什么是智能電池，它們是如何工作的？

智能電池旨在集成到便攜式設備中，作為更廣泛的“智能電源管理系統”的一部分。這通常包括智能電池、智能充電器和用于在不同元件之間通信的系統管理總線 （SMBus）。

在傳統的便攜式設備設置中，任何電池都只是一個“啞”的化學動力電池。電池計量、剩余容量評估以及有關電源使用的任何決定都完全由主機設備“獲取”的讀數告知。此類讀數在很大程度上是猜測，通常基于從電池通過主機設備的電壓量，或者（不太準確）通過主機中的庫侖計數器獲取的讀數。

然而，在智能電源管理系統中，電池能夠高度準確地“告訴”主機它還剩多少電量，以及它希望如何充電。

一般來說，電池、智能充電器和主機設備相互通信，以最大限度地提高產品的安全性、效率和性能。例如，智能電池僅在需要時才請求充電，而不是在主機系統上放置恒定、穩定的“消耗”。因此，智能電池的充電效率更高。

智能電池還可以根據自己對剩余容量的評估，告訴主機設備何時關閉，從而最大限度地提高“每次放電周期的運行時間”。這種方法遠遠優于使用固定電壓截止的“啞”系統。

因此，使用智能電池技術的主機便攜式系統可以為用戶提供準確、有意義的運行時信息。這顯然對于無法選擇電源故障的關鍵任務設備至關重要。

測量和適應

智能電池不斷跟蹤自己的容量，無論是充電、放電還是存儲。電池容量以毫安小時 （mAh） 為單位報告，分辨率為 1mAh。實際容量以 mAh 和百分比（原始設計容量和電池上次充電時間）的形式報告。

電池電量計采用某些校正系數來調整電池溫度、充電速率、放電速率等的變化。智能電池儀表也往往具有自適應性，可以隨著電池老化及其化學特性和保持電荷的能力的變化而修改它們所做的調整。

因此，智能電池通常可以預測其容量在±1%以內（與使用“啞”電池的產品中發現的±20%的精度相比，這是一個主要優勢）。

智能電池還可以根據不斷變化的環境條件修改充電算法，從而延長電池的使用壽命：如果電池在非常冷或非常熱的情況下充電，可能會損壞電池。因此，智能電池將在電池溫暖時降低充電電流，以減少損壞的可能性，并在電池異常冷或異常熱時完全防止充電。

標準化通信和面向未來

智能電池通過向兼容的智能充電器請求自己的充電電壓和電流，最大限度地提高充電效率和安全性。這種方法確保電池只在需要時以最合適的電壓和電流充電。

“符合 SMBus（系統管理總線）和 SBDS（智能電池數據規范）”意味著智能電池符合 OEM 設備開發人員可以輕松訪問的開放標準。

SBS（智能電池系統）規范和隨附的 SMBus 規范最初由 Duracell 和 Intel 于 1994 年創建，涉及通過兩線通信總線傳輸電池信息。與 SBCS（智能電池充電器規范）和 SBSMC（智能電池系統管理器規范）一起，SBS 標準描述了智能電池、充電器和主機設備之間可以通信的所有信息。

由于其狀態、充電曲線等的持續通信，智能電源系統能夠為產品的電源提供未來保障：如果開發出更新的電池技術（例如，具有更高的存儲容量和不同的充電方式），這些新電池可以簡單地“更換”，而無需更換現場的充電器。現有的充電器將簡單地從電池接收不同的充電指令并相應地進行調整。

從長遠來看，這一簡單的事實往往使智能電源系統更加經濟，特別是在非常昂貴的醫療設備或電池壽命最長的情況下（例如，在麻醉工作站、呼吸機和遠程患者監護的情況下）。

易于集成

有趣的是，我們發現客戶傾向于認為他們需要做很多工作才能使電池在他們的系統中工作。

然而，現實情況是，德州儀器 （TI） 和凌力爾特 （Linear Technology） 等電子元件制造商已經為其智能充電器和電源管理 IC 提供了出色且高度可靠的高集成參考設計。這些參考設計使智能電池的集成變得非常容易。此外，各種通信協議的開放性使設備軟件工程師可以輕松查詢電池并提取有用的信息，例如剩余容量、空電運行時間、循環壽命等。

智能充電器

盡管相關成本增加較少，但智能電池和智能充電系統為許多便攜式設備提供了正確的選擇，在壽命、充電、安全性和面向未來方面具有明顯的優勢。

智能充電系統市場現在已經相當成熟。然而，設計人員經常忽視實現智能充電系統的選項。此外，設計人員可以從特定的智能電源技術中獲得的電池壽命和適應性水平一直在變化。因此，我們始終建議設計人員與可靠的第三方電池專家合作，以確保他們為其設備指定最合適的智能充電解決方案。