一種空間用鋰離子蓄電池組功率電路連接方法與流程

本發明涉及一種空間用鋰離子蓄電池組功率電路連接方法，屬于空間電源。

背景技術：

1、空間用鋰離子蓄電池組由數十只蓄電池單體串并聯組成，當蓄電池組中單體數目較多、重量和體積較大時，為了便于單機裝配、測試、運輸及整星安裝，會將這些蓄電池單體先組裝成幾個模塊，模塊中供電功率正極和負極通過導線連接到電連接器上，模塊之間供電功率正極和負極之間通過連接電纜和模塊中功率電連接器進行串聯或并聯組成蓄電池組實現對飛行器負載供電。然而，進行模塊之間進行功率并聯時，不同模塊之間單體性能不可能完全相同，經過測試、儲存、擱置等過程后，模塊之間存在電壓差，電壓差達到一定數值，進行功率正負電連接器并聯，由于電連接器內接觸件高度不可能完全一致，操作人員連接電纜時，也不能保證電連接器同時完全對齊，這樣電纜上電連接器和產品上電連接器上接觸件只有1個或幾個接觸件率先觸碰，從而發生打火，導致電纜上和產品上電連接器受損，同時也可能對人員造成傷害。

技術實現思路

1、本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，解決了蓄電池組中模塊之間功率電路并聯時打火造成對產品和人員損傷的問題。

2、本發明目的通過以下技術方案予以實現：

3、第一方面，本發明提供一種空間用鋰離子蓄電池組功率電路連接方法，包括：

4、步驟1、分別測量蓄電池模塊a和蓄電池模塊b開路電壓，記下蓄電池模塊a和蓄電池模塊b開路電壓分別為v1，v2；計算兩個模塊之間開路電壓差值δv＝|v2-v1|；

5、步驟2、測量或計算蓄電池模塊a和蓄電池模塊b的直流內阻r1，r2；

6、步驟3、測量或計算蓄電池模塊a和蓄電池模塊b模塊間功率負并聯電纜的電阻r；

7、步驟4、采用模塊間功率負并聯電纜將蓄電池模塊a和蓄電池模塊b的模塊間功率負并聯電連接器連接；

8、步驟5、計算蓄電池模塊a和蓄電池模塊b并聯模塊間功率正并聯電纜時產生的電流i，i＝δv/(r1+r2+r)，若i≤αma，則直接通過模塊間功率正并聯電纜將蓄電池模塊a和蓄電池模塊b的模塊間功率正并聯電連接器連接，然后進入步驟9；其中α為預設電流值；

9、若i＞αma，制作總等效阻值為r的模塊間功率正均衡工藝電纜，用于使蓄電池模塊a和蓄電池模塊b的對外輸出功率正電連接器連接時，通路中的電流i＝δv/(r1+r2+r+r)≤αma，然后進入步驟6；

10、步驟6、通過模塊間功率正均衡工藝電纜將蓄電池模塊a和蓄電池模塊b的對外輸出功率正電連接器并聯在一起，蓄電池模塊a和蓄電池模塊b電壓差值逐漸減少；

11、步驟7、不定期測量蓄電池模塊a實際電壓u1和蓄電池模塊b實際電壓u2，計算i＝|u2-u1|/(r1+r2+r)，直至當i≤αma時，通過模塊間功率正并聯電纜將蓄電池模塊a和蓄電池模塊b的模塊間功率正并聯電連接器連接；

12、步驟8、拆除連接在蓄電池模塊a和蓄電池模塊b對外輸出功率正電連接器上模塊間功率正均衡工藝電纜；

13、步驟9、通過對外輸出功率負電纜將蓄電池模塊a、蓄電池模塊b對外輸出功率負電連接器和飛行器其他設備功率負連接；

14、步驟10、通過對外輸出功率正電纜將蓄電池模塊a、蓄電池模塊b對外輸出功率正電連接器和飛行器其他設備功率正連接。

15、第二方面，本發明提供一種空間鋰離子蓄電池組，包括蓄電池模塊a、蓄電池模塊b、模塊間功率負并聯電纜和模塊間功率正并聯電纜，蓄電池模塊a與蓄電池模塊b通過模塊間功率負并聯電纜、模塊間功率正并聯電纜并聯在一起，從而組成蓄電池組；

16、采用第一方面的空間用鋰離子蓄電池組功率電路連接方法進行連接。

17、本發明相比于現有技術具有如下有益效果：

18、(1)本發明避免了在鋰離子蓄電池模塊功率電路并聯時發生打火，導致電纜上和產品上電連接器受損及對人員造成傷害。

19、(2)本發明通過工藝均衡電纜實現模塊間電壓平衡，改變了以往當模塊間出現電壓差時，須將蓄電池通過專用設備對每個模塊進行充放電方式來均衡電壓，大大簡化操作流程，節省時間，提高效率。

