CZ139897A3 - Inteligentní baterie - Google Patents

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká obecně oblasti baterií se schopností znovunabíjení, zejména pak inteligentních baterií pro použití v inteligentních zařízeních, která mají schopnosti hospodaření s energií. Vynález je zařízení inteligentní baterie pro řízení činnosti niklkov-hydrid (NiMH) nebo niklkadmiových (NiCD) baterií s možností znovunabíjení a podobně, které umožňuje hlášení přesných informací inteligentnímu zařízení za účelem hospodaření s energií a řízení nabíjení v závislosti na stavu nabití baterie a chemickém složení.

Dosavadní stav techniky

Příchod inteligentních přenosných elektronických zařízení jako jsou počítače typu notebook, videokamery, buňkové telefony, umožnilo rozvoj inteligentních baterií se schopností znovunabíjení, které mohou komunikovat s inteligentním zařízením za účelem poskytnutí přesné informace o současném stavu nabití baterie a zjištění, jak nejlépe znovu nabít baterii za účelem dosažení její maximální životnosti a tak umožnit nejvyšší počet cyklů nabíjenívybíjení. Uživatel inteligentních přenosných zařízení, používajících takovéto inteligentní baterie, bude vědět nejen jak velký náboj v baterii zbývá, ale i dobu používání baterie při různých hodnotách odběru. To uživateli umožňuje vybrat mód činnosti, který umožní maximální životnost při zbývajícím náboji a zjistit jak dlouho bude zařízení pokračovat v činnosti.

Dosud známé jednotky baterií se schopností znovunabíjení jsou vybaveny prostředky pro generování požadovaných informací uživatelům, zahrnujícími například přístroj pro kontrolu náboje a měřič ···· • · · · · ·

paliva, tak, jak je popsáno v US patentu č. 5,315,228, kde je uveden způsob výpočtu stavu nabití a hlášení doby do vybití hostitelskému počítačovému systému.

Je tedy zapotřebí napájecí jednotka se schopností znovunabíjení, která bude přesně udržovat informaci o stavu svého nabití i když bude nominálně plně vybita, takže uživatel bude mít okamžitý přístup k této informací. Kromě toho je zapotřebí inteligentní baterie se schopností znovunabíjení, která může uživateli zajistit přesnou předpověď o svém zbývajícím pracovním čase při různých úrovních odběru. Uživatel takového inteligentního zařízení, jako je například přenosný počítač, takto může zvolit vypnutí napájení mechaniky pevného disku, aby rozšířil činnost přenosného zařízení na delší časovou periodu, než by bylo možné při větší hodnotě odběru.

Podstata vynálezu

Cílem předkládaného vynálezu je poskytnutí zařízení inteligentní baterie pro použití s baterií se schopností znovunabíjení, instalované v hostitelském počítači, které bude optimalizovat výkon této baterie se schopností znovunabíjení po celou dobu jejího životního cyklu.

Dalším cílem předkládaného vynálezu je vytvoření zařízení inteligentní baterie, které obsahuje mikroprocesor pro řízení baterie se schopností znovunabíjení, který provádí výpočty kapacity za účelem sdělování do hostitelského počítače nebo nabíjecího zařízení inteligentní baterie.

Dále je cílem předkládaného vynálezu poskytnout zařízení inteligentní baterie, které obsahuje mikroprocesor pro řízení baterie se schopností znovunabíjení a které zajišťuje hostitelskému zařízení • 9 9999 • ••9 99 99 · 9 9 • · · 9 · · · · · 9 •99 9 9999 999 9 • · · · 9 9 ··· 99 99 99 9 inteligenci ve formě současného stavu nabití a nabíjecích parametrů baterie, za účelem sdělování do inteligentního nabíječe.

Ještě dalším cílem předkládaného vynálezu je poskytnutí zařízení inteligentní baterie, které obsahuje mikroprocesor pro řízení baterie se schopností znovunabíjení, monitorující pracovní parametry baterie jako je napětí, proud a teplota a tím umožňující intenzitu rychlého nabíjení nebo optimální intenzitu nabíjení z jakéhokoli stavu nabití.

Dalším cílem předkládaného vynálezu je poskytnutí zařízení inteligentní baterie, které obsahuje mikroprocesor pro řízení baterie se schopností znovunabíjení, který počítá předpovědní data jako je zbývající doba života baterie při současné velikosti odběru a při alternativních velikostech odběru.

Ještě dalším cílem předkládaného vynálezu je poskytnutí zařízení inteligentní baterie, které je tvořeno integrovaným obvodem pro specifické použití (ASIC) majícím analogové a číslicové součásti.

Dále je cílem předkládaného vynálezu vytvoření zařízení inteligentní baterie, které obsahuje A/D převodník pro měření nabíjecích parametrů baterie, jako je napětí, proud a teplota.

Ještě dalším cílem předkládaného vynálezu je poskytnutí zařízení inteligentní baterie, které má A/D převodník s jedním kladným napájecím zdrojem, který je schopný bipolární činnosti za účelem převodu jak kladných tak záporných analogových signálů, reprezentujících nabíjecí a vybíjecí proudy baterie.

Dalším cílem předkládaného vynálezu je poskytnutí výše uvedeného zařízení inteligentní baterie, kde analogové a číslicové součásti obvodu ASIC obsahují polovodiče v CMOS technologii,

4 4 4 ·· ·· ·· • ······ · »· · · ·· · · · · • · · 4 ···· ··· · • · · · · ·

4 4 ·· 4 4 4 4 4 navržené za účelem zlepšené přesnosti a velkého rozlišení A/D převodníku při minimálním příkonu.

Ještě dalším cílem předkládaného vynálezu je poskytnutí zařízení inteligentní baterie, obsahujícího takový mikroprocesor, který se při nominálním vybití uvede do klidového stavu s prakticky nulovým příkonem.

Cílem předkládaného vynálezu je dále poskytnutí zařízení inteligentní baterie, které obsahuje mikroprocesor s pamětí typu RAM a zahrnuje prostředek pro udržení obsahu paměti typu RAM, je-li zařízení v klidovém stavu.

Ještě dalším cílem předkládaného vynálezu je poskytnutí zařízení inteligentní baterie, které zahrnuje ochranný prostředek proti zkratu za účelem zachování obsahu paměti typu RAM, když je baterie dočasně zkratována.

Dalším cílem předkládaného vynálezu je poskytnutí zařízení inteligentní baterie, které obsahuje paměť typu ROM vyráběnou procesem, usnadňujícím programování této paměti v horní vrstvě nebo v později vyráběných vrstvách.

Ještě dalším cílem předkládaného vynálezu je poskytnutí zařízení inteligentní baterie, které obsahuje paměť typu ROM, kde programování této paměti se uskutečňuje kovovou maskou.

Dalším cílem předkládaného vynálezu je poskytnutí zařízení inteligentní baterie, které v sobě zahrnuje algoritmus pro zpracování chyb za účelem uvažování chyb měření, interpolací z vyhledávacích tabulek atd., přičemž se uvažuje, že chyby jsou funkcí času. Je-li celková chyba větší než předem určená hodnota, jsou některé pracovní módy zablokovány a zejména proměnné jsou nahrazeny implicitními hodnotami, což má za následek menší chybu. V případě zobrazované ···

9 9 9 » · 9 9 » · · · » · 99 9 » · · • · · · informace, např. na displeji LED bateriové sady, je možné chybu dodatečně uvažovat a například zobrazovat velikost kapacity a celkové chyby kapacity. Objeví-li se chyba, která je příliš veliká, může být změněno koncové kriterium pro určení podmínky konce nabíjení a může se například použít kriterium -dl) namísto kriteria ovlivněného chybou.

Tyto a další cíle předkládaného vynálezu jsou dosaženy zařízením inteligentní baterie, které poskytuje elektrickou energii a které hlásí předem definované parametry baterie vnějšímu zařízení, které má systém hospodaření s energií, kde tato baterie obsahuje:

a) nejméně jeden článek se schopností znovunabíjení spojený s párem svorek za účelem dodávání elektrické energie vnějšímu zařízení v průběhu vybíjecího módu a přijímání elektrické energie během nabíjecího módu, jak je zabezpečeno nebo určeno uvedeným vnějším zařízením,

b) datovou sběrnici pro hlášení předem určené identifikace baterie a nabíjecích parametrů k tomuto vnějšímu zařízení,

c) analogový prostředek pro generaci analogových signálů reprezentujících napětí a proud baterie na uvedených svorkách a analogového signálu reprezentujícího teplotu baterie v uvedeném článku,

d) hybridní integrovaný obvod (IC), který má mikroprocesor pro příjem analogových signálů a jejich převedení na číslicové signály reprezentující napětí, proud a teplotu baterie a pro výpočet skutečných průběžných nabíjecích parametrů z těchto číslicových signálů, kde tyto výpočty zahrnují jeden výpočet podle následujícího algoritmu:

CAP_retn - CAPfC

- ΣΙ a At _d - LU At + Σε _c I c At _c, • · · · · ·· · · · · • · · · · · · · · · · · · • · · · · · · ······ · · ·· ·· · kde ε _c je funkce proudu a teploty baterie a l_s je funkce teploty baterie a CAP_Fc,

e) paměť dat definovanou v uvedeném hybridním integrovaném obvodu pro ukládání zmíněné předem určené identifikace baterie a skutečných nabíjecích parametrů, i když je nominálně zcela vybita, kde tyto nabíjecí parametry obsahují nejméně kapacitu při plném nabití a zbývající kapacitu, a

f) řídící jednotku sběrnice definovanou uvnitř uvedeného hybridního integrovaného obvodu za účelem posílání zpráv baterie k vnějšímu zařízení přes datovou sběrnici, kde tyto zprávy zahrnují předem definovanou identifikaci baterie a skutečné nabíjecí parametry.

K této rovnici je přidaná resetovací logika, která bude vysvětlena níže, která sama koriguje hodnotu CAPfc výpočtem kapacity při každém úplném nabití (EOC) a každém konci úplného vybití.

Další přednosti a výhody vynálezu vyplynou z následujícího podrobného popisu vztaženého k doprovodným výkresům, který specifikuje a ilustruje výhodná provedení vynálezu.

Přehled obrázků na výkrese

Na obr.1 je blokové schéma zařízení inteligentní baterie připojeného k hostitelskému počítači a nabíjecímu zařízení baterie.

Na obr.2A je zjednodušené blokové schéma zařízení inteligentní baterie a konektoru včetně uspořádání vývodů integrovaného obvodu pro specifické použití (hybridní integrovaný obvod) použitého v předkládaném vynálezu.

• · · · · · *··· · · ·· • 4 · · · ··· · · · · • 4 · · · · · • · · 9 9 9

994 99 99 44 9

Obr.2B představuje zjednodušené blokové schéma hybridního integrovaného obvodu 32 obsahujícího mikrokontrolér zařízení inteligentní baterie dle tohoto vynálezu.

Na obr.3 je obecný vývojový diagram představující základní funění vlastnosti algoritmu a způsobu pro řízení zařízení inteligentní baterie dle tohoto vynálezu.

Obr.4 zobrazuje obecné blokové schéma A/D převodníku

60.

Obr.5A zobrazuje schematický náčrtek uspořádání obvodu posunu stejnosměrného napětí.

Obr.5B zobrazuje druhé uspořádání obvodu posunu stejnosměrného napětí.

Obr.6 je schematický náčrtek obvodového uspořádání v A/D převodníku 60.

Obr.7 je fázový diagram činnosti A/D převodníku podle obr. 6.

Na obr.8A je časování pracovních cyklů za podmínek práce v normálním nebo vzorkovacím módu.

Obr.8B představuje přibližné doby trvání pro různá měření v pracovním cyklu.

Obr.9A zobrazuje schematický náčrtek vzorku uspořádání tranzistorů pro paměť typu ROM, která je obsažena v zařízení inteligentní baterie.

o · ···· ·· «· ·· ···· o··· · · · · · « 9 • ··· · · · · · · · • ··· ····· 999 9 • •99 9 9 9 ······ 9« ·< ·· «

0br.9B je schematický náčrtek uspořádání tranzistoru paměti typu ROM programované podle dosavadního stavu techniky.

Obr.10 je podrobné schéma řešetu 85 po zapnutí a protiblokovacího obvodu 85’ paměti typu RAM.

Obr. 11 zobrazuje podrobné schéma oživovacího obvodu 80 komparátoru.

Na obr.12 je vývojový diagram ilustrující výpočetní program 200 IUT (proud, napětí a teplota).

Na obr.13A a 13B jsou vývojové diagramy ilustrující sekvenční procesy 151 naprogramované v mikroprocesoru pro výpočet současné kapacity a velikosti samovybíjení inteligentní baterie z tohoto vynálezu.

Obr. 13C znázorňuje integrační program 400 pro výpočet velikosti nabíjecího nebo vybíjecího náboje baterie tekoucího do nebo z jejích svorek.

Obr.14A až 14C jsou vývojové diagramy ilustrující sekvenční procesy 500 naprogramované v mikroprocesoru pro určení koncových podmínek baterie, když je tato baterie ve stavu zvyšování kapacity.

Obr.14D představuje vývojový diagram programu 700 pro zjištění počtu buněk.

Obr. 15A a 15B jsou logické vývojové diagramy znázorňující sekvenční procesy 600 naprogramované v mikroprocesoru pro určení koncových podmínek baterie, když je tato baterie ve stavu snižování kapacity.

·· ····

4444 «·

4 4 4

4·4 4·· 4 4 4 ·

4 4 4 444 4 444 4 • 4 4 4 4 4

444 · 44 44 44 4

Na obr. 16 je logický vývojový diagram rutiny žádosti o zpracování, která je vyvolána vznikne-li komunikace mezi inteligentní baterií a hostitelským počítačem nebo nabíječem baterie.

Obr. 17 znázorňuje detailní logický vývojový diagram rutiny zápisového bloku pro zápis dat do inteligentní baterie.

Na obr. 18 je podrobný logický vývojový diagram rutiny čtecího bloku pro čtení dat z inteligentní baterie.

Obr. 19A a 19B znázorňují vývojový diagram popisující logické kroky vyvolané systémem inteligentní baterie, je-li vysílán poplachový stav vnějšímu zařízení.

Obr.20 je logický vývojový diagram popisující kroky vyvolané systémem inteligentní baterie je-li vysílán nabíječi baterie stav nabití.

Obr.21A a 21B znázorňují logický vývojový diagram popisující kroky vyvolané systémem inteligentní baterie je-li vysílána zpráva.

Obr.22A je třírozměrná grafická prezentace vyhledávacích tabulek, které zobrazují předpovídané hodnoty zbytkové kapacity jako funkci vybíjecího proudu a teploty.

Obr.22B je třírozměrná grafická prezentace vyhledávacích tabulek, které zobrazují velikost samovybíjecího proudu (vertikální osa) jako funkci relativního stavu nabití baterie a teploty.

Obr.22C je třírozměrná grafická prezentace vyhledávacích tabulek účinnosti nabíjení, ukazující faktory účinnosti nabíjení jako funkci příslušného stavu nabíjení, nabíjecího proudu a teploty.

• 4444 44 44 • · · · 4 4 · ·· 4 • ··· 4 4 4 4 4 4 4 • 444 44444 4444 • 4 4 4 4 4 4 ···4·4 44 44 44 4 ·· ··· ·

Obr.23 představuje dva grafy závislosti napětí na čase, A a B, srovnávající vypočítané charakteristiky kapacity baterie při různých vybíjecích proudových intenzitách pro šestičlánkovou bateriovou sadu.

Příklady provedení vynálezu

Využití inteligentní baterie podle předkládaného vynálezu lze očekávat u inteligentních hostitelských zařízení jako je přenosný počítač, přenosná videokamera nebo buňkový telefon, které mají sběrnici řízení systému a inteligentní nabíječ nebo u inteligentních zařízení se systémem hospodaření s energií, který může přijímat a vysílat data přes sběrnici řízení systému.

Příklad takového systému je znázorněn na obr.1, kde je inteligentní baterie 10 spojena s napájecí rovinou 12 za účelem dodávání a přijímání elektrické energie přes tuto napájecí rovinu 12 a se sběrnicí 14 řízení systému, což je dvousměrná modifikovaná l²C datová sběrnice (komunikační rozhraní), která komunikuje s hostitelským zařízením 16, kterým může být přenosný počítač. Toto hostitelské zařízení 16 může být napájeno inteligentní baterií 10 nebo systémovým napájecím zdrojem 18 a běžným zdrojem 20 střídavého proudu. Systémový napájecí zdroj nebo systém hospodaření s energií tedy komunikuje s inteligentním nabíječem 22, který může být užit k určení intenzity a doby trvání náboje posílaného do této inteligentní baterie napájecím zdrojem. Inteligentní nabíječ 22 tedy komunikuje se sběrnicí 14. řízení systému a může přijímat teplotní signál reprezentující teplotu bateriového článku odděleným vedením 24. Detailní popis funkce sběrnice 14 řízení systému (dvousměrná modifikovaná datová sběrnice l²C) lze nalézt v Intel-Duracell System Management Bus Specification, Rev.0.95, (Apríl 1994).

·· ····

JI fl··· ·· • · • flfl · • · · · ··· · ··· · • · · · flfl • flfl ·· ·· ·· t

Systém 18 hospodaření s energií může dodávat nebo získávat energii do nebo z inteligentní baterie 10 přes napájecí rovinu 12 v závislosti na stavu nabití inteligentní baterie 10. a na přítomnosti či nepřítomnosti energie ve střídavém zdroji 20.

Inteligentní nabíječ 22 se může periodicky dotazovat inteligentní baterie 10 na nabíjecí charakteristiky a nastavovat výstup tak, aby se přizpůsobil nabíjecím požadavkům inteligentní baterie. Volitelně, a pokud je to uživatelem hostitelského zařízení zvoleno, může inteligentní nabíječ 22 překročit požadavek této inteligentní baterie na intenzitu nabíjení a nabíjet tuto baterii vyšší nebo rychlou intenzitou nabíjení. Uživatel hostitelského zařízení nemusí nutně překročit požadavek inteligentní baterie. Jak bude mnohem podrobněji vysvětleno níže, může inteligentní baterie periodicky vysílat požadovaný nabíjecí proud nebo se inteligentní nabíječ 22 dotazuje inteligentní baterie na nabíjecí proud. Hostitelské zařízení nebo nabíječ nemusí vyhovět požadavku inteligentní baterie a mohou poskytovat větší nebo menší množství energie než je požadováno.

Hostitelské zařízení 16 může komunikovat s inteligentní baterií přes sběrnici 14 řízení systému a požadovat informaci z této baterie za účelem použití v systému hospodaření s energií, a tím poskytnout uživateli hostitelského zařízení informace o stávajícím stavu této baterie a jejích schopnostech. Hostitelské zařízení 16 bude rovněž přijímat oznámení o kritických událostech, zahrnující poplachové podmínky, informace o tom, že zbývající kapacita je pod prahovou hodnotou nastavenou uživatelem, že zbývající doba provozu je pod prahovou hodnotou nastavenou uživatelem zařízení nebo signál konce vybíjení. Poplachové podmínky zahrnují, avšak nejsou omezeny na přebíjení, překročení teploty, snížení zbývající kapacity nabití pod předem určenou nebo uživatelem nastavenou kapacitu nebo pokles doby provozu pod předem určenou nebo uživatelem nastavenou zbývající dobu provozu.

·· ···· • ···· ·· ·· ··· · · · » ·· · ···· ···· » · · • · · · · ··· · ··· · • · · · · · · ··· ··· «I t« ·· ·

Jak bude dále podrobněji vysvětleno, může inteligentní baterie hlásit okamžitou hodnotu proudu odebíraného z baterie, hodnoty proudu zprůměrované v předem určených časových intervalech, současnou teplotu a současné napětí.

Inteligentní baterie může rovněž hlásit množství indikátorů stavu baterie, indikujích, zda je baterie nabíjena nebo vybíjena, že nabití je úplné nebo že je baterie plně vybita.

Kromě toho může poskytnout vypočítané hodnoty zahrnující zbývající provozní čas při současném odběru proudu, zbývající provozní čas při užití průměrného proudu, zbývající provozní čas při užití optimálního proudu a předpovězený zbývající čas provozu při proudové úrovni (vybíjecí intenzitě) zvolené hostitelským zařízením.

Inteligentní baterie 10 je rovněž vybavena pamětí typu ROM, která z výroby obsahuje sadu předem definovaných identifikačních parametrů baterie, které mohou zahrnovat data výrobce, chemické složení článku, konstrukční kapacitu, konstrukční napětí a specifické identifikační číslo zařízení. Předem určené identifikační parametry baterie jsou dostupné, buď pro hostitelské zařízení nebo inteligentní nabíječ, aby pomohly při volbě optimálního použití a nabíjecích parametrů pro inteligentní baterii.

Inteligentní baterie je také schopna doporučit žádoucí nabíjecí proud, hlásit čas zbývající do úplného nabití, kapacitu baterie dostupnou při úplném nabití a počet nabití nebo vybití baterie.

Inteligentní baterie podle předkládaného vynálezu používá hybridní integrovaný čip (IC), který obsahuje zabudovaný mikroprocesor a nový analogově číslicový převodník, který dostává analogové signály z této baterie a přeměňuje je na číslicové signály reprezentující napětí ···· ·· ·· ·· ···· • ······ · ··· ···· ·· · • · · · ··· · ··· · • · · · · · ··· ·· ·· ·· « baterie, proud a teplotu. Mikroprocesor inteligentní baterie pak z těchto číslicových signálů vypočítává skutečné nabíjecí parametry v čase podle předem určeného algoritmu, ve kterém je CAP_rem zbývající kapacita baterie, které je průběžně přiřazována nová hodnota odrážející nastavení, za účelem efektivního nabíjení, vybíjení a samovybíjení.

Náboj dodávaný do baterie je měřen a nastavován faktorem účinnosti, který je funkcí proudu, teploty a relativního stavu nabití. Je třeba poznamenat, že zbývající kapacita CAP_rem a relativní stav nabití, SOC, představují totéž (zbývající kapacitu baterie) a liší se tím, že relativní stav nabití je indikován jako procento poslední kapacity úplného nabití. Účinnost nabíjení je hodnota určená jako funkce výše uvedených proměnných a může být odvozena z vyhledávací tabulky, jak bude dále popsáno v souvislosti s obr.22C nebo vypočtena ze vzorce, který provádí postupnou aproximaci chování účinnosti nabíjení v závislosti na proudu, teplotě a stavu nabití. Faktor účinnosti nabíjení lze tedy získat z rovnice odezvy nebo z interpolace mezi několika různými hodnotami uloženými v paměti.

Podobně je zbývající kapacita baterie CAP_rem snižována změřenou intenzitou vybíjení v čase. Předpovědní model zbytkových kapacit určuje očekávané CAP_rem ze současného proudu a teploty. Tento předpovědní model může tedy odhadnout, kdy napětí baterie klesne na předem určené vypínací napětí při současné intenzitě vybíjení. Tento model zbytkové kapacity může být vypočítán ze vzorce nebo získán z vyhledávací tabulky, která obsahuje hodnoty zbytkových kapacit jako funkci vybíjecího proudu a teploty.

Konečně je CAP_rem rovněž nastavena odečtením samovybíjení. Samovybíjení je počítáno jako funkce teploty a stavu nabití, a je vždy odečteno od CAP_rem bez ohledu na to, zda se baterie vybíjí nebo je nabíjena. Samovybíjení může být odvozeno z vyhledávací • 4 · 4 4

444 •4 ·· ·· 4 44 4 ••44 · · 4 • · 4 4 4 4 4 • 44444 444 4 • · 4 4 4 ·· 44 44 4 tabulky emprických modelů článků se stejným chemickým složením, která předpovídá samovybíjení jako funkci teploty a stavu nabití nebo může být vypočítáno mikroprocesorem.

Jak bude dále vysvětleno podrobněji, CAP_rem je zjištěná hodnota, která se sama koriguje díky resetovací logice včleněné do algoritmu kapacity. Algoritmus kapacity reaguje na čtyři typy signálů ukončení nabíjení (EOC) zahrnující zápornou strmost napětí při napětí plného nabití, vzestup teploty, který překročí předem určenou rychlost nebo vypočítaný stav nabití, který je roven hodnotě od 100% do 150% předešlé hodnoty CAPfc , byla-li použita optimální nabíjecí intenzita nebo hodnotu horního limitu teploty. Objeví-li se jeden z prvních tří ze čtyř výše uvedených typů podmínek znovu nastaví resetovací logika CAPrem na předcházející hodnotu CAPfc, nastaví stavový příznak plného nabití a signalizuje hostitelskému nebo nabíjecímu zařízení, aby ukončilo nabíjení. Je-li dosažen horní limit teploty, je vyvolán pouze signál k ukončení nabíjení.

Nabíjecí algoritmus ukončí integraci současného stavu vybití když, reaguje na signál konec vybíjení (EOD) mezi 0,9V /článek a 1,1 V/článek, s výhodou pak 1,02V/článek. V tomto bodě nastaví CAP_rem na novou zjištěnou hodnotu zbytkové kapacity, jak je určena z integrace vybíjecího proudu, jako funkce vybíjecího proudu a teploty.

Jak bude dále podrobněji vysvětleno, resetovací logika bude znovunastavovat CAPfc jako funkci, na kterou působil signál EOD. Takto je zjištěna nová hodnota CAP_Fc pro skutečnou kapacitu inteligentní baterie po každém úplném vybíjecím cyklu, jako funkce posledního plně integrovaného vybíjecího cyklu baterie. Inteligentní baterie 10 z předloženého vynálezu je takto schopna sama korigovat CAPfc v jednom úplném cyklu za účelem znovunastavení své kapacity při každém EOC a EOD a efektivně znovu zjistit plnou kapacitu baterie v jednom cyklu, i když celá stávající historie baterie byla zničena díky

ΦΦΦΦ • φφφφ ·* ·· • · · · φ φ · • φ · φ · · · φ • φφφ φφφφ • φφφ φ φφφ φφφ φφ ·· katastrofické chybě paměti. Inteligentní baterie podle předkládaného vynálezu je proto schopna přesně předpovědět skutečnou kapacitu a je schopna správně předpovědět během několika minut zbývající dobu provozu do úplného vybití pro baterii 2400 mAh.

Inteligentní baterie 10 podle předkládaného vynálezu je úplněji znázorněna na obr.2A, který je zjednodušeným blokovým schématem této inteligentní baterie, vícevývodového konektoru s moderní konstrukcí a bateriového modulu 28. které zahrnuje uspořádání vývodů hybridního obvodu ASIC 32 použitého v uváděném vynálezu. Jak je znázorněno na obr.2A, zahrnuje inteligentní baterie 10 množinu článků se schopností znovunabíjení, obecně 26, kterými mohou být články nikl-kov-hydrid (NiMH) nebo niklkadmiové NiCd články.

Pro účely následujícího ilustrativního příkladu, který však není limitující, bude uvažováno 6 NiMH článků o nominální kapacitě 2400 mAh. Takovéto uspořádání článků je zvláště vhodné pro napájení přenosného počítače.

Pro připojení inteligentní baterie 10 k hostitelskému zařízení 16 nebo napájecímu zdroji 18 je použit vhodný moderní typ vícevývodového konektoru 30. jak bylo popsáno v souvislosti s obr.1. Tento vícevývodový konektor 30 obsahuje kladnou napájecí svorku 3J_, která je spojena s kladnou svorkou prvního článku a zápornou napájecí svorku 33. spojenou se zápornou svorkou posledního článku. Množina článků se schopností znovunabíjení může být zapojena do série, jak ukazuje obr.2A.

Modul 28 inteligentní baterie zahrnuje hybridní integrovaný obvod 32, který obsahuje mikroprocesor 50 (obr. 2B) a množinu sensorů pro generování analogových signálů reprezentujících napětí, proud a teplotu baterie. Modul rovněž zahrnuje řadu čtyř LED diod 34. buzených budícím obvodem 53 a přepínač 35, který může být ovládán ručně ir .ί ···· ·· ·· ·· ···· ··· ····»· _e • ··· · · · * · · · • * · · · ··· · ·»· · • · · · · · · ··· ··· ·· ·· ·· · konečným uživatelem za účelem určení stavu náboje v baterii i když modul baterie byl z hostitelského zařízení 16 odstraněn. LED diody 34 mohou být použity za účelem znázornění relativního stavu nabití (SOC) v logickém schématu tak, jak je dále popsáno. Je-li stav nabití vyšší než 75% (nebo nižši než 100%) pak svítí všechny čtyři LED diody 34. Je-li stav nabití mezi 50% a 75%, pak svítí tři LED diody 34; je-li stav nabití od 25% do 50%, svítí dvě LED diody 34; je-li stav nabití od 10% do 25%, pak svítí jedna LED dioda 34 a pokud je stav nabití nižší než 10%, bliká jedna LED dioda. Jak je výše zmíněno, relativní stav nabití je zbývající kapacita vztažená k poslední plné kapacitě.

Jak je ukázáno na obr.2A a 2B, hybridní integrovaný obvod typu ASIC 32 rovněž zahrnuje vnější krystal 36 pracující na pevném kmitočtu, který je použit jako časová základna pro integraci proudu baterie v čase a k zabezpečení stabilního spuštění poté, co je po dlouhotrvající záložní periodě znovu přivedena na inteligentní baterii

10. energie. Tato inteligentní baterie 10 podle předkládaného vynálezu používá dva oddělené oscilátory, nízkopříkonový RC osilátor 48 vytvořený v hybridním integrovaném obvodu 32 a použitý jako provozní hodiny pro tento hybridní integrovaný obvod 32 a analogověčíslicový převodník 60, a vnější krystal 36. Jak bude dále podrobněji popsáno, vnější krystal 36 je použit pro znovunastartování měřící periody po každém předem určeném intervalu za účelem zajištění přesných podmínek měření a integrování podmínek baterie, bez ohledu na teplotu baterie, která může mít nepříznivý vliv na přesnost vnitřního oscilátoru. Hodnota kmitočtu vnějšího krystalu 36 může být v rozsahu od 10 kHz do 66 kHz, s výhodou 32 kHz a hodnota kmitočtu oscilátoru 48 může být v rozmezí 450 kHz až 460 kHz.

Hybridní integrovaný obvod 32 obsahuje CMOS 8-bitový rnikrokontrolér (μΡ) 50 s nízkými náklady, vysokým výkonem a s moderní konstrukcí RISC firmy MIKRON GmbH. Redukovaná sada 32 instrukcí, které jsou všechny jednocyklové (s výjimkou instrukcí větvení ····

4444 44 44 • · · · ··· 4 · · ······ • · · · · 4 ♦·· ·· 44 ·4 4 programu, které jsou dvoucyklové) a Harvardská architektura dosahují vysokou úroveň výkonnosti s minimálním příkonem. Mikroprocesor pracuje s hodinami do 10 MHz s instrukcemi o šířce 12 bitů a datovou cestou 8 bitů. K dispozici je volně programovatelný čítač/časovač a rovněž volně programovatelný hlídací časovač. Mikroprocesor je adresovatelný v módech přímého, nepřímého a relativního adresování. Mikroprocesor 50 je komerčně dostupný u firmy MIKRON GmbH, která má adresu Breslauer Strasse 1-3, D-85386, Eching, Germany a v USA je dostupný přes MICROCHIP Technology, lne., Chandler, USA.

