CN114362289A - 一种针对卫星蓄电池的充电维护控制电路及系统 - Google Patents
一种针对卫星蓄电池的充电维护控制电路及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114362289A CN114362289A CN202111504717.6A CN202111504717A CN114362289A CN 114362289 A CN114362289 A CN 114362289A CN 202111504717 A CN202111504717 A CN 202111504717A CN 114362289 A CN114362289 A CN 114362289A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- charging
- power conversion
- module
- control
- switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明提供一种针对卫星蓄电池的充电维护控制电路及系统，通过控制切换单元切换功率转换单元的电路，实现冗余容错切换功能，使得冗余容错充电管理设备在工作正常时可至多同时为两组蓄电池提供充电功能；即使在任一组功率转换模块与电池组充电输出接口之间任意位置出现故障现象时，冗余容错充电管理设备仍能够支持降级使用，通过通道切换后，将未出现故障的通路先后连接到两组蓄电池，从而分时为后级连接的两组蓄电池提供充电功能。由此一来，可完全避免因蓄电池充电设备造成的卫星失效，从而大幅度提高星上蓄电池的可靠性及使用寿命，进而提高卫星的可靠性指标及在轨工作寿命。
Description
技术领域
本发明涉及卫星电池充电技术，特别是一种针对卫星蓄电池的充电维护控制电路及系统。
背景技术
目前在轨运行的卫星产品广泛应用可重复进行充放电的蓄电池，包括锂离子蓄电池或铅酸蓄电池等种类，蓄电池是卫星产品的重要供电设备，蓄电池的寿命及充电任务有效实施是卫星产品保持长期在轨运行的必要条件；作为蓄电池在轨运行必备的保障设备，蓄电池充电管理设备的可靠性直接影响了卫星产品的在轨使用寿命。
在卫星产品的可靠性模型中，太阳能电池板、蓄电池、蓄电池充电管理设备以及用电载荷共同构成串联可靠性模型，任何一个环节的彻底失效都会导致整星产品降级使用或失效。
对于卫星电气系统中关键用电设备的蓄电池产品，除了需要对蓄电池本身进行冗余设计之外，若能采用蓄电池充电设备的冗余容错技术，则可进一步大幅度提高卫星蓄电池供电系统的使用寿命和可靠性指标，因此，采用一种轻小型的、能够实现实时状态监测并具有冗余容错功能的蓄电池充电维护管理模块进行关键蓄电池在轨充电维护管理十分必要。
发明内容
为了解决上述问题中的至少一个，本发明一方面提供了一种针对卫星蓄电池的充电维护控制电路，包括：功率转换单元以及控制切换单元；
所述功率转换单元包括第一功率转换模块以及第二功率转换模块，所述第一功率转换模块和所述第二功率转换模块均通过一第一独立走线耦接第一蓄电池，并通过一第二独立走线耦接第二蓄电池，每个功率转换模块用于将电源输出功率转换为蓄电池充电功率；
所述控制切换单元用于导通所述第一功率转换模块的第一独立走线和第二功率转换模块的第二独立走线；并在其中一个功率转换模块耦接的第一独立走线故障断开时，所述控制切换单元将第一功率转换模块的第二独立走线和第二功率转换模块的第一独立走线导通。
所述充电维护控制电路还包括测控接口单元；
所述测控接口单元用于响应一外部指令监控所述功率转换单元以及所述控制切换单元。
进一步地，所述充电维护控制电路还包括第一充电开关以及第二充电开关；
所述第一充电开关的一端连接第一蓄电池，其另一端与所述控制切换单元耦接；
所述第二充电开关的一端连接第而蓄电池，其另一端与所述控制切换单元耦接。
进一步地，所述控制切换单元包括：二次电源模块以及通道切换管理模块；
所述二次电源模块用于为所述测控接口单元以及所述通道切换管理模块供电；
所述通道切换管理模块的一端与所述第一充电开关以及所述第二充电开关耦接，其另一端与所述第一功率转换模块以及所述第二功率转换模块耦接，可根据所述测控接口单元的指令切换所述第一功率模块以及所述第二功率模块所对应的独立走线的状态。
进一步地，所述测控接口单元包括：遥控接口模块以及遥测接口模块；
所述遥控接口模块用于控制所述功率转换单元、所述通道切换管理模块、所述第一充电开关以及所述第二充电开关；
