CN112437358B - 一种户外基站的温控装置及控温方法 - Google Patents

一种户外基站的温控装置及控温方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种户外基站的温控装置及控温方法,包括散热风扇安装板、前后两侧多组可调速散热风扇、可调速正反转风扇、电源模块、蓄电池模块、金属恒温包裹片、温度传感器,所述前后两侧多组可调速散热风扇每组有序排列在散热风扇安装板前后两侧,所述可调速正反转风扇每组有序排列在散热风扇安装板的右侧,所述的金属恒温包裹片间隔适当距离的安装在蓄电池模块上,实时监测温度并调节可调速正反转风扇和前后两侧多组可调速散热风扇的转速。

Description

一种户外基站的温控装置及控温方法
技术领域
本发明涉及户外基站电源领域,具体为一种户外基站的温控装置及控温方法。
背景技术
5G户外电源紧凑的设计于是对电源方案的“小体积”提出了更高的要求。5G时代的电源设计,还能外延出一大堆问题。比如说,“小”体积与高功率密度,对系统散热提出了更高的要求。
电池的工作状态与电芯温度息息相关,温度过低(通常为<-10℃摄氏度)会导致电池放电能力、充电能力、容量等极具下降,无法起到后备电源的作用,甚至还有可能造成不可逆的损坏;同样温度过高(通常为>50℃摄氏度)也会造成电池的安全隐患。
众所周知,蓄电池在25℃的环境温度下时可获得较长的寿命和较好的放电性能。但是环境温度超过25℃时,温度每升高10℃,蓄电池寿命则缩短一半。据众多标准规定,蓄电池最高工作环境温度为45℃。如果环境温度超过55℃,对蓄电池的寿命是致命的损坏。为了保障系统的可靠性和稳定性,特别是蓄电池的寿命,所以需要对电源系统进行强制冷却。现在常规的方式是在配电仓顶部安装风扇散热,但其散热的强度还不够,还有是在户外电源柜顶部采用风扇及热交换器同时对配电仓和电池仓进行散热的方式,使得噪音过大,造成声音污染。另外有些采用空调和半导体制冷器进行冷却,上述方式制冷效果良好,但都会增加设备的投资成本及占据大块安装空间,并且空调制冷所凝结的水很难处理。此外,如果这种电源系统工作于低温环境,当环境温度由25℃往下降时,蓄电池的内阻增大,极化现象严重,充电效率降低,放电容量减小;当环境温度达到0℃时,放电容量为25℃时的80%;更为甚者的是,当环境温度达到-25℃时,放电容量仅为25℃时的30%左右。为了使蓄电池的性能得到有效的发挥,一般还得在电池仓配置加热器,这样虽然能保证蓄电池工作在正常温度下,但进一步占据了电源柜内大块的空间,同时也加大了生产成本,还会因为加热器所产生的热量在电池仓内部分布不均勻,使得蓄电池性能失去一致性,时间久了,部分蓄电池因过充或过放而遭受损坏。
因此,对于包括通讯基站在内的多种场合,需要对电池的温度进行调控使其保持在最佳工作状态。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种户外基站的温控装置及控温方法,以解决上述问题。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
一种户外基站的温控装置,装置包括散热风扇安装板和控制器;所述电源模块设置在凹型或U型散热风扇安装板内,多组所述可调速散热风扇有序排列的设置在散热风扇安装板的前后两端板上,所述可调速正反转风扇有序排列在散热风扇安装板的侧板上,所述金属恒温包裹片间隔的安装在蓄电池模块上,所述的温度传感器安装在金属恒温包裹片的中间位置以实时监测温度;控制器与可调速散热风扇、可调速正反转风扇、电源模块、和温度传感器电讯连接,接收电源模块和蓄电池模块的温度信号,并控制可调速散热风扇和可调速正反转风扇的转速以及可调速正反转风扇的转向。
优选的,所述散热风扇安装板的前后端板和侧板上开设多个端部散热风扇的安装孔,前后端板的端部散热风扇安装孔安装所述可调速散热风扇;侧板上开设不少于两个单侧散热风扇安装孔,用于安装所述可调速正反转风扇;所述可调速正反转风扇的直径大于所述可调速散热风扇的直径;可调速散热风扇设有低速挡、中速挡和高速挡三挡调速,可调速正反转风扇设有中速挡和高速挡两挡调速。
