Гибридный источник питания ER + SPC от EVE для промышленных систем учета

25 октября 2023

Чтобы работа IoT-приборов учета была исправной и долговечной, важно подобрать правильный источник тока. Компания EVE предлагает решение в виде гибридного источника питания ER + SPC, состоящего из параллельно соединенных литий-тионилхлоридной батарейки и литий-ионного суперконденсатора. В качестве примера рассмотрена сборка ER26500 + SPC1520.

IoT – это новый тип интеллектуальных приборов учета, созданный на основе концепции развития интернета вещей, которая подразумевает обмен информацией между принимающими терминалами и связь прямо из места установки счетчика. При передаче данных часто используется беспроводной передающий модуль. Однако в силу особенностей мест расположения счетчиков часто нет возможности установить внешний источник питания. В таком случае для питания интеллектуальных счетчиков в устройстве может быть использована только встроенная батарейка, способная поддерживать работу устройства в режиме ожидания, приема команд, передачи данных и других режимов работы. Поэтому выбор подходящего источника тока для IoT-счетчика особенно важен.

Для беспроводной передачи данных IoT на малые расстояния в основном используются технологии ZigBee и SSM169MHz. На дальние расстояния – GPRS, NB-IoT, LoRa и другие. Из-за разницы в применяемых технологиях и дальности передачи данных энергопотребление модулей также различается, часто в диапазоне 100…2000 мА. Но, независимо от типа беспроводного IoT-счетчика, необходимо учитывать периодичность рабочих импульсов и время его работы без обслуживания (рисунок 1).

Рис. 1. Варианты применений продукции EVE для учета ресурсов

Компания EVE, являющаяся одним из крупнейших китайских производителей литиевых батареек и имеющая более чем 16-летний опыт их применения в промышленности, предлагает комплексные решения для интеллектуальных счетчиков электроэнергии, воды, газа и тепла. Продав более 1,7 млрд. ХИТ для интеллектуальных счетчиков по всему миру (рисунок 2), EVE продолжает повышать безопасность и надежность электропитания, увеличивать время использования и улучшать способность батареи выдерживать большие импульсы тока.

Рис. 2. Пример батареек, выпускаемых компанией EVE

Решение ER + SPC для гибридной энергетики

При измерениях и связи в интеллектуальном счетчике источник тока играет важную роль и должен отвечать определенным требованиям: работать в широком температурном диапазоне (-40…85°C) и при долговременной микротоковой нагрузке, выдерживать импульсы большого тока, иметь длительный срок службы (более 10 лет) и так далее. Литиевая батарейка, являющаяся одним из самых высокоэнергетических элементов питания, имеет широкий рабочий диапазон температур (-55…85°C), длительное время поддерживает стабильное напряжение, имеет низкую скорость саморазряда, большой срок хранения и эксплуатации, поэтому широко используется в интеллектуальных счетчиках. Однако из-за особенностей пассивации резкое увеличение потребляемого тока приводит к просадке напряжения, из-за чего снижается выходная импульсная мощность. Литиевая батарейка не может соответствовать требованиям непрерывной выдачи большого тока, а присущее ей явление пассивации не может быть полностью устранено.

Гибридный источник питания ER + SPC, состоящий из параллельно соединенных тионилхлоридной литиевой батарейки (ER) и литий-ионного суперконденсатора (SPC), не подвержен пассивации, просадка напряжения отсутствует, а импульсная выходная мощность значительно повышена. Безопасность подтверждается сертификатами UL1642, UN38.3, ATEX и другими, что свидетельствует о высокой безопасности и надежности такого решения. Гибридный источник питания ER + SPC – идеальное решение для питания модулей, которым необходим длительным срок службы и большие импульсы тока. Он широко используется в интеллектуальных счетчиках, умных городах, интеллектуальных системах безопасности и других областях IoT. 

Результаты испытаний

Комплексные решения EVE для интеллектуальных счетчиков включают в себя литиевую тионилхлоридную батарейку ER, литиевую диоксидмарганцевую батарейку CR, а также гибридную батарею ER + SPC. Среди перечисленного, независимо разработанное EVE решение ER + SPC объединяет преимущества ER-батарейки с длительным сроком службы и суперконденсатора (SPC), способного выдавать импульсы большого тока, что позволяет эффективно обеспечить более стабильную, точную и долговечную работу IoT-счетчиков. В качестве примера приведены результаты сборки ER26500 + SPC1520 (рисунок 3, таблица 1).

Рис. 3. Кривая разряда раствора ER26500 + SPC1520

Таблица 1. Данные по разряду решения ER26500 + SPC1520*

* – Данные, приведенные в таблице 1, получены из лаборатории EVE.

Если возникли вопросы или нужны уточнения об условиях использования, вы можете проконсультироваться с инженерами КОМПЭЛ.

Оригинал статьи

Перевел Д. В. Васильев по заказу АО КОМПЭЛ