DE102018129413A1 - Verfahren und System zur Integration einer Ladeperipheriesteuerung in ein galvanisch nicht getrenntes Ladegerät - Google Patents

Verfahren und System zur Integration einer Ladeperipheriesteuerung in ein galvanisch nicht getrenntes Ladegerät Download PDF

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Abstract

Verfahren zu einer Integration einer Ladeperipheriesteuerung (220), bei dem in einem transformatorfreien Wechselstrom-Ladegerät (202) eine Berührsicherheit durch eine Sicherheitsschaltung realisiert wird, bei dem das Wechselstrom-Ladegerät (202) an seiner Eingangsseite mit Wechselstrom aus einer Ladedose (122) versorgt wird, bei dem durch das Wechselstrom-Ladegerät (202) an seiner Ausgangsseite Gleichstrom (106) für ein Laden einer Hochvoltbatterie bereitgestellt wird und bei dem durch die Ladeperipheriesteuerung (220) die Ladedose (112) gesteuert wird, wobei die Ladeperipheriesteuerung (220) innerhalb eines Gehäuses des Wechselstrom-Ladegerätes (202) angeordnet wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zu einer Integration einer Ladeperipheriesteuerung in ein galvanisch nicht getrenntes Ladegerät.
  • Ein heutiges in ein Elektrofahrzeug verbautes Wechselstromladegerät, auch als OnBoard-Ladegerät bezeichnet, setzt eine an einer Eingangsseite mittels eines mit einer Ladebuchse verbundenen Ladekabels bereitgestellte 50/60 Hz Netzspannung mit 110 V oder 240 V eines Versorgungsnetzes auf eine Hochvoltgleichspannung an einer Ausgangsseite zum Laden einer Hochvoltbatterie um. Zur Herstellung einer Berührsicherheit sind Ein- und Ausgangsteil aus Sicherheitsgründen und zur Vermeidung einer Gleichspannungsrückspeisung aus der Hochvoltbatterie über mindestens einen galvanisch entkoppelten Transformator getrennt.
  • Bspw. werden für ein OnBoard-Ladegerät, welches mit einem Inverter integriert wurde, in der US-amerikanischen Druckschrift US 2017/0349054 A1 eine Vielzahl von galvanisch trennenden Transformatoren beschrieben, welche eine eingangsseitige Wechselspannung auf eine mit dem Inverter verbundene Sekundärseite umsetzen. Mit einer vom Inverter bereitgestellten Gleichspannung wird die Hochvoltbatterie aufgeladen.
  • Um die Nachteile von Trenntransformatoren wie Gewicht und Kosten zu umgehen, können galvanisch nicht getrennte Ladegeräte eingesetzt werden, in denen elektrische Bauteile die Sicherheitsbestimmungen gewährleisten müssen. Die beginnende Serienfertigung von Elektrofahrzeugen wird zu einem Anstieg im Einsatz dieser elektronischen Bauteile führen, deren Stückzahlen immens steigen und deren Einzelpreise teilweise fallen werden. Gleichzeitig treten neue Anforderungen, wie bspw. Big Data, Connect oder Emobility hinzu. Eine diesbezügliche Neuausrichtung der verbauten elektronischen Komponenten bedingt daher eine veränderte Aufteilung und Integration in andere Baugruppen im Elektrofahrzeug. Ein Beispiel für ein integriertes OnBoard-Ladegerät wird in der Druckschrift US 2015/0042159 A1 beschrieben. Hierbei wurde ein OnBoard-Ladegerät mit einem Niedrigspannungswandler kombiniert.
  • Verschiedene Ladestandards zu bedienen, ist eine Aufgabe der Ladeperipherie. Bspw. offenbart die Druckschrift US 2012/0299531 A1 ein Service-Fahrzeug, welches ausgestattet wurde, Batterien von Elektrofahrzeugen zu laden. Im Service-Fahrzeug verteilt befinden sich eine Vielzahl von Batterieanschlüssen, Steuer- und Bedieneinheiten, um einen Ladevorgang auszuführen. Umgekehrt ist in einem Elektrofahrzeug zwischen der Ladebuchse und dem OnBoard-Ladegerät eine sogenannte Ladeperipheriesteuerung angeordnet, welche den Ladevorgang an der Ladebuchse hinsichtlich einer Steckererkennung, Stellung eines Ladedosendeckels oder weltweiter Ladestandards steuert. Auch diese ist bislang nach dem Stand der Technik im Elektrofahrzeug verteilt angeordnet.
  • Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein bzgl. Effizienz, Gewicht, Kosten und Wirkungsgrad optimiertes Wechselstrom-Ladegerät zur Verfügung zu stellen, in welches zur Verbesserung des Packaging die Ladeperipheriesteuerung integriert wurde. Die weltweiten Ladestandards sollen genauso erfüllbar sein wie eine Erkennung der an der Ladebuchse angeschlossenen Stecker.
  • Zur Lösung der voranstehend genannten Aufgabe wird ein Verfahren zu einer Integration einer Ladeperipheriesteuerung in ein galvanisch nicht getrenntes Wechselstrom-Ladegerät vorgeschlagen, bei dem in dem galvanisch nicht getrennten, d. h. in der Regel transformatorfreien Wechselstrom-Ladegerät eine Berührsicherheit durch eine Sicherheitsschaltung realisiert wird, bei dem das Wechselstrom-Ladegerät an seiner Eingangsseite mit Wechselstrom aus einer Ladedose versorgt wird, bei dem durch das Wechselstrom-Ladegerät an seiner Ausgangsseite Gleichstrom für ein Laden einer Hochvoltbatterie bereitgestellt wird und bei dem durch die Ladeperipheriesteuerung die Ladedose gesteuert wird, wobei die Ladeperipheriesteuerung innerhalb eines Gehäuses des Wechselstrom-Ladegerätes angeordnet wird.
  • Das galvanisch nicht getrennte Ladegerät wird auch als gng-Ladegerät bezeichnet und ist galvanisch gekoppelt. Gemäß der Norm ISO 6469 muss Berührsicherheit gewährleistet sein, wofür im gng-Ladegerät eine Sicherheitsschaltung angeordnet ist. Die Sicherheitsschaltung wird vorteilhaft mit einer platz- und kostensparenden Leistungshalbleiterelektronik realisiert. Weiterhin ist in dem gng-Ladegerät eine die Leistungshalbleiterelektronik steuernde Steuereinheit angeordnet. Die eingangsseitig anliegende Wechselspannung wird von der Leistungshalbleiterelektronik samt Steuereinheit in die ausgangsseitige Gleichspannung umgesetzt.
  • Eine Steuerung eines Ladevorgangs erfolgt durch die erfindungsgemäß in das gng-Ladegerät integrierte Ladeperipheriesteuerung. Bspw. wird über die Ladeperipheriesteuerung eine optische Anzeige für eine den Ladevorgang initiierende Person, bspw. einen Fahrer des Elektrofahrzeugs, welches ein Auto sein kann, gesteuert. Vorteilhaft wird eine Mehrfachnutzung von integrierten Schaltungen des gng-Ladegerätes, wie bspw. ein Controller, durch die Integration der Ladeperipheriesteuerung ermöglicht.
  • Die Ladeperipheriesteuerung führt eine Reihe von Funktionen aus, welche den Ladevorgang betreffen. All diese Funktionen werden durch das erfindungsgemäße Verfahren in das gng-Ladegerät integriert.
  • In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von der Ladeperipheriesteuerung eine Ladedosenklappe der Ladedose, in welche ein Ladestecker einführ- bzw. einsteckbar ist, überwacht. Insbesondere eine Öffnung oder eine Schließung der Ladedosenklappe wird überwacht.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von der Ladeperipheriesteuerung eine Ladesteckererkennung ausgeführt. Insbesondere wird eine von einem Ladestecker geführte Spannungsart, bspw. Gleichspannung, einphasige, dreiphasige oder mehrphasige Wechselspannung, oder eine Spannungshöhe erkannt.
  • In einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von der Ladeperipheriesteuerung eine Ladesteckerkontrolle ausgeführt. Während des Ladevorgangs wird insbesondere eine Verriegelung des Ladesteckers in der Ladebuchse überwacht.
  • In einer fortgesetzt weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden von der Ladeperipheriesteuerung Diagnosen zu einem Ladevorgang, insbesondere eine Temperaturüberwachung, ausgeführt.
  • In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden durch die Ladeperipheriesteuerung verschiedene Ladestandards bereitgestellt. Diese Ladestandards werden gemäß einem Ländernamen, wie bspw. USA, bzw. einem Namen einer Region, wie bspw. Europa, oder einem Länderladestandard, wie bspw. CHAdeMO in Japan oder GBT in China, ausgewählt.
