CN114161995A - 电池热失控保护方法、装置和电子设备 - Google Patents

电池热失控保护方法、装置和电子设备 Download PDF

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鲜奇迹
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Abstract

本发明实施例涉及互联网技术领域，尤其涉及一种电池热失控保护方法、装置和电子设备。所述方法应用于车辆控制系统，所述车辆控制系统包括：电池管理系统BMS和整车控制器VCU，所述方法包括：BMS根据车辆电池的检测数据确定所述车辆电池是否处于热失控状态；如果所述BMS确定所述车辆电池处于热失控状态，则向所述VCU发送热失控信号；所述VCU确定所述BMS发送所述热失控信号的持续时间是否超过第一阈值；如果所述持续时间超过第一阈值，则所述VCU执行电池热失控灭火策略。本发明实施例中，能够通过电池管理系统BMS和整车控制器VCU对电池热失控进行判断，实现双层安全保护。

Description

电池热失控保护方法、装置和电子设备
【技术领域】
本发明实施例涉及车辆电池控制领域，尤其涉及一种电池热失控保护方法、装置和电子设备。
【背景技术】
电池热失控是指新能源汽车的动力电池出现过热冒烟起火，甚至爆炸等现象。因此，为电池热失控制定保护方案的目的是：若车辆出现了热失控的情况，要保证电池在一定时间内不起明火，并做提示，保证人员安全。
因此，如何制定一套电池热失控方案，以实现高效地检测电池是否处于热失控状态，并及时保护电池热失控时汽车与车上人员的安全以及实时监控车辆状态，成为亟待解决的问题。
【发明内容】
本发明实施例提供了一种电池热失控保护方法、装置和电子设备，能够通过电池管理系统(Battery Management System,BMS)和整车控制器(Vehicle Control Unit,VCU)对电池热失控进行判断，实现双层安全保护。
第一方面，本发明实施例提供一种电池热失控保护方法，包括：
BMS根据车辆电池的检测数据确定所述车辆电池是否处于热失控状态；
如果所述BMS确定所述车辆电池处于热失控状态，则向所述VCU发送热失控信号；
所述VCU确定所述BMS发送所述热失控信号的持续时间是否超过第一阈值；
如果所述持续时间超过第一阈值，则所述VCU执行电池热失控灭火策略。
其中一种可能的实现方式中，所述车辆电池的检测数据包括温度检测值、电压检测值、热失控气体浓度检测值以及烟雾检测值；BMS根据车辆电池的检测数据确定所述车辆电池是否处于热失控状态，包括：
如果所述温度检测值、所述电压检测值、所述热失控气体浓度检测值以及所述烟雾检测值中指定的一项或多项的组合超过相应的安全阈值，则所述BMS确定所述车辆电池处于热失控状态。
其中一种可能的实现方式中，所述VCU执行电池热失控灭火策略，包括：
所述VCU向所述BMS发送下高压请求并确定所述BMS是否接收到下高压请求；
如果所述VCU确定所述BMS接收到下高压请求，则所述VCU控制所述电池管理系统进行下高压处理；
如果所述VCU确定所述BMS未接收到所述VCU的下高压请求，则所述BMS主动进行下高压处理。
其中一种可能的实现方式中，所述车辆控制系统还包括电机控制器(MotorControl Unit,MCU)、车辆仪表显示器、车身控制模块(Body Control Module,BCM)和空气调节装置(Air Conditioning,AC)，还包括：
所述VCU控制所述MCU将车辆的电机扭矩下降至零扭矩以及所述VCU开启电池水泵和电池风扇；
所述车辆仪表显示器显示提示停车文字，电池故障灯点亮；
所述BCM控制解锁车辆车门以及控制应急灯持续闪烁；
所述AC控制关闭车辆鼓风机。
其中一种可能的实现方式中，还包括：所述VCU判断所述电池热失控灭火策略的持续时间是否超过第一时间阈值或判断所述车辆电池的所述电压检测值是否小于第一电压阈值。
其中一种可能的实现方式中，还包括：如果所述热失控处理持续时间超过预设第一时间阈值或所述车辆电池的所述电压检测值小于第一电压阈值时，则所述VCU关闭所述电池水泵和所述电池风扇，所述电池故障灯关闭，所述BCM关闭应急灯以及所述车辆仪表盘取消显示停车提示文字。
上述电池热失控保护方法中，BMS首先根据各项电池检测数据判断电池是否热失控状态。当BMS确定电池处于热失控状态，则VCU根据BMS发送的热失控信号进一步判断电池是否处于热失控状态。当VCU确定电池处于热失控状态，则执行电池热失控灭火策略。该方法采用BMS和VCU对电池热失控进行双重检测，提升了电池热失控保护的可靠性和安全性。
第二方面，本发明实施例提供一种电池热失控保护装置，包括：
电池管理系统BMS，用于根据车辆电池的检测数据确定所述车辆电池是否处于热失控状态；如果确定所述车辆电池处于热失控状态，则向所述VCU发送热失控信号；
整车控制器VCU，用于确定所述BMS发送所述热失控信号的持续时间是否超过第一阈值；如果所述持续时间超过第一阈值，则执行电池热失控灭火策略。
