Enligt en talare vid ett symposium om batterier ”domesticerar artificiell intelligens batteriet, som är ett vilddjur.” Det är svårt att se förändringar i ett batteri när det används; oavsett om det är helt laddat eller tomt, nytt eller slitet och behöver bytas ut, ser det alltid likadant ut. Däremot kommer ett bildäck att deformeras när det har lite luft och signalera slutet på sin livslängd när slitbanan är sliten.

Tre problem sammanfattar ett batteris nackdelar: [1] användaren är osäker på hur lång batteritid som finns kvar; [2] värden är osäker på om batteriet kan uppfylla strömkravet; och [3] laddaren måste anpassas för varje batteristorlek och kemi. Det "smarta" batteriet lovar att åtgärda några av dessa brister, men lösningarna är komplicerade.

Batterianvändare tänker vanligtvis på ett batteripaket som ett energilagringssystem som avger flytande bränsle likt en bränsletank. Ett batteri kan ses som ett sådant för enkelhetens skull, men att kvantifiera energin som lagras i en elektrokemisk anordning är mycket svårare.

Eftersom det finns ett kretskort som styr litiumbatteriets prestanda betraktas litium som ett smart batteri. Däremot har ett vanligt förseglat blybatteri ingen styrning för att optimera dess prestanda.

Vad är ett smart batteri?

Alla batterier med ett inbyggt batterihanteringssystem anses vara smarta. De används ofta i smarta prylar, inklusive datorer och bärbar elektronik. Ett smart batteri innehåller en elektronisk krets inuti och sensorer som kan övervaka egenskaper som användarens hälsa samt spännings- och strömnivåer och vidarebefordra dessa avläsningar till enheten.

Smarta batterier har förmågan att känna igen sina egna laddnings- och hälsoparametrar, som enheten kan komma åt via specialiserade dataanslutningar. Ett smart batteri kan, till skillnad från ett icke-smart batteri, kommunicera all relevant information till enheten och användaren, vilket möjliggör välgrundade beslut. Ett icke-smart batteri har å andra sidan inget sätt att informera enheten eller användaren om dess tillstånd, vilket kan resultera i oförutsägbar drift. Till exempel kan batteriet varna användaren när det behöver laddas eller när det närmar sig slutet av sin livslängd eller är skadat på något sätt så att ett ersättningsbatteri kan köpas. Det kan också varna användaren när det behöver bytas ut. Genom att göra detta kan en stor del av den oförutsägbarhet som äldre enheter medför – som kan sluta fungera i viktiga ögonblick – undvikas.

Smart Battery-specifikation

För att förbättra produktens prestanda, säkerhet och effektivitet kommunicerar batteriet, den smarta laddaren och värdenheten med varandra. Till exempel behöver det smarta batteriet laddas precis när det behövs, snarare än att installeras i värdsystemet för konstant och konsekvent energianvändning. Smarta batterier övervakar ständigt sin kapacitet vid laddning, urladdning eller lagring. För att upptäcka förändringar i batteriets temperatur, laddningshastighet, urladdningshastighet etc. använder batterimätaren specifika faktorer. Smarta batterier har vanligtvis självbalanserande och anpassningsbara egenskaper. Batteriets prestanda försämras av full laddningslagring. För att skydda batteriet kan det smarta batteriet tömmas till lagringsspänningen vid behov och aktivera den smarta lagringsfunktionen vid behov.

Med introduktionen av smarta batterier kan användare, utrustning och batteriet kommunicera med varandra. Tillverkare och tillsynsorganisationer skiljer sig åt i hur "smart" ett batteri kan vara. Det mest grundläggande smarta batteriet kanske bara innehåller ett chip som instruerar batteriladdaren att använda rätt laddningsalgoritm. Men Smart Battery System (SBS) Forum skulle inte betrakta det som ett smart batteri på grund av dess krav på banbrytande indikationer, vilket är avgörande för medicinsk, militär och datorutrustning där det inte finns utrymme för fel.

Systemintelligens måste finnas inuti batteripaketet eftersom säkerhet är en av de viktigaste frågorna. Chipet som styr batteriladdningen implementeras av SBS-batteriet och interagerar med det i en sluten slinga. Det kemiska batteriet skickar analoga signaler till laddaren som instruerar den att sluta ladda när batteriet är fullt. Dessutom finns temperaturavkänning. Många smarta batteritillverkare tillhandahåller idag en bränslemätarteknik som kallas System Management Bus (SMBus), som integrerar integrerade kretschip (IC) i entrådiga eller tvåtrådiga system.

Dallas Semiconductor Inc. presenterade 1-Wire, ett mätsystem som använder en enda tråd för låghastighetskommunikation. Data och en klocka kombineras och skickas över samma linje. I mottagaränden delar Manchesterkoden, även känd som faskoden, upp datan. Batterikoden och data, såsom dess spänning, ström, temperatur och SoC-detaljer, lagras och spåras av 1-Wire. På de flesta batterier körs en separat temperaturavkännande tråd av säkerhetsskäl. Systemet inkluderar en laddare och ett eget protokoll. I Benchmarqs entrådiga system kräver en hälsotillståndsbedömning (SoH) att värdenheten "gifts" med sitt tilldelade batteri.

1-Wire är tilltalande för kostnadsbegränsade energilagringssystem som batterier till streckkodsläsare, batterier till komradior och militära batterier på grund av dess låga hårdvarukostnad.