CN109560231A - 空间用镁锂合金锂离子蓄电池组 - Google Patents

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杨晨
黄伟
刘慧�
武巍
李琳琳
郭向飞
线红石
杨波
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Abstract

本发明公开了一种空间用镁锂合金锂离子蓄电池组，该蓄电池组包含：若干个蓄电池单体；左端板和右端板，设置于蓄电池组两端，用于紧固所述的蓄电池单体；压条，设置在蓄电池组底部，用于承托蓄电池单体，并与空间飞行器的舱板连接；支架，位于蓄电池组上部，两端与所述的左端板和右端板连接；其中，所述的左端板、右端板、压条和支架为镁锂合金材料。蓄电池组还包含：连接所述左端板和右端板的拉杆。所述的拉杆为钛合金材料。本发明的空间用镁锂合金锂离子蓄电池组，结构设计简约高效，所需的零部件较少，质量比能量高；结构件大部分采用镁锂合金材料，有效减轻了蓄电池组重量并增加了结构强度，降低发射成本，增加有效载荷。

Description

空间用镁锂合金锂离子蓄电池组
技术领域
本发明属于锂离子蓄电池的技术领域，具体涉及一种空间用镁锂合金锂离子蓄电池组。
背景技术
空间用锂离子蓄电池组用作各类卫星、航天飞船等航天飞行器的贮能电源，主要功能是在无太阳能供电或太阳能供电不足时为航天飞行器提供能源，在光照充足的情况下存储能源，是航天飞行器连续在轨运行的重要保障。
受火箭运载能力和发射成本的限制，空间飞行器储能电源重量受到严格限制；同时，由于火箭发射时力学环境较差，要求储能电源具有较高的结构强度。基于上述条件，要求空间飞行器用锂离子蓄电池组必须具备重量轻、强度高、高可靠的要求，才能更好满足飞行器设计要求及降低发射成本，增加有效载荷。
目前空间用锂离子蓄电池组主要采用铝合金，而镁锂合金材料相较于前者更轻，其密度约为铝合金的1/2，而强度与铝合金接近。采用镁铝合金结构的锂离子蓄电池组较铝合金结构的蓄电池组重量轻10%-15%。
采用重量轻、强度高的空间用镁锂合金锂离子蓄电池组可有效提高整个蓄电池组的质量比能量和抗力学性能，节省发射重量、降低发射成本、提高卫星使用效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种空间用镁锂合金锂离子蓄电池组，该蓄电池组的结构简约高效，并且大部分结构部件采用镁锂合金，减轻了蓄电池组重量并增加了结构强度。
为了达到上述目的，本发明提供了一种空间用镁锂合金锂离子蓄电池组，其包含：若干个蓄电池单体；左端板和右端板，设置于蓄电池组两端，用于紧固所述的蓄电池单体；压条，设置在蓄电池组底部，用于承托蓄电池单体，并与空间飞行器的舱板连接；支架，位于蓄电池组上部，两端与所述的左端板和右端板连接；其中，所述的左端板、右端板、压条和支架为镁锂合金材料。
较佳地，所述的镁锂合金材料的表面镀镍处理。
较佳地，所述的蓄电池单体为矩形，呈若干列排布于蓄电池组内。
较佳地，所述的压条上设置有若干个安装脚，蓄电池组通过该安装脚与空间飞行器的舱板机械连接。
较佳地，所述的压条与舱板通过螺钉连接。
较佳地，所述的支架上设置有旁路开关，用于将故障电池从电池组回路中切除。
较佳地，所述的蓄电池组还包含：连接所述左端板和右端板的拉杆。
较佳地，所述的拉杆为钛合金材料。
有益效果：
（1）蓄电池组的结构设计简约高效，所需的零部件较少，质量比能量高；
（2）蓄电池组的大部分结构部件采用镁锂合金，减轻了蓄电池组重量并增加了结构强度；
（3）降低了发射成本，增加有效载荷。
附图说明
图1为本发明的空间用镁锂合金锂离子蓄电池组的结构示意图。
