Σύμφωνα με έναν ομιλητή σε ένα συμπόσιο για τις μπαταρίες, «Η τεχνητή νοημοσύνη εξημερώνει την μπαταρία, που είναι ένα άγριο ζώο».Είναι δύσκολο να δεις αλλαγές σε μια μπαταρία καθώς χρησιμοποιείται.είτε είναι πλήρως φορτισμένο είτε άδειο, καινούργιο ή φθαρμένο και χρειάζεται αντικατάσταση, εμφανίζεται πάντα το ίδιο.Αντίθετα, ένα ελαστικό αυτοκινήτου θα παραμορφωθεί όταν είναι χαμηλά στον αέρα και θα σηματοδοτήσει το τέλος της ζωής του όταν φθαρούν τα πέλματα.

Τρία ζητήματα συνοψίζουν τα μειονεκτήματα μιας μπαταρίας: [1] ο χρήστης δεν είναι σίγουρος για το πόση διάρκεια έχει απομείνει στο πακέτο.[2] ο κεντρικός υπολογιστής δεν είναι σίγουρος για το εάν η μπαταρία μπορεί να καλύψει την απαίτηση ισχύος.και [3] ο φορτιστής πρέπει να προσαρμοστεί για κάθε μέγεθος και χημεία μπαταρίας.Η «έξυπνη» μπαταρία υπόσχεται να αντιμετωπίσει ορισμένες από αυτές τις ελλείψεις, αλλά οι λύσεις είναι περίπλοκες.

Οι χρήστες μπαταριών συνήθως θεωρούν ένα πακέτο μπαταριών ως ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας που διανέμει υγρό καύσιμο όπως μια δεξαμενή καυσίμου.Μια μπαταρία μπορεί να θεωρηθεί ως τέτοια για λόγους απλότητας, αλλά η ποσοτικοποίηση της ενέργειας που αποθηκεύεται σε μια ηλεκτροχημική συσκευή είναι πολύ πιο δύσκολη.

Καθώς υπάρχει η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος που ελέγχει την απόδοση της μπαταρίας λιθίου, το λίθιο θεωρείται ως έξυπνη μπαταρία.Ωστόσο, μια τυπική σφραγισμένη μπαταρία μολύβδου οξέος δεν διαθέτει έλεγχο πλακέτας για βελτιστοποίηση της απόδοσής της.

Τι είναι η έξυπνη μπαταρία;

Κάθε μπαταρία με ενσωματωμένο σύστημα διαχείρισης μπαταρίας θεωρείται έξυπνη.Χρησιμοποιείται συχνά σε έξυπνα gadget, συμπεριλαμβανομένων των υπολογιστών και των φορητών ηλεκτρονικών συσκευών.Μια έξυπνη μπαταρία περιέχει ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα και αισθητήρες που μπορούν να παρακολουθούν χαρακτηριστικά όπως η υγεία του χρήστη καθώς και τα επίπεδα τάσης και ρεύματος και να μεταδίδουν αυτές τις μετρήσεις στη συσκευή.

Οι έξυπνες μπαταρίες έχουν τη δυνατότητα να αναγνωρίζουν τις δικές τους παραμέτρους κατάστασης φόρτισης και κατάστασης υγείας, στις οποίες η συσκευή μπορεί να έχει πρόσβαση μέσω εξειδικευμένων συνδέσεων δεδομένων.Μια έξυπνη μπαταρία, σε αντίθεση με μια μη έξυπνη μπαταρία, μπορεί να επικοινωνήσει όλες τις σχετικές πληροφορίες στη συσκευή και τον χρήστη, επιτρέποντας τη λήψη κατάλληλων ενημερωμένων αποφάσεων.Μια μη έξυπνη μπαταρία, από την άλλη, δεν έχει τρόπο να ενημερώσει τη συσκευή ή τον χρήστη για την κατάστασή της, κάτι που μπορεί να οδηγήσει σε απρόβλεπτη λειτουργία.Για παράδειγμα, η μπαταρία μπορεί να ειδοποιήσει τον χρήστη όταν χρειάζεται φόρτιση ή όταν πλησιάζει στο τέλος της ζωής της ή έχει καταστραφεί με οποιονδήποτε τρόπο, ώστε να μπορεί να αγοραστεί μια αντικατάσταση.Μπορεί επίσης να ειδοποιήσει τον χρήστη όταν πρέπει να αντικατασταθεί.Κάνοντας αυτό, μπορεί να αποφευχθεί μεγάλο μέρος της απρόβλεπτης κατάστασης που προκαλούν οι παλαιότερες συσκευές - οι οποίες μπορεί να δυσλειτουργούν σε ζωτικές στιγμές.