Hybridní integrovaný obvod 32 rovněž zahrnuje množinu analogových obvodů, které jsou použity, v kombinaci s vnějšími analogovými sensory, ke generaci číslicových signálů reprezentujících napětí, proud a teplotu baterie, jak bude dále vysvětleno.

Jak například ukazuje obr.2A, napětí baterie se získává z napěťového děliče, který obsahuje první odpor R1 a druhý odpor R2, které jsou vnitřně spínány pomocí tranzistoru NMOS v hybridním integrovaném obvodu 32 za účelem zajištění měření napětí během malé části každého měřícího intervalu, čímž se minimalizuje proudový odběr z článků baterie 26..

Měření teploty baterie je uskutečňováno NTC-termistorem znázorněným jako R_NTci na obr.2A, který mění odpor tak, jak se mění jeho teplota. Třetí odpor R3 je spojen do série za účelem vytvoření obvodu napěťového děliče mezi V^ss (záporné analogové napájecí napětí) Vtemp (vstup teplotního napětí) a V_REft, což je referenční napětí přiváděné na řetězec termistor/odpor hybridním integrovaným obvodem typu ASIC 32 z vývodu V_REft· Teplotní napěťový vstup je měřen na Vtemp podle následujícího vzorce:

R3

VteMP ⁼ .................... xV_REFT

R3 + Rntci • · · · ·· ···· kde hodnota NTC1 může být 10 kQ při 25° C a mění se s teplotou. Je-li to požadováno, může být definována vyhledávací tabulka s množinou teplotních hodnot a množinou hodnot Vtemp za účelem výpočtu teploty baterie a mezi těmito hodnotami je teplota lineárně interpolována mikroprocesorem v integrovaném obvodu 32..

Měření proudu baterie je prováděno přes odporový bočník, označený na obr.2A jako Rshunt, který je spojen v sérii s články baterie a zápornou svorkou 33 sady 26 článků. Odporový bočník má malou hodnotu, ale může ležet kdekoli v rozmezí od 1 πίΩ do 200 mQ v závislosti na počtu článků a očekávaném použití baterie. Úbytek napětí na tomto bočníku je snímán mezi \/_Shunt+ , což je kladná vstupní svorka integrovaného obvodu typu ASIC 32 pro odporový bočník, a V_ASs, což je záporné analogové napájecí napětí.

Jak je vidět na obr.2B, kdykoli jsou získány analogové signály, reprezentující napětí, proud a teplotu baterie, vstupují do multiplexoru ASIC nebo přepínací sítě 55, která umožňuje v jednom okamžiku vstup do A/D převodníku 60 za účelem číslicové přeměny pouze jednomu analogovému signálu. Spínací síť ve spojení s číslicovými logickými obvody informuje A/D převodník vedením 55', zobrazeném na obr. 2B, o počtu integračních cyklů, které mají být provedeny v závislosti na typu převáděného měření. Například při převodu měření proudu je ve srovnání s převodem měření napětí nebo teploty potřeba více integračních cyklů, aby se zajistilo větší bitové rozlišení, jak bude dále podrobněji vysvětleno ve vztahu k obr. 8A.

Obecné blokové schéma A/D převodníku 60 je uvedeno na obr.4. Ve výhodném provedení je tento A/D převodník 60 bipolární, inkrementální sigma-delta převodník s vysokým rozlišením a sestává ze tří částí: referenčního obvodu s energetickou mezerou 62. který poskytuje předem nastavené analogové napětí, které je použito jako • ···· · · • · · · · · • ··· · · · analogová zem pro A/D převodník 60; sítě 64 napěťového děliče, který dělí přivedené napětí na analogová napětí, která jsou používána jako napětí plného rozsahu pro tento A/D převodník 60 a sigma-delta obvodu 66 pro převod analogového signálu na číslicové slovo vystupující na lince 69. Řídící obvod 68 A/D převodníku 60, který má hodinový vstup z oscilátoru integrovaného obvodu, zajišťuje řízení pro sigma-delta převodník, který má rozdílný stupeň rozlišení v závislosti na druhu měření. Například, v jednom provedení vynálezu, byl A/D převodník konfigurován s rozlišením 13 bitů a časem převodu od 300 do 400 msec pro proudová měření a s rozlišením 10 bitů a časem převodu v rozmezí od 30 do 60 msec pro napěťová a teplotní měření. Časový diagram měření napětí, proudu a teploty v každém pracovním cyklu je označen jako 58a v časovém diagramu pracovních cyklů na obr.8A, jak bude vysvětleno níže.

V jednom provedení vynálezu dělí napěťový dělič 64 A/D převodníku předem určené referenční napětí s energetickou mezerou na následující napětí plného rozsahu; signál o velikosti 150 mV použitý jako napětí plného rozsahu pro měření proudu baterie; signály o velikosti 150 mV, 250 mV nebo 350 mV, používané jako napětí plného rozsahu pro měření bateriové sady a závislé na počtu článků baterie; a signál o velikosti 150mV používaný jako napětí plného rozsahu pro měření teploty baterie. Tyto hodnoty jsou ilustrativní a mohou se měnit podle konstrukce baterie.

A/D převodník zařízení inteligentní baterie používá obvod 66 sigma-delta konvertoru, jak bylo vysvětleno výše vzhledem k obr. 4 a 6. Podrobnosti obvodu 66 sigma-delta převodníku se schopností bipolárního převodu jsou vysvětleny dále, vzhledem k obrázkům 5A, 5B, 6 a 7. Obr. 6 zobrazuje síť spínaného kondenzátoru pro příjem kladných a záporných hodnot napětí, označených v obr. 6 jako V^, za účelem vstupu do integračního obvodu 88 a komparačního obvodu 89 a výstup do řídícího a logického obvodu 68. V odkazu Jacques Robert et all., • · · · · ·

• · · · ··· • · • · • · · · · · (1987) „16-bitový nízkonapěťový CMOS A/D převodník“, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. sc-22, No. 2, 157-159 je popsán inkrementální (integrující) sigma-delta převodník využívající 4-pm CMOS technologii spínaného kondenzátoru podobný tomu, který je realizován v A/D převodníku inteligentní baterie. V odkazu je popsán zjednodušený unipolární A/D převodník, který je do velké míry necitlivý na změny v kmitočtu a časovém průběhu signálu hodin vzhledem k tomu, že všechny signály jsou spíše než proudy reprezentovány náboji, jak je tomu v integrátoru se spínaným kondenzátorem, který tvoří jádro převodníku.

Za současného stavu techniky je pro měření kladných a záporných vstupních napětí potřebný kromě zdroje kladného napájecího napětí také zdroj záporného napájecího napětí. Tam, kde je požadováno měření záporných napětí (nebo proudů) jako jsou vybíjecí proudy inteligentní baterie, jsou potřebné vnější součástky (jako například invertory) a obvody, které spotřebovávají přídavnou energii a možnost využití takových obvodů v nízkopříkonové aplikaci, jaká je potřeba v zařízení inteligentní baterie podle tohoto vynálezu, se zmenšuje. Pro překonání této nevýhody nepoužívá A/D převodník 60 z tohoto vynálezu zdroj záporného napájecího napětí, ale využívá na čipu dostupného A/D referenčního napětí s energetickou mezerou „AGND“ pro vytvoření virtuální země. Použití „virtuální země“ je založeno na faktu, že napětí uložené na kondenzátoru může být převedeno do jiného místa stejnosměrné napěťové reference prakticky beze ztráty náboje.

Na obrázku 5A je znázorněno první uspořádání obvodu pro posun stejnosměrného napětí, sestávajícího ze tří spínačů S1 až S3, čtyř svorek A1 až A4 a kondenzátoru C1 (s kapacitou C1). Svorky A1 až A4 jsou na potenciálech Φ_± až Φ₄. Jak je z obrázku 5A vidět, jsou spínače S1 a kombinace paralelně spojených spínačů S2 a S3 připojeny k opačným vývodům kondenzátoru C1.

• 4

4··

Dále je popsána činnost tohoto obvodového uspořádání. Na začátku jsou spínače S1 a S2 sepnuty a spínač S3 je rozpojen. Kondenzátor se nabije díky rozdílu potenciálů - Φ₂ nábojem C1 χ (Φ₁ - Φ₂).

V příštím kroku procesu se spínače S1 a S2 rozpojí a přes spínač S3 je jeden pól kondenzátoru připojen na potenciál Φ₃. Na kondenzátoru Čije nyní napětí Φ₃ + (Φ1 - Φ₂), které může být odvedeno přes svorky A3 a A4. které jsou na potenciálech Φ3 a Φ4.

Na obr.5B je znázorněno další uspořádání obvodu posunu stejnosměrného napětí, kde je použit přídavný spínač S4, který při svém otevření zabraňuje přítomnosti potenciálu Φ_± při odvádění napětí Φ₃ + (Φ₁ - φ₂) přítomného na svorkách A3 a A4. je-li spínač S1 sepnut.

Na obr.6 je znázorněno schéma obvodového uspořádání A/D převodníku se spínaným kondenzátorem. A/D převodník 66 obsahuje operační zesilovač 88, který je využíván jako integrátor a operační zesilovač 89, který je používán jako komparátor. Neinvertující vstup komparátoru 89 je spojen spojem 91 s výstupem integrátoru 88. Invertující vstup komparátoru 89 a neinvertující vstup integrátoru 88 jsou spojeny s regerenčním potenciálem AGND (analogová zem = 1,25V). Výstup komparátoru 89 je na vysoké úrovni v případě, že výstupní napětí integrátoru 88 je vyšší než referenční napětí AGND a je na nízké úrovni v případě, že výstupní napětí intagrátoru 88 je nižší než referenční napětí AGND. Pomocí spojů L1, L2, L3 a L4 je k integrátoru 88 nebo přesněji k invertujícímu vstupu a výstupu integrátoru 88 paralelně připojen kondenzátor C2 s kapacitou C2. Paraleleně ke kondenzátoru C2 je pomocí spojů L1 a L5 připojen spínač SR, který může uskutečnit vybití kondenzátoru C2. Invertující vstup integrátoru 88 je spojem L6 spojen přes spínač S5 a spoj L7 s kondenzátorem Cl, který má kapacitu C1. Spoj L8 spojuje spoj L7 přes spínač SJ. a spoj L4 s výstupem integrátoru 88. Spoj L9 spojuje pól kondenzátoru Cl, který je na obr.6 blíže k integrátoru 88, se spojem L10, který je spoji L11, L12 « · · · • · a L13 spojen se spínači S4, S7 a S6. K opačnému pólu kondenzátoru Cl je připojen spoj L14, který je přes spínač S3 spojen s referenčním napětím AGND = 1,25V. Spoj L15 ie spojen se spojem L14 a přes spoje L16, L17 a L18 spojuje se spínači S2, S1 a S8 pól kondenzátoru C1, který je na obr.6 dále od integrátoru 88. Vnitřní země čipu V_ss = OV je spoji L19 a L20 spojena se spínači S8 a S6. Takto může být vhodným spínáním a rozpojováním spínačů S8 a S6 napětí V^ přivedeno na oba póly kondenzátoru C1. Vstupní napětí Vjn, které má být digitalizováno, je spoji L21 a L22 přivedeno na spínače S1 a S7. Takto může být být vhodným spínáním a rozpojováním spínačů S1 a S7 napětí Vin přivedeno na každý z obou pólů kondenzátoru C1. Referenční napětí Vref, které určuje rozlišení A/D převodníku, je přes spoje L23 a L24 přivedeno na spínače S2 a S4. Tímto způsobem může být referenční napětí Vref, které je například 150 mV, přivedeno na jeden ze dvou pólů kondenzátoru C1. Spínače S1 až S8, SR a Sl jsou s výhodou spínače CMOS, zejména přenosová hradla CMOS. Spojení vstupního napětí V^, referenčního napětí Vref a země Vss se vstupním kondenzátorem C1 A/D převodníku, je v oboru známé. Nově je na vstupní kondenzátor Cl přiváděno přes spínač S3 referenční napětí AGND = 1,25V (^V_ss = OV). Podobně je přes obvod podle vynálezu umožněno snadné přivedení Vin, Vref. a AGND na obě strany vstupního kondenzátoru Cl, což současně způsobí nabití kondenzátoru C1 na různé polarity.

Na obrázku 7 je znázorněna činnost A/D převodníku fázovým diagramem. S1 až S8. SR a Sl označují spínače A/D převodníku 66 shodně s obrázkem 6 a CK je impulsní signál komparátoru 89. CK’ představuje další odváděný impulsní signál.

Stavy spínačů se v diagramu mění mezi 0 a 1, kde 1 znamená sepnutý spínač, zatímco 0 značí rozpojený spínač. Činnost A/D převodníku může být rozdělena do čtyř fází, které jsou označeny L II, III a IV, kde 1 označuje RESET neboli znovunastavovací fázi, H. integrační fázi, IM. invertovací fázi a IV integrační fázi vstupního napětí • · flfl·» opačné polarity nebo znaménka. Cyklus je jemněji rozdělen do kroků £ až XIV. Jak je vidět z kroku £ na obrázku 7, je během znovunastavovací fáze £ sepnut pouze spínač SR. zatímco všechny ostatní spínače jsou rozpojeny. To způsobí vybití kondenzátoru C2. Na začátku fáze ££, jak je naznačeno v kroku ££ na obr. 7, jsou spínače S1 a S6 sepnuty, zatímco všechny zbývající spínače zůstávají dále rozpojeny. To způsobí nabití kondenzátoru nábojem AQ = C1 x (V_)N - V_ss) = C1 x V_)N. V kroku IN. jsou spínače S3 a S5 sepnuty, zatímco všechny zbývající spínače zůstávají rozpojeny. Jeden pól kondenzátoru je nyní na potenciálu AGND, zatímco druhý pól kondenzátoru C1 je sepnutým spínačem S5 spojen s kondenzátorem C2. Nyní nastává přenos náboje z kondenzátoru C1 do kondenzátoru C2. Vzhledem k tomu, že integrátor 88 ve výsledku způsobuje vyrovnání obou vstupních potenciálů, je na výstupu 91 integrátoru 88 výstupní napětí V_OUT rovné (C1/C2) x V_(N + AGND. V kroku IV jsou všechny spínače rozpojeny a impuls CK komparátoru je roven 1, což znamená, že komparátor 89 provádí porovnání mezi V_OUT a AGND. Další cyklus závisí na výsledku tohoto porovnání. Znázornění stavu spínačů v kroku V je třeba rozumět následujícím způsobem: V kroku V nejsou spínače S2 až S8 sepnuty, ale spínače S2 a S6 jsou sepnuty a S1, S3, S4, S5, S7, SR a S£ jsou rozpojeny v případě, že výstup komparátoru je 0, tj. nízká úroveň, zatímco spínače S4 a S8 jsou sepnuty a S1, S2, S3, S5, S6, S7, SR a SJ. jsou rozpojeny, je-li výstup komparátoru 1, tj. vysoká úroveň a v jiných případech zůstávají rozpojeny. Je-li výstup komparátoru 0 což značí, že výstupní napětí ν,ουτ je nižší než AGND, jsou spínače S2 a S6 spojeny a na kondenzátoru C1 jsou napětí V_REF a Vss. V případě, že výstup komparátoru je 1 což znamená, že Vom je vyšší než AGND, jsou spojeny spínače S4 a S8, přičemž na pólech kondenzátoru Cl. jsou opět napětí Vref a Vss, ale s opačným znaménkem nebo polaritou než v případě, kdy byl výstup komparátoru 0. V kroku V jsou spínače S1, SR a S£ rozpojeny a v kroku V£ jsou spínače S3 a S5 sepnuty (porovnat s krokem IN.), což způsobí, že kondenzátory C1 a C2 budou propojeny. Napětí AGND je přivedeno na jeden pól kondenzátoru C1, stejně jako v • 4 · 4 4 4 * ·>

• · · 4444 44 · • ··· 4 4 4 · 44 4

444 44444 444 4 • 4 4 4 4 4 4

444*44 44 44 44 « kroku IK· Opět nastává přenos náboje mezi kondenzátory C1 a C2 a jako výsledek tohoto přenosu je napětí (C1/C2) x V_REf + AGND přičítáno nebo odečítáno od výstupního napětí integrátoru 88. ve shodě s výsledkem porovnání komparátoru v kroku IV. Během kroků 1 až Vl fáze lije zpracováváno vstupní napětí, které je fázově posunuto vzhledem k AGND, s referenčním napětím, které je vzhledem k AGND posunuto. Podobně je na neinvertující vstup integrátoru 88 a invertující vstup komparátoru 89 přivedeno AGND, což způsobí, že výstupní napětí je vztahováno k AGND a způsobí, že komparátor 89 neporovnává s napětím V_Ss = 0 V, ale s AGND = 1.25V.

Dále je popsána fáze Hl, obsahující kroky VII až IX. V této fázi je provedena změna znaménka nebo polarity výstupního napětí Vout integrátoru 88 vzhledem k AGND. V průběhu celé fáze III je spínač S3 sepnut. Sepnutí spínače S3 během fáze Hl způsobí, že napětí AGND je přivedeno na jeden pól kondenzátoru C1. v důsledku čehož je napětí Vout rovněž invertováno vzhledem k AGND a ne vzhledem k V_ss = 0, jak je známo u A/D konvertorů. V kroku VII je sepnut spínač S±, zatímco všechny zbývající spínače jsou rozpojeny, s výjimkou spínače S3. To způsobí, že napětí Vqut ίθ dočasně na kondenzátoru Cl, takže v kroku Vlil jsou všechny spínače rozpojeny, s výjimkou spínače SR. Spínač SR je sepnut, což způsobuje vybití kondenzátoru C2. V kroku IX je navíc ke spínači S3 sepnut spínač S5, zatímco všechny zbývající spínače jsou rozpojeny. To způsobí, že na výstupu integrátoru 88 je záporné napětí, které je fázově posunuto na AGND. Záporné znaménko se jako v předchozím případě získává přenosem náboje z kondenzátoru C1 do kondenzátoru C2. V kroku X fáze JV jsou spínače S7 a S8 sepnuty, zatímco všechny zbývající spínače jsou rozpojeny. Ve srovnání s krokem H. je na kondenzátoru C1 přítomno vstupní napětí Vin s opačnou polaritou. To způsobí změnu znaménka integrace vstupního napětí, což je rovněž dobře rozpoznatelné na obr.6 výše zmíněné publikace Jacques Robert a kol. Kroky X[ až XIV odpovídají krokům Hl θζ Vl, což znamená, že se uskutečňuje integrace vstupního napětí (pouze díky • 99» 9 9 · 9 * · • 9 9 9 9 9 9 ··· 9 99 99 9 kroku X s opačným znaménkem Vj_N) a ve shodě s výsledkem z komparátoru 89 je v kroku XII napětí Vref po integraci přičítáno nebo odečítáno (v případě, že C1 = C2). Pro 14-ti bitový A/D převodník se po implementaci kroku i provádí fáze Μ. [2¹⁴ - 2 (pro fáze [ a JJLL)] : 2 = 8191 krát), stejně jako fáze IV. Výstup komparátoru je připojen k čítači nahoru/dolů, který pokaždé zvyšuje nebo snižuje o 1 svůj stav čítání, ve shodě s tím, zda V_REf je přičítáno nebo odčítáno. Výsledkem čítání je pak 14-ti bitová reprezentace poměru Vm k Vref. Fáze H_£ a IV jsou nezbytné, jelikož při integraci Vin s opačnými znaménky se vyskytující chyby ofsetu, například u operačních zesilovačů, jsou hlášeny, respektive eliminovány.

Mnohavývodový konektor 30 obsahuje dva vývody pro rozhraní 75 sběrnice řízení systému, které zahrnuje vstupně-výstupní vedení 38 sériových hodin a dvousměrné vstupně-výstupní vedení 40 sériových dat. Tato vedení jsou spojena s datovými vývody SMBCKL a SMBD hybridního integrovaného obvodu 32. Jak bylo obecně vysvětleno výše a jak bude podrobněji dále vysvětleno, modul 28 inteligentní baterie komunikuje s hostitelským zařízením 16 a inteligentním nabíječem 22 prostřednictvím sběrnice řízení systému a datového vedení 40 za účelem sdělování jak uložených parametrů baterie, tak vypočítaných parametrů baterie.

Inteligentní baterie 10 rovněž zahrnuje samostatný termistor R.NTC2. který je připojen mezi zápornou svorku mnohavývodového konektoru 30 a teplotní nebo termistotové vedení 42. Termistor R,_Ntc2 může být použit nezávisle inteligentním napáječem 22 k určení teploty baterie, obdobným způsobem, jak bylo dříve popsáno s ohledem na B-NTC1·

Kladné číslicové napájecí napětí je získáváno z množiny bateriových článků 44 se schopností znovunabíjení a je přiváděno na hybridní integrovaný obvod přes vývod VDD_jako kladné napájecí napětí • 9 9 9 9 9 9 • ••999 9 9 99 99 9 pro tento čip. Rozumí se, že napájecí napětí pro tento hybridní integrovaný obvod nemusí být bezpodmínečně získáváno na středu 46 baterie, ale může být získáváno z takového místa bateriových článků, aby to odpovídalo napětí o velikosti přibližně 3 až 4,8 V, což je ekvivalentní napětí tří článků. Jak bude dále podrobněji vysvětleno, použití středu baterie pro kladné napájecí napětí umožňuje, aby hybridní integrovaný obvod zůstal napájen i když je baterie náhodně zkratována a odpojena od svorek 31-33 a umožňuje A/D převodníku 60 určit, zda je baterie vybíjena nebo nabíjena, jak bude dále podrobněji vysvětleno. Za účelem ochrany baterie před velmi vysokým proudem a nadměrnými teplotami, způsobenými dočasným zkratem na svorkách baterie nebo jiným teplotním dějem jsou v sérii se soustavou bateriových článků zařazeny vhodné pojistné prvky (jeden z nich je zobrazen na obrázku 2A) a prvky s kladným teplotním koeficientem (PTC) (jeden z nich je zobrazen na obrázku 2A).

Jak je uvedeno na obr.2B, zahrnuje dále hybridní integrovaný obvod 32 paměť 65 typu RAM, která může ukládat až 128 8mi bitových registrů za účelem sdělování vypočtených parametrů baterie a paměť 67 typu ROM pro uložení hodnot vyhledávacích tabulek použitých ve algoritmu výpočtu kapacity baterie (vysvětleno detailně níže). Přesná velikost pamětí RAM, ROM a programové paměti ROM se zvolí při návrhu a tyto hodnoty se mění se změnou poměru mezi vypočítanými a předem nastavenými parametry.

Jak je vidět na obr.2A, připojený kondenzátor C4 pracuje jako vyrovnávací obvod za účelem udržení integrity obsahu paměti RAM v případě zkratování baterie nebo dočasné ztráty napájení. Kondenzátor C4 je s výhodou připojen ke svorce záporného analogového napájecího napětí a jeho hodnota je vybrána tak, aby zajistila zdroj napájecího napětí pro zabudovanou paměť (RAM) po dobu závislou na svodovém proudu této paměti RAM. Ve výhodném provedení je napájení do paměti RAM uvolněno je-li zaznamenán zkrat.

·* ····

Kondenzátor C4. který má s výhodou hodnotu 330 nF, poskytuje zdroj napětí paměti RAM po dobu nezbytnou pro to, aby PCT prvek dosáhl vysokého odporu. Tento PCT prvek vytvoří mezi svorkami baterie vysokou impedanci, když zkrat na svorkách bateriové sady způsobí vysoký proudový odběr.

Hybridní integrovaný obvod 32 dále obsahuje až 4 kbyte přídavné paměti 70 typu ROM pro adresaci a ukládání různých algoritmů, podprogramů, dat výrobce a datových konstant použitých modulem inteligentní baterie pro vypočítání kapacity bateire, posílání zpráv jako jsou poplachy a řídící příkazy nabíječe baterie atd. a pro zpracování žádostí o zprávu z vnějšího zařízení.

Programovatelný generátor paměti ROM je realizován pomocí kovové masky (není zobrazeno) na rozdíl od běžné generace paměti ROM pomocí difuzního maskování. Ve shodě s informací, která má být trvale uložena, jsou pomocí difúze generovány tranzistory v maticovém uspořádání, přičemž informace je kódována v rovině pomocí rozložení tranzistorů v kroku difúze. ROM generátor tak vlastně generuje matici ROM, ve které přítomnost, respektive nepřítomnost tranzistoru MOS znamená log 0, respektive log 1. Nevýhodou matice ROM s programovatelnou úrovní difúze je to, že difuzní proces, který se provádí jako jeden z prvních kroků procesu CMOS, se nemůže měnit při změně obsahu ROM, což znemožňuje vytvoření skladu plátků pro určitý typ paměti ROM.

Výhodou matice ROM, programovatelné v kovové vrstvě je naproti tomu to, že může být vytvořen sklad plátků se stejnými základními vrstvami až do úrovně kovové vrstvy. Takto může být s nízkými náklady a rychlou obrátkou realizována rodina mikroprocesorů s různými obsahy paměti ROM. Kromě toho je možná předvýroba části paměti ROM s možností pružného naprogramování aplikačně

ΦΦ φφφφ • φφφ» φφ φφ φφ · φφφφφφ · • ΦΦΦ ΦΦΦΦ * Φ · • ΦΦΦ ΦΦΦΦ* «φφφ

Φ ΦΦΦ φ Φ Φ •ΦΦΦΦΦ Φ Φ Φ· ΦΦ · specifických informací v horních, respektive později vyráběných vrstvách.

Čip hybridního integrovaného obvodu může obsahovat třináct až čtrnáct vrstev s tím, že devátá nebo desátá vrstva (to je jedna z posledních) je kovová vrstva, kde rozložení kovu je charakteristické pro uložení obsahu paměti ROM. Ve výrobním procesu hybridního integrovaného obvodu se tak nanese devět vrstev a další čtyři vrstvy programování ROM se nanáší v závislosti na konkrétních požadavcích zákazníka (to je na speciálních vlastnostech bateriové sady).

Obrázek 9A ukazuje matici ROM s kovovou vrstvou jako programovatelnou vrstvou. Tranzistor MOS, například 71 A. je v matici vždy přítomen a slouží buď jako log 0 nebo jako log 1. Obrázek 9A schematicky ilustruje paměť ROM 67 inteligentní baterie, která je naprogramována podle specifického postupu následovně: Znázorněná matice ROM se skládá z osmi slovních linek 67a označených jako

WZO,....., WZ7 a devíti mezer 67b označených SPO,........., SP8, kde mezery SP1, SP3, SP5, SP7 jsou spojeny s linkou 73 virtuální země. Na každé pozici matice je v kroku difúze vytvořen tranzistor, přičemž tři tranzistory 71a, 71b a 87 matice jsou zobrazeny na obrázku 9A. Pro programování log 0 v příslušné slovní lince je kolektorová nebo emitorová elektroda tranzistoru spojena kovovou maskou s odpovídající emitorovou nebo kolektorovou elektrodou spojovacích tranzistorů nebo spojovacího tranzistoru. Kolektorová nebo emitorová elektroda takového tranzistoru jsou spojeny s mezerovými linkami nebo s linkami 73 virtuální země. Jak je vidět z obrázku 9A, je tranzistor 71a ve slově WZ7 naprogramován na log 0, protože jeho kolektor je spojen s emitorem spojovacího MOS tranzistoru 87, který je spojen s linkou SP7 virtuální země.

Logická 1 je naproti tomu realizována tak, že kolektorová nebo emitorová elektroda jsou spojeny se společnou linkou, s výhodou •4 4444 s mezerovou linkou SPO, SP2, SP4, SP6, SP8, jak je možné zjistit z obrázku 9A. Tranzistory, jako je tranzistor 71b slova WZO z obrázku 9A jsou tudíž zkratovány.

Propojení tranzistorů je tak na počátku určeno použitím kovové masky. Obvykle jsou na ROM použity dvě kovové masky (mající vzájemný kontakt). Tomu je třeba rozumět tak, že v tomto případě je s výhodou nižší ze dvou kovových masek, to je maska umístěná blíže k tranzistorům, použita pro zkratování a spojení příslušných tranzistorů. Vzhledem k tomu, že jsou tyto tranzistory zkratovány, neovlivní to činnost druhé kovové masky, která je použita pro kontaktování. Protože tato kovová maska je obvykle jednou z nejvyšších vrstev, například desátá ze čtrnácti vrstev, může být ROM podle vynálezu předvyrobena až do deváté vrstvy a potom naprogramována a vyrobena podle aplikace.

Na obrázku 9B je zobrazena obvyklá programovaná ROM. Z obrázku je možné zjistit, že ty tranzistory, které jsou na obrázku 9A zkratovány, nejsou v žádném případě v difuzní masce vytvářeny. Jak je z obrázku 9B vidět, nepřítomný tranzistor 71c odpovídá zkratovanému tranzistoru 71b v kovové masce podle procesu popsaného výše.

Dále bude podrobně vysvětlen každý z algoritmů, podprogramů, dat výrobce a datových konstant uložených v paměti ROM a používaných modulem inteligentní baterie pro výpočet kapacity baterie atd., jak bylo uvedeno výše. Další podrobnosti algoritmu inteligentní baterie pro hlášení parametrů baterie vnějšímu zařízení je možné najít v další podané patentové přihlášce U.S. No 08/318,004 přihlašovatele, postoupené zástupci tohoto vynálezu, na jejíž popis je zde odkazováno.

Jak je uvedeno na obr.3, řídící systém 1_0' baterie nejprve provede inicializační rutinu 100 která je spuštěna při zapnutí systému, *« ···· • · » · · · · »·· *«· *· ·· 0 což je aktivováno zapínacím resetovacím impulsním signálem 11 nebo signálem 13 oživení ze zálohy, který je generován poté, co mikroprocesor určil, že je nutno opustit záložní mód. Jak ukazuje obr.2B a obrázek 10, hybridní integrovaný obvod 32 je vybaven obvodem 85 řešetu při zapnutí, který generuje resetovací impulzní signál 11 pro aktivaci vnějšího krystalového oscilátoru 36 a znovunastavení systému pokaždé, když je na tento integrovaný obvod typu ASIC přivedeno napájecí napětí. Tento resetovací impuls tedy inicializuje start vnějšího krystalového oscilátoru 36 za účelem přesného spouštění vnitřního oscilátoru 450 kHz pro zajištění časové základny pro součásti hybridního integrovaného obvodu. Práh tohoto obvodu je mezi 1.2 V a 1,6 V v závislosti na typu tranzistorů použitých v obvodu z obrázku 10.

