JPH07312233A - 蓄電池の劣化診断装置 - Google Patents
蓄電池の劣化診断装置Info
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- JPH07312233A JPH07312233A JP6102669A JP10266994A JPH07312233A JP H07312233 A JPH07312233 A JP H07312233A JP 6102669 A JP6102669 A JP 6102669A JP 10266994 A JP10266994 A JP 10266994A JP H07312233 A JPH07312233 A JP H07312233A
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- Japan
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- storage battery
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- temperature
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 交流無停電電源装置や通信用直流電源装置に
使用されるトリクルあるいはフロート使用の鉛蓄電池設
備の劣化診断装置において、その設置環境温度から蓄電
池の寿命時期や寿命までの残りの年数を検知し表示する
劣化診断装置を提供する。 【構成】 蓄電池表面の温度データ１５をマイクロプロ
セッサ７により継続的に測定するとともに平均温度を演
算し、その蓄電池が寿命時期かどうかの表示指示があっ
た時は、マイクロプロセッサが前記平均温度と蓄電池設
置後の経過年数とから表１のデータを参照して標準寿命
年数を演算する。
使用されるトリクルあるいはフロート使用の鉛蓄電池設
備の劣化診断装置において、その設置環境温度から蓄電
池の寿命時期や寿命までの残りの年数を検知し表示する
劣化診断装置を提供する。 【構成】 蓄電池表面の温度データ１５をマイクロプロ
セッサ７により継続的に測定するとともに平均温度を演
算し、その蓄電池が寿命時期かどうかの表示指示があっ
た時は、マイクロプロセッサが前記平均温度と蓄電池設
置後の経過年数とから表１のデータを参照して標準寿命
年数を演算する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、蓄電池の設置後の経過
年数による容量劣化診断装置に関するものである。
年数による容量劣化診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉛蓄電池の寿命や劣化程度を検知
する方法としては、（１）蓄電池の各セル電圧のばらつ
きにより検知する方法（特開平２−３０４８７６号公報
記載）、（２）鉛蓄電池の電解液である硫酸の比重測定
により検知する方法、（３）微分内部抵抗の増加により
検知する方法（特開昭６３−１６８５８２号公報記
載）、（４）鉛蓄電池の正極板の膨脹度合いにより検知
する方法（特開昭６２−４７９７５号公報記載）、
（５）液面センサーにより電解液の減少を検知する方
法、（６）蓄電池を定期的に放電試験することにより検
知する方法、（７）充電電気量を積算し、充電電気量に
基づいて寿命を推定する方法（特開平２−２８８０７５
号公報記載）、（８）蓄電池の設置経過年数よりおよそ
の劣化程度を推定する方法、（９）蓄電池の設置環境温
度の経年平均値からパーソナルコンピュータ等で演算式
を用いて劣化係数を演算する方法（特開平５−３１５０
１５号公報記載）などがある。
する方法としては、（１）蓄電池の各セル電圧のばらつ
きにより検知する方法（特開平２−３０４８７６号公報
記載）、（２）鉛蓄電池の電解液である硫酸の比重測定
により検知する方法、（３）微分内部抵抗の増加により
検知する方法（特開昭６３−１６８５８２号公報記
載）、（４）鉛蓄電池の正極板の膨脹度合いにより検知
する方法（特開昭６２−４７９７５号公報記載）、
（５）液面センサーにより電解液の減少を検知する方
法、（６）蓄電池を定期的に放電試験することにより検
知する方法、（７）充電電気量を積算し、充電電気量に
基づいて寿命を推定する方法（特開平２−２８８０７５
号公報記載）、（８）蓄電池の設置経過年数よりおよそ
の劣化程度を推定する方法、（９）蓄電池の設置環境温
度の経年平均値からパーソナルコンピュータ等で演算式
を用いて劣化係数を演算する方法（特開平５−３１５０
１５号公報記載）などがある。
【０００３】通常これらの複数項目の測定結果から総合
的に容量の劣化状態が診断されるが、蓄電池の充電電圧
が正常範囲に管理され、また補液式の鉛蓄電池の場合に
電解液が正常範囲に管理されている場合は不具合品が含
まれる場合を除き、蓄電池設備の設置環境温度が電池の
寿命に最も影響する。そして上記従来の方法（６）は、
放電試験中の事故による設備の停止の可能性もあり、通
