普通电池与智能电池有何不同?

普通电池与智能电池有何不同?

电池研讨会上的一位发言者表示,“人工智能驯化了电池,它是一种野生动物。”电池在使用过程中很难看到变化;无论是充满电还是空的、新的还是破旧的、需要更换的,它看起来总是一样的。相比之下,汽车轮胎在空气不足时会变形,并且在胎面磨损时会发出其寿命结束的信号。

电池的缺点可归纳为三个问题: [1] 用户不确定电池组还剩多少时间;[2]主机不确定电池是否能满足供电要求;[3] 充电器需要针对每种电池尺寸和化学成分进行定制。“智能”电池有望解决其中一些缺点,但解决方案很复杂。

电池用户通常将电池组视为一种能量存储系统,可以像油箱一样分配液体燃料。为了简单起见,可以将电池视为电池,但量化电化学装置中存储的能量要困难得多。

由于控制锂电池性能的印刷电路板的存在,锂被视为智能电池。然而,标准密封铅酸电池没有任何电路板控制来优化其性能。

什么是智能电池?

任何具有内置电池管理系统的电池都被认为是智能的。它经常用于智能设备,包括计算机和便携式电子产品。智能电池内部包含电子电路和传感器,可以监控用户的健康状况以及电压和电流水平等特性,并将这些读数转发给设备。

智能电池能够识别自己的充电状态和健康状态参数,设备可以通过专门的数据连接访问这些参数。与非智能电池相比,智能电池可以将所有相关信息传达给设备和用户,从而做出适当的明智决策。另一方面,非智能电池无法通知设备或用户其状态,这可能会导致不可预测的操作。例如,电池可以在需要充电、接近使用寿命或以任何方式损坏时提醒用户,以便购买更换电池。它还可以在需要更换时提醒用户。通过这样做,可以避免旧设备带来的大量不可预测性(这些设备可能在关键时刻发生故障)。

智能电池规格

为了提高产品的性能、安全性和效率,电池、智能充电器和主机设备都相互通信。例如,智能电池需要在必要时充电,而不是安装在主机系统上以实现持续一致的能源使用。智能电池在充电、放电或存储时不断监控其容量。为了检测电池温度、充电速率、放电速率等的变化,电池电量计利用特定因素。智能电池通常具有自平衡和适应性强的特性。充满电存储会损害电池的性能。为了保护电池,智能电池可以根据需要耗尽存储电压,并根据需要激活智能存储功能。

随着智能电池的引入,用户、设备和电池都可以相互通信。制造商和监管机构对于电池的“智能”程度存在不同看法。最基本的智能电池可能只包含一个指示电池充电器使用正确充电算法的芯片。但是,智能电池系统(SBS)论坛不会认为它是智能电池,因为它需要尖端的指示,这对于医疗、军事和计算机设备来说是必不可少的,不能有任何错误。

由于安全是首要问题之一,系统智能必须包含在电池组内。控制电池充电的芯片是由SBS电池实现的,并与其进行闭环交互。化学电池向充电器发送模拟信号,指示充电器在电池充满时停止充电。添加了温度传感功能。如今,许多智能电池制造商提供了一种称为系统管理总线 (SMBus) 的电量计技术,该技术将集成电路 (IC) 芯片技术集成到单线或两线系统中。

达拉斯半导体公司 (Dallas Semiconductor Inc.) 推出了 1-Wire,这是一种使用单线进行低速通信的测量系统。数据和时钟被组合并通过同一线路发送。在接收端,曼彻斯特码也称为相位码对数据进行划分。电池代码和数据(例如电压、电流、温度和 SoC 详细信息)由 1-Wire 存储和跟踪。出于安全目的,大多数电池都配有单独的温度传感线。该系统包括一个充电器和它自己的协议。在 Benchmarq 单线系统中,健康状态 (SoH) 评估需要将主机设备与其分配的电池“结合”。

1-Wire 由于硬件成本低,对于成本受限的储能系统(例如条码扫描仪电池、双向无线电电池和军用电池)很有吸引力。

智能电池系统

传统便携式设备装置中存在的任何电池仅仅是“哑”化学电池。主机设备“获取”的读数作为电池计量、容量估计和其他用电决策的唯一依据。这些读数通常基于从电池流经主机设备的电压量,或者(不太精确)基于主机中库仑计数器获取的读数。它们主要依赖于猜测。

但是,通过智能电源管理系统,电池能够精确地“告知”主机它还有多少电量以及想要如何充电

为了最大限度地提高产品的安全性、有效性和性能,电池、智能充电器和主机设备都相互通信。例如,智能电池不会持续、稳定地“消耗”主机系统的电量。相反,他们只是在需要时要求收费。因此,智能电池具有更有效的充电过程。通过根据自己对剩余容量的评估建议主机设备何时关闭,智能电池还可以最大限度地延长“每次放电的运行时间”周期。这种方法的性能远远优于采用设定电压截止的“哑”设备。

因此,采用智能电池技术的主机便携式系统可以为消费者提供精确、有用的运行时间信息。在具有关键任务功能的设备中,当不能选择断电时,这无疑是最重要的。


发布时间:2023年3月8日