蓄电池装置的制作方法

1.本发明涉及蓄电池装置。


背景技术：

2.组合了多个蓄电池模块的蓄电池装置被利用在各种用途中。近年来，以简化蓄电池装置的结构为目的，进行了通过电波将蓄电池与管理装置之间的通信无线化的研究。在被设置于室外、室内的状态下使用的蓄电池装置有时收纳在盘、容器(container)等金属制的壳体内。在由金属板包围的封闭空间中，若从通信电路发射电波，则电波有可能漫反射而产生明显的干扰。
3.作为抑制如上所述的电波干扰的对策，通常已知有分集(diversity)的导入。在应用于蓄电池装置的情况下，蓄电池模块和电池管理电路在壳体内不移动，因此导入极化分集是有效的。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2019
‑
061870号公报


技术实现要素：

7.然而，蓄电池模块与电池管理电路(包括通信设备)之间的通信大致有可能集中于特定的极化波，以能够在哪个朝向与几个蓄电池模块通信的方式配置通信设备成为课题。
8.例如，若在空间上的相互正交的3个轴全部的方向上，以与全部的蓄电池模块的通信可以集中于相等的1个极化面上的方式配置通信设备，则需要单纯地准备3倍的台数的发送接收设备，构建蓄电池装置，但庞大。
9.本发明的实施方式是鉴于上述情况而完成的，其目的在于简化通过电波进行通信的蓄电池装置的结构。
10.实施方式的蓄电池装置具备：多个蓄电池模块，该蓄电池模块具备：电池组，包含多个电池单体；测定电路，测定所述电池单体的电压和所述电池组的至少1处的温度；无线发送接收模块，包含天线，该天线发送接收基于在空间上相互正交的第一方向、第二方向以及第三方向的任一方向的极化面的电波；以及运算处理装置，控制所述测定电路以及所述无线发送接收模块的动作；以及电池管理单元，具备：第一无线发送接收模块，包含发送接收基于所述第一方向的极化面的电波的天线；第二无线发送接收模块，包含发送接收基于所述第二方向的极化面的电波的天线；以及运算处理装置，控制所述第一无线发送接收模块和所述第二无线发送接收模块的动作，所述第一方向的极化面与其他方向的极化面相比，在所述电池管理单元中成为天线的最低接收灵敏度的概率小，所述第一无线发送接收模块的数量比所述第二无线发送接收模块的数量多。
附图说明
11.图1是概略地表示一个实施方式的蓄电池装置的结构例的图。
12.图2是概略地表示图1所示的蓄电池装置的蓄电池模块的一个结构例的图。
13.图3是概略地表示图1所示的蓄电池装置的电池管理单元的一个结构例的图。
14.图4是用于说明图3所示的电池管理单元的第一至第四无线发送接收模块的一个结构例的图。
15.图5是概略地表示进行了基于电波的通信的模拟的蓄电池装置的一个结构例的图。
16.图6是表示针对图5所示的蓄电池装置的模型，在电池管理单元与多个蓄电池模块之间进行基于电波的通信的模拟的结果的一例的图。
17.图7是概略地表示进行了基于电波的通信的模拟的蓄电池装置的另一结构例的图。
18.图8是表示针对图7所示的蓄电池装置的模型，在电池管理单元与多个蓄电池模块之间进行基于电波的通信的模拟的结果的一例的图。
19.图9是用于说明一个实施方式的蓄电池装置中的电池管理单元的动作的一例的流程图。
具体实施方式
20.以下，参照附图对实施方式的蓄电池装置的一个构成例进行详细说明。
21.图1是概略地表示一个实施方式的蓄电池装置的结构例的图。
22.本实施方式的蓄电池装置具备多个电池模块mdl、电池管理单元(bmu：battery management unit)20、电流传感器ss、第一接触器cp和第二接触器cm。
23.电池模块mdl具备：包含多个电池单体(图2所示)的电池组bt和电池监视单元(cmu：cell monitoring unit)10。
24.电池组bt例如具备多个串联或并联连接的锂离子电池的电池单体。
25.电池监视单元10具备：测定电路(图2所示)，对多个电池单体各自的电压和电池组bt的至少1处的温度进行检测；运算处理装置(图2所示)；以及无线发送接收模块(图2所示)，能够在与电池管理单元20之间进行基于电波的无线通信，能够周期性地向电池管理单元20发送测定值。
