Samkvæmt fyrirlesara á ráðstefnu um rafhlöður „temur gervigreind rafhlöðuna, sem er villidýr.“ Það er erfitt að sjá breytingar á rafhlöðu þegar hún er notuð; hvort sem hún er fullhlaðin eða tóm, ný eða slitin og þarfnast endurnýjunar, þá lítur hún alltaf eins út. Aftur á móti mun bíldekk aflagast þegar það er lítið loft í því og mun gefa til kynna að líftími þess sé liðinn þegar slitið er í dekkjunum.
Þrjú atriði draga saman galla rafhlöðu: [1] notandinn er óviss um hversu langan líftíma rafhlöðunnar er eftir; [2] gestgjafinn er óviss um hvort rafhlaðan geti uppfyllt orkuþarfir sínar; og [3] hleðslutækið þarf að vera sérsniðið fyrir hverja rafhlöðustærð og efnasamsetningu. „Snjall“ rafhlaðan lofar að leysa suma af þessum göllum, en lausnirnar eru flóknar.
Notendur rafhlöðu hugsa yfirleitt um rafhlöðupakka sem orkugeymslukerfi sem gefur frá sér fljótandi eldsneyti eins og eldsneytistankur. Hægt er að líta á rafhlöðu sem slíka til einföldunar, en það er mun erfiðara að mæla orkuna sem er geymd í rafefnafræðilegu tæki.
Þar sem prentaða rafrásarplatan sem stýrir afköstum litíumrafhlöðunnar er til staðar, er litíum talið vera snjallrafhlaða. Hins vegar hefur hefðbundin innsigluð blýsýrurafhlaða enga rafrásarstýringu til að hámarka afköst hennar.
Hvað er snjallrafhlaða?
Sérhver rafhlaða með innbyggðu rafhlöðustjórnunarkerfi telst snjall. Hún er oft notuð í snjalltækjum, þar á meðal tölvum og flytjanlegum raftækjum. Snjallrafhlaða inniheldur rafrás innan í sér og skynjara sem geta fylgst með eiginleikum eins og heilsu notandans sem og spennu og straumstigi og sent þessar mælingar til tækisins.
Snjallrafhlöður geta greint eigin hleðslu- og heilsufarsþætti, sem tækið getur nálgast í gegnum sérhæfðar gagnatengingar. Snjallrafhlöða, ólíkt rafhlöðu sem ekki er snjallrafhlöðu, getur miðlað öllum viðeigandi upplýsingum til tækisins og notandans, sem gerir kleift að taka viðeigandi upplýstar ákvarðanir. Rafhlaða sem ekki er snjallrafhlöða hefur hins vegar enga leið til að upplýsa tækið eða notandann um stöðu þess, sem getur leitt til ófyrirsjáanlegrar notkunar. Til dæmis getur rafhlaðan varað notandann við þegar hún þarf að hlaða eða þegar hún er að nálgast endalok líftíma síns eða er skemmd á einhvern hátt svo hægt sé að kaupa nýja. Hún getur einnig varað notandann við þegar hún þarf að skipta út. Með því að gera þetta er hægt að forðast mikinn ófyrirsjáanleika sem fylgir eldri tækjum - sem geta bilað á mikilvægum stundum.
Upplýsingar um snjalla rafhlöðu
Til að bæta afköst, öryggi og skilvirkni vörunnar eiga rafhlaðan, snjallhleðslutækið og hýsiltækið samskipti sín á milli. Til dæmis þarf að hlaða snjallrafhlöðuna eingöngu þegar þörf krefur frekar en að vera sett upp í hýsilkerfinu til að tryggja stöðuga og samræmda orkunotkun. Snjallrafhlöður fylgjast stöðugt með afkastagetu sinni við hleðslu, afhleðslu eða geymslu. Til að greina breytingar á hitastigi rafhlöðunnar, hleðsluhraða, afhleðsluhraða o.s.frv. notar rafhlöðumælirinn ákveðna þætti. Snjallrafhlöður eru yfirleitt með sjálfjöfnunar- og aðlögunarhæfni. Afköst rafhlöðunnar munu skaðast við fulla hleðslugeymslu. Til að vernda rafhlöðuna getur snjallrafhlöðan tæmt geymsluspennuna eftir þörfum og virkjað snjallgeymsluaðgerðina eftir þörfum.
