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GEBIET DER ANMELDUNG
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Die
vorliegende Anmeldung betrifft im Allgemeinen Batterien. Insbesondere
betrifft die vorliegende Anmeldung ein genaues Berichten der Kapazität einer
Batterie.
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HINTERGRUND DER ANMELDUNG
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Viele
mobile Berechnungs- und Kommunikationsvorrichtungen sind angewiesen
auf standardmäßige Batteriezellen
zum Vorsehen der Energie, mit der gearbeitet wird. Obwohl wegwerfbare
Batteriezellen, wie alkalische Zellen, eine weithin bekannte und zuverlässige Technologie
sind, ist es in solchen mobilen Vorrichtungen gebräuchlich,
wiederaufladbare Batteriezellen einzusetzen. Diese wiederaufladbaren Batterien
hängen
ab von einer Anzahl von bekannten Zelltypen, einschließlich Ni-Cad,
Ni-MH und Li-Ion-Zellen. Alle diese Zellen sind Fachleuten bekannt,
wie auch einige ihrer Mängel.
Einer der bekannten Mangel der oben erwähnten wiederaufladbaren Batteriezellen
betrifft die Tatsache, dass jede Batterie eine begrenzte Lebensdauer
hat, die in Wiederaufladungszyklen gemessen werden kann. Der Prozess
eines Ladens und Entladens der Zelle beschädigt die Ladungsspeicher-Fähigkeiten
der Zelle, wodurch das gespeicherte Potential, das gewöhnlich in
mA-Stunden gemessen wird, mit der Lebensdauer der Batterie abzunehmen.
Wie die Fähigkeit
abnimmt, eine Ladung zu speichern, so auch die Brauchbarkeit der
Batterie. Die Lebensdauer der Batterie kann drastisch beschränkt werden
durch unsachgemäßes Laden
oder Über-Entladen
der Batterie. Als ein Ergebnis aus diesen Mängeln ist es entscheidend,
dass ein Benutzer die Kapazität
einer Batterie sowohl vor als auch während der Benutzung feststellen
kann.
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Eine
Technik nach dem Stand der Technik für ein Berichten der Batteriekapazität beruht
auf dem Coulomb-Zähler.
Das Prinzip der Operation bei einem Coulombzählen ist ein Berechnen des
Unterschieds zwischen den Coulomb, die in eine Batterie eingeführt werden,
und den Coulomb, die aus der Batterie heraus genommen werden. Die
Kapazität der
Batterie wird dann berichtet durch Vergleichen der Coulomb-Anzahl
relativ zu einem Referenz-Coulomb-Zählwert, der einer maximalen
Batteriekapazität
entspricht. Wenn zum Beispiel die Coulomb-Anzahl einer Batterie
die Hälfte
des Referenzwerts ist, wird die Batteriekapazität mit 50 Prozent berichtet. Obgleich
der Coulomb-Zähler
ein Berichten der Batteriekapazität adressiert, kann er einige
Probleme haben. Erstens kann die berichtete Kapazität nicht von
Bedeutung sein, wenn kein genauer Referenz-Coulomb-Zählwert bekannt
ist, der einer maximalen Batteriekapazität entspricht. Außerdem kann es
mit einem Coulomb-Zähler
schwierig sein, eine genaue Referenz-Coulomb-Anzahl zu halten, besonders
wenn eine Batteriekapazität über die
Lebensdauer der Batterie abnimmt. Weiter kann es mit einem Coulomb-Zähler notwendig
sein, die aktuelle Batteriekapazität zu kennen vor dem Beginn
der Coulomb-Zählung.
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Eine
Beschränkung
des Coulomb-Zähl-Prinzips
ist, dass sie nicht auf das Berichten der Kapazität einer
Batterie einer anfangs unbekannten Batteriekapazität anwendbar
sein kann: wenn die Kapazität
einer Batterie berichtet werden soll unter Verwendung des Coulomb-Zähl-Systems
und Verfahrens, ist es möglich,
dass die Batterie aus ihrem unbekannten Kapazitätszustand zu entweder einem
vollständig geladenen
100-Prozent-Batteriekapazitätszustand oder
zu einem vollständig
entladenen 0-Prozent-Kapazitätszustand
gebracht werden muss, bevor die Coulomb-Zählung verwendet werden kann.
Da der Zustand der Batterie an einem bestimmten Punkt unbekannt
ist, ist der einzige Weg, um die Batterie auf eine 100%-Kapazität zu laden,
konstant über
eine längere
Zeit eine Ladung vorzusehen. Dies kann zu einem Überladen der Zelle führen, von
dem bekannt ist, dass es die Speicher-Fähigkeit der Zelle beschädigt. Andererseits,
um zu garantieren, dass die Zelle bei 0%- Kapazität ist, muss die Zelle vollständig entladen
werden. Wiederaufladbare Batterien werden möglicherweise dauerhaft beschädigt durch übermäßiges Entladen.
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Weitere
praktische Beschränkungen
existieren bei Coulomb-Zähl-Techniken.
In der Praxis arbeitet ein Coulomb-Zählen durch Anwenden einer Integration über die
Zeit. Das Vorhandensein eines Offsets in einem Coulomb-Zähler kann
zu einer Ungenauigkeit der Coulomb-Zählung führen. Dies gilt auch für Batterien
mit einer angenommenen anfangs bekannten Batteriekapazität, und wird
verstärkt
mit jedem Wiederaufladungszyklus. Dies kann insbesondere zutreffen,
wenn die Batterie verwendet werden muss für eine lange Zeitspanne zwischen
Gelegenheiten, den Coulomb-Zähler
zurückzustellen.
Zum Beispiel in einer Batterie, die für 3 Wochen zwischen Ladungen
benutzt werden muss, können
auch kleine Offsets bei jedem Ladungszyklus akkumulieren, um zu
großen
Ungenauigkeiten der berichteten Kapazität zu werden.
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Andere
bekannte existierende Techniken des Berichtens der Batteriekapazität basieren
primär auf
dem Messen der Batteriespannung.
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Batterien
haben bekannte charakteristische Ladungs- und Entladungs-Kurven. 1 zeigt
ein Ladungs-Kurvenmodell 130 und ein Entladungs-Kurvenmodell 140 für eine Batterie.
Diese Kurven vergleichen eine Batteriespannung 110 mit
einem Kapazitätsprozentsatz 120 für eine wiederaufladbare
Batterie. Der Batteriekapazitätsprozentsatz 120 betrifft die
Batteriespannung 110 entweder in einem Entladungszustand,
gezeigt durch das Entladungs-Kurvenmodell 140, oder den
Ladungszustand, der durch das Ladungs-Kurvenmodell 130 gezeigt
wird. Dargestellt wird eine Vielzahl von Punkten, wie Punkt 132 auf
dem Ladungs-Kurvenmodell 130 und
Punkt 142 auf der Entladungs-Kurve. Eine Interpolation
kann verwendet werden, um Kapazitätswerte 120 für Spannungen 110 vorzusehen,
die zwischen Punkten liegen, für
die Werte bekannt sind. Unter Bezugnahme auf 1 wird das
Verhältnis
zwischen der Batteriespannung 110, dem Batterie-Ladungszustand und
der Kapazität 120 dargestellt
durch zwei Kurvenmodelle 130, 140. Das erste Kurvenmodell 130 entspricht
einem positiven Batterie-Ladungs-Strom oder Batterie-Ladungszustand,
und das zweite Kurvenmodell 140 entspricht einem negativen
Batterie-Ladungs-Strom oder Batterie-Entladungszustand.
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Wenn
sich die Batterie in einem Ladungszustand befindet, wird eine Ladungs-Kurve verwendet, die
dem Ladungszustand entspricht. Wenn die Batterie in einem Entladungszustand
ist, wird eine Entladungs-Kurve verwendet, die dem Entladungszustand entspricht.
Die Ladungs- und Entladungs-Kurven sind derart, dass, mit einem
Batteriespannungswert und einer Ladungs-Kurve oder einer Entladungs-Kurve,
es möglich
ist, einen entsprechenden Kapazitätswert von den Kurven zu erlangen.
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Obwohl
es möglich
ist, die Kapazität
einer Batterie festzustellen durch Messen der Spannung der Batterie
und Untersuchen der Kurven, sollte angemerkt werden, dass die Existenz
von zwei verschiedenen Kurven ein Problem darstellt. Wenn zum Beispiel
eine Batteriespannung 3.8 V ist und eine Strom- bzw. Energiequelle
wird zu diesem Zeitpunkt an die Batterie angeschlossen, gemäß den Entladungszustands-Kurven,
gibt es einen abrupten Abfall der berichteten Batteriekapazität von 52%
auf 17%. Das berichtete Resultat ist nicht korrekt. Tatsächlich tritt
eine Batterie in eine Übergangsphase
P1 von Entladen zu Laden ein, wenn eine Strom- bzw. Energiequelle
angeschlossen wird, während
die Batterie am Entladen ist. Nach der Übergangsphase P1 geht die Batterie
in den Ladungszustand. Ähnlich,
wenn eine Energiequelle entfernt wird während des Ladens einer Batterie
zum Beispiel bei einer Batteriespannung von 3,9 V, gibt es einen
abrupten Anstieg der berichteten Batteriekapazität von 49% auf 71% basierend
auf der Ladungs-Kurve und der Entladungs-Kurve von 1.