  • In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Wechselstrom-Ladegerät durch ein von der Ladeperipheriesteuerung umfasstes Softwaremodul beaufschlagt. Das Software-Modul hält Algorithmen zum Ausführen des Ladevorgangs vor. Ein jeweiliger Algorithmus wird auf einer in das gng-Ladegerät integrierten Recheneinheit oder integrierten Schaltung ausgeführt.
  • Über die voranstehend genannten Ausführungsformen hinausgehende Funktionen zum Ladevorgang können in weiteren Modulen der Ladeperipheriesteuerung implementiert sein und werden erfindungsgemäß in das gng-Ladegerät integriert.
  • Ferner wird ein System zu einer Integration einer Ladeperipheriesteuerung in ein galvanisch nicht getrenntes Wechselstrom-Ladegerät beansprucht, welches das galvanisch nicht getrennte Wechselstrom-Ladegerät und ein innerhalb eines Gehäuses des Wechselstrom-Ladegerätes angeordnetes Ladeperipheriesteuerungsmodul umfasst, wobei das System dazu konfiguriert ist, ein Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche auszuführen.
  • In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems wird von dem System zusätzlich eine 12 V Schnittstelle zu einer Ansteuerung einer Ladeperipherie umfasst.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleichen Komponenten sind dieselben Bezugszeichen zugeordnet.
    • 1 zeigt schematisch ein Schaltbild eines galvanisch getrennten Ladegerätes und eines Ladeperipheriesteuergerätes gemäß dem Stand der Technik.
    • 2 zeigt schematisch ein Schaltbild eines galvanisch nicht getrennten Ladegerätes mit integrierter Ladeperipheriesteuerung gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    • 3 zeigt schematisch ein Schaltbild einer in das galvanisch nicht getrennte Ladegerät integrierten Ladeperipheriesteuerung gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In 1 wird schematisch ein Schaltbild 100 eines galvanisch getrennten Ladegerätes 102 und eines Ladeperipheriesteuergerätes 120 gemäß dem Stand der Technik gezeigt.
  • Das Ladegerät 102 umfasst eine Eingangsstufe 110 und eine Ausgangsstufe 112. An der Eingangsstufe 110 liegt ein Wechselstrom 104 an, der von einem sich in einer Ladedose 122 befindendem Ladestecker bereitgestellt wird. Die Ausgangsstufe 112 ist von der Eingangsstufe 110 durch einen Trenntransformator 108 galvanisch getrennt und stellt an der Ausgangsseite des Ladegerätes 102 eine Gleichspannung 106 zu einem Laden einer Hochvoltbatterie bereit. Gesteuert werden Eingangsstufe 110 und Ausgangsstufe 112 durch eine Steuereinheit 114. Das Ladegerät 102 ist an seiner Schnittstelle 116, die bspw. eine 12 V Schnittstelle mit 6 Pins sein kann, über einen CAN-Bus 118 mit dem Ladeperipheriesteuergerät 120 verbunden. Das Ladeperipheriesteuergerät 120 steuert einen Ladevorgang an der Ladedose 122.
  • In 2 wird schematisch ein Schaltbild 200 eines galvanisch nicht getrennten Ladegerätes 202 mit integrierter Ladeperipheriesteuerung 220 als Resultat einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Das galvanisch nicht getrennte Ladegerät 202, auch als gng-Ladegerät 202 bezeichnet, umfasst eine Eingangsstufe 210 und eine Ausgangsstufe 212. An der Eingangsstufe 210 liegt ein Wechselstrom 104 an, der von einem sich in einer Ladedose 122 befindendem Ladestecker bereitgestellt wird. Im Gegensatz zu heutigen in Elektrofahrzeugen eingesetzten Ladegeräten besteht zwischen der Eingangsstufe 210 und der Ausgangsstufe 212 eine galvanische Koppelung 208. Das gng-Ladegerät 202 stellt an der Ausgangsseite eine Gleichspannung 106 zum Laden einer Hochvoltbatterie bereit. Erfindungsgemäß ist in das gng-Ladegerät 202 die Ladeperipheriesteuerung 220 samt Softwaremodul 218 integriert. Die Ladeperipheriesteuerung 220 steuert über die Schnittstelle 216 des gng-Ladegerätes den Ladevorgang an der Ladebuchse 122 bzw. Ladedose 122. Bei der Schnittstelle 216 kann es sich bspw. um eine 12 V Schnittstelle mit 60 Pins handeln. In dem gng-Ladegerät 202 werden die Eingangsstufe 210, die Ausgangsstufe 212 und die Ladeperipheriesteuerung 220 über eine Steuermodul 214 miteinander verbunden.
