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

25 октября 2023

системы безопасноститерминалы продажавтомобильная электроникаучёт ресурсовуправление питаниемавтоматизацияответственные примененияинтернет вещейуниверсальное применениеEVE Energyстатьяисточники питанияпассивные ЭК и электромеханикабатарейное питаниеЛитиевые батарейкибатарейка для GPSбатарейка и суперконденсатор

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

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. 1. Внешний вид батареек производства компании EVE

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. 2. Кривая разряда раствора ER26500 + SPC1520

Рис. 3. Кривая разряда раствора ER26500 + SPC1520

Таблица 1. Данные по разряду решения ER26500 + SPC1520*

Температура Напряжение отключения 2,8 В
Количество импульсов Емкость разряда, А⋅ч
Комнатная 5969 7,375
Импульсный режим ER26500 + SPC1520: 300 мА, 1с + 75 мА, 54 с + пауза 5 мин. Потребляемый заряд в каждом цикле составил около 1,208 мА⋅ч.

* – 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

•••

Наши информационные каналы

О компании EVE Energy

EVE Energy – большой холдинг, являющийся компанией №1 в мире по производству химических источников тока. Компания была основана в 2001 г. и уже в 2009 г. вышла на IPO. Свое развитие холдинг EVE Energy начал с производства первичных батареек. Сейчас компания более известна как мировой лидер по производству перезаряжаемых батарей, в том числе для электромобилей, систем хранения энергии и различного промышленного и бытового применения. Сейчас компания EVE Energy имеет: 9 производственных ба ...читать далее

Товары
Наименование
ER14250/S (EVE)
 
ER14250/2PT (EVE)
 
ER26500/P (EVE)
 
ER26500/S (EVE)
 
ER34615/S (EVE)
 
ER34615/P (EVE)
 
CR2032 (EVE)
 
CR123A/S (EVE)
 
SPC1520 (EVE)
 

SPC1520 (FANSO)
SPC1534A (EVE)