单元2安装的安装方向而移动的状态被临时固定于控制装置单元3。
接下来，如图7所示，在下表面临时固定有托架320的控制装置单元3从R方向侧朝向L方向侧地安装于电动机单元2的侧面。具体而言，首先，将第一安装部31可靠地安装于中央壳体21的被安装部20。此时，如图7所示，由于第一安装部31及被安装部20被配置成沿着电动车辆9的动力单元结构1的上方端10，所以通过形成于电动机单元2的上表面的窥视窗61和形成于控制装置单元3的上表面的窥视窗62，作业者能够容易地进行第一安装部31与被安装部20的电连接是否可靠这样的确认。
接下来，在确认了第一安装部31的电连接可靠的情况之后，将托架320的第二安装部32a、32a、32b、32b安装于变速器壳体23的侧面的安装面。此时，在变速器壳体23的安装面与第二安装部32a、32a、32b、32b的安装面之间没有间隙的情况下，在使托架320向与安装方向相反的方向移动后，将第二安装部32a、32a、32b、32b螺丝固定，之后，对临时紧固于控制装置单元3的托架320的螺丝进行正式紧固。另一方面，在变速器壳体23的安装面与第二安装部32a、32a、32b、32b的安装面之间有间隙的情况下，在使托架320向安装方向移动并与变速器壳体23的安装面抵接后，将第二安装部32a、32a、32b、32b螺丝固定，之后，对临时紧固于控制装置单元3的托架320的螺丝进行正式紧固。
通过以上步骤，完成控制装置单元3向电动机单元2的安装。此时，如图8及图9所示，在一对腿部322、322所夹着的位置配置有作为安装于电动机单元2的辅机的电动油泵7。即，电动油泵7作为控制装置单元3相对于电动机单元2的定位构件发挥功能。因此，在控制装置单元3相对于电动机单元2的位置从规定位置偏移的情况下，托架320的腿部322会与电动油泵7干涉，所以能够抑制误组装。
接着，图10是从L方向(车辆宽度左侧方向)观察本实施方式的电动车辆9的动力单元结构1而得到的图。如图10所示，控制装置单元3配置在比电动机单元2靠Fr方向侧的位置。更详细而言，控制装置单元3(控制装置30)的Rr方向侧端面的位置P2相比于电动机单元2的Rr方向侧端面的位置P1而位于Fr方向侧。由此，相对于来自后方的碰撞(追尾碰撞)时受到冲击而变形而偏置的车身构件BM，电动机单元2会优先地受到冲击。因此，能够缓和对控制装置单元3的冲击。
另外，图11是从后方观察搭载有本实施方式的电动车辆9的动力单元结构1的车辆9时的立体图。需要说明的是，图11示出了将车辆9的后保险杠取下后的状态。
如图11所示，控制装置单元3的连接控制装置30的诊断装置(未图示)的连接部33形成在Rr方向侧端面。由此，在检修中的故障诊断时，不用将电动车辆9的动力单元结构1从车辆9拆下，仅通过取下后保险杠，就能够进行诊断。
根据具备以上结构的本实施方式的电动车辆9的动力单元结构1，可以发挥以下的效果。
首先，根据本实施方式，通过将作为控制装置单元3相对于电动机221的电力供给部的安装部的第一安装部31、即电接合部直接安装于中央壳体21，从而不需要考虑与变速器231的齿轮的干涉，能够降低设计工时。另外，通过将控制装置单元3的第二安装部32安装于变速器壳体23，从而能够跨构成电动机单元2的多个构件(具体而言，中央壳体21和变速器壳体23)地安装控制装置单元3，能够抑制单元的高度方向上的扩大并提高单元的刚性。
另外，根据本实施方式，通过将控制装置单元3及变速器壳体23配置成在从上下方向观察时相互重叠，从而能够缩短在电动机单元2上安装有控制装置单元3时的安装方向上的尺寸，能够使电动车辆9的动力单元结构1小型化。
另外，根据本实施方式，通过将第二安装部32形成于对控制装置30的下方进行支承的托架320，从而能够在优先将保证电连接的第一安装部31紧固连结之后，利用第二安装部32来吸收由于跨构成电动机单元2的多个构件地安装控制装置单元3的结构而产生的公差量的偏移。另外，通过利用托架320来支承控制装置30的下方，从而能够抑制由从电动机221及变速器231侧传递来的振动引起的控制装置30的放射音。
