CN210296681U - 充放电枪 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种充放电枪，包括共用模块、转换模块、充电模块与放电模块；共用模块包括第一充放电枪头、控制盒、以及连接器母座，第一充放电枪头通过线缆与控制盒的一端连接，控制盒另一端与连接器母座连接；转换模块包括与连接器母座匹配的第一公座、以及第二充放电枪头，第二充放电枪头与第一公座连接；充电模块包括与连接器母座匹配的第二公座、以及与第二公座连接的插头；放电模块包括与连接器母座匹配的第三公座、以及与第三公座连接的插座。本申请设计了一套集车对车(V2V)放电、车对负载(V2L)放电以及交流充电多功能为一体的充放电枪，将共用模块分别与转换模块、充电模块或放电模块连接时，可以实现不同的充放电模式转换。

Description

充放电枪

技术领域

本申请属于汽车充电技术领域，尤其涉及一种充放电枪。

背景技术

目前，为了满足电动汽车对外供电需求，电动汽车一般具有交流充电功能、V2L(车对负载)放电功能以及车对车(V2V)放电功能，车对车充电方案已经广泛应用于电动汽车充电，车对车充电方案即将电动汽车的直流电逆变成三相交流高压供另外一辆车充电，即一台电动汽车既可以通过车载充电机充电又可以放电，为外接负载车辆充电。但是目前电动汽车的充放电操作并不灵活。

现有的充电枪设备、放电枪设备为独立分开结构，即设置充电枪、放电枪两套充放电设备，分别实现充/放电功能。在车对车充电时，需要将两个独立的充电枪设备与放电枪设备分别连接至充电车辆与放电车辆，操作复杂。其充电电路、放电电路以及车对车引导电路原理图参考图1a、图1b、图1c所示，其中，在充电枪设备中，接触器K1、K2与供电控制装置设置于控制盒12内，轻触开关S3、电阻R4以及电阻RC设置于充电枪枪头，轻触开关S3与电阻R4并联后与电阻RC串联，接入PE端与充电枪枪头CC端子。当电动汽车充电时，交流电通过插头32与电缆流入控制盒12中，控制盒12中的接触器K1、K2闭合，控制盒12的供电控制装置通过充电枪枪头CP端子与充电车辆51的车辆控制装置通信，控制充电车辆51的车载充电机充电；车辆控制装置通过充电枪枪头CC端子与电阻R4、RC连接，进行分压保护。在放电设备中，轻触开关S3、电阻R4以及电阻RC设置于放电枪枪头，当电动汽车放电时，车外负载6通过放电枪枪头与放电车辆52的控制器连接，轻触开关S3与电阻R4并联后与电阻RC串联，接入PE端与充电枪枪头CC端子，充电枪枪头CC端子连接放电车辆52的车辆控制装置，控制放电车辆52放电。在车对车充电时，将两个独立的充放电枪头连接。

由于上述的充电枪设备与放电枪设备为独立的结构，不能实现电动汽车对车载充电机充电时、对车外负载放电时、以及对其他车辆充电时的充放电枪头的共用。因此，在电动汽车车对车充电中，需要同时配置充电枪与放电枪设备，结构复杂麻烦，且充放电设备成本高。

因此，针对传统的充/放电枪的设计复杂，通用性差等问题，对其进行改进，提供一套集成充放电多模式控制的充放电枪是十分必要的。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种充放电枪，通过设计共用模块、充电模块、放电模块以及转换模块，使共用模块分别与充电模块、放电模块或转换模块连接时，实现车对车(V2V)放电、车对负载(V2L)放电以及交流充电多种充放电模式转换。

本申请的充放电枪，包括共用模块以及转换模块，所述共用模块包括第一充放电枪头、控制盒、以及连接器母座，所述第一充放电枪头通过线缆与所述控制盒的一端连接，所述控制盒的另一端与所述连接器母座连接；所述转换模块包括与所述连接器母座匹配的第一公座、以及第二充放电枪头，所述第二充放电枪头与所述第一公座连接。

