KR20150093379A - Battery Discharge Preventing System and Method Using the Same for Hybrid Vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지시스템 및 이를 이용한 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전원릴레이를 연결하기 전 ISG모터를 이용하여 슈퍼커패시터를 충전하는 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지시스템 및 이를 이용한 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery discharge prevention system for a hybrid vehicle, and a battery discharge prevention method for a hybrid vehicle using the same, and more particularly to a battery discharge prevention system for a hybrid vehicle which charges a supercapacitor And a method for preventing battery discharge of a hybrid vehicle using the same.
일반적으로 차량이 동작하지 않고 장시간 방치된 경우, 슈퍼커패시터의 전압이 전장용 배터리의 전압보다 낮아지게 된다. 이에 따라 비절연 DC-DC 전력 변환 장치 내부의 MOSFET의 Body Diode를 통해 전하가 이동하게 되며, 슈퍼커패시터와 전장용 배터리의 전압이 같아질 때까지 큰 전류가 Body Diode를 통해 흐르게 된다.Generally, when the vehicle is not operated and left for a long time, the voltage of the supercapacitor becomes lower than the voltage of the battery for electric field. As a result, charge is transferred through the body diode of the MOSFET inside the non-isolated DC-DC power converter, and a large current flows through the body diode until the voltage of the super capacitor and the battery of the electric field becomes equal.
결과적으로 전장용 배터리가 방전되고, 이에 따라 자동차의 시동을 걸 수 없게 된는 상황이 발생한다.As a result, the battery for the electric field is discharged, and accordingly, the vehicle can not be started.
이와 같은 현상을 방지하기 위해 한국공개특허 제10-2012-0062529에는 슈퍼커패시터와 전장용 배터리 사이의 경로에 스위칭 소자를 통해 전장용 베터리로부터 슈퍼커패시터로 에너지가 흘러가는 것을 방지하는 기술이 개시되고 있다.In order to prevent such a phenomenon, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0062529 discloses a technique for preventing energy from flowing from an electric battery to a supercapacitor through a switching element in a path between a supercapacitor and an electric battery .
이와 같은 경우 배터리의 방전을 방지할 수는 있으나, 슈퍼 커패시터와 DC-DC 전력 변환 장치 사이에 별도의 스위칭 소자가 구비되어야 하므로 이에 대한 비용 상승이 이루어지는 문제가 있었다.In this case, although the discharge of the battery can be prevented, a separate switching device must be provided between the supercapacitor and the DC-DC power converter, thereby increasing the cost thereof.
따라서 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구되고 있는 상황이다.Therefore, a method for solving the above problems is required.
본 발명에 따른 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지시스템 및 이를 이용한 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법은 차량이 동작하지 않고 장시간 방치된 경우, 슈퍼커패시터의 전압이 전장용 배터리의 전압보다 낮아지게 되어 배터리가 방전되는 것을 방지하기 위한 목적을 가진다.The battery discharge prevention system for a hybrid vehicle and the battery discharge prevention method for a hybrid vehicle using the hybrid vehicle according to the present invention are characterized in that when the vehicle is left without being operated for a long time, the voltage of the super capacitor becomes lower than the voltage of the battery for electric field, And the like.
더불어, 이를 별도의 비용 소요 없이 구현할 수 있도록 하고자 하는 목적을 가진다.In addition, it has the purpose of making it possible to implement it without any extra cost.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The solution of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법은, 차량 시동 입력을 인지하는 단계, ISG모터를 이용하여 슈퍼커패시터를 충전하는 단계, 전원릴레이를 연결하는 단계 및 DC-DC전력변환장치의 출력을 전장용 배터리로 전달하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of preventing battery discharge in a hybrid vehicle, the method comprising: recognizing a vehicle start input; charging a supercapacitor using an ISG motor; And transferring the output of the DC power conversion device to the battery for electric field.
