取力發(fā)電機(jī)在C網(wǎng)應(yīng)急支撐中的應(yīng)用

【摘要】文章通過對現(xiàn)有C網(wǎng)應(yīng)急車系統(tǒng)供電需求進(jìn)行分析，提出了一種便捷的自身發(fā)電技術(shù)來解決設(shè)備供電問題，即車載取力發(fā)電技術(shù)。通過系統(tǒng)配置、設(shè)備布局、工程施工、系統(tǒng)運(yùn)行與測試等過程分析，驗證系統(tǒng)的各項性能，順利完成此次設(shè)備改造工作。

最后作者對取力發(fā)電技術(shù)的適用車型、項目應(yīng)用場景等方面進(jìn)行了描述和分析，這對于今后更好的完成應(yīng)急支撐工作和項目推廣有一定的指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】應(yīng)急支撐車取力發(fā)電機(jī)工程改造應(yīng)用

在CDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大的過程中，往往需要應(yīng)急基站對新建站區(qū)現(xiàn)場進(jìn)行臨時網(wǎng)絡(luò)覆蓋，另外在許多重大節(jié)日或大型集會活動中也經(jīng)常因為突發(fā)的話務(wù)量需求而需要臨時架設(shè)C網(wǎng)應(yīng)急基站，來分擔(dān)周邊基站的話務(wù)量，在這樣的情況下，C網(wǎng)應(yīng)急支撐車的使用將越來越頻繁。而許多地方根本沒有市電接入，應(yīng)急基站的開通只能依靠自身發(fā)電來完成。

目前，C網(wǎng)應(yīng)急車的自身發(fā)電中最常用的就是利用油機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，受車輛載重、設(shè)備空間等方面因素的影響，小型C網(wǎng)應(yīng)急支撐車在安裝固定發(fā)電機(jī)就顯得捉襟見肘，在這樣的情況下，就必須探索一種新的、便捷的自身發(fā)電技術(shù)來解決C網(wǎng)應(yīng)急車基站設(shè)備的供電問題，那就是車載取力發(fā)電技術(shù)。

1車載取力發(fā)電技術(shù)

車載取力發(fā)電技術(shù)起源于專用車改裝之鄉(xiāng)———德國，它結(jié)束了一臺車，兩個發(fā)動機(jī)，兩個油箱的歷史，是一種創(chuàng)新的移動電源技術(shù)，它將車輛與移動電源供應(yīng)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起，無論車輛行駛或停靠時，系統(tǒng)均可為用戶提供充足而持續(xù)的高質(zhì)量電能，是一種獨(dú)特的動態(tài)供電系統(tǒng)。

1.1—取力發(fā)電機(jī)的工作原理

取力發(fā)電機(jī)的基本原理就是利用車輛本身的發(fā)動機(jī)作為驅(qū)動源帶動三相發(fā)電機(jī)，因為車輛發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速并非固定的，三相發(fā)電機(jī)輸出的頻率和電壓都是不能直接給用戶使用，因此利用數(shù)子化高頻電子系統(tǒng)將發(fā)電機(jī)發(fā)出的三相電能整合，將它以240V/50Hz的市電形式傳輸給用戶。

目前常見的取力發(fā)電設(shè)備有TravelPower、DYNAWATT、Buffalo等。

1.2取力發(fā)電機(jī)的驅(qū)動方式

取力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的驅(qū)動方式一般可分為取力器取力、液壓泵取力和曲軸輪取力三種驅(qū)動模式[1]。三種驅(qū)動模式中取力器取力和液壓泵取力需要車輛本身減速箱有取力口或車輛底盤已安裝液壓泵才可安裝使用，而曲軸輪取力是現(xiàn)今最常用的取力方式，但鑒于車輛發(fā)動機(jī)艙空間有限，不同車輛生產(chǎn)批次經(jīng)常改型，發(fā)動機(jī)型號和底盤按市場不斷更新，因此曲軸輪取力安裝難度亦是最高。

1.3取力發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)

取力發(fā)電是一種便捷的供電方式，具體來講具有以下特點(diǎn)：

1.體積小，重量輕。取力發(fā)電機(jī)設(shè)備大約只有25公斤，安裝在發(fā)動機(jī)機(jī)艙內(nèi)，與汽車發(fā)動機(jī)吻合，布局科學(xué)、合理，不占用車廂內(nèi)空間。