Tatsächlich
tritt eine Batterie in eine Übergangsphase
P2 von Laden zu Entladen ein, wenn eine Energiequelle entfernt wird
während des
Ladens der Batterie. Nach der Übergangsphase P2
geht die Batterie in den Entladungszustand. Unter den obigen Umständen ist
das berichtete Resultat nicht korrekt, wenn die Entladungs- Kurve und die Ladungs-Kurve
von 1 verwendet werden, um die Batteriekapazität in den Übergangsphasen
zu berichten.
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US 2003/0008202 A1 sieht
ein Verfahren zur Bestimmung der verfügbaren Batteriekapazität einer Batterie
vor. In dem Verfahren werden eine Batteriespannung und ein aktueller
Ladungszustand der Batterie bestimmt. Diese bestimmten Werte werden dann
verwendet, um eine Ziel-Batteriekapazität zu bestimmen. Die bestimmte
Batteriekapazität
wird verglichen mit einer früheren
Batteriekapazität
und die Ziel-Batteriekapazität
wird angepasst, wenn der Vergleich nicht den bestimmten Ladungszustand
anzeigt. Ein Anpassen der Zielkapazität kann umfassen ein Ändern der
Zielkapazität
auf den Wert des früheren
Batteriekapazitätswerts
oder Ändern
der Zielkapazität
auf eine Kapazität,
die aus einem schnellen Übergang
zu der Zielkapazität
bestimmt wird. Auch kann ein Anpassen ein Ändern der Zielkapazität auf eine
Kapazität
umfassen, die aus einem langsamen Übergang zu der Zielkapazität bestimmt
wird, wenn die Zielkapazität
in einem Spielraum um die Kapazität der Batterie ist, als die
letzte Änderung
in dem Ladungszustand stattgefunden hat.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ANMELDUNG
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Die
vorliegende Anmeldung beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der
Kapazität
einer Batterie. Das Verfahren weist die Schritte auf des Bestimmens,
ob die Batterie in einer Übergangsphase
ist, wobei die Übergangsphase
stattfindet bei Verbindung der Batterie mit einer Strom- bzw. Energiequelle oder
einer Trennung der Batterie von einer Energiequelle. Dieser Bestimmungsschritt
umfasst ein Bestimmen, ob die Energiequelle von der Batterie getrennt
ist während
des Ladens der Batterie, oder ein Bestimmen, ob die Energiequelle
mit der Batterie verbunden ist während
des Entladen der Batterie. Bei der Bestimmung, dass die Batterie
in der Übergangsphase
ist, wird ein vorgegebenes Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell
gewählt.
Ferner wird die Batteriekapazität
bestimmt basierend auf dem vorgegebenen Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell,
wenn die Batterie in der Übergangsphase
ist. Das Übergangsphase- Batteriekapazitäts-Modell
modelliert eine gemessene Batteriekapazität während der Übergangsphase.
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Die
vorliegende Anmeldung beschreibt auch ein System für die Bestimmung
der Kapazität
einer Batterie. Das System kann umfassen eine Übergangsphase-Bestimmungsschaltung,
die betriebsfähig
mit der Batterie verbunden ist, um zu bestimmen, ob die Batterie
in einer Übergangsphase
ist, und eine Batteriekapazitäts-Bestimmungsschaltung,
die betriebsfähig
mit der Übergangsphase-Bestimmungsschaltung
verbunden ist zur Bestimmung – bei
Bestimmung, dass die Batterie in der Übergangsphase ist – der Batteriekapazität basierend
auf einem vorgegebenen Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell,
wenn die Batterie in der Übergangsphase
ist. Die Übergangsphase
findet hier statt bei Verbindung der Batterie mit einer Energiequelle
oder bei Trennung der Batterie von einer Energiequelle und das Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell modelliert
eine gemessene Batteriekapazität
während
der Übergangsphase,
um den Fehler der bestimmten Batteriekapazität zu minimieren. Das Übergangsphase-Bestimmungsmittel
ist konfiguriert, zu bestimmen, ob die Energiequelle von der Batterie
getrennt ist während
des Ladens der Batterie, oder zu bestimmen, ob die Energiequelle
mit der Batterie verbunden ist während
des Entladens der Batterie.
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Das
oben beschriebene System kann integriert werden in eine tragbare
Computer- oder Kommunikationsvorrichtung.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
zwei Kurvenbeispielsmodelle, ein Ladungs- und ein Entladungs-Kurvenmodell, die eine
Batteriespannung mit einem Kapazitätsprozentsatz für eine wiederaufladbare
Batterie vergleichen;
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2 ist
ein Blockdiagramm einer beispielhaften mobilen Kommunikationsvorrichtung;
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3 zeigt
ein beispielhaftes Verfahren zum Berichten der Batteriekapazität;
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4 zeigt
ein Beispiel einer Übergangs-Batteriekapazitäts-Modellkurve
für das
Berichten einer Batteriekapazität
in einer Übergangsphase
von Entladen zu Laden;
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5 zeigt
ein Beispiel einer Übergangs-Batteriekapazitäts-Modellkurve
für das
Berichten einer Batteriekapazität
in einer Übergangsphase
von Laden zu Entladen; und
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6 ist
ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zeigt, um den
Schritt 360 von 3 auszuführen gemäß den Übergangs-Batteriekapazitätsmodellen der 4 und 5.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Im
Allgemeinen sieht die vorliegende Anmeldung ein Verfahren und ein
System zum genauen Berichten einer Batteriekapazität mittels
eines Batteriekapazitäts-Übergangsphase-Modells vor,
wenn ein Ereignis stattfindet. Das Ereignis kann die Verbindung
der Batterie mit einem Batterieladegerät oder einer Energiequelle
oder die Trennung der Batterie davon, das Auftreten einer Störungsbedingung,
wie Stromausfall zu der Batterie-Ladung, wenn die Batterie angeschlossen
ist, oder dergleichen sein.
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Das
Batteriekapazitäts-Übergangsphase-Modell
kann als eine Funktion beschrieben werden oder kann durch Interpolation
von Werten beschrieben werden, die in einer Verweistabelle oder Array
gespeichert sind.
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Ein
beispielhaftes Verfahren für
ein Berichten der Batteriekapazität berichtet die Batteriekapazität basierend
auf einem Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modells
während
einer Übergangsphase. Ein Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell, das relevant
ist für
die Übergangsphase
von Entladen zu Laden, und ein Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell,
das relevant ist für
die Übergangsphase vom
Laden zu Entladen, sind vorgegeben. Sobald bestimmt ist, dass die
Batterie in einem Übergangszustand,
einem Entladungszustand oder einem Ladungszustand ist, dann wird
jeweils eine Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modellkurve,
eine Entladungs-Kurve oder eine Ladungs-Kurve gewählt. Eine Spannung
der Batterie wird dann gelesen und eine Batteriekapazität wird bestimmt
durch Verwendung der gewählten
Kurve. Das Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell
ist vorzugsweise eine Funktion, die zu Batteriespannung, Entladungs-Kurve
und Ladungs-Kurve gehört.
Diese Funktion kann ausgedrückt
werden als eine Gleichung, ein Satz von Gleichungen, eine Verweistabelle
oder dergleichen.
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Alternativ
können,
unter Berücksichtigung von
Batterietemperatur-Effekten, Temperatur-Kompensationen hinsichtlich
einer Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modellkurve,
einer Entladungs-Kurve und einer Ladungs-Kurve durchgeführt werden, um genaue Batteriekapazitäten bei
unterschiedlichen Temperaturen zu erlangen.
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Alternativ
kann eine Vielzahl von Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modellkurven, Entladungs-Kurven
und Ladungs-Kurven, die einer Vielzahl von Batteriebetriebstemperaturen
oder einer Vielzahl von Batteriebetriebstemperaturbereichen entsprechen,
vorgesehen werden, so dass eine entsprechende Kurve für das Berichten
einer Batteriekapazität
gewählt
werden kann basierend auf einer aktuellen Betriebstemperatur der
Batterie, um eine genaue Batteriekapazität zu erlangen.
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2 ist
ein Blockdiagramm einer mobilen Kommunikationsvorrichtung 10,
die ein System und ein Verfahren zum genauen Berichten der Batteriekapazität implementieren
kann, wie hier beschrieben. Die mobile Kommunikationsvorrichtung 10 ist
vorzugsweise eine Zweiweg-Kommunikationsvorrichtung
mit zumindest Sprach- oder Datenkommunikationsfähigkeiten. Die Vorrichtung
hat vorzugsweise die Fähigkeit,
mit anderen Computersystemen auf dem Internet zu kommunizieren.
Abhängig
von der Funktionalität,
die von der mobilen Vorrichtung vorgesehen ist, kann die mobile
Vorrichtung als eine Daten-Messaging-Vorrichtung, ein Zweiwegpager,
ein zellulares Telefon, eine drahtlose Internet-Vorrichtung oder
eine Datenkommunikationsvorrichtung (mit oder ohne Telephoniefähigkeiten)
bezeichnet werden. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass das Batteriekapazitäts-Berichten
und -Messen Anwendungen haben kann, die von dem Bereich mobiler Kommunikations-
und Computervorrichtungen verschieden ist.
