基于竞争机制的通信基站多路混用电池管理器制造技术

一种基于竞争机制的通信基站多路混用电池管理器，包括开关电源、基站负载、铅酸电池组、多个锂电池供电单元、直流母线，每个锂电池供电单元为独立的锂电池供电单元，相互间没有通信连接，独立检测直流母线电压和独立控制各自通过直流母线进行放电；在市电供电时由市电经开关电源为基站负载供电并为铅酸电池组和锂电池供电单元充电，在市电失电时通过竞争机制使多个锂电池供电单元依次为基站负载和铅酸电池组供电；实现在市电失电的情况下优先由锂电池组放电，降低铅酸电池的充放电次数，对退役动力锂电池进行充分的梯次利用，并延长铅酸电池使用寿命，以达到保护铅酸电池组，并保证通信基站稳定运行。

Multi channel mixed battery manager for communication base station based on competition mechanism

A multi-channel mixed battery manager for communication base station based on competition mechanism, including switching power supply, base station load, lead-acid battery pack, multiple lithium battery power supply units, DC bus, each lithium battery power supply unit is an independent lithium battery power supply unit, there is no communication connection between them, independent detection of DC bus voltage and independent control of discharge through DC bus When the municipal power supply is applied, the municipal power supplies the load of the base station through the switching power supply and charges the lead-acid battery pack and the lithium battery power supply unit. When the municipal power is lost, multiple lithium battery power supply units supply the load of the base station and the lead-acid battery pack in turn through the competition mechanism. In the case of the municipal power loss, the lithium battery pack is discharged preferentially, the charge and discharge times of the lead-acid battery are reduced, and the retired power lithium is discharged The battery is fully used in echelon, and the service life of lead-acid battery is extended, so as to protect the lead-acid battery and ensure the stable operation of communication base station.

