磷酸鐵鋰電池在4G基站的智能應(yīng)用

蔡雪峰

（上海中興派能源科技有限公司，上海201203）

1 概 述

近幾年來(lái)，無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到快速發(fā)展，3G／4G基站呈現(xiàn)出微型化、集成化、室外化、分布式的發(fā)展趨勢(shì)。磷酸鐵鋰電池因其體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、高溫性能好，在3G／4G基站備電方案中替代鉛酸電池，成為3G／4G基站主選備用電池產(chǎn)品。2013年12月4日，工業(yè)和信息化部正式發(fā)放4G牌照，宣告我國(guó)通信行業(yè)進(jìn)入4G時(shí)代，磷酸鐵鋰電池也得到快速規(guī)?；瘧?yīng)用。2012年行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) YD／T2344.1－2011（集成式）正式發(fā)布。中國(guó)電信于2012年首先完成集團(tuán)采購(gòu)，2013年中國(guó)聯(lián)通進(jìn)行集團(tuán)采購(gòu)，2014年中國(guó)移動(dòng)確認(rèn)將進(jìn)行集團(tuán)采購(gòu)。鐵鋰電池在中國(guó)通信行業(yè)進(jìn)入爆發(fā)應(yīng)用期，某專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)到2020年中國(guó)通信鐵鋰電池市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到150億元人民幣規(guī)模。

2 磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用情況

4G基站配套備電系統(tǒng)（電源＋電池）采用磷酸鐵鋰電池，整體備電系統(tǒng)重量輕、體積小、安裝容易、維護(hù)方便、使用壽命長(zhǎng)。根據(jù)4G備電產(chǎn)品的電源制式及安裝位置，中興派能已開(kāi)發(fā)出交流、直流、交直流多種室內(nèi)室外壁掛、落地系統(tǒng)（如圖1）。隨著4G網(wǎng)絡(luò)的推廣應(yīng)用，中興派能又發(fā)現(xiàn)了客戶(hù)電池應(yīng)用中的新問(wèn)題：（1）磷酸鐵電雖有BMS，但未實(shí)現(xiàn)動(dòng)環(huán)監(jiān)控（成本高，工程復(fù)雜），無(wú)法對(duì)電池的狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)控；（2）4G基站數(shù)量眾多，且多安裝于樓道、豎井等地，難以尋找定位；（3）現(xiàn)網(wǎng)4G站點(diǎn)常發(fā)現(xiàn)偷盜現(xiàn)象，無(wú)法進(jìn)行防盜及追蹤。中興派能據(jù)此調(diào)集力量開(kāi)發(fā)了基于磷酸鐵鋰電池的智能監(jiān)控平臺(tái)，以解決客戶(hù)的困擾。

3 磷酸鐵鋰智能監(jiān)控平簡(jiǎn)介

中興派能磷酸鐵鋰智能監(jiān)控平臺(tái)（如圖2），采用端、管、云的三級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，分為鐵鋰電池內(nèi)嵌式BMS（含無(wú)線(xiàn)上傳通信功能）、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控平臺(tái)中心。磷酸鐵鋰智能監(jiān)控平臺(tái)融合新型鋰電池技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，將無(wú)線(xiàn)監(jiān)控模塊和電池管理系統(tǒng)對(duì)接，將電池的參數(shù)信息和運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程傳輸至中心服務(wù)器，是一種非常有效的監(jiān)控及維護(hù)管理工具。磷酸鐵鋰智能監(jiān)控平臺(tái)采用靈活、高效、安全、可靠的電池維護(hù)方案，為運(yùn)營(yíng)商提供高可靠性低運(yùn)營(yíng)成本的電池維護(hù)服務(wù)，能夠有效提升通信運(yùn)營(yíng)商的競(jìng)爭(zhēng)能力。

圖1 磷酸鐵鋰電池的幾種應(yīng)用形式

圖2 磷酸鐵鋰智能監(jiān)控平臺(tái)

