CN113450962A - 充电电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及充电电缆技术领域，尤其涉及一种应用在电动或者混动汽车中能够承担大功率充电的充电电缆。本申请实施例提供的充电电缆，充电电缆包括外护套、正极电缆、负极电缆、多根信号线以及液冷管。多根信号线分散设置于外护套内并位于正极电缆、负极电缆和液冷管之间。将信号线拆分设置为多根，可使其充分占据正极电缆、负极电缆以及液冷管之间的空隙，使得外护套内的空间利用更加合理，整体连接更加紧凑，进一步减小外护套内的闲置空间，使得整体充电线缆直径减小。将正极电缆均紧贴液冷管，负极电缆均紧贴液冷管，增强了散热效果，可适应性地降低整体的线缆直径，使该充电电缆外径更小、质量更轻便、应用更方便，便于用户手动充电。
Description
技术领域
本发明涉及充电电缆技术领域，尤其涉及一种应用在电动或者混动汽车中能够承担大功率充电的充电电缆。
背景技术
随着节能环保意识的逐渐增强，全世界在大力推广包括电动汽车、氢能源车等新能源汽车，而且有部分国家还制定了新能源车替代燃油车的时间表。然而，电动车受限于现有充电效率的限制，影响了其普及的速度。因此，电动车设计和制造商都在尝试通过各种途径来提高电动车的充电效率，其中，使用大功率充电电缆就是其中一项有利的尝试。
现有技术中，用于快速充电的传统大功率充电电缆，其护套直径超过35mm，包含正极电缆和负极电缆，以及将多根信号线集成在一起的信号线束，这些正极电缆、负极电缆和信号线束套装在外护套内。
但是，现有的这种大功率充电电缆中的信号线占用了过大的空间。
发明内容
本发明提供一种充电电缆，所述充电电缆，可有效地解决上述或者其他潜在技术问题。
本发明的第一个方面是提供一种充电电缆，所述充电电缆包括外护套、正极电缆、负极电缆、多根信号线以及液冷管。所述正极电缆、所述负极电缆、所述多根信号线以及所述液冷管均设置于所述外护套内侧。所述液冷管均紧贴所述外护套的内侧壁，所述液冷管用于供冷却液流动。所述正极电缆紧贴所述液冷管；所述负极电缆紧贴所述液冷管。多根信号线分散设置于所述外护套内并位于所述正极电缆、负极电缆和液冷管之间。
在根据第一方面的可选的实施例中，所述液冷管由柔性材料制成，并且所述液冷管包括两根进液管和两根出液管。需要说明的，采用柔性材料制成的液冷管，便于在正极电缆以及负极电缆紧贴液冷管时，液冷管发生局部形变，进而增大与正极电缆以及负极电缆的接触面积，进而提高散热效率。采用两进两出的形式，增加液冷管的根数，进一步增加液冷管暴露的表面积，进而使得正极电缆以及负极电缆具有更大的接触面，增强散热效率。同时将液冷管设置为两进两出的形式，便于实现液冷循环流动，同时可将进液端口与出液端口设置在同一端，进而便于统一对冷液进行管理储存。同时，将液冷管拆分为多根，减小每根液冷管的直径，可进一步合理利用空间，减小各个部件之间的较大间隙，使得整体结构更加紧凑，进而减小整体充电线缆的直径。
在根据第一方面的可选的实施例中，所述液冷管由硅胶或聚氨酯材料制成。需要说明的，硅胶材料具有良好的热稳定性以及耐候能力，同时还具备优异的耐冷却液特性。故将液冷管采用硅胶材料制成可稳定地进行热交换，具备有较长的使用寿命，同时可避免冷液渗透。
在根据第一方面的可选的实施例中，所述进液管与所述出液管等间距设置，且两根所述进液管相对设置，两根所述出液管相对设置。需要说明的，将进液管与所述出液管等间距设置，且两根所述进液管相对设置，两根所述出液管相对设置，便于实现液冷管分布均匀，充电电缆内部液冷趋于均匀，进而实现对正极电缆、负极电缆以及信号线缆均匀散热，使得充电线缆内部温度趋于均匀，避免出现明显的高温点。
