JP2023004966A - 無線バッテリ管理システムのための無線データ伝送の最小化 - Google Patents

Abstract

【課題】電気車両のバッテリセル及びシステムを無線で監視する無線バッテリ管理システム及び方法を提供する。【解決手段】第１のデータ処理ユニット（ＤＰＵ）は、第１のＰＤ（周辺デバイス）から第１のデータパケットを受信し、第１のデータパケットが検証に合格した場合、第１のデータパケットを圧縮して保護コードを第１のデータパケットに付加し、保護コードを有する圧縮された第１のデータパケットを、無線ネットワークを介して第２のＤＰＵに送信する。第２のＤＰＵは、中央デバイス（ＣＤ）に結合されており、ＣＤと無線ネットワークとの間に通信可能であり、無線ネットワークから、保護コードを有する圧縮された第１のデータパケットを受信し、圧縮された第１のデータパケットが検証に合格した場合、圧縮された第１のデータパケットを解凍して第１のデータパケットを取得し、解凍された第１のデータパケットをＣＤに送信する。【選択図】図１０

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年６月２５日に出願された先行出願である米国仮出願第６３／２１５２００号の利益を主張し、この出願は、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本主題は、概して、バッテリ管理システムおよび技術の分野に関する。より詳細には、本開示は、電気車両の複数のバッテリセルならびに他のシステムを安全かつ無線で監視することに関する。

特定の自動車システム用途および他の用途において、機能安全には、そのソフトウェアおよびコンポーネントシステムに対して高レベルの信頼性および安全性が要求されている。ＩＳＯ２６２６２は、自動車産業におけるセーフティクリティカル規格を表しており、全体的な安全プロセスを経てシステムを準拠させる必要がある。安全に準拠したシステムを開発するために、ＩＳＯ２６２６２では機能安全サイクルが課され、製品の構想から廃棄に至るまでの製品の準拠性が検証される。すなわち、このプロトコルは、概して、これらのシステムが機能安全を提供することを要求する。ここで、機能安全とは、誤動作挙動によって引き起こされる危険による不合理なリスクがないこととして定義される。

ＩＳＯ２６２６２では、自動車安全水準（ＡＳＩＬ）の概念を使用して、システムまたはサブシステムに関する安全要件の厳密性が分類されている。ＡＳＩＬは、運転者および道路使用者の安全に全面的に取り組むものである。ＡＳＩＬは、重要なシステムの危険なコンポーネントに安全要件を割り振り、その設計が安全上重要な機能から構成されていることを確認にするために使用される。電気自動車の無線バッテリ管理システム（ＷＢＭＳ）では、最も厳しい安全レベルであるＡＳＩＬ Ｄが要求される。したがって、重要な機能を実装するＷＢＭＳコンポーネントは、ＡＳＩＬ Ｄに準拠した設計となっている。

上記を鑑みると、現在、複数のバッテリセルの監視および管理を安全に実装できる無線バッテリ管理システムが求められている。これはまた、重要な機能を実装するＷＢＭＳコンポーネントのＡＳＩＬ Ｄ準拠を達成するためにも有益である。

以下では、本開示の特定の実施形態の基本的な理解を提供するために、本開示を簡略化した概要を提示する。この概要は、本開示の広範な概要ではなく、本開示の主要な／重要な要素を特定するものでも本開示の範囲を説明するものでもない。その唯一の目的は、後に提示されるより詳細な説明の前置きとして、本明細書で開示される一部の概念を簡略化した形で提示することである。

バッテリ管理システムにおける無線データトラフィックを低減するための方法およびシステムが開示される。一実施形態では、無線バッテリ管理システムは、動作可能な複数の周辺デバイス（ＰＤ）を含み、複数のＰＤの各々は、複数の関連付けられたバッテリセルを有するバッテリモジュールに結合されており、かかる関連付けられたセルから複数のバッテリ測定値を受信するように動作可能である。システムはまた、無線ネットワークを介してＰＤから複数のバッテリ測定値を受信するように動作可能な中央デバイス（ＣＤ）を含む。システムはまた、ＰＤのうちの第１のＰＤに結合されており、第１のＰＤと無線ネットワークとの間に通信可能に介在する第１のデータ処理ユニット（ＤＰＵ）を含む。第１のＤＰＵは、（ｉ）第１のＰＤから第１のデータパケットを受信することと、（ｉｉ）第１のデータパケットが検証に合格した場合、第１のデータパケットを圧縮して保護コードを第１のデータパケットに付加することと、（ｉｉｉ）保護コードを有する圧縮された第１のデータパケットを、無線ネットワークを介して第２のＤＰＵに送信することと、を行うように動作可能である。第２のＤＰＵは、ＣＤに結合されており、ＣＤと無線ネットワークとの間に通信可能に介在する。第２のＤＰＵは、（ｉ）無線ネットワークから、保護コードを有する圧縮された第１のデータパケットを受信することと、（ｉｉ）圧縮された第１のデータパケットが検証に合格した場合、圧縮された第１のデータパケットを解凍して第１のデータパケットを取得することと、（ｉｉｉ）解凍された第１のデータパケットをＣＤに送信することと、を行うように動作可能である。Bluetoothアプリケーションでは、ＣＤおよびＰＤはそれぞれ無線コンポーネントを含みうる。

特定の実現形態では、ＰＤ、ＣＤ、第１のＤＰＵおよび第２のＤＰＵは、自動車安全水準（ＡＳＩＬ）Ｄプロトコルの要件を満たし、ＣＤは第２のＤＰＵを備え、第１のＰＤは第１のＤＰＵを備える。別の態様では、第１のＤＰＵによって受信された第１のデータパケットは、元のＣＲＣ（巡回冗長検査）コードの形態の保護コードを含み、第１のＤＰＵはまた、第１のデータパケットのコンテンツから新しいＣＲＣコードを生成し、かかる新しいＣＲＣコードを元のＣＲＣコードと比較することによって、第１のデータパケットが検証に合格するか否かを判定するように動作可能である。この例では、圧縮された第１のデータパケットに対して第１のＤＰＵによって生成された保護コードは、元の巡回冗長検査（ＣＲＣ’）コードの形態であり、第２のＤＰＵは、圧縮された第１のデータパケットの圧縮されたコンテンツから新しいＣＲＣ’コードを生成し、かかる新しいＣＲＣ’コードを元のＣＲＣ’コードと比較することによって、圧縮された第１のデータパケットが検証に合格するか否かを判定するように動作可能である。別の実施形態では、複数のＰＤ、ＣＤ、第１のＤＰＵおよび第２のＤＰＵ、ならびに無線トランシーバの無線ネットワークは、それぞれメッシュネットワークで結合される。

別の実施形態では、第１のＰＤは、伝送中に第１のデータパケットのうちの１つ以上が失われた場合、複数の第１のデータパケットを送信するように動作可能である。別の例では、第１のＤＰＵは、かかる第１のデータパケットに対する検証が失敗した場合、第１のデータパケットを再送するための要求を第１のＰＤに送信するように動作可能である。さらに別の実施形態では、第２のＤＰＵからＣＤによって受信された第１のデータパケットは、第１のＰＤによって送信された第１のデータパケットと同一である。一態様では、無線バッテリ管理システムは、電気自動車またはハイブリッド車の一部を形成する。別の実現形態では、各バッテリモジュールは、電気自動車またはハイブリッド車に後で配備するために格納される。

代替実施形態では、複数の他のＤＰＵのうちの特定のＤＰＵは、複数のＰＤのうちの特定の他のＰＤに結合されており、他のＰＤの各々と無線トランシーバの無線ネットワークとの間に通信可能に介在しており、他のＤＰＵは、（ｉ）他のＤＰＵに関連付けられたＰＤから複数の他のデータパケットを受信することと、（ｉｉ）かかる複数の他のデータパケットを圧縮して、かかる複数の他のデータパケットに保護コードを付加することと、（ｉｉｉ）圧縮された他のデータパケットを、圧縮された他のデータパケットの保護コードとともに無線トランシーバの無線ネットワークを介して第２のＤＰＵに送信することと、を行うように動作可能である。この態様では、第２のＤＰＵは、圧縮された他のデータパケットに対して受信、解凍および送信する動作を繰り返すようにさらに動作可能である。さらなる態様では、第１のデータパケットおよび他のデータパケットは、複数のバッテリモジュールの複数のセルについての複数のバッテリ測定値を含む。さらに別のさらなる態様では、複数のバッテリ測定値は、バッテリモジュールのバッテリセルの各々についての平均測定値と、バッテリモジュールのバッテリセルの各々についてのかかる平均測定値からの偏差と、を含む。別の態様では、複数のバッテリ測定値は、バッテリモジュールのバッテリセルの各々のうちの第１のバッテリセルについての第１の測定値と、バッテリモジュールの他のバッテリセルの各々についてのかかる第１の測定値からの偏差と、を含む。別の態様では、第１のデータパケットおよび他のデータパケットは、複数のバッテリモジュールの複数のセルについての複数のバッテリ測定値を含み、複数のバッテリ測定値は、少なくとも、バッテリモジュールのバッテリセルのうちの第１のバッテリセルについての第１の測定値と、バッテリモジュールのバッテリセルのうちの第２のバッテリセルについての先の測定値からの偏差と、を含む。

別の実現形態では、ＣＤは、（ｉ）複数のＰＤの各々に１つ以上のメッセージを送信して、複数のＰＤの各々と、関連付けられたバッテリモジュールのうちのそれぞれの１つ以上とのインタラクションを含む同期アクションの実行を容易にすることであって、１つ以上のメッセージは、ＣＤのクロックによって測定され、それぞれのＰＤからの時間同期要求の受信に関連付けられた基準時点に関連付けられたタイムスタンプを含む、ことと、（ｉｉ）複数のＰＤから第１のデータパケットおよび他のデータパケットを受信することであって、第１のデータパケットおよび他のデータパケットの各々は、複数のＰＤの各々またはかかるＰＤに関連付けられたデバイスによって実行される同期アクションに関連して生成される、ことと、を行うようにさらに動作可能である。

別の例では、ＣＤは、（ｉ）複数のＰＤのうちの第１のＰＤに第１のメッセージを送信することであって、第１のメッセージは同期アクションの第１の時間の指示を含み、第１の時間の指示は、第１のＰＤのための予め定義された第１の通信時間に対して定義される、ことと、（ｉｉ）複数のＰＤのうちの第２のＰＤのための第２のメッセージを送信することであって、第２のメッセージは同期アクションの第２の時間の指示を含み、第２の時間の指示は、第２のＰＤのための予め定義された第２の通信時間に対して定義され、第２の通信時間は第１の通信時間とは異なる、ことと、（ｉｉｉ）第１のＰＤおよび第２のＰＤから第１のデータパケットおよび他のデータパケットを受信することであって、第１のデータパケットおよび他のデータパケットの各々は、第１のＰＤおよび第２のＰＤの各々またはかかる第１のＰＤおよび第２のＰＤに関連付けられたデバイスによって実行される同期アクションに関連して生成される、ことと、を行うようにさらに動作可能である。

