一种空间用锂离子电池荷电态的调节装置及调节方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种空间用锂离子电池荷电态的调节装置，包含：电源控制器，与锂离子电池组并联连接，并与地面控制站通信连接；实际负载，与锂离子电池组并联连接；辅助负载，与锂离子电池组并联连接，调节锂离子电池组的电池荷电态；继电器，连接设置在实际负载和辅助负载之间，使锂离子电池组通过该继电器分别与实际负载或辅助负载连通；平台母线电源，与电源控制器连接。本发明专利技术还涉及一种空间用锂离子电池荷电态的调节方法，对锂离子电池组的总电压以及各锂离子电池单体的电压进行调节，使其对应的荷电态处于15%～45%。本发明专利技术结构简单、操作方便，可使锂离子电池组在最理想状态下进入睡眠贮存状态，大幅提升锂离子电池组的贮存寿命。

Device and method for regulating charging state of lithium ion battery in space

The invention relates to a space adjusting device of lithium ion battery charged including a power supply controller, connected in parallel with the lithium ion battery, and communication control station is connected with the ground; the actual load connected in parallel with the lithium ion battery; auxiliary load connected in parallel with the lithium ion battery, lithium ion battery regulation the battery state of charge; relay, connection is arranged between the actual load and auxiliary load, the lithium ion battery through the relay respectively with the actual load or auxiliary load connected platform; bus power supply is connected with the power supply controller. The invention also relates to a method for adjusting the space of lithium ion battery state of charge voltage, total voltage of lithium ion battery and lithium ion battery monomer is adjusted so that it corresponds to the state of charge in 15% ~ 45%. The invention has the advantages of simple structure and convenient operation, and can make the lithium ion battery pack enter into the sleep storage state in the most ideal state, and greatly enhance the storage life of the lithium ion battery pack.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂离子电池荷电态的调节装置及调节方法，具体是指一种空间用锂离子电池荷电态的调节装置及调节方法，属于锂离子电池

技术介绍
在某些特殊的
