Sistema de bateria inteligente (SMBus)

Como funciona uma bateria inteligente?

Antecedentes e Desafios

A bateria tem o problema inerente de não conseguir se comunicar com o usuário. Nem o peso, a cor nem o tamanho fornecem qualquer indicação do estado de carga (SoC) e do estado de saúde (SoH) da bateria.
 
Existem vários tipos de baterias “inteligentes”, cada uma com diferentes graus de complexidade e custo. A bateria “inteligente” mais básica pode conter apenas um chip responsável por configurar o carregador para o algoritmo de carregamento correto.
 
A definição de uma bateria “inteligente” continua a ser objeto de diferentes interpretações entre organizações e fabricantes. De acordo com o fórum SBS, uma bateria ‘inteligente’ deve ser capaz de fornecer indicações de estado de carga (SoC). Atualmente, essa tecnologia está sendo produzida por diversos fabricantes, utilizando sistemas que vão desde o sistema monofio até o sistema bifilar e o System Management Bus (SMBus).
 
O sistema de fio único permite a comunicação de dados através de um único fio. Esta bateria emprega três fios, incluindo os terminais positivo e negativo da bateria, além de um terminal de dados que funciona como provedor de informações do relógio.
 
Por razões de segurança, muitos fabricantes de baterias incluem um fio dedicado para detecção de temperatura. O sistema de fio único armazena o código da bateria e monitora várias métricas da bateria, como temperatura, tensão, corrente e estado de carga (SoC).

Devido à sua relação custo-benefício, o sistema de fio único ganhou aceitação no mercado de rádios bidirecionais de última geração, filmadoras e dispositivos de computação portáteis. No entanto, a falta de um formato padronizado na maioria dos sistemas de fio único e a incapacidade de realizar medições uniformes do seu estado de saúde (SoH) apresentam desafios para um conceito de carregador universal.
 
SMBus se destaca como o mais abrangente de todos os sistemas, representando um esforço colaborativo significativo dentro da indústria eletrônica para estabelecer um protocolo de comunicações unificado e um conjunto de dados. O Duracell/Intel SBS atualmente em uso foi padronizado em 1993.
 
Ele opera como um sistema de interface de dois fios com linhas separadas para dados e relógio. Esta configuração conduz a medições padronizadas do estado de carga e do estado de saúde.
 
O objetivo da bateria SMBus é transferir o controle de carga do carregador para a bateria. Num verdadeiro sistema SMBus, a bateria é o mestre e o carregador é o escravo que deve seguir as instruções da bateria.
 
A bateria “inteligente” tem certas desvantagens, uma das quais é o seu custo mais elevado. Uma bateria SMBus é cerca de 25% mais cara do que sua contraparte “burra”. Também acrescenta complexidade aos carregadores, uma vez que a maioria dos carregadores concebidos para baterias inteligentes são híbridos e também compatíveis com baterias não inteligentes.
 
Outro desafio da bateria SMBus é a não conformidade. Ao contrário de outros padrões rigorosamente regulamentados, o protocolo SMBus permite certas variações. Essa flexibilidade pode levar a problemas de compatibilidade com carregadores existentes, enfatizando a necessidade de testar a compatibilidade da bateria SMBus antes do uso.

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