TWI413290B - 用於一電池組之通信方法及電池組 - Google Patents

用於一電池組之通信方法及電池組 Download PDF

Info

Publication number
TWI413290B
TWI413290B TW096108311A TW96108311A TWI413290B TW I413290 B TWI413290 B TW I413290B TW 096108311 A TW096108311 A TW 096108311A TW 96108311 A TW96108311 A TW 96108311A TW I413290 B TWI413290 B TW I413290B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
random number
battery
battery pack
communication
management system
Prior art date
Application number
TW096108311A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200746501A (en
Inventor
Hideyuki Sato
Gunnar Gangstoe
Arne Aas
Original Assignee
Atmel Corp
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atmel Corp, Sony Corp filed Critical Atmel Corp
Publication of TW200746501A publication Critical patent/TW200746501A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI413290B publication Critical patent/TWI413290B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/32—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials
    • H04L9/3271—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials using challenge-response
    • H04L9/3273—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials using challenge-response for mutual authentication
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00—Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/06—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols the encryption apparatus using shift registers or memories for block-wise or stream coding, e.g. DES systems or RC4; Hash functions; Pseudorandom sequence generators
    • H04L9/065—Encryption by serially and continuously modifying data stream elements, e.g. stream cipher systems, RC4, SEAL or A5/3
    • H04L9/0656—Pseudorandom key sequence combined element-for-element with data sequence, e.g. one-time-pad [OTP] or Vernam's cipher
    • H04L9/0662—Pseudorandom key sequence combined element-for-element with data sequence, e.g. one-time-pad [OTP] or Vernam's cipher with particular pseudorandom sequence generator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00045—Authentication, i.e. circuits for checking compatibility between one component, e.g. a battery or a battery charger, and another component, e.g. a power source

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Telephone Function (AREA)

