[发明专利]一种用于航天器的锂离子蓄电池组过放电保护方法

说明书

本发明公开了一种用于航天器的锂离子蓄电池组过放电保护方法，涉及锂离子蓄电池技术领域，设置四级放电保护阈值，随着放电过程的持续，当锂离子蓄电池组电压低于相应等级的过放阈值时，发出不同的过放报警信号，根据过放电程度不同，逐步关闭用电负载，直至切断放电通路。

技术领域

本发明涉及锂离子蓄电池技术领域，具体涉及一种用于航天器的锂离子蓄电池组过放电保护方法。

背景技术

锂离子蓄电池相比镉镍蓄电池、氢镍蓄电池在重量体积方面有明显优势，在航天器上得到广泛应用，并成为太阳翼-蓄电池组电源系统的首选储能设备。航天器对锂离子蓄电池的安全性和循环寿命有很高的要求，原因有：1.锂离子蓄电池安全性直接关系到整个航天器的安全，蓄电池组的失效将直接导致航天器失效；2.随着航天器寿命要求不断提高，对电池的循环寿命要求也相应提升，目前在30％放电深度下的循环次数要求已经达到50000次以上。在保证电池的安全性和循环寿命方面，除了保证电池本身电化学性能外，合理的放电管理也是一个重要的因素。因为如果电池放电深度过高，会导致循环寿命严重下降，过放电严重时会损坏蓄电池，造成电池永久性失效。

目前航天器用锂离子蓄电池组放电管理主要采取硬件欠压保护的方法。当蓄电池放电电压低于放电保护阈值时，切断放电通路。但这种仅靠硬件方式防止过充的方法存在如下弊端：

(1)硬件保护电路实现复杂，一般仅有一级保护，保护电路动作后，整星将失去蓄电池供电；

(2)仅适用于全调节母线电源系统，对于不调节母线和部分调节母线电源系统，没有硬件资源实现过放电保护；

(3)无法对蓄电池过放电情况进行预判，一旦发生保护，在地影期将导致航天器掉电，带来航天器失效风险；

(4)保护仅能切断放电通路，无法对负载使用情况进行调度，无法限制功率滥用情况。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于航天器的锂离子蓄电池组过放电保护方法，能够在检测到锂离子蓄电池组电压低于锂离子蓄电池组过放阈值时，输出控制信号，根据过放电程度不同，逐步关闭用电负载，直至切断放电通路。

本发明的技术方案为：一种用于航天器的锂离子蓄电池组过放电保护方法，包括如下步骤：

第一步：判断锂离子蓄电池组过放保护使能状态，当遥测锂离子蓄电池组过放保护使能状态处于允许状态时，进入过放保护待命阶段；

第二步：实时采集锂离子蓄电池组电压，当锂离子蓄电池组电压低于蓄电池过放阈值Ⅰ时，产生过放报警信号Ⅰ，只进行报警；当锂离子蓄电池组电压高于蓄电池过放阈值Ⅰ时，返回第一步；

第三步：当锂离子蓄电池组电压低于蓄电池过放阈值Ⅱ时，产生过放报警信号Ⅱ，并按照预定优先级关闭整星有效载荷负载；当锂离子蓄电池组电压高于蓄电池过放阈值Ⅱ时，返回第一步；

第四步：当锂离子蓄电池组电压低于蓄电池过放阈值Ⅲ时，产生过放报警信号Ⅲ，并控制整星进入最小能源模式；当锂离子蓄电池组电压高于蓄电池过放阈值Ⅲ时，返回第一步；

第五步：当锂离子蓄电池组电压低于蓄电池过放阈值Ⅳ时，产生过放报警信号Ⅳ，并断开电源控制器放电开关；当锂离子蓄电池组电压高于蓄电池过放阈值Ⅳ时，返回第一步；

其中，蓄电池过放阈值Ⅰ、蓄电池过放阈值Ⅱ、蓄电池过放阈值Ⅲ和蓄电池过放阈值Ⅳ依次减小。

优选地，还包括：第六步：当锂离子蓄电池电量恢复至组电压大于设定恢复电压时，闭合电源控制器放电开关，电源控制器放电电路自主恢复。

有益效果：