CN216134667U - 温度控制箱 - Google Patents
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Abstract
一种温度控制箱,其包括温度控制装置,温度控制装置用于控制温度控制箱的内部腔体内的温度。温度控制箱还包括一个或多个充电端口,其用于接收电池组并对电池组充电。温度控制箱内的控制器将内部腔体内的温度控制到预定或期望的温度(例如,20℃)。当电池组被接收在一个或多个充电端口中时,可以确定电池组的温度。例如,如果电池组的温度低于0℃,则在对电池组充电之前允许电池组在温度控制箱内预热。
Description
技术领域
本实用新型涉及温度控制箱。
背景技术
由电池组供电的许多电气装置(例如,电动工具、户外工具、其他机动或非机动设备)可能需要在低于最佳充电温度的环境中操作一整天,然后可能会整夜被放置在不利/寒冷的天气条件下。这些装置和相关的电池组可能需要在短时间段内变得可操作。
为了保持容量和性能,电池组内的电池单元通常不应在低于某个温度阈值被充电。然而,如上所述,通常需要在寒冷环境中对包括这种电池单元的电池组充电以及由这种电池单元供电的工具和装置的操作。
实用新型内容
在第一方面,提供了一种温度控制箱,其包括温度控制装置,温度控制装置用于控制温度控制箱的内部腔体内的温度。温度控制箱还包括一个或多个充电端口,其用于接收电池组并对电池组充电。温度控制箱内的控制器将内部腔体内的温度控制到预定或期望的温度(例如,20℃)。当电池组被接收在一个或多个充电端口中时,可以确定电池组的温度。例如,如果电池组的温度低于零,则在对电池组充电之前允许电池组在温度控制箱内预热。
在第二方面,提供了一种温度控制箱,其包括被配置为接收电池组的端口,被配置为改变箱内的环境温度的温度控制装置,以及电子控制器。电子控制器被配置为确定电池组是否被接收在端口中,从电池组接收信号,该信号包括温度信号和充电使能信号中的至少一个,以及使用温度控制装置基于从电池组接收到的信号控制箱内的环境温度。
在第二方面的一些实施例中,电子控制器还被配置为:确定温度控制开关是否被设置为开启。
在第二方面的一些实施例中,电子控制器还被配置为:基于信号确定电池组的温度。
在第二方面的一些实施例中,电子控制器还被配置为:将电池组的温度与温度阈值进行比较;当电池组的温度大于或等于温度阈值时,停用温度控制装置;以及对电池组充电。
在第二方面的一些实施例中,电子控制器还被配置为:设置定时器,其指示温度控制装置被激活的时间段;将定时器与定时器阈值进行比较;以及当定时器大于或等于定时器阈值时,停用温度控制装置。
在第二方面的一些实施例中,温度控制装置包括热电冷却装置。
在第二方面的一些实施例中,温度控制装置包括电阻加热元件。
在第二方面的一些实施例中,温度控制箱还包括:第一绝缘层,其对应于外部材料层;第二绝缘层,其对应于内部材料层;以及第三绝缘层,其位于第一绝缘层和第二绝缘层之间。
在第二方面的一些实施例中,温度控制箱包括在1.0和2.0之间的热电阻值。
在第二方面的一些实施例中,温度控制箱还包括:下部壳体部分;以及上部壳体部分,其被配置为接合下部壳体部分,其中上部壳体部分和下部壳体部分形成气密密封。
在第三方面,提供了一种用于控制箱内的温度的方法,该方法包括使用电子控制器确定电池组何时被接收在端口中,使用电子控制器接收来自电池组的信号,该信号包括温度信号和充电使能信号中的至少一个,以及使用温度控制装置基于该信号控制箱内的温度。
在第三方面的一些实施例中,该方法还包括:使用电子控制器基于信号确定电池组的温度。
在第三方面的一些实施例中,该方法还包括:将电池组的温度与温度阈值进行比较;当电池组的温度大于或等于温度阈值时,停用温度控制装置;以及对电池组充电。
在第三方面的一些实施例中,该方法还包括:设置定时器,其指示温度控制装置被激活的时间段;将定时器与定时器阈值进行比较;以及当定时器大于或等于定时器阈值时,停用温度控制装置。
在第四方面,提供了一种温度控制箱,其包括多个端口,该多个端口中的每一个端口被配置为接收电池组,被配置为改变箱内的环境温度的控制装置,以及电子控制器。电子控制器被配置为确定电池组是否被接收在多个端口中的端口中,从电池组接收信号,该信号包括温度信号和充电使能信号中的至少一个,以及使用温度控制装置基于从电池组接收到的信号控制箱内的环境温度。
