DE102014003217A1 - Fahrzeug mit einem Elektro-Antriebsmotor und einem elektrischen Energiespeicher - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Elektro-Antriebsmotor und einem elektrischen Energiespeicher (2) als E-Fahrzeug (3) oder Hybrid-Fahrzeug, mit Rädern (8, 9) mit Reifen (14, 15) und mit einer Vorrichtung zur Ladezustandsanzeige des elektrischen Energiespeichers (2). Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zur Ladezustandsanzeige wenigstens eine in eine Reifenwand, insbesondere eine Reifenseitenwand wenigstens eines Reifens (14, 15) eingelassene, steuerbare optische Anzeige (16, 17) auf.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Elektro-Antriebsmotor und einem elektrischen Energiespeicher als E-Fahrzeug oder Hybrid-Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- E-Fahrzeuge oder Hybridfahrzeuge, insbesondere als Personenkraftwagen mit Rädern und Reifen sind allgemein bekannt. Die elektrischen Energiespeicher solcher Fahrzeuge werden in allgemein bekannter Weise mit Ladekabeln an Steckdosen oder an Ladestationen induktiv und kabellos geladen. Zudem weisen solche Fahrzeuge entsprechend einer Tankanzeige eine Vorrichtung zur Ladezustandsanzeige des elektrischen Energiespeichers auf. Ein Zeigerinstrument oder Display der Ladezustandsanzeige ist dazu üblicherweise im Blickfeld eines Fahrers an der Schalttafel angeordnet und direkt oder indirekt über Kabel am elektrischen Energiespeicher angeschlossen.
- Der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers kann mit einer solchen Ladezustandsanzeige von außerhalb und in einem Abstand zum Fahrzeug nicht erkannt werden. Insbesondere kann damit aus einer Entfernung der Ladezustand nicht erkannt werden, wenn ein solches Fahrzeug für einen Ladevorgang in einer Ladestation geparkt ist.
- Weiter ist eine Reifen-Profil-Verschleißanzeige bekannt (
JP 2009-292188 A - Zudem ist eine Reifenheizung bekannt, bei der in einem Reifen ein Heizdraht integriert ist, wobei ein solches Heizelement durch Induktion mittels einer in der Nähe eines Reifens am Fahrzeug angebrachte Induktionsspule berührungslos mit Heizenergie versorgt werden kann.
- Weiter ist eine Leuchtanzeige mit einem Schriftzug oder Logo an einer Reifenseitenwand eines Fahrzeugs bekannt, die auch bei einem drehenden Reifen, das heißt bei einem vorbeifahrenden Fahrzeug, für einen stationären Beobachten als Standbild deutlich erkennbar oder lesbar sein soll. Dazu besteht die Leuchtanzeige aus einer Vielzahl von einzeln ansteuerbaren Leuchtelementen, die gesteuert insbesondere zu einem Schriftzug oder einem Logo kombiniert werden können. In der Steuerung wird eine erfasste Drehzahl des Reifens so berücksichtigt, dass in schneller Folge die Leuchtelemente dergestalt angesteuert werden, dass ein stationäres, nicht mit dem Reifen mitdrehendes Bild entsteht. Die Steuereinheit und ein Akku sind im Reifen bzw. einer Felge integriert und die erforderliche Betriebsenergie wird durch eine nicht näher beschriebene Umwandlung von Bewegungsenergie des Reifens erhalten.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Fahrzeug mit einem Elektro-Antriebsmotor und einem elektrischen Energiespeicher so weiterzubilden, dass dessen Ladezustand einfach von außerhalb des Fahrzeugs, insbesondere in Verbindung mit einem Ladevorgang an/in einer Ladestation ersichtlich und feststellbar ist.
- Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zur Ladezustandsanzeige wenigstens eine in eine Reifenwand, insbesondere eine Reifenseitenwand wenigstens eines Reifens eingelassene, steuerbare LED/OLED-Leuchtleiste oder eine sonstige optische Anzeige aufweist. Diese LED/OLED-Leuchtleiste ist reifenseitig einer Induktionsspule zugeordnet und die Energieversorgung der LED/OLED-Leuchtleiste und einer zugeordneten Steuereinheit erfolgt mittels Induktion. Zudem weist die Vorrichtung zur Ladezustandsanzeige eine drahtlose Kommunikationseinheit mit einer fahrzeugaufbauseitigen Teileinrichtung und einer zugeordneten reifenseitigen Teileinrichtung auf. Die aufbauseitige Teileinrichtung sendet einen erfassten Ladezustandswert des Energiespeichers jeweils an die reifenseitige Teileinrichtung, die mittels der Steuereinheit die LED/OLED-Leuchtleiste entsprechend einem aktuellen Ladezustand für einen zugeordneten visuellen Eindruck ansteuert.
