बैटरी पर आयोजित एक संगोष्ठी में एक वक्ता के अनुसार, "कृत्रिम बुद्धिमत्ता बैटरी को पालतू बना देती है, जबकि बैटरी एक जंगली जानवर की तरह होती है।" बैटरी के उपयोग के दौरान उसमें होने वाले बदलावों को देखना मुश्किल होता है; चाहे वह पूरी तरह चार्ज हो या खाली, नई हो या घिसी-पिटी और बदलने की जरूरत हो, वह हमेशा एक जैसी ही दिखती है। इसके विपरीत, एक कार का टायर हवा कम होने पर विकृत हो जाता है और घिसने पर अपने जीवन के अंत का संकेत देता है।

बैटरी की तीन मुख्य कमियां हैं: [1] उपयोगकर्ता को यह पता नहीं होता कि बैटरी कितने समय तक चलेगी; [2] होस्ट को यह पता नहीं होता कि बैटरी बिजली की आवश्यकता को पूरा कर पाएगी या नहीं; और [3] प्रत्येक बैटरी के आकार और संरचना के अनुसार चार्जर को अनुकूलित करना पड़ता है। "स्मार्ट" बैटरी इनमें से कुछ कमियों को दूर करने का वादा करती है, लेकिन इसके समाधान जटिल हैं।

बैटरी के उपयोगकर्ता आमतौर पर बैटरी पैक को एक ऊर्जा भंडारण प्रणाली के रूप में देखते हैं जो ईंधन टैंक की तरह तरल ईंधन वितरित करती है। सरलता के लिए बैटरी को इस तरह समझा जा सकता है, लेकिन किसी विद्युत रासायनिक उपकरण में संग्रहित ऊर्जा की मात्रा निर्धारित करना कहीं अधिक कठिन है।

लिथियम बैटरी की कार्यक्षमता को नियंत्रित करने वाला प्रिंटेड सर्किट बोर्ड मौजूद होने के कारण, लिथियम को स्मार्ट बैटरी माना जाता है। हालांकि, एक मानक सीलबंद लेड एसिड बैटरी में इसकी कार्यक्षमता को अनुकूलित करने के लिए कोई बोर्ड नियंत्रण नहीं होता है।

स्मार्ट बैटरी क्या है?

जिस भी बैटरी में अंतर्निर्मित बैटरी प्रबंधन प्रणाली होती है, उसे स्मार्ट बैटरी माना जाता है। इसका उपयोग अक्सर स्मार्ट गैजेट्स में किया जाता है, जिनमें कंप्यूटर और पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरण शामिल हैं। एक स्मार्ट बैटरी में एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट और सेंसर होते हैं जो उपयोगकर्ता के स्वास्थ्य के साथ-साथ वोल्टेज और करंट के स्तर जैसी विशेषताओं की निगरानी कर सकते हैं और उन रीडिंग को डिवाइस तक पहुंचा सकते हैं।

स्मार्ट बैटरियां अपनी चार्ज स्थिति और स्वास्थ्य स्थिति को पहचान सकती हैं, जिसे डिवाइस विशेष डेटा कनेक्शन के माध्यम से एक्सेस कर सकता है। एक स्मार्ट बैटरी, सामान्य बैटरी के विपरीत, डिवाइस और उपयोगकर्ता को सभी प्रासंगिक जानकारी दे सकती है, जिससे उचित निर्णय लेने में मदद मिलती है। दूसरी ओर, सामान्य बैटरी के पास डिवाइस या उपयोगकर्ता को अपनी स्थिति के बारे में सूचित करने का कोई तरीका नहीं होता है, जिसके कारण अप्रत्याशित संचालन हो सकता है। उदाहरण के लिए, बैटरी उपयोगकर्ता को तब सूचित कर सकती है जब उसे चार्ज करने की आवश्यकता हो, या जब उसकी जीवन अवधि समाप्त होने वाली हो, या किसी भी तरह से क्षतिग्रस्त हो, ताकि नई बैटरी खरीदी जा सके। यह उपयोगकर्ता को तब भी सूचित कर सकती है जब उसे बदलने की आवश्यकता हो। ऐसा करके, पुराने उपकरणों के कारण होने वाली अनिश्चितता को काफी हद तक टाला जा सकता है—जो महत्वपूर्ण क्षणों में खराब हो सकते हैं।

