Kombiakkus lassen Gadget länger laufen

Forscher bei Microsoft haben gezeigt, dass sich Batterien mittels Software aktiv managen und damit leistungsstärker machen lassen.

Wenn sich ein neuer Ansatz der Batterieherstellung, den Wissenschaftler bei Microsoft entwickelt haben, durchsetzt, könnten Mobilgeräte wie Tablets und Smartphones in absehbarer Zeit wesentlich länger durchhalten – und auch schneller aufgeladen werden.

Ein Geräteakku hat heute stets eine genau festgelegte Batteriechemie, die seine Kapazität definiert und für die Lade- und Entladeeffizienz verantwortlich ist. Die Microsoft-Forscher um Ranveer Chandra schlagen nun vor, einen großen Akku in mehrere kleine zu zerlegen, die jeweils einen anderen internen Aufbau haben.

Eine Steuersoftware könnte dann wählen, wie stark die verschiedenen Akkus geladen oder entladen werden sollten – basierend auf den in nächster Zeit anstehenden Anforderungen. Dazu soll die Software bei einem Smartphone-Nutzer beispielsweise den typischen Tagesablauf erfassen. "Das kann den Akku intelligenter und konfigurierbar machen", sagt Chandra.

Beispielsweise könnte das Telefon eine (Teil-)Batterie haben, die effizient viel Leistung bereitstellt, wenn man morgens in der U-Bahn anspruchsvolle 3D-Spiele zockt. Akku Nummer zwei könnte vor allem auf hohe Kapazität ausgerichtet sein, um eine lange Nutzungsdauer beim Telefonieren und Surfen über den Tag zu ermöglichen.

Chandra zufolge könnte eine solche Software-definierte Batterie auch in Elektroautos oder Drohnen nützlich sein. Ein Auto könnte beispielsweise anhand des Navigationsziels entscheiden, wie es verschiedene Akkus mit unterschiedlichen Eigenschaften verwendet. Ist bekannt, ob eine Route viele Steigungen hat oder ein Stau droht, kann sich das Energiemanagement anpassen.

Die Microsoft-Forscher haben ihre Idee bereits getestet, indem sie vorhandene Mobilgeräte wie Smartphones und Tablets entsprechend umbauten. Sie veränderten die Software und bauten eine neue Platine ein, die vier verschiedene (zunächst externe) Akkus verwalten kann.

Ein weiterer Test sollte bestimmen, wie stark eine Smartwatch davon profitiert, wenn sie eine flexible Batterie im Armband und einen regulären Akku im Gehäuse hat. Akkus aus dehnbaren Materialien sind nicht sehr effizient in der schnellen Strombereitstellung. Daher programmierten die Forscher ihre Software so, dass sie die Arbeit der zwei Akkus während eines simulierten Aktivitätstages vorsichtig austarierte – sei es nun beim Abruf von Benachrichtigungen oder beim Fitnessmonitoring. In dem Versuch wurde die Batterielaufzeit um immerhin mehr als eine Stunde erhöht.

Das grundlegende Konzept einer Software-definierten Batterie verfolgt Microsoft schon seit 2012. Sie soll die Laufzeit mobiler Geräte drastisch erhöhen. Obwohl die Technik aktuell ein reines Forschungsvorhaben ist, arbeiten Chandra und seine Kollegen auch mit Microsoft-Projektgruppen wie Hololens oder Surface zusammen, die an echten Produkten werkeln.

Christine Ho, Chefin von Imprint Energy, einer Firma, die an flexiblen Akkus arbeitet, glaubt, dass die Idee in der Industrie gut ankommt. Allerdings sei der Einbau mehrerer Batterien und Zusatzkomponenten samt Software nicht unbedingt billig. "Für High-End-Geräte ist das vielleicht sinnvoll, aber nicht bei allen Geräten ist es möglich." Viele Wearables müssten billig sein und hätten in ihren Gehäusen zu wenig Platz. (bsc)