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通信用后备式铁锂电池系统的市场推广与市场应用陈怀林江苏双登集团有限公司1系统概述1.1市场背景随着微电子领域关键技术的突破，电信运营商所需的通信设备趋向于集成化、小型化、轻型化。即在有限的空间内安装更多的业务设备。工信部通信电源研讨会：我国有必要研究通信用后备式锂离子电池组技术，及时满足我国通信行业海内外新型锂电备电解决方案的市场需求，并切实有效地将我国现代通信后备电源技术与国际先进技术接轨。1系统概述1.1市场背景中国电信提出了“光进铜退战略”的近期目标是FTTB，终极目标是实现FTTH。中国移动和中国联通都提出了在远端通信业务接入设备和中小型通信基站使用锂离子电池系统作为后备电源的迫切要求。中兴华为根据通信运营商的市场需求与我公司在南京研究院就通信用锂离子电池系统开发工作举行会议。1系统概述1.2市场应用通信用后备式铁锂电池系统是一种智能型无人值守备电电源系统，它作为用电设备的一个部件嵌入到用电设备的机柜中，适用于UPS、FTTB、FTTH、小容量的接入网设备、远端交换局、移动通讯设备、传输设备、卫星地面站和微波通讯设备等的备电，具有集中监控、电池维护和管理的功能，满足无人值守或少人值守的要求。1系统概述1.3双登通信铁锂电池系列产品通信铁锂电池系列产品能够在保持铅酸电池备电工作模式不变的条件下，满足原通信直流电源系统的使用要求。通信铁锂电池系统功能适合于对体积、重量有限制要求，以及在高低温环境下工作的后备电源系统。双登SDA10-1205型通信用铁锂电池系统双登SDA10-4810型通信用铁锂电池系统双登SDA10-4840(48100)型通信用铁锂电池系统1系统概述1.3双登通信铁锂电池系列产品SDA10-1205型：在FTTH模式下，采用12V/5Ah通信铁锂电池系统，以1.2A放电，满足后备时间为4h的使用要求。SDA10-4810型：在FTTB模式下，采用48V/10Ah通信铁锂电池系统作为19英寸1U标准单元并联使用，以1.1A放电，满足后备时间大于8h的使用要求。1系统概述1.3双登通信铁锂电池系列产品远端通讯接入设备：根据中国移动和中国联通的使用要求，在远端通信业务接入设备中，采用48V/40Ah通信铁锂电池系统作为19英寸4U标准单元并联使用，以10A放电，满足后备时间大于4h的使用要求；无线基站：在无线基站，采用48V/100Ah通信铁锂电池系统作为19英寸4U标准单元并联使用，以20A放电，满足后备时间大于5h的使用要求。1系统概述1.4系统特点(优良性能)1)内部单体电池采用磷酸亚铁锂（LiFePO4）为正极材料的锂离子电池，具有高安全性、高能量密度和优良的循环性能；2)电池系统装配有高性能的电池管理模块BMS，该BMS具备过放、过充、过流、温度等保护功能，保证电池的安全，使电池系统与主机良好通讯；3)充放电自动管理，监控单元自动测量电池的充放电电流并对电池进行浮充和均充管理；1系统概述1.4系统特点(优良性能)4)二次下电功能，电池电压低于告警值有告警信息，电压过低时自动下电，保护电池；5)系统具有良好的电磁兼容性；6)跟踪国际通信电源技术发展的最新动态，采用了先进的电源控制技术和器件；7)全智能设计，配置有集中监控模块，具有三遥（遥测、遥信和遥控）功能，实现计算机管理，可以通过与远端中央监控中心通信，实现无人值守，符合现代通信技术发展的要求；1系统概述1.4系统特点(优良性能)8)电源控制技术与计算机技术有机结合，可以实时监测和控制各种参数及状态；9)配置灵活：最多可配置16个电池模块级联，多个模块并联可以提高输出功率和容量；10)采用自冷方式，整个系统具有极低的噪音。1系统概述1.5使用环境1)环境温度：-25～+65℃（推荐使用温度：-5～+55℃）；2)储存温度：-40～+80℃；3)相对湿度：5%～95%RH；4)海拔：不超过2000m；5)没有导电尘埃与腐蚀性气体的场所；6)没有爆炸危险的场所。1系统概述1.6注意事项为防止铁锂电池可能发生泄漏、发热、失效,请注意以下预防措施:1)严禁将电池浸入水中，保存不用时，应放置于阴凉干燥的环境中；2)禁止将电池在高热高温源旁使用或搁置；3)充电时请选用通信铁锂电池专用充电整流模块；4)严禁颠倒正负极使用电池；5)严禁将电池直接接入电源插座；1系统概述1.6注意事项为防止铁锂电池可能发生泄漏、发热、失效,请注意以下预防措施:6)禁止将电池丢于火或加热器中；7)禁止分解拆散电池和部件；8)禁止用金属直接连接电池正负极；9)禁止敲击或抛掷、踩踏电池等；10)即使市电断电，该系统输出接口仍有电压输出，使用时必须注意避免触电或短路。2双登产品的企业标准(1)工信部电信研究院等单位起草的通信标准类技术报告《通信用后备式锂离子电池组》；(2)终端用户编制的《FLT4810铁锂电池单体定制技术规格书》；(3)UL1642《锂离子电池安全标准》，UL2054家用和商用电池组》要求。