課前回顧通信蓄電池發展和分類閥控蓄電池構成（重點）閥控蓄電池工作原理（重難點）閥控蓄電池技術指標（難點）電壓-----溫度補償功能對VRLA蓄電池浮充端電壓一般(在25℃)設置在2．25V，浮充電流一般在0．45mA／Ah左右。溫度補償的電壓值通常為以環境溫度25℃為界，溫度每升高或降低l℃，其浮充電壓就相應降低或升高(3～4)mV／只。三、VRLA蓄電池的電特性1、VRLA蓄電池的電壓電池3小時率放電原始曲線

2.VRLA蓄電池容量曲線三、VRLA蓄電池的電特性核對性容量試驗：通常按3h率的放電電流進行1小時放電，即放出電池總容量的三分之一左右。特點：只放出部分容量，較為安全,誤差相對較大。3.恒壓限流充電三、VRLA蓄電池的電特性充電設備輸出限流保護整流器輸出額定電流的105％電池充電限流保護蓄電池充電電流

0.15C10(A)3.恒壓限流充電（重點）三、VRLA蓄電池的電特性環境溫度每升高10℃，蓄電池壽命將縮短50%。只有給電池配置空調才能確保電池的壽命不受環境溫度影響，但系統成本很高。60102030405060708090100202530354045505560溫度℃壽命百分比%1、高溫使電池壽命縮短應用背景從多個地區的使用情況看，邊際網UPS系統故障的一個重要因素是停電過于頻繁造成蓄電池容量迅速下降。

如：云南某地電網環境為平均每周停電2-3次，每次4-10小時；系統經常由于放電至保護電壓而停機。在此環境下，原配置8小時的蓄電池約使用半年后容量即下降到只能支持20-60分鐘。7應用背景2、頻繁停電造成蓄電池壽命過短的主要問題監控中心可以看到電池參數，但無法判斷電池健康狀態、容量數據等，埋下事故安全隱患！8應用背景3、無法準確預測容量停電了，電池沒電！通信/數據中斷，用戶投訴！機房顯示，電池電壓正常9應用背景4、通信網絡設備的發展對后備電源提出了新的要求小型化環境適應好高倍率放電可智能管理要求電池體積更小、重量更輕要求電池可戶外使用要求電池可適用于惡劣電網要求電池可以高倍率放電要求電池可以智能化管理，準確監視容量設備功耗的變化：通信接入設備向小型化/分散化發展后備時間的變化：長時間備電向短時備電轉變維護要求的變化：電池納入監控三大變化帶來三大挑戰消費類電子電動汽車工業工具類電子通信用磷酸鐵鋰電池技術魏巍

掌握磷酸鐵鋰電池的結構和原理（重難點）理解磷酸鐵鋰電池的性能特點（重點）了解磷酸鐵鋰電池的應用和問題2023/10/16教學目標目錄2產品規格及通信應用3目前業界值得探討的幾個問題磷酸鐵鋰電池技術原理及性能特點一、磷酸鐵鋰電池技術原理及性能特點磷酸鐵鋰電池與其它材料鋰離子電池比較氧化鈷鋰（LiCoO2）氧化錳鎳鋰Li(NiCoMn)1O2氧化錳鋰LiMn2O4LiFePO4晶體結構層狀層狀尖晶石橄欖石理論比容量/mAh·g-1274278148170實際比容量/mAh·g-1140~155130~22090~120130~150工作電壓范圍/V3.0~4.33.0~4.353.5~4.32.5~3.8平臺電壓/V3.6~3.73.6~3.73.7~3.83.2~3.3材料加工性能好較高中等差循環壽命/次>500>500>300>1000安全性能差較好好優價格高較高低中等高溫性能一般一般差好毒性/環保有毒的鈷有毒的鈷無毒無毒一、磷酸鐵鋰電池技術原理及性能特點磷酸鐵鋰電池定義磷酸鐵鋰（LiFePO4，簡稱LFP，也叫鋰鐵磷）電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。負極是？特點1：物理結構為橄欖石結構。

特點2：不含貴重元素,原材料價格低廉且存儲量大。特點3：無污染、環保好。一、磷酸鐵鋰電池技術原理及性能特點19鋰離子電池結構聚合物鋰離子電池a）正極是含金屬鋰的化合物，一般為鋰鐵磷酸鹽(如磷酸鐵鋰LiFePO4、磷酸鈷鋰LiCoO2等)。a）負極是石墨或炭(一般多用石墨)。a）電解液是一種有機溶劑電解液，大部分是六氟磷酸鋰LiPF6加上有機溶劑配成。d）隔膜是一種特殊的復合膜，它的功能是隔離正負極，阻止電子穿過，同時能夠允許鋰離子通過，從而完成在電化學充放電過程中鋰離子在正負極之間的快速傳輸。目前主要是聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）做孔膜。20液態鋰離子電池鋰離子電池結構磷酸鐵鋰電池微觀結構圖磷酸鐵鋰工作原理一、磷酸鐵鋰電池技術原理及性能特點磷化物PO4氧化鐵FeO鋰離子Li+磷酸鐵鋰工作原理磷酸鐵鋰電池宏觀結構圖

