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Diese Beschreibung betrifft Batterien und insbesondere Techniken und Schaltungen in Zusammenhang mit der Batteriezellen-Charakteristik-Identifikation.
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Batterien können zum Versorgen vieler unterschiedlicher elektrischer oder elektronischer Vorrichtungen verwendet werden. In einigen Fällen können die Kosten für eine solche Batterie einen bedeutenden Prozentsatz der Gesamtkosten der elektrischen oder elektronischen Vorrichtung ausmachen. Zum Beispiel können die Batterien, die zum Versorgen von Mobiltelefonen und Tablet-Computervorrichtungen verwendet werden, einen bedeutenden Prozentsatz der Kosten dieser Systeme ausmachen, z. B. Herstellungskosten, Gesamtkosten für den Einzelhändler oder Kosten für den Verbraucher.
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Allgemein hat die Nachfrage nach Batterien in verschiedenen Bereichen zu einem Markt für das Recyceln von Batterien oder, genauer, für das Recyceln der Schaltungen in einem Batteriesystem geführt. Zum Beispiel kann in einigen Fällen das Batteriesystem Batteriezellen einschließen. Diese Zellen können auf einer Leiterplatte oder Platine (PWB) installiert sein. Die Leiterplatte oder PWB können auch eine Batterieträgerschaltung aufweisen, z. B. eine Schaltung, welche die Batteriezellen überwacht. Eine solche Schaltung kann z. B. die Anzahl der Male überwachen, die Batteriezellen wieder aufgeladen wurden, z. B. mithilfe eines Zählers.
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Zum Recyceln der Batterieträgerschaltung und der Leiterplatte können die Batteriezellen entfernt werden, sodass neue Batteriezellen installiert werden können. Obgleich so die Wiederverwendung der Leiterplatte und batteriebezogenen Schaltung ermöglicht werden, kann die Batterieüberwachungsschaltung nach Befestigen einer oder mehrerer Batteriezellen an der Leiterplatte ungenau werden, weil die Wiederverwendungsinformationen im Allgemeinen die vorherige Batterie und nicht die neue Batteriezelle oder -zellen betreffen können.
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Allgemein werden Techniken und Schaltungen beschrieben, die eine Batteriezelle oder Batteriezellen in einem Batteriesystem überwachen, um zu bestimmen, ob die Batteriezelle oder Batteriezellen ausgewechselt wurden. In einigen Beispielen kann das Überwachen der Batteriezelle oder -zellen zum Bestimmen, ob die Batteriezelle oder zellen ausgewechselt wurden, auf Messungen der verschleppten Ladekapazitätswerte basieren. Der Test kann mit dem gleichen Testverfahren wie dem zum Beobachten von Veränderungen des Ladekapazitätslevels durchgeführt werden. Des Weiteren kann das gleiche Testverfahren über mehrere Zellen durchgeführt werden, die Ladekapazitätslevel werden jedoch im Allgemeinen mit einer vorgegebenen Zelle oder mit einer bestimmten Gruppe aus Zellen verglichen, wenn die Daten auf Gruppenbasis in einer Gruppe gespeichert werden.
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Im Allgemeinen können unterschiedliche Zellen an unterschiedlichen Punkten im Batterielebenszyklus sein, sodass unterschiedliche Batterien unterschiedliche Ladekapazitätswerte besitzen können. Dies kann sogar für den gleichen Typ und Modell von Batteriezelle gelten. Ein System gemäß den Techniken dieser Beschreibung kann z. B. bestimmen, dass eine Batteriezelle mit geringerer Restkapazität gegen eine Zelle ausgewechselt wurde, die eingesetzt wurde und volle Kapazität aufweist.
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In einigen Beispielen betrifft die Beschreibung ein Verfahren zur Batterieüberwachung, das umfasst: das Durchführen einer ersten Messung an einer Batteriezelle, die an einem Ort installiert ist, um einen ersten Ladekapazitätswert zu ermitteln, das Bestimmen eines Wertesatzes für eine zulässige Ladekapazität-Traceregion (einen zulässigen Ladekapazität-Bereich) (engl.: permitted charging capacity trace region) basierend auf einer ersten Ladekapazität und einer Anzahl von Lade-/Entladezyklen nach dem Durchführen der ersten Messung, das Durchführen einer zweiten Messung an einer Batteriezelle, die an dem installiert ist, um einen zweiten Ladekapazitätswert zu ermitteln, das Vergleichen der zweiten Ladekapazität mit der zulässigen Ladekapazität-Traceregion und das Bestimmen, dass die an dem Ort zu einem Zeitpunkt der zweiten Messung installierte Batteriezelle dieselbe ist, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle, wenn die zweite Ladekapazität ein Wert innerhalb des Wertesatzes für eine zulässige Ladekapazität-Traceregion ist, und die an dem Ort zu einem Zeitpunkt der zweiten Messung installierte Batteriezelle nicht dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist, wenn die zweite Ladekapazität kein Wert innerhalb des Wertesatzes für eine zulässige Ladekapazität-Traceregion ist.
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In einem Beispiel betrifft die Beschreibung eine Vorrichtung zur Batterieüberwachung, die einen Speicher und einen Prozessor aufweist, der mit dem Speicher gekoppelt ist und der ausgebildet ist, eine erste Messung an einer Batteriezelle, die an einem Ort installiert ist, durchzuführen, um eine erste Ladekapazität zu bestimmen, einen Wertesatzes für eine zulässige Ladekapazität-Traceregion basierend auf einer ersten Ladekapazität und einer Anzahl von Lade-/Entladezyklen nach dem Durchführen der ersten Messung zu bestimmen, eine zweite Messung an einer Batteriezelle, die an dem Ort installiert ist, durchzuführen, um eine zweite Ladekapazität zu bestimmen, die zweite Ladekapazität mit der zulässigen Ladekapazität-Traceregion zu vergleichen, und zu bestimmen, dass die an dem Ort zu einem Zeitpunkt der zweiten Messung installierte Batteriezelle dieselbe Batteriezelle, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte ist, wenn die zweite Ladekapazität ein Wert innerhalb des Wertesatzes für eine zulässige Ladekapazität-Traceregion ist, und dass die an dem Ort zum Zeitpunkt der zweiten Messung installierte nicht dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist, wenn die zweite Ladekapazität kein Wert innerhalb des Wertesatzes für eine zulässige Ladekapazität-Traceregion ist.
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In einem anderen Beispiel betrifft die Beschreibung eine Vorrichtung zur Batterieüberwachung, die umfasst: Mittel zum Durchführen einer ersten Messung an einer Batteriezelle, die an einem Ort installiert ist, um eine erste Ladekapazität zu bestimmen, Mittel zum Bestimmen eines Wertesatzes für eine zulässige Ladekapazität-Traceregion basierend auf der ersten Ladekapazität und einer Anzahl von Lade-/Entladezyklen nach dem Durchführen der ersten Messung, Mittel zum Durchführen einer zweiten Messung an einer Batteriezelle, die an dem Ort installiert ist, um eine zweite Ladekapazität zu bestimmen, Mittel zum Vergleichen der zweiten Ladekapazität mit der zulässigen Ladekapazität-Traceregion; und Mittel zum Bestimmen, dass die an dem Ort zu einem Zeitpunkt der zweiten Messung installierte Batteriezelle, dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte ist, wenn die zweite Ladekapazität ein Wert innerhalb des Wertesatzes für eine zulässige Ladekapazität-Traceregion ist, und dass die an dem Ort zum Zeitpunkt der zweiten Messung installierte Batteriezelle, nicht dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist, wenn die zweite Ladekapazität kein Wert innerhalb des Wertesatzes für eine zulässige Ladekapazität-Traceregion ist.
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Die Details einer oder mehrerer Beispiele werden in den angefügten Zeichnungen und der Beschreibung unten vorgestellt. Andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Beschreibung werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Patentansprüchen offensichtlich.
