專利名稱：電池組中的隨機(jī)數(shù)生成器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)一般涉及電氣裝置。
背景技術(shù)：
許多現(xiàn)代的便攜式裝置(例如，膝上型計(jì)算機(jī)，移動(dòng)電話，數(shù)字
攝像機(jī)，視頻攝像機(jī)，媒體播放器，個(gè)人數(shù)字助理("PDA")，游戲 控制臺(tái)等)都包括電池組。 一種特殊類型的常規(guī)電池組包括連接到一
個(gè)或多個(gè)集成電路("IC")芯片的一個(gè)或多個(gè)電池單元。該芯片典型 地包括控制器(例如，微控制器)和電路，而且尤其提供電池單元管 理和保護(hù)。
一些常規(guī)的電池組包括鋰離子("Li-ion")電池單元，其基本上 是封裝在一個(gè)柱體內(nèi)的揮發(fā)性化學(xué)反應(yīng)。潛在的能量被存儲(chǔ)在每個(gè)電 池單元中，而且如果該電池單元被暴露到其規(guī)范以外的條件下時(shí)，該 電池單元可能過(guò)熱、起火、或者爆炸。配置有這些易失性單元的常規(guī) 電池組通常包括故障保護(hù)電路，用于檢測(cè)不安全狀態(tài)(例如，充電或 放電過(guò)電流、短路等等)，以及用于釆取糾正措施來(lái)防止損壞電池單 元和/或器件破壞，以及保護(hù)終端用戶。
某些常規(guī)電池組可以與所連的裝置通信。例如，電池組可以將電 池充電(或容量)程度數(shù)據(jù)傳遞給該裝置或充電器。該裝置/充電器例 如可以利用所接收的電池充電信息，將電池充電程度的顯示提供給該 裝置/充電器的用戶。 一些常規(guī)的裝置/充電器被設(shè)計(jì)用于特定的電池 組類型(例如，來(lái)自特定制造商的電池組)。裝置/充電器可以祐 沒(méi)計(jì) 用于特定的電池組類型，例如，用于增強(qiáng)裝置的安全性、用于確保電 池組與裝置/充電器之間的正常通信(例如，糾正充電程度信息)，以 及適當(dāng)?shù)夭僮餮b置/充電器(例如，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整提供給裝置的功率)。

發(fā)明內(nèi)容
在一種實(shí)施方式中，提供一種設(shè)備、方法以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品用 于電池管理。 一般而言，在一方面，提供一種通信方法。該方法包括 確定電池組何時(shí)連接到 一個(gè)裝置，所述電池組包括一個(gè)電池管理系 統(tǒng)。該方法還包括在所述電池管理系統(tǒng)中生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)，所述電池 管理系統(tǒng)包括電池監(jiān)測(cè)電路、處理器、存儲(chǔ)器、以及隨機(jī)數(shù)生成器。 該方法包括利用隨機(jī)數(shù)以提供鑒權(quán)，而且如果鑒權(quán)成功，則在所述電 池組和所述裝置之間實(shí)現(xiàn)通信。
該方法的實(shí)現(xiàn)包括一個(gè)或多個(gè)的以下特征。所述鑒權(quán)還可包括確 定所述裝置是否為授權(quán)的裝置。所述鑒權(quán)還可包括執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)用 于允許所述裝置確定所述電池組是否被授權(quán)與所述裝置一同使用所 需的步驟。所述鑒權(quán)還包括利用第一加密密鑰加密所述隨機(jī)數(shù)，并且 將加密后的隨機(jī)數(shù)發(fā)送給所述裝置。所述鑒權(quán)還包括從所述裝置接收 加密后的隨機(jī)數(shù)，并且利用第二加密密鑰解密所述接收的加密后的隨 機(jī)數(shù)。所述鑒權(quán)還可包括將所生成的隨機(jī)數(shù)與利用第二加密密鑰解密 的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行比較。
