[发明专利]氢镍蓄电池数字T/V充电控制方法

说明书

技术领域

本发明属于氢镍蓄电池领域，尤其是一种氢镍蓄电池数字T/V充电控制方法。

背景技术

氢镍电池经过1976～1977的飞行实验后，于1983开始服务于IntelsatV-B同步地球轨道通信卫星上。我国空间用镍氢电池的研究始于上世纪70年代，2003年XX-1卫星的发射成功，填补我了国空间用氢镍电池零的空白。氢镍电池是比镉镍电池更新的一种贮能技术，正极采用镉镍电池的镍电极，负极采用燃料电池的铂气体电极，由于负极活性物质是氢气，整个电池的极组被放置在一个压力容器内，从此，氢镍电池逐渐取代镉镍电池成为空间用储能电源的首选。到目前为至，我国高轨卫星已经100％的采用氢镍电池作为储能电源，而低轨卫星的储能电源也正逐渐向采用氢镍电池过渡。

为了实现电池长期的循环寿命和深度放电能力，当氢镍电池工作时，采用适当的充电控制方法是非常关键的。不适当的充电控制方法，将直接影响电池的寿命、性能，甚至对整星造成影响：过量的过充电或使电池经历更高的充电终止电压，将缩短电池的工作寿命，降低电池的性能；充电量过低，可能使氢镍电池无法在阴影期提供充足的电量，导致整星断电。

目前，氢镍电池的充电控制方法主要采用T/V曲线硬件模拟控制，即利用地面不同温度环境下的的充放电试验，得到该种电池组的温度-充电截止电压近似线性曲线(简称T/V曲线)，曲线的上移、下移分别代表了不同的蓄电池充电容量，通过这种T/V曲线的硬件模拟可以实现在轨对氢镍蓄电池组的充电控制。但这种硬件模拟充电控制方法的缺点是所得的曲线为近似线性曲线，不是蓄电池组温度、电压特性关系的真实曲线，因而存在一定的精度误差，使用它对蓄电池组进行充电控制时容易造成过充、欠充等现象，同时，制定好的曲线经硬件注入后，不可进行更改，充电管理较为生硬；另一方面，这种硬件模拟也增加了整星的硬件数量，因而降低了整星的可靠性。

发明内容

本发明的目的针对现有的硬件模拟T/V充电控制方法存在的缺点，提供了一种更为有效的氢镍蓄电池用充电控制方法——数字T/V充电控制方法，该数字T/V充电控制方法可对镍氢蓄电池实施有效、精确的充电管理。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种氢镍蓄电池数字T/V充电控制方法，控制方法的步骤是：

(1)将氢镍蓄电池置于设定好环境温度的温度箱内，恒温2-4小时，以0.1-0.2C率充电，充电比率为1.0-1.2，搁置0.5-1.0h，以C/2放电至单体电池1.0V，转C/5充电至单体电池1.0V，重复此试验至少2次；

(2)将各种温度下的充电电压、容量进行数据列表、作图，得出不同温度与电压的对应关系式图，由此温度与电压的关系曲线，制作出不充电状态时，充电电压与温度的关系曲线和对应数据表；

(3)将上述对应关系式上载到卫星自带的中心计算机，通过计算机实现对氢镍蓄电池充电的自动控制。

而且，所述氢镍蓄电池设定的温度分别为-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃、20℃。

本发明的优点和有益效果为：

1、本发明的数字T/V充电控制方法，减少了整星的硬件数量，实现氢镍蓄电池组充电过程T/V曲线的自动控制，充分发挥了数管计算机的功能，减少了充电控制硬件数量及利用电路进行充电控制带来的成本与风险，同时，这种数字充电控制曲线真实反映了蓄电池组温度、电压的特性关系，提高了充电精度，而且充电控制可随时根据需要进行修改、上载注入，管理进来更为灵活。

2、本发明的充电控制方法是利用氢镍蓄电池的充电容量与环境温度、充电电压存在一定的密切关系，在一定温度环境下的充电截止电压能够较准确的反映出氢镍蓄电池充电容量。利用地面不同温度环境下的的充放电试验，可以得到该种电池组的温度-充电截止电压曲线(简称T/V曲线)，曲线的上移、下移分别代表了不同的蓄电池充电容量。通过将电池组充电控制的T/V曲线以软件的形式上载到卫星自带的中心计算机，通过计算机分析、对比电池组温度(T)、电压(V)遥测数据，实现氢镍蓄电池组充电过程T/V曲线的自动控制，充分发挥了数管计算机的功能，减少了充电控制硬件数量及利用电路进行充电控制带来的成本与风险，提高了充电管理的精度，充电管理起来更为灵活。

附图说明

图1为本发明氢镍电池不同温度下充电曲线；

图2为本发明氢镍电池数字T/V曲线与原硬件(Y为硬件模拟曲线)模拟T/V曲线图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。