随着太阳能电池板等分布式发电技术日益普遍,对高成本效益且高效率蓄电设备的需求也水涨船高。我曾在一份简报中写过Axiomtek ICO300系统作为IoT家用电池控制器的使用情况。自从那篇文章发表后,该控制器已成为了商业与行业建筑的备用能源存储电池系统的关键部分。该使用模式覆盖了工厂和仓库,而其他建筑还另外使用了太阳能电池板来降低能源成本。

电池驱动建筑 使用电池系统的建筑,其优势在于它们能够存储屋顶太阳能电池板在白天产生的电力,然后在电价最高的高峰期使用这些电力,从而减少电费。 电池还有助于平缓云团笼罩建筑时电网所产生的电压波动。

电池控制器所扮演的角色 要在智能电网起到一定作用,建筑需要可以监控能耗、现场并网发电和蓄电的智能计量器。 在与电网协调过程中,需要对电池充电放电循环进行规划,以保证有足够的容量来满足建筑需求。 电池容量和效率的优化需要运行一些算法,让供应商能够预测使用模式并改进针对实时电价和用电负荷的电池驱动工作。 要实现这些功能,就需要数字控制和实时通信系统——也就是物联网(IoT)电池控制器。

The Axiomtek ICO300: Axiomtek与一家大型电池制造商携手,共同开发出了一款IoT电池控制器。 Axiomtek ICO300是一套稳健的无风扇嵌入式系统,该系统通过有线以太网、WiFi或蜂窝接口来联网(1)。

图1. Axiomtek ICO300是一款稳健的导轨式无风扇装置,可选用3G/GPS或Wi-Fi连接。[/caption]

集成商可对该设备进行编程,以执行多种蓄电任务:

  • 充电控制。Axiomtek ICO300可以监控电池温度来预防过度充电或过热。 该设备会在必要时自动关闭充电进程,并在电池温度充分下降后重启。
  • 数据收集与传达。Axiomtek ICO300可以收集并传达实时信息,并根据现有的电池充电与健康统计数据发出警示。 相关数据包括电池总吞吐量、总循环次数、放电深度分布情况、平均与最高/最低运行温度、高温与完全充电状态下所耗寿命比例以及日历年龄。
  • 数据分析。作为电网一部分,Axiomtek ICO300可以提供具体数据以供云端大数据分析。 相关程序会实时处理这类信息以助稳定电网。 电池制造商可以使用这些数据来研究实地性能以供未来改进。
  • 能源优化。若运行适当的算法,Axiomtek ICO300可以针对建筑使用类型、蓄电放电至同步电力需求自动化、电网状况与电费节省机会来进行机器学习。

针对行业用途而设计 Axiomtek ICO300是一款坚固的以太网、Wi-Fi连接型产品,能满足能源自动化的关键需求(

图2)。ICO300的运行温度范围为-20°C至70°C,因此能适应多种环境。该装置的压制铝材重型钢壳采用无风扇无缆线设计,其中的导轨使得整个装置十分便于固定。

图2. Axiomtek ICO300采用具有最新代Intel® Atom™处理器的无风扇低功耗设计,支持相关标准。

该装置提供了两个独立10/100/1000Mbps以太网端口、四个COM端口(RS-232/422/485)、可选用3G/GPRS或Wi-Fi、CompactFlash和SATA SSD(或HDD)以及大范围12V-24V DC输入。 另外还有LED指示灯方便检查状态,也具备RTC电池功能以供简易恢复。

由Intel® Atom™处理器驱动 搭载Intel®

Atom™处理器E3815的Axiomtek ICO300具备低功耗性能、连接性和坚固性,能够处理所有必需的充电控制、数据收集与通信任务。 与其前几代相比,Intel Atom处理器E3815提速高达3倍,而能源效率提升高达3倍,且这种片上系统(SoC)本身使用极少能源——低于10瓦特。 处理器的行业温度范围也支持ICO300用于非绝缘空间甚至建筑外部。 处理器的内存容量高达4GB DDR3L-1066 MHz,能够处理多种RAM以运行操作系统和应用。 处理器与PCI Express* Gen 2.0、高速USB 2.0等行业标准高带宽接口高度结合,从而确保无论用于电网何处也能具备扩展和存储能力。 此外,Intel®处理器能与各种流行OS、BIOS和软件兼容,简化了软件移植、连接性和与其他设备交换数据的问题——这是智能电网设计中的重要因素。

智能建筑电池随着在电网中越来越普及,电池即将变成从行业建筑水平存储和管理电力的关键组件。 将智能电池控制器——如Axiomtek ICO300——与这些电池配合使用,可以让电池高效地帮助建筑所有者降低能源成本并稳定电网,应对风能能源和太阳能能源常见的电源波动和输出变动大的问题。

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