电机系统短路的识别方法、设备和计算机可读存储介质与流程

本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种电机系统短路的识别方法、设备和计算机可读存储介质。

背景技术：

随着电池及电力电子技术的进步新能源汽车得到了飞速发展，车辆的功能复杂性日益提高，安全、环保、节能方面的法规要求日益严格，舒适、灵活、个性化的客户需求千差万别。

电机控制器输出相与机壳短路或者电机绕组绝缘异常，通常利用功率的改变来识别控制器是否异常。具体是在运行前通过逆变器开关动作，使电源、线缆、开关管、电机绕组、机壳(地)构成回路，检测绕组是否有电流来判断是否输出短地。

上述是利用电机控制器电源电位参考点是机壳(地)来识别的，区别于新能源汽车的高压电池供电系统。

为了适应新能源汽车安规需求及改善系统电磁兼容(emc)性，通常在高压动力电池正极和车身以及高压动力电池负极和车身之间串接y电容，以滤除共模干扰信号。正常工作时y电容通过的电流很小，为了适应成本和体积需求，通常y电容承受标称电流很小。当逆变器交流侧其中一相发生短机壳或者电机一相绕组绝缘异常，电机控制器由电池、母线电容、开关管、电机构成功率回路变为由电池、母线电容、开关管、电机、y电容、机壳(地)构成功率回路。从而在y电容中形成振荡电流，但电机控制器或者整车无法检测到该故障，长时间大电流会烧毁y电容、保险丝、霍尔等器件。

针对输出单相对地短路故障检测主要有硬件检测装置、软件检测法。硬件典型方法为，在y电容支路串接感应装置或者检测y电容电压变化或者检测输出侧的特征量来实现故障检测。软件典型方法为，采用电机控制器输出三相电流不平衡方法。

目前，现有技术存在的问题是:

第一，现有技术中的硬件检测装置，需要通过增加带宽或者提高采样频率等手段实现检测，硬件方案虽然可靠性高，无论是增加带宽还是提高采样频率会增加成本。

第二，软件检测法中，电机控制器三相电流不平衡方法，现有方案都是固定阈值，未考虑整车运行状态，对于阈值设置要求很高，很容易出现误报、漏报现象，具体地，三相电流不平衡是车辆在运行中进行实时检测的方案，但是因为其阈值相对较为固定，不能适应工况变化特点，在某些工况容易误报，比如大转矩工况，某些工况容易漏报，比如低电压小转矩工况。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种电机系统短路的识别方法、设备和计算机可读存储介质，旨在解决如何才能够有效地识别出由于短路故障造成新能源汽车的电机控制器工作异常的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种电机系统短路的识别方法，所述电机系统包括逆变器及电机；所述逆变器包括n个桥臂，且每一桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述电机包括n个电机绕组，且所述n个电机绕组与所述n个桥臂一一对应连接，所述n为正整数，其特征在于，所述方法包括：

向所述逆变器中的n个桥臂的控制端输入预设脉冲信号，导通任意一个或者多个第一开关管；关断所述导通的第一开关管；导通全部的所述第二开关管；关断全部的所述第二开关管，形成一个开关周期，

在所述开关周期内检测所述电机绕组的电流，并根据检测获得的电流值与预设的电流阈值比较，判断所述电机系统是否存在短地。

优选地，在经过一个所述开关周期后并初步判断所述电机系统未短地的状态下，当所述第一开关管未被全部导通时，在后续开关周期中关断被导通的所述第一开关管，再次判断所述电机系统是否存在短地。

优选地，在某一开关周期内确认所述电机系统存在短地的状态下，如果在该开关周期内的所述第一开关管为多个导通时，再次循环多个开关周期，并在后续每个开关周期中仅将未导通的所述第一开关管导通，直至确认短地所处的相位。