그리고 상기 슈퍼커패시터를 충전하는 단계는, 상기 슈퍼커패시터의 전압이 상기 전장용 배터리의 전압보다 높아지도록 충전하는 것으로 할 수 있다.The charging of the supercapacitor may be performed such that the voltage of the supercapacitor is higher than the voltage of the battery.
또한 상기 슈퍼커패시터를 충전하는 단계는, 전압 센싱부로 상기 슈퍼커패시터의 전압을 감지하는 과정, 전압 센싱부로 상기 전장용 배터리의 전압을 감지하는 과정 및 상기 슈퍼커패시터의 전압이 상기 전장용 배터리의 전압보다 높아진 경우, 충전을 중단하는 과정을 포함할 수 있다.The charging of the supercapacitor may include sensing a voltage of the supercapacitor by a voltage sensing unit, sensing a voltage of the battery by a voltage sensing unit, and sensing a voltage of the supercapacitor by a voltage If so, the charging may be stopped.
그리고 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지시스템은, 슈퍼커패시터, 전장용 배터리, 상기 전장용 배터리를 단속하는 전원릴레이, 상기 전원릴레이에 출력이 연결된 DC-DC전력변환장치 및 차량 시동 입력이 인지된 상황에서 상기 슈퍼커패시터를 충전하는 ISG모터를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery discharge prevention system for a hybrid vehicle, including: a super capacitor; a battery for an electric vehicle; a power relay for controlling the battery for the electric vehicle; And an ISG motor that charges the supercapacitor in a state where the vehicle start input is recognized.
또한 상기 DC-DC전력변환장치는, 상기 슈퍼커패시터와 상기 전원릴레이 사이에 구비될 수 있다.The DC-DC power converter may be provided between the supercapacitor and the power source relay.
그리고 상기 슈퍼커패시터의 전압 및 상기 전장용 배터리의 전압을 감지하는 전압 센싱부를 더 포함할 수 있다.And a voltage sensing unit for sensing the voltage of the supercapacitor and the voltage of the battery for the electric field.
본 발명에 따른 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지시스템 및 이를 이용한 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법은 차량이 동작하지 않고 장시간 방치된 경우, 슈퍼커패시터의 전압이 전장용 배터리의 전압보다 낮아지게 되어 배터리가 방전되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.The battery discharge prevention system for a hybrid vehicle and the battery discharge prevention method for a hybrid vehicle using the hybrid vehicle according to the present invention are characterized in that when the vehicle is left without being operated for a long time, the voltage of the super capacitor becomes lower than the voltage of the battery for electric field, There is an effect that it can be prevented.
또한 별도의 추가 장비 없이 종래의 구성만으로 이를 구현할 수 있으므로, 비용의 낭비를 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, since this can be realized only by a conventional configuration without any additional equipment, there is an advantage that cost can be prevented from being wasted.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지시스템의 각 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법에 있어서, 슈퍼커패시터를 충전하는 과정을 보다 자세히 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법의 알고리즘을 나타낸 순서도이다.FIG. 1 is a block diagram of a system for preventing battery discharge in a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a flowchart illustrating steps of a battery discharge prevention method of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a battery charging prevention method for a hybrid vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
4 is a flowchart illustrating an algorithm of a battery discharge prevention method of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지시스템 및 이를 이용한 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법에 관하여 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, a battery discharge prevention system for a hybrid vehicle according to the present invention and a battery discharge prevention method for a hybrid vehicle using the same will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지시스템의 각 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a block diagram of a system for preventing battery discharge in a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지시스템은 슈퍼커패시터(30)와, 전장용 배터리(10)와, 상기 전장용 배터리(10)를 단속하는 전원릴레이(15)와, 상기 전원릴레이(15)에 출력이 연결된 DC-DC전력변환장치(20)와, 차량 시동 입력이 인지된 상황에서 상기 슈퍼커패시터(30)를 충전하는 ISG모터(40)를 포함한다.1, a battery discharge preventing system for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes a
