一种空投用低温脉冲电池电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种空投用低温脉冲电池电路，包括电池BT和超级电容模块，所述电池BT为电芯串、并联组合而成的电芯组，所述超级电容模块CB1包括由多只串、并联组合的超级电容和电容电压均衡电路C1，电池BT与超级电容模块CB1并联，在超级电容模块CB1正极串联有双刀开关S1，超级电容模块CB1中的电压均衡电路C1将串联中的各个超级电容的电压控制到设定的电压；所述限流电阻阵列R1和R17为2个相同的限流电阻阵列，可以降低单个限流电阻功率。本实用新型专利技术具有体积小、重量轻，成本较低，环境适应范围宽，特别是能在低温(‑40℃)条件下直接使用，使用方便、维护简单，整体具有很高的可靠性。

A low temperature pulse battery circuit for airdrop

【技术实现步骤摘要】
一种空投用低温脉冲电池电路
本技术属于电池系统，涉及一种空投用低温脉冲电池电路。
技术介绍
随着装备的智能化发展，越来越多的空投空降装备中要使用电池系统来给电子设备和作动装置供电。空降空投装备使用时，工作的时长较短，从离机到落地解脱最短时间只有90s，最长也只有10min左右，因此对电池系统的容量要求不高，但空投空降装备经历室外准备，空投运输，高空投放，均可能暴露在低温环境中，并且空投空降装备多为单独系统不与飞机有供电交联，所以要完全依靠自身自带的电池系统在低温条件下驱动作动装置，作动装置有电起爆器和电机，电起爆器一般是分离系统用，电机一般是调整空投系统姿态使用，而作动装置功率较大，电起爆器工作时功率25W～100W,电机工作时功率600W～2200W，所以对电池系统提出了很高的低温、大电流放电能力的要求。目前锂电池按放电倍率可以分为高倍率放电电池、中倍率放电电池、低倍率放电电池。0℃到常温范围，高倍率放电电池都可以以20C倍率放电，-20℃时高倍率放电电池仍可以以10C倍率放电，但-20℃以下高倍率放电电池的放电能力迅速下降，特别是在-30℃～-40℃区间，高倍率放电电池基本都只能以0.3C倍率放电。低倍率放电电池，同等体积、重量的条件下，容量可以做得更大，但低温放电能力非常弱。中倍率放电电池，可以保证在-20℃至常温段以5C倍率放电，-40℃时能以1C倍率短时间放电。空投空降装备需依靠电池本身来完成低温、大电流放电，则电池会设计得既大又重。空投空降装备为多次使用系统，系统对成本关注度较高，同时作为空投装备要求各配套的组件重量尽量轻、小。目前能量重量比最高的是热电池，但热电池为一次性产品，使用成本高，且热电池不能满足长时间供电和大电流放电的要求。综上所述，空投用电池现有技术中存在着既大又重，且不能满足低温环境、长时间供电、大电流放电等技术问题。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种空投用低温脉冲电池电路，此电池系统和同等体积、重量的电池相比具有较好的低温性能，可以长时间供电，同时具备大功率脉冲输出能力。技术方案：一种空投用低温脉冲电池电路，由全铝外壳密封，采用航空接插件对外输出电能，其包括：用于给对外输出电能的电池BT和超级电容模块CB1和CB2，限流电阻阵列R1和R17、使电流只从电池流进电容模块的整流二极管D2和D3，使电池可以直接对外输出电能的整流二极管D4，所述电池BT为电芯串、并联组合而成的电芯组，所述超级电容模块CB1包括由多只串、并联组合的超级电容和电容电压均衡电路C1，电池BT与超级电容模块CB1并联，在超级电容模块CB1正极串联有双刀开关S1，超级电容模块CB1中的电压均衡电路C1将串联中的各个超级电容的电压控制到设定的电压；所述限流电阻阵列R1和R17为2个相同的限流电阻阵列，可以降低单个限流电阻功率；当不需要对外输出电能时，电池BT经过开关，整流二极管D2给超级电容模块CB1充电至设定的电压，当需要对外输出电能时，电池BT经过整流二极管D4对外输出电能，超级电容模块CB1经过放电回路中的整流二极管D5也同时对外输出电能。进一步地，连接电池BT的电路中还包括对电池BT和超级电容模块CB1进行保护的瞬态抑制二极管D1。进一步地，电芯制成IRF26650圆形，电芯与电芯之间用铜镀镍片连接，上、下层电芯之间采用固定支架将其固定。进一步地，连接电芯与电芯之间的铜镀镍片最好为0.2mm。进一步地，所述超级电容模块CB1的个数根据对外输出电能有大小确定。进一步地，所述超级电容模块CB1由25只超级电容串联，每只超级电容外部均有均衡电路，每4只串联的电容取一个电压节点，依次为GND_A，GND_B，GND_C，GND_D，GND_E，GND_F，超级电容模块对外两个电压节点标记为+、-。进一步地，所述超级电容C1包括分压电阻R21和R22，限流电阻R23和R24，限流电阻阵列R25，滤波电容C26，用于设定电容电压均衡的基准点的稳压管D7，单电源4单元比较器的第一部分为U1A的电源连接到超级电容模块的+，地连接到GND_A，开关管Q1的控制极由U1A的输出端经限流电阻R24控制。进一步地，与超级电容C1串联的还有超级电容C2、C3、C4，超级电容C2、C3、C4外部电压均衡电路与超级电容C1相同，依次采用4单元比较器的第二、第三、第四部分。进一步地，超级电容C5～C8的电压均衡电路与C1～C4的电压均衡电路类似，比较器电源连接到GND_A，地连接到GND_B。技术效果：本专利技术采用磷酸铁锂电芯与超级电容模块组合而设计出的一种空投用低温脉冲大功率电池系统，具有体积小、重量轻，成本较低，环境适应范围宽，特别是能在低温(-40℃)条件下直接使用，使用方便、维护简单，整体具有很高的可靠性。利用电芯闲时小电流给超级电容模块储能，大电流使用时，超级电容模块对电机放电，对于控制电机启动、短时间转动十分适用，对于间隔一段时间需要操作一下电机的空降空投领域尤其适用。附图说明图1为本技术电路原理图；图2为图1超级电容模块CB1的串联结构内部连接电路原理图；图3为图2小虚线框中的均衡电路原理图。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术的一种空投用低温脉冲大功率电池系统作进一步的详细说明：图1中，D1为瞬态抑制二极管，用于抑制电机停止转动时所产生的反向电动势，以防止反向电压或过高的电压对电池频繁的冲击。BT为电芯串并联组合而成的电池。CB1和CB2为超级电容模块，可由多只超级电容串、并联组合，CB1和CB2结构、参数完全一致。D4为整流二极管，保证电池可以直接对外输出电能，同时防止超级电容模块放电时对电池充电。S1为双刀开关。R1和R17为2个相同的限流电阻阵列，以降低对单个限流电阻功率的要求。D2和D3为相同的整流二极管，保证电流只从电池流进电容模块。D5和D6为相同的整流二极管，保证超级电容模块只对外输出电能。图2为图1超级电容模块CB1的一种串联结构内部连接图，由25只超级电容串联，每只超级电容外部均有均衡电路(由小虚线框所框)，每4只串联的电容取一个电压节点，依次为GND_A，GND_B，GND_C，GND_D，GND_E，GND_F，超级电容模块对外两个电压节点标记为+、-。图3为图2中小虚线框中的均衡电路。其中C1为图2中超级电容C1，R21和R22为设定的分压电阻。R23为限流电阻。D7为稳压管，用于设定电容电压均衡的基准点。U1A为单电源4单元比较器的第一部分，其中电源连接到超级电容模块的+，地连接到GND_A。R24为限流电阻。C26为滤波电容。R25为限流电阻阵列。Q1为开关管，Q1控制极由U1A的输出端经限流电阻R24控制。超级电容C2、C3、C4外部电压均衡电路与图3相同，只是依次采用4单元比较器的第2、第3、第4部分。超级电容C5～C8的电压均衡电路与C1～C4的电压均衡电路类似，只是比较器电源连接到GND本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空投用低温脉冲电池电路，由全铝外壳密封，采用航空接插件对外输出电能，其特征在于，包括用于给对外输出电能的电池BT和超级电容模块CB1和CB2，限流电阻阵列R1和R17、使电流只从电池流进电容模块的整流二极管D2和D3，使电池可以直接对外输出电能的整流二极管D4，所述电池BT为电芯串、并联组合而成的电芯组，所述超级电容模块CB1包括由多只串、并联组合的超级电容和电容电压均衡电路C1，电池BT与超级电容模块CB1并联，在超级电容模块CB1正极串联有双刀开关S1，超级电容模块CB1中的电压均衡电路C1将串联中的各个超级电容的电压控制到设定的电压；所述限流电阻阵列R1和R17为2个相同的限流电阻阵列，可以降低单个限流电阻功率。/n

