一种基站蓄电池免维护管理控制装置的制作方法

1.本实用新型属于电池维护技术领域，具体涉及一种基站蓄电池免维护管理控制装置。


背景技术：

2.随着通信行业的快速发展，移动通信基站已成为网络通信的基本单元，目前，我国的移动通信基站总数高达930万座，为保证每个通信基站的通讯畅通，各个通信基站均配备了蓄电池组来作为后备电源系统，在市电停电时，利用蓄电池组给设备供电，以保持通信的畅通。
3.通常情况下，基站使用开关电源给设备供电，同时也给蓄电池组充电，而为了保证蓄电池组的安全与寿命，基站对于蓄电池的使用具有严格的要求，其要求基站内的蓄电池要同厂家，同型号，同一批次才能进行并联使用，由此，在使用过程中存在以下问题：如果有单只蓄电池存在性能下降或故障时，就需要进行整组更换或配置更多人员进行维护，这就增加了基站的使用成本，因此，提供一种蓄电池的免维护管理装置迫在眉睫。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种基站蓄电池免维护管理控制装置，以解决现有基站蓄电池组只要存在单只蓄电池性能下降或故障，就需要进行整组更换或配置更多人员进行维护，从而导致的使用成本高的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.本实用新型提供了一种基站蓄电池免维护管理控制装置，包括：电池切换控制单元、双向dc-dc变换器以及开关电源；
7.基站内的每个蓄电池电连接有一所述电池切换控制单元，其中，每个所述电池切换控制单元通过所述双向dc-dc变换器电连接所述开关电源，且所述开关电源连接有负载；
8.所述电池切换控制单元包括通讯模块、均衡充电模块、电池内阻采集模块、电池电压采集模块、电池充电切换模块以及控制模块，其中，每个蓄电池通过对应电池切换控制单元内的所述电池充电切换模块电连接所述双向dc-dc变换器；
9.所述电池电压采集模块和所述电池内阻采集模块的检测端分别电连接对应的蓄电池，用于采集对应蓄电池的电压以及内阻；
10.所述电池电压采集模块和所述电池内阻采集模块的输出端分别电连接所述控制模块，且所述控制模块还电连接所述电池充电切换模块，以根据电压和/或内阻控制所述电池充电切换模块切断开关电源对对应蓄电池的充电或切断对应蓄电池的放电；
11.所述控制模块通过所述通讯模块通信连接所述双向dc-dc变换器，所述控制模块还电连接所述均衡充电模块，且所述均衡充电模块电连接对应的蓄电池。
12.基于上述公开的内容，本实用新型利用电池电压采集模块以及电池内阻采集模块实时采集蓄电池的电压以及内阻，在开关电源工作时，即可根据采集的电压判断蓄电池是
否充满，若充满，则通过控制模块控制电池充电切换模块切断蓄电池与开关电源的电连接，同时，通过双向dc-dc变换器及时调整充电电压，并反馈至控制模块，而控制模块则根据反馈的信息控制均衡充电模块对该蓄电池进行独立均衡充电，直至所有蓄电池全部充满；同理，当开关电源不工作时，蓄电池组通过双向dc-dc变换器对外放电，控制模块则根据采集的电压以及内阻判断蓄电池是否能够继续放电，若不能，则通过电池充电切换模块切断该蓄电池的放电。
13.通过上述设计，本实用新型可对蓄电池组内每个蓄电池的充电过程以及放电过程进行实时监测，可实现蓄电池的均衡充电以及放电，无需人员进行维护，且在单只蓄电池出现故障或性能下降时，也无需更换整个蓄电池组，降低了维护以及使用成本。
14.在一个可能的设计中，所述电池充电切换模块包括：驱动器、第一场效应管以及第二场效应管；
