低功耗广域网:选择最佳位置定位选项

低功耗广域网 (LPWAN) 首次出现是因为物联网设备需要更小、更便宜,同时还要保持电池效率并满足所有形式的要求。 通过提供长距离、低功耗和低带宽的通信,LPWAN 可以满足许多物联网用例的操作需求。 它们降低了设备的成本和电池消耗,不仅延长了使用寿命,而且还降低了其运营开销的大小和成本。 在许多这些用例中,性能取决于一个关键特性:准确的定位能力。 这些定位方法可以包括 GNNS、WiFi 定位等。

预计物联网设备未来增长的很大一部分将来自低功耗广域网。 到 2025 年,预计将有超过 20 亿台设备通过 LPWAN 连接。

有几种不同的网络,例如 NB-IoT、LoRaWAN、Sigfox 或 LTE Cat-M,它们都提供了这些独特的功能。这些网络的用例包括资产跟踪解决方案、智能城市基础设施和智能计量。让我们讨论如何根据用例需求选择最佳位置定位选项。

您的低功耗广域网:选择最佳位置定位选项

LoRaWAN:低功耗广域网规范

与传统移动网络相比,低功耗广域网的覆盖范围更广,因此能够以更低的成本传输少量数据(每台设备)。 LPWAN 非常适合许多非常小型、低成本的设备定期传输和接收少量数据的用例。

LoRaWAN 是一种 LPWAN 规范,旨在用于区域、国家或全球网络中的无线电池供电设备。 LoRa 或远程无线电的理想用例涉及不经常传输少量数据并在部署 LoRa 基础设施的区域内移动的小型工业设备。从减少能源费用、智能照明和优化废物收集,到智能计量和供应链和物流,LoRaWAN 的机会很多。也就是说,这些用例严重依赖位置才能正常执行。

用于低功耗广域网的内置定位技术

LoRa 使用一种称为到达时间差 (TDOA) 的内置定位技术启用这些应用程序。 TDOA 技术使用无线基础设施(即 LoRa 网关)定位设备。使用 TDOA 的手机和设备定位是 20 多年前开发的。它致力于创建用于 E-911 和其他应用程序的准确定位解决方案。

这项工作导致开发了一个大型知识产权组合,该组合为 TDOA 实施的许多方法和系统申请了专利。多年来,TDOA 已经适应支持物联网的本地 LoRa TDOA 位置。由于网关能够收集和传输定时信息,因此可以通过比较信号到达多个网关的时间来定位设备。 TDOA 的准确性在很大程度上取决于所部署的低功率广域网基站的密度。如前所述,这因地理和形态(城市与郊区等)而有很大差异。虽然对于某些物联网用例来说,这种广域位置可能是可以接受的,但如果需要更准确地了解设备的位置,TDOA 可能不是一个具有成本效益的选择。

LoRa 的低距离传输能力意味着网络节点之间的距离很远,这对部署成本来说是一个优势,但对 TDOA 来说是一个挑战。 这就是 GNSS 或 WiFi 提供最准确和最具成本效益的定位功能的地方。

GNSS 和 WiFi 定位:优缺点

全球导航卫星系统 (GNSS) 等基于卫星的定位方法似乎具有比积极方面更多的消极方面。 首先,让我们看一个强大的优势:GNSS 设备在设备可以看到卫星的区域(例如室外环境)中非常准确。 这会有所帮助,尤其是当其他位置定位选项在户外不准确时。 现在,让我们继续讨论缺点。

全球导航卫星系统的缺点:

在室内不是很准确
在密集的城市环境中不是很准确,例如大多数城市
GNSS 芯片组和接收器可能很昂贵
可以耗尽设备电池,抵消 LPWAN 的一些主要优势
WiFi 定位是另一种定位选项,它使用现有的基础设施和 WiFi 接入点 (AP)。对于 WiFi 定位,设备必须能够扫描附近的接入点 (AP),并通过 LoRa 传输信息,低功耗广域网可以确定设备的位置。设备需要能够看到 WiFi AP,但不需要连接到它。