Προδιαγραφές Smart Battery

Προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση, η ασφάλεια και η αποδοτικότητα του προϊόντος, η μπαταρία, ο έξυπνος φορτιστής και η κεντρική συσκευή επικοινωνούν μεταξύ τους.Για παράδειγμα, η έξυπνη μπαταρία πρέπει να φορτίζεται ακριβώς όταν είναι απαραίτητο αντί να εγκατασταθεί στο κεντρικό σύστημα για συνεχή και συνεπή χρήση ενέργειας.Οι έξυπνες μπαταρίες παρακολουθούν συνεχώς τη χωρητικότητά τους κατά τη φόρτιση, την αποφόρτιση ή την αποθήκευση.Για να ανιχνεύσει αλλαγές στη θερμοκρασία της μπαταρίας, τον ρυθμό φόρτισης, τον ρυθμό εκφόρτισης κ.λπ., ο μετρητής μπαταρίας χρησιμοποιεί συγκεκριμένους παράγοντες.Οι έξυπνες μπαταρίες έχουν συνήθως χαρακτηριστικά αυτο-ισορροπίας και προσαρμογής.Η απόδοση της μπαταρίας θα βλάψει από την αποθήκευση πλήρους φόρτισης.Για την προστασία της μπαταρίας, η έξυπνη μπαταρία μπορεί να αδειάσει στην τάση αποθήκευσης όπως απαιτείται και να ενεργοποιήσει τη λειτουργία έξυπνης αποθήκευσης όπως απαιτείται.

Με την εισαγωγή των έξυπνων μπαταριών, οι χρήστες, ο εξοπλισμός και η μπαταρία ενδέχεται να επικοινωνούν μεταξύ τους.Οι κατασκευαστές και οι ρυθμιστικοί οργανισμοί διαφέρουν ως προς το πόσο «έξυπνη» μπορεί να είναι μια μπαταρία.Η πιο θεμελιώδης έξυπνη μπαταρία μπορεί να περιλαμβάνει μόνο ένα τσιπ που δίνει οδηγίες στον φορτιστή μπαταρίας να χρησιμοποιήσει τον κατάλληλο αλγόριθμο φόρτισης.Ωστόσο, το φόρουμ Smart Battery System (SBS) δεν θα τη θεωρούσε έξυπνη μπαταρία λόγω της απαίτησης για ενδείξεις αιχμής, οι οποίες είναι απαραίτητες για ιατρικό, στρατιωτικό και ηλεκτρονικό εξοπλισμό όπου δεν υπάρχει χώρος για σφάλματα.

Η ευφυΐα συστήματος πρέπει να περιέχεται μέσα στη μπαταρία, επειδή η ασφάλεια είναι ένα από τα κύρια ζητήματα.Το τσιπ που ελέγχει τη φόρτιση της μπαταρίας υλοποιείται από την μπαταρία SBS και αλληλεπιδρά μαζί της σε κλειστό βρόχο.Η χημική μπαταρία στέλνει αναλογικά σήματα στον φορτιστή που του δίνουν εντολή να σταματήσει τη φόρτιση όταν η μπαταρία γεμίσει.Προστέθηκε η ανίχνευση θερμοκρασίας.Πολλοί κατασκευαστές έξυπνων μπαταριών παρέχουν σήμερα μια τεχνολογία μετρητή καυσίμου γνωστή ως System Management Bus (SMBus), η οποία ενσωματώνει τεχνολογίες ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (IC) σε συστήματα μονού ή δύο καλωδίων.

Η Dallas Semiconductor Inc. παρουσίασε το 1-Wire, ένα σύστημα μέτρησης που χρησιμοποιεί ένα μόνο καλώδιο για επικοινωνία χαμηλής ταχύτητας.Τα δεδομένα και ένα ρολόι συνδυάζονται και αποστέλλονται στην ίδια γραμμή.Στο άκρο λήψης, ο κωδικός Manchester, γνωστός και ως κωδικός φάσης, διαιρεί τα δεδομένα.Ο κωδικός και τα δεδομένα της μπαταρίας, όπως τα στοιχεία τάσης, ρεύματος, θερμοκρασίας και SoC, αποθηκεύονται και παρακολουθούνται από το 1-Wire.Στην πλειονότητα των μπαταριών, λειτουργεί ξεχωριστό καλώδιο ανίχνευσης θερμοκρασίας για λόγους ασφαλείας.Το σύστημα περιλαμβάνει φορτιστή και δικό του πρωτόκολλο.Στο σύστημα μονού καλωδίου Benchmarq, η αξιολόγηση της κατάστασης της υγείας (SoH) απαιτεί να «παντρέψουμε» τη συσκευή υποδοχής με την μπαταρία που της έχει παραχωρηθεί.

Το 1-Wire είναι ελκυστικό για συστήματα αποθήκευσης ενέργειας με περιορισμένο κόστος, όπως μπαταρίες σαρωτή γραμμωτού κώδικα, μπαταρίες ραδιοφώνου διπλής κατεύθυνσης και στρατιωτικές μπαταρίες λόγω του χαμηλού κόστους υλικού του.