- Damit kann vorteilhaft bereits in einem Abstand von außerhalb des Fahrzeugs der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers an der Reifenanzeige abgelesen und erkannt werden. Dies ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit einem Ladevorgang in/an einer Ladestation dergestalt, das ein Fahrer bereits bei der Annäherung an ein Fahrzeug erkennen kann, wie weit der Ladevorgang fortgeschritten ist oder gegebenenfalls bereits mit einem vollen Energiespeicher abgeschlossen ist. Eine entsprechende Information kann je nach Ausgestaltung der Leuchtleiste vorteilhaft schon von weitem gut sichtbar sein.
- Vorteilhaft erfolgt die Energieversorgung der LED/OLED-Leuchtleiste und einer zugeordneten Steuereinheit drahtlos mittels Induktion, wobei die reifenseitige Induktionsspule und/oder die reifenseitige Teileinheit der Kommunikationseinrichtung weitgehend miniaturisiert in einer Reifenseitenwand integriert oder an der Felge angeordnet sein kann.
- Es sind E-Fahrzeuge oder Hybrid-Fahrzeuge bekannt, die für ein induktives, stationäres Laden des elektrischen Energiespeichers in einer Ladestation ausgebildet sind. Dazu ist in der Ladestation wenigstens eine Primärspule bodenseitig ortsfest angeordnet, über der das Fahrzeug mit einer aufbauseitigen Sekundärspule für den Ladevorgang abgestellt wird. Ähnlich können auch reifenseitige Induktionsspulen als Sekundärspulen für die erfindungsgemäße Ladezustandsanzeige mit zugeordneten ortsfesten Primärspulen der Ladestation zusammenwirken. Gegebenenfalls kann auch das Feld der für die Ladung des Energiespeichers vorgesehenen ortsfesten Primärspule der Ladestation für eine induktive Energieversorgung der reifenseitigen Ladezustandsanzeige/n verwendet werden. Alternativ können stationäre Primärspulen im Bereich der Aufstandsflächen der Reifen vorgesehen sein. Ohne zusätzliche Maßnahmen, beispielsweise durch einen zusätzlich induktiv aufladbaren reifenseitigen Stützakku erlischt hier die Ladezustandsanzeige, wenn die ortsfeste/n Primärspule/n nicht mehr aktiviert sind und/oder das Fahrzeug die Ladestation verlässt.
- Weiter ist es allgemein bekannt einen elektrischen Energiespeicher eines E-Fahrzeugs oder gegebenenfalls auch eines Hybrid-Fahrzeugs an einer Ladestation mit einem Ladekabel aufzuladen. Insbesondere bei einem so ausgelegten Fahrzeug wird vorgeschlagen, dass die jeweils reifenseitige Induktionsspule als Sekundärspule mit einer zugeordneten fahrzeugaufbauseitigen Primärspule zusammenwirkt, welche mit dem elektrischen Energiespeicher gespeist wird. Auch ein induktiv aufladbarer elektrischer Energiespeicher kann entsprechend eingesetzt werden. Damit kann die Anzeigefunktion der Ladezustandsanzeige bis zur Entleerung des elektrischen Energiespeichers aufrechterhalten werden.
- In einer weiterführenden Ausgestaltung kann zusätzlich oder gegebenenfalls alternierend weiter zum Ladezustand des elektrischen Energiespeichers wenigstens eine reifenseitig sensorerfasste Zustandsgröße insbesondere ein Reifenprofilzustand und/oder ein Reifenverschleiß mittels der LED/OLED-Leuchtanzeige angezeigt werden. Die Energieversorgung dazu kann entsprechend der Ladezustandsanzeige erfolgen.
- Die Kommunikationseinheit kann zudem bidirektional aufgebaut sein, so die gegebenenfalls reifenseitig mittels Sensoren erfasste Zustandsgrößen, insbesondere ein Reifenprofilzustand und/oder ein Reifendruck auch drahtlos in den Fahrzeuginnenraum für eine Anzeige übertragbar sind.
