一种基于安时控制方法的电池充放电系统技术方案

一种基于安时控制方法的电池充放电系统，涉及航天器安时控制电路设计领域；包括电流采集转换模块、计数判断模块、电池放电模块、电池充电模块、安时控制充电模块、计数器模块、安时过放信号、安时容量显示和电池充满显示模块；采用的是非接触电流测量法测试电池充放电电流，电流传感器将测量得到的电流转换成电压，通过跟随电路后，分别经过遥测变换电路，将充放电电流遥测输出显示；本发明专利技术系统简单，充电控制模块可靠性高、充放电电流和安时容量显示精度高，特别适用于空间飞行器的电池充放电控制。

A Battery Charging and Discharging System Based on Ampere-Time Control Method

【技术实现步骤摘要】
一种基于安时控制方法的电池充放电系统
本专利技术涉及一种航天器安时控制电路设计领域，特别是一种基于安时控制方法的电池充放电系统。
技术介绍
随着航天技术的发展，航天器在太空中的飞行环境也越来越复杂，在整个太空探索任务中，航天器自身携带的电池可以在阴影区提供飞行任务所需的能源，是确保飞行任务成功的关键所在。要确保成功的完成飞行任务，必须确保电池能够高效、精确的进行充电和放电，因此一个能够控制电池充放电以及显示电池容量的电路就显得尤为重要。在飞行器执行太空飞行任务过程中，随着飞行器任务阶段的不同，以及随着飞行时间的长短，电池的容量会逐渐减小，达不到刚进入轨道初期时候的容量值，长此以往，随着时间的推移，电池放电能力将满足不了后续飞行任务中的飞行器电量的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种基于安时控制方法的电池充放电系统，系统简单，充电控制模块可靠性高、充放电电流和安时容量显示精度高，特别适用于空间飞行器的电池充放电控制。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：一种基于安时控制方法的电池充放电系统，包括电流采集转换模块、计数判断模块、电池放电模块、电池充电模块、安时控制充电模块、计数器模块、安时过放信号、安时容量显示和电池充满显示模块；电流采集转换模块：将电池的电流信号转换为电压信号；并将电压信号发送至计数判断模块；计数判断模块：接收电流采集转换模块传来的电压信号；对电压信号进行判断；判断电池为充电状态或放电状态；当为放电状态时，发送电池放电信号至电池放电模块；当为充电状态时，发出电池充电信号至电池充电模块；电池放电模块：接收计数判断模块传来的电池放电信号；生成减计数信号，并将减计数信号发送至计数器模块；安时控制充电模块：预先设置电池充电控制策略，并发送电池充电控制策略至电池充电模块；电池充电模块：接收计数判断模块传来的电池充电信号；接收安时控制充电模块传来的电池充电控制策略；人工选择对应的充电控制策略；生成加计数信号，并将加计数信号发送至计数器模块；计数器模块：当接收电池放电模块传来的减计数信号时，减少电池容量；生成放电容量信号；并将放电容量信号分别发送至安时过放判断模块和安时容量显示模块；当接收电池充电模块传来的加计数信号时，增加电池容量；生成充电容量信号；并将充电容量信号分别发送至安时容量显示模块和电池充满显示模块；安时过放判断模块：接收计数器模块传来的放电容量信号；判断电池是否过放；当电池不过放时，不做动作；当电池过放时，将高电平信号转换为低电平信号；安时容量显示模块：当接收计数器模块传来的充电容量信号；对充电容量信号进行显示；当接收计数器模块传来的放电容量信号；对方电容量信号进行显示；电池充满显示模块：接收计数器模块传来的充电容量信号；判断电池是否充满；当电池充满时，发出断开控制脉冲切断外部充电回路继电器；当电池未充满时，不做动作。在上述的一种基于安时控制方法的电池充放电系统，所述的电流采集转换模块采用非接触式电流测量法将电流信号转换为电压信号。在上述的一种基于安时控制方法的电池充放电系统，计数判断模块对电压信号进行判断的方法为：当电压信号的电流为正时，电池为放电状态；当电压信号的电流为负时，电池为充电状态。