在根据第一方面的可选的实施例中，所述充电电缆包括七根正极电缆和七根负极电缆；所述七根正极电缆中的三根紧贴第一根进液管，其他四根正极电缆中两根紧贴第一根出液管，另外两根紧贴第二根出液管；所述七根负极电缆中的三根紧贴第二根进液管，其他四根负极电缆中两根紧贴第一根出液管，另外两根紧贴第二根出液管。需要说明的，将正极电缆设置为七根正极电缆，可有效地避免大直径正极电缆带来的占据空间较大，使得彼此电缆之间的无效空隙过大的现象，采用多根正极电缆，可使得彼此之间的空隙更小，空间利用更加合理，有效地减小整个充电电缆的直径。同时有效地增加功率电缆与液冷管的接触面积，增加散热面积和热传导面积，有效地提升散热效率。将负极电缆设置为七根负极电缆，可有效地避免大直径负极电缆带来的占据空间较大，使得彼此电缆之间的无效空隙过大的现象，采用多根负极电缆，可使得彼此之间的空隙更小，空间利用更加合理，有效地减小整个充电电缆的直径。同时有效地增加功率电缆与液冷管的接触面积，增加散热面积和热传导面积，有效地提升散热效率。
在根据第一方面的可选的实施例中，所述多根信号线包括十五根信号线，所述十五根信号线中的十根分布于三根正极电缆与三根负极电缆靠近所述外护套的中心轴一侧构成的空间内；所述十五根信号线中的另外五根分布于所述三根正极电缆和所述三根负极电缆背离所述外护套的中心轴的一侧与进液管、其他正极电缆以及其他负极电缆构成的空间内。需要说明的，将大多数信号线设置于由正极电缆以及负极电缆围合的中间位置，可较好实现集中安装，同时使得整个充电电缆的布局趋于质量分布对称，可有效地保证整个充电电缆的结构稳定性。将所述十五根信号线中的另外五根分布于所述三根正极电缆和所述三根负极电缆背离所述外护套的中心轴的一侧与进液管、其他正极电缆以及其他负极电缆构成的空间内，可实现充分利用正极电缆与负极电缆之间的空隙，使得整个结构更加稳定且紧凑，同时减小整个充电电缆的直径。
在根据第一方面的可选的实施例中，还包括接地线，所述接地线置于第一根进液管以及三根正极电缆构成的空间内。需要说明的，接地线就是直接连接地球的线，也称为安全回路线，危险时便于把高压直接转嫁给地球。可以理解的，这里并不对接地的具体设置位置进行限定，在其他具体实施例中，也可以根据用户的需求，将接电线设置在其他位置或者空隙内。
在根据第一方面的可选的实施例中，所述液冷管中的冷却液为水和乙二醇。需要说明的，由于水的比热容较大，是较为适宜的冷却液的选用原料。乙二醇是一种无色微粘的液体，沸点是197.4℃，冰点是-11.5℃，可与水任意比例混合，混合后由于改变了冷却水的蒸气压，冰点显著降低，可用做冷却液，便于降低外部环境的温度，因此，可用作冷却液的原料。
在根据第一方面的可选的实施例中，还包括隔热层，所述隔热层包裹在所述正极电缆、所述负极电缆、所述多根信号线以及所述液冷管的外侧，并置于所述外护套内侧；和/或，所述隔热层由无纺布材料制成。需要说明的，设置隔热层用于阻挡外护套内部的热量传导至外护套的外表面，使得外护套的外表面的温度均匀且温度较低，避免引起外部起火。无纺布材料具备有超强的耐磨性和阻隔性、良好的透气和防水性能、同时具有高水平的拉伸度和撕裂强度以及良好的均匀性，优异的加工性能和热稳定性。使得隔热层在具备有良好的隔热性能，同时具备有稳定性强，耐热，耐磨损等有益效果。
在根据第一方面的可选的实施例中，还包括编织层以及铝箔层，所述编织层设置于所述隔热层的内侧壁；所述铝箔层设置于所述编织层的内侧壁；和/或，所述编织层由镀锡铜和/或铜材料制成。需要说明的，所述编织层主要起导热作用，便于使外护套内部热量均匀，避免护套外表面出现局部高温。同时，铝箔具有良好的导热性能、可塑性能，可便于实现导热，使外护套内部热量分布均匀，避免护套外表面出现局部高温的现象。同时便于包覆于液冷管、正极电缆以及负极电缆的外表面。
本申请提供的一种充电电缆，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：
本申请实施例提供的充电电缆，所述充电电缆包括外护套、正极电缆、负极电缆、多根信号线以及液冷管。多根信号线分散设置于所述外护套内并位于所述正极电缆、负极电缆和液冷管之间。将信号线拆分设置为多根，可使其充分占据正极电缆、负极电缆以及液冷管之间的空隙，使得外护套内的空间利用更加合理，整体连接更加紧凑，进一步减小外护套内的闲置空间，使得整体充电线缆直径减小。同时，将所述正极电缆均紧贴所述液冷管，所述负极电缆均紧贴所述液冷管，增强了散热效果，可适应性地降低整体的线缆直径，使该充电电缆外径更小、质量更轻便、应用更方便，便于用户手动充电。
本发明的附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