中，锂离子电池常作为储备电源，需要长时间贮存。根据任务需要，锂离子电池可能几个月甚至几年才使用一次，但必须保证每次使用时，锂离子电池的性能不能有明显下降，不能影响正常的工作进行。而锂离子电池是有一定寿命的，具体分为循环寿命和贮存寿命，两者对应的工作状态不同。循环寿命一般只能通过优化电池设计，选择合理的工作温度等方式来延长。而贮存寿命不仅受锂离子电池设计的影响，还与贮存的温度以及电池荷电态有着重要关系。对于储备电源而言，其每次工作结束后的状态并非最佳的贮存荷电态，如果保持在这个状态进行长期贮存的话，对锂离子电池的性能及贮存寿命均有不利的影响。因此，对于空间用锂离子电池来说，在长时间贮存前先调节锂离子电池的荷电态具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种空间用锂离子电池荷电态的调节装置及调节方法，结构简单、操作方便，可使锂离子电池组在最理想状态下进入睡眠贮存状态，大幅提升锂离子电池组的贮存寿命。为了达到上述目的，本专利技术提供一种空间用锂离子电池荷电态的调节装置，包含：电源控制器，与锂离子电池组并联连接，并与地面控制站通信连接；实际负载，与锂离子电池组并联连接；辅助负载，与锂离子电池组并联连接，调节锂离子电池组的电池荷电态；继电器，连接设置在实际负载和辅助负载之间，使锂离子电池组通过该继电器分别与实际负载或辅助负载连通；平台母线电源，与电源控制器连接。所述的锂离子电池组由多个锂离子电池单体串联或并联组成。所述的电源控制器根据地面控制站的遥测信号，采集锂离子电池组的总电压以及各锂离子电池单体的电压；所述的电源控制器根据地面控制站的遥测信号，控制继电器与实际负载连接，或者控制继电器与辅助负载连接，或者控制继电器与实际负载及辅助负载均断开连接，或控制平台母线电源为锂离子电池组进行充电；所述的电源控制器根据地面控制站的遥测信号，控制锂离子电池组的各锂离子电池单体的均衡。所述的辅助负载的阻值R为：R=Un/0.05C=Un/0.05Q，其中，Un为锂离子电池组的总电压，C为放电倍率，Q为锂离子电池组的容量。本专利技术还提供一种空间用锂离子电池荷电态的调节方法，采用上述的调节装置实现，包含以下步骤：S1、锂离子电池组在正常工作放电结束后，等待至少2个小时；S2、电源控制器根据地面控制站的遥测信号，采集锂离子电池组的总电压Un以及各锂离子电池单体的电压U1；S3、电源控制器根据地面控制站的遥测信号，控制调节装置对锂离子电池组的总电压Un以及各锂离子电池单体的电压U1进行调节，使得其对应的荷电态均处于15%～45%的范围内后，锂离子电池组进入睡眠贮存状态；S4、每间隔3～6个月，控制电源控制器重新采集锂离子电池组的总电压Un以及各锂离子电池单体的电压U1，并通过调节装置进行调节，使锂离子电池组和各锂离子电池单体的荷电态均处于15%～45%的范围内。所述的S1中，电源控制器根据地面控制站的遥测信号，控制继电器与实际负载连接，使锂离子电池组与实际负载接通，正常工作进行放电。在本专利技术的一个优选实施例中，所述的锂离子电池组由n个锂离子电池单体串联组成，当锂离子电池单体的荷电态处于15%～45%的范围时，对应的锂离子电池单体的电压范围为UA～UB，对应的锂离子电池组的电压范围为nUA～nUB。所述的S3中，具体包含以下步骤：S31、当采集到的锂离子电池组的总电压满足Un>nUB，或各锂离子电池单体的电压满足U1>UB时，电源控制器根据地面控制站的遥测信号，控制继电器与辅助负载连接，使锂离子电池组与辅助负载接通进行放电，调节锂离子电池组的电池荷电态，直至锂离子电池组的总电压满足nUA<Un<nUB，及各锂离子电池单体的电压满足UA<U1<UB时，电源控制器控制继电器与辅助负载断开连接，使锂离子电池组停止放电，并进入睡眠贮存状态；否则继续执行S32；S32、当采集到的锂离子电池组的总电压满足nUA<Un<nUB，及各锂离子电池单体的电压满足UA<U1<UB时，电源控制器根据地面控制站的遥测信号，控制继电器与实际负载及辅助负载均断开连接，锂离子电池组进入睡眠贮存状态；否则继续执行S33；S33、当采集到的锂离子电池组的总电压满足Un<nUA，或各锂离子电池单体的电压满足U1<UA时，电源控制器根据地面控制站的遥测信号，控制平台母线电源为锂离子电池组进行充电，直至锂离子电池组的总电压满足nUA<Un<nUB，及各锂离子电池单体的电压满足UA<U1<UB时，电源控制器控制平台母线电源停止充电，锂离子电池组进入睡眠贮存状态。在本专利技术的另一个优选实施例中，所述的锂离子电池组由n个锂离子电池单体并联组成，当锂离子电池单体的荷电态处于15%～45%的范围时，对应的锂离子电池单体的电压范围为UA～UB，对应的锂离子电池组的电压范围为UA～UB。所述的S3中，具体包含以下步骤：S31、当采集到的锂离子电池组的总电压满足Un>UB，或各锂离子电池单体的电压满足U1>UB时，电源控制器根据地面控制站的遥测信号，控制继电器与辅助负载连接，使锂离子电池组与辅助负载接通进行放电，调节锂离子电池组的电池荷电态，直至锂离子电池组的总电压满足UA<U1<UB，及各锂离子电池单体的电压满足UA<U1<UB时，电源控制器控制继电器与辅助负载断开连接，使锂离子电池组停止放电，并进入睡眠贮存状态；否则继续执行S32；S32、当采集到的锂离子电池组的总电压满足UA<U1<UB，及各锂离子电池单体的电压满足UA<U1<UB时，电源控制器根据地面控制站的遥测信号，控制继电器与实际负载及辅助负载均断开连接，锂离子电池组进入睡眠贮存状态；否则继续执行S33；S33、当采集到的锂离子电池组的总电压满足Un<UA，或各锂离子电池单体的电压满足U1<UA时，电源控制器根据地面控制站的遥测信号，控制平台母线电源为锂离子电池组进行充电，直至锂离子电池组的总电压满足UA<U1<UB，及锂离子电池单体的电压满足UA<U1<UB时，电源控制器控制平台母线电源停止充电，锂离子电池组进入睡眠贮存状态。