一种隔爆型矿用5G在线式后备电源制造技术

本发明专利技术公开了一种隔爆型矿用5G在线式后备电源，涉及矿用后备电源技术领域，包括电池系统、电池管理系统、电压变换系统、温度管理系统、除湿系统、隔爆系统和电源管理系统；电压变换系统包括输入电压变换模块和输出电压变换模块，矿用电源通过输入电压变换模块与电池系统连接，电池系统通过输出电压变化模块与5G设备连接，电池系统连接电池管理系统，电源管理系统连接电池管理系统、电压变换系统、温度管理系统、除湿系统和5G设备。本发明专利技术不仅实现了高功率、宽电压输入输出后备电源的制备与使用，并且通过温度、湿度和系统的智能管理提升了系统的安全可靠性和电池的使用寿命。了系统的安全可靠性和电池的使用寿命。了系统的安全可靠性和电池的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种隔爆型矿用5G在线式后备电源


[0001]本专利技术涉及矿用后备电源
，特别是适用于矿用5G设备配套的隔爆型在线式后备电源。

技术介绍

[0002]煤炭行业已经完成了工业自动化改造，正在深入推进信息化和工业化的深度融合。未来煤矿标准化建设的落脚点必定是“安全、环保、高效”的智能化路线。煤矿智能化发展的目标已经进入建设智能煤矿的阶段，通过煤矿主体系统智能化，将5G+物联网技术与自动控制、边缘计算、人工智能、云计算、大数据等与现代矿山开发技术相融合。矿用5G组网设备主要由微基站、皮基站和飞基站构成，在线式后备电源是各层级基站的重要设备，是5G系统安全稳定运行的保障。5G基本根据基站类型的不同，所需功率在100
‑
10000W范围内。矿用传统的后备电源主要用于应用安全通讯，通常采用小功率镍氢电池和铅酸电池，存在功率小、电池失活快等问题，无法直接作为矿用5G后备电源使用。近年来，随着新能源汽车和大规模储能的发展，锂离子电池产业快速发展现已在电子产品、电动工具、不间断电源、电动自行车、电动汽车等多领域得到大范围的应用，目前也有采用锂离子电池作为矿用后备电源的报道。如专利CN 204144999 矿用隔爆型不间断电源，只描述了后备电源的基本构成：密封箱、变压器、电源主机及可充电电池系统组成，并且采用的是镍氢电池；专利申请CN110994757 A一种矿用隔爆型锂离子蓄电池电源，虽然在基本功能基础上增加了充电继电器、放电继电器及DC/DC转换器等模块，但现有体系均未充分考虑矿下高功率后备电源的强放热、防爆壳体内的空气不流通导致散热不畅、潮湿环境对电池的影响及5G设备会出现超温等不安全因素，无法直接应用于矿用5G设备。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服目前矿用后备电源存在功率小，设备温度、湿度管理缺失等问题，而提供一种隔爆型矿用5G在线式后备电源，保障矿用5G设备的矿下安全高效使用。
[0004]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种隔爆型矿用5G在线式后备电源，其特征在于：包括电池系统、电池管理系统、电压变换系统、温度管理系统、除湿系统、隔爆系统和电源管理系统；所述电压变换系统包括输入电压变换模块和输出电压变换模块，矿用电源通过输入电压变换模块与电池系统连接，所述电池系统通过输出电压变化模块与5G设备连接，所述电池系统连接电池管理系统，所述电源管理系统连接电池管理系统、电压变换系统、温度管理系统、除湿系统和5G设备。
[0005]进一步的，所述电池系统主要由磷酸铁锂电池、钛酸铁锂电池或钠离子电池通过串联组合构成，所述电池系统的功率为100
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4000W、备电时长为1
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10小时。
[0006]进一步的，所述矿用电源的输入电压范围为80
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800V、输出直流电压范围为12
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127V。
[0007]进一步的，所述温度管理系统包括散热模块和电源连锁模块，其中散热模块将电
池系统和电池管理系统靠壁布置，增加导热通道等；电源连锁模块将电源腔内温度与充放电功率连锁，控制电源防爆箱内温度在60℃及以下。
[0008]进一步的，所述除湿系统在电源防爆箱内放置干燥剂，所述干燥剂为硅胶、生石灰、活性炭或分子筛中的一种或多种组合。
[0009]进一步的，所述电源管理系统包括电池充放电管理、电池容量均衡管理、电池安全预警和电源温度连锁，其中电源温度连锁是后备电源系统与5G设备温度的连锁控制。
[0010]使用时，在矿用电源正常供电状态下，矿用电源通过电压变换后直接给5G设备提供电源，同步对后备电源电池充电；在矿用电源出现断电状态时，电池管理系统在不超过100ms内切换电池系统给下游5G设备供电。