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Wenn
die Vorrichtung 10 für
eine Zweiweg-Kommunikation aktiviert ist, kann die Vorrichtung ein
Kommunikationsteilsystem 11 enthalten, einschließlich einen
Empfänger 12,
einen Sender 14, und zugehörige Komponenten, wie ein oder
mehrere vorzugsweise eingebettete oder interne Antennenelemente 16 und 18,
lokale Oszillatoren (LOs) 13 und ein Verarbeitungsmodul,
wie einen digitalen Signalprozessor (DSP – digital signal processor) 20.
Das detaillierte Design des Kommunikations-Teilsystems 11 ist
abhängig
von dem Kommunikationsnetzwerk, in dem die Vorrichtung funktionieren
soll. Zum Beispiel kann eine Vorrichtung 10 ein Kommunikationsteilsystem 11 umfassen,
das ausgebildet ist, in dem mobilen Mobitex-Kommunikationssystem,
dem mobilen DataTACTM-Kommunikationssystem,
dem GPRS(General Packet Radio Service)-Kommunikationsteilsystem,
dem CDMA-Kommunikationssystem und dem iDEN-Kommunikationssystem
zu arbeiten.
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Netzwerkzugriffsanforderungen
können auch
variieren abhängig
von dem Typ des Netzwerks 19. Zum Beispiel werden in den
Mobitex- und DataTACTM-Netzwerken mobile Vorrichtungen auf
dem Netzwerk registriert unter Verwendung einer eindeutigen persönlichen
Identifikationsnummer oder PIN (personal identification number),
die zu jeder Vorrichtung gehört.
In GPRS-Netzwerken
jedoch ist ein Netzwerkzugang mit einem Teilnehmer oder Benutzer
einer Vorrichtung 10 verbunden. Eine GPRS-Vorrichtung erfordert
somit ein Teilnehmeridentitätsmodul,
allgemein bezeichnet als eine SIM(subscriber identity module)-Karte,
um auf einem GPRS-Netzwerk zu arbeiten. Ohne SIM ist eine GPRS-Vorrichtung
nicht voll funktionsfähig.
Lokale oder nicht-Netzwerk-Kommunikationsfunktionen
(wenn vorhanden) können
betriebsfähig
sein, aber die Vorrichtung 10 kann keine Funktionen durchführen, die
eine Kommunikation über
das Netzwerk 19 erfordert. Wenn erforderliche Netzwerkregistrierungs-
oder -aktivierungsverfahren beendet sind, kann eine Vorrichtung 10 Kommunikationssignale über das
Netzwerk 19 senden und empfangen. Signale, die durch die
Antenne 16 von dem Kommunikationsnetzwerk 19 empfangen
werden, werden an den Empfänger 12 gegeben,
der solche allgemeine Empfängeroperationen durchführen kann,
wie Signalverstärkung,
Frequenzabwärtswandlung,
Filtern, Kanalauswahl und analog-zu-digitale Umwandlung. Eine Analog-Digital-Umwandlung
eines empfangenen Signals ermöglicht,
dass komplexe Kommunikationsfunktionen, wie Demodulation und Decodierung,
in dem DSP 20 durchgeführt
werden. Auf eine ähnliche
Weise werden zu sendende Signale, einschließlich zum Beispiel Modulation
und Codierung, durch den DSP 20 verarbeitet, und dann an
den Sender 14 eingegeben für eine Digital-Analog-Umwandlung,
Frequenzaufwärtswandlung,
Filterung, Verstärkung
und Übertragung über das
Kommunikationsnetzwerk 19 über die Antenne 18.
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Der
DSP 20 verarbeitet nicht nur Kommunikationssignale, sondern
sieht auch eine Empfänger- und
Sendersteuerung vor. Zum Beispiel können die Verstärkungen,
die auf Kommunikationssignale in dem Empfänger 12 und Sender 14 angewendet
werden, adaptiv gesteuert werden durch AGC(automatic gain control)-Algorithmen,
die in dem DSP 20 implementiert sind.
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Die
Vorrichtung 10 umfasst vorzugsweise einen Mikroprozessor 38,
der den gesamten Betrieb der Vorrichtung steuert. Kommunikationsfunktionen, einschließlich von
zumindest Daten- und Sprachkommunikation, werden durch das Kommunikationsteilsystem 11 durchgeführt. Der
Mikroprozessor 38 interagiert auch mit anderen Vorrichtungs-Teilsystemen,
wie der Anzeige 22, dem Flash-Speicher 24, dem
Arbeitsspeicher (RAM – random
access memory) 26, den Hilfs-Eingabe/Ausgabe(E/A)-Teilsystemen 28,
dem seriellen Anschluss 30, der Tastatur 32, dem
Lautsprecher 34, dem Mikrophon 36, dem Nahbereichs-Kommunikations-Teilsystem 40 und
jedem anderen Vorrichtungs-Teilsystem, die allgemein als 42 bezeichnet
werden.
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Einige
der Teilsysteme, die in der 2 gezeigt
werden, führen
Kommunikations-bezogene Funktionen
durch, während
andere Teilsysteme "residente" Funktionen oder
Funktionen in der Vorrichtung vorsehen können. Einige Teilsysteme, wie
zum Beispiel die Tastatur 32 und die Anzeige 22,
können sowohl
für Kommunikations-bezogene
Funktionen, wie Eingabe einer Textnachricht zur Übertragung über ein Kommunikationsnetzwerk,
als auch für
Vorrichtungsresidente Funktionen verwendet werden, wie ein Kalkulator
oder eine Aufgabenliste.
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Eine
Betriebssystemsoftware, die von dem Mikroprozessor 38 verwendet
wird, kann in einem persistenten Speicher gespeichert werden, wie
dem Flash-Speicher 24, der stattdessen ein ROM oder ähnliches
Speicherelement sein kann. Entladungs-Kurven, Ladungs-Kurven und Übergangsphase-Batteriekapazitätsmodelle,
wie unten diskutiert, können
in dem Speicher 24 vorgespeichert werden. Das Betriebssystem,
spezifische Vorrichtungs-Anwendungen
oder Teile davon können
temporär
in einem volatilen Speicher, wie RAM 26, geladen werden.
Empfangene Kommunikationssignale können ebenfalls temporär in dem
RAM 26 gespeichert werden.
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Der
Mikroprozessor 38 ermöglicht,
zusätzlich
zu seinen Betriebssystemfunktionen, eine Ausführung von Softwareanwendungen
auf der Vorrichtung. Ein vorgegebener Satz von Anwendungen, einschließlich zumindest
Daten- und Sprachkommunikationsanwendungen zum Beispiel, werden
normalerweise auf der Vorrichtung 10 während der Herstellung installiert.
Eine beispielhafte Anwendung, die auf die Vorrichtung geladen werden
kann, ist eine PIM(personal information manager)-Anwendung mit der
Fähigkeit, Datenelemente
zu organisieren und zu verwalten, die den Benutzer der Vorrichtung
betreffen, wie E-Mail, Kalender-Ereignisse, Voice-Mail, Termine
und Aufgabenelemente, aber nicht darauf beschränkt. Ein oder mehrere Speicher
kann/können auf
der Vorrichtung verfügbar
sein, um eine Speicherung von PIM-Datenelementen auf der Vorrichtung zu
erleichtern. Eine solche PIM-Anwendung kann die Fähigkeit
haben, Datenelemente über
das drahtlose Netzwerk zu senden und zu empfangen. Die PIM-Datenelemente
können
nahtlos integriert, synchronisiert und aktualisiert werden, über das
drahtlose Netzwerk, mit entsprechenden Datenelementen des Benutzers
der Vorrichtung, die an einem Hostcomputersystem gespeichert sind
oder zu diesem gehören, wodurch
ein gespiegelter Hostcomputer auf der mobilen Vorrichtung hinsichtlich
zumindest der Datenelemente erzeugt wird. Dies kann insbesondere
vorteilhaft sein in dem Fall, in dem das Hostcomputersystem das
Bürocomputersystem
des Benutzers der mobilen Vorrichtung ist. Weitere Anwendungen können auch
auf die Vorrichtung 10 geladen werden über das Netzwerk 19,
ein Hilfs-E/A-Teilsystem 28, den seriellen Anschluss 30,
das Nahbereichs-Kommunikationsteilsystem 40 oder jedes
andere geeignete Teilsystem 42 und von einem Benutzer in
dem RAM 26 oder einem nicht-volatilen Speicher gespeichert werden
zur Ausführung
durch den Mikroprozessor 38. Eine derartige Flexibilität bei der
Installation von Anwendungen erhöht
die Funktionalität
der Vorrichtung und kann verbesserte Funktionen in der Vorrichtung,
Kommunikations-bezogene Funktionen oder beides liefern. Zum Beispiel
können
sichere Kommunikationsanwendungen ermöglichen, dass Funktionen des
elektronischen Handels und andere derartige finanzielle Transaktionen
unter Verwendung der Vorrichtung 10 durchgeführt werden
können.
