CN110646738A - 一种动力电池soc获取方法、***及相关组件 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种动力电池SOC获取方法、***、电子设备及计算机可读存储介质,包括:根据电池标准额定容量计算基础SOC;获取当前温度容量保持率,其中,当前温度容量保持率为当前温度容量与电池标准额定容量的比值;根据当前温度容量保持率及基础SOC计算目标SOC,将目标SOC作为动力电池SOC。本申请首先基于电池标准额定容量计算基础SOC,基础SOC不随温度变化,然后通过基础SOC辅助动力电池在当前温度状态下的当前温度容量保持率来计算动力电池SOC,计算更准确,精度更高,可以更好的表征动力电池在当前温度下的荷电状态,从而能准确计算出动力电池在当前温度下剩余可使用的容量。
Description
技术领域
本申请涉及动力电池领域,特别是涉及一种动力电池SOC获取方法、***及相关组件。
背景技术
目前国内对动力电池SOC(State Of Charge,荷电状态)的定义基本都是动力电池当前温度下剩余可放电容量与当前温度下可放电总容量的百分比,所以SOC基本计算普遍采用如下公式:其中,SOC0是初始SOC(或前一个计算周期的SOC值),∫Idt是这一个计算周期的安时积分值,CT是动力电池当前温度下额定放电容量。
考虑到在充电或放电过程中,动力电池的温度是变化的,且动力电池在不同温度下的额定放电容量CT不一样,采用上述SOC计算方案,随着电池在充电或放电过程中的温度变化,就会导致SOC计算出现偏差,精度较低,且电池充电或放电温升越大,SOC计算偏差越大,从而使得动力电池在当前温度下的剩余可使用容量不准确。
因此,如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种动力电池SOC获取方法、***、电子设备及计算机可读存储介质,计算动力电池SOC更准确,精度更高,可以更好的表征动力电池在当前温度下的荷电状态,从而能准确计算出动力电池在当前温度下剩余可使用的容量。
为解决上述技术问题,本申请提供了一种动力电池SOC获取方法,包括:
根据电池标准额定容量计算基础SOC;
获取当前温度容量保持率,其中,当前温度容量保持率为当前温度容量与所述电池标准额定容量的比值;
根据当前温度容量保持率及所述基础SOC计算目标SOC,将所述目标SOC作为动力电池SOC。
优选的,所述根据电池标准额定容量计算基础SOC的过程具体包括:
通过安时积分关系式计算基础SOC,其中,所述安时积分关系式为SOCbase为所述基础SOC,SOCbase0为初始SOC,∫Idt为当前计算周期的安时积分值,CE为所述电池标准额定容量。
优选的,所述根据当前温度容量保持率及所述基础SOC计算目标SOC的过程具体包括:
通过SOC计算关系式计算目标SOC,其中,所述SOC计算关系式为SOCtarg=100%-(100%-SOCbase)×CT/CE,SOCtarg为所述目标SOC,CT为当前温度容量。
优选的,该动力电池SOC获取方法还包括:
通过标定测试获取当前温度容量。
优选的,所述根据电池标准额定容量计算基础SOC之后,该动力电池SOC获取方法还包括:
将所述基础SOC存储到EEPROM。
优选的,所述根据电池标准额定容量计算基础SOC之后,根据当前温度容量保持率及所述基础SOC计算目标SOC之前,该动力电池SOC获取方法还包括:
当所述基础SOC满足修正条件,对所述基础SOC进行修正;
相应的,所述根据当前温度容量保持率及所述基础SOC计算目标SOC的过程具体包括:
根据当前温度容量保持率及修正后的基础SOC计算目标SOC。
优选的,所述对所述基础SOC进行修正的过程具体包括:
通过静态OCV修正法或小电流动态放电鲁棒修正法或满充修正法或恒流充电动态修正法或满放修正法对所述基础SOC进行修正。
为解决上述技术问题,本申请还提供了一种动力电池SOC获取***,包括:
第一计算模块,用于根据电池标准额定容量计算基础SOC;
获取模块,用于获取当前温度容量保持率,其中,当前温度容量保持率为当前温度容量与所述电池标准额定容量的比值;
第二计算模块,用于根据当前温度容量保持率及所述基础SOC计算目标SOC,将所述目标SOC作为动力电池SOC。
为解决上述技术问题,本申请还提供了一种电子设备,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如上文任意一项所述动力电池SOC获取方法的步骤。
为解决上述技术问题,本申请还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一项所述动力电池SOC获取方法的步骤。
