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电量监控到底有多智能？带你了解智能电池的魅力
2024-09-18 10:03:53 阅读量：764

在传统的便携式设备设置中，任何电池都只是一个“哑”的化学动力电池。电池计量、剩余容量评估以及有关电源使用的任何决定都完全由主机设备“获取”的读数告知。此类读数在很大程度上是猜测，通常基于从电池通过主机设备的电压量，或者通过主机中的库仑计数器获取的读数。

然而，在智能电源管理系统中，智能电池能够高度准确地“告诉”主机它还剩多少电量，以及它希望如何充电。

智能电池旨在集成到便携式设备中，作为更广泛的“智能电源管理系统”的一部分。这通常包括智能电池、智能充电器和用于在不同元件之间通信的系统管理总线（SMBus）。

系统管理总线（SMBus）是一个双线接口，通过它，各种系统组件芯片和设备可以相互通信，也可以与系统的其余部分进行通信。它基于I2C总线的工作原理。

系统管理总线

一般来说，电池、智能充电器和主机设备相互通信，以最大限度地提高产品的安全性、效率和性能。例如，智能电池仅在需要时才请求充电，而不是在主机系统上放置恒定、稳定的“消耗”。因此，智能电池的充电效率更高。

智能电池还可以根据自己对剩余容量的评估，告诉主机设备何时关闭，从而最大限度地提高“每次放电周期的运行时间”。这种方法远远优于使用固定电压截止的一般“哑”电池系统。

因此，使用智能电池技术的主机便携式系统可以为用户提供准确、有意义的运行时信息。这显然对于无法接受电源故障的关键设备至关重要。

测量和实时监测

智能电池不断跟踪自己的容量，无论是充电、放电还是取出设备。电池容量以毫安小时（mAh）为单位报告，分辨率为1mAh。实际容量以mAh和百分比（原始设计容量和电池上次充电时间）的形式报告。

电池电量计根据温度、充电速率、放电速率等不同因素计算电池容量的变化。智能电池仪表也往往具有自适应性，可以随着电池老化及其化学特性和保持电荷的能力的变化而动态调整。因此，智能电池通常可以预测其容量在±1%以内（而使用“哑”电池往往只有±20%的精度）。

智能电池还可以根据不断变化的环境条件修改充电算法，从而延长电池的使用寿命：如果电池在非常冷或非常热的情况下充电，可能会损坏电池。因此，智能电池将在电池温暖时降低充电电流，以减少损坏的可能性，并在电池异常冷或异常热时完全停止充电。

标准化通信和未来优势

智能电池通过向兼容的智能充电器请求自己的充电电压和电流，最大限度地提高充电效率和安全性。这种方法确保电池只在需要时以最合适的电压和电流充电。

“符合 SMBus（系统管理总线）和 SBDS（智能电池数据规范）”意味着智能电池符合 OEM 设备开发人员可以轻松访问的开放标准。

SBS（智能电池系统）规范和随附的SMBus规范最初由Duracell和Intel于1994 年创建，涉及通过两线通信总线传输电池信息。与SBCS（智能电池充电器规范）和SBSMC（智能电池系统管理器规范）一起，SBS标准描述了智能电池、充电器和主机设备之间可以通信的所有信息。

由于其状态、充电曲线等的持续通信，智能电源系统能够为产品的电源提供未来保障：如果开发出更新的电池技术（例如，具有更高的存储容量和不同的充电方式），这些新电池可以简单地“更换”，而无需更换现场的充电器。现有的充电器将简单地从电池接收不同的充电指令并相应地进行调整。

从长远来看，这一简单的事实往往使智能电源系统更加经济，特别是在非常昂贵的医疗设备或电池寿命最长的情况下（例如，在麻醉工作站、呼吸机和远程患者监护的情况下），使用智能电池可以最大程度降低重复开发成本。

易于集成

有趣的是，有些客户倾向于认为他们需要做很多研发工作才能使电池在他们的系统中工作。然而，现实情况是，部分国际/知名电子元件制造商已经为其智能充电器和电源管理IC提供了出色且高度可靠的高集成参考设计。这些参考设计使智能电池的集成变得非常容易。此外，各种通信协议的开放性使设备软件工程师可以轻松查询电池并提取有用的信息，例如剩余容量、剩余运行时间、循环寿命等。

智能电池

智能化充电器

尽管电池成本有所增加，但智能电池和智能充电系统为许多便携式设备提供了正确的选择，在寿命、充电、安全性和长期价值方面具有明显的优势。

智能化充电器

智能化充电系统市场现在已经相当成熟。然而，设计人员经常忽视实现智能充电系统的选项。此外，设计人员可以从特定的智能电源技术中获得的电池寿命和适应性水平一直在变化。因此，建议设计人员与可靠的第三方电池专家合作，以确保他们为其设备指定最合适的智能充电解决方案。

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