一种智能多路混用电池管理器及其采用该电池管理器的基站制造技术

本实用新型专利技术公开了一种智能多路混用电池管理器，包括开关电源、基站负载、铅酸电池组、锂电池供电单元、直流母线，其特征在于：所述开关电源输入侧与市电相连、输出侧与直流母线相连，基站负载、铅酸电池组和锂电池供电单元彼此并联并与直流母线相连；在市电供电时，由市电经开关电源为基站负载和铅酸电池供电，市电失电时，所有锂电池供电单元同时为基站负载和铅酸电池供电，所有锂电池供电单元电量耗尽后由铅酸电池组单独为通信基站负载供电。本实用新型专利技术还公开一种采用智能多路混用电池管理器的基站。

An Intelligent Multiplex Battery Manager and Its Base Station Using the Battery Manager

【技术实现步骤摘要】
一种智能多路混用电池管理器及其采用该电池管理器的基站
本专利技术涉及一种智能多路混用电池管理器及基站，属于通信基站

技术介绍
随着社会趋于信息化，保障信息通信的通信基站愈加重要。在设计上，工程师们致力研究如何使通信基站能够在低成本的情况下长期稳定运行。对于通信基站，大部分的通信基站故障都是源于其供电系统出现问题。因此，保证通信基站的设备不会因为市电停电而断电、不因为电源问题而产生故障，成为了一个主要的设计目标。为实现通信基站不因市电停电而产生故障，需要使市电失电状态下，通信基站能在相对较长的时间内为通信基站内设备提供符合其工作条件范围内的电压，能实现这一功能的蓄电池因而成为了通信基站供电系统中的重要组成部分。为了降低运行维护的成本，为通信基站在市电失电情况下供电的蓄电池需要满足使用寿命长和安全性高这两点要求，并具有安装便利等特性。已有的设计方案中，常选用铅酸电池作为通信基站使用的备用电源。然而，已有的铅酸电池使用方案存在缺陷，即铅酸电池使用寿命较短，维护成本高。同时，由于通信基站频繁停电、每次停电时间长，会造成铅酸电池频繁放电，并在未充满电的情况下再次放电，出现欠充，使铅酸电池快速老化，进一步加速了电池老化，提高了运行维护成本。为了保护铅酸电池，避免其快速老化，已有的技术方案中存在使用退役动力锂电池组梯次利用，作为备用电源辅助铅酸电池进行供电的策略。这一方案改善了铅酸电池过度充放和欠充问题后，也造成了其他缺陷，包括因为退役动力锂电池组之间存在性能差异而造成同样放电下部分电池组过度放电、欠充，控制方法复杂，以及采用通信总线控制多个锂电池组放电导致系统接线多而复杂、控制流程复杂且通信总线抗干扰能力弱、产生故障时可能阻碍锂电池组在市电失电下放电等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题，提出一种智能多路混用电池管理器，从所有锂电池供电单元协同供电的角度出发，将退役动力锂电池组最终输出到直流母线上的电流与直流母线上电压建立线性关系，使市电失电状态下由锂电池供电单元相比铅酸电池组更优先放电保证通信基站供电稳定，并使直流母线电压在铅酸电池组浮充电压到平台电压的范围内总能输出与实时电压一一对应的恒定电流，且通过针对每个退役动力锂电池组的最大电流输出分别确定直流母线电压与每个锂电池供电单元输出电流的线性关系，在不使用通信总线的基础上使每个锂电池组根据自身放电能力进行放电，并因为协同放电使市电恢复后锂电池组能更快充满电，以解决通信基站铅酸电池组频繁充放电、退役动力锂电池组间不一致性导致的部分锂电池组过度放电、部分锂电池组未充满又放电导致欠充、控制方法复杂、通信总线使用造成接线多而复杂等问题，降低通信基站运行维护的成本，更好地保证通信基站低成本稳定运行。本专利技术采取的技术方案为：智能多路混用电池管理器，包括开关电源、基站负载、铅酸电池组、锂电池供电单元、直流母线，其特征在于：所述开关电源输入侧与市电相连、输出侧与直流母线相连，基站负载、铅酸电池组和锂电池供电单元彼此并联并与直流母线相连；在市电供电时，由市电经开关电源为基站负载和铅酸电池供电，市电失电时，所有锂电池供电单元同时为基站负载和铅酸电池供电，所有锂电池供电单元电量耗尽后由铅酸电池组单独为通信基站负载供电。优选为：与市电和直流母线相连的开关电源包括整流输出电压检测电路、整流电路及其控制电路，通过对整流输出电压进行检测，调整控制电路输出对整流电路进行控制，从而由市电整流得到符合标准的直流母线电压。优选为：所述锂电池供电单元包括DC/DC变换器、退役动力锂电池组、锂电池组电压检测电路、电流检测电路、电池管理系统、直流母线电压检测电路、对直流母线输出电流检测电路，其中，DC/DC变换器两侧分别与直流母线和退役动力锂电池组相连，控制退役动力锂电池组从直流母线上获取电能充电或对直流母线供电，电池管理系统与电池组电压检测电路、电池组电流检测电路相连，根据检测结果计算退役动力锂电池组的荷电状态等状态信息，同时与直流母线电压检测电路和对直流母线输出电流检测电路相连，获取直流母线电压及锂电池供电单元为直流母线输出的电流数据，判断是否让退役动力锂电池组充电、为直流母线供电或从直流母线上切除，并根据判断结果生成控制信号控制DC/DC变换器，其中为直流母线供电的情况下电池管理系统通过读取直流母线电压并控制DC/DC变换器为直流母线提供适当电流值的恒流输出。