本申请提供了一种动力电池SOC获取方法,首先基于电池标准额定容量计算基础SOC,基础SOC不随温度变化,然后通过基础SOC辅助动力电池在当前温度状态下的当前温度容量保持率来计算动力电池SOC,计算更准确,精度更高,可以更好的表征动力电池在当前温度下的荷电状态,从而能准确计算出动力电池在当前温度下剩余可使用的容量。本申请还提供了一种动力电池SOC获取***、电子设备及计算机可读存储介质,具有和上述动力电池SOC获取方法相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对现有技术和实施例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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请所提供的一种动力电池SOC获取方法的步骤流程图;
图2为本申请所提供的另一种动力电池SOC获取方法的步骤流程图;
图3为本申请所提供的另一种动力电池SOC获取方法的步骤流程图;
图4为本申请所提供的一种动力电池SOC获取***的结构示意图;
图5为本申请所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种动力电池SOC获取方法、***、电子设备及计算机可读存储介质,计算动力电池SOC更准确,精度更高,可以更好的表征动力电池在当前温度下的荷电状态,从而能准确计算出动力电池在当前温度下剩余可使用的容量。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,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,都属于本申请保护的范围。
动力电池的SOC用于表征动力电池的剩余可使用容量,为提高动力电池的利用效率和安全性能,要求对动力电池的SOC进行准确估算,目前常用安时积分法来估算动力电池的SOC,但是考虑到在充电或放电过程中,动力电池的温度是变化的,且动力电池在不同温度下的额定放电容量CT不一样,采用安时积分法就会导致SOC计算出现偏差,精度较低,且电池充电或放电温升越大,SOC计算偏差越大,从而使得估算到的动力电池在当前温度下的剩余可使用容量不准确。基于上述相关技术的种种问题,本申请通过以下几个实施例提供的新的动力电池SOC获取方案,能够达到高精度估算动力电池SOC的目的。
本申请所提供的动力电池SOC获取方案可以通过BMS(Battery ManagementSystem,电池管理***)来实现,可以适用于装载动力电池的新能源纯电动汽车、新能源混合动力汽车及储能等多个领域。
下面对BMS执行动力电池SOC获取操作的过程进行详细介绍。
请参照图1,图1为本申请所提供的一种动力电池SOC获取方法的步骤流程图,该动力电池SOC获取方法包括:
S101:根据电池标准额定容量计算基础SOC;
本步骤的目的在于计算动力电池的基础SOC,基础SOC是指动力电池在标准放电深度下剩余容量占标准容量的百分比,表征的是动力电池标准放电深度下的剩余放电量,不随温度变化而变化。这里动力电池标准放电深度指的是动力电池标准容量下的放电深度,即动力电池标准放电深度下限,也即动力电池标准容量全部放完;动力电池标准容量也指常温标准放电容量,即常温环境标准满充电情况下再常温环境标准满放,整个过程放出的容量即为动力电池的标准额定容量。因此,基础SOC可以很好地表征动力电池真实拥有的放电能力下的荷电状态,满足动力电池真实存在容量下荷电状态计算需求。
本实施例可以按照预设周期根据电池标准额定容量计算基础SOC,本实施例也可以在接收到计算指令后根据电池标准额定容量计算基础SOC,在此不限定计算基础SOC的触发条件。进一步的,为提高动力电池的利用效率和安全性能,本实施例可以采用实时计算动力电池的基础SOC的方案。
可以理解的是,考虑到动力电池容量守恒特性(在容量无不可逆衰减的情况下),其标准容量是固定不变的,也就是动力电池只要充满就能放出这么多容量,不受温度影响。所谓低温下放电容量偏低,并非动力电池没那么多容量,而是低温时设定标定工况下放出容量偏低,若恢复常温,动力电池仍能放出标准的容量。因此,基础SOC的计算可以基于电池标准额定容量及传统的安时积分关系式,电池标准额定容量不受温度影响,所以这个剩余放电潜力不受温度影响,这样的话基础SOC计算精度就主要取决于电流采集精度,根据目前行业电流传感器普遍精度能达到0.5%,结合芯片精度、地噪声干扰等对电流采集的影响,传统的安时积分计算精度基本可以控制在1%~2%以内。
其中,传统的安时积分关系式为:
SOCbase为基础SOC,SOCbase0为初始SOC,∫Idt为当前计算周期的安时积分值,CE为电池标准额定容量,可以理解的是,初始SOC即上一计算周期得到基础SOC。
