CN202911955U - 一种用于连接空间飞行器大功率电池电极和负载的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于连接空间飞行器大功率电池电极和负载的装置，该装置应用于空间飞行器大功率电池技术领域。该装置包括中间部分的密封腔体和两端的收口部分；两端的收口部分分为电极端子和负载端子，电极端子用于与电池电极相连，负载端子用于与负载相连；密封腔体内部装有相变材料；电极端子和负载端子采用塑性成型加工方式，密封腔体加入相变材料后对其进行封口处理，收口段自然成型，表面光滑呈流线形；密封腔体的外表面包有绝缘层；电池电极和负载通过该装置进行导电。本实用新型采用封装在密封腔体的相变材料相变吸热来降低电极的温度；密封腔体的材料为高导电率的金属材料，具有导线的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于连接空间飞行器大功率电池电极和负载的装置，该装置应用于空间飞行器大功率电池技术领域。
背景技术
锂离子电池由于具有比能量大、输出电压高、无记忆效应、可重复充电使用等特点，近年来越来越多地应用于航天技术领域。但由于锂离子电池在高温条件下的稳定性及安全性不高，温度成为限制锂离子电池尤其是大功率锂离子电池广泛应用的主要瓶颈。采用相变制冷的热控方式在空间飞行器型号中应用广泛，但传统基于相变制冷的热控方式只针对电池本体进行温度控制，而对电极和电极输出端未采取有效的温控措施。锂离子电极对温度较为敏感，高温条件下的工作性能迅速降低，甚至会发生破坏危险，因此，需要采取必要的热控措施。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了提出一种用于连接空间飞行器大功率电池电极和负载的装置，该装置能够避免空间飞行器电池在大功率工作的条件下电极因温度过高而破坏，从热控环节上保证了空间电池的安全性和可靠性。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
本实用新型的一种用于连接空间飞行器大功率电池电极和负载的装置，该装置包括中间部分的密封腔体和两端的收口部分；两端的收口部分分为电极端子和负载端子，电极端子用于与电池电极相连，负载端子用于与负载相连；密封腔体内部装有相变材料；电极端子和负载端子采用塑性成型加工方式，密封腔体加入相变材料后对其进行封口处理，收口段自然成型，表面光滑呈流线形；密封腔体的外表面包有绝缘层；电池电极和负载通过该装置进行导电。该装置可代替连接电池与负载的电缆；
密封腔体为圆管形结构；
电极端子和负载端子为密封腔体的收口部分，采用塑性成型加工方式，密封腔体加入相变材料后对其进行封口处理，收口段自然成型，表面光滑呈流线形；
密封腔体、电极端子和负载端子为一体的，其材料为高导电率的金属材料，具有导线的作用；
相变材料采用常温下为固态、导热性能好、具有高相变潜热并且化学性质稳定的材料。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是：
(1)本实用新型涉及一种空间飞行器大功率电池的电极温度控制方法，主要热控对象为电极部分，而现有技术一般只针对电池本体采取热控措施；
(2)采用封装在密封腔体的相变材料相变吸热来降低电极的温度；密封腔体的材料为高导电率的金属材料，具有导线的作用；同时可依据负载功率大小及工作时间确定相变材料的相变温度及使用量，并根据相变材料的重量确定密封腔体的结构；为了保证安全，在密封腔体的外层包覆有绝缘材料。
(3)本实用新型可有效降低负载发热和导线发热对电极的影响，负载及导线产生的热量被迅速吸收；
(4)本实用新型采取被动热控措施，系统简单、可靠，可广泛应用于空间大功率电池热控系统。
附图说明
图1为本实用新型的装置的结构示意图；
其中，1-密封腔体，2-电极端子，3-负载端子，4-相变材料，5-绝缘层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行进一步的详细描述。
实施例
一种用于连接空间飞行器大功率电池电极和负载的装置，该装置包括中间部分的密封腔体1和两端的收口部分；两端的收口部分分别用于连接电池电极和负载，记为电极端子2和负载端子3，电极端子2用于与电池电极相连，负载端子3用于与负载相连；密封腔体1内部放有相变材料4；密封腔体1的外表面包有绝缘层5；电池电极和负载通过该装置进行导电；
用上述装置连接的电池为锂离子蓄电池，采用39节单体串并联而成，输出电压50V，最大额定工作电流30A，连续工作时间5min。
密封腔体1为圆管形结构；圆管形结构的壁厚1.5mm，内径为30mm，长200mm；
电极端子2和负载端子3为密封腔体1的收口部分，采用塑性成型加工方式，密封腔体1加入相变材料4后对其进行封口处理，收口段自然成型，形状无特殊要求；
密封腔体1到电极端子2和负载端子3为流线型过渡；
密封腔体1、电极端子2和负载端子3的材料为铜材料；
相变材料为采用石蜡和石墨复合相变材料，相变温度为45℃，相变潜热为190kJ/kg，单根密封腔体灌装150g，完全融化可吸收28.5kJ的热量；
绝缘层5采用BN/硅树脂绝缘涂料，避免产生触电、短路等危险
当用上述的装置连接电池电极和负载时，负载和密封腔体1在工作过程中产生热量，并将热量传递给相变材料4，相变材料4发生固-液相变并吸收热量，避免了电极温度过高。本实用新型说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
Claims (3)
1.一种用于连接空间飞行器大功率电池电极和负载的装置，其特征在于：该装置包括中间部分的密封腔体(1)和两端的收口部分；两端的收口部分分为电极端子(2)和负载端子(3)，电极端子(2)用于与电池电极相连，负载端子(3)用于与负载相连；密封腔体(1)内部装有相变材料(4)；电极端子(2)和负载端子(3)采用塑性成型加工方式，密封腔体(1)加入相变材料(4)后对其进行封口处理，收口段自然成型，表面光滑呈流线形；密封腔体(1)的外表面包有绝缘层(5)；电池电极和负载通过该装置进行导电。
2.根据权利要求1所述的一种用于连接空间飞行器大功率电池电极和负载的装置，其特征在于：密封腔体(1)为圆管形结构。
3.根据权利要求2所述的一种用于连接空间飞行器大功率电池电极和负载的装置，其特征在于：密封腔体(1)圆管形结构的壁厚1.5mm，内径为30mm，长200mm。
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