MaxEine lange Akkulaufzeit ist für IoT-Geräte unerlässlich, insbesondere für solche, die an abgelegenen oder schwer zugänglichen Orten eingesetzt werden, wo ein häufiger Batteriewechsel schwierig oder unpraktisch sein kann. Eine längere Akkulaufzeit wirkt sich direkt auf die Lebensdauer des Geräts, die Wartungskosten und die Benutzerfreundlichkeit aus. Um die passenden Akkus für IoT-Geräte zu finden, gehen wir auf die Definition von IoT-Akkus und einige Faktoren ein, die bei der Auswahl der richtigen Akkus für IoT-Geräte berücksichtigt werden sollten.
Was ist eine IoT-Batterie?
Eine IoT-Batterie ist eine kleine, wiederaufladbare Energiequelle zur Stromversorgung von IoT-Geräten (Internet der Dinge). Kompakte Abmessungen sind für IoT-Geräte, insbesondere solche mit begrenztem Platzangebot oder kleiner Bauform, von entscheidender Bedeutung. IoT-Batterien sollten daher auf Nachhaltigkeit, lange Lebensdauer und hohe Energiedichte ausgelegt sein, um IoT-Geräte über längere Zeiträume mit Strom zu versorgen.
Anwendung von IoT-Batterien
- Fernüberwachungsgeräte: IoT-Batterien versorgen Sensoren und Überwachungsgeräte, die an abgelegenen Orten wie Wäldern, Ozeanen oder Industriestandorten eingesetzt werden.
- Smart-Home-Geräte: Batterien in IoT-fähigen Geräten wie intelligenten Thermostaten, Sicherheitskameras und Türschlössern sorgen für einen unterbrechungsfreien Betrieb bei Stromausfällen.
- Industrielle IoT-Sensoren (IIoT): IoT-Batterien versorgen Sensoren und Aktoren in industriellen Umgebungen zur Überwachung von Maschinen, zur Erkennung von Anomalien und zur Optimierung von Prozessen.
- Landwirtschaft: Batterien in landwirtschaftlichen IoT-Sensoren und Bewässerungssystemen ermöglichen die Datenerfassung und Automatisierung in abgelegenen landwirtschaftlichen Gebieten.
- Umweltüberwachung: IoT-Batterien versorgen Geräte zur Umweltüberwachung wie Luftqualitätssensoren, Wetterstationen und Wasserqualitätsmonitore mit Strom.
Batterien für das Internet der Dinge (IoT) sind in unzähligen Anwendungen branchenübergreifend unverzichtbar geworden und fördern so das Wachstum der IoT-Technologie sowie innovative Lösungen für reale Herausforderungen. Die Nachfrage nach zuverlässigen und langlebigen Batterien wird weiter steigen und damit die Weiterentwicklung der Batterietechnologie vorantreiben sowie die Leistungsfähigkeit von IoT-Geräten und -Systemen verbessern.
CMB bietet stolz Maßgeschneiderte Lithiumbatteriepakete für die Anforderungen von IoT-Geräten, wobei Zuverlässigkeit und kompakte Abmessungen im Vordergrund stehen. Unsere Lithium-Ionen- und Lithium-Polymer-Akkus zeichnen sich durch hohe Kapazität und lange Lebensdauer aus, insbesondere beim Betrieb bei unterschiedlichen Temperaturen.
Warum sind Lithium-Ionen-Batterien die beste Option für IoT-Geräte?
Lithium-Ionen-Batterien haben sich als Energiequelle für eine wachsende Zahl von IoT-Geräten etabliert. Weil ihre überlegenen Leistungs-zu-Masse- und Leistungs-zu-Volumen-Verhältnisse mit einem hohen Coulomb-Wirkungsgrad verbunden sind. Darüber hinaus passt ihre Nennbetriebsspannung von 3.7 V gut zu den gängigen Logikpegeln in der heutigen Elektronik und erhöht so die Vielseitigkeit aller Geräte. Für drahtlos verbundene Geräte sind leichte, kompakte Batterien mit extrem hoher Energiedichte und hoher Spannung erforderlich. Daher sind Lithiumbatterien die beste Option.