즉 본 발명의 경우 기존의 차량에 장착된 전장용 배터리(10)를 단속하는전원릴레이(15)에 DC-DC 전력변환장치(20)의 출력이 연결된 상태를 가진다.That is, in the present invention, the output of the DC-
그리고 슈퍼커패시터(30)가 방전된 상태에서 사용자가 차량의 시동을 걸고자 할 경우, 차량의 전원릴레이(15)를 바로 연결하지 않고, ISG 모터(40)에서 생성된 전기를 슈퍼커패시터(30)에 먼저 충전하여 전장용 배터리(10)보다 높은 전압이 생성된 후, 전원릴레이(15)를 제어하여 DC-DC 전력변환장치(20)의 출력이 전장용 배터리(10)로 전달되도록 한다.When the user wants to start the vehicle while the
이에 따라, 슈퍼커패시터(30)의 전압이 전장용 배터리(10)의 전압보다 낮아지게 되어 배터리가 방전되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이를 위해 본 실시예에서 상기 DC-DC전력변환장치(20)는, 상기 슈퍼커패시터(30)와 상기 전원릴레이(15) 사이에 구비될 수 있다.Accordingly, the voltage of the
그리고 본 실시예의 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지시스템은, 상기 슈퍼커패시터(30)의 전압 및 상기 전장용 배터리(10)의 전압을 감지하는 전압 센싱부(70)를 더 포함할 수 있다. 즉 상기 전압 센싱부(70)는 슈퍼커패시터(30)의 전압 및 상기 전장용 배터리(10)의 전압을 감지하여 해당 조건에 따라 인버터(40) 및 하이브리드 제어기(60)를 구동시키도록 할 수 있다.The battery discharge prevention system of the hybrid vehicle of the present embodiment may further include a
이하에서는, 이와 같은 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지시스템을 이용한 같은 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a battery discharge prevention method of the same hybrid vehicle using the battery discharge prevention system of the hybrid vehicle will be described.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating steps of a battery discharge prevention method of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법은 차량 시동 입력을 인지하는 단계(S10)와, ISG모터를 이용하여 슈퍼커패시터를 충전하는 단계(S20)와, 전원릴레이를 연결하는 단계(S30)와, DC-DC전력변환장치의 출력을 전장용 배터리로 전달하는 단계(S40)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the method of preventing battery discharge of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes a step S10 of recognizing a vehicle start input, a step S20 of charging a supercapacitor using an ISG motor, A step S30 of connecting the power relay, and a step S40 of transmitting the output of the DC-DC power converter to the electric battery.
즉 차량의 시동이 입력된 경우 차량 시동 입력을 인지하는 단계(S10)에서 이를 감지하고, 슈퍼커패시터의 전압이 전장용 배터리보다 낮은 경우 차량의 전원릴레이를 바로 연결하지 않고, ISG 모터에서 생성된 전기를 슈퍼커패시터에 먼저 충전하여 전장용 배터리보다 높은 전압이 생성되도록 한다.That is, when the start of the vehicle is inputted, it is detected in step S10 of recognizing the vehicle start input. If the voltage of the super capacitor is lower than the battery for the electric field, the power relay of the vehicle is not directly connected, Is superimposed on the super capacitor to generate a higher voltage than the battery for the electric field.
이후 전원릴레이를 연결하고, DC-DC전력변환장치의 출력을 전장용 배터리로 전달하게 된다.Then, the power relay is connected, and the output of the DC-DC power converter is transferred to the electric battery.
이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법은 전원릴레이를 연결하기 전 슈퍼커패시터를 미리 충전하게 되므로, 슈퍼커패시터(30)의 전압이 전장용 배터리(10)의 전압보다 낮아지게 되어 배터리가 방전되는 것을 방지할 수 있게 된다.As described above, in the battery discharge prevention method of the hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법에 있어서, 슈퍼커패시터를 충전하는 과정을 보다 자세히 나타낸 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a battery charging prevention method for a hybrid vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 3에 도시된 바와 같이, 슈퍼커패시터를 충전하는 단계는 이하와 같은 방식으로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 3, the step of charging the supercapacitor may be performed in the following manner.