  • In 3 wird schematisch ein Schaltbild 300 einer in das galvanisch nicht getrennte Ladegerät integrierten Ladeperipheriesteuerung 220 als Resultat einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Die Ladeperipheriesteuerung 220 steuert den sich an der Ladebuchse vollziehenden Ladevorgang. Hierzu umfasst die Ladeperipheriesteuerung 220 ein Modul zu einer Überwachung einer Ladedosenklappenverriegelung 301, ein Modul zu einer Erkennung eines Ladesteckers 302, ein Modul zu einer Überwachung einer Ladesteckerverriegelung 303, ein Control-Pilot-Modul 304, ein Modul für einen japanischen Ladestandard CHAdeMO 305, ein Modul 306 für ein Laden gemäß des chinesischen Gleichstrom-Standards GBT, ein Modul 307 für den Ladevorgang in den USA, ein Modul 308 für Ladevorgänge in anderen Ländern (neben China, Japan und USA), ein Diagnosemodul 309, ein Temperaturüberwachungsmodul 310. Weitere Module 311 können innerhalb der Ladeperipheriesteuerung 220 angeordnet sein. Schließlich hält das Softwaremodul 218 Algorithmen zum Ausführen des Ladevorgangs vor.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2017/0349054 A1 [0003]
    • US 2015/0042159 A1 [0004]
    • US 2012/0299531 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Verfahren zu einer Integration einer Ladeperipheriesteuerung (220) in ein galvanisch nicht getrenntes Wechselstrom-Ladegerät, bei dem in dem galvanisch nicht getrennten Wechselstrom-Ladegerät (202) eine Berührsicherheit durch eine Sicherheitsschaltung realisiert wird, bei dem das Wechselstrom-Ladegerät (202) an seiner Eingangsseite mit Wechselstrom aus einer Ladedose (122) versorgt wird, bei dem durch das Wechselstrom-Ladegerät (202) an seiner Ausgangsseite Gleichstrom (106) für ein Laden einer Hochvoltbatterie bereitgestellt wird und bei dem durch die Ladeperipheriesteuerung (220) die Ladedose (112) gesteuert wird, wobei die Ladeperipheriesteuerung (220) innerhalb eines Gehäuses des Wechselstrom-Ladegerätes (202) angeordnet und ausgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem von der Ladeperipheriesteuerung (220) eine Ladedosenklappe (301) überwacht wird.
  3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem von der Ladeperipheriesteuerung (220) eine Ladesteckererkennung (302) ausgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem von der Ladeperipheriesteuerung (220) eine Ladesteckerkontrolle (303) ausgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem von der Ladeperipheriesteuerung (220) Diagnosen (309) zu einem Ladevorgang, insbesondere eine Temperaturüberwachung (310), ausgeführt werden.
  6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem durch die Ladeperipheriesteuerung (220) verschiedene Ladestandards (305, 306, 307, 308) bereitgestellt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Ladestandards (305, 306, 307, 308) gemäß einem Ländernamen (307) oder einem Länderladestandard (305, 306) ausgewählt werden.
  8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem das Wechselstrom-Ladegerät (202) durch ein von der Ladeperipheriesteuerung (220) umfasstes Softwaremodul (218) beaufschlagt wird.
  9. System zu einer Integration einer Ladeperipheriesteuerung (220) in ein galvanisch nicht getrenntes Ladegerät, welches ein galvanisch nicht getrenntes Wechselstrom-Ladegerät (202) und ein innerhalb eines Gehäuses des Wechselstrom-Ladegerätes (202) angeordnetes Ladeperipheriesteuerungsmodul (220) umfasst, wobei das System dazu konfiguriert ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
  10. System nach Anspruch 9, welches zusätzlich eine 12 V Schnittstelle (216) zu einer Ansteuerung einer Ladeperipherie umfasst.
