一种应用于5G通信基站的智能升降压电池系统

技术领域

本发明涉及电池储能领域，尤其涉及一种应用于5G通信基站的智能升降压电池系统。

背景技术

尽管锂电已广泛应用于电动车、终端设备等行业，在4G时代，也部分应用于运营商站点储能系统中。但是，随着LTE-A和5G时代的到来，无线基站的能耗预计会大幅提升，5G时代通信基站环境更复杂，要求更严苛，仅在储能系统中采用普通锂电替代铅酸已然不够，无法满足5G时代新需求。

现有技术主要有以下缺点：由于5G设备功耗高，导致基站整体功耗上升，需要对模组的备电容量进行升级扩容，传统的通信基站采用铅酸电池或者锂电池备电，进行扩容升级时会出现不同种类电池（锂电、铅酸混用）并联混和使用的现象和新旧锂电混合使用的情况，由于种类不同和新旧锂电模组导致模组电压平台不同，直接并联使用时会产生偏流、环流等问题，从而降低电池的容量利用率和使用寿命。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种应用于5G通信基站的智能升降压电池系统。

本发明提出一种应用于5G通信基站的智能升降压电池系统，包括若干个用于为5G通信基站供电的电池模组，所述电池模组包括电池单元以及连接电池单元与5G通信基站直流母线的，用于调节电池单元输出电压使得各电池模组输出电压一致的电压调节单元。

优选的，所述电压调节单元包括MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、电感L4以及控制器，所述MOS管Q1的G极连接控制器，MOS管Q1的S极连接电感L4的一端、控制器以及MOS管Q2的D极，MOS管Q1的D极连接直流母线，所述MOS管Q2的G极连接控制器，MOS管Q2的S极连接直流母线以及公共地，所述MOS管Q3的G极连接控制器，MOS管Q3的S极连接电感L4的另一端、控制器以及MOS管Q4的D极，MOS管Q3的D极连接电池单元，所述MOS管Q4的G极连接控制器，MOS管Q4的S极连接电池单元以及公共地。

优选的，所述电压调节单元还包括电阻R6、R8、R9、R11，所述电阻R6的一端连接控制器，另一端连接MOS管Q1的G极，所述电阻R8的一端连接控制器，另一端连接MOS管Q2的G极，所述电阻R9的一端连接控制器，另一端连接MOS管Q3的G极，所述电阻R11的一端连接控制器，另一端连接MOS管Q4的G极。

优选的，所述电压调节单元还包括电阻R7、R10，所述电阻R7的一端连接控制器，另一端连接MOS管Q1的S极，所述电阻R10的一端连接控制器，另一端连接MOS管Q3的S极。

优选的，所述电压调节单元还包括连接在MOS管Q1的D极与公共地之间的至少一个电容。

优选的，所述电压调节单元还包括连接在MOS管Q3的D极与公共地之间的至少一个电容。

优选的，所述电池模组还用于在高电价期间控制电池模组参与对负载供电，在低电价期间对电池模组进行充电。

本发明的有益效果：

1.在扩充备电容量时，通过电压调节单元调节电池单元输出电压使得各电池模组输出电压一致，即解决因种类不同而引起的偏流、环流等问题，提高电池的容量利用率和使用寿命，成功实现扩容要求；

2．由于电压调节单元可随意调整电池模组的输出电压，即使在设备远距离供电的情况下也能正常工作,无需通过使用粗线缆供电也能解决5G设备远距离供电的问题；降低前期的成本投入和减轻了铁塔的承重风险；

3．电压调节单元可随意调整母线电压；实现智能削峰，在基站的5G设备全功率工作时，即处在负载峰值的时候，电压调节单元升压后参与负载供电，从而保证5G设备正常工作；实现无需改造市电即可解决市电容量不够的问题；降低成本投入，加速项目进程；

4．电压调节单元可随意提高或者降低母线电压；实现智能错峰，根据当地电价信息，设定电池的充放电时间,在低电价期间对电池进行充电，在高电价期间对负载进行放电，从而实现峰谷切割的经济模型，利用峰谷差价节约电费，节约能源，提高电池的利用价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例一种应用于5G通信基站的智能升降压电池系统的结构示意图;

