CN111123130A - 一种卫星锂离子蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种卫星锂离子蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断的方法，包括执行以下步骤：步骤1：分配蓄电池组遥测电压；设置蓄电池单体电压遥测、蓄电池组合电压遥测与蓄电池组电压遥测；步骤2：蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断；该蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断包括蓄电池单体电压与蓄电池单体组合电压健康性诊断、蓄电池单体电压与蓄电池组电压健康性诊断、蓄电池单体组合电压与蓄电池整组电压健康性诊断。本发明的有益效果是：本发明的方法用以在蓄电池均衡管理和搁置管理前进行电压遥测的健康性诊断，可有效的降低因长期在轨运行过程中因电压遥测出现漂移而导致的蓄电池单体被误操作的风险，提高蓄电池在轨运行的安全性、可靠性。

Description

一种卫星锂离子蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断的方法
技术领域
本发明涉及卫星能源自主管理设计领域，尤其涉及一种卫星锂离子蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断的方法。
背景技术
为保证卫星用锂离子蓄电池组在轨运行的长寿命和高可靠性，需对蓄电池组进行均衡管理和搁置管理。
锂离子蓄电池在长期充放电过程中会出现电化学特性偏差现象，这将使其中某些单体电池受到应力冲击而发生损坏，均衡管理是保证锂离子电池组各个单体电压均衡，使锂离子电池单体电压偏差保持在预期的范围内，从而保证每个单体电池在卫星寿命期间不受到过应力冲击而发生损坏。
锂离子蓄电池在长光照期内不需要电池进行工作，相关的研究结果表明锂离子蓄电池在不同荷电态下搁置，对电池的性能及寿命有较大的影响，搁置管理针对锂离子蓄电池组贮存特性设计的搁置管理模式将蓄电池组保持在给定的荷电态范围内，具体的控制手段是将蓄电池组电压维持在给定的范围内。
以上所述的均衡管理和搁置管理是以蓄电池单体电压和整组电压为输入条件进行相关的逻辑操作。均衡管理和搁置管理对蓄电池单体电压和整组电压的遥测精度要求非常高。以中高轨卫星为例，对单体电压的遥测精度要求为5-10mV，以将组内单体电压均衡在60mV以内。
若由于遥测采样变化电路在长期在轨运行过程中的漂移而导致电压遥测误差变大，则均衡管理和搁置管理输入条件就不再正确，从而导致在轨误操作，造成单体的过放或整组的过放，对整星的供电安全性和寿命造成重大损失。
发明内容
本发明提供了一种卫星锂离子蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断的方法，包括执行以下步骤：
步骤1：分配蓄电池组遥测电压；设置蓄电池单体电压遥测、蓄电池组合电压遥测与蓄电池组电压遥测；
步骤2：蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断；该蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断包括蓄电池单体电压与蓄电池单体组合电压健康性诊断、蓄电池单体电压与蓄电池组电压健康性诊断、蓄电池单体组合电压与蓄电池整组电压健康性诊断。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤1中，所述蓄电池组由多个蓄电池单体串联而成。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤2中，所述蓄电池单体电压与蓄电池单体组合电压健康性诊断具体为：
将几个蓄电池单体电压之和与相应的这几个蓄电池单体的组合电压进行比较，若差值小于规定的最大测量误差，则说明电压遥测健康；若差值大于规定的最大测量误差，则说明电压遥测不健康。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤2中，所述蓄电池单体电压与蓄电池组电压健康性诊断具体为：
将几个蓄电池单体电压之和与蓄电池组电压进行比较，若差值小于规定的最大测量误差，则说明电压遥测健康；若差值大于规定的最大测量误差，则说明电压遥测不健康。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤2中，所述蓄电池单体组合电压与蓄电池整组电压健康性诊断具体为：
