Contexte et défis

L'un des principaux défis des batteries est leur incapacité à communiquer directement avec les utilisateurs. Il n'est pas possible de déterminer l'état de charge (SoC) ou l'état de santé (SoH) de la batterie à partir de ses attributs physiques, tels que le poids, la couleur ou la taille. Il existe sur le marché un certain nombre de types différents de batteries « intelligentes », avec des degrés de complexité et de coût variables. Les batteries intelligentes les plus basiques peuvent n'inclure qu'une puce qui configure le chargeur pour l'algorithme de charge approprié.

Qu'est-ce qui constitue alors une batterie pouvant être définie comme « intelligente » ? Il n'existe pas de consensus entre les organisations et les fabricants sur la définition d'une « batterie intelligente ». Selon le forum SBS, une batterie intelligente doit être capable de fournir des relevés SoC. Aujourd'hui, les fabricants proposent une gamme de puces, notamment des systèmes à un seul fil, des solutions à deux fils et des options de bus de gestion du système (SMBus).

Le système à fil unique facilite la communication des données via un seul fil, en conjonction avec les bornes positives et négatives de la batterie. De plus, le fil de données unique transporte les informations d'horloge. Pour garantir la sécurité, de nombreux fabricants incluent un fil supplémentaire pour la détection de température. Le système stocke le code de la batterie et suit les indicateurs de performance clés tels que la température, la tension, le courant et l'état de charge (SoC). Le système à fil unique est largement adopté dans les radios bidirectionnelles, les caméscopes et les appareils portables haut de gamme en raison de son faible coût. Cependant, ces systèmes manquent souvent d'un facteur de forme standardisé et ne prennent pas en charge les mesures uniformes de l'état de santé (SoH), ce qui présente des défis pour la compatibilité universelle des chargeurs.

Le SMBus est le système de communication le plus complet actuellement disponible sur le marché. Il est le résultat d'un effort concerté de l'industrie électronique pour établir un protocole et un ensemble de données unifiés. Le SBS Duracell/Intel, normalisé en 1993, dispose d'une interface à deux fils avec des lignes distinctes pour les signaux de données et d'horloge. Ce système permet la mesure standardisée de l'état de charge (SoC) et de l'état de santé (SoH). L'objectif principal de la batterie SMBus est de transférer le contrôle de charge du chargeur à la batterie elle-même. Dans une véritable configuration SMBus, la batterie sert de dispositif maître, tandis que le chargeur fonctionne comme un esclave qui doit adhérer aux commandes de la batterie.

La batterie « intelligente » présente plusieurs inconvénients notables, notamment en termes de coût. Une batterie SMBus coûte généralement environ 25 % de plus que son équivalent « stupide ». De plus, l’inclusion d’une batterie intelligente ajoute de la complexité à la conception du chargeur, car la plupart des chargeurs pour batteries intelligentes sont hybrides et peuvent également accueillir des batteries non intelligentes. Un autre problème potentiel de la batterie SMBus est la possibilité de non-conformité. Contrairement aux normes plus strictement réglementées, le protocole SMBus autorise certaines variations, ce qui peut entraîner des problèmes de compatibilité avec les chargeurs existants. Il est donc essentiel de vérifier la compatibilité d’une batterie SMBus avant de l’utiliser.

Solution

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