在第四方面的一些实施例中,温度控制箱还包括:下部壳体部分;以及上部壳体部分,其被配置为接合下部壳体部分。
在第四方面的一些实施例中,上部壳体部分包括凹部,其被配置为接收来自模块化工具存储系统的互补接口的突起。
在第四方面的一些实施例中,多个端口中的第一端口被配置为接收第一电池组类型,第一电池组类型包括第一输出电压。
在第四方面的一些实施例中,多个端口中的第二端口被配置为接收第二电池组类型,第二电池组类型包括第二输出电压,第二输出电压不同于第一输出电压。
在第四方面的一些实施例中,温度控制箱还包括:指示器,其与多个端口中的端口相关联,指示器被配置为指示被接收在端口中的电池组的充电状态。
在详细解释任何本实用新型的实施例之前,应当理解,本实用新型的应用不限于在以下描述中阐述或在附图中示出的构造细节和部件布置。本实用新型能够以各种方式实践或实施。另外,应当理解,本文所使用的措词和术语是出于描述的目的,而不应被认为是限制性的。术语“包括”和“包含”或“具有”及其变型的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。除非另有说明或限制,否则术语“安装”,“连接”,“支撑”和“联接”及其变型被广泛使用,并且涵盖直接和间接的安装,连接,支撑和联接。
此外,应当理解,实施例可以包括硬件、软件和电子部件或模块,为了讨论的目的,这些电子部件或模块可被示出和描述为好像大多数部件仅在硬件中实现一样。然而,本领域普通技术人员基于对本详细描述的阅读将认识到,在至少一个实施例中,基于电子的方面可以用软件实现(例如,存储在非暂时性计算机可读介质上),该软件可由一个或多个处理单元(例如微处理器和/或专用集成电路(“ASIC”))执行。因此,应当注意的是,多个基于硬件和软件的装置以及多个不同的结构部件都可以被利用来实现实施例。例如,说明书中描述的“服务器”和“计算装置”可以包括一个或多个处理单元、一个或多个计算机可读介质模块、一个或多个输入/输出接口和连接不同部件的各种连接件(例如,系统总线)。
通过考虑详细描述和附图,本实用新型的其他方面将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本文描述的实施例的温度控制箱的透视图。
图2是图1的温度控制箱的前视图。
图3是图1的温度控制箱的后视图。
图4是图1的温度控制箱的俯视图。
图5是图1的温度控制箱的仰视图。
图6是图1的温度控制箱的左侧视图。
图7是图1的温度控制箱的右侧视图。
图8是根据本文描述的实施例的装置的透视图,该装置包括用于与图1的温度控制箱机械地接合的接口。
图9是根据本文描述的实施例的图1的温度控制箱的俯视图,其中移除了上部壳体部分。
图10是根据本文描述的实施例的用于图1的温度控制箱的控制器的机电示意图。
图11示出了根据本文描述的实施例的用于图1的温度控制箱的温度控制装置。
图12是根据本文描述的实施例的图1的温度控制箱的壳体壁的局部横截面图。
图13是根据本文描述的实施例的用于控制图1的温度控制箱的过程。
具体实施方式
图1至图7示出了温度控制箱100,其包括下部壳体部分105和上部壳体部分110。在一些实施例中,上部壳体部分110可绕一个或多个铰链枢转,使得可在不完全移除上部壳体部分110的情况下接入(accessed)温度控制箱100的内部。上部壳体部分110被配置为接合下部壳体部分105,以产生大体气密和水密的密封。下部壳体部分105和上部壳体部分110之间的这种密封有助于防止温度控制箱100内部的空气受到温度控制箱100外部的空气的影响。
温度控制箱100还包括电源输入端子115。在一些实施例中,电源输入端子115是交流(AC)电源输入端子。在其他实施例中,电源输入端子115为直流电源输入端子或包括用于接收一个或多个电池组的电池组接口。上部壳体部分110包括接口120,其被配置为允许温度控制箱100与具有互补接口的一个或多个额外的装置物理地接合或配合。
