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宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法技术

技术编号:40676664 阅读:4 留言:0更新日期:2024-03-18 19:14
本发明专利技术涉及一种宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,用于验证具有封闭环境的超高压宇航用箱式蓄电池组在真空环境下的使用安全性,防止在轨发生低气压放电事故。针对超过330V工作电压的箱式蓄电池组在低气压环境下有发生低气压放电的危险,通过建立地面验证模型,在地面试验中使用真空罐验证电池组内部降压过程压力变化、升温过程中的压力变化,并加载通电验证安全性,得到最小降压时间T,得到产品升温时内部压力P的空间应用安全使用要求,确保超高压箱式蓄电池组不会在发射入轨过程中和在轨使用过程中产生低气压放电危害,避免电池组或其它设备损伤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于蓄电池组安全性验证,涉及宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法


技术介绍

1、蓄电池产品在宇航领域应用极为广泛,例如航天行业,作为飞行器的储能设备,为航天器的长期稳定运行发挥了巨大的作用。

2、航天飞行器在发射入轨过程中会经历气压从常压逐渐降低至真空状态的过程,因此,蓄电池组的低气压放电防护是蓄电池组使用安全性的关键一环。常规飞行器用蓄电池组工作电压一般不超过100v,一般飞行器的高压载荷采用的蓄电池组电压也不超过150v,根据低气压放电防护要求,低于300v的低电压环境下绝缘设计满足耐压要求时即符合低气压放电防护要求。随着空间应用技术的发展,航天飞行器载荷的工作电压最高已达到近800v。工作电压超过约330v时,在某一特定低气压(空气)环境下其低气压放电安全间距会显著增大。因此宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电防护对蓄电池组使用安全性起着至关重要的作用,迫切需要设计一种具有通用性的宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,以避免低气压放电事故的发生。


技术实现思路

1、本专利技术解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提出宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,通过地面试验得到超高压箱式蓄电池组在轨使用的安全参数,用于确保超高压箱式蓄电池组空间使用的安全性,避免低气压放电事故的发生。

2、本专利技术解决技术的方案是:提供一种宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,通过该验证方法可在地面试验中验证超高压箱式蓄电池组的排气设计是否符合飞行器在轨环境要求,得到超高压箱式蓄电池组在轨安全使用所需的最少泻压时间和箱式蓄电池组最高安全工作气压,为飞行器入轨后超高压箱式蓄电池组的工作策略制定提供依据,确保电池组不会在发射入轨过程中和在轨使用过程中产生低气压放电危害,避免电池组或其它设备损伤,保障航天任务顺利进行。

3、具体地,本分明提出一种宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,包括如下步骤:

4、s1、设置宇航用超高压箱式蓄电池组各模块之间的串联通路开关;

5、s2、在箱式蓄电池模块上安装高真空电离规监测箱体内部气压;

6、s3、蓄电池模块安装加热器,并监测蓄电池模块温度;

7、s4、将蓄电池组置于真空罐中,断开串联通路开关,连接串联电缆,并监测所有蓄电池电压;

8、s5、将真空罐压力抽至飞行器在轨稳定低气压p1并保持,监测蓄电池组内部压力变化,确认内部压力达到p1的时间t1;

9、s6、接通蓄电池组各模块串联通路开关,蓄电池组加载至最高工作电压,监测所有电池电压状态,确认电压平稳后断开蓄电池组各模块串联通路开关;

10、s7、通过加热器将蓄电池组加热至最高工作温度,检测蓄电池箱体内部压力变化,得到内部稳定压力p2;

11、s8、接通蓄电池组各模块串联通路开关,蓄电池组加载至最高工作电压,监测所有电池电压状态,确认电压平稳后断开蓄电池组各模块串联通路开关;

12、s9、停止蓄电池模块加热,将真空罐压力调整至飞行器在轨工作时舱内最高气压p3,保持气压稳定直至蓄电池箱体内部压力达到p3,若p3大于p2则转入s10,否则直接转入s11;

13、s10、接通蓄电池组各模块串联通路开关,蓄电池组加载至最高工作电压,监测所有电池电压状态,确认电压平稳后断开蓄电池组各模块串联通路开关;

14、s11、通过加热器将蓄电池组加热至最高工作温度,检测蓄电池箱体内部压力变化,得到内部稳定压力p4;

15、s12、接通蓄电池组各模块串联通路开关,蓄电池组加载至最高工作电压,监测所有电池电压状态,确认电压平稳时断开蓄电池组各模块串联通路开关;

16、s13、检查蓄电池内部状态和试验后电压状态,若无烧蚀痕迹和电压异常,确认电池组在低气压试验过程中无低气压放电事故。

17、进一步的,所述宇航用超高压箱式蓄电池组工作电压超过330v,采取模块串联设计,单模块最高工作电压不超过330v。

18、进一步的,在步骤s5中,将真空罐压力按不高于飞行器入轨压降速率要求抽至飞行器在轨稳定低气压p1。

19、进一步的,若s6、s8、s10、s12任一步骤中出现加载电压不稳定情况时,增加排气装置或扩大排气装置透气面积,重复执行对应步骤,直至该步骤加载电压稳定。

20、进一步的,步骤s5所述时间t1为最少泻压时间,对应飞行器入轨后接通电池组各模块串联通路开关的最短时间。

21、进一步的,步骤s11所述内部稳定压力p4为超高压箱式蓄电池组的最高安全工作气压。

22、进一步的,步骤s3安装的加热器用于将电池组温度均匀加热至最高工作温度。

23、本专利技术与现有技术相比的有益效果是:

24、本专利技术首次提出一种宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,通过该方法在地面测试中得到安全使用参数,用于制定飞行器在轨使用策略,确保宇航用超高压箱式蓄电池组入轨过程和在轨使用过程中不会发生低气压放电事故,为宇航用超高压箱式蓄电池组使用安全性提供保障。

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【技术保护点】

1.宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,其特征在于,所述宇航用超高压箱式蓄电池组工作电压超过330V,采取模块串联设计,单模块最高工作电压不超过330V。

3.根据权利要求1所述的宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,其特征在于,在步骤S5中,将真空罐压力按不高于飞行器入轨压降速率要求抽至飞行器在轨稳定低气压P1。

4.根据权利要求1所述的宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,其特征在于,若S6、S8、S10、S12任一步骤中出现加载电压不稳定情况时,增加排气装置或扩大排气装置透气面积,重复执行对应步骤,直至该步骤加载电压稳定。

5.根据权利要求1所述的宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,其特征在于,步骤S5所述时间t1为最少泻压时间,对应飞行器入轨后接通电池组各模块串联通路开关的最短时间。

6.根据权利要求1所述的宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,其特征在于,步骤S11所述内部稳定压力P4为超高压箱式蓄电池组的最高安全工作气压。

7.根据权利要求1所述的宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,其特征在于,步骤S3安装的加热器用于将电池组温度均匀加热至最高工作温度。

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【技术特征摘要】

1.宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,其特征在于,所述宇航用超高压箱式蓄电池组工作电压超过330v,采取模块串联设计,单模块最高工作电压不超过330v。

3.根据权利要求1所述的宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,其特征在于,在步骤s5中,将真空罐压力按不高于飞行器入轨压降速率要求抽至飞行器在轨稳定低气压p1。

4.根据权利要求1所述的宇航用超高压箱式蓄电池组的低气压放电安全性验证方法,其特征在于,若s6、s8、s10、s12任一步骤中出现加载电...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴惠民刘俊杰陈海锋董宇周英洁潘延林
申请(专利权)人:上海空间电源研究所
类型:发明
国别省市:

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