优选的，所述第一充放电枪头包括轻触开关S3以及五个接线端子，五个接线端子包括零线端子N、火线端子L、地线端子PE、以及控制端子CC与CP，轻触开关S3一端接入地线端子PE。

优选的，所述控制盒包括模块电路板，所述模块电路板包括过流保护电路；所述过流保护电路包括电阻RC1、RC2，电阻R4、R4’，以及接触器K3、轻触开关K4；电阻RC2与轻触开关K4并联后串联电阻RC1，电阻RC2输入端CC4接入第一充放电枪头的控制端子CC，电阻RC2输出端CC3连接电阻RC1输入端；电阻RC1输出端连接电阻R4、电阻R4’以及轻触开关S3，电阻R4与电阻R4’并联；接触器K3一端接地，另一端连接电阻R4输出端CC1或电阻R4’输出端CC2，控制电阻R4或电阻R4’接入电路。

优选的，所述控制盒还包括供电控制装置、接触器K1、K2，接触器S1以及电阻R1；接触器K1、K2分别接入火线与零线后，分别连接至第一充放电枪头的火线端子L与零线端子N；供电控制装置的信号端串接接触器S1与电阻R1后，接入第一充放电枪头的控制端子CP。

优选的，所述连接器母座采用8针连接器，PIN1接火线端L，PIN2接零线端N，PIN3接地线端PE，PIN4接电阻R4输出端CC1，PIN5接电阻R4’输出端CC2，PIN6接电阻RC2输出端CC3，PIN7接电阻RC2输入端CC4，PIN8接控制端子CP。

优选的，所述第一公座采用8针连接器，第一公座的PIN3与PIN4连接，第一公座的PIN6与PIN7连接；连接器母座与第一公座连接时，连接器母座的PIN3与PIN4连接并接地，轻触开关S3闭合，电阻R4接入电路；连接器母座的PIN6与PIN7连接，轻触开关K4闭合，电阻RC1接入电路。

优选的，所述第二充放电枪头包括轻触开关S4、电阻R5、电阻RC3以及五个接线端子；第二充放电枪头的五个接线端子包括零线端子N’、火线端子L’、地线端子PE’，以及控制端子CC’与CP’；轻触开关S4与电阻R5并联，电阻R5一端接地线端子PE’，电阻R5另一端连接电阻RC3’，电阻RC3’另一端接入第二充放电枪头的控制端子CC’；连接器母座与第一公座连接时，第二充放电枪头的控制端子CP’连接控制盒的电阻R1输出端。

优选的，所述充放电枪进一步包括充电模块与放电模块，所述充电模块包括与所述连接器母座匹配的第二公座、以及与所述第二公座连接的插头；所述放电模块包括与所述连接器母座匹配的第三公座、以及与所述第三公座连接的插座。

优选的，所述第二公座采用8针连接器，第二公座的PIN3与PIN4连接，第二公座的PIN6与PIN7连接；第二公座与连接器母座连接时，连接器母座的PIN3与PIN4连接并接地，轻触开关S3闭合，电阻R4接入电路；连接器母座的PIN6与PIN7连接，轻触开关K4闭合，电阻RC1接入电路。

优选的，所述第三公座采用8针连接器，第三公座的PIN3与PIN5连接；第三公座与连接器母座连接时，连接器母座的PIN3与PIN5连接并接地，轻触开关S3闭合，电阻R4’接入电路。

与现有技术相比，本申请的优点和积极效果在于：

本申请针对传统的独立设计的充电枪设备、放电枪设备进行改进，通过设计共用模块，以及转换模块、充电模块与放电模块，设计了一套集车对车(V2V)放电、车对负载(V2L)放电以及交流充电的充放电模式转换的三合一为一体的充放电枪，使共用模块分别与转换模块、充电模块或放电模块连接时，实现不同的充放电模式转换。其中，将第一充放电枪头、控制盒以及连接器母座设置为充放电枪的共用模块，将第一母座与第二充电枪枪头设置为转换模块，将第二母座与插头设置为充电模块，将第三母座与插座设置为放电模块。当共用模块与转换模块连接时，可实现电动汽车车对车充放电功能；当共用模块与充电模块连接时，可实现对电动汽车车载充电机充电功能；当共用模块与放电模块连接时，可实现对车外负载的放电功能。本申请的充放电枪集车对车(V2V)放电、车对负载(V2L)放电以及交流充电为一体，能够同时实现电动汽车的充放电多种功能，且电路设计简单，适宜于车对车充电。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a是现有技术充电枪电路原理图；

