基于磁隔离技术的高压多组长串电池的管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于磁隔离技术的高压多组长串电池的管理系统及方法。管理系统包括：低压侧子系统被配置为接收隔离后的高压侧子系统采集的N组高压长串蓄电池中的目标电池的电池采样数据，并将电池采样数据通过隔离处理发送给总计算机子系统；总计算机子系统被配置为根据电池采样数据生成N组高压长串蓄电池对应的控制指令，并将控制指令通过隔离方式通过低压侧子系统发送至高压侧子系统；高压侧子系统被配置为采集N组高压长串蓄电池中的目标电池的电池采样数据，并根据控制指令调节目标电池的电压。本发明专利技术每个单元相对独立，可实现N组电池的管理，具有灵活、便捷、随意配组的优点，可满足航天用大功率高电压管理的应用场合。合。合。

【技术实现步骤摘要】
基于磁隔离技术的高压多组长串电池的管理系统及方法


[0001]本专利技术涉及高压电池管理
，特别是一种基于磁隔离技术的高压多组长串电池的管理系统及方法。

技术介绍

[0002]随着国内航天器高压大功率载荷系统快速发展，给配套载荷电源系统提出了更高的要求，未来载荷电源朝着功率更大，电压更高的方向发展，对超大功率电源的研制的迫切需求逐渐展现出来，面对未来高压大功率的迫切需求，高压长串电池系统将成为首要研究对象，因此与之配套的高压管理系统也将成为未来需要着重研究的方向。
[0003]目前空间用采集系统仅停留在100V量级范围，高压采集系统经验不足，目前采集方案无法满足未来高压大功率的使用需求。另外目前由于空间应用中电池串联数量较小，因此采集系统均为非隔离式设计，电压直采方式，该方式由于结构简单，控制容易，成本较低被广泛应用，但由于数字芯片与电池端无法实现有效分离，在航天器的灵活机动工作时，电池会工作在频繁大电流充电、瞬时脉冲大功率放电工况下，会形成一定脉动干扰，对数字芯片存在一定安全隐患。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于磁隔离技术的高压多组长串电池的管理系统及方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于磁隔离技术的高压多组长串电池的管理系统，所述管理系统包括低压侧子系统、高压侧子系统和总计算机子系统，所述高压侧子系统包括N组高压长串蓄电池，N为大于等于1的正整数，其中，
[0006]所述低压侧子系统，被配置为接收经隔离后所述高压侧子系统采集的所述N组高压长串蓄电池中的目标电池的电池采样数据，并将所述电池采样数据通过隔离处理发送给所述总计算机子系统；
[0007]所述总计算机子系统，被配置为根据所述电池采样数据，生成所述N组高压长串蓄电池对应的控制指令，并将所述控制指令通过隔离传输方式从所述低压侧子系统发送至所述高压侧子系统；
[0008]所述高压侧子系统，被配置为采集所述N组高压长串蓄电池中的目标电池的电池采样数据，并通过隔离方式下传遥测数据，根据所述隔离后的控制指令调节所述目标电池的电压。
[0009]可选地，所述高压侧子系统包括：采样单元、均衡单元和磁隔离单元，
[0010]所述采样单元，被配置为采集所述N组高压长串蓄电池中目标电池的电池采样数据，并将所述电池采样数据通过所述磁隔离单元发送给所述下位机单元。
[0011]所述均衡单元，被配置为根据隔离后的控制指令调节所述目标电池的电压。
[0012]可选地，所述低压侧子系统包括：下位机单元和总下位机单元，其中，
[0013]所述下位机单元，被配置为按照设定时序通过通信总线将所述电池采样数据发送给所述总下位机单元；
[0014]所述总下位机单元，被配置为将所述电池采样数据发送给所述总计算机子系统。
[0015]可选地，所述高压侧子系统还包括：均衡单元，
[0016]所述总计算机子系统，还被配置为将所述控制指令发送给所述总下位机单元；
[0017]所述总下位机单元，被配置为通过通信总线将所述控制指令发送给所述下位机单元；
[0018]所述下位机单元，被配置为通过所述磁隔离单元将所述控制指令发送给所述均衡单元；
[0019]所述均衡单元，被配置为根据所述控制指令调节所述目标电池的电压。
[0020]可选地，每组所述高压长串蓄电池的电池数量为48，每组所述高压长串蓄电池对应于两个所述采样单元和两个所述均衡单元，其中，每个所述采样单元对该组高压长串蓄电池中的24节电池进行采样，每个所述均衡单元对该组高压长串蓄电池中的24节电池进行电压均衡控制。
[0021]可选地，所述磁隔离单元由电源芯片和变压器组成，以对所述高压侧子系统和所述低压侧子系统进行隔离。
[0022]可选地，所述采样单元由电源芯片组成，所述电源芯片的外围参数由高精度采集电阻构成，通过比例调节实现对24节电池单体电压的高精度采集。
[0023]可选地，所述均衡单元采用三极管和功率吸收电阻搭建电路构成，均衡电流根据电池容量大小进行参数调节，实现24节电池单体的均衡控制。
