中兴力维电池系统介绍

PAGEPAGE2研发项目结题报告（上报集团版）项目名称及编号铅酸蓄电池在线监测与维护研究编号：2011_LH_64子课题：蓄电池远程维护管理智能监控系统研发主要研究单位及负责人（联系方式）中国移动通信集团河南有限公司康彩云电话箱139.com，其他研究单位及负责人（联系方式）中国移动通信集团湖南有限公司常德分公司王杰红电话箱139.com，蔡磊电话箱139.com深圳中兴力维技术有限公司巢彦章电话箱：chao.yanzhang@是否集团级重点项目(是/否)是是否联合研发项目（是/否）；是项目经费（万元）0项目起止时间2011年5月－2011年9月专业类别通信电源研究类别新产品开发关键词索引（3～5个）蓄电池远程维护智能监控该项目在研究单位内部的评审结果（按填写说明3）该项目在研究单位内部的评审意见：描述评审专家组对该项目在技术先进性，创新性，取得的总体效益，可推广性等方面的评价。项目研究成果简介：一、项目的目的本项目研究目的为：开发较为完善的蓄电池智能维护管理系统，实现远程的蓄电池管理维护，提高蓄电池使用寿命，并实现蓄电池的节能减排。二、项目的意义该项目投入使用，将进一步提升移动网络质量，使移动通信网络的高质量，高标准得以进一步巩固，保证了移动公司的优质通信服务在广大客户心中的良好形象，提升客户感知。同时能够延长蓄电池使用年限，降低电池更换频次，节约成本，减少电池生产和废旧电池处理对环境的影响。三、解决的问题1、远程检测蓄电池的保有容量。2、实时检测蓄电池的剩余容量，可支撑的剩余时间长度。3、准确判断蓄电池组中的落后单体，并产生告警。4、定期对蓄电池远程放电，自动排班，实现定期对通讯基站蓄电池进行放电测试。5、系统提供各类蓄电池管理报表，实现专业的蓄电池管理，为运维支撑提供决策依据。四、技术方案1、开发新的蓄电池监控模块EBMU，实现以下数据的记录、分析和上传;①、同时监测两组蓄电池的总电压、各个单体电压，每组配置最高25节单体。②、分析出每组蓄电池组中的落后单体，实时分析放电剩余容量，估算剩余放电时间。③、精确测量蓄电池组的充、放电电流和蓄电池温度。④、能够记录10条完整的充放电曲线。⑤、具有单体电压超上下限设置告警、环境温度超上下限告警、蓄电池容量超低告警、落后单体告警、防盗告警等。2、基于动环监控系统V1.6版本开发蓄电池远程管理系统软件，实现对基站蓄电池远程管理的功能。3、基站蓄电池远程维护管理功能实现的方式EBMU通过RS422串行通信方式来与EISU传输数据。EBMU负责采集蓄电池的单体电压、蓄电池标示温度、充放电电流。在放电时，在EBMU底端把采集的这些数据进行分析处理，计算出蓄电池组的剩余容量和剩余时间，检测出落后单体。而同时在EISU设备能够获取EBMU采集、分析的数据，并将EBMU的数据上传网管中心。网管中心通过分析底端数据提供蓄电池管理报表，包括放电记录报表、蓄电池容量报表、落后单体报表、放电图形曲线报表、单体维护建议报表等，并监控蓄电池的放电过程，包括主动维护放电和市电停电导致的蓄电池放电。放电的过程可监控的参数有：蓄电池剩余容量、蓄电池剩余时长、落后单体、蓄电池单体电压等数据，从而实现对基站蓄电池远程维护管理功能五、项目实施、试验及效果评估1、由中兴力维完成新型蓄电池监控模块EBMU以及蓄电池远程管理系统软件的研发；2、选取3个试验基站，安装EBMU设备并进行功能测试；3、通过动环监控系统远程放电测试和现场放电测试进行对比；4、蓄电池落后单体检测功能的测试；5、在业务台上测试蓄电池远程管理软件的各类蓄电池管理报表输出功能、预放电功能，以及远程放电参数的设置。通过试验，证明“蓄电池远程维护管理智能监控系统”实现了预期目标。六、软件成果输出1、软件成果：基于中兴动环监控系统V1.6版本开发的“蓄电池远程管理系统”软件2、软件版权属于“深圳中兴力维技术有限公司”。七、成果应用1、适用范围：蓄电池远程维护管理智能监控系统适用范围很广，不论基站或机房只要具有开关电源且开关电源能够通过中兴力维动力及环境监控设备正常监控的均可以通过增加EBMU来实现蓄电池远程管理。