通信基站自适应充电电池及其智能管理系统技术方案

本发明专利技术公开了通信基站自适应充电电池及其智能管理系统，所述自适应充电电池根据实际充电设备和系统参数设置，智能选择充电电流，具体依次包括以下步骤：预充电；直接配置为主动限流的充电值；被动充电限流。所述智能管理系统包括预充电模块、直接配置为主动限流的充电值模块、被动充电限流模块。本发明专利技术所述通信基站自适应充电电池，根据实际充电设备和系统参数设置，智能选择充电电流。一是采用预充电技术；二是可以直接配置为主动限流的充电值；三是检测到充电设备的充电电压下降，自动判断为充电设备的电流输出能力不足，开启被动充电限流功能。限流功能。

【技术实现步骤摘要】
通信基站自适应充电电池及其智能管理系统


[0001]本专利技术属于电池
，尤其涉及通信基站自适应充电电池以及通信基站自适应充电电池智能管理系统。

技术介绍

[0002]5G/6G基站是该系统网络核心设备，直接关系整个网络正常运行，基站数量及功耗数倍于上一代通信基站，因此，对电池系统提出扩容及小型化等技术要求，并对其管控模式提出更高的智能化需求。
[0003]5G/6G基站电池实际使用场景中，充电设备是客户选配，其规格、标准不一，甚至是二次循环利用的旧的充电设备，部分充电设备是恒压输出、限流保护，若电池允许的充电电流过大，则充电设备极易进入限流保护状态，不能正常充电；同时影响用电负载的供电，导致负载无法正常工作，这对整个基站影响甚大，存在极大的供电安全隐患。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中通信基站中电池充电不稳定的问题，提出技术方案如下：
[0005]通信基站自适应充电电池，所述自适应充电电池根据实际充电设备和系统参数设置，智能选择充电电流，具体依次包括以下步骤：
[0006]步骤一：预充电；
[0007]当开始预充电过程时，保持DC/DC转换器处于关闭状态，BMS闭合预充电继电器以开始对控制器电容进行充电；当预充电过程结束时，BMS断开预充电继电器、闭合主接触器，以及启动DC/DC转换器；
[0008]预充电电路是一个典型的RC串联电路，其中“C”存在于基站系统控制单元中，而“R”阻值大小的选择需要根据电路分析计算，且满足以下数学关系：
[0009][0010]式中，i—预充电流；t—充电时间；C—电容值；R—电阻值；
[0011]步骤二：直接配置为主动限流的充电值；
[0012]预充电后再直接配置为主动限流的充电值，不管充电设备电压多高，允许充电电流多大，直接限定最大充电电流为设定值。
[0013]作为上述技术方案的改进，所述自适应充电电池，智能选择充电电流，还包括：
[0014]步骤三：被动充电限流；
[0015]当检测到充电设备的充电电压下降时，自动判断充电设备的电流输出能力不足，这时开启被动充电限流功能，使充电电流在被动限流电流值；具体执行步骤如下：
[0016]S1、选取单位时间内充电电压的变化：
[0017]首先选取均等的若干ΔT时间内充电电压的变化，例如，在开始充电时间内选取ΔT1对应的充电电压变化值ΔU1、在中间时间内选取ΔT2对应的充电电压变化值ΔU2、在后续
时间内选取ΔT3对应的充电电压变化值ΔU3，
[0018]S2、充电期间内监测充电电压的变化：
[0019]在任意充电期间内监测充电电压的变化，重复执行步骤S1，根据充电电压变化值ΔU计算其标准差σ；充电电压变化值ΔU属于标准正态分布，其中根据标准差σ是否在能接受的范围E内，来判断充电期间内监测到的充电电压浮动幅度是否可以接受；
[0020]S3、是否开启被动充电限流；
[0021]当充电电压变化值ΔU的标准差σ仍然处于可接受的范围E内，则继续执行步骤S2；
[0022]当充电电压变化值ΔU的标准差σ超出了可接受的范围E内，则开启被动充电限流，使充电电流在被动限流电流值。
[0023]作为上述技术方案的改进，通信基站中自适应充电电池最大充电电流不超过0.25C10A。通信基站中自适应充电电池设定的充电电流范围为0.1～0.2C10A。优选为充电电流设定为0.1C10A。
[0024]作为上述技术方案的改进，所述智能管理系统包括预充电模块、直接配置为主动限流的充电值模块、被动充电限流模块。
[0025]本专利技术的有益效果为：
