深空探测器锂离子蓄电池组故障检测方法技术

本发明专利技术提供了一种深空探测器锂离子蓄电池组故障检测方法，在锂离子蓄电池组全寿命工作周期中为深空探测器提供稳定能源，决定深空探测器的成败。深空探测器要对锂离子蓄电池组电池的工作状态进行实时监测，防止发生锂离子蓄电池组发生过充过放等故障，锂离子蓄电池电池的电压最能反应电池健康状态。所以以电池电压为信息输入的情况下的在轨锂离子蓄电池组管理，是要对电池电压的信息的正确性的判断，正确的电压信息才能保证锂离子蓄电池组在轨正常工作。本发明专利技术提供了一种根据锂离子蓄电池电压信息如何进行正确判断蓄电池组是否正常，以及在异常情况下采取何种策略对蓄电池组进行管理，对大大提高了蓄电池的在轨工作寿命和可靠性提供了巨大的帮助。可靠性提供了巨大的帮助。可靠性提供了巨大的帮助。

【技术实现步骤摘要】
深空探测器锂离子蓄电池组故障检测方法


[0001]本专利技术涉及航天器的
，具体地，涉及深空探测器锂离子蓄电池组故障检测方法。

技术介绍

[0002]深空探测器任务飞行距离远、持续时间长，空间环境存在大量未知和不确定性，人工干预时效性差，需要探测器具有高度的自主管理能力。锂离子蓄电池是探测器的生命的保障，锂离子蓄电池的性能和安全决定整器的安全性和可靠性。但是锂离子蓄电池组要求比较严格，严谨过充严谨过放工作温度不能太高也不能太低，否则都会对电池本身造成较大的性能影响。
[0003]因此，在研制的过程中，针对上述因素，并结合探测器的需求，如何设计一种深空探测器锂离子蓄电池组故障检测策略以保证蓄电池组使用更可靠、更灵活，显得非常重要。
[0004]在公开号为CN106772077A的专利文献中公开了一种蓄电池故障检测方法，包括如下步骤：(1)采集蓄电池组中各单体蓄电池的电压，并调整各单体蓄电池的电压；(2)对各单体蓄电池的差模电压进行衰减处理，并将衰减后电压信号转换成数字信号；(3)根据数字信号计算出各单体蓄电池的特征值，将各特征值与预设的阈值进行比较，若比较值大于阈值，则判定该单体蓄电池为故障电池，发出报警，若比较值小于阈值，则判定该单体蓄电池为无故障。
[0005]在公告号为CN103884986B的专利文献中公开了一种蓄电池故障的检测方法，所述方法包括：采集蓄电池在连续和长时间工作下的长时工作数据；根据所述长时工作数据得到所述蓄电池的工作曲线；根据所述工作曲线进行数据分析，得到蓄电池的故障信息。
[0006]在公告号为CN104749526B的专利文献中公开了一种电池临界失效检测的方法通过分析UPS电池逆变放电至电压临界判断值的时间来判断UPS电池的临界失效情况。
[0007]在公告号为CN110071541B的专利文献中公开了一种深空探测器锂离子蓄电池组全自主在轨管理方法，在锂离子蓄电池组全寿命工作周期中，包含正常模式下电池工作和存储模式以及在一节单体失效情况下的电池工作和存储模式。锂离子蓄电池组在轨存储阶段需要首先判断蓄电池组是否发生异常，如果电池正常则判断蓄电池组电压是否低于阈值，如果低于电压阈值则对电池进行充电，否则维持原状态。锂离子蓄电池组在充电管理阶段首先判断蓄电池组是否发生异常，如果电池正常则判断蓄电池组是否满足充电条件，如果满足充电条件则对电池进行充电，否则判断是否满足充电结束条件，如果满足对电池进行发送断充电指令结束充电，如果都不满则维持原状态。
[0008]针对上述中的相关技术，专利技术人认为上述方案是通过单一的故障检测手段来判断单体故障是否真实发生故障，因此，需要提出一种技术方案以改善上述技术问题。

