पृष्ठभूमि और चुनौतियाँ

बैटरियों के साथ मुख्य चुनौतियों में से एक यह है कि वे उपयोगकर्ताओं के साथ सीधे संवाद करने में असमर्थ हैं। बैटरी की भौतिक विशेषताओं, जैसे कि वजन, रंग या आकार से बैटरी की चार्ज की स्थिति (SoC) या स्वास्थ्य की स्थिति (SoH) का पता लगाना संभव नहीं है। बाजार में कई अलग-अलग प्रकार की "स्मार्ट" बैटरियाँ हैं, जिनकी जटिलता और लागत अलग-अलग होती है। सबसे बुनियादी स्मार्ट बैटरियों में केवल एक चिप शामिल हो सकती है जो चार्जर को उचित चार्जिंग एल्गोरिदम के लिए कॉन्फ़िगर करती है।

तो फिर, ऐसी कौन सी बैटरी है जिसे "स्मार्ट" के रूप में परिभाषित किया जा सकता है? "स्मार्ट बैटरी" की परिभाषा पर संगठनों और निर्माताओं के बीच कोई आम सहमति नहीं है। SBS फ़ोरम के अनुसार, एक स्मार्ट बैटरी को SoC रीडिंग प्रदान करने में सक्षम होना चाहिए। आज, निर्माता सिंगल-वायर सिस्टम, टू-वायर सॉल्यूशन और सिस्टम मैनेजमेंट बस (SMBus) विकल्पों सहित कई प्रकार की चिप्स प्रदान करते हैं।

सिंगल-वायर सिस्टम, पॉजिटिव और नेगेटिव बैटरी टर्मिनल के साथ मिलकर, एक ही तार के ज़रिए डेटा संचार की सुविधा प्रदान करता है। इसके अतिरिक्त, सिंगल डेटा वायर में क्लॉक की जानकारी होती है। सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, कई निर्माता तापमान संवेदन के लिए एक अतिरिक्त तार शामिल करते हैं। सिस्टम बैटरी कोड को संग्रहीत करता है और तापमान, वोल्टेज, करंट और स्टेट ऑफ़ चार्ज (SoC) जैसे प्रमुख प्रदर्शन संकेतकों को ट्रैक करता है। सिंगल-वायर सिस्टम को इसकी कम लागत के कारण हाई-एंड टू-वे रेडियो, कैमकोर्डर और पोर्टेबल डिवाइस में व्यापक रूप से अपनाया जाता है। हालाँकि, इन प्रणालियों में अक्सर एक मानकीकृत फॉर्म फैक्टर की कमी होती है और वे यूनिफ़ॉर्म स्टेट ऑफ़ हेल्थ (SoH) माप का समर्थन नहीं करते हैं, जो सार्वभौमिक चार्जर संगतता के लिए चुनौतियाँ प्रस्तुत करता है।

SMBus वर्तमान में बाजार में उपलब्ध सबसे व्यापक संचार प्रणाली है। यह इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग द्वारा एकीकृत प्रोटोकॉल और डेटा सेट स्थापित करने के लिए किए गए ठोस प्रयास का परिणाम है। ड्यूरासेल/इंटेल एसबीएस, जिसे 1993 में मानकीकृत किया गया था, में डेटा और क्लॉक सिग्नल के लिए अलग-अलग लाइनों के साथ दो-तार इंटरफ़ेस की सुविधा है। यह प्रणाली चार्ज की स्थिति (SoC) और स्वास्थ्य की स्थिति (SoH) के मानकीकृत माप को सक्षम बनाती है। SMBus बैटरी का प्राथमिक उद्देश्य चार्जर से बैटरी में चार्ज नियंत्रण स्थानांतरित करना है। एक सच्चे SMBus सेटअप में, बैटरी मास्टर डिवाइस के रूप में कार्य करती है, जबकि चार्जर एक स्लेव के रूप में कार्य करता है जिसे बैटरी के आदेशों का पालन करना चाहिए।

"स्मार्ट" बैटरी में कई उल्लेखनीय कमियाँ हैं, खास तौर पर लागत के मामले में। एक SMBus बैटरी की कीमत आमतौर पर उसके "डंब" समकक्ष से लगभग 25% अधिक होती है। इसके अलावा, एक स्मार्ट बैटरी को शामिल करने से चार्जर डिज़ाइन में जटिलता बढ़ जाती है, क्योंकि स्मार्ट बैटरी के लिए अधिकांश चार्जर हाइब्रिड होते हैं और गैर-स्मार्ट बैटरी को भी समायोजित कर सकते हैं। SMBus बैटरी के साथ एक और संभावित समस्या गैर-अनुपालन की संभावना है। अधिक सख्ती से विनियमित मानकों के विपरीत, SMBus प्रोटोकॉल कुछ भिन्नताओं की अनुमति देता है, जिसके परिणामस्वरूप मौजूदा चार्जर के साथ संगतता संबंधी समस्याएँ हो सकती हैं। इसलिए उपयोग से पहले SMBus बैटरी की संगतता को सत्यापित करना आवश्यक है।

समाधान

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