[0011]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）满足矿用高功率后备电源温度控制需要，增加了温度管理系统，通过组件设计和温控连锁等，解决了矿用电源温升过高的难题，实现电源防爆箱内温度可控。
[0012]（2）针对矿下湿度大、电芯失活快的难题，增加了除湿系统，提升电池使用寿命。
[0013]（3）设置电源管理系统，实现后备电源内部的连锁控制及与下游负载5G设备的连锁控制，确保系统安全稳定运行。
[0014]（4）实现了高功率、宽电压输入输出后备电源制备。
附图说明
[0015]图1是本专利技术中后备电源的结构示意图。
[0016]图中：电池系统1、电池管理系统2、电压变换系统3、温度管理系统4、除湿系统5、隔爆系统6、电源管理系统7。
具体实施方式
[0017]下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。
[0018]实施例1。
[0019]参见图1，本实施例中，一种隔爆型矿用5G在线式后备电源，包括电池系统1、电池管理系统2、电压变换系统3、温度管理系统4、除湿系统5、隔爆系统6和电源管理系统7；电压变换系统3包括输入电压变换模块和输出电压变换模块，矿用电源通过输入电压变换模块与电池系统1连接，电池系统1通过输出电压变化模块与5G设备连接，电池系统1连接电池管理系统2，电源管理系统7连接电池管理系统2、电压变换系统3、温度管理系统4、除湿系统5和5G设备。
[0020]具体的，电池系统1主要由磷酸铁锂电池、钛酸铁锂电池或钠离子电池通过串联组合构成，电池系统1的功率为100
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4000W、备电时长为1
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10小时。矿用电源的输入电压范围为80
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800V、输出直流电压范围为12
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127V。温度管理系统4包括散热模块和电源连锁模块，其中散热模块将电池系统1和电池管理系统2靠壁布置，增加导热通道等；电源连锁模块将电源腔内温度与充放电功率连锁，控制电源防爆箱内温度在60℃及以下。除湿系统5在电源防爆箱内放置干燥剂，干燥剂为硅胶、生石灰、活性炭或分子筛中的一种或多种组合。电源管理系统7包括电池充放电管理、电池容量均衡管理、电池安全预警和电源温度连锁，其中电
源温度连锁是后备电源系统与5G设备温度的连锁控制。
[0021]使用时，在矿用电源正常供电状态下，矿用电源通过电压变换后直接给5G设备提供电源，同步对后备电源电池充电；在矿用电源出现断电状态时，电池管理系统2在不超过100ms内切换电池系统1给下游5G设备供电。
[0022]实施例2。
[0023]本实施例中，一种隔爆型矿用5G在线式后备电源，后备电源额定功率100W，后备时长8个小时；电池系统1由13块20AH的钠离子电池组成；输入为交流电，电压127V，经输入电压变换模块变换为40V的直流电压给电池充电，同时经输出电压变换模块变换为12V直流电压给负载飞基站供电；温度管理系统4主要将电压变换系统3贴近防爆腔体底部设置，并涂抹导热胶增加散热效果；温度管理系统4主要是在电池防爆仓内放置活性炭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔爆型矿用5G在线式后备电源，其特征在于：包括电池系统（1）、电池管理系统（2）、电压变换系统（3）、温度管理系统（4）、除湿系统（5）、隔爆系统（6）和电源管理系统（7）；所述电压变换系统（3）包括输入电压变换模块和输出电压变换模块，矿用电源通过输入电压变换模块与电池系统（1）连接，所述电池系统（1）通过输出电压变化模块与5G设备连接，所述电池系统（1）连接电池管理系统（2），所述电源管理系统（7）连接电池管理系统（2）、电压变换系统（3）、温度管理系统（4）、除湿系统（5）和5G设备。2.根据权利要求1所述的隔爆型矿用5G在线式后备电源，其特征在于：所述电池系统（1）主要由磷酸铁锂电池、钛酸铁锂电池或钠离子电池通过串联组合构成，所述电池系统（1）的功率为100
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4000W、备电时长为1
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10小时。3.根据权利要求1所述的隔爆型矿用5G在线式后备电源，其特征在于：所述矿用电源的输入电压范围为80
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800V、输出直流电压范围为12
‑
127V。...

【专利技术属性】
技术研发人员：董建立，汤效平，王光培，孙长春，黄晓凡，张一帆，李佩佩，徐金陵，王兹尧，王彤，
申请(专利权)人：北京华电力拓能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：