Description

用於一電池組之通信方法及電池組
本應用一般係與電子裝置有關。
許多現代可攜裝置(例如筆記型電腦、行動電話、數位相機、視訊攝影機、媒體播放器、個人數位助理(“PDAs”)、遊戲控制器等等)包括電池組。傳統電池組的一特定類型包括一或多個電池胞(cell)連接至一或多個積體電路(IC)晶片。該晶片典型地包括一控制器(例如一微控制器)及電路至少提供電池胞管理與保護。
某些傳統電池組包括一Li－ion(鋰離子)電池胞，其本質上為一依電性化學反應封裝於一柱狀體中。位能被儲存於每個電池胞中，且若該電池胞暴露於其規格外的狀態中，該電池胞可過熱、燃燒或爆炸。配有這些依電性電池胞的傳統電池組典型地包括故障安全電路以供偵測不安全狀態(例如過電流充電或放電、短路等等)，且用於採取修正動作以預防該電池胞及/或裝置的損害，並保護使用者。
某些傳統電池組可與一連接裝置通信。舉例來說，該電池組可通信電池充電(或容量)位準資料至該裝置或充電器。該裝置/充電器可使用該接收的電池充電資訊，例如用以呈現電池位準之一顯示至該裝置/充電器之使用者。某些傳統裝置/充電器可針對特定電池組類型加以設計(例如一特定製造商的電池組)。該裝置/充電器可針對特定電池組類型加以設計，例如用以加強該裝置之安全、確保該電池組及該裝置/充電器之間的適當通信(例如正確的充電位準資訊)、以及該裝置/充電器的適當操作(例如提供給該裝置之電源的適當調整)。
在一實施中，一設備、方法及電腦程式產品被提供給電池管理。一般而言在一態樣中提供一通信方法。該方法包括允許判定一電池組何時被連接至一裝置，該電池組包括一電池管理系統。該方法亦包括於該電池管理系統產生一隨機數，該電池管理系統包括電池監控電路、一處理器、記憶體以及一隨機數產生器。該方法包括使用該隨機數以提供驗證，若驗證成功，則允許該電池組及該裝置之間的通信。
該方法之實施可包括一或多個以下特徵。該驗證可更包括判定該裝置是否為一驗證裝置。該驗證可更包括執行一或多個需要步驟以允許該裝置判定該電池組是否被授權能連同該裝置所使用該驗證可更包括使用一第一加密金鑰加密該隨機數並傳輸該加密之隨機數至該裝置。該驗證可更包括自該裝置接收一加密之隨機數並使用一第二加密金鑰解密該接收之加密隨機數。該驗證可更包括比較該產生之隨機數與使用該第二加密金鑰解密之隨機數。
該方法可更包括於驗證失敗時限制該電池組及該裝置間的通信。限制通信可包括阻止通信。該電池組及該裝置間的通信可包括提供電池充電資料至該裝置。
該驗證可更包括自該裝置接收一加密之隨機數，該隨機數係使用該第一加密金鑰所加密。該接收之隨機數係使用該第一加密金鑰所解密。該解密之隨機數係使用該第二加密金鑰所加密。以該第二加密金鑰加密之隨機數被傳輸至該裝置。
一般而言在一態樣中提供一電池組。該電池組包括一或多個電池胞、包括一整合處理器之一電池管理系統以及包括一隨機數產生器的一通信引擎。
實施可包括一或多個以下優點。提供一電池管理系統以允許一電池組及一裝置/充電器之間的安全驗證。一電池組中的一電池管理系統可包括一隨機數產生器。該隨機數產生器可產生一或多個隨機數以協助一驗證處理。使用該驗證處理，該電池組可驗證該連接之裝置/充電器或被其驗證。該電池管理系統亦可包括金鑰以供加密及解密隨機數。該加密及解密功能不僅可被用於驗證該裝置/充電器亦可被用於被該裝置/充電器所驗證。
本發明之一或多個實施例被提出於以下之附加圖示及說明中。本發明之一特徵、目標及優點將可由描述、圖示及申請專利範圍中明瞭。本發明之一或多個實施例的細節被提出於以下之附加圖示及描述中。本發明之其他特徵、目標及優點將可由該描述、圖示及申請專利範圍中明瞭。
現在將參照一單晶片電池管理系統，其中一微控制器、非依電性記憶體以及其他電路元件被整合於一單積體電路中。替代地，提出之方法及系統可被實施於一多晶片解決方案中。揭露之方法及系統如該些習知技藝人士所知可被實施於這些及其他結構中。
包括電池管理系統之電池組
現在參照第1A圖，該圖顯示用於應用50中的一電池組。電池組100可被連接至一裝置102或一充電器104之一者。當被連接至該充電器104時，該電池組之終端(亦即正極、負極及選擇性之通信終端)係由一媒體106被連接至該充電器104之對應終端(亦即正極、負極及通信終端)以允許關於該電池組100之電池胞的充電。媒體106可為電線、導線、針腳或其他電子連接方式。
類似地，當被連接至一裝置102時，該電池組100之終端(即正極、負極以及選擇性之通信終端)係由一媒體108被連接至該裝置之對應終端(即正極與負極以及選擇性之通信終端)以允許該裝置102之操作。媒體108可為有線、導線、針腳或其他電子連接方式。在某些實施中，電池組100亦於個別通信埠被連接至裝置102或充電器104。通信埠允許在該裝置102/充電器104及電池組100之間的資訊(例如命令與控制)傳輸。可被交換之資訊的一範例包括該電池充電位準(即容量)。
