Theo một diễn giả tại hội nghị chuyên đề về pin, “Trí tuệ nhân tạo thuần hóa pin, vốn là một loài động vật hoang dã”.Rất khó để nhận thấy những thay đổi của pin khi nó được sử dụng;dù đã sạc đầy hay hết pin, mới hay cũ và cần thay thế, nó vẫn luôn giống nhau.Ngược lại, lốp ô tô sẽ biến dạng khi sắp hết hơi và sẽ báo hiệu hết tuổi thọ khi mặt lốp bị mòn.

Ba vấn đề tóm tắt những nhược điểm của pin: [1] người dùng không chắc pin còn bao nhiêu thời lượng;[2] máy chủ không chắc chắn liệu pin có đáp ứng được yêu cầu về năng lượng hay không;và [3] bộ sạc cần được tùy chỉnh cho phù hợp với từng kích cỡ và thành phần hóa học của pin.Pin “thông minh” hứa hẹn sẽ giải quyết được một số nhược điểm này, nhưng giải pháp thì rất phức tạp.

Người sử dụng pin thường nghĩ bộ pin như một hệ thống lưu trữ năng lượng phân phối nhiên liệu lỏng giống như bình xăng.Vì mục đích đơn giản, có thể xem pin như vậy, nhưng việc định lượng năng lượng được lưu trữ trong một thiết bị điện hóa thì khó khăn hơn nhiều.

Vì có bảng mạch in điều khiển hiệu suất của pin lithium nên lithium được coi là pin thông minh.Tuy nhiên, pin axit chì kín tiêu chuẩn không có bất kỳ bảng điều khiển nào để tối ưu hóa hiệu suất của nó.

Pin thông minh là gì?

Bất kỳ loại pin nào có hệ thống quản lý pin tích hợp đều được coi là thông minh.Nó thường được sử dụng trong các thiết bị thông minh, bao gồm cả máy tính và thiết bị điện tử cầm tay.Pin thông minh chứa một mạch điện tử bên trong và các cảm biến có thể theo dõi các đặc điểm như sức khỏe của người dùng cũng như mức điện áp và dòng điện rồi chuyển các kết quả đó đến thiết bị.

Pin thông minh có khả năng nhận biết các thông số về trạng thái sạc và tình trạng sức khỏe của chính chúng mà thiết bị có thể truy cập thông qua các kết nối dữ liệu chuyên dụng.Pin thông minh, trái ngược với pin không thông minh, có thể truyền đạt tất cả thông tin thích hợp đến thiết bị và người dùng, cho phép đưa ra quyết định sáng suốt phù hợp.Mặt khác, pin không thông minh không có cách nào thông báo cho thiết bị hoặc người dùng về trạng thái của nó, điều này có thể dẫn đến hoạt động không thể đoán trước.Ví dụ: pin có thể cảnh báo người dùng khi cần sạc hoặc khi pin sắp hết tuổi thọ hoặc bị hỏng dưới bất kỳ hình thức nào để có thể mua pin thay thế.Nó cũng có thể cảnh báo người dùng khi cần thay thế.Bằng cách này, có thể tránh được rất nhiều tình huống khó lường do các thiết bị cũ gây ra—có thể gặp trục trặc ở những thời điểm quan trọng—có thể tránh được.

Thông số pin thông minh

Để cải thiện hiệu suất, độ an toàn và hiệu quả của sản phẩm, pin, bộ sạc thông minh và thiết bị chủ đều giao tiếp với nhau.Ví dụ: pin thông minh chỉ cần được sạc khi cần thiết thay vì được lắp đặt trên hệ thống máy chủ để sử dụng năng lượng liên tục và nhất quán.Pin thông minh liên tục theo dõi dung lượng của chúng khi sạc, xả hoặc lưu trữ.Để phát hiện những thay đổi về nhiệt độ pin, tốc độ sạc, tốc độ xả, v.v., máy đo pin sử dụng các yếu tố cụ thể.Pin thông minh thường có đặc tính tự cân bằng và thích ứng.Hiệu suất của pin sẽ bị tổn hại khi lưu trữ sạc đầy.Để bảo vệ pin, pin thông minh có thể tiêu hao điện áp lưu trữ khi cần thiết và kích hoạt chức năng lưu trữ thông minh khi cần thiết.

Với sự ra đời của pin thông minh, người dùng, thiết bị và pin đều có thể giao tiếp với nhau.Các nhà sản xuất và tổ chức quản lý có sự khác nhau về mức độ “thông minh” của pin.Pin thông minh cơ bản nhất có thể chỉ bao gồm một con chip hướng dẫn bộ sạc pin sử dụng thuật toán sạc thích hợp.Tuy nhiên, Diễn đàn Hệ thống Pin Thông minh (SBS) sẽ không coi đây là pin thông minh do nhu cầu về các chỉ dẫn tiên tiến, rất cần thiết cho các thiết bị y tế, quân sự và máy tính, những nơi không thể có sai sót.

Trí thông minh của hệ thống phải được chứa bên trong bộ pin do an toàn là một trong những mối quan tâm hàng đầu.Con chip kiểm soát việc sạc pin được thực hiện bởi pin SBS và tương tác với nó theo một vòng khép kín.Pin hóa học gửi tín hiệu tương tự đến bộ sạc để hướng dẫn nó ngừng sạc khi pin đầy.Thêm vào đó là cảm biến nhiệt độ.Nhiều nhà sản xuất pin thông minh ngày nay cung cấp công nghệ đo nhiên liệu được gọi là Bus quản lý hệ thống (SMBus), tích hợp công nghệ chip mạch tích hợp (IC) trong hệ thống một dây hoặc hai dây.

Dallas Semiconductor Inc. đã công bố 1-Wire, một hệ thống đo lường sử dụng một dây duy nhất để liên lạc tốc độ thấp.Dữ liệu và đồng hồ được kết hợp và gửi trên cùng một đường dây.Ở đầu nhận, mã Manchester, còn được gọi là mã pha, sẽ phân chia dữ liệu.Mã và dữ liệu về pin, chẳng hạn như chi tiết về điện áp, dòng điện, nhiệt độ và SoC, được lưu trữ và theo dõi bởi 1-Wire.Trên phần lớn các loại pin, một dây cảm biến nhiệt độ riêng biệt được chạy vì mục đích bảo mật.Hệ thống bao gồm một bộ sạc và giao thức riêng.Trong hệ thống dây đơn Benchmarq, việc đánh giá trạng thái sức khỏe (SoH) bắt buộc phải “kết hợp” thiết bị chủ với pin được phân bổ.

1-Wire đang hấp dẫn các hệ thống lưu trữ năng lượng có chi phí hạn chế như pin máy quét mã vạch, pin radio hai chiều và pin quân sự vì chi phí phần cứng thấp.