CN108054315A - 空间用方形锂离子蓄电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空间用方形锂离子蓄电池组，包括锂离子蓄电池单体、壁板、压条、散热片、拉杆、电连接器、高阻接地装置，本例结构通过拉杆、壁板紧固蓄电池单体，压条分担电池组载荷力，散热片均衡单体间的电池温度，绝缘膜包裹蓄电池单体及零部件阻断各部件的连接，高阻接地装置释放蓄电池组结构件电荷积累，从而实现了电池组轻量化、耐高压、高强度、导热快及高安全可靠的目标。本发明提供的结构方式易于装配，加工简单，较轻便且导热良好，适用于卫星、航天器等空间领域。

Description

空间用方形锂离子蓄电池组
技术领域
本发明涉及一种空间用方形锂离子蓄电池组。
背景技术
锂离子蓄电池由于比能量高、循环寿命好、无记忆等特点，广泛应用于地球低轨道卫星、地球同步轨道卫星、空间站、深空探测器等航天飞行器中。而随着航天工业的发展，用户对锂离子蓄电池组的性能要求也逐步提升，主要表现在：1、100V高压母线的应用对锂离子蓄电池组能量输出、结构形式及绝缘性能的要求；2为进一步提升发射的有效载荷，对蓄电池组质量比能量的要求；3更加复杂的空间应用环境对锂离子蓄电池组结构力学强度的要求；4更高的能量密度对锂离子蓄电池组传热性能的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空间用方形锂离子蓄电池组，能够提供较为轻便，质量比能量高，满足航天飞行器的轻量化要求的锂离子蓄电池组。
为解决上述问题，本发明提供一种空间用方形锂离子蓄电池组，包括多个以串联方式连接的锂离子蓄电池串联块，每个锂离子蓄电池串联块，包括：
左壁板和右壁板；
设置于所述左壁板和右壁板之间、并依次重复布置的散热片、压条、锂离子蓄电池单体；
拉杆，所述拉杆的两端分别连接所述左壁板和右壁板；
所述左壁板和所述右壁板上各安装有一支架；
固定于所述左壁板上的支架上的电连接器
固定于所述右壁板上的支架上的接地装置，所述接地装置搭接航天器对地装置；
与所述接地装置和右壁板连接的定值电阻。
进一步的，在上述空间用方形锂离子蓄电池组中，所述左壁板和右壁板的材料为铝合金或碳纤维材料。
进一步的，在上述空间用方形锂离子蓄电池组中，所述散热片的材料为铝合金，厚度为1mm。
进一步的，在上述空间用方形锂离子蓄电池组中，所述压条的材料为铝合金。
进一步的，在上述空间用方形锂离子蓄电池组中，所述锂离子蓄电池单体为方形全密封锂离子蓄电池单体。
进一步的，在上述空间用方形锂离子蓄电池组中，所述拉杆的材料为不锈钢或钛合金材料。
进一步的，在上述空间用方形锂离子蓄电池组中，所述接地装置为黄铜螺栓，表面镀金处理；所述定值电阻为68KΩ。
进一步的，在上述空间用方形锂离子蓄电池组中，所述左壁板、右壁板、散热片、压条及锂离子蓄电池单体的装配接触面均匀包裹有绝缘膜材料，所述绝缘膜外侧均匀涂覆有导热硅橡胶。
进一步的，在上述空间用方形锂离子蓄电池组中，所述绝缘膜是聚酰亚胺或聚四氟乙烯材料。
进一步的，在上述空间用方形锂离子蓄电池组中，所述导热硅橡胶的主体成分为室温硫化硅橡胶，其中添加包括碳化硅、二氧化硅材料。
与现有技术相比，本发明的蓄电池组具有以下特点：
1.所需的零部件较少，较为轻便，质量比能量高，满足航天飞行器的轻量化的要求；
2.输出电压高，绝缘性能好，满足高压母线的应用需求；
3.结构力学强度高，传热性能好。
4.维修方便，不会造成零部件和锂离子蓄电池单体的损坏。
附图说明
图1是本发明一实施例的锂离子蓄电池组的单个锂离子蓄电池串联块的结构示意图；
图2是本发明一实施例的本发明采用的散热片与压条结构示意图；
图3是本发明一实施例的装配的锂离子蓄电池组结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1～3所示，本发明提供一种空间用方形锂离子蓄电池组，包括多个以串联方式连接的锂离子蓄电池串联块，每个锂离子蓄电池串联块，包括：
左壁板1和右壁板6；
设置于所述左壁板1和右壁板6之间、并依次重复布置的散热片5、压条2、锂离子蓄电池单体4；
拉杆3，所述拉杆3的两端分别连接所述左壁板1和右壁板6；
所述左壁板1和所述右壁板6上各安装有一支架10；
固定于所述左壁板1上的支架10上的电连接器7；
固定于所述右壁板6上的支架10上的接地装置9，所述接地装置9搭接航天器对地装置；
与所述接地装置9和右壁板6连接的定值电阻8。
在此，本发明公开了一种空间用方形锂离子蓄电池组的结构，它包括锂离子蓄电池单体、壁板、压条、散热片、拉杆、电连接器、高阻接地装置，采用拉杆、压条、散热片及壁板等结构紧固方形锂离子蓄电池单体，通过两个模块串联的方式组成100V可适用于高压母线的锂离子蓄电池组，每个模块有10～12个锂离子蓄电池串联块串联而成，每个锂离子蓄电池串联块由若干个锂离子蓄电池单体串联而成。
