CN112462279A - 电池包异常检测方法、装置、动力电池系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种电池包异常检测方法、装置、动力电池系统及车辆，以提升电池包受损检测的准确性，进而保证车辆安全。所述电池包设置于车辆底盘，所述异常检测装置包括：均匀铺设于所述电池包外部的绝缘导线；控制器，与所述绝缘导线连接，用于检测所述绝缘导线的通断，并根据检测结果判断所述电池包是否存在异常。
Description
技术领域
本公开涉及电池领域，具体地，涉及一种电池包异常检测方法、装置、动力电池系统及车辆。
背景技术
目前，电池包大多设置于车辆底盘内，在电池包受到撞击或剐蹭时可能会导致电池包受损，然而，一些受损情况可能无法被电池管理系统检测到，在后续使用车辆的过程中，可能会导致安全问题。例如，车辆电池托底过程中，电池密封失效，但电池的电芯检测未有异常数据，在车辆涉水过程中，电池包内部进水短路，引起电池发生热失控，进而导致自燃事故。再例如，车辆底盘在遭受过撞击后，导致电池包和冷却系统发生变形，而电池管理系统未能发现电池包受损，后续使用车辆时导致车辆自燃。可见，目前对于车辆底盘电池包受损的检测还不够准确，易导致安全问题。
发明内容
本公开的目的是提供一种电池包异常检测方法、装置、动力电池系统及车辆，以提升电池包受损检测的准确性，进而保证车辆安全。
为了实现上述目的，根据本公开的第一方面，提供一种电池包异常检测装置，所述电池包设置于车辆底盘，所述异常检测装置包括：
均匀铺设于所述电池包外部的绝缘导线；
控制器，与所述绝缘导线连接，用于检测所述绝缘导线的通断，并根据检测结果判断所述电池包是否存在异常。
可选地，所述控制器包括：
输出端和输入端，所述输出端连接所述绝缘导线的一端，所述输入端连接所述绝缘导线的另一端，所述控制器用于通过所述输出端发送触发信号，并通过所述输入端接收所述绝缘导线针对所述触发信号响应的反馈信号；
所述控制器用于通过对所述触发信号和所述反馈信号进行比较，以确定所述绝缘导线的通断。
可选地，所述电池包外部和所述绝缘导线覆盖有PVC防护膜。
可选地，还包括：
声音采集器，设置于电池防护梁，用于采集所述电池包周边产生的声音，得到声音信号；
所述控制器用于将采集到的所述声音信号与已存储的用于表征电池异常的预设声音信号进行比较，并在所述声音信号与所述预设声音信号相匹配的情况下，确定所述电池包存在异常。
可选地，所述异常检测装置还包括：
图像采集器，设置于电池防护梁，用于采集所述电池包的图像信号；
所述控制器用于在确定所述电池包存在异常的情况下，将采集到的所述图像信号上传至指定位置。
可选地，所述绝缘导线为一根或多根。
可选地，所述电池包外部包括所述电池包底部护板和/或侧边护板。
根据本公开的第二方面，提供一种电池包异常检测方法，所述电池包设置于车辆底盘，所述方法应用于本公开第一方面所述的电池包异常检测装置，所述电池包外部均匀铺设有绝缘导线，所述方法包括：
检测所述绝缘导线的通断；
根据检测结果判断所述电池包是否存在异常。
可选地，所述检测所述绝缘导线的通断，包括：
向所述绝缘导线的一端发送触发信号，并通过所述绝缘导线的另一端接收所述绝缘导线针对所述触发信号响应的反馈信号；
将所述触发信号和所述反馈信号进行比较；
若所述触发信号和所述反馈信号相匹配，确定所述绝缘导线未断开；
若所述触发信号和所述反馈信号不匹配，确定所述绝缘导线断开。
可选地，所述根据检测结果判断所述电池包是否存在异常，包括：
在确定所述绝缘导线断开的情况下，确定所述电池包存在异常。
可选地，所述方法还包括：
采集所述电池包周边产生的声音，得到声音信号；
将采集到的所述声音信号与已存储的用于表征电池异常的预设声音信号进行比较；
在所述声音信号与所述预设声音信号相匹配的情况下，确定所述电池包存在异常。
可选地，所述方法还包括：
