电池储能系统的温度控制方法及系统、电池储能系统与流程

1.本发明涉及电池储能系统的技术领域，尤其涉及一种电池储能系统的温度控制方法及系统、电池储能系统。


背景技术：

2.电池储能系统是通过电池将电能转化为化学能的形式储存，在外部需供电时再将化学能转化为电能。集装箱式储能系统是电池储能系统的一种类型系统。集装箱式储能系统以集装箱为载体，集成电池系统、电池管理系统、环境监测系统、就地监控系统等设备为一体，具备集成度高、安全性好、环境适应性强等特点，在电源侧、电网侧和用户侧等应用场景获得越来越多的应用。
3.电池系统不能在温度过高、温度过低或温差过大等环境下工作，否则影响电池系统使用寿命，甚至会引起严重安全事故。为了保证电池系统性能和安全，集装箱式储能系统必须具备热管理系统，保持电池系统在适宜的温度和温差下工作。
4.目前，集装箱式储能系统热管理系统主要包括空冷系统和液冷系统。相比液冷系统，空冷系统主要通过控制工业空调和风扇启停实现电池系统温度控制，具备系统集成度高、结构成本低等优点，因此大量集装箱式储能系统热管理采用空冷系统。空冷系统的控制方法包括本地控制方法和远程控制方法。本地控制方法是利用空调和风扇本地控制逻辑控制环境温度，达到间接控制电池温度，该方法对储能系统热管理控制精度较差。远程控制方法是电池管理系统根据电池最高低温度远程控制空调和风扇启停，达到直接控制电池温度。虽然空冷系统的远程控制方法可以将电池系统电池最高低温度控制在适宜的温度，但是控制空调持续的制冷或制热时会加剧电池系统温差，降低电池系统温度均匀性，从而影响储能系统正常运行，增加储能系统功耗。另外，在空冷系统中增加风扇，导致控制复杂、成本增加、功耗增大。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中电池系统温度均匀性差的缺陷，提供一种电池储能系统的温度控制方法及系统、电池储能系统。
6.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
7.本发明提供一种电池储能系统的温度控制方法，所述电池储能系统包括电池系统和温度调节单元，所述电池系统包括若干个电池，所述温度控制方法包括：
8.采集所有电池的温度值；
9.根据采集的所有电池的温度值获取最小温度值和最大温度值；
10.根据所述最小温度值和所述最大温度值，控制所述温度调节单元进入不同的运行模式，以使所述最大温度值、最小温度值、最大温度值与最小温度值之间的差值分别维持在对应的预设范围内。
11.较佳地，所述根据所述最小温度值和最大温度值，控制所述温度调节单元进入不
同的运行模式的步骤包括：
12.判断所述最小温度值是否小于等于第一阈值；
13.若是，则在所述最大温度值小于第二阈值的情况下，控制所述温度调节单元进入制热模式；
14.若否，则在所述最大温度值大于等于第三阈值的情况下，控制所述温度调节单元进入制冷模式，其中，所述第三阈值大于所述第二阈值，且所述第二阈值大于所述第一阈值。
15.较佳地，所述根据所述最小温度值和最大温度值，控制所述温度调节单元进入不同的运行模式的步骤包括：
16.在所述最小温度值大于所述第一阈值，以及所述最大温度值大于等于所述第二阈值且小于所述第三阈值的情况下，根据所述最大温度值与所述最小温度值之间的差值控制所述温度调节单元进入制冷模式或送风模式。
17.较佳地，所述根据所述最大温度值与所述最小温度值之间的差值控制所述温度调节单元进入制冷模式或送风模式，具体包括：
18.若所述最大温度值与所述最小温度值之间的差值小于第四阈值td2，则控制所述温度调节单元进入制冷模式，否则控制所述温度调节单元进入送风模式。
19.较佳地，所述根据所述最小温度值和最大温度值，控制所述温度调节单元进入不同的运行模式的步骤包括：
20.在所述最小温度值大于所述第一阈值，以及所述最大温度值大于等于第五阈值且小于所述第二阈值的情况下，根据所述最大温度值与所述最小温度值之间的差值控制所述温度调节单元进入送风模式或停机模式，其中，所述第五阈值小于所述第二阈值。