15.所述控制模块的输出端电连接所述驱动器的受控端，所述驱动器的输出端分别电连接所述第一场效应管以及所述第二场效应管的栅极；
16.所述第一场效应管的漏极电连接对应蓄电池的正极，所述第一场效应管的源极电连接所述第二场效应管的漏极，所述第二场效应管的源极电连接对应蓄电池的负极，且所述第一场效应管的源极还电连接所述双向dc-dc变换器。
17.基于上述公开的内容，通过利用两个场效应管实现蓄电池充电以及放电的控制，即当控制模块根据电压判断出某一蓄电池充满时，则通过驱动器控制第一场效应管闭合，第二场效应管断开，实现充电切断，而当所有的蓄电池都充满后，则控制所有电池切换控制单元内的第一场效应管断开，第二场效应管闭合，从而使所有蓄电池进入均衡充电状态；同理，当蓄电池对外放电时，控制模块根据采集的电压以及内阻判断出某个蓄电池不能继续放电时，则控制第一场效应管闭合，第二场效应管断开，从而切断该蓄电池的放电。
18.在一个可能的设计中，所述第一场效应管和所述第二场效应管为n型场效应管。
19.在一个可能的设计中，所述电池切换控制单元还包括：辅助电源，其中，所述辅助电源的输入端电连接所述双向dc-dc变换器，所述辅助电源的输出端电连接所述通讯模块、所述控制模块以及所述均衡充电模块。
20.基于上述公开的内容，通过设置辅助电源，可为电池切换控制单元内的各个模块供电，从而在市电停电状态下，依旧能够实现蓄电池的放电监测。
21.在一个可能的设计中，所述电池切换控制单元还包括：工作指示模块，其中，所述工作指示模块电连接所述控制模块，用于进行对应蓄电池的充电状态指示。
22.基于上述公开的内容，通过设置工作指示模块，可实现各个蓄电池充电以及放电的状态指示，从而便于工作人员知晓蓄电池的工作状态，由此，提高了使用的便捷性。
23.在一个可能的设计中，所述双向dc-dc变换器还电连接有通讯基站智能动环监控单元。
24.基于上述公开的内容，本实用新型还可将各个蓄电池的充放电信息传输至通讯基站动环监控单元，可便于基站管理人员掌握各个基站内蓄电池组的电池状态，有利于蓄电池组的管理以及维护。
25.在一个可能的设计中，所述控制模块采用单片机。
26.在一个可能的设计中，所述通讯模块采用wifi通讯模块、rs485通讯模块或rs232
通讯模块。
27.本实用新型获取的有益效果是：
28.(1)本实用新型可对蓄电池组内每个蓄电池的充电过程以及放电过程进行实时监测，可实现蓄电池的均衡充电以及放电，无需人员进行维护，且在单只蓄电池出现故障或性能下降时，也无需更换整个蓄电池组，降低了维护以及使用成本。
附图说明
29.图1是本实用新型提供的基站蓄电池免维护管理控制装置的结构示意图。
具体实施方式
30.下面结合附图及具体实施例来对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本实用新型，并且不应当理解为本实用新型限制在本文阐述的实施例中。
31.实施例
32.如图1所示，本实施例所提供的基站蓄电池免维护管理控制装置，通过在充电以及放电过程中实时采集各个蓄电池的电压以及内阻，来判断蓄电池是否充满或电量是否过低，从而通过电池充电切换模块来切断蓄电池的充电以及放电，同时，在满电后，还利用均衡充电模块对各个蓄电池进行均衡充电，由此，本装置可实现蓄电池的均衡充电以及放电，无需人员进行维护，且在单只蓄电池出现故障或性能下降时，也无需更换整个蓄电池组，降低了维护以及使用成本。
