Группа исследователей из Microsoft, Tesla и ряда университетов предлагает объединять батареи нескольких типов в комплекс, работающий под контролем операционной системы.

Проведенные разработчиками испытания показали, что при использовании комбинации батарей разных видов можно увеличить время работы носимого устройства примерно на час. А если снабдить такой батареей ультрабук, увеличение достигает 22%.

Речь не идет о фундаментальном усовершенствовании технологии аккумуляторов; улучшения, обеспечиваемые с помощью «программно-конфигурируемых батарей» (Software Defined Battery, SDB), как их называют исследователи, сильно зависят от сценария применения и типов самих батарей.

Идея SDB описана авторами в докладе, подготовленном для симпозиума ACM.

Батареи ноутбуков, смартфонов, планшетов и т. п. это как «топливный бак» для хранения электричества, которое постепенно расходуется, питая устройство. Но как напоминают докладчики, батареи бывают разных типов — с разным составом электролита и различными характеристиками зарядки и разрядки. И идеальных батарей нет: аккумулятор большой емкости может заряжаться часами, а у быстрозаряжаемого емкость может быть недостаточной. Но если для разных видов потребительской техники разрабатывают специализированные комплекты датчиков и контроллеры, то почему бы не пользоваться и спецбатареями?

Умные батареи специального назначения

Это и предлагают изобретатели SDB. «Приведем в пример комплект ограниченного объема, половину которого занимает быстрозаряжаемая батарея, а другую — батарея высокой плотности, — говорится в докладе. — Это позволило бы достичь следующего компромисса: возможность очень быстро получить около 50% заряда, потеряв при этом лишь небольшую часть запаса энергии».

В докладе отмечается, что нужен будет какой-то способ «общения» питаемой системы с батареей. Сегодня обычно эта связь ограниченная: специальный контроллер подзаряжает батарею согласно заложенной в него программе, а система периодически просто запрашивает сведения о состоянии батареи. В докладе предлагается, чтобы Windows или иная ОС взаимодействовала с зарядником и управляла им, оптимизируя общее время работы системы от батареи.

Но это будет непросто. В пример в докладе приводят сценарий, когда выясняется, что в ближайшее время вам предстоит пятичасовой авиаперелет. Узнай вы об этом заранее, то заряжали бы ноутбук в течение ночи, чтобы его хватило часов на восемь. Но вам нужно выходить уже через 20 минут и, возможно, у вас будет еще несколько минут в аэропорту, чтобы отдышаться. В таких ситуациях нужно зарядить ноутбук как можно быстрее, чтобы можно было поработать в полете.

Если бы календарь вашего ПК или Cortana были в курсе ситуации, то активировали бы в этом случае быстрозаряжаемую часть батареи. Если отдать контроль над зарядкой Windows (Google Now, Mac OS X), система могла бы быстро выбирать нужный режим оптимизации — ваше устройство обучилось бы своевременно подзаряжаться так же, как оно обучается узнавать вас по голосу и предугадывать ваши действия согласно режиму дня.

Экспериментируя с носимыми устройствами, в Microsoft скомбинировали гибкую батарею с большой потерей емкости при высокой нагрузке, разместив ее в ремешке, с обладающей более высоким КПД ионно-литиевой, которая находится внутри корпуса гаджета. «Осознав», что пользователь сидит за своим рабочим столом, носимое устройство переключилось в экономный режим, начав расходовать энергию из гибкой батареи. Но как только пользователь отправился на пробежку, в течение которой нужен контроль дистанции и частоты сердечных сокращений, была автоматически задействована ионно-литиевая батарея.

В заключение авторы пишут, что для SDB не понадобится более дорогой контроллер со сложной логикой, и что такие батареи могут быть полезными в широком круге систем, в том числе в беспилотных летательных аппаратах, в умных очках и электромобилях. На следующем этапе исследователи собираются провести испытания новой технологии совместно с умными помощниками вроде Cortana и Google Now, чтобы выяснить, можно ли с их помощью эффективно управлять программно-конфигурируемыми батареями.