26.另外，电池监视单元10基于从电池管理单元20接收到的控制信号，进行多个电池单体的电压的均等化(单体平衡)。
27.电池监视单元10例如既可以由硬件构成，也可以由软件构成，还可以将硬件和软件组合而构成。电池监视单元10例如是如下电路：该电路具备至少1个cpu、mpu等处理器、以及记录有由处理器执行的程序的存储器，并通过软件来实现上述动作。
28.本实施方式的蓄电池装置通过将多个电池模块mdl串联连接而使合计300个电池单体串联连接，而将满充电时的高电位侧的主电路与低电位侧的主电路之间的电压设为10kv。
29.电流传感器ss检测在高电位侧的主电路流过的电流的值，并向电池管理单元20供给检测值。
30.第一接触器cp存在于将多个电池模块mdl的最高电位侧的端子与正极端子之间连接的主电路上，能够切换多个电池模块mdl与正极端子之间的电连接。接触器cp根据来自电池管理单元20的控制信号，控制将触点开闭的动作。
31.第二接触器cn存在于将多个电池模块mdl的最低电位侧的端子与负极端子之间连接的主电路上，能够切换多个电池模块mdl与负极端子之间的电连接。接触器cn根据来自电池管理单元20的控制信号，控制将触点开闭的动作。
32.电池管理单元20能够与多个电池监视单元10以及上位控制电路(未图示)分别进行通信。此外，在本实施方式的蓄电池装置中，电池管理单元20具备通信电路，该通信电路能够与多个电池监视单元10之间进行基于电波的无线通信，并与上位控制电路之间进行有线通信。
33.电池管理单元20能够从上位控制电路接收各种控制信号，并基于接收到的信息来控制多个电池监视单元10、第一接触器cp、第二接触器cm的动作。
34.电池管理单元20从多个电池监视单元10分别周期性地接收多个电池单体(或电池组bt)的电压的检测值和电池组bt的温度的检测值，并周期性地接收从电流传感器ss流向多个电池组bt的电流的检测值。电池管理单元20能够基于接收到的值来运算电池组bt(或者电池单体)的充电状态(soc：state of charge)以及劣化状态(soh：state of health)。电池组bt的soc例如是电池组bt的当前的容量[ah]相对于电池组bt的满充电时的容量[ah]的比例(＝(当前的容量/满充电时的容量)
×
100)。电池组bt的soh例如是电池组bt的当前的满充电时的容量[ah]相对于电池组bt的满充电时的容量的初始值[ah]的比例(＝(满充电时的容量的初始值/当前的满充电时的容量)
×
100)。
[0035]
电池管理单元20监视多个电池单体的电压、流过多个电池组bt的电流，并控制电池监视单元10以使多个电池单体的电压均等化。电池管理单元20例如控制电池系统的动作，以使电池单体不会成为过充电、过放电等异常的状态。
[0036]
电池管理单元20既可以由硬件构成，也可以由软件构成，还可以由硬件和软件的组合构成。电池管理单元20例如也可以具备至少1个处理器和记录有由处理器执行的程序的存储器。
[0037]
图2是概略地表示图1所示的蓄电池装置的蓄电池模块的一个结构例的图。
[0038]
蓄电池模块mdl具备电压/温度测定电路11、运算处理装置12、无线发送接收模块13。
[0039]
电压/温度测定电路11与电池组bt的多个电池单体cl各自的正极端子和负极端子电连接，能够测定多个电池单体cl的正极端子的电压的值和负极端子的电压的值。
[0040]
另外，电压/温度测定电路11具备未图示的温度传感器，能够测定多个电池单体cl附近的至少1处的温度的值。
[0041]
电压/温度测定电路11周期性地向运算处理装置12发送测定出的电压的值及温度的值。
[0042]
电压/温度测定电路11从运算处理装置12接收单元平衡控制信号。电压/温度测定电路11包含未图示的单体平衡电路。单元平衡电路根据接收到的单元平衡控制信号，以使多个电池单体cl的电压均等化的方式(例如使电压大的电池单体cl放电的方式)进行动作。
[0043]
运算处理装置12使用从电压/温度测定电路11接收到的正极端子和负极端子的电