WiFi定位的优势

最佳,因为它可以与其他信号(混合)相结合,以创建一个改进的定位系统,与任何单独的选择相比
提供室内定位能力和准确性
显着的成本优势,因为网关过度部署不需要达到同等的准确水平
由于更高的AP,在城市环境中可以达到15-30米的精度
WiFi定位的缺点

WiFi 扫描相对于 TDOA 消耗的增量功率。这是对显着改善的室内和室外位置的权衡
由于接入点较少,农村地区的最佳定位精度较低
在精确位置跟踪至关重要的用例中,WiFi 定位无疑是赢家。将 WiFi 定位与基于低功耗广域网的定位相结合,提高了整个网络的整体定位精度和可靠性。此外,通过将 WiFi 定位添加到系统中,它可以扩展设备的覆盖范围并提供更高精度的定位技术。最后,通过获取 WiFi 扫描并将其发送到网络进行定位,可以最大限度地减少设备的电池消耗。这些优势使 WiFi 成为低功耗广域部署的最佳选择。

低功耗广域网的要点

低功耗广域网可降低设备的成本和电池使用量,提供更智能的使用机会。然而,这些网络的性能取决于准确的定位能力。选择正确的位置定位选项将确保正常运行。当需要精确的位置跟踪时,应使用 WiFi 定位,因为它可以提高整个网络的整体定位准确性和可靠性。

蜂巢能源的短刀片电芯生产和发展路线

#微博新知博主##车圈新星驾到#

蜂巢能源近日举办了一次小规模的金坛工厂参观活动,主要介绍短刀电池的智能制造过程,我整理分享一下我看到的内容。

蜂巢能源的短刀电芯产品,首次出现是在2019年4月上海汽车展上,然后在2021年底蜂巢能源发布“领蜂600”全域短刀化后占据了产品序列的C位,这次在蜂巢能源二期短刀电池工厂,“短刀”电池量产线落地,年产能为2.5GWh。

▲图1.短刀磷酸铁锂的生产落地

Part 1

短刀的生产过程

在二期工厂的8GWh产能里,铁锂和三元(含无钴)大概占了一半。预计2022年,在各个电池企业里面铁锂估计占比都在50%以上。

现场可以看到,锂电池的第一道生产工序匀浆也是按这个比例安排的,单个2300L大容量双行星搅拌设备,每罐浆料对应600KWh(纯电动车10辆左右)——这部分其实和电池的最终形态没直接的关系。

▲图2.现场看到的化学体系的比例

比较明显的是第二道的涂布工艺,短刀电池的长度(近600mm)比普通电芯(148mm或者220mm)更长,涂布的宽幅、速度、精度决定了电池极片生产的效率和品质。在现场能看到1400mm超宽幅涂布机,一次出两列,涂布速度也非常高(80m/min)。幅度宽了,为了保证涂布精度,需要在涂布设备上设置三套β射线在线面密度检测系统和两套CCD实时涂宽检测系统,来实现数据实时检测和控制,保证涂布的自动闭环管控(面密度控制在±1.5%以内,正反面错位≤0.5mm)。

▲图3.短刀相比之前的宽幅涂布有很大的变化

在辊压工序中,整体工艺没有很大的差异,由于幅度比较宽,通过正极热辊压,负极双辊连续滚轧,在辊压机上进行电磁加热、红外线在线烘烤、在线激光测厚、废料边去除等技术集成,效率还是有很大的提升。

在模切工序,蜂巢能源应用了激光模切,节省模具投入和设备维护的费用,模切效率也得到40%的提升(30m/min提升至40-50m/min)。

在这里的最大挑战是激光过程产生的毛刺,需要检测层面非常精细化的算法。下一步产线的提升,主要依靠卷对卷模切+切叠一体设备,在工艺层面进行集成。

对于刀片系列的电池而言,某种意义上是从软包进化过来的(叠片工艺的电池生产),叠片速度一直是行业痛点,在这里看到的是双工位叠片效率高达0.4s/片,已研发完成的下一代超高速刀片式电芯极组成型设备,叠片效率可以做到0.125s/片,配合电芯的设计可以在电芯封装层面,对于卷绕极组成形效率形成实质性的挑战。

