[发明专利]一种可快速拆装的模块化储能锂电池结构

说明书

技术领域

本发明提供一种可快速拆装的模块化储能锂电池结构，属于航空航天能源系统技术领域。

背景技术

随着空天技术领域的进一步拓展，针对航空、航天结合部使用的平流层飞行器已成为各国研究的重点，在这类飞行器中尤以平流层飞艇最受关注。配置太阳能电池阵和可循环储能系统后的平流层飞艇具有飞行高度高、使用时间长、可区域驻留、对环境污染小等优点，可用于通信中继、预警、侦查监视、高空技术验证等众多领域。目前，平流层飞艇中所采用的储能锂电池多为锂离子电池堆，与太阳能电池组件构成太阳能电池阵的方式一致，均是在设计方案之初，根据总体方案的电压体制和电流体制要求进行串并联，不同的是太阳能电池阵通过接插件的应用可十分方便的进行连串组阵，而锂电池由于温控系统、主电路管理系统的一体化设计，难以进行方便的分拆和组合。

为此，本发明提出一种可快速拆装的模块化储能锂电池结构，能通过模块化的构架形式实现锂电池堆的快速拆解与组装，即根据飞艇总体设计方案的相关要求对储能锂电池模块进行快速的串并联。

发明内容

（1）目的：本发明的目的在于提供一种可快速拆装的模块化储能锂电池结构，该电池结构可根据飞艇总体设计方案的相关要求，通过对锂电池进行模块化的构架形式设计，从而实现锂电池堆的快速拆解与组装。

（2）技术方案：本发明一种可快速拆装的模块化储能锂电池结构，其主要包括三类：带CECU储能锂电池模块、标准储能锂电池模块和截止端储能锂电池模块；其中，带CECU储能锂电池模块位于组装锂电池堆的最前端，对外连有外连接口面板、中央控制器CECU和继电器，可根据控制指标的要求做出控制决策，产生相应的控制信号，包括对被控的锂电池进行相应的电压均衡控制、保温控制和输出口继电器通断控制，并能通过通讯接口实时将整个锂电池堆的状态信息传递给上位能源管理系统；截止端储能锂电池模块位于组装锂电池堆的最后端，对外连有截止盖板，以保障锂电池的正常保温与使用；标准储能锂电池模块位于组装锂电池堆的中间；三类模块可根据总体方案的电压体制和电流体制要求进行不同形式的串并联；三类储能锂电池模块均还包括有锂电池单体组合而成的电池串、通讯接口、单体电池管理控制器LECU、电池串固定件、带阶梯型交叉底座和带阶梯型交叉口的保温盖，可方便的进行分拆和组合。

上述方案通过典型的标准化结构件和接插件实现锂电池模块的串并联集成，并通过模块化的构架形式达到锂电池堆的快速拆解与组装。

所述的标准储能锂电池模块由多个锂电池单体集合而成，并通过LECU控制器进行内部监测与电路均衡，同时配有向外通讯的通信接口。整个模块安有带阶梯型交叉口底座、相应电池串固定件和保温盖，可以进行快速的拆解与组装；

所述的带CECU储能锂电池模块是在标准储能锂电池模块的基础上，通过加装相应的外连接口面板、中央控制器CECU和继电器构成的，可对控制指标的要求做出控制决策，产生相应的控制信号，包括对被控的锂电池进行相应的电压均衡控制、保温控制和输出口继电器通断控制，并能通过通讯接口实时将整个锂电池堆的状态信息传递给上位能源管理系统；

所述的截止端储能锂电池模块是在标准化的储能锂电池模块的基础上，加装截止盖板构成，以保障锂电池的正常保温与使用。

需要说明的是，由于每个锂电池模块都配有LECU单体电池控制器，因此不同储能锂电池模块的顺序组装不会影响到整体主电路管理系统的稳定性与可靠性，并且通过底座间和保温盖间的相互连接，可使整个储能锂电池堆形成一个整体。

本发明一种可快速拆装的模块化储能锂电池结构，其具体结构及集成形式如下：

1.可进行选择的电池模块结构分为三类：带CECU储能锂电池模块、标准储能锂电池模块和截止端储能锂电池模块；

2.标准储能锂电池模块配有主备两个电池管理控制器LECU和两个通信接口，数个电池单体构成的电池串由电池管理控制器LECU统一管理。LECU通过相应的通信接口对锂电池模块内部进行集成监测与电路均衡。整个模块通过电池串固定件固连在带阶梯型交叉口底座上，上端附有带阶梯型交叉口的保温盖；

3.带CECU储能锂电池模块是在标准化的储能锂电池模块的基础上，通过加装相应的外连接口面板、中央控制器CECU和继电器构成的，可对控制指标的要求做出控制决策，产生相应的控制信号，包括对被控的锂电池进行相应的电压均衡控制、保温控制和输出口继电器通断控制，并能通过通讯接口实时将整个锂电池堆的状态信息传递给上位能源管理系统；