จากคำกล่าวของผู้บรรยายในงานสัมมนาเรื่องแบตเตอรี่ “ปัญญาประดิษฐ์ทำให้แบตเตอรี่ซึ่งเปรียบเสมือนสัตว์ป่าเชื่องลง” เป็นการยากที่จะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงของแบตเตอรี่ขณะใช้งาน ไม่ว่าจะเป็นแบตเตอรี่ที่ชาร์จเต็มหรือหมดแล้ว ใหม่หรือเสื่อมสภาพและต้องเปลี่ยนใหม่ มันก็ดูเหมือนเดิมเสมอ ในทางตรงกันข้าม ยางรถยนต์จะเสียรูปเมื่อลมยางอ่อน และจะส่งสัญญาณว่าหมดอายุการใช้งานเมื่อดอกยางสึกหรอ

ข้อเสียของแบตเตอรี่มี 3 ประการ ได้แก่ [1] ผู้ใช้ไม่แน่ใจว่าแบตเตอรี่จะใช้งานได้อีกนานเท่าใด [2] โฮสต์ไม่แน่ใจว่าแบตเตอรี่จะสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานได้หรือไม่ และ [3] เครื่องชาร์จต้องได้รับการปรับแต่งให้เหมาะสมกับขนาดและชนิดของแบตเตอรี่แต่ละแบบ แบตเตอรี่ "อัจฉริยะ" สัญญาว่าจะแก้ไขข้อบกพร่องบางประการเหล่านี้ แต่โซลูชันนั้นมีความซับซ้อน

โดยทั่วไป ผู้ใช้แบตเตอรี่มักนึกถึงชุดแบตเตอรี่ว่าเป็นระบบจัดเก็บพลังงานที่จ่ายเชื้อเพลิงเหลวเหมือนถังเชื้อเพลิง การมองแบตเตอรี่ในลักษณะนั้นอาจเข้าใจง่าย แต่การวัดปริมาณพลังงานที่เก็บไว้ในอุปกรณ์ทางเคมีไฟฟ้าเป็นเรื่องที่ยากกว่ามาก

เนื่องจากมีแผงวงจรพิมพ์ที่ควบคุมประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียม ลิเธียมจึงถูกมองว่าเป็นแบตเตอรี่อัจฉริยะ อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบปิดผนึกมาตรฐานไม่มีแผงวงจรควบคุมใด ๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานให้เหมาะสมที่สุด

แบตเตอรี่อัจฉริยะคืออะไร?

แบตเตอรี่ที่มีระบบจัดการแบตเตอรี่ในตัวถือว่าเป็นแบตเตอรี่อัจฉริยะ โดยมักนำไปใช้ในอุปกรณ์อัจฉริยะต่างๆ เช่น คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพา แบตเตอรี่อัจฉริยะมีวงจรไฟฟ้าและเซ็นเซอร์อยู่ภายใน ซึ่งสามารถตรวจสอบคุณลักษณะต่างๆ เช่น สุขภาพของผู้ใช้ รวมถึงระดับแรงดันและกระแสไฟฟ้า และส่งข้อมูลเหล่านั้นไปยังอุปกรณ์

แบตเตอรี่อัจฉริยะมีความสามารถในการตรวจสอบสถานะการชาร์จและสถานะสุขภาพของตัวเอง ซึ่งอุปกรณ์สามารถเข้าถึงข้อมูลเหล่านี้ได้ผ่านการเชื่อมต่อข้อมูลเฉพาะ แตกต่างจากแบตเตอรี่ธรรมดา แบตเตอรี่อัจฉริยะสามารถสื่อสารข้อมูลที่เกี่ยวข้องทั้งหมดไปยังอุปกรณ์และผู้ใช้ ทำให้สามารถตัดสินใจได้อย่างเหมาะสม ในทางกลับกัน แบตเตอรี่ธรรมดาไม่มีวิธีแจ้งสถานะของตนเองแก่อุปกรณ์หรือผู้ใช้ ซึ่งอาจส่งผลให้การทำงานไม่แน่นอน ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่สามารถแจ้งเตือนผู้ใช้เมื่อถึงเวลาต้องชาร์จ หรือเมื่อใกล้หมดอายุการใช้งาน หรือเมื่อเกิดความเสียหาย เพื่อให้สามารถซื้อแบตเตอรี่ใหม่ได้ นอกจากนี้ยังสามารถแจ้งเตือนผู้ใช้เมื่อถึงเวลาต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ ด้วยวิธีนี้ ความไม่แน่นอนที่เกิดจากอุปกรณ์รุ่นเก่าซึ่งอาจทำงานผิดพลาดในเวลาสำคัญๆ สามารถหลีกเลี่ยงได้เป็นอย่างมาก