21.较佳地，所述根据所述最大温度值与所述最小温度值之间的差值控制所述温度调节单元进入送风模式或停机模式，具体包括：
22.若所述最大温度值与所述最小温度值之间的差值大于第六阈值td1，则控制所述温度调节单元进入送风模式，否则控制所述温度调节单元进入停机模式。
23.较佳地，所述根据所述最小温度值和最大温度值，控制所述温度调节单元进入不同的运行模式的步骤包括：
24.若所述最小温度值、所述最大温度值或者所述最大温度值与所述最小温度值之间的差值异常，则控制所述温度调节单元进入停机模式。
25.本发明还提供一种电池储能系统的温度控制系统，所述电池储能系统包括电池系统和温度调节单元，所述电池系统包括若干个电池，所述温度控制系统包括：
26.采集模块，用于采集所有电池的温度值；
27.获取模块，用于根据所述温度值获取最小温度值和最大温度值；
28.控制模块，用于根据所述所有电池的最小温度值和最大温度值，控制所述温度调节单元进入不同的运行模式，以使所述最小温度值、最大温度值、最大温度值与最小温度值之间的差值分别维持在对应的预设范围内。
29.较佳地，所述温度调节单元为空调。
30.本发明还提供一种电池储能系统，所述电池储能系统包括电池系统、温度调节单元以及如前述的电池储能系统的温度控制系统，所述电池系统包括若干个电池。
31.本发明的积极进步效果在于：
32.本发明公开了一种电池储能系统的温度控制方法及系统、电池储能系统，通过采集所有电池的温度值并获取最小温度值和最大温度值，根据最小温度值和最大温度值，控制温度调节单元进入不同的运行模式，以使最大温度值、最小温度值、最大温度值与最小温度值之间的差值分别维持在对应的预设范围内，从而实现对电池储能系统的温度控制，大大提升了电池储能系统的温度均匀性。
附图说明
33.图1为本发明实施例1中的电池储能系统的温度控制方法的流程图；
34.图2为本发明实施例1中的步骤s103的流程图；
35.图3为本发明实施例1中的具体实施的电池储能系统的温度控制方法的流程图；
36.图4为本发明实施例2的电池储能系统的温度控制系统的模块示意图；
37.图5为本发明实施例2的电池储能系统的模块示意图。
38.图6为本发明实施例2的电池储能系统的结构示意图；
具体实施方式
39.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
40.实施例1
41.如图1所示，本实施例公开了电池储能系统的温度控制方法，该电池储能系统包括电池系统和温度调节单元，其中，电池系统包括若干个电池，该温度控制方法包括：
42.步骤s101、采集所有电池的温度值；具体地，针对每个电池设置一个温度传感器，以用于采集电池储能系统中的每个电池的温度值。
43.步骤s102、根据采集的所有电池的温度值获取最小温度值和最大温度值；具体地，可以将采集到的所有电池的温度值从小到大进行排序，从中选出最小温度值和最大温度值。
44.步骤s103、根据最小温度值和所述最大温度值，控制温度调节单元进入不同的运行模式，以使最大温度值、最小温度值、最大温度值与最小温度值之间的差值分别维持在对应的预设范围内。该预设范围可以根据实际使用进行设定，当电池的最大温度值与最小温度值之间的差值在预设范围时，则表示电池储能系统的温度均匀性符合使用要求。具体地，可以将最小温度值和最大温度值分别与预设的值进行比较，若符合预先设定的条件，则控制所述温度调节单元进入不同的运行模式。
45.在本实施例中，温度调节单元是电池系统温度控制的执行部件，包括工业空调等设备。
46.如图2所示，在一可实施的方式中，步骤s103包括以下步骤：
47.步骤s1031、判断最小温度值是否小于等于第一阈值th1；若是，则执行步骤s1032，若否则执行步骤s1033。
48.步骤s1032、在最大温度值小于第二阈值tc2的情况下，控制温度调节单元进入制热模式，这个阶段可以对应强热控制阶段。可以当最小温度值大于等于th1+thb1时，控制温
度调节单元退出制热模式；thb1为较小的回差值，避免在进入制热模式和退出制热模式之间频繁切换，损坏设备，thb1可以为3℃。