現在參照第1B圖，該圖提供該電池組100的一更詳細概要圖。電池組100包括一或多個電池組120、個別電晶體110、112、一分流電阻114以及電池管理系統130。下文將討論之電池管理系統130包括多個元件，其可被整合於一單一封裝中(例如整合於一單一積體電路中)。替代地，電池管理系統130元件可被獨立封裝。個別電晶體110、112可與電池管理系統130分離並被包括於一獨立封裝中(例如一雙晶片或三晶片解決方案)，或者可與該電池管理系統130元件一起被封裝。
個別電晶體110、112被用於自該外部電池組終端(外部電池組正極150以及負極140)斷開該電池胞120。在圖示之實施中，顯示之兩個別電晶體可為場效電晶體(FETs)之形式。雖然可使用其他電晶體技術，但FETs在處理、效能(例如開啟電阻)、成本、尺寸等方面呈現優勢。在圖示之實施中，兩電晶體被提供並表示個別充電110及放電112電晶體。充電電晶體110被用於啟動該電池胞120之安全充電。放電電晶體112被用於啟動該電池胞120之安全放電。該充電及放電電晶體110、112被串聯。在一實施中，兩NFET電晶體被使用且以一串聯配置連接汲極與汲極。替代地，兩PFET電晶體可被使用及源極與源極連接。在一PFET解決方案中，可需要未顯示之額外二極體以提供電源至該電池管理系統130(例如用以供給Vfet )。
在圖示之實施中，該充電及放電電晶體110、112係以一高側配置(即該串聯電晶體被連接至該電池胞之高側，而非一低側配置)加以連接。在圖示之高側配置中，該充電電晶體110之一終端(在一NFET實施中為一源極)被連接至該電池胞120－1的正極。放電電晶體112之一終端(亦為一NFET實施中的一源極)被連接至該外部電池組正極150。該充電及放電電晶體110、112之個別第二終端被彼此相連(在一NFET實施中形成一汲極－汲極接面)。充電電晶體110及放電電晶體112之閘極分別於輸入OC及OD被連接至電池管理系統130。類似地，該電晶體110、112之間的接面於一電池管理系統輸入(此文中有時稱之並於第1B圖中標示為VFET )被連接至該電池管理系統130。該電池管理系統輸入提供操作電源至該電池管理系統130。
在圖示之實施中，需要兩電晶體以封鎖兩方向的電流流動。更特言之，FETs包括一寄生二極體(分別被標示為110－1及112－1)，且因而具有一單一FET無法允許關閉兩方向中的電流流動。當兩FETs被串聯使用時，(源極對源極或汲極對汲極)，流進及流出該電池胞的電流可被關閉。類似地，當使用兩電晶體時，可執行選擇性控制以允許一特定時間中僅有一單一方向中的電流流動(例如允許充電但不允許放電，直到足夠充電已被至於該電池胞中)。
電池胞120為可再充電電池且可為鋰離子(Li－ion)或鋰聚合物(Li－polymer)之形式。其他電池技術類型亦為可能的。在提供多個電池胞時，該電池胞120被串聯。在圖示之兩電池胞實施中，電池胞120－1之最頂端正極被連接至該電池管理系統130(例如用以允許該電池電壓位準之偵測)以及該個別電晶體之一(即該充電電晶體110)。該最頂端電池胞120－1之負極以及該最底端電池胞120－2之正極被彼此連接且於輸入170被連接至該電池管理系統130。該串聯中最底端電池胞120－2之負極被連接至該電池管理系統130(例如以允許該電池管理位準之偵測)以及至該分流電阻114之一終端。雖然圖中顯示一兩電池胞實施，其他數量的電池胞可被包括於該電池組100中，包括一單一電池胞以及其他多電池胞配置。該分流電阻114之第二終端被連接至區域地面(電池管理系統區域地面)、該電池管理系統130(以允許通過該分流電阻114之電流流動的偵測)以及至該電池組100之外部電池組負極140。
電池管理系統130包括監管電子以保護該電池組避免不正確操作、監控電子以估計剩餘電池容量、一控制器(例如一微控制器)以供系統控制及與連接至該電池組之裝置及/或該充電器以及記憶體(例如EEPROM、快閃ROM、EPROM、RAM等等)間的通信。如前所述，特定電池技術若被不當使用可造成危險狀態。舉例來說，Li－ion及Li－polymer電池若被過度充電或過快放電便可能過熱、爆炸或自燃。再者，Li－ion及Li－polymer電池若被過度放電則可損失大量的充電容量。電池管理系統130包括監管電子以確保無錯誤操作。
為電池管理系統130之部分的監控電子可被用於估計剩餘電池容量。電池容量資訊可透過一通信埠終端160於該電池管理系統130與一連接之裝置/充電器之間通信。如下文之更詳細討論，該電池管理系統130可包括驗證特徵以供電池組100及一裝置/充電器之間的通信。
電池管理系統
第2圖顯示用於該電池組100中一示範電池管理系統130之一方塊圖。該電池管理系統130一般包括一處理器202(例如植基於一RISC結構之一低電源、CMOS 8位元微處理器)、一電池保護電路204、一電流流動控制器206、電壓調整器208、電源監督器210、充電偵測器212、時脈產生器214、埠216、一記憶體218、一參考電壓220、一監控計時器222以及一通信引擎224。該處理器202、埠216、電池保護電路204、參考電壓220以及通信引擎224各自被連接至一資料匯流排226。
