CN110843553B - 基于电池温度的车辆电机控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于电池温度的车辆电机控制装置及方法。所述基于电池温度的车辆电机控制装置包括：电池温度传感器部，其测量工业车辆的电池组的温度；电池监控部，其监控所述温度传感器部的测量值，并在电池组的温度超过预先设定的基准值时传递温度信息；车辆控制部，其基于所述温度信息来限制从所述电池组接收电源的电机的驱动；以及风扇(fan)控制部，其基于所述温度信息来控制用于冷却电池组的风扇的驱动。

Description

基于电池温度的车辆电机控制装置及方法
技术领域
本发明涉及一种使用于工业车辆的基于电池温度的车辆电机控制装置及方法。
背景技术
作为用于驱动工业车辆的驱动电机及液压泵电机的驱动源，使用电池，而电池对温度非常敏感。
即，电池在充电时或放电时产生热，当所产生的热上升至规定的温度以上时，电池组的寿命会下降，严重时可能发生例如爆炸及火灾等危险的状况。
发明内容
技术课题
本发明旨在解决上述现有技术的问题，其一目的在于，提供一种通过控制车辆电机以免电池的温度上升至预先设定的温度以上来减少电池的耐久寿命的装置及方法。
本发明的另一目的在于，防止电池单元的温度上升，且使工业车辆的性能下降作业效率下降最小化。
技术方案
为实现前述目的，本发明中提示的一实施例的基于电池温度的车辆电机控制装置包括：电池温度传感器部，其测量工业车辆的电池组的温度；电池监控部，其监控所述温度传感器部的测量值，并在电池组的温度超过预先设定的基准值时传递温度信息；车辆控制部，其基于所述温度信息来限制从所述电池组接收电源的电机的驱动；以及风扇(fan)控制部，其基于所述温度信息来控制用于冷却电池组的风扇的驱动。
基于电池温度的车辆电机控制装置还包括：输出部，其基于温度信息，将温度信息和电机的驱动限制中的一个以上通知给用户。
当所述电池温度高于预先设定的驱动限制温度时，所述车辆控制部限制驱动电机和泵电机的每分钟转数(RPM)，当所述电池温度高于预先设定的注意温度时，所述风扇控制部驱动电池组的风扇。
所述驱动限制温度与所述注意温度相同或高于所述注意温度。
当所述电池温度低于预先设定的解除基准温度时，所述车辆控制部解除驱动电机和泵电机的驱动的限制；当所述电池温度低于预先设定的安全基准温度时，所述风扇控制部停止电池组的风扇的驱动。
所述解除基准温度与所述安全基准温度相同或高于所述安全基准温度。
所述注意温度与安全基准温度相同或高于安全基准温度，所述驱动限制温度与解除基准温度相同或高于解除基准温度。
所述电池温度传感器部包括多个温度传感器，该多个温度传感器感测由多个电池单元构成的电池组的彼此不同的电池单元的温度，基于所述温度信息，当多个温度传感器中的一个以上的温度传感器的测量值超过预先设定的第一基准温度时，所述电池监控部向所述风扇控制部传递温度信息来打开所述电池风扇；当所述多个温度传感器的平均值超过预先设定的第一基准温度时，所述电池监控部向车辆控制部传递温度信息来限制所述驱动电机及液压电机的驱动。
基于所述温度信息，当多个温度传感器中的一个以上的温度传感器的测量值为预先设定的第二基准温度以下时，所述风扇控制部向车辆控制部传递温度信息来解除所述驱动电机及液压电机的驱动的限制；当所述多个温度传感器的平均值为预先设定的第二基准温度以下时，所述车辆控制部向风扇控制部传递温度信息来关闭所述电池风扇。
本发明的一实施例的基于电池温度的车辆电机控制方法包括：由电池温度传感器测量工业车辆的电池的温度的步骤；由电池监控部监控所测量到的温度，并在超过预先设定的基准值时传递温度信息的步骤；基于所述温度信息，由风扇控制部驱动风扇以冷却电池组的步骤；以及基于所述温度信息，由车辆控制部限制驱动电机和泵电机的驱动的步骤。
所述由车辆控制部限制驱动电机和泵电机的驱动的步骤包括：当所述电池温度高于预先设定的驱动限制温度时，由所述车辆控制部限制驱动电机和泵电机的每分钟转数(RPM)的步骤。