通过参照附图的以下详细描述，本发明实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本发明的多个实施例进行说明，其中：
图1为本申请实施例提供的充电电缆在第一视角下的整体结构示意图；
图2为本申请实施例提供的充电电缆在第二视角下的整体结构示意图。
附图标记：
11-外护套；111-隔热层；
112-编织层；113-铝箔层；
12-正极电缆；121-正极导线；
13-负极电缆；131-负极导线；
14-信号线；141-信号导线；
15-液冷管；151-第一根进液管；
153-第二根进液管；154-第一根出液管；
155-第二根出液管；16-接地线。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
应当理解的是，下面的实施例并不限制本发明所保护的方法中各步骤的执行顺序。本发明的方法的各个步骤在不相互矛盾的情况下能够以任意可能的顺序并且能够以循环的方式来执行。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
现有技术中，用于快速充电的大功率传统充电电缆的直径超过35mm，其中正极电缆和负极电缆，以及将多根信号线集成在一起的信号线，这些正极电缆、负极电缆和信号线套装在由塑料制成的外护套内。但是，现有的这种大功率充电电缆中的信号线占用了过大的空间。
有鉴于此，申请人发现，在外护套内的多根信号线成捆设置，使得整个信号线组成的信号线筒整体的直径较大，进而使其与其他功率电缆之间的空隙较大，使得外护套内部具备有较大的空隙，使得整个充电线缆的直径较大。本申请实施例提供的充电电缆，所述充电电缆包括外护套、正极电缆、负极电缆、多根信号线以及液冷管。多根信号线分散设置于所述外护套内并位于所述正极电缆、负极电缆和液冷管之间。将信号线拆分设置为多根，可使其充分占据正极电缆、负极电缆以及液冷管之间的空隙，使得外护套内的空间利用更加合理，整体连接更加紧凑，进一步减小外护套内的闲置空间，使得整体充电线缆直径减小。同时，将所述正极电缆均紧贴所述液冷管，所述负极电缆均紧贴所述液冷管，增强了散热效果，可适应性地降低整体的线缆直径，使该充电电缆外径更小、质量更轻便、应用更方便，便于用户手动充电。
图1为本申请实施例提供的充电电缆在第一视角下的整体结构示意图，图2为本申请实施例提供的充电电缆在第二视角下的整体结构示意图。请参照图1以及图2，本申请实施例提供的充电电缆，充电电缆包括外护套11、正极电缆12、负极电缆13、多根信号线14以及液冷管15。正极电缆12、负极电缆13、多根信号线14以及液冷管15均设置于外护套11内侧。液冷管15均紧贴外护套11的内侧壁，液冷管15用于供冷却液流动。正极电缆12紧贴液冷管15；负极电缆13紧贴液冷管15。多根信号线14分散设置于外护套11内并位于正极电缆12、负极电缆13和液冷管15之间。
外护套11，外护套11用于保护整个充电电缆，通常由PVC、TPE、TPU、橡胶材料中的一种或者多种制成，其形状可以设置为圆筒状。
示例性地，在外护套11的内侧设置有隔热层111，隔热层111包裹在正极电缆12、负极电缆13、多根信号线14以及液冷管15的外侧；需要说明的，设置隔热层111用于阻挡外护套11内部的热量传导至外护套11的外表面，使得外护套11的外表面的温度均匀且温度较低，避免引起外部起火。示例性地，隔热层111由无纺布材料制成。无纺布材料具备有超强的耐磨性和阻隔性、良好的透气和防水性能、同时具有高水平的拉伸度和撕裂强度以及良好的均匀性，优异的加工性能和热稳定性。使得隔热层111在具备有良好的隔热性能，同时具备有稳定性强，耐热性好，耐磨损等有益效果。
示例性地，隔热层111的内侧壁设置有编织层112，编织层112采用由镀锡铜和/或铜材料制成，编织层112主要起导热作用，便于使外护套11内部热量均匀，避免护套外表面出现局部高温。
示例性地，编织层112的内侧壁设置有铝箔层113，铝箔具有良好的导热性能、可塑性能，可便于实现导热，使外护套11内部热量分布均匀，避免护套外表面出现局部高温的现象。同时便于包覆于液冷管15、正极电缆12以及负极电缆13的外表面。
