[发明专利]集成化高可靠锂电池智能管理系统

说明书

集成化高可靠锂电池智能管理系统，包括：模拟量采集单元、指令输出单元、通信单元、中央控制单元和电源管理模块；模拟量采集单元采集锂电池实时的工作温度、电压信号和电流信号；指令输出单元根据控制信号控制锂电池的工作模式；通信单元接收上位机发送的控制指令并传输给中央控制单元；通信单元接收中央控制单元传输的电压信号和电流信号并传输给上位机；中央控制单元将控制指令转换为控制信号并发送给指令输出单元；中央控制单元接收锂电池实时的工作温度、电压信号和电流信号并传输给通信单元。本发明既能够实现地面测试阶段为航天器上设备母线供电和充放电管理，又能够在飞行任务期间为设备母线可靠供电并对供电参数进行遥测。

技术领域

本发明涉及集成化高可靠锂电池智能管理系统，属于航天飞行器的电源系统技术领域。

背景技术

目前，国内在研在役运载型号中，锂离子电池在CZ-4系列伺服和测量系统中已经经过飞行试验验证；CZ-7地面测试采用锂离子电池，取代地面电源供电，转电后完全由锂离子电池为箭上提供一次电源，省去了模拟电缆，地面测试时供电的真实性更强，而飞行仍采用银锌电池，XX遥测系统采用锂电池作为主电池已经完成了首飞，但靶场测试时为对锂离子电池充电需进行反复下箭上箭拆装操作，测试前后需进行电源输出开关操作，增加了地面测试时的状态转换和状态检查等操作。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了集成化高可靠锂电池智能管理系统，旨在为兼顾日常测试和发射飞行任务，集成高可靠锂电池智能管理系统，为航天器母线供电提供一种方便可靠的电源系统。

本发明的技术方案是：

集成化高可靠锂电池智能管理系统，包括：模拟量采集单元、指令输出单元、通信单元、中央控制单元和电源管理模块；

模拟量采集单元：用于采集锂电池实时的工作温度、电压信号和电流信号并发送给中央控制单元；

指令输出单元：接收中央控制单元发送的控制信号，根据控制信号控制锂电池的工作模式；

通信单元：通过以太网连接上位机，接收上位机发送的控制指令并传输给中央控制单元；所述控制指令用于控制锂电池的工作模式；通信单元接收中央控制单元传输的电压信号和电流信号并传输给上位机；

中央控制单元：接收通信单元传输的控制指令，将控制指令转换为控制信号并发送给指令输出单元；中央控制单元接收模拟量采集单元发送的锂电池实时的工作温度、电压信号和电流信号并传输给通信单元；

电源管理模块用于向中央控制单元供电。

中央控制单元根据所述锂电池实时的工作温度、电压信号和电流信号，判断锂电池状态。

锂电池的工作模式包括：边充边用模式、仅充电模式和仅电池供电模式；

边充边用模式：地面电源提供供电和充电输出，可以为箭上母线负载供电，也可以同时为锂电池充电，锂电池充满后自动停止充电；

仅充电模式：地面电源仅提供充电输出，为锂电池进行充电，箭上母线不带电；

仅电池供电模式：锂电池组仅为箭上母线供电，断开锂电池与地面电源之间、箭上母线与地面电源之间的通路。

在锂电池和箭上母线之间设置继电器K1，通过指令控制继电器K1接通和断开可实现锂电池对箭上母线的接入和断开。

在地面电源和箭上母线之间设置继电器K2，通过指令控制继电器K2断开后可实现仅充电模式。

在边充边用模式或仅充电模式下：中央控制单元采集锂电池组电压与基准值比较，若超过给定电压则关断充电开关，实现过充保护。

在边充边用模式或仅充电模式下：避中央控制单元采集过放保护电路电压与基准值比较，若低于给定电压则关断充电开关，实现整组电池过放保护。