【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航天航空的，具体地，涉及卫星蓄电池组控温装置及方法。特别是卫星蓄电池组低能耗低电流波动的控温装置及方法。
技术介绍
1、蓄电池组为卫星重要单机，为整星提供非太阳电池阵供电时的能源，对温度有着特殊要求。电池工作时温度范围为+10～+30℃之间，贮存时温度范围为-10～+10℃之间。电池充放电工作时存在热耗，不工作时热耗为0。对于安装到散热侧板上的蓄电池，一般采用电加热器进行温度补偿，这导致热补偿能耗较大。
2、传统的单路或几路电加热器设置相同阈值控温策略，控温功率大，电流波动频繁且幅度大。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种卫星蓄电池组控温装置及方法。
2、根据本专利技术提供的一种卫星蓄电池组控温装置，包括：结构板1、热管2、隔热板3、电加热器4、蓄电池组5、星内多层隔热组件6、星外多层隔热组件7；
3、蓄电池组5通过隔热板3安装到结构板1上，电加热器4粘贴蓄电池组5底部，电加热器4共n路，n≥2，n路电加热器4的阻值均不相同，按阻值升序排列为q1＜q2……＜qn，qn表示第n路电加热器；
4、热管2预埋在蓄电池组5底部安装区域，热管2预埋区域为电池安装区域；结构板1的电池安装区域星外侧均包覆星外多层隔热组件7；星内多层隔热组件6包覆在蓄电池组5外侧。
5、优选地，隔热板3中部镂空，电加热器4位置处于隔热板3的镂空区域；隔热板3的材料为聚酰亚胺或玻璃钢等低导热系数绝缘材料。>
6、优选地，星内多层隔热组件6最外层为镀铝聚酯薄膜，隔绝舱内温度对蓄电池组5的影响。
7、优选地，结构板1舱内喷涂黑漆或白漆高红外发射率涂层，结构板1外侧除电池安装区域外均粘贴osr片或喷涂白漆，为整星提供散热面。
8、优选地，电池安装区域包覆的星外多层隔热组件7的最外层聚酰亚胺薄膜镀铝二次表面镜或f46薄膜镀银二次表面镜。
9、优选地，电加热器2采用聚酰亚胺薄膜型加热片。
10、优选地，薄膜型加热片阻值非均匀布置，使得蓄电池组电池底部中心区域阻值密度低，四周区域阻值密度高；加热片内路数不低于2路。
11、根据本专利技术提供的一种卫星蓄电池组的控温方法，采用多路电加热器分设阶梯阈值的控温策略，实现作为蓄电池组的锂电池组控温目标为【td，tu】，其中，(tu-td)/n≥ts，ts为软件能够识别的最小温度分层值，所述控温策略如下：
12、(1)将n路电加热器的阈值均设为【td，tu】，当控温点温度低于td，n路电加热器均开启；当控温点温度高于tu，n路电加热器均关闭；
13、(2)计算电加热器在一定时间内的占空比α，则蓄电池组电加热器平均功率qave＝α(q1+……+qn)。
14、(3)按照电加热器功率大小排序，q1<……<qn(r1>……>rn)；对电加热器进行分类，使得q1+(qi+……+qj)>qave>(qi+……+qj)；rn表示第n个电加热器的阻值；
15、(4)电加热器组(qi+……+qj)从小到大排序，分别将阈值设置为【tu，thi】，【thi，thi+1】……【thj-1，thj】，其中tu<thi<thi+1……<thj-1<thj；
16、(5)电加热器q1阈值设置为【td，tu】；
17、(6)剩余的电加热器组(qs+……+qt)按照阻值从大到小排序，分别将阈值设置为【tls，tls+1】……【tlt-1，tlt】，【tlt，td】，其中tls<tls+1<……tlt-1<tlt<td。
18、优选地，电加热器(qi+……+qj)保持常开，电加热器q1保持较长周期开启，其他电加热器关闭。
19、优选地，基于所述的卫星蓄电池组控温装置。
20、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