图1b是现有技术放电枪电路原理图；

图1c是现有技术车对车充电引导电路原理图；

图2为本申请的充放电枪的结构图；

图3a为本申请的共用模块与转换模块连接的电路原理图；

图3b为本申请的共用模块与充电模块连接的电路原理图；

图3c为本申请的共用模块与放电模块连接的电路原理图。

其中，1-共用模块、11-第一充放电枪头、12-控制盒、13-连接器母座、2-转换模块、21-第一公座、22-第二充放电枪头、3-充电模块、31-第二公座、32-插头、4-放电模块、41-第三公座、42-插座、51-充电车辆、52-放电车辆、6-车外负载。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一路的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

参考图2所示，本申请提供了一种集车对车(V2V)放电、车对负载(V2L)放电以及交流充电多功能为一体的三合一充放电模式的充放电枪，包括共用模块1、转换模块2、充电模块3以及放电模块4。其中，共用模块1包括第一充放电枪头11、控制盒12、以及连接器母座13，第一充放电枪头11通过线缆与控制盒12的一端连接，控制盒12的另一端与连接器母座13连接；转换模块2包括与连接器母座13匹配的第一公座21、以及第二充放电枪头22，第二充放电枪头22与第一公座21连接；充电模块3包括与连接器母座13匹配的第二公座31、以及与第二公座31连接的插头32；放电模块4包括与连接器母座13匹配的第三公座41、以及与第三公座41连接的插座42。将连接器母座13与第一公座21连接，即共用模块1与转换模块2连接，形成车对车(V2V)放电模式，可以实现车对车充放电。将连接器母座13与第二公座31连接，形成交流充电模式，可以实现对车载充电机充电。将连接器母座13与第三公座41连接，形成车对负载(V2L)放电模式，可以实现对车外负载放电，为车外负载6提供电源。

具体的，参考图3a所示，对于共用模块1，其包括依次连接的第一充放电枪头11、控制盒12、以及连接器母座13。其中，第一充放电枪头11包括轻触开关S3以及五个接线端子，五个接线端子包括零线端子N、火线端子L、地线端子PE、以及控制端子CC与CP，轻触开关S3一端接地线端子PE。控制盒12包括具有供电控制、输入、输出、过载保护功能的模块电路板，模块电路板包括由电阻RC1、RC2，电阻R4、R4’，以及接触器K3、轻触开关K4组成的过流保护电路；其中，电阻RC2与轻触开关K4并联后串联电阻RC1，电阻RC2输入端CC4接入第一充放电枪头的控制端子CC，电阻RC2输出端CC3连接电阻RC1输入端；电阻RC1输出端连接电阻R4、电阻R4’以及轻触开关S3，电阻R4与电阻R4’并联；接触器K3一端接地，另一端连接电阻R4输出端CC1或电阻R4’输出端CC2，控制电阻R4或电阻R4’接入电路。当接触器K3闭合连接至CC1端点时，电阻R4接入电路；当接触器K3闭合连接至CC2端点时，电阻R4’接入电路。电阻R4与电阻R4’阻值不同，可以根据检测的实际电路中的电流切换接触器K3的连接端点，防止电路中电流过大，起到过流保护作用。

进一步参考图3a所示，控制盒12还包括供电控制装置，接触器K1、K2，接触器S1以及电阻R1；接触器K1、K2分别接入火线与零线后，分别连接至第一充放电枪头11的火线端子L与零线端子N；供电控制装置的信号端串接接触器S1与电阻R1后，接入第一充放电枪头11的控制端子CP。