基于电池温度的车辆电机控制方法还包括：当所述电池温度低于预先设定的解除基准温度时，由所述车辆控制部解除驱动电机和泵电机的驱动的限制的步骤；以及当所述电池温度低于预先设定的安全基准温度时，所述风扇控制部停止电池组的风扇的驱动的步骤。
在所述由电池温度传感器测量工业车辆的电池的温度的步骤中，由多个温度传感器感测由多个电池单元构成的电池组的彼此不同的电池单元的温度。
此外，在所述驱动风扇的步骤中，当多个温度传感器中的一个以上的温度传感器的测量值超过预先设定的第一基准温度时，打开所述电池风扇。
在限制所述驱动电机和泵电机的驱动的步骤中，当所述多个温度传感器的平均值超过预先设定的第一基准温度时，限制所述驱动电机及液压电机的驱动。
基于电池温度的车辆电机控制方法还包括：基于所述温度信息，当多个温度传感器中的一个以上的温度传感器的测量值为预先设定的第二基准温度以下时，由所述风扇控制部向车辆控制部传递温度信息来解除所述驱动电机及液压电机的驱动的限制的步骤；以及当所述多个温度传感器的平均值为预先设定的第二基准温度以下时，由所述车辆控制部向风扇控制部传递温度信息来关闭所述电池风扇的步骤。
发明的效果
根据本发明中提示的一实施例，使电池的温度不再上升，从而能够防止电池的耐久寿命减少。
此外，防止电池单元的温度上升，且使工业车辆的性能下降最小化。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的一实施例的工业车辆的电机控制装置的内部结构的框图。
图2是用于说明本发明的一实施例的工业车辆的电池组的温度所对应的基准范围的设定的例示图。
图3是示意性地示出本发明的另一实施例的工业车辆的电机控制装置的内部结构的框图。
图4是用于说明本发明的一实施例的工业车辆的电机控制方法的流程图。
图5是用于说明本发明的另一实施例的工业车辆的电机控制方法的流程图。
图6是说明书的一实施例的表示是否限制电机的画面的例示图。
符号说明
110：电池组，120、1120：温度传感器部，130：界面部，140、1140：电池监控部，150、1150：车辆控制部，160、1160：风扇控制部，170：输出部。
具体实施方式
需要注意的是，本发明中使用的技术术语仅用于说明特定的实施例，并不意图限定本发明。此外，除非特殊定义为不同的含义，本发明中使用的技术术语应解释为本发明所属技术领域中的一般的技术人员所通常理解的含义，不应解释为过度包括性的含义或被过度缩小的含义。
此外，除非在上下文中明确不同地定义，本发明中使用的单数的表述包括复数的表述。在本申请中，“由……构成”或“包括”等术语不应解释为必须包括说明书上记载的多个构成要素或多个步骤中的全部构成要素或全部步骤，而是应解释为也可以不包括其中的部分构成或部分步骤，或者，还可以进一步包括额外的构成要素或步骤。
此外，对本发明中使用的构成要素的后缀“模块”及“部”是仅考虑撰写说明书的容易性而赋予或共用的，并不因其本身而具有相互区别的含义或作用。
此外，本发明中使用的如第一、第二等包括序数的术语可以用于说明多样的构成要素，但这些构成要素不应为这些术语所限定。这些术语仅用作区分一构成要素与另一构成要素的目的。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可以被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。
下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明，与附图符号无关，对于相同或相似的构成要素，将赋予相同的参照编号，并省略对其的重复的说明。
此外，需要注意的是，附图仅用于便于理解本发明的思想，本发明的思想不为所附附图所限制。
图1是示意性地示出本发明的一实施例的工业车辆的电机控制装置的内部结构的框图，图2是用于说明本发明的一实施例的工业车辆的电池组的温度所对应的基准范围的设定的例示图。