21、1、本专利技术采用多路电加热器控温，减小电加热器功率，且采用多路电加热器分设阶梯阈值的控温策略，实现某一路电加热器常开或较长周期开启，抑制控温装置的电流波动。
22、2、本专利技术特别是在散热条件改变的条件下(如外热流变化)，电加热器控温自适应调整，降低电流波动频率和幅值。
23、3、本专利技术能抑制控温装置的电流波动。试验结果表明，本专利技术满足了蓄电池的使用温度要求，兼顾减小热补偿功耗，能够减少热补偿功耗40％以上。采用多路电加热器分设阶梯阈值的控温策略，减小电流波动频率和幅值，提高了单机温度稳定度。
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1.一种卫星蓄电池组控温装置，其特征在于，包括：结构板(1)、热管(2)、隔热板(3)、电加热器(4)、蓄电池组(5)、星内多层隔热组件(6)、星外多层隔热组件(7)；
2.根据权利要求1所述的卫星蓄电池组控温装置，其特征在于，隔热板(3)中部镂空，电加热器(4)位置处于隔热板(3)的镂空区域；隔热板(3)的材料为聚酰亚胺或玻璃钢等低导热系数绝缘材料。
3.根据权利要求1所述的卫星蓄电池组控温装置，其特征在于，星内多层隔热组件(6)最外层为镀铝聚酯薄膜，隔绝舱内温度对蓄电池组(5)的影响。
4.根据权利要求1所述的卫星蓄电池组控温装置，其特征在于，结构板(1)舱内喷涂黑漆或白漆高红外发射率涂层，结构板(1)外侧除电池安装区域外均粘贴OSR片或喷涂白漆，为整星提供散热面。
5.根据权利要求4所述的卫星蓄电池组控温装置，其特征在于，电池安装区域包覆的星外多层隔热组件(7)的最外层聚酰亚胺薄膜镀铝二次表面镜或F46薄膜镀银二次表面镜。
6.根据权利要求1所述的卫星蓄电池组控温装置，其特征在于，电加热器(2)采用聚酰亚胺薄膜型加
7.根据权利要求6所述的卫星蓄电池组控温装置，其特征在于，薄膜型加热片阻值非均匀布置，使得蓄电池组电池底部中心区域阻值密度低，四周区域阻值密度高；加热片内路数不低于2路。
8.一种卫星蓄电池组的控温方法，其特征在于，采用多路电加热器分设阶梯阈值的控温策略，实现作为蓄电池组的锂电池组控温目标为【TD，TU】，其中，(TU-TD)/N≥Ts，Ts为软件能够识别的最小温度分层值，所述控温策略如下：
9.根据权利要求8所述的卫星蓄电池组的控温方法，其特征在于，电加热器(Qi+……+Qj)保持常开，电加热器Q1保持较长周期开启，其他电加热器关闭。
10.根据权利要求8所述的卫星蓄电池组的控温方法，其特征在于，基于权利要求1至8中任一项所述的卫星蓄电池组控温装置。
...【技术特征摘要】
1.一种卫星蓄电池组控温装置，其特征在于，包括：结构板(1)、热管(2)、隔热板(3)、电加热器(4)、蓄电池组(5)、星内多层隔热组件(6)、星外多层隔热组件(7)；
2.根据权利要求1所述的卫星蓄电池组控温装置，其特征在于，隔热板(3)中部镂空，电加热器(4)位置处于隔热板(3)的镂空区域；隔热板(3)的材料为聚酰亚胺或玻璃钢等低导热系数绝缘材料。
3.根据权利要求1所述的卫星蓄电池组控温装置，其特征在于，星内多层隔热组件(6)最外层为镀铝聚酯薄膜，隔绝舱内温度对蓄电池组(5)的影响。
4.根据权利要求1所述的卫星蓄电池组控温装置，其特征在于，结构板(1)舱内喷涂黑漆或白漆高红外发射率涂层，结构板(1)外侧除电池安装区域外均粘贴osr片或喷涂白漆，为整星提供散热面。
5.根据权利要求4所述的卫星蓄电池组控温装置，其特征在于，电池安装区域包覆的星外多层隔热组件(7)的最外层聚酰亚胺薄膜镀铝二次表...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈彬彬，徐涛，孙大强，程梅苏，杨尚宁，腊栋，臧明，包泽彬，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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