- Der visuelle Eindruck für eine Informationswiedergabe durch die LED/OLED-Leuchtleiste kann unterschiedlich hergestellt werden: In einer bevorzugten Ausführungsform wird die LED/OLED-Leuchtleiste als an der Reifenseitenwand umlaufendes Leuchtband ausgebildet und ein unterschiedlicher Ladezustand des elektrischen Energiespeichers wird durch unterschiedliche Farben und/oder unterschiedliche Leuchtstärken angezeigt. Bei einem entladenen Energiespeicher ist die LED/OLED-Leuchtleiste dunkel und geht beispielsweise mit ansteigender Leuchtstärke in die Farbe gelb bei etwa 50% Ladezustand über und wechselt dann allmählich zu einer grünen Farbe am Ende des Ladevorgangs bei 100% Ladezustand. Auch andere Informationsausgaben sind ersichtlich realisierbar: beispielsweise können mit fortschreitendem Ladezustand Teilsegmente des Leuchtbands aufleuchten, die sich dann größer werdend zu einem geschlossenen Leuchtbandkreis am Ende des Ladevorgangs ergänzen.
- Alternativ, zusätzlich oder alternierend kann die LED/OLED-Leuchtleiste zumindest in Teilbereichen so ausgebildet und angeordnet sein, dass damit gesteuert, gegebenenfalls frei programmierbar ein Schriftzug oder ein Logo herstellbar ist. Beispielsweise kann die fertige Ladung mit 100% Ladezustand auch mittels einer Schriftzuginformation zum Beispiel „Ladung beendet” am Reifen angezeigt werden. Unabhängig von der Ladung eines Energiespeichers können gegebenenfalls auch Produktnahmen und/oder Logos von Reifen- und/oder Fahrzeugherstellern angezeigt werden.
- Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung weiter erläutert.
- Es zeigen:
-
1 eine schematische Seitenansicht einer Ladestation für eine induktive Ladung, -
2 eine schematische Seitenansicht einer Ladestation für eine Ladung mit Ladekabel, -
3 eine schematische Darstellung der grundsätzlichen Schaltung und Anordnung einer Ladezustandsanzeige, -
4a ,4b ,4c ,4d unterschiedliche Anzeigemöglichkeiten an einer Reifenseitenwand. - In
1 ist in schematischer Darstellung eine Seitenansicht auf eine teilweise längs geschnittene Ladestation1 zum induktiven stationären Laden eines elektrischen Energiespeichers2 eines Elektrofahrzeugs3 dargestellt. Im mittleren Bereich eines Ladestationparkplatzes4 ist im Boden versenkt eine Lade-Primärspule5 angeordnet. Der ortsfesten Lade-Primärspule5 ist darüberliegend eine fahrzeugaufbauseitige Lade-Sekundärspule6 für die induktive Ladung des Energiespeichers2 zugeordnet, die durch ein Ladesteuergerät7 gesteuert wird. - Zudem sind in der Seitenansicht nach
1 für ein Vorderrad8 und ein Hinterrad9 bodenseitig eingelassene Reifenprimärspulen10 und11 ersichtlich, die für eine Energieübertragung mit reifenseitigen Reifensekundärspulen12 ,13 eines Vorderreifens14 und eines Hinterreifens15 zusammenwirken. - Die Sekundärspulen
12 ,13 sind jeweils Bestandteil einer Ladezustandsanzeige, die weiter jeweils eine umlaufende OLED-Leuchtleiste16 ,17 an der äußeren Seitenwand der Reifen14 ,15 sowie eine Kommunikationseinheit umfasst. Die Kommunikationseinheit ist einerseits eine Teileinheit18 (schematisch dargestellt durch eine Sendeantenne) des fahrzeugaufbauseitigen Steuergeräts7 . Weitere reifenseitige Teileinheiten19 ,20 der Kommunikationseinheit (ebenso schematisch dargestellt durch Antennen) sind Bestandteil von reifenseitigen Steuereinheiten21 ,22 , die energetisch mittels der Reifensekundärspulen12 ,13 gespeist werden. Von den reifenseitigen Steuereinheiten21 ,22 werden die jeweils zugeordneten OLED-Leuchtleisten16 ,17 hinsichtlich ihres visuellen Eindrucks gesteuert. - Die dargestellte Anordnung hat folgende Funktion: das Elektrofahrzeug
3 wird mit (teilweise) entladenem Energiespeicher2 in der Ladestation geparkt und die Ladesekundärspule5 sowie die Reifensekundärspulen10 ,11 werden für eine Energieübertragung aktiviert. Durch Induktion wird mittels der Ladesekundärspule6 der Energiespeicher2 allmählich geladen, wobei im Lade-Steuergerät7 der jeweilige Ladezustand erfasst wird. Dieser Ladezustand wird mittels der fahrzeugaufbauseitigen Teileinheit18 drahtlos an die jeweils reifenseitige Teileinheit19 ,20 der Kommunikationseinheit übertragen und mittels der reifenseitigen Steuereinheiten21 ,22 entsprechend dem Ladezustand mittels der OLED-Leuchtleisten16 ,17 sichtbar gemacht und angezeigt. Unterschiedliche Anzeigemöglichkeiten sind in4 dargestellt. - In
