监测电芯故障的系统、方法及车辆与流程

1.本公开涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种监测电芯故障的系统、方法及车辆。


背景技术：

2.电动汽车是指以车载电源为动力，用电动机驱动车轮行驶的车辆，由于其对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。纯电动车辆一般有三种工作状态：行驶(放电)状态、充电状态、熄火停放状态，车辆处于熄火停放状态后，为了节省电池能量，几乎所有的电器设备都处于关闭或休眠状态。
3.当车辆长期处于停驶状态时，电池管理系统一般处于下电或休眠状态，这种情况下，电池会处于完全失控状态。当电池出现故障时，无任何管控或数据记录，导致安全事故较多。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本公开提供一种监测电芯故障的系统、方法及车辆。
5.第一方面，本公开提供一种监测电芯故障的系统，所述系统包括：主控制器、电池采样模块以及电池包，所述电池采样模块分别与所述主控制器和所述电池包连接；所述主控制器，用于在所述电池采样模块处于休眠状态的情况下，周期性唤醒所述电池采样模块；所述电池采样模块，用于在被唤醒后采集所述电池包的状态信息，并将所述电池包的状态信息发送至所述主控制器；所述主控制器，还用于接收所述电池采样模块发送的所述电池包的状态信息，并在所述电池包的状态信息为异常状态的情况下，输出所述状态信息。
6.可选地，所述主控制器包括电源管理模块、单片机以及桥接芯片，所述电源管理模块分别与所述单片机和所述桥接芯片连接，所述单片机与所述桥接芯片连接；所述桥接芯片，用于发送唤醒信号以周期性唤醒所述电池采样模块，接收所述电池采样模块发送的所述电池包的状态信息，并在所述电池包的状态信息为异常状态的情况下，唤醒所述电源管理模块，并将所述电池包的状态信息发送至所述单片机；所述单片机，用于在所述电源管理模块被唤醒后，接收所述桥接芯片发送的所述电池包的状态信息，并输出所述状态信息。
7.可选地，所述桥接芯片包括通讯电路和唤醒电路，所述通讯电路分别与所述唤醒电路、所述电池采样模块、所述电源管理模块以及所述单片机连接，所述唤醒电路与所述通讯电路、所述电源管理模块连接；所述唤醒电路，用于周期性唤醒所述通讯电路，并在所述电池包的状态信息为异常状态的情况下，唤醒所述电源管理模块；所述通讯电路，用于分别与所述电池采样模块、所述电源管理模块以及所述单片机进行数据传输。
8.可选地，所述桥接芯片，还用于在预设时间段内未接收到所述电池采样模块发送的所述电池包的状态信息的情况下，唤醒所述电源管理模块，并向所述单片机发送通讯故障信息，所述通讯故障信息表征所述桥接芯片与所述电池采样模块之间存在通讯故障。
9.可选地，所述桥接芯片，还用于在唤醒所述电池采样模块后，向所述电池采样模块发送电芯标识请求消息；所述电池采样模块，还用于在所述电池包的状态信息为异常状态
的情况下，向所述桥接芯片发送所述状态信息为异常状态的电芯的标识。
10.可选地，所述电池采样模块，还用于在将所述电池包的状态信息发送至所述主控制器后，在所述电池包的状态信息为正常状态的情况下，进入休眠状态；所述桥接芯片，还用于在接收到所述状态信息后，在所述电池包的状态信息为正常状态的情况下，进入休眠状态。
11.第二方面，本公开提供一种监测电芯故障的方法，应用于监测电芯故障的系统中的主控制器，所述监测电芯故障的系统包括：所述主控制器、电池采样模块以及电池包，所述电池采样模块分别与所述主控制器和所述电池包连接；所述方法包括：在所述电池采样模块处于休眠状态的情况下，周期性唤醒所述电池采样模块；在所述电池采样模块被唤醒后，接收所述电池采样模块发送的所述电池包的状态信息；在所述电池包的状态信息为异常状态的情况下，输出所述状态信息。
