PV电池和储能评估

IoT 设备光伏能量采集的测试方法论

在产品开发阶段对能量采集系统进行测试至关重要，因为它可以验证光伏电池及其电源管理电路在真实使用条件下是否能够可靠地维持设备运行。通过在不同光照水平下测量电流、电压和储能效率，工程师可以确认系统是否始终保持能量净正收益，并及早识别性能瓶颈。这有助于确保组件尺寸配置正确、防止意外的电源失效，并优化固件以更好地感知环境能量。相反，缺少此类测试的话，产品有可能出现不可靠行为，而重新设计产品则代价昂贵。因此，严格的测试和评估能够使开发人员对设备部署后自主运行、可持续运行更有信心！

Schematics set-up

所需产品

连接方式

  1. 通过USB将两台Otii （本测试使用了两台Ace）设备连接至计算机
  2. 将用于测量能量采集的 Ace（称为 Ace 1）的香蕉插头（–）端连接至光伏电池输出端（也就是光伏电池正极端子）。
  3. 将Ace 1 设备的正极（+）与 SENSE+ 引脚连接至光伏电池的电源管理 IC（PMIC）的光伏输入端。
  4. 将Ace 1 设备的 SENSE– 和 AGND 引脚连接至系统接地（GND）。
  5. 将Otii（Ace 2）的香蕉插头负极（–）连接至能量存储 PMIC 的输入/输出端。
  6. 将Ace 2 设备的正极（+）与 SENSE+ 引脚连接至能量存储单元的正极端子。
  7. 将Ace 2 设备的 SENSE– 和 AGND 引脚连接至系统接地（GND）。
  8. 将能量存储单元的负极端子连接至系统接地（GND）。

Schematics to connect PV cell and energy storage for evaluation with Otii Ace

软件设置

分别针对Ace 1 设备 （能量采集）和Ace 2设备（储能）的通用设置：

  1. 将Ace 1 （能量采集单元）的输出电压设置为不超过光伏电池开路电压（OCV）的安全值。
  2. 将Ace 2 （储能单元）的电压设置为储能设备的标称电压值。

针对 Ace 1 和Ace 2 相同的通用设置：

  1. 将模式从 Power box（供电盒模式） 切换至 In-line（串联测量模式）。
  2. 启用 4-wire（四线制） 测量按钮，界面上电压控制区域旁将出现 “4W” 标记。
  3. 在 Channels（通道） 中启用 主电流（Main current）、主电压（Main voltage） 和 主功率（Main power） 通道。
  4. 设置所需的采样率。对于本场景，可设置为 1000 次/秒（1 kHz）。
  5. 点击“On ”按钮开始供电。

Otii软件设置

提示

按照上述方式连接设备后，如果储能单元Ace设备出现正能量值，表示该储能单元的充电量大于放电量。
附注
  • 光伏电池（PV cell）：用于将光转换为电能的半导体组件。
  • 能量采集器（Energy harvester）：本用例中指光伏电池与其采集路径，用 Ace EnergyHarvester 监测其输出。
  • 能量存储（Energy storage）：指 PMIC 后端连接的储能元件，如电容、超级电容或电池。
  • PMIC：电源管理 IC，用于协调来自光伏采集器的电能、储能和负载之间的能量流。
  • In-line（串联测量模式）：Otii被串联放在被测电源路径中，用于测量通过该路径的真实电流和功率。此时Otii不只是供电，更像是一个精密的电流表+电压表。适用在能量采集场景、电池充放电分析、超级电容能量流测量等场景中。
  • 4-wire （四线制测量）：使用独立的电压感测线（Sense+ / Sense-），消除供电线和测量线电阻带来的误差，尤其适用在电流很小、电压很低、任意一点线组都可能导致误差的场景中。此时，主线负责走电流，Sense线只测真正的DUT端电压值。因此4-wire模式可确保Otii测量结果的超高精确度。

欢迎关注官方微信公众号和视频号"Qoitech"获取更多信息，或联系小编（微信qoitech_cn）索要Otii付费许可证的试用哦！