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In
einem Datenkommunikationsmodus wird ein empfangenes Signal, wie
eine Textnachricht oder eine heruntergeladene Webseite, durch das
Kommunikationsteilsystem 11 verarbeitet und an den Mikroprozessor 38 eingegeben,
der das empfangene Signal weiter verarbeiten kann zur Ausgabe an
die Anzeige 22 oder alternativ an eine Hilfs-E/A-Vorrichtung 28.
Ein Benutzer der Vorrichtung 10 kann auch Datenelemente,
wie zum Beispiel E-Mail- Nachrichten, erstellen
unter Verwendung der Tastatur 32, die eine vollständige alphanumerische
Tastatur oder eine Tastatur des Telefon-Typs sein kann, in Verbindung mit
der Anzeige 22 und möglicherweise
einer Hilfs-E/A-Vorrichtung 28. Derartige erstellte Datenelemente
können
dann über
ein Kommunikationsnetzwerk über
das Kommunikationsteilsystem 11 gesendet werden.
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Für eine Sprachkommunikation
ist der gesamte Betrieb der Vorrichtung 10 im Wesentlichen ähnlich,
außer,
dass empfangene Signale an einen Lautsprecher 34 ausgegeben
werden können
und Signale zur Übertragung
erzeugt werden können
basierend auf einer Eingabe, die durch ein Mikrofon 36 empfangen
wird. Alternative Sprach- oder Audio-E/A-Teilsysteme, wie ein Aufzeichnungsteilsystem
für Sprachnachrichten,
können
ebenfalls auf der Vorrichtung 10 implementiert werden.
Obwohl die Ausgabe der Sprach- oder Audiosignale primär durch den
Lautsprecher 34 erreicht werden kann, kann auch die Anzeige 22 verwendet
werden, um eine Anzeige der Identität eines anrufenden Teilnehmers,
die Dauer eines Sprachanrufs oder andere Sprach-bezogene Information zu liefern.
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Der
serielle Anschluss 30 in 2 kann implementiert
werden in einer Kommunikationsvorrichtung des PDA(personal digital
assistant)-Typs, für
die eine Synchronisierung mit einem Desktopcomputer des Benutzers
wünschenswert
sein kann. Der serielle Anschluss 30 kann einem Benutzer
ermöglichen, Einstellungen über eine
externe Vorrichtung oder Softwareanwendung zu machen und die Fähigkeiten der
Vorrichtung zu erweitern durch Vorsehen einer Information oder Software-Downloads
für die
Vorrichtung, anders als durch ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk.
Der alternative Herunterladepfad kann zum Beispiel verwendet werden,
um einen Verschlüsselungsschlüssel auf
die Vorrichtung zu laden durch eine direkte und somit zuverlässige und
vertrauenswürdige
Verbindung, um dadurch eine sichere Vorrichtungskommunikation zu
ermöglichen.
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Ein
Nahbereichs-Kommunikationsteilsystem 40 kann enthalten
sein, um eine Kommunikation zwischen der Vorrichtung 10 und
anderen Systemen oder Vorrichtungen vorzusehen, die nicht notwendigerweise ähnliche
Vorrichtungen sein müssen.
Zum Beispiel kann das Teilsystem 40 eine Infrarot-Vorrichtung
und zugehörige
Schaltungen und Komponenten oder ein BluetoothTM-Kommunikationsmodul
umfassen, um eine Kommunikation mit ähnlich aktivierten Systemen
und Vorrichtungen vorzusehen.
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Ein
Ladungs-Teilsystem 44 kann enthalten sein, um Energie für die Vorrichtung 10 und
unterschiedliche Teilsysteme oder Vorrichtungen zu liefern. Zum
Beispiel kann das Ladungs-Teilsystem 44 das Vorhandensein
einer abnehmbaren Energiequelle-Vorrichtung 46 und zugehöriger Schaltungen
erfassen, wie ein AC-Adapter,
ein USB-Kabel oder ein Auto-Adapter, um Energie für die Vorrichtung
zu liefern und die Batterie 48 zu laden. Zusätzlich kann
das Ladungs-Teilsystem 44 das Fehlen einer Energiequelle-Vorrichtung 46 feststellen
und infolgedessen Energie für
die Vorrichtung 10 von der Batterie 48 erlangen.
Allgemein, wenn die Energiequelle-Vorrichtung 46 von dem
Ladungs-Teilsystem 44 getrennt ist und die Batterie 48 versorgt
die Vorrichtung 10 alleine mit Energie, ist die Batterie 48 in
einem Entladungszustand. Umgekehrt, wenn die Energiequelle-Vorrichtung 46 verbunden
ist mit dem Ladungs-Teilsystem 44 und die Vorrichtung 10 mit
Energie versorgt, und das Ladungs-Teilsystem 44 lädt die Batterie 48, ist
die Batterie 48 in einem Ladungszustand. Tatsächlich gibt
es eine Übergangsphase
vom Laden zu Entladen, bevor die Batterie 48 von einem
Ladungszustand in einen Entladungszustand eintritt, und eine Übergangsphase
von Entladen zum Laden, bevor die Batterie 48 von einem
Entladungszustand in einen Ladungszustand eintritt. Die vorliegende
Anmeldung beschreibt ein beispielhaftes System und ein Verfahren
für das
Berichten der Kapazität
einer Batterie, wie der Batterie 48, während der Übergangsphasen.
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Die
berichtete Batteriekapazität
ist eine Funktion mehrerer Faktoren, einschließlich Batteriespannung, Batterie-Ladungs-Strom
und so weiter. Die Beziehung zwischen Batteriespannungen, Batterie-Lade-Strömen und Batteriekapazität wird unter Verwendung
von Ladungs-Kurven modelliert, wie den in 1 gezeigten.
Folglich werden, bevor Ausführungsbeispiele
des Verfahrens und des Systems detailliert beschrieben werden, einige
Konzepte zum besseren Verständnis
definiert.
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Wie
in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen verwendet, wird die Batteriespannung
definiert als die Spannungsdifferenz zwischen positiven und negativen
Anschlüssen
der Batterie.
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Wie
in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen verwendet, ist der Batterie-Ladungs-Strom
definiert als ein Strom, der in die Batterie fließt. Ein
Batterie-Ladungs-Strom kann einen signierten bzw. Vorzeichen-behafteten
Wert annehmen, wobei ein positiver Wert bedeutet, dass ein Strom
in die Batterie geliefert wird, und ein negativer Wert bedeutet,
dass ein Strom aus der Batterie heraus entnommen wird.
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Wie
in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen verwendet, ist ein Zustand
einer Batterie ein Ladungszustand, der einem positiven Batterie-Ladungs-Stromwert entspricht,
und ein Entladungszustand, der einem negativen Batterie-Ladungs-Stromwert
entspricht. Ein Entladungs-Kurvenmodell oder ein Ladungs-Kurvenmodell ist
definiert als das Verhältnis
zwischen Batteriespannung, Batterie-Ladungs-Strom und Kapazität, so dass,
wenn eine Batteriespannung und ein Batterie-Ladungs-Strom gegeben
sind, eine Kapazität
bestimmt werden kann durch Anwenden des Kapazitäts-Kurvenmodells.
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Wenn
es eine Änderung
in der Richtung eines Batterie-Ladungs-Stroms oder eine Änderung
in dem Vorzeichen eines Batterie-Ladungs-Stromwerts gibt, zum Beispiel,
wenn die Änderung
vom Liefern in eine Batterie hinein zu einem Entnehmen aus der Batterie
heraus oder von einem positiven Stromwert zu einem negativen Stromwert
ist, wird bestimmt, dass eine Batterie in eine Übergangsphase von einem Ladungszustand
eintritt; wenn die Änderung vom
Entnehmen aus der Batterie heraus zum Liefern in die Batterie oder
von einem negativen Stromwert zu einem positiven Stromwert ist,
wird bestimmt, dass eine Batterie in eine Übergangsphase von einem Entladungszustand
eintritt. Alternativ, wie in 2 gezeigt,
wird durch Überwachen
des Energiequelle-Verbinders der Batterie, wenn es eine abrupte Spannungsänderung
von 0 V zu einem vorgegebenen Spannungswert gibt, bestimmt, dass
die Batterie 48 in eine Übergangsphase von Entladen
zu Laden eintritt. Wenn es eine abrupte Spannungsänderung von
dem vorgegebenen Spannungswert zu 0 V gibt, wird bestimmt, dass
die Batterie 48 in eine Übergangsphase von Laden zu
Entladen eintritt. Es sollte angemerkt werden, dass es verschiedene
Verfahren gibt, um festzustellen, ob eine Batterie in einer Übergangsphase
oder in einem Ladungszustand oder in einem Entladungszustand ist.
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Unter
Bezugnahme auf 1 und 2 kann das
beispielhafte Verfahren ein System verwenden, wie das System 10 von 2,
einschließlich
eines Ladungs-Teilsystems 44,
zur Unterstützung
bei der Bestimmung von Werten für
die Batteriespannung 110 und die Batteriekapazität 120.
Der Ladungs-Strom kann verwendet werden, um den Zustand festzustellen
und eines der Kurvenmodelle 130, 140 auszuwählen. Das
Ladungs-Teilsystem 44 kann fähig sein, mehrere Operationen
durchzuführen,
wie die Operation des Ladens bei konstantem Strom und die Operation
des Ladens mit konstanter Spannung.
