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基于在线序列超限学习机和主成分分析的蒸汽冷却型燃料电池系统快速故障诊断方法 被引量：15
1
作者 刘嘉蔚 李奇 +2 位作者 陈维荣 余嘉熹 燕雨 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第18期3949-3960,共12页
为解决蒸汽冷却型燃料电池系统的故障诊断问题,该文提出基于在线序列超限学习机和主成分分析的蒸汽冷却型燃料电池系统快速故障诊断新方法。新方法采用主成分分析过滤冗余信息,得到能反映蒸汽冷却型燃料电池系统状态的故障特征向量;使... 为解决蒸汽冷却型燃料电池系统的故障诊断问题,该文提出基于在线序列超限学习机和主成分分析的蒸汽冷却型燃料电池系统快速故障诊断新方法。新方法采用主成分分析过滤冗余信息,得到能反映蒸汽冷却型燃料电池系统状态的故障特征向量;使用在线序列超限学习机对故障特征向量进行分类,能有效提高模型诊断正确率并降低运算时间。实例分析表明:新方法可快速识别膜干故障、氢气泄漏故障和正常状态共三种健康状态。算法的诊断正确率为99.67%,运算时间为0.296 9s。新方法的诊断正确率比SVM和BPNN分别高出14.34%和9.34%,在线序列超限学习机的运算时间仅为SVM和BPNN的1/1 011和1/132。因此,该文所提方法适用于大数据量样本和多数据维度下的蒸汽冷却型燃料电池系统在线故障诊断。 展开更多
关键词 在线序列超限学习机 蒸汽冷却型燃料电池系统 故障诊断 主成分分析 数据驱动
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燃料电池客车集中冷却系统仿真与优化
2
作者 杨燕红 李志强 +2 位作者 王会杰 伍志翔 罗华山 《制造业自动化》 2024年第1期165-168,198,共5页
为了解决氢燃料电池客车的各类独立冷却系统并存、系统冗余、所占空间大的问题,目前主要方法是尽可能对各放热元件进行集中冷却,因此集中冷却系统的设计方法变得越来越重要。基于某氢燃料电池客车厂提出的某车型集中冷却系统冷却效果不... 为了解决氢燃料电池客车的各类独立冷却系统并存、系统冗余、所占空间大的问题,目前主要方法是尽可能对各放热元件进行集中冷却,因此集中冷却系统的设计方法变得越来越重要。基于某氢燃料电池客车厂提出的某车型集中冷却系统冷却效果不理想课题,运用KULI软件对集中冷却系统进行建模、仿真分析,提出系统优化方案:改变风扇直径和放热元件集中冷却系统水循环回路拓扑图。研究结果表明,运用KULI软件对氢燃料电池客车集中冷却系统进行建模,通过仿真分析可以优化集中冷却系统,从而解决冷却效果不理想问题。 展开更多
关键词 KULI软件 冷却系统 仿真分析 氢燃料电池客车
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串联型滑模结构的燃料电池供气系统控制研究
3
作者 马钘骢 李惠林 +2 位作者 龚成平 边东生 何锋 《电子测量技术》 北大核心 2024年第11期28-35,共8页
针对燃料电池空气供给系统动态性能易受负载变化和外界环境因素影响的问题,设计了一种由超螺旋滑模控制与终端滑模控制相结合的串联型控制策略。建立了面向控制的五阶动态模型,提出了在负载变化时供气系统跟踪最佳过氧比、最大净输出功... 针对燃料电池空气供给系统动态性能易受负载变化和外界环境因素影响的问题,设计了一种由超螺旋滑模控制与终端滑模控制相结合的串联型控制策略。建立了面向控制的五阶动态模型,提出了在负载变化时供气系统跟踪最佳过氧比、最大净输出功率和阴极压力测量的控制问题;提取最佳期望值并设计控制器,利用Lyapunov方法进行闭环稳定性验证。仿真分析可知,所搭建的观测器扰动估计值与理论实际值误差在0.01%以内,且本文方法与PID控制相比过氧比跟踪最佳期望值响应时间提高了6.9%,最大净功率输出值提高0.2%,阴极压力响应时间相比提高了60%。由结果可得,本文策略在负载变化时可以有效的控制供气系统过氧比跟踪最佳期望值并输出最大净功率,能够准确、迅速的估计阴极压力,能够较好的估计扰动,具有较强的抗干扰能力。 展开更多
关键词 燃料电池供气系统 串联型滑模控制 过氧比 抗干扰
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基于模型预测控制的水冷型燃料电池冷却系统研究 被引量：15
4
作者 陈飞 罗仁宏 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2021年第7期8-13,共6页