2、前提条件：需将中兴力维动环监控系统软件升级到V1.67方能实现蓄电池远程管理。该项目的专利情况：无该项目研究中发现的问题及今后工作建议：如研究中发现的新问题、对现有企业标准规范的符合度，即在现有的企业标准（企业标准的名称和编号）基础上所需新增的功能要求（如业务流程的改变、设备新增的功能要求等）。项目研究成果的主体内容（3000字以上，可附在表格后）：1、研究成果主体内容：（一）、立项背景1、通讯基站蓄电池维护现状 基站蓄电池因为没有及时有效的维护，造成大多数蓄电池没有达到设计使用年限就因容量不够报废，这不仅增加了运营商的运营成本，而且带来的环境污染、废物排放也不可小视。 当前基站蓄电池大多委托给代维公司进行维护。代维公司通过人工方式，对基站蓄电池进行的维护。这种维护工作通常是定期检测蓄电池单体电压、测试内阻，或者是定期做核对性放电测试或全容量放电试验。这种人工维护模式不仅工作效率低、成本高，而且采集的数据也比较原始、零散，准确度也不高，从而造成基站蓄电池运维没有必要的数据支撑。2、基站蓄电池维护急待解决的问题 ①、缺乏对蓄电池保有容量的实时分析判断能力 阀控式密封铅酸蓄电池，其内部的工作是比较复杂的化学反应过程，而且相对外界是密封的，因此若无有效支撑手段较难取得准确的保有容量数据。现有的维护手段是采用静态测试和动态测试保有容量的方法。且均是采用人工手段，效率低、耗时长、人工成本高且受人为因数影响较大。而且由于基站数量较多，全部将某一区域的基站电池进行一次放电测试，至少需半年以上。因此无法及时发现电池容量问题。 ②、缺少对落后单体及时准确的判断手段 现有的维护方式不可能及时准确的找到某个基站中落后的单体电池。由于缺少落后单体的正确的判断，往往个别的落后单体导致蓄电池整组的淘汰。因为蓄电池组中的落后电池会加速与其串联的相邻蓄电池的劣化速度。在出现第一只落后蓄电池的2－3月后往往就会出现其他落后蓄电池。所以，蓄电池组中的少量落后蓄电池会使整组蓄电池快速劣化失效。为此常德分公司决定依托现有动环网络平台，通过对动环系统功能的开发，实现对基站蓄电池的远程维护管理。具体实现的功能如下：1、通过动环平台实现对蓄电池的远程放电测试，满足阀控式蓄电池的主动放电维护的要求；2、系统监控蓄电池的放电过程，包括主动维护放电和市电停电导致的蓄电池放电。放电的过程可监控的参数有：蓄电池剩余容量、蓄电池剩余时长、落后单体、蓄电池单体电压等数据；3、计算蓄电池的保有容量。通过蓄电池的部分放电（最少放电量30%），计算出蓄电池实际的保有容量；4、计算蓄电池的单体容量并判断蓄电池组中的落后单体，为单体的维护、更换提供依据；5、预设蓄电池的放电维护周期，到期自动提醒放电；6、系统提供蓄电池管理报表，包括放电记录报表、蓄电池容量报表、落后单体报表、放电图形曲线报表、单体维护建议报表等；

（二）详细技术内容1、现有动力环境监控系统现状中兴动力环境监控系统于2004年在常德分公司开始投入使用，经过7年的发展，现在被监控基站已达1641个，监控覆盖率达99%。7年来动环监控系统软件经过5次升级系统版本已升级为V1.66版本，同时中兴力维最新蓄电池数据采集设备EBMU的技术也已成熟。现有动环监控系统已具备实现基站蓄电池远程维护管理功能的软硬件条件。2、主要技术方案和关键技术2.1、主要技术方案本项目充分利用EBMU成熟的数据采集设备有效地记录和分析电池的容量和电池性能，并利用现有的动环系统将数据进行上传到服务器，并开发系统分析软件，建立科学的电池性能数据分析模型，实时计算电池容量及时发现落后电池、提供蓄电池管理报表以便于对电池进行有针对性的维护。系统结构如下：组网结构图;EBMUEBMUEISU蓄电池蓄电池开关电源环境设备传输网络动环网管服务器动环网管监控客户端基站2.2、关键技术2.2.1蓄电池监控模块EBMU功能①、同时监测两组蓄电池的总电压、各个单体电压，每组配置最高25节单体。