CN113677556A - 用于安装牵引电池的设备、系统和车辆 - Google Patents

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克里斯特·安德松
罗格·赫德伦
吉列尔梅·泽尔巴赫
米卡埃尔·博伊森
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Abstract

本发明涉及一种用于在平头车辆的驾驶室下方安装牵引电池的设备。底座部限定空间，通过将牵引电池组降低到所述空间中，牵引电池组的一部分可接收在该空间中。前和后固定元件连接到底座部，以分别将底座部固定到车辆的前和后衬套。固定元件中的至少一个包括第一固定部和第二固定部，第一固定部用于将该固定元件分别连接到所述衬套中的一个，第二固定部从底座部向上突出以在牵引电池组已经被接收在所述空间中时将该固定元件连接到牵引电池组。

Description

用于安装牵引电池的设备、系统和车辆
技术领域
本发明涉及一种用于平头车辆的驾驶室下方安装牵引电池的设备。本发明还涉及一种包括这样的设备的系统和车辆。
本发明可以应用于重型车辆，诸如卡车、公共汽车和建筑设备。虽然将关于卡车描述本发明，但是本发明不限于该特定车辆，而是还可以用于其他车辆，诸如乘用车。
背景技术
当今的大多数卡车都是由内燃机驱动的。然而，存在用于替代内燃机并提供全电动卡车的高压牵引电池的日益发展。
将期望将这样的牵引电池安装在平头车辆的驾驶室下方，内燃机将通常位于该处。将电池组安全地固定在车辆上很重要，以保护电池免受正常卡车运行产生的扭转和振动负载的影响，并在发生正面碰撞时提供保护。
DE 10 2016 113 759 A1公开了一种用于半卡车的电池组安装布置。该布置包括预先组装到电池笼的电池。电池笼适于配合在所述半卡车的两个车架纵梁之间。然而，没有具体说明这些车架纵梁在半卡车上的位置。现有技术布置的缺点在于电池笼又大又笨重，因此不太适合批量生产。
将期望提供一种比上述电池笼需要更少空间并且可以设置在平头车辆的驾驶室下方的布置。此外，将期望在车辆的这一部分中利用现有的解决方案来减少对新组件的需求。
发明内容
本发明的目标在于提供一种用于在平头车辆的驾驶室下方安装牵引电池的设备，该设备减轻了现有技术的缺点。
根据本发明的第一方面，该目标通过根据权利要求所述1的设备实现。该设备包括：
底座部，其具有底部和开口顶部，底座部限定空间，通过将牵引电池组穿过开口顶部并朝着底部降低到所述空间中，牵引电池组的一部分可被接收在该空间中，
至少一个前固定元件，其连接到底座部，以将底座部固定到车辆的至少一个前衬套，和
至少一个后固定元件，其连接到底座部，以将底座部固定到车辆的至少一个后衬套，
其特征在于，前固定元件和后固定元件中的至少一个包括第一固定部和第二固定部，第一固定部用于将该固定元件分别连接到所述前衬套和后衬套中的一个，第二固定部从底座部向上突出以在牵引电池组已经被接收在所述空间中时将该固定元件连接到牵引电池组。
本发明基于这样的认识，即，通过提供具有牵引电池可被降低到其中(类似于内燃机如何降低到位)的接收空间的底座部，可以实现牵引电池的简单且时间高效的安装，并且通过将固定元件连接到这样的底座部，可以获得与牵引电池以及与车辆的另一部分的牢固连接。
本发明允许以较少的步骤在车辆中快速安装电池，使得有利于在组装线上以短时间在每个工位进行批量生产。此外，允许在售后/维修情况下轻松拆卸。
应理解，在本公开中，由底座部限定的“空间”可以由形成矩形横截面的围绕该空间的四个壁部限定。然而，该空间不必完全被壁部围绕。例如，在一些例证性实施例中，空间可以由分离的壁部限定，诸如间隔隔开的四个拐角件，使得被降低到该空间中的牵引电池将配合在四个拐角件内/与四个拐角件匹配。当然，也可以设想用于限定接收空间的其他可替选设计。
此外，应理解，虽然底座部具有使得能够接收牵引电池的开口顶部，但底座部的底部可以完全封闭或可以部分封闭。例如，底部可以具有一个或多个孔或穿孔，以允许冷却空气流绕过牵引电池。