磷酸鐵鋰電池在充電時，正極中的鋰離子Li+通過聚合物隔膜向負極遷移，嵌入負極碳層的微孔中。一、磷酸鐵鋰電池技術原理及性能特點

磷酸鐵鋰電池在放電時，嵌在負極微孔中的鋰離子Li+通過聚合物隔膜向正極遷移。鋰離子在充放電時來回遷移高能量密度長壽命出色的高溫性能高倍率放電快速充電安全體積減少25%~30%重量減少30%~60%磷酸鐵鋰電池的優勢鐵鋰電池一、磷酸鐵鋰電池技術原理及性能特點是鉛酸電池體積的2/3，重量是鉛酸電池的1/3。1C常溫循環壽命2000次，剩余容量90%1C高溫(60℃)循環1500次，剩余容量80%高能量密度長壽命出色的高溫性能高倍率放電快速充電安全磷酸鐵鋰電池的優勢一、磷酸鐵鋰電池技術原理及性能特點長壽命鉛酸電池的循環壽命在300次左右，最高也就500次，高溫情況下可放出100%容量高能量密度長壽命出色的高溫性能高倍率放電快速充電安全磷酸鐵鋰電池的優勢一、磷酸鐵鋰電池技術原理及性能特點高能量密度長壽命出色的高溫性能高倍率放電快速充電安全可適用于短時大電流備電的應用場景磷酸鐵鋰電池的優勢一、磷酸鐵鋰電池技術原理及性能特點高能量密度長壽命出色的高溫性能高倍率充電快速充電安全能量轉化效率高，可以在5h內完成充電可部分代替油機用于維護磷酸鐵鋰電池的優勢一、磷酸鐵鋰電池技術原理及性能特點高能量密度長壽命出色的高溫性能高倍率充電快速充電安全安全來自于正極材料的穩定性及可靠的安全性設計,過沖不爆炸.150℃熱箱1C過充直接火燒磷酸鐵鋰電池的優勢鐵鋰電池鈷酸鋰電池一、磷酸鐵鋰電池技術原理及性能特點高能量密度長壽命出色的高溫性能高倍率充電快速充電安全環保29生產過程及電池本身均不對環境造成危害磷酸鐵鋰電池的優勢一、磷酸鐵鋰電池技術及使用情況介紹目錄二

產品規格及通信應用三

目前通信應用的幾個問題一磷酸鐵鋰電池技術原理及性能特點311.鐵鋰電池產品（1）、容量單體電池的標稱容量，是在25±5℃條件下，用I10電流放電至終止電壓2.7V應能放出的電量，用C10表示。磷酸鐵鋰電池的實際容量受放電電流大小的影響小，適合大電流放電；但在低溫實際容量明顯減少。容量等級為50Ah、100Ah、150Ah、200Ah、300Ah等鉛酸電池替代品標準化、模塊化設計二

產品規格及通信應用單體電池標稱電壓3.2V，終止電壓2.7V均充電壓為3.50-3.60V浮充電壓為3.40-3.50V

-51.2V+二

產品規格及通信應用（2）充放電要求（重點）1.鐵鋰電池產品充電電流應小于10I10放電電流應小于30I10

恒壓充電電流小于0.05I10

恒流充電電流值1-2.5I10

電池組的基本結構如圖所示，電池組包括兩部分：電池模塊電池管理系統(BMS)

-48V+二

產品規格及通信應用電池管理系統（BMS）介紹電池管理系統（BMS）介紹某廠家被測鋰電池BMS電路板智能充電管理電池平衡管理智能間歇式充放電管理熱系統管理和通信管理基本功能

主要用于對蓄電池充電過程和放電過程進行管理，提高蓄電池使用壽命，并為用戶提供相關信息的電路系統的總稱，一般由監測、保護電路、電氣、通訊接口、熱管理裝置等組成。二

產品規格及通信應用35產品特點1）支持熱插拔交換，機架安裝符合ETSI標準格式2）高能量密度，48V整體式1U模塊解決方案3）支持并聯擴容4）內置電池管理控制模塊，提高電池使用效率5）五段式充分保護：過充保護、過放保護、過流保護、短路保護、過溫保護6）支持通訊及遠程監控應用場景：可應用于微基站、宏基站、高速鐵路、光纖到樓ONU（FTTB）HFC、RT、CPE……

1U：48V/10Ah3U：48V/50Ah1.鐵鋰電池產品（2）、機架式鋰離子電池系統二

產品規格及通信應用通過將12V或48V電池模塊進行串聯組合，可以形成240V、336V、384V電池組，滿足UPS交流電源系統、240V/336V高壓直流電源系統（HVDC）的備電需求。2023/10/161.鐵鋰電池產品二

