[發明專利]鋰離子蓄電池單體電壓采樣系統及其采樣方法

在審

• 申請號: 202211043435.5
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115494395A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 楊國文;沐楊;鄒元威;陳棟;陳奕新;劉詠暉
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R19/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明公開了一種鋰離子蓄電池單體電壓采樣系統，包括蓄電池單體電壓采樣電路、溫度采樣模塊和溫度補償模塊，蓄電池單體電壓采樣電路用于獲取蓄電池單體電壓采樣值，溫度采樣模塊獲取蓄電池單體電壓采樣電路的工作溫度，溫度補償模塊將工作溫度代入溫度補償模型，得到蓄電池單體電壓補償值；本發明還公開了一種鋰離子蓄電池單體電壓采樣方法，首先進行溫度補償模型擬合，再利用擬合后的溫度補償模型對工作溫度下蓄電池單體電壓采樣值進行補償，得到蓄電池單體電壓補償值。本發明降低了因溫度變化而引起的采樣誤差，提高了采樣系統的可靠性和溫度適應性。

技術領域

本發明屬于衛星用鋰離子蓄電池在軌管理技術領域，具體涉及一種鋰離子蓄電池單體電壓采樣系統及其采樣方法。

背景技術

鋰離子蓄電池組具有比能量高、循環壽命長、溫度適應范圍廣等優點，已逐步取代鎘鎳蓄電池和氫鎳蓄電池，被廣泛應用于衛星電源領域。鋰離子蓄電池組是由多個鋰離子蓄電池單體串并聯而成，各電池單體之間的電壓差異影響電池組的使用壽命。為了延長鋰離子蓄電池組的使用壽命，蓄電池在軌管理必須依據各個單體的電壓進行均衡控制，減小各個電池單體之間的差異性。

蓄電池單體電壓采樣是均衡控制的基礎，其精度直接影響著均衡控制效果。鋰離子蓄電池電壓采樣精度受到多種因素影響，如采樣電路拓撲結構、元器件質量等級、電路工作溫度等。現有技術主要針對采樣電路拓撲結構以及元器件參數進行優化，而忽視了環境溫度對蓄電池單體電壓采樣的影響。如CN104237806A公開了一種鋰離子蓄電池組單體電池采樣裝置、系統及其方法，其主要技術特征在于從拓撲結構上提高蓄電池單體電壓采樣精度，而未考慮環境溫度對蓄電池單體電壓采樣精度的影響。在軌衛星的蓄電池單體電壓采樣電路工作溫度變化范圍較大，可達-25℃～70℃，因此需要減小采樣電路工作溫度對采樣精度的影響，本發明即基于此提出。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種鋰離子蓄電池單體電壓采樣系統及其采樣方法，解決了環境溫度對蓄電池單體電壓采樣精度影響大的技術問題。本發明降低了因溫度變化而引起的采樣誤差，提高了采樣系統的可靠性和溫度適應性。

為實現上述發明目的，本發明提供如下技術方案：

一種鋰離子蓄電池單體電壓采樣方法，包括：

溫度補償模型擬合階段：

建立溫度補償模型，所述溫度補償模型為表達蓄電池單體電壓采樣電路溫度、蓄電池單體電壓采樣值和蓄電池單體電壓補償值之間關系的擬合模型；

使蓄電池單體電壓采樣電路的溫度分別為試驗溫度T₀,T₁,T₂,...,T_n；

利用蓄電池單體電壓采樣電路，獲取蓄電池單體電壓真實值為V_Z時，各試驗溫度下蓄電池單體電壓采樣值V₀,V₁,V₂,…,V_n；

基于V_Z、T₀,T₁,T₂,…,T_n和V₀,V₁,V₂,…,V_n確定溫度補償模型中的擬合系數，完成溫度補償模型的擬合；n為大于2的整數；

真實工作階段：

獲取蓄電池單體電壓采樣電路的工作溫度T和蓄電池單體電壓采樣值V；

將蓄電池單體電壓采樣電路的工作溫度T和蓄電池單體電壓采樣值V代入擬合后的溫度補償模型中，得到蓄電池單體電壓采樣電路的工作溫度T時的蓄電池單體電壓補償值。