代替実現形態は、複数の周辺デバイス（ＰＤ）、中央デバイス（ＣＤ）と、第１のデータ処理ユニット（ＤＰＵ）および第２のＤＰＵを備えるバッテリ管理システムにおいて無線通信を管理するための方法に関する。方法は、（ｉ）第１のＤＰＵにおいて、第１のＰＤから第１のデータパケットを受信することと、（ｉｉ）第１のデータパケットが第１のＤＰＵにおける検証に合格した場合、第１のデータパケットを圧縮して第１のデータパケットに保護コードを付加することと、（ｉｉｉ）第１のＤＰＵから、保護コードを有する圧縮された第１のデータパケットを、無線トランシーバの無線ネットワークを介して第２のＤＰＵに送信することと、（ｉｖ）無線トランシーバの無線ネットワークから、第２のＤＰＵにおいて、保護コードを有する圧縮された第１のデータパケットを受信することと、（ｖ）圧縮された第１のデータパケットが第２のＤＰＵにおける検証に合格した場合、圧縮された第１のデータパケットを解凍して第１のデータパケットを取得することと、（ｖｉ）解凍された第１のデータパケットを第２のＤＰＵからＣＤに送信することと、を含む。一態様では、第１のデータパケットおよび他のデータパケットは、複数のバッテリモジュールの複数のセルについての複数のバッテリ測定値を含み、複数のバッテリ測定値は、少なくとも、バッテリモジュールのバッテリセルのうちの第１のバッテリセルについての第１の測定値と、バッテリモジュールのバッテリセルのうちの第２のバッテリセルについての先の測定値からの偏差と、を含む。

これらおよび他の態様につき、図面を参照して以下でさらに説明する。

本開示の特定の実施形態による、特定のシステムおよびソフトウェアに関して異なるＡＳＩＬが適用されうる電気自動車システムの概略図である。 無線伝送データサイズに制限を有する無線バッテリ管理システム（ＷＢＭＳ）の一例の概略図である。 本開示の一実施形態による無線バッテリ管理システム（ＷＢＭＳ）の概略図である。 本開示の一実施形態による、データ圧縮および保護機能を有する無線バッテリ管理システム（ＷＢＭＳ）においてデータを送信するためのプロセスを示すフローチャートの図である。 本開示の一実施形態による、データ圧縮および保護機能を有する無線バッテリ管理システム（ＷＢＭＳ）においてデータを受信するためのプロセスを示すフローチャートの図である。 いくつかの実現形態による、中央デバイスによって生成されたタイムスタンプと、接続時間間隔の既知の持続時間とを使用する、ＷＢＭＳにおける例示的なクロック同期を示す図である。 いくつかの実現形態による、ＷＢＭＳにおけるスケジュール接続イベントを用いた例示的なクロック同期を示す図である。 いくつかの実現形態による、パケット損失に対する付加的な保護とともに、ＷＢＭＳにおけるスケジュール接続イベントを用いた同期アクションを実行するための例示的なプロセスを示す図である。 いくつかの実現形態による、無線ネットワークにおいて同期イベントを開始するための例示的なトリガ方式を示す図である。 いくつかの実現形態による、無線ネットワークにおいて同期イベントを開始するための例示的なトリガ方式を示す図である。 いくつかの実現形態による、同期アクションを実行するためにＷＢＭＳの周辺デバイスによって実行される例示的な方法のフロー図である。 いくつかの実現形態による、バッテリ管理および同期技術が実行されうるＷＢＭＳシステムの図である。

以下の説明では、本発明の主題の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が記載される。本開示は、これらの特定の詳細のうちの一部を伴わずに実施されうる。他の例では、本発明の主題を不必要に不明瞭にしないように、周知のプロセス動作は詳細に説明されていない。本発明の主題は、特定の実施形態と併せて説明されるが、本発明の主題の範囲を実施形態に限定することを意図するものではないことが理解されよう。

図１は、本開示の特定の実施形態による、特定のシステムおよびソフトウェアに関して異なるＡＳＩＬが適用されうる電気自動車システム１００の概略図である。例えば、自動車は、無線バッテリ管理システム（ＷＢＭＳ）１０２ａと、ブレーキアクチュエータシステム１０２ｂと、異なるＡＳＩＬレベルで設計されうるＧＰＳセンサ１０２ｃと、を含んでもよい。ＷＢＭＳ１０２ａおよびブレーキアクチュエータシステム１０２ｂは両方とも、その重要な機能のためにＡＳＩＬ Ｄを要求する場合があり、ＧＰＳセンサ１０２ｃは、ＡＳＩＬ Ｃを要求する場合がある。ＷＢＭＳはまた、ハイブリッド車両のバッテリモジュール、または例として倉庫内に単に格納されるバッテリモジュールに関して実装されうる。

図２は、無線伝送データサイズに制限を有する無線バッテリ管理システム（ＷＢＭＳ）２００の一例の概略図である。ＷＢＭＳ２００のこの現行の設計では、バッテリ管理ユニット（ＢＭＵ）２０２は、２０６ａ、２０６ｂおよび２０６ｃなどの複数のバッテリ監視ＩＣ（ＢＭＩＣ）から測定データを受信するように構成されうる。各ＢＭＩＣは、関連付けられたバッテリモジュール（例えば、自動車バッテリ２０８のモジュール２１０ａ、２１０ｂまたは２１０ｃ）の一部を形成する複数のバッテリセルと通信する。すなわち、複数のＢＭＩＣは、バッテリモジュールに編成された複数のバッテリセルからデータを収集する。各ＢＭＵは、概して、全てのＢＭＩＣから受信したデータを処理する。ＷＢＭＳは、データを渡すためのネットワークを生成する無線トランシーバ（例えば、２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃおよび２０４ｄ）を含む。ＢＭＵ、ＢＭＩＣおよびバッテリモジュールは、ＡＳＩＬ Ｄコンポーネントとして設計および検証することができるが、無線トランシーバは、ＡＳＩＬ Ｄに準拠していない可能性が高い「ブラックチャネル」２０４の一部とみなされうる。

この現行の設計では、各ＢＭＩＣは、その関連するバッテリモジュールから複数のセルを測定するための単純化されたデバイスである。例えば、各ＢＭＩＣは、バッテリ測定信号をデジタル信号に変換するためのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）、他のデバイスと通信するための汎用非同期送受信機（ＵＡＲＴ）などを含みうる。加えて、各ＢＭＩＣとＢＭＵとの間のプロトコルは、ＡＳＩＬ Ｄコンポーネントが（例えば、巡回冗長検査、すなわちＣＲＣを介して）データ完全性を検証するための方法を提供するが、ＢＭＩＣからの全てのデータは、修正されることなくＢＭＵに配信される。

この現行の設計では、各ＢＭＩＣは、その全ての関連付けられたセルからの電圧、温度および他の測定データを組み合わせることができ、このデータを修正せずにＢＭＵに送信する。例えば、ＢＭＩＣ２０６ａは、関連するバッテリモジュール２１０ａの、セル２１２ａおよび２１２ｂを含む複数のセルと通信する。他の実現形態では、各ＢＭＩＣは、８個、１２個、または１６個のセルなど、任意の数のバッテリセルに関連付けられうる。各セルに対して、通常、数バイトのデータが送信され、その結果、全体として大量のデータが、無線トランシーバ２０４ａ～ｄなどのデバイスの関連する無線ネットワークを介して送信される。この高トラフィック無線ネットワークを利用することにより、ＷＢＭＳにおいてサポートできるＢＭＩＣの数およびＢＭＩＣごとにサポートできるセルの数が制限されている。

現在、無線通信リンクおよびコントローラなどの全てのＷＢＭＳコンポーネントにおいてＡＳＩＬ Ｄ安全レベルを保証することは、不可能であるか、または実現可能ではない。例えば、各無線コンポーネントは、ＡＳＩＬ Ｄ認証のために長い設計プロセスを経る必要がある。この欠陥により、無線コントローラは、無線で送信されるデータの任意の重要な修正、例えば圧縮を行うことができなくなる。ＷＢＭＳシステムの他のＡＳＩＬ Ｄ準拠コンポーネント（例えば、ＢＭＩＣおよびＢＭＵ）は、既にその機能がＡＳＩＬ Ｄ準拠であることが精査されているので、圧縮などの付加的なＡＳＩＬ Ｄ準拠機能を設計および検証することは困難であり、時間がかかる。ＷＢＭＳデバイスのいずれにも圧縮機能が存在しないと、無線ブラックチャネルが輻輳し、その結果、データ通信の信頼性および効率が低下する可能性がある。さらに、ＷＢＭＳのスケーラビリティに限界が生じる。

ＡＳＩＬ Ｄ準拠コンポーネントおよび無線ブラックチャネルを有するＷＢＭＳに圧縮機能を導入するために、別のＡＳＩＬ Ｄ準拠データ処理ユニット（ＤＰＵ）を、ブラックチャネルと、かかるブラックチャネルに先に結合された他のＡＳＩＬ Ｄ準拠コンポーネントの各々との間に導入することができる。図３は、本開示の一実施形態による無線バッテリ管理システム（ＷＢＭＳ）３００の概略図である。図２のコンポーネントと同じラベルを有する図３のコンポーネントは、本明細書でさらに説明するのと同様の機能を有しうる。一例では、ＡＳＩＬ Ｄデータ処理ユニット（ＤＰＵ）が、バッテリ側では、各ＢＭＩＣとそれに関連付けられた無線トランシーバとの間に導入され、他方の「コマンド」または「中央」側では、バッテリ管理ユニット（ＢＭＵ）とそれに関連付けられた無線トランシーバとの間に導入される。図示のように、ＤＰＵ３０４ａは、ＢＭＵ３０２および無線トランシーバ２０４ａに結合され、ＤＰＵ３０４ｂ、３０４ｃおよび３０４ｄは、それぞれＢＭＩＣ３０６ａ、３０６ｂおよび３０６ｃ、ならびに無線トランシーバ２０４ｂ、２０４ｃおよび２０４ｄに結合される。概して、各ＤＰＵは、以下でさらに説明されるように、圧縮および解凍、ならびに保護コード（例えば、ＣＲＣ’）の付加および検証を実行するように導入および構成される。

本明細書で説明されるプロセスは、例えば、特定のデバイスが特定の動作を実際に実行するか否かなど、アクター（actor）の特定の組み合わせ、置換、または割当てに限定されることを意図されない。むしろ、それらは、本開示のいくつかの実現形態を示すことを意味し、当業者は、一部の動作が特定の適用例のために再構成されうること、一部の動作が常に実行される必要がないこと、一部の動作が省略されうることなどを認識するであろう。

図４は、本開示の一実施形態による、データ圧縮および保護機能を有する無線バッテリ管理システム（ＷＢＭＳ）においてデータを送信するためのプロセス４００を示すフローチャートの図である。最初に、動作４０２において、ＡＳＩＬ－Ｄ準拠デバイスが、別のＡＳＩＬ－Ｄ準拠デバイスからデータを受信し、検証する。一例では、ＤＰＵ３０４ａがＢＭＵ３０２からデータを受信する。別の例では、ＤＰＵ３０４ｂはＢＭＩＣ３０６ａからデータを受信してもよい。いずれの場合も、送信デバイスは、各データブロックまたはパケットに検証コードまたは保護コードを付加している。例えば、ＢＭＵ３０２は、各データパケットに対して機能を実行することによって巡回冗長検査（ＣＲＣ）コードを生成し、かかるＣＲＣコードがデータパケットに付加される。例えば、この新しいＣＲＣ値は、圧縮されたデータコンテンツの多項式除算の剰余に基づいて生成することができる。バッテリ側では、各ＢＭＩＣは、生成され付加されたＣＲＣを有するデータパケットを送信することもできる。