먼저 상기 슈퍼커패시터를 충전하는 단계는, 상기 슈퍼커패시터의 전압이 상기 전장용 배터리의 전압보다 높아지도록 충전하는 것으로 할 수 있다. 즉 전압 센싱부에서 상기 슈퍼커패시터의 전압이 상기 전장용 배터리의 전압보다 높아진 것을 감지하기 이전에는 전원릴레이를 연결하지 않도록 할 수 있다.The charging of the supercapacitor may be performed such that the voltage of the supercapacitor is higher than the voltage of the battery. That is, the voltage sensing unit may not connect the power supply relay before detecting that the voltage of the supercapacitor is higher than the voltage of the electric battery.
이는 슈퍼커패시터의 전압이 전장용 배터리보다 낮은 상태에서 전원릴레이를 연결하게 되는 경우 전장용 배터리의 전류가 슈퍼커패시터 측으로 흐룰 수 있기 때문이다.This is because the electric current of the electric field battery may flow toward the supercapacitor when the voltage of the super capacitor is lower than that of the electric field battery and the power relay is connected.
그리고 이는 전압 센싱부로 상기 슈퍼커패시터의 전압을 감지하는 과정(S22)과, 전압 센싱부로 상기 전장용 배터리의 전압을 감지하는 과정(S24)과, 상기 슈퍼커패시터의 전압이 상기 전장용 배터리의 전압보다 높아진 경우, 충전을 중단하는 과정(S26)을 통해 이루어질 수 있다.(S22) detecting a voltage of the supercapacitor by a voltage sensing unit, sensing a voltage of the battery for the electric field by a voltage sensing unit, and comparing the voltage of the supercapacitor with a voltage of the battery If it is increased, the process of charging may be stopped (S26).
이하에서는, 순서도를 통해 전술한 사항을 정리하도록 한다.In the following, the above-mentioned matters are summarized through the flowchart.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법의 알고리즘을 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart illustrating an algorithm of a battery discharge prevention method of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
먼저, 운전자가 시동 스위치를 입력한 경우, 이를 감지한 상태에서 전압 센싱부는 슈퍼커패시터의 전압과 전장용 배터리의 전압을 센싱하게 된다.First, when the driver inputs the start switch, the voltage sensing unit senses the voltage of the supercapacitor and the voltage of the battery for the electric field in a state in which the voltage sensing unit senses the start switch.
센싱 결과 슈퍼커패시터의 전압이 전장용 배터리의 전압보다 높은 것으로 판단된 경우에는, 차량 전원릴레이를 연결하고, DC-DC 전력변환장치를 작동시켜 차량의 운행을 시작할 수 있다.If it is determined that the voltage of the supercapacitor is higher than the voltage of the battery for electric power as a result of sensing, the vehicle can be started by connecting the vehicle power relay and operating the DC-DC power conversion device.
다만, 슈퍼커패시터의 전압이 전장용 배터리의 전압보다 낮은 것으로 판단된 경우에는, 전원릴레이를 연결시키지 않고 ISG모터를 이용하여 ISG 모터에서 생성된 전기를 슈퍼커패시터에 충전하는 과정이 이루어진다.However, if it is determined that the voltage of the super capacitor is lower than the voltage of the battery for the electric field, a process of charging the super capacitor with electricity generated by the ISG motor using the ISG motor without connecting the power relay is performed.
충전 과정에서 전압 센싱부는 지속적으로 슈퍼커패시터의 전압과 전장용 배터리의 전압을 센싱하며, 이후 슈퍼커패시터의 전압이 전장용 배터리의 전압보다 높아진 경우, 충전을 중단하게 된다.During the charging process, the voltage sensing unit continuously senses the voltage of the supercapacitor and the voltage of the battery for the electric field, and then stops charging when the voltage of the supercapacitor becomes higher than the voltage of the electric battery.