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1 ist ein Blockdiagramm der unterschiedlichen Batteriezellen-Wechseltaktiken gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Beschreibung;
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2 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel eines Verschleppungseffekts der Kapazität einer Batterie über eine Anzahl von Lade-/Entladezyklen gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Beschreibung zeigt;
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3 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel einer Batteriezellenkapazität vor und nach einem Zellenwechsel mit einer Zelle zeigt, die eingesetzt wird und volle Kapazität aufweist, gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Beschreibung;
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4 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte elektronische Vorrichtung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Beschreibung darstellt;
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5 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Erkennen des Recycelns der Batterieüberwachungsschaltung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Beschreibung darstellt;
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6 ist ein weiteres Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Erkennen des Recycelns der Batterieüberwachungsschaltung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Beschreibung darstellt.
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Allgemein werden Techniken und Schaltungen beschrieben, die eine Batteriezelle oder Batteriezellen in einem Batteriesystem überwachen, um zu bestimmen, ob die Batteriezelle oder Batteriezellen ausgewechselt wurden. In einigen Beispielen kann das Überwachen der Batteriezelle oder -zellen zum Bestimmen, ob die Batteriezelle oder zellen ausgetauscht wurden, auf Messungen der verschleppten Ladekapazitätswerte basieren, wie z. B. verschleppten nominellen vollen Ladekapazitäts-(Nominal Full Charging Capacity, NFCC)-Werten. Der Test kann mit dem gleichen Testverfahren durchgeführt werden und Änderungen in der Ladekapazität wie Veränderungen des NFCC-Levels können durch die Schaltung, die dieses Verfahren implementiert, gemessen werden. Änderungen in der Ladekapazität wie Änderungen in der NFCC können im Allgemeinen über die Zeit für eine bestimmte Batteriezelle abnehmen, während Änderungen abrupter sein können, wenn eine Batteriezelle durch eine andere Batteriezelle ersetzt wird. Verschiedene Beispiele werden hierin in Bezug auf die NFCC beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass andere Messungen der Ladekapazität verwendet werden können.
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Die Batterieüberwachungsschaltung kann eine oder mehrere Batterien oder Batteriezellen überwachen. In einigen Beispielen kann die Batterieüberwachungsschaltung Teil eines Batteriesystems sein, z. B. auf einer Leiterplatte, auf der die Batteriezelle oder -zellen installiert sind. In anderen Beispielen kann die Batterieüberwachungsschaltung Teil der Batterieladeschaltung sein. In anderen Beispielen kann die Batterieüberwachungsschaltung Teil einer mobilen elektronischen Vorrichtung sein, die von der überwachten Batteriezelle oder den Batteriezellen angetrieben wird. Außerdem können in anderen Beispielen eine Kombination aus Schaltungen in dem Batteriesystem, Batterieladeschaltung und/oder mobiler elektronischer Vorrichtung, die von der überwachten Batteriezelle oder den Batteriezellen angetrieben werden, zum Implementieren einer oder mehrerer Aspekte der vorliegenden Beschreibung verwendet werden.
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Eine beispielhafte Batterieüberwachungsschaltung kann eine erste Messung an einer Batteriezelle durchführen, die an einem Ort zum Bestimmen einer ersten NFCC installiert ist. Die beispielhafte Batterieüberwachungsschaltung kann einen Wertesatz für eine zulässige NFCC-Traceregion basierend auf der ersten NFCC und einer Anzahl von Lade-/Entladezyklen nach dem Durchführen der ersten Messung bestimmen. Die beispielhafte Batterieüberwachungsschaltung kann auch eine zweite Messung an einer Batteriezelle durchführen, die an dem Ort zum Bestimmen einer zweiten NFCC installiert ist. Die beispielhafte Batterieüberwachungsschaltung kann die zweite NFCC mit der zulässigen NFCC-Traceregion vergleichen.
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Die beispielhafte Batterieüberwachungsschaltung kann bestimmen, dass die Batteriezelle, die an dem Ort zu einem Zeitpunkt der zweiten Messung installiert ist, die gleiche Batteriezelle ist, die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installiert war, wenn die zweite NFCC ein Wert innerhalb des Satzes zulässiger Werte der NFCC-Traceregion ist, und dass die Batteriezelle, die an dem Ort zum Zeitpunkt der zweiten Messung installiert ist, nicht die gleiche Batteriezelle ist, die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installiert war, wenn die zweite NFCC kein Wert innerhalb des Satzes von zulässigen Werten der NFCC-Traceregion ist.
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Einige Beispiele können die Authentifizierung und einen Zähler zum Sicherstellen der Authentizität der Batteriezelle durch den Hersteller verwenden. Dies kann z. B. in Verbindung mit z. B. solchen Anwendungen wie Kamerabatterien, mobilen Handgeräten und anderen batteriebetriebenen elektronischen Vorrichtungen verwendet werden. Bei der Handhabung eines Batteriewechsels kann die Verwendung der Authentifizierung und eines Zählers jedoch unvollständig sein, z. B. wenn eine Batteriezelle gegen eine andere Batteriezelle ausgewechselt wird. Wenn ein Authentifizierungschip auf der Batterieschaltung zum Wiederverwenden mit einer neuen Batterie gewechselt wird, gibt es derzeit keinen Mechanismus, der einen solchen Wechsel erkennt. Der Authentifizierungschip wird den Akku authentifizieren, ist aber nicht in der Lage, zu identifizieren, dass eine Zelle durch eine neue Zelle ersetzt wurde. Ein Zähler, der die Nutzung der Batterie zählt und die Nutzung der Batterie stoppt, wenn ein bestimmter Zahlenwert erreicht wird, begrenzt die Nutzung auf einseitige Weise, wenn die Batterie jedoch gewechselt wurde, kann diese auch beim Erreichen des Zahlenwertes immer noch in einem guten Zustand sein.
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Das Batterierecycling kann herkömmlich sein und stattfinden, wenn eine Batterie wiederaufgearbeitet wird. Ein solches Recyceln kann auch mit einer neu hergestellten Batterie stattfinden. Eine Batteriezelle einer neu hergestellten Batterie kann gegen eine minderwertige Batterie gewechselt werden. Dies kann die Gefahr erhöhen, dass eine solche Batterie fehlschlägt, weil die gewechselte Batteriezelle eine Batteriezelle minderwertiger Qualität im Vergleich zu der Originalbatteriezelle sein kann und die Batteriezelle minderwertiger Qualität kann ein Sicherheitsrisiko für den Endnutzer und ein Qualitätsrisiko für das Produkt darstellen.
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Wenn die eingewechselte Zelle eine kleinere Kapazität aufweist, kann die Batterie während der Nutzung schneller zurückgehen, d. h. sie muss z. B. öfter aufgeladen werden. Ein schnellerer Batterierückgang kann zu einer Auswirkung auf die Produktqualität führen. Während des Aufladens unter raueren Temperaturen kann die Ladestromleistung einer Batterie, auch wenn es sich um eine neue Batterie handelt, abnehmen. Eine Batterie, die unter raueren Temperaturbedingungen aufgeladen wird, kann zu einer abschließenden Ladegrenze führen, welche die Feststoff-Elektro-Interphase der Batterie zwischen Kathode und Anode der Batterie beschädigen kann und der Selbstabbau kann zur Verbrennung der Batterie führen.