优选为：锂电池供电单元的具体个数根据通信基站供电需求进行调整，不同锂电池供电单元与直流母线的接线连接彼此独立。锂电池供电单元的DC/DC变换器输出电流i由直流母线电压u决定，并始终维持在自身最大可放电电流imax以下的水平。将智能多路混用电池管理器以及控制方法应用于通信基站。由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比，具有下列优点和效果：本专利技术的一个效果在于，智能多路混用电池管理器，能够通过同时使用全部锂电池供电单元在市电失电时为基站负载供电，大幅降低铅酸电池组的使用频率，有效减少铅酸电池的充放电频率，实现铅酸电池组使用寿命的延长。本专利技术的一个效果在于，智能多路混用电池管理器，能够通过每个锂电池供电单元内根据其退役动力锂电池组性能独立设置最大可放电电流，并控制锂电池供电单元在市电失电时根据直流母线电压进行恒流输出时输出电流受最大可放电电流影响并不超过这一定值，使锂电池供电单元在充放电过程中可根据自身性能控制电能输出的速度，避免因为不同锂电池供电单元中退役动力锂电池组的性能不一致导致部分退役动力锂电池组过度放电。本专利技术的一个效果在于，智能多路混用电池管理器，能够通过使锂电池供电单元同时为直流母线供电，对一次市电失电到市电恢复的过程中所有锂电池供电单元电能储存的减少进行了平衡，使市电恢复后所有锂电池供电单元再充满电的用时缩短，避免再次市电时有锂电池供电单元因为退役动力锂电池组尚未充满电就放电造成欠充。本专利技术的一个效果在于，智能多路混用电池管理器，能够使每个锂电池供电单元间根据自身性能进行放电，使所有锂电池供电单元具有近似的性能衰减速率，便于统一维护和更换，实现通信基站维护成本的降低。本专利技术的一个效果在于，智能多路混用电池管理器，能够通过采用数量一一对应关系建立简单的DC/DC变换器输出控制，使整个系统的控制方法简单且易于实现。本专利技术的一个效果在于，智能多路混用电池管理器，能够通过使锂电池供电单元的控制流程不受其他其它锂电池供电单元状态信息干扰，实现即便系统中有锂电池供电单元因为故障而无法进行供电时，其余锂电池供电单元也能正常供电并满足系统的供电需求。本专利技术的一个效果在于，智能多路混用电池管理器，能够通过使所有锂电池供电单元不需要其他锂电池供电单元的信息即可正常工作，实现锂电池供电单元独立接线，不使用通信总线，系统内接线简单，降低了系统的成本，且便于系统的设计、建造以及后续维护工作。附图说明图1是智能多路混用电池管理器控制下通信基站多源协同供电示意图；图2是智能多路混用电池管理器结构示意图；图3是开关电源结构示意图(控制电路以PI控制为例)；图4是单个锂电池供电单元内部结构图；图5是市电供电下系统电流流向示意图；图6是市电失电锂电池供电下系统电流流向示意图；图7是直流母线电压与锂电池供电单元恒流输出关系示意图；图8是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能多路混用电池管理器，包括开关电源、基站负载、铅酸电池组、锂电池供电单元、直流母线，其特征在于：所述开关电源输入侧与市电相连、输出侧与直流母线相连，基站负载、铅酸电池组和锂电池供电单元彼此并联并与直流母线相连；在市电供电时，由市电经开关电源为基站负载和铅酸电池供电，市电失电时，所有锂电池供电单元同时为基站负载和铅酸电池供电，所有锂电池供电单元电量耗尽后由铅酸电池组单独为通信基站负载供电；锂电池供电单元的具体个数根据通信基站供电需求进行调整，不同锂电池供电单元与直流母线的接线连接彼此独立。

【技术特征摘要】
1.一种智能多路混用电池管理器，包括开关电源、基站负载、铅酸电池组、锂电池供电单元、直流母线，其特征在于：所述开关电源输入侧与市电相连、输出侧与直流母线相连，基站负载、铅酸电池组和锂电池供电单元彼此并联并与直流母线相连；在市电供电时，由市电经开关电源为基站负载和铅酸电池供电，市电失电时，所有锂电池供电单元同时为基站负载和铅酸电池供电，所有锂电池供电单元电量耗尽后由铅酸电池组单独为通信基站负载供电；锂电池供电单元的具体个数根据通信基站供电需求进行调整，不同锂电池供电单元与直流母线的接线连接彼此独立。2.如权利要求1所述的智能多路混用电池管理器，其特征在于：所述锂电池供...

【专利技术属性】
技术研发人员：冬雷，
申请(专利权)人：北京凯华网联新能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11