中心議題：

• 智能水表發展中的問題
• 超級電容的特性

解決方案：

• 超級電容代替鋰電池應用於智能水表

(一) 智能水表簡介

傳統的智能水表，在控製水閥開啟和關斷時，普遍采用的方法是內裝鋰電池。鋰電池的優點在於重量輕、能量大、自(zi)放(fang)電(dian)率(lv)低(di)等(deng)。雖(sui)然(ran)如(ru)此(ci)，由(you)於(yu)智(zhi)能(neng)水(shui)表(biao)都(dou)沒(mei)有(you)設(she)計(ji)再(zai)充(chong)電(dian)電(dian)路(lu)
，鋰(li)電(dian)池(chi)使(shi)用(yong)到(dao)一(yi)定(ding)時(shi)間(jian)後(hou)，將(jiang)無(wu)法(fa)為(wei)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)提(ti)供(gong)能(neng)量(liang)，不(bu)得(de)不(bu)更(geng)換(huan)電(dian)池(chi)。上(shang)門(men)為(wei)用(yong)戶(hu)更(geng)換(huan)電(dian)池(chi)或(huo)水(shui)表(biao)，這(zhe)對(dui)於(yu)水(shui)表(biao)生(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)和(he)自(zi)來(lai)水(shui)公(gong)司(si)來(lai)說(shuo)都(dou)是(shi)一(yi)件(jian)繁(fan)瑣(suo)的(de)事(shi)。更(geng)危(wei)險(xian)的(de)是(shi)，電(dian)池(chi)電(dian)量(liang)不(bu)足(zu)的(de)情(qing)況(kuang)出(chu)現(xian)是(shi)隨(sui)機(ji)的(de)，如(ru)果(guo)不(bu)精(jing)確(que)和(he)及(ji)時(shi)的(de)監(jian)測(ce)電(dian)池(chi)電(dian)量(liang)，將(jiang)無(wu)法(fa)可(ke)靠(kao)的(de)關(guan)斷(duan)水(shui)閥(fa)，造(zao)成(cheng)無(wu)法(fa)計(ji)費(fei)、逃(tao)水(shui)現(xian)象(xiang)等(deng)情(qing)況(kuang)出(chu)現(xian)。這(zhe)是(shi)內(nei)部(bu)安(an)裝(zhuang)了(le)鋰(li)電(dian)池(chi)的(de)智(zhi)能(neng)水(shui)表(biao)的(de)致(zhi)命(ming)缺(que)點(dian)，直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)它(ta)的(de)推(tui)廣(guang)和(he)使(shi)用(yong)。針(zhen)對(dui)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti)
，水(shui)表(biao)生(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)設(she)計(ji)了(le)很(hen)多(duo)方(fang)案(an)，如(ru)：盡量降低功耗，在靜態時控製漏電流在10uA以內
，保證電池可以連續使用5nianyishang，zheduidianludeshejiheyuanqijiandexuanxingtichulegenggaodeyaoqiu
，zengjialeshejinanduhechengpinjiancedegongxu
，yuanqijianchengbenyezengjiale。rujiashangkekaodedianchidianliangjiancedianlu，yehuishichengbenzengjia。

(二) 超級電容在智能水表中的應用方案

為(wei)了(le)解(jie)決(jue)這(zhe)一(yi)製(zhi)約(yue)智(zhi)能(neng)水(shui)表(biao)發(fa)展(zhan)的(de)瓶(ping)頸(jing)問(wen)題(ti)，已(yi)有(you)不(bu)少(shao)廠(chang)家(jia)嚐(chang)試(shi)一(yi)種(zhong)全(quan)新(xin)的(de)方(fang)案(an)，那(na)就(jiu)是(shi)用(yong)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)代(dai)替(ti)鋰(li)電(dian)池(chi)應(ying)用(yong)於(yu)智(zhi)能(neng)水(shui)表(biao)。超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)是(shi)近(jin)幾(ji)年(nian)才(cai)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)的(de)一(yi)種(zhong)無(wu)源(yuan)器(qi)件(jian)，介(jie)於(yu)電(dian)池(chi)與(yu)普(pu)通(tong)電(dian)容(rong)之(zhi)間(jian)，具(ju)有(you)電(dian)容(rong)的(de)大(da)電(dian)流(liu)快(kuai)速(su)充(chong)放(fang)電(dian)特(te)性(xing)，同(tong)時(shi)也(ye)有(you)電(dian)池(chi)的(de)儲(chu)能(neng)特(te)性(xing)
，並(bing)且(qie)重(zhong)複(fu)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)長(chang)，放(fang)電(dian)時(shi)利(li)用(yong)移(yi)動(dong)導(dao)體(ti)間(jian)的(de)電(dian)子(zi)(而不依靠化學反應)釋放電流，從而為設備提供電源。