参考图4,上部壳体部分110的接口120包括多个连接凹部125,其接收来自互补接口的突起并与其配合(参见图8)。连接凹部125包括两行两个小凹部130和一行大凹部 135。在其它实施例中,上部壳体部分110可以包括不同数量或图案(pattern)的连接凹部125。干涉(interference)突起或翼140在每个连接凹部125的相对侧上从连接凹部 125的一端延伸到连接凹部125中。翼140中的每一个具有一长度,其延伸连接凹部125 的大约一半,以限定连接凹部125的第一部分和与翼140相对的第二部分,该第二部分保持打开。在一些实施例中,翼140中的每一个具有延伸小于连接凹部125的一半的长度。
参考如图8所示的具有底部构件205的装置200(例如,模块化工具存储系统的部件),每个连接凹部125的第二部分的尺寸被设计成接收突起210。当突起210被接收在连接凹部125中时,底部构件205的底表面215被布置成接触上部壳体部分110的顶表面并由上部壳体部分110的顶表面支撑。在所示的实施例中,每个突起210从底部构件205的底表面215延伸,并被配置为与连接凹部125相配合并将装置200连接到温度控制箱100。在所示的实施例中,每个突起210与底部构件205一体地形成。每个突起210在突起210 的每一侧上具有通道220,其平行于底部构件205的纵向轴线A延伸。每个通道220沿着轴线A具有前开口端225和后封闭端230。每个突起210具有大体矩形形状的平面235。在其他实施例中,平面235可以是另一种形状(例如,圆形、三角形等)。在所示的实施例中,存在有六个突起210,其沿着轴线A布置成三行两个突起。在其他实施例中,装置200包括更多或更少的突起210,和/或突起210以不同图案布置。突起210被布置成使得可以通过与平面235接触而由突起210将装置200支撑在表面上。在一些实施例中,装置200包括接口部分240和闩锁构件245,闩锁构件245用于接合温度控制箱100的锁定孔并将装置 200固定到温度控制箱100。
连接凹部125的翼140中的每一个对应于由相应连接凹部125接收的突起210的通道220中对应的一个,并且被配置为与其配合。在断开连接位置,突起210在连接凹部125 内定向成使得通道220的开口端225比封闭端230更靠近翼140。一旦处于断开连接位置,底部构件205就可相对于上部壳体部分110沿第一方向平行于纵向轴线A朝向翼140滑动,使得翼140在第二接口或连接位置被接收在通道220内。翼140和突起210在连接凹部125 内接合,以接口并连接底部构件205和上部壳体部分110,并防止底部构件205从上部壳体部分110断开连接,除了沿相对于第一方向的第二方向并大体平行于纵向轴线A之外。翼 140和通道220垂直于纵向轴线A彼此接合。在一些实施例中,上部壳体部分110包括锁定孔,其用于抑制装置200与温度控制箱100断开连接。
图9示出了移除了上部壳体部分110的温度控制箱100。如图9所示,温度控制箱100包括内部腔体或空间145。内部腔体145包括一个或多个电池组接口150(例如,电池组充电端口)。电池组充电端口150对应于用于第一类型电池组(例如,杆式电池组(stembattery pack))的充电端口,该第一类型电池组具有第一输出电压(例如,12V)。内部腔体145还包括一个或多个电池组充电端口155。电池组充电端口155对应于用于第二类型电池组(例如,砖式电池组(brick battery pack)或滑动式电池组)的充电端口,该第二类型电池组具有第一输出电压(例如,18V)。内部腔体145还包括一个或多个指示器,其用于提供连接到充电端口150、155的一个或多个电池组的充电和/或温度状态。
图10示出了用于温度控制箱100的控制器300。控制器300电连接和/或可通信地连接到温度控制箱100的各种模块或部件。例如,所示的控制器300连接到指示器160、分别通过第一电力控制模块305和第二电力控制模块310连接到电池组充电端口150和电池组充电端口155、连接到温度控制装置315(例如,强制空气温度控制装置)、一个或多个温度传感器320(例如,用于感测环境温度、电池组温度、充电端口温度等的热敏电阻),以及电源输入电路325。控制器300包括硬件和软件的组合,其可操作以控制温度控制箱 100的操作、激活指示器160(例如,一个或多个发光二极管(LED))、从一个或多个温度传感器320接收信号、控制温度控制装置315、控制电力控制模块305、310等。在一些实施例中,指示器160还包括一个或多个指示器,它们在温度控制箱100的外部是可视的(例如,定位在下部壳体部分的外表面上)。这样的指示器可以提供温度控制箱100的内部环境温度或电池组充电状态的指示。