Jak je přesněji zobrazeno na obrázku 10, obvod 85 řešetu při zapnutí je vybaven tranzistorovým obvodem, obsahujícím tranzistory s kanálem nap., které jsou spojeny s napájecím napětím V_DD hybridního integrovaného obvodu. Je-li zjištěn pokles Vdd mezi 1,6V a 2,0V nebo je zjištěno 0V v případě zkratu baterie, generují tranzistory obvodu 85 odpojovači signál 79 paměti RAM, který vypne PMOS tranzistor 85’ a fakticky odpojí paměť RAM 65. Jak bylo uvedeno dříve, napětí na vyrovnávacím kondenzátoru C4 udrží platný obsah paměti RAM po dobu, závislou na svodovém proudu RAM.

Po přijetí zapínacího resetovacího signálu 11 nebo po vystoupení ze záložního módu je systém uveden do klidového módu 23 (obr.3) až do doby, kdy je spuštěn spouštěcím signálem 17 generovaným vnějším oscilátorem 36. který spouští systémové operace (výpočet kapacity) každých 500 msec, nebo je probuzen signálem 15. žádosti ze sběrnice, jak bude podrobněji vysvětleno níže. Pokud je baterie v „klidovém“ módu, je mikroprocesor ve stavu nečinnosti až do doby, kdy je přijat spouštěcí signál 17 pracovního cyklu nebo vnější signál 15 žádosti ze sběrnice.

•9 9999 • · · · · · · ··* ♦*· *· 99 99 9

Inicializace proměnných algoritmu

Inicializační rutina, která ja popsána a zobrazena (na obrázku 4) ve výše zmíněné spolupodané patentové přihlášce (USSN 08/318,004), je prováděna při prvotním startu systému. Inicializační rutina pracuje tak, že vymaže všechny hodnoty uložené v systémové paměti RAM a přiřadí celému systému implicitní hodnoty. Mnohé z implicitních hodnot jsou s výhodou konstantní hodnoty a jsou k dispozici v případě nouzové situace, kdy byl ztracen celý obsah paměti RAM, zatímco systém byl v záložním módu.

Při řešetu po zapnutí, jakož i při oživení ze záložního módu čipu (vysvětleno dále), je program odstartován z počáteční adresy paměti. Je proveden test kontrolního součtu pro zjištění toho, zda je paměť RAM platná, čímž bude pokračovat výpočet kapacity nebo zda bude aktivován nouzový mód (který používá implicitní hodnoty ROM). Takový případ se objeví, když čip přepne do záložního módu při nízkém napětí baterie a potom zpět do módu zapnuto, když má být baterie znovunabíjena.

Pokud test kontrolního součtu selže, mikroprocesor nejprve vymaže kompletně všechny bloky RAM, následkem toho se vymaže vnitřně generovaný příznak CALIBRATED a musí se zjistit počet článků bateriové sady, což je postup, který bude podrobně vysvětlen dále. Následně jsou z ROM do RAM přeneseny implicitní hodnoty (popsáno dále). Pro zamezení výjimek ve výpočtech kapacity, které budou popsány dále, je nezbytné, aby proměnné neměly nedefinované hodnoty. To umožňuje algoritmu pracovat v katastrofickém nouzovém módu v případě, že byl ztracen celý obsah paměti RAM. Implicitní hodnoty kritických proměnných mohou pak být nahrazeny správnými hodnotami když je bateriový systém znovu formátován, jako například v servisní stanici baterií užitím originálních dat výrobce.

♦ · ···♦ ··« • · • · ·♦· ♦ * ·· ♦ · · · • · · · t · ··· • · · ·· ♦♦ ·· ·*»· • · ··· ··

V inicializační rutině bude zahrnuta inicializace hodnot kapacity plného nabití „full_cap“, relativního stavu nabití „SOC“ a zbývající kapacity „Itf“, jakož i stavové a další proměnné za účelem zabezpečení řádného startu výpočtu kapacity. Program potom před opuštěním inicializační rutiny resetuje všechny systémové časovače, jako jsou časovače výpočtu napětí, teploty a samovybíjení. Výpočet kapacity bude pak inicializován při každém spouštěcím signálu 17. který je dodáván každých 500 msec vnějším 32 kHz krystalem 36.

Jak bylo výše vysvětleno, implicitní hodnoty jsou potřebné k zabezpečení toho, že po řešetu po zapnutí může být proveden výpočet kapacity baterie se schopností znovunabíjení (vysvětleno dále). Výhodné nominální implicitní hodnoty kritických parametrů použité pro algoritmus 151 vypočtu kapacity a podrobné vysvětlené ve spolupodané patentové přihlášce (USSN 08/318,004), jsou uvedeny dále:

Konstrukční kapacita (teoretická nebo nominální kapacita, dále „nom_cap“) může ležet v rozmezí 1700 mAh až 2400 mAh, ale po ztrátě obsahu paměti algoritmus výpočtu kapacity nastaví implicitní výhodnou hodnotu 2000 mAh a nová kapacita je znovu zjišťována od této úrovně. Implicitní hodnota počtu článků v bateriové sadě se schopností znovunabíjení je šest článků, tato hodnota se ale může měnit v závislosti na aktuální konfiguraci bateriové sady.

Hodnota AL_REM_CAP reprezentuje spouštěcí hodnotu poplachu zbývající kapacity a může být v rozmezí od 50 mAh do 500 mAh. Implicitní hodnota AL_REM__CAP je s výhodou 200 mAh (AL_REM_CAP_DEF). Poplachová podmínka vznikne, je-li zbývající kapacita pod touto hodnotou (bez uvažování zbývající kapacity po EDV způsobené proudem a teplotou (to je korekce zbytkové kapacity)). Hodnota AL_REM_TIME reprezentuje odhadnutý zbývající čas při současné rychlosti vybíjení a může ležet v rozmezí od 1 min do 20 min.

BB ·« • · · B · · B

Β Β · Β BB B * Β Β BBB · ΒΒΒ B • · Β Β B

BB BB BBB

BB ΒΒΒΒ • BB·· ·· Β • BBB • Β

Β « ···ΒΒΒ

S výhodou je tato hodnota AL_REM_TIME implicitně nastavena (AL_REM_TIME_DEF) na 10 min. Tato poplachová podmínka vzniká, pokud vypočtený zbývající čas k výpadku napětí (EDV), založený na minutovém průměrném proudu (popsáno níže) je pod hodnotou AL_REM_TIME a je automaticky zablokována, když je baterie v nabíjecím módu. Hodnota AL_DTEMP reprezentuje podmínku spouštění poplachu dT/dt a může ležet v rozmezí od 1° K/min do 5° K/min. Implicitní hodnota AL_DTEMP je s výhodou o velikosti 2° K/min (AL_DTEMP_DEF). Tato poplachová podmínka vznikne, když baterie detekuje, že velikost jejího vnitřního teplotního vzrůstu (dT/dt) je větší než hodnota AL„DTEMP. Hodnota AL_HI_TEMP reprezentuje podmínku spuštění poplachu vysoké teploty a může ležet v rozmezí od 310° K do 345° K. Implicitní hodnota AL_HI_TEMP je s výhodou o velikosti 328° K (AL_HI_TEMP_DEF). Kromě toho, když je výpočet kapacity odstartován po řešetu po zapnutí, bude kapacita při plném nabití („full_cap“ reprezentuje zjištěnou kapacitu baterie při plném nabití), inicializována na konstrukční kapacitu (nom_cap), zbývající kapacita („Itf) na 1/8 full_cap, relativní nabití na („soc“) 12,5%, stav baterie na snižováni kapacity a konkrétně do samovybíjecího módu. Poplachový časovač N_ALARM je nastaven na 10 sec a to je doba, po kterou bude podmínka poplachu vysílána do hostitelského zařízení a/nebo nabíječe baterie, jak bude vysvětleno dále podrobně. Je nutno mít na zřeteli, že tyto hodnoty jsou typické hodnoty pro NiMH baterii určenou pro použití v přenosném počítači. Jiné typy baterie o jiném chemickém složení nebo jiná přenosná zařízení mohou vyžadovat rozdílný soubor implicitních hodnot.

Jak je vidět z obrázku 3, poté co je systém v kroku 100 inicializován, přejde baterie do záložního nebo udržovacího módu 23, kde bude oživena bud vyžadovacím signálem 15 sběrnice nebo bude oživena spouštěcím signálem 17 vnějšího krystalu každých 500 msec. Je-li baterie oživena vyžadovacím signálem 15 sběrnice, jak je určeno v kroku 21. pak bude baterie zpracovávat žádost rutinou zpracování • 4 4444 • ···♦ 44 ·· • 4 4 ······ · • 444 4 4 4 4 4 4 4 • 4 4 4 4 444 4 444 4 · 4 4 4 4 4 • 44 444 44 44 ·· 4 žádosti indikovanou v kroku 25 , kde pak přejde do záložního módu. Rutina pro zpracování žádosti indikované v kroku 25 bude dále vysvětlena podrobně.

Je-li systém spouštěn normálním spouštěcím signálem 17 vnějšího krystalu a nejsou-li žádné žádosti ze sběrnice, zablokuje program tyto sběrnicové požadavky (přibližné 37 msec před spouštěcím signálem) a uvolní A/D převodník pro začátek měření proudu, napětí a teploty pro současný pracovní cyklus, jak je ukázáno v kroku 130 na obr.3. V kroku 139 ie pak kontrolován stavový příznak „vyvolání hodnot“ za účelem určení, zda má být proveden A/D převod prvotních hodnot měření proudu, napětí a teploty. Když má tento příznak vysokou úroveň (logická úroveň = 1), pak se pro současný spouštěcí cyklus získají hodnoty prvotního proudu, napětí a teploty baterie se schopností znovunabíjení, jak je vidět v kroku 140. Tyto prvotní A/D hodnoty proudu, napětí a teploty jsou zavedeny do registru 61 speciálních funkcí, jak ukazuje obr.2B, což je jeden ze šestnácti takových registrů, které jsou k dispozici v hybridním integrovaném obvodu za účelem následného uložení v paměti RAM jako I, U nebo T. Má-li příznak „vyvolání hodnot nízkou úroveň (logická úroveň = 0), pak nebudou pro současný cyklus získána žádná prvotní měření proudu, napětí a teploty, příznak „vyvolání hodnot“ bude přepnut v kroku 148 do stavu logická 1 a proces bude pokračovat, jak je vidět na obr.3.

Po získání nových hodnot proudu, napětí a teploty (krok 140) je příznak připravenosti A/D měření nastaven v kroku 141 do logické úrovně 1 a v kroku 142 ie provedena kontrola za účelem určení toho, zda je systém v režimu vzorkování. Je-li v kroku 142 určeno, že absolutní hodnota prvotního proudu /1/ je nižší než je prahová hodnota 10 mA, bude systém baterie pracovat s poloviční rychlostí vzorkování v závislosti na stavu příznaku režimu vzorkování. V kroku 143 z obr.3 se určí, zda má příznak režimu vzorkování nízkou (t.j. logická 0) nebo vysokou (t.j.logická 1) úroveň. Má-li příznak režimu vzorkování nízkou ·· ···· úroveň, potom bude tento příznak přepnut v kroku 144 na vysokou úroveň, systém přejde do režimu vzorkování a proces pokračuje v kroku 149 inicializací A/D převodu. Má-li příznak režimu vzorkování již vysokou hodnotu (z předchozího cyklu), pak je příznak „vyvolání hodnot“ v kroku 146 nastaven na nulu a A/D převodník je v kroku 147 zablokován. A/D převod neproběhne (šetření energie) a algoritmus pokračuje výpočtem kapacity (krok 151). Příznak „vyvolání hodnot“ v režimu vzorkování je vždy nastavován na nízkou úroveň. Stav tohoto příznaku zabezpečuje, že se přeskočí A/D převod a v důsledku toho v kroku 151 nebudou pro výpočet kapacity k dispozici nové platné údaje.

Je-li v kroku 142 určeno, že prvotní proud /1/ je nad prahovou hodnotou 10 mA, pak systém baterie opustí v kroku 145 režim vzorkování (a příznak režimu vzorkování je nastaven do stavu logické 0) a v kroku 149 bude proveden A/D převod prvotních hodnot proudu, napětí a teploty. V kroku 150 je provedeno určení toho, zda příznak připravenosti A/D měření je na vysoké úrovni (logická 1), což indikuje, že byla přijata platná prvotní data parametrů baterie. Pokud je nastaven na vysokou úroveň, pak budou provedeny výpočet kapacity a doprovodné převody charakteristik baterie (napětí, proud a teplota). Jeli příznak připravenosti A/D měření na nízké úrovni (logická 0), pak není v současném cyklu výpočet kapacity prováděn a proces pokračuje do kroku 158. kde je uvolněna linka požadavků ze sběrnice na přenos zpráv a hybridní integrovaný obvod je v kroku 23 uveden do klidového módu. Spouštěcí signál 17 vnějšího oscilátoru pokračuje v oživování algoritmu každých 500 msec, ačkoli je-li proud nižší než 10 mA, mohou být A/D převody a výpočty kapacity prováděny s volitelnou rychlostí, která je méně častá, například jednou za dvě nebo za pět sekund, za účelem šetření energie.

Obr.8A znázorňuje časování pracovních cyklů v pracovních podmínkách 57A normálního módu v porovnání s tím, když systém pracuje v podmínkách 57B režimu vzorkování, jak bude dále vysvětleno.

·· ···· « ···· ·· ·· ·· · ·····« · • ··· · · · · · · · • » · · ····· ···· • · · · · · · • •1» ··· ·· ·· ·· ·

Jak je vidět z obr.8A a jak bylo výše zmíněno, vnější krystal 32 kHz dodává spouštěcí signál 17 každých 500 msec za účelem inicializace prvotních měření napětí, proudu a teploty, označených jako 158. Je iniciován rovněž výpočet 160 kapacity, který používá měření proudu, napětí a teploty z předešlého pracovního cyklu. Jak bylo zmíněno výše, je-li určeno, že získaná prvotní hodnota proudu je pod prahovou hodnotou 10 mA, bude systém baterie pracovat s poloviční energií a během příštích 500 msec pracovního cyklu nebudou prováděna žádná měření, což je označeno jako 58B v obr.8A. Měření jsou ale prováděna o jednu vteřinu později v dalším pracovním cyklu, což je označeno jako 58C. Je-li určeno, že získaná prvotní hodnota proudu je nad prahovou hodnotou 10 mA, vrátí se systém baterie k provozu v normálním módu a v průběhu příštího a následujících pracovních cyklů budou prováděny výpočet kapacity a doprovodná měření charakteristik baterie (napětí, proud a teplota).

Obr.8B znázorňuje přibližné doby trvání pro různá měření. V závislosti na výběru konstrukce baterie je výpočet 160 kapacity prováděn ve zhruba 71 msec pro každý pracovní cyklus. Poté po dobu zhruba 29 msec probíhá subrutina 152 řízení poplachu a po dobu trvání zhruba 2 msec je prováděna subrutina 154 řízení nabíječe, určí-li inteligentní baterie, že tyto operace mají být provedeny (viz obr.3). Požaduje-li to uživatel, může být provedena rutina 156 LED displeje a funkce řízení LED displeje budou probíhat zhruba 23 msec, jak ukazuje obr.8B. Je nutné mít na zřeteli, že výše uvedené doby pro provádění různých rutin se mohou měnit podle přesnosti vnitřního oscilátoru 455 kHz, která se může měnit s teplotou. Každá ze subrutin, a to subrutina 152 řízení poplachu, subrutina 154 řízení nabíječe a subrutina 156 LED displeje bude dále vysvětlena podrobněji.

Protože linka požadavků sběrnice řízení systému není během výpočtu kapacity, řízení poplachu, řízení nabíječe a rutin LED displeje aktivní, nebude mikroprocesor schopný po dobu trvání 158

4444

4444 44 44 ·· · 4 4 4 4 · ··· · · · · ^u ' · 444 4444 • 4 4 4 4

44* 444 44 44 přijímat požadavky z hostitelského zařízení nebo nabíječe baterie, jak je uvedeno pro každý pracovní cyklus na obr.8A. Proto v každém pracovním cyklu, poté co byl proveden výpočet kapacity, je linka požadavků sběrnice řízení systému po zbývající dobu 500 msec cyklu uvolněna, jak ukazuje obr.8B, takže může odpovídat na požadavek z hostitelského zařízení nebo nabíječe. Současně se baterie sama uvede do záložního módu 23, ze kterého bude oživena pro další cyklus příjmem spouštěcího signálu 17 systému nebo signálem 15. sběrnicových požadavků, jak je znázorněno na obr.3. Po zbývajících 37 msec každého provozního cyklu před dalším spouštěcím signálem 17 je sběrnicový požadavek opět zablokován, jak je znázorněno dobou trvání 158. Jak bylo uvedeno výše, každý spouštěcí signál 17 systému iniciuje start vnitřních hodin 48 generujících signál 455 kHz pro řízení hybridního integrovaného obvodu, mikroprocesoru, A/D převodníku atd.

Algoritmus pro vypočet kapacity baterie

Účelem výpočtu kapacity je nepřetržitě monitorovat kapacitu baterie se schopností znovunabíjení v souladu se vzorcem určeným rovnicí (1):

CAPrem = CAP_FC - ΣΙ a Át d - ΣΙ. Át. + Σε _c I c Át _c (1) kde CAPrem je označena dále jako „Itf“ a indikuje zbývající kapacitu v baterii v kterémkoli daném čase vyjádřenou jako mAh (miliampérhodiny); výraz Σε _c J,_c At _c představuje součet inkrementálních zvýšení kapacity při nabíjení baterie a bere v úvahu faktor účinnosti nabíjení, získaný s výhodou z hodnot vyhledávacích tabulek, jak bude dále podrobněji vysvětleno ve vztahu k obr.22C nebo alternativně získaný z rovnice odezvy nebo interpolací mezi několika body uloženými v paměti;

• ··«» ·· ·· ·· ···· • · · ···· · · · • · ·· · · · · · · · • · · · · ··· · ··· · • · · · · · · ······ ·· ·· ·· · výraz Σί _d At_ a , představuje součet průběžných snížení kapacity baterie daných vybíjením spojeným s užíváním baterie a výraz představuje předpovězenou a měřitelnou velikost samovybíjení, které je založeno na samovybíjecích efektech daných chemickým složením baterie a je funkcí stavu nabití a teploty baterie. Znalost zbývající kapacity, Itf, v každém čase umožňuje poskytnout informaci o parametrech baterie použitelnou hostitelským počítačem (PC) nebo nabíječem inteligentní baterie pro bezpečné a spolehlivé použití baterie a k zabezpečení dlouhodobé životnosti baterie.

Obr.13A a 13B znázorňují rutinu výpočtu kapacity prováděnou pro bateriovou sadu se schopností znovunabíjení v každém spouštěcím cyklu. Souběžně probíhají měření proudu, napětí a teploty s výjimkou režimu „vzorkování“, kdy jsou měření prováděna jedenkrát za každou vteřinu. Režim vzorkování je navržen pro šetření spotřeby energie (to je A/D převody se provádí s polovičním kmitočtem) a jeho zapínání a vypínání je řízeno množstvím detekovaného proudu. Například, klesne-li proud pod 10'mA, je režim „vzorkování“ uvolněn a měření je prováděno méně často.

Normálně jsou teplota, napětí a proud měřeny a aktualizovány jednou za cyklus. Proud je měřen integrační metodou (podrobněji vysvětleno níže), která zjišťuje jeho změny během času převodu. Všechny výstupní hodnoty převzaté z požadavků SM sběrnice a výpočtu kapacity jsou zpožděny o jednu periodu. A/D měření jsou řízena oscilátorem na čipu o nominálním kmitočtu 455 kHz a pracovní cykly - zodpovědné za integrační čas - přesným oscilátorem o kmitočtu 32 kHz. Nižší přesnost absolutní hodnoty kmitočtu oscilátoru na čipu nemá žádný vliv na přesnost měření.

Jak ukazuje obr.13A, krok 200. první krok výpočtu kapacity, výpočetní rutina 200 IIIT. je prováděna za účelem převodu prvotního výstupního údaje A/D převodníku z registru 61 (obr.2B) na hodnoty, ·· ···· • ···· ·· ·· ·· · ······ ·

OQ · ··· · · · · · · ·

J7 · · · · · ··· · ··· · • · · · · · · ··· ··· ·· ·· ·· « mající vhodné jednotky pro algoritmus výpočtu kapacity. Podrobnosti výpočetní rutiny lUT je možné najít ve výše zmíněné spolupodané patentové přihlášce (USSN 08/318,004).Jak je vidět z obrázku 12, je v kroku 205 prvotnímu A/D měření proudu l_raw upraveno měřítko a je převedeno na skutečnou hodnotu proudu v miliampérech. Podobně je prvotnímu A/D měření napětí sady U_raw upraveno měřítko a je převedeno na skutečnou hodnotu napětí bateriové sady „U.“ v milivoltech. Poté, jak je uvedeno v kroku 212, mikroprocesor kontroluje napětí bateriové sady „LJ“ za účelem určení, zda některý samostatný článek bateriové sady má či nemá výstupní napětí menší než 0,9 V. Jeli zjištěn článek s výstupním napětím menším než 0,9 V, je bateriová sada převedena do klidového módu, jak ukazuje krok 212’ . Jak je vidět z obrázku 12, uskuteční se při změně stavu baterie ze zapnutého do klidového módu následující akce:

za účelem šetření energie baterie a minimalizace proudového odběru vypne mikroprocesor v kroku 213 A/D převodník 60 a v kroku 216 oscilátor 455 kHz, umístěný na čipu. V klidovém módu je obsah paměti RAM udržován napětím z baterie při proudovém odběru daném svodovým proudem paměti (který je závislý na velikosti RAM). Kromě toho je v kroku 217 aktivován oživovací komparační obvod 80 (obr.11) a poté mikroprocesor nastaví bitový příznak, který sdělí hardware, aby spustil speciální napěťovou řídící logiku, která ho uvede do klidového stavu, jak je znázorněno v kroku 218.

Jak je vidět z kroku 219 na obr.12 a jak je zobrazeno na obr.11, je oživovací komparační obvod 80 periodicky aktivován spouštěcím signálem 77a, získaným z vnějšího oscilátoru 32 kHz. V každé periodě je komparátor zapnut za účelem porovnání signálu 82 napětí sady s předem určeným signálem 83 referenčního napětí s energetickou mezerou, které je dodáváno referenčním obvodem 62 s energetickou mezerou (obr.4) a vstupuje do invertujícího vstupu komparátoru 76. Pro bateriovou sadu se třemi články je referenční • ···· ·· ·· ·· ···· ··· ··«··· ·

4A · ··· · · · · · · ·

4U · ··· · ···« ··· · • · · · · · · ··♦ ··» ·· ·· *· · napětí 83 s energetickou mezerou přibližně 1.239V, ale tato hodnota se může měnit ve shodě s návrhem bateriové sady. Jestliže se signál 82 napětí sady Vd₅. obvodu ASIC zvýší nad signál 83 referenčního napětí, komparační obvod překlopí, jak je vidět z kroku 220. oživí mikroprocesor a umožní A/D převodníku opět provádět měření, jak je naznačeno v kroku 221. Výpočet kapacity bude poté pokračovat inicializací v kroku 100.

Podrobné schéma oživovacího komparačního obvodu 80 je zobrazeno na obr.11. Jak je z tohoto obrázku vidět, obsahuje oživovací komparační obvod 80 napěťový dělič, skládající se z odporů R4 a R5, které jsou spojeny s napětím Vp_D napájecího zdroje ASIC, za účelem přivedení poměrné části napětí Vod sady (signál 82) na první neinverzující vstup komparátoru 76. Jak bude dále podrobněji vysvětleno, je NMOS (n-kanál MOSFET) tranzistorový spínač 89b. připojený mezi odpor R5 a zem, nominálně v klidovém módu vypnut, aby se zabránilo průtoku proudu z baterie do země, ale je periodicky zapínán každých 500 msec (30 psec) spouštěcím signálem 77a. což umožní, aby se vydělené napětí V_DD objevilo na neinvertujícím vstupu komparátoru 76.

Spouštěcí signál 77a vnějšího oscilátoru současně spustí oživovací komparační obvod 80 současným zapnutím tranzistoru 89a, b. čímž se umožní činnost komparátoru 76. Jak je vidět z obr.11, nízkopříkonový proudový zdroj 90, který je odvozen z baterie vnějšími obvody, zapne tranzistorový spínač 89a pro zajištění referenčního proudu pro komparátor 76. Z tohoto proudového zdroje 90 je stabilizován pracovní bod komparátoru. Kromě toho je uvolňovací linka 15a připojena na signál 77a pro současné uvolnění komparátoru za účelem provedení měření. Tranzistorový spínač 89b ie zapnut signálem 77b. který vystupuje z invertoru 72. čímž se vytvoří cesta k zemi, která umožní, aby se signál 82 děliče napětí objevil na vstupu komparátoru, takže může být provedeno porovnání.

«999 9 9 ·· • 9 9 · · 9 9 ·

9 9 9 9 9 · 9 · · ••9 9 9999 999 9 • 9 9 · 9 ·

999 99 99 99 9

Jestliže je Vdd nízké (<0,9V/článek) a signál 82 napětí sady je nižší než signál 83 reference s energetickou mezerou A/D převodníku, je výstupní signál 13 komparátoru na nízké úrovni. Jestliže Vdd. stoupne nad referenční napětí 83, to je 3,33V (1,11 V na článek pro tříčlánkovou bateriovou sadu), oživovací signál 13 (výstup komparátoru) přejde do vysoké úrovně, čímž umožní obnovení normální činnosti ve vzorkovacím módu. Jak je vidět z obr. 11, je prvek 78 Schmidtúv obvod, což je bistabilní obvod, který je umístěn na výstupu komparátoru 76, aby zabránil rušivým oscilacím, objevujícím se na vstupu tohoto komparátoru 76. které mohou být způsobeny přepínací charakterstikou komparátoru a/nebo šumem zesilovače.

Díky nízkému příkonu MOS obvodů, implementovaných v hybridním integrovaném obvodu, není celková proudová spotřeba všech činných prvků v klidovém módu větší než přibližně 2μΑ.

Z obrázku 12 je vidět, že pokud se detekuje, že výstupní napětí článku je větší než 0,9 V, pokračuje výpočet kapacity a v kroku 215 ie prvotní A/D měření teploty sady, T_raw, převedeno na skutečnou teplotu bateriové sady ve stupních Kelvina. Tato hodnota teploty má dále upraveno měřítko za účelem zohlednění změny měřítka termistoru (není zobrazeno) a je získána konečná skutečná hodnota teploty „T“. V kroku 222 je kontrolován stav baterie za účelem určení, zda existuje podmínka překročení teploty, kdy je teplota 238° K nebo vyšší. Je-li detekována, je nastaven příznak podmínky teplotního poplachu HI_TEMP_ALARM. Pokud se kapacita zvyšuje a existuje podmínka překročení teploty, je nastaven příznak TERMINATE_CHARGE_ALARM. Tento příznak indikuje, že jeden nebo více nabíjecích parametrů baterie je mimo rozsah.

V tomto místě je nutné poznamenat, že může existovat podmínka konce nabíjení (jestliže se kapacita zvyšuje). Tato podmínka ··· · ··· · • · · ·· ·· · konce nabíjení může být detekována, když má rychlost změny napětí nebo teploty mezi po sobě jdoucími měřeními určitý gradient. Jak ukazuje obr. 12 v kroku 224 a jak je podrobně popsáno (kroky 240 až 249 z obrázku 5B) ve spolupodané patentové přihlášce (USSN 08/318,004) je prováděn výpočet změny teploty dT/dt. Kromě toho je, jak je vidět z obrázku 12, prováděn v kroku 227 výpočet změny napětí dU/dt.

Výpočet změny napětí (dT/dt) je prováděn za účelem vyhodnocení rozdílu dT mezi současnou hodnotou teploty T a předchozí hodnotou teploty určenou před 20 sekundami, přičemž tato hodnota může ležet kdekoli mezi 10 a 120 sekundami. Po provedení výpočtu dT se určí, zda velikost změny vnitřní teploty překročila přípustnou hodnotu, to je zda existuje poplachová podmínka AL_DTEMP, jak je vidět v kroku 226 na obrázku 12. Poplachová podmínka AL_DTEMP indikuje změnu teploty přibližně 2°K/min nebo větší a je-li detekována, je nastaven příznak podmínky poplachu DTEMP_ALARM.

Výpočet změny napětí (dU/dt) je prováděn za účelem vyhodnocení rozdílu dU mezi současnou hodnotou napětí U a předchozí hodnotou napětí, určenou s výhodou před 255 sekundami.

Po provedení výpočtu dU se v kroku 260 určí, zda se kapacita snižuje a zda je současné napětí U menší než limitní napětí konce vybíjení (EDV), (běžné 0,9 V/článek), indikující, že vznikla podmínka konec vybíjení EOD_U. Současná hodnota napětí U je tedy porovnána s přednastaveným napětím konce vybíjení (Uempty) za účelem určení toho, zda je menší než toto napětí. Existuje-li podmínka konce vybíjení pro napětí, pak je v kroku 262 nastaven příznak EOD_U a je nastaven poplachový příznak ukončení vybíjení, indikující, že baterie dodala veškerý náboj a je nyní nominálně plně vybitá. Neexistuje-li podmínka konce vybíjení, pak je v kroku 264 vymazán příznak EOD_U a poplachový příznak ukončení vybíjení. Kromě toho je

FF FFFF

FFFF • · F F F F F

FFF· F FFF

F FFF FFFFFFFFF

F · F F · F F

FFFFF FF FF FF F v kroku 264 zablokován příznak znovunastavení kapacity. Procedura 200 výpočtu IUT_ potom končí a výpočet kapacity pokračuje v kroku 165 dle obr.13A.