采集所述电池包的图像信号；
在确定所述电池包存在异常的情况下，将采集到的所述图像信号上传至指定位置。
可选地，所述方法还包括：
在确定所述电池包存在异常的情况下，生成并输出预警信息。
可选地，所述方法还包括：
获取电池管理系统检测到的异常状态信息；
所述在确定所述电池包存在异常的情况下，生成并输出预警信息，包括：
在确定所述电池包存在异常、且所述异常状态信息指示所述电池管理系统未检测到异常的情况下，生成并输出所述预警信息。
根据本公开的第三方面，提供一种动力电池系统，包括本公开第一方面所述的电池包异常检测装置。
根据本公开的第四方面，提供一种车辆，包括本公开第三方面所述的动力电池系统。
通过上述技术方案，利用电池包异常检测装置判断电池包的异常状态，其中，电池包异常检测装置包括均匀铺设于电池包外部的绝缘导线，还包括与绝缘导线连接的控制器，用于检测绝缘导线的通断，并根据检测结果判断电池包是否存在异常。这样，通过在电池包外部加设均匀分布的整根绝缘导线，能够准确地识别出电池包的异常，进而准确获知电池包的受损状态，提升车辆安全性。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开的一种实施方式提供的电池包异常检测装置的框图；
图2是根据本公开提供的电池包异常检测装置中，绝缘导线的一种示例性的铺设方式；
图3是根据本公开的另一种实施方式提供的电池包异常检测装置的框图；
图4是根据本公开的一种实施方式提供的电池包异常检测方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
目前，对于新能源汽车，车辆自燃是一大重要安全问题，对于车辆动力电池(电池包)的安全性要求很高。如背景技术所述，在车辆自燃事故中，大部分原因在于车辆底盘内的电池包已经受损却未能被及时发现。例如，车辆电池托底过程中，电池密封失效，电池的电芯检测却未检测到异常数据，在车辆涉水过程中，电池包内部进水，导致电池包内部短路，进而引起电池热失控，导致自燃事故。再例如，车辆底盘遭受撞击后，电池包和冷却系统变形，如电池包底板未被刺穿，则电池管理系统未监测到冷却液泄露和绝缘降低，也未检测到电芯异常数据，也就无法发现电池包受损，但是，实际上，由于电池包机械结构强度与电气连接可靠性发生变化，电气安全风险增加，可能导致车辆自燃。因此，需要一种能够准确检测出电池包受损或异常的方法。
为了解决上述问题，本公开提供一种电池包异常检测方法、装置、动力电池系统及车辆，以提升电池包受损检测的准确性，进而保证车辆安全。
图1是根据本公开的一种实施方式提供的电池包异常检测装置的框图。其中，电池包设置于车辆底盘。如图1所示，该电池包异常检测装置10可以包括：
均匀铺设于电池包20外部的绝缘导线11；
控制器12，与绝缘导线11连接，用于检测绝缘导线的通断，并根据检测结果判断电池包是否存在异常。
其中，电池包20外部可以包括电池包底部护板和/或侧边护板。电池包底部可以认为是车辆行驶时电池包接近地面的部分，底部护板就是设置于电池包底部的护板，侧边护板则是与底部护板垂直的部分。
在铺设绝缘导线11时，可以将绝缘导线11盘绕后均匀铺设于电池包20的外部，这样，电池包20的外部基本能够被绝缘导线11覆盖。并且，电池包10托底或碰撞时，绝缘导线11会断开，从而能够通过绝缘导线的通断反映电池包是否被摩擦或碰撞。基于上述原因，绝缘导线11在某一位置的通断情况能够十分准确地反映该位置受到的碰撞(或者，剐蹭等)，同时，由于绝缘导线11均匀分布于电池包20的外部，因此，能够实现对电池包外部各处的精准的受损检测。
示例地，绝缘导线可以采用细绝缘导线，由于细绝缘导线对于碰撞或摩擦的反映灵敏度更高，因此即便是十分微小的碰撞，也能够通过其通断反映出来。示例地，绝缘导线11可以选用绝缘细铜丝。
