[發明專利]一種空間用鋰離子蓄電池充電過溫保護方法

在審

• 申請號: 201710629357.X
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107516918A
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 葛茂艷;屈誠志;沈冰冰;王田;周世亮;張思義;唐筱
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02H7/18;H02H5/04
• 代理公司: 上海航天局專利中心31107
• 代理人: 金家山

技術領域

本發明涉及鋰離子蓄電池充電控制技術，尤其涉及空間用鋰離子蓄電池充電過溫保護方法。

背景技術

鋰離子蓄電池具有比能量大、充放電壽命長、自放電率低等特點，目前鋰離子蓄電池的應用越來越廣泛，在航天領域，鋰離子蓄電池成為替代鎘鎳、鎳氫電池的第三代衛星用儲能電源。與鎘鎳、鎳氫電池不同，鋰離子蓄電池對充電控制的要求較高，且在充電過程中禁止出現過溫的情況。鋰離子電池安全性問題要素中最關鍵的就是電池內部的溫度，鋰離子蓄電池允許工作溫度最大范圍為10℃～45℃(不同壽命時期，溫度范圍可調整)，如果由于鋰離子蓄電池過充或過放、或者空間飛行器艙內熱控失效，而引起鋰離子蓄電池出現過溫，當溫度升高到一定程度時會引起一系列副反應，導致熱失控，可能會導致蓄電池發生起火爆炸，造成嚴重后果。因此，為了滿足鋰離子蓄電池在軌使用的安全性要求，尤其對于載人空間飛行器，必須要根據蓄電池的特性進行充電過溫保護控制，并能夠在軌自主過溫控制，防止由于蓄電池工作環境溫度異?；蜃陨砉ぷ鳟惓Ｊ沟眯铍姵販囟冗^高而引發安全性問題。

一般鋰離子蓄電池充電過溫保護方法是采用軟件控制，若產品在軌工作時下位機故障，且無人監控的情況下，為防止由于熱控失效等故障導致蓄電池組過溫，引發安全問題，對鋰離子蓄電池設置了硬件過溫保護措施，自主對蓄電池組進行健康管理。

發明內容

本發明解決的問題是對空間用鋰離子蓄電池進行軟件過溫和硬件過溫雙重保護，確保鋰離子蓄電池在軌充電時不會出現過溫現象。

為實現上述目的，采用如下技術方案，一種空間用鋰離子蓄電池充電過溫保護方法，包括軟件過溫保護和硬件過溫保護，所述鋰離子蓄電池由模塊a和模塊b串聯組成，獲得所述鋰離子蓄電池模塊a和模塊b的軟件溫度測量值Ta1、Ta2、Ta3和Tb1、Tb2、Tb3，硬件溫度測量值Ta4和Tb4，提供設定值，所述設定值包括設定值1，設定值2及設定值3，以進行軟件過溫保護和硬件過溫保護控制，軟件過溫保護和硬件過溫保護均以模塊為單位進行。

可選的，所述軟件過溫保護包括判斷模式1：所述蓄電池模塊a軟件測溫點Ta1、Ta2、Ta3，取3個測溫點的中間值，與設定值進行比較，得到模塊a軟件過溫保護判斷值；所述軟件過溫保護判斷模式1：蓄電池模塊b軟件測溫點Tb1、Tb2、Tb3，取3個測溫點的中間值，與設定值進行比較，得到模塊b軟件過溫保護判斷值。

可選的，所述設定值包括設定值1和設定值2，當任意模塊過溫保護判斷值連續n次采集均超過設定值1時，進行軟件過溫報警；任意模塊過溫保護判斷值連續n次采集均超過設定值2時，進行軟件過溫保護，下位機設置相應I/O狀態，發送指令斷開充電回路。

可選的，所述軟件過溫保護包括判斷模式2：蓄電池模塊a軟件測溫點Ta1、Ta2、Ta3，蓄電池模塊b軟件測溫點Tb1、Tb2、Tb3，將模塊a和模塊b軟件測溫點分成三組：Ta1和Tb1、Ta2和Tb2、Ta3和Tb3，指定三組中的任意一組進行軟件過溫保護判斷。

可選的，當指定組中任意一個測溫值連續n次采集均超過設定值1時，進行軟件過溫報警；指定組中任意一個測溫值連續n次采集均超過設定值2時，進行軟件過溫保護，下位機設置相應I/O狀態，發送指令斷開充電回路。

可選的，所述硬件過溫保護包括：蓄電池模塊a硬件測溫點Ta4，模塊b硬件測溫點Tb4，當任意一個蓄電池模塊硬件溫度測量值大于設定值3時，進行硬件過溫保護，硬件過溫保護電路發出指令斷開充電回路。

可選的，所述設定值1可在軌調整，通過參數注入的方式進行設置。

可選的，所述設定值2可在軌調整，通過參數注入的方式進行設置，且設定值2應大于設定值1。

可選的，所述設定值3為固定值。

可選的，所述軟件過溫保護可通過上行指令將該功能設置為禁止或允許。

可選的，所述硬件過溫保護作為軟件過溫保護的備份，當軟件過溫保護失效時，自動切換或通過上行指令人工切換至硬件過溫保護方式。

本發明涉及一種空間用鋰離子蓄電池充電過溫保護方法，采用軟件過溫保護和硬件過溫保護相結合的方式，提高了空間用鋰離子蓄電池過溫保護方法的可靠性，確保鋰離子蓄電池在軌使用時不會由于過溫而引起安全性問題。

附圖說明

附圖1是本發明空間用鋰離子蓄電池充電過溫保護方法示意圖；

附圖2是本發明軟件過溫保護流程圖；

附圖3是本發明硬件過溫保護示意圖。

具體實施方式