CN112557075A - 起动机耐久性测试方法及设备 - Google Patents

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CN112557075A CN202011364188.XA CN202011364188A CN112557075A CN 112557075 A CN112557075 A CN 112557075A CN 202011364188 A CN202011364188 A CN 202011364188A CN 112557075 A CN112557075 A CN 112557075A
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肖帮
王学成
王经理
王雷鸣
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Abstract

本申请公开了一种起动机耐久性测试方法及设备，涉及汽车技术领域，该方法包括：发动机运行第一设定时间后，获取接近开关在第二设定时间内的开关量信号；基于开关量信号计算发动机的转速；基于发动机的转速，统计发动机的启动成功次数和启动成功率；当启动成功次数达到第一阈值，且启动成功率达到第二阈值时，起动机的耐久性合格。本申请实施例提供的起动机耐久性测试方法及执行该方法的设备，可以提高起动机耐久性测试结果的准确性。

Description

起动机耐久性测试方法及设备
技术领域
本申请涉及汽车技术领域，特别涉及一种起动机耐久性测试方法及设备。
背景技术
随着汽车行业的发展，对汽车排放和驾驶性的要求越来越严格，越来越多的车辆中配置有起动机系统，利用车辆存储的电能为发动机的启动瞬间提供能量，以使启动时发送机中的燃料也可以充分燃烧，达到车辆减排的效果。为保证起动机在整车中可以稳定工作，进行起动机系统耐久性测试极其重要。
相关技术中，多采用人工手动控制起动试验的方式来测试起动机的耐久性，重复起动机运转和停机的过程，并统计测试过程中起动机的启动成功次数。
在实现本申请的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：通过人工控制起动试验并统计起动次数，难以保证测试结果的准确性。
发明内容
本申请实施例提供了一种起动机耐久性测试方法及设备，可以提高起动机耐久性测试结果的准确性。具体技术方案如下：
本申请实施例提供一种起动机耐久性测试方法，包括：发动机运行第一设定时间后，获取接近开关在第二设定时间内的开关量信号；
基于所述开关量信号计算所述发动机的转速；
基于所述发动机的转速，统计所述发动机的启动成功次数和启动成功率；
当所述启动成功次数达到第一阈值，且所述启动成功率达到第二阈值时，所述起动机的耐久性合格。
本申请实施例的一种实现方式中，所述发动机上具备多个感应点，所述获取接近开关在第二设定时间内的开关量信号，包括：
获取所述接近开关根据所述多个感应点输出的开关量信号。
本申请实施例的一种实现方式中，所述基于所述开关量信号计算发动机的转速，包括：
将所述开关量信号转换为双精度实数信号；
将所述双精度实数信号转换为所述发动机的转速信号；
基于所述转速信号，获取所述发动机在所述第二设定时间内的平均转速。
本申请实施例的一种实现方式中，所述基于所述发动机的转速，统计所述发动机的启动成功次数和启动成功率，包括：
当所述发动机的转速达到转速阈值时，所述启动成功次数和启动次数分别增加1；
当所述发动机的转速低于所述转速阈值时，所述启动次数增加1；
基于所述启动成功次数和所述启动次数计算所述启动成功率。
本申请实施例的一种实现方式中，所述方法还包括：
清除上一次的耐久性测试中统计的所述启动成功次数和所述启动成功率。
本申请实施例还提供一种起动机耐久性测试设备，所述设备用于执行上述的起动机耐久性测试方法，包括：起动机、发动机、控制单元和接近开关；
所述起动机分别与所述控制单元和所述发动机连接，所述起动机在所述控制单元的控制下，带动所述发动机转动；
所述接近开关与所述控制单元连接，所述接近开关检测所述发动机的转速生成开关量信号，以使所述控制单元根据所述开关量信号获取所述发动机的转速。
本申请实施例的一种实现方式中，所述控制单元具有启动输出端和点火输出端；
所述启动输出端通过第一继电器与所述起动机连接；
所述点火输出端通过第二继电器与所述发动机连接。
本申请实施例的一种实现方式中，所述设备还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏与所述控制单元连接，所述触摸显示屏显示所述发动机的转速、所述启动成功次数和所述启动成功率中的至少一项。
本申请实施例的一种实现方式中，所述设备还包括报警单元，所述报警单元与所述控制单元连接，所述报警单元在耐久性测试结束后发出提示信息。