可选地，在布设绝缘导线11时，可以选用一根合适长度的绝缘导线，按照电池包20外部区域的大小，选用合适的方式进行均匀盘绕后，贴合至电池包20外部。示例地，图2是绝缘导线的一种示例性的铺设方式。
可选地，绝缘导线11还可以为多根，例如，可以将每一根绝缘导线按照指定方向(如横向、纵向)进行均匀、紧密的排列，贴合至电池包20外部，并将每一绝缘导线连接至控制器。
可选地，在将绝缘导线11铺设至电池包20外部后，还可向电池包20外部喷涂PVC防护，以形成PVC防护膜。这样，可以通过PVC防护膜保护电池包，防止石块等物品撞击电池包导致其受损。
可选地，如图3所示，控制器12可以包括输出端和输入端。
输出端连接绝缘导线11的一端，输出端连接绝缘导线11的另一端，控制器用于通过输出端发送触发信号，并通过输入端接收绝缘导线11针对该触发信号响应的反馈信号。
控制器12用于通过对触发信号和反馈信号进行比较，以确定绝缘导线的通断。
控制器12的输出端、绝缘导线11、控制器12的输入端可以构成低压连接回路。通过控制器12可以产生一个触发信号，然后，控制器12通过其输出端(低压连接回路的起始端)发送该触发信号，通过绝缘导线11形成低压互锁回路，并通过控制器12的输入端(低压连接回路的末尾端)接收反馈信号。示例地，触发信号可以为具有指定频率与指定占空比的PWM(脉冲宽度调制)波形信号。再例如，触发信号可以为指定电流值的电流信号。
之后，控制器12对发送的触发信号与接收的反馈信号进行比较，比较两个信号的特征(例如，若触发信号为PWM信号，则可以比较二者的频率和占空比)是否相匹配，进而确定绝缘导线的通断状态。其中，若触发信号和反馈信号相匹配，控制器确定绝缘导线未断开，若触发信号和反馈信号不匹配，控制器确定绝缘导线断开。
在这里，触发信号与反馈信号相匹配可以指二者完全一致，也可以指二者的相似度达到指定阈值。
可选地，若绝缘导线11为一根，控制器12通过其输出端向绝缘导线11发送触发信号，并通过绝缘导线11的另一端接收反馈信号，若二者相匹配，则说明绝缘导线11未断开，若二者不匹配，则说明绝缘导线11断开。
可选地，若绝缘导线11为多根，控制器12的输出端、输入端可以分别连接每一根绝缘导线11的两端，并且，控制器12可以通过输出端向每一根绝缘导线发送触发信号，并接收每一根绝缘导线的反馈信号。若接收到的反馈信号中存在任何一者与触发信号不匹配，就可以确定绝缘导线断开，而若接收到的反馈信号中每一这均与触发信号相匹配，则可以确定绝缘导线未断开。并且，反馈信号与触发信号不匹配的绝缘导线所处的位置就是电池包受到碰撞的位置，由此，还能够快速定位电池包受到撞击的位置。
这样，建立一条独立的通断检测电路，通过对绝缘导线的信号传输情况进行检测，进而识别其通断。
控制器12检测绝缘导线11的通断后，能够得到一检测结果。该检测结果可以为绝缘导线11已断开，或者，该检测结果可以为绝缘导线11未断开。进而，在确定绝缘导线11断开的情况下，控制器12可以确定电池包20存在异常。
通过上述技术方案，利用电池包异常检测装置判断电池包的异常状态，其中，电池包异常检测装置包括均匀铺设于电池包外部的绝缘导线，还包括与绝缘导线连接的控制器，用于检测绝缘导线的通断，并根据检测结果判断电池包是否存在异常。这样，通过在电池包外部加设均匀分布的整根绝缘导线，能够准确地识别出电池包的异常，进而准确获知电池包的受损状态，提升车辆安全性。
可选地，电池包异常检测装置10还可以包括：
声音采集器13，设置于电池防护梁，用于采集电池包20周边产生的声音，得到声音信号；
控制器12用于将采集到的声音信号与已存储的用于表征电池异常的预设声音信号进行比较，并在声音信号与预设声音信号相匹配的情况下，确定电池包存在异常。
人说话产生声音，声音通过声波传播到录音设备(声音采集器13)，录音设备获得声音信号(即音频信号)用于信号处理。
