배터리 심포지엄의 한 발표자는 "인공지능이 야생 동물과 같은 배터리를 길들이고 있다"고 말했습니다. 배터리는 사용 중에 변화를 알아차리기 어렵습니다. 완전히 충전되었든 방전되었든, 새것이든 마모되어 교체가 필요하든 항상 같은 모습인 것처럼 보입니다. 반면 자동차 타이어는 공기가 부족하면 변형되고, 트레드가 마모되면 수명이 다했음을 알려줍니다.

배터리의 단점은 세 가지로 요약됩니다. [1] 사용자는 배터리 팩의 남은 사용 시간을 확신할 수 없습니다. [2] 호스트는 배터리가 전력 요구 사항을 충족할 수 있는지 확신할 수 없습니다. [3] 충전기는 각 배터리 크기와 화학에 맞게 맞춤화되어야 합니다. "스마트" 배터리는 이러한 단점 중 일부를 해결할 것으로 기대되지만, 해결책은 복잡합니다.

배터리 사용자들은 일반적으로 배터리 팩을 연료 탱크처럼 액체 연료를 공급하는 에너지 저장 시스템으로 생각합니다. 편의상 그렇게 생각할 수도 있지만, 전기화학 장치에 저장된 에너지를 정량화하는 것은 훨씬 더 어렵습니다.

리튬 배터리는 성능을 제어하는 ​​인쇄 회로 기판이 내장되어 있어 스마트 배터리로 여겨집니다. 반면, 일반적인 밀폐형 납축전지는 성능 최적화를 위한 회로 기판이 없습니다.

스마트 배터리란 무엇인가요?

배터리 관리 시스템이 내장된 배터리는 모두 스마트 배터리로 간주됩니다. 스마트 배터리는 컴퓨터나 휴대용 전자 기기를 포함한 스마트 기기에 널리 사용됩니다. 스마트 배터리에는 전자 회로와 센서가 내장되어 있어 사용자의 건강 상태, 전압 및 전류 수준 등을 모니터링하고 이러한 측정값을 기기에 전달할 수 있습니다.

스마트 배터리는 자체 충전 상태와 건강 상태를 인식할 수 있으며, 기기는 특수 데이터 연결을 통해 이러한 정보에 접근할 수 있습니다. 일반 배터리와 달리 스마트 배터리는 기기와 사용자에게 모든 관련 정보를 전달하여 사용자가 적절한 결정을 내릴 수 있도록 지원합니다. 일반 배터리는 자체 상태를 기기나 사용자에게 알릴 방법이 없어 예측 불가능한 작동을 초래할 수 있습니다. 예를 들어, 스마트 배터리는 충전이 필요하거나 수명이 다해가거나 손상되었을 때 사용자에게 알림을 보내 교체품을 구매할 수 있도록 합니다. 또한 배터리 교체가 필요할 때도 사용자에게 알림을 보낼 수 있습니다. 이러한 기능을 통해 중요한 순간에 오작동하는 등 기존 기기에서 발생했던 예측 불가능성을 크게 줄일 수 있습니다.

스마트 배터리 사양

제품의 성능, 안전성 및 효율성을 향상시키기 위해 배터리, 스마트 충전기 및 호스트 장치는 서로 통신합니다. 예를 들어, 스마트 배터리는 호스트 시스템에 지속적으로 설치되어 일정한 에너지를 공급하는 대신 필요할 때만 충전됩니다. 스마트 배터리는 충전, 방전 또는 보관 중에 용량을 지속적으로 모니터링합니다. 배터리 게이지는 배터리 온도, 충전 속도, 방전 속도 등의 변화를 감지하기 위해 특정 요소를 활용합니다. 스마트 배터리는 일반적으로 자체 균형 유지 및 적응 기능을 갖추고 있습니다. 완전 충전 상태로 보관하면 배터리 성능이 저하될 수 있습니다. 배터리를 보호하기 위해 스마트 배터리는 필요에 따라 보관 전압까지 방전시키고 필요에 따라 스마트 보관 기능을 활성화합니다.

스마트 배터리의 도입으로 사용자, 장비, 그리고 배터리 자체가 서로 통신할 수 있게 되었습니다. 제조사와 규제 기관은 배터리의 "스마트함"에 대한 기준이 서로 다릅니다. 가장 기본적인 스마트 배터리는 배터리 충전기에 적절한 충전 알고리즘을 사용하도록 지시하는 칩만 포함할 수도 있습니다. 하지만 스마트 배터리 시스템(SBS) 포럼은 이러한 배터리를 스마트 배터리로 인정하지 않습니다. 의료, 군사, 컴퓨터 장비와 같이 오류가 발생할 여지가 없는 분야에서는 최첨단 표시 기능이 필수적이기 때문입니다.

안전이 최우선 과제 중 하나이기 때문에 시스템 지능은 배터리 팩 내부에 구현되어야 합니다. 배터리 충전을 제어하는 ​​칩은 SBS 배터리에 내장되어 있으며, 폐쇄 루프 방식으로 배터리와 상호 작용합니다. 화학 배터리는 배터리가 완전히 충전되면 충전을 중지하도록 충전기에 아날로그 신호를 보냅니다. 여기에 온도 감지 기능이 추가되었습니다. 오늘날 많은 스마트 배터리 제조업체는 단일선 또는 이중선 시스템에 집적 회로(IC) 칩 기술을 통합한 SMBus(System Management Bus)라는 연료 게이지 기술을 제공합니다.

댈러스 세미컨덕터(DSC)는 저속 통신을 위해 단일 와이어를 사용하는 측정 시스템인 1-Wire를 공개했습니다. 데이터와 클록이 결합되어 동일한 회선을 통해 전송됩니다. 수신 측에서는 위상 코드라고도 하는 맨체스터 코드를 사용하여 데이터를 분할합니다. 1-Wire는 배터리 코드와 전압, 전류, 온도, SoC(배터리 상태) 정보 등의 데이터를 저장하고 추적합니다. 대부분의 배터리에는 보안상의 이유로 별도의 온도 감지 와이어가 연결되어 있습니다. 이 시스템에는 충전기와 자체 프로토콜이 포함되어 있습니다. Benchmarq 단일 와이어 시스템에서 SoH(배터리 상태)를 평가하려면 호스트 장치를 할당된 배터리에 "연결"해야 합니다.

1-Wire는 하드웨어 비용이 저렴하기 때문에 바코드 스캐너 배터리, 양방향 무전기 배터리, 군용 배터리와 같이 비용 제약이 있는 에너지 저장 시스템에 적합합니다.