33.如图1所示，本实施例第一方面所提供的基站蓄电池免维护管理控制装置，可以但不限于包括：电池切换控制单元、双向dc-dc变换器以及开关电源，其中，基站内的每个蓄电池电连接有一所述电池切换控制单元，用于对对应蓄电池进行充放电控制，同时，每个所述电池切换控制单元通过所述双向dc-dc变换器电连接所述开关电源，且所述开关电源连接有负载，即每个蓄电池串联有一个电池切换控制单元，而每个电池切换控制单元与双向dc-dc变换器并联；其工作过程为：当市电正常工作时，开关电源通过双向dc-dc变换器为蓄电池充电，而当市电停电时，蓄电池则进入放电过程，即通过双向dc-dc变换器为负载供电。
34.参见图1所示，下述提供电池切换控制单元的其中一种电路结构：
35.在本实施例中，举例所述电池切换控制单元可以但不限于包括：通讯模块、均衡充电模块、电池内阻采集模块、电池电压采集模块、电池充电切换模块以及控制模块，其中，每个蓄电池通过对应电池切换控制单元内的所述电池充电切换模块电连接所述双向dc-dc变换器，从而利用电池切换控制单元控制对应蓄电池的充放电过程。
36.在本实施例中，利用电池切换控制单元进行充放电管理是通过实时测量蓄电池的电压和内阻实现的，即所述电池电压采集模块和所述电池内阻采集模块的检测端分别电连接对应的蓄电池，用于采集对应蓄电池的电压以及内阻，同时，所述电池电压采集模块和所述电池内阻采集模块的输出端分别电连接所述控制模块，用于将采集的电压以及内阻传输至控制模块，而所述控制模块还电连接所述电池充电切换模块，以便根据电压和/或内阻控
制所述电池充电切换模块切断开关电源对对应蓄电池的充电或切断对应蓄电池的放电。
37.同时，在本实施例中，所述控制模块通过所述通讯模块通信连接所述双向dc-dc变换器，以便将采集的电压和/或内阻发送至双向dc-dc变换器，从而使双向dc-dc变换器根据电压调整蓄电池的充电电压，并反馈至控制模块，而控制模块在接收到调整的充电电压后，即可控制均衡充电模块对该蓄电池进行均衡充电，也就是所述控制模块还电连接所述均衡充电模块，且所述均衡充电模块电连接对应的蓄电池，以在蓄电池满电后，对该蓄电池进行均衡充电，从而避免充电过度的问题。
38.当然，当蓄电池组内所有蓄电池均满电后，双向dc-dc变换器则会停止对蓄电池的充电，并反馈至各个电池切换控制单元内的控制模块，从而在控制模块的控制下，利用均衡充电模块对各个蓄电池进行均衡充电，使蓄电池组进入均衡充电，待命放电的状态。
39.同时，当控制模块根据采集的电压以及内阻得出某一个蓄电池电路过低而无法放电时，则会控制电池充电切换模块切断蓄电池对外部的供电，也就是切断蓄电池的放电，从而避免蓄电池放电过度，从而达到保护蓄电池的目的。
40.参见图1所示，下述提供电池充电切换模块的其中一种电路结构：
41.在本实施例中，举例电池充电切换模块可以但不限于包括：驱动器q1、第一场效应管m11以及第二场效应管m21，其中，前述各个电子器件的连接结构为：
42.参见图1所示，所述控制模块的输出端电连接所述驱动器q1的受控端，所述驱动器q1的输出端分别电连接所述第一场效应管m11以及所述第二场效应管m21的栅极，所述第一场效应管m11的漏极电连接对应蓄电池的正极，所述第一场效应管m11的源极电连接所述第二场效应管m21的漏极，所述第二场效应管m21的源极电连接对应蓄电池的负极，且所述第一场效应管m11的源极还电连接所述双向dc-dc变换器，参见图1所示，每个电池切换控制单元内的第一场效应管m11依次串联，并与双向dc-dc变换器电连接，同时，每个电池切换控制单元内的第二场效应管m21的漏极还电连接下一蓄电池的正极，由此，即可实现所有蓄电池与双向dc-dc变换器的电连接。