针对预设声音信号，可以大量收集可能导致电池异常的声音信号(例如，收集车辆发生碰撞、剐蹭时的声音信号)，并进行处理(例如，提取其中的声音特征)后，获得预设声音信号进行存储。示例地，可以直接将预设声音信号存储在控制器12中。
通过设置于电池防护梁的声音采集器13，能够采集到电池包20附近的声音信号，并用于电池包的异常判断。示例地，声音采集器13可以设置于电池前防护梁。声音采集器13可以选用声音传感器。
控制器12可以将声音采集器13采集到的声音信号与预设声音信号进行比较，并在二者相匹配的情况下，确定电池包20存在异常。在这里，集到的声音信号与预设声音信号相匹配可以指二者完全一致，也可以指二者的相似度达到指定阈值。
可选地，电池包异常检测装置10还可以包括：
图像采集器14，设置于电池防护梁，用于采集电池包20的图像信号；
控制器12用于在确定电池包20存在异常的情况下，将采集到的图像信号上传至指定位置。
通过设置于电池防护梁的图像采集器14，能够采集到电池包20附近的图像信号(例如，图像或视频)。示例地，图像采集器14可以设置于电池前防护梁。声音采集器13可以选用摄像头，例如，车规级摄像头。
控制器12在确定电池包20存在异常的情况下，可以将采集到的图像信号上传至指定位置。示例地，指定位置可以为车辆中控屏。再例如，指定位置可以为车联网。再例如，指定位置可以为用于存储车辆数据的云端。
可选地，控制器12在上传图像信号时，可以进行针对性上传。例如，在确定电池包存在异常时，选取包含该时刻在内的一定时长的视频进行上传。示例地，一定时长可以设置为20s。
可选地，图像采集器14和声音采集器13可以集成到一个模块中，共同设置于电池前防护梁，这样，采集到的图像信号和声音信号能够更好地相互对应，便于相关人员进行分析。
可选地，声音采集器13采集到的声音信号也可以进行上传，上传方式和位置可以参考图像信号的上传，此处不赘述。
可选地，电池包异常检测装置10还可以用于在控制器确定电池包存在异常的情况下，生成并输出预警信息。
预警信息可以是与电池包异常相关的提示性信息。示例地，预警信息可以用于提示用户对电池包进行安全与气密性检测(还可以向用户提示附近的检测点、行车路线等)。再例如，预警信息可以用于提示用户避免车辆涉水。
其中，输出预警信息的方式可以包括但不限于声音预警(例如，蜂鸣器报警、语音播报、输出指定提示音等)、图像预警(例如，文字提示、图像图示等)、灯光预警(例如，指定灯光亮起、灯光闪烁等)等。
可选地，电池包异常检测装置10还可以用于获取电池管理系统检测到的异常状态信，并在控制器12确定电池包存在异常、且异常状态信息指示电池管理系统未检测到异常的情况下，生成并输出预警信息。
这样，在控制器确定电池包存在异常、且电池管理系统未检测到相关异常的情况下，输出预警信息，能够帮助电池管理系统更加准确地识别到电池包异常，而在电池管理系统已检测到相关异常时，不再额外发出预警，避免不必要的资源消耗。
基于上述内容，在一种可能的实施例中，若识别到绝缘导线11断开，控制器12将采集到的视频上传至车辆中控屏，同时，控制器12将采集到的视频与高清图像上传云端。此时，若电池管理系统(Battery Management System，BMS)未检测到相关故障，通过车辆输出预警信息，例如，提示相关人员到附近检测点对车辆电池包进行安全与气密性检测，以及，提示检测前避免车辆涉水。
在另一种可能的实施例中，当声音信号表征电池包存在异常，控制器12将采集到的视频上传至车辆中控屏，同时，控制器12将采集到的视频与高清图像上传云端。此时，若电池管理系统未检测到相关故障，通过车辆输出预警信息，例如，提示相关人员到附近检测点对车辆电池包进行安全与气密性检测，以及，提示检测前避免车辆涉水。
在另一种可能的实施例中，若识别到绝缘导线11断开，且声音信号表征电池包存在异常，控制器12将采集到的视频上传至车辆中控屏，同时，控制器12将采集到的视频与高清图像上传云端。此时，若电池管理系统未检测到相关故障，通过车辆输出预警信息，例如，提示电池包外部发生碰撞故障，以便相关人员知晓(例如，将故障信息推送给售后人员，使其与车主联系，由车主确定实际状况)。
