供电系统的制作方法

本申请涉及应急供电技术领域，尤其涉及一种供电系统。

背景技术：

目前，通信基站主要采用铅酸蓄电池作为备用的供电系统。具体的，供电系统可以给基站配备一组或多组铅酸蓄电池组，与基站的开关电源的输出端并于供电系统母排。当市电停电时，由铅酸蓄电池组为基站应急供电。

然而，铅酸蓄电池组在基站站点放置过久时，铅酸蓄电池组的寿命会缩短。这样，即便在基站站点放置的初始铅酸蓄电池组很多，供电系统的供电时间也很短，造成基站断电。

技术实现要素：

本申请提供一种供电系统，该供电系统可以保证较长的供电时间。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种供电系统，包括：空气燃料电池子系统和配电子系统。其中，空气燃料电池子系统与配电子系统连接，空气燃料电池子系统包括电池反应池和电解液存储箱。电池反应池包括多个电池堆单元，电解液存储箱分割有多个储液装置。配电子系统，用于根据待供电设备的负载确定参与供电反应的电池堆单元的个数和参与供电反应的多个储液装置的个数。

由于空气燃料电池相比传统的铅酸蓄电池组的储电能力更好，且寿命更长，所以本申请提供的供电系统相比现有的供电系统，供电时间更久。另外，采用模块化配置的供电方式，将电池反应池分为多个电池堆单元，且将电解液存储箱分割为多个储液装置。这样，配电子系统可以根据待供电设备(比如，基站)的负载确定参与供电反应的电池堆单元的个数和电解液的量，而不是电池反应池中的所有电池堆单元和电解液存储箱中的所有电解液都参与到供电反应中。因此，本申请提供的供电系统可以避免资源的浪费，从而可以进一步提高供电时间。

可选地，在一种可能的设计方式中，上述“空气燃料电池子系统”还可以包括第一电解液输送单元。

其中，第一电解液输送单元分别与电解液存储箱和电池反应池连接。具体地，第一电解液输送单元用于，根据配电子系统确定出的参与供电反应的多个储液装置的个数，将电解液存储箱中的电解液输送至电池反应池。

可选地，在另一种可能的设计方式中，上述“空气燃料电池子系统”还可以包括预热箱。

其中，预热箱分别与第一电解液输送单元和电池反应池连接。具体地，第一电解液输送单元还用于，当环境温度未达到设定温度时，将电解液存储箱中的电解液输送至预热箱。

预热箱用于，对第一电解液输送单元输送的电解液进行加热后输送至电池反应池。

可选地，在另一种可能的设计方式中，上述“空气燃料电池子系统”还可以包括清洗箱。

其中，清洗箱与电池反应池连接。具体地，清洗箱用于，在空气燃料电池子系统对待供电设备供电结束之后自动清洗电池反应池。

可选地，在另一种可能的设计方式中，上述“空气燃料电池子系统”还可以包括加热散热装置和进气排气装置。其中，加热散热装置和进气排气装置均与电池反应池连接。

可选地，在另一种可能的设计方式中，上述“空气燃料电池子系统”还可以包括第二电解液输送单元和废液箱。

其中，第二电解液输送单元与电池反应池连接，废液箱与第二电解液输送单元连接。具体地，第二电解液输送单元用于，将电池反应池中已参与供电反应的电解液输送至废液箱。

可选地，在另一种可能的设计方式中，本申请第一方面提供的供电系统还包括：控制子系统。

其中，控制子系统分别与空气燃料电池子系统和配电子系统连接。具体地，控制子系统用于监控空气燃料电池子系统，获取监测数据，并将监测数据发送给与供电系统连接的监控中心。

可选地，在另一种可能的设计方式中，上述“控制子系统”可以包括监控单元和通信单元。

其中，监控单元用于监控空气燃料电池子系统，获取监测数据，并将监测数据发送给通信单元。

通信单元，用于将监控单元获取的监测数据发送给监控中心。

可选地，在另一种可能的设计方式中，上述“控制子系统”还可以包括管控单元。

其中，管控单元用于根据监测温度控制预热箱的加热棒的开启或关闭。监测温度为监控单元监测到的环境温度。

可选地，在另一种可能的设计方式中，本申请第一方面提供的供电系统还包括：启动电池。

其中，启动电池与控制子系统连接。具体地，控制子系统，还用于控制启动电池给待供电设备供电。

在本申请中，上述供电系统的名字对设备或功能模块本身不构成限定，在实际实现中，这些设备或功能模块可以以其他名称出现。只要各个设备或功能模块的功能和本申请类似，属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内。

