超級(jí)電容處理抄表的峰值功率

自動(dòng)抄表（AMR）系統(tǒng)提供了安全的雙向通信，是當(dāng)前日益增長(zhǎng)的能源市場(chǎng)上適應(yīng)性最強(qiáng)的計(jì)量系統(tǒng)。AMR系統(tǒng)搜集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并通過(guò)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將這些信息傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)庫(kù)。AMR單元能夠產(chǎn)生準(zhǔn)確的客戶計(jì)費(fèi)，并向客戶提供停電、布線穩(wěn)定性和自診斷等信息（如圖1所示）。

圖1 AMR系統(tǒng)搜集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并通過(guò)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將這些信息傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)庫(kù)。電表接入線路并從中獲取能量，但它還需要使用超級(jí)電容作為后備能源。天然氣表和水表都需要電池能源。但是如果不使用超級(jí)電容作為輔助，電池在低溫下很難傳遞能量，并會(huì)因高溫而老化

水表和天然氣表
最新的無(wú)線抄表不僅需要電源能夠有效地以恒定速率來(lái)運(yùn)行內(nèi)部元件，而且還要能夠處理單元的無(wú)線發(fā)射器所需要的峰值功率（如圖2所示）。這種類型的功率需求會(huì)縮短大多數(shù)電池的壽命。

圖2 峰值功率需求會(huì)顯著地縮短工作在極限溫度下的電池的壽命，并降低其工作性能。超級(jí)電容能夠在寬達(dá)40℃～85℃的工作溫度范圍內(nèi)幫助電池供應(yīng)所需的功率

當(dāng)工作模式發(fā)生改變時(shí)，許多電池供電設(shè)備的峰值功率需求可能會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出電池的容量。有些需要大電流脈沖功率，而電池要提供這樣的功率，很難或不可能不增加性能故障風(fēng)險(xiǎn)、縮短工作壽命、甚至提前出現(xiàn)電池故障。由于所采用的化學(xué)能量存儲(chǔ)機(jī)制會(huì)發(fā)生老化，電池都具有有限的生命周期。相反，超級(jí)電容采用靜電能量存儲(chǔ)機(jī)制，不存在磨損，所以實(shí)際上具有無(wú)限長(zhǎng)的生命周期。

傳統(tǒng)電池的另一個(gè)問(wèn)題是，它們具有很大的內(nèi)部等效串聯(lián)電阻（ESR），從而無(wú)法始終如一地供應(yīng)大功率脈沖。相比之下，超級(jí)電容的內(nèi)部ESR很低，能夠供應(yīng)大功率脈沖。

不足為奇的是，已應(yīng)用到許多消費(fèi)產(chǎn)品中的超級(jí)電容現(xiàn)在也使得自動(dòng)化的水表和天然氣表能夠工作更長(zhǎng)的時(shí)間。超級(jí)電容通過(guò)滿足AMR應(yīng)用中的峰值功率需求，為補(bǔ)充和增加電池壽命提供了一種解決方案。在這些應(yīng)用中，超級(jí)電容由主電源來(lái)充電，并在主電源出現(xiàn)故障或者需要提供峰值功率的時(shí)候發(fā)揮備份電源的作用。超級(jí)電容和電池并行工作，使用在那些既需要持續(xù)低功率放電以連續(xù)工作，又需要脈沖功率用于峰值負(fù)載的應(yīng)用之中。