43.由此通过前述对电池充电切换模块的具体电路的阐述，本装置的工作过程为：
44.当市电正常时，开关电源工作，开关电源给双向dc-dc变换器供电，双向dc-dc变换器给蓄电池组充电，某一蓄电池充满时，(以图1中的蓄电池1为例)：电池切换控制单元采集电压v1，把电压信息给控制模块，控制模块在判断出蓄电池1充满时，通过驱动驱动器q1,控制第一场效应管m11闭合，第二场效应管m21断开，同时通过通讯模块把充满电的信息传递给双向dc-dc变换器，而双向dc-dc变换器在接收到该信息后，则会及时调整充电电压，然后把调整完成的信息通过通讯模块反馈给控制模块，控制模块则再根据反馈信息控制均衡充电模块对蓄电池1进行独立均衡充电，直至整组蓄电池充满。
45.整组蓄电池充满后，双向dc-dc变换器停止充电，并把信息发送所有电池切换控制单元，电池切换控制单元得到所有电池充满的信息后，其内部的控制模块则通过驱动器q1,控制第一场效应管m11断开，第二场效应管m12闭合，此时，蓄电池组进入均衡充电，待命放电状态。
46.当市电断开，开关电源不工作时，蓄电池组通过双向dc-dc变换器对外放电，当某一蓄电池由于性能落后或者故障不能继续放电时(还是以蓄电池1为例)：电池切换控制单元采集蓄电池1的电压v1与内阻r1，把电压与内阻信息传输给控制模块,控制模块根据电压
以及内阻信息判断出蓄电池1不能继续放电时，通过驱动器q1,控制第一场效应管m11闭合，第二场效应管m12断开，从而切断蓄电池1的放电，并同时通过通讯模块把不能继续放电的信息传递给双向dc-dc变换器，双向dc-dc变换器根据各个蓄电池的信息分析剩余电量，判断是否持续放电。
47.在本实施例中，还在电池切换控制单元内设置有辅助电源，其中，所述辅助电源的输入端电连接所述双向dc-dc变换器，所述辅助电源的输出端电连接所述通讯模块、所述控制模块以及所述均衡充电模块；由此，即可利用辅助电源为电池切换控制单元内的各个模块供电，从而在市电断电后，依旧能够保证整个电池切换控制单元的正常工作，同时，辅助电源也可作为蓄电池的备用电源，即辅助电源与均衡充电模块相配合，实现蓄电池的均衡充电。
48.在本实施例中，举例每个电池切换控制单元可以但不限于还包括：工作指示模块，其中，所述工作指示模块电连接所述控制模块，用于进行对应蓄电池的充电状态指示；具体使用时，可使用颜色不同的led灯进行状态指示，例如，在充电状态时使用红色led灯，在均衡充电状态时使用绿色led灯，而在放电状态时，可使用黄色led灯。
49.另外，在本实施例中，所述双向dc-dc变换器还电连接有通讯基站智能动环监控单元，由此，可将各个蓄电池的充放电信息传输至通讯基站动环监控单元，可便于基站管理人员掌握各个基站内蓄电池组的电池状态，有利于蓄电池组的管理以及维护。
50.通讯基站动环监控单元是一个全时段的监控装置，应用在各个通信基站中，主要功能有遥测、遥信、遥调和遥控，其是辅助基站监控以及组网管理的现场采集监控硬件。
51.在本实施例中，举例控制模块可以但不限于采用单片机，如stc15w401as-35i-sop20型单片机；举例通讯模块可以但不限于采用wifi通讯模块、rs485通讯模块或rs232通讯模块，而举例第一场效应管和第二场效应管为n型场效应管。
52.同时，举例电池电压采集模块可以但不限于采用电压传感器，电池内阻采集模块可以但不限于采用bms-12型内阻检测模块，而均衡充电模块则可以但不限于采用：ip2326型均衡充电芯片。
53.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。