控制器300包括向控制器300和/或多个温度控制箱100内的部件和模块提供电力、操作控制和保护的多个电气和电子部件。例如,控制器300包括处理单元330(例如,微处理器、电子控制器、电子处理器、微控制器或另一合适的可编程装置)、存储器335、输入单元340和输出单元345等。处理单元330包括控制单元350、算术逻辑单元(“ALU”) 355和多个寄存器360(在图10示出为一组寄存器)等,并使用已知的计算机体系结构(例如,改进的哈佛体系结构,冯·诺依曼体系结构等)实现。处理单元330、存储器335、输入单元340和输出单元345以及连接到控制器300的各种模块通过一个或多个控制和/或数据总线(例如,公共总线365)连接。控制和/或数据总线在图10中一般地示出以用于说明目的。基于本文描述的本实用新型,本领域技术人员将知道用于各种模块和部件之间的互连和通信的一个或多个控制和/或数据总线的使用。
存储器335是非暂时性计算机可读介质并且包括例如程序存储区和数据存储区。程序存储区和数据存储区可以包括不同类型存储器的组合,例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)(如动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)等)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、硬盘、SD卡、或其他合适的磁、光、物理或电子存储装置。处理单元330连接到存储器335并且执行能够存储在存储器335的RAM(例如,在执行期间)、在存储器335的ROM(例如,在大体永久的基础上),或在另一非暂时性计算机可读介质(例如另一存储器或磁盘)中的软件指令。包括在温度控制箱100的实施方式中的软件可以存储在控制器300的存储器335中。该软件包括例如固件、一个或多个应用程序、程序数据、过滤器、规则、一个或多个程序模块和其他可执行指令。控制器300 被配置为从存储器335获取并执行本文所述的有关控制处理和方法的指令等。在其他构造中,控制器300包括附加的、更少的或不同的部件。
如图9所示,电池组充电端口150、155包括机械部件和电气部件的组合,其被配置为并且可操作以用于将电池组与温度控制箱100连接(例如,机械连接、电连接和可通信地连接)。例如,电池组充电端口150、155被配置为分别经由电力控制模块305、310之间的电力线和电池组充电端口150、155从电力控制模块305、310接收电力。电池组充电端口150、155也被配置为经由单独的通信线可通信地连接到电力控制模块305、310。
一个或多个温度传感器320包括一个或多个热敏电阻或其他温度传感器,其可操作以监测温度控制箱100内的温度(例如,内部腔体145中的环境温度)、一个或多个电池组的温度、一个或多个充电端口150、155的温度等。一个或多个温度传感器320向控制器300提供输出信号(例如,温度输出信号)。基于这些控制信号,控制器300确定温度控制箱100内的环境空气温度、一个或多个电池组的温度、一个或多个充电端口150、155的温度等。控制器300被配置为控制温度控制装置315的操作,以调节温度控制箱100的内部腔体145 的温度并对一个或多个电池组充电。