优选地，所述的在后续每个开关周期中仅将未导通的所述第一开关管导通，包括：在每个开关周期中逐步缩小未导通的所述第一开关管的范围。

优选地，在预设的m个预设脉冲信号内，在所述检测获得的电流值连续大于所述电流阈值的次数达到预设次数阈值时，判定所述电机系统存在短地相，所述m为大于1的正整数。

优选地，在预设的m个所述预设脉冲信号内，当所述检测获得的电流值连续大于所述预设电流阈值的次数达到预设次数阈值时，判定所述电机系统存在短地。

优选地，在预设的m个所述预设脉冲信号内，在所述检测获得的电流值大于所述预设电流阈值时，判定所述电机系统预短地；

统计所述电机系统在连续的所述预设脉冲信号作用下的出现预短地的次数；

在所述预短地的出现次数大于预设次数阈值时，判定短地位置位于未被导通的所述第一开关管所在相。

优选地，所述预设脉冲信号包括第一预设脉冲信号和第二预设脉冲信号，所述第一预设脉冲信号用于控制桥臂的第一开关管按第一预设方式导通、第二开关管按第一预设方式关断，所述第二预设脉冲信号用于控制桥臂的第二开关管按第二预设方式导通、第一开关管按第二预设方式关断。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种电机系统短路识别设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的电机系统工作异常方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出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，实现如上所述的电机系统短路的识别方法的步骤。

本发明的有益效果:本发明的电机系统短路的识别方法、设备和计算机可读存储介质，通过向所述逆变器中的n个桥臂的控制端输入预设脉冲信号，导通任意一个或者多个第一开关管；关断所述导通的第一开关管；导通全部的所述第二开关管；关断全部的所述第二开关管，形成一个开关周期；最后在所述开关周期内检测所述电机绕组的电流，并根据检测获得的电流值与预设的电流阈值比较，判断所述电机系统是否存在短地，进而能够准确有效地识别出由于短路故障造成新能源汽车的电机控制器工作异常，并能确定故障短地点位置范围，且不需要增加硬件成本。

附图说明

图1为本发明的一种电机系统短路的识别方法的一流程示意图；

图2为本发明提供的电机系统短路的识别方法的电路原理示意图；

图3为本发明实施例中的预设脉冲信号的波形示意图；

图4a为本发明的一种电机系统故障检测方法的又一流程示意图；

图4b为本发明的一种电机系统故障检测方法的流程逻辑图；

图5为本发明的一实施例中方式一的开关状态示意图；

图6为本发明的一实施例中方式二的开关状态示意图；

图7为本发明电机系统为三相电机系统时，逆变器在预设脉冲信号作用下的各个桥臂开关管的状态示意图；

图8为本发明一实施例中的电机系统短路的识别方法设备的示意简框图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为解决上述技术问题，本实施例提出一种电机系统短路的识别方法，参照图1，图1为本发明一实施例中一种电机系统短路的识别方法的流程示意图，该方法可应用于新能源汽车的电机运行过程的实时场景中。

本实施例中，对应图2所示的结构框图，所述电机系统包括电机控制器及电机；所述电机控制器包括逆变器，所述逆变器包括n个桥臂，所述n为正整数，且每一桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述电机包括n个电机绕组，且所述n个电机绕组与所述n个桥臂一一对应连接；

