一种卫星用可充电载荷蓄电池包及应用方法技术

本发明专利技术涉及空间电源技术领域，更具体地说，涉及一种卫星用可充电载荷电池包及应用方法。包括蓄电池组与管理单元，管理单元与蓄电池组采用一体化设计对蓄电池组进行管理；蓄电池组由有且不少于两个的单体电池组成，在卫星外侧设置有太阳能充电板可提供电量给单体电池，管理单元与蓄电池组通过组合结构件连接，通过管理单元可控制蓄电池组的充电、供电与远程调控。本发明专利技术采用蓄电池组与管理单元的一体化设计使性能稳定可靠，满足在轨寿命要求的同时提高产品的可维修性，采用太阳阵充电模式提高充电的可靠性，形成一个小型电源系统，通过在管理单元内设置的各部分模块可提高对蓄电池组的监控能力与操控能力。池组的监控能力与操控能力。池组的监控能力与操控能力。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星用可充电载荷蓄电池包及应用方法


[0001]本专利技术涉及空间电源
，更具体地说，涉及一种卫星用可充电载荷电池包及应用方法。

技术介绍

[0002]卫星电源系统的载荷运行正常是卫星发射的主要目标，对载荷的供电成为重要的研究内容。目前载荷较难实现的供电为大功率短时多次供电模式。为此，对于蓄电池组的管理，尤其是长寿命卫星蓄电池组的管理，成为非常重要的课题。
[0003]蓄电池包的设计中，蓄电池组需短时高功率放电，对于蓄电池组的考核非常严苛。目前，星用载荷蓄电池包的研制尚处于研发探索阶段，未有可参考的资料。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术涉及空间电源
，涉及一种卫星用可充电载荷电池包及应用方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：一种卫星用可充电载荷蓄电池包，包括蓄电池组与管理单元，其特征在于：所述蓄电池组设置有单体电池与太阳能充电板，所述单体电池有且不少于两个且相互连接，所述太阳能充电板设置在所述蓄电池组外侧并可对所述单体电池提供电量，所述管理单元设置有均衡控制模块，所述均衡控制模块可调整所述单体电池间的压差；所述管理单元与所述蓄电池组连接可控制所述蓄电池组的充电、供电与远程调控。
[0006]进一步地，所述蓄电池组设置有温控模块，所述温控模块可调整所述单体电池间的温度。
[0007]进一步地，所述主动温控模块设置有加热带，所述加热带设置在所述单体电池外侧并可对所述单体电池实施主动温控。
[0008]进一步地，所述蓄电池组设置有测温模块，所述测温模块可用于监控和测量所述蓄电池组的温度与环境的温度。
[0009]进一步地，所述测温模块包括热敏电阻，所述热敏电阻可配合所述测温模块测量所述蓄电池组。
[0010]进一步地，所述管理单元设置有充电控制模块，所述充电控制模块设置有主误差放大器，通过在母线正线上进行电压采样，经过放大电路可生成MEA信号控制方阵分流电路。
[0011]进一步地，所述主误差放大器采用3:2表决冗余并跟随表决电路。
[0012]进一步地，所述管理单元设置有下位机，所述下位机设置有DSP芯片，可接受并执行指令用于所述蓄电池组的自主管理。
[0013]进一步地，所述下位机设置有星务计算机，通过将遥测数据上传至所述星务计算机并通过所述星务计算机对所述下位机下达指令。
[0014]进一步地，一种卫星用可充电载荷蓄电池包及应用方法，其特征在于，所述方法的
步骤包括：
[0015]将有且不少于两个的所述单体电池连接并组合为所述蓄电池组；
[0016]在所述蓄电池组外侧设置所述太阳能充电板；
[0017]通过一体化集成将所述管理单元与所述蓄电池组连接；
[0018]通过所述均衡控制模块控制所述单体电池间的压差，通过所述管理单元可控制所述蓄电池组的充电与供电，实现所述蓄电池组的远程调控。
[0019]本专利技术具有的优点和积极效果是：通过本专利技术可以适用于空间产品多节蓄电池串联的蓄电池组，性能稳定可靠；采用模块化设计，提高了产品的可维修性；采用太阳阵充电模式提高充电的可靠性，通过主误差放大器提高了充电控制的可靠性；自主均衡功能使得蓄电池单体间压差始终小于60mV，保证了蓄电池组的在轨寿命；下位机的设置和星务计算机的连接提高使用者对蓄电池组的监控能力，配合DSP芯片增加对蓄电池组的操控能力。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例的结构示意图；
[0021]图2是本专利技术实施例的方阵分流控制示意图；
[0022]图3是本专利技术实施例的主误差放大器原理示意图；
[0023]图4是本专利技术实施例的自主均衡策略流程示意图；