优选的,所述散热风扇安装板的前后端板上开设上下两行每行三个布置的端部散热风扇安装孔,所述可调速散热风扇的调速扇叶安装于所述端部散热风扇安装孔中;在所述侧板上水平的开设两个单侧散热风扇安装孔,所述可调速正反转风扇的正反转扇叶安装于所述单侧散热风扇安装孔中。
优选的,散热风扇包括电动扇叶单元、支撑轴框和风扇电源线,所述电动扇叶单元的扇叶均布在轴心电机的外周,所述支撑轴框从轴心电机的两侧对电动扇叶单元同轴支撑,且所述支撑轴框的外缘可拆卸的安装在风扇安装孔的外缘侧;所述风扇电源线从支撑轴框的线槽连接至轴心电机。
优选的,所述述端部散热风扇安装孔的孔径是单侧散热风扇安装孔的孔径的1/5~1/3。
优选的,所述的前后两侧多组可调速散热风扇共有散热风扇十二个,前面安装六个双侧散热风扇,后面安装六个双侧散热风扇,排列整齐分布工整,所述散热风扇安装板右侧面开设两个单侧散热风扇安装孔,右侧面的单侧散热风扇安装孔设置在所述散热风扇安装板的中间,且电源模块的三个侧面与散热风扇安装板内板面间距的设置。
优选的,所述电源模块前后端面与散热风扇安装板的两个端板的距离为端部散热风扇的安装孔孔径的1~2倍,所述电源模块右侧面与散热风扇安装板的侧板距离为单侧散热风扇安装孔与电源模块相对的设置在散热风扇安装板的侧板另一侧,所述蓄电池模块与散热风扇安装板的侧板距离为单侧散热风扇安装孔包括上下等间隔设置的上部金属恒温包裹片、中部金属恒温包裹片和下部金属恒温包裹片,金属恒温包裹片安装在蓄电池模块的四周,用于存储蓄电池模块的热量。
优选的,所述温度传感器,安装在中部金属恒温包裹片上远离电源模块一侧的中部。
本发明还提供了一种采用前述装置的控温的方法,方法包括:
电源模块的温度控制:
开始工作后,控制器接收电源模块的温度信号,通过控制散热风扇安装板前后端板上的可调速散热风扇转速,使得电源模块始终处于0℃~40℃;
蓄电池模块的温度控制:
当蓄电池模块温度在15℃与30℃范围区间内的时候,可调速正反转风扇以中速挡运行,前后端板上的可调速散热风扇以中速挡运行;
当蓄电池模块温度低于15℃的时候,前后端板上的可调速散热风扇以低速挡运行,可调速正反转风扇以高速挡运行,使热量快速传递给金属恒温包裹片上;
当蓄电池模块温度高于30℃的时候,前后端板上的可调速散热风扇以高速挡运行,同时可调速正反转风扇改变转向并以高速挡运行,使热量更快的从金属恒温包裹片流走。
相对于现有技术,本发明的装置和方法的有益效果在于:本发明通过前后两侧多组可调速散热风扇使电源模块始终处于一个恒温状态,可调速正反转风扇通过温度传感器检测到的数值变化时刻调整转速和扇叶的正反转源源不断的提供金属恒温包裹片热量,让金属恒温包裹片不仅可以储存温度还可以使蓄电池模块处于一个恒温状态。减少和避免了电源模块的热量浪费和蓄电池的加热装置的能源损耗,这样既避免了复杂控制装置及电动执行系统,而且还使电源模块和蓄电池模块的温度一直处于一个较为理想的状态。
附图说明
图1为本发明一种户外基站的温控装置的结构示意图;
图2为本发明为蓄电池模块及金属恒温包裹片的结构示意图;
图3为本发明前后两侧多组可调速散热风扇、可调速正反转风扇及散热风扇安装板的结构示意图;
图4为本发明金属恒温包裹片及温度传感器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
本发明提供一种技术方案:一种户外基站的温控装置,包括散热风扇安装板2、前后两侧多组可调速散热风扇3、可调速正反转风扇4、电源模块1、蓄电池模块5、金属恒温包裹片6、温度传感器7。
连接关系:前后两侧多组可调速散热风扇3每组有序排列在散热风扇安装板2前后两侧,所述可调速正反转风扇4每组有序排列在散热风扇安装板2的右侧,所述的金属恒温包裹片6间隔适当距离的安装在蓄电池模块5上,所述的温度传感器7则安装在第二根金属恒温包裹片的中间位置,实时监测温度并调节可调速正反转风扇4的转速。