-
3 zeigt
ein beispielhaftes Verfahren für das
Berichten der Batteriekapazität.
In Schritt 305 wird eine Batterie-Identifikation (ID) vorgesehen,
um den Typ der Batterie zu identifizieren. In Schritt 310 wird
ein Entladungs-Kurvenmodell, wie 140, entsprechend der
Batterie-ID vorgesehen. In Schritt 320 wird ein Ladungs-Kurvenmodell, wie 130,
entsprechend der Batterie-ID vorgesehen. In Schritt 330 werden, hinsichtlich
der Batterie-ID, ein Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell F1, das einer Übergangsphase
P1 von Entladen zu Laden entspricht, und ein Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell F2,
das einer Übergangsphase
P2 von Laden zu Entladen entspricht, vorgesehen für das Berichten
von Batteriekapazitäten
während
der Übergangsphasen P1
und P2. Eine Übergangsphase
P1 und eine Übergangsphase
P2 werden definiert und sind vorgesehen. Die Modelle F1 und F2 können eine
Vielzahl von Formen von einfach bis kompliziert haben. Kompliziertere
Modelle können
die Kapazität
genauer mit geringerem Fehler auf Kosten einer höheren rechnerischen Komplexität berichten.
Die Modelle F1 und F2 können
eine unterschiedliche oder gleiche Form haben.
-
Die
Modelle F1 und F2 können
vorgegeben sein durch Experimentieren. Eine Übergangsphase P1 von Entladen
zu Laden und eine Übergangsphase P2
von Laden zu Entladen sind definiert mittels eines Batteriespannungs-Änderungsbetrags oder mittels eines
Zeitänderungsbetrags
von dem Punkt, an dem sich der Ladungs- oder Entladungszustand ändert, das
heißt,
von dem Punkt, wenn eine Batterie verbunden wird mit einer Energiequelle
oder eine Batterie von einer Energiequelle getrennt wird. Eine Übergangsphase
wird nach einer definierten Übergangsphase
als beendet erachtet. Wenn zum Beispiel ein Batteriespannungs-Änderungsbetrag
verwendet wird, um die Übergangsphase
zu definieren, kann der Spannungsänderungsbetrag von 0,05 V bis
0,3 V reichen. Ähnlich,
wenn ein Zeitänderungsbetrag
verwendet wird, um die Übergangsphase
zu definieren, kann der Zeitänderungsbetrag
von 0,5 Stunden bis 3 Stunden reichen, wenn das System in einem
Bereitschafts- bzw. Standby-Modus ist. Alternativ, wenn eine Batteriekapazität, die aus
einem Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell
F1 bestimmt wird, das einer Übergangsphase
von Entladen zu Laden entspricht, und eine Batteriekapazität, die aus
einem Ladungs-Kurvenmodell
bestimmt wird, dieselben sind, wird die Übergangsphase von Entladen
zu Laden als beendet erachtet. Ähnlich,
wenn eine Batteriekapazität,
die aus einem Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell
F2 bestimmt wird, das einer Übergangsphase
von Laden zu Entladen entspricht, und eine Batteriekapazität, die aus
einem Entladungs-Kurvenmodell bestimmt wird, dieselben sind, wird
die Übergangsphase
von Laden zu Entladen als beendet erachtet.
-
Nach
der Übergangsphase
tritt eine Batterie in den Ladungszustand oder den Entladungszustand ein.
Die Kriterien zum Modellieren der Kapazitäts-Kurven während der Übergangsphase sind derart,
dass sie sich den tatsächlich gemessenen
Kapazitäts-Kurven
annähern,
um den Kapazitäts-Berichts-Fehler
zu minimieren. Das Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell,
das der Übergangsphase
P1 entspricht, und das Übergangs-Batteriekapazitäts-Modell,
das der Übergangsphase
P2 entspricht, können
durch zwei Funktionen beschrieben werden. Die Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Funktionen
können
bestimmt werden basierend auf dem Entladungs-Kurvenmodell 140 und
dem Ladungs-Kurvenmodell 130 von 1,
wie unten mit Bezugnahme auf 4 beschrieben
wird.
-
In
Schritt 340 wird eine Batteriespannung vorgesehen, um nachfolgend
eine Batteriekapazität festzustellen.
In Schritt 350 wird ein Batterie-Strom vorgesehen. Durch
Erfassen einer Änderung
in der Richtung oder einer Änderung
in dem Vorzeichen des Batterie-Stromwerts, kann bestimmt werden,
ob die Batterie in einer Übergangsphase,
in einem Entladungszustand oder in einem Ladungszustand ist. In Schritt 355 wird
die Batterietemperatur gemessen. In Schritt 360 wird das Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell,
das der Übergangsphase
P1 entspricht, oder das Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell, das der Übergangsphase
P2 entspricht, angewendet, um eine Batteriekapazität basierend auf
einer Batteriespannung zu bestimmen. Der Schritt 360 wird
detailliert unten unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
-
4 zeigt
eine beispielhafte Übergangs-Batteriekapazitäts-Modellkurve
für das
Berichten einer Batteriekapazität
in einer Übergangsphase
von Entladen zu Laden. In diesem Beispiel wird das Übergangs-Batteriekapazitäts-Modell
beschrieben durch eine Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Funktion.
-
In 4 wird
angenommen, dass eine Batterie 48 anfangs entlädt 140 und
bei Spannung 110 von 3,75 V entsprechend dem Punkt 442.
Infolgedessen wird eine Kapazität
von 37% festgestellt. Dann tritt die Batterie in den Ladungszustand
ein, zum Beispiel, wenn die Energiequelle 46 von 2 verbunden
ist, während
die Batterie in Verwendung ist.
-
Eine
Batterie, die entladen hat und eine Spannungsanzeige von 3,75 V
hat, kann bestimmt werden als 37% voll durch direktes Zuordnen aus
der anfänglichen
Entladungs-Kurve, entsprechend einem Entladungszustand. Wenn eine
Energiequelle 46 an diesem Punkt angeschlossen wird, würde die Kapazität der Batterie
irrtümlich
als 10% voll bestimmt, gemäß dem Punkt,
an dem 3,75 V auf dem neuen Laden-Kurvenmodell 130 zugeordnet
wird, entsprechend einem Ladungszustand. Wenn dieser Wert direkt
berichtet würde,
dann würde
der Benutzer eine falsche Kapazität sehen. Tatsächlich braucht
die Batterie einige Zeit, um das Ladungs-Kurvenmodell 130 zu
erreichen; das heißt,
es gibt eine Übergangsphase
P1 von Entladen zu Laden. Eine gemessene Verhältnis-Kurve 440 zwischen
der Kapazität
und der Spannung während
einer Übergangsphase
P1 von Entladen zu Laden beginnt an dem Punkt 442, entsprechend
der Entladungs-Kurve 140,
und endet an dem Punkt 434, entsprechend dem Ladungs-Kurvenmodell 130.
Eine Übergangs-Batteriekapazitäts-Funktion
F1, die einer Übergangsphase
P1 von Entladen zu Laden entspricht, ist vorgegeben für das Berichten
der Batteriekapazität
während
der Übergangsphase
P1, und die bestimmte Funktion-F1-Kurve 450 nähert sich
der gemessenen Verhältnis-Kurve 440 an.
Eine Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Funktion-F1-Kurve 450 beginnt
an dem Punkt 442 und endet an dem Punkt 432. Es
ist zu sehen aus 4, dass die Kurve 450 nahe
an dem Verhalten der gemessenen Verhältnis-Kurve 440 ist,
so dass eine Diskrepanz in der Kapazität innerhalb 6% ist. Verschiedene Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Funktionen
F1 können
verwendet werden, solange der Kapazitäts-Berichts-Fehler geringer
ist als der gemessene Fehler von 6%. Kompliziertere Funktionen können zu
genaueren Batteriekapazitätswerten
und weniger Kapazitäts-Berichts-Fehler
führen, wie
2%, 1% oder geringer. Die folgende Beschreibung betrifft eine beispielhafte Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Funktion
F1 basierend auf einer Entladungs-Kurve und einer Ladungs-Kurve.
-
Um
eine Übergangsphase-Kapazitäts-Funktion
F1 zu erzeugen, die einer Übergangsphase
P1 von einem Entladungszustand zu einem Ladungszustand entspricht,
wird eine reale Übergangsphasenkurve
durch Messung bestimmt, und dann wird eine Funktion mit einer Kurve,
die sich der realen Übergangsphasenkurve
nähert,
als eine Funktion F1 für eine Übergangsphase
P1 von einem Entladungszustand zu einem Ladungszustand bestimmt.
Das Modell F1 kann variiert werden mit unterschiedlicher Komplexität. Kompliziertere
Modelle können
die Kapazität
genauer mit weniger Fehlern auf Kosten einer höheren rechnerischen Komplexität berichten.