図４に戻って参照すると、次に、動作４０４において、データが検証に合格したか否かを判定することができる。受信データの信頼性を検証するために、任意の適切な検証プロセスを実行することができる。一例では、受信された各データパケットは、保護コードなど、何らかの形の検証可能な保護を含む。例えば、第１のＡＳＩＬ－Ｄデバイスから第２のＡＳＩＬ－Ｄデバイスにかかるデータパケットを送信する前に、データコンテンツの多項式除算の剰余に基づく短いＣＲＣ値が計算され、データパケットに付加されてもよい。ＣＲＣ検証法は、伝送チャネル内の雑音によって引き起こされる一般的な誤りを検出する際に特に良好である。第２のＡＳＩＬ－ＤデバイスがそのＣＲＣとともにかかるデータパケットを受信した後、受信したＡＳＩＬ－Ｄデバイスは、ＣＲＣ計算を繰り返して、データコンテンツから新しいＣＲＣ値を生成する。次いで、この新しいＣＲＣ値は、元の付加されたＣＲＣ値と比較することができ、その結果、新しいＣＲＣ値が付加されたＣＲＣと一致した場合、検証は合格となる。

検証が失敗した場合、動作４０５において、データパケットは単にドロップされるかまたは無視されてもよく、プロセス４００は終了する。さらに、受信デバイスは、データ検証が失敗した（例えば、破損した）ことを送信デバイスに通知し、データの再送を要求することができる。受信デバイスは、単に何もせず、送信側からの複製データパケットを待機してもよい。ＷＢＭＳシステムでは、（以下でさらに説明されるように）データに対して圧縮を行うため、そのうちの一部が無線システムにおいて失われる可能性がある場合、複数の複製データパケットが送信されることがある。

受信されたデータパケットが検証に合格した場合、受信デバイス（例えば、ＤＰＵ）は、次いで、動作４０６においてデータを圧縮することができる。一例では、ＤＰＵ３０４ａは、ＢＭＵ３０２からのデータを圧縮してもよい。別の例では、ＤＰＵ３０４ｂは、ＢＭＩＣ３０６ａからのデータを圧縮してもよい。任意の適切な数および種類の圧縮アルゴリズムまたはハードウェアを使用することができる。例として、可逆圧縮アルゴリズムは、汎用Ｌｅｍｐｅｌ－Ｚｉｖアルゴリズム、またはハードウェア固有の方法のうちの１つ以上の形態をとってもよい。一実施形態では、ＷＢＭＳは、システム固有の圧縮を利用することもできる。例えば、Ｎ個の１６ビットの温度測定値を送信する代わりに、送信機は、１６ビットの平均値と、平均値からのＮ個の８ビットまたは４ビットのデルタとを送信してもよい。受信側では、ＤＰＵは、ＢＭＵに渡す前に元の値を再構築することができる。

圧縮後、受信デバイスは、動作４０８において、自身の検証可能な保護コードを圧縮データに付加することができる。例えば、受信デバイスは、圧縮データからＣＲＣ値を計算し、ＣＲＣコードを圧縮データに付加する。元のＣＲＣ値は、圧縮前にデータから除去することができる。

受信デバイスは、次いで、動作４１０において、ブラックチャネルを介して、保護された圧縮データをそのＡＳＩＬ－Ｄ準拠の宛先デバイス（ＢＭＩＣまたはＢＭＵに関連付けられたＤＰＵ）に送信することができ、送信プロセス４００は終了する。例えば、ＤＰＵ３０４ａは、ブラックチャネル２０４を介して、ＣＲＣ’で保護された圧縮データを宛先デバイスＢＭＩＣ３０６ａに結合されたＤＰＵ３０４ｂに送信する。バッテリ側からの別の例では、ＤＰＵ３０４ｂは、ブラックチャネル２０４を介して、ＣＲＣ’を有する圧縮されたデータを同じく宛先デバイスＢＭＵ３０２に結合されたＤＰＵ３０４ａに送信する。

保護された圧縮データは、ＷＢＭＳの一方の側の第１のＡＳＩＬ－Ｄ準拠コンポーネントからＷＢＭＳの他方の側の第２のＡＳＩＬ－Ｄ準拠コンポーネントに送信することができる。例えば、保護された圧縮データは、バッテリ側のＤＰＵから管理側のＤＰＵに送信されてもよいし、その逆であってもよい。両方向において、１つのＤＰＵは、保護された圧縮データを、ブラックチャネルを介して別の受信ＤＰＵに送信する。図５は、本開示の一実施形態による、データ圧縮および保護機能を有する無線バッテリ管理システム（ＷＢＭＳ）においてデータを受信するためのプロセス５００を示すフローチャートの図である。動作５０２において、ＡＳＩＬ－Ｄ準拠デバイス（ＤＰＵ）は、最初に、ブラックチャネルから保護された圧縮データを受信し、検証する。例えば、ＤＰＵ３０４ｂは、ＣＲＣ’で保護され、ＢＭＩＣ３０６ａに宛てられた圧縮データを受信し、次いで、ＤＰＵ３０４ｂは、圧縮データコンテンツから生成された新しいＣＲＣ’を最初に受信されたＣＲＣ’と比較することによって、かかる受信データの完全性を検証する。

動作５０４において検証が失敗した場合、受信デバイスは、動作５０６において、受信されたデータをドロップすることができる。換言すれば、受信デバイスは、受信されたデータパケットを無視し、処理しないこともある。別の実現形態では、誤り訂正プロセスが上述したように実行されうる。なお、動作５０４において検証に合格した場合、受信デバイスは、動作５０８において、受信データを解凍することができる。送信デバイスおよび受信デバイス（例えば、ＤＰＵ）の両方が、本明細書でさらに説明するように、互換性のある圧縮および解凍アルゴリズムを用いて構成されることが理解される。

データが解凍された後、受信デバイスはまた、動作５１０において、解凍されたデータコンテンツのための元の保護（例えば、ＣＲＣ）を再構築することができる。他の実施形態では、ＣＲＣは、他のデータコンテンツとともに事前に圧縮されているので、ＣＲＣは、その後、他のデータコンテンツとともに解凍される。この後者の例では、受信デバイスは、解凍されたデータコンテンツについてＣＲＣを再構築する必要がない。

次いで、受信デバイスは、動作５１２において、保護された解凍データをＡＳＩＬ－Ｄ準拠の宛先デバイスに送信することができ、手順５００は終了する。例えば、ＤＰＵ３０４ａは、ＣＲＣで保護された解凍データをＢＭＵ３０２に送信する。バッテリ側の別の例では、ＤＰＵ３０４ｂは、ＣＲＣを有する解凍データを、同じく関連するバッテリモジュール２１０ａに結合されたＢＭＩＣ３０６ａに送信する。要するに、ＢＭＵ３０２は、送信側ＢＭＩＣから受信されたかのようにデータを正確に見ており、各受信側ＢＭＩＣは、ＢＭＵ３０２から受信されたかのようにデータを正確に見ているのである。

特定の実現形態では、ＤＰＵは、管理デバイス（例えば、ＢＭＵ）およびバッテリ監視ＩＣ（ＢＭＩＣ）デバイスとは別個のデバイスとして構成される。上述したように、この別個としたことの１つの理由は、バッテリ管理および測定機能については、既に設計されたＡＳＩＬ－Ｄ準拠デバイスが存在するためである。圧縮および解凍機能をＢＭＵまたはＢＭＩＣデバイスに統合すると、再設計されたＢＭＵおよびＢＭＩＣの全ての統合された機能についてＡＳＩＬ－Ｄ準拠を達成するために、相当量の作業が必要となる。図示の例では、各ＤＰＵおよびその付加機能は、ＡＳＩＬ－Ｄに適合するか否かを独立して評価することができる。一実現形態では、各ＤＰＵは、別個のチップとして、例えばデュアルコアチップのコアのうちの１つとして実装することができる。将来的には、圧縮および解凍機能は、バッテリ管理および測定デバイス（例えば、ＢＭＵおよびＢＭＩＣデバイス）に統合される可能性がある。

本明細書で説明されるバッテリ監視および測定プロセスならびにシステムは、電気車両の消費者の運転に関して、ならびに格納されたバッテリモジュール（例えば、製造倉庫内）に関して実装することができる。前者の例では、爆発、燃焼、または停止などの重大な故障を防止するために、バッテリセルを監視することができる。測定値が仕様から外れた場合、安全モードに入るように、故障しているバッテリモジュール（または車両全体）にコマンドを送信することができる。所定の時間内に通信がない場合、または通信が試みられなかった場合には、安全モードが開始されることがある。

バッテリストレージの例では、種々のバッテリ測定値が、例えば、１つ以上のBluetooth Low Energy送信機／ビーコンを使用して、各バッテリモジュールからブロードキャストされてもよい。これらの測定値は、任意の好適なデータ処理デバイスによって収集および監視することができる。したがって、圧縮を含む無線システムにおいて、各モジュールの複数のバッテリセルを効率的に監視することができる。例えば、充電状態（ＳＯＣ）または正常状態（ＳＯＨ）の測定値が各セルから読み出され、圧縮されてＷＢＭＳを介して送信されてもよい。バッテリ測定値は、電圧、温度、電力、ＢＭＩＣによって提供される種々の診断データなどを含みうる。この情報を用いて、自動車、家庭用バッテリシステム、または他のバッテリ用途における配置および使用のために、最適な充電レベルまたは同様のレベルを有するバッテリモジュールを選択することができる。

概して、各測定パケットは、特定のモジュールのアドレスと、かかるモジュール内の特定のセルのインデックスと、特定のセルの測定値と、を含みうる。別の実現形態では、特定のモジュールのセルの全てが同じ電圧測定値を有している可能性が高い。セルごとの電圧値を含む代わりに、測定データは、１つのセルについての１つの測定値と、同じモジュール内の他のセルについてのデルタ値（例えば、かかる測定値からの偏差）と、を含みうる。別の実施形態では、測定データは、モジュール内のセルの平均測定値と、かかるモジュールの他のセルの偏差／デルタ測定値と、を含みうる。

特定の用途にかかわらず、無線トラフィックを減少させることにより、無線ＢＭＳがサポートできるセルの数を増大させることができる。特定の実施形態は、より良好な性能およびより良好な無線通信の利用を可能にしうる。

本明細書で説明している特徴は、任意の数および種類のデバイスおよび構成で実装されうることが理解される。図３に示されているように、ＢＭＵ３０２およびＤＰＵ３０４ａは、複数の周辺デバイス（ＰＤ）、例えば３６０ａ～ｃを管理するための中央デバイス（ＣＤ）３５０の一部を形成することができ、複数のＰＤは、各々がＤＰＵおよびＢＭＩＣの対を備える。Bluetoothアプリケーションでは、ＣＤおよびＰＤはそれぞれ無線コンポーネントも含む。本明細書で説明されるように、ＤＰＵおよびＢＭＵデバイスは、別々にパッケージ化されたデバイスまたは単一のパッケージ化されたデバイスに統合されたモジュールの形態をとりうることが理解される。同様に、ＤＰＵおよびＢＭＩＣデバイスは、別個のデバイスまたは単一の集積デバイスを形成することができる。

概して、ＣＤは、複数のＰＤと通信することができる。典型的には、データは、特定のＰＤ－ＣＤ通信リンクに割り振られた時間中に、ＣＤと特定のＰＤとの間で転送することができる。指定された時間に、ＰＤは、ＣＤからメッセージおよびデータを受信するように同調し、次に、データをＣＤに通信することができる。さらに、ＣＤは、同じデータが複数のＰＤに同時に通信されるブロードキャストモードを使用することがある。