V kroku 165 rutiny výpočtu kapacity 151 z obrázku 13A je proveden výpočet průběžného minutového průměrného proudu, používající poslední předchozí měření proudu (i). Výpočty průběžného minutového průměrného proudu jsou důležité pro výpočet stavů baterie jako je „průměrný čas do úplného vybití“, které jsou založeny na průměrném proudovém odběru a které mohou být požadovány hostitelským zařízením, jak bude podrobně vysvětleno dále. Pak je v kroku 170. obr. 13A určeno, zda je hodnota současného proudu (1) menší nebo rovna samovybíjecímu proudu l_SELFD, který je ve výhodném provedení 3,0 mA, ale může ležet kdekoli v rozmezí od 2,0 do 10,0 mA a představuje limit pro zjištění módu a stavu baterie. Je-li současná hodnota proudu (1) menší nebo rovna samovybíjecímu proudu, pak je určeno, že stav baterie je ve stavu snižování kapacity bez vnějšího odběru. V důsledku toho je nastaven v kroku 175 příznakový bit samovybíjení. Je-li současná hodnota proudu větší než samovybíjecí proud (3,0 mA), pak je v kroku 172 příznakový bit samovybíjení baterie vymazán. Samovybíjecí proud baterie je vždy vypočítáván, bez ohledu na to, zda je baterie ve stavu zvyšování nebo snižování kapacity. Směr proudu je stanoven v kroku 178. obr.13A, za účelem určení současného stavu baterie. Je-li určeno, že proud (i) má kladnou hodnotu, pak je baterie ve stavu zvyšování kapacity (dále Cl) a v kroku 180 ie nastaven příznak zvyšování kapacity. Je-li určeno, že proud má zápornou hodnotu, pak je baterie ve stavu snižování kapacity (dále CD) a v kroku 182 je nastaven příznak snižování kapacity. Je-li určeno, že kapacita klesá, pak se v kroku 184 provede zjištění, zda byl nastaven příznak napětí konce vybíjení (plus hystereze) EOD_UH. Pro přesnou prezentaci parametrů baterie a předpovědi doby života baterie je důležité, aby kapacita plné baterie byla znovunastavena po detekci podmínky napětí konce vybíjení (baterie je nominálně plně vybitá).

·· ···· • ··· · · · · · · · · · • · · · · · ♦ ······ ·· * · ·♦ ·

Dokonce i při podmínce nominálního vybití zbývá jistá zbytková kapacita baterie a toto se bere do úvahy při bateriových výpočtech, jak bude dále vysvětleno. V kroku 189 se tedy provádí určení toho, zda byl nastaven příznak znovunastavení kapacity jako výsledek toho, že byl nastaven příznak EOD_UH, indikující, že bylo dosaženo napětí konce vybíjení bateriové sady (jak bylo určeno v kroku 184) nebo jako výsledek nastavení příznaku samovybíjení baterie (jak je určeno v kroku 175) nebo jestliže kapacita roste. Pokud byl příznak znovunastavení kapacity nastaven, pak je v kroku 190 nastavena zbývající kapacita (Itf) za podmínky napětí EOD na hodnotu předpovězené zbytkové kapacity „pd získanou z vyhledávací tabulky uvedené na obr.22A. Navíc je v kroku 190 nastaven registr chyb na nulu a je vymazán příznak znovunastavení kapacity. Program pak pokračuje procedurami výpočtu samovybití a integrace proudu. Je-li v kroku 184 určeno, že příznak EOD_UH nebyl nastaven nebo je v kroku 189 určeno, že nebyl nastaven příznak uvedení kapacity do výchozího stavu, pak proces pokračuje krokem 192. viz obr. 13B.

Jak je podrobněji popsáno (s odkazem na obrázek 6B) ve spolupodané patentové přihlášce (USSN 08/318,004) a vzhledem ke kroku 192 z obrázku 13B, je určováni změny stavu prováděno pro určení toho, zda se změnil stav baterie, to je zda se stav baterie změnil ze zvyšování kapacity (Cl) na snižování kapacita (CD) nebo naopak. Tento krok je nezbytný pro vyloučení případů nesprávného počítání cyklů baterie nebo nepřesného zjištění kapacity plného nabití díky změnám znaménka proudových impulsů nebo přerušením proudu.

Jak je vidět z kroků 300 až 325 na obrázku 13B, je prováděna procedura výpočtu samovybíjení. Jak je podrobněji popsáno (s odkazem na obrázek 6B) ve spolupodané patentové přihlášce (USSN 08/318,004) je nejprve snížena hodnota časovače 128 sekund pro výpočet samovybíjení. Kroky 305 - 325 výpočtu samovybíjení jsou s výhodou prováděny jednou za 128 sekund. Jestliže neuplynul čas • ···· ·· ·· ······ _Λ- ··· ······ ·

J ···· ···· ·· · • ·· · · · · · · · · · · • · · · · · · ······ ·· ·· · · · časovače samovybíjení, přechází program do kroku 400 (označeno čárkovanou čarou), za účelem provedení procedury 400 integrace proudu, jak je podrobně zobrazeno na obr. 13B a podrobněji vysvětleno dále.

Rutina vypočtu samovybíjení

Díky elektrochemické podstatě baterií musí být samovybíjecí korekce počítána stále, nezávisle na existenci jakýchkoli nabíjecích nebo vybíjecích proudů. Je to proto, že vždy existuje proudový odběr samovybíjením bez ohledu na to, zda je baterie nabíjena nebo vybíjena a velikost tohoto proudového odběru je funkcí náboje a teploty baterie. Jak je naznačeno v kroku 305 na obr.13B, je intenzita samovybíjení „s získána pomocí vyhledávací tabulky jako funkce relativního stavu náboje „soc“ a současné teploty T, viz obr.22B, který ukazuje třírozměrnou grafickou prezentaci samovybíjecího proudu (vertikální osa) jako funkce relativního stavu nabití a teploty baterie. Tyto vyhledávací faktory „s“ pro samovybití udávají předpovězenou intenzitu samovybíjení vztaženou ke konstrukční (nominální) kapacitě a, jak ukazuje obr.22B, množství samovybíjecího proudu obecně roste se vzrůstající teplotou a zvýšenou úrovní stavu nabití baterie. Například při přibližně 65° C a 95% relativního stavu nabití může dosahovat samovybíjecí proud baterie až 30% plné kapacity baterie za den. Velikosti hodnot samovybíjení znázorněné na obr.22B jsou empiricky odvozeny a budou se měnit v závislosti na chemickém složení baterie a její konstrukci.

V kroku 310 se provede určení, zda je baterie ve stavu zvyšování nebo snižování kapacity. Je-li baterie ve stavu vybíjení, je vypočtena celková velikost poklesu kapacity (díky proudovému odběru) od poslední změny stavu a je uložena v odděleném registru, jak je ukázáno v kroku 315. Jestliže se kapacita zvyšuje, je program • · · 44 · • 4 4 · · 4 4 4 4

4 4 4444 44 4

4444 4 44 · ·· · • 4444 444 4 ··· · • · 4 4 4 ··

4 4 4 4 4 44 44 ·· · směrován do kroku 320. kde jsou vzaty v úvahu účinky intenzity samovybíjení pro výpočet chyby. Krok 320 je rovněž uskutečňován po výpočtu celkové velikosti poklesu kapacity (díky proudovému odběru) od poslední změny stavu v kroku 315. Pak je v kroku 325 snížena hodnota skutečného integrálu kapacity „Hf intenzitou samovybíjení „s“, což poskytne výraz ΣΙ₅ At_s v rovnici (1) popsané výše. Potom samovybíjecí procedura končí a je prováděna rutina 400 integrace proudu.

Rutina integrace náboje baterie

Je-li baterie nabíjena, říká se, že je ve stavu zvýšování kapacity (Cl), jinak je ve stavu snižováni kapacity (CD). Stav CJD zahrnuje záložní mód baterie, kdy neprotéká žádný proud přes svorky baterie. V tomto záložním módu redukuje kapacitu pouze intenzita samovybíjení.

Proud baterie se naprosto přesně integruje jak během stavu nabíjení tak vybíjení. Integrace kapacity sama o sobě je nezávislá na stavu baterie, ale jak bude dále vysvětleno, poskytují vyhledávací tabulky (LUT) nastavovací faktory umožňující přesnější nastavení kapacity. Například první vyhledávací tabulka LUT (popsaná dále vzhledem k obr.22C) obsahuje faktory proudové účinnosti závislé na relativním stavu nabití baterie, C_rate (proudu) a teplotě; druhá vyhledávací tabulka LUT obsahuje intenzity samovybíjení závisející na relativním stavu nabití a teplotě a třetí vyhledávací tabulka LUT s korekcemi zbytkové kapacity závisejícími na intenzitě vybíjecího proudu a teplotě udává část plné kapacity, která může být odebrána z baterie ve zmírněných podmínkách poté, co baterie dosáhla podmínky napětí konce vybíjení při dané intenzitě proudu.

• 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9 9

999999 99 99 99 9

Vývojový diagram pro proces 400 integrace proudu ukazuje obr.13C. Jak je vidět z obr.13C prvním krokem procesu integrace proudu je určení velikosti relativního stavu nabití (soc). Relativní stav nabití soc je definován jako skutečná kapacita vyjádřená jako procento kapacity plného nabití (t.j. kapacita baterie, když je tato plně nabita) a je použit k odhadu množství náboje, zbývajícího v baterii. V kroku 405 je tedy provedeno určení, zda je zbývající kapacita větší než nula (0). Je-li zbývající kapacita Itf záporné číslo, je plná kapacita nesprávná, musí být zjištěna a hodnota soc je nastavena na nulu (jak je uvedeno v kroku 412 na obr.13C). Jinak se provádí v kroku 410 výpočet soc. Jak bylo dříve popsáno, pokud není zjištěna kapacita úplného nabití baterie, je tato kapacita úplného nabití inicializována jako konstrukční (nominální) kapacita.

Dále, jak je naznačeno v kroku 415 na obr.13C, je vypočtena C_rate. Tato C_rate je definována jako intenzita, při které se za 1 hodinu zdroj energie vyčerpá, a je měřena v jednotkách reciprokých hodin. Výpočet C_rate v kroku 415 je založen na skutečné hodnotě proudu (I) a současné hodnotě kapacity úplného nabití a má dodatečně upravené měřítko. Poté je v kroku 418 určeno, zda je baterie ve stavu zvyšování kapacity nebo ve stavu snižování kapacity (vybíjení). Pokud kapacita stoupá, pak je baterie nabíjena a výpočet náboje musí brát v úvahu faktor účinnosti nabíjení, dostupný mikroprocesorem ve vyhledávací tabulce pro účinnost nabíjení, jak je graficky znázorněno na obr.22C. Takto je v kroku 420 získán faktor účinnosti nabíjení, který je závislý na současném relativním stavu nabití (soc), C_rate a teplotě. Například, jak ukazuje obr.22C, je-li baterie nabita přibližně na 95% plné kapacity a je nabíjena proudem s intenzitou 0,1 C_rate při teplotě 45° C, faktor účinnosti nabíjení e _c je kolem 0,8. Faktory účinnosti nabíjení jsou empiricky odvozeny a mohou se měnit v závislosti na chemickém složení baterie a její konstrukci. Reprezentace ukázané na obr.22C jsou pro stav nabití baterie na 95% a rozumí se, že hodnoty stavu nabití účinností nabíjení se budou značně měnit v závislosti na (zbývající kapacita).

Nakonec je v kroku 435 vypočten vzrůst náboje pro současný časový interval, který bere v úvahu skutečný proud a faktor účinnosti nabíjení za účelem vytvoření výrazu ε _c I _c At _c v rovnici (1). Tato hodnota bude použita ke zvýšení integrace v kroku 445, jak bude vysvětleno níže.

Je-li v kroku 418 určeno, že kapacita klesá, je velikost vybití integrována pro současný cyklus vybití, jak je uvedeno v kroku 422 na obr.13C. Dále je v kroku 425 určeno, zda byl dříve nastaven příznak samovybíjení (krok 175, obr.13A), indikující, že vybíjecí proud baterie je nižší než 3 mA, a že musí být uvažovány pouze procesy samovybíjení. Nebyl-li příznakový bit samovybíjení nastaven, je v kroku 440 proveden výpočet náboje za účelem zvýšení integrace. Konečná integrace je provedena v kroku 445. kde je přírůstek náboje vypočtený buď v kroku 435 nebo 440 připočten ke zbývající kapacitě Itf, jak je uvedeno v rovnici (1). Navíc, v kroku 445. je integrován náboj pro výpočet chyby a je rovněž vypočten průběžný součet chyby, jak bude dále podrobně vysvětleno.

Je-li v kroku 425 určeno, že příznak samovybíjení byl nastaven (krok 175). pak je baterie v samovybíjecím módu bez jakéhokoli vnějšího proudového odběru (krok 175. obr.13A) a je vypočtena zbytková kapacita v krocích 451 až 456. Prvním krokem této rutiny je určení hodnoty zbytkové kapacity baterie. Tato hodnota, která závisí na současné intenzitě C_rate a teplotě, je v kroku 451 získána mikroprocesorem z vyhledávací tabulky, uvedené na obr.22A. Například, jak ukazuje obr.22A, při teplotě -20° C a proudovém odběru dvakrát C_rate (2C) bylo empiricky odvozeno, že zbývá přibližně 92% úplné kapacity baterie v okamžiku, kdy je dosaženo napětí konce vybíjení. Při malé zátěži (např. vybíjecí intenzitě C/10) při teplotě ··»» ♦ « *· • «····· *

999 9 9 9 · 9 9 9

999 9 999 9 9999

9 9 9 9 9

999 9 9 9 9 ·9 9 koíem 23° C, nebude při dosažení napětí konce vybíjení zbývat prakticky žádná zbytková kapacita.

V kroku 455 se určí, zda C_rate je větší než horní prahová intenzita vybíjení a zda příznak konce vybíjení (viz krok 262. obr.12) byl nastaven. Pokud ne, pak je v krocích 440 a 445 prováděn výpočet kapacity, jak bylo popsáno výše. Je-li současná intenzita vybíjení vyšší než horní prahová intenzita vybíjení, pak jsou zablokována všechna znovunastavení kapacity, jak je naznačeno v kroku 456 a krokem 440 pokračuje integrační procedura.

Během pracovního stavu baterie, ať je baterie ve stavu zvyšování (Cl) nebo snižování (CD) kapacity, musí být sledovány podmínky konce nabíjení (EOC) a konce vybíjení (EOD). Rutina výpočtu kapacity zobrazená na obr.13A a 13B proto pokračuje určením toho, zda je baterie ve stavu zvyšování nebo snižování kapacity (klidový stav nebo vybíjení), jak je uvedeno v kroku 198. na obr. 13B. Zvyšuje-lí se kapacita, pak je v kroku 500 provedena rutina pro určení, zda je splněna koncová podmínka Cl. Snižuje-li se kapacita, pak je v kroku 600 provedena rutina pro určení toho, zda je splněna koncová podmínka CD.

Dohlížecí rutina pro podmínky konce zvyšování kapacity

Mikroprocesor hybridního integrovaného obvodu vypočítává konec nabíjení jedním ze tří způsobů:

záporná strmost napětí větší než 10 mV/článek/min +/- 5 mV/článek/min při napětí plného nabití; pokud dT/dt, které překročí 0,9° /min +/- 0,2° /min nebo nejlépe vypočítaný náboj 120% kapacity plného nabití (může ale být v rozmezí od 100% do 150% CAPfc)· Rutina ♦

···· ·· ···· ·· '· • «»···* · ·♦· · · < · « · · ♦ · · · ··· · ··· * • t · · · · ··· ·· ·· »· · pro určení toho, zda byla dosažena jedna ze spouštěcích podmínek EOC je zobrazena ve vývojových diagramech na obr.14A - 14D.

Je-li určeno, že kapacita se zvyšuje, pak první krok 505 procesu 500 sledování EOC (stav zvyšování kapacity Cl) uvedený na obr. 14A, je určení toho, zda hodnota relativního stavu nabití baterie (soc) je větší než 20% hodnoty kapacity úplného nabití baterie. Dosáhne-li baterie tuto úroveň kapacity, pak je v kroku 507 vymazán stavový příznak úplného vybití. Jak bude vysvětleno dále, stavový příznak úplného vybití je nastaven je-li určeno, že baterie dodala všechen náboj, který může dodat bez poškození. Dokud baterie nedosáhne tuto úroveň kapacity, stavový příznak úplného vybití zůstává nastaven. Poté, jak je uvedeno v kroku 510. je proveden první způsob detekce spuštění EOC. Tímto prvním způsobem je určení toho, zda byla splněna podmínka umožňující spuštění dle dT/dt a zda strmost zvýšení teploty dT je větší nebo rovna prahovému limitu indikujícímu podmínku EOC. Ve výhodném provedení je podmínka umožňující spuštění dle dT/dt splněna kdykoli je relativní stav nabití (soc) nad prahovým limitem 50% a je detekována podmínka konce nabíjení, když strmost vzrůstu teploty se zvětší nad prahovou hodnotu zhruba 0,9° /min. Je nutné se zmínit o tom, že strmost teploty může spouštět EOC, když je detekována v rozmezí od 0,5 ⁰ C/min do 12° C/min. Není-li žádná z těchto podmínek splněna, pak je v kroku 540. jak bude dále podrobně vysvětleno, prováděn druhý způsob detekce podmínky EOC, a to určení toho, zda strmost napěťové změny dU/dt je záporná, přičemž hodnota dU/dt musí mít minimální hodnotu a intenzita nabíjecího proudu (C_rate) musí být větší než určitá hodnota. Je-li splněna podmínka umožnění spouštění dle dT/dt a strmost vzrůstu teploty dT je větší nebo rovna prahovému limitu EOC. pak je v kroku 512 určeno, zda je nastaven příznak EOC. Nebyl-li příznak EOC nastaven, musí se zjistit počet článků v bateriové sadě - proces označený jako prvek 700 v obr.14B, který bude popsán níže. Ať je nebo není zjištěn v kroku 700 počet ·· ···· ···· 99 99

9 9 9

999 9 9 9 9 9 9 9

999 9 999 99999

9 9 9 9 9

999 99 99 99 ·

Článků v bateriové sadě (jak bude vysvětleno níže), je proveden krok 570. kde:

a) je nastaven stavový příznak EOC

b) je nastavena zbývající kapacita na 95% kapacity plného nabití

c) jsou vymazány registry chyb

d) je vymazán příznak přeplnění pro výpočet nejistoty

e) je nastaven stavový příznak úplného nabití, indikující, že baterie dosáhla bodu ukončení nabíjení.

Nakonec algoritmus pokračuje ke kroku 575, obr.14C, kde je nastaven poplachový příznak ukončení nabíjení.

Pokud je splněna podmínka umožňující spouštění dle dT/dt, strmost vzrůstu teploty dT je větší nebo rovna prahovému limitu EOC a příznak EOC byl nastaven (krok 512). pak je v kroku 514 určeno, zda je zbývající kapacita (Itf) větší nebo rovna kapacitě plného nabití. Je-li tato podmínka splněna, pak je zbývající kapacita nastavena jako rovná kapacitě plného nabití, jak je uvedeno v kroku 520. Kromě toho v kroku 520 jsou vymazány registry chyb a příznak přeplnění pro výpočet nejistoty. Pokud zbývající kapacita (Itf) není není větší nebo rovna kapacitě plného nabití (krok 514). pokračuje algoritmus v kroku 575. obr.14C, kde je nastaven poplachový příznak ukončení nabíjení. Ve výhodném provedení musí být poplachový příznak ukončení nabíjení nastaven, když baterie detekuje EOC na kterékoli podmínce spouštění EOC nebo když existuje podmínka překročení teploty, t.j., když T>AL_HI_TEMP (krok 222, obr. 12). Jak bylo vysvětleno výše, poplachový příznak ukončení nabíjení může být nastaven spouštěčem 95% plného nabití, což je iniciováno když, je splněna první podmínka spuštění dle teplotní strmosti v kroku 510.

Poté, co je v kroku 520 nastavena zbývající kapacita jako rovná kapacitě plného nabití, pokračuje algoritmus v kroku 530 určením toho, zda je nabíječ baterie stále ještě zapnut. Toto je uskutečněno ·· ···· kontrolou kladného vzrůstu náboje získaného během procesu integrace náboje (viz krok 435. obr.13C). Je-li nabíječ stále zapnut, pak je známo, že tento nabíječ pokračuje v přebíjení baterie a algoritmus musí pozorně sledovat míru přebití baterie. V kroku 532. obr.14A je tedy vypočtena celková míra přebití přičtením vzrůstu náboje k registrům přebití (není zobrazeno). Je nutné poznamenat, že registr přebití není nikdy resetován, takže je v něm udržována celková velikost přebití od doby spuštění systému. Ať je či není napáječ baterie stále zapnut, pokračuje algoritmus do kroku 535, kde je nastaven stavový příznak poplachu přebíjení, indikující, že baterie je nabíjena přes indikaci EOC. Nakonec pokračuje algoritmus do kroku 575, obr.14C, kde je nastaven poplachový příznak ukončení nabíjení.

Jak bylo zmíněno výše ve vztahu ke kroku 510, nebyla-li ani splněna podmínka umožňující spouštění dle dT/dt ani není strmost vzrůstu teploty dT větší nebo rovna prahovému limitu EOC, pak je uskutečněn druhý způsob detekce podmínky EOC v kroku 540, obr.14C. V kroku 540 ie určeno, zda:

a) nabíjení je s konstantním proudem, t.j. zda rozdíl mezi hodnotou proudu a průměrnou hodnotou proudu za jednu minutu je nejlépe menší než 50 mA,

b) napěťová změna dU/dt je záporná a je větší než prahová velikost o hodnotě s výhodou 12 mV/min,

c) nabíjecí proud je větší než předem určená intenzita, s výhodou než intenzita C/10.

Pokud není splněna ani jedna ze spouštěcích podmínek EOC dle druhého způsobu, pak je v kroku 545 prováděn třetí způsob detekce podmínky EOC. a to určení toho, zda relativní stav nabití (soc) je nad 120% a proudová intenzita je mezi C/50 a C/5. Je nutno poznamenat, že podmínka EOC může být spuštěna, je-li relativní stav nabití (soc) detekován v rozmezí od 100% do 160%. Jsou-li splněny všechny ·· ···· • 4444 44 44 · 4444 44 ·

5Ί · 444 4 4 4 4 4 4 4

444 4 444 4 444 4

4 4 4 4 4 4

444 444 44 44 44 4 spouštěcí podmínky EOC dle druhého nebo třetího způsobu, pak je v kroku 550, obr.14C provedeno určení zda byl nastaven příznak EOC. Jsou-li splněny spouštěcí podmínky EOC buď druhého nebo třetího způsobu a příznak EOC byl nastaven (krok 550). pak je v kroku 555 nastaven stavový příznak úplného nabití, indikující, že baterie dosáhla bodu ukončení nabíjení. Potom proces pokračuje v kroku 520. obr.14A tím, že hodnotě zbývající kapacity přiřadí hodnotu kapacity úplného nabití, jak bylo popsáno výše. Nebyl-li příznak EOC nastaven, pak musí být zjištěn počet článků - proces označený jako prvek 700, který bude popsán níže. Je-li proces zjištění počtu článků v baterii dokončen, pak je v kroku 551 nastaven stavový příznak EOC a v kroku 555 je nastaven stavový příznak úplného nabití, indikující, že baterie dosáhla bodu ukončení nabíjení a algoritmus pokračuje v kroku 520. popsaném výše. Není-li splněna žádná ze spouštěcích podmínek EOC. procedura 500 detekce EOC končí a pokračuje výpočet kapacity (obr.13B).

Alternativně bude dosažena spouštěcí podmínka dle -dli když se určí, že kapacita baterie roste, dll> DU_MIN, kde DU_MIN je předem určená hodnota rovná počtu článků v bateriové sadě vynásobená 10 mV, proud je určen jako konstantní a intenzita nabíjení je vyšší než 0,3C. Nabíjecí proud je považován za konstantní pokud | I - Lavg| < 50 mA a | I - Γ¹| < 50 mA, kde I'¹ je předchozí hodnota měření proudu. Konstantnost nabíjení baterie může být vypočítána navíc nebo místo kroků 250 a dalších z výpočetní rutiny IUT obr.12, kde může být způsob výpočtu -dU prováděn bez časové závislosti.

Rutina zjišťování počtu článků

Jak bylo výše popsáno, může se vyskytnout mimořádná ztráta napájení při které je ztracen veškerý obsah paměti RAM. V takovéto situaci je zapotřebí znovu zjistit počet článků v bateriové sadě.

♦ ·· ···· ···· bb ·· • ······ · *·· ΒΒΒΒ ΒΒΒ

ΒΒΒΒ ΒΒΒΒ ΒΒΒ Β ΒΒΒ φ Β Β ··· ·Β ΒΒ ΒΒ Β

Lepší než naprogramování počtu článku pro konkrétní modul baterie do paměti ROM integrovaného obvodu typu ASIC, je zjištění počtu článků, aby bylo možné konfigurovat integrovaný obvod typu ASIC s jinými bateriovými sadami majícími rozdílný počet článků. Znovuzjištění počtu článků je indikováno bitem (CALIBRATED bit) v registru AL_STATUS, který udává, zda musel být znovu zjištěn počet článků. Ve výhodném provedení je toto jednoduše provedeno použitím napětí změřeného na svorkách bateriové sady poté co je splněna podmínka EOC, jak bylo popsáno výše.

Prvním krokem 705 v postupu 700 zjišťování počtu článků uvedeném na obr.14D je určení toho, zda je bateriová sada nekalibrovaná, to je, zda CALIBRATE bit v registru AL_STATUS indikuje, že má být zjištěn počet článků. Pokud je tomu tak, je v kroku 710 určeno, zda je konvertovaná hodnota napětí U (mV), změřená v kroku 205. obr.12, během výpočtu IUT, větší než 11 V. Pokud ano, pak se usuzuje, že bateriová sada má devět článků a počet článků je v kroku 720 nastaven na devět. Pokud hodnota změřeného napětí U není větší než 11 V, je v kroku 715 určeno, zda je toto napětí větší než 7,5 V. Pokud ano, usuzuje se, že bateriová sada má šest článků a v kroku 725 je počet článků nastaven na šest. Není-li hodnota změřeného napětí U větší než 7,5 V, usuzuje se, že počet článků bateriové sady je čtyři a v kroku 730 je počet článků nastaven na čtyři. Poté co je stanoven počet článků, je nastaveno Uempty závěrní napětí při EOD na hodnotu rovnou počtu článků násobených ve výhodném provedení pracovním napětím baterie 1,02 V, jak je uvedeno v kroku 740 na obr.14D.

Dohlížecí rutina pro podmínky konce snižování kapacity

Jak bylo v předchozím zmíněno, rutina 151 výpočtu kapacity v kroku 198 určuje, zda je baterie ve stavu zvyšování nebo snižování

FF «···

FF F FFFF F F F

FFFF FFFF · F · • FFFFFFFFF··· • FFFF F F

FFF FFF FFFF FF F kapacity (klidový stav nebo vybíjení). Je-li určeno, že se kapacita snižuje, pak prvním krokem 605 procesu 600 sledování EOD (stav snižování kapacity - CD stav) znázorněného na obr.15A a 15B, je určení toho, zda současné měření napětí (U) je větší než napětí konce vybíjení (EDV) a nějaká hystereze. Je-li dosaženo napětí EDV, je to indikace toho, že má být vybíjení zastaveno, aby se baterie ochránila od poškození. Typicky je napětí EDV rovno 1,02 V/článek. Je-li získané napětí větší než toto napětí EDV. pak je v kroku 610 nastaven příznak indikující, že toto napětí je větší než napětí EDV plus hystereze. Není-li toto napětí větší než napětí EDV plus hystereze, pak je v kroku 612 tento příznak vymazán. Dále, jak ukazuje krok 613. jsou vymazány poplachové příznaky konec nabíjení a přebíjení, protože se kapacita snižuje.

V kroku 615 je provedeno určení toho, zda je zbývající kapacita menší než vypočtená chyba (t.j. nejistá kapacita). Je-li zbývající kapacita (Itf) menší než tato vypočtená chyba, pak to indikuje, že bateriová sada nemá žádnou další kapacitu a je plně vybita. V důsledku toho je v kroku 618 nastaven stavový příznak FULLY_DISCHARGED a proces pokračuje krokem 619. Existuje-li zbývající kapacita, pak není příznak FULLY_DISCHARGED nastaven a proces pokračuje krokem 619. kde je určen relativní stav nabití. Klesneli tento relativní stav nabití (soc) pod jistou hodnotu hystereze, s výhodou pod hodnotu kolem 80% kapacity plného nabití, pak je stavový příznak FULLY_DISCHARGED vymazán, jak je uvedeno v kroku 620. Ať je nebo není stavový příznak FULLY_DISCHARGEDF vymazán, proces pokračuje kroky 625 a 630. kde je aktualizován počet čítaných cyklů. V kroku 625 je určeno, zda je vymazán příznak načítání cyklů a zda kapacita klesla o 15% jmenovité kapacity. Pokud se vyskytly tyto dvě události v kroku 625. pak registr načítání cyklu, obsahující hodnotu počtu nabití a vybití baterie (není zobrazeno), bude v kroku 630 zvýšen a bude nastaven příznak načítání cyklu. Je třeba rozumět, že ve výhodném provedení bude počet cyklů zvýšen ať je nebo není baterie • 4 ···· • · · · · · · • · 4 4 4 4 444 4

4 4 4 4

44444 plně čí částečně nabita. Ať je či není zvýšen registr načítání cyklu, proces pokračuje v kroku 640, kde je provedena kontrola toho, zda je nastaven EOD příznak a zda je resetovací příznak vymazán. Není-li buď EOD příznak nastaven nebo není-li resetovací příznak vymazán, pak dohlížecí rutina 600 koncové podmínky končí. Je-li příznak EOD nastaven a resetovací příznak je vymazán, pak se v kroku 645 určí, zda byl nastaven příznak EOC (konec nabíjení) a zda chybová hodnota (nejistá kapacita) je menší než 8% jmenovité kapacity. Jsou-li tyto podmínky splněny, pak je v kroku 650 zjištěna hodnota kapacity plného nabití. Kdykoli baterie vykonala úplný cyklus a dosáhla spouštěcího bodu EOC a bodu EOD a nejistá kapacita je pod hodnotou 8% jmenovité kapacity, je v kroku 650 znovunastavena kapacita úplného nabití podle vzorce:

full_cap = full_cap + full_cap* pd/256 - Itf , kde „pd je předpovězená hodnota korekce zbytkové kapacity dosažitelná ve vyhledávací tabulce z obr.22A, závislá na intenzitě vybíjecího proudu a teplotě. Dělitel 256 zajišťuje celočíselnou změnu měřítka „pd“. Smyslem tohoto vzorce je záměna zbývající kapacity (Itf) zbytkovou kapacitou z vyhledávací tabulky, která obsahuje zlomky kapacity úplného nabití (Poznámka: získaná zbytková kapacita je vypočítána z kroku 451 procesu integrace náboje, obr.13C). Je-li dosaženo bodu EOD s menším výstupem kapacity než v dřívějším cyklu, bude množství zbývající kapacity (Itf) při EDV vyšší (menší vybitá kapacita ve srovnání s akumulovanou nabitou kapacitou). Kapacita úplného nabití bude redukována rozdílem Itf ve srovnání s předchozím cyklem, takže se tímto zjišťovacím krokem vezme v úvahu stárnutí baterie. Je-li baterie použita v několika cyklech částečného nabití/vybití bez dosažení bodu EOC nebo EOD. může se chyba výpočtu akumulovat na velký rozdíl mezi reálnou kapacitu a vypočtenou zbývající kapacitu (Itf). Algoritmus (MaxError()), který bude podrobně vysvětleno níže, vypočítává maximální možnou chybu (nejistotu) během své činnosti stejně přesně jako je sama integrace kapacity na základě procentuální • φφφφ Φ· φφ

Φ· · · φ · · φ φ · φφφφ · · φ · · · φ • · · φ φ Φφφ · φφφ φ φ φφφ φ φ φ

ΦΦ φφφφ chyby pro každý pracovní mód. Nejistota je nastavena na nulu v každém bodě EOC a EQD. Nejistota nad 8% zablokuje znovunastavení úplné kapacity. Kromě toho jsou-li splněny podmínky v kroku 650. je vymazán příznak EOC. indikující, že byla znovunastavena kapacita úplného nabití. Po znovunastavení kapacity úplného nabití (krok 650). nebo je-li určeno, že chyba nejistoty je větší než předem specifikovaná hodnota 8%, nebo není-li nastaven příznak EOC. pokračuje algoritmus do kroku 655.