[0024]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供了一种基于磁隔离技术的高压多组长串电池的管理方法，应用于上述任一项所述的管理系统，所述方法包括：
[0025]采集N组高压长串蓄电池中的目标电池的电池采样数据，并通过隔离传输的方式传输所述电池采样数据；
[0026]基于所述电池采样数据，生成所述目标电池对应的控制指令；
[0027]通过隔离方式下传遥测数据，并根据所述控制指令调节所述目标电池的电压。
[0028]本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术实施例提供的基于磁隔离技术的高压多组长串电池的管理方案，可实现高压长串电池单体电压的实时采集、实时调节控制，进而保证所有长串单体的一致性，从而提高电池使用的可靠性，有效延长电池使用寿命。该系统由低压侧与高压侧两部分组成，将易受干扰、易受电压影响的下位机数字芯片至于低压侧，有效提高该单元的使用安全性。将高精度采集单元及均衡控制单元至于高压侧，可有效完成电池本体的有效管理，提高数据采集及控制的准确性，实现精准控制。该系统可实现串联电池扩展功能，每个单元相对独立，可实现N组电池的管理，系统具有灵活、便捷、随意配组等优点，可满足航天用大功率高电压管理的应用场合。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例提供的一种基于磁隔离技术的高压多组长串电池的管理系统的结构示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例提供的一种基于磁隔离技术的高压多组长串电池管理系统框
图；
[0031]图3为本专利技术实施例提供的一种基于磁隔离技术的高压多组长串电池管理方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0032]实施例一
[0033]参照图1，示出了本专利技术实施例提供的一种基于磁隔离技术的高压多组长串电池的管理系统的结构示意图，如图1所示，该管理系统100可以包括：压侧子系统110、高压侧子系统120和总计算机子系统130，高压侧子系统120可以包括N组高压长串蓄电池，N为大于等于1的正整数，其中，
[0034]低压侧子系统110可以被配置为接收隔离后的高压侧子系统120采集的所述N组高压长串蓄电池中的目标电池的电池采样数据，并将所述电池采样数据通过隔离处理发送给所述总计算机子系统；
[0035]总计算机子系统130可以被配置为根据所述电池采样数据，生成所述N组高压长串蓄电池对应的控制指令，并将所述控制指令通过隔离传输方式从所述低压侧子系统发送至所述高压侧子系统；
[0036]高压侧子系统120可以被配置为采集N组高压长串蓄电池中的目标电池的电池采样数据，通过隔离方式下传遥测数据，并根据所述控制指令调节所述目标电池的电压。
[0037]可选地，所述高压侧子系统120可以包括：采样单元、均衡单元和磁隔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁隔离技术的高压多组长串电池的管理系统，其特征在于，所述管理系统包括低压侧子系统、高压侧子系统和总计算机子系统，所述高压侧子系统包括N组高压长串蓄电池，N为大于等于1的正整数，其中，所述低压侧子系统，被配置为接收隔离后的所述高压侧子系统采集的所述N组高压长串蓄电池中的目标电池的电池采样数据，并将所述电池采样数据通过隔离处理发送给所述总计算机子系统；所述总计算机子系统，被配置为根据所述电池采样数据，生成所述N组高压长串蓄电池对应的控制指令，并将所述控制指令通过隔离传输方式从所述低压侧子系统发送至所述高压侧子系统；所述高压侧子系统，被配置为采集所述N组高压长串蓄电池中的目标电池的电池采样数据，通过隔离方式下传遥测数据，并根据所述控制指令调节所述目标电池的电压。2.根据权利要求1所述的管理系统，其特征在于，所述高压侧子系统包括：采样单元、均衡单元和磁隔离单元，所述采样单元，被配置为采集所述N组高压长串蓄电池中目标电池的电池采样数据，并将所述电池采样数据通过所述磁隔离单元发送给所述下位机单元；所述均衡单元，被配置为根据隔离后的控制指令调节所述目标电池的电压。3.根据权利要求2所述的管理系统，其特征在于，所述低压侧子系统包括：下位机单元和总下位机单元，其中，所述下位机单元，被配置为按照设定时序通过通信总线将所述电池采样数据发送给所述总下位机单元；所述总下位机单元，被配置为将所述电池采样数据发送给所述总计算机子系统。4.根据权利要求2所述的管理系统，其特征在于，所述高压侧子系统还包括：均衡单元，所述总计算机子系统，还被配置为将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董宇，陈达兴，周雅琴，张兴，赫彬，刘勇，徐泽锋，张俊亭，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：