2.即觸即發(fā)，迅速供電。通常情況下只要汽車發(fā)動，就可以迅速為設(shè)備提供穩(wěn)定的電源。

3.免維護(hù)。系統(tǒng)一旦安裝，將是完全免維護(hù)的，無需為傳統(tǒng)便攜式發(fā)電機(jī)組的化油器，火花塞，油管或其它常規(guī)問題而困擾。

4.性能穩(wěn)定。不管是怠速、低速還是行駛狀態(tài)，系統(tǒng)能根據(jù)負(fù)載變化的需要自動調(diào)整，不但操作簡便，而且效率高、節(jié)能、環(huán)保。

2取力發(fā)電系統(tǒng)改造

為了節(jié)約設(shè)備開通時間，快速恢復(fù)基站供電，提高設(shè)備應(yīng)急保障能力，達(dá)到支撐高效、開通迅速、保障有力的目的，特針對豐田L(fēng)AND CRUISER LC200型C網(wǎng)應(yīng)急支撐車，提供一套Buffalo曲軸輪取力發(fā)電系統(tǒng)改造方案。

2.1系統(tǒng)供電需求分析

該C網(wǎng)應(yīng)急支撐車主要包括移動通信系統(tǒng)（阿朗BTS和BSC設(shè)備）、傳輸系統(tǒng)（SDH、PDH、50M無線以太網(wǎng)橋、車載衛(wèi)星系統(tǒng)）及天饋線系統(tǒng)（衛(wèi)星天線、微波天線基站天線、桅桿等），主要需供電設(shè)備有阿朗9234 d2U分布式基站、天線控制器、驅(qū)動馬達(dá)，調(diào)制解調(diào)器、信標(biāo)接收機(jī)、功放、低噪聲變頻器、L頻段合分路器等，據(jù)估算，系統(tǒng)開通時，設(shè)備總功耗約為3KW。

2.2系統(tǒng)配置方案

為了滿足C網(wǎng)應(yīng)急車設(shè)備的正常供電需求，我們就需要配置合適功率的取力發(fā)電設(shè)備，一方面設(shè)備總功耗約為3KW，另外考慮到用電設(shè)備多，負(fù)載性質(zhì)復(fù)雜，需要考慮一定的負(fù)載富余量等條件，本系統(tǒng)至少應(yīng)該選配5KW以上功率的取力發(fā)電設(shè)備。經(jīng)過多方市場調(diào)查，綜合設(shè)備性能、工作穩(wěn)定度、設(shè)備尺寸、重量等因素，最后選擇了型號為AC-5.0XZ的Buffalo取力發(fā)電系統(tǒng)。

Buffalo AC-5.0XZ型取力發(fā)電系統(tǒng)主要包括重責(zé)發(fā)電機(jī)（ALT）、電子控制單元（DPCU）、控制盤（CTRL PNL）、發(fā)電機(jī)連接電纜（CON CBLE）、安裝組件（MTD KIT）等組成[2]。

另外，如果車輛行走中需要供電，就要配置一臺增剎功模塊，在車輛突然降速、急車或紅燈時，防止取力發(fā)電系統(tǒng)因低速停機(jī)導(dǎo)致負(fù)載中斷[3]。而考慮到應(yīng)急基站及衛(wèi)星設(shè)備的開通一般只需要在汽車固定情況下來進(jìn)行保障，因此本期改造不考慮配置增功模塊及后備蓄電池。

2.3系統(tǒng)設(shè)備布局

為了滿足設(shè)備可靠供電的需要，取力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的安裝將按照操作方便，布局合理的原則，分別將各設(shè)備安置于汽車內(nèi)部，其中重責(zé)發(fā)電機(jī)安裝在車輛車頭引擎蓋內(nèi)，利用皮帶和汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動軸相連，另外由于原車空氣濾清器阻擋了重責(zé)發(fā)電機(jī)的安裝，需將其更換為小型設(shè)備空濾設(shè)備；電子控制單元安裝在車體后部車廂內(nèi)，便于給基站設(shè)備供電，控制盤安裝在方向盤左側(cè)方便人員進(jìn)行操作。

