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AIoT庫首頁-方案庫-鋰亞(ya)電池(chi)在智(zhi)能(neng)水表中的應(ying)用

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鋰亞電池在智能水表中的應用

廣西睿奕新能源股份有限公司

應用場景:

智慧城市智慧安防照明路政智慧能源農業牧業環保水務

主要技術:

鋰電池

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智研(yan)咨詢發布的《2020-2026年(nian)中國智(zhi)能水表產業運營現狀及發(fa)展戰(zhan)略研究報告》數據顯示：2020年全球智(zhi)能水表(biao)出貨量(liang)5400萬(wan)臺。若按照中國占比(bi)73.6比例(li)計(ji)算，中國智(zhi)能水表出貨量約4000萬臺。

2019年(nian)(nian)之前(qian)，IC卡表(biao)占有率雖然有下降趨(qu)勢，但還能維持在50%以上，2019年(nian)(nian)開始，NB-IoT遠(yuan)傳水(shui)(shui)表(biao)市(shi)場份額得以大幅度增加，預計(ji)到2020年(nian)(nian)，IC卡表(biao)將會下降到智(zhi)能水(shui)(shui)表(biao)1/3左右的份額，而其他的遠(yuan)傳水(shui)(shui)表(biao)如(ru)NB-IoT、LoRa、MBUS有線在智(zhi)能水(shui)(shui)表(biao)中(zhong)的占有率將會超過50%。

睿(rui)奕物聯網(wang)研究院認為未來(lai)產(chan)品的發展趨勢如(ru)下：

目前(qian)IC卡表(biao)，干(gan)簧管計量方(fang)式居多，主板待機功耗(hao)3uA，計量功耗(hao)1uA，閥門驅(qu)動200mA左右，平(ping)均功耗(hao)約在(zai)20uA，主要采用睿奕的ER18505M和CR17450。

智能遠傳水表我們推薦睿奕的(de)鋰亞硫(liu)酰氯(lv)容量型(xing)電池+超級電容方案，主要有如下優特點：

相比功率型電池(chi)和(he)鋰(li)錳電池(chi)，安全性、可靠性大幅度提高，免維護(hu)時間大大延長；

超級(ji)電(dian)(dian)容可以在通(tong)信需要或(huo)者機械動作的時候脈沖大電(dian)(dian)流(liu)放(fang)電(dian)(dian)；

此方(fang)案(an)可以(yi)用足電池(chi)的容量，同(tong)時(shi)延長鋰(li)亞容量型電池(chi)的壽命；

可(ke)以(yi)拓寬系統工作溫度范圍；

可避免鋰亞(ya)電(dian)池的電(dian)壓(ya)滯(zhi)后。

那么我們在選用具體(ti)的(de)睿(rui)奕組合方案的(de)時候，需要關注些什么問題呢？睿(rui)奕物聯網研(yan)究(jiu)院的(de)同事們幫大家整理(li)了一下：

1、超級電(dian)容(rong)的選擇(ze)——極限放(fang)電(dian)電(dian)流影(ying)響因(yin)素：

閥門：去銹/堵(du)轉(zhuan)的極限電流

通信信號不好：NB-IoT 可能達到1A

網絡無(wu)法(fa)接通：GPRS可能達到(dao)2A

低溫(wen)放電能(neng)力要求

大電流可能的持(chi)續放電時(shi)間

2、電池容(rong)量選擇——壽命計算(suan):

計量模塊平(ping)均(jun)功耗

閥門平(ping)均功耗(hao)

通(tong)訊平均(jun)功耗（網(wang)絡無(wu)法接(jie)通(tong)時是(shi)否重復連接(jie)?）

; 自放電（電池和電容分別計算，然后匯(hui)總(zong)）：全年使用環境各(ge)溫度(du)占(zhan)比，用于計算自放電

3、裕(yu)量考慮(lv)——環境(jing)影(ying)響：

; 熱(re)帶、亞(ya)熱(re)帶、中(zhong)東等地區關注電池高溫特性(xing)/自放電。寒冷地區關(guan)注低溫(wen)特性（如分離式(shi)水表(biao)），低溫(wen)放(fang)電容量低，負載能(neng)力(li)弱

目(mu)前的主流無線脈沖遠(yuan)(yuan)傳智(zhi)能水表和無線遠(yuan)(yuan)傳超(chao)聲波水表，采(cai)用睿奕的ER26500+RHC1520組合和ER26500+LIC1020組合比較多。

例如一只使用睿奕(yi)ER26500+RHC1520組合的NB-IoT超聲波遠(yuan)傳水(shui)表，全年11個月工作在(zai)常(chang)溫25℃，1個月工(gong)作在40℃，那么(me)大致(zhi)容(rong)量消耗計算方式(shi)如(ru)下：

超聲波計量(liang)模塊功耗：

按照某家計量模塊，平均功(gong)耗為25ua，

年消耗25uA*24*365/1000=219mAh。

NB-IoT通訊功耗計算：NB-IoT峰值電流220ma，一(yi)次工作平均電(dian)流3.5ma，idle平均電流1ma，psm待機功耗是7ua，關機功耗2ua，每天上報一(yi)次。根據(ju)TR45.820的(de)仿(fang)真數據，在PSM和eDRX均部署(shu)的情況下(xia)，如果終端(duan)每天發送一次(ci)200byte報文，年消耗量110mah。

; 年自放電計算(suan)，以遠傳水表(biao)最多方案ER26500+RHC1520為例：

全年40℃高(gao)溫天氣1個月(11個月(yue)電池自放電1%，1520漏電流(liu)2uA，1個月電池自放電2%，1520自(zi)放(fang)電6uA)，

電(dian)池自放電(dian)年消(xiao)耗：

(9000mAh*1%*11+9000mAh*2%*1)/12 = 97.5mAh

1520漏電(dian)年(nian)消耗：

  (2uA*3600*24*30*11 + 6uA*3600*24*30*1)/1000000 =72mAh ,合計170mAh。

 我(wo)們來計算一下這只表在這樣一個條件下8年(nian)的容量消耗：

8年電量消(xiao)耗(hao)= 8 * （219mAh+110mAh+170mAh）= 3992mAh

當然實際上(shang)水表(biao)工(gong)作溫度(du)范(fan)圍會(hui)更(geng)大，通訊(xun)環境也許(xu)會(hui)更(geng)惡(e)劣，也許(xu)還需(xu)要閥控等(deng)等(deng)，我們需(xu)要根據實際的(de)使用情況(kuang)做一個更(geng)精確的(de)測算和裕量預(yu)留。