Bluetooth（ＢＴ）などの特定の無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）は、２．４ＧＨｚ無線周波数帯域を使用して、ＣＤとＷＢＭＳ内の複数のＰＤとの間の無線接続を提供することができる。Bluetooth Low Energy（ＢＬＥ）ネットワークは、ＢＴネットワークの通信範囲と同様の通信範囲を有するが、電力消費およびコストが極めて小さい。ＢＬＥデバイスは、多くの場合、スリープモードのままであり、データ通信が行われようとする際にアクティブモードに移行する。また、ＢＬＥプロトコルは、複数の経路を経由してデータが流れうるメッシュネットワークにも対応しており、デバイスの堅固な階層構造に依存せず、多くの場合、特定のネットワーク条件およびトポロジに応じて、同じデバイスがＣＤまたはＰＤとして機能することが可能である。さらに、特定の実施形態は、Bluetooth以外の他のＷＰＡＮ、例えば、Ｚｉｇｂｅｅ、または他の短距離プロトコル、無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）プロトコルを使用しておよび他の周波数帯域を使用して実装されてもよい。

電気自動車の性能は、複数の高電圧バッテリセルの充電および放電の均一性に依存しうる。各セルの状態を正確に同期（同時）測定することで、車両の加速、巡航、制動および種々の他の操作中のバッテリ利用の最適化を容易にしうるデータ、ならびに充電中のデータを提供することができる。かかる同期は、有線接続を通じて達成することができ、この有線接続は、全ての信号が同時に生成され、送信され、かつ／または受信されることを確実にするために使用されうる。しかしながら、多数の周辺デバイスを有線で接続することは、不便であるばかりでなく、実用的でないか、あるいは危険な場合もある。したがって、ＷＢＭＳのアプリケーションにおいて、有線デバイスよりも設置、保守、または交換が容易な無線センサ／デバイスを配備することが有利になっている。

互いに大きく独立している無線デバイスは、他のクロックと比較していくらか異なる速度で動作するクロックを有する場合があり、例えば、異なるクロックは、わずかに異なるドリフト、ジッタなどを有する場合がある。したがって、全ての無線デバイスを同期させることが有益である。例えば、ＢＴ、ＢＬＥ、または何らかの他の無線ネットワーク技術を使用して動作されるデバイスは、中央デバイス（ＣＤ）と種々の周辺デバイス（ＰＤ）との間で交換される適切に準備された信号によって同期させることができる。一実現形態では、バッテリ管理ユニット（ＢＭＵ）は、ＣＤとして機能し、各々がバッテリモジュールおよびそのセルに関連付けられたＢＭＩＣを含む複数のＰＤに対して同期動作を実装するように構成される。本明細書で説明する同期技術は、本明細書で説明する付加的な圧縮および保護メカニズムと併せて（例えば、ネットワークに挿入されたＤＰＵに関して）配備することができる。

時間同期の１つの方法は、ＰＤが、第１の記録された時点ｔａにおいて、タイムスタンプの要求をＣＤに送信することを含みうる。ＣＤは、要求を受信し、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）タイムスタンプＴＳを生成し、ＰＤにＴＳを送り返す。ＰＤは、この応答を第２の時点ｔｂで受信し、この時点を記録し、マスタタイムスタンプＴＳが２つの記録された時点間の中間時点（ｔａ＋ｔｂ）／２に生成されたと推定する。次いで、ＰＤは、この情報を使用して、２つのクロック間の推定された不整合Δ＝（ｔａ＋ｔｂ）／２－ＴＳを記録する。この推定された不整合は、その後、将来の同期アクションのために使用されうる。例えば、ＰＤが、（ＣＤのクロックに従って）時点Ｔ’においてあるアクションを実行するようにＣＤによって命令されると、ＰＤは、指定された時点に不整合を加算して、アクションが（ＰＤのクロックによって）時点ｔ’＝Ｔ’＋Δにおいて実行されるべきであると判定することができる。

上述した同期方法の暗黙の前提は、タイムスタンプの要求の送信とＣＤによるＲＴＣタイムスタンプの生成との間の時間間隔が、ＣＤによるＲＴＣタイムスタンプの生成とＰＤによるＲＴＣタイムスタンプの受信との間の時間間隔に等しいということである。データの伝送および処理のための正確な時間は、（例えば、信号妨害、ネットワーク干渉および雑音などに起因して）種々の不確実性の影響を受けるので、かかる前提は必ずしも正確ではない場合がある。例えば、場合により、ＣＤからＰＤへの伝送は反対方向よりも長くかかる可能性がある（逆もまた同様）。一方、ある期間にわたって複数のＲＴＣタイムスタンプを要求して平均クロック不整合を計算するには、かなりの時間を要し、長くなりすぎる可能性がある（また、より長い期間、追加のクロックのドリフトが発生する可能性もある）。

本開示の一部の態様および実現形態は、（例えば、同期アクションの実行のために）無線ネットワークにおける効率的かつ正確なクロック同期のシステムおよび方法を可能にすることによって、既存の技術のこれらの制限および他の制限に対処するものである。例示的な一実現形態では、ＣＤおよびＰＤは、接続間隔Ｔ_０ごとに１回通信することができる。ＰＤは、接続イベントの開始時にタイムスタンプ要求をＣＤに送信することができ、ＣＤは、要求を受信した直後にＣＤのタイムスタンプＴＳを記録することができる。次いで、ＣＤは、記録されたタイムスタンプをＰＤに通信するために次の接続イベントまで待機することができる。以下でより詳細に説明されるように、ＰＤは、タイムスタンプ時間ＴＳおよび接続間隔の持続時間Ｔ_０に基づいて、クロック不整合Δを推論することができる。

不整合Δが種々のＰＤによって決定されると、ＣＤは、同期アクションの時点とともに命令を送信することができ、複数のＰＤは、この決定された不整合を使用して、このアクションを同期して実行することが可能となりうる。別の例示的な実現形態では、ＣＤは、タイムスタンプをＰＤに通信していなくてもよい。代わりに、ＣＤと種々のＰＤとの間の無線接続の初期確立中に、ＣＤは、接続間隔の開始から個々にオフセットされた（接続間隔Ｔ_０内の）接続スロットを各ＰＤに割り振ることができる。個々のオフセットは、同期アクションをスケジューリングする（ＣＤにインストールされた）アプリケーションに知られていてもよい。アプリケーションは、同期アクションのための目標時点を設定することができ、各ＰＤに、それぞれのＰＤに割り振られた接続スロット中に、目標時点までの残り時間を通信することができる。通信された時間を使用して、種々のＰＤは、同じ目標時点に同期アクションの実行を開始することが可能となりうる。いくつかの実現形態では、ＣＤは、アドバタイジングブロードキャストを使用して、同期アクションのための目標時点を同時に複数のＰＤに通信することができる。多数の他の実現形態およびこれらの実現形態の複数の変形形態について、以下で説明する。

図６は、いくつかの実現形態による、中央デバイスによって生成されたタイムスタンプと、接続時間間隔の既知の持続時間とを使用するＷＢＭＳにおける例示的なクロック同期６００を示す。図６に、中央デバイス（ＣＤ）６１０および周辺デバイス（ＰＤ）６２０の動作が概略的に示されている。ＣＤ６１０およびＰＤ６２０は、Bluetooth（ＢＴ）ネットワーク、BT Low Energy（ＢＬＥ）ネットワーク、または任意の他の無線ネットワークの一部であってもよい。ＣＤ６１０およびＰＤ６２０は、先に無線ネットワーク接続を確立していてもよい。簡潔さおよび簡略化のため、図６には単一のＰＤ６２０が示されているが、ＣＤ６１０は複数のＰＤとの接続を同時にサポートしている可能性が高い。

図６に示される種々のデバイスは、１つ以上の関連付けられたデバイスと（例えば、有線接続、バス、または無線を介して）通信可能に結合されうる。いくつかの実現形態では、ＰＤ６２０（および一部の例では、ＣＤ６１０）は、関連するデバイスの状態を監視することができ、または関連付けられたデバイスの動作を容易化することができる。例えば、ＰＤ６２０（および／または図６に示されていない種々の他のＰＤ）は、バッテリ（例えば、電気自動車の自動車バッテリ）の１つ以上のセルに関連付けられてよく、バッテリのセルの状態の測定を実行（または容易化）してもよい。測定は、周期的に、またはＣＤ６１０に通信可能に結合されたホストコントローラによって決定された時間に実行することができる。ＰＤ６２０（および／または種々の他のＰＤ）は、バッテリパックに統合されうる。バッテリは、電気自動車を推進する電気モータに電力を供給するために使用されうる。バッテリがモータに電力を供給しているとき、バッテリセルは放電（および／または例えば、制動中の充電）の一定の状態にある可能性があるが、これは異なるセルで異なって発生しうる。種々のセルの状態について意味のある正確な測定を実行するために、無線ネットワークの種々のＰＤは、測定を同期して実行する（またはセルに結合された関連するセンサによって測定を実行させる）ことができる。

加えて、図６、ならびに本明細書で説明される任意の図のデバイスは、上記でさらに説明されるように、無線ネットワークまたはブラックチャネルを横断して移動するパケットコンテンツに対して、検証可能な保護メカニズムと同様に圧縮および解凍を実行するように動作可能である。

いくつかの実現形態では、ＰＤによる同期アクションは、無線ネットワークの種々のデバイスが、ネットワーク内の少なくとも１つの他の基準デバイス、例えばＣＤ６１０との内部クロックの差を決定することを可能にすることによって、有効となる。決定されたクロック差を使用して、複数のデバイス上で同時に同期アクションを実行することができる。いくつかの実現形態では、クロック同期６００は、ＣＤ－ＰＤ接続の無線プロトコルの仕様によって容易化されうる。例えば、ＣＤ６１０とＰＤ６２０との間の接続の初期確立中にＣＤ６１０によって設定可能なように、接続イベント６３０－１および６３０－２は、接続間隔Ｔ_０だけ離間されうる。以下の図６の説明では、ＣＤ６１０の内部クロック（例えば、ＲＴＣ）の読み取り値は、種々の下付き文字（使用される場合）を有する大文字Ｔで示され、ＰＤ６２０の内部クロックの読み取り値は、同様に種々の下付き文字を有する小文字ｔで示される。

いくつかの実現形態では、クロック同期６００は、以下のように達成することができる。ＣＤ６１０は、接続イベント６３０－１の開始時に、メッセージ６１２をＰＤ６２０に送信することができる。メッセージ６１２は、１つ以上のデータパケット、管理フレームなどのフレーム、制御フレーム、ＣＲＣコードなどを含みうる。いくつかの実現形態では、メッセージ６１２は、ヘッダを含むがデータフレームを含まない空のメッセージでありうる。

データフレームを有さないメッセージには必要ではないが、上述した圧縮および保護プロセスは、データコンテンツ（例えば、データパケット）を含む任意のメッセージに対して、かかるパケットが無線デバイス（例えば、ブラックチャネル２０４）に伝送されているとき、または無線デバイスから受信されているときに実行されうる。メッセージがブラックチャネルを介して伝送されてＰＤによって受信される前に、かかるパケットはまた、上述したように圧縮され、ＣＲＣ’で保護される。メッセージがブラックチャネルを出た後、メッセージは、ＣＲＣ’を介して検証され、検証された場合は解凍されてから、ＰＤによってさらに処理されうる。元のＣＲＣはまた、上記でさらに説明されたように、ＰＤによって処理される前に、再生成され、メッセージに付加されうる。これらの圧縮／解凍／保護の動作は、説明を簡単にするために同期プロセスに関して以下に説明しないが、かかる圧縮／解凍／保護の動作は、メッセージがＣＤおよびＰＤの各対の間で伝送されるたびに実行されることが理解される。