該方法還可包括如果鑒權(quán)失敗的話，則限制所述電池組與所述裝 置之間的通信。限制通信可包括阻止通信。所述電池組與所述裝置之 間的通信可包括將電池充電數(shù)據(jù)提供給所述裝置。
所述鑒權(quán)還可包括從所述裝置接收加密后的隨機(jī)數(shù)，所述隨機(jī)數(shù) 是利用所述第 一加密密鑰加密的。所述接收的隨機(jī)數(shù)是利用所述第一 加密密鑰解密的。所述解密后的隨機(jī)數(shù)是利用所述第二加密密鑰加密 的。利用所述第二加密密鑰加密的所述隨機(jī)數(shù)被發(fā)送到所述裝置。
一般而言，本發(fā)明在一方面提供一種電池組。該電池組包括一個(gè) 或多個(gè)電池單元、包含集成處理器的電池管理系統(tǒng)、以及包含隨機(jī)數(shù) 生成器的通信引擎。
實(shí)施方式可包括一個(gè)或多個(gè)以下優(yōu)點(diǎn)。電池管理系統(tǒng)可用于實(shí)現(xiàn) 電池組和裝置/充電器之間的安全鑒權(quán)。電池組中的電池管理系統(tǒng)可包括隨機(jī)數(shù)生成器。所述隨機(jī)數(shù)生成器可包括一個(gè)或多個(gè)隨機(jī)數(shù)以便 于鑒權(quán)過(guò)程。利用所述鑒權(quán)過(guò)程，所述電池組可以鑒權(quán)所連接的裝置 /充電器，或者被所連接的裝置/充電器鑒權(quán)。所述電池管理系統(tǒng)還可 包括用于加密或解密隨機(jī)數(shù)的密鑰。所述加密和解密功能均可用于鑒 權(quán)所述裝置/充電器，而且可用于被所述裝置/充電器鑒權(quán)。
在以下的附圖和說(shuō)明書中陳述了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的 細(xì)節(jié)。根據(jù)該說(shuō)明書和附圖以及根據(jù)權(quán)利要求書，本發(fā)明的其它特征、 目的、以及優(yōu)點(diǎn)將是明顯的。


圖1A是包含電池組的應(yīng)用的原理圖； 圖1B是電池組的原理圖2是包含隨機(jī)數(shù)生成器的電池管理系統(tǒng)的框圖3A是用于在電池管理系統(tǒng)中提供通信的過(guò)程；
圖3B是用于在電池管理系統(tǒng)中執(zhí)行鑒權(quán)的示例性單向鑒權(quán)過(guò)程。
各個(gè)附圖中類似的附圖標(biāo)記指示類似的單元。
具體實(shí)施例方式
下面參考單芯片電池管理系統(tǒng)，其中微控制器、非易失存儲(chǔ)器以 及其它電路組件被集成到單個(gè)集成電路中。作為選擇，可以在多芯片 解決方案中實(shí)現(xiàn)所提出的方法和系統(tǒng)。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所能夠理 解的，可以在這些以及其它體系結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)所公開的方法和系統(tǒng)。
包含管理系統(tǒng)的電池組
現(xiàn)在參考圖1A，圖中示出了用于應(yīng)用50中的電池組100。電池 組100可以與裝置102或充電器104相連。當(dāng)與充電器104相連時(shí)， 電池組100的端子(即，正端、負(fù)端以及可選的通信端)通過(guò)媒介106 與充電器104的相應(yīng)端子(即，正端、負(fù)端以及通信端)相連，以允許對(duì)與電池組100相關(guān)聯(lián)的電池單元充電。媒介106可以是電線、導(dǎo) 線、插針形式，或者其它電連接手段。
類似的，當(dāng)與裝置102相連時(shí)，電池組100的端子(即，正端、 負(fù)端以及通信端)通過(guò)媒介108與裝置102的相應(yīng)端子(即，正端、 負(fù)端以及通信端)相連，以允許裝置102的操作。媒介108可以是電 線、導(dǎo)線、插針形式，或者其它電連接手段。在一些實(shí)施方式中，電 池組100還在各自的通信端口與裝置102和充電器104相連。通信端 口允許在裝置102/充電器104與電池組100之間傳送信息(例如，命 令和控制)?？山粨Q的信息的一個(gè)實(shí)例包括電池充電程度(即，容量)。