-
Eine Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Funktion
F1, die einer Übergangsphase
P1 von einem Entladungszustand zu einem Ladungszustand entspricht,
kann formuliert werden als: F1(V) = (1 – a) × Fdischarge(V) + a × Fcharge(V),
wobei a = (V – Vstart)/ΔV,
wobei
-
V
ein Spannungswert 110 während
der Übergangsphase
P1 ist, und
ΔV
die Übergangsphase
P1 definiert, die ein Batteriespannungs-Änderungsbetrag zwischen einer
Endspannung und einer Anfangsspannung in der Übergangsphase P1 ist; das heißt, ΔV = Vend – Vstart, wobei Vstart die
Batteriespannung am Anfang der Übergangsphase
P1 ist und Vend die Batteriespannung am Ende
der Übergangsphase
P1 ist. In diesem Beispiel ist ΔV
eine Konstante, zum Beispiel ΔV
= 0,2 Volt.
-
Fdischarge(V) entspricht dem Entladungs-Kurvenmodell 140.
Es ist eine Funktion der Batteriespannung und liefert eine Batteriekapazität, die einer
Batteriespannung entspricht.
-
Fcharge(V) entspricht dem Ladungs-Kurvenmodell 130 als
eine Funktion der Batteriespannung und liefert eine Batteriekapazität, die einer
Batteriespannung entspricht. Gemäß der Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Funktion
F1 kann die Batteriekapazität,
die der Übergangsphase
P1 entspricht, berechnet werden. Wie in 4 gezeigt,
liegt der Kapazitäts-Berichts-Fehler
fast innerhalb von 6% Kapazität.
-
5 zeigt
ein Beispiel eines Übergangs-Batteriekapazitätsmodells
für das
Berichten einer Batteriekapazität
in einer Übergangsphase
von dem Ladungszustand zu dem Entladungszustand. In diesem Beispiel
wird das Übergangs-Batteriekapazitätsmodell
durch eine Übergangs-Batteriekapazitäts-Funktion beschrieben.
-
In 5 wird
angenommen, dass eine Batterie 48 geladen wird nach der
Kurve 130 auf eine Spannung von 3,97 V, was dem Punkt 542 entspricht. Infolgedessen
wird eine Kapazität
von 65% bestimmt. Dann tritt, sobald die Energiequelle entfernt ist,
die Batterie in den Entladungszustand ein, zum Beispiel, wenn eine
Energiequelle 46 von 2 getrennt
wird, während
sie die Batterie 48 lädt.
-
Die
Batterie, die geladen wurde mit einer Spannungsanzeige von 3,97
V, kann als 65% voll bestimmt werden durch direktes Zuordnen unter
Verwendung der Ladungs-Kurve 130. Wenn die Energiequelle 46 an
diesem Punkt entfernt wird, dann kann die Kapazität der Batterie
irrtümlich
als 81% voll bestimmt werden, entsprechend dazu, wo 3,97 V auf dem
Entladungs-Kurvenmodell 140 zugeordnet wird, das einem
Entladungszustand entspricht. Wenn dieser Wert direkt berichtet
würde,
würde der
Benutzer eine falsche Kapazität
sehen, die Batteriekapazität springt
hoch, während
die Energiequelle entfernt wird. Tatsächlich benötigt die Batterie einige Zeit,
um das Entladungs-Kurvenmodell 140 zu erreichen; das heißt, es gibt
eine Übergangsphase
P2 von dem Ladungszustand zu dem Entladungszustand. Eine gemessene
Kapazitäts-Kurve 540 während einer Übergangsphase
P2 startet an Punkt 542 auf dem Ladungs-Kurvenmodell 130 und
endet an Punkt 534 auf dem Entladungs-Kurvenmodell 140.
Eine Übergangs-Batteriekapazitäts-Funktion
F2, die der Übergangsphase
P2 von dem Laden zu dem Entladen entspricht, wird bestimmt, um die
Batteriekapazität
in der Übergangsphase
P2 zu berichten, und nähert sich
der gemessenen Kurve 540 an. Die bestimmte Funktion-F2-Kurve 550 wird
verwendet, um eine Batteriekapazität zu berichten und entspricht
einer beispielhaften Übergangs-Batteriekapazitäts-Funktion-F2-Kurve,
die an Punkt 542 startet und an Punkt 532 endet.
Es ist zu sehen aus 5, dass die Funktions-Kurve 550 sehr
nah an der gemessenen Kurve 540 ist. Tatsächlich kann
der Kapazitätsdiskrepanzfehler
innerhalb von 2% fallen. Verschiedene Übergangs-Batteriekapazitäts-Funktionen
F2 können
vorgesehen werden, so dass der Kapazitäts-Berichts-Fehler weniger
sein kann als gemessene 2%. Kompliziertere Funktionen können genauer
die Kapazität
berichten auf Kosten einer höheren
rechnerischen Komplexität.
Der Kapazitätsfehler
kann minimiert werden mit einer komplexen Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Funktion
F2. Um eine Funktion F2 zu erzeugen, die der Übergangsphase P2 von dem Ladungszustand
zu dem Entladungszustand entspricht, wird eine reale Übergangsphasenkurve durch
Messung bestimmt, dann wird eine Funktion, die das Verhalten der
realen Übergangsphasenkurve stark
nachahmt, als die Funktion F2 in der Übergangsphase P2 bestimmt.
Eine Vielzahl von Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Funktionen
F2 kann bestimmt werden und verwendet werden, um eine Batteriekapazität zu berichten.
-
In
einem Beispiel ist F2(V) = (Fdischarge(V) × WURZEL((Vstart – V)/ΔV) + Fcharge(V) × (1 – WURZEL((Vstart – V)/ΔV)),
wobei
V die Batteriespannung 110 während der Übergangsphase P2 von dem Ladungszustand
zu dem Entladungszustand ist.
-
Fdischarge(V) entspricht dem Entladungs(discharge)-Kurvenmodell 140.
Es ist eine Funktion der Spannung V. Es liefert die Batteriekapazität, die der Batteriespannung
entspricht.
-
Fcharge(V) entspricht dem Ladungs(charge)-Kurvenmodell 130.
Es ist eine Funktion der Spannung V und es liefert die Batteriekapazität, die der
Batteriespannung entspricht.
-
ΔV = Vstart – Vend, wobei ΔV die Übergangsphase P2 definiert,
die ein Batteriespannungs-Änderungsbetrag
zwischen einer Anfangsspannung und einer Endspannung in der Übergangsphase
P2 ist; Vstart ist die Batteriespannung
am Anfang der Übergangsphase
P2, und Vend ist die Batteriespannung am
Ende der Übergangsphase
P2. In diesem Beispiel ist ΔV
ist eine Konstante, zum Beispiel ΔV
= 0,15 V.
-
Basierend
auf der Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Funktion
F2 kann die Batteriekapazität, die
der Übergangsphase
P2 entspricht, berechnet werden. Wie in 5 gezeigt,
liegt der Kapazitäts-Berichts-Fehler
innerhalb 2%. Der Kapazitäts-Berichts-Fehler
kann stark reduziert werden auf weniger als 2%, wenn andere Funktionen
verwendet werden.
-
Die
beschriebenen Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Funktionen
liefern Beispiele zum Zweck der Illustration. Es sollte jedoch offensichtlich sein,
dass viele lineare oder nicht-lineare Funktionen verwendet werden
können.
Wenn kompliziertere Funktionen verwendet werden, dann wird das Kapazitäts-Berichten
genauer. Die Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Funktion
kann eine Funktion mehrerer Faktoren sein, einschließlich Batteriespannung, Batterie-Ladungs-Kurve
und Batterie-Entladungs-Kurve. Sie kann auch eine Funktion der Zeit sein.
Wenn eine Übergangsphase
definiert wird durch einen Zeitänderungsbetrag,
kann die Übergangsphase-Batteriekapazität sind eine
Funktion der Zeit, Ladungs-Kurve und Entladungs-Kurve sein.
-
In
einem Beispiel wird eine Vielzahl von Ladungs-Kurvenmodelle, Entladungs-Kurvenmodelle und Übergangs-Batteriekapazitätsmodelle,
jedes mit einer eindeutigen Batterie-ID, vorgesehen. Ein Ladungs-Kurvenmodell,
ein Entladungs-Kurvenmodell oder
ein Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell wird
gewählt
für die
Bestimmung der Batteriekapazität
basierend auf einer Batterie-ID.
-
In
einem anderen Beispiel wird eine Vielzahl von Ladungs-Kurvenmodellen 130,
Entladungs-Kurvenmodellen 140 und Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modellen vorgesehen,
wobei jedes der Modelle eine Batterie-ID und eine Betriebstemperatur oder
einen Temperaturbereich der Batterie betrifft. Zum Beispiel können Modelle
vorgesehen sein für Betriebstemperaturen
der Batterie wie –20°C, –15°C, –5°C, 5°C, 15°C, 25°C, 35°C, 45°C und/oder
50°C oder Betriebstemperaturbereiche
der Batterie von –20°C bis –10°C, –10°C bis 0°C, 0°C bis 10°C, 10°C bis 20°C, 20°C bis 30°C, 30°C bis 40°C und/oder 40°C bis 50°C. Ein Temperaturbereich,
wie von –20°C bis 50°C, kann in
Intervalle unterteilt werden. Zum Beispiel kann eine Intervallgröße von 5°C oder weniger
verwendet werden. Alternativ kann der Temperaturbereich uneinheitlich
geteilt werden. Ein Ladungs-Kurvenmodell, ein Entladungs-Kurvenmodell oder
ein Übergangsphase-Modell, die einer
Temperatur entsprechen, die der aktuellen Batteriebetriebstemperatur
am nächsten
ist, wird gewählt
und verwendet, über
eine Batteriekapazität
zu berichten. Alternativ kann ein Ladungs-Kurvenmodell, ein Entladungs-Kurvenmodell
oder ein Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell, die einem
Temperaturbereich entsprechen, wie 20°C bis 30°C, der eine aktuelle Batteriebetriebstemperatur
enthält,
wie 24°C,
gewählt
und verwendet werden, um die Batteriekapazität zu berichten.
