智能电池如何运转？智能电池指南

       为简单起见，电池可以这样看；然而，测量电化学装置储存的能量要复杂得多。电池的缺点可以概括为以下三个问题： [1] 用户不知道电池组还剩多少运行时间；[2] 主机不确定电池是否能满足电源需求；[3] 充电器必须适合每个电池的尺寸和化学性质。解决方案很复杂，“智能”电池有望减少其中的一些缺陷。

       电池用户将电池组想象成一种储能装置，类似于分配液体燃料的燃料箱。

       这意味着电池、设备和用户之间会发生某种程度的通信。“智能”的定义因制造商和监管机构而异，最基本的智能电池可能只包含一个芯片，可以将充电器设置为正确的充电算法。大多数用于医疗、军事和计算设备的电池都是“智能”电池。在智能电池系统（SBS）论坛看来，这些电池都称不上智能。SBS 论坛指出，智能电池必须提供充电状态指示。

       使问题更加复杂的是，电池是一个漏水和收缩的容器，每次充电都会损失能量并减少容量。随着容量的减少，指定的 Ah（安培小时）额定值不再适用。普通电量计以最小的损失测量从已知尺寸的储罐流入和流出的液体，而电池电量计的定义未经证实，仅显示开路电压 (OCV)，这是状态变化无常的反映收费 (SoC)。电量计也不能自行评估容量；即使容量下降到指定 Ah 的一半，充电后读数始终显示已满。

       最大的挑战是大多数锂基和镍基电池的平坦放电电压曲线。温度也有影响；热量会升高电压，而寒冷的环境会降低电压。测量充电状态最简单的方法是读取电压，但这种方法可能不准确，因为负载电流会在放电期间拉低电压。先前充电或放电引起的搅动会导致进一步的错误，电池需要休息几个小时才能中和。

       安全是一个关键的设计目标，SBS 背后的概念是将系统智能置于电池组中。因此，SBS 电池与充电管理芯片形成闭环通信。尽管有这种数字监控，但大多数 SBS 充电器还依靠来自化学电池的模拟信号在电池充满时终止充电。此外，出于安全原因，添加了冗余温度感测。

       许多制造商提供单线和双线系统（也称为系统管理总线 (SMBus)）中的集成电路 (IC) 芯片。库仑计数应该是完美无缺的，但会出现错误。例如，如果电池以 1 安培的电流充电 1 小时，则放电时应提供相同数量的能量，而没有电池可以提供这种能量。充电接受效率低下，尤其是在充电即将结束时，尤其是在快速充电的情况下，会降低能量效率。损失也发生在储存和排放过程中。可用能量总是少于输入电池的能量。

智能电池指南

• 容量可能已经减少到 50%，运行时间减半。电量计会给人一种错误的安全感。显示 100% SoC 的电量计并不能自动确保电池良好。
• 具有阻抗跟踪功能的电池提供一定程度的自校准。通过每 3 个月或每 40 个部分循环后完全放电和充电来校准智能电池。
• 使用前务必测试电池和充电器。更选择换相同品牌的电池以避免设备和/或充电器出现不兼容问题。
• 该电池可能有故障或与设备不完全兼容。使用不能正确指示充电状态的智能电池时要小心。

  单线总线

         将数据和时钟合二为一进行传输；曼彻斯特码，也称为相位编码，在接收端分离数据。出于安全原因，大多数电池还使用单独的电线进行温度感应。单线系统，也称为 1-Wire，通过一根线以低速进行通信。