本实施例中连接器母座13采用8针连接器，其中，PIN1接火线端L，PIN2接零线端N，PIN3接地线端PE，PIN4接电阻R4输出端CC1，PIN5接电阻R4’输出端CC2，PIN6接电阻RC2输出端CC3，PIN7接电阻RC2输入端CC4，PIN8接第一充电枪枪头的控制端子CP。

进一步参考图3a所示，对于转换模块2，其包括与连接器母座13匹配的第一公座21、以及第二充放电枪头22，第二充放电枪头22与第一公座21连接。具体的，第二充放电枪头22包括轻触开关S4、电阻R5、电阻RC3以及五个接线端子；五个接线端子包括零线端子N’、火线端子L’、地线端子PE’，以及控制端子CC’与CP’；轻触开关S4与电阻R5并联，电阻R5一端接入地线端子PE，电阻R5另一端连接电阻RC3，电阻RC3另一端接入第二充放电枪头22的控制端子CC’；连接器母座与第一公座连接时，第二充放电枪头22的控制端子CP’连接控制盒12的电阻R1输出端。

第一公座21同样采用与连接器母座13匹配的8针连接器，其PIN1接火线端L，PIN2接零线端N，PIN3接地线端PE，PIN4接CC1端，PIN5悬空，PIN6接CC3端，PIN7接CC4端，PIN8接控制端子CP，PIN3与PIN4连接，PIN6与PIN7连接。当共用模块1与转换模块2连接时，即将连接器母座13与第一公座21连接，形成车对车(V2V)放电模式，可以实现车对车充放电。此时，第一公座21的PIN3与PIN4连接并接地，使连接器母座13的PIN4连接PIN3并接地，轻触开关S3闭合，电阻R4接入电路；第一公座21的PIN6与PIN7连接，使连接器母座13的PIN6与PIN7连接，轻触开关K4闭合，轻触开关S3断开时，电阻RC1接入电路。连接器母座13与第一公座21连通后，构成车对车充电电路为电动汽车充电，车对车(V2V)电路原理图参考图3a所示。此时，当另一台电动汽车需要充电时，第一充放电枪头11连接放电车辆52，第二充放电枪头22连接充电车辆，控制盒12中的接触器K1、K2闭合，接触器S1闭合，控制盒12的供电控制装置通过第一充放电枪头11的控制端子CP与第二充放电枪头22的控制端子CP连接，控制放电车辆52为充电车辆51充电，当车辆控制装置监测到充电车辆51车载充电机充电完成或电路故障时，可以将充电完成信息或故障信息反馈至控制盒12的供电控制装置，控制接触器K1、K2断开，停止对充电车辆51充电。

参考图3b所示，对于充电模块3，其包括与连接器母座13匹配的第二公座31、以及与第二公座31连接的插头32。第二公座31同样采用8针连接器，其PIN1接火线端L，PIN2接零线端N，PIN3接地线端PE，PIN4接CC1端，PIN5接CC2端，PIN6接CC3端，PIN7接CC4端，PIN8悬空，PIN3与PIN4连接，PIN6与PIN7连接。当共用模块1与充电模块3连接时，即将连接器母座13与第二公座31连接，形成对车载充电机充电的交流充电模式。此时，第二公座31的PIN3与PIN4连接并接地，使连接器母座13的PIN4连接PIN3并接地，轻触开关S3闭合，电阻R4接入电路；第二公座31的PIN6与PIN7连接并接地，使连接器母座13的PIN6与PIN7连接并接地，轻触开关K4闭合，轻触开关S3断开时，电阻RC1接入电路。当第一充放电枪枪头11与充电车辆连接，连接器母座13连接第二公座31，构成充电电路为充电车辆51充电时，充电原理图参考图3b所示。此时，三相交流电通过插头32与电缆流入控制盒12中，控制盒12中的接触器K1、K2闭合，接触器S1闭合，控制盒12的供电控制装置通过第一充放电枪头11的控制端子CP与充电车辆51的车辆控制装置通信，控制充电车辆车载充电机充电。当车辆控制装置监测到车载充电机充电完成或电路故障时，可以将充电完成信息或故障信息反馈至控制盒12的供电控制装置，控制接触器K1、K2断开，停止对车载充电机充电。