还应理解，前和后固定元件被构造成与其连接的前和后衬套可以是车辆上现有的标准衬套，或者可以是应用于车辆的单独衬套。
此外，应理解，诸如顶部、底部、向上、向下等方向术语是关于正常运行条件定义的。例如，向上与从底座部的底部朝向和/或超出底座部的顶部延伸的方向重合。实际上，为了将牵引电池下降到该空间中，底部的顶部通常位于远离车辆所在地面的位置，而底座部的底部将位于更靠近地面的位置。
根据至少一个例证性实施例，后固定元件包括第一固定部和第二固定部，第一固定部用于将后固定元件连接到后衬套，第二固定部从底座部向上突出以在牵引电池组已经被接收在所述空间中时将后固定元件连接到牵引电池组。这允许与牵引电池的简单且安全的连接。然而，应理解，在其他例证性实施例中，前固定元件可以作为代替或者除了后固定元件之外，包括固定部，其从底座部向上突出以在牵引电池组已经被接收在所述空间中时将前固定元件连接到牵引电池组。
根据至少一个例证性实施例，第二固定部的最上部分包括紧固装置，以在牵引电池组已经被接收在所述空间中时将第二固定部连接到牵引电池组。通过在第二固定部的最上部分处设置紧固装置，可以实现与牵引电池的牢固且稳定的连接。最上部可以适当地具有基本上相应于牵引电池组的宽度/高度的长度，使得紧固装置可以附接到牵引电池组的上部分。应理解，紧固装置可以包括用于接收螺栓/螺钉的孔，和/或紧固装置可以包括螺栓/螺钉本身。然而，也可设想其他类型的紧固装置。此外，应理解，紧固装置可以直接地可连接到牵引电池组，或经由其他组件间接地可连接到牵引电池组。
根据至少一个例证性实施例，设备包括连接在底座部的相对横向侧的两个后固定元件，其中，两个后固定元件中的每一个包括第一固定部和第二固定部，第一固定部用于将后固定元件连接到后衬套，第二固定部从底座部向上突出以在牵引电池组已经被接收在所述空间中时将后固定元件连接到牵引电池组，其中，对应的后固定元件的第二固定部适于在牵引电池组已经被接收在所述空间中时沿着牵引电池组的相对侧延伸。这是有利的，因为牵引电池组可以由对应的后固定元件的向上突出的第一和第二固定部从两侧支撑。
根据至少一个例证性实施例，设备包括连接在底座部的相对横向侧处并从底座部的相对横向侧向前延伸的两个前固定元件。这是有利的，因为它允许设备稳定且牢固地连接到车辆的前衬套。
根据至少一个例证性实施例，设备包括外壳，外壳适于在牵引电池组已经被接收在底座部中时至少部分地围绕牵引电池组。这是有利的，因为外壳可以为牵引电池组提供额外保护和/或可以提供用于保持辅助组件(诸如电动组件、连接器、电缆等)的结构。应理解，可以以各种形式、形状和构造来设置外壳。例如，外壳可以是具有可打开顶部部分的盒体形式，牵引电池组可以通过可打开的顶部部分降低或移除。在其他例证性实施例中，外壳可以是多个安装板的形式，这些安装板可以一起包围牵引电池组。
因而，根据至少一个例证性实施例，所述外壳包括多个安装板，多个安装板适于在牵引电池组已经被接收在底座部中时至少部分地围绕牵引电池组。视需要，这允许高效制造设有不同辅助组件的不同安装板。
根据至少一个例证性实施例，所述外壳包括顶部安装板，顶部安装板至少部分地可从外壳移除，以使得能够触及和从外壳中提出牵引电池，和/或将牵引电池插入外壳中。顶部安装板可以有利地是多个安装板中的一个，或者形成盒状外壳的盖子。
根据至少一个例证性实施例，外壳包括外壳内侧上的一个或多个连接器，以将诸如接线盒、控制单元和/或布线之类的电动组件连接到牵引电池组。这是有利的，因为除了保持牵引电池组之外，设备还可以保持可操作地连接的电动组件。这样的电动组件可以适当地设置在外壳的外侧上，例如附接至安装板，并且可以经由例如适当的连接器可操作地连接到牵引电池组。
根据至少一个例证性实施例，所述一个或多个连接器被设置在顶部安装板上，其中，顶部安装板和任何附接的电动组件至少部分地可从外壳的其余部分移除。这是有利的，因为即使顶部安装板至少部分是可移除的，它也可以用于支撑组件，因而允许外壳的更大部分用于组件支撑。