Með tilkomu snjallrafhlöðu geta notendur, búnaður og rafhlaðan öll átt samskipti sín á milli. Framleiðendur og eftirlitsstofnanir eru mismunandi eftir því hversu „snjöll“ rafhlaða getur verið. Einfaldasta snjallrafhlaðan gæti aðeins innihaldið örgjörva sem fyrirskipar hleðslutækinu að nota rétta hleðslureiknirit. En Smart Battery System (SBS) Forum myndi ekki líta á hana sem snjalla rafhlöðu vegna kröfunnar um nýjustu vísbendingar, sem eru nauðsynlegar fyrir lækninga-, her- og tölvubúnað þar sem ekkert svigrúm er fyrir mistök.
Kerfisgreind verður að vera inni í rafhlöðupakkanum þar sem öryggi er eitt af aðaláhyggjuefnunum. Flísin sem stýrir hleðslu rafhlöðunnar er útfærð af SBS rafhlöðunni og hún hefur samskipti við hana í lokaðri lykkju. Efnarafhlaðan sendir hliðræn merki til hleðslutækisins sem fyrirskipa því að hætta hleðslu þegar rafhlaðan er full. Hitastigsskynjun er bætt við. Margir framleiðendur snjallrafhlöðu bjóða í dag upp á eldsneytismælitækni sem kallast System Management Bus (SMBus), sem samþættir flísartækni í einvíra eða tveggja víra kerfum.
Dallas Semiconductor Inc. kynnti 1-Wire, mælikerfi sem notar einn vír fyrir lághraða samskipti. Gögnum og klukku er sameinað og sent um sömu línu. Í móttökunni skiptir Manchester-kóðinn, einnig þekktur sem fasakóði, gögnunum. Rafhlöðukóðinn og gögn, svo sem spenna, straumur, hitastig og SoC upplýsingar, eru geymd og rakin af 1-Wire. Á flestum rafhlöðum er sérstakur hitaskynjunarvír keyrður af öryggisástæðum. Kerfið inniheldur hleðslutæki og sína eigin samskiptareglur. Í Benchmarq einvíra kerfinu krefst mat á heilsufari (SoH) þess að „giftast“ hýsiltækið við úthlutaða rafhlöðu.
1-Wire er aðlaðandi fyrir kostnaðarþröng orkugeymslukerfi eins og rafhlöður fyrir strikamerkjaskanna, tvíhliða talstöðvar og herrafhlöður vegna lágs vélbúnaðarkostnaðar.
Snjallrafhlöðukerfi
Sérhver rafhlaða sem er til staðar í hefðbundnum flytjanlegum tækjum er einfaldlega „heimsk“ efnaaflsrafhlaða. Mælingarnar sem hýsiltækið „tekur“ eru eini grundvöllurinn fyrir mælingu rafhlöðunnar, mat á afkastagetu og öðrum ákvörðunum um orkunotkun. Þessar mælingar eru venjulega byggðar á magni spennu sem ferðast frá rafhlöðunni í gegnum hýsiltækið eða, (óljósara), á mælingum sem teknar eru með Coulomb-teljara í hýsiltækinu. Þær eru aðallega háðar ágiskunum.
En með snjallri orkustjórnunarkerfi getur rafhlaðan nákvæmlega „upplýst“ gestgjafann um hversu mikla orku hún hefur enn og hvernig hún á að hlaða.
Til að hámarka öryggi, skilvirkni og afköst vörunnar eiga rafhlaðan, snjallhleðslutækið og hýsiltækið samskipti sín á milli. Snjallrafhlöður, til dæmis, setja ekki stöðuga „spennu“ á hýsilkerfið; í staðinn biðja þær bara um hleðslu þegar þær þurfa á henni að halda. Snjallrafhlöður hafa þannig skilvirkara hleðsluferli. Með því að ráðleggja hýsiltækinu sínu hvenær á að slökkva á sér út frá eigin mati á eftirstandandi afkastagetu geta snjallrafhlöður einnig hámarkað „keyrslutíma á hverja útskrift“. Þessi aðferð er mun betri en „heimsk“ tæki sem nota ákveðna spennulokun.
Þar af leiðandi geta færanleg kerfi sem nota snjalla rafhlöðutækni gefið neytendum nákvæmar og gagnlegar upplýsingar um keyrslutíma. Í tækjum með mikilvægum aðgerðum, þegar rafmagnsleysi er ekki möguleiki, er þetta án efa afar mikilvægt.
Birtingartími: 8. mars 2023