Lithiumbatterien bieten hohe Leistung und Zuverlässigkeit. Li-Ionen-Batterien liefern eine zehnmal höhere Energie pro Volumeneinheit als Zink-Luft-Batterien. Ihre Elektrolyte sind wasserfrei, was den Einsatz bei niedrigen Temperaturen ermöglicht, und einige Produkte mit speziellen Elektrolyten können hohen Temperaturen standhalten.
Zu berücksichtigende Faktoren für IoT-Batterien
Die Auswahl der richtigen Batterie ist entscheidend für die Optimierung der besten Leistung und Lebensdauer von IoT-Geräten. Bei IoT-Batterien sollten je nach Kundenwunsch einige Faktoren berücksichtigt werden.
Batterietyp
Die Wahl des richtigen Batterietyps hängt von der jeweiligen Anwendung und dem Gerätebaufaktor ab. Knopfzellen eignen sich für Geräte mit geringem Stromverbrauch; sie sind wiederaufladbar, haben aber eine begrenzte Kapazität. Lithium-Ionen- (Li-Ion) oder Lithium-Polymer-Akkus (Li-Poly) hingegen bieten eine höhere Kapazität, sind wiederaufladbar und langlebiger und eignen sich daher ideal für Anwendungen mit hohem Strombedarf und längere Gerätelebenszyklen.
CMB spezialisiert sich auf die Bereitstellung umfassender Maßgeschneidertes Akkupack-Design Dienste für Ihr IoT-Gerät. Unsere Expertise stellt sicher, dass Sie eine professionelle Beratung und erstklassige Lösungen für Ihre spezifischen Anforderungen erhalten.
Kapazität und Energiedichte
Die Kapazität, gemessen in Milliamperestunden (mAh) oder Wattstunden (Wh), gibt die gespeicherte Energie einer Batterie an, während die Energiedichte die gespeicherte Energie pro Volumen- oder Gewichtseinheit angibt. Die Entscheidung für Akkus mit ausreichend Kapazität und Energiedichte gewährleistet eine längere Gerätelaufzeit ohne häufigen Austausch.
Spannungs- und Entladungseigenschaften
Die Aufrechterhaltung der Spannungskompatibilität während des gesamten Lebenszyklus einer IoT-Anwendung ist von entscheidender Bedeutung. Faktoren wie die Häufigkeit der Datenübertragung, die Impulsintensität und die Dauer beeinflussen die Entladeraten und den Spannungsabfall im Laufe der Zeit, was sich auf den Stromverbrauch und die Laufzeit des Geräts auswirkt.
Temperatur
Die Temperatur hat erheblichen Einfluss auf die Batterieleistung, einschließlich Kapazität, Entladerate und Gesamtlebensdauer. Bei niedrigeren Temperaturen verlangsamen sich chemische Reaktionen in Batterien, was zu einer geringeren verfügbaren Leistung führt. Die meisten Batterien können bei Raumtemperatur nicht ihre volle Kapazität entfalten, aber nicht alle Batteriechemien sind davon gleichermaßen betroffen.
Blei-Säure-Batterien übertreffen Lithium-Ionen-Batterien darin, mehr Energie bei niedrigeren Temperaturen bereitzustellen, weshalb sie in der Automobil- und Netzspeicherindustrie nach wie vor weit verbreitet sind. Nickel-Cadmium-Akkus sind auch für den Betrieb bei niedrigen Temperaturen geeignet. Allerdings neigen sie wie andere Nickel-basierte Batterien zu einer starken Selbstentladung. Es wird dringend davon abgeraten, Akkus bei niedrigen Temperaturen aufzuladen, da dies zu dauerhaften Schäden führen kann.
Beim Betrieb bei hohen Temperaturen und/oder unter hoher Belastung kann es zu einer Überhitzung der Batterien und zu einem thermischen Durchgehen kommen. Die Batterien fangen Feuer oder explodieren, es sei denn, der Gasfreisetzungsmechanismus versagt. In extremen Fällen könnte es zu Explosionen oder der Freisetzung giftiger Gase kommen, was unerwünscht ist.