根据至少一个例证性实施例，设备包括所述电动组件，其中，所述电动组件连接到所述一个或多个连接器。因而，电动组件可以有利地形成完整包装的一部分，允许在组装线上简单且高效地组装。
根据本发明的第二方面，该目标通过根据权利要求12的系统实现。该系统包括根据第一方面(包括其任何实施例)的设备和牵引电池组，牵引电池组可通过穿过开口顶部并朝着底部将牵引电池组降低到所述空间中而可由设备的所述底座部接收。优点类似于上文讨论的那些优点。
根据至少一个例证性实施例，系统包括至少一个固定到牵引电池组的集成保护支架，以在运输过程中保护牵引电池组。这提供了对牵引电池组的安全可靠的搬运。此外，除了保护功能之外，集成保护支架还可以具有进一步的功能。例如，集成保护支架可以提供提升功能，即，适合抓握和提升牵引电池组的区域，和/或集成保护支架可以提供适合将牵引电池组连接到系统其他部分的区域。
因而，根据至少一个例证性实施例，从底座部向上突出的所述第二固定部适于连接到集成保护支架。这是有利的，因为集成保护支架将具有双重功能，提供将牵引电池连接到底座部的装置。
根据至少一个例证性实施例，牵引电池组具有长度l、宽度w和厚度t，其中，l＞w＞t，其中，牵引电池组的顶表面和底表面中的每一个由长度l和厚度t限定，其中，通过将底表面降低到所述空间中，底座部的尺寸被设计成与牵引电池组的底表面匹配。通过使牵引电池组处于这种直立姿态，牵引电池组在横向方向上不需要太多空间，因此可以被设置在底座部中，底座部的尺寸可以被设计成与现有衬套的位置很好地配合。
根据至少一个例证性实施例，集成保护支架覆盖顶表面。这是有利的，因为可以提供用于固定向上突出的第二固定部的适当装置。这也反映在以下例证性实施例中。
因而，根据至少一个例证性实施例，第二固定部向上突出基本上相应于牵引电池组的宽度w的距离。这允许牢固地固定牵引电池组。
根据本发明的第三方面，该目标通过根据权利要求18的车辆实现。该车辆包括根据本发明第一方面(包括其任何实施例)的设备或根据本发明第二方面(包括其任何实施例)的系统。
本发明的进一步优点和有利特征在以下说明和从属权利要求中公开。
附图说明
参考附图，下面是作为示例引用的本发明的实施例的更详细说明。
在附图中：
图1是包括根据本发明的至少一个例证性实施例的设备和系统的车辆的示意图，
图2是根据本发明的至少一个例证性实施例的设备和系统的示意图，
图3是图2的设备和系统的特写图，
图4是用在根据本发明的至少一个例证性实施例的系统中的牵引电池组的示意图，
图5是根据本发明的至少一个例证性实施例的设备和系统的示意图，
图6示出了图5的设备可以如何连接至车辆，
图7示出了连接至车辆的一部分的图5的设备，并且
图8和图9示出了可以如何从设备移除牵引电池组。
具体实施方式
图1是包括根据本发明的至少一个例证性实施例的设备和系统的车辆2的示意图。虽然车辆2被示出为卡车形式，但是其他类型的车辆，诸如公共汽车或建筑设备，可以与本发明的设备和系统一起使用。
卡车2包括驾驶室4，驾驶员可以在驾驶室4中操作车辆2。如在驾驶室4下方示意性地示出的，原来其中通常具有内燃机，但是现在设置了根据本发明的设备和系统10。系统10包括牵引电池组和保持牵引电池组的设备。将参考其他附图讨论设备和系统的更详细的例证性实施例。
图2是根据本发明的至少一个例证性实施例的设备20和系统10的示意图，图3是图2的设备20和系统10的特写图。设备20用于将牵引电池安装在平头车辆的驾驶室下方，诸如图1中所示的车辆。换言之，原来发动机(诸如内燃机)通常位于驾驶室下方，可以作为代替(或另外地)放置牵引电池。这通过本发明的设备20来满足。
如图2中所示，设备20已经被安装在车辆底盘的两个梁22之间。在图3中，为了清楚起见，已经移除了其中一个梁。图2和图3还示出了车辆配备有前衬套24和后衬套26。这些衬套可以是车辆的标准部件，然而，也可设想单独设置的用于连接设备20的衬套。无论如何，前衬套24和后衬套26适当地固定到两个梁22上。