▲图4.高速叠片机

软包的电芯厚度瓶颈,在刀片设计的理念下,其实突破了。所以这颗磷酸铁锂的电芯,在21mm的厚度下达到了184Ah,还有进一步增长的空间。

▲图5.双卷芯的设计9mm合成21mm的厚度电芯

从生产的过程来看,二期工厂相比于之前看到的一期,在细节上有很多的改进,主要是兼容性方面:二期兼容了VDA、短刀两种不同的设备,在细节方面诸如传输设备方面作了改进,特别是导入了卷芯磁悬浮的物流体系,加上改进的AGV运输物流,极大的提高了节拍和效率。在参观过程中,工厂配置的人员又少了很多,而加入了更多的检测手段,通过强大的软件系统和数据分析来提高工艺直通率,变得更加智能化了。

走低成本,高体积利用率的路线,从VDA电芯一路演化到刀片,整体的卷芯到Pack效率还是非常靠前的。从目前来看,围绕电芯层面的革新,比围绕Pack结构的设计,能够使得电芯在制造层面的成本的降低,在Pack层面也会提高成组效率,降低电池系统的重量(能量密度提高),而且Pack内部的零部件数量减少,特别是相关结构件的减少,有效实现电池系统的成本目标。最终,电池安全性能也会进一步提升——对于方壳而言,薄的电池相对更安全。如果不往宽度方向做文章,往厚度扩展,对于电池安全的影响是很大的(散热面小,热导不出来,内外部的温差大)。

▲图6.刀片电芯的成组率,真的是非常高效的

Part 2

技术发展方向

●围绕全域短刀电芯的迭代

在技术交流环节,比较有意思的话题就是围绕短刀电池的进化。

由于目前磷酸铁锂材料技术的进展,可以在工艺环节和材料环节做进一步迭代。对于电池企业来说,最喜欢的进化方向就是这样:在电池生产线,电芯尺寸、电池系统和整车接口,什么都不需要变,直接能通过多迭代实现能量密度上5%、10%的升级。

蜂巢能源在短刀电池升级的路径上,不管是磷酸铁锂混磷酸锰铁锂,还是磷酸锰铁锂混三元,都在同时进行开发。今年底到明年还会陆续推出第二代和第三代,能量密度也将进一步提升。

从研发逻辑上来看,原材料的来源非常广泛,是更好的解决方案,为整个行业的进步和电动汽车的竞争力的增强,提供非常大的贡献和价值。磷酸铁锂和铁锰锂的下一步,是开发快充能力,目前的高性价比产品是配置1.6C快充能力,下一步开发2C-2.2C的铁锂,然后往4C方向上开发磷酸铁锂。

●高镍电芯开发

围绕低成本磷酸铁锂技术路线的出现,会逼着三元进一步向上,也会逼着无钴进一步向上,通过提高高镍的克容量和提中镍的电压,2022年上半年量产4.4V高电压产品和2022年年底(或者2023年初)无钴4.4的产品也会推出。这个技术方向上面,首先可以配合快充的设计,实现高性能电池的路线。

▲图7.围绕短刀的设计,主要迭代的是性能

做电池有意思的地方,就是产品一直在进化:产线通过不断的升级,改进效率和良品率。平台化可以适应多数客户的Pack设计,这是产品灵活性所带来的。

随着2021年新能源汽车市场的狂飙突进,2022年电池成本受到上游原材料上涨不断提升,这需要电池厂家和车企一起来承担,而2022年能看到新能源汽车的产品结构可能会有所调整。

目前每个电池公司面临的成本压力都是非常大的,但是这种压力是阶段性的压力,随着天气变暖,上游供给包括盐湖生产供给和矿山的锂的供给会增加,在国内外的共同努力下会得到逐渐的缓解。