可理解的是，本发明的第一开关管为上桥臂(下桥臂)开关管，第二开关管为下桥臂(上桥臂)开关管。

如图2所示为新能源汽车动力系统结构框图，如图2所示为新能源汽车动力系统结构框图，包括动力电池1、pn线缆、emc滤波单元3、母线支撑电容4、逆变桥5、ac霍尔6、ac线缆7(这里的ac线缆7由图2中线缆71、线缆72…线缆7n组成)、电机8、车身9。其中pn线缆由母线正线缆21、母线负线缆22组成。emc滤波单元3由母线正侧y电容31、母线负侧y电容32、y电容接地端33组成，其中y电容为安规电容。逆变桥5由电机控制器外壳51、上桥开关管52、下桥开关管53、输出端口54、电机控制器外壳接地端55组成，其中由上桥开关管52、下桥开关管53分别由n个开关管组成(n≥2)，上桥开关管52编号依次为521到52n，下桥开关管53编号依次为531到53n；其中输出端口54由n个输出端子组成，编号依次为541到54n。ac线缆7由n条线缆组成，一端接逆变桥5输出端口54、一端接电机8端口83，编号依次为831到83n。电机8由电机外壳81、绕组、电机端口83、电机外壳接地端84组成，其中绕组82分为n相，编号依次为821到82n；其中电机端口83由n个端子组成，编号依次为831到83n。y电容接地端33、电机控制器外壳51接地端55、电机外壳81接地端84分别连接到车身9。

图2具体地连接方式为：动力电池1正极连接母线正线缆21，动力电池1负极连接母线负线缆22。母线正侧y电容31两端分别连接母线正线缆21和车身9，母线负侧y电容32两端分别连接母线负线缆22和车身9。母线支撑电容4两端分别连接母线正线缆21和母线负线缆22。逆变桥5上桥52的集电极c共同连接到母线正线缆21上，逆变桥5下桥53的发射极e共同连接到母线负线缆22上，逆变桥5上桥52的发射极e、逆变桥5下桥53的集电极c、ac线缆7分别一一对应接到一起。ac线缆7一端对应连接于逆变桥5的输出端口54，另一端对应连接于电机端口83。霍尔6依次跨接于ac线缆7。

其中，动力电池1负责提供电能和回馈存储电能。pn线缆负责连接动力电池1和逆变桥5，作为电能传输的路径。y电容(31、32)为系统共模干扰提供低阻抗路径。母线支撑电容4起到平滑母线电压、存储能量、为逆变桥5提供最小路径作用。逆变桥5作用是将直流电变换成交流电，用来驱动电机8，或者交流电变换成直流电，用来将电机8产生的能量回馈到动力电池1。霍尔6作用是采样输出绕组中电流，用于逆变桥5的控制。ac线缆7负责连接逆变桥5和电机8，为电能传输提供路径。电机8实现能量转换转置，将电能转换成机械能或者将机械能转换成电能。车身9用于安装动力总成设备，并起到电气连接作用。

基于图2所示的电路结构，本实施例的电机系统短路的识别方法包括：

步骤s10：向所述逆变器中的n个桥臂的控制端输入预设脉冲信号，导通任意一个或者多个第一开关管；关断所述导通的第一开关管；导通全部的所述第二开关管；关断全部的所述第二开关管，形成一个开关周期；

需要说明的是，参考图3，所述预设脉冲信号包括第一预设脉冲信号和第二预设脉冲信号，所述第一预设脉冲信号用于控制桥臂的第一开关管按第一预设方式导通、第二开关管按第一预设方式关断，所述第二预设脉冲信号用于控制桥臂的第二开关管按第二预设方式导通、第一开关管按第二预设方式关断。

本实施例可分为两种开关方式：即(方式一)在所述第一开关管为上桥开关管时，所述第二开关管为下桥开关管；(方式二)在所述第一开关管为下桥开关管时，所述第二开关管为上桥开关管；

在具体实现中，逆变器持续若干个开关周期，在每个开关周期内任意i个桥臂的第一开关管和全部桥臂的第二开关管互补动作，i为正整数且1≤i≤n-1。

步骤s20：在所述开关周期内检测所述电机绕组的电流，并根据检测获得的电流值与预设的电流阈值比较，判断所述电机系统是否存在短地。

在具体实现中，会检测各个电机绕组的电流，本实施例在检测各个电机绕组的电流的步骤中，会优选地执以下子步骤：

子步骤s21：检测所述n个桥臂中除所述i个桥臂之外的桥臂对应的电机绕组的电流，将检测获得的电流值与预设电流阈值进行比较；

如果比较结果有两种情况，分别对应子步骤s22和子步骤s23：

子步骤s22：在预设的m个预设脉冲信号内(所述m为大于1的正整数)，在所述检测获得的电流值连续大于所述预设电流阈值的次数达到预设次数阈值时，判定所述电机系统存在短地相；并输出短地信号；

