JPH04363679A - 鉛蓄電池の残存容量測定法 - Google Patents
鉛蓄電池の残存容量測定法Info
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- JPH04363679A JPH04363679A JP3183838A JP18383891A JPH04363679A JP H04363679 A JPH04363679 A JP H04363679A JP 3183838 A JP3183838 A JP 3183838A JP 18383891 A JP18383891 A JP 18383891A JP H04363679 A JPH04363679 A JP H04363679A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 42
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は電気自動車等に使用す
る鉛蓄電池の残存容量測定法に関するものである。
る鉛蓄電池の残存容量測定法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車を運転する人にとって走行中
の鉛蓄電池の残存容量を的確に知ることは長年の夢であ
る。
の鉛蓄電池の残存容量を的確に知ることは長年の夢であ
る。
【０００３】そのため、種々の研究がなされているが、
運転条件などによる変動が大きく測定精度に問題がある
。
運転条件などによる変動が大きく測定精度に問題がある
。
【０００４】そこで、鉛蓄電池の残存容量を測定する方
法の１つに開路電圧を用いる方法があるが、充放電中の
鉛蓄電池を一時的に止めて正確な開路電圧に極めて近似
する近似電圧を求めるには数時間以上を要する。
法の１つに開路電圧を用いる方法があるが、充放電中の
鉛蓄電池を一時的に止めて正確な開路電圧に極めて近似
する近似電圧を求めるには数時間以上を要する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、開路電
圧から実走行中の電気自動車用鉛蓄電池の残存容量を推
定することは実用上不可能であるという欠点がある。
圧から実走行中の電気自動車用鉛蓄電池の残存容量を推
定することは実用上不可能であるという欠点がある。
【０００６】この発明は上記従来の課題を解消するため
になされたもので、鉛蓄電池の残存容量を短時間で測定
することができ、電気自動車が実走行中においても鉛蓄
電池の残存容量の測定を実現できる鉛蓄電池容量測定法
を提供することを目的としている。
になされたもので、鉛蓄電池の残存容量を短時間で測定
することができ、電気自動車が実走行中においても鉛蓄
電池の残存容量の測定を実現できる鉛蓄電池容量測定法
を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、この発明は、鉛蓄電池の完全充電または略充
電された状態及び異なった放電深度の状態のそれぞれに
おいて、一定放電量を放電した後休止し、休止直後なら
びに所定時間経過後の開路電圧を数点測定して、休止開
始から測定までの経過時間と開路電圧との回帰式を求め
、次に先の一定放電量と略同じ充電量を充電した後休止
し、休止直後ならびに所定時間経過後の開路電圧を数点
測定して、休止開始から測定までの経過時間と開路電圧
との回帰式を求め、このようにして得られた２つの回帰
式の交点から放電深度に対応する電圧を求め、次にこの
方法を異なった放電深度の鉛蓄電池に適用してそれに対
応する近似電圧を求め、この近似電圧と放電深度との相
関式Ａを求め、この相関式Ａから鉛蓄電池の放電深度を
求める方法を採用したものである。
するため、この発明は、鉛蓄電池の完全充電または略充
電された状態及び異なった放電深度の状態のそれぞれに
おいて、一定放電量を放電した後休止し、休止直後なら
びに所定時間経過後の開路電圧を数点測定して、休止開
始から測定までの経過時間と開路電圧との回帰式を求め
、次に先の一定放電量と略同じ充電量を充電した後休止
し、休止直後ならびに所定時間経過後の開路電圧を数点
測定して、休止開始から測定までの経過時間と開路電圧
との回帰式を求め、このようにして得られた２つの回帰
式の交点から放電深度に対応する電圧を求め、次にこの
方法を異なった放電深度の鉛蓄電池に適用してそれに対
応する近似電圧を求め、この近似電圧と放電深度との相
関式Ａを求め、この相関式Ａから鉛蓄電池の放電深度を
求める方法を採用したものである。
【０００８】なお、上記休止開始から測定までの経過時
間を対数変換して開路電圧との相関を求めた方が相関度
は向上するが、相関性を多少犠牲にするのであれば必ず
しも対数変換する必要はない。