2 ist eine alternative Anordnung dargestellt, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Auch hier ist ein Elektrofahrzeug3 mit einem Energiespeicher2 im Bereich einer Ladestation1 geparkt. Die Ladestation1 ist mit einem eingesteckten Ladekabel23 direkt mit dem Lade-Steuergerät7 verbunden, mit dem auch hier der Ladezustand festgestellt und drahtlos (fahrzeugaufbauseitige Teileinheit18 ) an die reifenseitigen Teileinheiten19 ,20 der Kommunikationseinheit als Bestandteile der reifenseitigen Steuereinheiten21 ,22 übertragen wird. Auch hier erfolgt eine optische Anzeige des Ladezustands mittels OLED-Leuchtleisten16 ,17 am Vorderreifen14 und Hinterreifen15 (auch gegenüberliegend) entsprechend1 . Der Unterschied zur1 liegt hier in der Energieversorgung der reifenseitigen Ladezustandsanzeige: die Energieversorgung erfolgt ebenfalls induktiv mittels Reifensekundärspulen12 ,13 , die hier im Gegensatz zur1 jedoch mit fahrzeugaufbauseitigen und reifennahen Primärspulen24 ,25 zusammenwirken. Die Primärspulen24 ,25 werden hier aus dem Energiespeicher2 mit (umgewandeltem) Wechselstrom versorgt. Diese Versorgung kann gegebenenfalls so lange aufrechterhalten werden, bis der Energiespeicher2 leer ist. - In
3 ist schematisch die grundsätzliche Anordnung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt: in einem Fahrzeugreifen, dargestellt an mehrschichtig aufgebauten Teilausschnitt eines Vorderreifens14 , ist an der Reifenseitenwand26 die OLED-Leiste16 nach außen sichtbar eingelassen. - Aus der schematischen Detailansicht dazu ist ersichtlich, dass die OLED-Leuchtleiste
16 aus verbundenen OLED-Elementen27 besteht, die hier über einen Akku28 mit der reifenseitigen Steuer-/Sende-/Empfangseinheit21 ,18 verbunden ist. Die Einhausung29 wird hier durch den Reifen14 gegebenenfalls in Verbindung mit einer Felge hergestellt. Zudem ist in3 schematisch die OLED-Leuchtleiste16 umlaufend am Reifen14 dargestellt zusammen mit einer schematisch gezeigten, bodenseitigen Ladeeinrichtung30 , die beispielsweise entsprechend1 eine Lade-Primärspule5 und die Reifenprimärspule10 ,11 aufweisen kann. Gegebenenfalls kann auch das Feld der Lade-Primärspule5 bei entsprechend räumlicher Ausdehnung für eine induktive Reifenaufladung in Verbindung mit den Reifensekundärspulen12 ,13 genutzt werden. Zudem sind in3 stark schematisiert noch der elektrische Energiespeicher2 als Fahrzeugbatterie und das zugehörige Steuergerät7 dargestellt. - In
4 sind anhand eines Fahrzeugreifens14 unterschiedliche Möglichkeiten einer Ladezustandsanzeige des Energiespeichers2 und/oder weiterer Informationsanzeigen mittels der Leuchtleiste16 dargestellt: In den4a und4b ist die Leuchtleiste16 jeweils als umlaufendes Leuchtband für eine Ladezustandsanzeige ausgebildet. In4a ist ein Ladezustand bei etwa halb geladenem Energiespeicher2 gezeigt, bei dem die Leuchtleiste in aufeinanderfolgenden Teilsegmenten leuchtet. Beim weiteren Ladevorgang werden die Leuchtsegmente größer, bis sich bei voller Ladung ein durchgehendes Leuchtband entsprechend4b ausbildet. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine Farbänderung geeignet, wobei zum Beispiel bei etwa halber Ladung des Energiespeichers die Leuchtleiste gelb leuchtet und im weiteren Ladevorgang bis zur vollen Ladung in die Farbe grün übergeht. - Die volle Ladung eines Energiespeichers kann gemäß
4d auch mittels eines Schriftzugs gegebenenfalls in Verbindung mit einer Herstellerbezeichnung angegeben werden. Mit4c soll schematisch gezeigt werden, dass prinzipiell unterschiedliche gegebenenfalls frei programmierbare Schriftzüge oder weitere Zustandsinformationen, beispielsweise als Reifenverschleißanzeige mit der Leuchtleiste16 dargestellt werden können. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- JP 2009-292188 A [0004]
Claims (11)
- Fahrzeug mit einem Elektro-Antriebsmotor und einem elektrischen Energiespeicher (
