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5年(nian)以(yi)上(shang)
，這(zhe)對(dui)電(dian)路(lu)的(de)設(she)計(ji)和(he)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)選(xuan)型(xing)提(ti)出(chu)了(le)更(geng)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)，增(zeng)加(jia)了(le)設(she)計(ji)難(nan)度(du)和(he)成(cheng)品(pin)檢(jian)測(ce)的(de)工(gong)序(xu)
，元(yuan)器(qi)件(jian)成(cheng)本(ben)也(ye)增(zeng)加(jia)了(le)。如(ru)加(jia)上(shang)可(ke)靠(kao)的(de)電(dian)池(chi)電(dian)量(liang)監(jian)測(ce)電(dian)路(lu)，也(ye)會(hui)使(shi)成(cheng)本(ben)增(zeng)加(jia)。

(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;zaixuyaoguanduanshuifashi，ruguowaijiedianchibunengtigongnengliangjiangshuifaguanduan，namechaojidianrongjiangzaiciketigongnenglianglaiguanduanshuifa。rutongyigechushuixiang
，pingshijiangshuicunchuqilai
，zaitingshuishitigongbiyaodeshui。

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、lingyifangmian，chaojidianrongdedadianliufangdiantexingbaozhangleshuifaguanduandekekaoxing，zaiwaijiegandianchidianliangbuzushi，rengnengliyongcunchuzaichaojidianrongshangdenengliangjiangshuifaguanduan。

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。