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Unterschiedliche Szenarien zum Wechseln einer Batteriezelle können verwendet werden. Diese unterschiedlichen Szenarien können als unterschiedliche Level bezeichnet werden. Zum Beispiel kann ein „Basic-Level“-Szenarium (oder einfach: Basic Level) nur das Wechseln des Akkus auf einer Platine (PWB) betreffen, die keine Authentifizierungsfunktion aufweist, z. B. die Schaltung auf der PWB weist keine Schaltungen zum Bereitstellen einer Authentifizierung auf. Ein anderes Szenarienlevel kann als „Second-Level“-Szenarium (oder einfach: Second Level) bezeichnet werden. In einem Beispiel kann das Second Level die Wiederverwendung einer PWB und das Entfernen einer alten Batteriezelle und Ersetzen davon durch eine neue Batteriezelle beinhalten. Mit anderen Worten kann das Wechseln auf Akku-Level stattfinden, das als Basic Level bezeichnet werden kann, oder auf dem Level einer oder mehrerer einzelner Zellen, was als Second Level bezeichnet werden kann. Es können auch andere Level verwendet werden. Verschiedene Recycling-Techniken wie hierin beschrieben können zum Schützen vor den unterschiedlichen Szenarien (oder Leveln) des Batteriewechsels verwendet werden, angefangen bei einfachen Schutzschemen bis hin zu komplizierten Schutzschemen wie hierin beschrieben.
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1 ist ein Blockdiagramm, das die unterschiedlichen Batteriezellen-Wechseltaktiken oder -techniken gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Beschreibung darstellt. Andere Batteriezellen-Wechseltaktiken wurden aufgrund von Versuchen des Recycelns durch Wechseln von Batteriezellen entwickelt. Für Batteriesysteme, die eine Batterieüberwachungsschaltung aufweisen, können einige Batteriewechseltechniken keine Schritte zum Bestimmen des Zustands der Batterieüberwachungsschaltung beinhalten. Zum Beispiel kann es sein, dass keine Schritte in solchen Techniken das Prüfen eines Zählers, der zum Nachverfolgen des Zustands der Batteriezelle(n) des Batteriesystems oder der Schaltung vorgesehen sind, oder die Schaltung den Batteriezellenwechsel nicht überwacht. Solche Techniken können als „unintelligent“ bezeichnet werden. Beispiele sind „Dummy Swap 1“ und „Dummy Swap 2“. Im ersten Beispiel, dem „Dummy Swap 1“, kann eine Batterie von einer alten Batterie des gleichen Modells für ein neues Telefon aufgeladen werden. Im zweiten Beispiel, dem „Dummy Swap 2“, kann eine alte Batteriezelle von einer Leiterplatte abgelötet werden und eine neue Batterie auf die Leiterplatte anstelle der alten Batterie angelötet werden. In einigen Beispielen können die Batterien punktgeschweißt statt gelötet werden. Entsprechend kann in einigen Beispielen eine alte Batteriezelle von einer Leiterplatte entfernt werden und eine neue Batterie auf die Leiterplatte anstelle der alten Batterie punktgeschweißt werden.
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Für Batteriesysteme, die eine Batterieüberwachungsschaltung aufweisen, können einige Batteriewechseltechniken Schritte zum Bestimmen des Zustands der Batterieüberwachungsschaltung beinhalten. Einige Beispiele können beinhalten, dass die Schaltung den Batteriezellenwechsel überwacht. Solche Techniken können als „intelligent“ bezeichnet werden. Zum Beispiel kann ein erstes Beispiel für einen intelligenten Wechsel, den Intelligent Swap 1, den Lebensdauerzähler prüfen, um zu sehen, oder die verbleibende Lebensdauer-Zahl weiterhin hoch ist. Mit anderen Worten können einige Beispiele einen Zähler auslesen, der die Ereignisse in Zusammenhang mit dem Rückgang einer Batteriezelle oder Batteriezellen zählt, um zu schätzen, wie viel Leben der Batteriezelle bzw. den Batteriezellen bleibt. Der Zähler kann ausgelesen werden, um zu bestimmen, ob der Batteriezelle bzw. den Batteriezellen eine hohe Menge an Leben bleibt. Die alte Batteriezelle bzw. Batteriezellen können dann abgelötet oder anders entfernt werden, und die neue Batteriezelle bzw. Batteriezellen können dann anstelle der alten auf die Leiterplatte angelötet bzw. punktgeschweißt werden. In einem zweiten Intelligent Swap-Beispiel, dem Intelligent Swap 2, kann die Batterieleistung den Akkuklemmen (Batt+, Batt–) oder den Batteriezellenklemmen (CAP+, CAP–) zugeführt werden. Die alte Batteriezelle bzw. Batteriezellen können dann abgelötet oder anders entfernt werden und die neue Batteriezelle bzw. Batteriezellen können dann anstelle der alten Batteriezelle bzw. -zellen auf die Leiterplatte aufgelötet bzw. punktgeschweißt werden.
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In einem anderen Beispiel können der Intelligent Swap 1 und der Intelligent Swap 2 kombiniert werden. Zum Beispiel kann ein Intelligent Swap Level 1 plus Level 2 die Lebensdauer-Zahl prüfen, um zu sehen, ob die Lebensdauer-Zahl weiterhin hoch ist, und die Batterieleistung kann bei (CAP+, CAP–) oder (Batt+, Batt–) zugeführt werden. Die alte Batteriezelle bzw. Batteriezellen können dann abgelötet oder anders entfernt werden und die neue Batteriezelle bzw. Batteriezellen können dann anstelle der alten Batteriezelle bzw. -zellen auf die Leiterplatte aufgelötet bzw. punktgeschweißt werden.
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In einigen Beispielen kann aufgrund von Sicherheitsbedenken die Implementierung einer integrierten Schaltung (IC) auf einer Batterie-Leiterplatte (PCB) bevorzugt werden, sodass nicht alle Komponenten auf der Batterie-PCB kontinuierlich betrieben werden oder es ist ggf. nicht möglich, dass die Komponenten auf der Batterie-PCB kontinuierlich betrieben werden. Entsprechend besteht ggf. kein Bedarf an der Zuführung von Batterieleistung an CAP+, CAP– oder Batt+ oder Batt–, wenn die Batterie ersetzt wird. In einigen Beispielen kann der NVM-Zählwert umgangen werden, indem der Datenwert, der an den Host zurückgesendet wird, abgefangen wird.
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Wie hierin beschrieben können Ladekapazitätswerte wie nominelle volle Ladekapazitäts-(NFCC)-Werte verwendet werden. In einigen Beispielen können die Berechnungen zum Berechnen der Ladekapazitätswerte, wie die Berechnung zum Berechnen der NFCC, stark temperaturabhängig sein. Entsprechend muss, um die Veränderungen in der Ladekapazität über die Zeit präzise vergleichen zu können, die Temperatur berücksichtigt werden. Die berücksichtigten Temperaturen können der gesamte Temperaturbetriebsbereich der Batterie sein. Einige Beispiele können auch Temperaturen berücksichtigen, die über den Betriebstemperaturbereich der Batterie hinausgehen.
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Ein beispielhaftes Verfahren dieser Beschreibung stellt einen Weg zum Identifizieren des Batteriewechsels aufgrund des Recyclings bereit. Das beispielhafte Verfahren kann Qualitäts- und Sicherheitsrisiken der Batterieverwendung reduzieren. Das Verfahren kann die interne Charakteristik der Batterie zur Identifikation verwenden, wodurch es schwieriger sein kann, in einer neuen Batteriezelle oder -zellen gegen eine alte Batteriezelle oder -zellen ersetzt zu werden, weil die neue Batteriezelle bzw. -zellen im Allgemeinen andere Eigenschaften als die alte Batteriezelle oder Batteriezellen aufweist/aufweisen. Die gemessene Eigenschaft kann zellenintrinsisch sein. Zum Beispiel kann der Ladespeicher-Kapazitätslevel der Batterie(n) von Batterie zu Batterie unterschiedlich sein. Wenn eine Batterie verwendet wird, wird sich die Gesamtladekapazität, die gespeichert werden kann, im Allgemeinen über die Zeit, die Lade-/Entladezyklen oder über beide verändern. Allgemein würde in jedem Lade- oder Entladezyklus die Kapazität der Zelle leicht erschöpft.
