一种高轨卫星用独立式蓄电池管理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高轨卫星用独立式蓄电池管理装置，属于空间电源技术领域，其特征是，二次电源模块包括主份单元和备份单元；数字模块包括数字主份模块和数字备份模块；数字主份模块包括主份ISD接口编译码电路、主份继电器驱动电路、主份接口电路和主份状态检测电路；数字备份模块包括备份ISD接口编译码电路、备份继电器驱动电路、备份接口电路和备份状态检测电路；采样模块包括采样主份模块和采样备份模块；分流模块包括主份分流模块和备份分流模块；主份分流模块包括主份分流电路和分流电阻，备份分流模块包括备份分流电路和分流电阻；Bypass模块包括Bypass驱动功率电路和Bypass矩阵指令电路。Bypass矩阵指令电路。Bypass矩阵指令电路。

【技术实现步骤摘要】
一种高轨卫星用独立式蓄电池管理装置


[0001]本专利技术属于空间电源
，尤其是涉及一种高轨卫星用独立式蓄电池管理装置。

技术介绍

[0002]锂离子蓄电池组作为高轨卫星重要的储能单元，保证着卫星平台和载荷连续、稳定供电，起着不可替代的作用。高轨卫星用锂离子蓄电池组工作寿命一般为12年，要求蓄电池组最大放电深度80％，放电次数近600次。因此，为了保证高轨蓄电池组长寿命、深放电、高安全的使用要求，蓄电池组在轨管理是重点，是保证蓄电池组可靠性、安全性的核心所在。
[0003]高轨卫星长期处于光照期，地影期每年90天，最长地影时间1.16小时。锂离子蓄电池组在轨长期使用中，工作模式主要包括光照期蓄电池组搁置、地影期为平台和载荷供电。随着锂离子蓄电池充放电循环次数增加，电池容量会逐渐衰降，单体电池离散性逐渐增强，降低了蓄电池组的工作性能，减短了工作寿命。为了确保蓄电池组正常工作时间满足寿命要求，蓄电池管理装置需对锂离子蓄电池组进行实时动态管理。