[0024]图5是本专利技术实施例的下位机硬件组成示意图；
[0025]图6是本专利技术实施例的蓄电池包外形图；
[0026]图7是本专利技术实施例的系统框图。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构的技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0028]下面结合附图对本专利技术的实施例做出说明。
[0029]如图1所示，一种卫星用可充电载荷蓄电池包包括蓄电池组与管理单元，其中有且不少于两个的单体电池连接，太阳能充电板设置在蓄电池组的外侧，可将太阳能转化为电能可给单体电池供给电量；管理单元包括均衡控制模块，可用于调整单体电池间的压差；将管理单元与蓄电池组连接，蓄电池组设置有组合结构件，在本实施例中组合结构件为用于固定本实施例中各个模块硬件的结构框架，如单体电池间的连接和固定、太阳能充电板与蓄电池组的连接和固定、管理单元与蓄电池组的连接与固定等，通过组合结构件将各个部件连接固定而成蓄电池包，使蓄电池包的各个组成部分通过组合结构件一体化集成，通过管理单元可控制蓄电池组的充电与供电，实现蓄电池包的远程调控。
[0030]优选地，蓄电池组采用超高功率锂离子电池为单体电池，可用于短时10C高倍率放电；蓄电池组内设置有温控模块，通过温控模块可调整单体电池间的温度；在温控模块中设置有加热带，加热带设置在包裹单体电池的组合结构件外侧，并可对单体电池实施主动温控；在本实施例中蓄电池组上还设置有测温模块，在蓄电池组上设置有两个测温点，通过热
敏电阻配合测温模块可快速分析单体电池与蓄电池组的温度与周围环境的温度。
[0031]优选地，如图2所示，在本实施例中管理单元设置有充电控制模块，采用充电控制电路，充电控制电路采用主误差放大器，一方面误差放大器用来将输出采样电压和参考电压比较并产生误差放大信号，以用该误差来校正控制脉冲占空比，从而稳定输出电压；另一方面转换器主要由换路直流增益；其次通常对整个控制环路的补偿就是通过适当选择误差放大器的补偿策略以调整误差放大器的频率响应来实现的，目的是对整个闭环系统进行校正，提供足够的相位裕量和适当的带宽，使得闭环系统稳定工作，并具有良好的动态响应；系统控制环路直流增益越大负载调整率越好，相位裕量越大系统越稳定，带宽越大系统响应速度越快；在本实施例中误差放大器从母线正线上进行电压采样，再经过放大电路生成MEA信号控制方阵分流电路。
[0032]优选地，如图3所示，MEA电路通过主误差放大器从母线正线上进行电压采样，再经过3路放大电路生成MEA信号，控制方阵分流电路；为了防止功能失效造成的单点故障，主误差放大器采3:2表决冗余并跟随表决电路的方式用于提高电路的可靠性。
[0033]优选地，在本实施例均衡控制模块中包括软件与硬件两部分，其中软件由下位机内部软件实现，硬件部分采用固定电阻均衡方式实现，可保证电路的可靠性。
[0034]如图4所示，为实现电池电压的均衡需读取单体电压值，计算电池组中的最大和最小单体值，若最小值大于3V且最大值与最小值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星用可充电载荷蓄电池包，包括蓄电池组与管理单元，其特征在于：所述蓄电池组设置有单体电池与太阳能充电板，所述单体电池有且不少于两个且相互连接，所述太阳能充电板设置在所述蓄电池组外侧并可对所述单体电池提供电量，所述管理单元设置有均衡控制模块，所述均衡控制模块可调整所述单体电池间的压差；所述管理单元与所述蓄电池组连接可控制所述蓄电池组的充电、供电与远程调控。2.根据权利要求1所述的一种卫星用可充电载荷蓄电池包，其特征在于：所述蓄电池组设置有温控模块，所述温控模块可调整所述单体电池间的温度。3.根据权利要求2所述的一种卫星用可充电载荷蓄电池包，其特征在于：所述主动温控模块设置有加热带，所述加热带设置在所述单体电池外侧并可对所述单体电池实施主动温控。4.根据权利要求1所述的一种卫星用可充电载荷蓄电池包，其特征在于：所述蓄电池组设置有测温模块，所述测温模块可用于监控和测量所述蓄电池组的温度与环境的温度。5.根据权利要求4所述的一种卫星用可充电载荷蓄电池包，其特征在于：所述测温模块包括热敏电阻，所述热敏电阻可配合所述测温模块测量所述蓄电池组。6.根据权利要求1所述的一种卫星用可充电载荷蓄电池包，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玲，蔡举，胡斌，冯利军，刘涛，
申请(专利权)人：中电科能源有限公司，
类型：发明
国别省市：