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Beim Messen der Ladekapazität in jedem Lade-/Entladezyklus verändert sich diese Kapazität im Allgemeinen. Diese Veränderung des Kapazitätslevels kann einer Schaltung ermöglichen, die Veränderung in der Variation der Kapazität zu erkennen und zu entscheiden, ob die Batteriezelle die gleiche Batteriezelle (oder -zellen) oder eine neue Batteriezelle (oder -zellen) mit einem neuen Kapazitätslevel (oder -leveln) ist. Batteriezellen können einzeln oder als Teil einer Gruppe aus Batteriezellen gemessen werden. Wenn die Veränderung in der NFCC pro Zyklusladung als delta_NFCC bezeichnet wird und wenn delta_NFCC größer als ein vorbestimmter Veränderungsprozentsatz ist, kann die Batterie als eine andere Batterie angesehen werden. In einigen Beispielen kann die vorbestimmte Prozentsatzveränderung delta_NFCC von einem Prozentsatz zwischen 1 % und 20 %, z. B. 1%, 5%, 10%, 15% oder 20% verwendet werden. Andere Werte können in anderen Beispielen verwendet werden.
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2 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel eines Verschleppungseffekts der Kapazität der Batterie über eine Anzahl von Lade-/Entladezyklen gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Beschreibung zeigt. Eine grafische Linie 200 der NFCC-Messungen 210, 212, 214, 216 bei den Lade-/Entladezyklen 1, 3, 5 bzw. 7 für eine Originalbatterie ist in 2 dargestellt. Die schräg steigende Linie 202 zeigt, wie sich die NFCC verändern kann, wenn eine neue Batteriezelle installiert wird. Die zulässige NFCC-Traceregion 204 zeigt eine erwartete Bereichsregion, in der die gemessene NFCC für die Originalbatterie voraussichtlich liegt. Die zulässige NFCC-Traceregion 204 kann auf einem bestimmten verwendeten Batteriezellentyp oder -typen basieren. Eine obere Grenze 206 der zulässigen NFCC-Traceregion 204 und eine untere Grenze 208 der zulässigen NFCC-Traceregion sind in 2 dargestellt. Die obere Grenze 206 der zulässigen NFCC-Traceregion kann eine horizontale Linie in einigen Beispielen sein, die anzeigt, dass die NFCC allgemein nicht zunimmt, während die Batteriezelle altert oder geladen und entladen wird. Die gestrichelte Linie zwischen der oberen Grenze 206 und der unteren Grenze 208 in der zulässigen NFCC-Traceregion 204 zeigt eine mögliche Erweiterung der grafischen Linie 200 an, wenn eine Batteriezelle nicht ersetzt wurde. In einigen Beispielen kann die zulässige NFCC-Traceregion 204 ein vorbestimmter Prozentsatz sein. Der vorbestimmte Prozentsatz kann von den Lade-/Entladezyklen aus einer vorherigen Messung abhängig sein, von der Zeit der vorherigen Messung abhängig sein oder sowohl von den Lade-/Entladezyklen als auch der Zeit einer vorherigen Messung abhängig sein. Des Weiteren und während die X-Achse aus 2 die Lade-/Entladezyklen als allgemein periodisch auftretend darstellt, versteht es sich, dass die Zeit zwischen den Lade-/Entladezyklen variieren kann. Außerdem kann sich die Zeit unabhängig vom Laden und Entladen auf die Ladekapazität auswirken und das Laden und Entladen unabhängig von der Zeit auf die Kapazität auswirken. Daher kann die zulässige Traceregion 204 sowohl von Lade-/Entladezyklus als auch Zeit abhängig sein. In einigen Beispielen kann die Batteriekapazität auf etwa 50 % bis 70 % der Originalkapazität über 500 bis 700 Lade-/Entladezyklen abnehmen. Wie hierin beschrieben, kann die zulässige Traceregion auch von der Temperatur abhängig sein (in 2 nicht dargestellt). Entsprechend kann ein zulässiger Wertebereich für die NFCC von den Lade-/Entladezyklen, der Zeit und der Temperatur abhängig sein.
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Wie in 2 dargestellt, kann die NFCC der neuen Batterie, wie durch die schräg ansteigende Linie 202 dargestellt, nicht innerhalb der zulässigen Region 204 abfallen, die für die Batterie erwartet wird. Entsprechend scheint es, da die schräg ansteigende Linie 202 nicht in die zulässige Region 204 fällt, die für die Originalbatterie erwartet wird, dass eine neue Batterie installiert wurde. Daher stellt 2 ein Beispiel bereit, wie die NFCC für die Erkennung eines Einsatzes einer neuen Batterie verwendet werden kann, nämlich, wenn eine vorherige Batteriezelle oder -zellen aus einer Leiterplatte mit einer batteriebezogenen Schaltung entfernt werden und eine neue Batteriezelle oder -zellen anstelle der vorherigen Batteriezelle oder -zellen installiert werden.
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Es versteht sich, dass sich die Ausdrücke „alte Batterie“, „vorherige Batterie“ auf jede vorherige Batterie beziehen und sich im Allgemeinen auf die unmittelbar zuvor installierte Batterie auf einer Leiterplatte beziehen, weil z. B. die NFCC 200 für eine Originalbatterie, die mit der schräg ansteigenden Linie 202 verglichen wird, im Allgemeinen für die Batterie unmittelbar vor der neuen Batterie gilt. Es versteht sich ebenso, dass die NFCC-Daten für mehrere Batterien gespeichert und verglichen werden in Fällen, bei denen mehrere Batterien auf einer Leiterplatte, die ein Teil des Batteriesystems bildet, installiert oder davon entfernt werden.
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In einigen Ausführungsformen kann eine Messung basierend auf einer vorhandenen Batterie durchgeführt werden, um zu bestimmen, dass die NFCC-Verschleppungswerte berücksichtigt werden. Der Test kann mithilfe des gleichen Testverfahrens mehrfach durchgeführt werden und Veränderungen im NFCC-Level für unterschiedliche Zellen erkannt werden.
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Wie oben beschrieben, können Ladekapazitätswerte, wie beispielsweise nominelle volle Ladekapazitäts-(NFCC)-Werte stark temperaturabhängig sein. Entsprechend kann eine Reihe zulässiger Regionen 204 für verschiedene Temperaturen basierend auf der NFCC-Messung 216 bei einer bestimmten Temperatur bestimmt werden. Daher kann 2 im Allgemeinen ein Beispiel des Verschleppungseffekts der Batteriekapazität über eine Anzahl von Lade-/Entladezyklen für eine NFCC-Messung 216 bei einer ersten Temperatur T1 mit einer zulässigen Region 204 ebenfalls bei der ersten Temperatur T1 darstellen. Andere zulässige Werte der Ladekapazität nach der Messung 216 können für andere Temperaturen bestimmt werden.
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3 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel einer Batteriezellenkapazität vor und nach einem Zellenwechsel mit einer Zelle zeigt, die eingesetzt wird und volle Kapazität aufweist, gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Beschreibung; 3 zeigt die Zellen 71, 72, 74, die unter Einbeziehung eines Verschleppungspfades gemessen und berechnet werden. 3 zeigt auch einen Zellenwechsel, wobei eine neue Zelle zum Ersetzen einer älteren Zelle verwendet wird. In dem dargestellten Beispiel aus 3 besitzt die neue Zelle, die eingesetzt wird, volle Kapazität, d. h. 100 %. Wie in 3 dargestellt, nimmt die Kapazität der Zellen 71, 72 und 74 über die Anzahl von Zyklen von 100 % bis etwa 55 % ab. Der Zellenwechsel findet bei etwa 550 Zyklen statt, wenn die Kapazität der nicht ersetzten Zellen etwa 70 % beträgt. Dies führt zu einer Diskrepanz, weil drei der Zellen 71, 72 und 74 bei 70 % Kapazität liegen und bei den folgenden Zyklen weiter abfallen und die Zelle des Zellwechsels 100 % Kapazität besitzt, die in den folgenden Zyklen abfällt. Wie dargestellt, nimmt die NFCC mit dem Zellenwechsel zu.