12.可选地，所述主控制器包括电源管理模块、单片机以及桥接芯片，所述电源管理模块、所述单片机以及所述桥接芯片两两相连；所述周期性唤醒所述电池采样模块包括：通过所述桥接芯片发送唤醒信号以周期性唤醒所述电池采样模块；所述接收所述电池采样模块发送的所述电池包的状态信息包括：通过所述桥接芯片接收所述电池采样模块发送的所述电池包的状态信息；所述输出所述状态信息包括：通过所述桥接芯片将所述状态信息发送至所述单片机，并通过所述单片机输出所述状态信息。
13.可选地，在所述通过所述桥接芯片发送唤醒信号以周期性唤醒所述电池采样模块后，所述方法还包括：在预设时间段内未接收到所述电池采样模块发送的所述电池包的状态信息的情况下，通过所述桥接芯片唤醒所述电源管理模块；通过所述桥接芯片向所述单片机发送通讯故障信息，所述通讯故障信息表征所述桥接芯片与所述电池采样模块之间存在通讯故障。
14.第三方面，本公开提供一种车辆，包括本公开第一方面所述的监测电芯故障的系统。
15.通过上述技术方案，提供一种监测电芯故障的系统，所述系统包括主控制器、电池采样模块以及电池包，所述电池采样模块分别与所述主控制器和所述电池包连接；所述主控制器，用于在所述电池采样模块处于休眠状态的情况下，周期性唤醒所述电池采样模块；所述电池采样模块，用于在被唤醒后采集所述电池包的状态信息，并将所述电池包的状态信息发送至所述主控制器；所述主控制器，还用于接收所述电池采样模块发送的所述电池包的状态信息，并在所述电池包的状态信息为异常状态的情况下，输出所述状态信息。也就是说，该控制器可以在该电池采样模块处于休眠状态的情况下，周期性唤醒该电池采样模块，通过该电池采样模块获取该电池包的状态信息，并在该电池包的状态信息为异常状态的情况下输出该状态信息，这样，在电池管理系统处于休眠状态时，也能监测电池包的状态，从而可以减少安全事故的发生。
16.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
17.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
18.图1是本公开一示例性实施例示出的一种监测电芯故障的系统的结构示意图；
19.图2是本公开一示例性实施例示出的另一种监测电芯故障的系统的结构示意图；
20.图3是本公开一示例性实施例示出的一种监测电芯故障的系统的连接示意图；
21.图4是本公开一示例性实施例示出的一种监测电芯故障的方法的流程图；
22.图5是根据一示例性实施例示出的一种车辆的结构示意图。
23.附图标记说明
24.101
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主控制器
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102
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电池采样模块
25.103
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电池包
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1011
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电源管理模块
26.1012
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单片机
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1013
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桥接芯片
具体实施方式
27.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