V kroku 655 se určí zda je C_rate při spouštěcí podmínce EDV (napětí konce vybíjení napětí) rovna nule nebo zda je současná C_rate menší než C-rate při spouštěcí podmínce EDV a zda není zablokováno znovunastavení kapacity. Je-li některá z těchto podmínek splněna, je současný proud při spouštěcí podmínce EQD nastaven na současnou C_rate, hodnota zpožděného znovunastavení kapacity je nastavena jako rovna současné hodnotě zbytkové kapacity a v kroku 660 isou nastaveny příznaky pro zpoždění znovunastavení kapacity po EQD. Nejsou-li splněny obě podmínky z kroku 655, pak dohlížecí rutina 600 koncových podmínek končí. Jak je uvedeno na obr.13B rutiny 151 výpočtu kapacity, nevyskytlo-li se spuštění EOC a EQD. pak výpočet kapacity končí.

Sběrnice řízení systému a rozhraní sběrnice

Jak bylo výše popsáno, a jak je ukázáno na obr.2A a 2B, pro komunikaci uvnitř konfigurace obsahující integrovaný obvod typu ASIC 32, baterii 10. hostitelský počítač 16 a inteligentní nabíječ 22 používá bateriový modul 28 modifikované rozhraní sběrnice Philips l²C. Jak bylo dříve zmíněno, požadavky jdou bud z hostitelského počítače k baterii, z nabíječe k baterii nebo z baterie bud k hostitelskému počítači nebo k nabíječi. Příkladem typické komunikace mezi baterií a nabíječem může být zapnutí nebo vypnutí nabíječe nebo požadavek na určitou nabíjecí • ···· ·· ·· ·· ···· ··· · ♦ t · · · · • ··· · · · · · · · • · · · · ··· · ··· · • · · · · · · ··· ··· ·· ·· ·· · intenzitu. Hostitelský počítač může vyžadovat informace o baterii, jako je stav baterie nebo poplachové podmínky baterie jako je minimální kapacita nebo překročení teploty. Řídící obvod 75 sběrnicového rozhraní řídí všechny požadavky a poplachové podmínky přes dva sériové porty SMBCLK a SMBDATA po sběrnici řízení systému.

Když baterie 10 potřebuje informovat hostitelský počítač o poplachové podmínce nebo nabíječ baterie o žádoucím nabíjecím napětí nebo proudu, chová se baterie jako hlavní jednotka sběrnice se schopnostmi zápisu. Baterie bude provádět vyhodnocení žádosti z mikroprocesoru 50, kontrolu, zda je sběrnice řízení systému volná, generaci spouštěcího bitu a vyslání adresy napáječe baterie nebo hostitelského počítače, kontrolu, zda byl z nabíječe nebo hostitelského počítače vyslán bit ACK a podání zprávy mikroprocesoru, vyslání dat přivedených z mikroprocesoru na sběrnici a kontrolu bitu ACK a generaci závěrného bitu při konci přenosu.

Když je baterie 10 požádána hostitelským počítačem, aby mu poskytla informaci, jak bude vysvětleno níže, chová se baterie jako podřízená jednotka sběrnice se schopnostmi čtení a zápisu. Například během trvalé činnosti může hostitelský počítač požadovat nějaké informace z baterie a formulovat požadavek. Obr.16 představuje algoritmus software kompatibilní s protokolem rozhraní sběrnice řízení systému pro zajištění komunikace mezi vnějším zařízením (hostitelský počítač nebo nabíječ baterie) a baterií, která se k tomuto zařízení chová jako podřízená jednotka.

První krok 750 v obr.16 je dekódování povelového kódu, který byl vyslán vnějším zařízením. Ilustrativní povelové kódy jsou probrány níže a každý typicky vyžaduje, aby byly přeneseny dva byty dat, což je označeno jako proměnná „počet. Další krok, označený jako krok 752. je určení toho, zda vyslaný povelový kód je platné, rozpoznatelné povelové slovo. Pokud ne, je v kroku 755 nastaven bit · ·· · nepodporovaného povelu a přenos je ukončen, jak je naznačeno v kroku 758A na obr.16. Je-li povel podporován, baterie provede v kroku 759 vnitřní kontrolu za účelem určení toho, zda se vyskytla chyba.. Je-li nalezena vnitřní chyba, pak algoritmus vstoupí do časové smyčky, která pokračuje v kontrole vnitřního příznaku dokud není chyba potvrzena nebo neuplyne časový interval časovače (není zobrazeno). Toto je naznačeno v kroku 761. Je-li v kroku 759 nalezena správná hodnota, bude algoritmus pokračovat v kroku 764 určením, zda dekódovaný povelový kód požaduje funkci čtení nebo zápisu. Uplynul-li časový interval časovače, nebo je potvrzena chyba v kroku 761. pak je v kroku 763 nastaven příznak neznámé chyby a softwarový přenos je v kroku 758B ukončen.

Pracuje-li baterie jako podřízená jednotka, bude provádět buď funkci čtení nebo zápisu. V kroku 764 se určí zda vstupní povelový kód (krok 750) je čtecí nebo zápisový povel. Jedná-li se o čtecí povel, určí se v kroku 765 zda má baterie provádět výpočet jak je požadováno vnějším zařízením a vrátit hodnotu, kterou má toto vnější zařízení číst. Příklady výpočtů prováděných baterií v odezvě na dotaz (např.AvgTimeToEmpty ()) z hostitelského zařízení jsou detailněji popsány níže. Mikroprocesor baterie bude pokračovat v kroku 768 ve výpočtech a bude navracet hodnotu dat na specifikované adresové místo jak udává rutina čtecího bloku v kroku 800 a jak je podrobně vysvětleno níže. Určí-li se v kroku 765. že nemá být prováděn výpočet (například je požadována pouze hodnota napětí), bude algoritmus pokračovat k rutině 800 čtecího bloku, jak ukazuje obr.16.

Je-li v kroku 764 určeno, že má být prováděna zápisová funkce, kdy má být zapsána hodnota dat z vnějšího zařízení na adresové místo baterie (například prahová hodnota AL_REM_TIME), pak musí být provedena kontrola oprávnění zápisového bloku za účelem určení, zda může vnější zařízení uskutečnit zápisovou funkci. Toto je naznačeno v kroku 771. kde je kontrolována platnost hesla. Není-li zkontrolované haslo oprávněným heslem, bude přístup odmítnut, jek je uvedeno v kroku 774. vnější zařízení nebude moci provést zápisovou funkci a v kroku 758B softwarový přenos ukončí, Je-li vnější zařízení oprávněno zapsat data na adresu baterie, pak zařízení zapíše hodnotu dat na předem specifikovaná adresová místa, jak je naznačeno rutinou zápisového bloku v kroku 775 a jak bude podrobně popsáno níže.

Komunikace od hostitelského zařízení k inteligentní baterii

Komunikace od hostitelského zařízení k inteligentní baterii přenáší data z baterie buď k uživateli (například hostitelský počítač) nebo k systému hospodaření s energií vnějšího zařízení. Uživatel může získat buď faktické údaje, jako jsou charakteristické údaje baterie (Voltage (), Temperature (), charge/discharge Current (), AverageCurrent () atd.) nebo předpovědní (vypočítané) údaje, jako je zbývající doba života baterie při současné intenzitě odběru nebo jak dlouho bude trvat nabití baterie. Je třeba podotknout, že skutečná zátěž, například monitor hostitelského počítače, má konstantní příkon. Když se počítají dále popsané hodnoty zbývajícího času (za použití předpokladu, že proud je konstantní), mohou se objevit chyby a nepřesnosti. Měl by se tedy uvažovat předpoklad konstantního příkonu zátěže při výpočtu zbývajícího času a ostatních proměnných. V následujících výpočtech, jako je RemainingCapacityAlarm (), AtRate (), RemainingCapacity (), FulIChargeCapacity () a DesignCapacity ()....mohou být tedy použity hodnoty průměrné energie jako alternativa hodnot průměrného proudu.

Následující řídící povely představují informace poskytované baterií, jsou-li požadovány hostitelským zařízením nebo hostitelským počítačem:

• · · ·

Funkce RemainingCapacity () vrací zbývající kapacitu baterie a je číselnou indikací zbývajícího náboje. V závislosti na bitu módu kapacity vrátí funkce RemainingCapacity hodnotu v mAh nebo 10 mWh. Navrácená hodnota je vypočítána následovně:

Itf [Ah] - Itf_err [mAh], kde chyba nejistoty ltf_err je odečítaná hodnota a výstupní hodnota je nastavena na 0, jestliže (I Itf I < 11tf_err I).

Funkce RemainingCapacityAlarm () nastavuje nebo vyhledává prahovou hodnotu nízké kapacity AL_REM_CAP (popsáno výše) pro hodnotu poplachu nízké kapacity v paměti RAM. Klesne-li RemainingCapacity () pod hodnotu AL_REM_CAP, vyšle baterie hostitelskému zařízení zprávy AlarmWarning () s nastaveným bitem REMAINING_CAPACITY_ALARM. Při výrobě je hodnota AL_REM_CAP nastavena na 10% konstrukční kapacity a zůstane nezměněna dokud se nezmění funkcí RemainingCapacityAlarm (). Tato funkce je použita jakýmkoli hostitelským systémem, který si přeje znát kolik energie bude potřeba k uložení jeho pracovního stavu. To umožňuje hostitelskému systému jemněji řídit bod, ve kterém přejde do nízkoenergetického módu.

Funkce RemainingTimeAlarm () nastavuje nebo vyhledává poplachovou hodnotu AL_REM_TIME. Když odhadnutý zbývající čas při současné intenzitě vybíjení tak, jak je vypočten pomocí funkce Average TimeTo Empty () klesne pod hodnotu AL_REM_TIME, vyšle baterie hostitelskému zařízení zprávy AlarmWarning () s nastaveným bitem REMAINING_TIME_ALARM. Hodnota AL_REM_TIME o velikosti 0 fakticky zablokuje tento poplach a tato hodnota je při výrobě nastavena na 10 minut. Funkce FulIChargeCapacity () vrací předpovězenou nebo zjištěnou kapacitu bateriové sady když je tato plně nabita a je vyjádřena v mAh nebo 10mWh v závislosti na nastavení bitu CAPACITY MODE ·· ···· • 999 ·· ··

9999 99 9

999 9999 99 9

999 9 9999 999 9 « · 9 9 9 9 •99 99 99 99 9 (diskutováno níže). Funkce DesignCapacity () vrací teoretickou kapacitu nové bateriové sady, která při porovnání s hodnotou, kterou vrací funkce FulIChargeCapacity (), poskytne indikaci opotřebení baterie. Tato informace je užitečná pro hostitelské zařízení nebo hostitelský počítač pro regulaci jeho postupu hospodaření s energií.

Funkce AtRate () je první polovinou souboru volání dvou funkcí, použitou pro nastavení hodnoty AtRate použité ve výpočtech založených na kapacitě prováděných funkcemi AtRateTimeToFull (), AtRateTimeToEmpty () a AtRateOK ().

Je-li hodnota AtRate kladná, vrací funkce AtRateTimeToFull () předpovězený čas, s výhodou v minutách, k úplnému nabití baterie při hodnotě nabíjení AtRate (tato hodnota je v mA). Vzorec výpočtu se řídí rovnicí (2):

čas: = 60 * (full cap ímAhl - Itf fmAh)1 (2),

I AT_RATE( kde „čas je vracená hodnota v minutách.

Funkce AverageTimeToFull () vrací předpovězený zbývající čas v minutách do úplného nabití baterie při proudu stejném, jako je průběžný průměr z poslední minuty l_avg. Vzorec výpočtu se řídí rovnicí (3):

čas:= 60 * (full cap ÍmAhl- Itf ÍmAhl) (3), l_avg kde „čas“ je vracená hodnota v minutách.

Je-li hodnota AtRate záporná, funkce AtRateTimeToEmpty () vrací předpovězený čas činnosti, s výhodou v minutách, při hodnotě vybíjení baterie AtRate, do vyčerpání baterie (EDV podmínka). Vzorec výpočtu se řídí rovnicí (4):

čas: = 60 * (Itf [mAh] - full_cap [mAh] * pd_at__rate/256 _- Itf err fmAhl)_ (4),

I AT_RATE| kde „čas“ je vracená hodnota v minutách, hodnoty I AT_RATE| a pd_at_rate jsou vypočítány funkcí AtRate () kde pd_at_rate představuje zbývající kapacitu (zlomek full_cap) a je dělena hodnotou 256 za účelem úpravy měřítka této hodnoty do zlomku. Itf_err je chyba nejistoty, jak je vysvětleno níže.

Je-li hodnota AtRate záporná, funkce AtRateOK () vrací Booleovskou hodnotu, která předpovídá schopnost baterie dodávat přídavnou vybíjecí energii o hodnotě AtRate po dobu 10 sekund, to znamená, že baterie může bezpečně dodávat dostatek energie pro přídavné zatížení poté, co hostitelský počítač nastaví hodnotu AtRate.

Funkce RunTimeToEmpty () vrací předpovězenou zbývající dobu života baterie při současné intenzitě vybíjení (min) a je vypočítána na základě proudu nebo výkonu v závislosti na nastavení bitu CAPACITY_MODE (bude diskutováno dále). Hodnota vracená touto funkcí může být použita hostitelským PC nebo systémem hospodaření s energií zařízení pro získání informací o relativních ziscích nebo ztrátách ve zbývající době života baterie v odezvě na změnu v energetickém režimu. Vzorec výpočtu se řádá rovnicí (5):

čas: = 60 * (Itf [Amh] - full_cap [mAh] * pd/256 _- Itf err(mAh))__ (5),

II I [mAh] kde „čas“ je vracená hodnota v minutách a bere v úvahu kapacitu zbývající v baterii za EDV, která může být odebrána pouze při

redukci zátěže. |i| je proud, pd: = pd (C_rate(|l|), T) a tak jak je vypočítána v algoritmu výpočtu kapacity, představuje pd zbývající kapacitu (zlomek full_capacity). Tato hodnota je dělena 256 pro získání zlomku. Itf_err je chyba nejistoty, jak je vysvětleno dále.

Funkce AverageTimeToEmpty () vrací jednominutový průběžný průměr zbývající doby života baterie (v minutách) a je vypočtena buď na základě proudu nebo výkonu.Tato funkce zajišťuje průměrování okamžitých odhadů a tím zajišťuje stabilnější zobrazení informace o stavu nabití. Vzorec výpočtu se řídí rovnicí (6):

čas: = 60 * (Itf [mAh] - full_cap [mAh] * pd_avg_/256 _- Itf err fmAhl)_ (6), l_avg [mA] kde „čas“ je vracená hodnota v minutách, l_avg je aktualizován každých 0,5 sec, pd_avg: = pd (C_rate(l_avg), T) a je vypočítávána v rutině řízení poplachu o jeden cyklus dříve a představuje předpovézenou zbytkovou kapacitu (zlomek full_capacity). Tato hodnota je dělena 256 pro získání zlomku s upraveným měřítkem.

Itf_err je chyba nejistoty, jak je vysvětleno dále.

Obr.23 zobrazuje dva grafy napětí v závislosti na čase, a a b, porovnávající vypočtené charakteristiky kapacity baterie při různých intenzitách vybíjecího proudu pro bateriovou sadu s 6 články. Jak je vidět z grafu a na obr.23, napětí se bude v krátkém čase rychle snižovat až do podmínky konce vybíjení, jestliže je k baterii připojena zátěž, představující vybíjecí intenzitu 2C, při které baterie poskytne přibližně 1,554 Ah (ampérhodin). Jestliže se zátěž významně sníží na vybíjecí intenzitu C/5, napětí bateriové sady se značné zvýší, čímž se prodlouží doba života baterie na takovou dobu, že baterie poskytne • · · · · · · • · · · · · « • * * · ··· · ·· · · • · · · · · ·· ·· 9» · dalších 0,816 Ah. Graf b, který má jiné časové měřítko než graf a, ukazuje, že při vybíjení při C_rate je možno získat přibližně 2,307 Ah. Jestliže se zátěž sníží na jednu polovinu C_rate, zvýší se mírně napětí baterie a dá se předpovědět, že doba života baterie se prodlouží o takovou dobu, že může poskytnout dalších 0,078 Ah do dosažení napětí konce vybíjení.

Jak bylo zmíněno výše, některé výpočty jsou závislé na hodnotě nejisté kapacity, to je na maximální možné chybě dosažené během výpočtu kapacity. Funkce MaxError () vrací skutečnou nejistotu ve výpočtu kapacity v procentech. Výstup 20% z funkce MaxError () znamená, že skutečná hodnota může být v rozmezí 10% pod a 10% nad vypočtenou kapacitou. Většina výpočtů na rozhraní sběrnice řízení systému již chybu nejistoty odečítá, takže chyba bude -0/ + MaxError ()%. Nejistota je nastavena na nulu algoritmem výpočtu kapacity při podmínkách EOC a EOD, jak bylo vysvětleno výše. Výpočty se provádějí následovně:

ltf_err: = Itf err C D * EPS/256 +ltf err S * EPS S 256 max_error: = 2 * 100 * ltf_err [mAh]/ full_cap [mAh] kde ltf_err_C_D je vždy kladný akumulovaný náboj během nabíjecího a vybíjecího módu; ltf_err_S je akumulovaný náboj procesu samovybíjení. Protože samovybíjení se vyskytuje trvale, dokonce během nabíjení, je tato akumulace prováděna neustále za použití vyhledávací tabulky závislosti na relativním stavu nabití (soc) a teploty. Oba akumulátory jsou vynulovány při podmínkách EOC a EOD. EPS je chybová část výpočtu kapacity při nabíjení nebo vybíjení, zejména z LUT a z měření A/D s použitím měřítka 256. EPS_S je chyba integrace náboje samovybíjení jako zlomek. Jestliže nebude baterie v několika ···· • · · · · · · ***·><«(<<

• · · · « · ·· ·· ·· « cyklech plně nabita nebo vybita a bude zablokován zjišťovací mód plné kapacity, nejistota se bude zvyšovat nežádoucím způsobem.

Funkce CycIeCount () vrací počet nabíjecích/vybíjecích cyklů, které baterie prodělala. Cyklus se započítá při každém zmenšení náboje o 15% konstrukční kapacity po posledním nabíjení, což nemusí být plné nabíjení.

Další registry obsažené v paměťovém schématu DBOS je registr BateryMode (), který je použit pro volbu různých pracovních módů baterie. Registr BateryMode () je například definován tak, že obsahuje bit CAPACITY_MODE, který je nastaven pro určení toho, zda informace o kapacitě mají být vysílány v jednotkách mAh nebo v mWh (miliwatthodiny). Tento bit dovoluje systémům hospodaření s energií co nejlépe přizpůsobit jejich elektrické charakteristiky těm, které jsou hlášeny baterií. Například spínací napájecí zdroj je nejlépe reprezentován modelem s konstantní energií, zatímco lineární zdroj je lépe reprezentován modelem s konstantním proudem. Registr BateryMode () kromě toho obsahuje bit CHARGER_MODE, který je nastaven pro specifikaci toho, zda mají být hodnoty nabíjecího napětí a nabíjecího proudu vysílány do nabíječe 22 inteligentní baterie (obr.1), když tato inteligentní baterie požaduje nabíjení. Tento bit dovoluje hostitelskému PC nebo nabíječi potlačit nabíjecí parametry požadované inteligentní baterií tím, že zablokuje vysílání nabíjecího proudu a nabíjecího napětí inteligentní baterií.

Další funkce vypočítávaná na základě kapacity je funkce BateryStatus (), která je používána systémem hospodaření s energií hostitelského zařízení nebo PC pro získání poplachových a stavových bitů, stejně jako chybových kódů ze stavového registru baterie. Tato funkce vrací příznaky stavového slova baterie včetně bitů poplachových výstrah, jako jsou OVER_CHARGED_ALARM,

TERMINATE_CHARGE_ALARM, DTEMP__ALARM, OVER_TEMP_ALARM,

Όί · 999 9999 99 9 • 9999 999 9 999 9 • 9 9 9 9 9 9

999 999 99 99 99 9

TERMINATE_DISCHARGE_ALARM, REMAINING_CAPACITY_ALARM, REMAINING_TIME_ALARM a stavové bity včetně INITIALIZED, DISCHARGING, FULLY_CHARGED a FULLY_DISCHARGED.

Pomocné funkce, které je baterie 10 schopna provádět, zahrnují: funkce Specificationlnfo () pro poskytnutí čísla verze specifikace inteligentní baterie, kterou bateriová sada podporuje; funkce ManufactureDate (), která poskytuje systému informaci, kterou je možno použít pro jednoznačnou identifikaci konkrétní baterie; funkce SerialNumber (), která poskytuje informaci pro identifikaci konkrétní baterie; funkce ManufacturerName () vracející jméno výrobce inteligentní baterie; funkce DeviceName () vracející znakový řetězec, který obsahuje i jméno baterie; funkce DeviceChemistry () vracející znakový řetězec, který obsahuje chemické složení baterie; funkce ManufacturerData () umožňující přístup k údajům výrobce (například kód šarže, počet cyklů hlubokého vybití, způsoby vybíjení, nejhlubší vybití atd.) obsažených v baterii.

Rutina zápisového bloku

Jak bylo zmíněno výše, může baterie přijímat data z vnějšího zařízení pro použití ve výpočtu řídících příkazů nebo jako prahovou hodnotu poplachu. Zápisový blok 775. zobrazený na obr.17, řídí tento přenos dat do baterie. Nejprve se v kroku 776 určí, zda datová hodnota, která se má číst z vnějšího hostitelského zařízení, má větší délku než dva byte. Ve výhodném uspořádání bude většina řídících příkazů zapisovat do baterie datovou hodnotu, která je dlouhá dva byte. Jsou-li data delší než dva byte, t.j., je-li hodnota čítání „count“ > 2, je nastavena v kroku 778 proměnná „w“ tak, že se rovná počtu adresových míst vyhrazených pro data s odpovídající délkou podle počtu bytů. Potom se v kroku 780 určí, zda před tím určená hodnota čítání „count“ byla nastavena tak, že se rovná počtu přidělených paměťových míst.

·· ·» • · · · · · • · · · · « · * · · · · # · · · · ·♦ ···« ··»· • · · »

Není-li tomu tak, je v kroku 790 nastaven chybový příznak, indikující, že má být vysláno nadměrné množství dat neboli, že není dostatek přidělených míst pro příjem dat. Jestliže před tím určená hodnota čítání „count byla nastavena jako rovna počtu přidělených adresových míst, program přejde do smyčky, naznačené v krocích 781. 783. 785. kde každý byte dat je postupně zapsán přes sběrnici l²C do adresového místa baterie [Adr] (krok 783). Po vyslání každého bytu je čítač počtu bytů snížen a adresové místo, do kterého má být zapsán další datový byte, je zvětšeno. Dokud se hodnota čítání „count“ nerovná nule, což indikuje, že poslední byte dat byl přenesen do baterie, jak je vidět v kroku 785. bude smyčka pokračovat v kroku 781. kde se určuje, zda baterie přečetla každý datový byte (RDVAL = 1) vyslaný vnějším zařízením a indikuje se, že datový byte byl přenesen úspěšně. Byl-li po přenosu každého bytu přijat potvrzovací příznak čtení, pokračuje smyčka krokem 783, dokud není vyslán poslední byte dat. Nebyl-li přijat potvrzovací příznak čtení, je možné, že se objevila chyba a program pokračuje krokem 782. kde se urči, zda se objevila chyba sběrnice nebo časová prodleva. Pokud nenastal ani jeden z těchto případů, pokračuje program krokem 787. kde se určí, zda hlavní jednotka sběrnice ukončila přenos. Ukončila-li hlavní jednotka sběrnice přenos, je v kroku 790 nastaven chybový příznak, indikující, že se přenáší nadměrné množství dat a přenos je v kroku 795 ukončen. Jestliže hlavní jednotka sběrnice neukončila přenos, bude systém pokračovat hledáním příznaku RDVAL dokud neuplyne časový interval (krok 782) vnitřního časovače komunikace s výměnou potvrzení (není zobrazen) a není nastaven příznak neznámé chyby a přenos ukončen, jak je vidět v krocích 792 a 795. Z obr. 17 vyplývá, že v některých případech má být čteno pevné dvoubytové datové slovo, jak je naznačeno v kroku 776 a algoritmus pokračuje přímo do kroku 783. kde je baterií čten první datový byte do prvního adresového místa baterie.

Po přijetí posledního datového bytu, jak je znázorněno v kroku 786, se určí, zda byl přijat příznak závěrného bytu z hlavní ·· ····

·· ·· • · · · · · · • · · · · · · ·········· • · · · · ·· ·· ·· 9 jednotky modifikované sběrnice l²C, což indikuje konec řízení sběrnice vzhledem ke skutečnosti, že vnější zařízení nebude vysílat žádná další data. Po přijetí závěrného bytu je zápisový blok opuštěn. Nebyl-li přijat závěrný byte, je možné, že se objevila chyba a program pokračuje krokem 788. kde se určí, zda se objevila chyba sběrnice nebo časová prodleva. Objevila-li se chyba nebo časová prodleva, pokračuje program nastavením příznaku neznámé chyby a přenos je ukončen, jak je vidět z kroků 792. 795. Nenastal-li žádný z těchto případů, pokračuje program krokem 789, aby určil, zda byl nastaven příznak RDVAL pro indikaci toho, zda byl poslední datový byte úspěšně přečten. Jestliže byl úspěšně přečten, je to indikace toho, že vnější zařízení ještě neskončilo vysílání dat nebo že nebyl přidělen dostatek adresových míst, v kroku 790 se nastaví chybový příznak a přenos se v kroku 795 ukončí. Jestliže byla v kroku 789 úspěšně přečtena poslední hodnota dat, bude proces pokračovat hledáním závěrného bytu z hlavní jednotky modifikované sběrnice l²C v kroku 786 dokud buď neuplyne časový interval vnitřního časovače komunikace s výměnou potvrzení (není zobrazen) nebo dokud se neobjeví chyba (krok 788).

Rutina čtecího bloku

Jak bylo zmíněno výše, vrací baterie vypočtené nebo změřené datové hodnoty do specifikovaného adresového místa, jak je znázorněno rutinou 800 čtecího bloku, zobrazenou na obr. 18. V kroku 802 se nejprve určí, zda datová hodnota, která má být zapsána do hostitelského zařízení je delší než dva byte. Jsou-li data delší než dva byte, t.j., je-li hodnota čítání „count“ > 2, je v kroku 805 nastaven ukazatel adresy a program přejde do smyčky, naznačené kroky 802. 812 θ 815. kde je každý byte dat sekvenčně zapisován přes sběrnici SMBus do adresového místa žádajícího hostitelského zařízení, jak je naznačeno v kroku 812. Po vyslání každého bytu je čítač počtu bytů snížen a zvýšeno adresové místo pro zápis dalšího bytu. Dokud není

9999 • 9 9 • 9999 99 99

9 9 9 9 9 • ··· · · · · 9 9 9

9999 999 9 999 9

9 9 9 9 9 9

999 999 99 99 99 9 hodnota čítání „count = 0, což indikuje, že byl do vnějšího zařízení přenesen poslední byte dat, jak je vidět v kroku 815, bude smyčka pokračovat a přejde do kroku 808 za účelem určení toho, zda byl vnějším zařízením vyslán potvrzovací bit indikující, že byl úspěšně přenesen současný datový byte. Pokud je po přenosu každého bytu přijat potvrzovací bit, pokračuje smyčka krokem 812. dokud není vyslán poslední byte dat. Nebyl-li přijat potvrzovací bit, je možné, že se objevila chyba a program pokračuje krokem 821. kde se určí, zda se objevila chyba sběrnice, ukončení nebo časová prodleva. Nenastal-li žádný z těchto případů, pokračuje program krokem 808. kde se znovu určuje, byl-li přijat potvrzovací bit datového byte. Tento proces pokračuje dokud neuplyne časový interval vnitřního časovače komunikace s výměnou potvrzení (není zobrazen), kdy proces pokračuje krokem 825. kde je nastaven příznak neznámé chyby a proces ukončen. Po určení toho, že byl vyslán poslední datový byte (krok 818). je v kroku 818 z obr. 18 nastaven příznak indikující, že byl vyslán poslední byte. Z obr. 18 vyplývá, že v některých případech nemají být vrácena žádná data, jak je vidět v kroku 802. a algoritmus pokračuje přímo krokem 812 a obchází krok 808. příjem potvrzovacího bitu.

Dále, jak je indikováno krokem 822, je určeno, zda byl z hlavní jednotky sběrnice l²C přijat příznak závěrného bitu, indikující konec řízení sběrnice vzhledem ke skutečnosti, že vnější zařízení nebude přijímat žádná další data. Je-li přijat tento závěrný bít, je čtecí blok opuštěn. Nebyl-li přijat závěrný bit, je možné, že se objevila chyba a program pokračuje krokem 824, kde se určí, zda se objevila chyba sběrnice nebo časová prodleva. Nenastal-li žádný z těchto případů, pokračuje program krokem 822 za účelem opětovného určení, zda byl přijat závěrný bit. Tento proces bude pokračovat, dokud neuplyne časový interval vnitřního časovače komunikace s výměnou potvrzení (není zobrazeno), kdy bude tento proces pokračovat krokem 825, kde je nastaven příznak neznámé chyby a přenos je ukončen.