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Zum Messen der Kapazität kann das Gesamtcoulomb der Ladungen der Batterie über einen Zeitraum gemessen werden. Die Lademessung kann als ein Verhältnis verwendet werden, um die Gesamtkapazität der Batterie zu projizieren. Diese projizierte Gesamtkapazität kann als eine Anzeige der Gesamtkapazität verwendet werden. Wie dargestellt, kann die projizierte Gesamtkapazität der Batterie über die Zeit zurückgehen.
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4 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte elektronische Vorrichtung 400 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Beschreibung darstellt. In einigen Beispielen kann die Batterieüberwachungsschaltung 402A, 402B und 402C eine oder mehrere Batterien 404 oder Batteriezellen 406 überwachen. Die Batterieüberwachungsschaltung 402A kann Teil eines Batteriesystems 408 sein, z. B. auf einer Leiterplatte 410, auf der die Batteriezelle oder -zellen 406 installiert ist bzw. sind. (In einigen Beispielen kann das Batteriesystem 408 von der elektronischen Vorrichtung 400 entfernbar sein.) Die Batterieüberwachungsschaltung 402 kann Teil einer Batterieträgerschaltung sein, die auf einer Leiterplatte 410 sein kann.
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In einigen Beispielen kann die Batterieüberwachungsschaltung 402B Teil der Batterieladeschaltung 412 sein. In anderen Beispielen kann die Batterieüberwachungsschaltung 402C Teil einer elektronischen Vorrichtung 400 sein, die von der überwachten Batteriezelle oder den Batteriezellen betrieben wird. Die Batterieüberwachungsschaltung 402C kann eine Leiterplatte sein, die separat von der Leiterplatte 410 ist, die eine oder mehrere Batteriezellen 406 aufweist. Außerdem können in anderen Beispielen eine Kombination der Schaltung in dem Batteriesystem 408, der Batterieladeschaltung und/oder elektronischen Vorrichtung 400, die von der überwachten Batteriezelle oder den Batteriezellen 406 betrieben wird, zum Implementieren einer oder mehrerer Aspekte der vorliegenden Beschreibung verwendet werden.
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Die Batterieüberwachungsschaltung 402 kann eine erste Messung an einer Batteriezelle durchführen, die an einem Ort installiert ist, um eine erste NFCC zu bestimmen. Wie oben beschrieben, kann in einigen Beispielen die Batterieüberwachungsschaltung 402A, 402B und 402C eine oder mehrere Batterien 404 oder Batteriezellen 406 überwachen. Die Batterieüberwachungsschaltung 402A kann Teil eines Batteriesystems 408 sein, z. B. auf einer Leiterplatte 410, auf der die Batteriezelle oder -zellen 406 installiert ist/sind. In einigen Beispielen kann das Batteriesystem 408 von der elektronischen Vorrichtung 400 entfernbar sein. Die Batterieüberwachungsschaltung 402 kann Teil einer Batterieträgerschaltung sein, die auf einer Leiterplatte 410 sein kann. In einigen Beispielen kann die Bestimmung eines NFCC-Wertes, z. B. des ersten NFCC-Wertes, auf einer NFCC-Berechnung basieren. Die NFCC-Berechnung kann eine Messung der Kapazität der Batterie bereitstellen. Die Gesamtladecoulomb der Batterie können über einen Zeitraum gemessen werden und können in der Berechnung des NFCC sein. Die Lademessung kann dann als ein Verhältnis verwendet werden, um die Gesamtkapazität der Batterie zu projizieren. Zum Beispiel können einige Systeme die Spannung über einen externen oder internen Widerstand messen. Mithilfe der Spannung in einem bekannten Widerstand kann der Strom bestimmt werden. Im Allgemeinen ist der Strom eine Annäherung. Die Präzision der Annäherung hängt davon ab, wie präzise die Spannung gemessen wird und wie präzise der Widerstand bekannt ist. Die Strommessung kann über die Zeit integriert werden, um die Gesamtladecoulomb der Ladung in die oder aus der Batterie zu bestimmen. Andere Strommesstechniken können zusätzlich oder anstelle der hierin beschriebenen verwendet werden.
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Die Batterieüberwachungsschaltung 402 kann einen Wertesatz für eine zulässige NFCC-Traceregion basierend auf der ersten NFCC und einer Anzahl von Lade-/Entladezyklen nach Durchführen einer ersten Messung bestimmen. Der Wertesatz entspricht allgemein einem Satz vorhergesagter möglicher Ladekapazitätswerte basierend auf der Anzahl von Lade-/Entladezyklen seit einer vorherigen Messung der Ladekapazität, z. B. Werte innerhalb der zulässigen NFCC-Traceregion 204, wie in Bezug auf 2 dargestellt.
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Die Batterieüberwachungsschaltung 402 kann auch eine zweite Messung an einer Batteriezelle durchführen, die an dem Ort installiert ist, um eine zweite NFCC zu bestimmen. Wie oben mit Bezug auf die Messung der ersten NFCC beschrieben, kann in einigen Beispielen die Bestimmung eines NFCC-Wertes, z. B. des zweiten NFCC-Wertes, auf einer NFCC-Berechnung basieren. Die NFCC-Berechnung kann eine Messung der Kapazität der Batterie bereitstellen. Die Gesamtladecoulomb der Batterie können über einen Zeitraum gemessen werden und können in der Berechnung des NFCC sein. Die Lademessung kann dann als ein Verhältnis verwendet werden, um die Gesamtkapazität der Batterie zu projizieren.
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Die Batterieüberwachungsschaltung 402 kann die zweite NFCC mit der zulässigen NFCC-Traceregion vergleichen, um zu bestimmen, ob die zweite NFCC innerhalb des Wertesatzes liegt, der für die zulässige NFCC-Traceregion zu erwarten ist. Wie oben beschrieben, kann der Wertesatz allgemein einem Satz vorhergesagter möglicher Ladekapazitätswerte basierend auf der Anzahl von Lade-/Entladezyklen seit einer vorherigen Messung der Ladekapazität, z. B. Werte innerhalb der zulässigen NFCC-Traceregion 204, wie in Bezug auf 2 dargestellt, entsprechen.
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Die Batterieüberwachungsschaltung 402 kann bestimmen, dass die an dem Ort zu einem Zeitpunkt der zweiten Messung installierte, dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist, wenn die zweite NFCC ein Wert innerhalb des Satzes zulässiger Werte der NFCC-Traceregion ist, und dass die an dem Ort zum Zeitpunkt der zweiten Messung installierte, nicht dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist, wenn die zweite NFCC kein Wert innerhalb des Satzes der zulässigen Werte der NFCC-Traceregion ist. Mit anderen Worten kann die Batterieüberwachungsschaltung 402 basierend auf dem Vergleich bestimmen, dass ein Wechsel stattgefunden hat. Einige beispielhafte Implementierungen können eine Grenze der Batteriezellenladung, der Batteriezellenentladung oder von beiden basierend auf der Bestimmung, dass die an dem Ort zum Zeitpunkt der zweiten Messung installierte Batteriezelle ist, nicht dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist, setzen.
