Potrivit unui vorbitor la un simpozion despre baterii, „Inteligența artificială domesticiește bateria, care este un animal sălbatic”. Este dificil să observi schimbările unei baterii pe măsură ce este utilizată; fie că este complet încărcată sau goală, nouă sau uzată și necesită înlocuire, aceasta arată întotdeauna la fel. În schimb, o anvelopă de automobile se va deforma atunci când are puțin aer și va semnala sfârșitul duratei sale de viață atunci când benzile de rulare sunt uzate.
Trei probleme rezumă dezavantajele unei baterii: [1] utilizatorul nu este sigur de durata de viață rămasă a bateriei; [2] gazda nu este sigur dacă bateria poate îndeplini cerințele de putere; și [3] încărcătorul trebuie personalizat pentru fiecare dimensiune și compoziție chimică a bateriei. Bateria „inteligentă” promite să abordeze unele dintre aceste deficiențe, dar soluțiile sunt complexe.
Utilizatorii de baterii consideră de obicei un pachet de baterii ca un sistem de stocare a energiei care distribuie combustibil lichid la fel ca un rezervor de combustibil. O baterie poate fi privită ca atare de dragul simplității, dar cuantificarea energiei stocate într-un dispozitiv electrochimic este mult mai dificilă.
Deoarece există placa cu circuite imprimate care controlează performanța bateriei cu litiu, litiul este considerat o baterie inteligentă. Cu toate acestea, o baterie standard cu plumb-acid sigilată nu are nicio placă de control pentru a-i optimiza performanța.
Ce este o baterie inteligentă?
Orice baterie cu un sistem de gestionare a bateriei încorporat este considerată inteligentă. Este frecvent utilizată în gadgeturi inteligente, inclusiv computere și electronice portabile. O baterie inteligentă conține un circuit electronic în interior și senzori care pot monitoriza caracteristici precum starea de sănătate a utilizatorului, precum și nivelurile de tensiune și curent și pot transmite aceste citiri către dispozitiv.
Bateriile inteligente au capacitatea de a recunoaște propriii parametri de stare de încărcare și de funcționare, la care dispozitivul poate accesa prin conexiuni de date specializate. O baterie inteligentă, spre deosebire de o baterie non-inteligentă, poate comunica toate informațiile pertinente dispozitivului și utilizatorului, permițând luarea unor decizii informate adecvate. Pe de altă parte, o baterie non-inteligentă nu are nicio modalitate de a informa dispozitivul sau utilizatorul despre starea sa, ceea ce poate duce la o funcționare imprevizibilă. De exemplu, bateria poate alerta utilizatorul atunci când trebuie încărcată sau când se apropie de sfârșitul duratei de viață sau este deteriorată în vreun fel, astfel încât să poată fi achiziționată o baterie de schimb. De asemenea, poate alerta utilizatorul atunci când trebuie înlocuită. Procedând astfel, se poate evita o mare parte din imprevizibilitatea cauzată de dispozitivele mai vechi - care se pot defecta în momente vitale.
Specificații baterie inteligentă
Pentru a îmbunătăți performanța, siguranța și eficiența produsului, bateria, încărcătorul inteligent și dispozitivul gazdă comunică între ele. De exemplu, bateria inteligentă trebuie încărcată doar atunci când este necesar, în loc să fie instalată pe sistemul gazdă pentru un consum constant și consistent de energie. Bateriile inteligente își monitorizează constant capacitatea în timpul încărcării, descărcării sau depozitării. Pentru a detecta modificările temperaturii bateriei, ale ratei de încărcare, ale ratei de descărcare etc., indicatorul bateriei utilizează factori specifici. Bateriile inteligente au de obicei caracteristici de autoechilibrare și adaptabilitate. Performanța bateriei va fi afectată de stocarea complet încărcată. Pentru a proteja bateria, bateria inteligentă se poate descărca la tensiunea de stocare, după cum este necesar, și poate activa funcția de stocare inteligentă, după cum este necesar.