液冷管15，液冷管15可以由柔性材料制成，需要说明的，采用柔性材料制成的液冷管15，便于在正极电缆12以及负极电缆13紧贴液冷管15时，液冷管15发生局部形变，进而增大与正极电缆12以及负极电缆13的接触面积，进而提高散热效率。
示例性地，液冷管15采用导率高的管材，通过功率电缆与液冷管15之间的热交换，带走大部分功率电缆产生的热能。便于实现对正极电缆12以及负极电缆13进行降温。
示例性地，液冷管15由硅胶或聚氨酯材料制成。需要说明的，硅胶材料具有良好的热稳定性以及耐候能力，同时还具备优异的耐冷却液特性。故将液冷管15采用硅胶材料制成可稳定地进行热传递，具备有较长的使用寿命，同时可避免冷却液渗透。需要说明，这里并不对液冷管15的具体材料进行限定，在其他实施例中，可以用户的具体需求，将其设置为耐水解、高导热的绝缘材料，且具有一定的柔软度，机械强度高的材料，以保证功率电缆能紧密贴合在水管四周。需要说明的，这里并不对液冷管15的具体材料进行限定，在其他具体实施例中，也可以根据用户的需求，将液冷管的材料采用其他高导热材料制成。
示例性地，液冷管15包括两根进液管和两根出液管，需要说明的，采用两进两出的形式，增加液冷管15的根数，进一步增加液冷管15暴露在的表面积，进而使得正极电缆12以及负极电缆13具有更大的接触面，增强散热效率。同时将液冷管15设置为两进两出的形式，便于实现液冷循环流动，同时可将进液端口与出液端口设置在同一端，进而便于统一对冷液进行管理储存。同时，将液冷管15拆分为多根，减小每根液冷管15的直径，可进一步合理利用空间，减小各个部件之间的较大间隙，使得整体结构更加紧凑，进而减小整体充电线缆的直径。
示例性地，进液管与出液管等间距设置，且两根进液管相对设置，两根出液管相对设置。需要说明的，将进液管与出液管等间距设置，且两根进液管相对设置，两根出液管相对设置，便于实现液冷管15分布均匀，充电电缆内部液冷趋于均匀，进而实现对正极电缆12、负极电缆13以及信号线14缆均匀散热，使得充电线缆内部温度趋于均匀，避免出现明显的高温点。
在可选地示例性实施例中，充电电缆包括七根正极电缆12，七根正极电缆12中的三根紧贴第一根进液管151，其他四根正极电缆12中两根紧贴第一根出液管154，另外两根紧贴第二根出液管155。需要说明的，将正极电缆12设置为七根正极电缆12，可有效地避免大直径正极电缆12带来的占据空间较大，使得彼此电缆之间的无效空隙过大的现象，采用多根正极电缆12，可使得彼此之间的空隙更小，空间利用更加合理，有效地减小整个充电电缆的直径。同时有效地增加功率电缆与液冷管15的接触面积，增加散热面积和热传导面积，有效地提升散热效率。示例性地，正极电缆12包括正极导线121以及包裹正极导线121的绝缘层。正极导线121可以为铜导线。
在可选地示例性实施例中，充电电缆包括七根负极电缆13；七根负极电缆13中的三根紧贴第二根进液管153，其他四根负极电缆13中两根紧贴第一根出液管154，另外两根紧贴第二根出液管155。需要说明的，将负极电缆13设置为七根负极电缆13，可有效地避免大直径负极电缆13带来的占据空间较大，使得彼此电缆之间的无效空隙过大的现象，采用多根负极电缆13，可使得彼此之间的空隙更小，空间利用更加合理，有效地减小整个充电电缆的直径。同时有效地增加功率电缆与液冷管15的接触面积，增加散热面积和热传导面积，有效地提升散热效率。示例性地，负极电缆13包括负极导线131以及包裹负极导线131的绝缘层。负极导线131可以为铜导线。
在可选地示例性实施例中，多根信号线14包括十五根信号线14，十五根信号线14中的十根分布于三根正极电缆12与三根负极电缆13靠近外护套11的中心轴一侧构成的空间内；需要说明的，将大多数信号线14设置于由正极电缆12以及负极电缆13围合的中间位置，可较好实现集中安装，同时使得整个充电电缆的布局趋于质量分布对称，可有效地保证整个充电电缆的结构稳定性。将十五根信号线14中的另外五根分布于三根正极电缆12和三根负极电缆13背离外护套11的中心轴的一侧与进液管、其他正极电缆12以及其他负极电缆13构成的空间内，可实现充分利用与的空隙，均匀分布在正极电缆12和负极电缆13内部空隙中，起支撑作用，同时使得整个结构更加稳定且紧凑，使线缆在绞合过程充电更加圆整。减小整个充电电缆的直径。