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In einigen Beispielen kann die Batterieüberwachungsschaltung 402 eine Authentifizierung nach dem Bestimmen durchführen, dass die an dem Ort zu einem Zeitpunkt der zweiten Messung installierte die Batteriezelle 406 nicht dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle 406 ist, um zu authentifizieren, dass die Batteriezelle an dem Ort zum Zeitpunkt der zweiten Messung eine Batterie ist, die von dem Hersteller zugelassen wird, um an dem Ort installiert zu werden. In einer beispielhaften Authentifizierung kann das System 402 nach dem Systemstart oder bei einer periodischen Überprüfung eine Authentifizierungsaufforderung an die Batteriezelle 406 senden. Die Authentifizierungsaufforderung kann innerhalb eines anderen Betriebs des Systems 402 gesendet werden. Die Batteriezelle 406 kann eine Authentifizierungsantwort an das System 402 zurücksenden, z. B., wenn die Batteriezelle 406 eine authentische Batterie ist, wie eine Batteriezelle 406 des Herstellers. Wenn die Batteriezelle 406 authentisch ist, kann das System 402 die Batterie nach Validieren der Authentifizierungsantwort als echt erkennen. In einigen Beispielen können die Aufforderung und Antwort ein einzelner Authentifizierungsschritt sein oder können eine Kombination aus mehreren Zyklus-Authentifizierungsschritten sein. Das Verfahren der Authentifizierung kann auch so durchgeführt werden, dass das System 402 einen Datenstrom aus der Batteriezelle 406 erhält, der von einem Schlüssel verschlüsselt ist (oder Parametern), der auf dem System 402 oder in der authentischen Batterie 406 gespeichert ist. Der Schlüssel kann z. B. nur dem Batteriehersteller bekannt sein. Das System 402 kann den Datenstrom mit dem Schlüssel (oder den Parametern) regenerieren, die in dem System 402 gespeichert sind, und prüfen, um zu bestimmen, dass die Daten zum Bestimmen der Echtheit der Batterie 406 übereinstimmen. Dies ist eine beispielhafte Authentifizierung. Andere Authentifizierungsverfahren können auch verwendet werden, um zu bestimmen, ob eine Batteriezelle 406 authentisch ist.
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In einigen Beispielen kann die Batterieüberwachungsschaltung 402 die Batterieüberwachungsschaltung zurücksetzen nach dem Bestimmen, dass die zu einem Zeitpunkt an dem Ort der zweiten Messung installierte Batteriezelle, nicht dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist. In einigen Beispielen kann die Batterieüberwachungsschaltung die Batterieüberwachungsschaltung nur dann zurücksetzen, wenn die an dem Ort zu einem Zeitpunkt der zweiten Messung installiert Batteriezelle, eine Batterie ist, die von dem Hersteller zum Installieren an dem Ort zugelassen ist.
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In einigen Beispielen kann die Batterieüberwachungsschaltung einen Benutzer basierend auf der Bestimmung benachrichtigen, dass die an dem Ort zu einem Zeitpunkt der zweiten Messung installierte Batteriezelle, nicht dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist.
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In einigen Beispielen kann die Batterieüberwachungsschaltung eine mobile Vorrichtung, in der die überwachte Batterie installiert ist, basierend auf der Bestimmung deaktivieren, dass die an dem Ort zu einem Zeitpunkt der zweiten Messung installierte Batteriezelle, nicht dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist.
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In einigen Beispielen kann die Batterieüberwachungsschaltung eine Nachricht an ein Dienstzentrum basierend auf der Bestimmung senden, dass die an dem Ort zu einem Zeitpunkt der zweiten Messung installierte Batteriezelle, nicht dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist.
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In einigen Beispielen kann die Batterieüberwachungsschaltung ein Flag basierend auf der Bestimmung setzen, dass die an dem Ort zu einem Zeitpunkt der zweiten Messung installierte Batteriezelle, nicht dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist.
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In einigen Beispielen kann die Batterieüberwachungsschaltung eine Anzeige in einem Speicher speichern, wenn bestimmt wurde, dass die an dem Ort zu einem Zeitpunkt der zweiten Messung installierte Batteriezelle, nicht dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist.
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5 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Erkennen des Recycelns der Batterieüberwachungsschaltung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Beschreibung darstellt. In einigen Beispielen kann das Beispielverfahren in der Batterieüberwachungsschaltung 402 aus 4 implementiert werden. In dem Beispiel aus 5 zeigt die variable NFCC den aktuellsten gemessenen oder berechneten NFCC-Wert an. Die Variabel NFCC_THRS zeigt einen gespeicherten NFCC-Wert von einem früher gemessenen NFCC-Wert an. Zum Beispiel zeigt mit erneuter Bezugnahme auf 2 die grafische Linie 200 der NFCC-Messungen 210, 212, 214, 216 der Lade-/Entladezyklen 1, 3, 5 bzw. 7 an, ob die Variabel NFCC eine Messung 214 der NFCC bei Lade-/Entladezyklus 5 in 2 anzeigt, NFCC-THRS kann eine zuvor gespeicherte Messung 212 der NFCC von Lade-/Entladezyklus 3 in 2 sein.
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Außerdem zeigt in dem Beispiel aus 5 die Variabel Trace_Reg_HI eine Abhängigkeit des Lade-/Entladezyklus, der Zeit oder beider an, die verwendet werden kann, um eine obere Grenze 206 der zulässigen NFCC-Traceregion 204 zu bestimmen. Trace_Reg_LW zeigt eine Abhängigkeit des Lade-/Entladezyklus, der Zeit oder beider an, die verwendet werden kann, um eine untere Grenze 208 der zulässigen NFCC-Traceregion 204 zu bestimmen.
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Wie in dem beispielhaften Verfahren aus 5 dargestellt, kann die Batterieüberwachungsschaltung 402 dem Fluss bei Erkennung des Batterie-Recycelns schätzen. Die Batterieüberwachungsschaltung 402 startet eine NFCC-Berechnung. In einigen Beispielen kann eine NFCC-Messung als Teil der NFCC-Berechnung (500) durchgeführt werden.
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In dem dargestellten Beispiel aus 5 kann nach einer abgeschlossenen Berechnung der NFCC die Batterieüberwachungsschaltung 402 eine Prüfung durchführen, um zu bestimmen, ob der berechnete NFCC-Wert geringer als der vorherige NFCC-Wert ist, der in einem Speicher gespeichert werden kann. Zum Beispiel kann nach jeder abgeschlossenen Berechnung der NFCC die Batterieüberwachungsschaltung 402 eine NFCC-Messung oder NFCC-Berechnung mit einer zulässigen NFCC-Traceregion 204 vergleichen.
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Die NFCC kann mit dem Produkt von Trace_Reg_HI × NFCC_THRS verglichen werden, um zu bestimmen, ob die NFCC geringer als das Produkt von NFCC-THRS × Trace_Reg_HI (502) ist. Die hohe dargestellte Grenze, d. h. Trace_Reg_HI, kann in der Nähe eines Wertes „1“ sein, ist aber im Allgemeinen nicht gleich 1, weil die meisten Implementierungen eine Fehlertoleranz bei der Berechnung von NFCC_THRS bereitstellen oder Variationen bei den Messungen z. B. aufgrund der Instrumentenvariation auftreten. Außerdem kann in einigen Beispielen NFCC_THRS eine zuvor gemessene NFCC mit einer zusätzlichen Menge zum Bereitstellen einer Messtoleranz oder Instrumentenvariation sein. Das Produkt von Trace_Reg-HI × NFCC_THRS stellt die obere Grenze 206 der zulässigen NFCC-Traceregion 204 bereit. Wie oben beschrieben, kann der NFCC-THRS ein zuvor gemessener NFCC-Wert sein und der Wert Trace_Reg_HI kann von der Anzahl von Lade-/Entladezyklen abhängig sein, welche die getestete Batteriezelle durchlaufen hat. Trace_Reg_HI kann ein Vielfaches bereitstellen, das zum Schätzen oder Bereitstellen der oberen Grenze 206 der zulässigen NFCC-Traceregion 204 verwendet werden kann. Wenn ein gemessener oder geschätzter NFCC-Wert größer als NFCC-THRS × Trace_Reg_HI ist, kann die geschätzte obere Grenze 206 der zulässigen NFCC-Traceregion 204 eine Anzeige dafür sein, dass eine neue Zelle auf einer bestehenden alten PCB ausgewechselt wurde. Wenn des Weiteren ein NFCC-Wert größer als NFCC_THRS × Trace_Reg_HI ist oder anders gesagt, wenn NFCC nicht kleiner als NFCC_THRS × Trace_Reg_HI ist, ist der NFCC-Wert über der oberen Grenze 206 der zulässigen NFCC-Traceregion 204 und NFCC_SWAP_DET kann auf „true (wahr)“ gesetzt werden (506).