間を対数変換して開路電圧との相関を求めた方が相関度
は向上するが、相関性を多少犠牲にするのであれば必ず
しも対数変換する必要はない。
【０００９】
【作用】或る放電深度の鉛蓄電池を一定量充電した後休
止すると、休止後の経過時間とそれに対応する開路電圧
とは高い相関があり、休止開始から測定までの経過時間
と開路電圧との回帰式を求める。
止すると、休止後の経過時間とそれに対応する開路電圧
とは高い相関があり、休止開始から測定までの経過時間
と開路電圧との回帰式を求める。
【００１０】これに引きつづき一定の放電量と同じまた
は略同じ充電量を充電した後休止すると、休止後の経過
時間とそれに対応する開路電圧とは高い相関があり、休
止開始から測定までの経過時間と開路電圧との回帰式を
求める。
は略同じ充電量を充電した後休止すると、休止後の経過
時間とそれに対応する開路電圧とは高い相関があり、休
止開始から測定までの経過時間と開路電圧との回帰式を
求める。
【００１１】上記２つの相関を表わす回帰式は互いに傾
きが逆で必ず１つの点で交わり、この交点に相当する電
圧は正確な開路電圧と略近似し、この近似電圧はそのと
きの放電深度と高い相関性があり、従って予め各放電深
度と近似電圧との相関式を用意しておくと、近似電圧を
短時間に計ることができ、鉛蓄電池の残存容量が測定で
きる。ここで、上記経過時間と開路電圧との相関を求め
るに際して、経過時間を対数変換すると相関度がより一
層向上する結果となる。
きが逆で必ず１つの点で交わり、この交点に相当する電
圧は正確な開路電圧と略近似し、この近似電圧はそのと
きの放電深度と高い相関性があり、従って予め各放電深
度と近似電圧との相関式を用意しておくと、近似電圧を
短時間に計ることができ、鉛蓄電池の残存容量が測定で
きる。ここで、上記経過時間と開路電圧との相関を求め
るに際して、経過時間を対数変換すると相関度がより一
層向上する結果となる。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１３】電気自動車用鉛蓄電池の残存容量測定法に
おいて、まず、鉛蓄電池の完全充電または略充電された
状態及び異なった放電深度の状態のそれぞれにおいて、
一定放電量を放電した後休止し、休止直後ならびに数秒
〜数十秒経過後の開路電圧を数点測定し、休止開始から
測定までの経過秒数の対数値と開路電圧との回帰式を求
める。
おいて、まず、鉛蓄電池の完全充電または略充電された
状態及び異なった放電深度の状態のそれぞれにおいて、
一定放電量を放電した後休止し、休止直後ならびに数秒
〜数十秒経過後の開路電圧を数点測定し、休止開始から
測定までの経過秒数の対数値と開路電圧との回帰式を求
める。
【００１４】上記経過時間の対数値とそれに対応する開
路電圧とは高い相関がある。
路電圧とは高い相関がある。
【００１５】次に、先の一定放電量と略同じ充電量を充
電した後休止し、休止直後ならびに数秒〜数十秒経過後
の開路電圧を数点測定し、休止開始から測定までの経過
秒数の対数値と開路電圧との回帰式を求める。
電した後休止し、休止直後ならびに数秒〜数十秒経過後
の開路電圧を数点測定し、休止開始から測定までの経過
秒数の対数値と開路電圧との回帰式を求める。
【００１６】この場合も対数値とそれに対応する開路電
圧とは高い相関がある。
圧とは高い相関がある。
【００１７】このようにして得られた２つの相関を表わ
す回帰式は互いに傾きが逆で必ず１つの点で交わると共
に、この交点に相当する電圧は通常の開路電圧と略近似
し、この近似電圧はそのときの放電深度と高い相関性が
ある。
す回帰式は互いに傾きが逆で必ず１つの点で交わると共
に、この交点に相当する電圧は通常の開路電圧と略近似
し、この近似電圧はそのときの放電深度と高い相関性が
ある。
【００１８】従って、得られた２つの回帰式の交点から
放電深度に対応する電圧を求め、次にこの方法を異なっ
た放電深度の鉛蓄電池に適用してそれに対応する近似電
圧を求め、この近似電圧と放電深度との相関式Ａを求め
、この相関式Ａから鉛蓄電池の放電深度を求めることに
より残存容量を測定する。
放電深度に対応する電圧を求め、次にこの方法を異なっ
た放電深度の鉛蓄電池に適用してそれに対応する近似電
圧を求め、この近似電圧と放電深度との相関式Ａを求め
、この相関式Ａから鉛蓄電池の放電深度を求めることに
より残存容量を測定する。
【００１９】上記した残存容量の測定は、電気自動車に
搭載した鉛蓄電池に対しても実走行中に残存容量を測定
することができ、２つの回帰式の交点から電圧を求め、
この電圧を相関式Ａに当てはめ、実走行時の近似電圧を
短時間に計ることにより残存容量を測定できる。
搭載した鉛蓄電池に対しても実走行中に残存容量を測定
することができ、２つの回帰式の交点から電圧を求め、
この電圧を相関式Ａに当てはめ、実走行時の近似電圧を
