我正在研究使用單個電池將無線傳感器節點運行長達10年的可能性。我認為平均電流消耗可能約為70uA,峰值電流消耗可能為20mA(平均電流已考慮在內)。系統電壓可以在2.5-3V之間。
隨著物聯網和遠程傳感器領域的不斷增長,這似乎是越來越多項目中的要求。我希望能找到一些平衡成本和功能的可能解決方案的建議。
我認為CR123A是可能的電池,甚至只是兩節AAA電池。鋰離子可充電電池也是一個考慮因素,但我認為自放電可能是經過這段時間後的一個因素,充電/能量收集可能會困難或昂貴。
我正在研究使用單個電池將無線傳感器節點運行長達10年的可能性。我認為平均電流消耗可能約為70uA,峰值電流消耗可能為20mA(平均電流已考慮在內)。系統電壓可以在2.5-3V之間。
隨著物聯網和遠程傳感器領域的不斷增長,這似乎是越來越多項目中的要求。我希望能找到一些平衡成本和功能的可能解決方案的建議。
我認為CR123A是可能的電池,甚至只是兩節AAA電池。鋰離子可充電電池也是一個考慮因素,但我認為自放電可能是經過這段時間後的一個因素,充電/能量收集可能會困難或昂貴。
首先,讓我們看看您需要多少能量或容量。10年內70 µA的電流為6.1 Ah,您說的是3V。這比CRxxxx電池所能提供的更多。
另一個問題是,無論放電如何,您都需要能使用10年的電池。未指定許多電池具有如此長的使用壽命,更不用說使用壽命了。對於這種應用,您需要與電池公司的現場工程師進行對話。看看塔迪蘭。他們正在針對這種應用。
另一種選擇是帶有小型太陽能電池板的可充電鋰電池。在平均電流為70 µA的情況下,18650電池遠遠不夠。它可以輕鬆地在幾週內完全沒有陽光下騎行。一個適中的面板,一周只要曬幾個小時就足夠了。
持久(極低的自放電)電池通常沒有很好的放電特性。
例如 14500型Tadiran SL-360在6mA放電時可提供2.1AH電流,但在20mA以上不能放電。在數據表中,您可以看到它可以在20uA的電流下放電10年。
解決該問題的一種方法是使用能量緩衝解決方案:緩慢給電池放電並為一個大電容器充電,然後在需要時使用電容器爆出所需的峰值電流,例如 thisTI的遙感應用針對15年電池壽命的能量緩衝參考設計。
我認為,如果您根據峰值電流要求選擇電池,那麼您的設計將需要一種非常專業的電池,該電池必須具有低自放電和良好的放電電流,這可能使其價格昂貴且難以採購。
能量緩衝大大降低了電池的峰值電流要求。
正如評論中的某人所言,亞硫酰氯鋰原電池是解決此問題的方法。這種電池以從1 / 2AA到D的各種形狀係數以及各種電池組配置存在。 某些製造商(Saft,Tadiran電池)保證10年的保質期。 這些電池提供3.6V電壓,並考慮到用這些電池很難測量剩餘電量,並且在設計中還需要考慮與電池相關的其他現象。
我相信您最好的解決方案是non-rechargable(或“主”)鋰電池。這些電池在5年內的自放電率大約為10%-所有可充電電池的自放電率都遠高於此值。這是電子公司用於長壽命無線傳感器節點的解決方案。此鏈接具有有關電池放電的一些信息,而此鏈接描述了不可充電電池的類型。
最後,此 Farnell鏈接提供了一系列適合您的應用的不可充電鋰電池(各種類型!)
近30年前,我負責設計密封的不可維修電子設備,該設備以5年無條件保修的形式出售。我們使用的鋰亞硫酰氯電池(我記得還記得Tadiran和Saft),尺寸從AA到D,電池壽命沒有問題。我們的測試單元可以使用8年以上(那時我離開了公司,因此失去了聯繫)。我希望電池設計會隨著時間的推移而有所改進,因此我建議將其作為可能的解決方案。
購買硫酸和鉛(Pb),使鉛電池足夠大。進入房間,並在需要時為另一電池充電-不間斷解決方案(根據需要)。大小會很大,但是您沒有任何限制。
當您希望極低的自放電時,直到現在為止都會使用鉛酸蓄電池。它為蜂窩網絡,計算機等存儲備用電源。因為它可靠,簡單並且不會騷擾環境(所有組件都可以轉換成新電池)。