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物联网设备的电池选择

2016-3-2 16:46:48 3926 电池超级电容器物联网继电器

0 [tr]物联网（IOT）依靠自主使用，继电器对环境条件变化的数据的远程无线连接的传感器，难以到达的地点。因此，物联网的传感器节点需要能够多年来提供自己的力量。 [tr]虽然物联网传感器节点可以收集提供电力能源的使用，可用的能量的量很小，往往是不可靠的。传感器节点通常需要某种方式储存能量暂时使它准备阅读时必须采取或信息无线发送。选择之一是提供一种小型可充电电池或储能电容器。然而，这些存储机制有其自身的缺点，限制了其应用：可充电电池磨损后几百次充放电循环，需要更换，和超级电容器不仅会改变它们的特性，随着时间的推移而将自放电迅速。自放电可多达每天百分之20，造成很大的能量浪费的转换。 [tr]为了保证供电的物联网产品的使用寿命，原电池可能需要虽然也可以辅以组合的能量收集和存储子系统。通过收集，可以在原电池耗尽，需要更换或节点本身设置延长传感器节点的使用寿命。 [tr]一个传感器节点往往遵循一个模式通过该节点的活动主要局限于短时间的功耗分布，通常把传感器的读数，如果读数是在预期范围内，在无线链路上发送警报。在其他的时候，大部分的电子将在低功耗的睡眠模式。因此，电力消费将表现为一系列脉冲，也许不同高度和持续时间取决于电路的活跃在任何一个时间。 [tr]电池化学是基于系统的物联网的主要动力来源的一个主要考虑因素，因为这将强烈的使用和整体电路的设计模式的互动。一些化学物质提供长期的能源存储但需求的大峰的不利影响，但这个问题可以通过超级电容器的使用提供的原电池和电路的要求之间的一个缓冲。其他化学物质可以提供能量的突然爆发帮助驱动长距离射频传输，但不提供这样一个很长的存储寿命，从而限制了传感器节点的使用寿命。放电电压也是一个重要的考虑因素–要低于额定电压，这是由电路设计处理。 [tr]例如，一个细胞可以表现出额定输出的1.5 V和0.9 V时，跌破几乎完全放电。如果电路不能工作在1 V，电池就将无法提供其最大额定能量为最终水库不能使用。对于大多数化学衰减通常更快速向放电曲线，百分之90的能量可能会有效地提取结束。然而，重要的是要检查放电曲线作为锂电池通常持有一个更高的电压比碱性。使用电池具有较高的电压对其生命的终结或假设10到百分之20的容量可能浪费可能在使用升压转换器可以提取几乎所有可用的能源效率损失明智的权衡。 [tr]原电池的化学性质分为两大类，基于锂和基于锌，虽然子类内可以有相当不同的性质。有三种主要类型的锌化学在生产的今天。锌空气电池一般会被排除，虽然有好的能量密度几乎1.7 MJ/kg，因其自放电率高。通常情况下，细胞是只有几个月的好。作为一个结果，碱性电池结合的锰和锌粉提供了一个更具吸引力的选择。碱性电池技术已经在低占空比的应用具有相似特性的物联网传感器节点如烟雾探测器的广泛使用。一个单细胞的标称电压是1.5伏，低于0.9 V时，接近完全放电。 [tr] [tr] [tr]图1：恒载条件下Energizer EN91 碱性电池的放电特性 [tr] [tr][tr]一种替代碱性是老碳锌技术。然而，这提供了性能较低，通常只考虑成本的主要挑战的能量密度是三分之一，碱性。与碱性化学，碳锌往往具有低自放电率，允许使用过一段长达十年。 [tr]进一步的变体，尽管潜在的昂贵的大尺寸由于贵金属的使用，是银的氧化物，这是一个基于碱性化学采用银氧化物阴极。自放电率为每年百分之5，提供一个合理的贮存寿命长。对化学的一个优势是非常平坦的放电曲线和其应无不利影响的有效容量提供高峰值功率水平的能力。能量密度通常高于碱性电池约百分之15。劲量提供各种氧化银电池[tr]在按钮的表单。 [tr]锂电池在各种形式的因素，但最常用的按钮或纽扣电池中使用的物联网应用格式类型。BR形成细胞通常是由一个碳单氟凝胶和锂合金。这提供了非常低的自放电特性，因此，用于需要非常长的服务时间与相对较低的功率要求，如计量系统中的应用。这类电池的标称电压为3 V降到2.2 V时，几乎完全放电。松下提供锂溴电池容量从小于50毫安500毫安以上。 [tr]锂离子电池的Cr形成二氧化锰材料代替BR的阴极。这种材料具有降低电池的内部阻抗的优势。这一结果在CR细胞提供比在稍高的自放电率和高温下的性能的代价相对较高的脉冲电流的BR。锂铬细胞在硬币和其他形式的因素，最初是由供应商如便携式摄像机使用的设计制作[tr]Energizer，FDK和松下。 [tr]在锂电池另一个变种是锂亚硫酰氯化学。这些细胞已被引入最近比其他锂化学物质，具有极低的自放电率，使20年以上的电池寿命。制造商塔迪兰[tr]宣称对高耐久性的产品一辈子在某些情况下可达40年。采用从一个非常平坦的放电曲线，随着时间的推移，使端电压保持在其整个使用寿命相对恒定的化学电池的好处。这类电池的标称电压为3.6 V与完全放电电压为2.2 V，虽然这只是发生在电池的使用寿命，最后。电池呈现硬币/晶圆或圆柱状的形式，后者通常提供更高的能量密度。 [tr][tr] [tr] [tr][tr]图2：塔迪兰tl-5186的放电特性，电池使用锂亚硫酰氯组成。 [tr][tr] [tr][tr]对物联网的传感器节点开发的主要电池的广泛选择使得有可能调整化学性质的寿命，突发电流能力和成本。为研究着眼于进一步增强锌和锂化合物，进一步的改进，特别是在寿命和自放电性能。 [tr][tr] [tr][tr] 0
2016-3-2 16:46:48　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 物联网设备选择电池 8 • 穿戴设备和物联网的隐形电池 4156 • 如何为物联网设备选择合适的电池 6960 • 电池物联网应用MCU都用哪些型号的？ 340 • 如何选择物联网设备的PCB技术 297 • 企业如何选择合适的物联网设备？ 269 • 用于物联网（IoT）设备的电池耗尽分析的软件工具 1772 • 如何保护物联网设备？ 2421 • 基于物联网和移动设备的天线选择指南 2 • 选择物联网设备的正确显示 10