将所有的蓄电池单体组合电压之和与蓄电池整组电压进行比较，若差值小于规定的最大测量误差，则说明电压遥测健康；若差值大于规定的最大测量误差，则说明电压遥测不健康。
作为本发明的进一步改进，所述蓄电池单体数量为九节，每三节所述蓄电池单体组成一组单体组合电压，蓄电池单体电压测量精度优于10mV，蓄电池单体组合电压测量精度优于50mV，蓄电池整组电压测量精度优于150mV。
作为本发明的进一步改进，在所述蓄电池单体电压与蓄电池单体组合电压健康性诊断中，所述最大测量误差为80mV。
作为本发明的进一步改进，在所述蓄电池单体电压与蓄电池组电压健康性诊断中，所述最大测量误差为240mV。
作为本发明的进一步改进，在所述蓄电池单体组合电压与整组电压健康性诊断中，所述最大测量误差为300mV。
本发明的有益效果是：本发明的一种卫星锂离子蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断的方法用以在蓄电池均衡管理和搁置管理前进行电压遥测的健康性诊断，可有效的降低因长期在轨运行过程中因电压遥测出现漂移而导致的蓄电池单体被误操作的风险，提高蓄电池在轨运行的安全性、可靠性。
附图说明
图1是本发明的蓄电池组电压遥测分配示意图。
具体实施方式
本发明公开的一种卫星锂离子蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断的方法，通过蓄电池单体电压与单体组合电压健康性诊断、蓄电池单体组合电压与整组电压健康性诊断判定蓄电池电压遥测的健康性，实现卫星均衡管理和搁置管理前的参数有效性检查。锂离子蓄电池电压遥测健康性自主诊断方法可有效的降低因遥测参数的漂移导致在轨误操作，造成蓄电池单体过放或整组过放，对整星的供电安全性和寿命造成重大损失。使用本发明公开的一种卫星锂离子蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断的方法可有效规避上述风险，提高蓄电池在轨运行的安全性、可靠性。
本发明公开了一种卫星锂离子蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断的方法，包括执行以下步骤：
步骤1：分配蓄电池组遥测电压；设置蓄电池单体电压遥测、蓄电池组合电压遥测与蓄电池组电压遥测；
步骤2：蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断；该蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断包括蓄电池单体电压与蓄电池单体组合电压健康性诊断、蓄电池单体电压与蓄电池组电压健康性诊断、蓄电池单体组合电压与蓄电池整组电压健康性诊断。
在所述步骤1中，所述蓄电池组由多个蓄电池单体串联而成。
在所述步骤2中，所述蓄电池单体电压与蓄电池单体组合电压健康性诊断具体为：
将几个蓄电池单体电压之和与相应的这几个蓄电池单体的组合电压进行比较，若差值小于规定的最大测量误差，则说明电压遥测健康；若差值大于规定的最大测量误差，则说明电压遥测不健康。
在所述蓄电池单体电压与蓄电池单体组合电压健康性诊断中，所述最大测量误差为80mV。
在所述步骤2中，所述蓄电池单体电压与蓄电池组电压健康性诊断具体为：
将几个蓄电池单体电压之和与蓄电池组电压进行比较，若差值小于规定的最大测量误差，则说明电压遥测健康；若差值大于规定的最大测量误差，则说明电压遥测不健康。
在所述蓄电池单体电压与蓄电池组电压健康性诊断中，所述最大测量误差为240mV。
在所述步骤2中，所述蓄电池单体组合电压与整组电压健康性诊断具体为：
将所有的蓄电池单体组合电压之和与整组电压进行比较，若差值小于规定的最大测量误差，则说明电压遥测健康；若差值大于规定的最大测量误差，则说明电压遥测不健康。
在所述蓄电池单体组合电压与整组电压健康性诊断中，所述最大测量误差为300mV。
所述蓄电池单体数量为九节，每三节所述蓄电池单体组成一组单体组合电压，蓄电池单体电压测量精度优于10mV，蓄电池单体组合电压测量精度优于50mV，蓄电池整组电压测量精度优于150mV。
以下对实施方式进行说明：
1.遥测电压分配：如图1所示，蓄电池组由9节单体串联组成，蓄电池单体电压依次为V1～V9，蓄电池单体1～3组合电压为V1～3，蓄电池单体4～6组合电压为V4～6，蓄电池单体7～9组合电压为V7～9，蓄电池整组电压为V1～9。
2.蓄电池单体电压与单体组合电压健康性诊断；
将几个蓄电池单体电压之和与相应的这几个单体的组合电压进行比较，若差值小于规定的最大测量误差80mV，则说明电压遥测健康；若差值大于规定的最大测量误差80mV，则说明电压遥测不健康。