②、能够分析出每组蓄电池组中的落后单体，实时分析放电剩余容量，估算剩余放电时间。③、可以精确测量蓄电池组的充、放电电流和蓄电池温度。④、具有一个RS422通信接口和一个以太网接口。⑤、能够记录10条完整的充放电曲线。⑥、具有单体电压超上下限设置告警、环境温度超上下限告警、蓄电池容量超低告警、落后单体告警、防盗告警等。2.2.2、基站蓄电池远程维护管理功能实现的方式EBMU通过RS422串行通信方式来与EISU传输数据。EBMU负责采集蓄电池的单体电压、蓄电池标示温度、充放电电流。在放电时，在EBMU底端把采集的这些数据进行分析处理，计算出蓄电池组的剩余容量和剩余时间，检测出落后单体。而同时在EISU设备能够获取EBMU采集、分析的数据，并将EBMU的数据上传网管中心。网管中心通过分析底端数据提供蓄电池管理报表，包括放电记录报表、蓄电池容量报表、落后单体报表、放电图形曲线报表、单体维护建议报表等，并监控蓄电池的放电过程，包括主动维护放电和市电停电导致的蓄电池放电。放电的过程可监控的参数有：蓄电池剩余容量、蓄电池剩余时长、落后单体、蓄电池单体电压等数据，从而实现对基站蓄电池远程维护管理功能。3、功能测试及现场测试效果评估3.1选取3个试验基站，安装EBMU设备并进行功能测试基站名开关电源型号电池组数电池组容量芦山村基站中兴zxdu682500AH月桂岗基站施威特克IPS802AD2500AH汤家坪基站施威特克IPS802AD2500AH3.2通过动环监控系统远程放电测试和现场放电测试对比通过动环监控系统远程放电测试和现场放电测试对比的方式验证其剩余容量分析的准确性：测试一：芦山村基站负载电流约50A，拔掉一组电池熔丝，通过动环监控系统远程放电，电池以0.1C电流放电4小时，EBMU计算出的放电容量为214AH。测试二：在芦山村基站将上次做远程放电测试的电池组与开关电源断开，用电池容量测试仪对该电池组放电试验，设定负载电流50A（0.1C），设置放电终止时间4小时，实际放出205AH。通过以上测试，EMBU容量计算与电池容量测试仪计算的容量咬合度在95%以上，可以认为EMBU对蓄电池的剩余容量计算是完全符合实际情况的。3.3、蓄电池落后单体检测功能的测试从仓库中调用两个落后的蓄电池，安插在月桂岗基站待测蓄电池组里。在放电过程中，通过EBMU设备监测该落后单体的电压与整组平均电压相差较大，如下图所示红色圈出部分：放电开始1分钟就能检测出该2节落后单体，对应单体位号2，3两节。如下图所示红色圈出的部分：4、动环平台基站蓄电池远程维护管理功能图解4.1、蓄电池放电管理截图设置放电参数实时放电数据呈现放电曲线报表单体电压放电报表预约放电截图落后单体分析报表5、本项目实施成本（单站）1、硬件：EBMU每套3000元2、安装调试：500元/站（三）、主要技术创新点①、通过远程对基站蓄电池进行日常维护测试，极大的提高了维护效率，节省了维护成本。②、蓄电池的基本数据，以往只能看到开关电源提供的少量参数，本课题的研究成果，可以通过采集模块实现全面的、科学的蓄电池数据采集和分析，为运维决策提供详实的基础数据。③、蓄电池维护实现自动排班放电提醒机制。④、EBMU采用在线容量测试方法，利用了电压电流积分法，以及趋势判断法，通过记录每一次电池放电过程并不断比较测量结果，从而计算出准确地蓄电池剩余容量。（四）、应用情况该成果在市区已安装三个测试基站，在日常维护中运行稳定，下阶段将在全市推广使用。全市现网被监控基站1641个，其中1626个基站没有安装EBMU。根据《中国移动电源空调维护管理规定(2008版)》要求，对基站蓄电池每二年进行一次全容量放电测试，每年进行一次核对性放电测试。全市按1626个基站，共计蓄电池约2601组，每年一次核对性放电将带来巨大的工作量，耗费大量的人力物力。按平均每组电池放电测试2小时计，如果采用远程放电测试功能，每年将节省下约5202小时人次的劳动力资源，将大大提高动力维护的效率。