該電池管理系統130之一實際實施可包括其他元件及子系統，為了簡潔目的已將其自第2圖中移除。舉例來說，該電池管理系統130可包括用於電池監控之電路(例如類比至數位轉換器)、用於平衡電池胞電壓之電池胞平衡電路(例如電池胞平衡FETs)、用於與一外部裝置通信之一通信裝置、雜訊抑制電路、喚醒計時器、以及其他監控或控制電路。
該記憶體218可被寫入由該處理器202執行以執行各種任務之指令，例如電池胞平衡、電池保護以及用於判定充電位準之電流測量。
在某些實施中，該電流流動控制器206具有被連接至外部裝置的數個輸出(例如OC、OD)，該電流流動控制器206配置該外部裝置以控制該電池胞與一裝置或充電器之間的電流流動。該電流流動控制器206包括各種電路及邏輯(例如操作放大器、控制及狀態暫存器、電晶體、電容、二極體、反相器、閘極等等)以供於該輸出(例如OC及OD)產生電壓。在某些實施中，該OC輸出為一高電壓輸出，其被連接至一充電FET(例如充電電晶體110)之閘極以完全或部分開啟或關閉該充電FET，以控制一充電事件過程中的電流流動。該OD輸出為一高電壓輸出，其被連接至一放電電晶體(例如放電電晶體112)之閘極以完全或部分開啟或關閉該放電FET，以控制一放電事件過程中的電流流動。第1B圖顯示一高側實施之FET裝置的一示範配置，其用於回應源自該電流流動控制器206之控制電壓而控制電流流動。
該電流流動控制器206透過介面240被連接至該電池保護電路204。該電池保護電路204包括用於監控該電池胞電壓及充電/放電電流之電路(例如一差動放大器)以偵測錯誤狀態，且用以起始動作(例如關閉或部分關閉充電及放電FETs)以保護該電池組100不被損壞。錯誤狀態之範例包括但不限於：放電過程中的過低電壓、放電過程中的短路以及充電及放電過程中的過高電流。在某些實施中，一電流感測電阻(Rsense，即分流電阻114)可被連接跨過該電池保護電路204之PPI及NNI輸入，其中PPI為該電流感測電阻之一未過濾正輸入，而NNI為該電流感測電阻之一未過濾負輸入。該電流感測電阻可被連接至該電池胞以及電池管理系統130，如關於第1B圖所示。
該通信引擎被連接至該資料匯流排226以及該通信埠終端160。該通信引擎224提供該電池組100及一連接裝置(例如第1A圖中的裝置102或充電器104)之間的資料通信。舉例來說，該通信引擎224可提供電池狀態資料至該裝置，例如充電位準資料。該電池充電位準資料可被該裝置使用，例如在一充電顯示中指示剩餘電量的位準(例如一行動電話上的一電池位準指示器)。
在一實施中，配置該通信引擎224以提供該電池組及該連接裝置間的安全驗證。舉例來說，該通信引擎224判定該連接之裝置是否為一接收或授權之裝置(即一“友善”裝置)。一不友善裝置舉例來說可為用於反向工程該電池組之特徵的一裝置。替代地，該通信引擎224可被用於提供資料流動至該處理器以供驗證該電池組。
舉例來說，一裝置可被用於與一特定電池組類型作用。該驗證處理可被用於確保該裝置係使用該正確電池組(即該正確電池組類型已被連接至該裝置)。若驗證失敗，該電池組可提供有限通信至該裝置而降低裝置功能性。舉例來說，該裝置可能無法接收及顯示電池充電資料。在一實施中，一未授權裝置或電池組可造成該電池組及該裝置之間的封鎖通信或者該放電電晶體之關閉，其可導致無電流被傳輸至該裝置。
該通信引擎224包括一隨機數產生器(“RNG”)228。該RNG 228被用於產生一或多個隨機數以支援該通信引擎224之驗證功能。該RNG228可使用實體屬性或一或多個數學演算法以產生一數列，其形式無法被輕易辨別。
在一實施中，該RNG未被包含於該通信引擎224中。該RNG可為該電池管理系統130中的一獨立元件。該RNG可被連接至該通信引擎224，例如透過該資料匯流排226。
隨機數產生器通信方法
現在參照第3A圖，該圖提供用於提供通信於一電池組及一連接裝置間之一方法300的流程圖。方法300包括連接該電池組至該裝置(步驟302)。舉例來說，該電池組(例如電池組100)之正極、負極以及通信終端可使用一媒體(例如媒體108)而被連接至該裝置(例如裝置102)之對應終端。
在連接該電池組至該裝置之後，一驗證程序發生以驗證該電池組、該連接裝置或兩者(步驟302)。該驗證步驟將於下文關於第3B圖加以更詳細討論。若該驗證處理成功，則允許該電池組及該裝置之間的通信。舉例來說，若驗證成功，則該電池組之通信引擎(例如通信引擎224)可提供電池充電資料至該裝置。
驗證處理
現在參照第3B圖，該圖為提供一示範單向驗證處理304以供一電池組驗證一裝置之一流程圖。該驗證處理304可由產生一隨機數開始(步驟350)。舉例來說，該電池組中的一RNG(例如RNG 228)可於連接該電池組至該裝置後由該通信引擎起始該驗證處理時產生一隨機數。