技术实现思路

[0004]针对以上的技术缺陷，本专利技术提供了一种高轨卫星用独立式蓄电池管理装置，需对锂离子蓄电池组中的每只单体电池的电压实时监测，当在充电过程中有单体电池电压达到均衡控制点时对其进行均衡控制，使单体电池电压偏差保持在预期的范围内，从而保证每节单体电池在卫星寿命期间性能的一致性，使其满足卫星在轨长寿命的使用要求。当某节单体电压异常时，还需对其进行旁路操作，避免影响其它单体电池工作。蓄电池管理装置对保障锂离子电池的安全性、可靠性起着关键的作用。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种高轨卫星用独立式蓄电池管理装置，包括二次电源模块、Bypass模块、采样模块、数字模块和分流模块；其中：
[0007]所述Bypass模块包括相互连接的Bypass驱动功率电路和Bypass矩阵指令电路；所述Bypass模块通过Bypass驱动母线与与每节单体电池Bypass组件连接；
[0008]所述二次电源模块包括主份单元和备份单元；所述主份单元包括相互连接的主份DC/DC和主份加电电路；所述备份单元包括相互连接的备份DC/DC和备份加电电路；
[0009]所述数字模块包括数字主份模块和数字备份模块；所述数字主份模块包括主份接口编译码电路、主份继电器驱动电路、主份接口电路和主份状态检测电路；所述数字备份模块包括备份接口编译码电路、备份继电器驱动电路、备份接口电路和备份状态检测电路；
[0010]所述采样模块包括主份电池电压检测电路和备份电池电压检测电路；主份电池电压检测电路又包含主份单体电池电压采样电路、组合电池电压采样电路、整组电池电压采样电路；所述采样备份模块包括备份电池电压检测电路，备份电池电压检测电路又包含备
份单体电池电压采样电路、组合电池电压采样电路、整组电池电压采样电路；
[0011]所述分流模块包括主份分流电路、备份分流电路和分流电阻；其中：
[0012]主份电池电压检测电路、主份接口编译码电路均与主份状态检测电路连接，主份DC/DC分别与主份电池电压检测电路、主份接口编译码电路、主份继电器驱动电路、主份状态检测电路连接；所述主份接口编译码电路和主份接口电路连接；所述主份状态检测电路与主份分流电路、Bypass矩阵指令电路连接；所述主份继电器驱动电路和主份分流电路连接；所述备份电池电压检测电路、备份接口编译码电路与备份状态检测电路连接，备份DC/DC分别与备份电池电压检测电路、备份接口编译码电路、备份继电器驱动电路、备份状态检测电路连接；所述备份接口编译码电路和备份接口电路连接；所述备份状态检测电路与备份分流电路、Bypass矩阵指令电路连接；所述备份继电器驱动电路和备份分流电路连接；所述主份分流电路、备份分流电路与分流电阻连接；所述主份继电器驱动电路、备份继电器驱动电路与Bypass矩阵指令电路连接。
[0013]优选地：所述主份电池电压检测电路包括主份单体电池电压采样电路、组合电池电压采样电路、整组电池电压采样电路；所述备份电池电压检测电路包括备份单体电池电压采样电路、组合电池电压采样电路、整组电池电压采样电路；
[0014]优选地：两个电池电压检测电路对单体电池、组合电池及整组蓄电池组电压进行检测；两个接口编译码电路均包括编码电路和译码电路；其中：所述编码电路完成电池电压、均衡开关及Bypass开关工作状态的数据编码，以总线数据格式发送到服务舱综合电子，根据上传的数据，服务舱综合电子通过总线发出均衡指令或Bypass指令给接口电路；译码电路对指令进行译码，控制分流电路进行均衡或Bypass开关操作，当服务舱综合电子再次通过总线发出的数据使能时序时，状态信号回传到编码电路，实现均衡/Bypass操作和均衡/Bypass状态回读。
[0015]优选地：所述Bypass模块在锂离子电池组寿命末期或单体电池出现异常时，通过Bypass驱动电路将与锂离子电池组并联的Bypass装置接入，使异常单体锂离子电池被旁路掉。
[0016]优选地：所述主份DC/DC和备份DC/DC的输入为100V卫星平台母线，输出为+28V电路、+12V、
‑
12V和+5V。
[0017]优选地：所述Bypass驱动电路采用矩阵式指令驱动电路，用7乘7矩阵形式的输出接口实现49路的指令输出；每条指令均有横7个通道之一和纵7个通道之一，双同时接通时才能执行。
[0018]优选地：所述数字模块将电压数字量、均衡、Bypass状态量进行组帧上传到服务舱综合电子，同时对服务舱综合电子发送的均衡指令和Bypass驱动指令进行接收译码，驱动相应的矩阵指令线进行指令执行。
[0019]优选地：所述主份分流电路和备份分流电路采用矩阵形式的7乘7的输出接口实现49路的指令输出；每条指令均有横7个通道之一和纵7个通道之一，双同时接通时才能执行。
[0020]本专利技术具有的优点和技术效果是：
[0021]1、本专利技术通用性强。单机为独立式单机，灵活便捷，便于整星任意位置选位安装。整个单机由5种标准化功能电路模块构成，包括二次电源模块、采样模块、均衡模块、Bypass模块、遥测遥控模块；
[0022]2、本专利技术适用性广。满足一般高轨卫星蓄电池组的串联单体的使用要求，管控单体串联数为20节～22节，覆盖了其他卫星平台蓄电池组(7节、9节)的使用要求；
[0023]3、本专利技术可维修性高。采用标准化模块设计，根据用户需求灵活配置功能电路数量，维修方便，整模块可随时、及时更换；
[0024]4、本专利技术可靠性高。整机采用冷备份工作模式，所有功能模块电路(二次电源模块、采样模块、均衡模块、Bypass模块、遥测遥控模块)均采用了主备份设计；在采样模块电路中，分为三部分：单体电压采样、小组合采样、蓄电池组总压采样，多维度测试结果对比、佐证，保证蓄电池组采样的有效性；在均衡和旁路模块采用矩阵式驱动电路设计，满足功能前提下高效利用资本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高轨卫星用独立式蓄电池管理装置，其特征在于，包括二次电源模块、Bypass模块、采样模块、数字模块和分流模块；其中：所述Bypass模块包括相互连接的Bypass驱动功率电路和Bypass矩阵指令电路；所述Bypass模块通过Bypass驱动母线与与每节单体电池Bypass组件连接；所述二次电源模块包括主份单元和备份单元；所述主份单元包括相互连接的主份DC/DC和主份加电电路；所述备份单元包括相互连接的备份DC/DC和备份加电电路；所述数字模块包括数字主份模块和数字备份模块；所述数字主份模块包括主份接口编译码电路、主份继电器驱动电路、主份接口电路和主份状态检测电路；所述数字备份模块包括备份接口编译码电路、备份继电器驱动电路、备份接口电路和备份状态检测电路；所述采样模块包括主份电池电压检测电路和备份电池电压检测电路；主份电池电压检测电路又包含主份单体电池电压采样电路、组合电池电压采样电路、整组电池电压采样电路；所述采样备份模块包括备份电池电压检测电路，备份电池电压检测电路又包含备份单体电池电压采样电路、组合电池电压采样电路、整组电池电压采样电路；所述分流模块包括主份分流电路、备份分流电路和分流电阻；其中：主份电池电压检测电路、主份接口编译码电路均与主份状态检测电路连接，主份DC/DC分别与主份电池电压检测电路、主份接口编译码电路、主份继电器驱动电路、主份状态检测电路连接；所述主份接口编译码电路和主份接口电路连接；所述主份状态检测电路与主份分流电路、Bypass矩阵指令电路连接；所述主份继电器驱动电路和主份分流电路连接；所述备份电池电压检测电路、备份接口编译码电路与备份状态检测电路连接，备份DC/DC分别与备份电池电压检测电路、备份接口编译码电路、备份继电器驱动电路、备份状态检测电路连接；所述备份接口编译码电路和备份接口电路连接；所述备份状态检测电路与备份分流电路、Bypass矩阵指令电路连接；所述备份继电器驱动电路和备份分流电路连接；所述主份分流电路、备份分流电路与分流电阻连接；所述主份继电器驱动电路、备份继电器驱动电路与Bypass矩阵指令电路连接。2.根据权利要求1所述的高轨卫星用独立式蓄电池管理装置，其特征在于：所述主份电池电压检测电路包括主份单体电...

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