S102:获取当前温度容量保持率,其中,当前温度容量保持率为当前温度容量与电池标准额定容量的比值;
其中,当前温度容量保持率为当前温度容量与电池标准额定容量的比值,动力电池的当前温度容量是指动力电池在当前温度状态下的放电容量,是通过电池标定测试得到的,即通过单独测试电池在不同温度的放电容量获得。
本步骤的目的是获取当前温度容量保持率,以便后续计算目标SOC。考虑到动力电池在充、放电过程中,其温度也会发生变化,因此,本实施例还应包括获取动力电池当前温度的步骤。为提高计算效率,可以预先通过电池标定测试得到动力电池在不同温度下的温度容量,然后根据不同温度下的温度容量计算不同温度下的温度容量保持率。为便于后续使用,动力电池在不同温度下的温度容量保持率可以以表格、文件的形式体现,鉴于此,本实施例还可以包括预先将当前温度与当前温度容量保持率的对应关系存储到BMS中的步骤,以便在执行S102时,BMS可以直接获取到与当前温度对应的当前温度容量保持率。
具体的,本实施例对S101和S102的顺序不做具体的限定,可以先进行S101后进行S102,也可以先进行S102后进行S101,当然S101和S102也可以同时进行,按照实际工程需要设置即可。
S103:根据当前温度容量保持率及基础SOC计算目标SOC,将目标SOC作为动力电池SOC。
本步骤的目的在于计算动力电池的目标SOC,其中,目标SOC是指动力电池当前温度放电深度下剩余容量占当前温度容量的百分比,表征的是动力电池当前温度放电深度下的剩余放电量。这里动力电池当前温度放电深度是指动力电池当前温度标定的最大放电容量下的放电深度,其中,动力电池当前温度容量是指电池当前温度下标定的最大放电容量,即常温环境标准满充电情况下在目标温度下标准满放,整个过程放出的容量即为电池的当前温度容量。因此,目标SOC可以很好地表征动力电池当前温度下在可使用容量范围内的荷电状态,满足动力电池当前可使用的荷电状态计算需求。
本实施例可以按照预设周期计算目标SOC,该预设周期应与计算基础SOC的预设周期相对应,本实施例也可以在接收到计算指令后计算目标SOC,在此不限定计算基础SOC的触发条件。进一步的,为提高动力电池的利用效率和安全性能,本实施例也可以相应采用实时计算动力电池的目标SOC的方案。
具体的,按上述目标SOC的定义,目标SOC与温度有关,且目标SOC明显不能以安时积分公式为计算为依据。本实施例提供了一种计算当前温度下的目标SOC的方案,即在当前温度容量保持率已知的情况下,通过找到当前温度下目标SOC和基础SOC的关系来计算目标SOC,SOC计算关系式如下:
SOCtarg=100%-(100%-SOCbase)×CT/CE;
SOCtarg为目标SOC,CT为当前温度容量。
由此可见,在动力电池各温度下的温度容量标定完成后,目标SOC与基础SOC在每个温度下都有了固定的一一映射关系,因此,只需要保证基础SOC的精度,就能同时保证目标SOC的精度。
进一步的,通过目标SOC能准确计算出当前温度下剩余可使用容量σ,σ=CT×SOCtarg。
本申请提供了一种动力电池SOC获取方法,首先基于电池标准额定容量计算基础SOC,基础SOC不随温度变化,然后通过基础SOC辅助动力电池在当前温度状态下的当前温度容量保持率来计算动力电池SOC,计算更准确,精度更高,可以更好的表征动力电池在当前温度下的荷电状态,从而能准确计算出动力电池在当前温度下剩余可使用的容量。
参见图2,其示出了本申请实施例的另一种动力电池SOC获取方法,本实施例是对图1对应的实施例中S101的相关操作的进一步介绍,可以将本实施例与图1对应的实施例相结合得到更优选的实施方式,即在S101之后,还包括:
S104:将基础SOC存储到EEPROM(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory,带电可擦可编程存储器)。
具体的,本实施例的目的在于下电前把基础SOC的值保存下来,以便下次上电后可以直接从EEPROM中获取下电前的基础SOC,将该基础SOC的值作为初始SOC的值来执行S102,计算新的基础SOC。假设下电前将基础SOC的值a保存到EEPROM中,在下一次上电后,对软硬件进行初始化时,从EEPROM中获取a赋予SOCbase0,然后根据计算当前的SOCbase。
进一步的,出于上述目的,本实施例还可以包括判断是否满足下电条件的步骤,若满足下电条件,则将当前的基础SOC存储到EEPROM中,下电条件可以根据实际工程需要设定,本申请在此不作具体地限定。
参见图3,其示出了本申请实施例的另一种动力电池SOC获取方法,本实施例是对图1对应的实施例中S101的相关操作的进一步介绍,可以将本实施例与图1对应的实施例相结合得到更优选的实施方式,具体过程可以包括以下步骤:
