IoT デバイスに適切なバッテリーを選択するには?

バッテリー寿命を最大限に延ばすことは、IoT デバイス、特に頻繁なバッテリー交換が困難または非現実的な遠隔地やアクセスの難しい場所に導入されているデバイスにとって不可欠です。バッテリー寿命が長いと、デバイスの寿命、メンテナンスコスト、ユーザーエクスペリエンスに直接影響します。 IoT デバイスに適したバッテリーと互換性を持たせるために、IoT バッテリーの定義と、IoT デバイスに適切なバッテリーを選択する際に考慮すべきいくつかの要素について詳しく説明します。

IoTバッテリーとは何ですか?

An IoTバッテリー IoT（モノのインターネット）デバイスに電力を供給するために使用される小型の充電式電源を指します。 IoT デバイス、特にスペースが限られているデバイスやフォーム ファクターが小さいデバイスにとって、コンパクトなサイズは確かに重要な考慮事項です。 IoT バッテリーは、IoT デバイスに長期間電力を供給できるように、持続可能で長持ちする高エネルギー密度で設計する必要があります。

IoTバッテリーの応用

• リモート監視デバイス: IoT バッテリーは、森林、海洋、工業用地などの遠隔地で使用されるセンサーや監視デバイスに電力を供給します。
• スマート ホーム デバイス: スマート サーモスタット、セキュリティ カメラ、ドア ロックなどの IoT 対応デバイスのバッテリーは、停電時の中断のない動作を保証します。
• 産業用 IoT (IIoT) センサー: IoT バッテリーは、機械の監視、異常の検出、プロセスの最適化を目的として、産業環境のセンサーやアクチュエーターに電力を供給します。
• 農業： IoT 農業センサーと灌漑システムのバッテリーにより、遠隔地の農業地域でのデータ収集と自動化が可能になります。
• 環境モニタリング: IoT バッテリーは、大気質センサー、気象観測所、水質モニターなどの環境監視に使用されるデバイスに電力を供給します。

IoTバッテリー は、あらゆる業界の無数のアプリケーションに不可欠なコンポーネントとなっており、IoT テクノロジーの成長を促進し、現実世界の課題に対する革新的なソリューションを可能にしています。信頼性が高く長持ちするバッテリーに対する需要は高まる一方であり、バッテリー技術はさらに進歩し、IoT デバイスやシステムの機能が強化されます。

CMB 誇りを持って提供する IoTデバイスのニーズに合わせてカスタマイズされたリチウム電池パック、信頼性とコンパクトな寸法を強調しています。当社のリチウムイオンおよびリチウムポリマーバッテリーは、特に幅広い温度での動作において、高容量と長寿命を誇ります。

リチウムイオン電池が IoT デバイスに最適な選択肢であるのはなぜですか?

リチウムイオン電池は、ますます多くのIoTデバイスの電源として登場しています。それは、優れた電力対質量比および電力対体積比が高いクーロン効率と結びついているためです。さらに、公称動作電圧 3.7V は、今日の電子機器の一般的なロジック レベルとよく一致しており、デバイス間の汎用性が向上しています。ワイヤレス接続デバイスには、非常に高いエネルギー密度と高電圧を備えた軽量でコンパクトなバッテリーが必要です。したがって、リチウム電池が最良の選択肢です。

リチウム電池は高い性能と信頼性を提供します。リチウムイオン電池は、空気亜鉛電池の 10 倍の単位体積あたりのエネルギーを供給します。電解質には水分が含まれていないため、低温での使用が可能であり、特定の電解質を含む一部の製品は高温に耐えることができます。

IoT バッテリーについて考慮すべき要素

IoT デバイスの最高のパフォーマンスと寿命を最適化するには、適切なバッテリーを選択することが重要です。 IoT バッテリーについては、顧客のニーズに応じていくつかの要素を考慮する必要があります。

バッテリタイプ

適切なバッテリー タイプの選択は、特定のアプリケーションとデバイスのフォーム ファクターに依存します。ボタン電池は、充電式で容量が限られている低電力デバイスに使用できます。それどころか、 リチウムイオン (Li-ion) or リチウムポリマー (Li-poly) 電池 より大きな容量、再充電可能性、寿命を実現し、電力需要の高いアプリケーションやデバイスのライフサイクルの延長に最適です。 

CMB 包括的なサービスの提供を専門とする カスタマイズされたバッテリーパックの設計 IoT デバイスにサービスを提供します。当社の専門知識により、お客様は特定の要件に合わせて専門的なアドバイスと一流のソリューションを受けることができます。

容量とエネルギー密度

ミリアンペア時 (mAh) またはワット時 (Wh) で測定される容量はバッテリーの蓄積エネルギーを示し、エネルギー密度は単位体積または単位重量あたりの蓄積エネルギーを示します。十分な容量とエネルギー密度を備えたバッテリーを選択すると、頻繁に交換することなくデバイスの稼働時間を延長できます。