28.首先，对本公开的应用场景进行说明。本公开可以应用于在电池管理系统休眠后对车辆的电池包进行监测的场景，目前，纯电动车辆都需要安装车辆远程监控车载终端，该车载终端通过can(controller area network，控制器局域网络)总线与车辆电池管理系统、整车控制器以及其它控制器进行通信，实时获取各个控制系统的数据和故障信息，然后发送至远程监控平台(一般由政府或整车厂家建设)，该监控平台在接收到车辆数据后会进行安全预警方面的处理和判断，如果发现电池电压或温度异常时，会尽快采取相应措施，避免出现安全事故。而电池系统作为纯电动车的核心部件，是远程安全监控的重点，当车辆停放在路边时，经过长时间曝晒、淋雨后可能会发生自燃的事故，因此，在车辆熄火停放状态下，电池系统的安全监控非常重要。
29.但是，相关技术中对于停驶状态的纯电动车，其电池管理系统等控制器处于休眠或者断电状态，无法获取电池的状态信息，因此，当电池出现故障时，无任何管控或数据记录，导致安全事故较多。
30.为了解决上述技术问题，本公开提供一种监测电芯故障的系统、方法及车辆，该系统中的控制器可以在该电池采样模块处于休眠状态的情况下，周期性唤醒该电池采样模块，通过该电池采样模块获取该电池包的状态信息，并在该电池包的状态信息为异常状态的情况下输出该状态信息，这样，在电池管理系统处于休眠状态时，也能监测电池包的状态，从而可以减少安全事故的发生。
31.下面结合具体实施例对本公开进行说明。
32.图1是本公开一示例性实施例示出的一种监测电芯故障的系统的结构示意图。如图1所示，该监测电芯故障的系统100包括：主控制器101、电池采样模块102和电池包103，该电池采样模块102分别与该主控制器101和该电池包103连接；
33.该主控制器101，用于在该电池采样模块102处于休眠状态的情况下，周期性唤醒该电池采样模块102；
34.该电池采样模块102，用于在被唤醒后采集该电池包103的状态信息，并将该电池包103的状态信息发送至该主控制器101；
35.该主控制器101，还用于接收该电池采样模块102发送的该电池包103的状态信息，
并在该电池包103的状态信息为异常状态的情况下，输出该状态信息。
36.其中，该监测电芯故障的系统100可以用于车辆的电池管理系统，在该车辆处于停驶状态时，该主控制器101和该电池采样模块102会处于休眠状态，在这种情况下，该主控制器101可以通过内部的定时器进行周期性自唤醒，在该主控制器101由休眠状态切换为唤醒状态后，该主控制器101可以唤醒该电池采样模块102，该电池采样模块102被唤醒后可以采集该电池包103的状态信息，该状态信息可以包括正常状态和异常状态。
37.需要说明的是，为了节省车辆的电池能量，该主控制器101可以仅唤醒该电池采样模块102中的采集模块，通过该采集模块采集该电池包103的状态信息。
38.该电池采样模块102在采集到该电池包103的状态信息后，可以将该状态信息发送至该主控制器101，该主控制器101在确定该状态信息为异常状态的情况下，可以输出该状态信息。这里，输出该状态信息的方式可以包括多种，示例地，该控制器101可以将该状态信息发送至服务器，以便该服务器可以向该车辆的tbox发送告警信息，该tbox在接收到该服务器发送的告警信息后可以控制该车辆打开双闪或者鸣笛，以警示周边人群；该控制器101还可以向该车辆的车主的手机发送告警信息，以便该车主可以及时发现车辆的异常，避免安全事故的发生。上述输出该状态信息的方式只是举例说明，还可以通过其它方式输出该状态信息，本公开对此不作限定。
39.需要说明的是，该电池采样模块102也可以设置在该电池包103的内部，这样，该主控制器101只需要与该电池包103连接即可。
40.图2是本公开一示例性实施例示出的另一种监测电芯故障的系统的结构示意图。如图2所示，该主控制器包括可以电源管理模块1011、单片机1012以及桥接芯片1013，该电源管理模块1011分别与该单片机1012和该桥接芯片1013连接，该单片机1012与该桥接芯片1013连接；
41.该桥接芯片1013，用于发送唤醒信号以周期性唤醒该电池采样模块102，接收该电池采样模块102发送的该电池包103的状态信息，并在该电池包103的状态信息为异常状态的情况下，唤醒该电源管理模块1011，并将该电池包103的状态信息发送至该单片机1012；