超級電容的特性

超級電容與電池比較
，有如下特性：

1


、超低串聯等效電阻(LOW ESR)，功率密度(Power Density)是鋰離子電池的數十倍以上，適合大電流放電，(一枚4.7F電容能釋放瞬間電流18A以上)為水表控製電機閥或電磁閥的可靠開啟提供了保障。

2、超長壽命，充放電大於50萬次，是Li-Ion電池的500倍，是Ni-MH和Ni-Cd電池的1000倍，如果對超級電容每天充放電20次，連續使用可達68年。

3
、可以大電流充電，充放電時間短，對充電電路要求簡單，無記憶效應。

4、免維護，可密封。

5
、溫度範圍寬-40℃～+70℃，一般電池是-20℃～60℃。

超級電容在智能水表中的應用方案描述

與(yu)內(nei)裝(zhuang)鋰(li)電(dian)池(chi)的(de)智(zhi)能(neng)水(shui)表(biao)相(xiang)比(bi)較(jiao)，這(zhe)種(zhong)方(fang)案(an)是(shi)用(yong)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)替(ti)換(huan)鋰(li)電(dian)池(chi)，封(feng)裝(zhuang)在(zai)水(shui)表(biao)中(zhong)，同(tong)時(shi)外(wai)接(jie)幹(gan)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)。平(ping)時(shi)幹(gan)電(dian)池(chi)提(ti)供(gong)水(shui)表(biao)電(dian)路(lu)所(suo)需(xu)能(neng)量(liang)和(he)對(dui)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)充(chong)電(dian)，在(zai)需(xu)要(yao)開(kai)啟(qi)水(shui)閥(fa)時(shi)，先(xian)檢(jian)測(ce)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)是(shi)否(fou)存(cun)儲(chu)足(zu)夠(gou)能(neng)量(liang)，如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)存(cun)儲(chu)足(zu)夠(gou)能(neng)量(liang)，將(jiang)不(bu)開(kai)啟(qi)水(shui)閥(fa)，當(dang)檢(jian)測(ce)它(ta)存(cun)儲(chu)足(zu)夠(gou)能(neng)量(liang)時(shi)
，由(you)外(wai)接(jie)幹(gan)電(dian)池(chi)提(ti)供(gong)能(neng)量(liang)將(jiang)水(shui)閥(fa)開(kai)啟(qi);在(zai)需(xu)要(yao)關(guan)斷(duan)水(shui)閥(fa)時(shi)
，如(ru)果(guo)外(wai)接(jie)電(dian)池(chi)不(bu)能(neng)提(ti)供(gong)能(neng)量(liang)將(jiang)水(shui)閥(fa)關(guan)斷(duan)
，那(na)麼(me)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)將(jiang)在(zai)此(ci)刻(ke)提(ti)供(gong)能(neng)量(liang)來(lai)關(guan)斷(duan)水(shui)閥(fa)。如(ru)同(tong)一(yi)個(ge)儲(chu)水(shui)箱(xiang)，平(ping)時(shi)將(jiang)水(shui)存(cun)儲(chu)起(qi)來(lai)，在(zai)停(ting)水(shui)時(shi)提(ti)供(gong)必(bi)要(yao)的(de)水(shui)。

超級電容在智能水表中的應用方案優點

這種方案明顯優於以前的設計，優點如下：

1、將電池從水表中分離出來，從而可以不考慮電池壽命對水表的影響，延長了水表的使用時間。

2
、另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)的(de)大(da)電(dian)流(liu)放(fang)電(dian)特(te)性(xing)保(bao)障(zhang)了(le)水(shui)閥(fa)關(guan)斷(duan)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)
，在(zai)外(wai)接(jie)幹(gan)電(dian)池(chi)電(dian)量(liang)不(bu)足(zu)時(shi)，仍(reng)能(neng)利(li)用(yong)存(cun)儲(chu)在(zai)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)上(shang)的(de)能(neng)量(liang)將(jiang)水(shui)閥(fa)關(guan)斷(duan)。

3、以(yi)前(qian)一(yi)味(wei)追(zhui)求(qiu)的(de)漏(lou)電(dian)流(liu)指(zhi)標(biao)

，主(zhu)要(yao)是(shi)為(wei)了(le)保(bao)障(zhang)電(dian)池(chi)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)，改(gai)用(yong)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)後(hou)，漏(lou)電(dian)流(liu)指(zhi)標(biao)變(bian)得(de)不(bu)重(zhong)要(yao)。如(ru)果(guo)電(dian)池(chi)電(dian)量(liang)不(bu)足(zu)，用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)更(geng)換(huan)。這(zhe)樣(yang)
，不(bu)僅(jin)使(shi)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)簡(jian)化(hua)，減(jian)少(shao)產(chan)品(pin)的(de)出(chu)廠(chang)檢(jian)驗(yan)工(gong)序(xu)，還(hai)使(shi)產(chan)品(pin)的(de)成(cheng)本(ben)降(jiang)低(di)。

(三) 結論

這種方案克服了現階段智能水表的缺點
，為智能水表的發展找到了一條新的道路，實踐證明是切實可行的
，值得大力推廣。