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    小區基站電力系統管理,包括電池電路管理技術方案

    技術編號:8567557 閱讀:176 留言:0更新日期:2013-04-12 01:28
    公開了在系統中,例如無線通信業務基站中管理電池電路的系統,設備和方法。一個示例的設備包括電池電路,該電池電路具有一個或多個串行連接的電池的多個組(string)。該設備可被配置為在電池組之間輪換,使得一個或多個組保持處于上門限值或者在上門限值附近,而其他組與保持的組斷開。該設備還可被配置為替電池電路充電,測試電池電路,以及處理電力故障。

    【技術實現步驟摘要】
    【國外來華專利技術】小區基站電力系統管理,包括電池電路管理
    技術介紹
    商業的無線通信服務(例如,無線電話,無線網絡接入,和無線電子郵件)的流行性在近幾年期間實質上的增加。在許多情況中,用戶,像是消費者、移動工作人士、緊急響應人員和類似的,正在利用這些服務用于個人和商務通信。而且,用戶正在也逐漸地依賴這些服務。例如,一些家庭放棄了有線電話服務,而偏好無線電話服務,一些政府機關依賴這些服務用于例行和緊急的通信,而且商務也依賴這些服務以與客戶和移動工人進行通信。對應地,(財務的和非財務的)停運成本也是逐漸增加的。典型的商業無線通信服務(CMRS)提供商依賴遠程的設施來提供服務,例如基站(例如,基站,無線轉發器,無線回傳接口,等等)。如果基站經歷外部提供的電力(例如,由于天災,滾動管制、意外事件等等)的故障,基站附近的用戶可能經歷服務停運。為了減少對外部提供的電力的依靠,許多基站包括備用電池。然而,基站的備用電池中可儲存的能量的量通常受制于例如最大尺寸、重量和成本等等限制。電池技術最近的進步已經大幅增加能被儲存的能量的量(例如,每一單位大小、每一單位重量的能源的量,等等)。更進一步,最近的進步也已經大幅增加了電池可以被充電和/或放電的速率,并且改進了自放電率。因為這些和其他進步,更有效地管理電池電路可能是有益的,例如,可以增加基站能從電池電路操作的時間長度,增加電池電路長命,檢測電池電路故障,以及類似的益處。附圖說明圖1是用于實現本專利技術的環境的框圖;圖2是用于圖1的環境中的、適用的基站的框圖;圖3是可用于圖2的基站的、適用的電力控制器的框圖;圖4是可用于圖2的基站的、適用的電池電路的示意圖;圖5是用于管理電池電路的、適用的過程的邏輯流程圖;圖6是用于充電和/或測試電池電路的、適用的過程的邏輯流程圖;以及圖7是用于處理電力故障的、適用的過程的邏輯流程圖。具體實施例方式下列的描述為完全理解和可實現地描述本技術的各種實施方式提供了特定的細節。本領域的技術人員將會了解,該技術可以在缺少這些細節中的很多的情況下被實現。在一些例子中,眾所周知的結構和功能并沒有被詳細地顯示或描述,以避免不必要地對本技術的實施方式的描述造成模糊。在下面的描述中被使用的用語應該以最寬廣的、合理的方式被解釋,即使它是與本技術的特定實施方式的詳細描述一起被使用。雖然特定的術語可能在下面被強調,但是,任何旨在以受限的方式被解釋的術語都將在具體實施方式中被顯明地且特別地定義。當電力停運發生時,常常在危機的情況下發生(例如,暴風雨、天災,等等),在這種危機中緊急服務人員和其他人可能更加依賴移動通信服務。基站,包括那些臨近在醫院、警察和消防局等的基站,可以因此利用備用的電池電路,以避免在停電期間內的服務中斷。一個典型的基站通過使用一個連續的充電電源,持續地維持它的電池電路內的所有電池于充滿狀態,這表面目標是確保基站在停電期間能夠運作盡可能最長的時間。申請人:意識到了這個方法的某些缺點。作為一個例子,一直對電池充電引起化學腐蝕,以及減少電池壽命的其他有害的效果。被減少的電池壽命可能意味著后備電池電路在一個關鍵時期更可能故障。被減少的電池壽命也可以是成本高昂的例如,具有大范圍接入網絡的電信提供商可能在替換電池上每年花費一千萬美元以上。