短時間に計ることにより残存容量を測定できる。
【００２０】また、上記した残存容量測定法において、
鉛蓄電池に対する一定量放電と一定量充電は順序を逆に
してもよいと共に、充放電電流を同一または略同一にす
るとよい。
鉛蓄電池に対する一定量放電と一定量充電は順序を逆に
してもよいと共に、充放電電流を同一または略同一にす
るとよい。
【００２１】更に、一定量放電又は充電を行なう前に数
十秒ないし数分の休止を入れることにより、より良い結
果が期待でき、一定量放電又は充電を行なう電流値を電
池定格容量Ｃの ０．１ＣＡ〜３ＣＡ の範囲で行なう
。
十秒ないし数分の休止を入れることにより、より良い結
果が期待でき、一定量放電又は充電を行なう電流値を電
池定格容量Ｃの ０．１ＣＡ〜３ＣＡ の範囲で行なう
。
【００２２】ところで、それぞれの放電深度の鉛蓄電池
において、求まる２つの回帰式の交点に対応する経過時
間はほぼ千秒前後であることがわかっており、２つの回
帰式を求めて、その交点よりそれぞれの放電深度に対応
する電圧を求めるのに代えて、２つの回帰式のどちらか
１つを求め、時間の項に千秒前後の値を代入して求めた
近似電圧を使用して残存容量を測定してもよい。
において、求まる２つの回帰式の交点に対応する経過時
間はほぼ千秒前後であることがわかっており、２つの回
帰式を求めて、その交点よりそれぞれの放電深度に対応
する電圧を求めるのに代えて、２つの回帰式のどちらか
１つを求め、時間の項に千秒前後の値を代入して求めた
近似電圧を使用して残存容量を測定してもよい。
【００２３】実施例１
定格容量３５ＡＨの２Ｖ電池６個を完全充電の状態（放
電深度０％）にした後、これを １０．８ Ａで５分間
放電した後休止し、休止開始の１秒後、３秒後、１５秒
後、６０秒後の開路電圧Ｙを休止時間（秒）の対数値Ｘ
に対しプロットしてその相関を求めた。この場合の回帰
式は、図１に示すように、Ｙ＝２．０７３ ＋０．０１
９ Ｘで表わせる。
電深度０％）にした後、これを １０．８ Ａで５分間
放電した後休止し、休止開始の１秒後、３秒後、１５秒
後、６０秒後の開路電圧Ｙを休止時間（秒）の対数値Ｘ
に対しプロットしてその相関を求めた。この場合の回帰
式は、図１に示すように、Ｙ＝２．０７３ ＋０．０１
９ Ｘで表わせる。
【００２４】次に、１０．８Ａで５分間充電した後休止
し、休止開始の１秒後、３秒後、１５秒後、６０秒後の
開路電圧Ｙを休止時間（秒）の対数値Ｘに対しプロット
してその相関を求めた。この場合の回帰式は、図２に示
すように、Ｙ＝２．４４７ −０．０８６ Ｘで表わせ
る。
し、休止開始の１秒後、３秒後、１５秒後、６０秒後の
開路電圧Ｙを休止時間（秒）の対数値Ｘに対しプロット
してその相関を求めた。この場合の回帰式は、図２に示
すように、Ｙ＝２．４４７ −０．０８６ Ｘで表わせ
る。
【００２５】この２つの回帰式を連立させてＹを求める
と、Ｙ＝２．１４１（Ｖ） となり、開路電圧の近似値
（近似電圧）として用いることができる。
と、Ｙ＝２．１４１（Ｖ） となり、開路電圧の近似値
（近似電圧）として用いることができる。
【００２６】次に、放電深度（ＤＯＤ）２５％、５０％
、７５％、１００ ％の各状態において、同様の方法で
それぞれの回帰式、各回帰式の交点から求めた近似電圧
を求めた結果は表１の如くである。なお、図１と図２は
前記放電深度に対応した近似電圧と休止時間（秒）の対
数値との相関を示している。 （以下、余白）
、７５％、１００ ％の各状態において、同様の方法で
それぞれの回帰式、各回帰式の交点から求めた近似電圧
を求めた結果は表１の如くである。なお、図１と図２は
前記放電深度に対応した近似電圧と休止時間（秒）の対
数値との相関を示している。 （以下、余白）
【００２７】
【表１】
【００２８】次に、放電深度（ＤＯＤ）をＺとして近似
電圧Ｙ（Ｖ）との相関式を求めると Ｙ＝２．１４４ −０．００２ Ｚ（図３）Ｚ＝１４０
４．３３３−６５４．９６３ Ｙ（図４）
電圧Ｙ（Ｖ）との相関式を求めると Ｙ＝２．１４４ −０．００２ Ｚ（図３）Ｚ＝１４０
４．３３３−６５４．９６３ Ｙ（図４）
【００２９】
従って、同様の方法で実走行中に得た近似電圧をこの回
帰式に当てはめることにより電池の放電深度を測定する
ことができる。
従って、同様の方法で実走行中に得た近似電圧をこの回
帰式に当てはめることにより電池の放電深度を測定する
ことができる。
【００３０】尚、この実施例１では、休止開始から測定
までの経過時間を対数変換して開路電圧との相関を求め
たが、相関性を多少犠牲にしてもよいのであれば、経過
時間を対数変換しないで開路電圧との相関を求めればよ
い。
までの経過時間を対数変換して開路電圧との相関を求め
たが、相関性を多少犠牲にしてもよいのであれば、経過