所述遥测接口模块用于采集所述功率转换单元模拟量信息以及所述通道切换管理模块、所述第一充电开关和所述第二充电的状态量信息。
进一步地，所述遥控接口模块包括：功率控制开关、切换控制开关以及输出控制开关。
进一步地，所述遥测接口模块包括：功率控制结果遥测、切换控制结果遥测以及输出控制结果遥测。
进一步地，所述通道切换管理模块包括两组磁保持继电器组，其中一个磁保持继电器组与所述第一充电开关耦接，另一个磁保持继电器组与所述第二充电开关耦接。
本发明另一方面提供了一种针对卫星蓄电池的充电维护控制系统，包括：如上述任一项所述的充电维护控制电路以及两组蓄电池。
进一步地，所述充电维护控制电路还包括测控接口单元；
所述测控接口单元用于响应一外部指令监控所述功率转换单元以及所述控制切换单元。
本发明的有益效果
本发明提供一种针对卫星蓄电池的充电维护控制电路及系统，通过控制切换单元切换功率转换单元的电路，实现冗余容错切换功能，使得冗余容错充电管理设备在工作正常时可至多同时为两组蓄电池提供充电功能；即使在任一组功率转换模块与电池组充电输出接口之间任意位置出现故障现象时，冗余容错充电管理设备仍能够支持降级使用，通过通道切换后，将未出现故障的通路先后连接到两组蓄电池，从而分时为后级连接的两组蓄电池提供充电功能。由此一来，可完全避免因蓄电池充电设备造成的卫星失效，从而大幅度提高星上蓄电池的可靠性及使用寿命，进而提高卫星的可靠性指标及在轨工作寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施方式中针对卫星蓄电池的充电维护控制电路结构示意图；
图2为本发明实施方式中针对卫星蓄电池的充电维护控制电路原理图。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前在轨运行的卫星产品广泛应用可重复进行充放电的蓄电池，包括锂离子蓄电池或铅酸蓄电池等种类，蓄电池是卫星产品的重要供电设备，蓄电池的寿命及充电任务有效实施是卫星产品保持长期在轨运行的必要条件；作为蓄电池在轨运行必备的保障设备，蓄电池充电管理设备的可靠性直接影响了卫星产品的在轨使用寿命。
基于此，本发明提供一种针对卫星蓄电池的充电维护控制电路，如图1所示，包括：功率转换单元以及控制切换单元；
所述功率转换单元包括第一功率转换模块以及第二功率转换模块，所述第一功率转换模块和所述第二功率转换模块均通过一第一独立走线耦接第一蓄电池，并通过一第二独立走线耦接第二蓄电池，每个功率转换模块用于将电源输出功率转换为蓄电池充电功率；
所述控制切换单元用于导通所述第一功率转换模块的第一独立走线和第二功率转换模块的第二独立走线；并在其中一个功率转换模块耦接的第一独立走线故障断开时，所述控制切换单元将第一功率转换模块的第二独立走线和第二功率转换模块的第一独立走线导通。
在一些其它实施方式中，所述充电维护控制电路还包括测控接口单元；
所述测控接口单元用于响应一外部指令监控所述功率转换单元以及所述控制切换单元。
在一些其它实施方式中，所述充电维护控制电路还包括第一充电开关以及第二充电开关；
所述第一充电开关的一端连接第一蓄电池，其另一端与所述控制切换单元耦接；
所述第二充电开关的一端连接第而蓄电池，其另一端与所述控制切换单元耦接。
在一些其它实施方式中，所述控制切换单元包括：二次电源模块以及通道切换管理模块；
所述二次电源模块用于为所述测控接口单元以及所述通道切换管理模块供电；
所述通道切换管理模块的一端与所述第一充电开关以及所述第二充电开关耦接，其另一端与所述第一功率转换模块以及所述第二功率转换模块耦接，可根据所述测控接口单元的指令切换所述第一功率模块以及所述第二功率模块所对应的独立走线的状态。
在一些其它实施方式中，所述测控接口单元包括：遥控接口模块以及遥测接口模块；
所述遥控接口模块用于控制所述功率转换单元、所述通道切换管理模块、所述第一充电开关以及所述第二充电开关；
所述遥测接口模块用于采集所述功率转换单元模拟量信息以及所述通道切换管理模块、所述第一充电开关和所述第二充电的状态量信息。
在一些其它实施方式中，所述遥控接口模块包括：功率控制开关、切换控制开关以及输出控制开关。
在一些其它实施方式中，所述遥测接口模块包括：功率控制结果遥测、切换控制结果遥测以及输出控制结果遥测。
在一些其它实施方式中，所述通道切换管理模块包括两组磁保持继电器组，其中一个磁保持继电器组与所述第一充电开关耦接，另一个磁保持继电器组与所述第二充电开关耦接。
本发明另一方面提供了一种针对卫星蓄电池的充电维护控制系统，包括：如上述任一项所述的充电维护控制电路以及两组蓄电池。
