一种便携式蓄电池放电仪的设计与实现

卢运运，封 茂

（1.中国移动通信集团广西有限公司梧州分公司网络运营中心，广西 梧州 543002；2.南宁华帆网络通讯技术有限公司，广西 南宁 530028）

0 引 言

通信基站最常用的蓄电池组为2 V蓄电池24只单体串联使用[1]。这种蓄电池组在使用过程中，如果有一些单体故障，会导致整组无法使用。目前，最有效检测电池性能的手段是对电池进行容量测试。运营商若想降低蓄电池的维修成本，每年必须进行大量的电池测试，使用好的单体替换故障单体，避免整组更换。而目前仪表厂家提供的蓄电池放电仪体积大、质量重，如果是检测山顶的基站，将会耗费大量的人力搬运，导致维护人员进行电池容量测试的积极性差。针对这种问题，下面将设计一种便携式蓄电池放电仪以满足运营商的需求。

1 仪器设计方案

1.1 仪器总构成

仪器构成分为四大部件——仪器的框架、发热部件、散热部件和控制部件，系统模型如图1所示。

1.2 仪器各部件的功能设计

1.2.1 仪器的框架

如图2所示，框架设计尺寸为25 cm×35 cm×35 cm。这个尺寸具有便携性，同时可提供足够的空间放置发热部件。框架支撑材料为空心的不锈钢管，减轻了设备重量；正面为绝缘板，用于放置散热风扇；背面同样使用绝缘板材料，用于放置控制部件；顶面侧面为绝缘不锈钢网，防止物体靠近发热体。

1.2.2 仪器的发热部件

图1 系统模型示意图

发热部件采用安全可靠镍铬电热丝，定制每根发热丝的功率480 W，如图3所示。在蓄电池正常放电的情况下（48 V），通过电流为10 A，用于缠绕电热丝的材料为陶瓷管（可耐高温1 600 ℃），以确保发热丝正常工作。电热丝设计数量为8根，均匀分布在放电仪内部。

1.2.3 仪器的散热部件

经过反复测试，选用45 W的直流涡轮风扇作为散热部件，如图4所示。风扇的尺寸为171 mm×180 mm×81 mm，工作电压24 V，2 000 r/min，最大风量225 m3/H。测试过程中，若电热丝发热，周边的温度需保持在45 ℃。

图4 仪器散热部件

1.2.4 仪器的放电电流控制部件

使用空开组合成放电电流控制部件，设计4个档位满足不同容量的蓄电池放电测试，如图5所示。1档控制1根电热丝，功率为480 W；2档控制2根电热丝，功率为960 W；3挡控制2根电热丝，功率为960 W；4档控制3根电热丝，功率1 440 W。4种档位可以自由组合，例如：在电池48 V的情况下，单独使用1档可以放出10 A电流；使用1档+4档，可以放出40 A的电流。使用空开进行控制，具有灭弧和短路过载保护功能。

图5 仪器放电电流控制部件

2 仪器应用测试效果

2.1 体积与便携性对比

如图6所示，便携式放电仪制作完成后与常规放电仪对比可知，便携性完全符合设计要求。可见，它在体积、重量以及便携性方面，优势明显。

图6 体积与便携性对比

2.2 仪器应用测试

为验证放电仪的实际放电性能，挑选一个通信基站进行试点，如图7所示。

图7 测试站点

通过调节电流控制部件的不同档位，可以对蓄电池组进行不同电流的放电测试。

如图8所示，使用1档放电，蓄电池的放电电流为10～13 A。

图8 调节为1档

2档和3档设计控制的功率相同。如图9所示，当分别使用2档和3档放电时，蓄电池的放电电流为26 ～30 A。

如图10所示，使用4档放电，蓄电池的放电电流的范围为35～40 A。

如图11所示，可以使用不同档位组合放电。例如，使用1档+4档放电，蓄电池的放电电流为45～50 A；使用全部档位放电，蓄电池的放电电流为85～90 A。可见，它满足不同容量蓄电池放电的电流需求。

图9 调节为2档

图10 调节为4档

图11 调节为1档+4档和全部档位放电

表1 评估结果

3 仪器的经济性及推广性评估

对设计的便携式放电仪和某品牌电池测试仪的经济性和推广性进行评估，结果如表1所示。

4 结 论

便携式放电仪的放电功能完全满足通信运营商基站电池测试的需求，产品便携成本低，应用后可以提高维护人员的积极性，推进电池单体的测试工作，从而保证基站后备电池的续航能力，支撑网络的平稳运行。