Nordic Semiconductor bringt Battery Intelligence in IoT-Geräte
Fuel Gauge v2.0 verbindet State of Health, Power Management und die Überwachung wiederaufladbarer IoT-Produkte
Nordic Semiconductor erweitert sein Portfolio für energieeffiziente Wireless-IoT-Geräte um Fuel Gauge v2.0. Die Softwarelösung für die Power-Management-ICs nPM1300 und nPM1304 ergänzt die Bestimmung des Ladezustands um eine kontinuierliche Bewertung der Batteriealterung.
Die PMICs laden den Akku, erzeugen die benötigten Versorgungsspannungen und überwachen Spannung, Strom und Temperatur. Damit ergänzen sie Wireless-SoCs wie die nRF54- oder nRF91-Serie um das Energiemanagement für das gesamte Gerät. Der Algorithmus läuft auch auf Mikrocontrollern und Wireless-SoCs anderer Hersteller.
Von State of Charge zu State of Health
Der State of Charge zeigt, wie viel Energie aktuell verfügbar ist. Der State of Health ergänzt diese Information um den Alterungszustand und die verbleibende nutzbare Kapazität der Batterie. Fuel Gauge v2.0 verbindet beide Werte in einer adaptiven Berechnung.
Der hostbasierte Algorithmus vergleicht das ursprüngliche Batteriemodell kontinuierlich mit den im Feld erfassten Werten. Spannung, Strom, Temperatur und Ladezyklen fließen in die Bewertung ein. So können Kapazitätsverlust und langfristige Alterungstrends erkannt werden. Bei Geräten mit austauschbaren Akkupacks lässt sich der Zustand jedes Packs separat verfolgen.
Für kleine Wearables und vernetzte Asset Tracker
Die beiden unterstützten PMICs adressieren unterschiedliche Energie- und Größenklassen. Der nPM1300 bietet Ladeströme von 32 bis 800 mA. Er eignet sich unter anderem für wiederaufladbare Asset Tracker, Sport- und Gesundheitsgeräte sowie Wireless-IoT-Produkte mit umfangreicher Sensorik.
Der kompaktere nPM1304 unterstützt Ladeströme von 4 bis 100 mA und richtet sich an besonders kleine Geräte wie Smart Rings, Körpersensoren und Miniatur-Wearables.
Damit ist Fuel Gauge v2.0 sowohl für vernetzte Tracker als auch für kleine Ultra-Low-Power-Geräte relevant. Ultra-Low-Power-Systeme erreichen ihren niedrigen Energiebedarf durch ein optimiertes Zusammenspiel aus effizienten Komponenten, kurzen Aktivphasen und langen Ruhezeiten. Auch Asset Tracker mit GNSS oder Mobilfunk können auf diese Weise lange Batterielaufzeiten erzielen.
Batteriedaten werden zu Betriebsdaten
Battery Intelligence geht über eine präzisere Ladeanzeige hinaus. In einer Geräteflotte können State of Health, Ladezyklen und Temperaturverläufe genutzt werden, um ungewöhnlich schnelle Alterung früh zu erkennen, Batteriewechsel zu planen und Ladeparameter zu optimieren.
Das ist besonders für Asset Tracker, Connected-Health-Geräte, Wearables und mobile Sensoren relevant. Dort führen schwächer werdende Akkus zu kürzeren Laufzeiten, zusätzlichen Serviceeinsätzen oder Prozessunterbrechungen.
Fuel Gauging über den PMIC
Fuel Gauge v2.0 nutzt die Messfunktionen des nPM1300 beziehungsweise nPM1304. Ein zusätzlicher Fuel-Gauge-IC entfällt. Dadurch sinken Komponentenbedarf, Platzbedarf und Stücklistenkomplexität. Während des Sleep-Modus entsteht durch den Algorithmus kein zusätzlicher Energieverbrauch.
Die Batteriedaten lassen sich mit unterschiedlichen Cloud-Infrastrukturen auswerten. Über nRF Cloud powered by Memfault können State of Charge, State of Health und weitere Leistungswerte zentral zusammengeführt werden. Damit wird neben Konnektivität, Firmware und Geräteleistung auch der Zustand der Energieversorgung über die Produktlebensdauer sichtbar.
Verfügbarkeit
Nordic Fuel Gauge v2.0 ist über nPM PowerUP in nRF Connect for Desktop und mit nRF Connect SDK 3.4.0-rc2 verfügbar. Die Lösung wurde im März 2026 auf der Embedded World vorgestellt und ist nun für die Integration in wiederaufladbare IoT-Produkte freigegeben.