CN202183448U - 一种大容量宽温蓄电池装置 - Google Patents

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施晓勇
姚群
李彦
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Abstract

本实用新型提出一种大容量宽温蓄电池装置，包括若干蓄电池组、若干套传感器、加热板、智能管理模块、充电器和接触器，其中所述的智能管理模块包括主控模块、均衡模块和数据采集模块，蓄电池组串联，每组蓄电池组中的电池单元串联，每组蓄电池组安装一套传感器，传感器与数据采集模块连接，数据采集模块将采集到的数据传输给主控模块，主控模块根据数据确定大容量宽温蓄电池装置处于充电、放电或加热状态，若为放电状态，主控模块控制均衡模块通过充电器给蓄电池组充电，若为放电状态，主控模块控制均衡模块通过蓄电池组向外放电，若为加热状态，主控模块通过接触器控制加热板给蓄电池组加热。本实用新型采用蓄电池组串联技术，多达150个单体电池进行串联使用，容量达到50KVA。

Description

一种大容量宽温蓄电池装置
技术领域
本实用新型涉及一种大容量(容量达到50KVA)宽温(使用温度范围-35℃～+50℃)蓄电池装置，属于军用蓄电池技术领域。 
背景技术
目前飞航导弹发射车上的用于导弹发射的一次电源普遍使用柴油发电机组供电，柴油发电机组供电技术是采用发动机(柴油机)带动发电机，机组中配备控制系统，发出三相交流电，供发射车上装设备及导弹使用。但是，随着军事科技的现代化发展，特别是卫星、雷达目标探测技术及导弹探测技术的不断增强，为导弹发射车战场生存能力提出了很大的要求，发射车上采用柴油发电机组供电技术由于柴油发电机组工作时自身的特性：不可避免的强噪音和红外特征明显的缺陷，影响了发射车的战场生存能力。 
蓄电池装置在未来导弹发射车上的导弹发射应用上是一个重要发展方向。蓄电池组相对于柴油发电机组具有无噪音、红外特性低、功率密度大、免维护等特点。蓄电池组的温度适应性以及在车载狭小的空间内电池组容量的大小对导弹发射的可靠性具有重要的影响。 
根据导弹发射过程中导弹及相关设备周电量要求，目前普通的单体蓄电池以无法满足用电量需求。 
目前传统的铅酸蓄电池和胶体蓄电池都存在着功率密度低的缺点，在组成大容量蓄电池组的情况下不适用于装载在导弹发射车上，而功率密度大的锂电池存在的低温环境下无法充电的缺陷，无法满足导弹发射的全温度范围。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术不足，提供一种满足发射车上用于导弹发射过程中为导弹及车载上装设备供电要求的大容量宽温蓄电池装置。 
本实用新型解决的技术方案为：一种大容量宽温蓄电池装置，包括若干蓄电池组、若干套传感器、加热板、智能管理模块、充电器和接触器，其中所述的智能管理模块包括主控模块、均衡模块和数据采集模块，蓄电池组串联，每组蓄电池组中的电池单元串联，每组蓄电池组安装一套传感器，传感器与数据采集模块连接，数据采集模块将采集到的数据传输给主控模块，主控模块根据数据确定大容量宽温蓄电池装置处于充电、放电或加热状态，若为放电状态，主控模块控制均衡模块通过充电器给蓄电池组充电，若为放电状态，主控模块控制均衡模块通过蓄电池组向外放电，若为加热状态，主控模块通过接触器控制加热板给蓄电池组加热。 
所述的蓄电池组中的单个电池单元采用磷酸铁锂电池。 
本实用新型采用高电压、小电流蓄电池组成大容量蓄电池装置，在蓄电池装置内部采用多个单体蓄电池串联组成，应用磷酸铁锂电池作为单体蓄电池。磷酸铁锂电池具有单体电池电压高、自放电率低、功率密度大等优点。 
在蓄电池装置中设置温控设备，采用低温红外加热技术，解决锂电池低温充电问题，保障蓄电池在低温下供电和充电的正确性。温控设备采用红外加热板。 
在蓄电池装置中采用智能管理技术，应用多个传感器测量技术将各单体蓄电池信息送入智能管理模块，智能管理模块对蓄电池组的低温加热、供电输出、均衡充电，电池组内温度控制等进行管理。智能管理模块中的主控模块采用DSP芯片或FPGA芯片。 
本实用新型与现有技术相比的有益效果： 
(1)本实用新型采用蓄电池组串联技术，多达150个单体电池进行串联使用，容量达到50KVA； 
(2)本实用新型采用红外加热板，工作适应温度宽，达到-35℃～+50℃，可以在导弹武器系统全温度范围内，确保导弹发射过程中蓄电池供电的正确性； 
(3)本实用新型采用智能管理模块，可以在充、放电过程中实施检测每个单体蓄电池的状态，根据环境温度智能控制加热设备，节约能源，在蓄电池组充电过程中，对单体蓄电池均衡充电，确保蓄电池组的正常工作及故障诊断和检测； 
(4)本实用新型结合车载环境，使用要求，对蓄电池装置进行一体化设计，在车载有限的空间内，保障蓄电池组的可靠性和维修性； 
(5)本实用新型在蓄电池组装置装载于导弹发射车上用于导弹发射方面具有广阔的应用前景。 
附图说明
图1为本实用新型理论框图； 
图2为本实用新型原理图； 
图3为本实用新型智能管理模块流程图。 
具体实施方式
以下结合附图和具体实例对本实用新型进行详细说明。本实用新型如图1所示，包括蓄电池组、传感器、红外加热板、智能管理模块、充电器和接触器，所有部件装载于箱体内进行一体化设计。 
如图2所示，150节单体电压为3.2V容量为100AH的磷酸铁锂蓄电池串联组成电压为480V蓄电池组、每15节单体电池组成1个小组，共有10组。设置传感器1～10连接在每个电池小组上，每5个电池小组上方设置一块红外加热板，传感器包括温度传感器、电压传感器等。本实用新型通过开关13 输出给用电设备，两块红外加热板通过开关11和12接入蓄电池装置内部。 
蓄电池装置中装备智能管理模块，智能管理模块包括主控模块、均衡模块和数据采集模块，每个蓄电池组上的传感器通过信号线接入数据采集模块中，实时采集电池组的单体电压、温度以及单体电池内阻等电池组信息，数据采集模块通过A/D转换将字信号送入主控模块中。在蓄电池装置内部设有充电器，充电器通过均衡模块对蓄电池进行充电，充电器的启动和停止受主控模块控制。 
本实用新型的智能管理模块工作流程如图3所示： 
本实用新型在使用过程中，智能管理模块首先加电，通过传感器和数据采集器实时的检测蓄电池单体电压、蓄电池组电压、蓄电池组环境温度。蓄电池组容量越高、内阻越小，通过直流放电法测量蓄电池内阻得出蓄电池组容量。数据采集器将采集到的蓄电池单体电压、蓄电池组电压、蓄电池组环境温度送入主控模块，主控模块根据采集的数据判断本实用新型可以处于放电、充电还是加热状态，当蓄电池组容量满足用电使用要求在内部设定的域值内，蓄电池组可以向外放电，当检测到环境温度低于0℃，而蓄电池组容量又低于设定域值时，本实用新型首先接通红外加热板为蓄电池组进行加热，当通过温度传感器检测到环境温度高于0℃时，自动启动充电器对蓄电池组进行充电，同时切断红外加热板停止加热；当检测到容量大于设定上限值时，自动切断充电器，停止向蓄电池组充电。 
本实用新型未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。 