時間を対数変換しないで開路電圧との相関を求めればよ
い。
【００３１】実施例２
定格容量３５ＡＨの鉛蓄電池を１０個直列に接続し、更
に２並列構成としたものを、電気自動車の走行抵抗を模
擬負荷とする試験装置に接続し、残存容量に関するデー
タの実測を行い、推定方法の検討を行った。ここではそ
れらの実測データから放電深度に対応する近似電圧を求
め、この近似電圧と放電電力量とに関する２次回帰式を
求める事により、残存容量を推定した。図５は模擬負荷
に依る放電電力量（ＫＷＨ）と単位電池当りの近似電圧
（この測定は模擬負荷に依る放電の過程で、一時的に放
電を休止し、休止直後並びに所定時間経過後の開路電圧
を数点測定し、この開路電圧と経過時間の対数値との回
帰式において、経過時間を千秒とした時の電圧）との関
係を示す。
に２並列構成としたものを、電気自動車の走行抵抗を模
擬負荷とする試験装置に接続し、残存容量に関するデー
タの実測を行い、推定方法の検討を行った。ここではそ
れらの実測データから放電深度に対応する近似電圧を求
め、この近似電圧と放電電力量とに関する２次回帰式を
求める事により、残存容量を推定した。図５は模擬負荷
に依る放電電力量（ＫＷＨ）と単位電池当りの近似電圧
（この測定は模擬負荷に依る放電の過程で、一時的に放
電を休止し、休止直後並びに所定時間経過後の開路電圧
を数点測定し、この開路電圧と経過時間の対数値との回
帰式において、経過時間を千秒とした時の電圧）との関
係を示す。
【００３２】この図から分かるように、近似電圧は２次
回帰曲線に沿って、放電電力量の増大と共に低下してい
る。従って、図中に示すように、或る放電レベル（ＷＨ
ｎ）にある時、開路電圧下限制限値に相当する近似電圧
（Ｖ１）までの残り走行可能放電電力量（ＷＨｎ−１
）は、或る放電レベルの近似電圧（Ｖｎ）と２次回帰式
とから計算により求めることができる。この計算例は残
存容量１３８０ＷＨ、同予測量が１３９４ＷＨであり、
ある放電レベルでの残存容量がＷＨ値で精度よく推定で
きることが分かった。
回帰曲線に沿って、放電電力量の増大と共に低下してい
る。従って、図中に示すように、或る放電レベル（ＷＨ
ｎ）にある時、開路電圧下限制限値に相当する近似電圧
（Ｖ１）までの残り走行可能放電電力量（ＷＨｎ−１
）は、或る放電レベルの近似電圧（Ｖｎ）と２次回帰式
とから計算により求めることができる。この計算例は残
存容量１３８０ＷＨ、同予測量が１３９４ＷＨであり、
ある放電レベルでの残存容量がＷＨ値で精度よく推定で
きることが分かった。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、鉛蓄電池の残存容量を短時間で的確に知ることができ
る。
、鉛蓄電池の残存容量を短時間で的確に知ることができ
る。
【００３４】また、電気自動車の実走行中における鉛蓄
電池の残存容量を、運転条件などによる変動がなく精度
よく測定することができる。
電池の残存容量を、運転条件などによる変動がなく精度
よく測定することができる。
【図１】放電後休止して求めた経過時間と近似電圧との
相関図。
相関図。
【図２】充電後休止して求めた経過時間と近似電圧との
相関図。
相関図。
【図３】放電深度と近似電圧との相関図。
【図４】放電深度と近似電圧との相関図。
【図５】放電電力量と近似電圧との２次回帰相関図。
Claims (9)
- 【請求項１】 鉛蓄電池の完全充電または略充電され
た状態及び異なった放電深度の状態のそれぞれにおいて
、一定放電量を放電した後休止し、休止直後ならびに所
定時間経過後の開路電圧を数点測定して、休止開始から
測定までの経過時間と開路電圧との回帰式を求め、次に
先の一定放電量と略同じ充電量を充電した後休止し、休
止直後ならびに所定時間経過後の開路電圧を数点測定し
て、休止開始から測定までの経過時間と開路電圧との回
帰式を求め、このようにして得られた２つの回帰式の交
点から放電深度に対応する電圧を求め、次にこの方法を
異なった放電深度の鉛蓄電池に適用して放電深度に対応
する近似電圧を求め、この近似電圧と放電深度との相関
式Ａを求め、この相関式Ａから鉛蓄電池の放電深度を求
めることを特徴とする鉛蓄電池の残存容量測定法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量
測定法において、電気自動車に搭載した鉛蓄電池におい
ても回帰式の交点から放電深度に対応する電圧を求め、
この電圧を相関式Ａに当てはめ、鉛蓄電池の放電深度を
求めることを特徴とする鉛蓄電池の残存容量測定法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量
測定法において、一定放電量と一定充電量の順序を逆に