在一特定驗證方案中，隨後使用一第一驗證金鑰加密該產生之隨機數(步驟352)。一驗證金鑰定義一轉換以供加密資料或將已使用該金鑰加密之金鑰解密。該金鑰對於該電池組可為唯一的但為該裝置所知。該正確金鑰必須被使用以回復該原始資料。在一實施中，該通信引擎包括一或多個驗證金鑰且被配置以提供解密及加密功能。
替代地，該通信引擎可呼叫該電池組中的一處理器(例如處理器202)以提供需要的加密(及/或解密)功能。該處理器可協同其他電池組元件運作－例如一記憶體(例如記憶體218)－以提供該加密/解密功能。舉例來說，該記憶體218可儲存可被用於執行該加密及解密處理的加密金鑰。
該加密之隨機數隨後被傳輸至該裝置(步驟354)。舉例來說，該通信引擎可使用對於該電池組之通信埠(例如通信埠160)之一連接傳送該加密之隨機數。
在從該電池組接收後，該裝置解密該加密之隨機數(步驟356)。在一實施中，該裝置使用該與該電池組用以加密該隨機數之相同第一加密金鑰(例如一對稱金鑰)以解密接收之隨機數。在解密該加密之隨機數後，該裝置可選擇性地利用一第二加密金鑰再加密該隨機數(步驟358)。可使用一第二不同加密金鑰，其對於該裝置為唯一的，但已為該電池組所知。在一實施中，該電池組及該裝置各自含有該第一及該第二金鑰。替代地，在一實施中，該第一及第二金鑰並非對稱金鑰。因此，該電池組包括加密金鑰1及解密金鑰2，而該裝置包括加密金鑰2及解密金鑰1。該裝置傳輸利用該第二加密金鑰加密之隨機數至該電池組(步驟360)。關於由該電池組傳送之加密隨機數的傳輸，該裝置可傳輸該加密之隨機數至該電池組之通信埠。
該電池組解密該加密之隨機數(步驟362)。該電池組再次必須包括(或者可存取)該裝置使用之相同第二加密金鑰。舉例來說，該通信裝置可包括該第二加密金鑰並解密該隨機數。替代地，關於該加密處理，該通信裝置可呼叫該處理器以輔助或執行該隨機數之解密。
一旦被解密，該隨機數被與該通信裝置之RNG所原始產生之隨機數相比較(步驟364)。舉例來說，該通信裝置可維持該產生之隨機數以執行該驗證處理。若該RNG產生之隨機數符合該解密之隨機數，則該驗證成功(步驟366)。若該驗證成功，則該電池組已識別該裝置為友善的(例如該裝置為一驗證之裝置以供連同該電池組使用)。該電池組及該連接裝置間的通信可如前文關於第3A圖之討論而被允許。
然而，若該RNG產生之隨機數不符合該解密之隨機數，則該驗證失敗(步驟368)。舉例來說，若該裝置不具有正確的解密金鑰，解密自該電池組接收之隨機數的一嘗試將導致一錯誤數。在另一範例中，一裝置可嘗試藉由產生一代替加密隨機數而繞過該驗證處理，然而，該代替數將不符合該RNG產生之隨機數。在另一範例中，若一裝置並非為一驗證裝置類型，則該裝置將不知如何回應接收之加密隨機數。因此，若一回應在例如一預定時期中並未自該裝置接收，則該授權處理亦可失敗。
在一實施中，除了第3B圖中所示之驗證處理304之外或替代地，用於由一裝置驗證一電池組的一類似單向驗證處理可被執行。在此實施中，前述之操作被反向，而如下所述之一鏡像驗證處理被執行(例如該裝置中的一RNG產生一隨機數，其可被用於驗證該電池組可為該裝置所接收)。
在一實施中需要雙向驗證。在一雙向驗證處理中，對於處理304之一鏡像驗證處理發生，除了該隨機數初始係由位於該裝置上的一RNG所產生之外。該裝置隨後傳送該初始加密之隨機數至該電池組之通信引擎。該電池組解密接收之隨機數，隨後使用一第二加密金鑰再加密該數。該加密隨機數隨後被傳送至該裝置。該裝置隨後比較該初始產生之隨機數以及自該電池組接收之隨機數。該鏡像驗證處理允許該裝置確認該電池組為友善的(亦即該電池組為一接受的電池組類型)。在一實施中，雙向中的成功驗證對於該電池組及該裝置間的通信為必要的。
前述揭露之驗證處理304僅為利用該電池組產生之一隨機數的一種可能驗證方案。其他可能驗證技術可被使用以允許該電池組及連接裝置之間的通信。
前文已描述本發明之數種實施例。然而，將瞭解可實行各種修改而不會偏離本發明之精神與範圍。因此，其他實施例亦位於以下申請專利範圍之範圍中。
50．．．應用
100．．．電池組
102．．．裝置
104．．．充電器
106,108．．．媒體
110,112．．．電晶體
110－1,112－1．．．寄生二極體
114．．．分流電阻
120．．．電池胞
130．．．電池管理系統
140．．．負極
150．．．正極
160．．．通信埠終端
170．．．中心點
202．．．處理器
204．．．電池保護電路
206．．．電流流動控制器
210．．．電源監督器
212．．．充電偵測器
214．．．時脈產生器
216．．．埠
218．．．記憶體
220．．．參考電壓
222．．．監控計時器
224．．．通信引擎
226．．．資料匯流排
228．．．隨機數產生器
230．．．介面
第1A圖為包括一電池組之一應用的一概要圖；第1B圖為一電池組之一概要圖；第2圖為包括一隨機數產生器之一電池管理系統的一方塊圖；第3A圖為在一電池管理系統中用於提供通信的一處理；第3B圖為在一電池管理系統中用於驗證之一示範單向驗證處理；及在各圖中類似的參照符號係指類似項目。

