マイクロソフト、テスラ、コロンビア大学、マサチューセッツ大学のエンジニアらが協力し、高速充電、長寿命、曲げられる能力といった要求を満たす、理論上は消費者向けバッテリー技術の革命とも言えるものを開発している。
「ソフトウェア定義バッテリー」システムにより、異なる化学組成を持つ複数のバッテリーを同一のシステムに統合することが可能になります。このバッテリー統合計画により、急速充電と、様々なタスクへの適応による長時間動作が可能になります。
学習したユーザー行動に基づいて、エネルギー消費率を予測することもできます。
研究チームによれば、これらの構成により、長距離飛行中にノートパソコンが持続することや、スターターモーターやカメラのフラッシュなどの用途で急激な電力供給を行うことなど、単一のタイプでは一般的なユーザー要件をすべて満たすことができないという、ブラックボックスバッテリーの現在のトレードオフを克服できるという。
研究者らによると、ウェアラブル機器で使用するための曲げられるバッテリーの提供も、この新しい異種システムを使用することで可能になるという。
彼らは、時計のストラップに折り曲げられる電池を内蔵し、メインのリチウムイオン電池の寿命を補い「大幅に改善」するプロトタイプを開発した。
「ソフトウェア定義バッテリー」 (PDF)と題された論文の中で、チームはこのシステムはハードウェアとソフトウェアの要素から成り、前者は「スマート スイッチング回路」によって各バッテリーを流れる電力を細かく制御し、後者は単一の充放電期間とバッテリー寿命を延ばすアルゴリズム、ポリシー、API を実行するオペレーティング システムの要素であると記しています。
開発中のバッテリー化学組成はますます多様化しており、それぞれが性能面で異なるメリットをもたらします。単一のバッテリー化学組成を使用するのではなく、複数の異種バッテリーを組み合わせることで、モバイルシステムはそれらの機能を動的に切り替え、魅力的なトレードオフを提供できると考えています。...
現在の設計では、OS と電源管理集積回路間のやり取りは、バッテリーの残量、端子電圧、サイクル数などの問い合わせ操作に限定されています。SDB システムでは、OS に豊富なソフトウェア API を公開し、各バッテリーから取り出す、または各バッテリーに供給する充電量を動的に変更することで、ハードウェア サブモジュールの動作を細かく制御できるようにすることを提案しています。
ハードウェアは、頭脳がソフトウェア側に集約されているため低コストです。脳は、各バッテリーからどれだけの電力を引き出すか、充電方法をどのようにするかといった、ユーザーの習慣に基づいた重要な決定を下します。
将来のワークロードに合わせてパフォーマンスも調整します。
「例えば、将来的に高電力の作業負荷が予想される場合、そのような作業負荷を効率的に処理できるバッテリーの充電を節約する価値があるかもしれない」と研究者らは述べている。
オタクたちは現在、アップルのSiri、マイクロソフトのCortana、グーグルのNowといったデジタルパーソナルアシスタントとシステムを結びつけている。これらのプログラムはすでにユーザーの行動を理解しているからだ。
「たとえば、ユーザーのプロファイルから、ユーザーが夜にビデオゲームをプレイすることがわかった場合、そのワークロード用に高電力密度のバッテリーを保存できます。」
この技術は、スマートグラス、ドローン、自動運転車などの将来の技術にも活用される予定です。
主電源に電力を供給するためにノートパソコンの底部に取り付けられた補助バッテリーであるパワースライスに依存しているユーザーは、システムの効率向上によりエネルギー容量が 22 パーセント増加することになります。
チームには、マイクロソフトから7名が参加しています。アニルド・バダム氏、ランヴィール・チャンドラ氏、ジョン・ドゥトラ氏、スティーブ・ホッジス氏、ジュリア・マイナーシャゲン氏、トーマス・モシブロダ氏、そしてボーディ・プリヤンタ氏です。さらに、テスラのアンソニー・フェレーゼ氏、マサチューセッツ大学のパン・フー氏、コロンビア大学のエヴァンジェリア・スキアーニ氏も参加しています。
エンジニアは、この論文を追うことで、完全な技術的詳細に対する欲求を満たすことができます。®