【技术实现步骤摘要】
基于竞争机制的通信基站多路混用电池管理器
本技术属于通信基站储能电池
，具体涉及一种基于竞争机制的通信基站多路混用电池管理器。
技术介绍
随着人们对手机等移动通信设备的使用愈加广泛，作为完成移动通信网和移动通信用户之间的通信和管理功能的无线电收发信电台，通信基站的长时间低成本稳定运行成为了一个重要的研发课题。而对于通信基站来说，基站设备故障大部分是基站内电源出现问题，所以保证通信基站设备不因市电停电而间断、不因电源故障影响成为了运营商和主设备商必须考虑的问题。为了实现通信基站不因市电停电而产生故障，蓄电池成为了通信基站供电系统中的重要组成部分。通信基站对于蓄电池电源的基本要求可概括为使用寿命长和安全性高，在此基础上还应具备安装便利、免维护等特性。目前已有的技术及设计方案中，常选用铅酸电池作为通信基站的备用电源，然而铅酸电池的一个显著问题就是其使用寿命短，国产单体12V铅酸电池设计浮充寿命为5到8年，通信基站的铅酸电池使用2到3年就需要更换。铅酸电池的快速老化主要是因为基站频繁停电、停电时间长，不仅使蓄电池频繁充放电，还可能造成因为铅酸电池放电后还未充满电就再次放电，出现欠充，使铅酸电池容量累积性亏损。因此，保护铅酸电池，在铅酸电池应用的基础上引用其他备用电源以减少铅酸电池充放电循环次数的设计思路应运而生。基于这种思路而出现的退役动力锂电池梯次利用、在通信基站后供电的设计方案，确实能在一定程度上缓解铅酸电池的频繁充放电缺陷，但是却造成了其他缺陷，诸如锂电池组放电难以进行调度、造成部分锂电池组过度消耗，和负责管理锂电池放电的通信总线接线数量多、系统内部接线复杂、锂电池组难以进行增加或减少等维护工作，以及通信总线故障可能造成市电失电状态下锂电池组不能供电、致使通信基站供电系统稳定性差等问题。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述问题，提出一种基于竞争机制的通信基站多路混用电池管理器，从退役动力锂电池组使用方式的角度出发，将若干锂电池组的放电方式与彼此独立的延时设置相结合，采用竞争机制取代通信总线对锂电池组放电的调度功能，以解决通信基站铅酸电池充放电循环多、部分锂电池组过度消耗、系统内部接线复杂、通信总线抗干扰能力差造成通信基站供电系统稳定性差等问题，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。本技术采取的技术方案为：一种基于竞争机制的通信基站多路混用电池管理器，包括开关电源、基站负载、铅酸电池组、多个锂电池供电单元、直流母线，所述开关电源输入端与市电相连，输出端与直流母线相连，直流母线与基站负载、铅酸电池组和多个锂电池供电单元相连，其特征在于，每个锂电池供电单元为独立的锂电池供电单元，相互间没有通信连接，独立检测直流母线电压和独立控制各自通过直流母线进行放电；在市电供电时由市电经开关电源为基站负载供电并为铅酸电池组和锂电池供电单元充电，在市电失电时通过竞争机制使多个锂电池供电单元依次为基站负载和铅酸电池组供电。进一步地，每个锂电池供电单元设定各自的放电延时设置参数，所述放电延时设置参数是每个锂电池供电单元从检测到直流母线电压满足条件到控制放电之间的延时时长；所述多个锂电池供电单元的竞争机制通过设定放电延时设置参数实现。进一步地，每个锂电池供电单元采用滞回控制放电；在铅酸电池组的浮充电压和平台电压之间设定两个电压值，较小值为锂电池放电电压，较大值为补偿值，当直流母线电压低于放电电压时锂电池供电单元接入直流母线并开始放电，将直流母线电压补偿至补偿值，当直流母线电压回升至铅酸电池组浮充电压，则锂电池供电单元停止放电。进一步地，所述开关电源包括直流母线电压检测电路、AC/DC变换器及其控制电路，通过直流母线电压检测结果，调整控制电路输出对AC/DC变换器进行控制，从市电整流得到符合标准的直流母线电压。进一步地，所述锂电池供电单元包括DC/DC变换器、退役动力锂电池组、电池管理系统(BMS)、直流母线电压检测电路，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，直流母线电压检测电路检测直流母线电压，直流母线电压信号输入给电池管理系统，电池管理系统输出控制信号给DC/DC变换器。进一步地，所述锂电池供电单元进一步包括，电池组电压检测电路、电流检测电路，电池组电压检测电路、电流检测电路连接至电池管理系统；电流检测电路检测流入或流出锂电池组的电流，电池组电压检测电路检测退役动力锂电池组整体的电压值。进一步地，每个锂电池供电单元在通过竞争机制为直流母线进行供电后，则将放电延时设置参数增加；当所有锂电池供电单元放电延时设置参数均为最大延时时长时，重新设置为最小延时时长。由于上述技术方案的运用，本技术与现有技术相比，具有下列优点和效果：1)基于竞争机制的通信基站多路混用电池管理器，能够通过依次使用锂电池供电单元在市电失电时为基站负载供电，铅酸电池的使用频率得以大大降低，有效减少铅酸电池的充放电循环次数，实现铅酸电池组使用寿命的延长。2)基于竞争机制的通信基站多路混用电池管理器，能够通过每个锂电池供电单元内独立的延时设定，使先放电的锂电池供电单元在下一次失电、锂电池供电单元竞争放电的过程中具有很小的竞争力，避免同一个锂电池供电单元频繁放电而具有比其他锂电池供电单元高得多的使用率。3)基于竞争机制的通信基站多路混用电池管理器，能够避免单个锂电池供电单元中的退役动力锂电池性能迅速衰减，平衡直流母线上所有锂电池供电单元的利用率，实现同一批接入直流母线的锂电池供电单元中的退役动力锂电池组近似具有相同的使用寿命，可统一进行更换和维护工作，节约通信基站供电系统的运行维护成本。4)基于竞争机制的通信基站多路混用电池管理器，能够使每个锂电池供电单元间不须使用通信总线，实现所有锂电池供电单元接线彼此独立。5)基于竞争机制的通信基站多路混用电池管理器，能够通过彼此独立的锂电池供电单元接线方法，有效简化锂电池供电单元接入直流母线的接线工作，解决通信基站供电系统内部接线复杂的问题。6)基于竞争机制的通信基站多路混用电池管理器，能够通过在每个锂电池供电单元独立接线的基础上，通过对所有锂电池供电单元使用完全相同且不受其他锂电池供电单元信号影响的竞争机制控制程序，进一步实现所有锂电池供电单元的控制程序能够独立工作，不受其他其它锂电池供电单元的影响。7)基于竞争机制的通信基站多路混用电池管理器，能够在所有锂电池供电单元在接线和控制程序上的独立性的基础上，实现可以在对直流母线单独接入额外的锂电池供电单元或摘除已有的部分锂电池供电单元的过程中，无须对其他锂电池供电单元的程序或接线做出任何调整，从而实现直流母线上接入的锂电池供电单元个数可根据需求进行任意变化。附图说明图1是基于竞争机制的通信基站多路混用电池管理器供电示意图；图2是基于竞争机制的通信基站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；图4是锂电池供电单元内部结构图；图5是市电供电时电流流向示意图；图6是市电失电锂电池供电时电流流向示意图；图7是铅酸电池放电曲线示意图；图8是锂电池供电单元滞回控制放电示意图；图9是延时设置非全为最高档位时竞争机制控制流程图；图10是延时设置全为最高档位时竞争机制控制流程图；具体实施方式下面结合附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于竞争机制的通信基站多路混用电池管理器，包括开关电源、基站负载、铅酸电池组、多个锂电池供电单元、直流母线，所述开关电源输入端与市电相连，输出端与直流母线相连，直流母线与基站负载、铅酸电池组和多个锂电池供电单元相连，其特征在于，每个锂电池供电单元为独立的锂电池供电单元，相互间没有通信连接，独立检测直流母线电压和独立控制各自通过直流母线进行放电；所述锂电池供电单元包括DC/DC变换器、退役动力锂电池组、电池管理系统、直流母线电压检测电路，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，直流母线电压检测电路检测直流母线电压，直流母线电压信号输入给电池管理系统，电池管理系统输出控制信号给DC/DC变换器。

【技术特征摘要】
1.一种基于竞争机制的通信基站多路混用电池管理器，包括开关电源、基站负载、铅酸电池组、多个锂电池供电单元、直流母线，所述开关电源输入端与市电相连，输出端与直流母线相连，直流母线与基站负载、铅酸电池组和多个锂电池供电单元相连，其特征在于，每个锂电池供电单元为独立的锂电池供电单元，相互间没有通信连接，独立检测直流母线电压和独立控制各自通过直流母线进行放电；所述锂电池供电单元包括DC/DC变换器、退役动力锂电池组、电池管理系统、直流母线电压检测电路，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，直流母线电压检测电路检测直流母线电压，直流母线电压信号输入给电池管理系统...

【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