电源输入电路325包括电源输入端子115。如前所述,温度控制箱100可以由交流(AC)电源(例如,AC市电)或直流(DC)电源(例如,电池组)供电。在一些实施例中, DC电源(例如,电池组)为逆变器供电,然后逆变器向电源输入端子115提供AC电力。在一些实施例中,温度控制箱100被配置为使用大约150瓦的电力操作。例如,当温度控制箱100外部的环境空气温度大约为负20℃时,使用150瓦电力的温度控制箱100能够在温度控制箱100的内部腔体145中保持预定或期望的环境温度。在一些实施例中,温度控制箱100的内部腔体145中的预定或期望环境温度在大约20℃和大约30℃之间。在这种配置中,温度控制箱100可操作以在大约九十分钟内将处于负20℃温度的电池组的温度升高到 0℃。在一些实施例中,温度控制箱100还包括提升模式(burst mode),其中内部腔体145 的环境温度增加至大约50℃,并且温度控制箱100内任何电池组的温度更迅速地增加。在这样的实施例中,温度控制箱100被配置为使用大约265瓦的电力进行操作。
图11示出了根据本文描述的实施例的温度控制箱100的内部部分。温度控制箱100的内部部分包括控制器300和温度控制装置315等。在所示的实施例中,温度控制装置315是热电冷却装置,例如珀耳帖装置。温度控制装置315被配置为调节温度控制箱100的温度。温度控制装置315能够产生热量(即,升高或保持温度)或吸收热量(即,降低或保持温度)。在一些实施例中,温度控制装置315还可以包括风扇以帮助循环加热空气或冷却空气。在一些实施例中,温度控制装置315包括电阻加热元件和风扇或另一强制空气加热系统。在这样的实施例中,使用风扇来在温度控制箱100内循环由电阻加热元件产生的热量。
为了提高温度控制箱100的效率,温度控制箱100还可以是绝缘的。图12示出了温度控制箱100的下部壳体部分105的一部分的局部横截面400。局部横截面400包括三层材料。第一绝缘材料层405对应于外部壳体材料并且由塑料(例如聚丙烯、高抗冲聚苯乙烯或其他类似材料)制成。第一材料层405具有大约0.025的热阻(“R”)值。第二绝缘材料层410对应于用于温度控制箱100的内部腔体145的内部材料层。第二材料层410由反射绝缘材料制成并且具有大约在1.0和1.5之间的R值。在一些实施例中,第三绝缘材料层415设置在第一材料层405和第二材料层410之间。第三材料层415是另一绝缘材料,其进一步防止通过温度控制箱100的热传导并增加温度控制箱100的总体R值。在一些实施例中,温度控制箱100的R值为大约1.25至1.3。在其它实施例中,用于温度控制箱100 的R值是在1.0至2.0的范围内。
图13是根据本文描述的实施例的用于控制温度控制箱100的过程500。过程500 中的步骤是出于说明的目的而示出的。过程500可以不同于图13所示的顺序执行一个或多个步骤,或者过程500的一个或多个步骤可以从过程500中移除。过程500开始于温度控制箱100从电源接收电力(例如,通过电源输入端子115)(步骤505)。在步骤510,控制器300确定温度控制是否已开启或启用。在一些实施例中,用户手动地开启温度控制(例如,使用温度控制开关)。在其他实施例中,当温度控制箱100接收电力时,温度控制自动开启。如果温度控制为关闭,则该过程在步骤510等待温度控制被开启。如果在步骤510 温度控制被开启,则控制器300确定电池组是否连接到温度控制箱100内的充电端口(步骤515)。如果没有电池组连接到充电端口,则过程500返回到步骤510。如果电池组连接到充电端口,则控制器300检测电池组的温度(步骤520)。控制器300使用电池组附近的温度传感器(例如,热敏电阻)来确定电池组的温度。在一些实施例中,如果电池组能够通信,则该电池组被配置为向控制器300通信电池组温度(例如,温度信号)。在一些实施例中,电池组向控制器300发送充电使能信号。例如,充电使能信号被配置为指示电池组正处于用于充电的可接受温度范围内。在一些实施例中,过程500不包括在步骤515确定电池组是否连接到充电端口或在步骤520确定电池组温度(即,温度控制箱100独立地调节内部腔体145的环境温度)。
在步骤520之后,控制器300操作温度控制装置315来控制温度控制箱100的内部腔体145中的环境温度(步骤525)。当温度控制装置315操作时,控制器300可以设置定时器以使得温度控制装置315以预定或期望的时间量操作(步骤530)。在步骤530设置定时器之后,控制器300确定电池组的温度是否大于或等于温度阈值(例如,0℃)(步骤535)。如果电池组温度不大于或等于温度阈值,则控制器300将定时器与定时器阈值(例如,90 分钟)进行比较(步骤540)。如果定时器不大于或等于定时器阈值,则过程500返回到步骤530。如果(在步骤535)电池组温度大于或等于温度阈值,或者(在步骤540)定时器大于或等于定时器阈值时,则过程500进行到步骤545,其中温度控制装置315被停用,并且电池组被充电(步骤550)。在一些实施例中,温度控制装置315在步骤545没有被停用并且在电池组被充电时继续操作。
