JP5254854B2 - Vehicle power supply - Google Patents
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Description
本発明は、車両用電源装置に関し、特に複数種類の蓄電手段を隣接させて構成されるものに関する。 The present invention relates to a power supply device for a vehicle, and more particularly to a device configured by adjoining a plurality of types of power storage means.
自動車等の車両において、低燃費化を図るため、停車時に自動的にエンジンを停止するとともに、再発進操作に応じて自動的にエンジンを始動するアイドルストップシステム(ISS)を搭載することが提案されている。
このようなシステムを搭載した車両では、通常の車両に設けられる鉛蓄電池等のバッテリに加えて、例えば電気二重層コンデンサ(EDLC)等の電源を設けて、再始動時におけるスタータモータの駆動電力や各種電装品のバックアップ電力を負担させることが知られている。
In order to reduce fuel consumption in vehicles such as automobiles, it has been proposed to install an idle stop system (ISS) that automatically stops the engine when the vehicle stops and automatically starts the engine in response to a restart operation. ing.
In a vehicle equipped with such a system, in addition to a battery such as a lead storage battery provided in a normal vehicle, a power source such as an electric double layer capacitor (EDLC) is provided, It is known to bear backup power for various electrical components.
例えば、特許文献1には、このような用途に適用可能な蓄電モジュールとして、正極及び負極をそれぞれ有する複数の電極体ユニットを相互に隔離して配列した状態で枠体内に収容したものが記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a power storage module that can be used for such applications, in which a plurality of electrode body units each having a positive electrode and a negative electrode are housed in a frame in an isolated state. ing.
従来、上述したようなバッテリを補助するキャパシタ等の補助蓄電手段は、例えばキャビン後方のラゲッジルームや座席の下側等、通常はエンジンルーム内に搭載されるバッテリとは異なった場所に収容場所を設けて搭載することが一般的であったが、既存の車両に搭載する場合のスペース設定や、配線の引き回しを考慮すると、バッテリ及びキャパシタ等を隣接させて同じ場所に搭載することが望ましい。特に、補助蓄電手段を持たないタイプの車両においてバッテリを搭載しているスペースに、バッテリ及び補助蓄電手段をともに配置し、既存のバッテリ固定具を用いて固定することができれば、設計工数の低減、部品の共通化、製造工程の簡素化等多くのメリットがある。
しかし、単に従来のバッテリ容積と同じスペース内に、バッテリ、キャパシタ等の複数種類の蓄電手段を収容した場合、キャパシタのサイズと同じだけバッテリのサイズを小さくする必要があり、電源装置の容量が不足する懸念がある。
本発明の課題は、複数種類の蓄電手段を隣接させた状態で配置した場合であっても蓄電手段の容量を確保可能な車両用電源装置を提供することである。
Conventionally, auxiliary storage means such as a capacitor for assisting a battery as described above has a storage place in a place different from a battery normally mounted in an engine room, such as a luggage room behind a cabin or a lower side of a seat. In general, it is desirable to install and install a battery, a capacitor, and the like adjacent to each other in consideration of space setting and wiring routing when installed in an existing vehicle. In particular, if the battery and auxiliary power storage means can be arranged together in a space where the battery is mounted in a vehicle of a type that does not have auxiliary power storage means, and can be fixed using an existing battery fixture, the design man-hours can be reduced. There are many merits such as standardization of parts and simplification of the manufacturing process.
However, if multiple types of power storage means such as a battery and a capacitor are housed in the same space as the conventional battery volume, the battery size must be reduced by the same size as the capacitor, and the capacity of the power supply device is insufficient. There are concerns.
An object of the present invention is to provide a vehicle power supply device that can secure the capacity of a power storage unit even when a plurality of types of power storage units are arranged adjacent to each other.
