Base station's battery system

Abstract

Sähkölaitteiden, jotka kuluttavat kokonaisuudessaan kahdesta kolmeen ampeeriin sähkövirtaa, virtalähteeksi ei yhdistetä neljän kilovatin diesel generaattoria. Kyseessä on toiminnaltaan kriittisen luokan laite, jonka radiolle sekä muille kommunikaatiolaitteille tuotetaan generaattorilla virta varavirtalähteen kautta.

Opinnäytetyö käsittelee asiakkaana olevan yrityksen Combitech Oy:n ja tämän emoyhtiön Saab Ab:n liikuteltavien tukiasemien akustamista sekä automaatiota. Combitech:lla niin kuin myös Saab:lla on vahva jalansija puolustusteollisuudessa maailmalla ja yritykset ovat näkyvästi esillä myös Suomen puolustusvoimien toiminnassa. Tukiasemat kuuluvat osana Suomen puolustusvoimien käyttämään Saab:lta ostettuun KASI-simulaattorijärjestelmään ja ovat olennainen osa järjestelmän toimintamallia puolustusvoimien sotaharjoituksissa.

Työssä tutkittiin tukiaseman tämän hetkistä sähkönkulutusta ja suunnitella tutkimuksien perusteella tukiasemaan akusto, jonka voimalla sähkövirran tuotto laitteille tapahtuu mahdollisimman pitkään ilman latausta järkevissä mittasuhteissa. Akuston yhteyteen automatiikka, joka mahdollisti laitteiden etäohjauksen sekä seurannan internet-yhteyden välityksellä. Suunnittelu vaati arvioiden tekoja järjestelmän käyttöprofiilista sekä vasteajoista.

Opinnäytetyön lopputuloksena saatiin kaksi joustavaa ratkaisua, jotka olivat hyvin liitettävissä liikuteltaviin tukiasemiin. Molemmat ratkaisut on mahdollista toteuttaa myös ilman tukiasemiin kuuluvaa diesel-generaattoria, joka poistaa generaattoreista aiheutuvan melun sekä päästöt työympäristöstä.

Työ toi esiin eri akkumateriaalien poikkeamat ja vahvuudet. Erityisesti akkumateriaalien eroavaisuudet niiden painonsa ja kapasiteettinsa suhteen olivat merkittävässä roolissa akkujärjestelmän valinnassa. Akkujärjestelmien automatiikkaan löytyi erinomaiset ratkaisut akkujen valmistajilta akkujen sekä akkulatureiden lisäksi, joten asiakkaalle tämä työ antaa hyvän suunnitelman tukiasemien uudistamiseksi.

The thesis deals with the battery solution and automation of mobile Base Stations manufactured by the client company Combitech Oy and its parent company Saab Ab. Combitech, like Saab, has a strong foothold in the defense industry around the world, and the companies are prominent partners of the Finnish Defense Forces. The Base Stations are part of the KASI simulator system manufactured by Saab AB and used by the Finnish Defense Forces, and they are an essential part of the system's operational model in military exercises.

The purpose of this thesis was to study the current power consumption of the Base Station and to design a battery system, based on the studies, which would enable the electrical power supply to the devices to last as long as possible without a charge. A suitable automation system had to be designed for the battery, which enabled remote control and monitoring of the devices via an Ethernet connection. The design also required estimates of system usage profile and response times.

The result of the thesis was two flexible solutions that can be easily integrated into mobile Base Stations. It was possible to implement both solutions without the diesel generator included in the base stations, which would eliminate the noises and the emissions generated by the generators from the working environment.

The work strongly highlighted the specific features and strengths of different battery materials. In particular, differences in battery materials, weight, and capacity played a significant role in the choice of battery system. In addition to batteries and battery chargers, excellent solutions for automation of battery systems were found from battery manufacturers so this work gives the customer a good plan for the refurbishment of the Base Stations.