在另一种可能的实施例中，若识别到绝缘导线11断开，或者，声音信号表征电池包存在异常，控制器12将采集到的视频上传至车辆中控屏，同时，控制器12将采集到的视频与高清图像上传云端。此时，若电池管理系统检测到相关故障，电池管理系统会根据其自身的故障处理逻辑进行处理，例如，若电池管理系统识别到电池包碰撞故障，电池管理系统将故障上报，同时会限制电池放电功率，并将相关数据传至云端，以将故障推送给相关人员，使其确定车辆状态。
在另一种可能的实施例中，若识别到绝缘导线11断开，或者，声音信号表征电池包存在异常，控制器12将采集到的视频上传至车辆中控屏，同时，控制器12将采集到的视频与高清图像上传云端。此时，若电池管理系统检测到相关故障，电池管理系统会根据其自身的故障处理逻辑进行处理，例如，若电池管理系统识别到热管控相关故障，电池管理系统将故障上报，同时切断电源，并提醒车上人员立即离开车辆，并将相关数据传至云端，以将故障推送给相关人员，使其确定车辆状态。
图4是根据本公开的一种实施方式提供的电池包异常检测方法，电池包设置于车辆底盘，电池包外部均匀铺设有绝缘导线。示例地，该方法可以应用于本公开任意实施例提供的电池包异常检测装置中。如图4所示，该方法可以包括以下步骤。
在步骤41中，检测绝缘导线的通断。
在步骤42中，根据检测结果判断电池包是否存在异常。
可选地，步骤41可以包括以下步骤：
向所述绝缘导线的一端发送触发信号，并通过所述绝缘导线的另一端接收绝缘导线针对所述触发信号响应的反馈信号；
对所述触发信号和所述反馈信号进行比较；
若所述触发信号和所述反馈信号相匹配，确定所述绝缘导线未断开；
若所述触发信号和所述反馈信号不匹配，确定所述绝缘导线断开。
可选地，步骤42可以包括以下步骤：
在确定所述绝缘导线断开的情况下，确定所述电池包存在异常。
可选地，所述方法还包括：
采集所述电池包周边产生的声音，得到声音信号；
将采集到的所述声音信号与已存储的用于表征电池异常的预设声音信号进行比较；
在所述声音信号与所述预设声音信号相匹配的情况下，确定所述电池包存在异常。
可选地，所述方法还包括：
采集所述电池包的图像信号；
在确定所述电池包存在异常的情况下，将采集到的所述图像信号上传至指定位置。
可选地，所述方法还包括：
在确定所述电池包存在异常的情况下，生成并输出预警信息。
可选地，所述方法还包括：
获取电池管理系统检测到的异常状态信息；
所述在确定所述电池包存在异常的情况下，生成并输出预警信息，包括：
在确定所述电池包存在异常、且所述异常状态信息指示所述电池管理系统未检测到异常的情况下，生成并输出所述预警信息。
关于上述实施例中的方法，其中各个步骤的具体方式已经在有关该装置的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本公开还提供一种动力电池系统，包括本公开任意实施例所提供的电池包异常检测装置。
本公开还提供一种车辆，所述车辆包括本公开任意实施例所提供的动力电池系统。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (16)
1.一种电池包异常检测装置，所述电池包设置于车辆底盘，其特征在于，所述异常检测装置包括：
均匀铺设于所述电池包外部的绝缘导线；
控制器，与所述绝缘导线连接，用于检测所述绝缘导线的通断，并根据检测结果判断所述电池包是否存在异常。
2.根据权利要求1所述的电池包异常检测装置，其特征在于，所述控制器包括：
输出端和输入端，所述输出端连接所述绝缘导线的一端，所述输入端连接所述绝缘导线的另一端，所述控制器用于通过所述输出端发送触发信号，并通过所述输入端接收所述绝缘导线针对所述触发信号响应的反馈信号；