在一些具体的实施方式中，所述充电维护控制电路还包括测控接口单元；
所述测控接口单元用于响应一外部指令监控所述功率转换单元以及所述控制切换单元。
可以理解的是，功率转换单元由第一功率转换模块与第二功率转换模块组成，两者完全相同，互为冗余备份，用于实现功率转换，内置电流环与电压环，可实现横流到恒压的完整充电过程；
测控接口单元由遥控接口模块与遥测接口模块组成，其中遥控接口模块用于接收外部OC指令，实现第一功率转换模块、第二功率转换模块、通道切换管理模块、充电开关的控制动作；其中遥测接口模块用于调理采集电池温度、第一功率转换模块充电输出电流、第一功率转换模块充电输出电压、第二功率转换模块充电输出电流、第二功率转换模块充电输出电压等模拟量，以及第一功率转换模块、第二功率转换模块、第一充电开关、第二充电开关、通道切换控制开关等状态量信息。
其中控制切换单元由二次电源模块和通道切换管理模块组成，二次电源模块用于进行电源DC/DC变换，为充电维护控制系统中的控制设备供电，通道切换管理模块为磁保持继电器组，用于实现冗余容错充电接口变换动作的核心功能。
如图2所示，给出了充电维护控制电路原理图，在两组功率转换模块均能正常工作时，通道切换管理模块中磁保持继电器不动作，继电器触点均连接在a点位置，即第一功率模块对应的继电器触点连接在第一独立走线位置，第二功率模块对应的继电器触点连接在第二独立走线位置，此时两组功率转换模块能够分别为蓄电池1、蓄电池2提供充电输出功能；在任一组功率转换模块与电池组充电输出接口之间任意位置出现故障现象时，充电维护控制系统仍能够支持降级使用，可以先为原连接状态的蓄电池实施充电，再通过遥控接口模块注入切换指令，磁保持继电器组动作，触点连接到b点位置，即第一功率模块对应的继电器触点连接在第二独立走线位置，第二功率模块对应的继电器触点连接在第一独立走线位置，从而将未出现故障的通路切换到无法充电的蓄电池上，从而实现分时为后级连接的两组蓄电池提供充电功能。
本发明提供一种针对卫星蓄电池的充电维护控制电路及系统，通过控制切换单元切换功率转换单元的电路，实现冗余容错切换功能，使得冗余容错充电管理设备在工作正常时可至多同时为两组蓄电池提供充电功能；即使在任一组功率转换模块与电池组充电输出接口之间任意位置出现故障现象时，冗余容错充电管理设备仍能够支持降级使用，通过通道切换后，将未出现故障的通路先后连接到两组蓄电池，从而分时为后级连接的两组蓄电池提供充电功能。由此一来，可完全避免因蓄电池充电设备造成的卫星失效，从而大幅度提高星上蓄电池的可靠性及使用寿命，进而提高卫星的可靠性指标及在轨工作寿命。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施方式的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。
此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。以上所述仅为本说明书实施方式的实施方式而已，并不用于限制本说明书实施方式。对于本领域技术人员来说，本说明书实施方式可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施方式的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施方式的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种针对卫星蓄电池的充电维护控制电路，其特征在于，包括：功率转换单元以及控制切换单元；
所述功率转换单元包括第一功率转换模块以及第二功率转换模块，所述第一功率转换模块和所述第二功率转换模块均通过一第一独立走线耦接第一蓄电池，并通过一第二独立走线耦接第二蓄电池，每个功率转换模块用于将电源输出功率转换为蓄电池充电功率；
所述控制切换单元用于导通所述第一功率转换模块的第一独立走线和第二功率转换模块的第二独立走线；并在其中一个功率转换模块耦接的第一独立走线故障断开时，所述控制切换单元将第一功率转换模块的第二独立走线和第二功率转换模块的第一独立走线导通。
2.根据权利要求1所述的充电维护控制电路，其特征在于，所述充电维护控制电路还包括测控接口单元；
所述测控接口单元用于响应一外部指令监控所述功率转换单元以及所述控制切换单元。
3.根据权利要求1所述的充电维护控制电路，其特征在于，所述充电维护控制电路还包括第一充电开关以及第二充电开关；