参考图3c所示，对于放电模块4，其包括与连接器母座13匹配的第三公座41、以及与第三公座41连接的插座42。第三公座41同样采用8针连接器，其PIN1接火线端L，PIN2接零线端N，PIN3接地线端PE，PIN4悬空，PIN5接CC2端，PIN6悬空，PIN7悬空，PIN8悬空，PIN3与PIN5连接。当共用模块1与放电模块4连接时，即将连接器母座13与第三公座41连接，形成车对负载(V2L)放电模式。此时，第三公座41的PIN3与PIN5连接并接地，使连接器母座13的PIN3与PIN5连接并接地，轻触开关S3闭合，电阻R4’接入电路。当第一充放电枪头11与放电车辆52连接，连接器母座13连接第三公座41，第三公座41通过插座42连接车外负载6，构成放电电路为电动汽车放电时，参考图3c所示。此时，第一充放电枪头11与放电车辆52的控制器以及车辆控制装置连接，控制放电车辆对车外负载6放电。

进一步参考图2所示，本申请的第一充放电枪头11与第二充放电枪头22进一步设置有开关按钮，控制盒12进一步设置有电源指示灯、连接指示灯、充电指示灯与故障指示灯，以显示线路连接状态、故障状态以及充电状态等。

综上可知，与原独立充电枪与放电枪设备充放电电路原理相比，本申请的充放电枪集车对车(V2V)放电、车对负载(V2L)放电以及交流充电多功能为一体，设计了共用模块1、转换模块2、充电模块3以及放电模块4。将共用模块1与转换模块2连接时，形成车对车(V2V)放电模式；此时，将连接器母座13与第一公座21连接，当另一台电动汽车需要充电时，第一充放电枪头11连接放电车辆52，第二充放电枪头22连接充电车辆，控制盒12中的接触器K1、K2闭合，接触器S1闭合，控制盒12的供电控制装置通过第一充放电枪头11的控制端子CP与第二充放电枪头22的控制端子CP连接，控制放电车辆52为充电车辆51充电。将共用模块1与充电模块3连接时，形成交流充电模式；此时，当第一充放电枪枪头11与充电车辆连接，连接器母座13连接第二公座31，构成充电电路为充电车辆51充电，三相交流电通过插头32与电缆流入控制盒12中，控制盒12中的接触器K1、K2闭合，接触器S1闭合，控制盒12的供电控制装置通过第一充放电枪头11的控制端子CP与充电车辆51的车辆控制装置通信，控制充电车辆车载充电机充电。将共用模块1与放电模块4连接时，形成车对负载(V2L)放电模式；此时，当第一充放电枪头11与放电车辆52连接，连接器母座13连接第三公座41，第三公座41通过插座42连接车外负载6，构成放电电路为电动汽车放电，第一充放电枪头11与放电车辆52的控制器以及车辆控制装置连接，控制放电车辆对车外负载6放电，为外接负载提供电源。本申请可以根据电动汽车的充放电需要，将共用模块1与转换模块2、充电模块3或放电模块4连接时，实现对电动汽车的充放电控制。而且充电时，共用模块1的控制盒12能实时监测线路的故障状态以及车载充电机的充电状态，并显示线路连接状态、故障状态以及充电状态等，控制对电动汽车的充放电。本申请充放电枪电路设计简单，集车对车(V2V)放电、车对负载(V2L)放电以及交流充电多功能为一体，适宜于车对车充电。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种充放电枪，其特征在于，包括共用模块以及转换模块，所述共用模块包括第一充放电枪头、控制盒、以及连接器母座，所述第一充放电枪头通过线缆与所述控制盒的一端连接，所述控制盒的另一端与所述连接器母座连接；所述转换模块包括与所述连接器母座匹配的第一公座、以及第二充放电枪头，所述第二充放电枪头与所述第一公座连接。