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項1の発明は、略直方体状に形成された第1の蓄電手段と、略直方体状に形成され側面が前記第1の蓄電手段の側面と対向した状態で前記第1の蓄電手段と隣接して配置される第2の蓄電手段と、前記第1の蓄電手段の上面及び前記第2の蓄電手段の上面にわたして設けられ、前記第1の蓄電手段及び前記第2の蓄電手段を保持する保持部材と、車体から上方へ突き出して形成され、その上端部が前記保持部材と連結される連結部材とを備える車両用電源装置であって、前記第2の蓄電手段は前記第1の蓄電手段側と反対側の側面部を凹ませて形成され上下方向に略沿って延びた溝部が設けられ、前記連結部材の少なくとも一部が前記溝部内に収容され、前記第1の蓄電手段は2次電池を備え、前記第2の蓄電手段はキャパシタを備え、前記第2の蓄電手段は単数又は複数のセルをそれぞれ有する複数のモジュールを備え、前記複数のモジュールは、前記第2の蓄電手段の前記溝部が設けられた側面部を正面から見たときに前記溝部を挟んで振り分けて配置されることを特徴とする車両用電源装置である。
The present invention solves the above-described problems by the following means.
The invention according to claim 1 is a first power storage unit formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and is adjacent to the first power storage unit in a state where the side surface is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape and the side surface faces the side surface of the first power storage unit. And the second power storage means disposed on the top surface of the first power storage means and the top surface of the second power storage means, and holds the first power storage means and the second power storage means A power supply device for a vehicle, wherein the second power storage means is the first power storage. A groove portion formed by denting a side surface portion opposite to the means side and extending substantially along the vertical direction is provided, at least a part of the connecting member is accommodated in the groove portion, and the first power storage means is 2 A secondary battery, wherein the second power storage means comprises a capacitor, The second power storage means includes a plurality of modules each having a single cell or a plurality of cells, and the plurality of modules are configured as described above when the side surface portion of the second power storage means provided with the groove is viewed from the front. A power supply device for a vehicle, wherein the power supply device is arranged with a groove portion in between .
請求項2の発明は、前記溝部を挟んで配置された複数の前記モジュールを連結し通電を可能とするバスバーを備え、前記バスバーの前記溝部と隣接する領域に、他の部分よりも破壊強度を低くした脆弱部を設けたことを特徴とする請求項1に記載の車両用電源装置である。 According to a second aspect of the invention, before Symbol connecting a plurality of said modules arranged across the groove comprises a bus bar to enable energization, said to an area adjacent to the groove portion, breaking strength than the other portions of the bus bar The vehicular power supply device according to claim 1 , further comprising a weakened portion having a reduced height.
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)保持部材を車体に連結する連結部材を、第2の蓄電手段に設けた溝部内に配置することによって、バッテリのみを搭載する車両におけるバッテリ固定具をそのまま本発明の保持部材及び連結部材として利用するとともに、溝部を設けない場合に対して、溝部の深さ方向(保持部材の長手方向)における第1の蓄電手段及び第2の蓄電手段の寸法を溝部の深さだけ増すことができ、従来はデッドスペースとなっていた連結部材の両側の空間を利用して蓄電手段の収容スペースを増大し、容量を確保できる。
また、バッテリのみを搭載する既存の車両の設計を変更して本発明の車両用電源装置を搭載する場合に、新たに搭載スペースや配線の貫通穴、固定点などを設定する必要がなく、配線の引き回しも電源装置の周囲のみで完結するため、車両の設計や製造にかかる工数を低減できる。
(2)第1の蓄電手段として2次電池を用い、第2の蓄電手段としてキャパシタを用いる構成としたことから、既存の車両に対して2次電池のサイズを小さくした場合であっても、短時間に大電力を発生することに適したキャパシタをバッテリと同時に放電させることによって、例えばエンジン始動時等における瞬間的な出力を既存車両並みかそれ以上とし、エンジン始動性等を確保することができる。
(3)車両の衝突時等には、第2の蓄電手段のケーシングは溝部において破断する可能性が高いことから、溝部を挟んで複数のモジュールを振り分けて配置することによって、第2の蓄電手段の破壊時における各モジュールの破損を防止することができる。
(4)溝部を挟んだモジュール間のバスバーにおける溝部と隣接する領域に脆弱部を設けることによって、車両の衝突等によって第2の蓄電手段のケーシングが破壊される際に、バスバーを破断させることによって、ショートすることを防止できる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) By disposing the connecting member for connecting the holding member to the vehicle body in the groove provided in the second power storage means, the battery fixing tool in the vehicle on which only the battery is mounted is used as it is. As compared with the case where no groove is provided, the dimensions of the first power storage means and the second power storage means in the depth direction of the groove (longitudinal direction of the holding member) can be increased by the depth of the groove. The space for storing the electricity storage means can be increased by utilizing the space on both sides of the connecting member, which has conventionally been a dead space, and the capacity can be secured.
