Système de batterie intelligent (SMBus)

Comment fonctionne une batterie intelligente ?

Contexte et défis

La batterie présente le problème inhérent de ne pas pouvoir communiquer avec l’utilisateur. Ni le poids, ni la couleur, ni la taille ne fournissent d'indication sur l'état de charge (SoC) et l'état de santé (SoH) de la batterie.
 
Il existe plusieurs types de batteries « intelligentes », chacune présentant différents degrés de complexité et de coût. La batterie « intelligente » la plus basique peut contenir uniquement une puce chargée de configurer le chargeur selon l’algorithme de charge correct.
 
La définition d'une batterie « intelligente » reste un sujet d'interprétations différentes selon les organisations et les fabricants. Selon le forum SBS, une batterie « intelligente » doit être capable de fournir des indications sur l'état de charge (SoC). Actuellement, cette technologie est produite par plusieurs fabricants, utilisant des systèmes allant du système monofilaire au système bifilaire et au bus de gestion système (SMBus).
 
Le système monofilaire permet la communication de données via un seul fil. Cette batterie utilise trois fils, y compris les bornes positives et négatives de la batterie, en plus d'une borne de données qui sert également de fournisseur d'informations sur l'horloge.
 
Pour des raisons de sécurité, de nombreux fabricants de batteries incluent un fil dédié à la détection de la température. Le système monofilaire stocke le code de la batterie et surveille diverses mesures de la batterie telles que la température, la tension, le courant et l'état de charge (SoC).

En raison de sa rentabilité, le système monofilaire a été accepté sur le marché des radios bidirectionnelles haut de gamme, des caméscopes et des appareils informatiques portables. Cependant, l'absence d'un facteur de forme standardisé dans la plupart des systèmes monofilaires et l'incapacité d'effectuer des mesures uniformes de leur état de santé (SoH) présentent des défis pour un concept de chargeur universel.
 
SMBus se distingue comme le plus complet de tous les systèmes, représentant un effort de collaboration important au sein de l'industrie électronique pour établir un protocole de communication et un ensemble de données unifiés. Le SBS Duracell/Intel actuellement utilisé a été standardisé en 1993.
 
Il fonctionne comme un système d'interface à deux fils avec des lignes séparées pour les données et l'horloge. Cette configuration est propice aux mesures standardisées de l’état de charge et de l’état de santé.
 
Le but de la batterie SMBus est de transférer le contrôle de charge du chargeur à la batterie. Dans un véritable système SMBus, la batterie est le maître et le chargeur est l'esclave qui doit suivre les instructions de la batterie.
 
La batterie « intelligente » présente certains inconvénients, dont son coût plus élevé. Une batterie SMBus est environ 25 % plus chère que son homologue « stupide ». Cela ajoute également de la complexité aux chargeurs, car la plupart des chargeurs conçus pour les batteries intelligentes sont hybrides et également compatibles avec les batteries non intelligentes.
 
Un autre défi de la batterie SMBus est la non-conformité. Contrairement à d'autres normes étroitement réglementées, le protocole SMBus autorise certaines variations. Cette flexibilité peut entraîner des problèmes de compatibilité avec les chargeurs existants, soulignant la nécessité de tester la compatibilité de la batterie SMBus avant utilisation.

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