工作原理,该散热风扇安装板2,形状为一个U型,前面、后面和右侧面分别开设散热风扇的安装孔,前后端部散热风扇安装孔31主要安装前后两侧多组可调速散热风扇3,所述的前后两侧多组可调速散热风扇3共有散热风扇十二个,前面安装六个双侧散热风扇32,后面安装六个双侧散热风扇32,排列整齐分布工整,所述散热风扇安装板2右侧面开设两个单侧散热风扇安装孔41,右侧面的单侧散热风扇安装孔41主要安装可调速正反转风扇4,单侧散热风扇42共有两个,排列整齐分布工整。电源模块1开始工作时,散发的热量通过前后两侧多组可调速散热风扇3及时散去,并保证电源模块1始终处于0℃到40℃的范围之内。金属恒温包裹片6分别由上部金属恒温包裹片61、中部金属恒温包裹片62、下部金属恒温包裹片63组成。所述上部金属恒温包裹片61、中部金属恒温包裹片62、下部金属恒温包裹片63都为一个矩形实心框体薄片,并与蓄电池模块5利用摩擦力紧密贴合,每个金属恒温包裹片6都为一个整体,由于可调速正反转风扇4在散热风扇安装板2的右侧面居中位置,风扇的风会集中在蓄电池模块5的中部位置,所以添加金属恒温包裹片6在蓄电池模块5的四周分布均匀排列有序,每个金属恒温包裹片6的间隔距离为一个金属恒温包裹片6的高度,充分利用金属的导热性,采用了铜作为金属恒温包裹片6的主体材料,将热量能够及时均匀的使蓄电池模块5吸收和散去,在可调速正反转风扇4的风向面向蓄电池模块5持续工作时,上部金属恒温包裹片61、中部金属恒温包裹片62、下部金属恒温包裹片63均匀的吸收热量并分布至蓄电池模块5的四周,并且持续导热从而实现最佳的余热利用及储存效果,在可调速正反转风扇4的风向面向电源模块1持续工作时,上部金属恒温包裹片61、中部金属恒温包裹片62、下部金属恒温包裹片63可均匀的使热量从蓄电池模块5的四周快速散去带走,上述风扇转动的两种工作模式,都是通过热传递使金属恒温包裹片6被动控温,金属恒温包裹片6作为一个控温媒介使蓄电池模块5能够快速吸热散热,在可调速正反转风扇4停止工作时,金属恒温包裹片6也能避免温度急剧下降给蓄电池模块5带来的损害,能够做到无风扇时缓慢散热将温度下降趋势影响降到最低,在中部金属恒温包裹片62上设有温度传感器7能够实时调控单侧散热风扇42和双侧散热风扇32的转速。
在工作中,金属恒温包裹片6能起到一个存储热量并且持续发热的状态,由温度传感器7来检测温度并且实时控制单侧散热风扇42和双侧散热风扇32的转速。双侧散热风扇32转速分别有三挡调节:低速挡、中速挡和高速挡。单侧散热风扇42转速分别有两挡调节:中速挡和高速挡。当蓄电池模块5温度在15℃与30℃范围区间内的时候,可调速正反转风扇4的单侧散热风扇42以中速挡运行,前后两侧多组可调速散热风扇3的双侧散热风扇32也以中速挡运行,当蓄电池模块5温度低于15℃的时候,前后两侧多组可调速散热风扇3的双侧散热风扇32以低速挡运行,可调速正反转风扇4的单侧散热风扇42以高速挡运行,使热量更快的传递给金属恒温包裹片6上;当蓄电池模块5温度高于30℃的时候,前后两侧多组可调速散热风扇3的双侧散热风扇32以高速挡运行,同时可调速正反转风扇4改变单侧散热风扇42的转向并以高速挡运行,使热量更快的从金属恒温包裹片6流走。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种户外基站的温控装置,其特征在于:装置包括散热风扇安装板(2)、多组可调速散热风扇(3)、可调速正反转风扇(4)、电源模块(1)、蓄电池模块(5)、金属恒温包裹片(6)、温度传感器(7)和控制器;所述电源模块(1)设置在凹型或U型散热风扇安装板(2)内,多组所述可调速散热风扇(3)有序排列的设置在散热风扇安装板(2)的前后两端板上,所述可调速正反转风扇(4)有序排列在散热风扇安装板(2)的侧板上,所述金属恒温包裹片(6)间隔的安装在蓄电池模块(5)上,所述的温度传感器(7)安装在金属恒温包裹片(6)的中间位置以实时监测温度;控制器与可调速散热风扇(3)、可调速正反转风扇(4)、电源模块(1)、和温度传感器(7)电讯连接,接收电源模块(1)和蓄电池