現(xiàn)在參考圖1B，圖1B提供了電池組100的一個(gè)更為詳細(xì)的原理 圖。電池組100包括一個(gè)或多個(gè)電池單元120，分立晶體管110、 112， 分流電阻器114，以及電池管理系統(tǒng)130。電池管理系統(tǒng)130包括下 面將要討論的多個(gè)組件，它們可以集成在單個(gè)封裝中(例如，集成到 單個(gè)集成電路中)。或者，電池管理系統(tǒng)130的組件可以被分別封裝。 分立晶體管110、 112可以與電池管理系統(tǒng)130分離，并且被包含在 一個(gè)分離的封裝中(即，兩芯片或三芯片方案)，或者可以與電池管 理系統(tǒng)130的組件一起封裝。
分立晶體管110、 112用于斷開電池單元120與外部電池組端子 (外部電池組正端150和負(fù)端140)的連接。在所示的實(shí)施方式中， 示出了兩個(gè)分立晶體管，它們可以為FET形式。雖然可以使用其它 晶體管技術(shù)，但是FET在工藝、性能(例如，導(dǎo)通電阻)、成本、 尺寸等方面具有優(yōu)勢(shì)。在所示的實(shí)施方式中，提供有兩個(gè)晶體管，而 且它們代表分離的充電晶體管IIO和放電晶體管112。充電晶體管110 用于實(shí)現(xiàn)電池單元120的安全充電。放電晶體管112用于實(shí)現(xiàn)電池單 元120的安全放電。充電和放電晶體管110、 112串聯(lián)連接。在一個(gè) 實(shí)施方式中，使用兩個(gè)NFET晶體管，而且它們以串聯(lián)配置方式漏極 -漏極相連?；蛘?，可以使用兩個(gè)PFET晶體管，而且它們二者源極-源極相連。在PFET方案中，可能需要未示出的其它二極管來(lái)給電池 管理系統(tǒng)130供電(即，饋電Vw)。在所示的實(shí)施方式中，充電和放電晶體管110、 112以高壓端配 置相連(即，與低壓端配置相反的是，串聯(lián)晶體管與電池單元的高壓 端相連)。在所示的高壓端配置中，充電晶體管110的一端(即，NFET 實(shí)施方式中的源極)與電池單元120-1的正端相連。放電晶體管112 的一端(也是NFET實(shí)施方式中的源極)與外部電池組正端150相連。 充電和放電晶體管110、 112的各自的第二端彼此相連(在NFET實(shí) 施方式中形成漏極-漏極結(jié)點(diǎn))。充電晶體管110和放電晶體管112 的柵極在輸入端OC和OD分別與電池管理系統(tǒng)130相連。類似的， 晶體管110、 112之間的結(jié)點(diǎn)在電池管理系統(tǒng)輸入端(有時(shí)稱為VFET) 處與電池管理系統(tǒng)130相連。電池管理系統(tǒng)輸入端向電池管理系統(tǒng)提 供工作功率。
在所示的實(shí)施方式中，需要兩個(gè)晶體管來(lái)阻止電流在兩個(gè)方向上 的流動(dòng)。具體而言，F(xiàn)ET包括寄生二極管(分別標(biāo)記為110-1和112-1 )， 因此如果是單個(gè)FET，則不允許禁止電流在兩個(gè)方向上的流動(dòng)。當(dāng)兩 個(gè)FET串聯(lián)使用時(shí)(或者源極-源極，或者漏極-漏極)，可以禁止電 流流入以及流出電池單元。類似的，當(dāng)使用兩個(gè)晶體管時(shí)，可以實(shí)施 選擇性控制以允許電流僅在給定時(shí)間在單個(gè)方向流動(dòng)(即，允許充電， 但是不允許放電，直到電池組已經(jīng)充入了足夠的電)。