メッセージ６１２を受信したことに応答して、ＰＤ６２０は、ＣＤ６１０のＲＴＣからタイムスタンプＴＳを求める要求６２２を生成し、生成された要求をＣＤ６１０に伝送することができる。ＰＤ６２０へのメッセージ６１２の配信、ＰＤ６２０による要求６２２の生成、およびＣＤ６１０への要求６２２の伝送は、接続間隔Ｔ_０の持続時間よりも実質的に短い時間にわたって実行されうるが、かかるプロセスには何らかの遅延が関連しうる。例えば、メッセージ６１２がＣＤ６１０からＰＤ６２０に伝送され、ＰＤ６２０によって（例えば、ＰＤ６２０のＰＨＹ層およびリンク層によって）処理されるのに時間ｔ_１を要することがある。ＰＤ６２０が要求６２２を生成し、要求６２２を１つ以上のフレームに変換し、フレームに基づいてデータパケットを生成し、データパケットをＣＤ６１０に伝送するのにさらに時間ｔ_２を要することがある。加えて、要求６２２がＣＤ６１０によって受信され処理されるのに時間ｔ_３を要することがある。

ＰＤ６２０から要求６２２を受信すると、ＣＤ６１０はタイムスタンプ６４０を生成する。生成されたタイムスタンプ６４０は、タイムスタンプ６４０が生成された際のＣＤ６１０のＲＴＣの現在の値ＴＳを含みうる。次の接続イベント６３０－２が発生すると、ＣＤ６１０は、生成されたタイムスタンプ６４０をメッセージ６１４でＰＤ６２０に送信することができる。（先のメッセージ６１２の場合と同様に）メッセージ６１４がＰＤ６２０によって受信されるのに時間ｔ_１を要することがある。

クロック同期を実行するために、ＰＤ６２０は、（タイムスタンプ６４０とともに）メッセージ６１４の到着時点で自身の時間ｔを記録し、接続間隔を考慮して、ＣＤ６１０から受信されたタイムスタンプ６４０の値ＴＳとＰＤ６２０のクロック（例えば、ＲＴＣ）の現在の値との間の比較を実行することができる。いくつかの実現形態では、この比較は以下のように実行されうる。ＰＤ６２０の処理デバイスは、メッセージ６１４の受信に応答して、ＰＤ６２０がタイムスタンプｔを生成した時点におけるＣＤのクロックの現在の値Ｔを推論することができる。いくつかの実現形態では、ＰＤ６２０の処理デバイスは、現在の値Ｔを、タイムスタンプ６４０の値ＴＳと接続間隔の持続時間の和、Ｔ＝ＴＳ＋Ｔ_０として推論しうる。いくつかの実現形態では、ＰＤ６２０の処理デバイスは、要求６２２がＰＤ６２０によって生成され、伝送され、ＣＤ６１０によって処理されるのにかかる時間をさらに補正することで、その時間を、例えば、Ｔ＝ＴＳ＋Ｔ_０－ｔ_２－ｔ_３として推論しうる。

上記の式は例として意図されており、接続間隔の持続時間に基づくクロック同期の種々の他の方式が可能であり、例えば、異なる特定の式を使用して、異なる（または付加的な）補正を考慮しながらも、依然として本開示の範囲内にあることを理解されたい。

ＣＤ６１０の現在のクロック値Ｔを推論すると、ＰＤ６２０の処理デバイスは、次いで、クロック差（不整合、オフセットなど）Δ＝ｔ－Ｔを計算し、ＣＤ６１０によって命令されるか、またはＰＤ６２０上で動作するソフトウェアもしくはファームウェアによってスケジューリングされうるように、種々の同期アクションを行うために、このクロック差を使用することができる。かかる命令は、メッセージ６１２、メッセージ６１４、またはＣＤ６１０によって通信される任意の他の（前のまたは後の）メッセージの一部として受信されうる。時点Ｔ’において同期アクションを実行する命令を受信すると、ＰＤ６２０は、決定されたクロック差Δを加算し、正確な時点ｔ’＝Ｔ’＋Δを識別して、アクションを実行（または開始）することができる。

特定のBluetoothシステムは、各ＰＤが最初に応答するパケットを常に送信するＣＤを含むが、図６に示されるアクターは、他の実施形態において逆であってもよい。例えば、ＣＤ６１０は、タイムスタンプを求める要求を（例えば、メッセージ６１２の一部として）ＰＤ６２０に送信してもよく、ＰＤ６２０からタイムスタンプを受信すると、ＣＤ６１０は、計算（上述したものと同様）を実行して、２つのデバイス間のクロック差Δを決定してもよい。その後、ＣＤ６１０は、（例えば、無線ネットワークの他のＰＤと同期して）ＰＤ６２０がアクションを実行するための命令を生成する場合、ＣＤ６１０は、差Δを考慮して補正したアクションの時点を命令に含めることができる。いくつかの実現形態では、論理ユニットがＰＤ６２０上に存在してもよく、論理ユニットは、データパケットが失われたか否か、例えば、ＣＤ６１０の要求６１２の生成とタイムスタンプ６４０の受信との間に接続間隔Ｔ_０（または２倍の接続間隔２Ｔ_０など）よりも長い時間が経過したか否かを検出し、新しいタイムスタンプのためのＣＤ６１０への付加的な要求をトリガする。いくつかの実現形態では、さらなる精度のために、プロセスを数回繰り返すことができ、統計的メトリックを使用して、例えば、計算された差Δの平均またはモードを計算することによって、クロック差を補正することができる。

図７は、いくつかの実現形態による、ＷＢＭＳにおけるスケジュール接続イベントを用いた同期アクションを実行する例示的なプロセス７００を示している。図示のように、クロック同期は、複数のＰＤ６２０－Ｘ（例えば、ＰＤ６２０－Ａ、６２０－Ｂなど）に無線接続されたＣＤ６１０を含むシステムにおいて実行することができ、ＣＤ６１０は、種々のＰＤ６２０－Ｘとのスケジューリングされた通信時間の間の差を使用して、特定の時点７５０における同期アクションを容易にする。図７において、ＣＤ６１０は、種々のＰＤ６２０－Ｘの各々と通信する時間をスケジューリングする。図７では簡潔にするために２つの周辺デバイスＰＤ６２０－ＡおよびＰＤ６２０－Ｂのみが示されているが、種々の実現形態では周辺デバイスの数は限定される必要はない。いくつかの実現形態では、無線ネットワークは、接続されたメッシュネットワークであってよく、これにより任意のデバイスを動作中のＣＤとして指定することができ、その役割は時間とともにデバイスごとに変化しうる。実現形態の理解に役立つ一部の情報が図７に示されているが、ＣＤ６１０またはＰＤ６２０－Ｘに関連付けられた（または結合された）他のデバイス、種々の接続イベント（例えば、接続イベント７３０－Ａ、７３０－Ｂ、７３１－Ａなど）中にＰＤ６２０－ＸによってＣＤ６１０に送り返される無線通信など、明示的に示されていない他のデバイス、イベントおよびプロセスも、無線ネットワークおよびその通信の一部でありうることが理解されよう。

時点７５０において発生する同期アクションは、ＰＤ６２０－Ｘおよび／またはＣＤ６１０に関連付けられたデバイスの状態の測定値でありうる。一実現形態では、各ＰＤ６２０－Ｘは、電気車両のバッテリ内のセルを監視するように構成されたセンサ、または患者の体内の特定の点から読み取り値を取得する医療デバイスなどに関連付けられる。同期アクションの時点７５０に達すると、一部または全てのデバイス（例えば、ＰＤ６２０－Ｘおよび／またはＣＤ６１０）は、同時測定（または任意の他のアクション）を実行して、測定されているシステムの状態を特徴付ける正確なデータを取得する（または何らかの他の動作を開始する）ことができる。

いくつかの実現形態では、同期アクションは、代わりにクロック同期イベントであってもよく、全てのＰＤ６２０－Ｘは、ＲＴＣタイムスタンプｔを同時に記録し、記録されたタイムスタンプを、同時にＣＤ６１０によって記録されてＰＤ６２０－Ｘに通信された（例えばブロードキャストされた）タイムスタンプＴと比較する。その後、ＰＤ６２０－Ｘは、将来の同期アクションを実行する際に、記録されたタイムスタンプの差Ｔ－ｔを使用することができる。

いくつかの実現形態では、ＣＤ６１０は、複数のＰＤ６２０－Ｘとの通信を確立し、プログラムする。ＣＤ６１０は、接続間隔Ｔ_０ごとに各ＰＤ６２０－Ｘとデータを交換するために、それぞれのＰＤ６２０－Ｘとの種々の接続イベント７３０－Ｘのタイミングを管理する。ＣＤ６１０は、例えば、ＰＤ６２０－ＡおよびＰＤ６２０－Ｂと無線通信しうる。ＣＤ６１０は、ＰＤ６２０－Ａと通信する時間と、オフセット時間Ｂ７３２だけ遅延されたＰＤ６２０－Ｂと通信する時間とをスケジューリングする。

１つの非限定的な例では、ＣＤ６１０は、接続イベント７３０－Ａの間に（例えば、その開始時に）メッセージ７１２をＰＤ６２０－Ａに送信する。メッセージ７１２は、将来の同期アクションの時点７５０までの遅延時間Ｔ_Ａ７３４を含みうる。メッセージ７１２は、上述したように、ｔ_１によって捕捉されたものなど、エアタイム、処理時間などの補正を含みうる。より具体的には、ＣＤ６１０によって通信される遅延時間Ｔ_Ａは、予期される補正によって低減されうる。例えば、遅延時間Ｔ_Ａ－ｔ_１がＰＤ６２０－Ａに通信されうる。いくつかの実現形態では、ＣＤ６１０は、意図された遅延時間Ｔ_Ａを通信することができ、補正は、ＰＤ６２０－Ａによって適用されうる。接続イベント７３０－Ｂ中に、ＣＤ６１０は、別のメッセージ７１４をＰＤ６２０－Ｂに送信し、これも将来の同期アクションの時点７５０までの残り時間である遅延時間Ｔ_Ｂ７３６を含む。遅延時間Ｔ_Ｂ７３６は、接続イベント７３０－Ａと接続イベント７３０－Ｂとの間の時間を考慮して、例えば、オフセット時間Ｂ７３２を考慮して選択されうる。

図７に示されているように、同期アクションの時点７５０が経過した（および同期アクションが実行された）後、ＣＤ６１０は、後続の接続イベントのうちの１つ、例えば接続イベント７３１－Ａ中にＰＤ６２０－Ａと再び通信することができる。より具体的には、ＣＤ６１０は、第２の同期アクション（図示せず）への新しい遅延時間を含みうる新しいメッセージ７１６をＰＤ６２０－Ａに送信しうる。さらに、ＰＤ６２０－Ａは、データ７１８をＣＤ６１０に送信することもできる。データには、実行された同期アクションとともにＰＤ６２０－Ａ（またはＰＤ６２０－Ａに関連付けられたデバイス）によって行われた測定の結果が含まれうる。