2 ) mit einer Vorrichtung zur Ladezustandsanzeige des elektrischen Energiespeichers (2 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Ladezustandsanzeige wenigstens eine steuerbare optische Anzeige, insbesondere eine Leuchtleiste (16 ,17 ), aufweist, die in einer Reifenwand, insbesondere einer Reifenseitenwand, wenigstens eines Reifens (14 ,15 ) eines Fahrzeugrads (8 ,9 ) eingelassen ist. - Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anzeige (
16 ,17 ) reifenseitig eine Induktionsspule als Reifensekundärspule (12 ,13 ) zugeordnet ist, und dass die Energieversorgung der optische Anzeige, insbesondere einer LED/OLED-Leuchtleiste (16 ,17 ), und einer zugeordneten Steuereinheit (21 ,22 ) mittels Induktion erfolgt, und/oder dass die Vorrichtung zur Ladezustandsanzeige eine drahtlose Kommunikationseinheit mit einer fahrzeugaufbauseitigen Teileinheit (18 ) und einer zugeordneten reifenseitigen Teileinheit (19 ,20 ) aufweist, wobei insbesondere die aufbauseitige Teileinheit (18 ) einen erfassten Ladezustandswert des Energiespeichers (2 ) jeweils an die reifenseitige Teileinheit (19 ,20 ) sendet, die mittels der Steuereinheit (21 ,22 ) die optische Anzeige (16 ,17 ) entsprechend einem aktuellen Ladezustand für einen zugeordneten visuellen Eindruck ansteuert. - Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die reifenseitige Induktionsspule (
12 ,13 ) und/oder die reifenseitige Teileinheit (19 ,20 ) der Kommunikationseinrichtung in einer Reifenseitenwand (26 ) integriert sind oder an der Felge angeordnet sind. - Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils reifenseitige Induktionsspule als Sekundärspule (
12 ,13 ) mit einer ortsfesten zugeordneten Primärspule (10 ,11 ) in einer Ladestation (1 ) zum induktiven, stationären Laden des elektrischen Energiespeichers (2 ) mittels einer Lade-Primärspule (5 ) und zugeordneter Lade-Sekundärspule (6 ) zusammenwirkt. - Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils reifenseitige Induktionsspule als Sekundärspule (
12 ,13 ) mit einer zugeordneten fahrzeugaufbauseitigen Primärspule (24 ,25 ) zusammenwirkt, die mit dem elektrischen Energiespeicher (2 ) gespeist wird, wobei insbesondere der Energiespeicher (2 ) an einer Ladestation (1 ) mit einem Ladekabel (23 ) aufladbar ist. - Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die reifenseitige Energieversorgung einen induktiv aufladbaren Akku (
28 ) umfasst. - Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich oder gegebenenfalls alternierend weiter zum Ladezustand des elektrischen Energiespeichers (
2 ) wenigstens eine reifenseitig sensorerfasste Zustandsgröße, insbesondere ein Reifenverschleiß, mittels der optischen Anzeige (16 ,17 ) anzeigbar ist, und/oder dass die Kommunikationseinheit bidirektional aufgebaut ist, so dass gegebenenfalls reifenseitig mittels Sensoren erfasste Zustandsgrößen, insbesondere ein Reifenprofilzustand und/oder ein Reifendruck drahtlos in den Fahrzeuginnenraum für eine Anzeige übertragbar sind. - Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anzeige (
16 ,17 ) als an der Reifenseitenwand (26 ) umlaufendes Leuchtband ausgebildet ist und ein unterschiedlicher Ladezustand des elektrischen Energiespeichers (2 ) durch unterschiedliche zugeordnete Farben und/oder unterschiedliche Leuchtstärken und/oder durch Leistensegmente angezeigt wird, und dass insbesondere von einem dunklen Leuchtband bei entladenem Energiespeicher (2 ) die Farbe von gelb bei etwa 50% Ladezustand zu grün bis zur fertigen Ladung und 100% Ladezustand änderbar ist. - Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anzeige (
16 ,17 ) zumindest in Teilbereichen so ausgebildet und angeordnet ist, dass damit gesteuert gegebenenfalls frei programmierbar ein Schriftzug oder ein Logo herstellbar ist. - Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine fertige Ladung mit 100% Ladezustand mittels einer Schriftzuginformation anzeigbar ist.
- Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Ladung des Energiespeichers bis zu dessen Entladung ein bestimmter Schriftzug, insbesondere eines Reifen- und/oder Fahrzeugherstellers anzeigbar ist.
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Publications (1)
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