42.该单片机1012，用于在该电源管理模块1011被唤醒后，接收该桥接芯片1013发送的该电池包103的状态信息，并输出该状态信息。
43.其中，该桥接芯片1013可以包括通讯电路和唤醒电路，该通讯电路分别与该唤醒电路、该电池采样模块、该电源管理模块以及该单片机连接，该唤醒电路与该通讯电路、该电源管理模块连接；
44.该唤醒电路，用于周期性唤醒该通讯电路，并在该电池包103的状态信息为异常状态的情况下，唤醒该电源管理模块1011；
45.该通讯电路，用于分别与该电池采样模块102、该电源管理模块1011以及该单片机1012进行数据传输。
46.该唤醒电路可以周期性唤醒该通讯电路，在该通讯电路被唤醒后，可以向该电池采样模块102发送唤醒信号，该电池采样模块102在接收到该唤醒信号后，可以采集该电池包103的状态信息。
47.其中，该电源管理模块1011和该桥接芯片1013需要外部供电，这里，可以通过12v的蓄电池为该电源管理模块1011供电，该电源管理模块1011可以为该单片机1012和该桥接
芯片1013的通讯电路供电；另外，还可以通过另一个外部的蓄电池为该桥接芯片1013的唤醒电路供电，该蓄电池也可以是12v，也可以是其它电压，本公开对此不作限定。
48.由于该电池包103可以包括多个电池模组，每个电池模组可以包括多个电芯，该电池包103中每个电芯有唯一的标识，例如，若该电池包103包括3个电池模组，每个电池模组包括10个电芯，则该电池包103的30个电芯的标识可以是电芯1、电芯2、电芯3，以此类推至电芯30。而与该多个电池模组对应的该电池采样模块102也包括多个电池采样单元，每个电池采样单元用于采集不同的电池模组的状态信息。图3是本公开一示例性实施例示出的一种监测电芯故障的系统的连接示意图，如图3所示，该电池包103包括四个电池模组，即电池模组1、电池模组2、电池模组3以及电池模组4，该电池采样模块102包括四个电池采样单元，即电池采样单元1、电池采样单元2、电池采样单元3以及电池采样单元4，该电池采样单元1用于采集该电池模组1的状态信息，该电池采样单元2用于采集该电池模组2的状态信息，该电池采样单元3用于采集该电池模组3的状态信息，该电池采样单元4用于采集该电池模组4的状态信息。
49.该桥接芯片1013在向该电池采样模块102发送唤醒信号时，可以采用环形通讯方式将该唤醒信号发送至该电池采样模块102中的每个电池采样单元，该环形通讯方式可以包括正向通讯和反向通讯，示例地，如图3所示，若从电池模组1至电池模组4为正向通讯，则从电池模组4至电池模组1为反向通讯。若该桥接芯片1013采用正向通讯方式向该电池采样模块102发送唤醒信号，则该桥接芯片1013可以将该唤醒信号发送至该电池采样单元1，该电池采样单元1再将该唤醒信号发送至该电池采样单元2，该电池采样单元2再将该唤醒信号发送至该电池采样单元3，该电池采样单元3再将该唤醒信号发送至该电池采样单元4。
50.在该四个电池采样单元均接收到该桥接芯片1013发送的唤醒信号后，可以采集该四个电池模组的状态信息，在该四个电池采样单元采集到该四个电池模组的状态信息后，也可以采用环形通讯方式将该状态信息发送至该桥接芯片1013。若该电池采样模块102采用反向通讯方式发送该电池包103的状态信息，则该电池采样单元4采集到电池模组4的状态信息后，可以将该电池模组4的状态信息发送至该电池采样单元3，该电池单元3将该电池模组4的状态信息和该电池模组3的状态信息发送至该电池采样单元2，该电池采样单元2将该电池模组4的状态信息、该电池模组3的状态信息以及该电池模组2的状态信息发送至该电池采样单元1，该电池采样单元1将该电池模组4的状态信息、该电池模组3的状态信息、该电池模组2的状态信息以及该电池模组1的状态信息发送至桥接芯片1013。