本申请的这些方面或其他方面在以下的描述中会更加简明易懂。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种供电系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种空气燃料电池子系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种空气燃料电池子系统的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的又一种空气燃料电池子系统的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的又一种空气燃料电池子系统的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的又一种空气燃料电池子系统的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种供电系统的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种控制子系统的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的另一种控制子系统的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的又一种供电系统的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的一种移动供电装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例提供的供电系统进行详细地描述。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。

本申请的说明书以及附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，或者用于区别对同一对象的不同处理，而不是用于描述对象的特定顺序。

此外，本申请的描述中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，本申请实施例中，“示例性地”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性地”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性地”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。

目前，通信基站主要采用铅酸蓄电池作为备用的供电系统。具体的，供电系统可以给基站配备一组或多组铅酸蓄电池组，与基站的开关电源的输出端并于供电系统母排。当市电停电时，由铅酸蓄电池组为基站应急供电。

然而，铅酸蓄电池组在基站站点放置过久时，铅酸蓄电池组的寿命会缩短。这样，即便在基站站点放置的初始铅酸蓄电池组很多，供电系统的供电时间也很短，造成基站断电。

在现有基站的供电系统中，除铅酸蓄电池组外，还会提供有移动油机作为备用的供电装置。移动油机通过市电油机转换屏(一种用于解决两种电源切换的装置)的交流输入端接入供电系统，在铅酸蓄电池组无法供电时可以给基站供电。

目前常用的移动油机一般为移动汽油机和移动柴油机。移动汽油机一般适用于小功率站点，燃油消耗率较高、经济性较差。而柴油机虽可适用于大功率站点，但是质量大、噪声大、维护费用高且启动时间长。可以看出，移动油机发电过程中产生的废气与噪声，以及所需的燃油储备不适于人流密度大、环保要求高或是消防等级高的基站的站点。

未来通信业务的发展将产生越来越多的高功率、高密度的小型基站的站点，基站的机房的可利用空间越来越有限，且对于供电的安全性、可靠性以及环保性的等级要求越来越高。所以，采用移动油机作为备用的供电装置无法满足未来基站部署的要求。

针对上述现有技术中存在的问题，本申请实施例提供了一种供电系统。该供电系统采用空气燃料电池替代了铅酸蓄电池组，相比现有的供电系统供电时间更久。另外，采用模块化配置的供电方式，将电池反应池分为多个电池堆单元，且将电解液存储箱分割为多个储液装置。这样，配电子系统可以根据待供电设备(比如，基站)的负载确定参与供电反应的电池堆单元的个数和电解液的量。所以可以避免资源的浪费，从而可以进一步提高供电时间。

图1示出了该供电系统的一种结构。如图1所示，供电系统包括空气燃料电池子系统01和配电子系统02。

其中，空气燃料电池子系统01与配电子系统02连接，空气燃料电池子系统01包括电池反应池11和电解液存储箱12，电池反应池11包括多个电池堆单元，电解液存储箱12分割有多个储液装置。

示例性地，空气燃料电池子系统01可以为铝空气燃料电池子系统，也即是电池堆单元可以为铝空气燃料电池。

配电子系统02用于根据待供电设备的负载确定参与供电反应的电池堆单元的个数和参与供电反应的多个储液装置的个数。

在一种可能实现的方式中，电池反应池11由多个电池堆单元并联组成。示例性地，若两个串联的电池堆单元为一组，可为48v，2kw的负载供电。则n组并联的电池堆单元可为48v，2nkw的负载供电。

配电子系统02可以根据待供电设备(本申请实施例的以下描述中，将以基站作为待供电设备展开描述)的负载的功率确定参与供电反应的电池堆单元的个数。另外，模块化的电池堆单元也便于随时更换。

需要说明的是，电解液存储箱12存储的电解液的总容量与电池反应池11的配置比应为1：1。也即是，电解液存储箱12存储的电解液的总容量应满足电池反应池11的所有电池堆单元完全反应所需的容量。这样可以避免资源浪费。另外，电解液存储箱12分割有多个储液装置，每个储液装置中存储的电解液可满足一组电池堆单元完全反应所需的容量。

示例性地，电池反应池11包括有n组并联的电池堆单元，每组电池堆单元由两个串联的电池堆单元组成。n组并联的电池堆单元可为48v，2nkw的负载供电。若这n组并联的电池堆单元完全反应需要n*m升电解液，则每个储液装置中存储的电解液可以为m升。