针对传统温度控制方法在水冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)冷却系统中应用时出现温度波动较大、调控时间长、能耗高等问题,以某款氢燃料电池冷却系统为研究对象,利用一维软件搭建氢燃料电池冷却系统计算模型,并对标台架试验,验证了计算... 针对传统温度控制方法在水冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)冷却系统中应用时出现温度波动较大、调控时间长、能耗高等问题,以某款氢燃料电池冷却系统为研究对象,利用一维软件搭建氢燃料电池冷却系统计算模型,并对标台架试验,验证了计算模型的可靠性。在此基础上,设计开发模型预测控制器,经计算分析可得,相比于原有PID控制器,采用模型预测控制(MPC)策略的PEMFC温控能力更强,温度波动明显得到改善,同时降低了氢燃料电池冷却系统的能量消耗。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 冷却系统 模型预测控制策略 PID控制策略 温控能力
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燃料电池汽车混合动力系统构型研究 被引量：15
5
作者 秦孔建 高大威 +1 位作者 卢青春 金振华 《汽车技术》 北大核心 2005年第4期24-27,共4页
概述了氢燃料电池汽车的基本动力系统结构,分析了不同结构型式的燃料电池混合动力系统的优缺点和性能差异,讨论了燃料电池混合动力系统的选型与设计过程中涉及到的一些关键技术要点,最后给出试验结果并针对燃料电池混合动力系统的开发... 概述了氢燃料电池汽车的基本动力系统结构,分析了不同结构型式的燃料电池混合动力系统的优缺点和性能差异,讨论了燃料电池混合动力系统的选型与设计过程中涉及到的一些关键技术要点,最后给出试验结果并针对燃料电池混合动力系统的开发提出了一些有指导意义的建议。 展开更多
关键词 燃料电池汽车 混合动力系统 构型
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基于故障树的燃料电池冷却系统故障诊断 被引量：6
6
作者 明宏 全睿 《武汉理工大学学报（信息与管理工程版）》 CAS 2012年第5期577-580,共4页
从燃料电池发动机冷却系统的组成结构和工作原理出发,分析了其故障机理,建立了冷却系统几种典型故障的故障树模型并进行了定性分析。实际应用结果表明,所建立的故障树模型是可行和实用的,所采用的方法可为燃料电池发动机冷却系统的在线... 从燃料电池发动机冷却系统的组成结构和工作原理出发,分析了其故障机理,建立了冷却系统几种典型故障的故障树模型并进行了定性分析。实际应用结果表明,所建立的故障树模型是可行和实用的,所采用的方法可为燃料电池发动机冷却系统的在线和离线故障诊断与维护提供便利。 展开更多
关键词 燃料电池发动机 冷却系统 故障树 故障诊断
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微生物燃料电池型厌氧堆肥系统处理脱水污泥 被引量：2
7
作者 于航 姜珺秋 +2 位作者 赵庆良 黄更 王琨 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1045-1051,共7页
针对脱水污泥厌氧堆肥周期长的问题，构建微生物燃料电池型厌氧堆肥系统（ microbial fuel cell-anaerobic com-posting， MFC-AnC），在厌氧堆肥（ anaerobic composting， AnC）的基础上利用生物产电加速污泥降解的同时回收电能．采... 针对脱水污泥厌氧堆肥周期长的问题，构建微生物燃料电池型厌氧堆肥系统（ microbial fuel cell-anaerobic com-posting， MFC-AnC），在厌氧堆肥（ anaerobic composting， AnC）的基础上利用生物产电加速污泥降解的同时回收电能．采用电化学方法考察MFC-AnC系统运行性能，系统运行35 d，获得开路电压0．84 V，最大功率密度5．3 mW/m3，内阻80Ω．通过对MFC-AnC系统运行期间污泥理化性质的分析发现，生物产电可促进AnC系统中污泥的减容效果，脱水污泥含水率由88％降至82．3％．MFC-AnC系统中脱水污泥SCOD含量高于AnC系统，VS/TS值略低于AnC系统，说明生物产电可以促进脱水污泥水解和对可生化降解有机物的利用，加速污泥的减量．系统运行15～20d，污泥中SCOD、溶解性碳水化合物和蛋白质溶出效果最好，VS的利用率最高，生物产电加速污泥有机物利用的效果最明显． 展开更多
关键词 微生物燃料电池型厌氧堆肥系统( MFC-AnC) 脱水污泥 有机物降解 生物产电
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燃料电池轿车动力系统线性二次型最优控制研究 被引量：2
8
作者 贠海涛 孙泽昌 +1 位作者 万钢 赵玉兰 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期112-116,共5页