被減少的電池壽命也具有很嚴重的環境影響,這是因為基站常常使用鉛一酸或者相似的電池,這種電池可能在充電時產生污染物質和/或需要特別的處理。由于環境影響,政府可能以每個電池為基礎單位來對基站的運營商征收稅費,和/或者需要特別的操作協議(例如,獲得官方的“報廢證明書”以證實運營商適當地處理了一個報廢的電池)。這些規定可能更進一步地、與被消耗的電池數量成比例地增加了基站的運營費用。申請人:已經意識到在停電期間最大化備用時間的目標必須與改進電池的壽命的目標平衡。由于電池技術中的最近的進步,一些電池具有低至大約每月2-3%的自放電率,并且可能比以前更小和/或更便宜。這些進步意味著基站通過在一直充電中給電池休息(例如,為期一個月的休息),來將額外的電池“休眠”,這提高了它們的壽命。該休息的長度將部分依賴于自放電率。基站可能只間歇地(例如,每月)對休眠的電池進行充電,以將它們維持在可接受:的聞充電級別(例如,95%)。為了更進一步提聞電池壽命,基站可能輪換各種電池,以使每個電池在休眠狀態中的時間大約相同。在停電期間,基站可能,藉由適當的管理,利用完全充電的“激活”電池和部份充電的“休眠”電池兩者來為基站提供電力。一直充電所有電池也讓測試電池故障的變得更困難。測試完全充滿的電池以發現故障典型地需要基站開始主動地對該電池放電,這進一步減少了電池壽命。由于被休眠的電池當它休眠時自然地自放電,所以基站可以在對該休眠電池的間斷充電期間測試該電池,以發現反常或故障,而不需要首先主動地強迫該電池放電。為了測試電池以發現反常,基站可以將該電池的充電行為與其他電池的充電行為進行比較,和/或與所希望的/經驗的放電率進行比較。這樣,休眠電池改善了電池的壽命,并且也提供了電池電路的常規測試。在例如用于無線通信服務基站中管理電池電路的系統、設備和方法被公開。一個示例的設備包括具有多個電池組的電池電路,電池組包括一個或多個串聯的電池。該設備可以被配置成在電池組之間輪換,以使得一或者多個“激活的”組被定期或持續地維護,該維護是使用充電充浮(float)電壓源或者其他類型的維護源,與此同時,一個或多個其他“休眠的”組被從所維護的激活的組和該充電充浮電壓源分離開。該設備也可以配置成對電池電路充電,測試電池電路,輪換電池組,處理電力故障,等等。一個示例的過程提供了用于充電和/或測試多個電池組的方法。該過程可以選擇被休眠的組,把它連接到激活組和充電來源,充電和測試該選擇的休眠組,并且分離該選擇的休眠組。然后系統可以為平行的所有電池組提供充電完成。另外的一個示例過程提供使用多個電池組處理電力故障的一個方法。當那些組在停電期間提供給負載提供電力時,該過程可以檢測放電的、被連接的組的電壓。隨著由于負載的電力要求而使被連接的組的電壓降低并且最后到達休眠的組的電壓,該系統可以選擇被攔截(intercept)的休眠組而將它連接到負載。在多電池組之間的使用和輪換實現了一些優點。首先,系統減少了不必要的充電,這導致電力開支較低和在電池安裝區中的熱量較低。其次,每組可以在充浮電壓源上花費比較少的時間,因此平均的電池壽命可以增加,而且電池較不可能變成不平衡。第三,系統可能在沒有放電的情況下測試電池,這也改善電池的平均壽命。第四,系統可以遠程地測試各種電池組,而且在組故障時發送告警,減少了對服務召喚的需要。第五,如果需要,各種不同組的組合充電提供了增加的電池容量,以在停電期間增加系統的運行時間。當然,也存在其他優點。適用的系統圖1是環境190的框圖,本專利技術可以被實現在該環境中。如圖所示,環境190包括被配置無線地與無線裝置197-199進行通信的基站100。基站100包括天線192,基站被耦合到回傳194,而且被配置成經由主電力信號PRI IN和替代電力信號ALT IN來接收電力。基站100可以包括促進無線網路接入的事實上的任何裝置。例如,基站100可能是無線電話基站,無線網絡接入基站,無線電子郵件基站,和/或本文檔來自技高網...