·· ···· • · · · · · · • · · · ··· · ··· · • · ♦ · · · ·· ·· ♦ · 9

Řízení poplachu

Všechny až dosud zmíněné stavové příznaky poplachů indikují, že baterie dosáhla určitého stavu nabití (plně nabitá, zcela vybitá) nebo kritického stavu (maximální teplota, přebíjení). Tyto události jsou zakódovány v registru baterie AI_Status a do vnějšího zařízení je baterií vyslána výstražná zpráva AlarmWarning (), ve které baterie detekuje poplachovou podmínku. V tomto případě se baterie stává hlavní jednotkou sběrnice a upozorňuje alternativně hostitelský počítač nebo nabíječ baterie na kritické a/nebo poplachové podmínky s rychlostí s výhodou jednou za 5 sekund dokud není kritický stav napraven. Poplachová podmínka může být do hostitelského počítače vysílána na 10 sekund, jestliže je tato poplachová podmínka taková, že na ní nemusí být upozorněn nabíječ baterie. Například výstražná zpráva REMAINING_CAP_ALARM není vysílána do nabíjecího zařízení. Jestliže existují poplachové podmínky, jako například OVER_CHARGED_ALARM, TERMINATE_CHARGE_ALARM,

DTEMP_ALARM, OVER_TEMP_ALARM a

TERMINATE_DISCHARGE_ALARM, pak je poplach vysílán střídavě do nabíjecího zařízení a hostitelského zařízení v pětisekundových intervalech.

Protokol modifikované sběrnice SMBus pro sdělování poplachů nebo výstražných zpráv je zobrazen v rutině 152 řízení poplachu, která je detailně uvedena na obr.19. Tato rutina 152 prochází všechny možné poplachové podmínky za účelem možného vysílání do hostitelského zařízení poté, co je proveden výpočet kapacity, jak je zobrazeno na obr.3.

První krok zobrazený v obr.19 jako krok 901. je ověření stavu zbývající kapacity. Určuje se, zda průběžná hodnota AL_REM_CAP je větší než nula a zda je zbývající kapacity (bez chyby nejistoty) menší než hodnota AL_REM_CAP. Jsou-li tyto podmínky ···· ·· 9999 • · · · · · · _M · · · · 999 9 999 9 • · · 9 9 9 9

999 999 99 99 99 ί pravdivé, je v kroku 904 nastaven bit REMAINING_CAPACITY_ALARM. Jestliže žádná z těchto podmínek není pravdivá, je v kroku 906 bit REMAINING_CAPACITY_ALARM vymazán. Dále je vypočítána C_rate založená na proudu průběžně průměrovaném v intervalu jedné minuty a z vyhledávací tabulky z obr.22A je vybrána zbytková kapacita na základě C_rate [pd_avg_:= pd(C_rate(l_avg), t)J. Poté je v kroku 910 určeno, je-li baterie ve stavu snižování kapacity. Jestliže se kapacita baterie snižuje, je v kroku 913 určeno, zda je prahová hodnota poplachu AL_REM_TIME větší než nula. Jesliže ano, je v kroku 915 pomocí příkazového kódu AverageTimeToEmpty () vypočítán odhadovaný zbývající čas při současné intenzitě vybíjení. Jestliže je vypočítaný zbývající čas menší než prahová hodnota AL_REM_TIME, což se určí v kroku 917. nastaví program bit REMAINING_TIME_ALARM, jak je znázorněno v kroku 919 a pokračuje krokem 925 zobrazeném na obr.19. Určí-li se, že buď stav baterie není snižování kapacity (krok 910) nebo že AL_REM_TIME je roven nule (krok 913) nebo že vypočítaný zbývající čas je menší než prahová hodnota AL_REM_TIME, vymaže program bit REMAINING_TIME„ALARM, jak je znázorněno krokem 921 a pokračuje krokem 925. zobrazeném na obr.19.

Jak je vidět v kroku 925, je horní byte stavového registru poplachů kontrolován za účelem určení, zda jsou nastaveny nějaké poplachové bity, například poplachové bity jako OVER_CHARGED_ALARM, TERMINATE_CHARGE_ALARM,

DTEMP_ALARM, OVER_TEMP_ALARM,

TERMINATE_DISCHARGE_ALARM, REMAINING_CAPACITY_ALARM a REMAINING_TIME_ALARM. Jestliže ano, je v kroku 927 provedena kontrola příznaku vysílání poplachu „alarming“. Jestliže horní bit stavového registru poplachů neindikuje žádné poplachové podmínky, to znamená, nemá žádné nastavené bity, pokračuje proces krokem 926 a příznak vysílání poplachu je vymazán. Je třeba poznamenat, že při inicializaci není příznak vysílání poplachu nastavován. Tento příznak bude ale nastaven, dokud existuje podmínka poplachu. Je-li tedy

444»

4444 • · 4

Ti

4 4 4 4 4 4 . ♦ · · · 444 4 444 4 • 44 444 *44* 44* 44* J poplachový příznak vymazán, jak je vidět v kroku 927. proces pokračuje a v kroku 930 je poplachový příznak nastaven. Kromě toho je v kroku 930 nastaven na nulu časovač vysílání poplachu a je nastaven příznak „poplach hostitelskému zařízení“ indikující, že poplach bude posílán hostitelskému vnějšímu zařízení a nikoli nabíječi baterie. Proces pokračuje krokem 933, kde se určí, zda uplynul čas časovače vysílání poplachu (=0). Jelikož byl v kroku 930 časovač vysílání nastaven na nulu, bude pro tento první pracovní cyklus poplachové podmínky proces pokračovat krokem 935. Krokem 935 bude proces pokračovat také tehdy, jestliže uplynul čas časovače vysílání poplachů. Jestliže neuplynul čas časovače, je proces řízení poplachu opuštěn. V kroku 935 ie nastaveno adresové místo pro vysílání poplachu do hostitelského zařízení a příkazový kód je nastaven na funkci stavu baterie (BatteryStatus()] popsanou výše. To iniciuje přenos konkrétního poplachu do hostitelského zařízení. V kroku 937 se potom určí, zda je vymazán příznak poplachu do hostitelského zařízení (=0). Během prvního pracovního cyklu poplachové podmínky (krok 930) byl příznak poplachu do hostitelského zařízení nastaven (=1), takže algoritmus přeskočí kroky 940 a 943 (jsou popsány dále) a provádí rutinu 945 vyslání zprávy, která změní funkci baterie tak, že se baterie stane hlavní jednotkou sběrnice, takže je možné poplachovou zprávu vyslat. Rutina 945 vysílání zprávy bude podrobně vysvětlena dále. V kroku 947 je poté časovač vysílání poplachu znovu nastaven na čas 10 sekund (N_ALARM) a příznak vysílání poplachu do hostitelského zařízení je přepnut na příznak vysílání poplachu do nabíječe.

Proces pokračuje poté co bylo inicializováno vysílání poplachové výstražné zprávy do hostitelského zařízení v kroku 945 (pomocí rutiny vysílání zprávy) a byl znovu nastaven časovač vysílání poplachu. Proces pokračuje v kroku 925 po dalším výpočtu kapacity (obr.3), pokud stále existuje poplachová podmínka (t.j. poplachové bity jsou nastaveny). Pro další a následné cykly poplachové podmínky byl ale již poplachový příznak nastaven, jak bylo určeno v kroku 927. takže ···· ·· ···· • · • · · · · · ··· · · · · ·· · • · · · ··· · ··· · • · · · · · ··· ·· ·· ·· · časovač vysílání poplachu (inicializovaný na 10 sekund) je v kroku 931 snižován, dokud neuplyne čas časovače nebo se nezmění stav poplachu. Po snížení časovače vysílání tedy proces pokračuje krokem

933, kde se určí, zda uplynul čas časovače vysílání poplachu (=0).

Jestliže čas tohoto časovače vysílání neuplynul, je rutina řízení poplachu opuštěna a tyto soubory kroků budou pokračovat, dokud neuplyne čas časovače vysílání poplachu (krok 933). Dokud nebyla poplachová zpráva vyslána do hostitelského zařízení s výhodou na 5 sekund, nebudou prováděny kroky 935 a 937. Po uplynutí času časovače vysílání a protože příznak poplachů do hostitelského zařízení byl přepnut (během prvního pracovního cyklu poplachové podmínky), bude podmínka v kroku 937 pravdivá. Adresové místo pro vysílání poplachu j© proto změněno a v kroku 940 nastaveno na nabíječ baterie a program pokračuje krokem 943. kde se určí, zda má být vyslána do nabíječe baterie konkrétní poplachová výstražná zpráva v příštích 10 sekundách. Jestliže nemá být vysílána poplachová podmínka do nabíječe baterie, rutina vysílání zprávy (krok 945) se obejde, v kroku

947 bude znovu nastaven časovač vysílání a bude přepnut bit poplach do hostitelského zařízení, takže zpráva bude znovu vysílána do hostitelského zařízení.

Řízení nabíječe

Kdykoli je bit BatteryMode () CHARGER MODE nastaven na nulu a baterie detekuje přítomnost nabíječe inteligentní baterie, je tato baterie schopná komunikace s nabíječem inteligentní baterie a bude do tohoto nabíječe vysílat hodnoty ChargingCurrent () a ChargingVoltage (). Funkce ChargingCurrent () nastavuje maximální proud, který může nabíječ inteligentní baterie dodávat do baterie a vrací žádoucí nabíjecí intenzitu v mA. To dovoluje nabíječi dynamicky nastavovat svůj výstupní proud a optimálně ho přizpůsobovat požadavkům znovunabíjení. Maximální hodnota OxFFFF znamená nabíjení s konstantním napětím s ···· • · ·' · · ··· · ··· · ··· ···* *··* »»· _t>* J výstupní hodnotou ChargingVoltage (). Výsledky jsou vysílány baterií jako aktivní hlavní jednotkou sběrnice za podmínek uvedených v rutině

154 řízení nabíječe z obrázků 3 a 20.

První krok 850 na obrázku 20 je určení toho, zda je v systému baterie. Pokud není, jsou v kroku 853 vymazány proměnné CAPACITY__MODE a CHARGER_MODE a rutina končí. Je-li v systému instalovaná baterie, určí se v kroku 855, zda baterie byla do systému právě vložena. Jestliže byla baterie právě vložena, nastaví se časovač zprávy na jedničku, v kroku 857 jsou vymazány proměnné CAPACITY_MODE a CHARGER_MODE a algoritmus pokračuje krokem 859. Jestliže nebyla baterie právě vložena (krok 855). přeskočí algoritmus do kroku 859. kde se provádí určení stavu bitu CHARGER_MODE. Jestlliže tento bit není v kroku 859 určen jako vymazaný, rutina končí. Jestliže je bit CHARGER_MODE v kroku 859 nastaven, je v kroku 861 snížen časovač. Dalším krokem 863 ie určení, zda uplynul čas časovače zprávy. Jestliže tento čas uplynul, je časovač zprávy v kroku 865 znovu nastaven a je proveden výpočet nabíjecího proudu. Jestliže v kroku 863 neuplynul čas časovače zprávy, rutina končí. Dalším krokem 866 ie určení, zda vrácená hodnota vypočteného nabíjecího proudu je nula. Je-li tato vrácená hodnota nabíjecího proudu nula, pokračuje proces krokem 868. Není-li nabíjecí proud nulový, určí se v kroku 867 zda se jedná o stav zvyšování kapacity (Cl). Je-li baterie ve stavu Cl, pokračuje proces krokem 868. Jestliže se kapacita snižuje, rutina končí.

V kroku 868 je do nabíječe baterie nastaveno adresové místo pro vysílání nabíječe a povelový kód je nastaven na povelový kód ChargingCurrent (). Dále je v kroku 870 vyslána rutinou vysílání zpráv (bude popsáno níže) do nabíječe baterie zpráva s povelem pro nabíjecí proud. Potom je v kroku 872 naplněna funkce ConstantVoltage () maximální hodnotou (hex FFFF), která indikuje, že nabíječ se bude chovat jako nabíjecí zařízení s konstantním proudem. Tato instrukce je • ·

9 9999 • ······ * ··· · · · 9 9 9 9

999 · ··· · 999 9 • · 9 9 9 9 ··· ·· ·· 99 9 vyslána do nabíječe rutinou vysílání zpráv v kroku 874 . Po vyslání nabíjecího proudu rutina končí.

Rutina vysílání zpráv

Jak je naznačeno v kroku 945 na obr. 19 a v kroku 870 na obr.20, rutina vysílání zpráv mění funkci baterie tak, že se tato stává hlavní řídící jednotkou sběrnice, takže mohou být vysílány poplachové zprávy. Obr.21 zobrazuje rutinu vysílání zpráv.

Prvním krokem 950 je určení dostupnosti datové sběrnice. Je-li určeno, že je datová sběrnice dostupná, je první vyslanou částí dat podřízená adresa, to je adresa vnějšího hostitelského zařízení nebo nabíječe baterie, jak je naznačeno v kroku 952. Jakmile je datová sběrnice přístupná, jsou nastaveny dva příznaky; prvním příznakem je vnitřně generovaný příznak, který je nastavován za účelem indikace toho, že baterie je hlavní řídící jednotkou sběrnice (krok 953) a druhým příznakem je příznak ukončení přenosu, který je v kroku 954 vymazán. V dalším kroku 955 se provádí kontrola, zda byl vyslán potvrzovací bit, to je, zda byl první byte dat (podřízená adresa) přijat podřízeným zařízením. Jestliže nebyl potvrzovací bit poslán, provádí se v kroku 958 určení, zda je sběrnice obsazena. Je-li sběrnice obsazena, pokračuje program krokem 960 na obr.21. Není-li sběrnice v kroku 958 obsazena, určí se v kroku 959. zda byl generován příznak chyby sběrnice nebo časové prodlevy. Jestliže se objevila chyba nebo časová prodleva, pokračuje program krokem 973. kde bude ukončen přenos a rutina skončí. Jestliže neexistuje podmínka chyby nebo časové prodlevy, rutina pokračuje krokem 955 dokud není podřízeným zařízením vyslán potvrzovací bit indikující, že data byla přijata. Po přijetí potvrzovacího bitu je v kroku 957 přenášen současný povelový kód. Je třeba si uvědomit, že pokud je rutina vysílání zpráv vyvolána během kritické poplachové podmínky, je slovo povelového kódu nastaveno jako adresa ···· •9 9999 * 9 baterie (viz krok 935. obr. 19) a podřízené zařízení pozná, že mají být vysílány pouze dva byty dat. Další krok 960 je kontrola toho, zda byl vyslán potvrzovací bit, to je, zda byl povelový kód (nebo adresa baterie) přijat podřízeným zařízením. Nebyl-li potvrzovací bit přijat, je v kroku 962 prováděna kontrola za účelem určení toho, zda byl generován příznak chyby sběrnice nebo časové prodlevy. Objevila-li se chyba nebo časová prodleva, pokračuje program krokem 973. kde je přenos ukončen a rutina končí. Jestliže neexistuje podmínka chyby nebo časové prodlevy, pokračuje rutina krokem 960 dokud není potvrzeno, že byl povelový kód (nebo adresa baterie) přijat. Po přijetí potvrzovacího bitu je na specifikované adresové místo (viz krok 935. obr. 19) přenášen v kroku 965 první byte dat. Dalším krokem 966 ie kontrola toho, zda byl vyslán potvrzovací bit, to je, zda podřízené zařízení přijalo první byte dat. Nebyl-li potvrzovací bit přijat, je v kroku 967 prováděna kontrola za účelem určení toho, zda byl generován příznak chyby sběrnice nebo časové prodlevy. Objevila-li se chyba nebo časová prodleva, pokračuje program krokem 973, kde je přenos ukončen a rutina končí. Jestliže neexistuje podmínka chyby nebo časové prodlevy, pokračuje rutina krokem 966 dokud není potvrzeno, že byl první byte dat přijat. Byl-li potvrzovací bit přijat, je v kroku 968 přenášen na další adresové místo druhý byte dat. V dalším kroku 969 se kontroluje, zda byl vyslán potvrzovací bit, t.j., zda podřízené zařízení přijalo druhý byte dat. Nebyl-li potvrzovací bit přijat, je v kroku 971 prováděna kontrola za účelem určení toho, zda byl generován příznak chyby sběrnice nebo časové prodlevy. Objevila-li se chyba nebo časová prodleva, pokračuje program krokem 973. kde je přenos ukončen a rutina končí. Jestliže neexistuje podmínka chyby nebo časové prodlevy, pokračuje rutina krokem 969 dokud není potvrzeno, že byl druhý byte dat přijat. Poté, co byla baterií přenesena do podřízeného zařízení celá zpráva, rutina vysílání zpráv končí.

LED displej ·· ···· • · · · · · · ······ ·· ·· ·· ·

Jak je vidět na obr.2A, je baterie 10 z předkládaného vynálezu opatřena ručně řízeným čtyřsegmentovým displejem ze svítivých diod (LED), indikujícím relativní stav nabití baterie (podobně jako měřič paliva) vzhledem k hodnotě full_cap. Po výpočtu kapacity je během každé periody 500 msec (pracovní cyklus) prováděna rutina 152 řízení poplachů a rutina 154 řízení nabíječe a systém hledá hardwarovou spuštěcí podmínku LED displeje. Uživatel může kdykoli iniciovat LED displej spínačem 35 na baterii 10, jak je vidět na obr.2A.

Řídící logika pro generaci displeje LED je detailně popsána (ve vztahu ke krokům 975 až 996 na obr. 15) ve spolupodané patentové přihlášce (USSN 08/318,004).

Zatímco vynález byl popsán a zobrazen zejména vzhledem ke svému výhodnému uspořádání, odborník v daném oboru chápe, že je možné provést dříve zmíněné a další změny ve formě a detailech, aniž by se překročil rámec vynálezu, který by měl být omezen pouze rozsahem připojených patentových nároků.

JUDr. Otakar)(ŠVORČÍK

Claims (96)

1. Bateriová sada vyznačující se tím, že obsahuje:

terminálový prostředek pro spojení bateriové sady s bateriově napájeným zařízením;

baterií obsahující alespoň jeden článek baterie se schopností znovunabíjení a spojenou s terminálovým prostředkem, kde tato baterie má

i) vybíjecí mód pro dodávání elektrické energie do bateriově napájeného zařízení a ii) nabíjecí mód pro příjem elektrické energie z terminálového prostředku;

prostředek pro snímání a generaci signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie;

paměťovou oblast pro ukládání hodnot dat včetně alespoň hodnot reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie; a procesor pro příjem signálů reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie a pro provádění předem určené posloupnosti výpočtů za použití těchto signálů;

kde procesor má (i) normální mód, (ii) záložní mód a (iii) klidový mód a kde v normálním módu provádí procesor posloupnost výpočtů v prvních pravidelných cyklech a

7/ 'Wf-n • ···· ·· 9· ·· ···· • · · ···· ·· · • ··· · ·· · · · · • · · · ········· • · · · · · · ······ ·· ·· · · · v záložním módu provádí procesor posloupnost výpočtů v druhých pravidelných cyklech, kde tyto druhé cykly jsou delší než první cykly.

2. Bateriová sada podle nároku 1 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

procesor přejde do záložního módu, když proud baterie klesne pod předem určenou proudovou úroveň a procesor přejde do klidového módu, když napětí baterie klesne pod první předem určenou napěťovou úroveň.

3. Bateriová sada podle nároku 1 vyznačující se t í m, že:

procesor opustí klidový mód a přejde do záložního módu nebo do normálního módu, když napětí baterie stoupne nad druhou předem určenou napěťovou úroveň vyšší než je první předem určená napěťová úroveň;

procesor opustí klidový mód a přejde do normálního módu, jestliže proud baterie je nad předem určenou proudovou úrovní, když napětí baterie stoupne nad druhou předem určenou napěťovou úroveň; a procesor opustí klidový mód a přejde do záložního módu, jestliže proud baterie je pod předem určenou proudovou úrovní, když napětí baterie stoupne nad druhou předem určenou napěťovou úroveň.

4. Bateriová sada podle nároku 1 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

prostředek pro snímání a generaci signálů obsahuje

81 · ···· ·· ·· ······ • ···· · · · ··· ···· ·· · • · · ········· • · · · · · •·· ·· ·· ·· ·

í) snímací prostředek pro snímání a generaci analogových signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie a ii) analogově číslicový převodník, který má pracovní a zablokovaný stav, kde v pracovním stavu převodník přijímá analogové signály a převádí tyto analogové signály na číslicové signály reprezentující napětí, teplotu a proud baterie; a v klidovém stavu uvádí procesor analogově číslicový převodník do zablokovaného stavu.

5. Bateriová sada podle nároku 1 v y z n a č u j í c í se t í m, že baterie má proměnnou kapacitu a posloupnost výpočtů obsahuje výpočet hodnoty reprezentující zbývající kapacitu baterie.

6. Bateriová sada podle nároku Ivyznačující se tím, že dále obsahuje:

prostředek příjmu dat pro příjem dat z bateriově napájeného zařízení, kde tento přijímací prostředek má pracovní stav a zablokovaný stav;

v pracovním stavu je přijímací prostředek schopen přijímat data z bateriově napájeného zařízení; a v zablokovaném stavu je přijímací prostředek zablokován pro příjem dat z bateriově napájeného zařízení;

kde každý z prvních cyklů obsahuje první a druhý interval; a ·· ···· během každého prvního interval, z.prvgíci-ufcýklú· procesor (i) provádí zmíněnou posloupnost výpočtů a (ii) uvádí přijímací prostředek do zablokovaného stavu, aby se zabránilo přenosu dat z bateriově napájeného zařízení do procesoru, zatímco procesor provádí výpočty.

7. Bateriová sada podle nároku 1 v y z n a ču j í c i se t i m, že procesor provádí přídavné výpočty, kde tyto přídavné výpočty obsahují výpočet hodnoty reprezentující zjištěnou kapacitu plného nabití baterie.

8. Bateriová sada podle nároku 1 vyznačující se tím, že dále obsahuje:

komparační obvod spojený se snímacím prostředkem za účelem příjmu signálu reprezentujícího napětí baterie, generace oživovacího signálu a přenosu tohoto oživovacího signálu do procesoru, jestliže napětí baterie je nad předem určenou napěťovou úrovní; a kde procesor přejde do záložního módu nebo do normálního módu, když přijme oživovací signál z komparačního obvodu.

9, Bateriová sada vyznačující se tím, že obsahuje:

terminálový prostředek pro spojení této bateriové sady s bateriově napájeným zařízením;

9 9999 99 99 99 9999

99 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 99 9 9 9 9 9 9 9 • 999 9 9999 9999

9 9 9 9 9 9 9

999999 99 99 99 9 baterii obsahující alespoň jeden článek baterie se schopností znovunabíjení a spojenou s terminálovým prostředkem, kde tato baterie má

i) vybíjecí mód pro dodávání elektrické energie do bateriově napájeného zařízení a ii) nabíjecí mód pro příjem elektrické energie z terminálového prostředku;

prostředek pro snímání a generaci signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie;

paměťovou oblast pro ukládání hodnot dat včetně alespoň hodnot reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie;

vnitřní oscilátor pro generaci vnitřních hodinových signálů s prvním kmitočtem;

procesor pro příjem signálů reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie a pro provádění předem určené posloupnosti výpočtů za použití těchto signálů;

kde každý z výpočtů obsahuje posloupnost časovaných kroků a kde časování těchto kroků je řízeno hodinovými signály z vnitřního oscilátoru;

vnější oscilátor pro generaci hodinových signálů s druhým kmitočtem; a prostředek spojující vnější oscilátor s procesorem za účelem přenosu signálů z vnějšího oscilátoru do procesoru;

7¼ ···· ·· ·· ······ • · · · · ·· · • · · ···· · · · • · · ····· ··· · • · · · · · ··· ·· · ♦ · · · kde procesor provádí posloupnost výpočtů v pravidelných cyklech, přičemž každý z těchto cyklů je startován tím, že procesor přijme jeden z hodinových signálů z vnějšího oscilátoru.

10. Bateriová sada podle nároku 9vyznačující se tím, že:

procesor má normální, záložní a klidový mód;

v normálním módu provádí procesor posloupnost výpočtů v prvních pravidelných cyklech a v záložním módu provádí procesor zmíněnou posloupnost výpočtů v druhých pravidelných cyklech;

každý z prvních a druhých cyklů je startován tím, že procesor přijme jeden z hodinových signálů z vnějšího oscilátoru;

v klidovém módu procesor neprovádí zmíněnou posloupnost výpočtů;

bateriová sada dále obsahuje komparační obvod spojený se snímacím prostředkem za účelem příjmu analogového signálu reprezentujícího napětí baterie a spojený s vnějším oscilátorem za účelem příjmu hodinových signálů z tohoto oscilátoru;

když komparační obvod přijímá hodinové signály z vnějšího oscilátoru a napětí baterie je nad předem určenou úrovní, generuje tento komparační obvod oživovací signál a přenáší tento oživovací signál do procesoru; a procesor přechází do normálního módu, když přijme oživovací signál z komparačního obvodu.

/797-½

• 9999 9 9 ·· 99 • · · · 9 9 9 • · 9 9 9 • 999 9 9 9 9 9 9 • 9 9 9 9 • 999 9 99 9 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9 9 9 99 ·

11. Bateriová sada vyznačující se tím, že obsahuje:

terminálový prostředek pro spojení této bateriové sady s bateriově napájeným zařízením;

baterii obsahující alespoň jeden článek baterie se schopností znovunabíjení a spojenou s terminálovým prostředkem, kde tato baterie má

i) vybíjecí mód pro dodávání elektrické energie do bateriové napájeného zařízení a ii) nabíjecí mód pro příjem elektrické energie z terminálového prostředku;

prostředek pro snímání a generaci signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie;

paměťovou oblast pro ukládání hodnot dat včetně alespoň hodnot reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie;

vnitřní oscilátor pro generaci vnitřních hodinových signálů s prvním kmitočtem;

procesor pro příjem signálů reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie a pro provádění předem určené posloupnosti výpočtů za použití těchto signálů;

kde každý z výpočtů obsahuje posloupnost časovaných kroků a kde časování těchto kroků je řízeno hodinovými signály z vnitřního oscilátoru;

vnější oscilátor pro generaci hodinových signálů s druhým kmitočtem; a • 4444 44 44 • 4 4 4 4 4 4 • 444 4 4 4 · • 4 4 4 44444

4 4 4 4 4

444 444 44 44

44 ····

4 4 4

4 4 4

444 4

4 4

44 4 prostředek spojující vnější oscilátor s procesorem za účelem přenosu hodinových signálů z vnějšího oscilátoru do procesoru; a kde procesor má (i) normální mód a (ii) záložní mód a v normálním módu provádí procesor posloupnost výpočtů v prvních pravidelných cyklech, kde každý z těchto prvních cyklů je startován tím, že procesor přijme jeden z hodinových signálů z vnějšího oscilátoru, v záložním módu provádí procesor zmíněnou posloupnost výpočtů v druhých pravidelných cyklech, kde tyto druhé cykly jsou delší než zmíněné první cykly a každý z druhých cyklů je rovněž startován tím, že procesor přijme jeden z hodinových signálů z vnějšího oscilátoru.

12. Bateriová sada podle nároku 11 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

procesor přechází do záložního módu, když proud baterie klesne pod předem určenou proudovou úroveň; a procesor dále obsahuje klidový mód a přechází do tohoto klidového módu, když napětí baterie klesne pod první předem určenou úroveň;

procesor opustí klidový mód a přejde do záložního módu nebo do normálního módu, když napětí baterie stoupne nad druhou předem určenou napěťovou úroveň vyšší než je první předem určená napěťová úroveň;

prostředek pro snímání a generaci signálů obsahuje

7>ť • · · · · · · ······· • · ··· · ··· · • · · · · ·· ·· ·· *

i) snímací prostředek pro snímání a generaci analogových signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie a ii) analogově číslicový převodník, který má pracovní a zablokovaný stav, kde v pracovním stavu převodník přijímá analogové signály a převádí tyto analogové signály na číslicové signály reprezentující napětí, teplotu a proud baterie; a bateriová sada dále obsahuje spínací obvod spojený se snímacím prostředkem a analogově číslicovým převodníkem, za účelem příjmu analogových signálů ze snímacího prostředku a přenosu těchto analogových signálů jednotlivě do analogově číslicového převodníku.

13. Způsob činnosti bateriového signálu majícího baterii se schopností znovunabíjení a procesor vyznačující se tím, že zahrnuje:

snímání, generaci a ukládání signálů reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie;

opakované provádění posloupnosti předem určených výpočtů procesorem, za použití zmíněných signálů;

kde procesor má (i) normální mód a (ii) záložní mód;

v normálním módu provádí procesor posloupnost výpočtů v prvních pravidelných cyklech a v záložním módu provádí procesor posloupnost výpočtů v druhých pravidelných cyklech.

Ί>*

22 · ···· ·· 44 ·* 4444 ΟΟ 444 4 44 4 4 4 4

4 444 4 4 4 4 4 4 4

4 444 44444 444 4

4 4 4 4 4 4 4

444 444 44 44 44 4

14. Způsob podle nároku 13 vyznačující se tím, že:

procesor přejde do záložního módu, když proud baterie klesne pod předem určenou proudovou úroveň a procesor dále obsahuje klidový mód a přejde do tohoto klidového módu, když napětí baterie klesne pod první předem určenou napěťovou úroveň; a procesor opustí klidový mód a přejde do záložního módu nebo do normálního módu, když napětí baterie stoupne nad druhou předem určenou napěťovou úroveň vyšší než je první předem určená napěťová úroveň.

15. Způsob podle nároku 13 vyznačujíc íse t í m, že :

krok snímání a generace signálů reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie zahrnuje kroky

i) snímání a generace signálů reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie a ií) převod těchto analogových signálů na číslicové datové hodnoty reprezentující napětí, teplotu a proud baterie;

krok převodu zahrnuje krok přenosu analogových signálů jednotlivě do analogově číslicového převodníku, za účelem převodu těchto analogových signálů na číslicové datové hodnoty;

analogově číslicový převodník má (i) pracovní stav pro převod analogových signálů na číslicové signály a (ii) zablokovaný stav a způsob dále zahrnuje krok převedení analogově číslicového • ••9 ·· 99 99 9999 • 9 · 9 · ·· ·

9 99 9 9 9 9 9 9 9 • · · · 999 9 999 9

9 9 9 9 9 9

999 9999 999 převodníku do zablokovaného stavu v případě, že napětí baterie klesne pod předem určenou napěťovou úroveň.