可选地，如图2所示，本申请实施例还提供了空气燃料电池子系统01的一种可能的结构，包括：电池反应池11、电解液存储箱12和第一电解液输送单元13。

其中，第一电解液输送单元13分别与电解液存储箱12和电池反应池11连接。

具体地，第一电解液输送单元13用于，根据配电子系统02确定出的参与供电反应的多个储液装置的个数，将电解液存储箱12中的电解液输送至电池反应池11。

示例性地，仍以电池反应池11包括有n组并联的电池堆单元为例。该n组并联的电池堆单元可为48v，2nkw的负载供电，且这n组并联的电池堆单元完全反应需要n*m升电解液，每个储液装置中存储的电解液为m升。若配电子系统02确定出待供电设备的负载为48v，2kw，则可以确定出的参与供电反应的多个储液装置的个数为一个，对应的，有一组电池堆单元参与供电反应。此时，第一电解液输送单元13，用于将电解液存储箱12中一个储液装置中的m升电解液输送至电池反应池11中。

可以看出，在该实施方式中，虽然电池反应池11包括有n组并联的电池堆单元，但是仅有一组电池堆单元参与供电反应，有(n－1)组电池堆单元未参与供电反应，保持待机状态。电解液存储箱12虽有n*m升电解液，但是参与供电反应的仅有m升电解液。所以，本申请实施例中的配电子系统02可以根据基站的负载合理分配参与供电反应的电池堆单元和电解液，避免资源浪费，从而可以提高供电时间。

可选地，为了加速电解液和电池堆单元的供电反应，提高供电效率和启动时间，当环境温度过低时，可以对电解液解热后再将其输送至电池反应池11。所以，如图3所示，本申请实施例还提供了空气燃料电池子系统01的一种可能的结构，包括：电池反应池11、电解液存储箱12、第一电解液输送单元13和预热箱14。

其中，预热箱14分别与第一电解液输送单元13和电池反应池11连接。

具体地，第一电解液输送单元13还用于，当环境温度未达到设定温度时，将电解液存储箱12中的电解液输送至预热箱14。预热箱14用于，对第一电解液输送单元13输送的电解液进行加热后输送至电池反应池11。

其中，设定温度可以是人为事先确定的温度。比如，设定温度可以为20℃。

示例性地，当配电子系统02确定参与供电反应的储液装置有一个，则在环境温度未达到设定温度时，第一电解液输送单元13，用于将电解液存储箱12中一个储液装置中的m升电解液输送至预热箱14中。之后，预热箱14对这m升电解液进行加热后输送至电池反应池11。

可选地，如图4所示，本申请实施例还提供了空气燃料电池子系统01的一种可能的结构，包括：电池反应池11、电解液存储箱12、第一电解液输送单元13、预热箱14和清洗箱15。

其中，清洗箱15与电池反应池11连接，用于在空气燃料电池子系统01对待供电设备供电结束之后自动清洗电池反应池11。这样，可以洗去附着在电堆上的反应产物并形成保护膜，可以避免因反应产物附着而影响下一次供电的供电效率和启动时间，也可以防止供电系统不供电时电堆的自腐蚀。

可选地，如图5所示，本申请实施例还提供了空气燃料电池子系统01的一种可能的结构，包括：电池反应池11、电解液存储箱12、第一电解液输送单元13、预热箱14、清洗箱15、加热散热装置16和进气排气装置17。

其中，加热散热装置16和进气排气装置17均与电池反应池11连接。

示例性地，若电池堆单元为铝空气燃料电池，则进气排气装置17为进气排氢装置。

可选地，如图6所示，本申请实施例还提供了空气燃料电池子系统01的一种可能的结构，包括：电池反应池11、电解液存储箱12、第一电解液输送单元13、预热箱14、清洗箱15、加热散热装置16、进气排气装置17、第二电解液输送单元18和废液箱19。

其中，第二电解液输送单元18与电池反应池11连接，废液箱19与第二电解液输送单元18连接。第二电解液输送单元18用于，将电池反应池11中已参与供电反应的电解液输送至废液箱19。