Claims (11)

  1. 一種通信方法，其至少包含以下步驟：允許判定一電池組何時被連接至一裝置，該電池組包括一電池管理系統；於該電池管理系統產生一隨機數，該電池管理系統包括電池監控電路、一處理器、記憶體以及一隨機數產生器；使用該隨機數以於該電池管理系統處提供該裝置之驗證；及若驗證成功，則允許該電池組及該裝置之間的通信。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，該驗證更包含：判定該裝置是否為一驗證裝置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，該驗證更包含：執行一或多個所需步驟以允許該裝置判定該電池組是否被授權能連同該裝置所使用。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，該驗證更包含：使用一第一加密金鑰加密該隨機數；及傳輸該加密之隨機數至該裝置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，該驗證更包含：自該裝置接收一加密之隨機數；及使用一第二加密金鑰解密該接收之加密隨機數。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，該驗證更包含：比較該已產生之隨機數與使用該第二加密金鑰來 解密之隨機數。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含：若驗證失敗，則限制該電池組及該裝置間的通信。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中限制通信之步驟包括阻止通信。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該電池組及該裝置間的通信包括提供電池充電資料至該裝置。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，該驗證更包含：自該裝置接收一加密之隨機數，該隨機數係使用一第一加密金鑰所加密；使用該第一加密金鑰解密該接收之隨機數；使用一第二加密金鑰加密該解密之隨機數；及傳輸以該第二加密金鑰加密之隨機數至該裝置。
  11. 一種電池組，其至少包含：一或多個電池胞；一電池管理系統，其於該電池管理系統處驗證一裝置並包括一整合處理器；及包括一隨機數產生器的一通信引擎。
TW096108311A 2006-03-10 2007-03-09 用於一電池組之通信方法及電池組 TWI413290B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/373,859 US7554288B2 (en) 2006-03-10 2006-03-10 Random number generator in a battery pack

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200746501A TW200746501A (en) 2007-12-16
TWI413290B true TWI413290B (zh) 2013-10-21