信用設備等バックアップしている電源では実施できない
のがほとんどである。また、上記従来の方法（８）につ
いては、鉛蓄電池の設置環境は、空調設備のある恒温の
場所に設置される場合もあるが、ほとんどは換気扇が付
いている程度で外部環境温度と同じように四季・昼夜の
変化のある環境に設置される場合がほとんどである。そ
れにもかかわらず、経過年数による劣化率は通常２０〜
２５℃一定環境と仮定して寿命推定されている。通常鉛
蓄電池は、ある温度までは、設置環境温度が低い方が寿
命が長く容量劣化が少なくなり、反対に設置環境温度が
高くなると寿命が短くなる。
的に容量の劣化状態が診断されるが、蓄電池の充電電圧
が正常範囲に管理され、また補液式の鉛蓄電池の場合に
電解液が正常範囲に管理されている場合は不具合品が含
まれる場合を除き、蓄電池設備の設置環境温度が電池の
寿命に最も影響する。そして上記従来の方法（６）は、
放電試験中の事故による設備の停止の可能性もあり、通
信用設備等バックアップしている電源では実施できない
のがほとんどである。また、上記従来の方法（８）につ
いては、鉛蓄電池の設置環境は、空調設備のある恒温の
場所に設置される場合もあるが、ほとんどは換気扇が付
いている程度で外部環境温度と同じように四季・昼夜の
変化のある環境に設置される場合がほとんどである。そ
れにもかかわらず、経過年数による劣化率は通常２０〜
２５℃一定環境と仮定して寿命推定されている。通常鉛
蓄電池は、ある温度までは、設置環境温度が低い方が寿
命が長く容量劣化が少なくなり、反対に設置環境温度が
高くなると寿命が短くなる。
【０００４】例えば、トリクルやフロート使用における
寿命は２５℃と４０℃では温度差はわずか１５度である
が、４０℃における寿命は２５℃の約１／３程度にな
り、設置環境温度が鉛蓄電池の寿命に影響を与える大き
な要因の一つになっている。このため、蓄電池設備の設
置環境温度が一定でない場合は推定寿命と実寿命の差が
大きくなり、実際の停電時に必要な放電持続時間が維持
出来なかったり、反対に蓄電池設備の寿命時期と推定し
て交換した後、放電性能を調べると十分性能を維持して
おり、資源的な無駄が発生する等の問題点を有してい
た。また上記従来の方法（１）〜（６）は、寿命である
かどうかの判定方法のみで、蓄電池の設置環境温度で寿
命まであと何年あるかの残り年数を推定できないために
蓄電池設備の更新計画に劣化状況を反映できないという
問題点を有していた。
寿命は２５℃と４０℃では温度差はわずか１５度である
が、４０℃における寿命は２５℃の約１／３程度にな
り、設置環境温度が鉛蓄電池の寿命に影響を与える大き
な要因の一つになっている。このため、蓄電池設備の設
置環境温度が一定でない場合は推定寿命と実寿命の差が
大きくなり、実際の停電時に必要な放電持続時間が維持
出来なかったり、反対に蓄電池設備の寿命時期と推定し
て交換した後、放電性能を調べると十分性能を維持して
おり、資源的な無駄が発生する等の問題点を有してい
た。また上記従来の方法（１）〜（６）は、寿命である
かどうかの判定方法のみで、蓄電池の設置環境温度で寿
命まであと何年あるかの残り年数を推定できないために
蓄電池設備の更新計画に劣化状況を反映できないという
問題点を有していた。
【０００５】さらに、上記従来の方法（９）は、複雑な
指数演算をするためにパーソナルコンピュータ等を使用
しなければならなく、蓄電池に取りつけたマイクロプロ
セッサだけではプログラム容量が増大して実現しにくい
という問題点があった。
指数演算をするためにパーソナルコンピュータ等を使用
しなければならなく、蓄電池に取りつけたマイクロプロ
セッサだけではプログラム容量が増大して実現しにくい
という問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法の問題
点は、蓄電池が寿命であるかどうかの判定が主であり、
設置環境温度に対して残りの寿命年数を把握できない点
であり、また推定演算する場合もパーソナルコンピュー
タ等を用いなければ演算できない点であった。
点は、蓄電池が寿命であるかどうかの判定が主であり、
設置環境温度に対して残りの寿命年数を把握できない点
であり、また推定演算する場合もパーソナルコンピュー
タ等を用いなければ演算できない点であった。
【０００７】本発明は、上記従来の問題点を解消するこ
とを課題とするもので、蓄電池が寿命時期であるかどう
かの判定のみだけではなく、残りの寿命年数が何年残っ
ているかをも複雑な指数演算をしないで表示出力できる
劣化診断装置を提供することを目的とする。
とを課題とするもので、蓄電池が寿命時期であるかどう
かの判定のみだけではなく、残りの寿命年数が何年残っ
ているかをも複雑な指数演算をしないで表示出力できる
劣化診断装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の蓄電池の劣化診
断装置は、蓄電池の表面温度測定手段を持つマイクロプ
ロセッサによりトリクルまたはフロート使用における蓄