することを特徴とする鉛蓄電池の残存容量測定法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量
測定法において、一定充放電量の電流を同一または略同
一にすることを特徴とする鉛蓄電池の残存容量測定法。 - 【請求項５】 請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量
測定法において、一定量放電または充電を行なう前に数
十秒ないし数分の休止を入れることを特徴とする鉛蓄電
池の残存容量測定法。 - 【請求項６】 請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量
測定法において、一定量放電または充電を行なう電流値
を電池定格容量Ｃの０．１ ＣＡ〜３ＣＡの範囲で行な
うことを特徴とする鉛蓄電池の残存容量測定法。 - 【請求項７】 請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量
測定法において、２つの回帰式の交点から放電深度に対
応する電圧を求めるのに代えて、２つの回帰式のどちら
か１つを求め、経過時間の項に千秒前後の値を代入して
求めた近似電圧を放電深度として使用することを特徴と
する鉛蓄電池の残存容量測定法。 - 【請求項８】 請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量
測定法において、放電及び充電後のそれぞれの休止開始
から測定までの経過時間と開路電圧との回帰式を求める
に当り、経過時間を対数変換することを特徴とする鉛蓄
電池の残存容量測定法。 - 【請求項９】 請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量
測定法において、休止開始から測定開始までの経過時間
と開路電圧との回帰式から求めた近似電圧と、放電深度
との相関式Ａを求めるに当り、相関式Ａに前記近似電圧
と放電電力量とに関する二次回帰式を当てはめ残存容量
を求めることを特徴とする鉛蓄電池の残存容量測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3183838A JP2999860B2 (ja) | 1990-09-27 | 1991-06-27 | 鉛蓄電池の残存容量測定法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-259502 | 1990-09-27 | ||
| JP25950290 | 1990-09-27 | ||
| JP3183838A JP2999860B2 (ja) | 1990-09-27 | 1991-06-27 | 鉛蓄電池の残存容量測定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04363679A true JPH04363679A (ja) | 1992-12-16 |
| JP2999860B2 JP2999860B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=26502112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3183838A Expired - Lifetime JP2999860B2 (ja) | 1990-09-27 | 1991-06-27 | 鉛蓄電池の残存容量測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2999860B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1571747A1 (en) * | 2004-03-04 | 2005-09-07 | Sony Corporation | Battery charging method and apparatus using extrapolation of voltage curve |
| WO2009139252A1 (ja) | 2008-05-13 | 2009-11-19 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の放電制御装置 |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP3183838A patent/JP2999860B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JP2999860B2 (ja) | 2000-01-17 |
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