RU161796U1 - Устройство для испытаний комплекса автоматики и стабилизации космического аппарата в режиме имитации заряда литий-ионной аккумуляторной батареи - Google Patents
Устройство для испытаний комплекса автоматики и стабилизации космического аппарата в режиме имитации заряда литий-ионной аккумуляторной батареи Download PDFInfo
- Publication number
- RU161796U1 RU161796U1 RU2015153655/28U RU2015153655U RU161796U1 RU 161796 U1 RU161796 U1 RU 161796U1 RU 2015153655/28 U RU2015153655/28 U RU 2015153655/28U RU 2015153655 U RU2015153655 U RU 2015153655U RU 161796 U1 RU161796 U1 RU 161796U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liab
- simulator
- information input
- cas
- information
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/40—Testing power supplies
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
1. Устройство для испытаний комплекса автоматики и стабилизации (КАС) космического аппарата в режиме имитации заряда литий-ионной аккумуляторной батареи (ЛИАБ), содержащее источник питания и устройство рекуперации, выполненные с возможностью подключения параллельно с испытуемым КАС, отличающееся тем, что выход зарядного устройства КАС через резистивный шунт подключен к первому силовому выводу имитатора ЛИАБ и датчику напряжения, выход которого и измерительные клеммы резистивного шунта соединены с входами аналого-цифрового преобразователя, подключенного к первому информационному входу контроллера, второй, третий, четвертый и пятый информационные входы которого соединены соответственно с первым информационным входом испытуемого КАС, информационным входом устройства рекуперации, интерфейсом персонального компьютера и первым информационным входом имитатора ЛИАБ, второй информационный вход которого подключен ко второму информационному входу испытуемого КАС, а второй силовой вывод имитатора ЛИАБ соединен с общей шиной источника питания, устройства рекуперации и испытуемого КАС.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что имитатор ЛИАБ содержит n имитаторов литий-ионного аккумулятора (ЛИА), соединённых между собой последовательно, при этом силовой вход первого и силовой выход n-го имитаторов ЛИА являются соответственно первым и вторым силовыми выводами имитатора ЛИАБ, первые и вторые информационные входы имитаторов ЛИА подключены соответственно к первым и вторым информационным шинам, которые представляют собой первые и вторые информационные входы имитатора ЛИАБ.
Description
Устройство для испытаний комплекса автоматики и стабилизации (КАС) космического аппарата в режиме имитации заряда литий-ионной аккумуляторной батареи (ЛИАБ) относится к информационно--измерительной технике, может быть использовано для тестирования ответственных систем автоматики и электропитания.
Известен стенд для моделирования системы электропитания космического аппарата (патент РФ № 2349518 от 12.07.2007 БИПМ № 8 от 20.03.2009), содержащий имитатор нагрузки, аккумуляторные батареи, имитатор солнечной батареи, комплекс автоматики и стабилизации напряжения, включающий зарядно-разрядные устройства, стабилизатор напряжения, автоматику, силовые шины и систему управления с вычислительной машиной, линиями информационной связи между системой управления, имитатором нагрузки, подсистемами стенда, вспомогательное оборудование и корректирующие устройства.
Применение в данном стенде аккумуляторных батарей для проведения испытаний вторичного источника питания комплекса автоматики и стабилизации экономически нецелесообразно, а его функциональные возможности ограничиваются требованиями к ресурсу аккумуляторов.
Известно также устройство (патент РФ № 2187192 от 07.07.1999 опубликовано 10.08.2002), включающее первичный и испытуемый источники электропитания, нагрузочное устройство, в состав которого входят регулятор тока, преобразователь постоянного тока, накопительный конденсатор, датчик тока, причем к выходу испытуемого источника электропитания подключены последовательно соединенные транзисторный регулятор тока, датчик тока и преобразователь постоянного тока, возвращающий потребленную энергию в первичный источник электропитания.
Принципиальным недостатком данного устройства является невозможность имитации характеристик каждого аккумулятора батареи при испытании тестируемого оборудования.