電池の表面温度を継続的に測定し、その表面温度が基準
温度以下のときは基準温度として平均温度を算出すると
共に、予めメモリーに設置された蓄電池設置日付と前記
平均温度に該当する標準寿命年数を参照し、蓄電池が寿
命時期であるかどうか、あるいは寿命までの残り年数が
あと何年かを複雑な指数演算処理をしないで検知するこ
とを実現したものである。
断装置は、蓄電池の表面温度測定手段を持つマイクロプ
ロセッサによりトリクルまたはフロート使用における蓄
電池の表面温度を継続的に測定し、その表面温度が基準
温度以下のときは基準温度として平均温度を算出すると
共に、予めメモリーに設置された蓄電池設置日付と前記
平均温度に該当する標準寿命年数を参照し、蓄電池が寿
命時期であるかどうか、あるいは寿命までの残り年数が
あと何年かを複雑な指数演算処理をしないで検知するこ
とを実現したものである。
【０００９】
【作用】本発明の構成によれば、その対象蓄電池の設置
環境温度において、蓄電池が寿命時期かどうかと、寿命
まで残年数があと何年あるかを複雑な指数演算をしない
で従来より正確に推定することができるものである。
環境温度において、蓄電池が寿命時期かどうかと、寿命
まで残年数があと何年あるかを複雑な指数演算をしない
で従来より正確に推定することができるものである。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。
【００１１】図１は、シール形の鉛蓄電池について蓄電
池温度と蓄電池設置経過年数による容量劣化率の推移を
演算式を基にして示したものである。
池温度と蓄電池設置経過年数による容量劣化率の推移を
演算式を基にして示したものである。
【００１２】図１において１は蓄電池温度が常時２０℃
（本発明の実施例のシール形鉛蓄電池の基準温度）以下
の環境で使用された場合の経過年数による初期容量を
１．０とした場合の経年容量劣化係数の標準的な推移を
示している。同様に２〜５は前記平均温度が２５，３
０，３５，４０℃の場合の経年容量劣化係数の推移を示
している。ここで例えば図１で劣化係数０．９にひかれ
た水平線６の時点、即ち初期容量の９０％になると推定
される時点を寿命と設定する場合は、１〜５の各線と６
の水平線の交点座標の年数を予め指数演算により求めて
おき、これを各平均温度における標準寿命年数としてマ
イクロプロセッサのメモリに設定しておく。これを２０
℃から４０℃まで１℃単位で交点座標の年数を該当平均
温度における標準寿命として求めたものが（表１）であ
る。
（本発明の実施例のシール形鉛蓄電池の基準温度）以下
の環境で使用された場合の経過年数による初期容量を
１．０とした場合の経年容量劣化係数の標準的な推移を
示している。同様に２〜５は前記平均温度が２５，３
０，３５，４０℃の場合の経年容量劣化係数の推移を示
している。ここで例えば図１で劣化係数０．９にひかれ
た水平線６の時点、即ち初期容量の９０％になると推定
される時点を寿命と設定する場合は、１〜５の各線と６
の水平線の交点座標の年数を予め指数演算により求めて
おき、これを各平均温度における標準寿命年数としてマ
イクロプロセッサのメモリに設定しておく。これを２０
℃から４０℃まで１℃単位で交点座標の年数を該当平均
温度における標準寿命として求めたものが（表１）であ
る。
【００１３】
【表１】
【００１４】図２は本発明の実施例における鉛蓄電池の
劣化診断装置を示すブロック図である。
劣化診断装置を示すブロック図である。
【００１５】図２において、７は制御・演算部であるマ
イクロプロセッサ、８はプログラムメモリ、９は蓄電池
の設置日付や表１の各平均温度における標準寿命データ
および蓄電池の放電可能時間を演算するための標準特性
データを格納したバッテリーバックアップ付データメモ
リであり、ＩＣ−ＲＡＭカード等を使用する。１０はカ
レンダーＩＣで、前記メモリ９に格納されている蓄電池
の設置日付から蓄電池設備設置後の経過年数を演算した
り表示装置１３に現在時刻を表示するために使用する。
１１は入出力インターフェイスで、１２の操作スイッチ
や本発明で対象とする蓄電池の寿命までの残りの年数、
停電時の放電可能時間を表示する液晶等の表示装置１３
や、蓄電池の温度データ１５、蓄電池の電圧データ１
６、蓄電池の放電電流データ１７のアナログデータをマ
イクロプロセッサ７に取り込むＡ／Ｄコンバータ１４等
を接続する。
イクロプロセッサ、８はプログラムメモリ、９は蓄電池
の設置日付や表１の各平均温度における標準寿命データ
および蓄電池の放電可能時間を演算するための標準特性
データを格納したバッテリーバックアップ付データメモ
リであり、ＩＣ−ＲＡＭカード等を使用する。１０はカ
レンダーＩＣで、前記メモリ９に格納されている蓄電池
の設置日付から蓄電池設備設置後の経過年数を演算した
り表示装置１３に現在時刻を表示するために使用する。
１１は入出力インターフェイスで、１２の操作スイッチ
や本発明で対象とする蓄電池の寿命までの残りの年数、
停電時の放電可能時間を表示する液晶等の表示装置１３