在从材料端来看,蜂巢能源从2021年年中开始做了大量的行动,包括上游的一些原材料的锁定(锁量、包销、预付),有铺垫以后,整体材料供应能满足2022年全年的需求量。在成本的控制上要多重并举:除了提早地锁定一些原材料买进之外,还要做技术创新来降低成本——国产原材料的替代,新化学体系的使用,通过调整结构吸收一些成本的上涨。

预计在2022年,相比去年,蜂巢能源的磷酸铁锂比重会增加(超过50%),短刀电芯的比例也会增加。现在全球规模(300GWh)不是很大的情况下,供应链都已经出现了比较大的供应风险和挑战,未来成几倍,十倍的增长,到TWh时代电池材料的供应挑战会更大。从长远来看,蜂巢能源会自制一部分核心的原材料,并对上游原材料端进行一些投资,会对下一代电池技术的原材料进行一些投资。

从设备端来看,电池公司80%的投资是设备,需要以更高的生产效率和更智能化的,少人化的产线的设计,来规避未来人工成本上涨,来规避制造成本高的问题,同时做了柔性化的高效产线设计,短刀产线兼容300-500多毫米。电池制造过程中产生的海量数据如何利用起来,对提升产品质量,缩短制成周期都有非常大的好处。蜂巢能源专门做AI智能制造的落地,在电芯制造精益上做文章。

另外,蜂巢能源很有意思的是人才战略,随着品牌影响力的提升和规模扩大,本身公司开放,具有新势力思维的企业文化,在人才招引说是比较成功的。对于员工的激励,不只是围绕薪水,包括合伙人制度的推进、员工持股等措施其实都能让企业的发展更稳定。

小结:电池做到现在,对一个企业从技术、设备、上游材料和人才全方面提出了要求,随着车企的入局,整个电池产业会呈现出我们之前看不到的多元化色彩。

你平时用的护肤品是否真能有效抗老?

护肤,是当代年轻人一个非常热门的话题。尤其是为了脸上这「一亩三分地」,各种能用的招几乎全都用上了。各种护肤品往脸上涂了一遍又一遍,目的只是想让青春的印记再多留一会儿。

不过,大家有没有想过,你平时用的护肤品是否真能有效抗老?

【眼角的皱纹,是岁月留下的痕迹】

随着年龄的增加,不只脸部皮肤在变得暗沉、松弛,眼角还悄悄爬满了皱纹。

眼周皮肤比较薄,皮脂膜相对不发达,皮脂膜对眼部皮肤的保护作用相对较小,这让眼部周围皮肤容易干燥。再加上平时作息不规律,熬夜刷屏,化妆损伤以及日晒氧化,加速了眼周肌肤胶原蛋白流失,使得眼周皮肤弹性降低,进而导致很多人出现细纹表情纹、眼袋眼泡、黑眼圈、眼肌下垂等困扰。

很多时候,我们的眼周状态非常影响整个人的视觉年龄。与脸部其他问题相比,鱼尾纹、眼周皮肤松弛等问题对脸部的影响更大,第一眼看上去就像比实际年龄老了好几岁。

所以,在护肤的时候,一定不要忘记对眼周进行护理。

想要改善眼周细纹、黑眼圈等问题,除了要改善自己的生活方式、坚持防晒、拒绝烟草、注意作息,平时还要做好眼部的保湿工作,可以选择一些含有维A醇类、维C类、小分子肽类等成分的眼霜局部涂抹。

【A醇真的可以抗老吗?】

维A酸被推荐作为皮肤光老化的初始治疗,能够减少紫外线引起的早期皮肤衰老的迹象,例如皱纹、皮肤弹性下降和色素沉着,可以用于治疗各型皮肤的轻度至重度光老化。在美国,维A酸甚至已被批准以0.05%的浓度用作处方抗衰老治疗剂。

