CN105914317A - 一种高空电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高空电源系统，其包括封闭的箱体，所述箱体包括外箱体和设置在该外箱体内的内箱体，所述内箱体内设有串联或并联的数个电池和管理该数个电池的电池管理系统，该数个电池通过设置在箱体外的太阳能电池板充电；所述内箱体上设置有可保持该箱体内温度恒定的加热装置，该加热装置由所述电池或太阳能电池板供电。本发明采用加热装置对内箱体加热，使箱体的温度保持恒定，以使电池适应高空恶劣的环境条件，保证电池在最佳温度条件下工作，从而提高供电效率和延长电池使用寿命。本发明的箱体采用双层结构，其中内箱体的加热装置可保持内箱体内的温度恒定，外箱体则可减少内箱体与外部进行热交换，达到保温、隔热、耐高度低压的效果。

Description

一种高空电源系统
技术领域
本发明涉及高空电源，具体说高空飞行物的电源系统。
背景技术
在高空如6000米至9600米、8000米至12600米甚至更高处，由于环境条件较为恶劣，飞行物如探空气球等在飞行时须具备适应恶劣环境的能力，如耐寒、抗热等；而这些飞行物的电源系统作为供电设备，是高空飞行物必不可少和至关重要的元件。当飞行物在高速、低速、加速、减速等交替变换不同行驶状况下飞行时，电池会以不同倍率放电，以不同生热速率产生热量，加上时间累积以及空间影响会产生热量聚集，从而导致电池运行环境温度复杂多变。而目前的高空电池大多采用简单的包装，其耐寒、隔热及散热性能较差，如市场上的电池长时间在高空工作，会影响电池的使用寿命，导致电池成本增加。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种结构简单且耐寒散热较好的的高空电源系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高空电源系统，包括封闭的箱体，所述箱体包括外箱体和设置在该外箱体内的内箱体，所述内箱体内设有串联或并联的数个电池和管理该数个电池的电池管理系统，该数个电池通过设置在箱体外的太阳能电池板充电；所述内箱体上设置有可保持该箱体内温度恒定的加热装置，该加热装置由所述电池或太阳能电池板供电。
作为优选，所述加热装置包括设置在内箱体上的加热材料和温度传感器，该温度传感器与控制器连接，控制器根据温度传感器检测的内箱体内的温度信号对所述加热材料进行温度调控。
作为优选，所述外箱体与内箱体之间填充有隔热材料。
作为优选，所述外箱体与内箱体之间为真空。
作为优选，所述内箱体内充有氮气或氩气。
作为优选，所述外箱体壁包覆有保温材料。
作为优选，所述加热材料为紧贴所述内箱体壁的加热胶、加热片或电热毯。
作为优选，所述隔热材料采用隔热棉、泡沫塑料、发泡胶、纳米SiO2或绝热胶。
作为优选，所述外箱体上设有输入接口和为外部设备供电的输出接口，所述太阳能电池板通过该输入接口为所述电池充电。
作为优选，所述电池为镍氢电池或锂离子电池。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明采用加热装置对内箱体加热，使箱体的温度保持恒定，以使电池适应高空恶劣的环境条件，保证电池在最佳温度条件下工作，从而提高供电效率和延长电池使用寿命。
2、本发明的箱体采用双层结构，其中内箱体的加热装置可保持内箱体内的温度恒定，外箱体则可减少内箱体与外部进行热交换，达到保温、隔热、耐高度低压的效果。
附图说明
图1是本发明一种优选方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合图1详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
一种高空电源系统，包括封闭的箱体，本发明的箱体包括外箱体2和设置在该外箱体内的内箱体1，所述内箱体内设有串联或并联的数个电池11和管理该数个电池的电池管理系统12，该数个电池通过设置箱体外的太阳能电池板9充电，使得电池可持续供电；电池管理系统可以通过实时监测电池的物理参数来评估电池的状态，并且可以在线诊断与预警，提高电池工作安全性，延长使用寿命；而且可以实现对电池放电和预充电的控制，达到均衡管理，实现电池工作的自动化管理。所述内箱体1上设有可保持该箱体内温度恒定的加热装置；本发明的加热装置在电池工作温度过低时实现加热，当电池的工作稳定较高时，则可停止加热，从而调整温度，有利于延长电池使用寿命，提高电池性能，提高电池充放电循环效率，使电池运行在稳定的环境中；且所述加热装置由所述电池供电，不需要外接电源给其供电，简单方便；在电池充电过程中或电池充满以后，所述加热装置也可通过太阳能电池板直接供电，以提高太阳能电池板利用率。
