Volgens een spreker op een symposium over batterijen: "Kunstmatige intelligentie temt de batterij, die van nature een wild dier is." Het is moeilijk om veranderingen in een batterij te zien tijdens gebruik; of hij nu volledig opgeladen of leeg is, nieuw of versleten en aan vervanging toe, hij ziet er altijd hetzelfde uit. Een autoband daarentegen vervormt wanneer er te weinig lucht in zit en geeft aan dat hij aan het einde van zijn levensduur is wanneer het profiel versleten is.

Drie problemen vatten de nadelen van een batterij samen: [1] de gebruiker weet niet zeker hoe lang de batterij nog meegaat; [2] de host weet niet zeker of de batterij aan de stroombehoefte kan voldoen; en [3] de lader moet worden aangepast aan elke batterijgrootte en -chemie. De "slimme" batterij belooft een aantal van deze tekortkomingen aan te pakken, maar de oplossingen zijn complex.

Gebruikers van batterijen beschouwen een batterijpakket doorgaans als een energieopslagsysteem dat vloeibare brandstof afgeeft, net als een brandstoftank. Een batterij kan, ter vereenvoudiging, als zodanig worden gezien, maar het kwantificeren van de energie die in een elektrochemisch apparaat is opgeslagen, is veel complexer.

Omdat de lithiumbatterij een printplaat bevat die de prestaties regelt, wordt lithium als een slimme batterij beschouwd. Een standaard, gesloten loodzuurbatterij daarentegen heeft geen printplaat om de prestaties te optimaliseren.

Wat is een slimme batterij?

Elke batterij met een ingebouwd batterijbeheersysteem wordt als slim beschouwd. Het wordt vaak gebruikt in slimme apparaten, zoals computers en draagbare elektronica. Een slimme batterij bevat een elektronisch circuit en sensoren die kenmerken zoals de gezondheid van de gebruiker, evenals spanning- en stroomniveaus, kunnen monitoren en deze metingen naar het apparaat kunnen doorgeven.

Slimme batterijen kunnen hun eigen laadstatus en conditie herkennen, parameters die het apparaat via speciale dataverbindingen kan uitlezen. Een slimme batterij kan, in tegenstelling tot een gewone batterij, alle relevante informatie doorgeven aan het apparaat en de gebruiker, waardoor weloverwogen beslissingen kunnen worden genomen. Een gewone batterij daarentegen kan het apparaat of de gebruiker niet informeren over zijn status, wat kan leiden tot onvoorspelbaar gedrag. Zo kan de batterij de gebruiker bijvoorbeeld waarschuwen wanneer deze moet worden opgeladen, wanneer de levensduur bijna is bereikt of wanneer de batterij beschadigd is, zodat een vervangende batterij kan worden aangeschaft. De batterij kan de gebruiker ook waarschuwen wanneer deze aan vervanging toe is. Op deze manier kan een groot deel van de onvoorspelbaarheid die oudere apparaten met zich meebrengen – die op cruciale momenten kunnen haperen – worden voorkomen.

Specificaties van de slimme batterij

Om de prestaties, veiligheid en efficiëntie van het product te verbeteren, communiceren de batterij, de slimme lader en het hostapparaat met elkaar. De slimme batterij hoeft bijvoorbeeld alleen te worden opgeladen wanneer dat nodig is, in plaats van dat deze permanent in het hostsysteem is geïnstalleerd voor een constant energieverbruik. Slimme batterijen bewaken continu hun capaciteit tijdens het laden, ontladen en opslaan. Om veranderingen in de batterijtemperatuur, laadsnelheid, ontlaadsnelheid, enzovoort te detecteren, maakt de batterijmeter gebruik van specifieke factoren. Slimme batterijen hebben doorgaans zelfbalancerende en aanpasbare eigenschappen. De prestaties van de batterij worden negatief beïnvloed door opslag onder volledige lading. Om de batterij te beschermen, kan de slimme batterij indien nodig ontladen tot de opslagspanning en de slimme opslagfunctie activeren.

Met de introductie van slimme batterijen kunnen gebruikers, apparatuur en de batterij zelf met elkaar communiceren. Fabrikanten en regelgevende instanties verschillen van mening over hoe "slim" een batterij mag zijn. De meest eenvoudige slimme batterij bevat mogelijk slechts een chip die de batterijlader instrueert om het juiste laadalgoritme te gebruiken. Het Smart Battery System (SBS) Forum beschouwt een dergelijke batterij echter niet als een slimme batterij vanwege de geavanceerde indicatiemogelijkheden die essentieel zijn voor medische, militaire en computerapparatuur, waar geen ruimte is voor fouten.

De systeemintelligentie moet in het accupakket zelf worden ondergebracht, omdat veiligheid een van de belangrijkste overwegingen is. De chip die het opladen van de accu regelt, is geïmplementeerd in de SBS-accu en communiceert ermee in een gesloten circuit. De chemische accu stuurt analoge signalen naar de lader die aangeven dat het opladen moet stoppen wanneer de accu vol is. Daarnaast is er temperatuurmeting. Veel fabrikanten van slimme accu's bieden tegenwoordig een brandstofniveau-indicator aan, bekend als System Management Bus (SMBus), die geïntegreerde schakelingen (IC's) integreert in systemen met één of twee draden.

Dallas Semiconductor Inc. heeft 1-Wire onthuld, een meetsysteem dat gebruikmaakt van één enkele draad voor communicatie met lage snelheid. Data en een kloksignaal worden gecombineerd en over dezelfde lijn verzonden. Aan de ontvangende kant verdeelt de Manchester-code, ook wel fasecode genoemd, de data. De batterijcode en data, zoals spanning, stroomsterkte, temperatuur en SoC-details, worden door 1-Wire opgeslagen en bijgehouden. Bij de meeste batterijen is een aparte temperatuursensor aanwezig voor beveiligingsdoeleinden. Het systeem omvat een lader en een eigen protocol. In het Benchmarq-systeem met één draad is voor een statuscontrole (SoH) het koppelen van het hostapparaat aan de toegewezen batterij noodzakelijk.

1-Wire is aantrekkelijk voor energieopslagsystemen met een beperkt budget, zoals batterijen voor barcodescanners, portofoons en militaire batterijen, vanwege de lage hardwarekosten.