Secondo un relatore ad un simposio sulle batterie, “L’intelligenza artificiale addomestica la batteria, che è un animale selvatico”.È difficile vedere i cambiamenti in una batteria mentre viene utilizzata;che sia completamente carico o vuoto, nuovo o usurato e da sostituire, appare sempre uguale.Al contrario, uno pneumatico per automobile si deformerà quando avrà poca aria e segnalerà la sua fine vita quando i battistrada saranno usurati.
Tre problemi riassumono gli svantaggi di una batteria: [1] l'utente non è sicuro della durata residua della batteria;[2] l'host non è sicuro che la batteria possa soddisfare i requisiti di alimentazione;e [3] il caricabatterie deve essere personalizzato per ciascuna dimensione e composizione chimica della batteria.La batteria “intelligente” promette di risolvere alcune di queste carenze, ma le soluzioni sono complesse.
Gli utenti di batterie in genere pensano a un pacco batteria come a un sistema di accumulo di energia che eroga carburante liquido come un serbatoio di carburante.Una batteria può essere vista come tale per semplicità, ma quantificare l’energia immagazzinata in un dispositivo elettrochimico è molto più difficile.
Poiché è presente il circuito stampato che controlla le prestazioni della batteria al litio, il litio è considerato una batteria intelligente.Tuttavia, una batteria al piombo sigillata standard non dispone di alcun controllo sulla scheda per ottimizzarne le prestazioni.
Cos'è la batteria intelligente?
Qualsiasi batteria con un sistema di gestione della batteria integrato è considerata intelligente.Viene spesso utilizzato nei gadget intelligenti, inclusi computer e dispositivi elettronici portatili.Una batteria intelligente contiene al suo interno un circuito elettronico e sensori in grado di monitorare caratteristiche come la salute dell'utente, nonché i livelli di tensione e corrente e trasmettere tali letture al dispositivo.
Le batterie intelligenti hanno la capacità di riconoscere i propri parametri di stato di carica e stato di salute, a cui il dispositivo può accedere tramite connessioni dati specializzate.Una batteria intelligente, a differenza di una batteria non intelligente, può comunicare tutte le informazioni pertinenti al dispositivo e all’utente, consentendo di prendere decisioni informate e appropriate.Una batteria non intelligente, invece, non ha modo di informare il dispositivo o l’utente sul suo stato, il che può comportare un funzionamento imprevedibile.Ad esempio, la batteria può avvisare l'utente quando deve essere caricata o quando sta per esaurirsi o è danneggiata in qualsiasi modo, in modo che sia possibile acquistarne una sostitutiva.Può anche avvisare l'utente quando deve essere sostituito.In questo modo è possibile evitare gran parte dell’imprevedibilità causata dai dispositivi più vecchi, che possono non funzionare correttamente in momenti cruciali.
Specifiche della batteria intelligente
Per migliorare le prestazioni, la sicurezza e l'efficienza del prodotto, la batteria, il caricabatterie intelligente e il dispositivo host comunicano tra loro.Ad esempio, la batteria intelligente deve essere caricata solo quando necessario anziché essere installata sul sistema host per un utilizzo energetico costante e coerente.Le batterie intelligenti monitorano costantemente la loro capacità durante la carica, lo scaricamento o la conservazione.Per rilevare i cambiamenti nella temperatura della batteria, nella velocità di carica, nella velocità di scarica, ecc., l'indicatore della batteria utilizza fattori specifici.Le batterie intelligenti hanno in genere caratteristiche autobilancianti e adattabili.Le prestazioni della batteria verranno compromesse se si conserva la carica completa.Per proteggere la batteria, la batteria intelligente può scaricare la tensione di stoccaggio secondo necessità e attivare la funzione di stoccaggio intelligente secondo necessità.