(4)在综合上述各类技术标准的基础上，编制了双登公司的企业标准《通信用后备式铁锂单体电池》和《通信用后备式锂离子蓄电池组》。3系统特点及系统功能3.1系统主要参数SDA10-4810系统充电特性表技术参数技术要求单位最小值典型值最大值充电电压(V)-54V(DC)充电电压范围-53.5-54-56V(DC)充电电流012A3系统特点及系统功能3.1系统主要参数SDA10-4810系统放电特性表技术参数单位技术要求备注最小值典型值最大值放电电压(V)V(DC)-40.5-541A放电，电压在43V以上时，可连续放电10h以上。放电电流A153系统特点及系统功能3.2系统功能通信铁锂电池系统为主设备等系统提供备电功能。系统直流电源的-48V输出外接铁锂电池系统，在电网正常的情况下，直流电源提供系统需要的功率，同时给铁锂电池系统充电；在电网断电的情况下，由通信铁锂电池系统提供电能，满足系统供电的需求。3系统特点及系统功能3.2系统功能电池系统内部有高精度的电压和电流检测电路，能计算各种电性参数，确保电池系统工作正常。通过电流可以精确计算电量的变换，处理容量相关参数。电池系统有多种自身及系统保护功能，如充电过压，充电过流，放电过流，放电欠压，温度保护，短路保护等。这些保护功能用来确保单体电池不受伤害和系统安全。3系统特点及系统功能3.2系统功能电池系统可以方便的实现系统的级联，从而有效增大后备系统容量，实现后备电源对系统的更长时间的支持。电池系统具有两个通信接口，可以上报系统的各种参数和状态信息以及同其它各个级联Pack之间的通信。3系统特点及系统功能3.3系统内部单体电池铁锂正极材料：研究表明，橄榄石结构的LiFePO4材料是作为通信锂电池正极材料的最佳选择。橄榄石结构的稳定性和耐疲劳性，有利于电池长时间处于浮充工作状态；相对比较低的工作电压(3.2V)平台，保证了电解液的稳定性，从而也保证了电池的安全性和可靠性；良好的循环寿命，提高了性价比。较高的体积比能量和重量比能量起到了节能减排的作用。3系统特点及系统功能铁锂正极材料的电镜测试结果3系统特点及系统功能3.4系统内部单体电池的特点1)高安全性、高能量密度和优良的循环性能；2)无毒、无污染，UL、CE等认证，符合欧洲ROHS规定，最佳环保电池；3)高安全性，不会因过充、温度过高、短路、撞击而产生爆炸或燃烧；4)体积小、重量轻，商品设计可轻量化、小型化；3系统特点及系统功能3.4系统内部单体电池特点5)放电平台稳定，可做大电流高功率放电；6)工作温度范围宽，有耐高低温特性；7)循环使用次数高，电池寿命长；8)无记忆效应。3系统特点及系统功能3.5系统监控模块通信铁锂电池系统BMS管理电路有高精度的电流测量电路，用于充放电电流的测量。同时电池系统能独立测量每节单体电池的电压，测量每组cell的温度和PCB板的温度。这些测量参数用作最基本的参数，进行各种参数的计算、管理和保护，实现正常功能。3系统特点及系统功能3.6软件模块通信铁锂电池系统内部有一个单片机控制的软件管理系统，控制所有的测量、计算、保护、通信、指示等。整个软件采用模块化设计，保证系统运行的稳定性。通过软件和外部硬件的措施实现对电池系统的稳定操作运行和多极保护控制。通信铁锂电池系统上联通讯界面图4系统的使用与维护4.1系统上电系统进入正常运行状态，可进行充电、放电或待机状态。铁锂电池系统尚未处于充放电状态，或去除外部电源和负载后，电池系统会主动进入待机状态。在此状态下功率损耗极低，面板上RUN灯闪烁表示电池系统正处于待机状态。4系统的使用与维护4.2告警说明及处理电池系统发生故障时，将视故障情况给出告警信号，所有故障均有声光告警及文字提示。告警时，监控单元上的告警灯亮，并向远端监控中心发出告警信息。当系统有告警产生时，远端监控中心会收到告警信息，维护人员应立即根据监控单元提示的告警信息检查相应设备，确定故障类型及位置，并采取相应对策。4系统的使用与维护4.3故障诊断与系统维护注意：非专业人员不得擅自进行维修。4系统的使用与维护4.4特殊情况处理停电：交流停电是电源系统运行中最常见的情况，在停电时间不长时，直流供电由电池系统负担，如果停电原因不明或时间过长，需留意电池系统供电时间。灾变事故：包括雷击、水浸、地震、火灾等灾害造成的通信设备故障。对可能严重影响通信安全的灾害防治以预防为主，同时，通信局站应有应付这些灾害的对策和相应的人力物力，通信局站应有紧急状态管理条例和重大事故抢修规程。5创新点(1)科学合理的监控面板布局，具有独特的功能显示效果。也提高了整个系统的可靠性和稳定性；(2)优良的EMC性能，使铁锂电池系统真正融合到了原通信直流电源系统中；(3)磷酸亚铁锂正极材料的应用，有利于电池系统在后备电源中长时间处于浮充工作状态；(4)先进的技术标准，较高的技术要求；(5)合理的成本和优良的性价比。6双登通信用铁锂电池系统优势(1)技术优势；终端用户已经为江苏双登集团有限公司发放了通信用铁锂电池系统的供货代码，产品批量进入工程应用。(2)市场优势；双登公司的专家销售网络，为市场服务创造了良好的环境保障与技术保障。(3)价格优势；产品具有较高的性能价格比。谢谢大家！