具体地，结合图4a和图4b(图4b是以三相电机系统uvw相为例的信号逻辑图)，在预设的m个预设脉冲信号内，在所述检测获得的电流值大于所述预设电流阈值时，判定所述电机系统预短地；统计所述电机系统在连续的所述预设脉冲信号作用下的出现预短地的次数；在所述预短地的出现次数大于预设次数阈值时，判定短地位置位于未被导通的所述第一开关管所在相。

需要说明的是，参考图4b，这里的“预短地”的意思表示所述电机系统可能会发生短地；本实施例在具体实现中，如果出现“预短地”的次数达到一个预设的次数，即预设次数阈值nit；在超过阈值情况下连续积累nit＝m次报出短地故障，就表明所述电机系统必定发生短地现象。本实施例(预短地的)预设次数阈值nit为10次，在超过阈值情况下积累10次才报出短地故障。

子步骤23：在预设的m个预设脉冲信号内，在所述检测获得的电流值连续大于所述预设电流阈值的次数未达到预设次数阈值时，输出电机系统未短地信号。

进一步地，在所述检测所述电机绕组的电流的步骤之后，若根据检测获得的电流值判断所述电机系统不存在短地相(即子步骤23的情况)，即在经过一个所述开关周期后并初步判断所述电机系统未短地的状态下，当所述第一开关管未被全部导通时，在后续开关周期中关断被导通的所述第一开关管，再次判断所述电机系统是否存在短地，具体执行以下步骤：

步骤s30：持续若干个开关周期，在每个开关周期内，所述逆变器中剩余n-i个桥臂的第一开关管中任意j个第一开关管和所述逆变器中全部n个桥臂的第二开关管互补动作；其中，j为正整数且满足1≤j＜n-i；

“所述逆变器中剩余n-i个桥臂的第一开关管中任意j个第一开关管和所述逆变器中全部n个桥臂的第二开关管互补动作”的步骤在具体实现中的过程为：向所述j个桥臂输入所述第一预设脉冲信号，以及向所述逆变器的全部桥臂输入所述第二预设脉冲信号，检测所述j个桥臂对应的电机绕组的电流，并根据检测获得的电流值判断所述电机系统是否存在短地相。

可理解的是，本实施例可以将步骤s10到步骤s20的阶段称之为本发明电机系统短路的识别方法的阶段1；将步骤s30称之为本发明电机系统短路的识别方法的阶段2。

需要说明的是，本方案的实现过程不论是在上述阶段1还是在上述阶段2，在某一开关周期内确认所述电机系统存在短地的状态下，如果在该开关周期内的所述第一开关管为多个导通时，再次循环多个开关周期，并在后续每个开关周期中仅将未导通的所述第一开关管导通，直至确认短地所处的相位。并且，所述的在后续每个开关周期中仅将未导通的所述第一开关管导通，包括：在每个开关周期中逐步缩小未导通的所述第一开关管的范围。

为了更好地说明本方案的实施方式，以下分阶段地分别对开关方式一和开关方式二进行具体说明：

方式一：阶段1，持续n11个开关周期，在每个开关周期内任意i个桥臂上桥和全部桥臂下桥互补动作；阶段2，持续n12个开关周期，在每个开关周期内剩余n-i上桥中任意j个上桥和全部桥臂下桥互补动作。

方式二：阶段1，持续n21个开关周期，在每个开关周期内任意i个桥臂下桥和全部桥臂上桥互补动作；阶段2，持续n22个开关周期，在每个开关周期内剩余n-i下桥中任意j个下桥和全部桥臂上桥互补动作。