49.步骤s1033、在最大温度值大于等于第三阈值tc3的情况下，控制温度调节单元进入制冷模式，这个阶段可以对应强冷控制阶段。其中，所述第三阈值大于所述第二阈值，且所述第二阈值大于所述第一阈值。可以当最大温度值小于等于tc3
‑
tcb3时，控制温度调节单元退出制冷模式；tcb3为较小的回差值，避免在进入制冷模式和退出制冷模式之间频繁切换，损坏设备，tcb3可以为3℃。
50.在另一可实施的方式中，步骤s103包括：在最小温度值大于第一阈值th1，以及最大温度值大于等于第二阈值tc2且小于第三阈值tc3的情况下，根据最大温度值与最小温度值之间的差值控制温度调节单元进入制冷模式或送风模式，这个阶段可以对应移热控制阶段。具体地，根据最大温度值与最小温度值之间的差值控制温度调节单元进入制冷模式或送风模式，具体包括：若最大温度值与最小温度值之间的差值小于第四阈值td2，则控制温度调节单元进入制冷模式，否则控制温度调节单元进入送风模式，进一步，若最大温度值与最小温度值之间的差值大于等于td2+tdb2时，控制温度调节单元退出制冷模式进入送风模式，其中，tdb2为较小的回差值，避免在制冷模式和送风模式之间频繁切换，损坏设备，tdb2可以为2℃。可以当最大温度值小于等于tc2
‑
tcb2时，控制温度调节单元退出制冷模式/送风模式；tcb2为较小的回差值，避免在进入制冷模式/送风模式和退出制冷模式/送风模式之间频繁切换，损坏设备，tcb2可以为3℃。
51.再在另一实施的方式中，步骤s103包括：在最小温度值大于第一阈值th1，以及最大温度值大于等于第五阈值tc1且小于第二阈值tc2的情况下，根据最大温度值与最小温度值之间的差值控制温度调节单元进入送风模式或停机模式，这个阶段对应均热控制阶段。其中，所述第五阈值小于所述第二阈值。具体地，若最大温度值与最小温度值之间的差值大于第六阈值td1，则控制所述温度调节单元进入送风模式，否则控制温度调节单元进入停机模式，进一步，若当最大温度值与最小温度值之间的差值小于等于td1
‑
tdb1时，控制温度调节单元退出送风模式进入停机模式，其中，tdb1为较小的回差值，避免在送风模式和停机模式之间频繁切换，损坏设备，tdb1可以为2℃。可以当最大温度值小于等于tc1
‑
tcb1时，控制温度调节单元退出送风模式/停机模式；tcb1为较小的回差值，避免在进入送风模式/停机模式和退出送风模式/停机模式之间频繁切换，损坏设备，tcb1可以为3℃。
52.本实施例中，第一阈值th1表示强热阶段开启温度点，可以根据实际使用进行设定，例如，th1为5℃；第二阈值tc2表示移热阶段开启温度点，可以根据实际使用进行设定，例如，tc2为33℃；第三阈值tc3表示强热阶段开启温度点，可以根据实际使用进行设定，tc3为40℃；第四阈值td2表示移热温差制冷开启温度点，可以根据实际使用进行设定，例如，td2为5℃；第五阈值tc1表示均热阶段开启温度点，可以根据实际使用进行设定，例如，tc1为25℃；第六阈值td1表示均热温差送风开启温度点，可以根据实际使用进行设定，例如，td1为5℃。
53.还在另一实施的方式中，步骤s103包括：若最小温度值、最大温度值或者最大温度值与最小温度值之间的差值异常，则控制温度调节单元进入停机模式，这个阶段可以对应异常阶段。最小温度值、最大温度值或者最大温度值与最小温度值之间的差值异常具体表现为最小温度值、最大温度值或者最大温度值与最小温度值之间的差值分别与其对应的预
设温度值之间的偏差超出对应的允许值，每个对应的预设温度值和对应的允许值根据实际使用进行设定。
54.如图3所示，在一具体的实施例中，电池储能系统的温度控制方法包括如下步骤：
55.步骤s201、获取所有电池的最小温度值tmin、最大温度值tmax和最大温度值与最小温度值之间的差值δt；
56.步骤s202、判断最小温度值tmin、最大温度值tmax和最大温度值与最小温度值之间的差值δt是否异常，若是，则执行步骤s203，若否，则执行步骤s204；