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NFCC_SWAP_DET kann eine logische Variabel sein. Logische Variablen können auf „true“ oder „false“ (falsch) gesetzt werden. In einigen Beispielen kann „true“ für eine logische „1“ oder „hoch“ in einer aktiven hohen logischen Implementierung stehen oder „true“ kann für eine logische „0“ oder „niedrig “ in einer aktiven niedrigen logischen Implementierung stehen. Es versteht sich, dass die Verwendung entweder einer höheren oder einer niedrigeren Spannungsstufe zum Repräsentieren eines logischen Zustands arbiträr ist. Zum Beispiel kann eine höhere Spannung, z. B. etwa 2 bis 5 Volt in einer Transistor-Transistor-Logik (TTL) einen logischen Wert „1“ für eine aktive hohe Implementierung repräsentieren und eine geringere Spannung, z. B. etwa 0 bis 0,8 Volt in der TTL kann eine Logik „0“ repräsentieren. In einem aktiven niedrigen Beispiel kann eine höhere Spannung jedoch einen logischen Wert „0“ repräsentieren und eine geringere Spannung kann eine Logik „1“ repräsentieren.
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Wenn die NFCC geringer als NFCC_THRS × Trace_Reg_HI ist, zeigt dies an, dass NFCC unter der oberen Grenze 206 der zulässigen NFCC-Traceregion 204 ist und innerhalb oder unter die zulässige NFCC-Traceregion 204 fallen kann. Entsprechend prüft, wenn NFCC geringer als NFCC_THRS × Trace_Reg_HI ist, die Batterieüberwachungsschaltung 402, ob die NFCC größer als NFCC_THRS × Trace_Reg_LW (504) ist. NFCC_THRS × Trace_Reg_LW kann verwendet werden, um die untere Grenze 208 der zulässigen NFCC-Traceregion 204 zu bestimmen. Wie oben beschrieben, kann Trace_Reg_LW von einer Anzahl von Lade-/Entladezyklen, welche die Zelle durchlaufen hat, und von der Zeit oder von beiden, Lade-/Entladezyklen und Zeit abhängig sein.
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Wenn NFCC geringer als NFCC_THRS × Trace_Reg_HI und NFCC höher als NFCC_THRS × Trace_Reg_LW ist, zeigt dies an, dass eine neue Zelle mit einer sehr viel geringeren Kapazität auf einer vorhandenen alten PCB ausgewechselt wurde.
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Basierend auf dem Vergleich von NFCC und NFCC_TRHS × Trace_Reg_LW (504), wenn NFCC geringer als NFCC_THRS × Trace_Reg_HI und NFCC geringer als NFCC_THRS × Trace_Reg_LW ist, zeigt dies an, dass der gemessene NFCC-Wert unterhalb der zulässigen NFCC-Traceregion 204 ist und es ist wahrscheinlich, dass eine neue Zelle, die eine sehr viel geringere Kapazität aufweist, auf einer vorhandenen PCB ausgewechselt wurde und NFCC_SWAP_DET kann auf „true“ (506) gesetzt werden. Wenn NFCC geringer als NFCC_TRHS × Trace_Reg_HI und NFCC höher als NFCC_THRS × Trace_Reg_LW ist, zeigt dies an, dass der gemessene NFCC-Wert innerhalb der zulässigen NFCC-Traceregion 204 liegt und am Ende jeder Berechnung die Batterieüberwachungsschaltung 402 den Wert von NFCC_THRS mit dem neu gemessenen NFCC-Wert (508) aktualisieren kann.
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Die volle Ladekapazität ist in der Smart Battery Data Specification, Revision 1.1 vom 11. Dezember 1998 und vom 19. Mai 2014 erläutert, die unter 5.1.17 bei http://sbs-fo-rum.org/specs/sbdat110.pdf erhältlich ist. Wie hierin erläutert, stellt eine Funktion, die FullChargeCapacity() (0 × 10) die Kapazitätsdateninformationen bereit, die zusammen mit einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Beschreibung verwendet werden können.
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Zum Beispiel ergibt die FullChargeCapacity()(0 × 10)-Funktion die vorhergesagte Akkukapazität, wenn dieser vollständig aufgeladen ist. Der FullChargeCapacity()-Wert kann in Strom (z. B. mAh bei einer C/5-Entladungsrate) oder Leistung (z. B. 10 mWh bei P/5-Entladungsrate) je nach der Batteriemoduseinstellung für ein Kapazitätsmodenbit ausgedrückt werden. Ein Zweck der FullChargeCapacity()-Funktion ist es, einem Benutzer ein Mittel zum Verstehen der „Tankgröße“ einer Batterie bereitzustellen. Diese Information kann zusammen mit Informationen über die Originalkapazität der Batterie dem Benutzer als Anzeige des Batterieverschleißes dargelegt werden.
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Die Ausgabe kann eine ungezeichnete ganze Zahl sein, die eine geschätzte volle Ladekapazität in z. B. mAh oder 10 mWh sein kann. Es versteht sich, dass die Schätzungen für eine oder mehrere Zellen eines Akkus gemacht werden können. In einigen Beispielen gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Beschreibung können einzelne Batteriezellen überwacht werden, um zu bestimmen, ob eine oder mehrere der einzelnen Zellen gewechselt wurden. In anderen Beispielen kann eine Gesamtkapazität einer Gruppe von Zellen überwacht werden, um zu bestimmen, ob eine oder mehrere der Batteriezellen innerhalb der Gruppe gewechselt wurden. Einige Batteriesysteme können eine Zelle, eine Gruppe aus Zellen oder mehrere Gruppen aus Batteriezellen einschließen. Gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Beschreibung können Zellen auf dem Level einer einzelnen Batteriezelle oder auf dem Level einer Gruppe von Batteriezellen überwacht werden.
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Ein Produkt, das die FullChargeCapacity()-Funktion einschließt, kann zum Schätzen der nominalen Volladekapazitätsparameter zum Erkennen des Batteriewechsels verwendet werden, d. h. eine oder mehrere Batteriezellen, werden gewechselt oder gegen eine andere Batteriezelle oder Batteriezellen ersetzt, wodurch eine zusätzliche Erweiterung zur Überwachung des Batteriewechselproblems bereitgestellt wird. Der Batteriewechsel ist ein Problem und die Authentifizierungslösung mit einem Lebensdauer-Zähler, die hierin beschrieben wurde, deckt die Erkennung nicht vollständig ab, entsprechend können zusätzliche hierin beschriebene Funktionsmerkmale verwendet werden.
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Eine andere interne Batteriecharakteristik, die überwacht werden und von Nutzen sein kann, ist die interne Impedanz der Batterie. Die Impedanzveränderungen im Hinblick auf Strom und Ladezyklen können sehr viel härter sein, um zuverlässig als ein Verfahren zum Erkennen des Batteriewechsels als eine Form der Erkennung verwendet zu werden.