其中n≥2，i为正整数并满足1≤i≤n-1，j为正整数并满足1≤j＜n-i，n11、n12、n21、n22分别为正整数。

具体地，为了更好地说明本方案的实施方式，如图3所示，在一个开关周期内共执行4种开关状态，其中状态1为上桥开关导通，状态3为下桥开关导通，状态2和状态4为死区。

为了方便说明，动力系统只保留逆变器5，如图5(图5为方式一的开关状态示意图)、图6(图6为方式二的开关状态示意图)所示。每种方式分为两个阶段，每个阶段执行若干开关周期。

方式一，阶段1以逆变桥5中第1、2、3桥臂为例，阶段2以逆变桥5中第8、9桥臂为例，如图5所示。阶段1在一个开关周期内首先保持状态1，对应1、2、3桥臂上桥处于导通状态；其次保持状态2，逆变器所有桥臂处于关闭状态；然后保持状态3，逆变器所有下桥臂处于导通状态；最后保持状态4，逆变器所有桥臂处于关闭状态；上述阶段1作用n11个开关周期。阶段2在一个开关周期内首先保持状态1，对应8、9桥臂上桥处于导通状态；其次保持状态2，逆变器所有桥臂处于关闭状态；然后保持状态3，逆变器所有下桥臂处于导通状态；最后保持状态4，逆变器所有桥臂处于关闭状态；上述阶段2作用n12个开关周期。每个开关周期的载频为恒定值，也可以为变化值；每个开关周期的占空比为恒定值，也可以为变化值。

方式二，阶段1以逆变桥5中第3、4桥臂为例，阶段2以逆变桥5中第6桥臂为例，如图6所示。阶段1在一个开关周期内首先保持状态1，逆变器所有上桥臂处于导通状态；其次保持状态2，逆变器所有桥臂处于关闭状态；然后保持状态3，对应3、4桥臂下桥处于导通状态；最后保持状态4，逆变器所有桥臂处于关闭状态；上述阶段1作用n21个开关周期。阶段2在一个开关周期内首先保持状态1，逆变器所有上桥臂处于导通状态；其次保持状态2，逆变器所有桥臂处于关闭状态；然后保持状态3，对应6桥臂下桥处于导通状态；最后保持状态4，逆变器所有桥臂处于关闭状态；上述阶段2作用n22个开关周期。每个开关周期的载频为恒定值，也可以为变化值；每个开关周期的占空比为恒定值，也可以为变化值。

电机控制器输出未短地或者电机绝缘未异常时，通过上述开关作用，电机绕组没有电流或者电流很小。电机控制器输出短地或者电机绝缘异常时，通过上述开关作用，电机绕组中产生较大的电流。通过霍尔检测电流与阈值对比进行识别电机控制器异常。

在具体实现中，绕组电流阶段检测方式为：

(1)上述方式一阶段1

当输出对地短路对应桥臂在1、2、3桥臂中时，绕组中无法形成续流电流，因此不利于电流检测；当输出对地短路对应桥臂在4、5、……、n桥臂中时，可在绕组中形成续流电流，因此可以检测绕组中电流。

