לדברי דובר בסימפוזיון בנושא סוללות, "בינה מלאכותית מבייתת את הסוללה, שהיא חיה פראית". קשה לראות שינויים בסוללה בזמן השימוש בה; בין אם היא טעונה במלואה או ריקה, חדשה או שחוקה וזקוקה להחלפה, היא תמיד נראית אותו הדבר. לעומת זאת, צמיג רכב יתעוות כאשר הוא חסר באוויר ויסמן את סוף חייו כאשר הסוללות שחוקות.

שלוש סוגיות מסכמות את חסרונותיה של סוללה: [1] המשתמש אינו בטוח כמה זמן נותר לסוללה; [2] המארח אינו בטוח האם הסוללה יכולה לעמוד בדרישת החשמל; ו-[3] יש להתאים אישית את המטען לכל גודל סוללה וכימיה. הסוללה "החכמה" מבטיחה לטפל בחלק מהחסרונות הללו, אך הפתרונות מורכבים.

משתמשי סוללות בדרך כלל חושבים על חבילת סוללות כמערכת אחסון אנרגיה המפיצה דלק נוזלי כמו מיכל דלק. ניתן לראות סוללה ככזו לשם פשטות, אך כימות האנרגיה המאוחסנת במכשיר אלקטרוכימי קשה הרבה יותר.

מכיוון שקיים לוח מעגלים מודפס ששולט על ביצועי סוללת הליתיום, ליתיום נחשב לסוללה חכמה. עם זאת, לסוללת עופרת חומצה אטומה סטנדרטית אין כל בקרה למיטוב ביצועיה.

מהי סוללה חכמה?

כל סוללה עם מערכת ניהול סוללות מובנית נחשבת חכמה. היא משמשת לעתים קרובות בגאדג'טים חכמים, כולל מחשבים ואלקטרוניקה ניידת. סוללה חכמה מכילה מעגל אלקטרוני וחיישנים שיכולים לנטר מאפיינים כמו בריאות המשתמש, כמו גם רמות מתח וזרם, ולהעביר את הקריאות הללו למכשיר.

לסוללות חכמות יש את היכולת לזהות את פרמטרי מצב הטעינה והבריאות שלהן, אליהם המכשיר יכול לגשת דרך חיבורי נתונים ייעודיים. סוללה חכמה, בניגוד לסוללה שאינה חכמה, יכולה להעביר את כל המידע הרלוונטי למכשיר ולמשתמש, מה שמאפשר קבלת החלטות מושכלות ומתאימות. לעומת זאת, לסוללה שאינה חכמה אין דרך ליידע את המכשיר או את המשתמש על מצבה, מה שעלול לגרום לפעולה בלתי צפויה. לדוגמה, הסוללה יכולה להתריע בפני המשתמש כאשר יש צורך לטעון אותה או כאשר היא מתקרבת לסוף חייה או ניזוקה בכל דרך שהיא, כך שניתן יהיה לרכוש סוללה חלופית. היא יכולה גם להתריע בפני המשתמש כאשר יש צורך להחליפה. על ידי כך, ניתן למנוע חלק ניכר מחוסר הוודאות הנגרם על ידי מכשירים ישנים יותר - אשר עלולים לתקול ברגעים חיוניים.

מפרט סוללה חכמה

על מנת לשפר את ביצועי המוצר, בטיחותו ויעילותו, הסוללה, המטען החכם ומכשיר המארח מתקשרים זה עם זה. לדוגמה, יש לטעון את הסוללה החכמה רק בעת הצורך, במקום להתקין אותה במערכת המארחת לצורך שימוש אנרגיה קבוע ועקבי. סוללות חכמות מנטרות כל הזמן את הקיבולת שלהן בעת ​​טעינה, פריקה או אחסון. על מנת לזהות שינויים בטמפרטורת הסוללה, קצב הטעינה, קצב הפריקה וכו', מד הסוללה משתמש בגורמים ספציפיים. לסוללות חכמות יש בדרך כלל מאפייני איזון עצמי והתאמה. ביצועי הסוללה ייפגעו מאחסון טעינה מלאה. כדי להגן על הסוללה, הסוללה החכמה יכולה להתרוקן למתח האחסון לפי הצורך ולהפעיל את פונקציית האחסון החכם לפי הצורך.

עם הצגת סוללות חכמות, משתמשים, ציוד והסוללה עשויים לתקשר זה עם זה. יצרנים וארגוני רגולציה נבדלים זה מזה מבחינת מידת ה"חכמה" של סוללה. הסוללה החכמה הבסיסית ביותר עשויה לכלול רק שבב שמורה למטען הסוללה להשתמש באלגוריתם הטעינה הנכון. עם זאת, פורום מערכת הסוללות החכמות (SBS) לא יראה בה סוללה חכמה בשל דרישתה לאינדיקציות מתקדמות, החיוניות לציוד רפואי, צבאי ומחשבים, שבהן אין מקום לטעויות.

אינטליגנציית מערכת חייבת להיכלל בתוך חבילת הסוללה מכיוון שבטיחות היא אחת הדאגות העיקריות. השבב השולט בטעינת הסוללה מיושם על ידי סוללת SBS, והוא מקיים אינטראקציה איתה בלולאה סגורה. הסוללה הכימית שולחת אותות אנלוגיים למטען המורים לו להפסיק לטעון כאשר הסוללה מלאה. בנוסף לכך, חישת טמפרטורה. יצרני סוללות חכמות רבים מספקים כיום טכנולוגיית מד דלק המכונה System Management Bus (SMBus), המשלבת טכנולוגיות שבב מעגל משולב (IC) במערכות חד-חוטיות או דו-חוטיות.

חברת Dallas Semiconductor Inc. חשפה את 1-Wire, מערכת מדידה המשתמשת בחוט יחיד לתקשורת במהירות נמוכה. נתונים ושעון משולבים ונשלחים באותו קו. בצד המקבל, קוד מנצ'סטר, המכונה גם קוד פאזה, מחלק את הנתונים. קוד הסוללה ונתונים, כגון מתח, זרם, טמפרטורה ופרטי SoC, מאוחסנים ומנוטרים על ידי 1-Wire. ברוב הסוללות, מופעל חוט חישת טמפרטורה נפרד למטרות אבטחה. המערכת כוללת מטען ופרוטוקול משלה. במערכת החוט היחיד של Benchmarq, הערכת מצב תקינות (SoH) מחייבת "לחבר" את המכשיר המארח לסוללה שהוקצתה לו.

1-Wire מושכת עבור מערכות אחסון אנרגיה מוגבלות בעלויות כגון סוללות לסורקי ברקודים, סוללות רדיו דו-כיווני וסוללות צבאיות בגלל עלות החומרה הנמוכה שלה.