示例性地，信号线14包括信号导线141以及包裹信号导线141的绝缘层。
在可选地示例性实施例中，还包括接地线16，接地线16置于第一根进液管151以及三根正极电缆12构成的空间内。需要说明的，接地线16就是直接连接地球的线，也称为安全回路线，危险时便于把高压直接转嫁给地球。可以理解的，这里并不对接地的具体设置位置进行限定，在其他具体实施例中，也可以根据用户的需求，将接电线设置在其他位置或者空隙内。
在可选地示例性实施例中，液冷管15中的冷却液为水和乙二醇的混合液。需要说明的，由于水的比热容较大，是较为适宜的冷却液的选用原料。乙二醇是一种无色微粘的液体，沸点是197.4℃，冰点是-11.5℃，可与水任意比例混合，混合后由于改变了冷却水的蒸气压，冰点显著降低，可用做冷却液，便于降低外部环境的温度，因此，可用作冷却液的原料。可以理解的，这里并不对冷却液的具体材料进行限定，在其他具体实施例中，可根据用户的需求，将冷却液采用其他适宜材料制成。
最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施方式对本发明已经进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施方式技术方案的范围。
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，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (10)
1.一种充电电缆，其特征在于，所述充电电缆包括外护套、正极电缆、负极电缆、多根信号线以及液冷管；
所述正极电缆、所述负极电缆、所述多根信号线以及所述液冷管均设置于所述外护套内侧；
所述液冷管均紧贴所述外护套的内侧壁，所述液冷管用于供冷却液流动；
所述正极电缆紧贴所述液冷管；所述负极电缆紧贴所述液冷管；
多根信号线分散设置于所述外护套内并位于所述正极电缆、负极电缆和液冷管之间。
2.根据权利要求1所述的充电电缆，其特征在于，所述液冷管由柔性材料制成，并且所述液冷管包括两根进液管和两根出液管。
3.根据权利要求2所述的充电电缆，其特征在于，所述液冷管由硅胶或聚氨酯材料制成。
4.根据权利要求2所述的充电电缆，其特征在于，所述进液管与所述出液管等间距设置，且两根所述进液管相对设置，两根所述出液管相对设置。
5.根据权利要求4所述的充电电缆，其特征在于，所述充电电缆包括七根正极电缆和七根负极电缆；
所述七根正极电缆中的三根紧贴第一根进液管，其他四根正极电缆中两根紧贴第一根出液管，另外两根紧贴第二根出液管；
所述七根负极电缆中的三根紧贴第二根进液管，其他四根负极电缆中两根紧贴第一根出液管，另外两根紧贴第二根出液管。
6.根据权利要求5所述的充电电缆，其特征在于，所述多根信号线包括十五根信号线，所述十五根信号线中的十根分布于三根正极电缆与三根负极电缆靠近所述外护套的中心轴一侧构成的空间内；
所述十五根信号线中的另外五根分布于所述三根正极电缆和所述三根负极电缆背离所述外护套的中心轴的一侧与进液管、其他正极电缆以及其他负极电缆构成的空间内。
7.根据权利要求5所述的充电电缆，其特征在于，还包括接地线，所述接地线置于第一根进液管以及三根正极电缆构成的空间内。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的充电电缆，其特征在于，所述液冷管中的冷却液为水和乙二醇的混合液。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的充电电缆，其特征在于，还包括隔热层，所述隔热层包裹在所述正极电缆、所述负极电缆、所述多根信号线以及所述液冷管的外侧，并置于所述外护套内侧；和/或，所述隔热层由无纺布材料制成。
10.根据权利要求9所述的充电电缆，其特征在于，还包括编织层以及铝箔层，所述编织层设置于所述隔热层的内侧壁；所述铝箔层设置于所述编织层的内侧壁；和/或，所述编织层由镀锡铜和/或铜材料制成。
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