Con l’introduzione delle batterie intelligenti, gli utenti, le apparecchiature e la batteria possono comunicare tra loro.I produttori e gli organismi di regolamentazione differiscono nel modo in cui “intelligente” può essere una batteria.La batteria intelligente più fondamentale potrebbe includere solo un chip che indica al caricabatterie di utilizzare l’algoritmo di carica corretto.Ma il forum Smart Battery System (SBS) non la considera una batteria intelligente a causa della sua richiesta di indicazioni all’avanguardia, essenziali per apparecchiature mediche, militari e informatiche dove non può esserci spazio per errori.
L'intelligenza del sistema deve essere contenuta all'interno del pacco batteria poiché la sicurezza è una delle preoccupazioni principali.Il chip che controlla la carica della batteria è implementato nella batteria SBS e interagisce con essa in un circuito chiuso.La batteria chimica invia segnali analogici al caricabatterie che gli ordinano di interrompere la ricarica quando la batteria è carica.Aggiunto il rilevamento della temperatura.Molti produttori di batterie intelligenti oggi forniscono una tecnologia di indicatore del livello di carburante nota come System Management Bus (SMBus), che integra tecnologie di chip a circuito integrato (IC) in sistemi a filo singolo o due fili.
Dallas Semiconductor Inc. ha presentato 1-Wire, un sistema di misura che utilizza un singolo filo per la comunicazione a bassa velocità.I dati e l'orologio vengono combinati e inviati sulla stessa linea.All'estremità ricevente, il codice Manchester, noto anche come codice di fase, divide i dati.Il codice e i dati della batteria, come tensione, corrente, temperatura e dettagli SoC, vengono archiviati e monitorati da 1-Wire.Sulla maggior parte delle batterie, per motivi di sicurezza viene eseguito un cavo di rilevamento della temperatura separato.Il sistema include un caricabatterie e un proprio protocollo.Nel sistema a filo singolo Benchmarq, una valutazione dello stato di salute (SoH) richiede di "sposare" il dispositivo host con la batteria assegnata.
1-Wire è interessante per i sistemi di accumulo di energia a costi limitati come batterie per scanner di codici a barre, batterie per radio ricetrasmittenti e batterie militari grazie al basso costo dell'hardware.
Sistema di batterie intelligenti
Qualsiasi batteria presente in un dispositivo portatile convenzionale è semplicemente una cella di energia chimica “stupida”.Le letture "effettuate" dal dispositivo host fungono da unica base per la misurazione della batteria, la stima della capacità e altre decisioni sull'utilizzo dell'energia.Queste letture si basano solitamente sulla quantità di tensione che viaggia dalla batteria attraverso il dispositivo host o, (meno precisamente), sulle letture effettuate da un contatore di Coulomb nell'host.Dipendono principalmente da congetture.
Ma, con un sistema di gestione intelligente dell’energia, la batteria è in grado di “informare” con precisione l’host quanta energia ha ancora e come vuole essere caricata
Per garantire la massima sicurezza, efficacia e prestazioni del prodotto, la batteria, il caricabatterie intelligente e il dispositivo host comunicano tra loro.Le batterie intelligenti, ad esempio, non esercitano un “assorbimento” continuo e costante sul sistema ospite;invece, richiedono semplicemente l'addebito quando ne hanno bisogno.Le batterie intelligenti hanno quindi un processo di ricarica più efficace.Avvisando il dispositivo ospite quando spegnersi in base alla propria valutazione della capacità rimanente, le batterie intelligenti possono anche massimizzare il ciclo di “autonomia per scarica”.Questo approccio supera di gran lunga le prestazioni dei dispositivi "stupidi" che utilizzano un'interruzione di tensione impostata.
Di conseguenza, i sistemi portatili host che utilizzano la tecnologia delle batterie intelligenti possono fornire ai consumatori informazioni utili e precise sull’autonomia.Nei dispositivi con funzioni mission-critical, quando la perdita di potenza non è un'opzione, ciò è senza dubbio della massima importanza.
Orario di pubblicazione: 08-marzo-2023