Сущность рассматриваемой технической задачи заключается в том, что управление режимами заряда ЛИАБ должно осуществляться по результатам контроля параметров (сопротивления, температуры) каждого аккумулятора батареи. Использование в составе КАС устройств контроля параметров ЛИА предполагает выполнение оценки их погрешности в программно-вычислительных устройствах испытательного оборудования. Рассмотренные выше устройства не имеют таких функций и поэтому не позволяют в полной мере выполнить программу испытаний КАС космического аппарата.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является устройство (патент РФ № 129263 от 23.01.2013 БИПМ №17 от 20.06.2013), состоящее из последовательно соединенных источника бесперебойного питания, испытуемого вторичного источника электропитания, нагрузочного устройства рекуперационного типа, выходы которого подключены к аккумуляторной батарее, входящей в состав источника бесперебойного питания.
Недостатком такого устройства является ограничения, связанные с обязательным использованием аккумуляторной батареи, а также с невозможностью реализации всех функций управления аккумуляторами батареи, что не позволяет в полной мере выполнить программу испытаний вторичного источника электропитания, входящего в комплекс автоматики и стабилизации космического аппарата.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей за счет имитации зарядных характеристик каждого аккумулятора ЛИАБ при испытаниях комплекса автоматики и стабилизации космического аппарата.
Поставленная задача решается тем, что в составе устройства для испытаний комплекса автоматики и стабилизации (КАС) космического
аппарата в режиме имитации заряда литий-ионной аккумуляторной батареи (ЛИАБ), содержащее источник питания и устройство рекуперации, выполненные с возможностью подключения параллельно с испытуемым КАС, выход зарядного устройства КАС через резистивный шунт подключен к первому силовому выводу имитатора ЛИАБ и датчику напряжения, выход которого и измерительные клеммы резистивного шунта соединены с входами аналого-цифрового преобразователя, подключенного к первому информационному входу контроллера, второй, третий, четвертый и пятый информационные входы которого соединены соответственно с первым информационным входом испытуемого КАС, информационным входом устройства рекуперации, интерфейсом персонального компьютера и первым информационным входом имитатора ЛИАБ, второй информационный вход которого подключен ко второму информационному входу испытуемого КАС, а второй силовой вывод имитатора ЛИАБ соединен с общей шиной источника питания, устройства рекуперации и испытуемого КАС. Имитатор ЛИАБ содержит n имитаторов литий-ионного аккумулятора (ЛИА), соединённых между собой последовательно, при этом силовой вход первого и силовой выход n-го имитаторов ЛИА являются соответственно первым и вторым силовыми выводами имитатора ЛИАБ, первые и вторые информационные входы имитаторов ЛИА подключены соответственно к первым и вторым информационным шинам, которые представляют собой первые и вторые информационные входы имитатора ЛИАБ.
Функционирование предлагаемой полезной модели поясняется структурно-функциональной схемой (Фиг.).
Устройство для испытаний комплекса автоматики и стабилизации космического аппарата в режиме имитации заряда литий-ионной аккумуляторной батареи, содержит параллельно включенные источник питания 1, устройство рекуперации 2 и испытуемый КАС 3, выход зарядного устройства КАС через резистивный шунт 4 подключен к первому силовому выводу имитатора ЛИАБ 5 и датчику напряжения 6, выход которого и
измерительные клеммы резистивного шунта 4 соединены с входами аналого- цифрового преобразователя 7, подключенного к первому информационному входу контроллера 8, второй, третий, четвертый и пятый информационные входы которого соединены соответственно с первым информационным входом испытуемого КАС 3, информационным входом устройства рекуперации 2, интерфейсом персонального компьютера 9 и первым информационным входом имитатора ЛИАБ 5, второй информационный вход которого подключен ко второму информационному входу испытуемого КАС 3, а второй силовой вывод имитатора ЛИАБ 5 соединен с общей шиной источника питания 1, устройства рекуперации 2 и испытуемого КАС 3.
Имитатор ЛИАБ 5 содержит n имитаторов 10, 11, ..., N литий-ионного аккумулятора (ЛИА), соединённых между собой последовательно, при этом силовой вход первого 10 и силовой выходы имитаторов ЛИА являются соответственно первым и вторым силовыми выводами имитатора ЛИАБ 5, первые и вторые информационные входы имитаторов 10, 11, N ЛИА подключены соответственно к первым и вторым информационным шинам, которые представляют собой первые и вторые информационные входы имитатора ЛИАБ 5.