其中一种可能的实现方式中，所述整车控制器VCU，还用于控制电机控制器MCU以及开启电池水泵和电池风扇；还包括：
电机控制器MCU，用于将车辆的电机扭矩下降至零扭矩；
车辆仪表显示器，用于显示提示停车文字；
车身控制模块BCM，用于控制解锁车辆车门以及控制应急灯持续闪烁；
空气调节装置AC，用于控制关闭车辆鼓风机。
其中一种可能的实现方式中，还包括：所述电机控制器MCU、所述车辆仪表显示器、所述车身控制模块BCM、所述空气调节装置AC和所述电池管理系统BMS均与所述整车控制器VCU相连。
第三方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行第一方面提供的方法。
应当理解的是，本发明的第二～第三方面与本发明的第一方面的技术方案一致，各方面及对应的可行实施方式所取得的有益效果相似，不再赘述。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种车辆控制系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种电池热失控保护方法的流程图；
图3为本发明电子设备一个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
图1为本发明实施例提供的一种车辆控制系统的结构示意图。如图1所示，车辆控制系统001包括：电池管理系统BMS01、整车控制器VCU02、电机控制器MCU03、车辆仪表显示器04、车身控制模块BCM05和空气调节装置AC06。上述车辆控制系统中的电池管理系统BMS01和整车控制器VCU02用于执行如图2所示的方法，图2为本发明实施例提供的一种的电池热失控保护方法的流程图。上述电池热失控保护方法可以包括：
步骤101，BMS根据车辆电池的检测数据确定所述车辆电池是否处于热失控状态。
可选地，所述车辆电池的检测数据包括温度检测值、电压检测值、热失控气体浓度检测值以及烟雾检测值；如果所述温度检测值、所述电压检测值、所述热失控气体浓度检测值以及所述烟雾检测值中指定的一项或多项的组合超过相应的安全阈值，则所述BMS确定所述车辆电池处于热失控状态。
在一些实施例中，可以从温度检测值、电压检测值、热失控气体浓度检测值以及烟雾检测值等检测数据中选择一项或多项并组合起来。只要组合的检测数据类型可以反映出电池的热失控状态，即可以利用检测数据检测电池包是否处于热失控状态。如果BMS判断组合的各个检测数据分别超过对应的安全阈值，则可以确定电池处于热失控状态。
步骤102，如果所述BMS确定所述车辆电池处于热失控状态，则向所述VCU发送热失控信号。
在一些实施例中，BMS需要不断向VCU发送热失控信号。当VCU接收到热失控信号后，则可确定BMS已经判断出电池进入热失控状态。VCU即刻根据热失控信号进一步判断电池是否进入热失控状态。
步骤103，所述VCU确定所述BMS发送所述热失控信号的持续时间是否超过第一阈值。
在一些实施例中，由于BMS向VCU持续发送热失控信号，则发送热失控信号的持续时间若超过第一阈值，则VCU进一步确定电池进入热失控状态的重要条件。
步骤104，如果所述持续时间超过第一阈值，则所述VCU执行电池热失控灭火策略。
可选地，所述VCU向所述BMS发送下高压请求并确定所述BMS是否接收到下高压请求；如果所述VCU确定所述BMS接收到下高压请求，则所述VCU控制所述电池管理系统进行下高压处理；如果所述VCU确定所述BMS未接收到所述VCU的下高压请求，则所述BMS主动进行下高压处理。
在一些实施例中，当BMS与VCU均确定电池进入热失控状态时，则VCU即可发送下高压请求给BMS。当BMS接收到VCU的下高压请求时，则VCU即可控制BMS下高压；当BMS未接收到VCU的下高压请求时，VCU则不负责控制BMS进行下高压处理，而是由BMS主动断开继电器下高压。
可选地，所述VCU控制所述MCU将车辆的电机扭矩下降至零扭矩以及所述VCU开启电池水泵和电池风扇；所述车辆仪表显示器显示提示停车文字，电池故障灯点亮；所述BCM控制解锁车辆车门以及控制应急灯持续闪烁；所述AC控制关闭车辆鼓风机。
除此之外，无论BMS是否接收到VCU发送的下高压请求，如图1所示的车辆控制系统都需要执行相同的一系列方案。在图1中，其中整车控制器VCU与其余控制器相连，可控制各个控制器以及实时获取各个控制器的当前状态。整车控制器VCU可以控制电机控制器MCU，电机控制器MCU用于将车辆电机的扭矩下降至0N·m。整车控制器VCU还可以用于开启电池水泵和电池风扇，开启电池水泵可对冷却液加压，保证其在冷却系中循环流动，让水不断循环经过散热器各件带走热量。开启电池风扇则可持续为电池降温，保证在正常范围内。车辆仪表显示器可以显示提示用户降低车辆行驶速度，靠边停车，同时整车控制器VCU可控制点亮电池故障灯。车身控制模块BCM用于控制解锁车辆的四个车门并控制车辆应急灯持续闪烁，空气调节装置AC则用于控制关闭车辆鼓风机。