電圧と放電特性

IoT アプリケーションのライフサイクル全体にわたって電圧の互換性を維持することは非常に重要です。データ送信周波数、パルス強度、持続時間などの要因は、時間の経過に伴う放電率と電圧降下に影響を与え、デバイスの消費電力と実行時間に影響を与えます。

温度

温度は、容量、放電率、全体的な寿命などのバッテリーの性能に大きな影響を与えます。温度が低いと、バッテリー内の化学反応が遅くなり、利用可能な電力が減少します。ほとんどのバッテリーは室温ではその最大容量を発揮できませんが、すべてのバッテリーの化学的性質が同様にこの影響を受けるわけではありません。

鉛蓄電池は、低温でより多くのエネルギーを供給する点でリチウムイオン電池よりも優れているため、自動車業界やグリッドストレージ業界で広く使用され続けています。ニッケルカドミウム電池は低温での動作にも適しています。ただし、他のニッケルベースのバッテリーと同様に、自己放電が多くなる傾向があります。永久的な損傷を引き起こす可能性があるため、低温ではバッテリーを充電しないことを強くお勧めします。

高温および/または高負荷下で動作すると、バッテリーが過熱して熱暴走状態に陥る可能性があります。ガス放出機構が故障しない限り、バッテリーは発火または爆発します。極端な場合、爆発や有毒ガスの放出につながる可能性があり、これは望ましくないことです。

さまざまな方法で、バッテリーを温度範囲の両端で安全な動作温度内に保ちます。ただし、大量のエネルギーがバッテリーを加熱または冷却する可能性があるため、システム全体の効率が犠牲になります。したがって、デバイスの環境条件に適した動作温度範囲のバッテリーを選択することが重要です。

高温下でも優れた性能を必要とする屋外IoTデバイス向けに、 高温バッテリーパック, 3.7V 18650 バッテリーパック, 3.7V リポバッテリー は、IoT センサー デバイスに最適なソリューションであり、信頼性の高い電源供給と寿命を保証します。

環境

IoT アプリケーションの特定の要件により、さまざまな環境上の課題に耐える製品が必要になることがよくあります。塩水噴霧や高湿度などの要因は、沿岸地域近くにデバイスを配備する場合に特に関係します。

電子機器は製造プロセス中にバッテリーコンポーネントを制御し、リスクを引き起こす可能性があります。これらの物質はバッテリーに直接ダメージを与えたり、バッテリー端子を短絡させる導電経路を形成したりして、熱暴走を引き起こす可能性があります。

バッテリーステータスの監視

過充電と過放電はバッテリーの健康を損ないます。過充電はガスの発生や腐食を引き起こしますが、過充電により電極メッキが発生し、反応速度が遅くなり内部抵抗が増加し、バッテリーの寿命が大幅に短くなります。

電源ソリューションへの投資を最大限に高めるには、充電状態を監視することが重要です (SOC）のバッテリー。適切に利用すると、SOC を経時的に追跡することは、全体的な健康状態を正確に予測するのにも役立ちます (SOH）のバッテリー。 ”ガスメーターTexas Instruments の IC は、クーロンカウントやバッテリー状態の監視に使用できます。

コストと寿命

費用対効果を高めるには、バッテリ寿命に対する初期コストと総所有コストを評価することが不可欠です。

これらの要素を慎重に評価することで、IoT デバイスに信頼性が高く耐久性のある電源を備えた適切なバッテリーを選択できます。

寿命を延ばすためのヒント IoTデバイスのバッテリー

1. 最適な温度で動作する

バッテリーを室温に保つ

2. バッテリーの浅い充放電

 急速な充電または放電はバッテリーの寿命の低下につながります。

3. 過放電を避ける

完全放電を防止して電極メッキを回避し、バッテリーの健康を維持します。

4. ユーザーズマニュアルをよくお読みください

バッテリーは正しく使用してください。

5. 放電深度の最適化 (国防総省)

バッテリーのサイクル寿命を延ばすために、放電深度 (DOD) を低く保ちます。サイクルを 20% で停止するなど、DOD を低く維持すると、より深い放電に比べてバッテリーの寿命が大幅に長くなります。

結論

IoT デバイスの最適なパフォーマンスと寿命を確保するには、適切なバッテリーを選択することが極めて重要です。バッテリーのアプリケーション固有のニーズと環境要因を慎重に評価することで、バッテリー パック メーカーは信頼性が高く耐久性のある電源を提供し、IoT 導入の成功を促進します。の 信頼性の高いバッテリーパックソリューション シームレスなユーザー エクスペリエンスに貢献し、コスト効率が高くなります。