CN114069282A - 一种空间在轨维修用电动工具锂电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空间在轨维修用电动工具锂电池，包括底盖、端盖、散热固定器、锂电池单体、阻焰透气网、电连接器、温度传感器、拉环，所述底盖的外侧中央设置有一个长导向条，所述端盖的外侧中央下端有两个短导向条，所述长导向条和短导向条均通过隔热垫安装在底盖及端盖外侧，所述散热固定器的顶部具有内腔。本发明中，通过散热固定器固定单体电池并均匀导热，阻焰透气网隔离内部火焰，电池表面设置较低的太阳吸收比和红外发射率来保证温度，通过浮动电连接器实现快速插拔，航天员执行在轨出舱维修任务时，在任何时候能够保证锂电池不会发生爆炸及火焰外露的情况，具有高可靠性、高安全性、便于操作的特点。

Description

一种空间在轨维修用电动工具锂电池
技术领域
本发明涉及空间站舱外维修领域技术领域，尤其涉及一种空间在轨维修用电动工具锂电池。
背景技术
为保证空间站长期在轨稳定运行，空间站配备在轨维修工具，可实现航天员着航天服状态下对舱外设备进行维修或更换，在轨维修用电动工具作为在轨维修工具之一，主要用来拆卸及安装舱外维修设备上的紧固件，而锂电池作为其供电部件，需要为电动工具提供独立电源，在轨环境较为复杂，冷热温度范围远超锂电池正常工作温度，而锂电池作为第9类危险品，其本身存在易燃易爆风险，特殊的舱外使用环境(如高温、碰撞等)使其危险性更加暴露，此外由于舱外在轨维修用电动工具整体尺寸包络限制，且需要在空间站舱内进行充电，因此锂电池须满足结构紧凑、插拔便捷的要求，鉴于目前无此类小型可拆卸锂电池可应用于在轨真空环境中，如何实现真空、冷黑环境下对航天员手持的在轨维修用电动工具进行可靠、安全、便捷的供电具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种空间在轨维修用电动工具锂电池。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种空间在轨维修用电动工具锂电池，包括底盖、端盖、散热固定器、锂电池单体、阻焰透气网、电连接器、温度传感器、拉环，所述底盖的外侧中央设置有一个长导向条，所述端盖的外侧中央下端有两个短导向条，所述长导向条和短导向条均通过隔热垫安装在底盖及端盖外侧，所述散热固定器的顶部具有内腔，所述散热固定器的上端面两侧均设置有排气孔。
优选地，所述散热固定器为圆形蜂窝结构，所述散热固定器的上端面通过螺钉与电连接器紧固连接。
优选地，所述底盖、端盖、散热固定器配合组成锂电池整体框架，且表面具有满足在轨舱外环境的使用需求的太阳吸收比和红外发射率的涂层。
优选地，所述锂电池单体设置有若干组，均安装在散热固定器的圆孔内，各组所述锂电池单体之间通过导流连接条实现相应的串并联形式。
优选地，所述阻焰透气网为海绵状多孔的金属泡沫结构，安装于散热固定器的排气孔下方。
优选地，所述电连接器为浮动型圆形电连接器。
优选地，温度传感器安装在散热固定器蜂窝圆孔的内孔中。
优选地，所述拉环固定于散热固定器的下端面。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本申请中，通过散热固定器固定单体电池并均匀导热，阻焰透气网隔离内部火焰，电池表面设置较低的太阳吸收比和红外发射率来保证温度，通过浮动电连接器实现快速插拔，航天员执行在轨出舱维修任务时，在任何时候能够保证锂电池不会发生爆炸及火焰外露的情况，具有高可靠性、高安全性、便于操作的特点。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例提供的一种空间在轨维修用电动工具锂电池的轴测结构示意图；
图2示出了根据本发明实施例提供的一种空间在轨维修用电动工具锂电池的主视结构示意图。
1、底盖；2、端盖；3、散热固定器；4、锂电池单体；5、阻焰透气网；6、电连接器；7、温度传感器；8、拉环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：
一种空间在轨维修用电动工具锂电池，包括底盖1、端盖2、散热固定器3、锂电池单体4、阻焰透气网5、电连接器6、温度传感器7、拉环8，底盖1的外侧中央设置有一个长导向条，端盖2的外侧中央下端有两个短导向条，长导向条和短导向条均通过隔热垫安装在底盖1及端盖2外侧，用于锂电池安装对位及固定，并可实现安装后在轨舱外使用时的隔热防护，底盖1与端盖2的内部凹腔可用于锂电池走线及绝缘，散热固定器3的顶部具有内腔，分别为电连接器6的电缆走线空间和阻焰透气网5的安装空间，散热固定器3的上端面两侧均设置有排气孔，锂电池单体4发生热失控后，电池产生的烟雾可通过该处散出，产生的火星则拦截于电池内部，从而避免内部危险溢出。