電池單元120為可充放電電池，而且可以是鋰離子(Li-ion)電 池或鋰聚合物(Li-polymer)形式。其它電池技術(shù)類型也是可能的。 當(dāng)提供有多個(gè)電池單元時(shí)，電池單元120可以串聯(lián)連接。在所示的雙 單元實(shí)施方式中，電池單元120-1的最頂端的正端與電池管理系統(tǒng)l30 (例如，允許檢測(cè)電池電壓電平)相連，并與其中一個(gè)分立晶體管(即， 充電晶體管110)相連。最頂端的電池單元120-1的負(fù)端與最底端的 電池單元120-2的正端相連，并且與電池管理系統(tǒng)130在輸入端l70 相連。該串聯(lián)連接中最底端的電池單元120-2的負(fù)端與電池管理系統(tǒng) 130相連(例如，允許檢測(cè)電池電壓電平)以及與分流電阻器114的 一端相連。雖然圖中示出了雙電池單元的實(shí)施方式，但在該電池組100 中可包含其它數(shù)量的電池單元，包括單電池單元配置或者其它多電池單元配置。分流電阻器114的第二端與本地的接地(電池管理系統(tǒng)的 本地的接地)相連、與電池管理系統(tǒng)130相連(以允許測(cè)量通過(guò)分流 電阻器114的電流)、以及與電池組100的外部電池組負(fù)端140相連。
電池管理系統(tǒng)130包括用于在非正確操作的情況下保護(hù)電池的 監(jiān)控器電子器件、用于估計(jì)剩余電池容量的監(jiān)測(cè)電子器件、用于系統(tǒng) 控制并且與電池組100所連接的裝置通信的控制器(例如，微控制器)、 以及存儲(chǔ)器(例如，EEPROM、 Flash ROM、 EPROM、 RAM等等)。 如上所述，如果使用不當(dāng)?shù)脑?，某些電池技術(shù)將產(chǎn)生有害狀況。例如， 如果鋰離子和鋰聚合物電池被過(guò)充或放電過(guò)快的話，它們可能過(guò)熱、 爆炸或自燃。此外，如果它們被放電過(guò)度，鋰離子和鋰聚合物電池可 能損失它們的大量充電容量。電池管理系統(tǒng)130包括用于保證無(wú)錯(cuò)誤 操作的監(jiān)控電子器件。
作為電池管理系統(tǒng)130 —部分的監(jiān)測(cè)電子器件可用于估計(jì)剩余 電池容量。電池容量信息可以在電池管理系統(tǒng)130和通過(guò)通信端口端 子160連接的裝置/充電器之間傳遞。如下面將更為詳細(xì)地討論的，電 池管理系統(tǒng)130還可包括用于電池組100和裝置/充電器之間通信的鑒 權(quán)特征。
電池管理系統(tǒng)
圖2示出了用于電池組100中的示例性電池管理系統(tǒng)130的框 圖。電池管理系統(tǒng)130—般包括處理器202 (例如，基于RISC體系 結(jié)構(gòu)的低功率CMOS8位微控制器)、電池保護(hù)電路204、電流流量 控制器206、電壓調(diào)節(jié)器208、功率監(jiān)控器210、充電檢測(cè)器212、時(shí) 鐘生成器214、端口216、存儲(chǔ)器218、電壓基準(zhǔn)220、看門狗定時(shí)器 222、以及通信引擎224。處理器202、端口216、電池保護(hù)電路204、 電壓基準(zhǔn)220以及通信引擎224均與數(shù)據(jù)總線226相連。
電池管理系統(tǒng)130的一種實(shí)際實(shí)施方式可包括其它組件和子系 統(tǒng)，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，它們從圖2中被去除了。例如，電池管理系統(tǒng)130 可包括用于電池監(jiān)控的電路(例如，模-數(shù)變換器)、用于均衡電池單元電壓的電池單元均衡電路(例如，電池單元均衡FET)、用于與外 部裝置通信的通信裝置、噪聲抑止電路、喚醒定時(shí)器、以及其它監(jiān)視 器或控制電路。
存儲(chǔ)器218可以被編程有由處理器202執(zhí)行的指令以執(zhí)行各種任 務(wù)，如電池單元均衡、電池保護(hù)、用于確定充電程度的電流測(cè)量、以 及通信和鑒權(quán)任務(wù)。
