به گفته یک سخنران در سمپوزیوم باتری ها، "هوش مصنوعی باتری را که یک حیوان وحشی است اهلی می کند."مشاهده تغییرات در باتری هنگام استفاده دشوار است.خواه کاملا شارژ یا خالی، نو یا فرسوده و نیاز به تعویض داشته باشد، همیشه یکسان به نظر می رسد.در مقابل، لاستیک خودرو زمانی که هوا کم باشد تغییر شکل می‌دهد و زمانی که آج‌ها فرسوده می‌شوند، پایان عمر آن را نشان می‌دهد.

سه موضوع، معایب باتری را خلاصه می‌کند: [1] کاربر مطمئن نیست که بسته چه مدت باقی مانده است.[2] میزبان مطمئن نیست که باتری می تواند نیاز برق را برآورده کند یا خیر.و [3] شارژر باید برای هر اندازه و شیمی باتری سفارشی شود.باتری "هوشمند" وعده رفع برخی از این کاستی ها را می دهد، اما راه حل ها پیچیده هستند.

کاربران باتری ها معمولاً بسته باتری را به عنوان یک سیستم ذخیره انرژی تصور می کنند که سوخت مایع را مانند مخزن سوخت توزیع می کند.یک باتری را می توان به خاطر سادگی به این شکل در نظر گرفت، اما تعیین کمیت انرژی ذخیره شده در یک دستگاه الکتروشیمیایی بسیار دشوارتر است.

از آنجایی که برد مدار چاپی که عملکرد باتری لیتیومی را کنترل می کند وجود دارد، لیتیوم به عنوان یک باتری هوشمند در نظر گرفته می شود.با این حال، یک باتری اسید سرب استاندارد مهر و موم شده هیچ کنترل بردی برای بهینه سازی عملکرد خود ندارد.

باتری هوشمند چیست؟

هر باتری با سیستم مدیریت باتری داخلی هوشمند در نظر گرفته می شود.اغلب در ابزارهای هوشمند، از جمله به عنوان رایانه و لوازم الکترونیکی قابل حمل استفاده می شود.یک باتری هوشمند شامل یک مدار الکترونیکی در داخل و حسگرهایی است که می‌تواند ویژگی‌هایی مانند سلامت کاربر و همچنین سطوح ولتاژ و جریان را کنترل کند و این خوانش‌ها را به دستگاه منتقل کند.

باتری های هوشمند توانایی تشخیص پارامترهای وضعیت شارژ و وضعیت سلامت خود را دارند که دستگاه می تواند از طریق اتصالات داده تخصصی به آنها دسترسی پیدا کند.یک باتری هوشمند، برخلاف باتری غیرهوشمند، می‌تواند تمام اطلاعات مربوطه را به دستگاه و کاربر منتقل کند و تصمیمات آگاهانه مناسب را ممکن می‌سازد.از طرف دیگر یک باتری غیرهوشمند هیچ راهی برای اطلاع دادن به دستگاه یا کاربر در مورد وضعیت خود ندارد، که می تواند منجر به عملکرد غیرقابل پیش بینی شود.به عنوان مثال، باتری می تواند به کاربر هشدار دهد زمانی که نیاز به شارژ دارد یا زمانی که به پایان عمر خود نزدیک می شود یا به هر شکلی آسیب دیده است تا بتوان جایگزین آن را خریداری کرد.همچنین می تواند در صورت نیاز به تعویض به کاربر هشدار دهد.با انجام این کار، می‌توان از بسیاری از غیرقابل‌پیش‌بینی‌ناپذیری‌های ناشی از دستگاه‌های قدیمی‌تر - که می‌توانند در لحظات حیاتی خراب شوند - جلوگیری کرد.

مشخصات باتری هوشمند

به منظور بهبود عملکرد، ایمنی و کارایی محصول، باتری، شارژر هوشمند و دستگاه میزبان همگی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.به عنوان مثال، باتری هوشمند به جای نصب شدن بر روی سیستم میزبان برای مصرف انرژی ثابت و مداوم، باید درست در مواقع ضروری شارژ شود.باتری های هوشمند به طور مداوم ظرفیت خود را هنگام شارژ، دشارژ یا ذخیره سازی کنترل می کنند.برای تشخیص تغییرات دمای باتری، نرخ شارژ، سرعت تخلیه و غیره، گیج باتری از عوامل خاصی استفاده می کند.باتری های هوشمند معمولاً دارای ویژگی های خود متعادل کننده و سازگار هستند.عملکرد باتری با ذخیره شارژ کامل آسیب می بیند.برای محافظت از باتری، باتری هوشمند می تواند در صورت نیاز به ولتاژ ذخیره سازی تخلیه شود و در صورت لزوم عملکرد ذخیره سازی هوشمند را فعال کند.

با معرفی باتری های هوشمند، کاربران، تجهیزات و باتری ممکن است همه با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.تولیدکنندگان و سازمان‌های نظارتی در میزان "هوشمند" بودن باتری متفاوت هستند.اساسی ترین باتری هوشمند ممکن است فقط شامل تراشه ای باشد که به شارژر باتری دستور می دهد از الگوریتم شارژ مناسب استفاده کند.اما انجمن سیستم باتری هوشمند (SBS) آن را به دلیل نیاز به نشانه های پیشرفته که برای تجهیزات پزشکی، نظامی و کامپیوتری که جایی برای خطا وجود ندارد ضروری است، آن را یک باتری هوشمند نمی داند.

به دلیل ایمنی که یکی از نگرانی های اصلی است، هوشمندی سیستم باید در داخل بسته باتری باشد.تراشه ای که شارژ باتری را کنترل می کند توسط باتری SBS اجرا می شود و در یک حلقه بسته با آن تعامل دارد.باتری شیمیایی سیگنال های آنالوگ را به شارژر می فرستد که به آن دستور می دهد تا زمانی که باتری پر است، شارژ را متوقف کند.اضافه شده است سنجش دما.بسیاری از تولیدکنندگان باتری هوشمند امروزه یک فناوری اندازه گیری سوخت به نام سیستم مدیریت اتوبوس (SMBus) ارائه می کنند که فناوری های تراشه مدار مجتمع (IC) را در سیستم های تک سیمی یا دو سیمه یکپارچه می کند.

شرکت Dallas Semiconductor از 1-Wire، یک سیستم اندازه گیری که از یک سیم برای ارتباطات کم سرعت استفاده می کند، رونمایی کرد.داده ها و ساعت با هم ترکیب می شوند و از طریق یک خط ارسال می شوند.در انتهای دریافت، کد منچستر، که به عنوان کد فاز نیز شناخته می شود، داده ها را تقسیم می کند.کد باتری و داده ها، مانند جزئیات ولتاژ، جریان، دما و SoC آن توسط 1-Wire ذخیره و ردیابی می شوند.در اکثر باتری ها، یک سیم تشخیص دما جداگانه برای اهداف امنیتی اجرا می شود.این سیستم شامل یک شارژر و پروتکل مخصوص به خود است.در سیستم تک سیم Benchmarq، ارزیابی وضعیت سلامتی (SoH) مستلزم «تطبیق» دستگاه میزبان با باتری اختصاص داده شده آن است.

1-Wire برای سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی با هزینه محدود مانند باتری‌های اسکنر بارکد، باتری‌های رادیویی دو طرفه و باتری‌های نظامی به دلیل هزینه سخت‌افزاری کم، جذاب است.