图2是本发明实施例一种应用于5G通信基站的智能升降压电池系统的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本发明提出了一种应用于5G通信基站的智能升降压电池系统，如图1所示，包括若干个用于为5G通信基站供电的电池模组，所述电池模组包括电池单元以及连接电池单元与5G通信基站直流母线的，用于调节电池单元输出电压使得各电池模组输出电压一致的电压调节单元。

在扩充备电容量时，通过电压调节单元调节电池单元输出电压使得各电池模组输出电压一致，即解决因种类不同而引起的偏流、环流等问题，提高电池的容量利用率和使用寿命，成功实现扩容要求。

考虑到5G设备存在拉远距离供电的情况，由于5G设备功耗增加，则供电线变长而且所需电路增大；会导致线上压降变大，供电距离变短，无法满足一些AAU拉远场景，还浪费能源；若采用粗线缆供电，将导致高昂的线缆投资，同时给铁塔引入承重风险。

本发明由于电压调节单元可随意调整电池模组的输出电压，即使在设备远距离供电的情况下也能正常工作。无需通过使用粗线缆供电也能解决5G设备远距离供电的问题；降低前期的成本投入和减轻了铁塔的承重风险。

具体的，如图2所示，电压调节单元包括MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、电感L4、控制器、电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11。MOS管Q1的G极连接电阻R6的一端，MOS管Q1的S极连接电感L4的一端、电阻R7的一端以及MOS管Q2的D极，MOS管Q1的D极连接直流母线，电阻R6的另一端连接控制器，电阻R7的另一端连接控制器。MOS管Q2的G极连接电阻R8的一端，MOS管Q2的S极连接直流母线以及公共地，电阻R8的另一端连接控制器；MOS管Q3的G极连接电阻R9的一端，MOS管Q3的S极连接电感L4的另一端、电阻R10的一端以及MOS管Q4的D极，MOS管Q3的D极连接电池单元，电阻R9的另一端连接控制器，电阻R10的另一端连接控制器；MOS管Q4的G极连接电阻R11的一端，MOS管Q4的S极连接电池单元以及公共地，电阻R11的另一端连接控制器。

在一些实施例中，电压调节单元还包括连接在MOS管Q1的D极与公共地之间的至少一个电容。电压调节单元还包括连接在MOS管Q3的D极与公共地之间的至少一个电容。

在一实施例中，新老电池模组和不同种类电池模组的电压平台不同（48V、49V或者50V），不可直接并联进行充放电，否则会因为电压、内阻、容量不同而导致充放电时间、电流等不同，从而影响电池模组的性能以及减少电池使用寿命。新旧电池模组或者不同种类的电池模组电压平台不同，都经过电压调节单元后，降压输出相同的48V电压，即不同电池模组可直接并联后进行充放电操作也不会影响电池模组的性能和使用寿命。

具体降压调节过程：控制器控制MOS管Q1常闭，MOS管Q2常断开，通过PWM波控制MOS管Q3的开关来实现输出降压功能，通过同步控制MOS管Q4的开关来实现同步整流功能，降低损耗，提高转换效率。

在一实施例中，因为5G基站的AUU设备需远距离供电，且5G设备消耗电流大，则会导致传输线缆压降大，传输损耗增大；最终使供电电压下降，导致终端设备因电压过低而无法正常工作；将电池模组的电压通过电压调节单元智能升压后达到57V输出，此电压经过长距离拉远供电后，到达设备端时算上线缆上的压降仍有50V或者更高的电压，足以满足设备的正常运行，从而间接降低的线缆的成本投入和加速了工程开展的进度。

具体升压调节过程：控制器控制MOS管Q3常闭，MOS管Q4常断开，通过PWM波控制MOS管Q2的开关来实现输出升压功能，通过同步控制MOS管Q1的开关来实现同步整流功能，降低损耗，提高转换效率。

电压调节单元可随意调整母线电压；实现智能削峰，在基站的5G设备全功率工作时，即处在负载峰值的时候，电压调节单元升压后参与负载供电，从而保证5G设备正常工作；实现无需改造市电即可解决市电容量不够的问题；降低成本投入，加速项目进程。

电压调节单元可随意提高或者降低母线电压；实现智能错峰，根据当地电价信息，设定电池的充放电时间。在低电价期间对电池进行充电，在高电价期间对负载进行放电，从而实现峰谷切割的经济模型，利用峰谷差价节约电费，节约能源，提高电池的利用价值。

本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。