具体的，如图1所示，散热固定器3为圆形蜂窝结构，蜂窝状铝合金散热固定器3可提高锂电池的散热能力，避免单个锂电池单体4热失效后热量积聚于失效锂电池单体4附近，进而导致该附近锂电池单体4连锁热失控；还可加强锂电池单体4直筒段强度，减少锂电池单体4从直筒段破裂的风险，由于锂电池单体4之间有铝合金隔离，避免锂电池单体4热失控后对邻近锂电池单体4的高温物质喷射，散热固定器3的上端面通过螺钉与电连接器6紧固连接。
具体的，如图2所示，底盖1、端盖2、散热固定器3配合组成锂电池整体框架，且表面具有满足在轨舱外环境的使用需求的太阳吸收比和红外发射率的涂层，能够实现锂电池在轨环境下热交换较少，从而受环境温度变化影响较小。
具体的，如图1所示，锂电池单体4设置有若干组，可进行充电，均安装在散热固定器3的圆孔内，可以但不限于使用导热胶进行固定及散热，各个锂电池单体4安装前在电池表面及散热固定器3的安装孔内表面涂覆导热胶，填充电池与电池固定件之间的间隙，便于更好的导热，各组锂电池单体4之间通过导流连接条实现相应的串并联形式，达到所需要的锂电池电压和容量。
具体的，如图2所示，阻焰透气网5为海绵状多孔的金属泡沫结构，安装于散热固定器3的排气孔下方，在真空环境及大气环境下均可用于防止锂电池热失控造成燃烧后的火焰溢出，并顺利排出燃烧的气体，避免伤害航天员或舱外设备。
具体的，如图1和图2所示，电连接器6为浮动型圆形电连接器，插头设置了浮动功能，以补偿对接时插头与插座之间的轴线误差，可实现径向1mm的浮动，允许的转角偏移为±3.5°，当插头与插座之间的安装轴线没有对准时，插头能够自由灵活地适应插座的不同位置，使插头和插座能够正常插合，在插头的浮动法兰盘中设置了归中机构，使插头壳体能够自动归中，提高插头和插座对接的可靠性，需要指出的是，电连接器6是锂电池充电和供电的统一电接口，共有26个接点，除各种测量信号外，对电池的总正和总负分别使用5个接点，实现电流降额要求。
具体的，如图1所示，温度传感器7安装在散热固定器3蜂窝圆孔的内孔中，温度传感器7可选用至少两个热敏电阻，用于测量电池内部温度，可以但不限于使用导热胶进行固定，其检测的温度信号通过电连接器6输出。
具体的，如图1所示，拉环8固定于散热固定器3的下端面，用于航天员在轨装拆电池时借力。
实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种空间在轨维修用电动工具锂电池，其特征在于，包括底盖（1）、端盖（2）、散热固定器（3）、锂电池单体（4）、阻焰透气网（5）、电连接器（6）、温度传感器（7）、拉环（8），所述底盖（1）的外侧中央设置有一个长导向条，所述端盖（2）的外侧中央下端有两个短导向条，所述长导向条和短导向条均通过隔热垫安装在底盖（1）及端盖（2）外侧，所述散热固定器（3）的顶部具有内腔，所述散热固定器（3）的上端面两侧均设置有排气孔。
2.根据权利要求1所述的一种空间在轨维修用电动工具锂电池，其特征在于，所述散热固定器（3）为圆形蜂窝结构，所述散热固定器（3）的上端面通过螺钉与电连接器（6）紧固连接。
3.根据权利要求1所述的一种空间在轨维修用电动工具锂电池，其特征在于，所述底盖（1）、端盖（2）、散热固定器（3）配合组成锂电池整体框架，且表面具有满足在轨舱外环境的使用需求的太阳吸收比和红外发射率的涂层。
4.根据权利要求3所述的一种空间在轨维修用电动工具锂电池，其特征在于，所述锂电池单体（4）设置有若干组，均安装在散热固定器（3）的圆孔内，各组所述锂电池单体（4）之间通过导流连接条实现相应的串并联形式。
5.根据权利要求3所述的一种空间在轨维修用电动工具锂电池，其特征在于，所述阻焰透气网（5）为海绵状多孔的金属泡沫结构，安装于散热固定器（3）的排气孔下方。
6.根据权利要求1所述的一种空间在轨维修用电动工具锂电池，其特征在于，所述电连接器（6）为浮动型圆形电连接器。
7.根据权利要求3所述的一种空间在轨维修用电动工具锂电池，其特征在于，所述温度传感器（7）安装在散热固定器（3）蜂窝圆孔的内孔中。
8.根据权利要求1所述的一种空间在轨维修用电动工具锂电池，其特征在于，所述拉环（8）固定于散热固定器（3）的下端面。
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