其结构组成形式：首先将壁板、散热片、压条、锂离子蓄电池单体均匀包裹绝缘膜材料，并在绝缘膜外侧均匀涂覆导热硅橡胶，然后将壁板、散热片、压条及锂离子蓄电池单体按照顺序组装粘接，组装粘接顺序为将左壁板1和第一片散热片5粘接，用压条2压住散热片5，将锂离子蓄电池单体4置于压条2之上，随后依次放置散热片、压条、锂离子蓄电池单体4，直至单体放置完毕，放置右壁板6于最后一组锂离子蓄电池单体4边，放置4个拉杆5紧固左壁板1和右壁板6,固定电连接器7于支架10上，将接地装置9固定于右壁板6上，并将定值电阻8与接地装置9和右壁板6连接，最终组成一个50v的电池组模块结构形式，最后通过电缆串联两个相同的锂离子蓄电池串联块组成100v电池组结构形式。
本例结构通过拉杆、壁板紧固蓄电池单体，压条分担电池组载荷力，散热片均衡单体间的电池温度，绝缘膜包裹蓄电池单体及零部件阻断各部件的连接，高阻接地装置释放蓄电池组结构件电荷积累，从而实现了电池组轻量化、耐高压、高强度、导热快及高安全可靠的目标。本发明提供的结构方式易于装配，加工简单，较轻便且导热良好，适用于卫星、航天器等空间领域。
本发明的空间用方形锂离子蓄电池组一实施例中，所述左壁板1和右壁板6的材料为铝合金或碳纤维材料。
本发明的空间用方形锂离子蓄电池组一实施例中，所述散热片的材料为铝合金，厚度为1mm。
本发明的空间用方形锂离子蓄电池组一实施例中，所述压条的材料为铝合金。
本发明的空间用方形锂离子蓄电池组一实施例中，所述锂离子蓄电池单体为方形全密封锂离子蓄电池单体。
本发明的空间用方形锂离子蓄电池组一实施例中，所述拉杆的材料为不锈钢或钛合金材料。
本发明的空间用方形锂离子蓄电池组一实施例中，所述接地装置9为黄铜螺栓，表面镀金处理。
本发明的空间用方形锂离子蓄电池组一实施例中，所述定值电阻为68KΩ。
本发明的空间用方形锂离子蓄电池组一实施例中，所述左壁板、右壁板、散热片、压条及锂离子蓄电池单体的装配接触面均匀包裹有绝缘膜材料，所述绝缘膜外侧均匀涂覆有导热硅橡胶。
本发明的空间用方形锂离子蓄电池组一实施例中，所述绝缘膜是聚酰亚胺或聚四氟乙烯材料。
本发明的空间用方形锂离子蓄电池组一实施例中，所述导热硅橡胶的主体成分为室温硫化硅橡胶，其中添加包括碳化硅、二氧化硅材料。
本发明的空间用方形锂离子蓄电池组一实施例中，每个锂离子蓄电池串联块的电压为50v。
本发明的空间用方形锂离子蓄电池组一实施例中，所述空间用方形锂离子蓄电池组的电压为100v，可适用于高压母线的锂离子蓄电池组。
采用本例的制备的锂离子蓄电池组重量为26kg，输出电压100v，输出功率4800Wh，质量比能量为185Wh/Kg，安装接触面平面度为0.2mm/100mm×100mm。
本发明的蓄电池组具有以下特点：
1.所需的零部件较少，较为轻便，质量比能量高，满足航天飞行器的轻量化的要求；
2.输出电压高，绝缘性能好，满足高压母线的应用需求；
3.结构力学强度高，传热性能好。
4.维修方便，不会造成零部件和锂离子蓄电池单体的损坏。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种空间用方形锂离子蓄电池组，其特征在于，包括多个以串联方式连接的锂离子蓄电池串联块，每个锂离子蓄电池串联块，包括：
左壁板和右壁板；
设置于所述左壁板和右壁板之间、并依次重复布置的散热片、压条、锂离子蓄电池单体；
拉杆，所述拉杆的两端分别连接所述左壁板和右壁板；
所述左壁板和所述右壁板上各安装有一支架；
固定于所述左壁板上的支架上的电连接器；
固定于所述右壁板上的支架上的接地装置，所述接地装置搭接航天器对地装置；
与所述接地装置和右壁板连接的定值电阻。
2.如权利要求1所述的空间用方形锂离子蓄电池组，其特征在于，所述左壁板和右壁板的材料为铝合金或碳纤维材料。
3.如权利要求1所述的空间用方形锂离子蓄电池组，其特征在于，所述散热片的材料为铝合金，厚度为1mm。
4.如权利要求1所述的空间用方形锂离子蓄电池组，其特征在于，所述压条的材料为铝合金。
5.如权利要求1所述的空间用方形锂离子蓄电池组，其特征在于，所述锂离子蓄电池单体为方形全密封锂离子蓄电池单体。
6.如权利要求1所述的空间用方形锂离子蓄电池组，其特征在于，所述拉杆的材料为不锈钢或钛合金材料。
7.如权利要求1所述的空间用方形锂离子蓄电池组，其特征在于，所述接地装置为黄铜螺栓，表面镀金处理；所述定值电阻为68KΩ。
8.如权利要求1所述的空间用方形锂离子蓄电池组，其特征在于，所述左壁板、右壁板、散热片、压条及锂离子蓄电池单体的装配接触面均匀包裹有绝缘膜材料，所述绝缘膜外侧均匀涂覆有导热硅橡胶。
9.如权利要求8所述的空间用方形锂离子蓄电池组，其特征在于，所述绝缘膜是聚酰亚胺或聚四氟乙烯材料。
10.如权利要求8所述的空间用方形锂离子蓄电池组，其特征在于，所述导热硅橡胶的主体成分为室温硫化硅橡胶，其中添加包括碳化硅、二氧化硅材料。
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