在一些實(shí)施方式中，電流流量控制器206有多個(gè)輸出端(例如， OC、 OD)，它們與可以由電流流量控制器206配置的外部裝置相連， 以便控制電池單元和裝置或充電器之間的電流流量。電流流量控制器 206包括各種電路和邏輯(例如，運(yùn)算放大器、控制和狀態(tài)寄存器、 晶體管、電容器、二極管、逆變器、門電路等等)，用于在輸出端(例 如，OC和OD)產(chǎn)生電壓。在一些實(shí)施方式中，OC輸出端為高電壓 輸出端，其與充電FET(例如，充電晶體管110)的柵極相連以完全 或部分啟用或禁止充電FET，控制在充電事件期間的電流流量。OD 輸出端是高電壓輸出端，其與放電FET(例如，放電晶體管112)的 柵極相連，以完全或部分啟用或禁止放電FET,控制放電事件期間的 電流流量。圖1B示出了高壓端實(shí)施方式中的FET裝置的示例性配置， 用于響應(yīng)來(lái)自電流流量控制器206的控制電壓來(lái)控制電流流量。
電流流量控制器206通過(guò)接口 240與電池保護(hù)電路204相連。電 池保護(hù)電路204包括用于監(jiān)測(cè)電池單元電壓和充電/放電電流以便檢 測(cè)故障狀態(tài)，以及用于啟動(dòng)動(dòng)作(例如，禁止或部分禁止充電、放電、 或預(yù)充電FET)，以便保護(hù)電池組100免受損害的電路(例如，差分 放大器)。故障狀態(tài)的實(shí)例包括但不限于放電期間的深度欠壓、放 電期間的短路、以及充電和放電期間的過(guò)電流。在一些實(shí)施方式中， 電流感應(yīng)電阻器(Rsense，即分流電阻器114)可以跨越電池保護(hù)電路 204的PPI和NNI的輸入端相連，其中PPI為來(lái)自電路感應(yīng)電阻器的 非過(guò)濾正輸出，而NNI為來(lái)自電流感應(yīng)電阻器的非過(guò)濾負(fù)輸入。如參 考圖1B描述的，電流感應(yīng)電阻器可以與電池單元和電池管理系統(tǒng) 相連。通信引擎224與數(shù)據(jù)總線226和通信端口端160相連。通信引擎 224提供電池組100和相連裝置(例如，圖1A中的裝置102或充電 器104)之間的數(shù)據(jù)通信。例如，通信引擎224可以為該裝置提供電 池狀態(tài)數(shù)據(jù)，例如電池充電程度數(shù)據(jù)。電池充電程度數(shù)據(jù)可以由該裝 置使用，例如在充電顯示器中指示剩余充電程度(例如，移動(dòng)電話上 的電池程度指示器)。
在一種實(shí)施方式中，通信引擎224被配置用于提供電池組和所連 裝置之間的安全鑒權(quán)。例如，通信引擎224確定該所連裝置是否為被 接受或授權(quán)裝置(即，"友好，，裝置)。 一個(gè)非友好裝置例如可以是用 于逆向工程電池組的特征的裝置。另外，通信引擎224可用于將數(shù)據(jù) 流提供給處理器用于鑒權(quán)該電池組。
例如， 一種裝置可以被設(shè)計(jì)用于與一種特定的電池組類型工作。 該鑒權(quán)過(guò)程可用于確認(rèn)該裝置是否正使用正確的電池組(即，該正確 的電池類型已經(jīng)與該裝置連接)。如果鑒權(quán)失敗，則電池組可以為該 裝置提供有限的通信以減少裝置功能。例如，該裝置可能無(wú)法接收和 顯示電池充電數(shù)據(jù)。在一種實(shí)施方式中，非授權(quán)裝置或電池組可能導(dǎo) 致電池組和該裝置之間的通信阻塞，或者禁止放電電阻器，這將導(dǎo)致 沒(méi)有電流提供給該裝置。
通信引擎224包括隨機(jī)數(shù)生成器("RNG，， ) 228。 RNG 228配置 用于生成一個(gè)或多個(gè)隨機(jī)數(shù)以支持通信引擎224的鑒權(quán)功能。RNG 228可使用物理特性或一個(gè)或多個(gè)算數(shù)算法來(lái)生成一序列的數(shù)，其模
式是難于辨別的。
在一種實(shí)施方式中，RNG并沒(méi)有包含在通信引擎224中。RNG 可以是電池管理系統(tǒng)130內(nèi)部的分離組件。RNG可以通過(guò)例如數(shù)據(jù) 總線226與通信引擎224相連。
隨機(jī)數(shù)生成器通信方法