いくつかの実現形態では、遅延時間Ｔ_ＡおよびＴ_Ｂの決定は、ＣＤ６１０上で実行される同期アプリケーションによって実行されうる。同期アプリケーションは、同期アクションの時点７５０を決定し、種々のＰＤ６２０－Ｘの時間オフセットを識別し、メッセージ７１２および７１４のコンテンツを生成し、同期アクション中に、または同期アクションに関連して生成されたＰＤからデータを収集するなどしてもよい。一部のデバイスおよび無線ネットワーク（例えば、ＢＴおよびＢＬＥネットワーク）では、同期アプリケーションは、ＣＤ６１０の下位レベルのメカニズム（例えば、リンク層）によって管理されうる時間オフセットへの標準アクセスを有しない場合がある。かかる状況に対処するために、ＣＤ６１０およびＰＤ６２０－Ｘによって使用される通信規格への変更を行うことができる。より具体的には、ＣＤ６１０のリンク層が、種々のＰＤのための時間オフセットを決定した後（例えば、ネットワーク接続が確立される時間中）、リンク層は同期アプリケーションに、設定されたオフセットへのアクセスを許可してもよい。

図８は、いくつかの実現形態による、パケット損失に対する付加的な保護とともに、ＷＢＭＳにおけるスケジュール接続イベントを用いた同期アクションを実行するための例示的なプロセス８００を示す図である。２つのＰＤ６２０－Ａおよび６２０－Ｂが図８に示されているが、ＰＤの数は、特定の時間間隔内にＣＤにデータを送信するためにＰＤにより要求される時間量によってのみ制限されうることが理解されるであろう。ＣＤ６１０は、（例えば、通信間隔Ｔ_１、Ｔ_２などの開始時に）ＰＤ６２０－Ｘにメッセージを送信し、各ＰＤ６２０－Ｘから通信を受信する時間をスケジューリングすることができる。一部の無線ネットワーク、例えばメッシュネットワークでは、異なるデバイスが異なる時間にＣＤ６１０として機能しうることが理解されよう。ＣＤ６１０は、メッセージ８１２を１つ以上のＰＤ６２０－Ｘ（例えば、ＰＤ６２０－Ａ、ＰＤ６２０－Ｂなど）にブロードキャストすることができる。メッセージ８１２は、将来の同期イベントの時間の指示を含みうる。時間の指示は、いくつかの実現形態では、遅延時間（例えば、遅延時間８３４）またはイベントカウンタおよび遅延時間でありうる。メッセージ８１２はまた、ＣＤ６１０によって管理され、ＰＤ６２０－Ｘの各々がＣＤ６１０に返信するための時間およびチャネルを示す情報を含みうる。（例えば、ＣＤ６１０によって実装される）ネットワーク設定に応じて、全てのＰＤ６２０－Ｘは、各通信間隔においてＣＤ６１０にデータを送信するようにスケジューリングされてよく、またはＰＤ６２０－Ｘのうちの一部のみが所与の通信間隔においてＣＤ６１０と通信してもよい。特定のＰＤ６２０－ＸのＣＤ６１０への通信のための時間の指示は、特定の通信間隔の開始からＰＤ６２０－Ｘによる通信の時間までの時間オフセット、例えば、ＰＤ６２０－Ａのためのオフセット時間Ａ８２８、ＰＤ６２０－Ｂのためのオフセット時間Ｂ８３２などでありうる。通信および処理における遅延（ｔ_１など）ならびに他の可能な遅延は、上記の図と併せて説明したように、種々の方法で考慮することができる。

スケジューリングされた時間において、ＰＤ６２０－Ｘは、メッセージ８１４および８１６をＣＤ６１０に通信することができる。メッセージ８１４および８１６は、空のパケット（例えば、ヘッダ専用パケット）、ＰＤ６２０－Ｘに関連付けられたデバイスによって取得された最近の（例えば、同期）測定からのデータ、タイムスタンプ、または他の情報を含みうる。一部の場合では、干渉、雑音、障害に起因して、または任意の他の原因によって、ＰＤ６２０－Ｘのいずれかによって伝送された１つ以上のデータパケットは、図８にＰＤ６２０－ＡからＣＤ６１０へのメッセージ８１４上に描かれたクロスマークによって示されているように、ＣＤ６１０によって受信されないことがある。ＣＤ６１０が、ＰＤ６２０－Ａからのスケジューリングされたメッセージ８１４が到着していないことを検出した場合、ＣＤ６１０は、例えば、次の通信間隔Ｔ２の開始時に、後続のメッセージ８１８をブロードキャストしてもよい。メッセージ８１８は、メッセージ８１２と同様のデータ、例えば、同期イベントの時点８５０の指示（遅延時間８３６）、およびＰＤ６２０－ＸのＣＤ６１０への通信を容易にする情報を含みうる。メッセージ８１８はまた、失われたデータパケットを置き換えるという要求、例えば、ＰＤ６２０－Ａがメッセージ８１４のコピーを再伝送するという要求を含んでもよい。その後、ＣＤ６１０に到達しなかったメッセージ８１４のコンテンツを再伝送してもよく、例えば、ＰＤ６２０－Ａは、ＣＤ６１０がスケジューリングした通信時間に、メッセージ８１４で失われたデータを含みうる新しいメッセージ８２２を送信してもよい。図８に示されるような実現形態は、ＰＤ６２０－ＸからＣＤ６１０への信頼できるデータ転送が望ましい場合、無線ネットワークが相当量の雑音および／または干渉を有する場合、ＰＤ６２０－Ｘのうちの一部が低電力デバイスでありうる場合、および他の例において使用されうる。

図９Ａおよび図９Ｂは、いくつかの実現形態による、無線ネットワークにおいて同期イベントを開始するための例示的なトリガ方式を示している。図９Ａおよび図９Ｂに示すコンポーネント（およびその動作）は、無線ネットワークの周辺デバイスの一部として実装することができる。図９Ａは、ハードウェア割込みを使用するトリガ方式９００を示している。同期アクションの時点を示すメッセージがＣＤからＰＤによって受信された後、ＰＤ上でインスタンス化されたアプリケーション９３０により、（例えば、上記で説明したように）ＰＤによって実行される同期アクションの将来の時間を決定することができる。アプリケーション９３０は、同期アクションの時点でプログラム可能コンパレータ（例えば、ハードウェアコンパレータ）９２０を構成することができる。コンパレータ９２０は、ＰＤのクロック９１０によって出力されるクロック値を監視していてもよく、クロック値は、例えば、上述した方法のうちの１つを使用して、ＣＤのクロック（またはネットワーク内の他のクロック）と同期されてもよい。クロック９１０によって出力された現在のクロック値が（アプリケーション９３０によってプログラムされた）同期アクションの時点と一致した（または超える）ことをコンパレータ９２０が検出すると、コンパレータ９２０はＰＤの中央処理装置（ＣＰＵ）９５０に割込み信号を出力する。ＣＰＵ９５０は、その上で処理されている現在のタスクを停止し、ＰＤおよび／またはＰＤに関連付けられた１つ以上のデバイスを使用して、ＣＰＵ９５０に同期アクション９４０を実行させる（例えば、測定を実行させる、１つ以上の動作を開始させるなど）命令でメモリデバイス（例えば、レジスタ）にアクセスする。

図９Ｂは、ファームウェアまたはソフトウェア割込みを使用するトリガ方式９０２を示している。同期アクションの時点を示すメッセージがＰＤによって受信された後、ＰＤ上でインスタンス化されたアプリケーション９３０により、同期アクションの時点を決定することができ、ＢＴファームウェア９６０内のプログラマブルファームウェア（ＦＷ）割込み９６２を構成することができる。ＢＴファームウェア９６０が、同期アクションの時点に達したことを判定すると、ＢＴファームウェア９６０は割込み信号をＣＰＵ９５０に出力し、ＣＰＵ９５０は、図９Ａに関連して上述したように同期アクション９４０を実行する。いくつかの実現形態では、ＦＷ割込み９６２をプログラムする代わりに、アプリケーション９３０は、（破線ボックスによって示されているように）ソフトウェア（ＳＷ）割込み９３２をプログラムすることができる。同期アクション時には、ＳＷ割込み９３２がＢＴファームウェア９６０に命令を出力し、ＢＴファームウェア９６０が割込み信号をＣＰＵ９５０に通知する。

図１０は、いくつかの実現形態による、同期アクションを実行するために無線ネットワークの周辺デバイスによって実行される例示的な方法１０００のフロー図である。ブロック１０１０において、ＰＤとＣＤとの間の無線接続が確立される。確立された接続は、任意の適切な無線通信ネットワークを介していてよい。いくつかの実現形態では、無線通信ネットワークは、ＢＴネットワークまたはＢＬＥネットワークでありうる。いくつかの実現形態では、ＰＤは、ＣＤとの双方向接続、例えばＰＤがデータを受信してＣＤに伝送することを可能にする接続を有してもよい。他の実現形態では、ＰＤの各々とＣＤとの間に通信接続が形成されないこともあり、このため、ＣＤは代わりに、複数のＰＤによって受信されるように意図されたメッセージ（例えば、ＢＴアドバタイジングメッセージ）をブロードキャストすることができる。ＰＤの各々または一部は、１つ以上の関連付けられたデバイスに通信可能に結合されうる。

いくつかの実現形態では、ブロック１０２０において、ＰＤは、時間同期要求をＣＤに送信することができる。時間同期要求の受信に応答して、ＣＤは、１つ以上のメッセージを生成して伝送することができ、１つ以上のメッセージには、ＣＤの内部クロックによって測定され、ＣＤが時間同期要求を受信した時点に関連付けられた基準時点のタイムスタンプが含まれうる。いくつかの実現形態では、ＣＤが要求を受信した時点は、ＣＤが要求を処理しタイムスタンプを作成するのに要した時間によって、かつ他の可能な遅延によって調整されうる。

ブロック１０３０において、ＰＤは、時間同期要求を受信したことに応答して、ＣＤによって生成され伝送された１つ以上のメッセージをＣＤから受信する。ブロック１０４０において、ＰＤは、受信したメッセージを考慮して、同期アクションの時点を決定する。より具体的には、同期アクションは、第１のＣＤに関連付けられた１つ以上のデバイスに何らかの機能を実行させ（例えば、測定を行うか、または任意の他の動作を実行させ）、ＣＤ（または他のＰＤ）への後続の通信のためのタイムスタンプを記録させるなどのアクションでありうる。ＣＤがタイムスタンプを（例えば、ＰＤからの要求に応じて）記録する実現形態では、同期アクションの時点は、上記でより詳細に説明したように、ＣＤによって記録されたタイムスタンプＴＳと、ＣＤとＰＤとの間のデータ交換の期間に関連付けられた接続間隔（例えば、Ｔ_０）とを考慮して決定されうる。

ブロック１０５０において、同期アクションがＰＤによって実行されうる。同期アクションは、通常、ネットワークの種々の他のＰＤによって同時に並行して実行される。いくつかの実現形態では、ＣＤは、同様の（または異なる）アクションを同時に実行することもできる。同期アクションには、各ＰＤが、測定デバイス、バッテリモジュール／セル、または任意の他の好適なデバイスなどのその関連付けられたデバイスのうちの１つ以上とインタラクションを有することが含まれうる。

いくつかの実現形態では、ＰＤ（および任意選択手段としてＣＤ）は、ブロック１０６０において、同期アクションに関連してデータを生成することができる。ブロック１０７０において、ＰＤは、第１（第２など）のＰＤに関連付けられたデバイスの状態の測定値を記述するデータなど、同期アクションに関連して生成されたデータをＣＤに伝送することができる。伝送の前に、データは上述したように圧縮され、保護されていてよい。