中興派能磷酸鐵鋰智能監(jiān)控平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)4G站點(diǎn)鐵鋰電池的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、故障定位追溯、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、調(diào)度指揮、遠(yuǎn)程控制、安全防范、遠(yuǎn)程維保、在線(xiàn)升級(jí)、運(yùn)行日志統(tǒng)計(jì)等管理和服務(wù)功能，使通信站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，徹底解決了通信電池故障率高、維護(hù)費(fèi)用高的問(wèn)題。磷酸鐵鋰智能監(jiān)控平臺(tái)，讓客戶(hù)對(duì)4G電池的智能監(jiān)控管理成為可能，以下簡(jiǎn)要介紹磷酸鐵鋰電池的遠(yuǎn)程監(jiān)管、GPS精準(zhǔn)定位及防盜追蹤三種智能應(yīng)用。

3.1 無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控

中興派能磷酸鐵鋰電池通過(guò)內(nèi)嵌式BMS實(shí)現(xiàn)電流、電壓、溫度等數(shù)據(jù)信息采集，并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)上傳電池相關(guān)狀態(tài)信息至磷酸鐵鋰智能監(jiān)控平臺(tái)?？蛻?hù)可采用客戶(hù)端電腦或客戶(hù)手機(jī)終端，通過(guò)與磷酸鐵鋰智能監(jiān)控平臺(tái)的交互，實(shí)時(shí)查詢(xún)電池狀態(tài)（市電斷電、電池低壓、剩余電量等情況）。客戶(hù)可通過(guò)監(jiān)控在線(xiàn)眾多電池的狀態(tài)信息，安排站點(diǎn)維護(hù)、設(shè)備更換、系統(tǒng)升級(jí)的工作任務(wù)，效率高、成本低。未來(lái)幾年4G網(wǎng)絡(luò)將規(guī)模化發(fā)展，站點(diǎn)數(shù)量達(dá)百萬(wàn)級(jí)別，如沒(méi)有無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，如此眾多的網(wǎng)絡(luò)電池勢(shì)必將難以得到有效地維護(hù)及管理。

3.2 GPS精準(zhǔn)定位

如圖3所示，中興派能鐵鋰電池具備GPS位置精確定位功能。當(dāng)鐵鋰電池第一次安裝完畢后，其GPS精準(zhǔn)定位功能將隨電池激活而啟動(dòng)。客戶(hù)可通過(guò)站點(diǎn)名稱(chēng)（或站點(diǎn)號(hào)）查找其詳細(xì)的地理位置。當(dāng)4G站點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，維護(hù)人員即可通過(guò)其GPS精準(zhǔn)定位功能快速找到其位置，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)，而不再像以前那樣找站點(diǎn)就要花半天時(shí)間，極大提升維護(hù)效率、降低運(yùn)維成本。

圖3 鐵鋰電池GPS精準(zhǔn)定位

3.3 防盜追蹤功能

中興派能鐵鋰電池具備防盜及智能追蹤功能，如圖4。當(dāng)盜賊開(kāi)始撬動(dòng)鋰電池時(shí)，終端對(duì)平臺(tái)發(fā)送振動(dòng)報(bào)警警報(bào)，同時(shí)會(huì)發(fā)送振動(dòng)短信給基站相關(guān)負(fù)責(zé)人手機(jī)上；當(dāng)盜賊運(yùn)走鋰電池時(shí)，平臺(tái)可以根據(jù)內(nèi)置終端的GPS運(yùn)行軌跡和實(shí)時(shí)定位，能實(shí)時(shí)查找到鋰電池所在的精確位置。同時(shí)支持相關(guān)人員手機(jī)能發(fā)送查詢(xún)短信實(shí)時(shí)查看鋰電池所在的位置，也可以通過(guò)手機(jī)APP實(shí)時(shí)定位所在的位置，利于追查破案，減少損失。

圖4 鐵鋰電池移動(dòng)軌跡信息及當(dāng)前報(bào)警位置

4 結(jié)束語(yǔ)

磷酸鐵鋰電池性能優(yōu)異、節(jié)能環(huán)保，是4G最為理想的備用電池可選產(chǎn)品。隨著三大運(yùn)營(yíng)商4G建設(shè)的加速及磷酸鐵鋰電池集采的完成，磷酸鐵鋰電池也必將在通信行業(yè)得到更大規(guī)模的應(yīng)用。磷酸鐵鋰智能監(jiān)控平臺(tái)為運(yùn)營(yíng)商提供了一種新型電池管理工具，極大地提升了運(yùn)營(yíng)商對(duì)基站電池維護(hù)管理的效率，降低客戶(hù)綜合運(yùn)營(yíng)成本，開(kāi)啟了磷酸鐵鋰電池智能化應(yīng)用的新篇章。