現(xiàn)在參考圖3A,圖3A中提供了一種用于提供電池組和所連裝 置之間的通信的方法300的流程圖。方法300包括將電池組連接到裝置(步驟302)。例如，電池組(例如電池組100)的正、負(fù)和通信 端可利用媒介(例如媒介108)與裝置(例如裝置102)的相應(yīng)端相 連。
在連接電池組到該裝置之后，發(fā)生鑒權(quán)過(guò)程以鑒權(quán)該電池組、所 連裝置、或二者(步驟302 )。這些鑒權(quán)步驟將參考圖3B進(jìn)行詳細(xì) 討論。如果鑒權(quán)過(guò)程成功，則啟用電池組和該裝置之間的通信。例如， 如果該鑒權(quán)成功，則電池組的通信引擎(例如通信引擎224)可以將 電池充電數(shù)據(jù)提供給該裝置。
鑒權(quán)過(guò)程
現(xiàn)在參考圖3B，圖3B提供了示例性單向鑒權(quán)過(guò)程304的流程圖， 用于電池組鑒權(quán)裝置。鑒權(quán)過(guò)程304以生成隨機(jī)數(shù)(步驟350)開始。 例如，當(dāng)在將電池組連接到裝置之后由通信引擎啟動(dòng)該鑒權(quán)處理時(shí)， 電池組中的RNG (例如RNG228)可以生成隨機(jī)數(shù)。
在一種特定的鑒權(quán)方案中，所生成的隨機(jī)數(shù)然后利用第一加密密 鑰被加密(步驟352)。加密密鑰定義了一種用于加密數(shù)據(jù)或者用于 解密已經(jīng)利用該密鑰而被加密的數(shù)據(jù)的變換。該密鑰對(duì)電池組可以是 唯一的，但是對(duì)該裝置是已知的。該正確的密鑰必須被用于恢復(fù)原始 數(shù)據(jù)。在一種實(shí)施方式中，通信引擎包括一個(gè)或多個(gè)加密密鑰，并且 被配置用于同時(shí)提供加密和解密功能。
作為選擇，通信引擎可以調(diào)用電池組中的處理器(例如處理器 202)以提供所需的加密(和/或解密)功能。該處理器可以與其它電 池組組件協(xié)同工作，例如存儲(chǔ)器(例如存儲(chǔ)器218)，以提供加密/解 密功能。例如，存儲(chǔ)器218可以存儲(chǔ)加密密鑰，這些加密密鑰可用于 執(zhí)行加密和解密處理。
被加密的隨機(jī)數(shù)然后被發(fā)送到裝置(步驟354)。例如，通信引 擎可以利用到電池組的通信端口 (例如通信端口 160)的連接來(lái)發(fā)送 該加密的隨機(jī)數(shù)。
在從電池組接收到加密的隨機(jī)數(shù)后，該裝置解密該加密的隨機(jī)數(shù)(步驟356)。在一種實(shí)施方式中，該裝置使用與該電池組加密該隨 機(jī)數(shù)(例如，對(duì)稱密鑰)相同的第一加密密鑰，解密所接收的隨機(jī)數(shù)。 在解密了該加密后的隨機(jī)數(shù)之后，該裝置然后用任選的笫二加密密鑰 來(lái)重新加密該隨機(jī)數(shù)(步驟358)?？梢允褂脤?duì)該裝置唯一的但是對(duì) 該電池組已知的不同的第二加密密鑰。在一種實(shí)施方式中，電池組和 該裝置各自包含第一密鑰和第二密鑰。或者，在一種實(shí)施方式中，第 一和第二密鑰不是對(duì)稱密鑰。因此，電池組包含加密密鑰l和解密密
鑰2,而該裝置包含加密密鑰2和解密密鑰1。該裝置將利用第二加 密密鑰加密的隨機(jī)數(shù)發(fā)送到電池組(步驟360)。與從電池組發(fā)送的 加密后的隨機(jī)密鑰的發(fā)送一樣，該裝置可以將加密后的隨機(jī)數(shù)發(fā)送到 電池組的通信端口。
電池組解密該加密后的隨機(jī)數(shù)(步驟362)。而且，電池組必須 包含(或者能夠訪問(wèn))由該裝置使用的相同的第二加密密鑰。例如， 通信裝置可以包含第二加密密鑰并且解密該隨機(jī)數(shù)?；蛘?，與加密過(guò) 程一樣，通信裝置可以調(diào)用該處理器來(lái)幫助或者執(zhí)行隨機(jī)數(shù)的解密。