ＣＤは、例えば、通信エラー、干渉などにより、ＰＤの一部または全部からデータを受信しない場合がある。いくつかの実現形態では、ＣＤは、失われたデータの置換データを求める要求をＰＤに送信することができる。置換データに対するこの要求は、ブロック１０８０において、第１（第２など）のＰＤによって受信されうる。要求を受信すると、ＰＤは、ブロック１０９０において、例えば、ＣＤと通信するためにＰＤの次のスケジューリングされた時間に、失われたデータのための置換データを含む別のデータパケット（または複数のデータパケット）を伝送してもよい。

図１１は、いくつかの実現形態による、バッテリ管理および同期技術が実行されうる無線ネットワークシステム１１００の図である。複数のＰＤとの無線接続およびデータ交換をサポートしうるＣＤ１１１０が示されている。簡潔にするために２つのＰＤ１１２０－Ａおよび１１２０－Ｂが示されているが、無線ネットワークシステム１１００は、任意の数のＰＤを含みうる。以下でより詳細に説明するように、ＰＤ１１２０－Ａの一部のコンポーネントおよびモジュールが示されている。ＣＤ１１１０およびＰＤ１１２０－Ｂのための内部構造は示されていないが、ＰＤ１１２０－Ａの一部または全てのコンポーネントがＣＤ１１１０、ＰＤ１１２０－Ｂおよび無線ネットワークシステム１１００の他のデバイスにも存在しうることが理解されよう。さらに、ＰＤ１１２０－Ａのモジュールおよび機能のうちの１つ以上は、ＢＭＵおよびＤＰＵにおいて、またはＢＭＩＣおよびＤＰＵにおいてなど、２つ以上の物理デバイスにおいて実装されうる。

ＣＤ１１１０は、矢印で概略的に示されているように、それぞれＰＤ１１２０－Ａおよび１１２０－Ｂとの無線接続１１０４および１１０６を確立することができる。無線接続１１０４および１１０６は、ＢＴ接続、ＢＬＥ接続、または任意の他の適切な接続でありうる。一部または全てのＰＤは、１つ以上のデバイスに関連付けられていてよく、例えば、図１１のそれぞれの実線によって示されているように、ＰＤ１１２０－Ａは、１つ以上のデバイス１１２２－Ａに関連付けられ（および通信可能に結合され）ていてよく、ＰＤ１１２０－Ｂは、デバイス１１２２－Ｂに関連付けられていてよい。いくつかの実現形態では、１つ以上のＰＤ、例えばＰＤ１１２０－Ａおよび／またはＰＤ１１２０－Ｂは、時間同期要求をＣＤ１１１０に伝送することができる。同様に、ＣＤ１１１０は、１つ以上のメッセージをＰＤ１１２０－Ａおよび／またはＰＤ１１２０－Ｂに通信することができる。各ＣＤ、ＰＤ、または別個のＤＰＵは、メッセージがブラックチャネルに入る前またはブラックチャネルから出た後に、メッセージの圧縮／解凍／保護を実行するように動作可能であってよい。

ＣＤ１１１０によって伝送されるメッセージは、１つ以上のＰＤから時間同期要求を受信することに応答したものでありうる。メッセージは、別個の接続イベント中に各ＰＤに送信されうるか、または無線ネットワークシステム１１００のＰＤの全てにブロードキャストされうる（またはそのサブセットにマルチキャストされうる）。メッセージは、ＣＤ１１１０のクロックによって測定された基準時点に関連付けられたタイムスタンプを含みうる。基準時点は、１つ以上のＰＤ１１２０－Ａおよび／または１１２０－Ｂから時間同期要求を受信するＣＤ１１１０に関連付けられた時点でありうる。ＣＤ１１１０からＰＤへのメッセージは、将来の同期アクションの時間の指示を含みうる。時間の指示は、無線ネットワークシステム１１００のＰＤの一部または全部に共通でありうるか、または例えば、無線ネットワークシステム１１００の種々のＰＤとのＣＤ１１１０の通信のための通信スケジュールを考慮して、個々のＰＤ（またはＰＤのグループ）のために生成されうる。

ＰＤ１１２０－Ａ（および同様に、ＰＤ１１２０－Ｂまたは無線ネットワークシステム１１００の任意の他のＰＤ）は、バッテリ管理ユニット（ＢＭＵ）、データ処理ユニット（ＤＰＵ）、バッテリ管理ＩＣ（ＢＭＩＣ）、または任意の他の種類のネットワークデバイスなど、ネットワーク接続性および機能（例えば、データの受信、送信および中継）をサポートする任意のデバイスであってよい。ＰＤ１１２０－Ａは、１つ以上のアプリケーション１１３０をサポートすることができ、１つ以上のアプリケーション１１３０は、バッテリ管理、バッテリ測定タスク、時間同期を実行し、および／または、ＰＤ１１２０－Ａによる同期アクションを容易にするための１つ以上のモジュール（例えば、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアコンポーネント、またはこれらの任意の組み合わせ）の形態であってよい。

いくつかの実現形態では、ＰＤ１１２０－Ａによる同期アクションは、他のデバイスによる（例えば、無線ネットワークシステム１１００の他のＰＤおよび／またはＣＤによる）アクションと同時に実行される。いくつかの実現形態では、ＰＤ１１２０－Ａによる同期アクションは、他のデバイスによって実行されるアクションと非同時的に、ただし所定のパターンに従って実行されうる。例えば、ＰＤ１１２０－Ａは、第１の所定の時間にアクションを実行してもよく、ＰＤ１１２０－Ｂは、第２の所定の時間（第１の所定の時間より早くても遅くてもよい）に別の（または同様の）アクションを実行してもよい、などである。ＰＤ１１２０－Ａ上の同期アプリケーション１１３０は、ＣＤ１１１０上にインスタンス化された同様のアプリケーションと併せて動作しうる（例えば、そこから命令を受信し、そこにデータを提供する）。アプリケーション１１３０は、産業アプリケーション、車両アプリケーション、安全アプリケーション、測定制御アプリケーション、技術制御および監視アプリケーションなどを含みうる。例えば、アプリケーション１１３０は、ＣＤ１１１０への時間同期要求を生成し、ＣＤ１１１０から受信して同期アクションの時間の指示を処理し、関連するデバイス１１２２－Ａに同期アクションとともに１つ以上の動作を実行させ、関連するデバイス１１２２－Ａからデータを収集し、収集されたデータ（置換データを含む）を処理してＣＤ１１１０に通信するなどしてもよい。アプリケーションはまた、メッセージがブラックチャネルに入る前またはブラックチャネルから出た後に、メッセージの圧縮／解凍／保護を実行するように構成されていてよい。

ＰＤ１１２０－Ａ（ならびに他のＰＤおよびＣＤ）は、単一の無線帯域（例えば、２．４ＧＨｚ帯域、５ＧＨｚ、６０ＧＨｚなど）または複数の帯域（例えば、２．４ＧＨｚ帯域と５ＧＨｚ帯域との両方）における無線接続が可能でありうる。ＰＤ１１２０－Ａは、電波を受信および伝送するために、１つ以上のアンテナ１１４０を使用しうる（またはそれに接続されうる）。いくつかの実現形態では、アンテナ１１４０は、単一の多入力多出力（ＭＩＭＯ）であるか、またはこれを含みうる。アンテナ１１４０によって受信された信号は、無線コンポーネント１１４２によって処理することができ、無線コンポーネント１１４２には、フィルタ（例えば、バンドパスフィルタ）、低雑音無線周波数増幅器、ダウンコンバージョンミキサ、中間周波数増幅器、アナログデジタル変換器、逆フーリエ変換モジュール、デパーシングモジュール、インターリーバ、誤り訂正モジュール、スクランブラおよびアンテナ１１４０によって受信された変調信号を処理するために使用されうる他の（アナログおよび／またはデジタル）回路が含まれうる。無線コンポーネント１１４２は、受信された（およびデジタル化された）信号を物理層コンポーネント（ＰＨＹ）１１４４に提供しうる。

ＰＨＹ１１４４は、デジタル化された信号を、リンク層１１４６に供給しうるフレームに変換することができる。リンク層１１４６は、アドバタイジング、走査、開始、接続および待機など、複数の状態を有することができる。リンク層１１４６は、フレームをデータパケットに変換することができる。伝送中、データ処理は反対方向に行われてもよく、リンク層１１４６はデータパケットをフレームに変換し、フレームはＰＨＹ１１４４によって無線コンポーネント１１４２に提供されるデジタル信号に変換される。無線コンポーネント１１４２は、デジタル信号を無線信号に変換し、アンテナ１１４０を使用して無線信号を伝送することができる。いくつかの実現形態では、無線コンポーネント１１４２、ＰＨＹ１１４４およびリンク層１１４６は、無線コントローラ、例えば、単一の集積回路として実装される無線コントローラの一部として実装されうる。

ＰＤ１１２０－Ａ（または他のＰＤおよびＣＤデバイス）は、１つ以上のＣＰＵ１１５０を含みうる。いくつかの実現形態では、ＣＰＵ１１５０は、１つ以上の有限状態機械（ＦＳＭ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などを含みうる。ＰＤ１１２０－Ａは、ＰＤ１１２０－Ａ上で実行されうる他のプロセスとともに同期動作に関連する種々の動作を実行する単一のプロセッサを有しうる。いくつかの実現形態では、ＰＤ１１２０－Ａは、ＰＤ１１２０－Ａ上で実行される他のプロセスおよびアプリケーションとは別個の、同期動作のための専用プロセッサを有しうる。ＰＤ１１２０－Ａは、メモリデバイス１１６０をさらに含むことができ、メモリデバイス１１６０は、不揮発性、例えば、読み取り専用（ＲＯＭ）メモリおよび揮発性、例えば、ランダムアクセス（ＲＡＭ）メモリでありうる（またはそれを含みうる）。ＰＤ１１２０－Ａのメモリデバイス１１６０はまた、アプリケーション１１３０のためのコードおよびサポートデータを記憶しうる。

ＰＤ１１２０－Ａは、クロック／リセットおよび電力リソースを管理しうる、クロック１１４８および電力管理ユニット（ＰＭＵ）１１７０をさらに含みうる。ＰＤ１１２０－Ａは、関連するデバイス１１２２－Ａを含む他の外部デバイスおよび構造との通信を可能にするための入力／出力（Ｉ／Ｏ）コントローラ１１９０をさらに含みうる。いくつかの実現形態では、Ｉ／Ｏコントローラ１１９０は、汎用Ｉ／Ｏ（ＧＰＩＯ）インタフェース、ＵＳＢインタフェース、ＰＣＭデジタルオーディオモジュールおよび他のＩ／Ｏコンポーネントを有効にしうる。

かかる情報およびプログラム命令は、本明細書で説明されるシステム／方法を実装するために採用されうるので、本開示は、本明細書で説明される種々の動作を実行するためのプログラム命令、状態情報などを含む機械可読記憶媒体に関する。機械可読記憶媒体の例には、ハードディスク、フロッピーディスクおよび磁気テープなどの磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭディスクなどの光媒体、フロプティカルディスクなどの光磁気媒体、ならびにＲＯＭおよびＲＡＭなどのプログラム命令を記憶し実行するように特別に構成されたハードウェアデバイスが含まれるが、これらに限定されない。プログラム命令の例には、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行されうる高級言語コードを含むファイルが含まれる。

前述の開示は、理解を明確にする目的である程度詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲内で特定の変更および修正が実施されうることは明らかであろう。本発明のプロセス、システムおよび装置を実装する多くの代替方法があることに留意されたい。したがって、本実施形態は、限定ではなく例示であるとみなされるべきであり、本発明の主題の範囲は、本明細書で与えられる詳細に限定されるべきではない。

