Prema riječima govornika na simpoziju o baterijama, „Umjetna inteligencija pripitomljava bateriju, koja je divlja životinja.“ Teško je vidjeti promjene na bateriji dok se koristi; bilo da je potpuno napunjena ili prazna, nova ili istrošena i treba je zamijeniti, uvijek izgleda isto. Nasuprot tome, automobilska guma će se deformirati kada joj je malo zraka i signalizirat će kraj svog vijeka trajanja kada se gazni sloj istroši.

Tri problema sažimaju nedostatke baterije: [1] korisnik nije siguran koliko je vremena preostalo u bateriji; [2] domaćin nije siguran može li baterija zadovoljiti zahtjeve za napajanje; i [3] punjač treba prilagoditi za svaku veličinu i kemijski sastav baterije. „Pametna“ baterija obećava da će riješiti neke od tih nedostataka, ali rješenja su složena.

Korisnici baterija obično baterijski sklop smatraju sustavom za pohranu energije koji ispušta tekuće gorivo poput spremnika goriva. Bateriju možemo tako promatrati radi jednostavnosti, ali kvantificiranje energije pohranjene u elektrokemijskom uređaju daleko je teže.

Budući da je prisutna tiskana ploča koja kontrolira performanse litijeve baterije, litij se smatra pametnom baterijom. Međutim, standardna zatvorena olovno-kiselinska baterija nema nikakvu ploču za kontrolu optimizacije svojih performansi.

Što je pametna baterija?

Svaka baterija s ugrađenim sustavom za upravljanje baterijom smatra se pametnom. Često se koristi u pametnim uređajima, uključujući računala i prijenosnu elektroniku. Pametna baterija sadrži elektronički sklop i senzore koji mogu pratiti karakteristike poput zdravlja korisnika, kao i razine napona i struje te prenositi ta očitanja uređaju.

Pametne baterije imaju sposobnost prepoznavanja vlastitih parametara stanja napunjenosti i ispravnosti, kojima uređaj može pristupiti putem specijaliziranih podatkovnih veza. Pametna baterija, za razliku od nepametne baterije, može prenijeti sve relevantne informacije uređaju i korisniku, omogućujući donošenje odgovarajućih informiranih odluka. S druge strane, nepametna baterija nema način da obavijesti uređaj ili korisnika o svom stanju, što može rezultirati nepredvidivim radom. Na primjer, baterija može upozoriti korisnika kada je treba napuniti ili kada se bliži kraju svog vijeka trajanja ili je na bilo koji način oštećena kako bi se mogla kupiti zamjena. Također može upozoriti korisnika kada je treba zamijeniti. Na taj se način može izbjeći velik dio nepredvidljivosti koju donose stariji uređaji, a koji mogu neispravno raditi u ključnim trenucima.

Specifikacija pametne baterije

Kako bi se poboljšale performanse, sigurnost i učinkovitost proizvoda, baterija, pametni punjač i glavni uređaj međusobno komuniciraju. Na primjer, pametnu bateriju treba puniti samo kada je to potrebno, umjesto da bude instalirana na glavnom sustavu radi stalne i dosljedne potrošnje energije. Pametne baterije stalno prate svoj kapacitet tijekom punjenja, pražnjenja ili pohrane. Kako bi se otkrile promjene u temperaturi baterije, brzini punjenja, brzini pražnjenja itd., mjerač baterije koristi specifične čimbenike. Pametne baterije obično imaju samobalansirajuće i prilagodljive karakteristike. Performanse baterije bit će oštećene potpunim punjenjem. Kako bi zaštitila bateriju, pametna baterija može se po potrebi isprazniti do napona pohrane i aktivirati funkciju pametne pohrane po potrebi.

Uvođenjem pametnih baterija, korisnici, oprema i baterija mogu međusobno komunicirati. Proizvođači i regulatorne organizacije razlikuju se u tome koliko baterija može biti „pametna“. Najosnovnija pametna baterija može uključivati ​​samo čip koji upućuje punjač baterije da koristi odgovarajući algoritam punjenja. Međutim, Forum pametnih sustava baterija (SBS) ne bi je smatrao pametnom baterijom zbog zahtjeva za najsuvremenijim indikacijama, koje su bitne za medicinsku, vojnu i računalnu opremu gdje nema mjesta pogrešci.

Inteligencija sustava mora biti sadržana unutar baterijskog sklopa jer je sigurnost jedna od primarnih briga. Čip koji kontrolira punjenje baterije implementiran je u SBS bateriju i s njom komunicira u zatvorenoj petlji. Kemijska baterija šalje analogne signale punjaču koji ga upućuju da zaustavi punjenje kada je baterija puna. Dodan je i senzor temperature. Mnogi proizvođači pametnih baterija danas nude tehnologiju mjerača goriva poznatu kao System Management Bus (SMBus), koja integrira tehnologije integriranih krugova (IC) u jednožične ili dvožične sustave.

Dallas Semiconductor Inc. predstavio je 1-Wire, mjerni sustav koji koristi jednu žicu za komunikaciju niske brzine. Podaci i takt se kombiniraju i šalju preko iste linije. Na prijemnom kraju, Manchester kod, također poznat kao fazni kod, dijeli podatke. Kod baterije i podaci, poput napona, struje, temperature i detalja SoC-a, pohranjuju se i prate pomoću 1-Wirea. Na većini baterija, zasebna žica za mjerenje temperature provodi se iz sigurnosnih razloga. Sustav uključuje punjač i vlastiti protokol. U Benchmarq sustavu s jednom žicom, procjena stanja (SoH) zahtijeva "spajanje" glavnog uređaja s dodijeljenom baterijom.

1-Wire je privlačan za sustave za pohranu energije s ograničenim troškovima, kao što su baterije za skenere barkodova, baterije za dvosmjerne radio uređaje i vojne baterije zbog niske cijene hardvera.