Claims (4)

1.一种大容量宽温蓄电池装置，其特征在于：包括若干蓄电池组、若干套传感器、加热板、智能管理模块、充电器和接触器，其中所述的智能管理模块包括主控模块、均衡模块和数据采集模块，蓄电池组串联，每组蓄电池组中的电池单元串联，每组蓄电池组安装一套传感器，传感器与数据采集模块连接，数据采集模块将采集到的数据传输给主控模块，主控模块根据数据确定大容量宽温蓄电池装置处于充电、放电或加热状态，若为放电状态，主控模块控制均衡模块通过充电器给蓄电池组充电，若为放电状态，主控模块控制均衡模块通过蓄电池组向外放电，若为加热状态，主控模块通过接触器控制加热板给蓄电池组加热。
2.根据权利要求1所述的一种大容量宽温蓄电池装置，其特征在于：所述的主控模块采用DSP芯片或FPGA芯片。
3.根据权利要求1所述的一种大容量宽温蓄电池装置，其特征在于：所述的加热板采用红外加热板。
4.根据权利要求1所述的一种大容量宽温蓄电池装置，其特征在于：所述的蓄电池组中的单个电池单元采用磷酸铁锂电池。 
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102709990A (zh) * 2012-07-06 2012-10-03 天津市英贝特航天科技有限公司 一种双锂电池充放电管理电路
CN104269899A (zh) * 2014-09-25 2015-01-07 武汉中原长江科技发展有限公司 机载锂离子蓄电池系统
CN108470965A (zh) * 2018-05-08 2018-08-31 上海移为通信技术股份有限公司 提高电池在低温时性能的系统

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