Информационные входы 1 служат для управления режимами работы имитаторов 10, 11, ..., N аккумуляторов, подключаемые по программе испытаний КАС 3. При этом значение скорости изменения напряжения устанавливается для каждого имитатора 10, 11, ..., N ЛИА и фиксируются их установившиеся значения. Тем самым обеспечиваются различные режимы работы КАС 3 при заряде ЛИАБ, в том числе режим хранения батареи и балансировки напряжений аккумуляторов. Кроме этого, по данному входу осуществляется установка значений сопротивлений имитаторов термодатчиков, обеспечивающих тестирование функций контроля температурного состояния аккумуляторной батареи. В персональный компьютер 9 поступают измеренные значения параметров имитаторов 10, И, N ЛИА, которые используются для расчета погрешности устройств
контроля и защиты ЛИАБ, находящихся в составе КАС 3. По информационному входу 2 КАС 3 подключается к имитаторам ЛИА для измерения сопротивления имитаторов термодатчиков, напряжения и тока имитаторов ЛИА. По информационному входу 3 в персональный компьютер 9 поступают данные о значениях напряжений и температуры, измеренные устройствами контроля КАС 3, и сигналы управления его режимами работы. В персональном компьютере 9 рассчитываются погрешности измерения параметров имитатора ЛИАБ 5 устройствами контроля КАС 3.
Устройство работает следующим образом.
Персональный компьютер 9, в соответствии с программой испытаний испытуемого КАС 3, формирует необходимые управляющие команды для контроллера 8, который, в свою очередь, обеспечивает включение имитаторов 10, И, ..., N аккумуляторов. После включения испытуемого КАС 3 в режиме имитации заряда ЛИАБ значения тока и напряжения на его выходе измеряются датчиками 4 и 6, преобразуются аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 7 и поступают в контроллер 8 для формирования вольт-амперной нагрузочной характеристики (ВАХ) испытуемого прибора 3.
Аналоговые регуляторы имитаторов 10, 11,..., N ЛИА формируют требуемую вольт-амперную характеристику имитатора ЛИАБ 5.
Часть энергии постоянного тока, полученной имитаторами 10, 11,..., N ЛИА от испытуемого КАС 3 возвращается устройством рекуперации 2 в силовой канал питания комплекса автоматики и стабилизации 3.
В процессе работы устройства осуществляется передача данных о состоянии испытуемого КАС 3 в контроллер 8 и далее - в компьютер 9 для визуального отображения информации в соответствии с алгоритмами испытаний.
Преимущество предложенного технического решения по отношению к аналогам и прототипу заключается в том, что режимы испытаний оборудования с имитатором аккумуляторной батареи максимально приближены к реальным режимам работы каждого аккумулятора. В данном
устройстве количество циклов заряда не ограничивается и при испытаниях КАС можно имитировать процессы деградации аккумуляторов литий-ионной батареи. Кроме того, имеется возможность проведения испытаний КАС с любым количеством ЛИА в батарее без изменения структуры устройства, что обеспечивает универсальность предлагаемого решения при его технической реализации.
Claims (2)
1. Устройство для испытаний комплекса автоматики и стабилизации (КАС) космического аппарата в режиме имитации заряда литий-ионной аккумуляторной батареи (ЛИАБ), содержащее источник питания и устройство рекуперации, выполненные с возможностью подключения параллельно с испытуемым КАС, отличающееся тем, что выход зарядного устройства КАС через резистивный шунт подключен к первому силовому выводу имитатора ЛИАБ и датчику напряжения, выход которого и измерительные клеммы резистивного шунта соединены с входами аналого-цифрового преобразователя, подключенного к первому информационному входу контроллера, второй, третий, четвертый и пятый информационные входы которого соединены соответственно с первым информационным входом испытуемого КАС, информационным входом устройства рекуперации, интерфейсом персонального компьютера и первым информационным входом имитатора ЛИАБ, второй информационный вход которого подключен ко второму информационному входу испытуемого КАС, а второй силовой вывод имитатора ЛИАБ соединен с общей шиной источника питания, устройства рекуперации и испытуемого КАС.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что имитатор ЛИАБ содержит n имитаторов литий-ионного аккумулятора (ЛИА), соединённых между собой последовательно, при этом силовой вход первого и силовой выход n-го имитаторов ЛИА являются соответственно первым и вторым силовыми выводами имитатора ЛИАБ, первые и вторые информационные входы имитаторов ЛИА подключены соответственно к первым и вторым информационным шинам, которые представляют собой первые и вторые информационные входы имитатора ЛИАБ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015153655/28U RU161796U1 (ru) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | Устройство для испытаний комплекса автоматики и стабилизации космического аппарата в режиме имитации заряда литий-ионной аккумуляторной батареи |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015153655/28U RU161796U1 (ru) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | Устройство для испытаний комплекса автоматики и стабилизации космического аппарата в режиме имитации заряда литий-ионной аккумуляторной батареи |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU161796U1 true RU161796U1 (ru) | 2016-05-10 |
