[發(fā)明專利]一種空間用鋰離子蓄電池組均衡分流集成系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710718532.2
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107681710B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃軍;陳海濤;陳杰;何小斌;丁一寧;鄭磊;李開宇
• 申請（專利權(quán)）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 朱成之

本發(fā)明公開了一種空間用鋰離子蓄電池組均衡分流集成系統(tǒng)，包含若干均衡分流集成模塊，每個所述的均衡分流集成模塊包含：均衡控制指令隔離模塊，用于將主、備份均衡控制信號隔離；主份均衡模塊、備份均衡模塊，其與均衡控制指令隔離模塊相連，用于對主/備份均衡控制信號分流。本發(fā)明構(gòu)建高集成、高精度、高可靠的鋰離子蓄電池組均衡分流模塊，實(shí)現(xiàn)高壓蓄電池組高可靠分流，并簡化均衡分流電路的規(guī)模，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高集成設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種空間領(lǐng)域中航天電源鋰離子蓄電池儲能系統(tǒng)的高集成度均衡技術(shù)，特別涉及一種空間用鋰離子蓄電池組均衡分流集成系統(tǒng)。

背景技術(shù)

空間探測是當(dāng)今世界科技發(fā)展的前沿領(lǐng)域，具有很強(qiáng)的基礎(chǔ)性、前瞻性、創(chuàng)新性和帶動性。人類的航天活動一般可分為地球應(yīng)用衛(wèi)星、載人航天和深空探測三大領(lǐng)域，開展空間活動，是航天技術(shù)發(fā)展的必然選擇，也是人類進(jìn)一步了解宇宙、認(rèn)識太陽系、探索地球與生命的起源和演化、獲取更多科學(xué)認(rèn)識的必須手段。電源分系統(tǒng)作為空間飛行器的重要分系統(tǒng)之一，將提供飛行器執(zhí)行試驗(yàn)驗(yàn)證任務(wù)所需能量來源，當(dāng)前，隨著空間電源系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)步，鋰離子蓄電池組擔(dān)負(fù)著為平臺載荷在陰影期供電的任務(wù)。由鋰離子串聯(lián)蓄電池單體串聯(lián)形成蓄電池組，雖然通過篩選等嚴(yán)格工藝控制能保證鋰離子蓄電池較好的一致性，但是考慮到電池本身自放電效應(yīng)、載荷放電特性以及重復(fù)循環(huán)使用要求，使得高功率鋰離子蓄電池組在使用過程中不可避免會出現(xiàn)單體電壓的不均衡，若不采取有效措施，這種不均衡度會急劇惡化，因此對于空間用高壓蓄電池組進(jìn)行均衡管理具有重要意義。為了保證飛行器滿足任務(wù)壽命要求，蓄電池組必須進(jìn)行高性能的均衡管理方能確保性能滿足要求，隨著不同類型航天器對電源系統(tǒng)鋰離子蓄電池組提出的不同要求，在進(jìn)行蓄電池組均衡分流電路設(shè)計(jì)時，傳統(tǒng)的分離器件方案無論在可靠性、高集成性、節(jié)省研制周期等方面均存在不利影響，且不利于分流功能單元標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)。因此，本發(fā)明提出采用標(biāo)準(zhǔn)化電路以及先進(jìn)的厚膜電路工藝進(jìn)行均衡功能單元的標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，有利于解決當(dāng)前航天器電源系統(tǒng)研制過程中高可靠均衡電路快速設(shè)計(jì)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種空間用鋰離子蓄電池組均衡分流集成系統(tǒng)，構(gòu)建高集成、高精度、高可靠的鋰離子蓄電池組均衡分流模塊，實(shí)現(xiàn)高壓蓄電池組高可靠分流，并簡化均衡分流電路的規(guī)模，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高集成設(shè)計(jì)。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種空間用鋰離子蓄電池組均衡分流集成系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，包含若干均衡分流集成模塊，每個所述的均衡分流集成模塊包含：

均衡控制指令隔離模塊，用于將主、備份均衡控制信號隔離；

主份均衡模塊、備份均衡模塊，其與均衡控制指令隔離模塊相連，用于對主/備份均衡控制信號分流。

所述的均衡控制指令隔離模塊包含：第一二極管和第二二極管。

所述的主份均衡模塊包含：

一對主份串聯(lián)均衡開關(guān)驅(qū)動單元、分別與一對主份串聯(lián)均衡開關(guān)驅(qū)動單元相連的主份串聯(lián)均衡開關(guān)；

所述的主份串聯(lián)均衡開關(guān)驅(qū)動單元用于對主份均衡控制信號進(jìn)行放大并驅(qū)動主份串聯(lián)均衡開關(guān)。

每個所述的主份串聯(lián)均衡開關(guān)驅(qū)動單元包含：

第一三極管，其基極通過限流電阻連接于第一二極管的輸出端；

第二三極管，其基極通過限流電阻連接于第一三極管的集電極，且第二三極管的基極與發(fā)射極之間連接一電阻。

所述的主份串聯(lián)均衡開關(guān)包含：相串聯(lián)的第一開關(guān)管和第二開關(guān)管，所述的第一開關(guān)管連接于其中一個主份串聯(lián)均衡開關(guān)驅(qū)動單元的第二三極管的集電極，所述的第二開關(guān)管連接于另一個主份串聯(lián)均衡開關(guān)驅(qū)動單元的第二三極管的集電極。

所述的備份均衡模塊包含：