为工业物联网带来真正的无线连接

数十亿电子设备将很快通过基于云的工业物联网 (IIoT) 互联。许多这些工业级设备将需要使用原电池和可充电锂电池实现“真正的无线”，以消除对电网的硬接线的需要，这通常是不切实际的，并且安装成本高达每英尺 100 美元。

典型的电池供电 IIoT 应用包括交通基础设施、能源、环境监测、智能制造、医疗保健、智能建筑和工业自动化。如果设备易于使用并且在适中的温度范围内运行，那么基于总寿命成本的消费电池可能是有意义的，这需要考虑与未来电池更换相关的所有成本。一般来说，应用越远，对工业级锂电池的需求就越大。

确定正确的电源管理解决方案

鉴于工业物联网不断发展的性质，需要仔细考虑电源的选择，其中包括一次（不可充电）锂电池和与可充电锂电池或超级电容器一起工作的能量收集设备。

消耗低平均日电流的无线设备主要由初级骨架型锂亚硫酰氯 (LiSOCL 2 ) 化学物质供电，与所有其他锂化学物质相比，它具有独特的优势，包括更高的能量密度、更高的容量、最宽的温度范围，以及较低的年自放电率。

筒管型 LiSOCL 2电池的使用寿命很大程度上取决于其年能源使用量和年自放电率。为了节约能源，大多数远程无线设备使用低功耗通信协议来支持多平台互操作性和分布式计算。通过将设备保持在“待机”模式下消耗很少或没有电流，然后定期查询数据，只有在超过预设数据阈值时才“唤醒”，从而延长电池寿命。

在许多情况下，每年因电池自放电而损失的能量比实际使用电池所损失的能量更多。电池的制造方式会影响其年自放电率。优质的线轴型 LiSOCL 2电池的自放电率为每年 0.7%，40 年后仍可保持其原始容量的近 70%。质量较差的线轴型 LiSOCL 2 电池的自放电率为每年 3%，每 10 年耗尽其容量的 30%。

标准 LiSOCL 2电池的主要缺点是无法提供高脉冲。这可以通过将标准 LiSOCL 2电池与获得专利的混合层电容器 (HLC) 相结合来克服。标准 LiSOCl 2 电池提供低背景电流，为处于“待机”模式的设备供电，而 HLC 提供数据查询和传输所需的高脉冲。

或者，超级电容器可用于在静电场而不是化学状态下存储高脉冲。该技术通常部署在消费电子产品中，但在工业应用中存在缺点，包括持续时间短、不允许使用所有可用能量的线性放电特性、低容量、低能量密度和非常高的自-放电（每年高达 60%）。串联的超级电容器也需要电池平衡电路。

可充电电池也将为 IIoT 供电

某些应用可能非常适合能量收集，可充电锂离子 (Li-ion) 电池用于存储收集的能量。能量收集装置的使用取决于许多因素，包括装置及其能源的可靠性；其预期使用寿命；环境要求；尺寸和重量考虑；和总拥有成本。

廉价的消费级锂离子电池的预期寿命不到 5 年，可充电 500 次，可在 0° 至 40°C 的适中温度范围内运行。如果应用涉及偏远、难以接近的位置和极端温度，那么工业级锂离子电池可能是首选，因为它可以提供长达 20 年的使用寿命和 5,000 次完全充电循环，温度范围从 –40° 扩展到 85° °C，以及提供高脉冲的能力（AA 尺寸电池为 5A）。工业级锂离子电池也采用气密密封结构，而消费者可充电电池使用可能泄漏的压接密封。

太阳能停车计时器

用于提供真正的 IIoT 无线连接的可充电锂离子电池的一个值得注意的例子是 IPS 太阳能停车计时器，它提供了一种节省成本的解决方案，无需在城市人行道上进行硬接线.

 

可充电锂离子电池可为无线联网太阳能停车计时器提供双向通信所需的高脉冲。

这些无线联网太阳能停车咪表提供最先进的功能，包括：多种支付系统选项；访问实时数据；集成到车辆检测传感器；用户指导和执行模块；所有这些都链接到一个基于网络的综合管理系统。

小型光伏板收集太阳能，工业级可充电锂离子电池提供先进的双向无线通信所需的高脉冲，从而确保 24/7/365 系统可靠性。

追踪牛群

一个创新的资产跟踪应用程序是 CattleWatch。该系统将太阳能轮毂项圈安装在 2% 的牛群上，而其余的牛则配备项圈标签或耳标。

 

太阳能集线器项圈有助于形成群内无线网状网络。项圈需要工业级锂离子充电电池来提供通信所需的高脉冲。

项圈和耳标与集线器项圈通信以形成群内无线网状网络。枢纽项圈通过铱星与互联网云通信，从而使牧场主可以实时访问监测动物行为的数据，包括牧群位置、步行时间、放牧时间、休息时间、用水量、发情状况和其他健康状况事件，包括通过智能手机即时警报来自掠食性动物或偷猎者的感知威胁。

需要工业级锂离子可充电电池来提供高脉冲来为先进的双向通信供电。此外，超级电容器会增加尺寸和重量，动物佩戴起来不太舒服。选择使用 20 年的工业级电池还通过消除未来的电池更换降低了总拥有成本。

特定应用的要求决定了电源的理想选择，筒管型 LiSOCL 2 电池和工业级锂离子可充电电池通过允许先进技术完全关闭运行，为设计工程师提供了“真正无线”的动态选择范围电网。
 

　　审核编辑：汤梓红

物联网无线连接电源管理运行

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