本發(fā)明涉及單機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體涉及一種空間用蓄電池管理系統(tǒng)單機(jī)。

背景技術(shù)：

因執(zhí)行飛行任務(wù)需要，航天器上安裝有多種單機(jī)，蓄電池管理系統(tǒng)(bms)是其中一種，為確保航天器飛行任務(wù)成功，要求單機(jī)具有高可靠性。航天器單機(jī)設(shè)計(jì)作為單機(jī)可靠性設(shè)計(jì)的重要一環(huán)，其力學(xué)強(qiáng)度、重量、對(duì)大功率、大體積元器件的容納能力、散熱能力都有較高要求。

現(xiàn)有蓄電池管理系統(tǒng)(bms)單機(jī)在滿足力學(xué)強(qiáng)度的前提下，普遍存在結(jié)構(gòu)本身重量較重、內(nèi)部空間較小的問(wèn)題，該問(wèn)題直接影響到單機(jī)元器件的選用以及元器件布局；另外，現(xiàn)有蓄電池管理系統(tǒng)(bms)單機(jī)因空間環(huán)境所限，單機(jī)內(nèi)的大功率元器件主要通過(guò)傳導(dǎo)散熱，通常采用的單機(jī)設(shè)計(jì)還存在散熱面不夠、導(dǎo)致單機(jī)熱設(shè)計(jì)困難等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種空間用蓄電池管理系統(tǒng)單機(jī)，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種空間用蓄電池管理系統(tǒng)單機(jī)，包括：

兩個(gè)側(cè)模塊；

設(shè)置在兩個(gè)側(cè)模塊之間的兩個(gè)中間模塊；

貫穿側(cè)模塊和中間模塊后被固定的四根拉桿，其用于緊固所述側(cè)模塊和中間模塊；

設(shè)置在側(cè)模塊和中間模塊內(nèi)的固定架；

設(shè)置在固定架上的印制板，其用于安裝元器件；

設(shè)置在側(cè)模塊兩側(cè)的耳片，其用于安裝單機(jī)；

設(shè)置在側(cè)模塊內(nèi)側(cè)的凸臺(tái)，其用于安裝元器件；

所述側(cè)模塊為一側(cè)面開倉(cāng)式的長(zhǎng)方體框架；

所述中間模塊為兩側(cè)面開倉(cāng)式的長(zhǎng)方體框架；

所述側(cè)模塊與中間模塊通過(guò)四根拉桿緊固后形成閉合的單機(jī)殼體。

上述的空間用蓄電池管理系統(tǒng)單機(jī)，其中，所述側(cè)模塊和中間模塊的材料為鋁板。

上述的空間用蓄電池管理系統(tǒng)單機(jī)，其中，所述拉桿的材料為鈦棒。

上述的空間用蓄電池管理系統(tǒng)單機(jī)，其中，所述固定架的材料為鋁合金。

上述的空間用蓄電池管理系統(tǒng)單機(jī)，其中，所述印制板采用直立式安裝結(jié)構(gòu)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明所提供的蓄電池管理系統(tǒng)單機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，在保證單機(jī)主體強(qiáng)度的同時(shí)，盡量通過(guò)緊湊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減輕了其余部位的重量，并且盡可能地保證大功率元器件散熱面積，內(nèi)部印制板采用直立式獨(dú)立安裝結(jié)構(gòu)，增加了單機(jī)內(nèi)部空間的利用率，具有體積小，強(qiáng)度高、重量輕、元器件容納率高、散熱面較大、安裝占面小的特點(diǎn)，特別適用于空間飛行器上。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明空間用蓄電池管理系統(tǒng)單機(jī)的沿a-a線的側(cè)面剖面圖；

圖2為本發(fā)明空間用蓄電池管理系統(tǒng)單機(jī)的側(cè)模塊外側(cè)示意圖；

圖3為本發(fā)明空間用蓄電池管理系統(tǒng)單機(jī)的側(cè)模塊內(nèi)側(cè)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，并不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種空間用蓄電池管理系統(tǒng)單機(jī)，包括：

兩個(gè)側(cè)模塊1；設(shè)置在兩個(gè)側(cè)模塊1之間的兩個(gè)中間模塊2；貫穿側(cè)模塊1和中間模塊2后被螺母6固定的四根拉桿3，其用于緊固所述側(cè)模塊1和中間模塊2；設(shè)置在每個(gè)側(cè)模塊1和中間模塊2內(nèi)的三個(gè)鋁合金固定架4，其為圓柱形；通過(guò)螺釘7設(shè)置在固定架4上的印制板5，其用于安裝元器件；設(shè)置在側(cè)模塊1兩側(cè)的耳片8，其用于安裝單機(jī)；設(shè)置在側(cè)模塊1內(nèi)側(cè)的凸臺(tái)9，其用于安裝元器件；所述側(cè)模塊1為一側(cè)面開倉(cāng)式的長(zhǎng)方體框架；所述中間模塊2為兩側(cè)面開倉(cāng)式的長(zhǎng)方體框架；所述側(cè)模塊1與中間模塊2通過(guò)四根拉桿3緊固后形成閉合的單機(jī)殼體；所述側(cè)模塊1和中間模塊2和拉桿3構(gòu)建了單機(jī)的框架主體，結(jié)構(gòu)的力學(xué)強(qiáng)度由這三者的組合安裝實(shí)現(xiàn)。

所述側(cè)模塊1和中間模塊2均由較厚的整塊鋁板，比如2a12鋁板銑成，厚度較厚，有承重承壓能力，用來(lái)安裝質(zhì)量較大的電連接器、大功率元器件等，側(cè)模塊1和中間模塊2的最薄處厚度為3mm。所述拉桿3的材料為鈦棒，比如tc10r鈦棒，在單機(jī)內(nèi)部需要對(duì)拉桿3進(jìn)行絕緣防護(hù)時(shí)，可在其外套上絕緣套管，絕緣套管可選用聚酰亞胺材質(zhì)等，重量輕、強(qiáng)度高，不僅可以對(duì)拉桿3進(jìn)行絕緣防護(hù)，也可起到加強(qiáng)支撐作用，提高可靠性。

如圖2所示，側(cè)模塊1兩側(cè)的耳片8與側(cè)模塊1一次性銑成，用來(lái)安裝單機(jī)，可保證安裝強(qiáng)度。單機(jī)內(nèi)大功率元器件需通過(guò)側(cè)模塊1將熱傳導(dǎo)至飛行器結(jié)構(gòu)上，因此側(cè)模塊1也是單機(jī)的散熱面，側(cè)模塊1主要用于單機(jī)內(nèi)發(fā)熱量大的元器件的安裝。側(cè)模塊1和中間模塊2頂面用來(lái)安裝對(duì)外接口用的電連接器等，也可用于低功率、高質(zhì)量的元器件安裝。

如圖3所示，單機(jī)的散熱功能主要通過(guò)側(cè)模塊1實(shí)現(xiàn)。為減輕重量及增加散熱接觸面，側(cè)模塊1根據(jù)要安裝的大功率元器件進(jìn)行凸臺(tái)9設(shè)計(jì)。發(fā)熱量特別大的元器件可通過(guò)凸臺(tái)9安裝在側(cè)模塊1內(nèi)側(cè)，在空間飛行時(shí)，有利于元器件通過(guò)側(cè)模塊1傳導(dǎo)充分進(jìn)行散熱，其他功率元器件根據(jù)大小及體積，通過(guò)側(cè)模塊1內(nèi)側(cè)銑出的凸臺(tái)9進(jìn)行安裝，既便于器件安裝，也可減輕結(jié)構(gòu)重量，并可貼合元器件外形，保證散熱面積和散熱效果。

單機(jī)內(nèi)部的印制板5采用直立式獨(dú)立安裝結(jié)構(gòu)，主要用來(lái)承載單機(jī)元器件，使單機(jī)可以容納更多的元器件。印制板5通過(guò)四邊安裝位螺栓連接在模塊上，并通過(guò)中間三個(gè)固定架4加固以保證印制板5力學(xué)強(qiáng)度，印制板5的厚度可以通過(guò)對(duì)其承載的元器件數(shù)量、體積、重量進(jìn)行分析后確定。

綜上所述，本發(fā)明提供的空間用蓄電池管理系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，因而單機(jī)具有體積小、重量輕、力學(xué)強(qiáng)度高的特點(diǎn)，并且其內(nèi)部的直立式獨(dú)立印制板安裝設(shè)計(jì)可容納較多元器件，其側(cè)模塊的貼合性、凸臺(tái)設(shè)計(jì)也提供了較大的散熱面，便于大功率元器件的安裝及熱傳導(dǎo)，解決了現(xiàn)有蓄電池管理系統(tǒng)單機(jī)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，為蓄電池管理系統(tǒng)單機(jī)設(shè)計(jì)提供了一種新方法。

本發(fā)明所提供的蓄電池管理系統(tǒng)單機(jī)已安裝在高軌道衛(wèi)星型號(hào)內(nèi)，并隨該衛(wèi)星在軌飛行，該結(jié)構(gòu)經(jīng)火箭發(fā)射時(shí)震動(dòng)、搖擺等實(shí)際力學(xué)工況驗(yàn)證，強(qiáng)度符合空間飛行器要求，并且該單機(jī)在軌運(yùn)行良好，功能正常，單機(jī)工作溫度正常，可驗(yàn)證單機(jī)中各元器件完好，結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱性良好，證明了單機(jī)的可靠性和安全性。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種空間用蓄電池管理系統(tǒng)單機(jī)，包括：兩個(gè)側(cè)模塊；設(shè)置在兩個(gè)側(cè)模塊之間的兩個(gè)中間模塊；貫穿側(cè)模塊和中間模塊后被固定的四根拉桿，其用于緊固所述側(cè)模塊和中間模塊；設(shè)置在側(cè)模塊和中間模塊內(nèi)的固定架；設(shè)置在固定架上的印制板，其用于安裝元器件；設(shè)置在側(cè)模塊兩側(cè)的耳片，其用于安裝單機(jī)；設(shè)置在側(cè)模塊內(nèi)側(cè)的凸臺(tái)，其用于安裝元器件；所述側(cè)模塊為一側(cè)面開倉(cāng)式的長(zhǎng)方體框架；所述中間模塊為兩側(cè)面開倉(cāng)式的長(zhǎng)方體框架；本發(fā)明采用模塊化設(shè)計(jì)，在保證單機(jī)主體強(qiáng)度的同時(shí)，盡量通過(guò)緊湊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并且盡可能地保證大功率元器件散熱面積，具有體積小，強(qiáng)度高、重量輕、元器件容納率高、散熱面較大、安裝占面小的特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：武騰;余寧;徐慧棟;李旭評(píng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海空間電源研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.26
技術(shù)公布日：2017.09.29