双登磷酸亚铁锂电池详细介绍

通信用后备式铁锂电池系统

简 介

1．引言

通信用后备式铁锂电池系统是江苏双登集团在国内研制开发的高科技产品；该产品以其集成化、小型化、轻型化、智能型集中监控、电池维护和管理、无人值守、使用方便的标准化机柜安装方式、节能环保等特点，被广泛应用于接入网设备、远端交换局、移动通信设备、传输设备、卫星地面站和微波通讯设备等通信领域作为后备电源；目前双登集团通信用后备式铁锂电池系统产品系国内批量生产应用于通讯领域的备电电源产品。并受到通信行业的青睐。

2. 市场背景

2007中国通信电源研讨会指出：我国有必要研究通信用后备式锂离子电池组技术，及时满足我国通信行业海内外新型锂电备电解决方案的市场需求，并切实有效地将我国现代通信后备电源技术与国际***技术接轨。

与此同时，中国电信提出了“光进铜退战略”工程，近期目标是FTTB，目标是实现FTTH。中国移动和中国联通都提出了在远端通信业务接入设备和中小型通信基站使用锂离子电池系统作为后备电源的迫切要求。

3. 产品特点

通信用后备式铁锂电池系统具有如下优良性能：

（1）电池正极采用磷酸亚铁锂（LiFePO4）材料制作，安全性能好、循环寿命长；

（2）电池系统采用高性能的BMS电池管理模块，该BMS具备过放、过充、过流、温度等保护功能，并使电池系统与主机良好通讯；

（3）充放电自动管理，监控单元自动测量电池的充放电电流并对电池进行浮充和均充管理；

（4）二次下电功能，电池电压低于告警值有告警信息，电压过低时自动下电，保护电池；

（5）系统具有良好的电磁兼容性；

（6）全智能设计，配置有集中监控模块，具有三遥（遥测、遥信和遥控）功能，实现计算机管理，可以通过与远端中央监控中心通信；

（7）电源控制技术与计算机有机结合，可以实时监测和控制各种参数及状态；

（8）配置灵活：多个模块并联使用可以延长系统的后备时间；

（9）采用自冷方式，整个系统具有极低的噪音。

4. 产品技术标准

鉴于我国对通信用后备式锂离子电池系统技术的研究才刚刚开始，尚无***和行业标准。因此，江苏双登集团产品的企业标准是根据磷酸亚铁锂蓄电池的特点，针对通信用后备式锂离子蓄电池而制订的。主要依据《通信用后备式锂离子电池组》通信标准类技术报告和QC/T743—2006《电动汽车用锂离子蓄电池》标准，并参考GB/T18287-2000《蜂窝电话用锂离子电池总规范》、UL1642《锂离子电池安全标准》、UL2054《家用和商用电池组》的要求，结合该产品性能特点，适当增加、提高了部分条款要求，是一个高要求的、***的技术标准。

5. 产品的市场应用

通信用铁锂电池系统可以在原通信直流电源系统的充放电工作模式不变的条件下工作，数据传输的物理接口采用RS485和RS232，前面板走线方式。按前端智能设备通信协议执行。

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（1）“光进铜退战略”工程

在FTTH模式下，采用12V/5Ah通信铁锂电池系统，以1.2A放电，满足后备时间为4h的使用要求；图5-1是SDA10-1205型通信用铁锂电池系统。

图5-1 SDA10-1205型通信用铁锂电池系统

在FTTB模式下，采用48V/10Ah通信铁锂电池系统作为19英寸1U标准单元，以1.1A放电，满足后备时间大于8h的使用要求；图5-2是SDA10-4810型通信用铁锂电池系统。

图5-2 SDA10-4810型通信用铁锂电池系统

图5-3是SDA10-4810型通信用铁锂电池系统在ONU（光网络单元）系统中的应用场景。

图5-3 SDA10-4810型通信用铁锂电池系统在ONU系统中的应用

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（2）远端通信接入设备

根据中国移动和中国联通的使用要求，在远端通信接入设备和3G微蜂窝机站中，采用48V/40Ah通信铁锂电池系统作为19英寸4U标准单元，以8A放电，满足后备时间大于4h的使用要求；图5-4是SDA10-4840型通信用铁锂电池系统。