系統(tǒng)設(shè)備布局圖如圖1所示。

2.4工程施工

安裝過程中必須充分利用車輛空間，各設(shè)備要布局合理，走線整齊，注重線纜制作工藝，以便于后續(xù)的維護(hù)和故障檢測。所有信號線結(jié)口均采用標(biāo)準(zhǔn)器件，便于設(shè)備互聯(lián)。最后再連接設(shè)備，完成發(fā)電機(jī)、控制器等設(shè)備固定、信號線走線處理、系統(tǒng)接地處理、電源切換開關(guān)、插線板固定以及工程質(zhì)量檢測等工作，為下一步的系統(tǒng)測試和功能驗證做好充分準(zhǔn)備。

2.5系統(tǒng)運(yùn)行及性能測試

取力發(fā)電系統(tǒng)各設(shè)備通過系統(tǒng)集成，施工安裝后，十分有必要進(jìn)行帶載測試來驗證系統(tǒng)的輸出功率、電壓、電流、車輛轉(zhuǎn)速、工作穩(wěn)定性等各項指標(biāo)，從而驗證系統(tǒng)設(shè)計的各項目標(biāo)能否達(dá)到。

圖1系統(tǒng)設(shè)備布局圖

現(xiàn)利用取力發(fā)電系統(tǒng)為C網(wǎng)應(yīng)急車各設(shè)備供電，開啟衛(wèi)星功放、調(diào)制解調(diào)器、天線控制器、UPS等設(shè)備，系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行2小時，功能穩(wěn)定。具體的系統(tǒng)帶載測試情況如表1所示。

通過2個小時的帶載測試，我們可以看到，車輛怠速工作，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速分別為800轉(zhuǎn)和1100轉(zhuǎn)時，系統(tǒng)輸出電壓基本穩(wěn)定在220V，輸出電流為6A左右，狀態(tài)指示燈指示系統(tǒng)用電量在40%以下，系統(tǒng)工作正常。車輛行駛40KM后，安裝支架和驅(qū)動皮帶完好，以上測試數(shù)據(jù)表明，該套系統(tǒng)完全達(dá)到設(shè)計要求，系統(tǒng)各種功能均能滿足要求，圓滿完成了此次設(shè)備改造工作。

表1系統(tǒng)帶載測試記錄

3項目應(yīng)用及推廣分析

取力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是非常可靠的、潔凈的電源，不僅可以為所有的標(biāo)準(zhǔn)電器、機(jī)器或設(shè)備提供電源動力，還可以為數(shù)字通訊、短波電臺、衛(wèi)星天線及其它車載設(shè)備供電。改造后的設(shè)備可以廣泛應(yīng)用于消防安全、交通安全、公共衛(wèi)生、防汛搶險、抗震救災(zāi)、公用設(shè)施應(yīng)急處理、人防指揮、城市應(yīng)急系統(tǒng)、信息通訊、公眾廣播、軍事設(shè)施等。

由于取力發(fā)電技術(shù)中車輛集成與安裝取力發(fā)電系統(tǒng)是利用車輛本身的發(fā)動機(jī)作為驅(qū)動源，不同的車輛底盤、發(fā)動機(jī)型號，其安裝組件設(shè)計也不同。取力發(fā)電系統(tǒng)幾乎可安裝在所有的機(jī)動車輛上，但需注意的是橫置發(fā)動機(jī)車輛仍無法安裝這種設(shè)備[4]。另外，不同類型及排量的車輛，在應(yīng)用取力發(fā)電系統(tǒng)時會出現(xiàn)不同的使用要求。取力發(fā)電系統(tǒng)一般只安裝在排量為4.0L或以上的汽油車輛或排量為3.0L或以上的柴油車輛。

總結(jié)

隨著特種車輛電氣化、小型化和機(jī)動化發(fā)展步伐的不斷加快，取力發(fā)電系統(tǒng)將在各種應(yīng)急場景下得到廣泛應(yīng)用，它可以保證應(yīng)急設(shè)備在任何時間、任何地點(diǎn)都能迅速展開并發(fā)揮作用。隨著C網(wǎng)應(yīng)急車取力發(fā)電系統(tǒng)的改造完成，其應(yīng)用范圍和保障能力將得到很大的提高，鑒于該套設(shè)備重量輕、體積小、功能穩(wěn)定、開通迅速的特點(diǎn)，緊急情況下只要汽車發(fā)動，就可以迅速為基站設(shè)備提供穩(wěn)定的電源，這對于快速恢復(fù)基站供電，節(jié)省設(shè)備開通時間、提高應(yīng)急保障能力等方面有著重要的意義。