2.根据权利要求1所述的充放电枪，其特征在于，所述第一充放电枪头包括轻触开关S3以及五个接线端子，五个接线端子包括零线端子N、火线端子L、地线端子PE、以及控制端子CC与CP，轻触开关S3一端接入地线端子PE。

3.根据权利要求2所述的充放电枪，其特征在于，所述控制盒包括模块电路板，所述模块电路板包括过流保护电路；所述过流保护电路包括电阻RC1、RC2，电阻R4、R4’，以及接触器K3、轻触开关K4；电阻RC2与轻触开关K4并联后串联电阻RC1，电阻RC2输入端CC4接入第一充放电枪头的控制端子CC，电阻RC2输出端CC3连接电阻RC1输入端；电阻RC1输出端连接电阻R4、电阻R4’以及轻触开关S3，电阻R4与电阻R4’并联；接触器K3一端接地，另一端连接电阻R4输出端CC1或电阻R4’输出端CC2，控制电阻R4或电阻R4’接入电路。

4.根据权利要求3所述的充放电枪，其特征在于，所述控制盒还包括供电控制装置、接触器K1、K2，接触器S1以及电阻R1；接触器K1、K2分别接入火线与零线后，分别连接至第一充放电枪头的火线端子L与零线端子N；供电控制装置的信号端串接接触器S1与电阻R1后，接入第一充放电枪头的控制端子CP。

5.根据权利要求4所述的充放电枪，其特征在于，所述连接器母座采用8针连接器，PIN1接火线端L，PIN2接零线端N，PIN3接地线端PE，PIN4接电阻R4输出端CC1，PIN5接电阻R4’输出端CC2，PIN6接电阻RC2输出端CC3，PIN7接电阻RC2输入端CC4，PIN8接控制端子CP。

6.根据权利要求5所述的充放电枪，其特征在于，所述第一公座采用8针连接器，第一公座的PIN3与PIN4连接，第一公座的PIN6与PIN7连接；连接器母座与第一公座连接时，连接器母座的PIN3与PIN4连接并接地，轻触开关S3闭合，电阻R4接入电路；连接器母座的PIN6与PIN7连接，轻触开关K4闭合，电阻RC1接入电路。

7.根据权利要求6所述的充放电枪，其特征在于，所述第二充放电枪头包括轻触开关S4、电阻R5、电阻RC3以及五个接线端子；第二充放电枪头的五个接线端子包括零线端子N’、火线端子L’、地线端子PE’，以及控制端子CC’与CP’；轻触开关S4与电阻R5并联，电阻R5一端接地线端子PE’，电阻R5另一端连接电阻RC3’，电阻RC3’另一端接入第二充放电枪头的控制端子CC’；连接器母座与第一公座连接时，第二充放电枪头的控制端子CP’连接控制盒的电阻R1输出端。

8.根据权利要求5-7任一项所述的充放电枪，其特征在于，所述充放电枪进一步包括充电模块与放电模块，所述充电模块包括与所述连接器母座匹配的第二公座、以及与所述第二公座连接的插头；所述放电模块包括与所述连接器母座匹配的第三公座、以及与所述第三公座连接的插座。

9.根据权利要求8所述的充放电枪，其特征在于，所述第二公座采用8针连接器，第二公座的PIN3与PIN4连接，第二公座的PIN6与PIN7连接；第二公座与连接器母座连接时，连接器母座的PIN3与PIN4连接并接地，轻触开关S3闭合，电阻R4接入电路；连接器母座的PIN6与PIN7连接，轻触开关K4闭合，电阻RC1接入电路。

10.根据权利要求8所述的充放电枪，其特征在于，所述第三公座采用8针连接器，第三公座的PIN3与PIN5连接；第三公座与连接器母座连接时，连接器母座的PIN3与PIN5连接并接地，轻触开关S3闭合，电阻R4’接入电路。

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