-
Die Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modelle,
die oben beschrieben werden, können lineare
oder nicht-lineare Funktionen sein.
-
In
einem weiteren Beispiel können,
anstatt eine Vielzahl von Modellen, wie oben, ein Entladungsmodell,
ein Ladungsmodell, ein Übergangsphase-Modell
von Laden zu Entladen und ein Übergangsphase-Modell
von Entladen zu Laden, die einer Referenztemperatur oder einem Referenztemperaturbereich
entsprechen, vorgesehen werden und als Referenzmodelle gesetzt werden.
Die Referenztemperatur kann eine bestimmte Temperatur sein, wie 22°C, und der
Referenztemperaturbereich kann ein bestimmter Temperaturbereich
sein, wie 20°C
bis 25°C.
Eine Vielzahl von Batteriekapazitäts-Offsets, wobei jeder einer
Batterie-ID und einem Temperaturbereich oder einer Temperatur entspricht,
ist vorgegeben zum Kompensieren bestimmter Batteriekapazitäten. Wenn
eine aktuelle Batteriebetriebstemperatur eine Referenztemperatur
ist oder innerhalb eines Referenztemperaturbereiches liegt, ist
keine Temperatur-Kompensation erforderlich; das heißt, es wird ein
Null-Batteriekapazitäts-Offset
angewendet. Andernfalls wird ein entsprechendes Temperatur-Offset auf
eine Batteriekapazität
angewendet, die von einem Referenzmodell berichtet wird. Wenn zum
Beispiel eine Batteriebetriebstemperatur 30°C ist, wird ein Batteriekapazitäts-Offset
von 1% auf eine Batteriekapazität
angewendet, die von einem Referenzmodell erlangt wird, das einem
Referenzbereich entspricht, wie 20°C bis 25°C.
-
6 ist
ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zeigt, um den
Schritt 360 von 3 auszuführen, gemäß den Übergangs-Batteriekapazitäts-Funktionen der 4 und 5.
-
In
Schritt 630 wird bestimmt, ob die Batterie lädt oder
entlädt.
Wenn zum Beispiel ein Batterie-Ladungs-Strom festgestellt wird,
kann der Zustand abgeleitet werden aus dem Vorzeichen des Ladungs-Stroms.
In Schritt 630, wenn festgestellt wird, dass die Batterie
geladen wird, geht das Verfahren weiter zu Schritt 620.
In Schritt 620 stellt das Ladungs-Teilsystem 44 fest,
ob die Energiequelle 46 entfernt wird während des Ladens der Batterie 48, zum
Beispiel durch Prüfen
einer Änderung
in der Richtung oder des Vorzeichens des Batterie-Stroms. Es sollte
offensichtlich sein, dass eine Vielzahl von Verfahren implementiert
werden kann für
die Bestimmung, ob die Batterie in eine Übergangsphase eintritt. Wenn
die Energiequelle 46 entfernt wird, tritt die Batterie 48 in
eine Übergangsphase
P2 ein von Laden zu Entladen, und dann wird in Schritt 622 ein Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell
F2, das der Übergangsphase
P2 entspricht, die einen minimierten Batteriekapazitätsfehler
liefert, zum Beispiel gemäß einer
Batterie-ID gewählt.
Alternativ kann ein anderes Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell F2
gewählt
werden gemäß den Anforderungen
eines Kapazitäts-Berichts-Fehlers
und rechnerischer Komplexität.
In Schritt 624 wird eine Batteriespannung gelesen, und
das Verfahren geht weiter zu Schritt 626. In Schritt 626 wird,
gemäß dem gewählten Batteriekapazitätsmodell
F2 in Schritt 622 und der erhaltenen Batteriespannung in
Schritt 624, eine Batteriekapazität bestimmt, zum Beispiel durch
Berechnen des gewählten
Batteriekapazitätsmodells
oder durch Nachschlagen einer Tabelle, die dem gewählten Batteriekapazitätsmodell
entspricht. Eine Vielzahl von Tabellen kann vorgegeben und in dem
Speicher 24 vorgespeichert werden, wobei jede Tabelle einem Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell
entspricht. In Schritt 627 wird bestimmt, ob die Energiequelle 46 angeschlossen
ist. Wenn ja, tritt die Batterie in eine weitere Übergangsphase
ein und das Verfahren geht zu Schritt 612 und geht weiter
zu den nachfolgenden Schritten. Wenn nein, geht das Verfahren zu
Schritt 628 weiter, wo bestimmt wird, ob die Übergangsphase
P2 beendet ist. Wenn zum Beispiel ein Batteriespannungs-Änderungsbetrag,
wie 0,2 V, verwendet wird, um die Übergangsphase zu definieren,
wird bestimmt, dass die Übergangsphase
beendet ist, wenn die Batteriespannung verändert wird durch den Batteriespannungs-Änderungsbetrag, wie 0,2 V,
von dem Beginn der Übergangsphase.
Wenn ein Zeitänderungsbetrag,
wie 0,5 Stunden, verwendet wird, um die Übergangsphase zu definieren,
wird bestimmt, dass die Übergangsphase
beendet ist, wenn die Zeit verändert
wird um den Zeitänderungsbetrag,
wie 0,5 Stunden, von dem Beginn der Übergangsphase. Wenn die Übergangsphase
P2 nicht beendet ist, kehrt das Verfahren zu Schritt 624 zurück, um die nächste Spannung
zur Bestimmung der nächsten Batteriekapazität zu lesen.
-
Wenn
die Übergangsphase
P2 vorüber
ist, dann wird Schritt 638 aufgenommen, wo ein Entladungs-Kurvenmodell 140 gewählt wird,
und eine Batteriespannung wird in Schritt 639 gelesen.
In Schritt 640 wird eine Batteriekapazität bestimmt
durch Untersuchen des Entladungs-Kurvenmodells, zum Beispiel durch
Nachschlagen einer vorgespeicherten Tabelle, die dem Entladungs-Kurvenmodell
entspricht. Wenn die Energiequelle 46 nicht getrennt wird,
während
die Batterie am Laden ist in Schritt 620, ist die Batterie 48 nicht
in einer Übergangsphase,
dann geht das Verfahren bei Schritt 634 weiter, wo ein
Ladungs-Kurvenmodell gewählt
wird, und eine Batteriespannung wird gelesen 635. In Schritt 636 wird
das Ladungs-Kurvenmodell angewendet, um die Batteriekapazität festzustellen
basierend auf der gelesenen Batteriespannung, und dann kehrt das
Verfahren zu Schritt 630 zurück, um die nächste Batteriekapazität zu bestimmen.
-
In
Schritt 630 geht, wenn bestimmt wird, dass die Batterie
nicht geladen wird, das Verfahren weiter zu Schritt 610.
In Schritt 610 wird bestimmt durch das Ladungs-Teilsystem 44,
ob die Energiequelle 46 mit einer Batterie 48 verbunden
ist, während
die Batterie 48 am Entladen ist. Zum Beispiel durch Prüfen der Änderung
in der Richtung oder des Vorzeichens des Batterie-Stroms kann das
Ladungs-Teilsystem 44 feststellen, ob die Energiequelle 46 verbunden
ist. Es sollte offensichtlich sein, dass verschiedene Verfahren
zur Bestimmung vorgesehen sind, ob die Batterie in einen Ladungszustand eintritt.
Wenn die Antwort ja ist in Schritt 610, tritt die Batterie 48 in
eine Übergangsphase
P1 von Entladen zu Laden ein und das Verfahren geht weiter zu Schritt 612.
In Schritt 612 wird eine Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Funktion
F1, die der Übergangsphase P1
entspricht, die einen minimierten Batteriekapazitätsfehler
vorsieht, zum Beispiel gemäß einer
Batterie-ID gewählt.
Alternativ kann, gemäß den Anforderungen
eines Kapazitäts-Berichts-Fehler
und der rechnerischen Komplexität
eine andere Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Funktion
F1 gewählt
werden.
-
In
Schritt 614 wird ein Batteriespannungswert gelesen und
das Verfahren geht weiter zu Schritt 616. In Schritt 616 wird,
gemäß dem gewählten Batteriekapazitätsmodell
F2 in Schritt 612 und der Batteriespannung in Schritt 614,
eine Batteriekapazität
bestimmt, zum Beispiel durch Berechnen des gewählten Batteriekapazitätsmodells
oder durch Nachschlagen einer Tabelle, die dem gewählten Batteriekapazitätsmodell
entspricht. Eine Vielzahl von Tabellen, wobei jede Tabelle einem Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell
entspricht, kann vorgegeben und in dem Speicher 24 vorgespeichert
werden. In Schritt 617 wird bestimmt, ob die Energiequelle 46 getrennt ist.