所述第一充电开关的一端连接第一蓄电池，其另一端与所述控制切换单元耦接；
所述第二充电开关的一端连接第二蓄电池，其另一端与所述控制切换单元耦接。
4.根据权利要求3所述的充电维护控制电路，其特征在于，所述控制切换单元包括：二次电源模块以及通道切换管理模块；
所述二次电源模块用于为所述测控接口单元以及所述通道切换管理模块供电；
所述通道切换管理模块的一端与所述第一充电开关以及所述第二充电开关耦接，其另一端与所述第一功率转换模块以及所述第二功率转换模块耦接，可根据所述测控接口单元的指令切换所述第一功率模块以及所述第二功率模块所对应的独立走线的状态。
5.根据权利要求4所述的充电维护控制电路，其特征在于，所述测控接口单元包括：遥控接口模块以及遥测接口模块；
所述遥控接口模块用于控制所述功率转换单元、所述通道切换管理模块、所述第一充电开关以及所述第二充电开关；
所述遥测接口模块用于采集所述功率转换单元模拟量信息以及所述通道切换管理模块、所述第一充电开关和所述第二充电的状态量信息。
6.根据权利要求5所述的充电维护控制电路，其特征在于，所述遥控接口模块包括：功率控制开关、切换控制开关以及输出控制开关。
7.根据权利要求5所述的充电维护控制电路，其特征在于，所述遥测接口模块包括：功率控制结果遥测、切换控制结果遥测以及输出控制结果遥测。
8.根据权利要求5所述的充电维护控制电路，其特征在于，所述通道切换管理模块包括两组磁保持继电器组，其中一个磁保持继电器组与所述第一充电开关耦接，另一个磁保持继电器组与所述第二充电开关耦接。
9.一种针对卫星蓄电池的充电维护控制系统，其特征在于，包括：如权利要求1至8任一项所述的充电维护控制电路以及两组蓄电池。
10.根据权利要求9所述的充电维护控制系统，其特征在于，所述充电维护控制电路还包括测控接口单元；
所述测控接口单元用于响应一外部指令监控所述功率转换单元以及所述控制切换单元。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111504717.6A CN114362289A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 一种针对卫星蓄电池的充电维护控制电路及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111504717.6A CN114362289A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 一种针对卫星蓄电池的充电维护控制电路及系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114362289A true CN114362289A (zh) | 2022-04-15 |
Family
ID=81099198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111504717.6A Pending CN114362289A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 一种针对卫星蓄电池的充电维护控制电路及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114362289A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104659884A (zh) * | 2015-03-19 | 2015-05-27 | 南车株洲电力机车有限公司 | 一种充电装置及其控制方法 |
| CN204669226U (zh) * | 2015-02-06 | 2015-09-23 | 湖南心澄电气设备有限公司 | 一种基于can总线的智能可调直流电源 |
| CN106655366A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-10 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 卫星电源用的蓄电池充放电调节器控制电路 |
| CN109742843A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-10 | 中国空间技术研究院 | 一种面向批量化飞行验证的供配电可重构控制系统及方法 |