本申请实施例的一种实现方式中，所述设备还包括保护单元，所述保护单元与所述控制单元连接，所述保护单元在所述控制单元用电异常时，切断对所述控制单元的供电。
本申请实施例的有益效果至少包括：
本申请实施例提供的起动机耐久性测试方法及设备，在发动机运行一段时间后，获取接近开关提供的开关量信号以计算发动机的转速，可以更准确地获取发动机稳定运行时的转速；基于发动机的转速判断发动机是否启动成功，并基于发动机的启动成功次数和启动成功率判断起动机的耐久性是否合格，相比于传统的耐久性测试方法中人工统计起动机的启动成功次数，可以有效提高测试结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种起动机耐久性测试设备的结构示意图；
图2为图1中控制单元内部的电路结构示意图；
图3为图1中第一继电器和第二继电器的控制电路结构示意图；
图4为图1中起动机和发动机的控制电路结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种起动机耐久性测试方法的流程图；
图6为本申请实施例提供的另一种起动机耐久性测试方法的流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
在对本申请提供的起动机耐久性测试方法进行解释说明之前，先对执行该起动机耐久性测试方法的设备做具体说明，如图1所示，起动机耐久性测试设备包括起动机M、发动机W、控制单元1和接近开关2。
其中，起动机M分别与控制单元1和发动机W连接，起动机M在控制单元1的控制下，带动发动机W转动。接近开关2与控制单元1连接，接近开关2检测发动机W的转速生成开关量信号，以使控制单元1根据开关量信号获取发动机W的转速。
本申请实施例提供的起动机耐久性测试设备，根据接近开关2提供的开关量信号计算发动机W的转速，可以节省人力劳动，并提高获取发动机W转速的准确性。
本申请的一些实施例中，该控制单元11可为西门子CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)控制单元，接近开关2可为涡流式接近开关。
可选地，如图1所示，该控制单元1可具有启动输出端U1和点火输出端U2。启动输出端U1可通过第一继电器K1与起动机M连接，点火输出端U2可通过第二继电器K2与发动机W连接。
如图1所示，该起动机耐久性测试设备还可包括报警单元4，该报警单元4可与控制单元1连接。对应地，控制单元1可具有报警输出端U3。该报警单元4可在耐久性测试结束后发出提示信息。示例性地，该提示信息可为灯光信息或声音信息。
可选地，当发动机W的启动成功次数与启动次数之间的差值(即启动失败次数)达到失败阈值时，控制单元1结束此次耐久性测试，报警单元4发出提示信息。本申请的一些实施例中，耐久性测试自动结束(如完成预设测试时间的测试)时，与耐久性测试被动结束(如启动失败次数达到失败阈值)时，报警单元4发出的提示信息不同，以便工作人员可以直观地区分停机原因。
可选地，如图2所示，控制单元1中可具有第三继电器K3、第四继电器K4和第五继电器K5。其中第三继电器K3与启动输出端U1连接，以控制启动输出端U1的信号输出。第四继电器K4与点火输出端U2连接，以控制点火输出端U2的信号输出。第五继电器K5与报警输出端U3连接，以控制报警输出端U3的信号输出。
本申请的一些实施例中，如图2所示，第三继电器K3、第四继电器K4和第五继电器K5可为24V直流继电器，其利用的24V直流电源可由控制单元11提供。当第三继电器K3、第四继电器K4和第五继电器K5分别导通时，启动输出端U1、点火输出端U2和报警输出端U3得电，从而可以输出信号。图2示出的为第三继电器K3、第四继电器K4和第五继电器K5断开的状态，此时第三继电器K3、第四继电器K4和第五继电器K5与公共端GND之间断开。
如图3所示，第一继电器K1和第二继电器K2可为12V直流继电器，其可外接12V稳压电源。当第三继电器K3连接至右侧触点时，第三继电器K3导通，启动输出端U1工作，以使控制单元11可以控制第一继电器K1。当第四继电器K4连接至右侧触点时，第四继电器K4导通，点火输出端U2工作，以使控制单元11可以控制第二继电器K2。
如图4所示，当第一继电器K1连接至右侧触点时，第一继电器K1导通，启动机M得电启动。当第二继电器K2连接至右侧触点时，第二继电器K2导通，发动机W得电启动。图4所示的电路示意图中，第二继电器K2实际控制的是发动机W中的点火控制单元1，点火控制单元1得电工作时，发动机W开始转动。如图4所示，启动机M的工作电压可为48V，发动机W中的点火控制单元的工作电压可为12V。
本申请实施例提供的起动机耐久性测试设备，分别利用第三继电器K3和第四继电器K4来隔离第一继电器K1和第二继电器K2，通过第一继电器K1和第二继电器K2来控制起动机M和发动机W运转，可以避免电磁干扰导致控制单元1信号采集错误，从而提高了测试的准确性。