ข้อมูลจำเพาะของแบตเตอรี่อัจฉริยะ

เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และประสิทธิผลของผลิตภัณฑ์ แบตเตอรี่ เครื่องชาร์จอัจฉริยะ และอุปกรณ์หลักจึงสื่อสารกัน ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่อัจฉริยะจำเป็นต้องชาร์จเฉพาะเมื่อจำเป็นเท่านั้น แทนที่จะติดตั้งไว้ในระบบหลักเพื่อใช้งานพลังงานอย่างต่อเนื่อง แบตเตอรี่อัจฉริยะจะตรวจสอบความจุอย่างต่อเนื่องขณะชาร์จ คายประจุ หรือจัดเก็บ เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแบตเตอรี่ อัตราการชาร์จ อัตราการคายประจุ ฯลฯ ตัววัดแบตเตอรี่จะใช้ปัจจัยเฉพาะ แบตเตอรี่อัจฉริยะมักมีคุณสมบัติในการปรับสมดุลและปรับตัวได้เอง ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่จะลดลงหากเก็บไว้ในสถานะชาร์จเต็ม เพื่อป้องกันแบตเตอรี่ แบตเตอรี่อัจฉริยะสามารถคายประจุจนถึงแรงดันไฟฟ้าสำหรับการจัดเก็บได้ตามต้องการ และเปิดใช้งานฟังก์ชันการจัดเก็บอัจฉริยะเมื่อจำเป็น

ด้วยการถือกำเนิดของแบตเตอรี่อัจฉริยะ ผู้ใช้ อุปกรณ์ และแบตเตอรี่อาจสามารถสื่อสารกันได้ ผู้ผลิตและองค์กรกำกับดูแลมีความเห็นแตกต่างกันเกี่ยวกับระดับความ "อัจฉริยะ" ของแบตเตอรี่ แบตเตอรี่อัจฉริยะขั้นพื้นฐานที่สุดอาจมีเพียงชิปที่สั่งการให้เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ใช้ขั้นตอนวิธีชาร์จที่ถูกต้อง แต่ฟอรัมระบบแบตเตอรี่อัจฉริยะ (SBS) จะไม่ถือว่าเป็นแบตเตอรี่อัจฉริยะ เนื่องจากต้องการตัวบ่งชี้ที่ล้ำสมัย ซึ่งจำเป็นสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ การทหาร และคอมพิวเตอร์ ที่ไม่สามารถมีข้อผิดพลาดได้เลย

เนื่องจากความปลอดภัยเป็นหนึ่งในข้อกังวลหลัก ระบบอัจฉริยะจึงต้องถูกบรรจุไว้ภายในชุดแบตเตอรี่ ชิปที่ควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่นั้นถูกติดตั้งไว้ในแบตเตอรี่ SBS และทำงานร่วมกันในวงจรปิด แบตเตอรี่เคมีจะส่งสัญญาณอนาล็อกไปยังเครื่องชาร์จเพื่อสั่งให้หยุดการชาร์จเมื่อแบตเตอรี่เต็ม นอกจากนี้ยังมีเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ ผู้ผลิตแบตเตอรี่อัจฉริยะหลายรายในปัจจุบันนำเสนอเทคโนโลยีวัดระดับพลังงานที่เรียกว่า System Management Bus (SMBus) ซึ่งรวมเทคโนโลยีชิปวงจรรวม (IC) เข้ากับระบบสายเดี่ยวหรือสายคู่

บริษัท Dallas Semiconductor Inc. เปิดตัว 1-Wire ระบบวัดค่าที่ใช้สายไฟเส้นเดียวสำหรับการสื่อสารความเร็วต่ำ ข้อมูลและสัญญาณนาฬิกาจะถูกรวมและส่งผ่านสายเดียวกัน ที่ปลายทางรับ ข้อมูลจะถูกแบ่งออกโดยใช้รหัส Manchester หรือที่เรียกว่ารหัสเฟส รหัสแบตเตอรี่และข้อมูลอื่นๆ เช่น แรงดัน กระแส อุณหภูมิ และรายละเอียด SoC จะถูกจัดเก็บและติดตามโดย 1-Wire แบตเตอรี่ส่วนใหญ่จะมีสายวัดอุณหภูมิแยกต่างหากเพื่อความปลอดภัย ระบบนี้ประกอบด้วยเครื่องชาร์จและโปรโตคอลของตัวเอง ในระบบสายไฟเส้นเดียวของ Benchmarq การประเมินสถานะสุขภาพ (SoH) จำเป็นต้อง "จับคู่" อุปกรณ์หลักกับแบตเตอรี่ที่จัดสรรไว้ให้

ระบบ 1-Wire น่าสนใจสำหรับระบบจัดเก็บพลังงานที่มีต้นทุนต่ำ เช่น แบตเตอรี่สำหรับเครื่องสแกนบาร์โค้ด แบตเตอรี่สำหรับวิทยุสื่อสาร และแบตเตอรี่สำหรับอุปกรณ์ทางทหาร เนื่องจากมีต้นทุนฮาร์ดแวร์ต่ำ