طراحی آزمايشگاه سنجش و ارزيابی كيفی باتری و اجرای پايلوت نگهداری هوشمند باتری
موضوع پروژه:
پایلوت فناوری و آزمایشگاه
تاریخ شروع پروژه:
1399
مدت زمان اجرا:
6 ماه
مجری
معاونت متولی:
شبکه‌های نوین
معرفی
لازم است در هنگام تحویل باتری‌ها، مشخصات اعلام شده و کاتالوگ‌های شرکت‌های تامین کننده باتری به‌طور پیوسته بررسی و راستی‌آزمایی شوند. عموماً به دلایلی از جمله تغییرات در پروسه تولید و یا تغییرات در کیفیت مواد اولیه، مشخصات باتری‌ها با مقادیر استاندارد اعلامی متفاوت می‌باشد که در عمل می‌تواند مشکلات بسیاری برای کاربر نهایی ایجاد نماید. لازم است در یک آزمایشگاه مرجع مشخصات مختلف یک باتری شامل ظرفیت، امپدانس داخلی، توزیع حرارت در باتری در هنگام شارژ و تخلیه، بررسی یکنواختی ولتاژ و ظرفیت باتری‌های متعدد، آزمون شارژ و سایکل مورد بررسی قرار گیرند. تست امپدانس باتری با روش Electrochemical Impedance Spectroscopy صورت خواهد گرفت. به این ترتیب که در فرکانس‌های مختلفی جریان متناوب به باتری اعمال می‌شود و ولتاژ دو سر آن اندازه گیری می‌گردد و بر اساس آن اسپکتروم امپدانس حاصل می‌شود که اطلاعات بسیار زیادی در مورد شرایط باتری می‌دهد. علاوه بر این به دلیل اینکه پاره‌ای از آزمون‌ها که در شرایط عادی ممکن است چندین سال به‌طول انجامند لازم است که تحت شرایط محیطی ویژه، مثلا دمای بالا، در مدت کوتاه‌تری مورد انجام واقع شوند. همچنین موج‌های شارژر (Ripple) می‌توانند اثر منفی بر روی عمر باتری بگذارند. بنابراین لازم است کیفیت خروجی شارژر باتری‌ها تست شوند.
لذا فاز اول این پروژه شامل طراحی آزمایشگاهی با قابلیت انجام کلیه موارد ذکر شده بالا می‌باشد.
همچنین یافتن روشی مناسب و مطمئن برای پایش وضعیت باتری‌های در حال بهره‌برداری در شبکه همراه دارای اهمیت بسیاری است. طبیعتا به هر اندازه که دسترسی فیزیکی به یک BTS دشوارتر باشد نیاز به پایش از راه دور آن بیشتر احساس می‌شود. چرا که هزینه‌های مربوط به تعویض، تعمیر و نگهداری تجهیزات ایستگاه‌ها معمولا با هزینه‌های مازاد مربوط به حمل و نقل و جابجایی در مناطق صعب العبور نیز همراه می‌شوند. باتری‌های منصوبه در یک سایت شامل آرایشی موازی و سری از باتری‌ها می‌باشد، اگر به هر دلیلی یکی از باتری‌ها دچار خرابی شده و هشداری از سیستم دریافت نشود، می‌تواند هزینه‌های گزافی را تا حد نابودی کل باتری‌ها به همراه داشته باشد. معمولا باتری‌ها به دلایل مختلفی دچار خرابی می‌شوند.
جهت حل مشکلات اشاره شده در بالا می‌توان از سامانه مدیریت باتری استفاده نمود این سامانه شامل کیت‌های پایش و مدیریت (Battery Management Kit) برای هر یک از باتری‌ها می‌باشد، که سخت‌افزار و نرم‌افزار آن تولید داخل بوده و هر یک از این کیت‌ها اطلاعات ولتاژ، دما، امپدانس داخلی باتری را در بازه‌های زمانی مشخص اندازه‌گیری و از طریق یک فرستنده رادیویی در فرکانس 2.4 گیگاهرتز به دروازه (Gateway) هر رشته باتری می‌فرستد. علاوه بر این، کیت وظیفه تنظیم جریان شارژ باتری را بر عهده دارد به‌گونه‌ای که هیچ یک از آن‌ها دچار سرریز شارژ و یا کمبود ولتاژ نگردد، برای این منظور با توجه به دما و ولتاژ فلوت، کیت هر باتری جریان سرریز را بای‌پس می‌نمایند. قابل ذکر است میزان جریان مدیریت شده اطلاعات بسیار مهمی در خود دارد که لازم است برای سامانه ارسال گردد.
دروازه هر رشته نیز اطلاعات به‌دست آمده از کیت‌های رشته خود را از طریق وای‌فای به سرور محلی سایت می‌فرستد که پس از تجمیع اطلاعات کلیه کیت‌های داخل سایت، از طریق یک مودم به سرور مرکزی سامانه ارسال می‌گردد که درسرور مرکزی اطلاعات هر باتری هر سایت در پایگاه داده (MySQL) ذخیره و قابل نمایش و گزارش‌گیری خواهد بود. فاز دوم این پروژه اجرای پایلوت این سامانه هوشمند نگهداری باتری با مشخصات مشروحه بالا می‌باشد.
هدف
ارزیابی صحیح کیفیت باتری‌های خریداری شده در زمان تحویل به همراه
پایش و کنترل پارامترهای مختلف باتری در زمان بهره برداری در شبکه
افزایش طول عمر مفید باتری‌های شبکه همراه اول و کاهش هزینه
ضرورت
دستاوردها
افزایش طول عمر باتری
امکان مقایسه کیفیت باتری‌های برندهای مختلف مورد استفاده در شبکه بصورت مستدل و همچنین جلوگیری فرار تولیدکنندگان از شرایط گارانتی
کاهش هزینه سرویس و نگهداری باتری با امکان انجام از راه دور