可选地，该起动机耐久性测试设备还可包括触摸显示屏，该触摸显示屏可与控制单元1连接。控制单元1根据接近开关2提供的开关量信号获取发动机W的转速后，可以将该转速发送至触摸显示屏，以使该触摸显示屏显示发动机W的转速。控制单元1基于发动机W的转速，统计出发动机W的启动成功次数和启动成功率之后，还可以将启动成功次数或启动成功率发送至触摸显示屏。换言之，触摸显示屏可显示发动机W的转速、启动成功次数和启动成功率中的至少一项。
可选地，如图1所示，该起动机M耐久性测试设备还可包括保护单元3，该保护单元3可与控制单元1连接。该保护单元3可在控制单元1用电异常时，切断对控制单元1的供电。示例性地，该保护单元3可为交流空气开关，其可连接在220V交流电源和控制单元1之间。当控制单元1用电异常，如出现短路或电源电压不稳定等情况时，交流空气开关断开，切断对控制单元1的供电。
本申请的一些实施例中，控制单元1可设置在电气控制箱内，报警单元4和触摸显示屏可设置在电气控制箱的外壁上，以方便工作人员观察或操作。出于安全考虑，起动机M、发动机W以及用于检测发动机W转速的接近开关2可以放置在单独的测试间内，其余设备可设置在试验间外。
本申请实施例还提供一种起动机耐久性测试方法，可以由上述起动机耐久性测试设备中的控制单元1执行，如图5所示，该方法可包括以下步骤：
步骤S501、发动机W运行第一设定时间后，获取接近开关2在第二设定时间内的开关量信号；
步骤S502、基于开关量信号计算发动机W的转速；
步骤S503，基于发动机W的转速，统计发动机W的启动成功次数和启动成功率；
步骤S504、当启动成功次数达到第一阈值，且启动成功率达到第二阈值时，起动机M的耐久性合格。
可选地，发动机上具备多个感应点，获取接近开关在第二设定时间内的开关量信号，包括：获取接近开关根据多个感应点输出的开关量信号。
可选地，基于开关量信号计算发动机的转速，包括：
将开关量信号转换为双精度实数信号；
将双精度实数信号转换为发动机的转速信号；
基于转速信号，获取发动机在第二设定时间内的平均转速。
可选地，基于发动机的转速，统计发动机的启动成功次数和启动成功率，包括：
当发动机的转速达到转速阈值时，启动成功次数和启动次数分别增加1；
当发动机的转速低于转速阈值时，启动次数增加1；
基于启动成功次数和启动次数计算启动成功率。
可选地，该方法还包括：清除上一次的耐久性测试中统计的启动成功次数和启动成功率。
图6示例性示出了本申请实施例提供的另一种起动机耐久性测试方法，可以通过上述起动机耐久性测试设备实现，如图6所示，该方法可包括以下步骤：
步骤S601、清除上一次的耐久性测试中统计的启动成功次数和启动成功率。
本申请实施例中，为了避免上一次的耐久性测试对本次耐久性测试的影响，在进行本次耐久性测试之前，可以点击触摸显示屏上的复位按键，清除上一次的耐久性测试中的数据，包括但不限于控制单元1统计的启动成功次数和启动成功率。可以理解的是，上述的复位过程也可以是在本次耐久性测试结束后立即执行的。
步骤S602、发动机W运行第一设定时间后，获取接近开关2在第二设定时间内的开关量信号。
发动机W运行第一设定时间后，可以认为发动机W已经稳定运行，在此基础上，接近开关2检测发动机W的转速，并生成开关量信号以提供给控制单元1，可以提高控制单元1获取转速的准确性，降低因发动机W运转不稳导致的误判。进一步地，获取接近开关2在一段内的开关量信号，可以避免由于接近开关2的偶发错误，如单次开关量信号错误等影响控制单元1计算转速的准确性。
本申请的一些实施例中，接近开关2可以在发动机W开始运行时就检测发动机W的转速，但是只将与发动机W运行第一设定时间后对应的开关量信号发送至控制单元1。或者接近开关2可以只检测发动机W运行第一设定时间后的转速。
可选地，发动机W上可具备多个感应点，控制单元1可获取接近开关2根据多个感应点输出的开关量信号，以进一步增加接近开关2提供给控制单元1的数据量，提高控制单元1计算转速的准确性。
本申请的其他实施例中，发动机W运行之前，控制单元1还可以控制发动机W的ECU(Electronic Control Unit，电子控制器)进行自检。
具体地，将上述的起动机M耐久性测试设备组装完成后，可以点击触摸显示屏上的启动按键，控制单元1进入耐久性测试程序。该测试程序可以由PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)进行编辑后导入至控制单元1中。第四继电器K4和第二继电器K2导通，发动机W的ECU得电进行自检。ECU自检完成后，第三继电器K3和第一继电器K1导通，起动机M得电，带动发动机W进行转动。发动机W运行第一设定时间后，控制单元1获取接近开关2第二设定时间内的开关量信号。