や、蓄電池の温度データ１５、蓄電池の電圧データ１
６、蓄電池の放電電流データ１７のアナログデータをマ
イクロプロセッサ７に取り込むＡ／Ｄコンバータ１４等
を接続する。
【００１６】次に本発明による前記劣化診断装置での寿
命年数判定の演算プロセスについて、図３のその一例を
示したフローチャート図にて説明する。
命年数判定の演算プロセスについて、図３のその一例を
示したフローチャート図にて説明する。
【００１７】１．先ず蓄電池表面の温度データ（１５）
は１時間に１回測定し、測定温度が基準温度より低い場
合は基準温度として（例えば基準温度が２０℃で測定し
た表面温度が１５℃の場合は、表面温度が２０℃とす
る）マイクロプロセッサ７に取り込み、平均温度（ｔ）
を演算する処理を継続的にくり返す。
は１時間に１回測定し、測定温度が基準温度より低い場
合は基準温度として（例えば基準温度が２０℃で測定し
た表面温度が１５℃の場合は、表面温度が２０℃とす
る）マイクロプロセッサ７に取り込み、平均温度（ｔ）
を演算する処理を継続的にくり返す。
【００１８】２．次に操作スイッチ１２による寿命判定
の演算指示またはプログラムによる演算インターバル時
間になった時（１８）に、カレンダーＩＣ１０の現在日
付とメモリ９に記憶されている蓄電池設備設置日付から
蓄電池設置後の経過年数（Ｙ）を求める（１９）。
の演算指示またはプログラムによる演算インターバル時
間になった時（１８）に、カレンダーＩＣ１０の現在日
付とメモリ９に記憶されている蓄電池設備設置日付から
蓄電池設置後の経過年数（Ｙ）を求める（１９）。
【００１９】３．１で継続的に演算されている平均温度
（ｔ）に該当する寿命年数（ＹＬ）を予めデータメモリ
９に設定されている（表１）のデータから求める（２
０）。但し、平均温度（ｔ）の小数点以下は、安全サイ
ドを取るために切り上げをして求める。
（ｔ）に該当する寿命年数（ＹＬ）を予めデータメモリ
９に設定されている（表１）のデータから求める（２
０）。但し、平均温度（ｔ）の小数点以下は、安全サイ
ドを取るために切り上げをして求める。
【００２０】４．寿命年数（ＹＬ）から設置後の経過年
数（Ｙ）を差し引き（２１）、その結果が正の場合は寿
命までの残り年数として表示し（２２）、負の場合は蓄
電池が寿命時期であることを表示する（２３）。
数（Ｙ）を差し引き（２１）、その結果が正の場合は寿
命までの残り年数として表示し（２２）、負の場合は蓄
電池が寿命時期であることを表示する（２３）。
【００２１】（表２）は本発明の劣化診断装置を使用し
て、電圧・公称容量２Ｖ１５０Ａｈのシール形鉛蓄電池
２５個組の蓄電池設備を、４０℃と常温を１２時間イン
ターバルで繰り返し変化させながら２．２５Ｖ／セルの
電圧でトリクル充電を行い、６ヶ月に一度０．１ＣＡの
定電流で１．８Ｖ／セルまでの放電を行い、初期の放電
容量を１００として、寿命推定時期まで試験した結果で
ある。なお、４０℃一定と仮定した従来法での試験結果
も合わせて示した。これから明らかなように従来の方法
ではこのような環境温度の変化がある場合は、４０℃一
定と仮定して約３．５年を寿命と推定していたが、実際
には（表２）の結果のように寿命までの期間はさらに長
く、本発明による推定寿命にほぼ近いことが実証でき
た。
て、電圧・公称容量２Ｖ１５０Ａｈのシール形鉛蓄電池
２５個組の蓄電池設備を、４０℃と常温を１２時間イン
ターバルで繰り返し変化させながら２．２５Ｖ／セルの
電圧でトリクル充電を行い、６ヶ月に一度０．１ＣＡの
定電流で１．８Ｖ／セルまでの放電を行い、初期の放電
容量を１００として、寿命推定時期まで試験した結果で
ある。なお、４０℃一定と仮定した従来法での試験結果
も合わせて示した。これから明らかなように従来の方法
ではこのような環境温度の変化がある場合は、４０℃一
定と仮定して約３．５年を寿命と推定していたが、実際
には（表２）の結果のように寿命までの期間はさらに長
く、本発明による推定寿命にほぼ近いことが実証でき
た。
【００２２】
【表２】
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明による劣化診断装置
は、蓄電池の放電試験を行うことなく従来よりも正確に
対象蓄電池の寿命時期を検知することができるととも
に、その蓄電池の寿命時期までの残りの年数を検知して
表示することができ、蓄電池設備の更新計画を効率的に
立てることができる。
は、蓄電池の放電試験を行うことなく従来よりも正確に
対象蓄電池の寿命時期を検知することができるととも
に、その蓄電池の寿命時期までの残りの年数を検知して
表示することができ、蓄電池設備の更新計画を効率的に
立てることができる。
【図１】本発明の実施例における標準寿命年数を求める
ために使用したシール形鉛蓄電池の劣化係数の推移図
ために使用したシール形鉛蓄電池の劣化係数の推移図
【図２】本発明の実施例における劣化診断装置のブロッ
ク図
ク図
【図３】本発明の実施例における寿命時期の演算プロセ
スを示すフローチャート図
スを示すフローチャート図
