[發明專利]非獨立熱設計的鋰電池溫度控制方法

在審

• 申請號: 202010104945.3
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111370805A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 王彥;劉煒葳;趙吉喆;翟載騰;張濟民;胡炳亭;陳彬彬;康奧峰;程梅蘇
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/617;H01M10/62;H01M10/63;H01M10/655;H01M10/6552;H01M10/6571
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明涉及熱控技術領域內的一種非獨立熱設計的鋰電池溫度控制方法，包括以下步驟：S1，選取鋰電池散熱面區域，所述鋰電池散熱面區域為附近外熱流環境相對穩定的區域；S2，獲取鋰電池與安裝板表面所需的半球發射率，所述半球發射率通過仿真分析獲得；S3，調節綜合半球發射率，所述綜合半球發射率為通過在鋰電池外表面和\或鋰電池安裝板表面粘貼金屬化塑料薄膜熱控帶進行調節；S4，通過鋰電池安裝板內的預埋熱管實現鋰電池各單體溫度均勻化；S5通過在鋰電池單體表面和預埋熱管上粘貼加熱片。本發明適用于由于衛星構型布局限制導致電池無法直接安裝到外熱流相對穩定散熱面上的溫度控制。

技術領域

本發明涉及熱控技術領域，具體是一種非獨立熱設計的鋰電池溫度控制方法。

背景技術

在航天熱控設計中，因鋰電池的溫度水平和溫度穩定性要求比其它單機高，因此，在衛星構型布局允許條件下，通常在整星散熱面上單獨規劃一塊區域作為鋰電池的散熱面，然后將鋰電池整體包覆多層隔熱組件大大降低其與周圍環境的輻射換熱，通過在鋰電池單體和預埋熱管上粘貼電加熱器，實現其溫度補償。

然而，衛星構型的多樣化和高集成度，使得鋰電池不能直接安裝在散熱面上。因此，電池與周圍熱環境有輻射熱交換，并且電池需要與其它單機共用預埋熱管，這對實現其溫度的水平和穩定性控制大大不利。這時，首先，需要考慮尋求外熱流穩定的散熱面并與總體布局達成一致；其次，需要綜合考慮與電池共用安裝板的其它單機的工作模式進行熱管的優化布局。再其次，為了實現電池溫度水平的控制，要對其表面和(或)安裝板的光學屬性進行合理的優化。最后，電池單體和預埋熱管上粘貼加熱片對低溫進行熱補償。最終實現鋰電池的溫度控制。

經對現有技術的檢索，申請號為CN201710624379.7的中國發明專利公開了一種鋰電池在軌熱控裝置，另外，航天器環境工程刊登了一篇名為“熱控涂層紅外發射率對GEO衛星蓄電池溫度波動的影響”和第五屆空間熱物理會議一篇名為“通信衛星氫鎳蓄電池組熱控設計”都對蓄電池的熱設計進行了敘述。但是三者的共同點為：衛星可為蓄電池熱控提供獨立的散熱面，在此基礎上，進行其它的包括安裝板涂層選擇、散熱面鋪設熱管、電池包覆多層隔熱組件等熱設計。但是這些熱控方式無法有效解決無獨立散熱面下蓄電池熱量排散的問題。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種非獨立熱設計的鋰電池溫度控制方法。

根據本發明提供的一種非獨立熱設計的鋰電池溫度控制方法，包括以下步驟：

S1，選取鋰電池散熱面區域，所述鋰電池散熱面區域為附近外熱流環境相對穩定的區域；

S2，獲取鋰電池與安裝板表面所需的半球發射率，所述半球發射率通過仿真分析獲得；

S3，調節綜合半球發射率，所述綜合半球發射率為通過在鋰電池外表面和\或鋰電池安裝板表面粘貼金屬化塑料薄膜熱控帶進行調節；

S4，鋰電池各單體溫度均勻化，所述鋰電池單體溫度均勻化通過鋰電池安裝板內的預埋熱管實現；

S5，實現低溫條件鋰電池的熱補償,所述低溫條件鋰電池的熱補償通過在鋰電池單體表面和預埋熱管上粘貼加熱片獲得。

一些實施方式中，所述步驟S2中，涂層退化和鋰電池最佳工作溫度為所述仿真分析考慮因素。

一些實施方式中，所述步驟S3中，所述綜合半球發射率的結果以仿真結果為準。

一些實施方式中，所述步驟S3中，所述金屬化塑料薄膜熱控帶通過雙面壓敏膠粘貼在鋰電池外表面和\或鋰電池安裝板表面。

一些實施方式中，所述步驟S3中，所述金屬化塑料薄膜熱控帶為鍍鋁聚酯薄膜、鍍金聚酯薄膜、鍍鋁聚酰亞胺薄膜或鍍金聚酰亞胺薄膜。

一些實施方式中，所述步驟S4中，所述鋰電池與其工作模式互補的單機通過所述預埋熱管串聯。