16. Způsob podle nároku 14 v y z n a č u j í c i se t i m, že dále zahrnuje kroky:

porovnání napětí baterie s druhou předem určenou napěťovou úrovní v předem určených intervalech;

generace oživovacího signálu, je-li napětí baterie nad zmíněnou druhou předem určenou napěťovou úrovní;

přenosu oživovacího signálu do procesoru; a kde procesor přejde do normálního módu nebo do záložního módu v odezvě na přenos oživovacího signálu do procesoru;

kde každý z prvních cyklů má první a druhý interval a bateriový systém dále obsahuje prostředek příjmu dat a kde:

krok provádění předem určených výpočtů zahrnuje krok provádění předem určených výpočtů v prvním intervalu každého z prvních cyklů; a způsob dále zahrnuje kroky

i) přenosu dat do prostředku příjmu dat a ii) zablokování prostředku příjmu dat během prvního intervalu každého z prvních cyklů, za účelem zabránění přenosu dat do prostředku příjmu dat, když procesor provádí předem určené výpočty.

/V 7^77-77• ···· ·· 99 '99 9999

99 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 99 9 9 9 9 9 9 9

17. Způsob činnosti bateriového systému obsahujícího baterii se schopností znovunabíjení, procesor a první a druhý oscilátor pro generaci hodinových signálů s prvním a druhým kmitočtem vyznačující se tím, že obsahuje:

snímání, generaci a ukládání signálů reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie;

opakované provádění posloupnosti předem určených výpočtů;

zahájení každé z opakovaných posloupností postupných výpočtů v odezvě na hodinový signál z prvního oscilátoru; a řízení časování časovaných kroků postupných výpočtů za použití hodinových signálů z druhého oscilátoru.

18. Způsob podle nároku 17 vyznačující se tím, že:

procesor má normální a záložní mód;

krok provádění posloupnosti předem určených výpočtů zahrnuje kroky

i) provádění této posloupnosti výpočtů v prvních pravidelných cyklech, je-li procesor v normálním módu, ii) provádění této posloupnosti výpočtů v druhých pravidelných cyklech, je-li procesor v záložním módu a krok začátku každého ze zmíněných pravidelných cyklů zahrnuje krok začátku každého z prvních pravidelných cyklů a každého z

91 · ···· ·· ·· ·· ···· • ···· ·· · ··· · · · · · · · • · · · ··· · ··· · • · · · · · druhých pravidelných cyklů v odezvě na přenos jednoho z hodinových signálů z prvního oscilátoru do procesoru.

19. Způsob podle nároku 17 v y z n a č u j i c i se t i m, že :

procesor má normální a klidový mód;

v normálním módu procesor provádí zmíněnou posloupnost výpočtů;

v klidovém módu procesor neprovádí zmíněnou posloupnost výpočtů; a způsob zahrnuje další krok, kdy procesor přejde do normálního módu, je-li napětí baterie nad předem určenou napěťovou úrovní.

20. Způsob podle nároku 19vyznačující se tím, že krok, kdy procesor přejde do normálního módu zahrnuje kroky:

porovnání napětí baterie s druhou předem určenou napěťovou úrovní v předem určených intervalech;

generace oživovacího signálu, je-li napětí baterie nad zmíněnou druhou předem určenou napěťovou úrovní;

přenosu oživovacího signálu do procesoru; a kde procesor přejde do normálního módu v odezvě na přenos oživovacího signálu do procesoru.

• · · ·

Ϊ • ····*· · ··· · · · · · · · ············ • · · · · · • · · · ® ·· ·· ·

21. Způsob podle nároku 17 v y z n a č u j í c í se t í m, že :

procesor má normální a klidový mód;

v normálním módu procesor provádí zmíněnou posloupnost výpočtů;

v klidovém módu procesor neprovádí zmíněnou posloupnost výpočtů; a způsob dále obsahuje kroky

i) přechodu procesoru do klidového módu, když napětí baterie klesne pod předem nastavenou napěťovou úroveň a ii) zablokování druhého oscilátoru při přechodu procesoru do klidového módu, za účelem zablokování generace hodinových signálů druhým oscilátorem, když napětí baterie klesne předem nastavenou napěťovou úroveň.

22. Způsob činnosti bateriového systému obsahujícího baterii se schopností znovunabíjení, procesor a první a druhý oscilátor pro generaci hodinových signálů s prvním a druhým kmitočtem vyznačující se tím, že obsahuje:

snímání, generaci a ukládání signálů reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie;

opakované provádění posloupnosti předem určených výpočtů; a řízení časování postupných výpočtů za použití hodinových signálů z prvního oscilátoru;

·· ·· ► · · « > · · « ·· ···· ··· » ··· kde procesor má i) normální mód, ii) záložní mód a iii) klidový mód;

v normálním módu provádí procesor posloupnost předem určených výpočtů v prvních pravidelných cyklech a v záložním módu provádí procesor posloupnost předem určených výpočtů v druhých pravidelných cyklech přenos hodinových signálů z druhého oscilátoru do procesoru;

začátek každého z prvních a druhých cyklů v odezvě na přenos jednoho z hodinových signálů z druhého oscilátoru do procesoru.

23. Způsob podle nároku 22 vyznačující se tím, že dále obsahuje kroky, kdy procesor i) přejde do záložního módu, když proud baterie klesne pod předem nastavenou proudovou úroveň, ii) přejde do klidového módu, když napětí baterie klesna pod první předem nastavenou napěťovou úroveň a iii) opustí klidový mód a přejde do normálního módu nebo do záložního módu, je-li napětí baterie nad druhou předem určenou úrovní, která je vyšší než první předem určená úroveň;

kde krok, kdy procesor přejde do normálního módu zahrnuje kroky:

porovnání napětí baterie s druhou předem určenou napěťovou úrovní v předem určených intervalech;

generace oživovacího signálu, je-li napětí baterie nad zmíněnou druhou předem určenou napěťovou úrovní;

přenosu oživovacího signálu do procesoru; a

94 .

···· ·· ·· «····· • · ··· · · · ··· « ·· « · · · • · · · ······· · • · · · · <

přechodu procesoru do normálního módu nebo do záložního módu v odezvě na přenos oživovacího signálu do procesoru.

24. Bateriová sada vyznačující se tím, že obsahuje:

terminálový prostředek pro spojení bateriové sady s bateriově napájeným zařízením;

baterii obsahující alespoň jeden článek baterie se schopností znovunabíjení spojený s terminálovým prostředkem, kde tato baterie má

i) vybíjecí mód pro dodávání elektrické energie do bateriově napájeného zařízení a ii) nabíjecí mód pro příjem elektrické energie z terminálového prostředku;

prostředek pro snímání a generaci signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie;

procesor pro příjem signálů reprezentujících napětí, teplotu nebo proud baterie a pro provádění předem určené posloupnosti výpočtů za použití těchto signálů;

paměťovou oblast pro ukládání hodnot dat včetně alespoň hodnot reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie; a prostředek pro dodávání elektrické energie do paměťové oblasti, obsahující kondenzátor spojený s baterií za účelem přijímání elektrické energie z této baterie a spojený s paměťovou oblastí za účelem dodávání elektrické energie do této paměťové oblasti • ···· ·· ·· ·· ···· ··· · · · · · · · • ··· · ·· · · · · • · · · · ···· ··· · • · · · · · ·

25. Bateriová sada podle nároku 24 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

prostředek pro dodávání elektrické energie do paměťové oblasti dále obsahuje obvod napájecího zdroje elektricky spojující paměťovou oblast s baterií, za účelem dodávání elektrické energie do této paměťové oblasti;

paměťová oblast přijímá elektrickou energii z kondenzátoru v případě přerušení dodávky elektrické energie do paměťové oblasti z obvodu napájecího zdroje; a obvod napájecího zdroje obsahuje odpojovači obvod pro elektrické oddělení paměťové oblasti od baterie za předem určených podmínek.

26. Bateriová sada podle nároku 25 v y z n a č u j í c í se t í m, že dále obsahuje vnitřní napájecí svorku a kde obvod napájecího zdroje obsahuje:

prostředek elektricky spojující baterii se zmíněnou napájecí svorkou za účelem dodávání elektrické energie do této napájecí svorky z baterie a prostředek elektricky spojující napájecí svorku s paměťovou oblastí za účelem dodávání elektrické energie do této paměťové oblasti z napájecí svorky;

kde odpojovači obvod elektricky odděluje paměťovou oblast od napájecí svorky, když napětí na napájecí svorce klesne pod danou úroveň; a '7/

KS · ···· ·· ·» ·· ···· yo ·· · · ··· ·· · ···· ·«····· • · · · · ······· · • · · · · · · ······ · · · · «· · odpojovači obvod obsahuje

i) spínací tranzistor, umístěný v prostředku elektricky spojujícím napájecí svorku s paměťovou oblastí, ii) snímač pro snímání a pro generaci signálu reprezentujícího napětí na napájecí svorce a iii) prostředek pro přivedení signálu reprezentujícího napětí na napájecí svorce na spínací tranzistor;

spínací tranzistor má

i) vodivý stav pro elektrické spojení paměťové oblasti s napájecí svorkou a ii) nevodivý stav pro elektrické oddělení paměťové oblasti od napájecí svorky; a spínací tranzistor spíná z vodivého do nevodivého stavu, když napětí na napájecí svorce klesne pod danou úroveň.

27. Způsob činnosti bateriového systému obsahujícího baterii se schopností znovunabíjení, procesor a paměťovou oblast vyznačující se t í m, že zahrnuje:

snímání, a generaci signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie nebo proud baterie;

ukládání datových hodnot v paměťové oblasti, kde tyto uložené datové hodnoty obsahují alespoň hodnoty reprezentující napětí, teplotu a proud baterie;

-TA • ···· <·· «· ·· ···· ·· · · · · · ·· · • · · · · · · · · · · • · · · ····· ···« • · · · · · · provádění posloupnosti předem určených výpočtů procesorem, za použití datových hodnot;

přivádění elektrického proudu z baterie na kondenzátor, za účelem vytvoření úrovně elektrického napětí na tomto kondenzátoru; a elektrické připojení kondenzátoru k paměťové oblasti, za účelem přivádění elektrické energie k této paměťové oblasti.

28. Způsob podle nároku 27 v y z n a č u j í c í se t í m, že dále obsahuje krok vedení elektrického proudu z baterie do paměťové oblasti přes obvod napájecího zdroje; a kde v případě přerušení dodávky elektrického proudu z baterie do paměťové oblasti přes obvod napájecího zdroje dostává tato paměťová oblast elektrickou energii z kondenzátoru;

dále obsahuje krok elektrického oddělení paměťové oblasti od baterie za předem určených podmínek;

kde krok elektrického oddělení paměťové oblasti od baterie zahrnuje kroky;

snímání napětí v obvodu napájecího zdroje; a elektrické oddělení paměťové oblasti od baterie, když snímané napětí v obvodu napájecího zdroje klesne pod danou úroveň;

kde bateriový systém obsahuje integrovaný obvod, přičemž procesor a paměťová oblast jsou součástí integrovaného obvodu a integrovaný obvod dále obsahuje napájecí svorku a kde krok vy ···· ·· ·· ······ • ······ · • · · ···«·· · • · · ····» ··· · • · · · · · • 99 99 99 ·· · přivádění elektrického proudu z baterie do paměťové oblasti obsahuje kroky:

elektrického spojení napájecí svorky s baterií, za účelem vytvoření napěťové úrovně na napájecí svorce; a elektrického spojení napájecí svorky s paměťovou oblastí, za účelem použití napěťové úrovně na napájecí svorce v paměťové oblasti;

kde:

krok snímání napětí v obvodu napájecího zdroje zahrnuje krok snímání napěťové úrovně na napájecí svorce; a krok oddělení paměťové oblasti od baterie, při poklesu snímaného napětí v obvodu napájecího zdroje pod danou napěťovou úroveň, obsahuje krok elektrického oddělení paměťové oblasti od napájecí svorky, jestliže napěťová úroveň na této napájecí svorce klesne pod danou úroveň.

29. Bateriová sada vyznačující se tím, že obsahuje:

terminálový prostředek pro spojení bateriové sady s bateriové napájeným zařízením;

baterii obsahující alespoň jeden článek baterie se schopností znovunabíjení a spojenou s terminálovým prostředkem, kde tato baterie má

i) vybíjecí mód pro dodávání elektrické energie do bateriově napájeného zařízení a '77 ···· ·· ·· ·» 9999 • ·····♦ « ··· 9 9 9 9 9 9 9

999 · 999 9 «·· ·

9 9 9 · · 9

999 «· 99 99 9 ii) nabíjecí mód pro příjem elektrické energie z terminálového prostředku;

snímací prostředek pro snímání a generaci analogových signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie;

analogové číslicový převodník pro příjem analogových signálů a převod kladných i záporných analogových signálů na číslicové signály reprezentující napětí, teplotu a proud baterie;

procesor spojený s analogově číslicovým převodníkem pro příjem číslicových signálů z tohoto převodníku a pro provádění předem určené posloupnosti výpočtů za použití těchto číslicových signálů; a paměťovou oblast pro ukládání hodnot dat včetně alespoň hodnot reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie.

30. Bateriová sada podle nároku 29 v y z n a č u j í c í se t í m, že analogově číslicový převodník obsahuje:

referenční obvod s energetickou mezerou pro zajištění předem nastaveného analogového napětí; a obvod posouvající napětí pro zajištění proměnného základního referenčního napětí za účelem napomáhání generaci číslicových hodnot reprezentujících kladné a záporné analogové signály.

31. Bateriová sada podle nároku 30 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

analogově číslicový převodník dále obsahuje napěťový dělič pro získání předem nastaveného analogového napětí z referenčního

7V

100 ···· ·· ·· • · · · · • · « · · · » • · · · ··· · • · · · •»· * · ·· ··« • · obvodu s energetickou mezerou nastaveného analogového napětí napětí; a a pro vydělení tohoto předem na množinu výstupních hodnot analogově číslicový převodník dále obsahuje sigma-delta převodník pro příjem analogových signálů ze snímacího prostředku a pro převod těchto analogových signálů na číslicové hodnoty reprezentující napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie.

32. Bateriová sada podle nároku 29 v y z n a č u j í c í se t i m, že:

analogově číslicový převodník zpracovává každý z analogových signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie po příslušnou dobu za účelem vytvoření číslicových hodnot reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie.

33. Bateriová sada podle nároku 32 vyznačující se t í m, že dále obsahuje:

oscilátor pro generaci hodinových signálů s daným kmitočtem; a prostředek pro přenos zmíněných hodinových signálů do analogově číslicového převodníku; a kde každá ze zmíněných dob má délku určenou hodinovými signály.

~7>κ

1ΛΙ · ···· ·····' ·· ·«·· «999 9 9 9 9 9 9 9 • 9 9 · · 999 9 999 9

9 9 9 9 9 *9

999 999 ·« 99 9« ·

34. Bateriová sada podle nároku 30 vyznačující se t í m, že obvod posouvající napětí obsahuje:

první kondenzátor mající první a druhou opačnou stranu;

prostředek pro generaci referenční napěťové úrovně země; a spínací obvod pro přivedení referenční napěťové úrovně země a analogových signálů na první a druhou stranu kondenzátoru za účelem získání napěťové úrovně na kondenzátoru;

spínací obvod má

i) první stav pro přivedení referenční napěťové úrovně země na první stranu kondenzátoru a pro přivedení alespoň jednoho z analogových signálů na druhou stranu kondenzátoru; a ii) druhý stav pro přivedení referenční napěťové úrovně země na druhou stranu kondenzátoru a pro přivedení alespoň jednoho z analogových signálů na první stranu kondenzátoru.

35. Bateriová sada podle nároku 34 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

analogově číslicový převodník dále obsahuje sigma-delta převodník obsahující

i) prostředek pro generaci druhé referenční napěťové úrovně, ii) integrátor, který má první a druhý vstup, iii) prostředek pro přivedení druhé referenční napěťové úrovně na první vstup integrátoru a

102 .

94 4· • 4 ··· 9 · · · • 9 · · ·9«

4 4 9«

44 «49« iv) spínač elektricky umístěný v sérii mezi kondenzátorem a druhým vstupem integrátoru; a prvním spínač má

i) vodivý stav pro přivedení napěťové úrovně prvního kondenzátoru na druhý vstup integrátoru a ii) nevodivý stav pro elektrické oddělení prvního kondenzátoru od druhého vstupu integrátoru;

sigma-delta převodník dále obsahuje:

druhý kondenzátor elektricky umístěný paralelně s integrátorem; a další spínač elektricky umístěný paralelně s druhým kondenzátorem, za účelem selektivního vybíjení tohoto druhého kondenzátoru.

36. Bateriová sada podle nároku 34 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

integrátor má výstupní napěťovou úroveň;

sigma-delta převodník dále obsahuje

v) komparátor, který má první a druhý vstup, vi) prostředek pro přivedení druhé referenční napěťové úrovně na první vstup komparátoru a vii) prostředek pro přivedení výstupní napěťové úrovně integrátoru na druhý vstup komparátoru; a komparátor má

103 • 4444 ·· 44 ♦ · 4 ♦ 4 · 4

4 4 4® 4 *4 4

4 4 44 C 4*4

4 4 4 4 4 • 44 444 *4 *4 'PS

4« 444«

4 · 4 4 4 4

444 4

4 4

i) první výstup, jestliže napěťová úroveň přivedená na první vstup komparátoru je menší než napěťová úroveň přivedená na druhý vstup komparátoru a ii) druhý výstup, jestliže napěťová úroveň přivedená na první vstup komparátoru je větší než napěťová úroveň přivedená na druhý vstup komparátoru; a sigma-delta převodník dále obsahuje vii) čítač a ix) prostředek pro přivedení výstupu komparátoru do čítače; a čítač udržuje počet časových intervalů, po které byl na čítač přiveden první výstup komparátoru během definovaného časového období.

37. Analogově číslicový převodník vyznačující se tím, že obsahuje:

vstupní prostředek pro příjem kladných a záporných analogových vstupních signálů;

převodník signálu pro příjem analogových signálů ze vstupního prostředku a pro převod kladných i záporných analogových signálů ze vstupního prostředku na číslicové signály; a výstupní prostředek pro příjem číslicových signálů z převodníku a přenos číslicových signálů z analogově číslicového převodníku.

104 ♦ ···· ·· ·· ·· · · · · · • ·« · 9 9 9 · • 9 9 · 9 999

9 9 9 9 9

999 999 99 99

7V

99 9999

9 9 9

9 9 9

999 9

9 9

99 9

38. Analogově číslicový převodník podle nároku 37 v y z n a čující se t í m, že signálový převodník obsahuje:

referenční obvod s energetickou mezerou pro zajištění předem nastaveného analogového napětí; a obvod posouvající napětí pro zajištění proměnného základního referenčního napětí za účelem napomáhání generaci číslicových hodnot reprezentujících kladné a záporné analogové signály.

39. Analogově číslicový převodník podle nároku 38 v y z n a č u j í ci se t í m, že signálový převodník dále obsahuje napěťový dělič pro získání předem nastaveného analogového napětí z referenčního obvodu s energetickou mezerou a pro vydělení tohoto předem nastaveného analogového napětí na množinu výstupních hodnot napětí.

40. Analogově číslicový převodník podle nároku 38 vyznačující s e t í m, že:

vstupní prostředek přijímá množinu různých typů vstupních signálů;

signálový převodník dále obsahuje sigma-delta převodník pro příjem těchto různých typů vstupních signálů a pro zpracování těchto různých typů vstupních signálů po různé doby, za účelem vytvoření číslicových signálů reprezentujících vstupní signály;

sigma-delta převodník obsahuje hodinový vstup pro příjem hodinových vstupních signálů s definovanými kmitočty; a

105 ·

44··

4 4 4

44 44

4 4 4 4

4 4 4 4

4 4 4 444 4

4 4 4

44 44

44 4444

4 4 ·

4 4 ·

444 4

4 4

44 4 různé doby mají délku určenou délkou času, který potřebuje sigma-delta převodník pro příjem různého počtu hodinových signálů.

41. Analogově číslicový převodník podle nároku 38 vyznačující se t í m, že obvod posouvající napětí obsahuje:

první kondenzátor mající první a druhou opačnou stranu;

prostředek pro generaci referenční napěťové úrovně země; a spínací obvod pro přivedení referenční napěťové úrovně země a analogových signálů na první a druhou stranu kondenzátoru za účelem získání napěťové úrovně na kondenzátoru;

spínací obvod má

i) první stav pro přivedení referenční napěťové úrovně země na první stranu kondenzátoru a pro přivedení analogových signálů na druhou stranu kondenzátoru; a ii) druhý stav pro přivedení referenční napěťové úrovně země na druhou stranu kondenzátoru a pro přivedení vstupních signálů na první stranu kondenzátoru;

konvertor dále obsahuje sigma-delta převodník obsahující

i) prostředek pro generaci druhé referenční napěťové úrovně, ii) integrátor, který má první a druhý vstup, iii) prostředek pro přivedení druhé referenční napěťové úrovně na první vstup integrátoru a ····

106 ·

7V »9 • 9 9 9 9 9 9 9

999 9 9 9 · 9 9 9 • 9 9 9 99· 9 99· · • · · · · · ··· ··· ♦· ·· ·♦ · iv) spínač elektricky umístěný v sérii mezi prvním kondenzátorem a druhým vstupem integrátoru; a spínač má

i) vodivý stav pro přivedení napěťové úrovně prvního kondenzátoru na druhý vstup integrátoru a ii) nevodivý stav pro elektrické oddělení prvního kondenzátoru od druhého vstupu integrátoru.

42. Analogově číslicový převodník podle nároku 41 vyznačující se t í m, že sigma-delta převodník dále obsahuje:

druhý kondenzátor elektricky umístěný paralelně s integrátorem; a další spínač elektricky umístěný paralelně s druhým kondenzátorem, za účelem selektivního vybíjení tohoto druhého kondenzátoru.

integrátor má výstupní napěťovou úroveň;

sigma-delta převodník dále obsahuje

v) komparátor, který má první a druhý vstup, vi) prostředek pro přivedení druhé referenční napěťové úrovně na první vstup komparátoru a vii) prostředek pro přivedení výstupní napěťové úrovně integrátoru na druhý vstup komparátoru; a komparátor má

Ty·♦· φ

107 · ···· ··· ·· • · · • · · ·· • ·

i) první výstup, jestliže napěťová úroveň přivedená na první vstup komparátoru je menší než napěťová úroveň přivedená na druhý vstup komparátoru a ii) druhý výstup, jestliže napěťová úroveň přivedená na první vstup komparátoru je větší než napěťová úroveň přivedená na druhý vstup komparátoru; a sigma-delta převodník dále obsahuje

i) čítač a ii) prostředek pro přivedení výstupu komparátoru do čítače; a čítač udržuje počet časových intervalů, po které byl na čítač přiveden první výstup komparátoru během definovaného časového období.

43. Způsob činnosti bateriového systému obsahujícího baterii se schopností znovunabíjení, procesor, paměťovou oblast a analogově číslicový převodník vyznačující se tím, že zahrnuje:

spojení baterie se schopností znovunabíjení s bateriově napájeným zařízením za účelem dodávky elektrické energie do tohoto zařízení;

snímání a generaci analogových signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie, kde tyto analogové signály zahrnují jak kladné tak záporné signály;

přenos analogových signálů do analogově číslicového převodníku;

• · · · · ··· · ··· · ♦ · · · · · · ··· ··· ·· ·· ·· · převod kladných u záporných analogových signálů analogově číslicovým převodníkem na číslicové signály reprezentující napětí, teplotu a proud baterie; a ukládání datových hodnot v paměťové oblasti, kde tyto uložené datové hodnoty obsahují alespoň hodnoty reprezentující napětí, teplotu a proud baterie.

44. Způsob podle nároku 43 v y z n a č u j í c í se t í m, že krok převodu analogových signálů na číslicové signály obsahuje kroky:

generace předem nastaveného referenčního napětí s energetickou mezerou; a generace proměnného základního referenčního napětí za účelem napomáhání generaci číslicových hodnot z kladných a záporných analogových proudových signálů.

45. Způsob podle nároku 44 vyznačující se tím, že:

krok generace referenčního napětí s energetickou mezerou obsahuje krok dělení referenčního napětí s energetickou mezerou na množinu výstupních hodnot napětí;

krok převodu analogových signálů na číslicové signály dále obsahuje kroky zpracování každého z analogových signálů reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie po příslušnou dobu, za účelem vytvoření číslicových hodnot reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie; a

484

109 dále obsahuje kroky:

9999 99 99 99 9999

9 9 9 9 9 9 · ·

999 9 9 9 9 9 · »

9 9· · 999 9 999 9

9 9 9 9 9 9

999 99 99 99 9 generace hodinových signálů s danými kmitočty;

přenosu hodinových signálů do analogově číslicového převodníku; a použití hodinových signálů pro určení délek zmíněných dob.

46. Způsob podle nároku 44 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

krok generace základního referenčního napětí obsahuje kroky generace referenční napěťové úrovně země; a krok převodu analogových signálů na číslicové signály dále obsahuje krok vytvoření napěťové úrovně na kondenzátoru, který má první a druhou protilehlou stranu, včetně kroků

i) přivedení referenční napěťové úrovně země na první stranu kondenzátoru a přivedení analogových signálů na druhou stranu kondenzátoru v prvních časech a ii) přivedení referenční napěťové úrovně země na druhou stranu kondenzátoru a přivedení alespoň jednoho z analogových signálů na první stranu kondenzátoru v ostatních časech;

kde krok převodu analogových signálů na číslicové signály dále obsahuje kroky:

generace druhé referenční napěťové úrovně;

přivedení druhé referenční napěťové úrovně na první vstup integrátoru; a • ···· ·· ·· ·· ΒΒΒΒ

110 bb · ······· ^AAV/ B ··· · ·· · · · B • Β Β Β B BBB · ·<· · • · Β B · · ·

BBB BBB ·· ♦· BBB selektivní přivedení napěťové úrovně kondenzátoru na druhý vstup integrátoru.

47. Způsob podle nároku 46 v y z n a ó u j í c í se t í m, že:

integrátor má výstupní napěťovou úroveň;

krok převodu analogových signálů načíslicové signály dále zahrnuje kroky

i) přivedení druhé referenční napěťové úrovně na první vstup komparátoru a ii) přivedení výstupní napěťové úrovně integrátoru na druhý vstup komparátoru;

komparátor má první výstupní napěťovou úroveň, jestliže napěťová úroveň přivedená na první vstup komparátoru je menší než napěťová úroveň přivedená na druhý vstup komparátoru a druhou výstupní napěťovou úroveň, jestliže napěťová úroveň přivedená na první vstup komparátoru je větší než napěťová úroveň přivedená na druhý vstup komparátoru; a krok převodu analogových signálů na číslicové signály dále zahrnuje krok iii) čítání počtupřípadů, kdy má komparátor první výstupní napěťovou úroveň během definovaného časového období.

48. Způsob činnosti analogově číslicového převodníku vyznačující se tím, že zahrnuje kroky:

111 · • · · · • · · · • · ··· • · · ♦ · ♦· ····«· • · • · ··· · přivedení kladných převodník; a záporných analogových signálů na převodu kladných a záporných analogových signálů na číslicové signály včetně kroků

i) generace předem nastaveného analogovéhosignálu a ii) generace proměnného základního referenčního signálu za účelem napomáhání generaci číslicových signálů reprezentujících kladné a záporné analogové signály.

49. Způsob podle nároku 48 v y z n a č u j i c í se t i m, že krok převodu kladných a záporných analogových signálů obsahuje krok dělení předem nastaveného analogového signálu na množinu napěťových výstupních hodnot.

50. Způsob podle nároku 48 v y z n a č u j i c í se t i m,že:

krok přivedení obsahuje krok přivedení množiny různých typů vstupních signálů na převodník;

krok převodu kladných a záporných analogových signálů dále zahrnuje krok zpracování různých typů vstupních signálů v různých časových obdobích, za účelem vytvoření číslicových signálů reprezentujících vstupní signály;

krok zpracování různých typů vstupních signálů zahrnuje krok přivedení hodinových signálů s definovanými kmitočty na převodník;

112 · ···· ··· ·· ·· ·· « · · · • ♦ · · • · ··· • · · ·· ·· ·· ···· • · • · ··· ·· různá časová období mají délky určené délkou času, který vyžaduje převodník pro příjem různých počtů hodinových signálů.

51. Způsob podle nároku 48 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

krok generace základního referenčního napětí obsahuje kroky generace referenční napěťové úrovně země; a krok převodu analogových signálů na číslicové signály dále obsahuje krok vytvoření napěťové úrovně na kondenzátoru, který má první a druhou protilehlou stranu, včetně kroků

i) přivedení referenční napěťové úrovně země na první stranu kondenzátoru a přivedení analogových signálů na druhou stranu kondenzátoru v prvních časech a ii) přivedení referenční napěťové úrovně země na druhou stranu kondenzátoru a přivedení alespoň jednoho z analogových signálů na první stranu kondenzátoru v ostatních časech;

kde krok převodu analogových signálů na číslicové signály dále obsahuje kroky:

generace druhé referenční napěťové úrovně;

přivedení druhé referenční napěťové úrovně na první vstup integrátoru; a selektivní přivedení napěťové úrovně kondenzátoru na druhý vstup integrátoru;

integrátor má výstupní napěťovou úroveň;

TV ·44· ··· • ·

113 • 4 4

4 4 4

4 4 • · ··

444 4 ··.

·· ···· 4 4 4 • · ·

444 ·

4 4

44 · krok převodu analogových signálů na číslicové signály dále zahrnuje kroky

i) přivedení druhé referenční napěťové úrovně na první vstup komparátoru a ii) přivedení výstupní napěťové úrovně integrátoru na druhý vstup komparátoru;

komparátor má první výstupní napěťovou úroveň, jestliže napěťová úroveň přivedená na první vstup komparátoru je menší než napěťová úroveň přivedená na druhý vstup komparátoru a druhou výstupní napěťovou úroveň, jestliže napěťová úroveň přivedená na první vstup komparátoru je větší než napěťová úroveň přivedená na druhý vstup komparátoru; a krok převodu analogových signálů na číslicové signály dále zahrnuje krok iii) čítání počtu případů, kdy má komparátor první výstupní napěťovou úroveň během definovaného časového období.

52. Bateriová sada vyznačující se tím, že obsahuje:

terminálový prostředek pro spojení bateriové sady s bateriově napájeným zařízením a s dobíječem baterie;

baterii obsahující alespoň jeden článek baterie se schopností znovunabíjení spojený s terminálovým prostředkem, kde tato baterie má

i) vybíjecí mód pro dodávání elektrické energie do bateriově napájeného zařízení a

114

AA AT TA -χΖ_ *··· ·· · «·· · ···· ··· · • · · · · · • · · * · 9 · ii) nabíjecí mód pro příjem elektrické energie z terminálového prostředku;

prostředek pro snímání a generaci signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie;

procesor pro příjem signálů reprezentujících napětí, teplotu nebo proud baterie a pro provádění předem určené posloupnosti výpočtů za použití zmíněných signálů, kde tyto předem určené výpočty zahrnují výpočet skutečné plné kapacity baterie v předem určených časech; a paměťovou oblast pro ukládání hodnot dat včetně alespoň hodnot reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie.