57.步骤s203、控制温度调节单元进入停机模式；执行完该步骤，结束该流程；
58.步骤s204、判断是否最小温度值tmin≤th1，若是，则执行步骤s205，若否，则执行步骤s301；
59.步骤s205、判断是否tmax＜tc2，若是，则执行步骤s206，若否，返回步骤s203；
60.步骤s206、控制温度调节单元进入制热模式；
61.步骤s207、判断是否tmin≥th1+thb1，若是，则执行步骤s208，若否，则返回步骤s206；
62.步骤s208、控制温度调节单元退出制热模式；执行完该步骤，结束该流程；
63.步骤s301、判断是否tmax≥tc3且tmin>th1，若是，则执行步骤s302，若否，则执行步骤s401；
64.步骤s302、温度控制单元进入制冷模式；
65.步骤s303、判断是否tmax≤tc3
‑
tcb3，若是，则执行步骤s304，若否，则返回步骤s302；
66.步骤s304、控制温度调节单元退出制冷模式；执行完该步骤，结束该流程；
67.步骤s401、判断是否tc2≤tmax＜tc3；
68.步骤s402、控制温度调节单元进入制冷/送风模式；
69.步骤s403、判断是否tmax≤tc2
‑
tcb2，若是，则执行步骤s404，若否，返回步骤s402；
70.步骤s404、控制温度调节单元退出制冷/送风模式；
71.步骤s501、判断是否tc1≤tmax＜tc2，若是，则执行步骤s502，若否，则返回步骤s203；
72.步骤s502、控制温度调节单元进入送风/停机模式；
73.步骤s503、判断是否tmax≤tc1
‑
tcb1，若是，则执行步骤s504，若否，则返回步骤s502；
74.步骤s504、控制温度调节单元退出送风/停机模式；执行完该步骤，结束该流程。
75.本实施例中，公开了一种电池储能系统的温度控制方法，该方法通过采集所有电池的温度值并获取所有电池的最小温度值和最大温度值，根据最小温度值和最大温度值，控制温度调节单元进入不同的运行模式，以使最大温度值、最小温度值、最大温度值与最小温度值之间的差值分别维持在对应的预设范围内，从而实现对电池储能系统的温度控制，大大提升了电池系统温度均匀性。
76.实施例2
77.如图4所示，本实施例公开了电池储能系统的温度控制系统，该电池储能系统包括
电池系统和温度调节单元，其中，电池系统包括若干个电池，温度控制系统1包括：
78.采集模块11，用于获取所有电池的温度值；具体地，针对每个电池设置一个温度传感器，以用于采集电池储能系统中的每个电池的温度值。
79.获取模块12，用于根据温度值获取电池的所有电池的最小温度值和最大温度值；具体地，可以将采集到的所有电池的温度值从小到大进行排序，从中选出最小温度值和最大温度值。
80.控制模块13，用于根据电池的最小温度值和最大温度值，控制温度调节单元进入不同的运行模式，以使最大温度值、最小温度值、最大温度值与最小温度值之间的差值分别维持在对应的预设范围内。该预设范围可以根据实际使用进行设定，当电池的最大温度值与最小温度值之间的差值在预设范围时，则表示电池储能系统的温度均匀性符合使用要求。具体地，可以将最小温度值和最大温度值分别与预设的值进行比较，若符合预先设定的条件，则控制温度调节单元进入不同的运行模式。
81.在一可实施的方式中，控制模块13，具体用于：判断最小温度值是否小于等于第一阈值th1；若是，则在最大温度值小于第二阈值tc2的情况下，控制温度调节单元进入制热模式；若否，则在最大温度值大于等于第三阈值tc3的情况下，控制温度调节单元进入制冷模式，这个阶段可以对应强热控制阶段；在最大温度值大于等于第二阈值tc2且小于第三阈值tc3的情况下，控制温度调节单元进入制冷模式，这个阶段可以对应强冷控制阶段。其中，所述第三阈值大于所述第二阈值，且所述第二阈值大于所述第一阈值。可以当最小温度值大于等于th1+thb1时，控制温度调节单元退出制热模式；thb1为较小的回差值，避免在进入制热模式和退出制热模式之间频繁切换，损坏设备，thb1可以为3℃。还可以当最大温度值小于等于tc3
‑