Family

ID=38480261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096108311A TWI413290B (zh) 2006-03-10 2007-03-09 用於一電池組之通信方法及電池組

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7554288B2 (zh)
JP (1) JP2009529767A (zh)
KR (1) KR101377887B1 (zh)
CN (1) CN101438219B (zh)
NO (1) NO340198B1 (zh)
TW (1) TWI413290B (zh)
WO (1) WO2007106720A2 (zh)

Families Citing this family (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8183980B2 (en) * 2005-08-31 2012-05-22 Assa Abloy Ab Device authentication using a unidirectional protocol
EP2316180A4 (en) 2008-08-11 2011-12-28 Assa Abloy Ab SECURE WIEGAND INTERFACE COMMUNICATIONS
US20110284257A1 (en) * 2009-02-10 2011-11-24 Makita Corporation Electric tool
JP5490473B2 (ja) * 2009-09-15 2014-05-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 データ処理システム、電気自動車及びメンテナンスサービスシステム
US8841881B2 (en) 2010-06-02 2014-09-23 Bryan Marc Failing Energy transfer with vehicles
CA2830283C (en) 2011-03-25 2016-11-01 Certicom Corp. Interrogating an authentication device
EP2705725B1 (en) 2011-05-06 2017-07-19 Certicom Corp. Managing data for authentication devices
EP2737601B1 (en) 2011-07-26 2020-04-08 Gogoro Inc. Apparatus, method and article for collection, charging and distributing power storage devices, such as batteries
WO2013016555A2 (en) 2011-07-26 2013-01-31 Gogoro, Inc. Apparatus, method and article for redistributing power storage devices, such as batteries, between collection, charging and distribution machines
ES2701751T3 (es) 2011-07-26 2019-02-25 Gogoro Inc Aparato, método y artículo para la autenticación, la seguridad y el control de dispositivos de almacenamiento de energía, como por ejemplo baterías, basados en perfiles de usuario
ES2720202T3 (es) 2011-07-26 2019-07-18 Gogoro Inc Aparato, método y artículo para un compartimento de dispositivo de almacenamiento de energía
US10186094B2 (en) 2011-07-26 2019-01-22 Gogoro Inc. Apparatus, method and article for providing locations of power storage device collection, charging and distribution machines
ES2754303T3 (es) 2011-07-26 2020-04-16 Gogoro Inc Aparato, método y artículo para la seguridad física de los dispositivos de almacenamiento de energía en vehículos
CN103858305A (zh) 2011-07-26 2014-06-11 Gogoro有限公司 用于在预订电能存储设备的收集、充电及分配机处预订电能存储设备的装置、方法及物品
ES2748199T3 (es) 2011-07-26 2020-03-13 Gogoro Inc Aparato, método y artículo para proporcionar información sobre la disponibilidad de dispositivos de almacenamiento de energía en una máquina de recogida, carga y distribución de dispositivos de almacenamiento de energía
WO2013016542A2 (en) 2011-07-26 2013-01-31 Gogoro, Inc. Dynamically limiting vehicle operation for best effort economy
WO2013016548A2 (en) * 2011-07-26 2013-01-31 Gogoro, Inc. Apparatus, method and article for authentication, security and control of power storage devices, such as batteries
TWI553500B (zh) 2011-07-26 2016-10-11 英屬開曼群島商睿能創意公司 用於車輛中之電力儲存器件之實體保全之裝置、方法及物品
TWI473386B (zh) * 2011-09-02 2015-02-11 Askey Technology Jiangsu Ltd 備用電池充電電路
EP2565653B1 (en) * 2011-09-05 2019-05-08 Fluke Corporation Watchdog for voltage detector with display triggering visual warning
KR101872472B1 (ko) * 2011-11-04 2018-06-29 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩, 배터리 관리부, 및 배터리 시스템
US9191203B2 (en) 2013-08-06 2015-11-17 Bedrock Automation Platforms Inc. Secure industrial control system
US8868813B2 (en) 2011-12-30 2014-10-21 Bedrock Automation Platforms Inc. Communications control system with a serial communications interface and a parallel communications interface
US9727511B2 (en) 2011-12-30 2017-08-08 Bedrock Automation Platforms Inc. Input/output module with multi-channel switching capability
US9467297B2 (en) 2013-08-06 2016-10-11 Bedrock Automation Platforms Inc. Industrial control system redundant communications/control modules authentication
US9600434B1 (en) 2011-12-30 2017-03-21 Bedrock Automation Platforms, Inc. Switch fabric having a serial communications interface and a parallel communications interface
US10834820B2 (en) 2013-08-06 2020-11-10 Bedrock Automation Platforms Inc. Industrial control system cable
US8971072B2 (en) 2011-12-30 2015-03-03 Bedrock Automation Platforms Inc. Electromagnetic connector for an industrial control system
US11967839B2 (en) 2011-12-30 2024-04-23 Analog Devices, Inc. Electromagnetic connector for an industrial control system
US11314854B2 (en) 2011-12-30 2022-04-26 Bedrock Automation Platforms Inc. Image capture devices for a secure industrial control system
US8862802B2 (en) 2011-12-30 2014-10-14 Bedrock Automation Platforms Inc. Switch fabric having a serial communications interface and a parallel communications interface
US10834094B2 (en) 2013-08-06 2020-11-10 Bedrock Automation Platforms Inc. Operator action authentication in an industrial control system
US9437967B2 (en) 2011-12-30 2016-09-06 Bedrock Automation Platforms, Inc. Electromagnetic connector for an industrial control system
US11144630B2 (en) 2011-12-30 2021-10-12 Bedrock Automation Platforms Inc. Image capture devices for a secure industrial control system
CN103311584B (zh) * 2012-03-12 2016-03-30 联想(北京)有限公司 电池单元、终端设备以及电池验证方法
BR112015011290A2 (pt) 2012-11-16 2017-07-11 Gogoro Inc aparelho, método e artigo para sinais de realização de curva de veículo
US9369290B2 (en) 2012-11-30 2016-06-14 Certicom Corp. Challenge-response authentication using a masked response value
US9727720B2 (en) 2012-11-30 2017-08-08 Certicom Corp. Challenge-response authentication using a masked response value
BR112015023244A2 (pt) 2013-03-12 2017-07-18 Gogoro Inc aparelho, processo e artigo para alterar planos de troca de dispositivos de armazenamento de energia elétrica portáteis
US11222485B2 (en) 2013-03-12 2022-01-11 Gogoro Inc. Apparatus, method and article for providing information regarding a vehicle via a mobile device
EP2973937B1 (en) 2013-03-15 2020-06-03 Gogoro Inc. Modular system for collection and distribution of electric storage devices
DE102013209443A1 (de) * 2013-05-22 2014-11-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtungen zur Authentifizierung von Messdaten einer Batterie
US9770996B2 (en) 2013-08-06 2017-09-26 Gogoro Inc. Systems and methods for powering electric vehicles using a single or multiple power cells
US10613567B2 (en) 2013-08-06 2020-04-07 Bedrock Automation Platforms Inc. Secure power supply for an industrial control system
US20150048684A1 (en) * 2013-08-06 2015-02-19 Bedrock Automation Platforms Inc. Secure power supply for an industrial control system
TWI626183B (zh) 2013-11-08 2018-06-11 睿能創意公司 用於提供車輛事件資料的裝置、方法與物品
CN103746148B (zh) * 2013-12-19 2016-08-17 广西科技大学 一种铅酸动力电池自动管理装置
ES2721000T3 (es) 2014-01-23 2019-07-26 Gogoro Inc Sistemas y métodos para utilizar un conjunto de dispositivos de almacenamiento de energía, como por ejemplo baterías
KR101658865B1 (ko) 2014-01-27 2016-09-22 주식회사 엘지화학 통신 에러로부터 잘못된 제어 알고리즘의 수행을 방지하는 배터리 관리 장치
EP3180821B1 (en) 2014-08-11 2019-02-27 Gogoro Inc. Multidirectional electrical connector and plug
US9930058B2 (en) 2014-08-13 2018-03-27 Honeywell International Inc. Analyzing cyber-security risks in an industrial control environment
USD789883S1 (en) 2014-09-04 2017-06-20 Gogoro Inc. Collection, charging and distribution device for portable electrical energy storage devices
US9774451B2 (en) * 2015-02-10 2017-09-26 Qualcomm Incorporated Using secure elements to authenticate devices in point-to-point communication
JP6449086B2 (ja) * 2015-03-31 2019-01-09 ルネサスエレクトロニクス株式会社 バッテリ制御ｉｃ、バッテリパック及びその認証方法
CN107873006B (zh) 2015-06-05 2021-02-02 睿能创意公司 一种车辆及一种判定一电动车辆的一特定型式的负载的方法
US9880611B2 (en) * 2015-08-31 2018-01-30 Google Llc Energy saving mode for electronic devices
US10705583B2 (en) 2016-02-05 2020-07-07 International Business Machines Corporation Management of finite electrical cells
US10783279B2 (en) * 2016-09-01 2020-09-22 Atmel Corporation Low cost cryptographic accelerator
US10452877B2 (en) 2016-12-16 2019-10-22 Assa Abloy Ab Methods to combine and auto-configure wiegand and RS485
TWM575626U (zh) 2017-06-26 2019-03-11 美商米沃奇電子工具公司 電池充電器
CN109638914B (zh) * 2018-12-21 2022-07-26 深圳运存科技有限公司 一种电池充电用智能控制方法
CN111564857B (zh) * 2019-02-14 2023-06-20 东莞新能安科技有限公司 并联电池组控制系统、方法及装置
EP3736686A1 (en) * 2019-05-09 2020-11-11 Quside Technologies S.L. Device for transferring power and entropy
CN111163044B (zh) * 2019-08-07 2020-08-21 上海钧正网络科技有限公司 电池管理方法、设备、服务器及系统
EP4032162A4 (en) * 2019-09-16 2023-06-21 Techtronic Cordless GP INTELLIGENT BATTERY, CHARGER AND BATTERY CHARGING SYSTEM
CN111464293A (zh) * 2020-03-25 2020-07-28 福尔达车联网（深圳）有限公司 一种数据发送方法、接收方法、存储介质以及终端设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6175211B1 (en) * 1999-04-15 2001-01-16 Black & Decker Inc. Battery pack with identification device
US6211644B1 (en) * 1999-01-27 2001-04-03 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Method and apparatus for identifying a battery
TW200301975A (en) * 2002-01-10 2003-07-16 Honda Motor Co Ltd Method of and system for controlling charging of secondary battery
TW558852B (en) * 2002-07-12 2003-10-21 Asia Pacific Fuel Cell Tech Control apparatus and method of fuel cell set
US20050001589A1 (en) * 2003-07-03 2005-01-06 Dell Products L.P. Encrypted response smart battery
US20050057216A1 (en) * 2003-09-12 2005-03-17 Masao Yamaguchi Battery pack, electrical device connectable to battery pack, and method of identifying battery pack type