本专利技术提供的空间用锂离子电池荷电态的调节装置及调节方法，结构简单、操作方便，仅需要并联一个辅助负载和继电器即可很容易的调整锂离子电池组的荷电态，使锂离子电池组在最理想的状态下进入睡眠贮存状态，同时匹配合适的贮存温度，可以大幅提升锂离子电池组的贮存寿命，从而大幅延长卫星等空间飞行器的在轨寿命。附图说明图1为本专利技术中的空间用锂离子电池荷电态的调节装置的结构示意图。具体实施方式以下结合图1，详细说明本专利技术的一个优选实施例。如图1所示，为本专利技术提供的空间用锂离子电池荷电态的调节装置，包含：电源控制器5，与锂离子电池组4并联连接，并与地面控制站通信连接；实际负载1，与锂离子电池组4并联连接；辅助负载3，与锂离子电池组4并联连接，调节锂离子电池组4的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间用锂离子电池荷电态的调节装置，其特征在于，包含：电源控制器，与锂离子电池组并联连接，并与地面控制站通信连接；实际负载，与锂离子电池组并联连接；辅助负载，与锂离子电池组并联连接，调节锂离子电池组的电池荷电态；继电器，连接设置在实际负载和辅助负载之间，使锂离子电池组通过该继电器分别与实际负载或辅助负载连通；平台母线电源，与电源控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种空间用锂离子电池荷电态的调节装置，其特征在于，包含：电源控制器，与锂离子电池组并联连接，并与地面控制站通信连接；实际负载，与锂离子电池组并联连接；辅助负载，与锂离子电池组并联连接，调节锂离子电池组的电池荷电态；继电器，连接设置在实际负载和辅助负载之间，使锂离子电池组通过该继电器分别与实际负载或辅助负载连通；平台母线电源，与电源控制器连接。2.如权利要求1所述的空间用锂离子电池荷电态的调节装置，其特征在于，所述的锂离子电池组由多个锂离子电池单体串联或并联组成。3.如权利要求1所述的空间用锂离子电池荷电态的调节装置，其特征在于，所述的电源控制器根据地面控制站的遥测信号，采集锂离子电池组的总电压以及各锂离子电池单体的电压；所述的电源控制器根据地面控制站的遥测信号，控制继电器与实际负载连接，或控制继电器与辅助负载连接，或控制继电器与实际负载及辅助负载均断开连接，或控制平台母线电源为锂离子电池组进行充电；所述的电源控制器根据地面控制站的遥测信号，控制锂离子电池组的各锂离子电池单体的均衡。4.如权利要求1所述的空间用锂离子电池荷电态的调节装置，其特征在于，所述的辅助负载的阻值R为：R=Un/0.05C=Un/0.05Q，其中，Un为锂离子电池组的总电压，C为放电倍率，Q为锂离子电池组的容量。5.一种空间用锂离子电池荷电态的调节方法，采用如权利要求1～4中任一项所述的调节装置实现，其特征在于，包含以下步骤：S1、锂离子电池组在正常工作放电结束后，等待至少2个小时；S2、电源控制器根据地面控制站的遥测信号，采集锂离子电池组的总电压Un以及各锂离子电池单体的电压U1；S3、电源控制器根据地面控制站的遥测信号，控制调节装置对锂离子电池组的总电压Un以及各锂离子电池单体的电压U1进行调节，使得其对应的荷电态均处于15%～45%的范围内后，锂离子电池组进入睡眠贮存状态；S4、每间隔3～6个月，控制电源控制器重新采集锂离子电池组的总电压Un以及各锂离子电池单体的电压U1，并通过调节装置进行调节，使锂离子电池组和各锂离子电池单体的荷电态均处于15%～45%的范围内。6.如权利要求5所述的空间用锂离子电池荷电态的调节方法，其特征在于，所述的S1中，电源控制器根据地面控制站的遥测信号，控制继电器与实际负载连接，使锂离子电池组与实际负载接通，正常工作进行放电。7.如权利要求5所述的空间用锂离子电池荷电态的调节方法，其特征在于，所述的锂离子电池组由n个锂离子电池单体串联组成，当锂离子电池单体的荷电态处于15%～45%的范围时，对应的锂离子电池单体的电压范围为UA～UB，对应的锂离子电池组的电压范围为nUA～nUB。8.如权利要求7所述的空间用锂离子电池荷电态的调节方法，其特征在于，所述的S3中，具体包含以下步骤：S31、当采集到的锂离子电池组的总电压满足Un>nUB，或各锂离子电池单体的电压满足U1>UB时...

【专利技术属性】
技术研发人员：程广玉，高蕾，顾洪汇，王可，
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