磷酸鐵鋰電池在4G基站的智能應用

蔡雪峰

（上海中興派能源科技有限公司，上海201203）

1 概 述

近幾年來，無線通信網絡技術得到快速發展，3G／4G基站呈現出微型化、集成化、室外化、分布式的發展趨勢。磷酸鐵鋰電池因其體積小、重量輕、壽命長、高溫性能好，在3G／4G基站備電方案中替代鉛酸電池，成為3G／4G基站主選備用電池產品。2013年12月4日，工業和信息化部正式發放4G牌照，宣告我國通信行業進入4G時代，磷酸鐵鋰電池也得到快速規模化應用。2012年行業標準 YD／T2344.1－2011（集成式）正式發布。中國電信于2012年首先完成集團采購，2013年中國聯通進行集團采購，2014年中國移動確認將進行集團采購。鐵鋰電池在中國通信行業進入爆發應用期，某專業機構預計到2020年中國通信鐵鋰電池市場規模將達到150億元人民幣規模。

2 磷酸鐵鋰電池的應用情況

4G基站配套備電系統（電源＋電池）采用磷酸鐵鋰電池，整體備電系統重量輕、體積小、安裝容易、維護方便、使用壽命長。根據4G備電產品的電源制式及安裝位置，中興派能已開發出交流、直流、交直流多種室內室外壁掛、落地系統（如圖1）。隨著4G網絡的推廣應用，中興派能又發現了客戶電池應用中的新問題：（1）磷酸鐵電雖有BMS，但未實現動環監控（成本高，工程復雜），無法對電池的狀態進行有效監控；（2）4G基站數量眾多，且多安裝于樓道、豎井等地，難以尋找定位；（3）現網4G站點常發現偷盜現象，無法進行防盜及追蹤。中興派能據此調集力量開發了基于磷酸鐵鋰電池的智能監控平臺，以解決客戶的困擾。

3 磷酸鐵鋰智能監控平簡介

中興派能磷酸鐵鋰智能監控平臺（如圖2），采用端、管、云的三級網絡架構，分為鐵鋰電池內嵌式BMS（含無線上傳通信功能）、無線網絡、監控平臺中心。磷酸鐵鋰智能監控平臺融合新型鋰電池技術和物聯網信息技術，將無線監控模塊和電池管理系統對接，將電池的參數信息和運行狀態遠程傳輸至中心服務器，是一種非常有效的監控及維護管理工具。磷酸鐵鋰智能監控平臺采用靈活、高效、安全、可靠的電池維護方案，為運營商提供高可靠性低運營成本的電池維護服務，能夠有效提升通信運營商的競爭能力。

圖1 磷酸鐵鋰電池的幾種應用形式

圖2 磷酸鐵鋰智能監控平臺

中興派能磷酸鐵鋰智能監控平臺，可實現對4G站點鐵鋰電池的實時在線監測、故障定位追溯、報警聯動、調度指揮、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線升級、運行日志統計等管理和服務功能，使通信站點實現無人值守，徹底解決了通信電池故障率高、維護費用高的問題。磷酸鐵鋰智能監控平臺，讓客戶對4G電池的智能監控管理成為可能，以下簡要介紹磷酸鐵鋰電池的遠程監管、GPS精準定位及防盜追蹤三種智能應用。

3.1 無線遠程監控

中興派能磷酸鐵鋰電池通過內嵌式BMS實現電流、電壓、溫度等數據信息采集，并通過通信網絡上傳電池相關狀態信息至磷酸鐵鋰智能監控平臺。客戶可采用客戶端電腦或客戶手機終端，通過與磷酸鐵鋰智能監控平臺的交互，實時查詢電池狀態（市電斷電、電池低壓、剩余電量等情況）。客戶可通過監控在線眾多電池的狀態信息，安排站點維護、設備更換、系統升級的工作任務，效率高、成本低。未來幾年4G網絡將規模化發展，站點數量達百萬級別，如沒有無線遠程監控功能，如此眾多的網絡電池勢必將難以得到有效地維護及管理。

3.2 GPS精準定位

如圖3所示，中興派能鐵鋰電池具備GPS位置精確定位功能。當鐵鋰電池第一次安裝完畢后，其GPS精準定位功能將隨電池激活而啟動。客戶可通過站點名稱（或站點號）查找其詳細的地理位置。當4G站點發生故障時，維護人員即可通過其GPS精準定位功能快速找到其位置，進行現場維護，而不再像以前那樣找站點就要花半天時間，極大提升維護效率、降低運維成本。

圖3 鐵鋰電池GPS精準定位

3.3 防盜追蹤功能

中興派能鐵鋰電池具備防盜及智能追蹤功能，如圖4。當盜賊開始撬動鋰電池時，終端對平臺發送振動報警警報，同時會發送振動短信給基站相關負責人手機上；當盜賊運走鋰電池時，平臺可以根據內置終端的GPS運行軌跡和實時定位，能實時查找到鋰電池所在的精確位置。同時支持相關人員手機能發送查詢短信實時查看鋰電池所在的位置，也可以通過手機APP實時定位所在的位置，利于追查破案，減少損失。

圖4 鐵鋰電池移動軌跡信息及當前報警位置

4 結束語

磷酸鐵鋰電池性能優異、節能環保，是4G最為理想的備用電池可選產品。隨著三大運營商4G建設的加速及磷酸鐵鋰電池集采的完成，磷酸鐵鋰電池也必將在通信行業得到更大規模的應用。磷酸鐵鋰智能監控平臺為運營商提供了一種新型電池管理工具，極大地提升了運營商對基站電池維護管理的效率，降低客戶綜合運營成本，開啟了磷酸鐵鋰電池智能化應用的新篇章。