一種便攜式蓄電池放電儀的設計與實現(xiàn)

盧運運，封 茂

（1.中國移動通信集團廣西有限公司梧州分公司網絡運營中心，廣西 梧州 543002；2.南寧華帆網絡通訊技術有限公司，廣西 南寧 530028）

0 引 言

通信基站最常用的蓄電池組為2 V蓄電池24只單體串聯(lián)使用[1]。這種蓄電池組在使用過程中，如果有一些單體故障，會導致整組無法使用。目前，最有效檢測電池性能的手段是對電池進行容量測試。運營商若想降低蓄電池的維修成本，每年必須進行大量的電池測試，使用好的單體替換故障單體，避免整組更換。而目前儀表廠家提供的蓄電池放電儀體積大、質量重，如果是檢測山頂?shù)幕?，將會耗費大量的人力搬運，導致維護人員進行電池容量測試的積極性差。針對這種問題，下面將設計一種便攜式蓄電池放電儀以滿足運營商的需求。

1 儀器設計方案

1.1 儀器總構成

儀器構成分為四大部件——儀器的框架、發(fā)熱部件、散熱部件和控制部件，系統(tǒng)模型如圖1所示。

1.2 儀器各部件的功能設計

1.2.1 儀器的框架

如圖2所示，框架設計尺寸為25 cm×35 cm×35 cm。這個尺寸具有便攜性，同時可提供足夠的空間放置發(fā)熱部件?？蚣苤尾牧蠟榭招牡牟讳P鋼管，減輕了設備重量；正面為絕緣板，用于放置散熱風扇；背面同樣使用絕緣板材料，用于放置控制部件；頂面?zhèn)让鏋榻^緣不銹鋼網，防止物體靠近發(fā)熱體。

1.2.2 儀器的發(fā)熱部件

圖1 系統(tǒng)模型示意圖

發(fā)熱部件采用安全可靠鎳鉻電熱絲，定制每根發(fā)熱絲的功率480 W，如圖3所示。在蓄電池正常放電的情況下（48 V），通過電流為10 A，用于纏繞電熱絲的材料為陶瓷管（可耐高溫1 600 ℃），以確保發(fā)熱絲正常工作。電熱絲設計數(shù)量為8根，均勻分布在放電儀內部。

1.2.3 儀器的散熱部件

經過反復測試，選用45 W的直流渦輪風扇作為散熱部件，如圖4所示。風扇的尺寸為171 mm×180 mm×81 mm，工作電壓24 V，2 000 r/min，最大風量225 m3/H。測試過程中，若電熱絲發(fā)熱，周邊的溫度需保持在45 ℃。

圖4 儀器散熱部件

1.2.4 儀器的放電電流控制部件

使用空開組合成放電電流控制部件，設計4個檔位滿足不同容量的蓄電池放電測試，如圖5所示。1檔控制1根電熱絲，功率為480 W；2檔控制2根電熱絲，功率為960 W；3擋控制2根電熱絲，功率為960 W；4檔控制3根電熱絲，功率1 440 W。4種檔位可以自由組合，例如：在電池48 V的情況下，單獨使用1檔可以放出10 A電流；使用1檔+4檔，可以放出40 A的電流。使用空開進行控制，具有滅弧和短路過載保護功能。

圖5 儀器放電電流控制部件

2 儀器應用測試效果

2.1 體積與便攜性對比

如圖6所示，便攜式放電儀制作完成后與常規(guī)放電儀對比可知，便攜性完全符合設計要求。可見，它在體積、重量以及便攜性方面，優(yōu)勢明顯。

圖6 體積與便攜性對比

2.2 儀器應用測試

為驗證放電儀的實際放電性能，挑選一個通信基站進行試點，如圖7所示。

圖7 測試站點

通過調節(jié)電流控制部件的不同檔位，可以對蓄電池組進行不同電流的放電測試。

如圖8所示，使用1檔放電，蓄電池的放電電流為10～13 A。

圖8 調節(jié)為1檔

2檔和3檔設計控制的功率相同。如圖9所示，當分別使用2檔和3檔放電時，蓄電池的放電電流為26 ～30 A。

如圖10所示，使用4檔放電，蓄電池的放電電流的范圍為35～40 A。

如圖11所示，可以使用不同檔位組合放電。例如，使用1檔+4檔放電，蓄電池的放電電流為45～50 A；使用全部檔位放電，蓄電池的放電電流為85～90 A?？梢姡鼭M足不同容量蓄電池放電的電流需求。

圖9 調節(jié)為2檔

圖10 調節(jié)為4檔

圖11 調節(jié)為1檔+4檔和全部檔位放電

表1 評估結果

3 儀器的經濟性及推廣性評估

對設計的便攜式放電儀和某品牌電池測試儀的經濟性和推廣性進行評估，結果如表1所示。

4 結 論

便攜式放電儀的放電功能完全滿足通信運營商基站電池測試的需求，產品便攜成本低，應用后可以提高維護人員的積極性，推進電池單體的測試工作，從而保證基站后備電池的續(xù)航能力，支撐網絡的平穩(wěn)運行。