如图3中最佳示出的，设备20包括具有底部32和开口顶部34的底座部30。底座部30限定了空间，通过将牵引电池组40通过开口顶部34朝底部32降低到所述空间中，牵引电池组40的一部分可被接收在该空间中。底座部30在此被示出为具有凸起的拐角件36，其限定了几何边界并因而限定了牵引电池组40可以被接收在其中的所述空间。在其他实施例中，作为代替，底座部30可以具有用于限定所述空间的连续框架或环绕壁等。如图3中所示，在该例证性实施例中，底座部30仅接收牵引电池组40的较小下部。牵引电池组40的主要部分从底座部30向上延伸。
设置至少一个前固定元件44。在所示的例证性实施例中，有两个前固定元件。前固定元件44连接到底座部30，以将底座部30固定到车辆的至少一个前衬套24(在所示的例证性实施例中存在两个前衬套，每个前固定元件有一个前衬套)。在所示的例证性实施例中，前固定元件44从底座部30向前延伸。然而，在其他实施例中，底座部30可以不同地构造和定尺寸，并且例如允许前固定元件的横向突出。在所示的例证性实施例中，前固定元件44相对于底座部30倾斜(并且因此相对于车辆所在的地面倾斜，假设设备正常操作和安装)。然而，也可设想非倾斜的延伸部分。
类似地，设置至少一个后固定元件46。虽然图2和图3中不可见，但是假设所示的例证性实施例具有两个后固定元件46，在底座部30的每个横向侧上有一个后固定元件，其被构造成将底座部30固定到对应的后衬套26。
每个后固定元件46包括用于将后固定元件46连接到对应的后衬套26的第一固定部48，和从底座部30向上突出以在牵引电池组40已经被接收在所述空间中时将后固定元件46连接到牵引电池组40的第二固定部50。在其他例证性实施例中，将可设想将每个前固定元件设计成包括用于将前固定元件连接到对应的前衬套的第一固定部，和从底座部向上突出以将前固定元件连接到牵引电池组40的第二固定部。
如图3中所示，第一固定部48位于底座部30上方并与后衬套26齐平。对于后衬套的其他放置，第一固定部将位于别处，例如与底座部齐平。
第二固定部50被示出为从底座部30向上延伸的细长支架。第二固定部具有基本上相应于牵引电池组40的宽度/高度的延伸部分。第二固定部的最上部分包括紧固装置52，以将第二固定部50连接到牵引电池组40。例如，紧固装置52可以是铆钉、螺栓、预张紧的弹簧元件或用于将牵引电池保持就位的其他合适的装置。
图4是在根据本发明的至少一个例证性实施例的系统中使用的牵引电池组40的示意图。至少一个集成保护支架可以固定到牵引电池组，以在运输过程中保护牵引电池组。在图4中，示出了覆盖牵引电池组40的顶部的上保护支架54和覆盖牵引电池组40的底部的下保护支架56。两个提升支架58附接到上保护支架54，以抓握和提升牵引电池组40。在其他示例实施例中，上保护支架54和下保护支架56之一可以设有一个或多个与保护支架制成一体的集成提升部。
如图3中所示，后固定元件46的第二固定部50从底座部30向上突出，并适于连接至集成的上保护支架54。
重新参考图4，牵引电池组具有长度l、宽度w和厚度t，其中，l＞w＞t，其中，牵引电池组40的顶表面和底表面中的每一个由长度l和厚度t限定，其中，通过将底表面降低到所述空间中，底座部的尺寸被设计成与牵引电池组40的底表面匹配。因而，在图4中，集成的上保护支架54覆盖顶表面并且也在横向表面上稍微向下延伸。此外，如图3中所示，第二固定部50可以向上突出基本相应于牵引电池组40的宽度w的距离。
图5是根据本发明的至少一个例证性实施例的系统110和设备120的示意图。除了图2和图3中所示的例证性实施例的部件之外，图5的例证性实施例进一步包括外壳，外壳适于在牵引电池组已经被接收在底座部中时至少部分地围绕牵引电池组。在该所示例证性实施例中，外壳包括两个相对的横向安装板160和顶部安装板162。在其他例证性实施例中，可设想附加的安装板。