53. Bateriová sada podle nároku 52 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

baterie má cykly nabíjení-vybíjení, kde je v každém z cyklů baterie nabíjena a vybíjena;

procesor obsahuje prostředek pro identifikaci konců alespoň vybraných cyklů nabíjení-vybíjení; a procesor počítá skutečnou plnou kapacitu baterie na koncích alespoň vybraných cyklů nabíjení-vybíjení.

54. Bateriová sada podle nároku 53 vyznačuj ící se t í m, že:

procesor udržuje

115 ···· • · · · «

i) hodnotu nejistoty reprezentující nejistotu v plné kapacitě baterie a ii) hodnotu nominální plné kapacity reprezentující nominální plnou kapacitu baterie;

je-li hodnota nejistoty po každém identifikovaném konci jednoho z cyklů nabíjení-vybíjení menší než dané procento hodnoty nominální plné kapacity, počítá procesor skutečnou plnou kapacitu baterie.

55. Bateriová sada podle nároku 53 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

procesor dále obsahuje

i) prostředek pro určení korekční hodnoty a ii) prostředek pro určení kapacity baterie na koncích cyklů nabíjení-vybíjení; a když procesor počítá na konci daného cyklu nabíjení-vybíjení novou hodnotu skutečné plné kapacity baterie, počítá tuto novou hodnotu podle rovnice nCAPřc ⁼ oCAPfc ⁺ (oCAPfc)x - CAPrem . kde nCAPpc je nová hodnota skutečné plné kapacity baterie, oCAPfc je poslední předchozí vypočítaná hodnota skutečné plné kapacity baterie, x je korekční hodnota určená procesorem a

Ty • · ·· • · · · · · « • · · · · · · • · ···· · · · · • · · · · ·· ·· ·· ·

CAPrem je kapacita baterie na konci daného cyklu nabíjení116 vybíjení.

56. Bateriová sada podle nároku 55 v y z n a č u j í c í se t I m, že:

prostředek pro určení korekční hodnoty obsahuje prostředek pro určení korekční hodnoty na základě teploty a proudu baterie;

prostředek pro určení korekční hodnoty obsahuje:

vyhledávací tabulku ve které je množství uložených hodnot; a prostředek pro výběr jedné ze zmíněných uložených hodnot na základě teploty a proudu baterie.

57. Způsob činnosti bateriového systému obsahujícího baterii se schopností znovunabíjení spojenou s bateriově napájeným zařízením, procesor a paměťovou oblast vyznačující se t í m, že zahrnuje;

snímání, a generaci signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie;

ukládání datových hodnot v paměťové oblasti, kde tyto uložené datové hodnoty obsahují alespoň hodnoty reprezentující napětí, teplotu a proud baterie;

provádění posloupnosti předem určených výpočtů procesorem, za použití signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie, včetně kroku výpočtu skutečné plné kapacity baterie v předem určených časech.

117 · ·· • · • ····

58. Způsob podle nároku 57 vyznačující se t í m, že:

baterie má cykly nabíjení-vybíjení, kde je v každém z cyklů baterie nabíjena a vybíjena;

způsob dále zahrnuje krok identifikace konců alespoň vybraných cyklů nabíjení-vybíjení; a krok výpočtu skutečné plné kapacity zahrnuje krok výpočtu skutečné plné kapacity baterie na koncích alespoň vybraných cyklů nabíjení-vybíjení.

59. Způsob podle nároku 58 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

krok provádění předem určených výpočtů dále zahrnuje kroky, kdy procesor

i) udržuje hodnotu nejistoty reprezentující nejistotu v plné kapacitě baterie a ii) udržuje hodnotu nominální plné kapacity reprezentující nominální plnou kapacitu baterie; a krok výpočtu skutečné plné kapacity baterie zahrnuje krok výpočtu skutečné plné kapacity baterie, je-li hodnota nejistoty po každém identifikovaném konci jednoho z cyklů nabíjení-vybíjení menší než dané procento hodnoty nominální plné kapacity.

60. Způsob podle nároku 57 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

118 ·· · ·

TV /W ►

krok provádění předem určených výpočtů dále obsahuje krok určení korekční hodnoty; a krok výpočtu skutečné plné kapacity baterie zahrnuje krok výpočtu skutečné plné kapacity baterie podle rovnice nCAP_Fc ⁼ oCAPfc ⁺ (oCAPfc)x - CAPrem i kde nCAPřc je nová hodnota skutečné plné kapacity baterie, oCAPfc je poslední předchozí vypočítaná hodnota skutečné plné kapacity baterie, x je určená korekční hodnota a

CAPrem je kapacita baterie v čase výpočtu nové hodnoty.

61. Způsob podle nároku 60 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

krok určení korekční hodnoty obsahuje krok určení korekční hodnoty na základě teploty a proudu baterie; a paměťová oblast obsahuje vyhledávací tabulku ve které je množství uložených hodnot a kde krok určení korekční hodnoty zahrnuje krok výběru jedné z hodnot z vyhledávací tabulky na základě teploty a proudu baterie.

62. Způsob podle nároku 61 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

krok určení hodnoty nejistoty obsahuje krok výpočtu hodnoty nejistoty v předem určených časech; a

119 ···· ·· ·· ·· • · · · * « ··· · · · · · • · · « ··· · ·φ • · · · ··· ·· «♦ «« krok určení hodnoty nejistoty dále obsahuje krok vynulování hodnoty nejistoty v daných časech.

63. Bateriová sada vyznačující se tím, že obsahuje:

terminálový prostředek pro spojení bateriové sady s bateriově napájeným zařízením a s dobíječem baterie;

baterii obsahující alespoň jeden článek baterie se schopností znovunabíjení spojený s terminálovým prostředkem, kde tato baterie má

i) vybíjecí mód pro dodávání elektrické energie do bateriově napájeného zařízení a ii) nabíjecí mód pro příjem elektrické energie z terminálového prostředku;

prostředek pro snímání a generaci signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie;

paměťovou oblast pro ukládání hodnot dat včetně alespoň hodnot reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie.

procesor pro příjem signálů reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie a pro provádění předem určených výpočtů za použití zmíněných signálů, kde procesor obsahuje

i) prostředek pro výpočet hodnoty nejistoty a ii) prostředek pro výpočet jedné z hodnot uložených dat v definovaných časech, je-li hodnota nejistoty pod danou úrovní.

120 • · · ·

64. Bateriová sada podle nároku 63 vyznačující se tím, že prostředek pro výpočet jedné z uložených datových hodnot počítá tuto jednu z uložených datových hodnot v každém z definovaných časů tehdy a jen tehdy, je-li v každém z těchto definovaných časů hodnota nejistoty pod danou úrovní.

♦··.···:

• · · · ., ,· • · · 4 4 · 4*4 · • ♦ 4 « ·

4 4 · · _Λ

65. Bateriová sada podle nároku 64 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

prostředek pro výpočet hodnoty nejistoty nuluje hodnotu nejistoty v předem určených časech; a procesor obsahuje prostředek pro určení toho, kdy tyto předem určené časy nastanou.

66. Bateriová sada podle nároku 65 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

baterie má cykly nabíjení-vybíjení a každý ž těchto cyklů má nabíjecí část a vybíjecí část;

procesor dále obsahuje prostředek pro detekci množiny předem určených podmínek konce vybíjení během vybíjecí části každého cyklu nabíjení-vybíjení a pro ukončení vybíjecí části cyklu nabíjenívybíjení při detekci jedné z podmínek konce vybíjení; a procesor nuluje hodnotu nejistoty, je-li detekována jedna ze zmíněných podmínek konce vybíjení.

^77

121 ·: ··’····· v·.···:

···· · · · · · · * • ·*·······«·· • · · · · · · ···*·· *· »· 99 9

67. Způsob činnosti bateriového systému obsahujícího baterii se schopností znovunabíjení spojenou s bateriově napájeným zařízením, procesor a paměťovou oblast vyznačující se t í m, že zahrnuje:

snímání, a generaci signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie;

ukládání datových hodnot v paměťové oblasti, kde tyto uložené datové hodnoty obsahují alespoň hodnoty reprezentující napětí, teplotu a proud baterie;

provádění posloupnosti předem určených výpočtů procesorem, za použití signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie, včetně kroků

i) výpočtu hodnoty nejistoty a ii) výpočtu jedné z uložených datových hodnot v definovaných časech, je-li hodnota nejistoty pod danou úrovní.

68. Bateriová sada podle nároku 67 v y z n a č u j í c í se t í m, že krok výpočtu jedné z uložených datových hodnot zahrnuje krok výpočtu této jedné z uložených datových hodnot v každém z definovaných časů tehdy a jen tehdy, je-li v každém z těchto definovaných časů hodnota nejistoty pod danou úrovní.

69. Způsob podle nároku 67 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

122 ·· ·· ' ·· ···· • · * ♦ · · ’·.??·· ·· · : : : ··; .....

» *· «· baterie má cykly nabíjení-vybíjení a každý z těchto cyklů má nabíjecí část a vybíjecí část;

ve vybíjecí části každého z těchto cyklů je proud z baterie odváděn;

v nabíjecí části každého z těchto cyklů je proud do baterie přiváděn; a krok výpočtu hodnoty nejistoty zahrnuje kroky

i) ve vybíjecí části každého z cyklů výpočet nejistoty v akumulovaném množství proudu vedeného z baterie během vybíjecí části cyklu ii) v nabíjecí části každého z cyklů výpočet nejistoty v akumulovaném množství proudu odvedeného z baterie během vybíjecí části cyklu.

70. Obvod pro provádění posloupnosti matematických výpočtů vyznačující se t í m, že zahrnuje:

prostředek pro výpočet definované hodnoty; a prostředek pro ocenění potencionální nepřesnosti v této definované hodnotě.

71. Obvod podle nároku 70 vyznačující se tím, že prostředek pro výpočet definované hodnoty obsahuje prostředek pro výpočet definované hodnoty v definovaných časech, je-li potencionální nepřesnost pod danou úrovní.

/>7 74^7^44 ·· 9999 » · 9

9 9 9

9 999 9

9 ·

99 9

72. Způsob pro provádění posloupnosti matematických výpočtů vyznačující se tím, že zahrnuje:

zajištění posloupnosti hodnot pro procesor; a výpočet definované hodnoty a ocenění potencionální nepřesnosti v této definované hodnotě procesorem za použití zmíněné posloupnosti hodnot.

73. Způsob podle nároku 72 vyznačující se tím, že krok použití zahrnuje krok výpočtu procesorem definované hodnoty v definovaných časech, je-li potencionální nepřesnost v této definované hodnotě pod danou úrovní.

123

99 9

999

99 99

9 9 9 ·

I

99 9 9

74. Kombinace přenosného počítače a baterie se schopností znovunabíjení vyznačující se tím, že zahrnuje:

přenosný počítač;

systém baterie se schopností znovunabíjení obsahující

i) terminálový prostředek spojený s přenosným počítačem, ii) baterii se schopností znovunabíjení obsahující alespoň alespoň jeden článek baterie se schopností znovunabíjení spojený s terminálovým prostředkem, iii) prostředek pro snímání a generaci signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie, iv) procesor pro příjem signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie a pro provádění předem určených výpočtů za použití těchto signálů, za účelem výpočtu hodnot pro definované proměnné a

124 ···· • •F • · • FF • · · F • · F F • · FFF F • F >

FF FF * F

FF F F

FF ?/

FFFF

F

v) paměťovou oblast pro ukládání hodnot dat včetně alespoň hodnot reprezentujících napětí a teplotu baterie a proud baterie;

datovou sběrnici spojenou s přenosným počítačem a bateriovým systémem za účelem přenosu dat mezi přenosným počítačem a bateriovým systémem;

kde přenosný počítač obsahuje prostředek pro vysílání zpráv po datové sběrnici do procesoru, požadujících zmíněné vypočtené hodnoty; a kde procesor obsahuje prostředek pro příjem zpráv z počítače a pro vysílání vypočtených hodnot do počítače v odezvě na příjem těchto zpráv.

75. Kombinace podle nároku 74 vyznačující se tím, že všechny číslicové hodnoty, které procesor potřebuje pro vykonávání předem určených výpočtů, jsou tímto procesorem přijímány z kombinace i) paměťové oblasti a ii) prostředku pro snímání a generaci signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie.

76. Kombinace podle nároku 74 vyznačující se tím, že procesor obsahuje prostředek pro výpočet předpovězené zbývající

7X

125 doby života baterie při současné intenzitě proudového vybíjení baterie.

77. Kombinace podle nároku 76 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

procesor dále obsahuje

i) prostředek pro výpočet zbývající kapacity baterie, ii) prostředek pro výpočet plné kapacity baterie, iii) prostředek pro výpočet nastavovacího faktoru, iv) prostředek pro výpočet nejistoty ve zbývající kapacitě baterie; a prostředek pro výpočet předpovězené zbývající doby života baterie počítá tuto zbývající dobu života podle rovnice

T = (C_r - (C_f) - C.) / I , kde

T je předpovězená zbývající doby života baterie,

C_r je vypočítaná zbývající doba života baterie,

Cf je vypočítaná plná kapacita baterie,

C_e je vypočítaná nejistota ve zbývající kapacitě baterie a

-YJ.! ί*** -*· ·· ···· ¹²⁶ ! !., : ;; ; · · .· • · · · » ·«· . «*« ,· * · · · · · a ♦·· 999 99 99 99 9 l je vybíjecí proud baterie.

78. Kombinace podle nároku 77 v y z n a č u j í c í se t i m, že:

prostředek pro příjem zpráv z počítače má pracovní a zablokovaný stav;

v pracovním stavu je přijímací prostředek schopen přijímat žádosti z počítače;

v zablokovaném stavu je přijímací prostředek zablokován pro příjem žádostí z počítače;

procesor provádí předem určené výpočty v pravidelných periodách, kde každá z těchto period má první a druhý interval; a během prvního intervalu každé periody provádí procesor předem určené výpočty a uvádí přijímací prostředek do zablokovaného stavu.

79. Kombinace podle nároku 77 vyznačující se tím, že dále obsahuje dobíječ baterie spojený s terminálovým prostředkem za účelem dodávání elektrické energie do baterie a kde:

datová sběrnice je spojena s přenosným počítačem, bateriovým systémem a dobíječem baterie za účelem přenosu dat mezi přenosným počítačem, bateriovým systémem a dobíječem baterie;

kde dobíječ baterie obsahuje prostředek pro vysílání zpráv do procesoru požadujícího identifikované hodnoty; a

127 ·· ·*** ·**· ·**· ·”· “*· **“ ’ 9 999 9 9 9 9 9 9 9 • · · · 9 999 9 999 9 • · · · 9 9 9 ··· ··· ♦· ·· 99 9 procesor dále obsahuje prostředek pro příjem zpráv z dobíječe baterie a vysílání identifikovaných hodnot do dobíječe baterie v odezvě na příjem zmíněných zpráv z dobíječe baterie.

80. Kombinace podle nároku 74 v y z n a č u j í c í se t í m, že jedna z hodnot uložených v paměťové oblasti je nominální plná kapacita baterie; a procesor dále obsahuje prostředek pro znovunastavení hodnoty této nominální plné kapacity.

81. Kombinace podle nároku 74 vyznačující setím, že:

baterie má cykly nabíjení-vybíjení, kde každý z těchto cyklů má nabíjecí část a vybíjecí část; a procesor obsahuje

i) prostředek pro detekci konce vybíjecí části cyklů nabíjenívybíjení a ii) prostředek pro výpočet skutečné plné kapacity baterie v detekovaných koncích vybíjecích částí cyklů nabíjení-vybíjení.

82. Kombinace přenosného počítače a baterie se schopností znovunabíjení podle nároku 74 vyznačující.se t í m, že:

128 • φφφφ ·· φφ ··· · · · · φ φ • ··· · · · · φ φ • * φ · · φφφ · φφφ • · · φ φ φ ··· ··· ·· φφ φφ

ΦΦ ····

Λbaterie má vybíjecí mód pro dodávání elektrického proudu do terminálového prostředku a do přenosného počítače a nabíjecí mód pro příjem elektrického proudu z terminálového prostředku;

procesor provádí danou posloupnost výpočtů v předem určených intervalech; a v každém z těchto intervalů (i) je-li baterie ve vybíjecím módu, určuje procesor množství náboje dodaného baterií od posledního z předchozích intervalů, (ii) je-li baterie v nabíjecím módu, určuje procesor množství náboje dodaného do baterie od posledního z předchozích intervalů;

v každém z intervalů procesor určuje množství proudu vnitřně vybitého baterií od posledního z předchozích intervalů;

uložené hodnoty dále obsahují hodnotu plné kapacity baterie reprezentující plnou kapacitu baterie a hodnotu zbývající kapacity reprezentující zbývající kapacitu baterie;

procesor periodicky znovunastavuje tuto hodnotu plné kapacity; a procesor počítá zbývající kapacitu baterie podle vzorce

CAPrem ⁼ CAPfc - Σ<ι - Σ, + Σ_ο , kde:

CAPrem je zbývající kapacita baterie,

CAPfc je poslední znovunastavená hodnota pro hodnotu plné kapacity,

129 ·· ·· ·· ···· • · · « · · · • ΒΒΒ··· • · ··· ΒΒΒ·· • · '· · · »·»· ···

Z_d je množství náboje vnitřně vybitého v baterii od posledního znovunastavení hodnoty plné kapacity baterie,

Σ_β je množství vybitého náboje z baterie od posledního znovunastavení hodnoty plné kapacity a

L_c je procento množství náboje dodaného do baterie od posledního znovunastavení plné kapacity.

83. Způsob činnosti kombinace přenosného počítače a bateriového systému se schopností znovunabíjení, kde tento bateriový systém se schopností znovunabíjení obsahuje alespoň jeden článek baterie se schopností znovunabíjení, procesor a paměťovou oblast vyznačující se tím, že zahrnuje:

spojení baterie se schopností znovunabíjení s přenosným počítačem, za účelem dodávání elektrické energie do tohoto počítače;

snímání, a generaci analogových signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie;

ukládání datových hodnot v paměťové oblasti, kde tyto uložené datové hodnoty obsahují alespoň hodnoty reprezentující napětí, teplotu a proud baterie;

provádění posloupnosti předem určených výpočtů procesorem, za použití signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie, za účelem výpočtu hodnot pro definované proměnné;

TY • ···· ·· ♦· ·· ··♦·

1ΊΠ ··· · ··« · · ·

Uv · ··· · · · · · · * • 9 9 9 999999999 ··· ···* *»·* »>* te* J přenos dat a zpráv mezi přenosným počítačem a bateriovým systémem, zahrnující kroky

i) vysílání zpráv požadujících zmíněné vypočtené hodnoty z přenosného počítače do procesoru; a ii) vysílání vypočtených hodnot z procesoru do počítače, v odezvě na příjem zmíněných zpráv.

84. Způsob podle nároku 83 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

baterie má vybíjecí mód pro dodávání elektrického proudu do terminálového prostředku a do přenosného počítače a nabíjecí mód pro příjem elektrického proudu z terminálového prostředku;

procesor provádí danou posloupnost výpočtů v předem určených intervalech; a v každém z těchto intervalů (i) je-li baterie ve vybíjecím módu, určuje procesor množství náboje dodaného baterií od posledního z předchozích intervalů, (ii) je-li baterie v nabíjecím módu, určuje procesor množství náboje dodaného do baterie od posledního z předchozích intervalů.

85. Způsob podle nároku 83vyznačujícíse tím, že všechny číslicové hodnoty, které procesor potřebuje pro vykonávání předem určených výpočtů, jsou tímto procesorem přijímány z kombinace i) paměťové oblasti a ii) prostředku pro snímání a generaci signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie.

131

J>/ /Ϊ*?/-*?/' ·· ·« 44 4444 4 4 4 4 4 4 4

4 44 4 44 4

44 4 444 4 444 4

4 4 4 4 4

4 4 44 44 4

86. Způsob podle nároku 83 vyznačující se tím, že krok provádění předem určených výpočtů obsahuje krok výpočtu předpovězené zbývající doby života baterie při současné intenzitě proudového vybíjení baterie.

87. Způsob podle nároku 83 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

krok přenosu zpráv do procesoru zahrnuje krok přenosu zpráv do přijímacího prostředku procesoru;

přijímací prostředek má pracovní a zablokovaný stav;

v pracovním stavu je přijímací prostředek schopen přijímat žádosti z počítače;

v zablokovaném stavu je přijímací prostředek zablokován pro příjem žádostí z počítače; a krok provádění předem určených výpočtů zahrnuje kroky

i) provádění předem určených výpočtů v pravidelných periodách, kde každá z těchto period má první a druhý interval a ii) krok, kdy během prvního intervalu' každé periody provádí procesor předem určené výpočty a uvádí přijímací prostředek do zablokovaného stavu.

88. Způsob podle nároku 83 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

····

132

Pp •••*♦44 • · ·4 4 4 44 4 · • · · 4 4 ·· ·· 4· 4 kombinace dále obsahuje dobíječ baterie, spojený s baterií za účelem dodávání elektrické energie do baterie; a krok přenosu dat a zpráv obsahuje kroky

i) kde dobíječ baterie vysílá zprávy do procesoru požadujícího identifikované hodnoty; a ii) procesor vysílá identifikované hodnoty do dobíječe baterie v odezvě na příjem zpráv z dobíječe baterie;

a dále obsahuje kroky:

vybíjení baterie během vybíjecích cyklů; a

i) detekce konců vybíjecích cyklů procesorem a ii) výpočtu skutečné plné kapacity baterie procesorem, při detekci konců vybíjecích cyklů;

v každém z těchto intervalů určuje rovněž procesor množství náboje vnitřně vybitého baterií od posledního z předchozích intervalů; kde krok ukládání datových hodnot obsahuje krok ukládání hodnoty plné kapacity reprezentující plnou kapacitu baterie a hodnoty zbývající kapacity reprezentující zbývající kapacitu baterie;

krok provádění předem určených výpočtů zahrnuje kroky periodického znovunastavování hodnoty plné kapacity a periodického výpočtu zbývající kapacity; a krok výpočtu zbývající kapacity baterie zahrnuje krok výpočtu zbývající kapacity baterie podle vzorce

7V ···· • ··· · · · · ♦ · · • 4·· 9 999 9 9999 * * ·· 999

999 999 99 99 99 9

CAPrem ⁼ CAPfc - - Σ_β + Z_c , kde:

CAPrem je zbývající kapacita baterie,

CAPfc je poslední znovunastavená hodnota pro hodnotu plné kapacity,

Z_d je množství náboje vnitřně vybitého v baterii od posledního znovunastavení hodnoty plné kapacity baterie,

Z_s je množství vybitého náboje z baterie od posledního znovunastavení hodnoty plné kapacity a

Z_c je procento množství náboje dodaného do baterie od posledního znovunastavení plné kapacity.

89. Bateriová sada vyznačující se tím, že obsahuje:

terminálový prostředek pro spojení bateriové sady s bateriově napájeným zařízením a s dobíječem baterie;

baterii obsahující alespoň jeden článek baterie se schopností znovunabíjení spojený s terminálovým prostředkem, kde tato baterie má

i) vybíjecí mód pro dodávání elektrické energie do bateriově napájeného zařízení a ii) nabíjecí mód pro příjem elektrické energie z terminálového prostředku;

····

134

TV prostředek pro snímání a generaci signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie;

paměťovou oblast pro ukládání hodnot dat včetně alespoň hodnot reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie, kde tato paměťová oblast obsahuje množinu vyhledávacích tabulek, přičemž každá z těchto tabulek obsahuje množství hodnot;

procesor pro příjem signálů reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie spojený s paměťovou oblastí za účelem příjmu hodnot z této paměťové oblasti a pro provádění předem určených výpočtů za použití zmíněných signálů a hodnot, kde tyto předem určené výpočty vyžadují množinu hodnot z vyhledávacích tabulek a kde všechny ze zmíněných hodnot jsou získávány z vyhladávacích tabulek v paměťové oblasti.

90. Bateriová sada podle nároku 89 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

jedna z hodnot uložených v paměťové oblasti je plná kapacita baterie; a jedna ze zmíněných vyhledávacích tabulek obsahuje množství korekčních faktorů zbytkové kapacity, uložených jako funkce vybíjecího proudu baterie a teploty baterie.

91. Bateriová sada podle nároku 90 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

jeden z výpočtů je výpočet zbytkové kapacity baterie; a zbytková kapacita baterie je počítána podle vzorce ····

TA ΑΖΤ/-ΤΤ zbytková kapacita = (plná kapacita) (χ) , kde

135 x je založeno na korekčním faktoru zbytkové kapacity, získaném ze zmíněné jedné z vyhledávacích tabulek.

92. Bateriová sada podle nároku 89 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

baterie má relativní stav nabití;

baterie má samovybíjecí proud;

jedna ze zmíněných vyhledávacích tabulek obsahuje množství samovybíjecích proudů, uložených jako funkce teploty baterie a relativního stavu nabití baterie;

jeden z výpočtů je výpočet je výpočet množství proudu samovybitého baterií v daném časovém období; a množství proudu samovybitého baterií v daném časovém období je počítáno podle vzorce

S = l_s Át₈ , kde

S je množství proudu samovybitého baterií v daném časovém období,

Át₉ je délka daného časového období a l_s je samovybíjecí proud, získaný ze zmíněné jedné z vyhledávacích tabulek.

7/ 7,

136 ·: :.7 *····’·· ·’·.···:

• ··· * ·. . . . .

: · · · · ··· · ··« .

• · · · · · · ··· ··· »· ·· ,, ;

93. Bateriová sada podle nároku 89 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

baterie má relativní stav nabití a nabíjecí proud;

jedna ze zmíněných vyhledávacích tabulek obsahuje množství faktorů proudové účinnosti, uložených jako funkce relativního stavu nabití baterie a nabíjecího proudu baterie;

jeden z výpočtů je výpočet množství náboje, přivedeného do baterie v daném časovém období;

množství náboje, přivedeného do baterie v daném časovém období je počítáno podle vzorce

C = I At ε , kde

I je průměrný proud dodávaný do baterie během daného časového období,

At je délka daného časového období a ε je faktor proudové účinnosti, získaný ze zmíněné jedné z vyhledávacích tabulek.

94. Bateriová sada vyznačující se tím, že obsahuje:

terminálový prostředek pro spojení bateriové sady s bateriově napájeným zařízením a s dobíječem baterie;

baterii obsahující alespoň jeden článek baterie se schopností znovunabíjení spojený s terminálovým prostředkem, kde tato baterie má

77/

137 ·· ····

i) vybíjecí mód pro dodávání elektrické energie do bateriově napájeného zařízení a ii) nabíjecí mód pro prostředku;

příjem elektrické energie z terminálového prostředek pro snímání a generaci signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie;

paměťovou oblast pro ukládání hodnot dat včetně alespoň hodnot reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie, kde tato paměťová oblast obsahuje množinu vyhledávacích tabulek, přičemž množina těchto tabulek obsahuje

i) první vyhledávací tabulka obsahuje množství korekčních faktorů zbytkové kapacity, uložených jako funkce vybíjecího proudu baterie a teploty baterie, ii) druhá vyhledávací tabulka obsahuje množství samovybíjecích proudů, uložených jako funkce teploty baterie a relativního stavu nabití baterie a iii) třetí vyhledávací tabulka obsahuje množství faktorů proudové účinnosti, uložených jako funkce relativního stavu nabití baterie a nabíjecího proudu baterie; a procesor pro příjem signálů reprezentujících napětí, teplotu a proud baterie spojený s paměťovou oblastí za účelem příjmu hodnot z této paměťové oblasti a pro provádění předem určených výpočtů za použití zmíněných signálů a hodnot.

Ty /ιχζ

95. Způsob činnosti bateriového systému se schopností znovunabíjení obsahujícího baterii se schopností znovunabíjení, procesor a paměťovou oblast vyznačující se tím, že zahrnuje:

spojení baterie se schopností znovunabíjení s bateriově napájeným zařízením, za účelem dodávání elektrické energie do tohoto zařízení;

snímání a generaci signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie;

ukládání datových hodnot v paměťové oblasti, kde tyto uložené datové hodnoty obsahují alespoň hodnoty reprezentující napětí, teplotu a proud baterie;

ukládání dodatečných hodnot do množiny vyhledávacích tabulek v paměťové oblasti; a provádění předem určených výpočtů procesorem, za použití hodnot z paměťové oblasti a signálů reprezentujících napětí baterie, teplotu baterie a proud baterie, kde tyto předem určené výpočty vyžadují množinu hodnot z vyhledávacích tabulek a všechny tyto požadované hodnoty jsou získávány z vyhledávacích tabulek v paměťové oblasti.

96. Způsob podle nároku 95 v y z n a č u j í c í se t í m, že:

jedna z hodnot uložených v paměťové oblasti je plná kapacita baterie; a

139 • · · · ··· · ··· Φ • * · · · « ·· ·· ·· * jedna ze zmíněných vyhledávacích tabulek v paměťové oblasti obsahuje množství korekčních faktorů zbytkové kapacity, uložených jako funkce vybíjecího proudu baterie a teploty baterie;

krok provádění předem určených výpočtů počítačem zahrnuje krok výpočtu zbytkové kapacity baterie počítačem podle rovnice zbytková kapacita = (plná kapacita) (x) , kde x je založeno na korekčním faktoru zbytkové kapacity, získaném ze zmíněné jedné z vyhledávacích tabulek;

jedna ze zmíněných vyhledávacích tabulek obsahuje množství hodnot samovybíjecích proudů, uložených jako funkce teploty baterie a relativního stavu nabití baterie a krok provádění předem určených výpočtů počítačem zahrnuje krok výpočtu množství proudu samovybitého baterií v daném časovém období počítačem podle vzorce

S = l_s Át_s , kde

S je množství proudu samovybitého baterií v daném časovém období,

At_s je délka daného časového období a ls je samovybíjecí proud, získaný ze zmíněné jedné z vyhledávacích tabulek;

jedna ze zmíněných vyhledávacích tabulek v paměťové oblasti obsahuje množství faktorů proudové účinnosti, uložených jako funkce relativního stavu nabití baterie a nabíjecího proudu baterie; a krok provádění předem určených výpočtů počítačem zahrnuje krok výpočtu množství náboje přivedeného do baterie v daném časovém období, podle vzorce

C = I Át ε , kde

C je náboj připočtený k baterii,

I je průměrný proud dodávaný do baterie během daného časového období, a ε je faktor proudové účinnosti, získaný ze zmíněné jedné z vyhledávacích tabulek.