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6 ist ein weiteres Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Erkennen des Recycelns der Batterieüberwachungsschaltung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Beschreibung darstellt. Die Batterieüberwachungsschaltung 402 kann eine erste Messung an einer Batteriezelle durchführen, die an einem Ort zum Bestimmen einer ersten NFCC (600) installiert ist. Wie oben beschrieben, kann in einigen Beispielen die Batterieüberwachungsschaltung 402A, 402B und 402C eine oder mehrere Batterien 404 oder Batteriezellen 406 überwachen. Die Batterieüberwachungsschaltung 402A kann Teil eines Batteriesystems 408 sein, z. B. auf einer Leiterplatte 410, auf der die Batteriezelle oder -zellen 406 installiert ist bzw. sind. In einigen Beispielen kann das Batteriesystem 408 von der elektronischen Vorrichtung 400 entfernbar sein. Die Batterieüberwachungsschaltung 402 kann Teil einer Batterieträgerschaltung sein, die auf einer Leiterplatte 410 sein kann. In einigen Beispielen kann die Bestimmung eines NFCC-Wertes, z. B. des ersten NFCC-Wertes, auf einer NFCC-Berechnung basieren. Die NFCC-Berechnung kann eine Messung der Kapazität der Batterie bereitstellen. Die Gesamtladecoulomb der Batterie können über einen Zeitraum gemessen werden und können in der Berechnung des NFCC sein. Die Lademessung kann dann als ein Verhältnis verwendet werden, um die Gesamtkapazität der Batterie zu projizieren.
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Die Batterieüberwachungsschaltung 402 kann einen Wertesatz für eine zulässige NFCC-Traceregion basierend auf der ersten NFCC und einer Anzahl von Lade-/Entladezyklen nach dem Durchführen der ersten Messung (602) bestimmen. Der Wertesatz entspricht allgemein einem Satz vorhergesagter möglicher Ladekapazitätswerte basierend auf der Anzahl von Lade-/Entladezyklen seit einer vorherigen Messung der Ladekapazität, z. B. Werte innerhalb der zulässigen NFCC-Traceregion 204, wie in Bezug auf 2 dargestellt.
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Die Batterieüberwachungsschaltung 402 kann auch eine zweite Messung an einer Batteriezelle durchführen, die an einem Ort zum Bestimmen einer zweiten NFCC (604) installiert ist. Wie oben mit Bezug auf die Messung der ersten NFCC beschrieben, kann in einigen Beispielen die Bestimmung eines NFCC-Wertes, z. B. des zweiten NFCC-Wertes, auf einer NFCC-Berechnung basieren. Die NFCC-Berechnung kann eine Messung der Kapazität der Batterie bereitstellen. Die Gesamtladecoulomb der Batterie können über einen Zeitraum gemessen werden und können in der Berechnung des NFCC sein. Die Lademessung kann dann als ein Verhältnis verwendet werden, um die Gesamtkapazität der Batterie zu projizieren.
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Die Batterieüberwachungsschaltung 402 kann die zweite NFCC mit der zulässigen NFCC-Traceregion (606) vergleichen, um zu bestimmen, ob die zweite NFCC innerhalb des Wertesatzes liegt, der für die zulässige NFCC-Traceregion zu erwarten ist.
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Wie oben beschrieben, kann der Wertesatz allgemein einem Satz vorhergesagter möglicher Ladekapazitätswerte basierend auf der Anzahl von Lade-/Entladezyklen seit einer vorherigen Messung der Ladekapazität, z. B. Werte innerhalb der zulässigen NFCC-Traceregion 204, wie in Bezug auf 2 dargestellt, entsprechen.
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Die Batterieüberwachungsschaltung 402 kann bestimmen, dass die an dem Ort zum Zeitpunkt der zweiten Messung installierte Batteriezelle dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist, wenn die zweite NFCC ein Wert innerhalb des Satzes zulässiger Werte der NFCC-Traceregion ist, und dass die an dem Ort zum Zeitpunkt der zweiten Messung installierte Batteriezelle nicht dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist, wenn die zweite NFCC kein Wert innerhalb des Satzes für zulässige Werte der NFCC-Traceregion ist. Mit anderen Worten kann die Batterieüberwachungsschaltung 402 basierend auf dem Vergleich (608) bestimmen, dass ein Wechsel stattgefunden hat. Einige beispielhafte Implementierungen können eine Grenze der Batteriezellenladung, der Batteriezellenentladung oder von beiden basierend auf der Bestimmung, dass die an dem Ort zum Zeitpunkt der zweiten Messung installierte Batteriezelle nicht dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist, setzen.
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Einige Beispiele gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Beschreibung beziehen sich auf ein nicht transitorisches computerlesbares Speichermedium, das Anweisungen speichert, die nach Ausführung durch einen oder mehrere Prozessoren den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlassen, eine ersten Messung an einer Batteriezelle durchzuführen, die an einem Ort installiert ist, um eine erste NFCC zu bestimmen, einen Wertesatze einer zulässigen NFCC-Traceregion basierend auf der ersten NFCC und einer Anzahl von Lade-/Entladezyklen nach Durchführen der ersten Messung zu bestimmen, eine zweite Messung an einer Batteriezelle, die an dem Ort installiert ist, durchzuführen, um eine zweite NFCC zu bestimmen, die zweite NFCC mit der zulässigen NFCC-Traceregion zu vergleichen und zu bestimmen, dass die an dem Ort zum Zeitpunkt der zweiten Messung installierte Batteriezelle dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist, wenn die zweite NFCC ein Wert innerhalb des Wertesatzes für eine zulässige NFCC-Traceregion ist, und dass die an dem Ort zum Zeitpunkt der zweiten Messung installierte Batteriezelle nicht dieselbe, wie die an dem Ort zum Zeitpunkt der ersten Messung installierte Batteriezelle ist, wenn die zweite NFCC kein Wert innerhalb des Wertesatzes für eine zulässige NFCC-Traceregion ist.
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Zum Beispiel kann ein computerlesbares Speichermedium Teil eines Computerprogrammprodukts sein, das Verpackungsmaterialien einschließen kann. Ein computerlesbares Speichermedium kann ein Computerdaten-Speichermedium wie ein Direktzugriffsspeicher (RAM), synchroner dynamischer Direktzugriffsspeicher (SDRAM), Nurlese-Speicher (ROM), nicht flüchtiger Direktzugriffsspeicher (NVRAM), elektrisch löschbarer, programmierbarer Nurlese-Speicher (EEPROM), Flash-Speicher, magnetische oder optische Datenspeichermedien und dergleichen einschließen. Ein computerlesbares Speichermedium kann ein nicht transitorisches Computerdaten-Speichermedium umfassen. Die Techniken können zusätzlich oder alternativ mindestens teilweise durch ein computerlesbares Kommunikationsmedium ausgeführt werden, das Code in Form von Anweisungen oder Datenstrukturen trägt oder kommuniziert, der von einem Computer aus zugänglich ist, gelesen und/oder ausgeführt werden kann. Das computerlesbare Speichermedium kann Anweisungen speichern, die nach Ausführung durch einen oder mehrere Prozessoren veranlassen, dass der eine oder die mehreren Prozessoren einen oder mehrere Aspekte dieser Beschreibung durchführen.
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Der Code oder die Anweisungen können durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden, wie z. B. einen oder mehrere DSP, Allzweck-Mikroprozessoren, ASIC, feldprogrammierbare logische Arrays (FPGA) oder andere äquivalente integrierte oder diskrete logische Schaltungen. Entsprechend kann sich der Ausdruck „Prozessor“ wie hierin beschrieben auf jede beliebige der vorstehenden Strukturen oder auf jede andere Struktur beziehen, die zur Implementierung der hierin beschriebenen Techniken geeignet sind. Außerdem kann in einigen Aspekten die Funktionsweise, die hierin beschrieben wurde, innerhalb dedizierter Softwaremodule oder Hardwaremodule bereitgestellt werden. Die Beschreibung berücksichtigt auch jede Variante von integrierten Schaltungsvorrichtungen, die Schaltungen zum Implementieren einer oder mehrerer in dieser Beschreibung beschriebenen Techniken einschließen. Solche Schaltungen können in einem einzelnen IC-Chip oder in mehreren, miteinander interagierenden IC-Chips in einem sogenannten Chipset bereitgestellt werden. Solche integrierten Schaltungsvorrichtungen können in verschiedenen Anwendungen verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://sbs-fo-rum.org/specs/sbdat110.pdf [0062]