如图1所图示，本发明的工业车辆的基于电池温度的车辆电机控制装置可以包括电池组110、温度传感器部120、界面部130、电池监控部140、车辆控制部150、风扇(fan)控制部160、以及输出部170。
电池组110向工业车辆的各种电机供应驱动电压。电池组110由至少一个电池单元构成。电池单元指可以通过电化学反应进行反复的充电和放电的最小单位体。
温度传感器部120连接至电池组而测量电池单元的温度。作为温度传感器，可以使用阻值根据温度可变的热敏电阻。
温度传感器部120将测量到的值传递至电池监控部140。
界面部130包括通过作业者或设定者的操作来输入规定的信号的输入单元。
电池监控部140包括用于感测向各个部供应电池组110的供应电源的电池状态，并控制为进行适当的运用的微处理器和/或电路。
电池监控部140从温度传感器部120读取表示对应的电池单元的温度的信号，并监控电池单元的温度是否超过预先设定的安全范围。
当电池单元的温度超过预先设定的安全范围时，电池监控部140向风扇控制部160或车辆控制部150传递电池组的温度信息。
车辆控制部150控制电机驱动、液压泵电机的驱动，并控制驱动电机及液压泵电机的性能。
车辆控制部150基于从电池监控部140接收的温度信息来限制从电池组110接收电压的电机的驱动或解除限制。所述电机可以包括驱动电机及液压泵电机中的一个以上。
车辆控制部150通过控制输出电流来控制电机的RPM，以控制驱动电机及液压泵电机的性能。更具体而言，当电池组110的温度高于预先设定的第一基准温度时，车辆控制部150限制驱动电机、液压泵电机的驱动；当测量到的温度低于预先设定的第二基准温度时，车辆控制部150解除液压泵电机的驱动的限制。第二基准温度与第一基准温度相同或低于第一基准温度。第二基准温度可以低于第一基准温度，且高于第三基准温度。当第二基准温度低于第一基准温度时，性能限制及解除不会被继续选择变更，因而能够提高系统中的安全性。
风扇控制部160与电池组110的风扇的电机连接而控制风扇电机的驱动。
电池组110设置于为了向外部排出从电池组110产生的热而设有冷却风扇的托盘内。在托盘两侧的任意位置，分别向反方向设有空气流入口和排气口，若驱动冷却风扇，则由空气流入口吸入的空气通过排气口排出而降低电池组110的温度。
风扇控制部160接收所述温度信息，当测量到的温度高于预先设定的第三基准温度时，风扇控制部160驱动风扇；当测量到的温度低于预先设定的第四基准温度时，风扇控制部160停止风扇的驱动。第四基准温度与第三基准温度相同或低于第三基准温度。当基准温度低于第三基准温度时，风扇的驱动及停止不会被继续选择变更，因而能够提高系统中的安全性。
第三基准温度与第一基准温度相同或低于第一基准温度。第四基准温度与第二基准温度相同或低于第二基准温度。
输出部170输出从车辆控制部150接收的信息。所述信息可以包括对温度信息、液压泵电机的驱动的限制或限制解除的通知。所述信息可以包括对风扇驱动或风扇驱动的停止的通知。
如图2所图示，第一基准温度以上的温度属于电池组温度的警告范围，第一基准温度与第三基准温度之间的温度属于注意范围。
图2中虽然公开安全范围为30°～60°，注意范围为60°～65°，危险范围为65°～70°，但这只是一例，并不限于此。温度范围可以由作业者或设定者变更。
即，若电池组的温度成为由安全范围进入注意范围的第三基准温度，则电池监控部140向风扇控制部160传递温度信息来驱动风扇，以降低电池组的温度。此外，若电池组的温度成为由注意范围进入危险范围的第一基准温度，则电池监控部140向车辆控制部150传递温度信息，车辆控制部150限制电机的驱动，以使电池温度不再上升。
图3是示意性地示出本发明的另一实施例的工业车辆的电机控制装置的内部结构的框图。
与图1相同的附图符号为相同的构成要素，因而将省略详细的说明。
如图1所图示，本发明的工业车辆可以包括电池组110、温度传感器部1120、界面部130、电池监控部1140、车辆控制部1150、风扇(fan)控制部1160、以及输出部170。