tcb3时，控制温度调节单元退出制冷模式；tcb3为较小的回差值，避免在进入制冷模式和退出制冷模式之间频繁切换，损坏设备，tcb3可以为3℃。
82.在另一可实施的方式中，控制模块13，具体还用于：在最小温度值大于第一阈值th1，以及最大温度值大于等于第二阈值tc2且小于第三阈值tc3的情况下，根据最大温度值与最小温度值之间的差值控制温度调节单元进入制冷模式或送风模式，这个阶段可以对应移热控制阶段。具体地，控制模块根据最大温度值与最小温度值之间的差值控制温度调节单元进入制冷模式或送风模式，具体包括：若最大温度值与最小温度值之间的差值小于第四阈值td2，则控制模块控制温度调节单元进入制冷模式，否则控制模块控制温度调节单元进入送风模式。进一步，若最大温度值与最小温度值之间的差值大于等于td2+tdb2时，控制温度调节单元退出制冷模式进入送风模式，其中，tdb2为较小的回差值，避免在制冷模式和送风模式之间频繁切换，损坏设备，tdb2可以为2℃。可以当最大温度值小于等于tc2
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tcb2时，控制温度调节单元退出制冷模式/送风模式；tcb2为较小的回差值，避免在进入制冷模式/送风模式和退出制冷模式/送风模式之间频繁切换，损坏设备，tcb2可以为3℃。
83.再在一可实施的方式中，控制模块13，具体还用于：在最小温度值大于第一阈值th1，以及最大温度值大于等于第五阈值tc1且小于第二阈值tc2的情况下，控制模块根据最大温度值与最小温度值之间的差值控制温度调节单元进入送风模式或停机模式，这个阶段对应均热控制阶段。其中，所述第五阈值小于所述第二阈值。具体地，若最大温度值与最小温度值之间的差值大于第六阈值td1，则控制模块控制温度调节单元进入送风模式，否则控制模块控制温度调节单元进入停机模式进一步，若当最大温度值与最小温度值之间的差值
小于等于td1
‑
tdb1时，控制温度调节单元退出送风模式进入停机模式，其中，tdb1为较小的回差值，避免在送风模式和停机模式之间频繁切换，损坏设备，tdb1可以为2℃。可以当最大温度值小于等于tc1
‑
tcb1时，控制温度调节单元退出送风模式/停机模式；tcb1为较小的回差值，避免在进入送风模式/停机模式和退出送风模式/停机模式之间频繁切换，损坏设备，tcb1可以为3℃。
84.本实施例中，第一阈值th1表示强热阶段开启温度点，可以根据实际使用进行设定，例如，th1为5℃；第二阈值tc2表示移热阶段开启温度点，可以根据实际使用进行设定，例如，tc2为33℃；第三阈值tc3表示强热阶段开启温度点，可以根据实际使用进行设定，tc3为40℃；第四阈值td2表示移热温差制冷开启温度点，可以根据实际使用进行设定，例如，td2为5℃；第五阈值tc1表示均热阶段开启温度点，可以根据实际使用进行设定，例如，tc1为25℃；第六阈值td1表示均热温差送风开启温度点，可以根据实际使用进行设定，例如，td1为5℃。
85.还在另一实施的方式中，控制模块13，具体还用于：若最小温度值、最大温度值或者最大温度值与最小温度值之间的差值异常，则控制模块控制温度调节单元进入停机模式，这个阶段可以对应异常阶段。最小温度值、最大温度值或者最大温度值与最小温度值之间的差值异常具体表现为最小温度值、最大温度值或者最大温度值与最小温度值之间的差值分别与其对应的预设温度值之间的偏差超出对应允许值，每个对应的预设温度值和对应的允许值根据实际使用进行设定。
86.本实施例中，温度调节单元是电池系统温度控制的执行部件，包括工业空调等设备。
87.如图3所示，在一具体的实施例中，采用电池储能系统的温度控制系统来执行电池储能系统的温度控制方法包括如下步骤：
88.步骤s201、获取所有电池的最小温度值tmin、最大温度值tmax和最大温度值与最小温度值之间的差值δt；
89.步骤s202、判断最小温度值tmin、最大温度值tmax和最大温度值与最小温度值之间的差值δt是否异常，若是，则执行步骤s203，若否，则执行步骤s204；
