數(shù)十億電子設(shè)備將很快通過(guò)基于云的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 互聯(lián)。許多這些工業(yè)級(jí)設(shè)備將需要使用原電池和可充電鋰電池實(shí)現(xiàn)“真正的無(wú)線”，以消除對(duì)電網(wǎng)的硬接線的需要，這通常是不切實(shí)際的，并且安裝成本高達(dá)每英尺 100 美元。

典型的電池供電 IIoT 應(yīng)用包括交通基礎(chǔ)設(shè)施、能源、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能制造、醫(yī)療保健、智能建筑和工業(yè)自動(dòng)化。如果設(shè)備易于使用并且在適中的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行，那么基于總壽命成本的消費(fèi)電池可能是有意義的，這需要考慮與未來(lái)電池更換相關(guān)的所有成本。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)用越遠(yuǎn)，對(duì)工業(yè)級(jí)鋰電池的需求就越大。

確定正確的電源管理解決方案

鑒于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展的性質(zhì)，需要仔細(xì)考慮電源的選擇，其中包括一次（不可充電）鋰電池和與可充電鋰電池或超級(jí)電容器一起工作的能量收集設(shè)備。

消耗低平均日電流的無(wú)線設(shè)備主要由初級(jí)骨架型鋰亞硫酰氯 (LiSOCL 2 ) 化學(xué)物質(zhì)供電，與所有其他鋰化學(xué)物質(zhì)相比，它具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，包括更高的能量密度、更高的容量、最寬的溫度范圍，以及較低的年自放電率。

筒管型 LiSOCL 2電池的使用壽命很大程度上取決于其年能源使用量和年自放電率。為了節(jié)約能源，大多數(shù)遠(yuǎn)程無(wú)線設(shè)備使用低功耗通信協(xié)議來(lái)支持多平臺(tái)互操作性和分布式計(jì)算。通過(guò)將設(shè)備保持在“待機(jī)”模式下消耗很少或沒(méi)有電流，然后定期查詢數(shù)據(jù)，只有在超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)閾值時(shí)才“喚醒”，從而延長(zhǎng)電池壽命。

在許多情況下，每年因電池自放電而損失的能量比實(shí)際使用電池所損失的能量更多。電池的制造方式會(huì)影響其年自放電率。優(yōu)質(zhì)的線軸型 LiSOCL 2電池的自放電率為每年 0.7%，40 年后仍可保持其原始容量的近 70%。質(zhì)量較差的線軸型 LiSOCL 2 電池的自放電率為每年 3%，每 10 年耗盡其容量的 30%。

標(biāo)準(zhǔn) LiSOCL 2電池的主要缺點(diǎn)是無(wú)法提供高脈沖。這可以通過(guò)將標(biāo)準(zhǔn) LiSOCL 2電池與獲得專利的混合層電容器 (HLC) 相結(jié)合來(lái)克服。標(biāo)準(zhǔn) LiSOCl 2 電池提供低背景電流，為處于“待機(jī)”模式的設(shè)備供電，而 HLC 提供數(shù)據(jù)查詢和傳輸所需的高脈沖。

或者，超級(jí)電容器可用于在靜電場(chǎng)而不是化學(xué)狀態(tài)下存儲(chǔ)高脈沖。該技術(shù)通常部署在消費(fèi)電子產(chǎn)品中，但在工業(yè)應(yīng)用中存在缺點(diǎn)，包括持續(xù)時(shí)間短、不允許使用所有可用能量的線性放電特性、低容量、低能量密度和非常高的自-放電（每年高達(dá) 60%）。串聯(lián)的超級(jí)電容器也需要電池平衡電路。

可充電電池也將為 IIoT 供電

某些應(yīng)用可能非常適合能量收集，可充電鋰離子 (Li-ion) 電池用于存儲(chǔ)收集的能量。能量收集裝置的使用取決于許多因素，包括裝置及其能源的可靠性；其預(yù)期使用壽命；環(huán)境要求；尺寸和重量考慮；和總擁有成本。