由于本申请实施例是采用模块化的供电方式，仅电池反应池11的部分电池堆单元和电解液存储箱12的部分电解液参与供电反应。所以，每次参与反应的电解液均能充分反应，可通过第二电解液输送单元18输送至废液箱19，不与原电解液混合，在省略过滤环节的情况下，可确保每次参与反应的都是新电解液。这样，可以避免因过滤不充分或滤网堵塞而混入反应杂质，从而提高反应效率。另外，也便于直接抽取废液箱19中的废液进入产业链回收环节。

可选地，如图7所示，本申请实施例提供的供电系统还可以包括控制子系统03。

其中，控制子系统03分别与空气燃料电池子系统01和配电子系统02连接，用于监控空气燃料电池子系统01，获取监测数据，并将监测数据发送给与供电系统连接的监控中心。

可选地，如图8所示，本申请实施例还提供了控制子系统03的一种可能的结构示意图。该控制子系统03可以包括监控单元31和通信单元32。

其中，监控单元31，用于监控空气燃料电池子系统01，获取监测数据，并将监测数据发送给通信单元32。通信单元32，用于将监测数据发送给监控中心。

在一种可能的实现方式中，通信单元32还可以从监控中心获取基站的负载等参数发送给配电子系统02。

可选地，如图9所示，本申请实施例还提供了控制子系统03的一种可能的结构示意图。该控制子系统03可以包括监控单元31、通信单元32和管控单元33。

其中，管控单元33用于，根据监测温度控制预热箱14的加热棒的开启或关闭。监测温度为监控单元31监测到的环境温度。

在一种可能的实现方式中，供电系统还包括温控装置，比如温度传感器等温度监测装置。监控单元31可以与温控装置连接，获取温控装置监测的温度，当温控装置监测的温度达到设定温度时，管控单元33控制预热箱14的加热棒开启。或者当温控装置监测的温度达到第一预设温度时，管控单元33控制预热箱14的加热棒关闭。

其中，第一预设温度可以是人为事先确定的温度。

在另一种可能的实现方式中，监控单元31还可以分别与第一电解液输送单元13和第二电解液输送单元18连接，监测第一电解液输送单元13和第二电解液输送单元18是否正常输送电解液，有无漏液情况。

当然，在实际应用中，供电系统还可以包括其他装置，可以对供电系统的电压等指标进行检测，监控单元31也可以获取到这些监测数据，通过通信单元32发送给与供电系统连接的监控中心。

可选地，如图10所示，本申请实施例提供的供电系统还可以包括启动电池04。

其中，启动电池04与控制子系统03连接。控制子系统03，还用于控制启动电池04给基站供电。

在一种可能的实现方式中，控制子系统03包括有电池管理单元，用于控制启动电池04给待供电设备供电。

可选地，配电子系统02可以包括直流/直流(directcurrent/directcurrent，dc/dc)转换模块、直流/交流(directcurrent/alternatingcurrent，dc/ac)转换模块以及智能配电开关。

其中，智能配电开关用于根据待供电设备的负载确定参与供电反应的电池堆单元的个数和参与供电反应的多个储液装置的个数。dc/dc转换模块和dc/ac模块用于将供电系统产生的电压转换为基站所需电压。

可以理解的是，在实际应用中，供电系统中还可以包括有其他硬件设备或软件系统，此处仅对本申请实施例中可能会用到的设备作以介绍，并不构成对供电系统的具体限定。

综上所述，由于空气燃料电池相比传统的铅酸蓄电池组的储电能力更好，且寿命更长，所以本申请提供的供电系统相比现有的供电系统，供电时间更久。另外，采用模块化配置的供电方式，将电池反应池11分为多个电池堆单元，且将电解液存储箱12分割为多个储液装置。这样，配电子系统02可以根据待供电设备(比如，基站)的负载确定参与供电反应的电池堆单元的个数和电解液的量，而不是电池反应池11中的所有电池堆单元和电解液存储箱12中的所有电解液都参与到供电反应中。因此，本申请提供的供电系统可以避免资源的浪费，从而可以进一步提高供电时间。

可选地，本申请实施例还提供了一种移动供电装置，如图11所示，该移动供电装置包括移动供电装置本体05、底座06和上述实施例中提供的供电系统。

其中，移动供电装置顶部可以设有防雨水倒灌进、排气进气孔，通过管道与供电系统相连。底座06用以固定供电系统的各个部分并规范走线。另外，在实际应用中，移动供电装置还可以包括有内部框架，确保系统移动过程中的抗振能力，也可便于排查故障点。

此外，如图11所示，移动供电装置还可以配置有备用存储装置，备用存储装置中置有备用的铝空气电池电堆及电解液。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。