90.步骤s203、控制温度调节单元进入停机模式；执行完该步骤，结束该流程；
91.步骤s204、判断是否最小温度值tmin≤th1，若是，则执行步骤s205，若否，则执行步骤s301；
92.步骤s205、判断是否tmax＜tc2，若是，则执行步骤s206，若否，返回步骤s203；
93.步骤s206、控制温度调节单元进入制热模式；
94.步骤s207、判断是否tmin≥th1+thb1，若是，则执行步骤s208，若否，则返回步骤s206；
95.步骤s208、控制温度调节单元退出制热模式；执行完该步骤，结束该流程；
96.步骤s301、判断是否tmax≥tc3且tmin>th1，若是，则执行步骤s302，若否，则执行步骤s401；
97.步骤s302、温度控制单元进入制冷模式；
98.步骤s303、判断是否tmax≤tc3
‑
tcb3，若是，则执行步骤s304，若否，则返回步骤s302；
99.步骤s304、控制温度调节单元退出制冷模式；执行完该步骤，结束该流程；
100.步骤s401、判断是否tc2≤tmax＜tc3；
101.步骤s402、控制温度调节单元进入制冷/送风模式；
102.步骤s403、判断是否tmax≤tc2
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tcb2，若是，则执行步骤s404，若否，返回步骤s402；
103.步骤s404、控制温度调节单元退出制冷/送风模式；
104.步骤s501、判断是否tc1≤tmax＜tc2，若是，则执行步骤s502，若否，则返回步骤s203；
105.步骤s502、控制温度调节单元进入送风/停机模式；
106.步骤s503、判断是否tmax≤tc1
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tcb1，若是，则执行步骤s504，若否，则返回步骤s502；
107.步骤s504、控制温度调节单元退出送风/停机模式；执行完该步骤，结束该流程。
108.本实施例中，公开了一种电池储能系统的温度控制系统，该系统设有采集模块11、获取模块12、控制模块13，通过采集模块11采集所有电池的温度值，获取模块12获取所有电池的最小温度值和最大温度值，控制模块13根据最小温度值和最大温度值，控制温度调节单元进入不同的运行模式，以使最大温度值、最小温度值、最大温度值与最小温度值之间的差值分别维持在对应的预设范围内，从而实现对电池储能系统的温度控制，大大提升了电池储能系统的温度均匀性。另外，使用该温度控制系统对该电池储能系统的温度控制，无需再配置风扇，精简了该温度控制系统的硬件，不仅降低该温度控制系统的成本，同时还提升该温度控制系统的稳定性。
109.实施例3
110.如图5所示，本实施例公开了一种电池储能系统，该电池储能系统包括电池系统2、温度调节单元3以及如实施例2的电池储能系统的温度控制系统1，其中，电池系统包括若干个电池簇，每个电池簇由若干个电池组成。如图6所示，可以将电池簇和温度调节单元，例如，空调，分别设置于电池储能系统的电池仓中；另将采集模块11、获取模块12及控制模块13分别设置于电池储能系统的电控仓中。
111.本实施例公开了一种电池储能系统，该电池储能系统包括电池系统、温度调节单元以及电池储能系统的温度控制系统，通过采集模块采集所有电池的温度值，获取模块获取所有电池的最小温度值和最大温度值，控制模块根据最小温度值和最大温度值，控制温度调节单元进入不同的运行模式，以使最大温度值、最小温度值、最大温度值与最小温度值之间的差值分别维持在对应的预设范围内，从而实现对电池储能系统的温度控制，大大提升了电池储能系统的温度均匀性。另外，使用该温度控制系统对该电池储能系统的温度控制，无需再配置风扇，精简了该温度控制系统的硬件，进一步精简了电池储能系统，不仅降低该电池储能系统的成本，同时还提升该电池储能系统的稳定性。
112.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。