그리고 차량 전원릴레이를 연결하고, DC-DC 전력변환장치를 작동시켜 차량의 운행을 시작할 수 있다.Then you can connect the vehicle power relay and start the vehicle by operating the DC-DC power converter.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments and the accompanying drawings described in the present specification are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed herein are for the purpose of describing rather than limiting the technical spirit of the present invention, and it is apparent that the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
10: 전장용 배터리 15: 전원릴레이
20: DC-DC 전력변환장치 30: 슈퍼커패시터
40: ISG모터 50: 인버터
60: 하이브리드 제어기 70: 전압 센싱부10: Battery for electric field 15: Power supply relay
20: DC-DC power converter 30: super capacitor
40: ISG motor 50: Inverter
60: Hybrid controller 70: Voltage sensing unit
Claims (6)
ISG모터(40)를 이용하여 슈퍼커패시터(30)를 충전하는 단계;
전원릴레이(15)를 연결하는 단계; 및
DC-DC전력변환장치(20)의 출력을 전장용 배터리(10)로 전달하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법.Recognizing a vehicle start input;
Charging the supercapacitor 30 using the ISG motor 40;
Connecting the power relay (15); And
Transferring the output of the DC-DC power inverter (20) to the battery (10) for electric power;
Wherein the battery discharge prevention method comprises the steps of:
상기 슈퍼커패시터(30)를 충전하는 단계는,
상기 슈퍼커패시터(30)의 전압이 상기 전장용 배터리(10)의 전압보다 높아지도록 충전하는 것으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법.The method according to claim 1,
The step of charging the supercapacitor (30)
So that the voltage of the supercapacitor (30) is higher than the voltage of the battery (10) for electric vehicle.
상기 슈퍼커패시터(30)를 충전하는 단계는,
전압 센싱부(70)로 상기 슈퍼커패시터(30)의 전압을 감지하는 과정;
전압 센싱부(70)로 상기 전장용 배터리(10)의 전압을 감지하는 과정; 및
상기 슈퍼커패시터(30)의 전압이 상기 전장용 배터리(10)의 전압보다 높아진 경우, 충전을 중단하는 과정;
을 포함하는 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지방법.3. The method of claim 2,
The step of charging the supercapacitor (30)
Detecting a voltage of the supercapacitor (30) by a voltage sensing unit (70);
Sensing a voltage of the battery (10) by the voltage sensing unit (70); And
Stopping the charging when the voltage of the supercapacitor (30) becomes higher than the voltage of the battery (10) for electric field;
Wherein the battery discharge prevention method comprises the steps of:
전장용 배터리(10);
상기 전장용 배터리(10)를 단속하는 전원릴레이(15);
상기 전원릴레이(15)에 출력이 연결된 DC-DC전력변환장치(20); 및
차량 시동 입력이 인지된 상황에서 상기 슈퍼커패시터(30)를 충전하는 ISG모터(40);
를 포함하는 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지시스템.A supercapacitor 30;
Electric battery (10);
A power supply relay 15 for controlling the electric battery 10;
A DC-DC power converter 20 to which an output is connected to the power relay 15; And
An ISG motor (40) for charging the supercapacitor (30) in a state where a vehicle start input is recognized;
And the battery discharge prevention system of the hybrid vehicle.
상기 DC-DC전력변환장치(20)는,
상기 슈퍼커패시터(30)와 상기 전원릴레이(15) 사이에 구비된 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지시스템.5. The method of claim 4,
The DC-DC power converter (20)
(30) and the power supply relay (15).
상기 슈퍼커패시터(30)의 전압 및 상기 전장용 배터리(10)의 전압을 감지하는 전압 센싱부(70)를 더 포함하는 하이브리드 차량의 배터리 방전 방지시스템.5. The method of claim 4,
Further comprising a voltage sensing unit (70) for sensing a voltage of the supercapacitor (30) and a voltage of the battery (10).
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