电池组110向工业车辆的各种电机供应驱动电压。电池组110由多个电池单元构成。
温度传感器部1120连接至电池组而测量电池单元的温度。温度传感器部120包括多个温度传感器。多个温度传感器测量由多个电池单元构成的电池组的彼此不同的电池单元的温度。
温度传感器部1120将测量到的值传递至电池监控部1140。
电池监控部1140监控电池组110的状态。
电池监控部1140接收所述温度传感器部1120的多个温度传感器的测量值，并在接收到的测量值超过预先设定的基准值时向车辆控制部1150和风扇控制部1160传递温度信息。
此外，风扇控制部1160基于从电池监控部1140接收的温度信息，当多个温度传感器中的一个以上的温度传感器的测量值超过预先设定的第一基准温度时，向风扇控制部1160传递温度信息来打开所述电池风扇。
当多个温度传感器中的一个以上的温度传感器的测量值超过预先设定的第一基准温度(驱动限制温度)时，电池监控部1140计算所述多个温度传感器的平均值。当多个温度传感器的平均值超过预先设定的第一基准温度时，向车辆控制部1150传递温度信息来控制所述驱动电机及液压电机的性能。
当个温度传感器的平均值低于预先设定的第三基准温度(解除基准温度)时，电池监控部1140向车辆控制部1150传递温度信息来解除性能限制，当多个温度传感器均低于第三基准温度时，电池监控部1140向风扇控制部1160传递温度信息来关闭所述电池风扇。第三基准温度低于第一基准温度。第一基准温度是电池单元的温度由注意范围进入危险范围的基准温度，第三基准温度是电池单元的温度由安全范围进入注意范围的基准温度。
车辆控制部1150通过控制输出电流来控制电机的RPM，以控制电机及液压泵电机的性能。
车辆控制部1150基于从电池监控部1140接收的温度信息来限制从电池组110接收电压的电机的驱动或解除限制。所述电机可以包括驱动电机及液压泵电机中的一个以上。
更具体而言，当电池组110的平均温度高于预先设定的第一基准温度时，车辆控制部1150限制驱动电机、液压泵电机的驱动；当测量到的温度低于预先设定的第三基准温度时，车辆控制部1150解除液压泵电机的驱动的限制。第三基准温度与第一基准温度相同或低于第一基准温度。
基于从电池监控部1140接收的温度信息，当多个温度传感器的平均值低于预先设定的第三基准温度时，车辆控制部1150解除电机的性能限制。
基于从电池监控部1140接收的温度信息，当多个温度传感器的温度均低于第三基准温度时，风扇控制部1160关闭风扇电机10。
图4是用于说明本发明的一实施例的工业车辆的电机控制方法的流程图。
由温度传感器测量工业车辆的电池组的温度(S100)。
电池监控部对由温度传感器测量的温度与预先设定的限制温度进行比较(S110)。根据比较结果，电池监控部将温度信息传递至风扇控制部或车辆控制部。此外，电池监控部可以将温度信息传递至输出部，以视觉或听觉的方式输出信息，以使作业者能够确认。
基于电池监控部的比较结果，车辆控制部限制驱动电机及液压泵电机的驱动，风扇控制部驱动风扇电机(S120)。
作为限制驱动电机及液压泵电机的驱动的方法，有限制每分钟转数(RPM)的方法。
为了限制每分钟转数，且确保系统的安全性，以预先设定的间隔逐个预先设定的百分比(％)地减少。例如，减少当前每分钟转数(a1)的10％，该步骤时间长达5分钟，之后，5分钟后，可以从已减少10％的每分钟转数再减少10％。
电池监控部继续监控电池组的温度，对该温度与预先设定的解除温度进行比较(S130)。
经比较，当电池组的温低于预先设定的解除温度时，电池监控部将温度信息传递至风扇控制部和车辆控制部，接收了温度信息的风扇控制部停止风扇电机，车辆控制部解除驱动电机及液压泵电机的驱动的限制(S140)。
图5是用于说明本发明的另一实施例的工业车辆的电机控制方法的流程图，图6是说明书的一实施例的表示是否限制电机的画面的例示图。
电池监控部监控感测电池组的彼此不同的电池单元的温度的多个温度传感器的感测值(200)。