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US16/692,207 US11670948B2 (en) 2018-11-22 2019-11-22 Method and system for integrating a peripheral charge controller into a non-DC-isolated charging device

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11279244B2 (en) * 2019-09-10 2022-03-22 Audi Ag Electroplated AC charger with monitoring and diagnostic system
DE102021120050A1 (de) 2021-08-02 2023-02-02 Ads-tec Energy GmbH Mobile elektrische Energiebereitstellungsvorrichtung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7234960B2 (ja) * 2020-02-07 2023-03-08 トヨタ自動車株式会社 電動車両および電動車両の制御方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010048673A1 (de) * 2010-10-16 2012-04-19 Volkswagen Ag Fahrzeug mit Elektromotor und Energiespeicher
US20120299531A1 (en) 2011-05-25 2012-11-29 Green Charge Networks Llc Charging Service Vehicles and Methods Using Modular Batteries
US20150042159A1 (en) 2013-08-12 2015-02-12 Hyundai Motor Company Converter apparatus and method of electric vehicle
DE102016013490A1 (de) * 2016-11-11 2017-05-18 Daimler Ag Bordladeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Laden einer Traktionsbatterie
US20170349054A1 (en) 2016-06-03 2017-12-07 Hyundai Motor Company Integrated module of on-board charger and inverter and control method thereof
DE102018107715A1 (de) * 2017-04-04 2018-10-04 GM Global Technology Operations LLC Induktive und konduktive bordladesysteme

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9308825B2 (en) * 2011-01-19 2016-04-12 Aerovironment, Inc. Electric vehicle docking connector with embedded EVSE controller
FR2977390B1 (fr) * 2011-06-29 2013-10-11 Legrand France Fiche electrique et ensemble electrique associe.
US9300260B2 (en) * 2013-03-15 2016-03-29 Rf Micro Devices, Inc. Transformer-based power amplifier stabilization and reference distortion reduction
FR3013165B1 (fr) * 2013-11-08 2021-04-23 Intelligent Electronic Systems Dispositif de charge compact pour vehicule electrique
CN204376509U (zh) * 2014-12-31 2015-06-03 郑州宇通客车股份有限公司 一种非隔离式车载交流充电装置
US9991726B2 (en) * 2015-01-12 2018-06-05 Potential Difference, Inc. Rapid battery charging
CN104638740B (zh) * 2015-02-28 2017-02-22 重庆长安汽车股份有限公司 电动汽车充电装置
NO20150959A1 (en) * 2015-07-23 2017-01-24 Zaptec As A charging system for charging an electric vehicle
CN206217667U (zh) * 2016-12-06 2017-06-06 苏州工业园区和顺电气股份有限公司 集成式电动汽车充电系统
DE102016123924A1 (de) * 2016-12-09 2018-06-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Modulare Leistungselektronik zum Laden eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs
CN108407625B (zh) * 2017-02-10 2024-01-26 石家庄汉卓能源科技有限公司 一种用于新能源汽车双向充放电系统
CN108521055A (zh) * 2018-04-24 2018-09-11 上海上汽安悦充电科技有限公司 一种充电枪充电控制系统及方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010048673A1 (de) * 2010-10-16 2012-04-19 Volkswagen Ag Fahrzeug mit Elektromotor und Energiespeicher
US20120299531A1 (en) 2011-05-25 2012-11-29 Green Charge Networks Llc Charging Service Vehicles and Methods Using Modular Batteries
US20150042159A1 (en) 2013-08-12 2015-02-12 Hyundai Motor Company Converter apparatus and method of electric vehicle
US20170349054A1 (en) 2016-06-03 2017-12-07 Hyundai Motor Company Integrated module of on-board charger and inverter and control method thereof
DE102016013490A1 (de) * 2016-11-11 2017-05-18 Daimler Ag Bordladeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Laden einer Traktionsbatterie
DE102018107715A1 (de) * 2017-04-04 2018-10-04 GM Global Technology Operations LLC Induktive und konduktive bordladesysteme

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Norm ISO 6469-1 2009-09-15. Electrically propelled road vehicles - Safety specifications - Part 1: On-board rechargeable energy storage system (RESS). S. 1-9. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11279244B2 (en) * 2019-09-10 2022-03-22 Audi Ag Electroplated AC charger with monitoring and diagnostic system
DE102021120050A1 (de) 2021-08-02 2023-02-02 Ads-tec Energy GmbH Mobile elektrische Energiebereitstellungsvorrichtung

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Publication number Publication date
US11670948B2 (en) 2023-06-06
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