स्मार्ट बैटरी की विशिष्टताएँ

उत्पाद के प्रदर्शन, सुरक्षा और दक्षता को बेहतर बनाने के लिए, बैटरी, स्मार्ट चार्जर और होस्ट डिवाइस सभी एक-दूसरे से संचार करते हैं। उदाहरण के लिए, स्मार्ट बैटरी को लगातार और स्थिर ऊर्जा उपयोग के लिए होस्ट सिस्टम पर स्थापित करने के बजाय, केवल आवश्यकता पड़ने पर ही चार्ज किया जाना चाहिए। स्मार्ट बैटरी चार्जिंग, डिस्चार्जिंग या स्टोरेज के दौरान अपनी क्षमता की लगातार निगरानी करती हैं। बैटरी के तापमान, चार्ज दर, डिस्चार्ज दर आदि में होने वाले परिवर्तनों का पता लगाने के लिए, बैटरी गेज विशिष्ट कारकों का उपयोग करता है। स्मार्ट बैटरी में आमतौर पर स्व-संतुलन और अनुकूलन क्षमता होती है। पूरी तरह चार्ज होने पर बैटरी के प्रदर्शन पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। बैटरी की सुरक्षा के लिए, स्मार्ट बैटरी आवश्यकतानुसार स्टोरेज वोल्टेज तक डिस्चार्ज हो सकती है और आवश्यकतानुसार स्मार्ट स्टोरेज फ़ंक्शन को सक्रिय कर सकती है।

स्मार्ट बैटरियों के आने से उपयोगकर्ता, उपकरण और बैटरी सभी एक दूसरे से संवाद कर सकते हैं। निर्माता और नियामक संगठन इस बात पर भिन्न-भिन्न राय रखते हैं कि कोई बैटरी कितनी "स्मार्ट" हो सकती है। सबसे बुनियादी स्मार्ट बैटरी में केवल एक चिप हो सकती है जो बैटरी चार्जर को सही चार्जिंग एल्गोरिदम का उपयोग करने का निर्देश देती है। लेकिन, स्मार्ट बैटरी सिस्टम (एसबीएस) फोरम इसे स्मार्ट बैटरी नहीं मानता क्योंकि इसमें अत्याधुनिक संकेतों की आवश्यकता होती है, जो चिकित्सा, सैन्य और कंप्यूटर उपकरणों के लिए आवश्यक हैं, जहां त्रुटि की कोई गुंजाइश नहीं हो सकती।

सुरक्षा को सर्वोपरि मानते हुए, सिस्टम की बुद्धिमत्ता को बैटरी पैक के भीतर ही समाहित करना आवश्यक है। बैटरी चार्ज को नियंत्रित करने वाला चिप एसबीएस बैटरी द्वारा कार्यान्वित किया जाता है और यह इसके साथ एक बंद लूप में परस्पर क्रिया करता है। रासायनिक बैटरी चार्जर को एनालॉग सिग्नल भेजती है जो बैटरी के पूरी तरह चार्ज हो जाने पर चार्जिंग बंद करने का निर्देश देते हैं। इसमें तापमान संवेदन भी शामिल है। आज कई स्मार्ट बैटरी निर्माता सिस्टम मैनेजमेंट बस (एसएमबीयूएस) नामक ईंधन गेज तकनीक प्रदान करते हैं, जो एकल-तार या दो-तार प्रणालियों में एकीकृत सर्किट (आईसी) चिप तकनीकों को एकीकृत करती है।

डलास सेमीकंडक्टर इंक. ने 1-वायर नामक एक मापन प्रणाली का अनावरण किया है, जो कम गति के संचार के लिए एक ही तार का उपयोग करती है। डेटा और एक क्लॉक को एक साथ मिलाकर एक ही लाइन पर भेजा जाता है। प्राप्तकर्ता छोर पर, मैनचेस्टर कोड, जिसे फेज कोड भी कहा जाता है, डेटा को विभाजित करता है। बैटरी कोड और डेटा, जैसे कि उसका वोल्टेज, करंट, तापमान और SoC विवरण, 1-वायर द्वारा संग्रहीत और ट्रैक किए जाते हैं। अधिकांश बैटरियों में, सुरक्षा उद्देश्यों के लिए एक अलग तापमान-संवेदन तार लगाया जाता है। इस प्रणाली में एक चार्जर और इसका अपना प्रोटोकॉल शामिल है। बेंचमार्क सिंगल-वायर प्रणाली में, स्थिति की जांच (SoH) के आकलन के लिए होस्ट डिवाइस को उसकी आवंटित बैटरी से जोड़ना आवश्यक है।

1-वायर कम हार्डवेयर लागत के कारण बारकोड स्कैनर बैटरी, टू-वे रेडियो बैटरी और सैन्य बैटरी जैसे लागत-बाधित ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए आकर्षक है।