In addition, when the design of an existing vehicle with only a battery is changed and the vehicle power supply device of the present invention is installed, there is no need to newly set a mounting space, a wiring through hole, a fixing point, etc. Since the routing of the vehicle is completed only around the power supply device, the number of steps required for designing and manufacturing the vehicle can be reduced.
(2) Since the secondary battery is used as the first power storage means and the capacitor is used as the second power storage means, even if the size of the secondary battery is reduced with respect to the existing vehicle, By discharging a capacitor suitable for generating a large amount of power in a short time at the same time as the battery, the instantaneous output at the time of starting the engine, for example, can be equal to or higher than that of an existing vehicle, and engine startability can be ensured. it can.
(3) Since the casing of the second power storage means is highly likely to break at the groove when the vehicle collides, the second power storage means is arranged by arranging a plurality of modules while sandwiching the groove. It is possible to prevent each module from being damaged at the time of destruction.
(4) By providing a fragile portion in a region adjacent to the groove portion in the bus bar between the modules sandwiching the groove portion, by breaking the bus bar when the casing of the second power storage means is broken due to a vehicle collision or the like , Can prevent short circuit.
本発明は、複数種類の蓄電手段を隣接させた状態で配置した場合であっても蓄電手段の容量を確保可能な車両用電源装置を提供する課題を、バッテリと隣接させて搭載されるキャパシタユニットの側面に溝部を形成し、固定具のロッドを溝部内に配置することによって解決した。 The present invention is directed to a capacitor unit mounted adjacent to a battery in order to provide a vehicle power supply device capable of securing the capacity of the power storage means even when a plurality of types of power storage means are arranged adjacent to each other. The problem was solved by forming a groove on the side surface and arranging the rod of the fixture in the groove.
以下、本発明を適用した車両用電源装置の実施例について説明する。実施例の車両用電源装置は、例えば、アイドルストップシステムを備えた乗用車等の自動車に搭載されるものである。車両用電源装置は、車体の前部に設けられたエンジンルーム内に配置される。
図1は、実施例の車両用電源装置を車両に搭載した状態を上方から見た平面図である。
Embodiments of a vehicle power supply device to which the present invention is applied will be described below. The vehicle power supply device of the embodiment is mounted on an automobile such as a passenger car equipped with an idle stop system, for example. The vehicle power supply device is disposed in an engine room provided in the front portion of the vehicle body.
FIG. 1 is a plan view of a state in which the vehicle power supply device of the embodiment is mounted on a vehicle as viewed from above.