S201:根据电池标准额定容量计算基础SOC;
S202:判断基础SOC是否满足修正条件,若是,执行S203;
S203:对基础SOC进行修正,得到修正后的基础SOC;
S204:获取当前温度容量保持率;
S205:根据当前温度容量保持率及修正后的基础SOC计算目标SOC。
具体的,本实施例中的修正条件需要根据修正方案来确定,本实施例可以根据实际工程需要确定一种或多种修正方案,然后根据具体的修正方案确定修正条件,当基础SOC满足修正条件时,即可根据修正方案对基础SOC进行修正,从而进一步提高本申请计算得到的基础SOC的准确性,其中,修正方案可以包括但不限于静态OCV(Open Circuit Voltage,开路电压)修正法、小电流动态放电鲁棒修正法、满充修正法、恒流充电动态修正法、满放修正法等。
具体的,对基础SOC是否满足修正条件的判定,本实施可以按照预设周期进行判定,也可以在接收到修正指令后再进行判定,对于判定基础SOC是否满足修正条件的触发条件,在此不做具体的限定。
具体的,本实施例对S204的执行时间不做具体限定,在执行S205之前完成即可。
请参照图4,图4为本申请所提供的一种动力电池SOC获取***的结构示意图,包括:
第一计算模块1,用于根据电池标准额定容量计算基础SOC;
获取模块2,用于获取当前温度容量保持率;
第二计算模块3,用于根据当前温度容量保持率及基础SOC计算目标SOC,将目标SOC作为动力电池SOC;
其中,当前温度容量保持率为当前温度容量与电池标准额定容量的比值。
本实施例,首先基于电池标准额定容量计算基础SOC,基础SOC不随温度变化,然后通过基础SOC辅助动力电池在当前温度状态下的当前温度容量保持率来计算动力电池SOC,计算更准确,精度更高,可以更好的表征动力电池在当前温度下的荷电状态,从而能准确计算出动力电池在当前温度下剩余可使用的容量。
作为一种优选的实施例,第一计算模块1具体用于:
通过安时积分关系式计算基础SOC,其中,安时积分关系式为SOCbase为基础SOC,SOCbase0为初始SOC,∫Idt为当前计算周期的安时积分值,CE为电池标准额定容量。
作为一种优选的实施例,第二计算模块3具体用于:
通过SOC计算关系式计算目标SOC,其中,SOC计算关系式为SOCtarg=100%-(100%-SOCbase)×CT/CE,SOCtarg为目标SOC,CT为当前温度容量。
作为一种优选的实施例,该动力电池SOC获取***还包括:
容量获取模块,用于通过标定测试获取当前温度容量。
作为一种优选的实施例,该动力电池SOC获取***还包括:
存储模块,用于将基础SOC存储到EEPROM。
作为一种优选的实施例,该动力电池SOC获取***还包括:
修正模块,用于当基础SOC满足修正条件,对基础SOC进行修正;
相应的,第二计算模块3具体用于:
根据当前温度容量保持率及修正后的基础SOC计算目标SOC。
作为一种优选的实施例,对基础SOC进行修正的过程具体包括:
通过静态OCV修正法或小电流动态放电鲁棒修正法或满充修正法或恒流充电动态修正法或满放修正法对基础SOC进行修正。
对于本申请所提供的一种动力电池SOC获取***的介绍请参照上述实施例,本申请在此不再赘述。
另一方面,本申请还提供了一种电子设备,参见图5,其示出了本申请实施例一种电子设备的一种组成结构示意图,本实施例的电子设备2100可以包括:处理器2101和存储器2102。
可选的,该电子设备还可以包括通信接口2103、输入单元2104和显示器2105和通信总线2106。
处理器2101、存储器2102、通信接口2103、输入单元2104、显示器2105、均通过通信总线2106完成相互间的通信。
在本申请实施例中,该处理器2101,可以为中央处理器(Central ProcessingUnit,CPU),特定应用集成电路,数字信号处理器,现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件等。
该处理器可以调用存储器2102中存储的程序。具体的,处理器可以执行以下动力电池SOC获取方法的实施例中电子设备侧所执行的操作。
存储器2102中用于存放一个或者一个以上程序,程序可以包括程序代码,程序代码包括计算机操作指令,在本申请实施例中,该存储器中至少存储有用于实现以下功能的程序:
根据电池标准额定容量计算基础SOC;
获取当前温度容量保持率;
根据当前温度容量保持率及基础SOC计算目标SOC,将目标SOC作为动力电池SOC;
其中,当前温度容量保持率为当前温度容量与电池标准额定容量的比值。
可见,本实施例首先基于电池标准额定容量计算基础SOC,基础SOC不随温度变化,然后通过基础SOC辅助动力电池在当前温度状态下的当前温度容量保持率来计算动力电池SOC,计算更准确,精度更高,可以更好的表征动力电池在当前温度下的荷电状态,从而能准确计算出动力电池在当前温度下剩余可使用的容量。
