Ein Redner auf einem Symposium zum Thema Batterien sagte: „Künstliche Intelligenz domestiziert die Batterie, die ein wildes Tier ist.“Es ist schwierig, Veränderungen an einer Batterie während des Gebrauchs zu erkennen;Ob voll aufgeladen oder leer, neu oder abgenutzt und austauschbedürftig, es sieht immer gleich aus.Im Gegensatz dazu verformt sich ein Autoreifen, wenn er wenig Luft enthält, und signalisiert das Ende seiner Lebensdauer, wenn die Lauffläche abgenutzt ist.

Drei Probleme fassen die Nachteile eines Akkus zusammen: [1] Der Benutzer ist sich nicht sicher, wie lange der Akku noch hält;[2] Der Host ist sich nicht sicher, ob die Batterie den Strombedarf decken kann.und [3] das Ladegerät muss für jede Batteriegröße und -chemie angepasst werden.Die „intelligente“ Batterie verspricht, einige dieser Mängel zu beheben, aber die Lösungen sind kompliziert.

Benutzer von Batterien stellen sich einen Batteriesatz normalerweise als ein Energiespeichersystem vor, das flüssigen Kraftstoff wie einen Kraftstofftank abgibt.Der Einfachheit halber kann man eine Batterie als solche betrachten, die Quantifizierung der in einem elektrochemischen Gerät gespeicherten Energie ist jedoch weitaus schwieriger.

Da die Leiterplatte vorhanden ist, die die Leistung der Lithiumbatterie steuert, gilt Lithium als intelligente Batterie.Allerdings verfügt eine standardmäßige versiegelte Blei-Säure-Batterie nicht über eine Platinensteuerung zur Optimierung ihrer Leistung.

Was ist eine intelligente Batterie?

Jede Batterie mit integriertem Batteriemanagementsystem gilt als intelligent.Es wird häufig in intelligenten Geräten verwendet, darunter Computer und tragbare Elektronikgeräte.Eine intelligente Batterie enthält einen elektronischen Schaltkreis und Sensoren, die Merkmale wie den Gesundheitszustand des Benutzers sowie Spannungs- und Stromstärken überwachen und diese Messwerte an das Gerät weiterleiten können.

Intelligente Batterien sind in der Lage, ihre eigenen Lade- und Gesundheitsparameter zu erkennen, auf die das Gerät über spezielle Datenverbindungen zugreifen kann.Im Gegensatz zu einer nicht-intelligenten Batterie kann eine intelligente Batterie alle relevanten Informationen an das Gerät und den Benutzer übermitteln, sodass fundierte Entscheidungen getroffen werden können.Ein nicht-intelligenter Akku hingegen hat keine Möglichkeit, das Gerät oder den Benutzer über seinen Zustand zu informieren, was zu einem unvorhersehbaren Betrieb führen kann.Beispielsweise kann der Akku den Benutzer warnen, wenn er aufgeladen werden muss, sich dem Ende seiner Lebensdauer nähert oder auf irgendeine Weise beschädigt ist, sodass ein Ersatz erworben werden kann.Es kann den Benutzer auch warnen, wenn es ersetzt werden muss.Auf diese Weise kann ein Großteil der Unvorhersehbarkeit, die ältere Geräte mit sich bringen und die in entscheidenden Momenten zu Fehlfunktionen führen können, vermieden werden.

Smart Battery-Spezifikation

Um die Leistung, Sicherheit und Effizienz des Produkts zu verbessern, kommunizieren der Akku, das intelligente Ladegerät und das Host-Gerät miteinander.Beispielsweise muss die intelligente Batterie nur dann aufgeladen werden, wenn es nötig ist, und muss nicht auf dem Hostsystem installiert werden, um einen konstanten und konsistenten Energieverbrauch zu gewährleisten.Intelligente Batterien überwachen beim Laden, Entladen oder Lagern ständig ihre Kapazität.Um Veränderungen der Batterietemperatur, der Laderate, der Entladerate usw. zu erkennen, nutzt die Batterieanzeige bestimmte Faktoren.Intelligente Batterien verfügen typischerweise über selbstausgleichende und anpassungsfähige Eigenschaften.Die Leistung des Akkus wird durch die Vollladungsspeicherung beeinträchtigt.Zum Schutz der Batterie kann sich die Smart-Batterie bei Bedarf auf die Speicherspannung entladen und bei Bedarf die Smart-Storage-Funktion aktivieren.

Mit der Einführung intelligenter Batterien können Benutzer, Geräte und die Batterie miteinander kommunizieren.Hersteller und Regulierungsbehörden unterscheiden sich darin, wie „intelligent“ eine Batterie sein kann.Die einfachste intelligente Batterie enthält möglicherweise nur einen Chip, der das Batterieladegerät anweist, den richtigen Ladealgorithmus zu verwenden.Das Smart Battery System (SBS) Forum würde sie jedoch nicht als intelligente Batterie betrachten, da sie hochmoderne Indikationen erfordert, die für medizinische, militärische und Computerausrüstung unerlässlich sind und bei denen es keinen Spielraum für Fehler gibt.

Da die Sicherheit eines der Hauptanliegen ist, muss die Systemintelligenz im Akkupack enthalten sein.Der Chip, der die Batterieladung steuert, wird von der SBS-Batterie implementiert und interagiert mit ihr in einem geschlossenen Regelkreis.Die chemische Batterie sendet analoge Signale an das Ladegerät, die es anweisen, den Ladevorgang zu beenden, wenn die Batterie voll ist.Hinzugefügt wurde eine Temperaturmessung.Viele Hersteller intelligenter Batterien bieten heute eine Tankanzeigetechnologie namens System Management Bus (SMBus) an, die IC-Chiptechnologien (Integrated Circuit) in Eindraht- oder Zweidrahtsysteme integriert.

Dallas Semiconductor Inc. stellte 1-Wire vor, ein Messsystem, das ein einziges Kabel für die Kommunikation mit niedriger Geschwindigkeit verwendet.Daten und eine Uhr werden kombiniert und über dieselbe Leitung gesendet.Auf der Empfangsseite teilt der Manchester-Code, auch Phasencode genannt, die Daten auf.Der Batteriecode und die Daten wie Spannung, Strom, Temperatur und SoC-Details werden von 1-Wire gespeichert und verfolgt.Bei den meisten Batterien ist aus Sicherheitsgründen ein separates Temperaturmesskabel verlegt.Das System umfasst ein Ladegerät und ein eigenes Protokoll.Im Benchmarq-Einzeldrahtsystem erfordert eine Zustandsbewertung (SoH) die „Heirat“ des Hostgeräts mit der ihm zugewiesenen Batterie.

Aufgrund seiner geringen Hardwarekosten ist 1-Wire für kostenbeschränkte Energiespeichersysteme wie Barcode-Scanner-Batterien, Funkgerätebatterien und Militärbatterien attraktiv.