| CN110509773A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-29 | 凯博易控驱动(苏州)股份有限公司 | 一种基于双源无轨电车给车辆充电的系统及方法 |
-
2021
- 2021-12-10 CN CN202111504717.6A patent/CN114362289A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204669226U (zh) * | 2015-02-06 | 2015-09-23 | 湖南心澄电气设备有限公司 | 一种基于can总线的智能可调直流电源 |
| CN104659884A (zh) * | 2015-03-19 | 2015-05-27 | 南车株洲电力机车有限公司 | 一种充电装置及其控制方法 |
| CN106655366A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-10 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 卫星电源用的蓄电池充放电调节器控制电路 |
| CN109742843A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-10 | 中国空间技术研究院 | 一种面向批量化飞行验证的供配电可重构控制系统及方法 |
| CN110509773A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-29 | 凯博易控驱动(苏州)股份有限公司 | 一种基于双源无轨电车给车辆充电的系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110011408B (zh) | 一种移动应急电源系统及其工作方法 | |
| WO2022193165A1 (zh) | 储能系统及电池管理系统的供电方法 | |
| CN110661042A (zh) | 电池管理系统及储能电站 | |
| CN112421661B (zh) | 电池控制系统、储能系统及其控制方法 | |
| CN210007468U (zh) | 一种移动应急电源装置 | |
| CN104916856A (zh) | 一种提高液流电池运行可靠性的储能系统及其方法 | |
| CN112421679B (zh) | 基于混合微电网的电气接线结构及其能量流动方法 | |
| CN114156547A (zh) | 一种锂电池管理系统及方法 | |
| CN219801959U (zh) | 一种储能汇流柜及使用该储能汇流柜的储能系统 | |
| CN110165310A (zh) | 一种电池组智能管控系统 | |
| CN114362289A (zh) | 一种针对卫星蓄电池的充电维护控制电路及系统 | |
| CN110854954A (zh) | 一种储能系统电池簇智能调度系统及调度方法 | |
| CN109617159A (zh) | 一种电池组分组智能管控系统 | |
| CN210693533U (zh) | 一种变电站蓄电池组开路保护装置 | |
| CN114300764A (zh) | 电池模组和储能系统 | |
| CN210604925U (zh) | 一种高效率低成本车载dcdc电源老化设备 | |
| CN113193646A (zh) | 供电装置、方法及系统 | |
| CN116491041A (zh) | 一种储能装置的控制方法、储能装置和光伏发电系统 | |
| CN219999075U (zh) | 储能装置 | |
| CN218633432U (zh) | 一种供电系统及供电设备 | |
| CN212412837U (zh) | 一种应急供电系统 | |
| CN218549569U (zh) | 高压供电装置、整车控制系统及整车设备 | |
| CN218783077U (zh) | 储能电池故障模块自动切除装置、电池模块、电池簇、电池管理系统及储能系统 | |
| CN109358294A (zh) | 单体蓄电池开路在线监控系统 | |
| CN220456482U (zh) | Bms模组及电芯模组 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |