機載鋰離子蓄電池組系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及蓄電池系統(tǒng)，尤其涉及一種機載鋰離子蓄電池組系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]用于航空領(lǐng)域的應(yīng)急備用電源主要是鉛酸蓄電池和鎘鎳電池組，隨著飛機戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標的不斷提高，現(xiàn)役蓄電池組的重量、體積以及放電倍率等方面很難滿足要求，嚴重制約了各種航天航空飛行器的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標進一步提高。另外，由于鎘鎳蓄電池有記憶效應(yīng)，維護工序復(fù)雜，使用壽命短等特點，對飛機的維護效率和成本有較大的影響。
[0003]鋰離子電池由于工作電壓高、功率密度和能量密度高、使用壽命長、無記憶效應(yīng)、充電速度快、使用溫度范圍寬和自放電小等優(yōu)點，越來越多地被使用在無人機、航天飛行器等航天航空領(lǐng)域。但是，若組成鋰電池組的各個單體電池的容量、荷電狀態(tài)、自放電率、衰減特性在長期使用過程中會不一致，將導(dǎo)致電池組的使用壽命大幅度縮短。目前，解決單體電池的不一致性問題主要使用前通過提高單體電池的制造技術(shù)、篩選技術(shù)和成組技術(shù)，但是飛機的使用條件復(fù)雜，工況多變，在使用過程中一致性很難得到有效的保障，而一致性差將會導(dǎo)致電池組出現(xiàn)過充等安全性問題。因此，提出一種新型的機載蓄電池系統(tǒng)是很有必要的。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中機載應(yīng)急備用電源重量重、體積大、維護成本高、使用壽命短和安全可靠性差的缺陷，提供一種使用壽命長、無記憶效應(yīng)、充電速度快、免維護和自放電小的機載鋰離子蓄電池組系統(tǒng)。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]提供一種機載鋰離子蓄電池組系統(tǒng)，包括鋰離子蓄電池組和蓄電池充電器，兩者通過功率插座和通訊插座連接；
[0007]其中鋰離子蓄電池組包括多個串聯(lián)的單體電池和加熱裝置，加熱裝置置于串聯(lián)好的單體電池周圍，該鋰離子蓄電池組還設(shè)有溫度傳感器，固定在單體電池的正負極極柱上；
[0008]該鋰離子蓄電池組還包括電壓監(jiān)控模塊、電流監(jiān)控模塊、均衡控制模塊、第一控制模塊和第一斷路器；溫度監(jiān)控模塊與溫度傳感器連接；電壓監(jiān)控模塊分別與單體電池和鋰離子蓄電池組的正負極連接；電流監(jiān)控模塊與安裝在串聯(lián)連接排上的電流傳感器進行連接；均衡控制模塊分別與單體電池的正負極連接；第一斷路器與第一控制模塊連接；
[0009]蓄電池充電器包括串充電源模塊、加熱電源模塊、總電壓監(jiān)控模塊、第二控制模塊、第二斷路器、第三斷路器和DC/DC ;加熱電源模塊為鋰離子蓄電池組提供加熱電源；總電壓監(jiān)控模塊為蓄電池充電器提供實時監(jiān)控鋰離子蓄電池組的總電壓；串充電源模塊為鋰離子蓄電池組提供串聯(lián)充電電源；第二控制模塊通過通訊插座傳輸?shù)幕蜃陨頇z測到的信號控制第二斷路器和第三斷路器的閉合。
[0010]本實用新型所述的機載鋰離子蓄電池組系統(tǒng)中，單體電池和鋰離子蓄電池組間采用鍍銀銅線作為電壓監(jiān)測線纜，且每只單體電池上的電壓監(jiān)測線纜均為兩根，采用螺釘固定在連接排上。
[0011]本實用新型所述的機載鋰離子蓄電池組系統(tǒng)中，鋰離子蓄電池組包括至少兩組溫度傳感器，兩組溫度傳感器為相同或不同特性的熱敏電阻。
[0012]本實用新型所述的機載鋰離子蓄電池組系統(tǒng)中，均衡控制模塊具體用于對單體電池進行充放電管理，并對單體電池進行過壓保護；通過溫度監(jiān)控模塊、加熱控制模塊和加熱裝置對鋰離子蓄電池組進行加熱控制；通過電流監(jiān)控模塊和第一斷路器對鋰離子蓄電池組進行過流保護；第一控制模塊通過監(jiān)控的電壓、電流和溫度估算鋰離子蓄電池組的荷電狀態(tài)，并判斷是否需要充電。
[0013]本實用新型所述的機載鋰離子蓄電池組系統(tǒng)中，第二控制模塊具體用于根據(jù)收到并記錄的鋰離子蓄電池組發(fā)送的數(shù)據(jù)和總電壓監(jiān)控模塊檢測的數(shù)據(jù)，通過第二斷路器和第三斷路器對鋰離子蓄電池組進行過壓、過放和過熱安全保護。
[0014]本實用新型產(chǎn)生的有益效果是:本實用新型的機載鋰離子蓄電池系統(tǒng)功率密度和能量密度高、使用壽命長、無記憶效應(yīng)、充電速度快、免維護和自放電??；由于加熱控制模塊具有雙重安全保護措施，蓄電池組能在較低的溫度下安全可靠工作；蓄電池組根據(jù)電壓監(jiān)控模塊獨立啟動充電，另外蓄電池充電器通過冗余設(shè)計監(jiān)控總電壓防止出現(xiàn)過充和過放安全性問題；電流監(jiān)控模塊通過監(jiān)控總電流大小防止出現(xiàn)過流安全性問題；均衡控制模塊根據(jù)各單體電池間的電壓實時地進行充電或放電，以保證其電量一致性。本實用新型可以很好的防止鋰離子蓄電池組出現(xiàn)安全性問題。
【附圖說明】
[0015]下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0016]圖1為本實用新型實施例的機載鋰離子蓄電池的示意圖；
[0017]圖2為本實用新型蓄電池充電器示意圖；
[0018]圖3為本實用新型機載鋰離子蓄電池系統(tǒng)原理框圖；
[0019]圖4為本實用新型機載鋰離子蓄電池系統(tǒng)原理示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0021]本實用新型的機載鋰離子蓄電池組，如圖1所示，I為單體電池、2為單體電池極柱、3為單體電池串聯(lián)用的連接排、4為加熱布、5為電池管理系統(tǒng)、6為功率插座、7為通訊插座、8為電池管理系統(tǒng)信號采集連接器、9為電池組外殼、10為溫度傳感器、11為電壓采集和均衡充電電流傳輸端子。
[0022]本實用新型的蓄電池充電器，如圖2所示，12為蓄電池充電器、13為斷路器、14為正極功率插座、15為負極功率插座、16為270V供電插座。
[0023]機載鋰離子蓄電池組系統(tǒng)外部為一箱體，箱體外設(shè)有多個規(guī)則布設(shè)的接線端子。單體電池1、電壓/電流/溫度監(jiān)控模塊、連接排、均衡控制模塊、加熱控制模塊、第一控制模塊、功率插座和通訊插座組裝在蓄電池組箱體內(nèi)；所述加熱電源模塊、總電壓監(jiān)控模塊、第二控制模塊、串充電源模塊和DC/DC設(shè)計裝入組合箱體內(nèi)。本實用新型適用于各種飛行器所需的應(yīng)急或備用電源。