在上述的一种基于安时控制方法的电池充放电系统，安时控制充电模块的电池充电控制策略包括4个安时系数，分别为：1.02、1.04、1.08和1.10。在上述的一种基于安时控制方法的电池充放电系统，所述安时系数为电池恢复满充电态所需的安时数与放电的安时数之比。在上述的一种基于安时控制方法的电池充放电系统，当计数器模块内部设置有V/F变换器；当计数器模块接收电池放电模块传来的减计数信号时，将减计数信号通过V/F变换器得到频率信号；统计得到预设时间内频率信号的脉冲个数，即得到预设时间内的放电容量信号。在上述的一种基于安时控制方法的电池充放电系统，当计数器模块接收电池放电模块传来的加计数信号时，将加计数信号通过V/F变换器得到频率信号；统计得到预设时间内频率信号的脉冲个数，即得到预设时间内的充电容量信号。在上述的一种基于安时控制方法的电池充放电系统，安时过放判断模块判断电池是否过放的方法为：当放电容量信号大于电池电容量一半时，认为过放；否则认为不过放。在上述的一种基于安时控制方法的电池充放电系统，所述安时容量显示模块接收计数器模块传来的充电容量信号或放电容量信号时，统计预设时间内的脉冲个数，即可得到预设时间内的充电容量或放电容量，依次通过D/A转换和电压变换得到对应充电容量或放电容量的电压值；对电压值进行显示。在上述的一种基于安时控制方法的电池充放电系统，电池充满显示模块判断电池是否充满的方法为：当充电容量信号小于电池满容量时，认为未充满；当充电容量信号等于电池满容量时，认为充满。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：(1)本专利技术可以根据飞行阶段的不同和飞行任务的变化，对电池安时再充比系数进行控制，来保证电池容量的充足；(2)本专利技术系统简单，充电控制模块可靠性高、充放电电流和安时容量显示精度高，特别适用于空间飞行器的电池充放电控制；(3)本专利技术采用安时系数控制策略，就可以根据飞行器不同的飞行阶段或者负载需求的大小以及电池随着飞行任务进行容量的不同，选择不同的安时再充比系数，来保证整个飞行阶段电池容量的满足性。附图说明图1为本专利技术电池充放电系统示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述：本专利技术提供一种基于安时控制方法的电池充放电系统，系统简单，充电控制模块可靠性高、充放电电流和安时容量显示精度高，特别适用于空间飞行器的电池充放电控制。如图1所示为电池充放电系统示意图，由图可知，一种基于安时控制方法的电池充放电系统，包括电流采集转换模块、计数判断模块、电池放电模块、电池充电模块、安时控制充电模块、计数器模块、安时过放信号、安时容量显示和电池充满显示模块；电流采集转换模块：将电池的电流信号转换为电压信号；并将电压信号发送至计数判断模块；电流采集转换模块采用非接触式电流测量法将电流信号转换为电压信号。计数判断模块：接收电流采集转换模块传来的电压信号；对电压信号进行判断；判断电池为充电状态或放电状态；当为放电状态时，发送电池放电信号至电池放电模块；当为充电状态时，发出电池充电信号至电池充电模块；计数判断模块对电压信号进行判断的方法为：当电压信号的电流为正时，电池为放电状态；当电压信号的电流为负时，电池为充电状态。电池放电模块：接收计数判断模块传来的电池放电信号；生成减计数信号，并将减计数信号发送至计数器模块；安时控制充电模块：预先设置电池充电控制策略，并发送电池充电控制策略至电池充电模块；安时控制充电模块的电池充电控制策略包括4个安时系数，分别为：1.02、1.04、1.08和1.10。安时系数为电池恢复满充电态所需的安时数与放电的安时数之比。