建立了包括燃料电池发动机、电机及其控制器、动力蓄电池组在内的燃料电池轿车动力系统的动态数学模型,根据系统的噪声特性,将动力系统线性二次型最优控制问题归结为线性二次型高斯问题,并建立了考虑随机干扰的燃料电池轿车动力系统线... 建立了包括燃料电池发动机、电机及其控制器、动力蓄电池组在内的燃料电池轿车动力系统的动态数学模型,根据系统的噪声特性,将动力系统线性二次型最优控制问题归结为线性二次型高斯问题,并建立了考虑随机干扰的燃料电池轿车动力系统线性二次型最优动力控制算法。离线仿真和实车转鼓试验证明,该算法能够充分考虑动力系统主要部件的动力性和经济性,具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 燃料电池轿车 动力系统 建模 线性二次型最优控制
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基于Simscape的质子交换膜燃料电池冷却系统建模与温度控制策略 被引量：4
9
作者 王星 孙俊 +1 位作者 陈宁芳 闫立 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期857-869,共13页
为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)冷却系统模型精度且能够方便有效地对其实现控制,提出基于Simulink/Simscape构建膨胀水箱、冷却液循环泵、散热器等关键冷却系统模块,对燃料电池冷却系统进行物理建模仿真;水冷型燃料电池电堆的温度... 为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)冷却系统模型精度且能够方便有效地对其实现控制,提出基于Simulink/Simscape构建膨胀水箱、冷却液循环泵、散热器等关键冷却系统模块,对燃料电池冷却系统进行物理建模仿真;水冷型燃料电池电堆的温度与冷却液出入堆温差主要受散热器的空气流量与循环水的流量影响,针对空气流量与循环水流量存在强耦合关系,提出了冷却液流量跟随电流控制,线性自抗扰控制空气流量的联合控制策略,实现了散热风扇和循环水泵控制的解耦;为保证控制策略的有效性,减少整定参数的工作量,提出了精英遗传算法优化ADRC(自抗扰控制)参数的方法,优化后的控制策略应对输入有扰动时,系统的最大超调量仅有1.23%且能在30 s内再次达到稳定,因此能够对燃料电池电堆温度实现有效控制。仿真结果表明通过优化后的控制策略在无干扰或有白噪声干扰的阶跃负载电流影响下,都能够对电堆温度与冷却液温差实现有效控制,具有很强的鲁棒性与抗干扰能力。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 冷却系统模型 流量跟随 自抗扰控制 遗传算法优化
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燃料电池混合动力系统构型和控制方法研究 被引量：12
10
作者 郭斌 秦孔建 +1 位作者 卢青春 高大威 《汽车科技》 2006年第3期10-14,共5页
介绍了四种燃料电池混合动力系统构型及电压控制和电流控制两种控制方式,并对控制的结果进行了比较, 得到了电流控制方式更有利于对燃料电池和辅助动力源装置进行功率分配的结论,选取了合适的驾驶循环,在动态试验台架上对四种构型进行... 介绍了四种燃料电池混合动力系统构型及电压控制和电流控制两种控制方式,并对控制的结果进行了比较, 得到了电流控制方式更有利于对燃料电池和辅助动力源装置进行功率分配的结论,选取了合适的驾驶循环,在动态试验台架上对四种构型进行了试验研究,通过对燃料经济性、驾驶循环动力性以及动力系统控制策略的实现效果等方面的综合比较,得出了构型C综合性能较好的结论。 展开更多
关键词 燃料电池 混合动力系统 构型 控制
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燃料电池无人机热管理方案性能对比分析
11
作者 申丽艳 李韦康 +2 位作者 王聪 黄洪雁 秦江 《新技术新工艺》 2025年第2期54-63,共10页
质子交换膜燃料电池(PEMFC)因其高转换效率,成为提升无人机(UAV)续航时间的有效手段,但其高效安全运行仍需依赖精准的热管理方案。由于无人机受限于散热面积及轻量化设计要求,通常采用空冷技术对系统进行冷却。然而,高功率运行下,空冷... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)因其高转换效率,成为提升无人机(UAV)续航时间的有效手段,但其高效安全运行仍需依赖精准的热管理方案。由于无人机受限于散热面积及轻量化设计要求,通常采用空冷技术对系统进行冷却。然而,高功率运行下,空冷效率显著下降,此时需转向液冷技术。液冷效率虽高,却会增加无人机质量,影响运行性能。旨在探索1~10 kW范围内PEMFC在无人机应用中的最佳热管理方案,平衡轻量化与效率,优化PEMFC在无人机中的应用,实现长续航与高效运行。通过建立PEMFC热管理系统模型,分析产热及散热特性,建立综合评价指标,筛选不同功率下的热管理方案。结果显示,当系统功率低于8 kW时,空冷热管理经济高效;当系统功率高于8 kW时,水冷热管理更满足高效长寿命需求。 展开更多