電源装置1は、車両のメインフレーム10の上部であって、ラジエータアッパサポート20の後方側に配置される。また、電源装置1の後方側には、ヒューズボックス30が配置される。
メインフレーム10は、車両の前後方向に略沿って延びた車両の構造部材であって、エンジンルームの左右両側部にそれぞれ配置されている。電源装置1は、例えば左側のメインフレーム10の上部に搭載される。
ラジエータアッパサポート20は、車幅方向に略沿って延びた横梁状の車体構造部材である。ラジエータアッパサポート20は、図示しないラジエータコア及びヘッドランプユニット等の上部を支持するものである。
ヒューズボックス30は、車両の各種電装品への最大供給電流を規制するヒューズを収容する樹脂製の容器である。
The power supply device 1 is arranged on the upper side of the
The
The radiator
The
電源装置1は、バッテリ100、キャパシタユニット200、固定具300等を備えて構成されている。
バッテリ100は、例えば鉛蓄電池等の2次電池であって、エンジンによって駆動されるオルタネータによって充電されるとともに、スタータモータその他の車両の電装品に電力を供給するものである。バッテリ100は、本発明にいう第1の蓄電手段として機能する。
バッテリ100は、その外形を略直方体状に形成されている。図1に示すように、バッテリ100の上面101は矩形状に形成され、その長辺方向は車幅方向外側が内側に対してやや車両前方側となるように車幅方向に対して傾斜して配置されている。
バッテリ100は、上面101から突出したプラス端子102、マイナス端子103を備えている。プラス端子102は、上面部101の車両後方側かつ車幅方向内側のコーナ部近傍に配置されている。また、マイナス端子103は、上面部101の車両後方側かつ車幅方向外側のコーナ部付近に配置されている。
The power supply device 1 includes a
The
The
The
キャパシタユニット200は、電気二重層コンデンサ(EDLC)を備え、平常時に充電され、例えばスタータモータの駆動時のように瞬間的に大電流が必要とされる場合に放電する補助蓄電手段である。キャパシタユニット200は、本発明にいう第2の蓄電手段として機能する。なお、実施例においては、スタータモータの駆動時にはバッテリ100及びキャパシタユニット200がともに放電するようになっており、その結果、既存の車両に対してバッテリ100を小型化してもエンジン始動性能は確保されている。
キャパシタユニット200は、バッテリ100の車両後方側に配置され、図示しないトレーに載せられた状態で後述する固定具300によって固定される。
The
The
図2は、キャパシタユニット200の二面図であって、図2(a)は車載状態における上方から見た平面図であって、図2(b)は図2(a)におけるb−b部矢視図である。
キャパシタユニット200は、ケーシング210、第1キャパシタモジュール221、第2キャパシタモジュール222、第3キャパシタモジュール223、第4キャパシタモジュール224、第1バスバー231、第2バスバー232、第3バスバー233、プラス端子240、マイナス端子250等を備えている。
2 is a two-side view of the
The
ケーシング210は、例えば樹脂によって形成された略直方体状の容器(筐体)である。ケーシング210は、その内部に第1から第4キャパシタモジュール221〜224、第1から第3バスバー231〜233等を収容する。
ケーシング210は、上面211がバッテリ100の上面101と略同じ高さに配置されている。ケーシング210の車両前方側の面は、バッテリ100の車両後方側の面と微小な間隔を隔てて対向し、隣接して配置されている。バッテリ100の上面101の長手方向に沿ったケーシング210の寸法は、バッテリ100と略同じに設定されている。
The
The
ケーシング210の側面のうち、車両後方側に配置された面(後面)212には、溝部213が形成されている。
後面212は、ヒューズボックス30と間隔を隔てて対向して配置されている。
溝部213は、後面212の中央部を凹ませて形成され上下方向に延びて配置されている。溝部213を水平面で切って見た横断面形状は略矩形に形成されている。
Of the side surfaces of the
The
The
第1から第4キャパシタモジュール221〜224は、それぞれEDLCの単数又は複数セルをモジュール化したものであって、それぞれ上下方向に延びた略角柱状に形成されている。
図2に示すように、第1から第4キャパシタモジュール221〜224は、ケーシング210の後面212に沿って、水平方向に配列されている。
また、第2キャパシタモジュール222と第3キャパシタモジュール223とは、ケーシング210の後面212を正面(法線方向)から見たときに、溝部213を挟んで両側に振り分けて配置されている。
Each of the first to
As shown in FIG. 2, the first to
Further, the
さらに、図2(a)に示すように、溝部213は、キャパシタユニット200を上方から見たときに、第2キャパシタモジュール222と第3キャパシタモジュール223との間に入り込むように形成されている。すなわち、第1から第4キャパシタモジュール221〜224の後面部(図2(a)における下側の面部)は、溝部213に収容される後述するリアロッド330よりも反バッテリ100側(図2(a)における下方)に張り出して配置されている。
Further, as shown in FIG. 2A, the
第1から第3バスバー231〜233は、第1から第4キャパシタモジュール221〜224を電気的に接続する板金製の部材である。第1から第3バスバー231〜233は、第1から第4キャパシタモジュール221〜224の上面部に沿わせて配置されている。
第1バスバー231は、第1キャパシタモジュール221の負極と第2キャパシタモジュール222の正極とを連結するものである。