电池充电模块：接收计数判断模块传来的电池充电信号；接收安时控制充电模块传来的电池充电控制策略；人工选择对应的充电控制策略；生成加计数信号，并将加计数信号发送至计数器模块；计数器模块：当接收电池放电模块传来的减计数信号时，减少电池容量；生成放电容量信号；并将放电容量信号分别发送至安时过放判断模块和安时容量显示模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于安时控制方法的电池充放电系统，其特征在于：包括电流采集转换模块、计数判断模块、电池放电模块、电池充电模块、安时控制充电模块、计数器模块、安时过放信号、安时容量显示和电池充满显示模块；电流采集转换模块：将电池的电流信号转换为电压信号；并将电压信号发送至计数判断模块；计数判断模块：接收电流采集转换模块传来的电压信号；对电压信号进行判断；判断电池为充电状态或放电状态；当为放电状态时，发送电池放电信号至电池放电模块；当为充电状态时，发出电池充电信号至电池充电模块；电池放电模块：接收计数判断模块传来的电池放电信号；生成减计数信号，并将减计数信号发送至计数器模块；安时控制充电模块：预先设置电池充电控制策略，并发送电池充电控制策略至电池充电模块；电池充电模块：接收计数判断模块传来的电池充电信号；接收安时控制充电模块传来的电池充电控制策略；人工选择对应的充电控制策略；生成加计数信号，并将加计数信号发送至计数器模块；计数器模块：当接收电池放电模块传来的减计数信号时，减少电池容量；生成放电容量信号；并将放电容量信号分别发送至安时过放判断模块和安时容量显示模块；当接收电池充电模块传来的加计数信号时，增加电池容量；生成充电容量信号；并将充电容量信号分别发送至安时容量显示模块和电池充满显示模块；安时过放判断模块：接收计数器模块传来的放电容量信号；判断电池是否过放；当电池不过放时，不做动作；当电池过放时，将高电平信号转换为低电平信号；安时容量显示模块：当接收计数器模块传来的充电容量信号；对充电容量信号进行显示；当接收计数器模块传来的放电容量信号；对方电容量信号进行显示；电池充满显示模块：接收计数器模块传来的充电容量信号；判断电池是否充满；当电池充满时，发出断开控制脉冲切断外部充电回路继电器；当电池未充满时，不做动作。...

【技术特征摘要】
1.一种基于安时控制方法的电池充放电系统，其特征在于：包括电流采集转换模块、计数判断模块、电池放电模块、电池充电模块、安时控制充电模块、计数器模块、安时过放信号、安时容量显示和电池充满显示模块；电流采集转换模块：将电池的电流信号转换为电压信号；并将电压信号发送至计数判断模块；计数判断模块：接收电流采集转换模块传来的电压信号；对电压信号进行判断；判断电池为充电状态或放电状态；当为放电状态时，发送电池放电信号至电池放电模块；当为充电状态时，发出电池充电信号至电池充电模块；电池放电模块：接收计数判断模块传来的电池放电信号；生成减计数信号，并将减计数信号发送至计数器模块；安时控制充电模块：预先设置电池充电控制策略，并发送电池充电控制策略至电池充电模块；电池充电模块：接收计数判断模块传来的电池充电信号；接收安时控制充电模块传来的电池充电控制策略；人工选择对应的充电控制策略；生成加计数信号，并将加计数信号发送至计数器模块；计数器模块：当接收电池放电模块传来的减计数信号时，减少电池容量；生成放电容量信号；并将放电容量信号分别发送至安时过放判断模块和安时容量显示模块；当接收电池充电模块传来的加计数信号时，增加电池容量；生成充电容量信号；并将充电容量信号分别发送至安时容量显示模块和电池充满显示模块；安时过放判断模块：接收计数器模块传来的放电容量信号；判断电池是否过放；当电池不过放时，不做动作；当电池过放时，将高电平信号转换为低电平信号；安时容量显示模块：当接收计数器模块传来的充电容量信号；对充电容量信号进行显示；当接收计数器模块传来的放电容量信号；对方电容量信号进行显示；电池充满显示模块：接收计数器模块传来的充电容量信号；判断电池是否充满；当电池充满时，发出断开控制脉冲切断外部充电回路继电器；当电池未充满时，不做动作。2.根据权利要求1所述的一种基于安时控制方法的电池充放电系统，其特征在于：所述的电流采集转换模块采用非接触式电流测量法将电流信号转换为电压信号。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛利斌，冯亚峰，沈冰冰，田源，张思义，杨莲萍，沈佳岭，谢朋儒，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31