同时，及时发现落后电池，进行更换，不但可以确保网络运行更加安全，而且能够大大降低基站蓄电池因维护不及时造成的蓄电池更换费用。准确的蓄电池容量计算，能够降低因对基站蓄电池保有容量误判引起的基站设备断电退服的情况发生。在市场竞争白热化的今天，因用户感知对品牌形象影响极大，只有提高网络质量，为用户提供不间断的优质通信服务，才能赢得用户的信任，拓展更多的市场份额。2、请项目负责人填写“项目对企业绩效贡献的量化路径图”和“项目特征指标的年度预期数值表”：1）项目对企业绩效贡献的量化路径图项目特征指标（PAV）指标名称项目应用前指标现状值：PAVc项目应用1年后指标预期值：PAVe1此项目带来的指标变动量：ΔPAV更换电池非正常报废率%常德市591247电池维护时间（小时）常德市606现场维护次数常德市1.501.5企业特征指标—网络及生产类（EAV-PS）指标名称项目应用前指标现状值（EAVc）项目应用1年后指标预期值（EAVe）此项目应用带来的指标变动量（ΔEAV）维护时间（小时/站年）606电池非正常报废组数（组）972077企业特征指标—市场及财务类（EAV-MF）指标名称项目应用前指标现状值（EAVc）项目应用1年后指标预期值（EAVe）此项目应用带来的指标变动量（ΔEAV）交通费（万元）常德市21.64021.64人工费（万元）常德市15.6015.6企业绩效指标（EPV）指标名称项目应用前指标现状值：EAVc项目应用1年后指标预期值：EAVe此项目应用带来的指标变动量：ΔEAV营运收入0241.63241.63营运支出241.630241.63资本开支241.630241.63注：填写各项指标数值时，请在数值后一并填写指标数值的度量单位（如RMB万元、万人、%等）和指标数值对应的应用范围（如XX地市、X省全省、31省全网等）。项目特征指标是本项目应用后产生的主要可量化成效，最多不超过3个。如《传输灾难性设备故障抢修系统》项目应用的可量化直接成效表现为“缩短故障处理时间”，此即项目特征指标。其EAVc为××小时，其EAVe为××分钟，其ΔEAV=EAVe–EAVc。企业特征指标是本项目应用后对企业生产（产品及服务）和经营（市场及财务）带来的可量化成效，分为“网络及生产类（EAV-PS）”和“市场及财务类（EAV-MF）”，指标清单请见本模板附件1。如《传输灾难性设备故障抢修系统》通过缩短故障定位时间，使“客户网络类投诉解决及时率”从×小时降低到×小时，使设备故障抢修时间缩短，由原来需要投入×人耗时×小时降低为×人耗时×小时，全省每年节省人工成本××万元。其中“客户网络类投诉解决及时率”为EAV-PS指标，“人工成本”就属于EAV-MF指标。以上指标中，项目特征指标和企业特征指标的名称和数值都为必填项。企业绩效指标为选填项。建议项目经理尽量填全以更好地体现本项目对企业的贡献。2）项目特征指标的年度预期数值表项目特征指标（PAV）的名称：电池维护人工成本（万元/年）常德市维护时间（小时/站年）电池非正常报废组数（组）项目应用前指标现状值：PAVc15.6697项目应用1年后指标预期值：PAVe10020项目应用2年后指标预期值：PAVe20020项目应用3年后指标预期值：PAVe30020项目应用4年后指标预期值：PAVe40020项目应用5年后指标预期值：PAVe50020项目应用6年后指标预期值：PAVe60020项目应用7年后指标预期值：PAVe70020项目应用8年后指标预期值：PAVe80020项目应用9年后指标预期值：PAVe90020项目应用10年后指标预期值：PAVe100020注：填写以上项目特征指标数值时，请在数值后一并填写指标数值的度量单位（如RMB万元、万人、%等）和指标数值对应的应用范围（如XX地市、X省全省、31省全网等）。对于某些项目，若项目成果所依附的业务或网络在若干年后将退网，则请在预计的退网年度予以注明。如：应用于TDM交换机的某项目成果，预计该TDM交换机在X年后退网，则请在“项目应用X年后指