廉價(jià)的消費(fèi)級(jí)鋰離子電池的預(yù)期壽命不到 5 年，可充電 500 次，可在 0° 至 40°C 的適中溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。如果應(yīng)用涉及偏遠(yuǎn)、難以接近的位置和極端溫度，那么工業(yè)級(jí)鋰離子電池可能是首選，因?yàn)樗梢蕴峁╅L(zhǎng)達(dá) 20 年的使用壽命和 5,000 次完全充電循環(huán)，溫度范圍從 –40° 擴(kuò)展到 85° °C，以及提供高脈沖的能力（AA 尺寸電池為 5A）。工業(yè)級(jí)鋰離子電池也采用氣密密封結(jié)構(gòu)，而消費(fèi)者可充電電池使用可能泄漏的壓接密封。

太陽(yáng)能停車(chē)計(jì)時(shí)器

用于提供真正的 IIoT 無(wú)線連接的可充電鋰離子電池的一個(gè)值得注意的例子是 IPS 太陽(yáng)能停車(chē)計(jì)時(shí)器，它提供了一種節(jié)省成本的解決方案，無(wú)需在城市人行道上進(jìn)行硬接線.

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可充電鋰離子電池可為無(wú)線聯(lián)網(wǎng)太陽(yáng)能停車(chē)計(jì)時(shí)器提供雙向通信所需的高脈沖。

這些無(wú)線聯(lián)網(wǎng)太陽(yáng)能停車(chē)咪表提供最先進(jìn)的功能，包括：多種支付系統(tǒng)選項(xiàng)；訪問(wèn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；集成到車(chē)輛檢測(cè)傳感器；用戶指導(dǎo)和執(zhí)行模塊；所有這些都鏈接到一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的綜合管理系統(tǒng)。

小型光伏板收集太陽(yáng)能，工業(yè)級(jí)可充電鋰離子電池提供先進(jìn)的雙向無(wú)線通信所需的高脈沖，從而確保 24/7/365 系統(tǒng)可靠性。

追蹤牛群

一個(gè)創(chuàng)新的資產(chǎn)跟蹤應(yīng)用程序是 CattleWatch。該系統(tǒng)將太陽(yáng)能輪轂項(xiàng)圈安裝在 2% 的牛群上，而其余的牛則配備項(xiàng)圈標(biāo)簽或耳標(biāo)。

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太陽(yáng)能集線器項(xiàng)圈有助于形成群內(nèi)無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。項(xiàng)圈需要工業(yè)級(jí)鋰離子充電電池來(lái)提供通信所需的高脈沖。

項(xiàng)圈和耳標(biāo)與集線器項(xiàng)圈通信以形成群內(nèi)無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。樞紐項(xiàng)圈通過(guò)銥星與互聯(lián)網(wǎng)云通信，從而使牧場(chǎng)主可以實(shí)時(shí)訪問(wèn)監(jiān)測(cè)動(dòng)物行為的數(shù)據(jù)，包括牧群位置、步行時(shí)間、放牧?xí)r間、休息時(shí)間、用水量、發(fā)情狀況和其他健康狀況事件，包括通過(guò)智能手機(jī)即時(shí)警報(bào)來(lái)自掠食性動(dòng)物或偷獵者的感知威脅。

需要工業(yè)級(jí)鋰離子可充電電池來(lái)提供高脈沖來(lái)為先進(jìn)的雙向通信供電。此外，超級(jí)電容器會(huì)增加尺寸和重量，動(dòng)物佩戴起來(lái)不太舒服。選擇使用 20 年的工業(yè)級(jí)電池還通過(guò)消除未來(lái)的電池更換降低了總擁有成本。

特定應(yīng)用的要求決定了電源的理想選擇，筒管型 LiSOCL 2 電池和工業(yè)級(jí)鋰離子可充電電池通過(guò)允許先進(jìn)技術(shù)完全關(guān)閉運(yùn)行，為設(shè)計(jì)工程師提供了“真正無(wú)線”的動(dòng)態(tài)選擇范圍電網(wǎng)。
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