７ マイクロプロセッサ ８ プログラムメモリ ９ データメモリ １５ 鉛蓄電池の表面温度の測定データ
Claims (1)
- 【請求項１】トリクルまたはフロート使用の畜電池の表
面温度を断続的に測定する手段を備えたマイクロプロセ
ッサにより、前記蓄電池の表面温度を継続的に自動測定
し、平均温度（ｔ）（但し、ｔは蓄電池の表面温度が基
準温度以下の場合は基準温度として継続的に測定演算さ
れた蓄電池表面の平均温度とする）を継続的に演算する
とともに、予めメモリに設定された蓄電池の設置日付と
段階ごとの各平均温度に於ける標準寿命年数（ＹＬ）と
前記継続的に演算された平均温度（ｔ）を比較照合し、
蓄電池の設置後の経過年数（Ｙ）が前記平均温度（ｔ）
における標準寿命年数（ＹＬ）を越えた時には寿命時期
であることを表示出力し、標準寿命年数（ＹＬ）を越え
ていない場合は、ＹＬ−Ｙを寿命時期までの残りの年数
（ＹＲ）として表示出力する機能を備えたことを特徴と
する蓄電池の劣化診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6102669A JP2976808B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 蓄電池の劣化診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6102669A JP2976808B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 蓄電池の劣化診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07312233A true JPH07312233A (ja) | 1995-11-28 |
| JP2976808B2 JP2976808B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=14333645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6102669A Expired - Fee Related JP2976808B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 蓄電池の劣化診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2976808B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2058891A1 (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-13 | Fuji Jugogyo K.K. | Charging control device for a storage battery |
| JP2016139484A (ja) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池システム |
| JPWO2019230783A1 (ja) * | 2018-05-30 | 2021-07-01 | 京セラ株式会社 | 機器管理サーバ、機器管理システム及び機器管理方法 |
-
1994
- 1994-05-17 JP JP6102669A patent/JP2976808B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2058891A1 (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-13 | Fuji Jugogyo K.K. | Charging control device for a storage battery |
| US7880442B2 (en) | 2007-11-07 | 2011-02-01 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Charging control device for a storage battery |
| JP2016139484A (ja) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池システム |
| JPWO2019230783A1 (ja) * | 2018-05-30 | 2021-07-01 | 京セラ株式会社 | 機器管理サーバ、機器管理システム及び機器管理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2976808B2 (ja) | 1999-11-10 |
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Legal Events
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