【技术特征摘要】
1.一种空投用低温脉冲电池电路，由全铝外壳密封，采用航空接插件对外输出电能，其特征在于，包括用于给对外输出电能的电池BT和超级电容模块CB1和CB2，限流电阻阵列R1和R17、使电流只从电池流进电容模块的整流二极管D2和D3，使电池可以直接对外输出电能的整流二极管D4，所述电池BT为电芯串、并联组合而成的电芯组，所述超级电容模块CB1包括由多只串、并联组合的超级电容和电容电压均衡电路C1，电池BT与超级电容模块CB1并联，在超级电容模块CB1正极串联有双刀开关S1，超级电容模块CB1中的电压均衡电路C1将串联中的各个超级电容的电压控制到设定的电压；所述限流电阻阵列R1和R17为2个相同的限流电阻阵列，可以降低单个限流电阻功率。


2.如权利要求1所述的一种空投用低温脉冲电池电路，其特征在于：连接电池BT的电路中还包括对电池BT和超级电容模块CB1进行保护的瞬态抑制二极管D1。


3.如权利要求1所述的一种空投用低温脉冲电池电路，其特征在于：电芯制成IRF26650圆形，电芯与电芯之间用铜镀镍片连接，上、下层电芯之间采用固定支架将其固定。


4.如权利要求1所述的一种空投用低温脉冲电池电路，其特征在于：连接电芯与电芯之间的铜镀镍片为0.2mm。


5.如权利要求1所述的一种空投用低温脉冲电池电路，其特征在于：所述超级电容模块CB1的...

【专利技术属性】
技术研发人员：万天军，刘兰徽，张芃，魏辰光，
申请(专利权)人：航宇救生装备有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42