为方便理解，以涡流式接近开关为例，在此对接近开关的工作原理做简要说明：涡流式接近开关使用过程中其内部产生高频电磁信号，当外部导电性能好的金属(例如设置在发动机W的飞轮上的多个感应片)靠近接近开关时会产生感应电流。该感应电流影响接近开关的电磁场，接近开关可通过检测电磁场的变化控制接近开关内部电路的通断，以生成开关量信号。
步骤S603、基于开关量信号计算发动机W的转速。
以发动机W上具有一个感应点，感应点靠近接近开关2时，接近开关2生成开信号为例，控制单元1可以检测连续两个开信号之间的时间间隔，作为发动机W的转动周期，根据该转动周期可以计算发动机W的转速。类似地，当发动机W上具有n个感应点时，可以检测第i个开信号和第i+n个开信号之间的时间间隔，作为发动机W的转动周期，其中i为正整数，n为感应点数目。
本申请的一些实施例中，第二设定时间远大于发动机W的转动周期，从而控制单元1根据第二设定时间内的开关量信号可以计算出的发动机W每一圈的转动周期或转速可能不同。
可选地，为了进一步提高获取转速的准确性，控制单元1基于开关量信号计算发动机W的转速的过程可以包括：将开关量信号转换为双精度实数信号；将双精度实数信号转换为发动机W的转速信号；基于转速信号，获取发动机W在第二设定时间内的平均转速。
通过将开关量信号转换为双精度实数信号，可以提高控制单元1的处理精度，更有效地保留开关量信号中携带的转速信息。同时，以发动机W在第二设定时间内的平均转速作为发动机W在一次测试循环中的转速，可以避免单次转速信号检测或计算错误影响控制单元1计算转速的准确性。
本申请的一些实施例中，发动机W的转速信号为以rpm为单位的信号。将开关量信号转换为双精度实数信号，以及将双精度实数信号转换为转速信号过程可以通过SPEP7-200软件完成。
步骤S604，判断发动机W的转速是否达到转速阈值。
当发动机W的转速达到转速阈值时，执行步骤S605；当发动机W的转速低于转速阈值时，执行步骤S606。
判断起动机M是否可以正常工作，可以通过判断该起动机M是否可以带动发动机W运行至转速阈值。如果起动机M可以将发动机W带动至转速阈值，则认为当前起动机M可以正常工作，相反，如果起动机M难以将发动机W带动至转速阈值，则认为当前起动机M处于异常状态。本申请的一些实施例中，该转速阈值可为满足车主日常需要的发动机W转速，也可以为发动机W的最高转速。
步骤S605、启动成功次数和启动次数分别增加1。
步骤S606、启动次数增加1。
本申请的一些实施例中，控制单元1还可以统计发动机W的启动失败次数。当控制单元1计算出的发动机W转速低于转速阈值时，控制单元1可以将启动失败次数增加1，并提供给触摸显示屏进行显示。即当发动机W的转速低于转速阈值时，启动失败次数和启动次数分别增加1。
步骤S607、基于启动成功次数和启动次数计算启动成功率。
其中，启动成功次数与启动次数的比值即为启动成功率。
当起动机M在一定时间内出现异常状态的次数过多时，可以认为该起动机M的耐久性已经达到极限。因此，可以根据起动机M在一段时间内出现异常状态的次数或在一段时间内起动机M正常工作的概率，来判断起动机M的耐久性是否合格。
步骤S608、判断启动成功次数是否达到第一阈值。
当启动成功次数达到第一阈值时，执行步骤S609；当启动成功次数低于第一阈值时，执行步骤S611。
S609、启动成功率是否达到第二阈值。
当启动成功率达到第二阈值时，执行步骤S610；当启动成功率低于第二阈值时，执行步骤S611。
本申请实施例中可以预设本次耐久性测试的测试时长，在该测试时长内起动机M和发动机W进行多次测试循环。控制单元1统计每个测试循环内发动机W的转速。每个测试循环内都重复ECU自检、起动机M得电带动发动机W进行转动、发动机W运行第一设定时间、接近开关2检测发动机W第二设定时间内的转速的过程。
每个测试循环中，起动机M的运行时间可小于发动机W的第一运行时间，即起动机M得电带动发动机W进行转动一段时间后，第三继电器K3断开，起动机M停止运行，发动机W保持继续运行至第一设定时间时，开始检测发动机W转速。接近开关2完成第二设定时间内的转速检测后，发动机W继续运行第三预设时间后停止运行，进入停机等待状态。发动机W等待第四设定时间后，进入下一次测试循环。发动机W等待一段时间后再进入下一个测试循环，可以更真实地模拟发动机W上电和下电的过程，提高对起动机M耐久性测试结果的准确性。
本次耐久性测试完成后，根据每个测试循环中计算出的发动机W的转速，统计本次耐久性测试中完成的测试循环次数(即启动次数)和启动成功次数，并计算启动成功率。当启动成功次数达到第一阈值，且启动成功率达到第二阈值时，可以认为起动机M在该测试时长内可以正常工作，即该起动机M的耐久性合格。
本申请的其他实施例中，也可以预设本次耐久性测试的测试循环次数，这样可以减少对启动次数的统计。触摸显示屏上还可以设置有停止按键，操作人员可以通过点击该停止按键，强制停止本次耐久性测试。
S610、起动机的耐久性合格。
S611、起动机的耐久性不合格。
