[實用新型]一種基于冗余功率器件的戶外基站電源熱管理系統

有效

• 申請號: 201920512609.5
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN210326046U
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 韓旭;劉敬偉
• 申請（專利權）人: 香江科技股份有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/627;H01M10/635;H01M10/6551;H01M10/667
• 代理公司: 鎮江京科專利商標代理有限公司 32107
• 代理人: 傅嶸

本實用新型公開了一種基于冗余功率器件的戶外基站電源熱管理系統，涉及戶外基站電源技術領域，包括電源模塊、電池模塊、第一電源功率器件模組、第二電源功率器件模組、電池模塊散熱片、電池模塊加熱裝置、溫度傳感器和控制單元，其中第一電源功率器件模組、第二電源功率器件模組分別安裝在電源模塊的近電池模塊的一側以及對側。本實用新型采用兩套功率器件冗余使用，巧妙實現對電池的按需熱管理，實現了電池模塊在加熱狀態下利用了電源模塊的余熱，減少或避免了電池模塊加熱裝置的能源消耗，同時避免了復雜的控制裝置以及執行裝置，具有較高的可靠性。

技術領域

本發明涉及戶外基站電源技術領域，具體為一種基于冗余功率器件的戶外基站電源熱管理系統。

背景技術

所述戶外基站電源被各大通信運營商廣泛采用，以保證通信基站能安全、可靠以及不間斷地工作，對保障移動通信的可靠運行具有至關重要的作用。根據戶外基站的使用區域電網情況的不同選用不同的供電方案，電網的不同主要表現在市電的停電頻繁程度，電壓頻率波動大小以及電網諧波污染的情況。通訊基站電源系統包含電源以及后備電池系統以及對應的控制系統。

電池的工作狀態與電芯溫度息息相關，溫度過低（通常為0攝氏度）會導致電池放電能力、充電能力、容量等極具下降，無法起到后備電源的作用，甚至還有可能造成不可逆的損壞；同樣溫度過高也會造成電池的安全隱患。因此，對于包括通訊基站在內的多種場合，需要對電池的溫度進行調控使其保持在最佳工作狀態。如在電動汽車電池管理就有如CN201811021515.4、CN201810818700.X等電池熱管理系統，其主要思想是通過溫度檢測，對電池組進行加熱或冷卻。

對于戶外基站的電池模塊熱管理同樣要求較高的可靠性。電池模塊不論在何種工作狀態下，都應保持在適宜的溫度區間。在電源工作時，電池若處于充電狀態，此時溫度過低或過高都會影響電池的充電效果和電池的衰減程度；在電源出現意外情況，需要立即啟動電池模塊進行供電時，若電池不在合適的溫度工作區間，那么電池的放電效率會受到顯著影響，甚至不能實現可靠供電。

發明內容

（一）解決的技術問題

現有技術中對戶外基站電源中的熱管理主要還是傳統的溫控方法，即對電源模塊和電池模塊加裝散熱片等散熱模塊，并對電池模塊加裝多種形式的加熱裝置，對電池溫度進行監測，若溫度過低時啟動加熱模塊。現有技術的解決方案具有以下問題：電源模塊在任何情況下均會發熱，這個熱量無法利用，造成能源浪費；而電池模塊在戶外溫度較低時需要加熱，這個功率消耗同樣時能源浪費。

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種可智能實現電源模塊發熱回收利用的戶外基站電源系統的熱管理方法及其系統。

（二）技術方案

電源模塊的主要發熱部分在于電源的功率器件，本發明將功率器件與散熱片整合成為功率器件模組（可以利用的功率模組包括PFC（Power Factor Correction）即“功率因數校正”、PWM調制的MOS管器件等發熱較大的環節）。同時，最為關鍵的是，采用兩套功率器件冗余使用，巧妙實現對電池的按需熱管理。

一種電源系統的熱管理系統，包括電源模塊、電池模塊、第一電源功率器件模組、第二電源功率器件模組、電池模塊散熱片、電池模塊加熱裝置、溫度傳感器和控制單元。

其中第一電源功率器件模組、第二電源功率器件模組分別安裝在電源模塊的一側以及對側。

當電池模塊無需加熱時，電源模塊采用第二電源功率器件模組作為實際工作的功率器件，其產生的熱量與電池模塊無關，不會影響電池模塊的溫度。

當電池模塊需要加熱時，則電源模塊采用第一電源功率器件模組作為實際工作的功率器件，其產生的熱量通過與電池模塊散熱片的接觸，實現電源模塊的廢熱用于電池模塊的加熱，大幅降低電池模塊加熱裝置的能耗。