第2バスバー232は、第2キャパシタモジュール222の負極と第3キャパシタモジュール223の正極とを連結するものである。なお、第2バスバー232には、その中央部に、他の部分よりも破壊強度を小さく設定された図示しない脆弱部が設けられる。このような脆弱部は、例えば、部分的に第2バスバー232の厚みを小さくしたり、切り欠き部を設けることによって構成することができる。この脆弱部は、ケーシング210の後面212を正面から見たときに、溝部213と重なるように配置される。
第3バスバー233は、第3キャパシタモジュール223の負極と第4キャパシタモジュール224の正極とを連結するものである。
The first to third bus bars 231 to 233 are sheet metal members that electrically connect the first to
The
The
The
プラス端子240及びマイナス端子250は、ケーシング210の上面211から突き出して形成された外部出力端子である。
プラス端子240は、第1キャパシタモジュール221の正極に接続されている。
マイナス端子250は、第4キャパシタモジュール224の負極に接続されている。
The
The
The
固定具300は、ホルダ310、フロントロッド320、リアロッド330等を備えて構成されている。
ホルダ310は、バッテリ100及びキャパシタユニット200の上面部にわたして設けられ、これらを下方へ押圧して保持する略帯板状の保持部材である。
ホルダ310は、バッテリ100の上面101の短辺方向に沿って延びるとともに、バッテリ100の上面101の長辺方向における中央部を跨ぐようにして配置されている。
The
The
The
フロントロッド320及びリアロッド330は、それぞれ上下方向に延びたロッド状に形成され、下端部が車体に係止されるとともに、上端部がホルダ310の前端部及び後端部とそれぞれ連結された連結部材である。
フロントロッド320は、バッテリ100の前面部における中央部に沿って配置されている。
リアロッド330は、その中間部がキャパシタユニット200の溝部213内に配置されている。
フロントロッド320及びリアロッド330は、その上端部にネジ部が形成され、このネジ部はホルダ310の両端部に形成された開口に挿入され、ナットによって締結されている。
The
The
The intermediate portion of the
The
以上説明した実施例によれば、キャパシタを搭載せず、バッテリのみを搭載する車両においてバッテリを固定するものと共用の固定具300を用いて電源装置1を車両に搭載することができる。このとき、固定具300のリアロッド330がキャパシタユニット200の溝部213内に収容されることによって、従来はデッドスペースとなっていたリアロッド330の両側のスペースも、第1から第4キャパシタモジュール221〜224を入り込ませてキャパシタユニット200の容量を拡大するために用いることができる。
ここで、図1にキャパシタを搭載しない車両におけるバッテリBの外形を破線で図示する。このバッテリBのホルダ310長手方向における寸法L1に対して、本実施例のバッテリ100の寸法L2とキャパシタユニット200の寸法L3との和は大きくなっており、このような溝部213を設けない場合よりもバッテリ100及びキャパシタユニット200の容量を大きくできることがわかる。
According to the embodiment described above, the power supply device 1 can be mounted on the vehicle by using the
Here, the outer shape of the battery B in a vehicle in which no capacitor is mounted is illustrated in FIG. The sum of the dimension L2 of the
また、実施例によれば、キャパシタを搭載しない車両と共通の固定具300を使用できることに加え、電源装置関連の配線がバッテリ周辺で完結するため、それ以外の部分における車両内の配線引き回しや配線貫通穴及び配線固定具の配置等に影響を与えることがない。
Further, according to the embodiment, in addition to the use of the
また、実施例のキャパシタユニット200のケーシング210は、車両の衝突時等には、溝部213を起点として折れるように損壊することから、溝部213を挟んで配置された第1から第4キャパシタモジュール221〜224の破壊が防止される。
さらに、溝部213に隣接する第2バスバー232に脆弱部を設けたことによって、第2バスバー232がケーシング210の損壊時に破断し、第2キャパシタモジュール222と第3キャパシタモジュール223との電気的接続が遮断させることから、ショートが発生することを防止できる。これによって、発煙や火災の発生を防止できる。
In addition, since the
Further, by providing the weak portion in the
(変形例)
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、車両用電源装置の詳細な構成や各部材の形状、材質、配置等は適宜変更することができる。例えば、車両用電源装置を車両に搭載する際の方向や、搭載箇所も特に限定されない。実施例の車両用電源装置は、一例としてエンジンルーム内に搭載されるものであったが、本発明はこれに限らず、例えばキャビン後方のラゲッジルーム内等に配置されるものにも適用することができる。
さらに、各蓄電手段の具体的構成も鉛バッテリと電気二重層キャパシタには限定されず、各蓄電手段のセル数や各セルの配置等も特に限定されない。
(Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the technical scope of the present invention.