在完成下高压处理以及执行了一系列方案之后，所述VCU判断所述电池热失控灭火策略的持续时间是否超过第一时间阈值或判断所述车辆电池的所述电压检测值是否小于第一电压阈值；如果所述热失控处理持续时间超过第一时间阈值或所述车辆电池的所述电压检测值小于第一电压阈值，则所述VCU关闭所述电池水泵和所述电池风扇，所述电池故障灯关闭，所述BCM关闭应急灯以及所述车辆仪表显示器取消显示停车提示文字。
由于图1中整车控制器VCU与各个控制器相连，所以可实时检测各个控制器执行灭火方案的状态。当各个控制器执行灭火方案的持续时间超过30min或者车辆电池电压检测值小于9V，则整车控制器VCU可控制关闭电池水泵和电池风扇，电池故障灯自动关闭，车身控制模块BCM可控制关闭车辆应急灯，车辆仪表显示器取消显示提示文字。
图3为本发明电子设备一个实施例的结构示意图，如图3所示，上述电子设备可以包括至少一个处理器；以及与上述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：存储器存储有可被处理器执行的程序指令，上述处理器调用上述程序指令能够执行本发明图2所示实施例提供的电池热失控保护方法。
图3示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性电子设备的框图。图3显示的电子设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图3所示，电子设备以通用计算设备的形式表现。电子设备的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器410，通信接口420，存储器430，连接不同系统组件(包括存储器430和处理单元410)的通信总线440。
通信总线440表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture；以下简称：ISA)总线，微通道体系结构(Micro Channel Architecture；以下简称：MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics StandardsAssociation；以下简称：VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral ComponentInterconnection；以下简称：PCI)总线。
电子设备典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
存储器430可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(Random Access Memory；以下简称：RAM)和/或高速缓存存储器。电子设备可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。存储器430可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块的程序/实用工具，可以存储在存储器430中，这样的程序模块包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
处理器410通过运行存储在存储器430中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明图2所示实施例提供的电池热失控保护方法。
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行本发明图2所示实施例提供的电池热失控保护方法。
上述计算机可读存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ReadOnly Memory；以下简称：ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable ReadOnly Memory；以下简称：EPROM)或闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LocalArea Network；以下简称：LAN)或广域网(Wide Area Network；以下简称：WAN)连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
上述对本发明特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
在本发明的描述中，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。在本发明中，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发明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。