Wenn ja, tritt die Batterie in eine andere Übergangsphase ein und das Verfahren
geht zu Schritt 622 und fährt mit den nächsten Schritten
fort. Wenn nein, geht das Verfahren zu Schritt 618 weiter.
In Schritt 618 wird bestimmt, ob die Übergangsphase P1 vorüber ist.
Wenn sie nicht beendet ist, kehrt das Verfahren zu Schritt 614 zurück, wo die
nächste
Batteriespannung erlangt wird zum Bestimmen der letzten Batteriekapazität.
-
Wenn
die Übergangsphase
P1 beendet ist, dann wird Schritt 634 aufgenommen, wo ein
Ladungs-Kurvenmodell 130 gewählt wird, und eine Batteriespannung
gelesen wird 635. In Schritt 636 wird eine Batteriekapazität bestimmt
durch Untersuchen des Ladungs-Kurvenmodells, zum Beispiel durch Nachschlagen
einer vorgespeicherten Tabelle, die dem Ladungs-Kurvenmodell entspricht,
und dann geht das Verfahren zu Schritt 630 weiter, um die nächste Batteriekapazität zu bestimmen.
-
Umgekehrt,
wenn in Schritt 610 bestimmt wird, dass die Energiequelle 46 nicht
mit der Batterie 48 verbunden ist, während die Batterie 48 am
Entladen ist, geht das Verfahren zu Schritt 638, wo ein
Entladungs-Kurvenmodell gewählt
wird. In Schritt 639 wird eine Batteriespannung gelesen.
In Schritt 640 wird ein Entladungs-Kurvenmodell verwendet,
um eine Batteriekapazität
nachzuschlagen basierend auf der gelesenen Batteriespannung, und
dann kehrt das Verfahren zu Schritt 630 zurück, um die
nächste
Batteriekapazität
zu bestimmen.
-
Entladungs-Kurvenmodelle,
Ladungs-Kurvenmodelle und Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modelle
für eine
Bestimmung einer Batteriekapazität
wie oben können
in dem Speicher 24 vorgespeichert werden als Nachschlagtabellen,
die der Batteriespannung, dem Batteriezustand und der Batteriekapazität entsprechen.
Durch Nachschlagen einer Tabelle gemäß einer Batteriespannung und
einem Batteriezustand kann eine Batteriekapazität bestimmt werden.
-
Alternativ
können
die Ladungs-Kurve, die Entladungs-Kurve und die Übergangsphasen-Modelle „fliegend
(on the fly)" berechnet
werden durch den Mikroprozessor 38 unter Verwendung eines
Codes, der in dem Speicher 24 gespeichert ist.
-
In
einem anderen Beispiel ist eine Vielzahl von Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modellen vorgesehen,
wobei jedes der Modelle einem vorgegebenen Temperaturbereich entspricht,
um einen Batteriekapazitätsfehler
zu minimieren. In Schritt 612 wird, gemäß einer aktuellen Batteriebetriebstemperatur,
ein Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell F1,
das der Übergangsphase
P1 entspricht, gewählt aus
einer Vielzahl von Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modellen
durch Bestimmen, dass die aktuelle Batteriebetriebstemperatur in
einen vorgegebenen Temperaturbereich fällt. Ein ähnliches Verfahren wie oben
wird in den Schritten 622, 634 und 638 verwendet.
-
In
einem weiteren Beispiel wird eine Vielzahl von Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modellen vorgesehen,
wobei jedes einer vorgegebenen Batteriebetriebstemperatur entspricht,
um genauer eine Batteriekapazität
zu berichten. In Schritt 612 wird gemäß einer aktuellen Batteriebetriebstemperatur
ein Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell
F1, das der Übergangsphase
P1 entspricht, aus einer Vielzahl von Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modellen
gewählt
durch Bestimmen, dass die aktuelle Batteriebetriebstemperatur zu
einer vorgegebenen Temperatur am nächsten ist. Das gewählte Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell
hat die vorgegebene Temperatur, die am nächsten zu der aktuellen Batteriebetriebstemperatur
ist. Ein ähnliches
Verfahren wie oben wird in den Schritten 622, 634 und 638 verwendet.
-
In
einem weiteren Beispiel ist eine Vielzahl von Batteriekapazitäts-Offsets
vorgesehen, wobei jedes von ihnen einem Batteriebetriebstemperaturbereich
entspricht. Gemäß einer
aktuellen Batteriebetriebstemperatur wird die berechnete Batteriekapazität kompensiert
basierend auf einem Batteriekapazitäts-Offset unmittelbar nach
Schritt 616 durch Bestimmen, ob die aktuelle Batteriebetriebstemperatur in
einen vorgegebenen Temperaturbereich fällt, der einen Batteriekapazitäts-Offset
hat. Ähnlich
wird unmittelbar nach den Schritten 626, 636 und 640 ein ähnliches
Verfahren wie oben angewendet.
-
In
einem weiteren Beispiel ist eine Vielzahl von Batteriekapazitäts-Offsets
vorgesehen, wobei jedes von ihnen einer Batteriebetriebstemperatur
entspricht. Gemäß einer
aktuellen Batteriebetriebstemperatur wird die berechnete Batteriekapazität kompensiert
basierend auf einem Batteriekapazitäts-Offset unmittelbar nach
dem Schritt 616 durch Bestimmen, ob die aktuelle Batteriebetriebstemperatur
eine vorgegebene Temperatur ist, die ein Batteriekapazitäts-Offset
hat, oder ob die aktuelle Batteriebetriebstemperatur am nächsten zu
einer vorgegebenen Temperatur ist, die ein Batteriekapazitäts-Offset hat. Ähnlich wird
unmittelbar nach den Schritten 626, 636 und 640 ein ähnliches
Verfahren wie oben angewendet.
-
Wenn
eine Batterie in der Übergangsphase von
Entladen zu Laden P1 oder in der Übergangsphase von Laden zu
Entladen P2 ist, kann die Batterie in eine weitere Übergangsphase
eintreten, wenn der Batterie-Ladungszustand erneut geändert wird. Wenn
zum Beispiel die Batterie mit einer Energiequelle verbunden wird
während
des Entladens, tritt sie in eine Übergangsphase von Entladen
zu Laden P1 ein. Wenn die Batterie getrennt wird von der Energiequelle
während
der Übergangsphase
P1, tritt die Batterie in eine dritte Übergangsphase P11 ein. Ein
drittes Übergangsphase-Modell
F11 kann verwendet werden, um eine Batteriekapazität festzustellen. Ähnlich,
wenn eine Batterie von einer Energiequelle getrennt wird während des
Ladens, tritt sie in die Übergangsphase
von Laden zu Entladen P2 ein. Wenn die Batterie verbunden ist mit
der Energiequelle während
der Übergangsphase
P2, tritt die Batterie in eine vierte Übergangsphase P21 ein.
Ein viertes Übergangsphase-Modell
F21 kann verwendet werden, um die Batteriekapazität festzustellen.
F11 und F1 können die gleiche Funktion sein. Ähnlich können F21 und F2 die gleiche Funktion sein.
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Das
obige Verfahren kann als ein Ausführungsbeispiel des Ladungs-Teilsystems 44 implementiert
werden. Das System kann eine Übergangsphase-Bestimmungsschaltung
umfassen, die betriebsfähig
verbunden ist mit der Batterie zur Bestimmung, ob die Batterie in
einer Übergangsphase
ist, und eine Batteriekapazitäts-Bestimmungsschaltung, die
betriebsfähig
verbunden ist mit der Übergangsphase-Bestimmungsschaltung
zur Bestimmung der Batteriekapazität basierend auf einem Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modell,
wobei die Batterie in der Übergangsphase
ist. Das System weist weiter auf eine Batterie-ID-Bestimmungsschaltung,
die betriebsfähig
mit der Batterie verbunden ist, zur Bestimmung der Batterie-ID,
eine Schaltung zur Auswahl eines Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modells aus
einer Vielzahl von Übergangsphase-Batteriekapazitäts-Modellen
basierend auf der Batterie-ID, und eine Spannungsleseschaltung,
die betriebsfähig
mit der Batterie verbunden ist, zur Bestimmung einer Batteriespannung.
Das System weist weiter auf eine Zustands-Bestimmungsschaltung, die betriebsfähig mit
der Batterie verbunden ist, zur Bestimmung eines Zustands der Batterie,
wenn die Batterie nicht in der Übergangsphase
ist. Die Batteriekapazitäts-Bestimmungsschaltung
bestimmt die Batteriekapazität durch
Untersuchen eines Zustandskurven-Modells, das Spannung, Zustand
und Kapazität
basierend auf dem bestimmten Ladungszustand korreliert. Der Zustand
umfasst einen Ladenzustand und einen Entladenzustand. Das Zustandskurven-Modell
umfasst ein Ladungs-Zustands-Kurvenmodell, das einem Ladenzustand
entspricht, und ein Entladungs-Zustands-Kurvenmodell, das einem
Entladenzustand entspricht.
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Diese
schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung
zu offenbaren, einschließlich
des besten Modus, und auch um Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen
und zu verwenden. Der patentierbare Umfang der Erfindung kann andere
Beispiele umfassen, die für
Fachleute offensichtlich sind.