因此,本实用新型尤其提供了一种用于对一个或多个电池组充电的温度控制箱。
Claims (16)
1.一种温度控制箱,其特征在于,所述温度控制箱包括:
端口,其被配置为接收电池组;
温度控制装置,其被配置为改变所述温度控制箱内的环境温度;以及
电子控制器,其被配置为:
确定所述电池组是否被接收在所述端口中,
从所述电池组接收信号,所述信号包括温度信号和充电使能信号中的至少一个,以及
使用所述温度控制装置基于从所述电池组接收到的所述信号控制所述温度控制箱内的所述环境温度。
2.根据权利要求1所述的温度控制箱,其特征在于,所述电子控制器还被配置为:
确定温度控制开关是否被设置为开启。
3.根据权利要求1所述的温度控制箱,其特征在于,所述电子控制器还被配置为:
基于所述信号确定所述电池组的温度。
4.根据权利要求3所述的温度控制箱,其特征在于,所述电子控制器还被配置为:
将所述电池组的所述温度与温度阈值进行比较;
当所述电池组的所述温度大于或等于所述温度阈值时,停用所述温度控制装置;以及
对所述电池组充电。
5.根据权利要求4所述的温度控制箱,其特征在于,所述电子控制器还被配置为:
设置定时器,其指示所述温度控制装置被激活的时间段;
将所述定时器与定时器阈值进行比较;以及
当所述定时器大于或等于所述定时器阈值时,停用所述温度控制装置。
6.根据权利要求1所述的温度控制箱,其特征在于,所述温度控制装置包括热电冷却装置。
7.根据权利要求1所述的温度控制箱,其特征在于,所述温度控制装置包括电阻加热元件。
8.根据权利要求1所述的温度控制箱,其特征在于,所述温度控制箱还包括:
第一绝缘层,其对应于外部材料层;
第二绝缘层,其对应于内部材料层;以及
第三绝缘层,其位于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间。
9.根据权利要求8所述的温度控制箱,其特征在于,所述温度控制箱包括在1.0和2.0之间的热电阻值。
10.根据权利要求1所述的温度控制箱,其特征在于,所述温度控制箱还包括:
下部壳体部分;以及
上部壳体部分,其被配置为接合所述下部壳体部分,
其中,所述上部壳体部分和所述下部壳体部分形成气密密封。
11.一种温度控制箱,其特征在于,所述温度控制箱包括:
多个端口,所述多个端口中的每一个端口被配置为接收电池组;
温度控制装置,其被配置为改变所述温度控制箱内的环境温度;以及
电子控制器,其被配置为:
确定所述电池组是否被接收在所述多个端口中的端口中,
从所述电池组接收信号,所述信号包括温度信号和充电使能信号中的至少一个,以及
使用所述温度控制装置基于从所述电池组接收到的所述信号控制所述温度控制箱内的所述环境温度。
12.根据权利要求11所述的温度控制箱,其特征在于,所述温度控制箱还包括:
下部壳体部分;以及
上部壳体部分,其被配置为接合所述下部壳体部分。
13.根据权利要求12所述的温度控制箱,其特征在于,所述上部壳体部分包括凹部,其被配置为接收来自模块化工具存储系统的互补接口的突起。
14.根据权利要求11所述的温度控制箱,其特征在于,所述多个端口中的第一端口被配置为接收第一电池组类型,所述第一电池组类型包括第一输出电压。
15.根据权利要求14所述的温度控制箱,其特征在于,所述多个端口中的第二端口被配置为接收第二电池组类型,所述第二电池组类型包括第二输出电压,所述第二输出电压不同于所述第一输出电压。
16.根据权利要求11所述的温度控制箱,其特征在于,所述温度控制箱还包括:
指示器,其与所述多个端口中的所述端口相关联,所述指示器被配置为指示被接收在所述端口中的所述电池组的充电状态。
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