本发明的加热装置包括设置在内箱体1上的加热材料4和温度传感器6，该温度传感器6与控制器5连接，控制器5根据温度传感器6检测的内箱体内的温度信号对所述加热材料4实现温度调控；控制器控制所述加热材料实现加热和停止加热，自动化程度高。在实施过程中，外箱体与内箱体之间可填充隔热材料3，两者之间也可为真空，这样就能阻断外界温度对内层电池箱的影响；隔热材料或真空的设置有利于隔热；当外界温度过低时，加热材料开始加热，而隔热材料或真空的设置可以减少内箱体内的热量与外界进行交换，从而给电源系统的电池提供良好的使用运行环境，发挥最佳性能，延长寿命；同理，当外界温度过高时，隔热材料或真空可以将外界的热量与内箱体隔离。在实施过程中，还可在内箱体内可充入氮气或氩气，一方面可达到阻燃的作用，提高安全性能；另一方面可使电池工作过程产生的热量释放至气体中，可适当降低电池工作时的温度。
本发明的外箱体2壁包覆有保温材料10，进一步提高箱体的保温、隔热效果；在实施过程中，加热材料4为紧贴所述内箱体壁的加热胶、加热片或电热毯，该加热材料导热性能高，加热速度快，同时安全性高；所述隔热材料3采用隔热棉、泡沫塑料、发泡胶、纳米SiO2或绝热胶等，可起到很好的隔热效果。本发明的电源系统设有输入接口7和为外部设备供电的输出接口8，外箱体外侧安装有所述太阳能电池板9，该太阳能电池板通过所述输入接口7为电池充电，使得电池可持续供电。本发明的电池为镍氢电池、锂离子电池中的一种。本发明采用内、外两箱体的双层箱结构，牢固性和保温性好，可起到更好的保温、耐寒效果。本发明采用双层箱体设计，当外界温度为70-80℃时，隔热材料仍可以将外界的高温与内箱体隔绝开来，当外界温度低于-20℃时，所述电源系统内设置的加热材料可以加热，使电源系统的电池处于正常温度，从而照常工作。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种高空电源系统，包括封闭的箱体，其特征在于：所述箱体包括外箱体（2）和设置在该外箱体内的内箱体（1），所述内箱体（1）内设有串联或并联的数个电池（11）和管理该数个电池的电池管理系统（12），该数个电池通过设置在箱体外的太阳能电池板充电；所述内箱体（1）上设置有可保持该箱体内温度恒定的加热装置，该加热装置由所述电池或太阳能电池板供电。
2.根据权利要求1所述高空电源系统，其特征在于：所述加热装置包括设置在内箱体（1）上的加热材料（4）和温度传感器（6），该温度传感器（6）与控制器（5）连接，控制器（5）根据温度传感器（6）检测的内箱体内的温度信号对所述加热材料（4）进行温度调控。
3.根据权利要求1所述高空电源系统，其特征在于：所述外箱体与内箱体之间填充有隔热材料（3）。
4.根据权利要求1所述高空电源系统，其特征在于：所述外箱体与内箱体之间为真空。
5.根据权利要求3或4所述高空电源系统，其特征在于：所述内箱体内充有氮气或氩气。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述高空电源系统，其特征在于：所述外箱体（2）壁包覆有保温材料（10）。
7.根据权利要求2所述高空电源系统，其特征在于：所述加热材料（4）为紧贴所述内箱体壁的加热胶、加热片或电热毯。
8.根据权利要求3所述高空电源系统，其特征在于：所述隔热材料（3）采用隔热棉、泡沫塑料、发泡胶、纳米SiO2或绝热胶。
9.根据权利要求1至4中任意一项所述高空电源系统，其特征在于：所述外箱体上设有输入接口（7）和为外部设备供电的输出接口（8），所述太阳能电池板（9）通过该输入接口（7）为所述电池充电。
10.根据权利要求1所述高空电源系统，其特征在于：所述电池为镍氢电池或锂离子电池。
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