在一种可能的实现方式中,该存储器2102可包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作***、以及至少一个功能(比如计算基础SOC等)所需的应用程序等;存储数据区可存储根据计算机的使用过程中所创建的数据。
此外,存储器2102可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件或其他易失性固态存储器件。
该通信接口2103可以为通信模块的接口,如GSM模块的接口。
本申请还可以包括显示器2104和输入单元2105等等。
当然,图5所示的物联网设备的结构并不构成对本申请实施例中物联网设备的限定,在实际应用中电子设备可以包括比图5所示的更多或更少的部件,或者组合某些部件。
另一方面,本申请还提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一个实施例所提供的动力电池SOC获取方法的步骤。
本申请所提供的一种计算机可读存储介质,具有和上述动力电池SOC获取方法相同的有益效果。
对于本申请所提供的一种计算机可读存储介质的介绍请参照上述实施例,本申请在此不再赘述。
还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种动力电池SOC获取方法,其特征在于,包括:
根据电池标准额定容量计算基础SOC;
获取当前温度容量保持率,其中,当前温度容量保持率为当前温度容量与所述电池标准额定容量的比值;
根据当前温度容量保持率及所述基础SOC计算目标SOC,将所述目标SOC作为动力电池SOC。
3.根据权利要求2所述的动力电池SOC获取方法,其特征在于,所述根据当前温度容量保持率及所述基础SOC计算目标SOC的过程具体包括:
通过SOC计算关系式计算目标SOC,其中,所述SOC计算关系式为SOCtarg=100%-(100%-SOCbase)×CT/CE,SOCtarg为所述目标SOC,CT为当前温度容量。
4.根据权利要求1所述的动力电池SOC获取方法,其特征在于,该动力电池SOC获取方法还包括:
通过标定测试获取当前温度容量。
5.根据权利要求1所述的动力电池SOC获取方法,其特征在于,所述根据电池标准额定容量计算基础SOC之后,该动力电池SOC获取方法还包括:
将所述基础SOC存储到EEPROM。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的动力电池SOC获取方法,其特征在于,所述根据电池标准额定容量计算基础SOC之后,根据当前温度容量保持率及所述基础SOC计算目标SOC之前,该动力电池SOC获取方法还包括:
当所述基础SOC满足修正条件,对所述基础SOC进行修正;
相应的,所述根据当前温度容量保持率及所述基础SOC计算目标SOC的过程具体包括:
根据当前温度容量保持率及修正后的基础SOC计算目标SOC。
7.根据权利要求6所述的动力电池SOC获取方法,其特征在于,所述对所述基础SOC进行修正的过程具体包括:
通过静态OCV修正法或小电流动态放电鲁棒修正法或满充修正法或恒流充电动态修正法或满放修正法对所述基础SOC进行修正。
8.一种动力电池SOC获取***,其特征在于,包括:
第一计算模块,用于根据电池标准额定容量计算基础SOC;
获取模块,用于获取当前温度容量保持率,其中,当前温度容量保持率为当前温度容量与所述电池标准额定容量的比值;
第二计算模块,用于根据当前温度容量保持率及所述基础SOC计算目标SOC,将所述目标SOC作为动力电池SOC。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任意一项所述动力电池SOC获取方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述动力电池SOC获取方法的步骤。
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CN112213659B (zh) * | 2020-01-20 | 2023-10-13 | 蜂巢能源科技有限公司 | 电池容量修正方法及测试*** |
CN113820605A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-21 | 蜂巢能源科技(无锡)有限公司 | 电池soc的修正方法及其装置、计算机可读存储介质 |
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