51.其中，该电池采样单元可以根据该电池模组中每个电芯的温度或者电压确定该电池模组的状态信息，示例地，该电池采样单元可以采集该电池模组中每个电芯的温度，在该电芯的温度超过预设温度阈值的情况下，确定该电芯的状态信息为异常状态；该电池采样单元也可以采集每个电芯的电压，在该电芯的电压超过预设电压阈值的情况下，确定该电芯的状态信息为异常状态；该电池采样单元还可以通过相关技术的其它方式确定该电池模组的状态信息，本公开对此不作限定。
52.该桥接芯片1013在接收到该电池采样单元1发送的四个电池模组的状态信息后，可以确定该状态信息是否为异常状态，若确定该状态信息为正常状态，则可以控制该桥接芯片1013重新进入休眠状态；若确定该状态信息为异常状态，则可以向该电源管理模块1011发送唤醒信号，该电源管理模块1011在接收到该唤醒信号后进入工作状态，这样，该电
源管理模块1011可以为该单片机1012供电，以使该单片机1012进入工作状态。该桥接芯片1013在确定该单片机1012进入工作状态后，可以将该四个电池模组的状态信息发送至该单片机1012，该单片机1012在接收到该四个电池模组的状态信息后，可以输出该状态信息。
53.需要说明的是，该电池采样单元发送的该电池模组的状态信息可以是报文信息，也可以是故障代码，示例地，在该状态信息为正常状态时，该电池采样单元可以向该桥接芯片1013发送报文信息，在该状态信息为异常状态时，该电池采样单元可以向该桥接芯片1013发送故障代码，例如“1”。
54.另外，若该电池包103的状态信息为异常状态，则可能只是该电池包103中的其中一个电池模组中的其中一个电芯发生故障，因此，为了方便用户排查故障情况，该桥接芯片1013可以在唤醒该电池采样模块102后，向该电池采样模块102发送电芯标识请求消息；该电池采样模块102，还用于在该电池包103的状态信息为异常状态的情况下，向该桥接芯片1013发送该状态信息为异常状态的电芯的标识。
55.其中，该桥接芯片1013可以在向该电池采样模块102发送唤醒信号后，接着向该电池采样模块102发送该电芯标识请求消息，该桥接芯片1013也可以在向该电池采样模块102发送唤醒信号的同时发送该电芯标识请求消息，本公开对发送该电芯标识请求消息的时间不作限定。该电池采样单元在接收到该桥接芯片1013发送的该电芯标识请求消息后，可以将发生故障的电芯的标识发送至该桥接芯片1013，这样，在该桥接芯片1013将该发生故障的电芯的标识发送至单片机1012，并且该单片机1012输出该发生故障的电芯的标识后，用户可以对该发生故障的电芯进行检测，从而可以提高解决该电芯故障的效率。
56.由于该电池采样模块102在采集到该电池包103的状态信息后，在该状态信息为正常状态和异常状态时，均将该状态信息发送至该桥接芯片1013，因此，该桥接芯片1013还用于在预设时间段内未接收到该电池采样模块102发送的该电池包103的状态信息的情况下，唤醒该电源管理模块1011，并在该单片机1012开始工作后，向该单片机1012发送通讯故障信息，该通讯故障信息表征该桥接芯片1013与该电池采样模块102之间存在通讯故障。其中，该预设时间段可以根据该电池采样模块102反馈该电池包103的状态信息所花费的时间确定，例如，若该电池采样模块102将该电池包103的状态信息发送至该桥接芯片1013的时间为200ms，则可以确定该预设时间段为300ms。上述预设时间段的确定方式只是举例说明，还可以通过相关技术中的其它方式确定该预设时间段，本公开对此不作限定。
57.该单片机1012在接收到该桥接芯片1013发送的通讯故障信息后，可以输出该通讯故障信息，从而可以提醒用户根据该通讯故障信息对该电池管理系统进行检测。
58.需要说明的是，该电池采样模块102，在将该电池包103的状态信息发送至该主控制器101后，在该电池包103的状态信息为正常状态的情况下，可以进入休眠状态；该桥接芯片1013在接收到该电池采样模块102发送的状态信息后，在该电池包103的状态信息为正常状态的情况下，进入休眠状态。这样，可以节省该车辆的电池能量。