压，运算多个电池单体cl各自的电压的值。运算处理装置12向无线发送接收模块13发送多个电池单体cl各自的电压的值和从电压/温度测定电路11接收到的温度的值。
[0044]
另外，运算处理装置12将经由无线发送接收模块13从电池管理单元20接收到的单体平衡控制信号向电压/温度测定电路11发送，使单元平衡电路动作。
[0045]
无线发送接收模块13具备发送及接收包含特定方向的极化面的电波的发送接收机。无线发送接收模块13能够根据极化分集方式，与电池管理单元20进行基于电波的通信。
[0046]
图3是概略地表示图1所示的蓄电池装置的电池管理单元的一个结构例的图。
[0047]
电池管理单元20具备第一无线发送接收模块211、第二无线发送接收模块212、第三无线发送接收模块213、第四无线发送接收模块214、运算处理装置22、a/d转换电路23、第一接触器驱动电路24p、第二接触器驱动电路24m、和通信接口25。
[0048]
a/d转换电路23将从电流传感器ss接收到的模拟信号的电流值(或电流相当值)转换为数字信号的电流值(或电流相当值)，并向运算处理装置22发送。
[0049]
第一接触器驱动电路24p根据从运算处理装置22接收到的控制信号，使第一接触器cp的接点开闭。
[0050]
第二接触器驱动电路24m根据从运算处理装置22接收到的控制信号，使第二接触器cm的触点开闭。
[0051]
通信接口25介于运算处理装置22与未图示的上位装置之间。通信接口25通过通信线路与上位装置电连接，并构成为能够通过规定的通信协议在其与运算处理装置22及上位装置之间进行通信数据的发送接收。
[0052]
运算处理装置22能够使用经由第一至第四无线发送接收模块211～214从多个蓄电池模块mdl接收到的电压值以及温度值(或者电压相当值以及温度相当值)、和从a/d转换电路23接收到的电流值(或者电流相当值)，例如运算电池组bt的soc(state of charge)、soh(state of health)。
[0053]
运算处理装置22例如能够周期性地向上位装置发送电池组bt的soc、soh，并且向上位装置通知电池组bt的充电以及放电各自的许可、停止。
[0054]
另外，运算处理装置22基于从上位装置接收到的通信数据，向第一接触器驱动电路24p和第二接触器驱动电路24m发送控制信号。
[0055]
在本实施方式的蓄电池装置中，电池管理单元20具备多个无线发送接收模块211～214，该多个无线发送接收模块211～214设置为能够将天线的朝向作为多个方向，发送接收基于不同方向的极化面的多个电波。电池管理单元20具备的用于发送接收基于特定方向的极化面的电波的无线发送接收模块多于用于发送接收基于其他极化面的电波的无线发送接收模块。
[0056]
图4是用于说明图3所示的电池管理单元的第一至第四无线发送接收模块的一个结构例的图。
[0057]
电池管理单元20具备配置有第一至第四无线发送接收模块211～214的基板cb。
[0058]
第一无线发送接收模块211是具备以发送及接收基于特定方向(例如z方向)的极化面的电波的方式设置的天线at1、发送及接收基于特定方向的极化面的电波的发送接收机。第一无线发送接收模块211能够根据极化分集方式，与多个蓄电池模块mdl的电池监视单元10进行基于电波的通信。
[0059]
第二无线发送接收模块212是具备以发送及接收基于特定方向(例如z方向)的极化面的电波的方式设置的天线at2、发送及接收基于特定方向的极化面的电波的发送接收机。第二无线发送接收模块212能够根据极化分集方式，与多个蓄电池模块mdl的电池监视单元10进行基于电波的通信。
[0060]
第三无线发送接收模块213是具备以发送及接收基于特定方向(例如z方向)的极化面的电波的方式设置的天线at3、发送及接收基于特定方向的极化面的电波的发送接收机。第三无线发送接收模块213能够根据极化分集方式，与多个蓄电池模块mdl的电池监视单元10进行基于电波的通信。
[0061]