电池监控部确认是否1个以上的温度传感器的测量值为预先设定的限制温度以上(S210)。
在步骤S210中，当判断为1个以上的温度传感器的测量值为预先设定的限制温度以上时，电池监控部驱动风扇电机(S220)。
在步骤S210中，当电池监控部判断为某一个温度传感器的测量值也低于预先设定的限制温度时，返回至步骤S200。
在步骤S220之后，电池监控部确认是否多个温度传感器的测量值的平均温度为限制温度以上(S230)。当多个温度传感器的平均温度为限制温度以上时，向车辆控制器传递温度信息来限制电机的驱动(S240)。
在步骤S230中，若判断为多个温度传感器的测量值的平均温度低于限制温度，则电池监控部继续监控多个温度传感器的测量值。
在步骤S240之后，电池监控部继续监控多个温度传感器的测量值，电池监控部确认多个温度传感器的测量值的平均温度是否为预先设定的解除基准温度以下(S250)。
在步骤S260中，当多个温度传感器的平均温度低于解除温度时，电池监控部解除电机的驱动限制(S260)。
在步骤S260之后，电池监控部继续监控多个温度传感器的测量值，确认是否多个温度传感器的测量值均低于预先设定的解除温度(S270)。
在步骤S260中，当多个温度传感器的测量值均低于预先设定的解除温度时，电池监控部将温度信息传递至风扇控制部，风扇控制部停止风扇的驱动(S280)。
在步骤S270中，当多个温度传感器的测量值中的任一个为预先设定的解除温度以上时，返回至步骤S200。
在本发明的利用多个温度传感器的基于电池温度的电机性能控制方法中，若多个温度传感器的温度中的某一个超过预先设定的范围，则驱动风扇；当多个温度传感器的温度的平均温度超过预先设定的范围时，限制工业车辆的电机的驱动。
在另一变形例中，在车辆控制部150控制电机驱动及液压泵的RPM之前，如图6所图示，向输出部的显示画面51输出通知电机限制或电机限制解除事实的消息52。
此外，可以同时提供该消息的确认图标53和取消图标54。作业者可以通过通知电机限制事实的消息52的取消图标54来防止车辆控制部150、1150的RPM限制信号的发送。
若由作业者选择取消图标54，则界面部130向车辆控制部150、1150传输用于防止发送RPM限制信号的信号。若车辆控制部150、1150从界面部130接收用于防止RPM限制信号的发送的信号，则可以防止RPM限制信号的发送。
如此，通过显示画面51从作业者获得确认的步骤可以由设计者追加或删除，也可以被设定为由作业者选择。
需要说明的是，当通过显示画面51执行从作业者获得确认的形骤时，可以防止有悖于作业者的意图的电机的RPM的控制。
本发明所属技术领域中的一般的技术人员可以理解，在不变更本发明的技术思想或必备特征的情况下可以以其他具体形态实施本发明。因此，以上描述的实施例在所有方面是示例性的，不应理解为是限定性的。比起上述详细的说明，本发明的范围更由后述权利要求书体现，从权利要求书的意义、范围及其等同概念导出的所有变更或变形的形态应解释为落入本发明的范围内。
另一方面，本说明书和图中公开了本发明的优选实施例，虽然使用了特定术语，但这只是在便于理解本发明的技术内容并促进发明的理解的一般的意义上所使用的，并不意图限定本发明的范围。对本发明所属技术领域中的一般的技术人员显而易见的是，除了此处公开的实施例外，还可以实施基于本发明的技术思想的其他变形例。

Claims (10)

1.一种基于电池温度的车辆电机控制装置，其特征在于，包括：
电池温度传感器部，其测量工业车辆的电池组的温度；
电池监控部，其监控所述温度传感器部的测量值，并在电池组的温度超过预先设定的基准值时传递温度信息；
车辆控制部，其基于所述温度信息来限制从所述电池组接收电源的电机的驱动；以及
风扇控制部，其基于所述温度信息来控制用于冷却电池组的风扇的驱动，
其中，所述电池温度传感器部包括多个温度传感器，该多个温度传感器感测由多个电池单元构成的电池组的不同的电池单元的温度，并且
