通常のバッテリーはスマートバッテリーとどう違うのですか?

序章

電池に関するシンポジウムの講演者によると、「人工知能は、野生動物である電池を飼い慣らします。」電池は使っているうちに変化が見えにくくなります。完全に充電されているか空であるか、新しいか使い古されて交換が必要か、常に同じように見えます。対照的に、自動車のタイヤは空気が少なくなると変形し、トレッドが摩耗すると寿命を迎えます。

バッテリーの欠点をまとめると、次の 3 つの問題があります。[1] ユーザーはパックの残り時間がわかりません。 [2] ホストは、バッテリが電力要件を満たすことができるかどうか確信が持てません。 [3] 充電器は、バッテリーのサイズと化学的性質ごとにカスタマイズする必要があります。 「スマート」バッテリーは、これらの欠点のいくつかに対処することを約束しますが、解決策は複雑です.

バッテリーのユーザーは通常、バッテリー パックを、燃料タンクのように液体燃料を供給するエネルギー貯蔵システムと考えています。わかりやすくするために、バッテリーはそのように考えることができますが、電気化学デバイスに蓄えられたエネルギーを定量化することははるかに困難です。

リチウム電池の性能を制御するプリント回路基板が存在するため、リチウムはスマート電池と見なされます。標準の密閉型鉛蓄電池には、その性能を最適化するためのボード制御がありません。

3.2V 20A低温LiFePO4バッテリーセル-40℃3C放電容量≥70％充電温度：-20〜45℃放電温度：-40〜+ 55℃鍼灸試験合格-40℃最大放電率：3C

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スマートバッテリーとは？

バッテリー管理システムが組み込まれたバッテリーはすべてスマートと見なされます。コンピューターや携帯用電子機器などのスマートガジェットで頻繁に利用されています。スマートバッテリーには、ユーザーの健康状態や電圧と電流レベルなどの特性を監視し、それらの測定値をデバイスに中継できるセンサーと電子回路が含まれています。

スマート バッテリには、専用のデータ接続を介してデバイスがアクセスできる独自の充電状態および状態パラメータを認識する機能があります。スマート バッテリは、非スマート バッテリとは対照的に、すべての関連情報をデバイスとユーザーに伝えることができるため、十分な情報に基づいた適切な意思決定を行うことができます。一方、非スマートバッテリーは、デバイスまたはユーザーにその状態を通知する方法がないため、予期しない動作が発生する可能性があります。たとえば、バッテリは、充電が必要なとき、寿命が近づいているとき、またはなんらかの損傷を受けているときに、交換品を購入できるようにユーザーに警告することができます。また、交換が必要なときにユーザーに警告することもできます。これを行うことで、重要な瞬間に誤動作する可能性がある古いデバイスによってもたらされる予測不可能性の多くを回避できます。

低温高エネルギー密度頑丈なラップトップ ポリマー バッテリーバッテリー仕様: 11.1V 7800mAh -40℃ 0.2C 放電容量 ≥80%防塵、耐落下性、耐腐食性、耐電磁干渉性

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スマートバッテリー仕様

製品の性能、安全性、および効率を向上させるために、バッテリー、スマート充電器、およびホスト デバイスはすべて相互に通信します。たとえば、スマート バッテリは、一定の一貫したエネルギー使用のためにホスト システムにインストールするのではなく、必要なときにだけ充電する必要があります。スマートバッテリーは、充電中、放電中、または保管中に常に容量を監視します。バッテリー温度、充電率、放電率などの変化を検出するために、バッテリーゲージは特定の要因を利用します。スマートバッテリーは通常、自己バランスと適応性のある特性を備えています。満充電で保管すると、バッテリーの性能が損なわれます。バッテリーを保護するために、スマートバッテリーは必要に応じてストレージ電圧まで放電し、必要に応じてスマートストレージ機能を有効にすることができます。

スマートバッテリーの導入により、ユーザー、機器、およびバッテリーがすべて相互に通信できるようになります。メーカーと規制機関は、バッテリーの「スマート」度が異なります。最も基本的なスマート バッテリには、バッテリ充電器に適切な充電アルゴリズムを使用するように指示するチップしか含まれていない場合があります。しかし、スマート バッテリー システム (SBS) フォーラムは、エラーの余地のない医療、軍事、およびコンピューター機器に不可欠な最先端の適応症の要求により、それをスマート バッテリーとは見なしません。

安全性は主要な関心事の 1 つであるため、システム インテリジェンスはバッテリ パック内に含める必要があります。バッテリーの充電を制御するチップは SBS バッテリーによって実装され、クローズド ループで SBS バッテリーと相互作用します。化学電池は充電器にアナログ信号を送信し、電池が満タンになると充電を停止するように指示します。追加されたのは、温度センシングです。現在、多くのスマート バッテリ メーカーは、システム管理バス (SMBus) と呼ばれる残量ゲージ テクノロジを提供しています。これは、単線または 2 線システムに集積回路 (IC) チップ テクノロジを統合したものです。

Dallas Semiconductor Inc. は、低速通信に単線を使用する測定システムである 1-Wire を発表しました。データとクロックを組み合わせて同じ回線で送信します。受信側では、フェーズ コードとも呼ばれるマンチェスター コードがデータを分割します。電圧、電流、温度、SoC の詳細などのバッテリ コードとデータは、1-Wire によって保存および追跡されます。大部分のバッテリーでは、セキュリティ上の目的で別の温度感知ワイヤーが使用されています。このシステムには、充電器と独自のプロトコルが含まれています。 Benchmarq 単線システムでは、健康状態 (SoH) 評価のために、ホスト デバイスを割り当てられたバッテリに「結合」する必要があります。

1-Wire は、ハードウェア コストが低いため、バーコード スキャナ バッテリ、双方向ラジオ バッテリ、軍用バッテリなどのコストに制約のあるエネルギー貯蔵システムに魅力的です。

スマートバッテリーシステム

従来の携帯機器構成に存在するバッテリは、単に「ダム」化学パワーセルにすぎません。ホスト デバイスによって "取得" された読み取り値は、バッテリの測定、容量の見積もり、およびその他の電力使用量の決定の唯一の基準として機能します。これらの読み取り値は、通常、バッテリからホスト デバイスを介して移動する電圧の量に基づいています。または、(正確性は劣りますが) ホストのクーロン カウンターによって取得された読み取り値に基づいています。それらは主に当て推量に依存しています。

しかし、スマートな電源管理システムを使用すると、バッテリーはホストにまだどれだけの電力が残っているか、どのように充電したいかを正確に「知らせる」ことができます

製品の安全性、有効性、および性能を最大限に高めるために、バッテリー、スマート充電器、およびホスト デバイスはすべて相互に通信します。たとえば、スマート バッテリは、ホスト システムに継続的かつ安定した「消費」を加えません。代わりに、必要なときに請求するだけです。したがって、スマートバッテリーはより効果的な充電プロセスを備えています。スマート バッテリは、残りの容量の独自の評価に基づいてシャットダウンするタイミングをホスト デバイスに通知することで、「放電あたりの実行時間」サイクルを最大化することもできます。このアプローチは、設定された電圧カットオフを使用する「ダム」デバイスよりも大幅に優れています。

その結果、スマート バッテリ技術を採用したホスト ポータブル システムは、消費者に正確で有用なランタイム情報を提供できます。ミッション クリティカルな機能を備えたデバイスで、電力損失が許されない場合、これは疑いなく最も重要です。