第四无线发送接收模块214是具备以发送及接收与第一至第三无线发送接收模块211～213不同的其他特定方向(例如x方向)的极化面的电波的方式设置的天线at4、发送及接收基于上述其他特定方向的极化面的电波的发送接收机。第四无线发送接收模块214能够根据极化分集方式，与多个蓄电池模块mdl的电池监视单元10进行基于电波的通信。
[0062]
此外，x方向、z方向以及y方向(第一方向至第三方向)是在空间上相互正交的方向。另外，在本实施方式中，z方向例如是在设置有蓄电池装置的状态下，在多个蓄电池模块mdl分别放射了基于特定的极化面(z方向的极化面)的电波时，在电池管理单元20的天线中接收功率[dbm]最大(成为最低接收灵敏度的接收功率的概率比其他方向小)的极化面的方向。另外，对于发送接收有利的(接收功率最大)的极化面，能够通过模拟或实验而预先设定。
[0063]
接着，说明在本实施方式的蓄电池装置的电池管理单元20与多个电池模块mdl之间进行基于电波的通信的模拟的结果的例子。
[0064]
图5是概略地表示进行了基于电波的通信的模拟的蓄电池装置的一个结构例的图。
[0065]
在图5中，示出了进行了具备金属制的容器100作为壳体的蓄电池装置的模拟的模型的俯视图和侧视图。另外，省略俯视图中的容器100的上板和侧视图中的容器100的一个侧板。
[0066]
图5所示的蓄电池装置具备容器100、控制装置ctr、多个蓄电池模块mdl、断路器30以及搁架50。搁架50具备多个绝缘柱40和多个搁板。
[0067]
容器100具备包围大致长方体的空间的地板、上板以及多个侧板。容器100以设置蓄电池装置的面与地板大致平行的方式配置。
[0068]
容器100的地板、上板和侧板是金属制的大致矩形状的板。地板和上板以相对置的方式配置。地板是对收纳于容器100内的设备进行支承的支承部件。一对侧板以在地板与上板之间相互对置且与其他一对侧板正交的方式配置。
[0069]
在容器100内的空间中收纳有2个搁架50、2个控制器盘ctr和多个蓄电池模块mdl。2个搁架50在地板的短边方向d2上相互隔开间隔地配置在容器100的地板上。搁架50在容器100的地板的长度方向d1上与控制器盘ctr并排配置。
[0070]
搁架50的多个搁板分别为大致矩形状。多个搁板可以分别具备将由搁板支承的蓄电池模块mdl的电池组bt电连接的布线等导电部件。多个搁板在4个角的附近被绝缘柱40支承，以相互隔开规定的间隔的状态被定位。
[0071]
多个蓄电池模块mdl沿着地板的长度方向d1在搁板上并排配置。收纳于1个搁架50
的多个蓄电池模块mdl能够经由搁板的导电部件及断路器30将电池组bt串联或并联连接。
[0072]
断路器30例如构成为能够将在相邻的搁板上配置的多个蓄电池模块mdl间的电连接切断。例如，在进行维护作业时、由于发生故障或劣化而进行更换蓄电池模块mdl的作业时，能够通过断路器30切断蓄电池模块mdl与主电路的电连接。
[0073]
控制器盘ctr具备与作为控制对象的多个蓄电池模块mdl进行通信的电池管理单元20。电池管理单元20例如将在方向d1上排列配置的搁架50中收纳的多个蓄电池模块mdl作为控制对象。
[0074]
图6是表示针对图5所示的蓄电池装置的模型，在电池管理单元与多个蓄电池模块之间进行基于电波的通信的模拟的结果的一例的图。
[0075]
在此，示出了在从多个蓄电池模块mdl放射了z方向的极化面的电波(z方向的极化波)时，电池管理单元20中的每个极化面的接收功率和将2个极化面组合时的接收功率的累积概率的一例。另外，图6所示的曲线l1表示基于z方向的极化面的电波与基于x方向的极化面的电波(x方向的极化波)的功率大的一方、或者基于z方向的极化面的电波与基于y方向的极化面的电波(y方向的极化波)的功率大的一方的、接收功率与其累积概率的关系的一例。
[0076]
在作为电池管理单元20的最低接收灵敏度的接收功率下，z方向的极化波的累积概率最低，无法接收z方向的极化波的概率为a。因此，能够接收z方向的极化波的概率为1
‑
a。认为这是由于，若向由金属制的壳体包围的封闭空间放射电波，则电波被壳体反射，稀少地产生仅特定的极化波下通信不成立的电池模块mdl。