如图5中所示，在后固定元件146的第二固定部150的上端处，除了诸如螺栓之类的紧固装置152之外，还设置了多个附加的紧固装置164，诸如螺栓，以保持横向安装板160连接到牵引电池组40。在第二固定部150处的紧固装置152以及附加紧固装置164穿过横向安装板160，以将设备连接到牵引电池组。此外，紧固装置152、164两者可以连接到集成的保护支架，诸如图4中所示的上保护支架54。在例证性实施例中，可以类似地设置用于将顶部安装板162固定到牵引电池组40或其中一个横向安装板160的紧固装置。
本发明的系统110可以包括与牵引电池组40结合的根据本发明的设备120。
图6示出了图5的设备120可以如何连接到车辆，并且图7示出了类似于图3的例证性实施例的连接到车辆的一部分的图5的设备120。因而，前固定元件144和后固定元件146可以分别连接到前衬套和后衬套。
图8和图9示出了可以如何从设备120移除牵引电池组40。如图8中所示，图5中的紧固装置152、164可以被移除，由此从与侧向安装板160的连接中释放牵引电池组40。此外，顶部安装板162可以完全或至少部分地从外壳移除，以使得能够触及和从外壳中提出牵引电池40，和/或将牵引电池40插入外壳中。在所示的图中，外壳包括两个横向安装板160以及顶部安装板162，并且顶部安装板162可通过枢转运动(如打开铰链舱口)相对于至少一个横向安装板160可移动。
如图9中所示，在打开顶部安装板162之后，牵引电池组40可以被移除。外壳可以包括外壳内侧上的一个或多个连接器170，以将诸如接线盒、控制单元和/或布线之类的电动组件172连接到牵引电池组40。所述一个或多个连接器170可以被设置在顶部安装板162上，其中，顶部安装板162和任何附接的电动组件172至少部分地可从外壳的其余部分移除。一个或多个连接器170当然也可以设置在横向安装板160上。在至少一些例证性实施例中，电动组件172可以形成设备120本身的一部分，其中，电动组件172连接到所述一个或多个连接器170。
应理解，本发明不限于上文所述和附图所示的实施例；相反，本领域技术人员应认识到在所附权利要求的范围内可以做出许多改变和修改。

Claims (18)

1.一种用于在平头车辆(2)的驾驶室(4)下方安装牵引电池的设备(20、120)，所述设备(20、120)包括：
底座部(30)，所述底座部具有底部(32)和开口顶部(34)，所述底座部(30)限定空间，通过将所述牵引电池组穿过所述开口顶部并朝着所述底部降低到所述空间中，所述牵引电池组(40)的一部分能够被接收在所述空间中，
至少一个前固定元件(44、144)，所述至少一个前固定元件连接到所述底座部，以将所述底座部固定到所述车辆的至少一个前衬套(24)，和
至少一个后固定元件(46、146)，所述至少一个后固定元件连接到所述底座部，以将所述底座部固定到所述车辆的至少一个后衬套(26)，
其特征在于，所述前固定元件(44、144)和所述后固定元件(46、146)中的至少一个包括第一固定部(48)和第二固定部(50、150)，所述第一固定部用于将所述固定元件分别连接到所述前衬套和所述后衬套中的一个，所述第二固定部从所述底座部(30)向上突出以在所述牵引电池组已经被接收在所述空间中时将所述固定元件连接到所述牵引电池组(40)。
2.根据权利要求1所述的设备(20、120)，其中，所述后固定元件(46、146)包括第一固定部(48)和第二固定部(50、150)，所述第一固定部用于将所述后固定元件连接到所述后衬套(26)，所述第二固定部从所述底座部(30)向上突出以在所述牵引电池组已经被接收在所述空间中时将所述后固定元件连接到所述牵引电池组(40)。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的设备(20、120)，其中，所述第二固定部(50、150)的最上部分包括紧固装置(52、152)，以在所述牵引电池组已经被接收在所述空间中时将所述第二固定部连接到所述牵引电池组(40)。