关键词 无人机 燃料电池系统 热管理 空气冷却 液体冷却 效率 续航时间
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燃料电池系统温度及空气化学计量比影响研究 被引量：1
12
作者 叶遥立 毛正松 +2 位作者 刘兵 李嫣然 黄延楷 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第6期1042-1047,共6页
研究了电堆入口冷却液温度、空气化学计量比对于燃料电池系统发电性能的影响。结果表明:在中高功率(57%以上)条件下,燃料电池系统效率与冷却液温度相关,随温度上升而上升,66℃以上保持不变,优化冷却液温度可以提升1.0%的系统效率。但在... 研究了电堆入口冷却液温度、空气化学计量比对于燃料电池系统发电性能的影响。结果表明:在中高功率(57%以上)条件下,燃料电池系统效率与冷却液温度相关,随温度上升而上升,66℃以上保持不变,优化冷却液温度可以提升1.0%的系统效率。但在低功率(14%以下)条件下,温度的影响不显著。提升空气化学计量比降低了燃料电池系统发电效率,相比最高效率下降了3.8%,但提高了单体电压一致性,显著影响最低单体电压及最大单体电压均低差值。可依据最大单体电压均低差值判断最优空气化学计量比。 展开更多
关键词 燃料电池系统 系统效率 冷却液温度 空气化学计量比 单体电压一致性
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美国联合技术公司最新一代PureCell-400型磷酸燃料电池供电系统
13
作者 贾旭平 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期359-362,共4页
2011年2月,美国联合技术公司（UTC）宣布最新一代固定式磷酸燃料电池PureCell-400已实地运行100 000小时,取得里程碑式的成就（图1为PureCell-400型燃料电池外型图）。PureCell-400系统由空气处理系统、供电系统、电力系统模块、热管理... 2011年2月,美国联合技术公司（UTC）宣布最新一代固定式磷酸燃料电池PureCell-400已实地运行100 000小时,取得里程碑式的成就（图1为PureCell-400型燃料电池外型图）。PureCell-400系统由空气处理系统、供电系统、电力系统模块、热管理与水处理系统、燃料处理系统、冷却模块组成并实现远程监控。 展开更多
关键词 磷酸燃料电池 供电系统 400型 技术 美国 空气处理系统 水处理系统 系统模块
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燃料电池汽车PCU冷却系统设计
14
作者 涂超群 张玲莉 《佳木斯职业学院学报》 2017年第8期497-497,共1页
本文对燃料电池汽车提出一种PCU冷却系统的设计方案。该方案能更加有效地降低燃料电池汽车PCU内部发热量较大的电子器件温度,从而保证燃料电池汽车能够持久、可靠、稳定地正常工作。
关键词 燃料电池汽车 PCU DCDC变换器 冷却系统
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低温型燃料电池混合发电系统的半物理仿真
15
作者 田玉冬 邹海荣 《上海电机学院学报》 2010年第1期12-16,共5页
针对低温型燃料电池运行状态对电池性能和寿命的影响,建立了基于机理的质子交换膜燃料电池的电气模型,给出了采用电化学方程的质子交换膜燃料电池半物理混合发电系统电气特性的模型结构、优化、仿真和实验,为低温型燃料电池混合发电系... 针对低温型燃料电池运行状态对电池性能和寿命的影响,建立了基于机理的质子交换膜燃料电池的电气模型,给出了采用电化学方程的质子交换膜燃料电池半物理混合发电系统电气特性的模型结构、优化、仿真和实验,为低温型燃料电池混合发电系统的研究提供了一个实际工程应用模型。 展开更多
关键词 低温型燃料电池 混合发电系统 半物理
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车用25kW燃料电池冷却水系统Fuzzy-PID控制器的研究 被引量：5
16
作者 向金凤 全书海 《华中师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期179-182,共4页
针对质子交换膜燃料电池冷却系统的复杂性,在综合模糊控制器和PID控制器的基础上,提出了一种适合燃料电池冷却系统的Fuzzy-PID控制器复合控制系统.实验证明该控制系统能比普通PID控制器更好地自动适应燃料电池复杂环境的变化.