基于所述温度信息，当多个温度传感器中的至少一个温度传感器的测量值超过预先设定的第一基准温度时，所述电池监控部向所述风扇控制部传递温度信息来打开所述电池组的风扇；当所述多个温度传感器的平均值超过预先设定的第一基准温度时，所述电池监控部向车辆控制部传递温度信息来限制驱动电机及泵电机中的至少一个的驱动。
2.根据权利要求1所述的基于电池温度的车辆电机控制装置，其特征在于，还包括：
输出部，其基于所述温度信息，将温度信息和电机的驱动限制中的一个以上通知给用户。
3.根据权利要求1所述的基于电池温度的车辆电机控制装置，其特征在于，
当所述电池组的温度高于预先设定的驱动限制温度时，所述车辆控制部限制驱动电机和泵电机中的至少一个的每分钟转数，
当所述电池组的温度高于预先设定的注意温度时，所述风扇控制部驱动电池组的风扇，
所述驱动限制温度与所述注意温度相同或高于所述注意温度。
4.根据权利要求3所述的基于电池温度的车辆电机控制装置，其特征在于，
当所述电池组的温度低于预先设定的解除基准温度时，所述车辆控制部解除驱动电机和泵电机中的至少一个的驱动的限制；
当所述电池组的温度低于预先设定的安全基准温度时，所述风扇控制部停止电池组的风扇的驱动，
所述解除基准温度与所述安全基准温度相同或高于所述安全基准温度。
5.根据权利要求4所述的基于电池温度的车辆电机控制装置，其特征在于，
所述注意温度与安全基准温度相同或高于安全基准温度，所述驱动限制温度与解除基准温度相同或高于解除基准温度。
6.根据权利要求1所述的基于电池温度的车辆电机控制装置，其特征在于，
基于所述温度信息，当多个温度传感器中的至少一个温度传感器的测量值为预先设定的第二基准温度以下时，所述风扇控制部向车辆控制部传递温度信息来解除所述驱动电机及泵电机中的至少一个的驱动的限制；
当所述多个温度传感器的平均值为预先设定的第二基准温度以下时，所述车辆控制部向风扇控制部传递温度信息来关闭所述电池组的风扇。
7.一种基于电池温度的车辆电机控制方法，其特征在于，包括：
由电池温度传感器测量工业车辆的电池组的温度的步骤；
由电池监控部监控所测量到的温度，并在超过预先设定的基准值时传递温度信息的步骤；
基于所述温度信息，由风扇控制部驱动风扇以冷却电池组的步骤；以及
基于所述温度信息，由车辆控制部限制驱动电机和泵电机的驱动的步骤，
其中，所述电池温度传感器部包括多个温度传感器，
在由电池温度传感器测量工业车辆的电池组的温度的步骤中，由多个温度传感器感测由多个电池单元构成的电池组的不同的电池单元的温度；
在所述驱动风扇的步骤中，当多个温度传感器中的至少一个温度传感器的测量值超过预先设定的第一基准温度时，打开所述电池组的风扇，
在限制所述驱动电机和泵电机中的至少一个的驱动的步骤中，当所述多个温度传感器的平均值超过预先设定的第一基准温度时，限制所述驱动电机及泵电机中的至少一个的驱动。
8.根据权利要求7所述的基于电池温度的车辆电机控制方法，其特征在于，
所述由车辆控制部限制驱动电机和泵电机中的至少一个的驱动的步骤包括：
当所述电池组的温度高于预先设定的驱动限制温度时，由所述车辆控制部限制驱动电机和泵电机中的至少一个的每分钟转数的步骤。
9.根据权利要求7所述的基于电池温度的车辆电机控制方法，其特征在于，还包括：
当所述电池组的温度低于预先设定的解除基准温度时，由所述车辆控制部解除驱动电机和泵电机中的至少一个的驱动的步骤；以及
当所述电池组的温度低于预先设定的安全基准温度时，所述风扇控制部停止电池组的风扇的驱动的步骤。
10.根据权利要求7所述的基于电池温度的车辆电机控制方法，其特征在于，还包括：
基于所述温度信息，当多个温度传感器中的至少一个温度传感器的测量值为预先设定的第二基准温度以下时，由所述风扇控制部向车辆控制部传递温度信息来解除所述驱动电机及泵电机中的至少一个的驱动的限制的步骤；以及
当所述多个温度传感器的平均值为预先设定的第二基准温度以下时，由所述车辆控制部向风扇控制部传递温度信息来关闭所述电池组的风扇的步骤。
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