    【技術保護點】

    【技術特征摘要】
    【國外來華專利技術】2010.03.17 US 12/726,2651.一種小區基站的電力管理系統,用于為在小區基站處的無線和通信電路提供補充或者緊急電力,所述系統包括 小區基站電池電路,其連接至電池電路節點,其中,所述電池電路節點被配置為在所述小區基站處向所述無線和通信電路提供電池電力,以及其中所述電池電路包括 多個電池組,其中每個電池組包括 一個或多個電池,以串聯配置方式耦接;以及 至少一個開關電路,配置為選擇地將所述一個或多個電池耦接至所述電池電路節點,其中,所述電池電路節點被配置為根據需要為在所述小區基站處的所述無線和通信電路提供電力,以及當所述小區基站可獲取外部電力時,接收用于為電池充電的充電電流;以及小區基站電力控制器,配置為 選擇地將所述電池電路中的所述多個電池組中的一個或多個耦接至所述電池電路節點, 其中,耦接至所述電池電路節點的電池組作為激活電池組運行; 其中,所述激活電池組根據需要通過所述電池電路節點為在所述小區基站處的所述無線和通信電路提供電力,以及 其中,當所述小區基站可獲取外部電力時,所述激活電池組主動接收所述充電電流,以使所述激活電池組保持完全充電或者接近完全充電; 選擇地將所述電池電路中的所述多個電池組中的所述一個或多個中的至少一個從所述電池電路節點中去耦合, 其中,從所述電池電路節點中去耦合的電池組作為休眠電池組, 其中,所述休眠電池組不主動接收所述充電電流,以及 基于電池改變事件的發生,所述控制器, (i)根據需要,將所述休眠電池組耦接至所述電池電路節點,以為在所述小區基站處的所述無線和通信電路提供電力;或者 ( )將所述激活電池組從所述電池電路節點去耦合,并不再接收所述充電電流;或者 (iii)進行⑴和(ii)的操作;以及 其中,所述電池改變事件包括特定的充電事件,特定的測試事件,或者電力故障事件。2.如權利要求1所述的小區基站電力管理系統,其中, 電流傳感器與每個電池組耦接并相關聯;以及 所述電力控制器進一步被配置為 監控每個所述電流傳感器,以確定關聯的電池組的狀態; 監控與特定電池組相關聯的特定電流傳感器,以確定所述特定電池組的自放電率;以及 評價所述確定的自放電率與在所述電池電路中的其他電池組相比或者基于經驗數據是否異常。3.如權利要求1所述的小區基站電力管理系統,其中, 電流傳感器與每個電池組耦接并相關聯;以及 所述電力控制器進一步被配置為 監控每個所述電流傳感器,以確定關聯的電池組的狀態;監控與特定電池組相關聯的特定電流傳感器,以確定所述特定電池組的充電率或放電率;以及 評價所述確定的充電率或放電率與在所述電池電路中的其他電池組相比或者基于經驗數據是否異常。4.如權利要求1所述的小區基站電力管理系統,其中,還包括整流器和開關電路,被配置為對所述電池電路充電,并在所述電力控制器的控制下,將電力從所述電池電路路由至負載。5.如權利要求1所述的小區基站電力管理系統,其中每個電池組還包括關聯的電流傳感器,且其中所述電力控制器還被配置為監控每個所述電流傳感器,以確定關聯的電池組的狀態。6.如權利要求1所述的小區基站電力管理系統,其中,所述小區電力管理系統被配置為測試所述電池電路,為所述電池電路充電,以及為所述無線和通信電路提供電力,以處理電力故障。7.