59.通过上述系统，该控制器可以在该电池采样模块处于休眠状态的情况下，周期性唤醒该电池采样模块，通过该电池采样模块获取该电池包的状态信息，并在该电池包的状态信息为异常状态的情况下输出该状态信息，这样，在电池管理系统处于休眠状态时，也能监测电池包的状态，从而可以减少安全事故的发生。
60.图4是本公开一示例性实施例示出的一种监测电芯故障的方法的流程图，该方法
应用于监测电芯故障的系统中的主控制器，该监测电芯故障的系统包括：主控制器、电池采样模块以及电池包，该电池采样模块分别与该主控制器和该电池包连接。如图4所示，该方法包括：
61.s401、在该电池采样模块处于休眠状态的情况下，周期性唤醒该电池采样模块。
62.在本步骤中，在该车辆处于停驶状态时，该主控制器和该电池采样模块会处于休眠状态，在这种情况下，该主控制器可以通过内部的定时器进行周期性自唤醒，在该主控制器由休眠状态切换为唤醒状态后，该主控制器可以向该电池采样模块发送唤醒信号，以唤醒该电池采样模块。
63.在一种可能的实现方式中，该主控制器可以包括电源管理模块、单片机以及桥接芯片，该电源管理模块分别与该单片机和该桥接芯片连接，该单片机与该桥接芯片连接。这样，可以通过该主控制器的桥接芯片发送唤醒信号以周期性唤醒所述电池采样模块。
64.s402、在该电池采样模块被唤醒后，接收该电池采样模块发送的该电池包的状态信息。
65.在本步骤中，在该电池采样模块接收到该主控制器发送的唤醒信号后，可以采集该电池包的状态信息，并将该状态信息发送至该主控制器，该主控制器可以通过该桥接芯片接收该电池采样模块发送的电池包的状态信息。其中，该电池采样模块采集电池包的状态信息的方式可以参考上述监测电芯故障的系统中的采集方式，此处不再赘述了。
66.s403、在该电池包的状态信息为异常状态的情况下，输出该状态信息。
67.在本步骤中，在该主控制器接收到该电池采样模块发送的该电池包的状态信息后，可以通过该桥接芯片确定该状态信息是否为异常状态，在该桥接芯片确定该状态信息为异常状态的情况下，可以唤醒该电源管理模块，将该状态信息发送至该单片机，并通过该单片机输出该状态信息。其中，该主控制器输出该状态信息的方式可以参考上述监测电芯故障的系统中的输出该状态信息的方式，此处不再赘述了。
68.由于该电池采样模块在采集到该电池包的状态信息后，在该状态信息为正常状态和异常状态时，均将该状态信息发送至该桥接芯片，因此，在该桥接芯片在预设时间段内未接收到该电池采样模块发送的该电池包的状态信息的情况下，可以通过该桥接芯片唤醒该电源管理模块；通过该桥接芯片向该单片机发送通讯故障信息，该通讯故障信息表征所该桥接芯片与该电池采样模块之间存在通讯故障。其中，该预设时间段可以根据该电池采样模块反馈该电池包的状态信息所花费的时间确定，例如，若该电池采样模块将该电池包的状态信息发送至该桥接芯片的时间为200ms，则可以确定该预设时间段为300ms。上述预设时间段的确定方式只是举例说明，还可以通过相关技术中的其它方式确定该预设时间段，本公开对此不作限定。
69.该单片机在接收到该桥接芯片发送的通讯故障信息后，可以输出该通讯故障信息，从而可以提醒用户根据该通讯故障信息对该电池管理系统进行检测。
70.在该主控制器输出该电池包的状态信息后，本次检测周期已完成，在这种情况下，该主控制器可以重新进入休眠状态，从而可以节省车辆的电池能量。
71.采用上述方法，在该电池采样模块处于休眠状态的情况下，周期性唤醒该电池采样模块，通过该电池采样模块获取该电池包的状态信息，并在该电池包的状态信息为异常状态的情况下输出该状态信息，这样，在电池管理系统处于休眠状态时，也能监测电池包的
状态，从而可以减少安全事故的发生。
72.图5是根据一示例性实施例示出的一种车辆的结构示意图。如图5所示，该车辆包括上述监测电芯故障的系统。
73.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
74.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。