技术实现思路

[0009]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种深空探测器锂离子蓄电池组故
障检测方法。
[0010]根据本专利技术提供的一种深空探测器锂离子蓄电池组故障检测方法，同一蓄电池组电压从不同通道送出，所述蓄电池组电压包括第一蓄电池组电压U1和第二蓄电池组电压U2，取出作为控制使用的蓄电池组电压U；深空探测器锂离子蓄电池组是由n个单体并联块串联组成，并联块是由m个电池单体并联而成的，深空探测器锂离子蓄电池单体管理是以单体并联块电压为依据的，单体并联块电压Us1p、Us2p、Us3p、Us4p...Usnp作为控制依据；所述方法包括如下步骤：
[0011]步骤S1：以不同的采集方式得到蓄电池组和单体电压的数据；
[0012]步骤S2：对所采集到的蓄电池组电压和单体电压进行滤波处理，得到蓄电池组电压值和每个单体电压值以及单体电压和；
[0013]步骤S3：对第一蓄电池组电压U1和所有单体电压和的差取平均值；
[0014]步骤S4：对第一蓄电池组电压U1和第二蓄电池组电压U2的值取差值；
[0015]步骤S5：对第二蓄电池组电压U2和所有单体电压和的差取平均值；
[0016]步骤S6：当第一蓄电池组电压U1和第二蓄电池组电压U2遥测均失效情况下，将蓄电池单体电压值去除最大值和最小值，得到程控使用的蓄电池组电压；
[0017]步骤S7：将得到的程控使用的蓄电池组电压除以并联块的串联个数，得到单体平均电压；
[0018]步骤S8：对单体电压和单体平均电压取差值；
[0019]步骤S9：对于所有单体电压的状态进行判断，对单体电压与单体平均电压取差值；
[0020]步骤S10：对故障的单体电压和蓄电池组电压进行报警，告知相关系统。
[0021]优选地，所述步骤S1中的采集方式包含总线数据传输或直接采集的，第一蓄电池组电压U1采集采用直接方式，第二蓄电池组电压U2采集采用总线方式得到。
[0022]优选地，所述步骤S2中的滤波处理采用连续采集20次数据，再除去最大值和最小值各5个，对余下的采样值进行取平均。
[0023]优选地，所述步骤S3中当平均值小于0.5V时，则第一蓄电池组电压U1遥测正常，作为程控用的蓄电池组电压U；当平均值大于0.5V时，则第一蓄电池组电压U1需要进一步确认。
[0024]优选地，所述步骤S4中当差值小于0.5V时，则第一蓄电池组电压U1作为程控电压用，否则第一蓄电池组电压U1失效。
[0025]优选地，所述步骤S5中当平均值小于0.5V时，则第二蓄电池组电压U2遥测正常，作为程控用的蓄电池组电压；当平均值大于0.5V时，则第二蓄电池组电压U2认为失效。
[0026]优选地，所述步骤S6取单体电压的平均值，将单体电压平均值乘以并联块的串联个数n，得出蓄电池组平均电压，得到程控蓄电池组电压。
[0027]优选地，所述步骤S8中当差值在电池工作期间均小于0.5V时，则单体电压的遥测正常，工作正常，否则异常，不参与蓄电池组程控。
[0028]优选地，所述步骤S9中当差值在电池工作期间均小于0.5V时，则单体电压的遥测正常，工作正常，否则异常，不参与蓄电池组程控。
[0029]优选地，所述平均值的界限0.5V根据实际情况修改阈值大小。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0031]1、本专利技术提供了一种根据锂离子蓄电池电压信息如何进行正确判断蓄电池组是否正常，以及在异常情况下采取何种策略对蓄电池组进行管理，对大大提高了蓄电池的在轨工作寿命和可靠性提供了巨大的帮助；
[0032]2、本专利技术通过多重策略来检测电池单体和电池组的故障，并且能够排除检测设备造成测试误差，并能够排除检测故障保证设备正常工作；
[0033]3、本专利技术对蓄电池组电压和单体电压信息进行多次确认和筛选，得到相对直接采样得到的电压要安全可靠，大大提高了对电源系统在轨运行阶段程控控制的可靠性和安全。
附图说明
[0034]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0035]图1为本专利技术的流程图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深空探测器锂离子蓄电池组故障检测方法，其特征在于，同一蓄电池组电压从不同通道送出，所述蓄电池组电压包括第一蓄电池组电压U1和第二蓄电池组电压U2，取出作为控制使用的蓄电池组电压U；深空探测器锂离子蓄电池组是由n个单体并联块串联组成，并联块是由m个电池单体并联而成的，深空探测器锂离子蓄电池单体管理是以单体并联块电压为依据的，单体并联块电压Us1p、Us2p、Us3p、Us4p...Usnp作为控制依据；所述方法包括如下步骤：步骤S1：以不同的采集方式得到蓄电池组和单体电压的数据；步骤S2：对所采集到的蓄电池组电压和单体电压进行滤波处理，得到蓄电池组电压值和每个单体电压值以及单体电压和；步骤S3：对第一蓄电池组电压U1和所有单体电压和的差取平均值；步骤S4：对第一蓄电池组电压U1和第二蓄电池组电压U2的值取差值；步骤S5：对第二蓄电池组电压U2和所有单体电压和的差取平均值；步骤S6：当第一蓄电池组电压U1和第二蓄电池组电压U2遥测均失效情况下，将蓄电池单体电压值去除最大值和最小值，得到程控使用的蓄电池组电压；步骤S7：将得到的程控使用的蓄电池组电压除以并联块的串联个数，得到单体平均电压；步骤S8：对单体电压和单体平均电压取差值；步骤S9：对于所有单体电压的状态进行判断，对单体电压与单体平均电压取差值；步骤S10：对故障的单体电压和蓄电池组电压进行报警，告知相关系统。2.根据权利要求1所述的深空探测器锂离子蓄电池组故障检测方法，其特征在于，所述步骤S1中的采集方式包含总线数据传输或直接采集的，第一蓄电池组电压U1采集采用直接方式，第二蓄电池组电压U2采集采用总线方式得到。3.根据权利要求1所述的深空探测器锂离子蓄电池组故障检测方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫奎，朱新波，陈明花，张海，曹建伟，王君磊，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：