智能表具供电革命：应用于燃气和水表的锂一次性电池技术解析-感算商城

燃气和水智能表具

的社会背景

近年来，能够远程传输数据的智能表具正在变得越来越普及。

来自家庭、商业和工厂的燃气和水的使用数据通过智能表具，可以在无接触的情况下进行远程自动抄表。这不仅提高了抄表员的工作效率，还可以通过对数据的处理实现数据可视化等新服务。

此外，还可以启动联合抄表，将燃气和水智能表具的使用数据集成到智能表具中并传输给能源公司。围绕智能表具的应用正在不断发展。

图1 燃气和水智能表具

PART.01

智能表具提供的新价值

智能表具不仅为燃气和水公司及最终用户带来更好的体验，还为整个社会基础设施提供了新价值。例如，通过智能表具实时监控燃气和水的使用情况，可以根据使用量的变化适当调整供应水平，从而提高基础设施运营的效率。

此外，通过分析从智能表具收集的大量数据，可以及时发现燃气和水管道的老化，并在自然灾害发生时快速检测燃气和水的泄漏。这可以提高维护效率，并在发生燃气或水泄漏时缩短恢复时间。

PART.02

智能表具的电力问题

智能表具有很多优势，但要想最大限度地发挥其价值，确保稳定的电源极为重要。燃气表和水表通常位于远离电源插座的地方。并不是所有家庭都有室外插座。

因此，需要在表具内置电池，以确保数据收集和通信的稳定且持久。

图2 安装在智能表具上的电池和外部无线传输图像

在最新的智能电表中，通过无线通信进行数据传输和接收已变得十分普遍。为了收集更详细的数据，需要增加数据量和通信距离，这也会增加功耗。所以表具内部需要大容量电池，但由于表具内部空间有限，无法容纳大尺寸电池，因此大容量的小型电池是不可或缺的。

此外，为了作为支持社会基础设施的设备（包括在发生灾害时）继续发挥作用，需要电池具有优异的放电特性和高可靠性，即使在寒冷地区等恶劣环境中也不会停止运行。

PART.03

松下新能源智能表具电池

松下新能源为客户提供各种尺寸和容量的产品，客户可以根据用途选择合适的电池。不仅适用于智能表具本身，还可用于外部无线装置。有些水表通过施加磁场（如电磁式）来测量流量，我们也提供不锈钢外壳的电池产品，这样电池的外壳材料就不会影响水表的测量。

表1 我们公司用于智能燃气和水表的产品

一般来说，燃气和水智能表具使用CR圆柱电池（锂二氧化锰一次电池）或ER圆柱电池（锂亚硫酰氯一次电池）。CR圆柱电池的优点是由于其工作电压低于ER圆柱电池，可以保持智能表具驱动IC的输入电压较低，从而避免电量浪费。

两者在长期放电特性方面也存在差异（图3）。由于ER圆柱电池的工作电压保持恒定，只在放电结束时突然下降，因此无法正确预测剩余电池电量。

CR圆柱电池的工作电压在放电结束时逐渐下降，可以通过监测工作电压来预测剩余电池电量。这种放电特性可以预测电池更换时间，从而提高智能表具的维护和保养效率。

图3 ER和CR电池的放电特性

PART.04

多元化的电池组的供应

根据客户需求，可以提供由多个单体电池组成的电池组。还可以为客户定制连接器和导线。

图4 带导线的电池组

PART.05

基于松下独特技术的长寿命特性

通过利用松下专有技术进行产品开发，我们开发的长寿命电池可以支持超过20年以上的使用需求。

长期使用后，普通 CR 圆柱形电池的内阻会因内部化学反应而增加。因此，放电特性会变差，这可能会对设备的运行造成不利影响（图 5）。

图5 CR圆柱电池的电压变化

根据客户的使用的数据证实，松下生产的CR长寿命圆柱电池即使在超过20年的长时间使用后，也能保持稳定特性，内阻也不会大幅增加。

图6 展示安装在实际燃气表上的电池在仓库中存放20年后与开始存放时的放电特性对比

从图中可以看出，与普通CR圆柱电池不同，松下长寿命电池即使在存放20年后，其放电特性曲线与存放开始时相比没有显著差异。实测数据表明松下长寿命圆柱电池在长期使用后也不会显著劣化。

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