一旦被加密，該隨機(jī)數(shù)就與通信裝置的RNG所最初生成的隨機(jī) 數(shù)進(jìn)行比較(步驟364)。例如，通信裝置可以保留所生成的隨機(jī)數(shù) 以便執(zhí)行該鑒權(quán)過(guò)程。如果RNG所生成的隨機(jī)數(shù)與解密的隨機(jī)數(shù)匹 配，則鑒權(quán)成功(步驟366)。如果該鑒權(quán)成功，則電池組已經(jīng)驗(yàn)證 該裝置是友好的(例如，該裝置為與電池組一起使用的授權(quán)裝置)。 電池組和所連裝置之間的通信可以如同上面參考圖3A所描述的那樣 被啟用。
然而，如果RNG所生成的隨機(jī)數(shù)與所解密的隨機(jī)數(shù)不匹配，則 鑒權(quán)失敗(步驟368)。例如，如果該裝置沒(méi)有正確的加密密鑰，則 試圖解密從電池組接收的隨機(jī)數(shù)將導(dǎo)致產(chǎn)生一個(gè)不正確的數(shù)。在另一 實(shí)例中， 一個(gè)裝置可以通過(guò)生成一個(gè)替代加密的隨機(jī)數(shù)來(lái)旁路該鑒權(quán) 過(guò)程；然而，該替代數(shù)將不與RNG所生成的隨機(jī)數(shù)相匹配。在另一 實(shí)例中，如果裝置不是授權(quán)的裝置類型，則該裝置將不會(huì)知道如何響 應(yīng)所接收的加密后的隨機(jī)數(shù)。因此，如果在例如一個(gè)預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)沒(méi)有從該裝置接收到響應(yīng)，則鑒權(quán)過(guò)程還是會(huì)失敗。
在一種實(shí)施方式中，除了圖3B所示的鑒權(quán)過(guò)程304之外或者替 代鑒權(quán)過(guò)程304，可以由裝置執(zhí)行一種類似的用于鑒權(quán)電池組的單向 鑒權(quán)過(guò)程。在這種實(shí)施方式中，上述的操作被反向，而且將執(zhí)行下述 的鏡像鑒權(quán)過(guò)程(例如，裝置中的RNG生成一個(gè)可以用于鑒權(quán)該電 池組是否被該裝置接受的隨機(jī)數(shù))。
在一種實(shí)施方式中，需要雙向鑒權(quán)。在一個(gè)雙向鑒權(quán)過(guò)程中，發(fā) 生鏡像鑒權(quán)過(guò)程304，除了隨機(jī)數(shù)是由位于裝置上的RNG最初生成 的。該裝置然后發(fā)送該初始加密的隨機(jī)數(shù)到電池組的通信引擎。電池 組解密所接收的隨機(jī)數(shù)，然后利用第二加密密鑰重新加密該數(shù)。該加 密的隨機(jī)數(shù)然后被發(fā)送到該裝置。該裝置然后將最初生成的隨機(jī)數(shù)與 從電池組接收的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行比較。該鏡像鑒權(quán)過(guò)程允許裝置驗(yàn)證電池 組是否友好(即，電池組是否為接受的電池組類型)。在一種實(shí)施方 式中，電池組和該裝置之間的通信必須在兩個(gè)方向上都成功鑒權(quán)。
上面公開的鑒權(quán)過(guò)程304僅僅是一種可能的利用由電池組生成 的隨機(jī)數(shù)的鑒權(quán)方案。其它可能的鑒權(quán)技術(shù)也可能用于啟用電池組和 所連裝置之間的通信。
已經(jīng)描述了本發(fā)明的許多實(shí)施例。然而，應(yīng)理解的是，可以進(jìn)行 多種修正而不會(huì)偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，其它實(shí)施例也在所 附權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種通信方法，包括確定電池組何時(shí)與裝置相連，所述電池組包括電池管理系統(tǒng)在所述電池管理系統(tǒng)中生成隨機(jī)數(shù)，所述電池管理系統(tǒng)包括電池監(jiān)測(cè)電路、處理器、存儲(chǔ)器、以及隨機(jī)數(shù)生成器；利用所述隨機(jī)數(shù)以提供鑒權(quán)；以及如果鑒權(quán)成功，則在所述電池組和所述裝置之間實(shí)現(xiàn)通信。