图中标记：1-右端板；2-蓄电池单体；3-支架；4-左端板；5-拉杆；6-压条。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
如图1所示，本发明的空间用镁锂合金锂离子蓄电池组内设有若干个蓄电池单体2。蓄电池单体2设计为矩形，易于排布于蓄电池组内并整齐放置。蓄电池组两端设置有左端板4和右端板1，用于紧固蓄电池单体2。右端板1上部突出的部分设置有电连接器，蓄电池组通过电连接器为空间飞行器供电。
蓄电池组的底部为压条6，用于承托蓄电池单体2，并与空间飞行器的舱板连接。一些实施例中，压条6的两侧设置有若干个安装脚，螺钉穿过安装脚将蓄电池组连接于空间飞行器的舱板上。支架3两端分别与左端板4和右端板1的上部连接，对左端板4和右端板1起到固定作用。支架3上还设置有旁路开关，用于将故障的蓄电池单体2从电池组回路中切除，保证电路的持续运行。
本发明的空间用镁锂合金锂离子蓄电池组，左端板4、右端板1、压条6和支架3均为镁锂合金材料。镁锂合金材料的运用能有效增强整个锂离子蓄电池组的强度及刚度，同时减轻电池组的重量。采用镁锂合金结构的锂离子蓄电池组，相较于常规空间用蓄电池组重量减轻10%～15%，而结构强度得到提高，因此可有效降低发射成本、提高卫星使用效率，同时增加电池的可靠性。镁锂合金材料加工后，表面进行镀镍处理以提高其抗腐蚀能力。
本发明的空间用镁锂合金锂离子蓄电池组还包含连接左端板4和右端板1的拉杆5。蓄电池组采用拉杆式结构，拉杆5的两端套设有螺母等结构件，在螺母轴向载荷作用下，拉杆5螺旋副相对运动，使左端板4、蓄电池单体2、右端板1、压条6等零部件组成可拆卸联接的稳定结构，该结构能有效提高锂离子蓄电池组固有频率及抗振能力。本发明通过调节拉杆6上螺母扭矩来控制结构零部件与蓄电池单体之间预紧力的大小。拉杆5采用钛合金材料，强度高、刚性好、重量轻。在一些实施例中，拉杆5设置为6根。蓄电池组两侧各设置2根拉杆5，蓄电池组中部还设置有2根拉杆5，可保证紧固蓄电池单体2所需强度。
综上所述，本发明的空间用镁锂合金锂离子蓄电池组，结构设计简约高效，所需的零部件较少，质量比能量高；结构件大部分采用镁锂合金材料，有效减轻了蓄电池组重量并增加了结构强度，降低发射成本，增加有效载荷。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种空间用镁锂合金锂离子蓄电池组，其特征在于，包含：
若干个蓄电池单体；
左端板和右端板，设置于蓄电池组两端，用于紧固所述的蓄电池单体；
压条，设置在蓄电池组底部，用于承托蓄电池单体，并与空间飞行器的舱板连接；
支架，位于蓄电池组上部，两端与所述的左端板和右端板连接；
其中，
所述的左端板、右端板、压条和支架为镁锂合金材料。
2.根据权利要求1所述的空间用镁锂合金锂离子蓄电池组，其特征在于，所述的镁锂合金材料的表面镀镍处理。
3.根据权利要求1所述的空间用镁锂合金锂离子蓄电池组，其特征在于，所述的蓄电池单体为矩形，呈若干列排布于蓄电池组内。
4.根据权利要求1所述的空间用镁锂合金锂离子蓄电池组，其特征在于，所述的压条上设置有若干个安装脚，蓄电池组通过该安装脚与空间飞行器的舱板机械连接。
5.根据权利要求4所述的空间用镁锂合金锂离子蓄电池组，其特征在于，所述的压条与舱板通过螺钉连接。
6.根据权利要求1所述的空间用镁锂合金锂离子蓄电池组，其特征在于，所述的支架上设置有旁路开关，用于将故障电池从电池组回路中切除。
7.根据权利要求1所述的空间用镁锂合金锂离子蓄电池组，其特征在于，所述的蓄电池组还包含：连接所述左端板和右端板的拉杆。
8.根据权利要求7所述的空间用镁锂合金锂离子蓄电池组，其特征在于，所述的拉杆为钛合金材料。
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