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5608306A (en) 1994-03-15 1997-03-04 Ericsson Inc. Rechargeable battery pack with identification circuit, real time clock and authentication capability
JPH0981523A (ja) * 1995-09-12 1997-03-28 Toshiba Corp 認証方法
JP3202971B2 (ja) 1999-03-12 2001-08-27 トヨタ自動車株式会社 ２種類の部材の結合構造
JP3474850B2 (ja) 2000-01-12 2003-12-08 松下電器産業株式会社 電池電源装置
JP3625799B2 (ja) 2001-11-30 2005-03-02 三洋電機株式会社 真贋判別回路を備えるパック電池
JP3862012B2 (ja) * 2002-09-25 2006-12-27 ミツミ電機株式会社 外部保護回路を備えた二次電池ユニット
JP3919650B2 (ja) 2002-10-23 2007-05-30 キヤノン株式会社 電子機器システム
JP2005094089A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Mitsubishi Electric Corp 認証装置及び被認証装置及び認証システム及び認証方法及び被認証方法及びプログラム及びプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP2005151368A (ja) 2003-11-19 2005-06-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 認証システム
JP2005160169A (ja) 2003-11-21 2005-06-16 Texas Instr Japan Ltd バッテリ保護回路
US7596699B2 (en) * 2004-02-24 2009-09-29 Intersil Americas Inc. Battery authentication system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6504341B2 (en) * 1998-06-17 2003-01-07 Black & Decker Inc. Method and apparatus for identifying and charging batteries
US6211644B1 (en) * 1999-01-27 2001-04-03 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Method and apparatus for identifying a battery
US6175211B1 (en) * 1999-04-15 2001-01-16 Black & Decker Inc. Battery pack with identification device
TW200301975A (en) * 2002-01-10 2003-07-16 Honda Motor Co Ltd Method of and system for controlling charging of secondary battery
TW558852B (en) * 2002-07-12 2003-10-21 Asia Pacific Fuel Cell Tech Control apparatus and method of fuel cell set
US20050001589A1 (en) * 2003-07-03 2005-01-06 Dell Products L.P. Encrypted response smart battery
US20050057216A1 (en) * 2003-09-12 2005-03-17 Masao Yamaguchi Battery pack, electrical device connectable to battery pack, and method of identifying battery pack type

Also Published As

Publication number Publication date
US20090243539A1 (en) 2009-10-01
TW200746501A (en) 2007-12-16
WO2007106720A3 (en) 2008-04-03
JP2009529767A (ja) 2009-08-20
US7863858B2 (en) 2011-01-04
US7554288B2 (en) 2009-06-30
NO340198B1 (no) 2017-03-20
CN101438219A (zh) 2009-05-20
WO2007106720A2 (en) 2007-09-20
KR20080112284A (ko) 2008-12-24
US20070214293A1 (en) 2007-09-13
KR101377887B1 (ko) 2014-03-24
CN101438219B (zh) 2011-06-29
NO20084224L (no) 2008-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI413290B (zh) 用於一電池組之通信方法及電池組
CN106026219B (zh) 电池控制ic、电池组及其认证方法
KR101318021B1 (ko) 배터리 팩에서의 과저하 전압 회복을 위한 방법 및 장치
US7564214B2 (en) Battery pack, charging control method, and application device
JP2006254650A (ja) 電池保護回路
JP2010123321A (ja) 電池パックおよび制御方法
US20090113220A1 (en) Encrypted backup data storage device and storage system using the same
US11693947B2 (en) Control unit for a battery system
KR20120124778A (ko) 배터리 보호회로, 및 이의 제어방법
US20120077454A1 (en) Emergency Override Of Battery Discharge Protection
JP2006164548A (ja) 電池パック、充電制御方法およびアプリケーション機器
US11171495B2 (en) Battery pack having communication terminal isolation function
JP2019047726A (ja) バッテリ制御ｉｃ、バッテリパック及びその認証方法
KR102316489B1 (ko) 무선 통신 모듈이 탑재된 배터리 팩
JP5524311B2 (ja) バッテリ保護ｉｃ及びバッテリ装置
KR20170062326A (ko) 배터리 보호 장치
KR102320110B1 (ko) 하나의 전류 센싱 저항을 갖는 배터리 보호 회로
JP2007014125A (ja) 充電制御システム
KR20200052130A (ko) 셀의 발화 억제 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램