[0026]本专利技术所述通信基站自适应充电电池，根据实际充电设备和系统参数设置，智能选择充电电流。一是采用预充电技术，避免初次上电或者放空时充电电流过大，对电池造成大电流冲击；二是可以直接配置为主动限流的充电值，不管充电设备电压多高，允许充电电流多大，直接限定最大充电电流为设定值；三是检测到充电设备的充电电压下降，自动判断为充电设备的电流输出能力不足，开启被动充电限流功能，使充电电流在被动限流电流值。通过上述控制策略，提高电池的实用性和兼容性，无论充电设备参数如何，均可保证可靠充电，避免电池大电流冲击、充电设备的过流保护，确保整个备电系统可靠稳定工作，满足通信基站需求。
[0027]本专利技术所述通信基站自适应充电电池，预充电电路是一个典型的RC串联电路，在防范预充电流i过大的同时增加了上电启动时间，找到二者平衡点需要结合实际产品情况和结构进行设计，这不能以具体的公式或方程来呈现，但这并不影响本专利技术的技术思想。
[0028]本专利技术所述通信基站自适应充电电池，在被动充电限流步骤中统计出充电电压变化值ΔU，并计算其标准差σ。充电电压变化值ΔU属于标准正态分布，根据标准正态分布原理设计可接受的阈值范围E，根据标准差σ是否在能接受的范围E内，来判断充电期间内监测到的充电电压浮动幅度是否可以接受，这一点不仅通过实际产品试验验证，也给下一步充电优化指明方向，具有积极理论价值和现实意义。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。
[0030]本专利技术所述通信基站自适应充电电池，根据实际充电设备和系统参数设置，智能选择充电电流，具体依次包括以下步骤：
[0031]步骤一：预充电；
[0032]预充电可以避免初次上电或者放空时充电电流过大，对电池造成大电流冲击。在
通信基站的驱动系统中，电池与基站系统控制单元是相连的，系统控制单元中有很大的电容，上电初期要向电容充电，电容是一个储能元件，电路闭合瞬间，电容内若没有充满能量，则电路中电容的充电电流会非常大。如果不加限制，这个大电流将对电源、整流等元器件造成很大冲击，可能损坏相关器件，从而造成故障。因此通信基站电源系统加入预充电电路，减小上电时的冲击电流，保护电相关元器件不会因为瞬间大电流的冲击而损坏。
[0033]通信基站电池预充电路的工作原理是：当开始预充电过程时，保持DC/DC转换器处于关闭状态，BMS(Battery Management System，电池管理系统)闭合预充电继电器以开始对控制器电容进行充电；当预充电过程结束时，BMS断开预充电继电器、闭合主接触器，以及启动DC/DC转换器。
[0034]预充电电路是一个典型的RC串联电路，其中的“C”存在于基站系统控制单元中，而“R”阻值大小的选择需要根据电路分析计算，且满足以下数学关系：
[0035][0036]式中，i—预充电流；t—充电时间；C—电容值；R—电阻值；
[0037]式中，当其他参数不变时，预充电流“i”与充电时间“t”形成一对矛盾：预充时间t越短，预充电流i就越大；降低预充电流i，又会延长预充时间t。所以，在防范预充电流i过大的同时增加了上电启动时间，找到二者平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.通信基站自适应充电电池，其特征在于，所述自适应充电电池根据实际充电设备和系统参数设置，智能选择充电电流，具体依次包括以下步骤：步骤一：预充电；当开始预充电过程时，保持DC/DC转换器处于关闭状态，BMS闭合预充电继电器以开始对控制器电容进行充电；当预充电过程结束时，BMS断开预充电继电器、闭合主接触器，以及启动DC/DC转换器；预充电电路是一个典型的RC串联电路，其中“C”存在于基站系统控制单元中，而“R”阻值大小的选择需要根据电路分析计算，且满足以下数学关系：式中，i—预充电流；t—充电时间；C—电容值；R—电阻值；步骤二：直接配置为主动限流的充电值；预充电后再直接配置为主动限流的充电值，不管充电设备电压多高，允许充电电流多大，直接限定最大充电电流为设定值。2.根据权利要求1所述的通信基站自适应充电电池，其特征在于，所述自适应充电电池，智能选择充电电流，还包括：步骤三：被动充电限流；当检测到充电设备的充电电压下降时，自动判断充电设备的电流输出能力不足，这时开启被动充电限流功能，使充电电流在被动限流电流值；具体执行步骤如下：S1、选取单位时间内充电电压的变化：首先选取均等的若干ΔT时间内充电电压的变化，例如，在开始充电时间内选取ΔT1对应的充电电压变化值ΔU1、在中间时间内选取ΔT...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志平，马春响，孙琦，李怡竹，辛大品，
申请(专利权)人：安徽理士新能源发展有限公司，
类型：发明
国别省市：