模块(5)的温度信号,并控制可调速散热风扇(3)和可调速正反转风扇(4)的转速以及可调速正反转风扇(4)的转向,所述散热风扇安装板(2)的前后端板和侧板上开设多个端部散热风扇的安装孔(31),前后端板的端部散热风扇安装孔(31)安装所述可调速散热风扇(3);侧板上开设不少于两个单侧散热风扇安装孔(41),用于安装所述可调速正反转风扇(4);所述可调速正反转风扇(4)的直径大于所述可调速散热风扇(3)的直径;可调速散热风扇(3)设有低速挡、中速挡和高速挡三挡调速,可调速正反转风扇(4)设有中速挡和高速挡两挡调速,所述散热风扇安装板(2)的前后端板上开设上下两行每行三个布置的端部散热风扇安装孔(31),所述可调速散热风扇(3)的双侧散热风扇(32)安装于所述端部散热风扇安装孔(31)中;在所述侧板上水平的开设两个单侧散热风扇安装孔(41),所述可调速正反转风扇(4)的单侧散热风扇(42)安装于所述单侧散热风扇安装孔(41)中,所述电源模块(1)设置在所述散热风扇安装板(2)的中间,且电源模块(1)的三个侧面与散热风扇安装板(2)内板面间距的设置。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述端部散热风扇安装孔(31)的孔径是单侧散热风扇安装孔(41)的孔径的1/5~1/3,
所述可调速散热风扇(3)共有散热风扇十二个,前面安装六个双侧散热风扇(32),后面安装六个双侧散热风扇(32),排列整齐分布工整,所述散热风扇安装板(2)右侧面开设两个单侧散热风扇安装孔(41),右侧面的单侧散热风扇安装孔(41)主要安装可调速正反转风扇(4),单侧散热风扇(42)共有两个,排列整齐分布工整。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述电源模块(1)前后端面与散热风扇安装板(2)的两个端板的距离为端部散热风扇的安装孔(31)孔径的1~2倍,所述电源模块(1)右侧面与散热风扇安装板(2)的侧板距离为单侧散热风扇安装孔(41)孔径的0.5~1倍。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述蓄电池模块(5)与电源模块(1)相对的设置在散热风扇安装板(2)的侧板另一侧,所述蓄电池模块(5)与散热风扇安装板(2)的侧板距离为单侧散热风扇安装孔(41)孔径的0.5~1倍。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述金属恒温包裹片(6)包括上下等间隔设置的上部金属恒温包裹片(61)、中部金属恒温包裹片(62)和下部金属恒温包裹片(63),金属恒温包裹片(6)安装在蓄电池模块(5)的四周,用于存储蓄电池模块(5)的热量。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于:所述温度传感器(7),安装在中部金属恒温包裹片(62)上远离电源模块(1)一侧的中部。
7.根据权利要求1-6任一项所述装置控温的方法,其特征在于,方法包括:
电源模块(1)的温度控制:
开始工作后,控制器接收电源模块(1)的温度信号,通过控制散热风扇安装板(2)前后端板上的可调速散热风扇(3)转速,使得电源模块(1)始终处于0℃~40℃;
蓄电池模块(5)的温度控制:
当蓄电池模块(5)温度在15℃与30℃范围区间内的时候,可调速正反转风扇(4)以中速挡运行,前后端板上的可调速散热风扇(3)以中速挡运行;
当蓄电池模块(5)温度低于15℃的时候,前后端板上的可调速散热风扇(3)以低速挡运行,可调速正反转风扇(4)以高速挡运行,使热量快速传递给金属恒温包裹片(6)上;
当蓄电池模块(5)温度高于30℃的时候,前后端板上的可调速散热风扇(3)以高速挡运行,同时可调速正反转风扇(4)改变转向并以高速挡运行,使热量更快的从金属恒温包裹片(6)流走。
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