20、(3)本發明鋰離子蓄電池兩個模塊功率正和功率負方向采用鏡像對稱分布，在充放電循環時，兩個模塊電流流向方向相反，能夠實現電池組內部剩磁矩抵消，避免蓄電池組產生剩磁對飛行器其他設備影響。

21、(4)本發明鋰離子蓄電池模塊正負功率電連接器采用不同的型號，功率正連接器采用孔式電連接器，功率負電連接器采用針式電連接器，防止誤操作，導致蓄電池模塊發生短路等安全問題，大大提高蓄電池組可靠性。

22、(5)本發明鋰離子蓄電池模塊通過采用不同數量串聯塊并聯模塊化設計方式，可以根據飛行器負載功耗需求通過串聯塊增減數量進行自由拓展，能適應多種飛行器需求，大大節約了研制費用，縮短了研制周期。

技術特征：

1.一種空間用鋰離子蓄電池組功率電路連接方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的空間用鋰離子蓄電池組功率電路連接方法，其特征在于，空間鋰離子蓄電池組包括蓄電池模塊a、蓄電池模塊b、模塊間功率負并聯電纜和模塊間功率正并聯電纜，蓄電池模塊a與蓄電池模塊b通過模塊間功率負并聯電纜、模塊間功率正并聯電纜并聯在一起，從而組成蓄電池組。

3.根據權利要求2所述的空間用鋰離子蓄電池組功率電路連接方法，其特征在于，蓄電池模塊a和蓄電池模塊b內部單體采用先串后并的方式。

4.根據權利要求3所述的空間用鋰離子蓄電池組功率電路連接方法，其特征在于，蓄電池模塊a和蓄電池模塊b單體串聯數m相同，串聯數m依據飛行器母線電壓體制而定，并聯數n依據飛行器負載功耗、供電時間而定。

5.根據權利要求3所述的空間用鋰離子蓄電池組功率電路連接方法，其特征在于，m只單體串聯組成1列串聯塊，n列串聯塊的功率正、功率負各自通過匯流條并聯組成蓄電池組模塊，蓄電池模塊a和蓄電池模塊b的功率正和功率負各含有2個電連接器，2個功率正電連接器分布在模塊功率正同側，2個功率負電連接器分布模塊功率負同側。

6.根據權利要求5所述的空間用鋰離子蓄電池組功率電路連接方法，其特征在于，每個功率正電連接器或功率負電連接器通過數根或數十根導線分別與蓄電池模塊功率正極或功率負極相連。

7.根據權利要求2所述的空間用鋰離子蓄電池組功率電路連接方法，其特征在于，蓄電池模塊a和蓄電池模塊b的功率正電連接器為對外輸出功率正電連接器，蓄電池模塊a和蓄電池模塊b的功率正電連接器為蓄電池模塊間功率正并聯電連接器，蓄電池模塊a和蓄電池模塊b的功率負電連接器為對外輸出功率負電連接器，蓄電池模塊a和蓄電池模塊b的功率負電連接器為蓄電池模塊間功率負并聯電連接器，蓄電池模塊a和蓄電池模塊b中4個電連接器采用不同的型號。

8.根據權利要求7所述的空間用鋰離子蓄電池組功率電路連接方法，其特征在于，功率正連接器采用孔式電連接器，功率負電連接器采用針式電連接器。

9.根據權利要求2所述的空間用鋰離子蓄電池組功率電路連接方法，其特征在于，蓄電池模塊a和蓄電池模塊b的功率正和功率負方向采用鏡像對稱分布，在充放電循環時，兩個模塊電流流向方向相反，能夠實現電池組內部剩磁矩抵消。

10.一種空間鋰離子蓄電池組，其特征在于，包括蓄電池模塊a、蓄電池模塊b、模塊間功率負并聯電纜和模塊間功率正并聯電纜，蓄電池模塊a與蓄電池模塊b通過模塊間功率負并聯電纜、模塊間功率正并聯電纜并聯在一起，從而組成蓄電池組；

技術總結
一種空間用鋰離子蓄電池組功率電路連接方法，其中空間鋰離子蓄電池組包括蓄電池模塊a、蓄電池模塊b、模塊間功率負并聯電纜和模塊間功率正并聯電纜，蓄電池模塊a與蓄電池模塊b通過模塊間功率負并聯電纜、模塊間功率正并聯電纜并聯在一起，從而組成蓄電池組；空間用鋰離子蓄電池組的功率電路通過工藝均衡電纜實現模塊間電壓平衡，改變了以往當模塊間出現電壓差時，須將蓄電池通過專用設備對每個模塊進行充放電方式來均衡電壓，大大簡化操作流程，節省時間，提高效率。

技術研發人員：王虎平,張銳,徐慧棟,楊肖鋒,陳威豪,顧軼敏,張晟,李旭評
受保護的技術使用者：上海空間電源研究所
技術研發日：
技術公布日：2024/9/9