專利名稱:空間用氫鎳蓄電池充電控制方法
技術領域:
本發(fā)明屬于空間電源-充電控制領域,具體涉及一種空間用氫鎳蓄電池充電控制 方法。
背景技術:
氫鎳蓄電池經(jīng)過多年發(fā)展,已經(jīng)在航天飛行領域得到了大量的應用。目前國外航 天器用的氫鎳蓄電池充電控制方式主要是壓力控制,即利用電池內氫氣壓力與電池容量呈 線性的關系,根據(jù)電池殼內氫氣壓力大小來判斷電池的荷電狀態(tài)。通過內置的壓力傳感器 或粘貼在電池殼體上的壓力應變片測量出電池內部的壓力,再根據(jù)設定的壓力點進行蓄電 池充電的終止和恢復控制。我國國內的氫鎳蓄電池充電控制與國際水平還有較大差距。我國氫鎳電池僅在高 軌道型號中使用過,且控制方式為V-T曲線或安時計算方式。
發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提出一種利用對氫鎳電池殼內氫氣壓力的測量來對電池容量進行精 確控制方法。為了解決上述技術問題,本發(fā)明提供的空間用氫鎳蓄電池充電控制方法包括如下 步驟首先,采集、轉換、儲存氫鎳蓄電池組所有電壓、溫度、壓力信號,對數(shù)據(jù)進行處理, 剔除錯誤數(shù)據(jù);然后,進入過電壓保護,判斷氫鎳蓄電池組電壓是否高于設定保護值,若是則發(fā)出 充電終止指令,若否,則進入過溫度保護;判斷氫鎳蓄電池組在充電末期溫度是否高于設定保護值,若是則發(fā)出充電終止指 令,若否則進入充電終止判斷;檢測氫鎳蓄電池壓力是否高于設定上限,若是則發(fā)出充電終止指令,若否則進入 充電解鎖判斷;檢測氫鎳蓄電池壓力是否低于設定下限,若是發(fā)出充電解鎖指令。相對于現(xiàn)有技術,本發(fā)明氫鎳蓄電池充電控制方法是通過氫鎳電池殼內氫氣壓力 的測量來對電池容量進行精確控制,適用于對蓄電池性能、控制要求高的低軌道衛(wèi)星型號, 填補了我國低軌道衛(wèi)星氫鎳蓄電池充電控制的空白,有著廣泛的應用前景。
圖1為本發(fā)明控制流程框圖。圖2為本發(fā)明具體實施的軟件流程框圖。圖中T 蓄電池組溫度測量值;P 蓄電池組壓力測量值;Ubatt 蓄電池組電壓; Uset 電壓保護設定值;Tset 溫度保護設定值;Ρ。Ν 壓力控制下限;P。FF 壓力控制上限。
具體實施例方式如圖1所示,本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的空間用氫鎳蓄電池充電控制方法包括如下 步驟首先,采集、轉換、儲存氫鎳蓄電池組所有蓄電池組溫度測量值T、蓄電池組壓力測 量值P和蓄電池組電壓Ubatt,對數(shù)據(jù)進行處理,剔除錯誤數(shù)據(jù);然后,進入過電壓保護,判斷氫鎳蓄電池組電壓是否高于設定保護值Usrt,若是則 發(fā)出充電終止指令,若否,則進入過溫度保護;判斷氫鎳蓄電池組在充電末期溫度是否高于設定保護值Tsrt,若是則發(fā)出充電終 止指令,若否則進入充電終止判斷;檢測氫鎳蓄電池壓力是否高于設定上限Ptw,若是則發(fā)出充電終止指令,若否則進 入充電解鎖判斷;檢測氫鎳蓄電池壓力是否低于設定下限Pw,若是發(fā)出充電解鎖指令。如圖2所述,本發(fā)明空間用氫鎳蓄電池充電控制方法可通過微處理器系統(tǒng)采用軟 件編程方式實現(xiàn)。具體軟件流程如下(設蓄電池組有2個電壓測量點、4個溫度測量點、4 個壓力測量點)首先,采集、轉換、儲存當前蓄電池組所有溫度點、當前蓄電池組所有壓力點、蓄電 池組充電狀態(tài)信號以及當前蓄電池組電壓,設置充電狀態(tài)標志。求取當前蓄電池組所有溫度點0個)的數(shù)學平均值,各個溫度值分別與此數(shù)學 平均值比較,取出其中誤差絕對值最小的3個溫度值(即舍去1個誤差絕對值最大的溫度 值),分別記為當前蓄電池溫度1 3。查取壓力的上下限值,當前蓄電池壓力1 4分別與壓力的上限值求差值,選出各 個差的絕對值中最大的,其所代表的當前蓄電池壓力剔除,余下3個蓄電池壓力分別記為 當前蓄電池壓力1 3。每組蓄電池的2個當前蓄電池組電壓先剔除超出范圍的值,然后如未剔除則2個 電壓值取平均值,記為當前該組蓄電池組電壓;如剔除1個電壓值,則剩下1個電壓值記為 當前該組蓄電池組電壓;如剔除2個電壓值,則當前該組蓄電池組電壓記為0V。