关键词 燃料电池 冷却水系统 FUZZY-PID控制器
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氢燃料电池汽车冷却系统流量分配台架研究
17
作者 蒋燕青 《上海汽车》 2017年第6期3-5,15,共4页
阐述了氢燃料电池汽车散热的难点,并说明了散热部件多导致各散热部件串并联连接,需要进行流量分配。重点介绍了冷却系统中流量分配的台架测试方法,对氢燃料电池车冷却系统的设计和测试分析具有重要指导意义。
关键词 氢燃料电池汽车 冷却系统 流量分配
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PEMFC燃料电池冷却系统节温器仿真设计及预测 被引量：2
18
作者 夏全刚 高源 章桐 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第9期1013-1016,共4页
质子交换膜燃料电池冷却系统的温度管理对发动机至关重要,节温器管理系统的大小循环切换及系统的快速升温,涉及分流和合流模式。针对30 kW的燃料电池系统,优化设计了零部件,搭建了冷却系统的仿真模型,并通过实验验证了其准确性,分流模式... 质子交换膜燃料电池冷却系统的温度管理对发动机至关重要,节温器管理系统的大小循环切换及系统的快速升温,涉及分流和合流模式。针对30 kW的燃料电池系统,优化设计了零部件,搭建了冷却系统的仿真模型,并通过实验验证了其准确性,分流模式下,电堆出口的误差在0.8%左右,温度震荡时间误差在5%左右,大小循环切换时的最高温度误差在0.7%左右,合流模式下温度波动较小。通过仿真平台研究了节温器分流与合流对冷却系统温度的影响,基于仿真模型,预测了不同外界环境、不同开度的节温器对冷却系统大小循环切换和进入大循环时的影响。通过此模型,可以校验零部件的选型、匹配,优化、指导控制策略。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 冷却系统 节温器
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质子交换膜燃料电池堆冷却系统研究进展 被引量：4
19
作者 秦彦周 曹世博 +2 位作者 刘国坤 刘艳红 刘玉文 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2021年第11期1-14,共14页
温度对质子交换膜(PEM)燃料电池的性能与寿命至关重要,综述了近年来PEM燃料电池冷却系统的设计与研究进展。研究表明:单相液体冷却是最常见的大功率燃料电池堆冷却方式,基于相变原理的新型冷却方式展现出了巨大应用潜力;冷却系统与其他... 温度对质子交换膜(PEM)燃料电池的性能与寿命至关重要,综述了近年来PEM燃料电池冷却系统的设计与研究进展。研究表明:单相液体冷却是最常见的大功率燃料电池堆冷却方式,基于相变原理的新型冷却方式展现出了巨大应用潜力;冷却系统与其他系统或部件综合集成管理有助于简化系统结构和提高能量利用率;燃料电池作为非线性耦合系统,传统控制策略很难使其在短时间内达到稳定,采用多种控制策略协同工作可实现更好的控制效果。 展开更多
关键词 燃料电池 冷却系统 冷却液 能量管理 控制策略
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基于一体式再生燃料电池的并网型微电网系统建模及分析 被引量：2
20
作者 颜玉林 张籍 +5 位作者 刘洋 郭文瑞 李平安 迟赫天 杨萌 邱殿凯 《广东电力》 2023年第9期43-50,共8页
一体式再生燃料电池(unitized regenerative fuel cell,URFC)是一种集成了燃料电池发电与电解水制氢于一体的电化学装置,与风力、光伏发电相结合后,在并网型微电网系统中具有广阔的应用前景。为此,提出结合URFC、风电机组、光伏机组和... 一体式再生燃料电池(unitized regenerative fuel cell,URFC)是一种集成了燃料电池发电与电解水制氢于一体的电化学装置,与风力、光伏发电相结合后,在并网型微电网系统中具有广阔的应用前景。为此,提出结合URFC、风电机组、光伏机组和传统电网的并网型微电网系统模型,并采用净现值作为衡量系统投资合理性的经济指标。以湖北地区某工业园区为研究对象,提出氢电供应因子用于协调并网型微电网系统的能源调度,并通过粒子群优化算法对系统进行设备容量优化和投资评估。结果表明:并网型微电网系统存在最优系统容量配置,当氢电供应因子为0.8时,微电网系统的净现值为最大值,具有良好的投资可行性。 展开更多
关键词 绿氢 一体式再生燃料电池 并网型微电网系统 净现值 系统容量
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