For example, the detailed configuration of the vehicle power supply device and the shape, material, arrangement, and the like of each member can be changed as appropriate. For example, the direction when the vehicle power supply device is mounted on the vehicle and the mounting location are not particularly limited. The vehicle power supply device according to the embodiment is mounted in the engine room as an example. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to, for example, a device disposed in a luggage room behind the cabin. Can do.
Furthermore, the specific configuration of each power storage means is not limited to the lead battery and the electric double layer capacitor, and the number of cells of each power storage means, the arrangement of each cell, and the like are not particularly limited.
1 電源装置 10 メインフレーム
20 ラジエータアッパサポート 30 ヒューズボックス
100 バッテリ 101 上面
102 プラス端子 103 マイナス端子
200 キャパシタユニット 210 ケーシング
211 上面 212 後面
213 溝部
221 第1キャパシタモジュール 222 第2キャパシタモジュール
223 第3キャパシタモジュール 224 第4キャパシタモジュール
231 第1バスバー 232 第2バスバー
233 第3バスバー 240 プラス端子
250 マイナス端子 300 固定具
310 ホルダ 320 フロントロッド
330 リアロッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
略直方体状に形成され側面が前記第1の蓄電手段の側面と対向した状態で前記第1の蓄電手段と隣接して配置される第2の蓄電手段と、
前記第1の蓄電手段の上面及び前記第2の蓄電手段の上面にわたして設けられ、前記第1の蓄電手段及び前記第2の蓄電手段を保持する保持部材と、
車体から上方へ突き出して形成され、その上端部が前記保持部材と連結される連結部材と
を備える車両用電源装置であって、
前記第2の蓄電手段は前記第1の蓄電手段側と反対側の側面部を凹ませて形成され上下方向に略沿って延びた溝部が設けられ、
前記連結部材の少なくとも一部が前記溝部内に収容され、
前記第1の蓄電手段は2次電池を備え、
前記第2の蓄電手段はキャパシタを備え、
前記第2の蓄電手段は単数又は複数のセルをそれぞれ有する複数のモジュールを備え、
前記複数のモジュールは、前記第2の蓄電手段の前記溝部が設けられた側面部を正面から見たときに前記溝部を挟んで振り分けて配置されること
を特徴とする車両用電源装置。 First power storage means formed in a substantially rectangular parallelepiped shape;
A second power storage means formed in a substantially rectangular parallelepiped shape and having a side surface opposed to a side surface of the first power storage means; and disposed adjacent to the first power storage means;
A holding member that is provided on an upper surface of the first power storage unit and an upper surface of the second power storage unit, and holds the first power storage unit and the second power storage unit;
A power supply device for a vehicle comprising: a connecting member that protrudes upward from a vehicle body and has an upper end connected to the holding member;
The second power storage means is provided with a groove portion that is formed by denting a side surface portion opposite to the first power storage means side and extends substantially along the vertical direction,
At least a part of the connecting member is accommodated in the groove ,
The first power storage means comprises a secondary battery;
The second power storage means comprises a capacitor;
The second power storage means includes a plurality of modules each having one or a plurality of cells,
The power supply device for a vehicle according to claim 1, wherein the plurality of modules are arranged by being distributed across the groove portion when the side surface portion provided with the groove portion of the second power storage unit is viewed from the front .
前記バスバーの前記溝部と隣接する領域に、他の部分よりも破壊強度を低くした脆弱部を設けたこと
を特徴とする請求項1に記載の車両用電源装置。
A bus bar that connects the plurality of modules arranged across the groove and enables energization,
The vehicular power supply device according to claim 1 , wherein a weakened portion having a lower breaking strength than other portions is provided in a region adjacent to the groove portion of the bus bar.
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