上述步骤S610和S611中，控制单元1可以基于启动成功次数和启动成功率判断起动机的耐久性是否合格，并将判断结果提供给触摸显示装置进行显示，以便工作人员可以直观地获得耐久性测试结果。
本申请实施例提供的起动机M耐久性测试方法，在发动机W运行一段时间后，获取接近开关2提供的开关量信号以计算发动机W的转速，可以更准确地获取发动机W稳定运行时的转速；基于发动机W的转速判断发动机W是否启动成功，并基于发动机W的启动成功次数和启动成功率判断起动机M的耐久性是否合格，相比于传统的耐久性测试方法中人工统计起动机M的启动成功次数，可以有效提高测试结果的准确性。
本申请提供了一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有至少一条指令，至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述各个方法实施例提供的起动机M耐久性测试方法。
在本申请中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的起动机耐久性测试方法中全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种起动机耐久性测试方法，其特征在于，包括：
发动机运行第一设定时间后，获取接近开关在第二设定时间内的开关量信号；
基于所述开关量信号计算所述发动机的转速；
基于所述发动机的转速，统计所述发动机的启动成功次数和启动成功率；
当所述启动成功次数达到第一阈值，且所述启动成功率达到第二阈值时，所述起动机的耐久性合格。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发动机上具备多个感应点，所述获取接近开关在第二设定时间内的开关量信号，包括：
获取所述接近开关根据所述多个感应点输出的开关量信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述开关量信号计算发动机的转速，包括：
将所述开关量信号转换为双精度实数信号；
将所述双精度实数信号转换为所述发动机的转速信号；
基于所述转速信号，获取所述发动机在所述第二设定时间内的平均转速。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述发动机的转速，统计所述发动机的启动成功次数和启动成功率，包括：
当所述发动机的转速达到转速阈值时，所述启动成功次数和启动次数分别增加1；
当所述发动机的转速低于所述转速阈值时，所述启动次数增加1；
基于所述启动成功次数和所述启动次数计算所述启动成功率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
清除上一次的耐久性测试中统计的所述启动成功次数和所述启动成功率。
6.一种起动机耐久性测试设备，其特征在于，所述设备用于执行权利要求1至5任一项所述的起动机(M)耐久性测试方法，包括：起动机(M)、发动机(W)、控制单元(1)和接近开关(2)；
所述起动机(M)分别与所述控制单元(1)和所述发动机(W)连接，所述起动机(M)在所述控制单元(1)的控制下，带动所述发动机(W)转动；
所述接近开关(2)与所述控制单元(1)连接，所述接近开关(2)检测所述发动机(W)的转速生成开关量信号，以使所述控制单元(1)根据所述开关量信号获取所述发动机(W)的转速。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述控制单元(1)具有启动输出端(U1)和点火输出端(U2)；
所述启动输出端(U1)通过第一继电器(K1)与所述起动机(M)连接；
所述点火输出端(U2)通过第二继电器(K2)与所述发动机(W)连接。
8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏与所述控制单元(1)连接，所述触摸显示屏显示所述发动机(W)的转速、所述启动成功次数和所述启动成功率中的至少一项。
9.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括报警单元(4)，所述报警单元(4)与所述控制单元(1)连接，所述报警单元(4)在耐久性测试结束后发出提示信息。
10.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括保护单元(3)，所述保护单元与所述控制单元(1)连接，所述保护单元(3)在所述控制单元(1)用电异常时，切断对所述控制单元(1)的供电。
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Application publication date: 20210326

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