图5-4 SDA10-4840型通信用铁锂电池系统

图5-5是SDA10-4840型通信用铁锂电池系统在3G微蜂窝机站中的应用场景。

图5-5 SDA10-4840型通信用铁锂电池系统在3G微蜂窝机站中的应用

6. 系统的工作原理及工作环境参数

（1）系统工作原理

SDA10-48系列通信用铁锂电池系统的工作原理如图6-1所示。市电220V输入经整流电源模块处理后输出-48V，在电网正常的情况下，整流电源模块提供系统需要的功率，同时给SDA10-48系列通信用铁锂电池系统充电；在电网断电的情况下，由SDA10-48系列通信用铁锂电池系统提供电能，***直流电源系统正常运行，实现不间断供电功能。电源系统具备二次下电的功能，当电池电压过低时电源切断电池供电，保护电池的使用寿命。

RS232RS485SDA10-4810输入输出RS232整流电源模块负载负载

图6-1 SDA10-48通信用铁锂电池系统的工作原理图 3

(2)系统工作环境要求

表6-1是SDA10-48通信用铁锂电池系统工作环境参数表。

表6-1工作环境参数表

项目

单位

最小值

典型值

值

备注

标称工作温度范围

℃

-5

25

55

安规认证范围

工作温度范围

℃

-20

25

60

铁锂电池系统工作正常

相对湿度

%

5

95

长期工作，无冷凝

湿度

g/m3

0.26

25

长期工作，无冷凝

海拔高度

m

-

-

-

海拔高度不超过4000m

散热方式

系统采用自冷散热

防水防尘等级

直径大于5μm的灰尘浓度≤3×104粒/m3，

灰尘粒子是非导电、非导磁和非腐蚀性的

7. 通信铁锂电池一体化后备电源系统

图7-1是SDA10-48通信铁锂电池一体化后备电源系统。市电220V输入，在电网正常的情况下，系统为负载提供需要的功率，同时给系统内部的通信铁锂电池组充电；在电网断电的情况下，由系统内部的通信铁锂电池组为负载提供需要的电能，***直流电源系统正常运行，实现不间断供电功能。系统具备二次下电的功能，当电池电压过低时电源切断电池供电，保护电池的使用寿命。

图7-1 SDA10-48通信铁锂电池一体化后备电源系统

图7-2是SDA10-4805通信铁锂电池一体化后备电源系统的外形结构尺寸图。它可以作为一个部件嵌入到用电设备的机柜中，适用于中小容量的机站、ONU、EPON等场合。 4

RS485RS232ADDRUNALMCHARGEFUSERESET1234BATTERY OUTPUT(5A)BAT.FUSE200～240VAC.5AAC INPUT+-SDA10-4805 Back-up LiFe Battery UPS

图7-2 SDA10-4805通信铁锂电池一体化后备电源系统的外形结构尺寸图

8.产品性能测试

(1)温度特性

图8-1是SDA10-4840型通信用铁锂电池系统在不同温度条件下的放电曲线图。放电电流为11.5A，按照目前通行的二次下电电压43.2V设定为放电的截止电压。在温度为28.5℃的条件下，放电时间是3小时32分钟；在温度为45℃的条件下，放电时间是3小时35分钟；在温度为5℃的条件下，放电时间是3小时9分钟。因此，可以看出，通信用铁锂电池系统具有非常优越的温度特性。 通信锂电48V40Ah 不同温度条件下放电曲线383940414243444546474849500分

10分20分30分40分50分60分70分80分90分100分110分120分130分140分150分160分170分180分190分200分210分220分放电时间电压(V)28.5℃5℃45℃

图8-1 SDA10-4840型系统在不同温度条件下的放电曲线

(2)倍率放电性能

图8-2和图8-3分别是1.0C充电0.5C放电模式下的充放电曲线图和1.0C充电1.0C放电模式下的充放电曲线图。测试结果表明，1.0C放出的容量是0.5C放出容量的96.14%，即铁锂电池具有非常优越的倍率放电性能。

图8-2 1C充电0.5C放电的曲线图 图8-3 1C充电1C放电的曲线图

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（3）检测报告

图8-4 通信用单体铁锂电池检测报告

图8-5 通信用48V系列铁锂电池系统检测报告

图8-6 通信用48V系列铁锂电池系统EMC检测报告

图8-7 通信用48V系列铁锂电池系统环境适应性检测报告

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