接著,進入各個判斷程序與操作a)判斷充電狀態(tài)標志和蓄電池組過壓保護狀態(tài)標志均為“0”時,則進入過壓保護 的判斷程序如果當前蓄電池組電壓過高時,軟件進入過壓保護操作1)發(fā)送充電終止指令;2)將蓄電池組過壓保護狀態(tài)標志置為“1” ;3)退出當次壓力控制判斷程序。不滿足上述條件時進行b)操作。b)判斷蓄電池組過壓保護狀態(tài)標志為“0”時,進行C)操作;蓄電池組過壓保護狀 態(tài)標志為“ 1”時,則進入以下過壓保護恢復的判斷程序如果當前蓄電池組放電電流> 2. OOA且蓄電池組電壓較低,軟件進入保護解除操 作
1)將蓄電池組過壓保護狀態(tài)標志置為“0” ;2)退出當次壓力控制判斷程序。不滿足上述兩個條件時退出當次壓力控制判斷程序。c)判斷充電狀態(tài)標志和蓄電池組過溫保護狀態(tài)標志均為“0”時,則進入過溫保護 的判斷程序如果同時滿足以下兩個條件 當前蓄電池組溫度1 3中的兩個溫度>溫度設定值; 余下的3個當前蓄電池組壓力中的2個>各自壓力上限與“壓力比”的乘積;軟件進入過溫保護操作1)發(fā)送充電終止指令(三個充電終止指令通道各發(fā)一次);2)將蓄電池組過溫保護狀態(tài)標志置為“ 1 ” ;3)退出當次壓力控制判斷程序。不滿足上述條件時進行d)操作。d)判斷蓄電池組過溫保護狀態(tài)標志為“0”時,進行e)操作;蓄電池組過溫保護狀 態(tài)標志為“ 1”時,則進入過溫保護恢復的判斷程序如果滿足以下兩個條件之一 當前蓄電池組溫度1 3中的兩個溫度< (溫度設定值_1°C); 余下的3個當前蓄電池組壓力中的2個<各自壓力下限與“壓力比”的乘積;則進行保護解除操作1)將蓄電池組過溫保護狀態(tài)標志置為“0” ;2)退出當次壓力控制判斷程序。不滿足上述兩個條件時退出當次壓力控制判斷程序。e)判斷充電狀態(tài)標志為“1”時,進行f)操作;充電狀態(tài)標志為“0”時,進入充電 終止的判斷程序如果在連續(xù)2個壓力控制運行周期內余下的3個當前蓄電池組壓力中的2個>各 自壓力上限,軟件進入以下操作1)發(fā)送充電終止指令(三個充電終止指令通道各發(fā)一次);2)退出當次壓力控制判斷程序。f)判斷充電狀態(tài)標志為“1”時,進入充電解鎖的判斷程序如果余下的3個當前蓄電池組壓力中的2個<各自壓力下限,軟件進入以下操 作 1)發(fā)送充解鎖電指令(三個充電終止指令通道各發(fā)一次);
2)退出當次壓力控制判斷程序。
權利要求
1.一種空間用氫鎳蓄電池充電控制方法,其特征是,該方法包括如下步驟首先,采集、轉換、儲存氫鎳蓄電池組所有電壓、溫度、壓力信號,對數(shù)據(jù)進行處理,剔除 錯誤數(shù)據(jù);然后,進入過電壓保護,判斷氫鎳蓄電池組電壓是否高于設定保護值,若是則發(fā)出充電 終止指令,若否,則進入過溫度保護;判斷氫鎳蓄電池組在充電末期溫度是否高于設定保護值,若是則發(fā)出充電終止指令, 若否則進入充電終止判斷;檢測氫鎳蓄電池壓力是否高于設定上限,若是則發(fā)出充電終止指令,若否則進入充電 解鎖判斷;檢測氫鎳蓄電池壓力是否低于設定下限,若是發(fā)出充電解鎖指令。
2.根據(jù)權利要求1所述的空間用氫鎳蓄電池充電控制方法,其特征是,還包括過電壓 保護恢復判斷和過溫度保護恢復判斷兩個步驟。
全文摘要
本發(fā)明屬于空間電源-充電控制領域,具體涉及一種空間用氫鎳蓄電池充電控制方法。本發(fā)明方法利用對氫鎳電池殼內氫氣壓力的測量來對電池容量進行精確控制的氫鎳蓄電池充電控制,主要包括氫鎳電池電壓、溫度、壓力數(shù)據(jù)采集處理、充電終止判斷、充電解鎖判斷、過電壓保護和過溫度保護等步驟。本發(fā)明適用于對蓄電池性能、控制要求高的低軌道衛(wèi)星型號,填補了我國低軌道衛(wèi)星氫鎳蓄電池充電控制的空白,有著廣泛的應用前景。
文檔編號H01M10/42GK102074747SQ20091019903
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月19日 優(yōu)先權日2009年11月19日
發(fā)明者俞偉, 張利群, 楊華, 許祺峰, 黃碩 申請人:上海空間電源研究所