Odată cu introducerea bateriilor inteligente, utilizatorii, echipamentele și bateria pot comunica între ele. Producătorii și organizațiile de reglementare diferă în ceea ce privește cât de „inteligentă” poate fi o baterie. Cea mai fundamentală baterie inteligentă ar putea include doar un cip care instruiește încărcătorul de baterie să utilizeze algoritmul de încărcare corect. Însă Forumul Sistemului de Baterii Inteligente (SBS) nu ar considera-o o baterie inteligentă din cauza cerinței sale de indicații de ultimă generație, care sunt esențiale pentru echipamentele medicale, militare și informatice, unde nu poate exista loc de eroare.
Inteligența sistemului trebuie să fie conținută în interiorul pachetului de baterii, deoarece siguranța este una dintre principalele preocupări. Cipul care controlează încărcarea bateriei este implementat de bateria SBS și interacționează cu aceasta într-o buclă închisă. Bateria chimică trimite semnale analogice către încărcător care îi instruiesc să oprească încărcarea atunci când bateria este plină. Se adaugă detectarea temperaturii. Mulți producători de baterii inteligente oferă astăzi o tehnologie de indicare a nivelului de combustibil, cunoscută sub numele de System Management Bus (SMBus), care integrează tehnologii de circuite integrate (IC) în sisteme cu un singur fir sau cu două fire.
Dallas Semiconductor Inc. a lansat 1-Wire, un sistem de măsurare care utilizează un singur fir pentru comunicare la viteză redusă. Datele și un ceas sunt combinate și trimise pe aceeași linie. La capătul receptor, codul Manchester, cunoscut și sub numele de cod de fază, împarte datele. Codul bateriei și datele, cum ar fi tensiunea, curentul, temperatura și detaliile SoC, sunt stocate și urmărite prin 1-Wire. La majoritatea bateriilor, un fir separat de detectare a temperaturii este instalat din motive de securitate. Sistemul include un încărcător și propriul protocol. În sistemul Benchmarq cu un singur fir, o evaluare a stării de funcționare (SoH) necesită „conectarea” dispozitivului gazdă cu bateria alocată.
Codul 1-Wire este atractiv pentru sistemele de stocare a energiei cu costuri constrânse, cum ar fi bateriile scanerelor de coduri de bare, bateriile radio bidirecționale și bateriile militare, datorită costului redus al hardware-ului.
Sistem inteligent de baterii
Orice baterie prezentă într-un dispozitiv portabil convențional este doar o celulă chimică de alimentare „prostă”. Citirile „luate” de dispozitivul gazdă servesc drept unică bază pentru măsurarea bateriei, estimarea capacității și alte decizii privind consumul de energie. Aceste citiri se bazează de obicei pe cantitatea de tensiune care circulă de la baterie prin dispozitivul gazdă sau, (mai puțin precis), pe citirile efectuate de un contor Coulomb din gazdă. Ele depind în principal de presupuneri.
Însă, cu un sistem inteligent de gestionare a energiei, bateria este capabilă să „informeze” cu precizie dispozitivul gazdă câtă energie mai are și cum dorește să fie încărcată.
Pentru siguranța, eficiența și performanța maximă a produsului, bateria, încărcătorul inteligent și dispozitivul gazdă comunică între ele. Bateriile inteligente, de exemplu, nu consumă un sistem gazdă continuu și constant; în schimb, solicită încărcare doar atunci când au nevoie de ea. Prin urmare, bateriile inteligente au un proces de încărcare mai eficient. Prin informarea dispozitivului gazdă despre momentul în care să se oprească, pe baza propriei evaluări a capacității rămase, bateriile inteligente pot maximiza, de asemenea, ciclul de „timp de funcționare per descărcare”. Această abordare depășește cu mult dispozitivele „prostecte” care utilizează o întrerupere de tensiune setată.
Prin urmare, sistemele portabile gazdă care utilizează tehnologia bateriilor inteligente pot oferi consumatorilor informații precise și utile despre timpul de funcționare. În cazul dispozitivelor cu funcții critice, atunci când o pană de curent nu este o opțiune, acest lucru este, fără îndoială, de cea mai mare importanță.
Data publicării: 08 martie 2023