[0077]
与此相对，在接收到z方向的极化波和x方向的极化波中的功率大的一方时、或者接收到z方向的极化波和y方向的极化波中的功率大的一方时，通过电池管理单元20无法接收电波的概率大致为零。
[0078]
接着，对于针对作为具备金属制的壳体的电池盘而构成的蓄电池装置的模型进行了模拟的结果的一例进行说明。
[0079]
图7是概略地表示进行了基于电波的通信的模拟的蓄电池装置的其他结构例的图。在图7中，示出了从不同的2个方向观察时的蓄电池装置的侧视图。
[0080]
蓄电池装置具备壳体200、控制单元unt以及多个蓄电池模块mdl。
[0081]
壳体200具备底板、上板、配置于底板与上板之间的4个侧板、以及多个隔板。底板、上板和侧板由金属材料形成。多个隔板以与底板和上板大致平行的方式配置，以将由底板、上板和侧板包围的空间划分成多个的方式相互隔开间隔地被定位。
[0082]
多个蓄电池模块mdl在由壳体200的隔板划分的各个空间中并排地收纳。在该例子中，蓄电池模块mdl具备大致长方体形状的壳体，例如以壳体的长边方向成为进深方向d3的方式在宽度方向d2上并排配置。被隔板划分的壳体200内的空间，高度方向d3的宽度与蓄电池模块mdl的壳体的高度方向d3的宽度大致相等。因此，在沿高度方向d3排列的蓄电池模块mdl之间夹设有壳体200的隔板。多个蓄电池模块mdl的电池组bt例如能够通过在蓄电池模块mdl与壳体200的侧板之间产生的空间中配置的配线等导电部件而电连接。
[0083]
控制单元unt配置于由隔板划分的空间的最上部(高度方向d3上的上板侧的端部)。控制单元unt具备电池管理单元20。电池管理单元20将收纳在壳体200内的多个蓄电池模块mdl作为控制对象。
[0084]
图8是表示针对图7所示的蓄电池装置的模型，在电池管理单元与多个蓄电池模块之间进行基于电波的通信的模拟的结果的一例的图。
[0085]
在此，示出了在从多个蓄电池模块mdl放射了z方向的极化波时，电池管理单元20中的每个极化面的接收功率及将2个极化面组合时的接收功率的累积概率的一例。另外，图8所示的曲线l2表示z方向的极化波与x方向的极化波中的功率大的一方、或者z方向的极化波与y方向的极化波中的功率大的一方的接收功率与其累积概率的关系的一例。
[0086]
在作为电池管理单元20的最低接收灵敏度的接收功率下，z方向的极化波的累积概率最低，电池管理单元20无法接收z方向的极化波的概率为a。因此，电池管理单元20能够接收z方向的极化波的概率为1
‑
a。
[0087]
与此相对，在接收z方向的极化波和x方向的极化波中的功率大的一方时、或者接收z方向的极化波和y方向的极化波中的功率大的一方时，电池管理单元20无法接收电波的概率大致为零。
[0088]
在上述容器模型及盘模型的蓄电池装置中，根据基于fdtd(时域差分：finite
‑
difference
‑
time
‑
domain)法的模拟，概率a为1
×
10
‑4等级的数值。因此，能够发送接收基于不是主要能够强力接收的极化面(z方向的极化面)的极化面(x方向的极化面或者y方向的极化面)的电波的无线发送接收模块的数量，只要是将控制对象的蓄电池模块mdl数除以1万(乘以1
×
10
‑4)而得到的值的数量(在小于1的情况下为1)即可。
[0089]
即使考虑实际上设置蓄电池装置的环境与模拟的条件的差，能够发送接收基于不是主要能够强力接收的极化面(z方向的极化面)的极化面(x方向的极化面或y方向的极化面)的电波的无线发送接收模块的数量，也只要是将作为控制对象的蓄电池模块mdl数除以1千而得到的值的数量(在小于1的情况下为1)即可。
[0090]
另一方面，能够发送接收基于主要能够强力接收的极化面(z方向的极化面)的电波的无线发送接收模块，需要能够与作为控制对象的蓄电池模块mdl数量的大致相同数量连接的数量。在此，在1个无线发送接收模块能够与1个蓄电池模块mdl连接(能够通信)的情况下，无线发送接收模块的数量与蓄电池模块mdl的数量相同。
[0091]