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备(20、120)，包括两个后固定元件(46、146)，所述两个后固定元件连接在所述底座部(30)的相对横向侧，其中，所述两个后固定元件中的每一个包括第一固定部(48)和第二固定部(50、150)，所述第一固定部用于将所述后固定元件连接到所述后衬套，所述第二固定部从所述底座部向上突出以在所述牵引电池组已经被接收在所述空间中时将所述后固定元件连接到所述牵引电池组(40)，其中，对应的后固定元件的第二固定部适于在所述牵引电池组已经被接收在所述空间中时沿着所述牵引电池组的相对侧延伸。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备(20、120)，包括两个前固定元件(44、144)，所述两个前固定元件连接在所述底座部(30)的相对横向侧处并从所述底座部(30)的相对横向侧向前延伸。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备(120)，进一步包括外壳，所述外壳适于在所述牵引电池组已经被接收在所述底座部中时至少部分地围绕所述牵引电池组(40)。
7.根据权利要求6所述的设备(120)，其中，所述外壳包括多个安装板(160、162)，所述多个安装板适于在所述牵引电池组已经被接收在所述底座部中时至少部分地围绕所述牵引电池组(40)。
8.根据权利要求6至7中的任一项所述的设备(120)，其中，所述外壳包括顶部安装板(162)，所述顶部安装板至少部分地可从所述外壳移除，以使得能够触及和从所述外壳中提出所述牵引电池(40)，和/或将所述牵引电池插入所述外壳中。
9.根据权利要求6至8中的任一项所述的设备(120)，其中，所述外壳包括所述外壳内侧上的一个或多个连接器(170)，以将诸如接线盒、控制单元和/或布线之类的电动组件(172)连接到所述牵引电池组(40)。
10.根据当从属于权利要求8时的权利要求9所述的设备(120)，其中，所述一个或多个连接器(170)被设置在所述顶部安装板(162)上，其中，所述顶部安装板(162)和任何附接的电动组件(172)至少部分地可从所述外壳的其余部分移除。
11.根据权利要求9至10中的任一项所述的设备(120)，进一步包括所述电动组件(172)，其中，所述电动组件连接到所述一个或多个连接器(170)。
12.一种系统(10、110)，包括：
-根据权利要求1至11中的任一项所述的设备(20、120)，和
-牵引电池组(40)，所述牵引电池组能够通过穿过所述开口顶部(34)并朝着所述底部(32)将所述牵引电池组降低到所述空间中而由所述设备的所述底座部(30)接收。
13.根据权利要求12所述的系统(10、110)，包括至少一个集成保护支架(54、56)，所述至少一个集成保护支架被固定到所述牵引电池组(40)，以在运输过程中保护所述牵引电池组。
14.根据权利要求13所述的系统(10、110)，其中，从所述底座部(30)向上突出的所述第二固定部(50、150)适于连接到所述集成保护支架(54)。
15.根据权利要求11至14中的任一项所述的系统(10、110)，其中，所述牵引电池组(40)具有长度l、宽度w和厚度t，其中，l＞w＞t，其中，所述牵引电池组的所述顶表面和所述底表面中的每一个由所述长度l和所述厚度t限定，其中，通过将所述底表面(32)降低到所述空间中，所述底座部(30)的尺寸被设计成与所述牵引电池组的所述底表面匹配。
16.根据当从属于权利要求13至14中的任一项时的权利要求15所述的系统(10、110)，其中，所述集成保护支架(54)覆盖所述顶表面。
17.根据权利要求15至16中的任一项所述的系统(10、110)，其中，所述第二固定部(50、150)向上突出基本上相应于所述牵引电池组(40)的所述宽度w的距离。
18.一种车辆(2)，包括根据权利要求1至11中的任一项所述的设备(20、120)或根据权利要求12至17中的任一项所述的系统(10、110)。
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