如權利要求1所述的小區基站電力管理系統,其中,基于以下項,所述電力控制器還被配置為選擇所述電池電路中的所述多個電池組中的一個或多個以作為激活電池組件運行 時間的函數; 一個或多個電池組的測量的容量; 一個或多個電池組的計算的容量;或者 一個或多個電池組的期望的容量。8.如權利要求1所述的小區基站電力管理系統,其中,所述電力控制器被配置為,在電力故障的情況下,基于所述激活電池組的電壓和所述休眠電池組的電壓,選擇地將一個或多個休眠電池組耦合至所述無線和通信電路。9.如權利要求1所述的小區基站電力管理系統,其中,所述電力控制器被配置為 在第一電壓處開始對所述電池電路充電,所述第一電壓是基于具有最低組電壓的休眠電池組兩端的電壓,所述最低組電壓是與其他電池組相比最低; 對所述電池電路節點施加第二較高充電電壓低;并且 當被耦合的電池組的電壓由于被施加的所述第二充電電壓提升至額外電池組的電壓時,重復地將所述額外電池組耦合至所述電池電路節點。10.如權利要求1所述的小區基站電力管理系統,其中,每個所述電池組進一步包括一個可重置的斷路器,所述斷路器被配置為允許所述電池組的測試。11.一種用于管理電池電路的方法,所述電池電路具有多個電池組并被配置為在基站處的無線和通信電路提供備用電力,所述方法包括 -檢測事件,所述事件指示與所述電池電路的管理相關的一個或多個操作將被執行; 其中,所述電池電路包括多個電池組,并且在所述電池電路中的每個電池組進一步包括 兩個或更多的電池,以串聯方式被布置,并且被配置為向在所述基站處的所述無線和通信電路提供備用電力; 組連接開關,被配置為選擇地將所述電池組耦合至電池電路節點或將其從電池電路節點上去耦合;以及 傳感器,被配置為提供組感應信號,所述信號指示了與所述電池組的至少一個狀態有關的狀況;以及 其中,所述被檢測的事件包括以下中的至少兩項 電池測試事件,指示所述電池電路將被測試; 電池充電事件,指示所述電池電路將被充電; 電池輪換事件,指示以下至少一項將被執行 (i)將一個或多個電池組從休眠狀態輪換到激活狀態, ( )將一個或多個電池組從激活狀態輪換到休眠狀態,或者(iii)⑴和(ii)兩者; 電力故障事件,指示外部電路故障存在; 當所述檢測事件包括所述電池測試事件時,執行電池測試過程,其中,所述電池測試過程包括選擇地將一個或多個電池組耦合至電池電路節點以測試; 當所述檢測事件包括所述電池充電事件時,執行電池充電過程,其中,所述電池充電過程包括選擇地將一個或多個電池組耦合至電池電路節點以充電; 當所述檢測事件包括所述電池輪換事件時,執行電池輪換過程,其中,所述電池輪換過程包括以下至少一項或兩者 選擇地將一個或多個電池組耦合至所述電池電路節點并進入激活狀態; 選擇地將一個或多個電池組從所述電池電路節點去耦合并進入休眠狀態;以及當所述檢測事件包括電力故障事件時,執行電力故障處理過程,其中,所述電力故障處理過程包括選擇地將一個或多個在休眠狀態的電池組耦合至所述電池電路節點以向在所述基站處的所述無線和通信電路提供備用電力。12.根據權利要求11所述的方法,其中,執行電池充電過程進一步包括 選擇目標電池組; 調節施加至所述電池電路節點的電壓,使...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:史蒂夫·費舍爾
    申請(專利權)人:T移動美國公司
    類型:
    國別省市:

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