航天器多功能结构锂电池系统电源管理单元技术方案

本发明专利技术涉及一种航天器多功能结构锂电池系统电源管理单元，提供锂电池充放电控制和电信号检测调理功能。所述电源管理单元包括：加断电控制与遥测模块、利用卫星一次电源向锂电池组进行充电控制的电池充电调节器模块、利用外部放电负载对锂电池组进行恒流放电控制的电池放电调节器模块、以及主要用于监控充放电过程中电流/电压的检测调理模块。本发明专利技术通过系统级和器件级的可靠性设计保证单机高可靠性；通过屏蔽、滤波和滤波器设计，实现良好的电磁兼容性能；通过温度补偿电路实现良好的温漂控制，提高控制与检测精度。本发明专利技术体积小、功耗低、可靠性强，解决了电源管理设备在充放电控制和检测调理时面临的精度控制要求高、温漂控制困难的问题。

【技术实现步骤摘要】
航天器多功能结构锂电池系统电源管理单元
本专利技术属于航天结构和电源
，具体涉及一种航天器多功能结构锂电池系统电源管理单元。
技术介绍
随着航天技术的发展，高轨道、高价值、长寿命的大型航天器对产品轻量化提出了明确而迫切的需求。多功能结构技术将数据处理、热控、辐射防护、推进、发电和蓄电等功能、分系统或独立单元与航天器结构平台有机融合在一起，可以实现结构、功能与材料一体化成型，消除传统航天器大量冗余重量和体积，实现结构的轻量化。在航天器众多的分系统中，电源分系统(其中蓄电池部分是电源分系统的主要组成部分)和结构分系统是航天器质量和空间占比最大的分系统之一。航天器多功能结构锂电池系统采用国防科学技术大学新研究的多功能结构锂电池技术，结合先进的结构减振技术、复合材料/固态锂离子电池制备技术，将锂离子蓄电池组与结构分系统进行一体化融合设计，实现了结构与电源的高度融合，可以有效减轻航天器平台重量和体积，大大提高航天器的有效载荷比，延长航天器寿命，增加大型航天器的有效空间。为了使航天器多功能结构锂电池系统的电源功能正常实现，需要对其进行充放电控制、主备电源切换控制与检测调理。
技术实现思路
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【技术保护点】
一种航天器多功能结构锂电池系统电源管理单元，其特征在于：主要包括加断电控制与遥测模块、电池充电调节器模块、电池放电调节器模块和检测调理模块，具有锂电池组充放电控制功能和电池信号检测调理功能。

【技术特征摘要】
1.一种航天器多功能结构锂电池系统电源管理单元，其特征在于：主要包括加断电控制与遥测模块、电池充电调节器模块、电池放电调节器模块和检测调理模块，具有锂电池组充放电控制功能和电池信号检测调理功能，所述加断电控制与遥测模块的输入端分别连接卫星一次电源接口和卫星测控接口，输出端分别连接到电池充电调节器模块、电池放电调节器模块、检测调理模块和外部卫星测控接口，以实现电池充电调节器模块、电池放电调节器模块和检测调理模块的加断电控制和加断电状态遥测输出功能；所述电池充电调节器模块的输入端连接到加断电控制与遥测模块，输出端则分别连接到检测调理模块和外部锂电池组，实现卫星一次电源向锂电池组的充电控制；所述电池放电调节器模块的输入端连接外部锂电池组，输出端分别连接到外部放电负载和检测调理模块，对锂电池组进行恒流放电控制；所述检测调理模块对充放电过程中的电流和电压进行监控，并输出检测信号到外部信号采集接口。2.根据权利要求1所述的一种航天器多功能结构锂电池系统电源管理单元，其特征在于：所述加断电控制与遥测模块、电池充电调节器模块、电池放电调节器模块、检测调理模块均设计有备份结构，备份结构与原结构的组成及连接方式相同；所述航天器多功能结构锂电池系统电源管理单元在关键电路的电容、电阻元器件在各模块结构中均采用冗余备份设计；在所述电池充电调节器模块、电池放电调节器模块和检测调理模块中分别单独设置辅助电源，为相应模块提供工作电源。3.根据权利要求1所述的一种航天器多功能结构锂电池系统电源管理单元，其特征在于：所述电池充电调节器模块由主功率电路、电流采样电路、充电控制与驱动电路、充电保护电路和辅助电源供电电路组成；所述主功率电路输入端连接卫星一次电源，并受到充电控制与驱动电路输出的控制信号控制，输出端则连接到电流采样电路；电流采样电路采样经过的充电电流值，并分3路输出：1路送到内部的充电控制与驱动电路，实现电流的反馈控制；1路送到输出过流保护电路，参与过流保护操作；1路送到检测调理模块，用于信号的调理操作；所述充电控制与驱动电路输入的信号包括3路：电流采样电路输出的电流信号、电池总电压参考信号和充电电流参考信号，三种信号一起驱动PWM控制芯片工作，最终控制主功率电路进行充电操作；辅助电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德湛，吴军，刘涛，李东旭，李继才，范才智，张贤涛，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43