Volgens een spreker op een symposium over batterijen ‘domesticeert kunstmatige intelligentie de batterij, die een wild dier is.’Het is moeilijk om veranderingen in een batterij te zien terwijl deze wordt gebruikt;Of hij nu helemaal opgeladen is of leeg, nieuw of versleten en aan vervanging toe, hij ziet er altijd hetzelfde uit.Een autoband zal daarentegen vervormen als er weinig lucht in zit en zal het einde van zijn levensduur aangeven als het loopvlak versleten is.

Drie problemen vatten de nadelen van een batterij samen: [1] de gebruiker weet niet hoeveel tijd de batterij nog heeft;[2] de host weet niet zeker of de batterij aan de stroombehoefte kan voldoen;en [3] de lader moet worden aangepast voor elk batterijformaat en elke samenstelling.De ‘slimme’ batterij belooft een aantal van deze tekortkomingen aan te pakken, maar de oplossingen zijn ingewikkeld.

Gebruikers van batterijen beschouwen een batterijpakket doorgaans als een energieopslagsysteem dat vloeibare brandstof afgeeft, zoals een brandstoftank.Eenvoudigheidshalve kan een batterij als zodanig worden beschouwd, maar het kwantificeren van de energie die is opgeslagen in een elektrochemisch apparaat is veel moeilijker.

Omdat de printplaat die de prestaties van de lithiumbatterij regelt aanwezig is, wordt lithium beschouwd als een slimme batterij.Een standaard afgedichte loodzuuraccu heeft echter geen enkele controle 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 gadgets, onder meer in computers en draagbare elektronica.Een slimme batterij bevat een elektronisch circuit en sensoren die kenmerken zoals de gezondheid van de gebruiker en de spannings- en stroomniveaus kunnen monitoren en deze metingen naar het apparaat kunnen doorgeven.

Slimme batterijen hebben het vermogen om hun eigen laadstatus- en gezondheidsparameters te herkennen, waartoe het apparaat toegang heeft via gespecialiseerde dataverbindingen.Een slimme batterij kan, in tegenstelling tot een niet-slimme batterij, alle relevante informatie naar het apparaat en de gebruiker communiceren, waardoor passende geïnformeerde beslissingen kunnen worden genomen.Een niet-slimme batterij daarentegen kan het apparaat of de gebruiker niet informeren over de status ervan, wat kan resulteren in een onvoorspelbare werking.De batterij kan de gebruiker bijvoorbeeld waarschuwen wanneer deze moet worden opgeladen, wanneer deze het einde van zijn levensduur nadert of op welke manier dan ook beschadigd is, zodat een vervanging kan worden aangeschaft.Het kan de gebruiker ook waarschuwen wanneer het moet worden vervangen.Door dit te doen, kan een groot deel van de onvoorspelbaarheid die oudere apparaten met zich meebrengen (die op cruciale momenten defect kunnen raken) worden vermeden.

Slimme batterijspecificatie

Om de prestaties, veiligheid en efficiëntie van het product te verbeteren, communiceren de batterij, de slimme oplader en het hostapparaat allemaal met elkaar.De slimme batterij moet bijvoorbeeld worden opgeladen wanneer dat nodig is, in plaats van op het hostsysteem te worden geïnstalleerd voor een constant en consistent energieverbruik.Slimme batterijen controleren voortdurend hun capaciteit tijdens het opladen, ontladen of opslaan.Om veranderingen in de accutemperatuur, laadsnelheid, ontlaadsnelheid enz. te detecteren, maakt de accumeter gebruik van specifieke factoren.Slimme batterijen hebben doorgaans zelfbalancerende en aanpasbare kenmerken.De prestaties van de batterij worden nadelig beïnvloed door opslag van volledige lading.Om de batterij te beschermen, kan de slimme batterij indien nodig leeglopen tot de opslagspanning en indien nodig de slimme opslagfunctie activeren.

Met de introductie van slimme batterijen kunnen gebruikers, apparatuur en de batterij allemaal met elkaar communiceren.Fabrikanten en regelgevende organisaties verschillen van mening over hoe ‘slim’ een batterij kan zijn.De meest fundamentele slimme batterij bevat mogelijk alleen een chip die de batterijlader instrueert het juiste laadalgoritme te gebruiken.Maar het Smart Battery System (SBS) Forum zou het niet als een slimme batterij beschouwen vanwege de vraag naar geavanceerde indicaties, die essentieel zijn voor medische, militaire en computerapparatuur waar geen ruimte is voor fouten.

Systeemintelligentie moet in het batterijpakket zitten, omdat veiligheid een van de belangrijkste aandachtspunten is.De chip die de batterijlading regelt, wordt geïmplementeerd door de SBS-batterij en werkt ermee samen in een gesloten lus.De chemische batterij stuurt analoge signalen naar de lader die hem de opdracht geeft te stoppen met laden als de batterij vol is.Toegevoegd is temperatuurdetectie.Veel fabrikanten van slimme batterijen bieden tegenwoordig een brandstofmetertechnologie die bekend staat als System Management Bus (SMBus), die geïntegreerde circuitchiptechnologieën (IC) integreert in enkeldraads- of tweedraadssystemen.

Dallas Semiconductor Inc. onthulde 1-Wire, een meetsysteem dat één draad gebruikt voor communicatie op lage snelheid.Gegevens en een klok worden gecombineerd en via dezelfde lijn verzonden.Aan de ontvangende kant verdeelt de Manchester-code, ook wel de fasecode genoemd, de gegevens.De batterijcode en gegevens, zoals de spanning, stroom, temperatuur en SoC-details, worden opgeslagen en gevolgd door 1-Wire.Op de meeste batterijen wordt om veiligheidsredenen een aparte temperatuursensordraad aangesloten.Het systeem bevat een oplader en een eigen protocol.In het Benchmarq single-wire-systeem vereist een beoordeling van de gezondheidstoestand (SoH) het ‘trouwen’ van het hostapparaat met de toegewezen batterij.

1-Wire is aantrekkelijk voor energieopslagsystemen met beperkte kosten, zoals batterijen voor barcodescanners, batterijen voor tweewegradio en militaire batterijen vanwege de lage hardwarekosten.