[发明专利]一种在轨可更换的自适应蓄电池系统及其控制方法

权利要求书

1.一种适应于在轨可更换的自适应蓄电池系统，其特征在于，系统包括：磁耦合式无线传能副边、有线充放电单元、综合控制单元，蓄电池及其管理调节电路、单刀双掷接触器K1和单刀单掷接触器K2；

所述磁耦合式无线传能副边的功率输出正端连接单刀双掷接触器K1的一个输出端，单刀双掷接触器K1的另一个输出端A端连接母线正端，单刀双掷接触器K1的输入端连接有线充放电单元的输入正端，磁耦合式无线传能副边功率输出负端连接有线充放电单元输入负端；

所述有线充放电单元输出端与蓄电池及其管理调节电路的输入端并联，蓄电池及其管理调节电路的输出正端与单刀单掷接触器K2的输入端相连，单刀单掷接触器K2的输出正端B端对外输出，对应连接蓄电池的正端，蓄电池及其管理调节电路的输出负端C端直接对外输出，对应连接蓄电池的负端，同时也是母线的负端；

所述综合控制单元对磁耦合式无线传能副边、有线充放电单元、单刀双掷接触器K1、单刀单掷接触器K2和蓄电池及其管理调节电路进行开关控制；

所述综合控制单元首先通过无线通讯单元获得磁耦合式无线传能原边与磁耦合式无线传能副边的位置信号，A、B、C端与航天器的有线连接信号，经过逻辑处理后，确定蓄电池系统进入有线功率传输、无线功率传输或待机状态；

其次，综合控制单元获得航天器功率状态表征参数MEA值、蓄电池是否需要充电的信息后，确定蓄电池系统进入充电、待机或放电模式；

最后根据蓄电池电压、母线电压、磁耦合式无线传能副边输出端电压、磁耦合式无线传能副边所需输入端电压的信息，确认有线充放电单元采用升压、降压或滤波调节，磁耦合式无线传能副边采用整流或逆变调节。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述磁耦合式无线传能副边具体为：使用Q1～Q4四个MOSFET组成的全桥型拓扑主电路，作为能量发射模式时高频开关管工作；每个MOSFET并联一个与寄生二极管同极性的二极管，对应Q1～Q4的二极管分别为D1～D4，在接收模式时作为整流二极管工作；线圈L1采用SS串联结构，线圈L1与谐振电容C1串联后与全桥型拓扑主电路连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述有线充放电单元采用基于四开关buck-boost拓扑的双向拓扑，包括Q5～Q8四个MOSFET，每个MOSFET并联一个与寄生二极管同极性的二极管，对应Q5～Q8的二极管分别为D5～D8；有线充放电单元输入端并联一个输入电容C2，有线充放电单元输出端并联一个输出电容C3。