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，所述鑒權(quán)還包括 確定所述裝置是否為授權(quán)裝置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，所述鑒權(quán)還包括 執(zhí)行允許所述裝置確定所述電池組是否被授權(quán)與所述裝置一起使用所需的一個(gè)或多個(gè)步驟。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，所述鑒權(quán)還包括 利用第一加密密鑰加密所述隨機(jī)數(shù)；以及 發(fā)送所述加密后的隨機(jī)數(shù)到所述裝置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，所述鑒權(quán)還包括從所述裝置接收加密后的隨機(jī)數(shù)；以及 利用第二加密密鑰解密所述接收的加密后的隨機(jī)數(shù)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，所述鑒權(quán)還包括 比較所述生成的隨機(jī)數(shù)與利用所述第二加密密鑰解密的隨機(jī)數(shù)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，還包括如果鑒權(quán)失敗，則限制所述電池組和所述裝置之間的通信。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中限制通信包括阻止通信。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述電池組和所述裝置之間的 通信包括將電池充電數(shù)據(jù)提供給所述裝置。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，所述鑒權(quán)還包括 從所述裝置接收加密后的隨機(jī)數(shù)，利用所述第一加密密鑰加密所述隨機(jī)數(shù)；利用所述第一加密密鑰解密所述接收的隨機(jī)數(shù)； 利用所述第二加密密鑰加密所述解密后的隨機(jī)數(shù)；以及 將利用所述第二加密密鑰加密的隨機(jī)數(shù)發(fā)送到所述裝置。
11、 一種電池組，包括 一個(gè)或多個(gè)電池單元； 包含集成處理器的電池管理系統(tǒng)；以及 包含隨機(jī)數(shù)生成器的通信引擎。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于電池管理的設(shè)備、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。在一種實(shí)施方式中，提供一種通信方法。該方法包括確定電池組何時(shí)連接到一個(gè)裝置，所述電池組包括電池管理系統(tǒng)。該方法還包括在所述電池管理系統(tǒng)中生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)，所述電池管理系統(tǒng)包括電池監(jiān)測(cè)電路、處理器、存儲(chǔ)器、以及隨機(jī)數(shù)生成器。該方法包括利用所述隨機(jī)數(shù)以提供鑒權(quán)，而且如果鑒權(quán)成功，則在所述電池組和所述裝置之間實(shí)現(xiàn)通信。
文檔編號(hào)H04B1/00GK101438219SQ200780014606
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2007年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者A·艾斯, G·甘斯托, 佐藤秀幸 申請(qǐng)人:愛(ài)特梅爾公司;索尼株式會(huì)社