不过,由于维A酸对皮肤有很强的刺激性,使用不当可能出现面部的严重刺激反应,比如发红、干燥、刺痛等,所以维A酸在化妆品中被限制使用。

维A醇(视黄醇)是A类家族的一个,是维A酸的兄弟,也是目前最常被用作抗衰老的物质,与维A酸相比对皮肤的刺激性更小。目前已经证实A醇不仅能改善皮肤外源性老化,而且对皮肤内源性老化也有积极作用。维A醇被皮肤吸收后,通过在体内转化为A酸而发挥作用,可以改变皮肤厚度并促进胶原蛋白生成,还能抑制胶原纤维断裂,增加皮肤弹性,减少眼周细纹。

由于A醇对光线和空气比较敏感,因此需要避光保存。另外,有一些产品还会选择添加A醇的衍生物。视黄醇棕榈酸酯是维生素A的一种衍生物,很容易被皮肤吸收,然后转换成A醇再转化为A酸后作用于肌肤。

【复合A醇配方的抗老产品,更高效温和】

HBN的“小咖管”电眼精华,独家定制“双重真A醇”(A醇+A醇棕榈酸酯)。这样的成分配置,不仅可以促进A醇快速起效,还可以利用A酯在体内转化为A醇的“时间差”,起到持久维持的作用,从而温和、持久、有效地改善细浅皱纹。

HBN是国内最 早专注做A醇的品 牌 #国内A醇抗老开拓者# ,联合中科院博士、博导专研“复合A醇”配方+独家蚕蛹“黄金微粒”包裹技术,很好的改善了A醇易失活、易刺激这两大难题。

“小咖管”中添加的外用咖啡因有良好的抗氧化作用,能延缓眼部光老化,消除眼部水肿,促进眼部的血液循环,有助于改善泡泡眼和血管型黑眼圈等。此外,添加的乙酰基六肽-8、棕榈酰三肽-5、依克多因、二裂酵母、5重神经酰胺等多种成分,在淡化细纹、改善黑眼圈的同时,还能锁水保湿,滋润眼周,让眼周皮肤更加紧致。

为了验证产品是否有效,品牌特意邀请了32名年龄25至55岁的中国女性,在连续使用4周后,发现眼角皱纹减少12.22%,眼下黑色素减少15.47%,皮肤紧致度提升56.6%。

肉眼可见且被严谨科学所验证的真正有效的抗老功效,才是#国内A醇抗老爆火的真相# !

至于HBN双A精华乳,除了核心的双A醇成分,还拥有“焕亮界扛把子”——净化版烟酰胺,以及抗氧修护王牌组合:德国二裂酵母+维生素E+积雪草+卵磷脂等。在抗老之外,还可以锁水保湿,让皮肤滋润滑嫩,同时减轻色素沉着,改善皮肤暗沉,使肌肤焕亮有光泽。这款双A精华乳也拿到了第三方显著有效的检测报告,用了这款精华乳之后细纹得到显著改善、肌肤弹性也显著提升。

值得一提的是,由于A醇对光线敏感,HBN双A精华乳和“小咖管”电眼精华都使用避光瓶来保护有效成分。“小咖管”电眼精华还贴心地采用了「只出不进」真空针管口设计。使用时,只需轻轻按压泵头,用多少挤多少,能直接蘸取在眼皮上,方便好用又卫生。

ps:孕妇、哺乳期、备孕期女性不要使用A醇类产品。第一次使用A醇以及敏感肌需要建立好耐受,先小范围低频率使用,等皮肤适应了再慢慢加量。

大家带话题词 #国内A醇抗老爆火真相# 转发,聊一聊你对使用HBN的感受,从转发中揪3位小可爱送晚霜~

参考文献
[1] Ganceviciene R, Liakou AI, Theodoridis A, Makrantonaki E, Zouboulis CC. Skin anti-aging strategies. Dermatoendocrinol. 2012;4(3):308-319.
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[3] Rong Kong,Yilei Cui,Gary J.Fisher等. 通过分子生物学、组织学及临床检测手段对比研究视黄醇和视黄酸作用在人体皮肤上的功效[A]. 中国香料香精化妆品工业协会.第十一届中国化妆品学术研讨会论文集[C].中国香料香精化妆品工业协会:中国香料香精化妆品工业协会,2016:10.


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