Family
ID=55960370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015153655/28U RU161796U1 (ru) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | Устройство для испытаний комплекса автоматики и стабилизации космического аппарата в режиме имитации заряда литий-ионной аккумуляторной батареи |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU161796U1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU174125U1 (ru) * | 2017-05-03 | 2017-10-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Электронный имитатор аккумуляторной батареи для испытаний систем электроснабжения космических аппаратов |
| CN111474491A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-07-31 | 上海卫星工程研究所 | 基于模式分析的卫星电源异常检测方法 |
| CN112255547A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-22 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种基于电平触发的锂电池Bypass组件模拟器及模拟方法 |
-
2015
- 2015-12-14 RU RU2015153655/28U patent/RU161796U1/ru active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU174125U1 (ru) * | 2017-05-03 | 2017-10-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Электронный имитатор аккумуляторной батареи для испытаний систем электроснабжения космических аппаратов |
| CN111474491A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-07-31 | 上海卫星工程研究所 | 基于模式分析的卫星电源异常检测方法 |
| CN111474491B (zh) * | 2020-03-10 | 2022-06-14 | 上海卫星工程研究所 | 基于模式分析的卫星电源异常检测方法 |
| CN112255547A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-22 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种基于电平触发的锂电池Bypass组件模拟器及模拟方法 |
| CN112255547B (zh) * | 2020-10-23 | 2023-11-10 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种基于电平触发的锂电池Bypass组件模拟器及模拟方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108398611B (zh) | 基于最小电池管理系统的功能测试系统及其测试方法 | |
| Wei et al. | System state estimation and optimal energy control framework for multicell lithium-ion battery system | |
| Dai et al. | Cell-BMS validation with a hardware-in-the-loop simulation of lithium-ion battery cells for electric vehicles | |
| Wang et al. | Open circuit voltage and state of charge relationship functional optimization for the working state monitoring of the aerial lithium-ion battery pack | |
| KR102333330B1 (ko) | 에너지 축적기 에뮬레이터 및 에너지 축적기 에뮬레이터의 에뮬레이션을 위한 방법 | |
| Nemes et al. | Modeling and simulation of first-order Li-Ion battery cell with experimental validation | |
| JP6801101B2 (ja) | 蓄電池残量推定装置、蓄電池残量推定方法、およびプログラム | |
| US20120150503A1 (en) | Real-time capable battery cell simulation | |
| RU161796U1 (ru) | Устройство для испытаний комплекса автоматики и стабилизации космического аппарата в режиме имитации заряда литий-ионной аккумуляторной батареи | |
| Cambron et al. | A lithium-ion battery current estimation technique using an unknown input observer | |
| US11474160B2 (en) | Battery emulation apparatus | |
| CN104656029A (zh) | 一种估算动力电池剩余容量的系统及方法 | |
| CN104122884A (zh) | 一种电池管理系统的模拟测试装置 | |
| CN105093125A (zh) | 镍氢电池单体一致性评测系统与方法 | |
| Selvabharathi et al. | Experimental analysis on battery based health monitoring system for electric vehicle | |
| CN104142446A (zh) | 一种电动汽车充电机充电控制响应时间测试系统及方法 | |
| Ramsey et al. | Comparison of equivalent circuit battery models for energetic studies on electric vehicles | |
| TWI751934B (zh) | 電池管理系統的測試設備和測試方法 | |
| TW201816415A (zh) | 一種可擴充模組化電池容量估測系統 | |
| US20130158912A1 (en) | Apparatus for Measuring the State of Health of a Cell Pack | |
| Li et al. | A new method to estimate the state of charge of the green battery | |
| Yağcı et al. | Programmable logic controlled lithium-ion battery management system using passive balancing method | |
| Lakatos et al. | Examination of the effect of sensor properties on the secondary battery model in simulation environment | |
| CN104682466A (zh) | 充电控制电路的校准方法和校准电路 | |
| Guran et al. | SPICE model implementation for LiFePO4 cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD9K | Change of name of utility model owner |