磷酸铁锂电池在4G基站的智能应用

蔡雪峰

（上海中兴派能源科技有限公司，上海201203）

1 概 述

近几年来，无线通信网络技术得到快速发展，3G／4G基站呈现出微型化、集成化、室外化、分布式的发展趋势。磷酸铁锂电池因其体积小、重量轻、寿命长、高温性能好，在3G／4G基站备电方案中替代铅酸电池，成为3G／4G基站主选备用电池产品。2013年12月4日，工业和信息化部正式发放4G牌照，宣告我国通信行业进入4G时代，磷酸铁锂电池也得到快速规模化应用。2012年行业标准 YD／T2344.1－2011（集成式）正式发布。中国电信于2012年首先完成集团采购，2013年中国联通进行集团采购，2014年中国移动确认将进行集团采购。铁锂电池在中国通信行业进入爆发应用期，某专业机构预计到2020年中国通信铁锂电池市场规模将达到150亿元人民币规模。

2 磷酸铁锂电池的应用情况

4G基站配套备电系统（电源＋电池）采用磷酸铁锂电池，整体备电系统重量轻、体积小、安装容易、维护方便、使用寿命长。根据4G备电产品的电源制式及安装位置，中兴派能已开发出交流、直流、交直流多种室内室外壁挂、落地系统（如图1）。随着4G网络的推广应用，中兴派能又发现了客户电池应用中的新问题：（1）磷酸铁电虽有BMS，但未实现动环监控（成本高，工程复杂），无法对电池的状态进行有效监控；（2）4G基站数量众多，且多安装于楼道、竖井等地，难以寻找定位；（3）现网4G站点常发现偷盗现象，无法进行防盗及追踪。中兴派能据此调集力量开发了基于磷酸铁锂电池的智能监控平台，以解决客户的困扰。

3 磷酸铁锂智能监控平简介

中兴派能磷酸铁锂智能监控平台（如图2），采用端、管、云的三级网络架构，分为铁锂电池内嵌式BMS（含无线上传通信功能）、无线网络、监控平台中心。磷酸铁锂智能监控平台融合新型锂电池技术和物联网信息技术，将无线监控模块和电池管理系统对接，将电池的参数信息和运行状态远程传输至中心服务器，是一种非常有效的监控及维护管理工具。磷酸铁锂智能监控平台采用灵活、高效、安全、可靠的电池维护方案，为运营商提供高可靠性低运营成本的电池维护服务，能够有效提升通信运营商的竞争能力。

图1 磷酸铁锂电池的几种应用形式

图2 磷酸铁锂智能监控平台

中兴派能磷酸铁锂智能监控平台，可实现对4G站点铁锂电池的实时在线监测、故障定位追溯、报警联动、调度指挥、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、运行日志统计等管理和服务功能，使通信站点实现无人值守，彻底解决了通信电池故障率高、维护费用高的问题。磷酸铁锂智能监控平台，让客户对4G电池的智能监控管理成为可能，以下简要介绍磷酸铁锂电池的远程监管、GPS精准定位及防盗追踪三种智能应用。

3.1 无线远程监控

中兴派能磷酸铁锂电池通过内嵌式BMS实现电流、电压、温度等数据信息采集，并通过通信网络上传电池相关状态信息至磷酸铁锂智能监控平台。客户可采用客户端电脑或客户手机终端，通过与磷酸铁锂智能监控平台的交互，实时查询电池状态（市电断电、电池低压、剩余电量等情况）。客户可通过监控在线众多电池的状态信息，安排站点维护、设备更换、系统升级的工作任务，效率高、成本低。未来几年4G网络将规模化发展，站点数量达百万级别，如没有无线远程监控功能，如此众多的网络电池势必将难以得到有效地维护及管理。

3.2 GPS精准定位

如图3所示，中兴派能铁锂电池具备GPS位置精确定位功能。当铁锂电池第一次安装完毕后，其GPS精准定位功能将随电池激活而启动。客户可通过站点名称（或站点号）查找其详细的地理位置。当4G站点发生故障时，维护人员即可通过其GPS精准定位功能快速找到其位置，进行现场维护，而不再像以前那样找站点就要花半天时间，极大提升维护效率、降低运维成本。

图3 铁锂电池GPS精准定位

3.3 防盗追踪功能

中兴派能铁锂电池具备防盗及智能追踪功能，如图4。当盗贼开始撬动锂电池时，终端对平台发送振动报警警报，同时会发送振动短信给基站相关负责人手机上；当盗贼运走锂电池时，平台可以根据内置终端的GPS运行轨迹和实时定位，能实时查找到锂电池所在的精确位置。同时支持相关人员手机能发送查询短信实时查看锂电池所在的位置，也可以通过手机APP实时定位所在的位置，利于追查破案，减少损失。

图4 铁锂电池移动轨迹信息及当前报警位置

4 结束语

磷酸铁锂电池性能优异、节能环保，是4G最为理想的备用电池可选产品。随着三大运营商4G建设的加速及磷酸铁锂电池集采的完成，磷酸铁锂电池也必将在通信行业得到更大规模的应用。磷酸铁锂智能监控平台为运营商提供了一种新型电池管理工具，极大地提升了运营商对基站电池维护管理的效率，降低客户综合运营成本，开启了磷酸铁锂电池智能化应用的新篇章。