Claims (21)

1. 無線バッテリ管理システムであって、前記無線バッテリ管理システムは、
   それぞれ複数の関連付けられたバッテリセルを有するバッテリモジュールに結合されており、かかる関連付けられたセルから複数のバッテリ測定値を受信するように動作可能である複数の周辺デバイス（ＰＤ）と、
   無線ネットワークを介して前記ＰＤから前記複数のバッテリ測定値を受信するように動作可能な中央デバイス（ＣＤ）と、
   前記ＰＤのうちの第１のＰＤに結合されており、前記第１のＰＤと前記無線ネットワークとの間に通信可能に介在する第１のデータ処理ユニット（ＤＰＵ）と、
   を備え、前記第１のＤＰＵは、
   前記第１のＰＤから第１のデータパケットを受信することと、
   前記第１のデータパケットが検証に合格した場合、前記第１のデータパケットを圧縮して前記第１のデータパケットに保護コードを付加することと、
   前記保護コードを有する圧縮された前記第１のデータパケットを、無線トランシーバの前記無線ネットワークを介して第２のＤＰＵに送信することと、
   を行うように動作可能であり、
   前記第２のＤＰＵは、前記ＣＤに結合されており、前記ＣＤと前記無線ネットワークとの間に通信可能に介在し、前記第２のＤＰＵは、
   前記無線ネットワークから、前記保護コードを有する圧縮された前記第１のデータパケットを受信することと、
   圧縮された前記第１のデータパケットが検証に合格した場合、圧縮された前記第１のデータパケットを解凍して前記第１のデータパケットを取得することと、
   解凍された前記第１のデータパケットを前記ＣＤに送信することと、
   を行うように動作可能である、
   無線バッテリ管理システム。
2. 前記複数のＰＤ、前記ＣＤ、前記第１のＤＰＵおよび前記第２のＤＰＵは、自動車安全水準（ＡＳＩＬ）Ｄプロトコルの要件を満たし、前記ＣＤは、前記第２のＤＰＵを備え、前記第１のＰＤは、前記第１のＤＰＵを備える、
   請求項１記載の無線バッテリ管理システム。
3. 前記第１のＤＰＵによって受信された前記第１のデータパケットは、元のＣＲＣコードの形態の保護コードを含み、
   前記第１のＤＰＵは、また、前記第１のデータパケットのコンテンツから新しいＣＲＣコードを生成し、かかる新しいＣＲＣコードを前記元のＣＲＣコードと比較することによって、前記第１のデータパケットが検証に合格するか否かを判定するように動作可能であり、
   圧縮された前記第１のデータパケットのために前記第１のＤＰＵによって生成された前記保護コードは、元の巡回冗長検査（ＣＲＣ’）コードの形態であり、
   前記第２のＤＰＵは、圧縮された前記第１のデータパケットの圧縮されたコンテンツから新しいＣＲＣ’コードを生成し、かかる新しいＣＲＣ’コードを前記元のＣＲＣ’コードと比較することによって、圧縮された前記第１のデータパケットが検証に合格するか否かを判定するように動作可能である、
   請求項１記載の無線バッテリ管理システム。
4. 前記第１のＰＤは、伝送中に前記第１のデータパケットのうちの１つ以上が失われた場合、複数の第１のデータパケットを送信するように動作可能である、
   請求項１記載の無線バッテリ管理システム。
5. 前記第１のＤＰＵは、かかる第１のデータパケットに対する検証が失敗した場合、前記第１のデータパケットを再送するための要求を前記第１のＰＤに送信するように動作可能である、
   請求項１記載の無線バッテリ管理システム。
6. 前記第２のＤＰＵから前記ＣＤによって受信された前記第１のデータパケットは、前記第１のＰＤによって送信された前記第１のデータパケットと同一である、
   請求項１記載の無線バッテリ管理システム。
7. 前記無線バッテリ管理システムは、電気自動車またはハイブリッド自動車の一部を形成する、
   請求項１記載の無線バッテリ管理システム。
8. 各バッテリモジュールは、電気自動車またはハイブリッド車に後で配備するために格納されている、
   請求項１記載の無線バッテリ管理システム。
9. 複数の他のＤＰＵのうちの特定のＤＰＵは、前記複数のＰＤのうちの特定の他のＰＤに結合されており、前記他のＰＤの各々と無線トランシーバの前記無線ネットワークとの間に通信可能に介在しており、
   前記他のＤＰＵは、
   前記他のＤＰＵに関連付けられたＰＤから複数の他のデータパケットを受信することと、
   かかる複数の他のデータパケットを圧縮して、かかる複数の他のデータパケットに保護コードを付加することと、
   圧縮された前記他のデータパケットを、圧縮された前記他のデータパケットの保護コードとともに前記無線ネットワークを介して前記第２のＤＰＵに送信することと、
   を行うように動作可能であり、
   前記第２のＤＰＵは、圧縮された前記他のデータパケットに対して受信、解凍および送信する動作を繰り返すようにさらに動作可能である、
   請求項１記載の無線バッテリ管理システム。
10. 前記第１のデータパケットおよび前記他のデータパケットは、前記複数のバッテリモジュールの前記複数のセルについての複数のバッテリ測定値を含む、
    請求項９記載の無線バッテリ管理システム。
11. 前記複数のバッテリ測定値は、前記バッテリモジュールのバッテリセルの各々についての平均測定値と、前記バッテリモジュールのバッテリセルの各々についてのかかる平均測定値からの偏差と、を含む、
    請求項１０記載の無線バッテリ管理システム。
12. 前記複数のバッテリ測定値は、前記バッテリモジュールのバッテリセルの各々のうちの第１のバッテリセルについての第１の測定値と、前記バッテリモジュールの他のバッテリセルの各々についてのかかる第１の測定値からの偏差と、を含む、
    請求項１０記載の無線バッテリ管理システム。
13. 前記ＣＤは、前記複数のＰＤの各々に１つ以上のメッセージを送信して、前記複数のＰＤの各々と、前記関連付けられたバッテリモジュールのうちのそれぞれの１つ以上と、のインタラクションを含む同期アクションの実行を容易にするようにさらに動作可能であり、前記１つ以上のメッセージは、前記ＣＤのクロックによって測定される基準時点に関連付けられたタイムスタンプを含み、
    前記ＣＤは、前記複数のＰＤから前記第１のデータパケットおよび前記他のデータパケットを受信するようにさらに動作可能であり、前記第１のデータパケットおよび前記他のデータパケットの各々は、前記複数のＰＤの各々またはかかるＰＤに関連付けられたデバイスによって実行される前記同期アクションに関連して生成される、
    請求項１０記載の無線バッテリ管理システム。
14. 前記ＣＤは、前記複数のＰＤのうちの前記第１のＰＤに第１のメッセージを送信するようにさらに動作可能であり、前記第１のメッセージは、前記同期アクションの第１の時間の指示を含み、前記第１の時間の指示は、前記第１のＰＤのための予め定義された第１の通信時間に対して定義され、
    前記ＣＤは、前記複数のＰＤのうちの第２のＰＤのための第２のメッセージを送信するようにさらに動作可能であり、前記第２のメッセージは、前記同期アクションの第２の時間の指示を含み、前記第２の時間の指示は、前記第２のＰＤのための予め定義された第２の通信時間に対して定義され、前記第２の通信時間は、前記第１の通信時間とは異なり、
    前記ＣＤは、前記第１のＰＤおよび前記第２のＰＤから前記第１のデータパケットおよび前記他のデータパケットを受信するようにさらに動作可能であり、前記第１のデータパケットおよび前記他のデータパケットの各々は、前記第１のＰＤおよび前記第２のＰＤの各々またはかかる前記第１のＰＤおよび前記第２のＰＤに関連付けられたデバイスによって実行される前記同期アクションに関連して生成される、
    請求項１０記載の無線バッテリ管理システム。
15. 前記複数のＰＤ、前記ＣＤ、前記第１のＤＰＵおよび前記第２のＤＰＵおよび無線トランシーバの前記無線ネットワークは、それぞれメッシュネットワークで結合されている、
    請求項１記載の無線バッテリ管理システム。
16. 複数の周辺デバイス（ＰＤ）、中央デバイス（ＣＤ）、第１のデータ処理ユニット（ＤＰＵ）および第２のＤＰＵを備えるバッテリ管理システムにおいて無線通信を管理する方法であって、前記方法は、
    前記第１のＤＰＵにおいて、前記第１のＰＤから第１のデータパケットを受信するステップと、
    前記第１のＤＰＵにおいて、前記第１のデータパケットが検証に合格したと判定し、前記判定に応答して、前記第１のデータパケットを圧縮して前記第１のデータパケットに保護コードを付加するステップと、
    前記第１のＤＰＵから、前記保護コードを有する圧縮された前記第１のデータパケットを、無線ネットワークを介して前記第２のＤＰＵに送信するステップと、
    前記第２のＤＰＵにおいて、前記保護コードを有する圧縮された前記第１のデータパケットを受信するステップと、
    前記第２のＤＰＵにおいて、圧縮された前記第１のデータパケットが検証に合格したと判定し、前記判定に応答して、圧縮された前記第１のデータパケットを解凍して前記第１のデータパケットを取得するステップと、
    前記第２のＤＰＵから、解凍された前記第１のデータパケットを前記ＣＤに送信するステップと、
    を含む方法。
17. 前記複数のＰＤ、前記ＣＤ、前記第１のＤＰＵおよび前記第２のＤＰＵは、自動車安全水準（ＡＳＩＬ）Ｄプロトコルの要件を満たす、
    請求項１６記載の方法。
18. 前記方法は、伝送中に前記第１のデータパケットのうちの１つ以上が失われた場合、前記第１のＰＤが複数の第１のデータパケットを送信するステップをさらに含む、
    請求項１６記載の方法。
19. 前記方法は、
    複数の他のＤＰＵの各々において、前記複数のＰＤのうちの関連付けられた他のＰＤから複数の他のデータパケットを受信するステップと、
    前記他のＤＰＵの各々において、かかる複数の他のデータパケットを圧縮して、かかる複数の他のデータパケットに保護コードを付加するステップと、
    前記他のＤＰＵの各々において、圧縮された前記他のデータパケットを圧縮された前記他のデータパケットの保護コードとともに前記無線ネットワークを介して前記第２のＤＰＵに送信するステップと、
    前記第２のＤＰＵにおいて、圧縮された前記他のデータパケットに対して受信、解凍および送信する動作を繰り返すステップと、
    をさらに含む、
    請求項１６記載の方法。
20. 前記第１のデータパケットおよび前記他のデータパケットは、複数のバッテリモジュールの複数のセルについての複数のバッテリ測定値を含み、前記複数のバッテリ測定値は、前記バッテリモジュールのバッテリセルの各々のうちの第１のバッテリセルについての第１の測定値と、前記バッテリモジュールの他のバッテリセルの各々についてのかかる第１の測定値からの偏差と、を含む、
    請求項１９記載の方法。
21. 前記第１のデータパケットおよび前記他のデータパケットは、複数のバッテリモジュールの複数のセルについての複数のバッテリ測定値を含み、前記複数のバッテリ測定値は、少なくとも、前記バッテリモジュールのバッテリセルのうちの第１のバッテリセルについての第１の測定値と、前記バッテリモジュールのバッテリセルのうちの第２のバッテリセルについての先の測定値からの偏差と、を含む、
    請求項１９記載の方法。

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