根据上述情况，例如如图1所示，3个蓄电池模块mdl为控制对象的电池管理单元20，只要至少具备3个能够发送接收基于主要能够强力接收的极化面(z方向的极化面)的电波的无线发送接收模块、和1个能够发送接收基于不是主要能够强力接收的极化面(z方向的极化面)的极化面(x方向的极化面或者y方向的极化面)的电波的无线发送接收模块即可。
[0092]
此时，为了提高基于电波的通信的可靠性，电池管理单元20例如也可以各具备1个能够发送接收x方向的极化波的无线发送接收模块和能够发送接收y方向的极化波的无线发送接收模块这两者。电池管理单元20能够接收不是主要能够强力接收的极化面的多个方向的极化波，能够进一步提高基于电波的通信的可靠性。
[0093]
另外，对于基于电波的发送接收有利的极化面，能够通过模拟等预先确认。因此，无需在空间上的3轴(x轴、y轴以及z轴)全部的各个方向上，以与全部的蓄电池模块的通信也可以集中于该极化面的方式配置无线发送接收模块，能够减少为了利用蓄电池装置进行可靠性高的通信所需的无线发送接收模块的数量。
[0094]
接着，在本实施方式的蓄电池装置中，对开始与多个蓄电池模块mdl的基于电波的
通信时的、电池管理单元的动作的一例进行说明。
[0095]
图9是用于说明一个实施方式的蓄电池装置中的电池管理单元的动作的一例的流程图。
[0096]
在此，电池管理单元20与多个蓄电池模块mdl依次进行配对。首先，电池管理单元20的运算处理装置22使全部的无线发送接收模块211～214向尚未进行配对的规定的蓄电池模块mdl发送配对开始信号(步骤st1)。即，第一至第三无线发送接收模块211～213发送z方向的极化波，第四无线发送接收模块214发送x方向的极化波。
[0097]
接着，运算处理装置22使全部的无线发送接收模块211～214成为能够接收来自规定的电池模块mdl的响应信号的状态(步骤st2)。
[0098]
运算处理装置22在规定期间没有来自规定的电池模块mdl的响应时(步骤st4)，设为是错误，结束配对。此时，运算处理装置22也可以向上位装置通知是通信错误。
[0099]
在从规定的电池模块mdl接收到响应信号时(步骤st4)，运算处理装置22取得无线发送接收模块211～214中的接收响应信号时的接收电波强度(步骤st5)。
[0100]
运算处理装置22将响应信号接收时的接收电波强度最大的无线发送接收模块分配给规定的蓄电池模块mdl(步骤st6)。
[0101]
在此，运算处理装置22从无线发送接收模块211～214中判断是否存在有能够接收在响应信号接收时的接收电波强度最大的极化波的天线、且同时连接有空闲的无线发送接收模块(步骤st7)。
[0102]
在步骤st7中，当存在满足条件的无线发送接收模块时，运算处理装置22将符合条件的无线发送接收模块分配给规定的蓄电池模块mdl，进行配对。
[0103]
在步骤st7中，在没有满足条件的无线发送接收模块时，运算处理装置22设为是错误，结束配对。此时，运算处理装置22也可以向上位装置通知是通信错误。
[0104]
运算处理装置22判断是否能够与作为控制对象的全部蓄电池模块mdl配对(步骤st8)。在存在尚未配对的控制对象的蓄电池模块mdl时，运算处理装置22返回步骤st1并继续配对。当与全部的蓄电池模块mdl配对完成时，运算处理装置22正常地结束配对。
[0105]
根据上述的模拟结果，通过将主要能够强力接收的极化面与其他极化面组合而利用电池管理单元20进行电波的发送接收，从而无法接收电波的概率大致为零。因此，在蓄电池装置正常工作时，通过如上所述那样进行电池管理单元20的无线发送接收模块211～214与蓄电池模块mdl的配对，能够进行与全部蓄电池模块mdl的配对。
[0106]
如上所述，本实施方式的蓄电池装置不需要具备多个无线发送接收模块，能够简化通过电波进行通信的蓄电池装置的结构。
[0107]
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨中，同样包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。