[发明专利]自发电水表电源管理系统和管理方法

说明书

本发明提供一种自发电水表电源管理系统和管理方法。自发电水表电源管理系统包括锂离子电容器或钠离子电容器和纽扣电池或干电池，当锂离子电容器或钠离子电容器的电压低于特定保护电压时，纽扣电池或干电池给锂离子电容器或钠离子电容器充电以防止锂离子电容器或钠离子电容器过放。

技术领域

本发明涉及智能水表领域，尤其涉及一种自发电智能水表电源管理系统和管理方法。

背景技术

智能水表具有能够电子显示计数，抄取读数方便的优点。智能水表通过读取传统机械水表测量的流量，然后将相应读数远程传输到终端，从而实现智能远程抄表。传统智能水表是采用内置蓄电池进行供电。由于蓄电池电量有限，因此需要定期更换。

通常蓄电池的使用寿命是5年。于实际应用中，为了抄表的准确性，不等电池耗完，而是预估蓄电池的电量所剩不多，就定期人工更换电池。因此现有的普通智能水表不到五年时间就要更换一次需电池。每次更换蓄电池，需要安排专门的人员进行更换，增加蓄电池和人力的双重成本。并且，智能水表在断电然后重启的那段时间，数据容易产生误差。特别地，更换下来的蓄电池对环境是个极大的污染。

对此，自发电水表应运而生。自发电水表利用水管中水流的动能进行发电，充放电储能装置将电量储存起来，并且向水表读数信号发射装置提供电能，维持该水表读数发射装置的正常使用。然而，自发电水表一直没有成功的进行商业运用，主要存在以下几个问题。

如果采用锂电池作为充放电储能装置，锂电池的使用寿命太短。经过实验，锂电池充放电次数只有1000次左右。如果投入实际应用，在用户频繁、间断、大量用水的特殊情况下，水表的寿命甚至可能不到一年。并且，锂电池过充或过放的问题无法解决。任何地区都无法避免有些房屋是空置的，没有人用水，那么发电机将无法给锂电池充电。锂电池如果长时间不充电，不到两年，锂电池就会老化毁坏。损坏的锂电池将无法再次充放电。过充和过放都会对锂电池的性能和寿命造成不可逆的损伤。因此采用锂电池作为储能装置的自发电水表如果一直不用，使用寿命也就最多两年，远低于现有的普通的智能水表的使用寿命。因此，采用锂电池作为储能装置的自发电水表一直处于理论阶段，尚未成功进行商业推广和运用。

为了避免过放给储能装置带来损害的问题，部分自发电水表考虑选择超级电容来储存电能。超级电容具有充电速度快、电能利用率高、循环使用寿命长、安全系数高等优点。最重要的是，和锂电池相比，过充和过放对超级电容的寿命不会构成负面影响。然而，超级电容的成本会远高于锂电池的成本。并且，和传统的普通智能水表相比，采用超级电容的自发电水表在原来的基础上增加发电机和超级电容等结构后，其成本高出不少。在商业推广上，成本是非常重要的考虑因素，这成为采用超级电容的自发电水表进行商业推广运用的一大掣肘。特别地，很多人忽略了超级电容也有自放电的问题。虽然过放对超级电容的寿命不会造成影响，但是超级电容的自放电速度快于锂电池的自放电速度。在实际使用中，如果屋主很节约用水，每次都用很小的水流，那么充电量将不够超级电容的自放电量，智能水表将无法发送数据。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的至少一个不足，提供一种自发电水表电源管理系统和管理方法。

为了实现本发明的一目的，于第一方面，本发明提供一种自发电水表电源管理系统，包括锂离子电容器或钠离子电容器和纽扣电池或干电池，当锂离子电容器或钠离子电容器的电压低于特定保护电压时，纽扣电池或干电池给锂离子电容器或钠离子电容器充电以防止锂离子电容器或钠离子电容器过放。

于第一方面的一实施例中，自发电水表电源管理系统还包括二极管，二极管的阳极电性连接纽扣电池或干电池，二极管的阴极电性连接锂离子电容器或钠离子电容器。

于第一方面的一实施例中，自发电水表电源管理系统还包括电阻，与二极管串联。