Verschiedene Methoden halten Batterien an beiden Enden des Temperaturbereichs auf einer sicheren Betriebstemperatur. Dies geht jedoch zu Lasten der Gesamtsystemeffizienz, da eine erhebliche Energiemenge die Batterien erwärmen oder kühlen kann. Daher ist die Auswahl von Batterien mit einem geeigneten Betriebstemperaturbereich für die Umgebungsbedingungen Ihres Geräts von entscheidender Bedeutung.
Für IoT-Geräte im Außenbereich, die eine hervorragende Leistung bei hohen Temperaturen erfordern, sind unsere Hochtemperatur-Akkupacks , 3.7-V-18650-Akkupacks und 3.7-V-LiPo-Akkus die beste Lösung für IoT-Sensorgeräte und gewährleisten eine zuverlässige Stromversorgung und lange Lebensdauer.
Environmental
Die spezifischen Anforderungen von IoT-Anwendungen erfordern häufig, dass Produkte verschiedenen Umweltherausforderungen standhalten. Faktoren wie Salznebel und hohe Luftfeuchtigkeit sind besonders relevant, wenn Geräte in der Nähe von Küstenregionen eingesetzt werden.
Die elektronischen Geräte können während des Herstellungsprozesses Risiken für Batteriekomponenten darstellen. Die Substanzen schädigen Batterien direkt oder erzeugen leitende Pfade, die Batteriepole kurzschließen, was möglicherweise zu thermischen Instabilitäten führt.
Überwachung des Batteriestatus
Überladung und Tiefentladung schädigen die Gesundheit des Akkus. Überladung führt zu Gasbildung und Korrosion, während Überladung zur Elektrodenplattierung führt, die Reaktionsgeschwindigkeit verlangsamt und den Innenwiderstand erhöht, was die Lebensdauer der Batterie erheblich verkürzt.
Um Investitionen in Energielösungen optimal zu nutzen, ist die Überwachung des Ladezustands (State of Charge, SOC ) von Batterien entscheidend. Die sachgemäße Erfassung des SOC über die Zeit trägt außerdem dazu bei, den allgemeinen Gesundheitszustand ( SOH ) von Batterien präzise vorherzusagen. Die „ Gas Gauge “-ICs von Texas Instruments können zur Coulomb-Zählung und zur Überwachung des Batteriezustands eingesetzt werden.
Kosten und Lebensdauer
Die Bewertung der Vorab- und Gesamtbetriebskosten im Vergleich zur Batterielebensdauer ist für die Kosteneffizienz von entscheidender Bedeutung.
Durch sorgfältige Bewertung dieser Faktoren können Sie den richtigen Akku mit einer zuverlässigen, langlebigen Stromquelle für Ihr IoT-Gerät auswählen.
Tipps zur Verlängerung der Lebensdauer von Batterien für IoT-Geräte
1. Bei optimalen Temperaturen betreiben
Bewahren Sie Batterien bei Raumtemperatur auf
2. Flaches Laden und Entladen der Batterie
Schnelles Laden oder Entladen führt zu einer verkürzten Batterielebensdauer.
3. Vermeiden Sie eine Tiefentladung
Vermeiden Sie vollständige Entladungen, um eine Elektrodenplattierung zu vermeiden und die Gesundheit der Batterie zu erhalten.
4. Lesen Sie das Benutzerhandbuch sorgfältig durch
Benutzen Sie den Akku ordnungsgemäß.
5. Optimierung der Abflusstiefe ( DOD )
Halten Sie die Entladetiefe (DOD) niedrig, um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern. Die Beibehaltung eines niedrigeren DOD, beispielsweise das Stoppen der Zyklen bei 20 %, verlängert die Batterielebensdauer im Vergleich zu tieferen Entladungen erheblich.
Fazit
Die Wahl des richtigen Akkus ist entscheidend für die optimale Leistung und Lebensdauer von IoT-Geräten. Durch die sorgfältige Berücksichtigung der anwendungsspezifischen Anforderungen und Umgebungsbedingungen stellt der Akkuhersteller eine zuverlässige und langlebige Stromquelle bereit und trägt so maßgeblich zum Erfolg von IoT-Projekten bei. Eine zuverlässige Akkulösung ermöglicht ein reibungsloses Nutzererlebnis und ist kosteneffizient.
Ein Gedanke