另外，根据本实施方式，由于作为优先安装的电力供给部的安装部的第一安装部31被配置成沿着电动车辆9的动力单元结构1的上方端10，所以能够在组装作业时通过目视来确认第一安装部31的组装，因此，能够抑制误组装。另外，通过使作为电连接部的第一安装部31配置在上方，从而能够抑制由从车辆下表面卷起的水引起的浸水。
另外，根据本实施方式，通过将作为辅机的电动油泵7配置在从托架320的支承部321朝向下方延伸的一对腿部322、322所夹着的位置，从而在一边通过目视来确认作为电连接部的第一安装部31一边进行组装时，如果以错误的角度进行组装，则托架320的腿部322会与电动油泵7干涉。由此，能够知晓组装未正常进行的情况，能够更可靠地抑制误组装。另外，能够保护位于一对腿部322、322之间的电动油泵7免受碰撞时的冲击。
另外，根据本实施方式，通过将托架320的支承部321形成为在从下方观察时包围控制装置30的重心的大致C字状，并且形成有在从控制装置30的长边方向(车宽方向)的一方观察时从支承部321的两个固定点323、323所夹着的位置朝向下方延伸的一对腿部322、322，由此能够稳定地固定控制装置30。由此，能够更有效地抑制由从电动机221及变速器231侧传递来的振动引起的控制装置30的放射音。
另外，根据本实施方式，通过将控制装置单元3配置在比电动机单元2靠车辆前方的位置，从而能够利用金属制且作为刚体的电动机单元2来承受追尾碰撞时的载荷，能够保护控制装置单元3。
另外，根据本实施方式，通过将连接控制装置30的诊断装置的连接部33形成在车辆后方的后端面，从而在检修中的故障诊断时，不用将动力单元结构1从电动车辆9拆下，仅通过取下保险杠，就能够进行诊断，能够降低检修工时。
需要说明的是，本发明并不限定于上述实施方式，能够达成本发明的目的范围内的变形、改良也被包含在本发明中。

Claims (8)

1.一种电动车辆的动力单元结构，其具备：
电动机单元，其包括中央壳体、安装于所述中央壳体的一侧并收容电动机的电动机壳体、以及安装于所述中央壳体的另一侧并收容变速器的变速器壳体；以及
控制装置单元，其控制所述电动机，其中，
所述控制装置单元具备：第一安装部，其为向所述电动机供给电力的电力供给部的安装部；以及第二安装部，其将所述控制装置单元固定于所述电动机单元，并且，
从所述电动机单元的所述另一侧朝向所述一侧进行安装，并且所述第一安装部安装于所述中央壳体，所述第二安装部安装于所述变速器壳体。
2.根据权利要求1所述的电动车辆的动力单元结构，其中，
所述控制装置单元及所述变速器壳体以在从上下方向观察时相互重叠的方式配置。
3.根据权利要求1或2所述的电动车辆的动力单元结构，其中，
所述控制装置单元包括控制所述电动机的控制装置和对所述控制装置的下方进行支承的托架，
所述第一安装部形成于所述控制装置，
所述第二安装部形成于所述托架。
4.根据权利要求3所述的电动车辆的动力单元结构，其中，
所述第一安装部及与所述第一安装部连接的所述中央壳体的被安装部以沿着所述电动车辆的动力单元结构的上方端的方式配置。
5.根据权利要求3或4所述的电动车辆的动力单元结构，其中，
所述托架包括支承所述控制装置的支承部和从所述支承部朝向下方延伸的一对腿部，
安装于所述电动机单元的辅机配置于一对所述腿部所夹着的位置。
6.根据权利要求5所述的电动车辆的动力单元结构，其中，
所述托架的支承部形成为在从下方观察所述控制装置单元时包围所述控制装置的重心的大致C字状，
一对所述腿部在从所述控制装置的长边方向的一方观察时，从所述支承部相对于所述控制装置的两个固定点所夹着的位置朝向下方延伸。
7.根据权利要求3～6中任一项所述的电动车辆的动力单元结构，其中，
所述控制装置单元配置在车辆后方，并且配置在比所述电动机单元靠车辆前方的位置。
8.根据权利要求7所述的电动车辆的动力单元结构，其中，
所述控制装置的连接所述控制装置的诊断装置的连接部形成在车辆后方的后端面。
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