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。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
需要说明的是，本发明实施例中所涉及的终端可以包括但不限于个人计算机(Personal Computer；以下简称：PC)、个人数字助理(Personal Digital Assistant；以下简称：PDA)、无线手持设备、平板电脑(Tablet Computer)、手机、MP3播放器、MP4播放器等。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或处理器(Processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory；以下简称：ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory；以下简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电池热失控保护方法，其特征在于，所述方法应用于车辆控制系统，所述车辆控制系统包括：电池管理系统BMS和整车控制器VCU，所述方法包括：
BMS根据车辆电池的检测数据确定所述车辆电池是否处于热失控状态；
如果所述BMS确定所述车辆电池处于热失控状态，则向所述VCU发送热失控信号；
所述VCU确定所述BMS发送所述热失控信号的持续时间是否超过第一阈值；
如果所述持续时间超过第一阈值，则所述VCU执行电池热失控灭火策略。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆电池的检测数据包括温度检测值、电压检测值、热失控气体浓度检测值以及烟雾检测值；BMS根据车辆电池的检测数据确定所述车辆电池是否处于热失控状态，包括：
如果所述温度检测值、所述电压检测值、所述热失控气体浓度检测值以及所述烟雾检测值中指定的一项或多项的组合超过相应的安全阈值，则所述BMS确定所述车辆电池处于热失控状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述VCU执行电池热失控灭火策略，包括：
所述VCU向所述BMS发送下高压请求并确定所述BMS是否接收到下高压请求；
如果所述VCU确定所述BMS接收到下高压请求，则所述VCU控制所述电池管理系统进行下高压处理；
如果所述VCU确定所述BMS未接收到所述VCU的下高压请求，则所述BMS主动进行下高压处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述车辆控制系统还包括电机控制器MCU、车辆仪表显示器、车身控制模块BCM和空气调节装置AC，还包括：
所述VCU控制所述MCU将车辆的电机扭矩下降至零扭矩以及所述VCU开启电池水泵和电池风扇；
所述车辆仪表显示器显示提示停车文字，电池故障灯点亮；
所述BCM控制解锁车辆车门以及控制应急灯持续闪烁；
所述AC控制关闭车辆鼓风机。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
所述VCU判断所述电池热失控灭火策略的持续时间是否超过第一时间阈值或判断所述车辆电池的所述电压检测值是否小于第一电压阈值。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
如果所述热失控处理持续时间超过第一时间阈值或所述车辆电池的所述电压检测值小于第一电压阈值，则所述VCU关闭所述电池水泵和所述电池风扇，所述电池故障灯关闭，所述BCM关闭应急灯以及所述车辆仪表显示器取消显示停车提示文字。
7.一种电池热失控保护装置，其特征在于，包括：
电池管理系统BMS，用于根据车辆电池的检测数据确定所述车辆电池是否处于热失控状态；如果确定所述车辆电池处于热失控状态，则向所述VCU发送热失控信号；
整车控制器VCU，用于确定所述BMS发送所述热失控信号的持续时间是否超过第一阈值；如果所述持续时间超过第一阈值，则执行电池热失控灭火策略。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述整车控制器VCU，还用于控制电机控制器MCU以及开启电池水泵和电池风扇；还包括：
电机控制器MCU，用于将车辆的电机扭矩下降至零扭矩；
车辆仪表显示器，用于显示提示停车文字；
车身控制模块BCM，用于控制解锁车辆车门以及控制应急灯持续闪烁；
空气调节装置AC，用于控制关闭车辆鼓风机。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
所述电机控制器MCU、所述车辆仪表显示器、所述车身控制模块BCM、所述空气调节装置AC和所述电池管理系统BMS均与所述整车控制器VCU相连。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至6任一所述的方法。
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