所述控制器用于通过对所述触发信号和所述反馈信号进行比较，以确定所述绝缘导线的通断。
3.根据权利要求1所述的电池包异常检测装置，其特征在于，所述电池包外部和所述绝缘导线覆盖有PVC防护膜。
4.根据权利要求1所述的电池包异常检测装置，其特征在于，还包括：
声音采集器，设置于电池防护梁，用于采集所述电池包周边产生的声音，得到声音信号；
所述控制器用于将采集到的所述声音信号与已存储的用于表征电池异常的预设声音信号进行比较，并在所述声音信号与所述预设声音信号相匹配的情况下，确定所述电池包存在异常。
5.根据权利要求1所述的电池包异常检测装置，其特征在于，所述异常检测装置还包括：
图像采集器，设置于电池防护梁，用于采集所述电池包的图像信号；
所述控制器用于在确定所述电池包存在异常的情况下，将采集到的所述图像信号上传至指定位置。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电池包异常检测装置，其特征在于，所述绝缘导线为一根或多根。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的电池包异常检测装置，其特征在于，所述电池包外部包括所述电池包底部，护板和/或侧边护板。
8.一种电池包异常检测方法，所述电池包设置于车辆底盘，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-7中任一项所述的电池包异常检测装置，所述电池包外部均匀铺设有绝缘导线，所述方法包括：
检测所述绝缘导线的通断；
根据检测结果判断所述电池包是否存在异常。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述检测所述绝缘导线的通断，包括：
向所述绝缘导线的一端发送触发信号，并通过所述绝缘导线的另一端接收所述绝缘导线针对所述触发信号响应的反馈信号；
将所述触发信号和所述反馈信号进行比较；
若所述触发信号和所述反馈信号相匹配，确定所述绝缘导线未断开；
若所述触发信号和所述反馈信号不匹配，确定所述绝缘导线断开。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据检测结果判断所述电池包是否存在异常，包括：
在确定所述绝缘导线断开的情况下，确定所述电池包存在异常。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
采集所述电池包周边产生的声音，得到声音信号；
将采集到的所述声音信号与已存储的用于表征电池异常的预设声音信号进行比较；
在所述声音信号与所述预设声音信号相匹配的情况下，确定所述电池包存在异常。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
采集所述电池包的图像信号；
在确定所述电池包存在异常的情况下，将采集到的所述图像信号上传至指定位置。
13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在确定所述电池包存在异常的情况下，生成并输出预警信息。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取电池管理系统检测到的异常状态信息；
所述在确定所述电池包存在异常的情况下，生成并输出预警信息，包括：
在确定所述电池包存在异常、且所述异常状态信息指示所述电池管理系统未检测到异常的情况下，生成并输出所述预警信息。
15.一种动力电池系统，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的电池包异常检测装置。
16.一种车辆，其特征在于，包括权利要求15所述的动力电池系统。
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