|(V1+V2+V3)-V1～3|＞80mV
|(V4+V5+V6)-V4～6|＞80mV
|(V7+V8+V9)-V7～9|＞80mV
以上任一式成立则说明电压遥测不健康。
3.蓄电池单体电压与蓄电池整组电压健康性诊断；
将所有蓄电池单体电压之和与蓄电池整组电压进行比较，若差值小于规定的最大测量误差240mV，则说明电压遥测健康；若差值大于规定的最大测量误差240mV，则说明电压遥测不健康。
|(V1+V2+V3+V4+V5+V6+V7+V8+V9)-V1～9|＞240mV
上式成立则说明电压遥测不健康。
4.蓄电池单体组合电压与蓄电池整组电压健康性诊断；
将蓄电池单体组合电压之和与整组电压进行比较，若差值小于规定的最大测量误差300mV，则说明电压遥测健康；若差值大于规定的最大测量误差300mV，则说明电压遥测不健康。
|(V1～3+V4～6+V7～9)-V1～9|＞300mV
上式成立则说明电压遥测不健康。
目前，国内卫星锂离子蓄电池组的均衡管理和搁置管理尚无在轨应用经验，本发明公开的一种卫星锂离子蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断的方法研究均属首次。
本发明的有益效果是：本发明的一种卫星锂离子蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断的方法用以在蓄电池均衡管理和搁置管理前进行电压遥测的健康性诊断，可有效的降低因长期在轨运行过程中因电压遥测出现漂移而导致的蓄电池单体被误操作的风险，提高蓄电池在轨运行的安全性、可靠性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种卫星锂离子蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断的方法，其特征在于，包括执行以下步骤：
步骤1：分配蓄电池组遥测电压；设置蓄电池单体电压遥测、蓄电池组合电压遥测与蓄电池组电压遥测；
步骤2：蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断；该蓄电池电压遥测健康性在轨自主诊断包括蓄电池单体电压与蓄电池单体组合电压健康性诊断、蓄电池单体电压与蓄电池组电压健康性诊断、蓄电池单体组合电压与蓄电池整组电压健康性诊断。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述蓄电池组由多个蓄电池单体串联而成。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述蓄电池单体电压与蓄电池单体组合电压健康性诊断具体为：
将几个蓄电池单体电压之和与相应的这几个蓄电池单体的组合电压进行比较，若差值小于规定的最大测量误差，则说明电压遥测健康；若差值大于规定的最大测量误差，则说明电压遥测不健康。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述蓄电池单体电压与蓄电池组电压健康性诊断具体为：
将几个蓄电池单体电压之和与蓄电池组电压进行比较，若差值小于规定的最大测量误差，则说明电压遥测健康；若差值大于规定的最大测量误差，则说明电压遥测不健康。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述蓄电池单体组合电压与蓄电池整组电压健康性诊断具体为：
将所有的蓄电池单体组合电压之和与蓄电池整组电压进行比较，若差值小于规定的最大测量误差，则说明电压遥测健康；若差值大于规定的最大测量误差，则说明电压遥测不健康。
6.根据权利要求3至5任一项所述的方法，其特征在于，所述蓄电池单体数量为九节，每三节所述蓄电池单体组成一组单体组合电压，蓄电池单体电压测量精度优于10mV，蓄电池单体组合电压测量精度优于50mV，蓄电池整组电压测量精度优于150mV。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述蓄电池单体电压与蓄电池单体组合电压健康性诊断中，所述最大测量误差为80mV。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述蓄电池单体电压与蓄电池组电压健康性诊断中，所述最大测量误差为240mV。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述蓄电池单体组合电压与整组电压健康性诊断中，所述最大测量误差为300mV。
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