產品規格及通信應用充電電流1A，負載電流1.2A，后備時間大于8h。2.磷酸鐵鋰電池在通信應用在“光進銅退”FTTX場景中的應用:

采用1U標準單元的48V/10AH通信用鐵鋰電池，可滿足設備需求某品牌48V/10AH鐵鋰電池在FTTB系統場景中的應用二

產品規格及通信應用磷酸鐵鋰電池在通信行業使用情況在5G基站BBU基帶處理單元，RRU射頻拉遠單元等設備中作為后備電池的使用:

采用1U標準單元的48V/10AH或4U標準單元48V/50AH通信用鐵鋰電池，可滿足設備需求

某品牌48V/10AH鐵鋰電池在5G室外RRU站中的應用一、磷酸鐵鋰電池技術及使用情況介紹磷酸鐵鋰電池在通信行業使用情況磷酸鐵鋰電池與鉛酸電池成本比較：二

產品規格及通信應用三、目前通信應用的幾個問題目前業界值得探討的幾個問題三、目前業界值得探討的幾個問題1BMS是否每單體必需？

2鋰電池能否長期浮充？3標稱電壓48V的鋰電池內部單體節數應為多少（15節或16節）？

基于現有的正極材料和電池制造水平，單體電池之間尚不能達到性能的完全一致，在通過串并聯方式組成電池組后，個別單體存在以下幾個問題：

1、過充/過放。。

2、過大電流。

3、溫度過高。

4、短路或者漏電。

BMS的功能就在于避免電池組出現上述問題。BMS的必需性三、目前業界值得探討的幾個問題1.BMS客觀上保護了鋰電池，提高了鋰電池充放電的安全性。BMS存在的矛盾三、目前業界值得探討的幾個問題2.BMS電路中的開關元器件（一般為MOSFET)可以完全切斷電池回路，存在單點故障點。降低了設備供電的安全性。鋰電池能否長期浮充?1、電池組如配置BMS，則不存在長期浮充的狀態2、長期浮充對電池組容量、壽命、安全性的影響，需要長時間的測試，目前尚未權威的結論。三、目前業界值得探討的幾個問題BMS可以切斷充電電路，那么有BMS是否可以解決不長期滿壓浮充的要求？標稱電壓48V的鋰電池內部單體節數多少為好？

電池組充電終止電壓為54.0V與開關電源浮充電壓相匹配。單體節數設為15節單體節數設為16節

電池組充電終止電壓為57.6V與開關電源均充電壓相匹配。三、目前業界值得探討的幾個問題是否16節意味著每節電壓都在不足100%電壓，達到不是滿壓浮充？三、VRLA蓄電池的電特性1、VRLA蓄電池的電壓2、VRLA蓄電池的容量曲線3、VRLA蓄電池的限流功能工作電壓接通負載后在充放電過程中顯示的電壓浮充電壓蓄電池采用浮充工作方式的充電電壓，一般2.20－2.27V終止電壓10小時和3小時率放電單體終止為1.8V1小時率蓄電池放電單體終止電壓為1.75V三、VRLA蓄電池的電特性1、VRLA蓄電池的電壓均衡充電蓄電池在使用過程中，有時會產生比重、端電壓等不均衡情況，為防止這種不均衡擴展成為故障電池，所以要定期履行均衡充電。均衡工作單體電壓為2.30－2.35V。最大充電電流不大于2.5I10A。什么時候應該均充？？凡遇下列情況需進行均衡充電：

①浮充電壓有兩只以上低于2.18V／只；②擱置不用時間超過三個月。

③全浮充運行達六個月。④放電深度超過額定容量的20%。三、VRLA蓄電池的電特性1、VRLA蓄電池的電壓舉例：根據閥控式密封鉛酸蓄電池的使用說明書，浮充電壓一般在2.23~2.30V/單體，我們在實際中取2.25V/單體，那么整流器輸出電壓應設置為2.2524=54V；均充電壓一般在2.30~2.40V/單體，在實際中我們取2.35V/單體，那么整流器輸出電壓應設置為2.3524=56.4V。在設置完成之后，還需要通過監控模塊實時監測整流器數值的變化，如果出現欠壓或過壓情況必須及時糾正。●充電量不小于放出電量的1.2倍。●充電后期充電電流小于0.005Ｃ10Ａ（Ｃ10＝電池的額定容量）。●充電后期，充電電流連續３小時不變化。達到上述三個條件之一，可以終止均充狀態自動轉入浮充狀態。什么時候均充終止？？均衡充電三、VRLA蓄電池的電特性1、VRLA蓄電池的電壓快速充電在某種情況下，要求電池盡快充足電，可采用快速充電，最大充電電流≤0.2C10A，充電電流過大會使電池鼓漲，并影響電池使用壽命。三、V