(2)上述方式一阶段2

当输出对地短路对应桥臂在8、9桥臂中时，绕组中无法形成续流电流，因此不利于电流检测；

当输出对地短路对应桥臂在除8、9之外桥臂中时，可在绕组中形成续流电流，因此可以检测绕组中电流。

(3)上述方式二阶段1

当输出对地短路对应桥臂在3、4桥臂中时，绕组中无法形成续流电流，因此不利于电流检测；

当输出对地短路对应桥臂在除3、4之外桥臂中时，可在绕组中形成续流电流，因此可以检测绕组中电流。

(4)上述方式二阶段2

当输出对地短路对应桥臂在6桥臂中时，绕组中无法形成续流电流，因此不利于电流检测；

当输出对地短路对应桥臂在除6之外桥臂中时，可在绕组中形成续流电流，因此可以检测绕组中电流。

进一步地，为了更好地说明本方案的实施方式，下面以所述电机系统为三相电机系统为例进行说明，所述三相电机系统的逆变器包括u相桥臂、v相桥臂和w相桥臂；所述任意i个桥臂由u相桥臂组成；n＝3为例对实施例进行说明，分别对应桥臂为uvw相，以u相上桥和全部下桥、w相上桥和全部下桥互补开关动作为例，如图7所示。开关频率fs为12khz，占空比d为0.5恒定值，每个阶段执行50开关周期，每个开关周期内有四种状态。其中阶段1状态1为开u相上桥导通，状态3为uvw相下桥导通，状态2和状态4为死区(全部桥臂断开)；阶段2状态1为开w相上桥导通，状态3为uvw相下桥导通，状态2和状态4为死区(全部桥臂断开)。

阶段1具体地步骤为：

向所述u相桥臂输入所述第一预设脉冲信号，并向所述v相桥臂和w相桥臂输入所述第二预设脉冲信号，检测所述v相桥臂和w相桥臂对应的电机绕组的电流；

在预设的m个预设脉冲信号内，在检测获得的所述v相桥臂和w相桥臂对应的电流值连续大于所述预设电流阈值的次数达到预设次数阈值时，判定所述v相桥臂和w相桥臂存在短地相。

可理解的是，本实施例以方式一为例进行说明，阶段1以u相上桥和全部下桥为例，可以识别vw相对应输出短地。

阶段2具体地步骤为：

向所述w相桥臂输入所述第一预设脉冲信号，并向所述u相桥臂和v相桥臂输入所述第二预设脉冲信号，检测所述u相桥臂和v相桥臂对应的电机绕组的电流；

在预设的m个预设脉冲信号内，在检测获得的所述u相桥臂和v相桥臂对应的电流值连续大于所述预设电流阈值的次数达到预设次数阈值时，判定所述v相桥臂对应的相线为所述电机系统的短地相；

可理解的是，本实施例以方式一为例进行说明，阶段2以w相上桥和全部下桥为例，可以识别uv相对应输出短地。

或

向所述v相桥臂输入所述第一预设脉冲信号，并向所述u相桥臂和w相桥臂输入所述第二预设脉冲信号，检测所述u相桥臂和w相桥臂对应的电机绕组的电流；

在预设的m个预设脉冲信号内，在检测获得的所述u相桥臂和w相桥臂对应的电流值连续大于所述预设电流阈值的次数达到预设次数阈值时，判定所述w相桥臂对应的相线为所述电机系统的短地相。

可理解的是，本实施例以方式一为例进行说明，阶段2以v相上桥和全部下桥为例，可以识别uw相对应输出短地。

本实施例的有益效果在于：向所述逆变器中的n个桥臂的控制端输入预设脉冲信号，导通任意一个或者多个第一开关管；关断所述导通的第一开关管；导通全部的所述第二开关管；关断全部的所述第二开关管，这样就形成一个开关周期；在所述开关周期内检测所述电机绕组的电流，并根据检测获得的电流值与预设的电流阈值比较，判断所述电机系统是否存在短地，进而能够有效地识别出由于短路故障造成新能源汽车的电机控制器工作异常，并能确定故障短地点位置范围和故障短地点位置，且不需要增加硬件成本。

如图8所示，所述电机系统短路的识别方法设备包括处理器1001，即mcu(microcontrollerunit)，该处理器可以是新能源汽车内部的电机控制器，也可以是一个独立的mcu；通讯总线1002，用于连接各个硬件设备；所述电机系统短路的识别方法设备还包括存储器1003、以及存储在所述存储器1003上并可在所述处理器1001上运行的计算机程序。

本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构并不构成对所述电机系统短路的识别方法设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图8所示，作为一种计算机存储介质的存储器1003中可以包括操作系统以及计算机程序，所述计算机程序配置为实现所述电机系统短路的识别方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出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，实现如上所述的电机系统短路的识别方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、或顺序。本发明的描述中，除非另有说明，“多条”、“多个”的含义是两个(两条)或两个(两条)以上。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。