大功率长寿命电源系统的制作方法
【专利说明】大功率长寿命电源系统
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于空间电源系统设计领域，特别涉及具有统一母线电压调节、机组均衡控制、可在轨维修更换的大功率长寿命电源系统。
[0003]
【背景技术】
[0004]随着人类对空间应用的深入开展，需要功率大于8kW、寿命长达15年的大功率长寿命电源系统。传统电源系统设计满足大功率需求的技术不是特别成熟，设计寿命取决于储能电池的设计寿命，一般不超过5年到8年。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明解决的问题是现有技术中缺少功率大于8kW，寿命达到15年的大功率长寿命电源系统；为解决所述问题，本发明提供一种大功率长寿命电源系统。
[0007]本发明提供的大功率长寿命电源系统包括:n路太阳电池电路、η路分流调节电路、1组第一维修隔离电路、m组蓄电池组、m个充电调节电路、m个放电调节电路、m个第二维修隔离电路、每组蓄电池组k个单体串联、每组蓄电池组k套单体均衡电路、1个功率汇集及母线采样误差放大电路、1个控制及管理电路、1套总线。
[0008]进一步，所述η路太阳电池电路连接于第一维修隔离电路，第一维修隔离电路的另一端与η路分流调节电路分别连接；η路分流调节电路的另一端连接于功率汇集及母线米样误差放大电路。
[0009]进一步，蓄电池组一端连接第二维修隔离电路、第二维修隔离电路的另一端与充电调节电路、放电调节电路分别连接，充电调节电路、放电调节电路的另外一端连接于功率汇集及母线采样误差放大电路；外部设备连接于所述功率汇集及母线采样误差放大电路。
[0010]进一步，还包括控制及管理电路，所述控制及管理电路连接于总线。
[0011]进一步，所述充电调节电路、放电调节电路、外部设备均连接于总线。
[0012]进一步，所述功率汇集及母线采样误差放大电路实现在轨光照期太阳电池供电和阴影期蓄电池功能时母线电压稳定，保证光照期为蓄电池组充电。
[0013]本发明专利的有益效果:通过采用统一母线采样和误差放大、多个充放电机组并网运行满足大功率负载的需求，通过放电均衡、单体均衡和维修隔离电路，保证蓄电池组的运行寿命尽可能长，并通过更换蓄电池组满足飞行器超长寿命的需求。
[0014]
【附图说明】
[0015]图1是本发明实施例提供的大功率长寿命电源系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的大功率长寿命电源系统的分流调节电路结构示意图；
图3是本发明实施例提供的大功率长寿命电源系统的充电调节电路结构示意图；
图4是本发明实施例提供的大功率长寿命电源系统的放电调节电路结构示意图；
图5是本发明实施例提供的大功率长寿命电源系统的第一维修隔离电路结构示意图；图6是本发明实施例提供的大功率长寿命电源系统的第二维修隔离电路结构示意图；图7是本发明实施例提供的大功率长寿命电源系统的功率汇集及母线采样误差放大电路的结构不意图；
图8是本发明实施例提供的大功率长寿命电源系统的控制及管理电路结构示意图；
图9是本发明实施例提供的大功率长寿命电源系统的单体均衡电路示意图。
【具体实施方式】
[0016]下文中，结合附图和实施例对本发明提供的大功率长寿命电源系统作详细阐述。
[0017]结合参考图1至图9，本发明提供的大功率长寿命电源系统包括:n路太阳电池电路1、η路分流调节电路2、1组第一维修隔离电路6、m组蓄电池组5、m个充电调节电路3、m个放电调节电路4、m个第二维修隔离电路7、m套单体均衡电路10、1个功率汇集及母线采样误差放大电路8、1个控制及管理电路9、1套总线11。
[0018]继续参考图1，所述η路太阳电池电路1连接于第一维修隔离电路6，第一维修隔离电路6的另一端与η路分流调节电路2分别连接；η路分流调节电路2的另一端连接于功率汇集及母线采样误差放大电路8。蓄电池组5 —端连接第二维修隔离电路2、第二维修隔离电路2的另一端与充电调节电路3、放电调节电路4分别连接，充电调节电路3、放电调节电路4的另外一端连接于功率汇集及母线采样误差放大电路8 ;外部设备连接于所述功率汇集及母线采样误差放大电路8。
[0019]如图1所示，所述大功率长寿命电源系统还包括控制及管理电路9，所述控制及管理电路9连接于总线11。所述充电调节电路3、放电调节电路4、外部设备12均连接于总线
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[0020]所述实施例中，统一母线采样和误差放大电路可以确保在轨光照期太阳电池供电和阴影期蓄电池供电均能保证母线电压稳定在103±3V范围内，同时也可以保证光照期为蓄电池组充电；每组蓄电池对应的放电调节电路也具备放电均衡功能，可以保证参与均衡的蓄电池组的放电容量偏差在2A范围内；每组锂离子蓄电池单体电压偏差超过50mV时，自动进行单体均衡，均衡电流可达0.5A;每组蓄电池组设置的维修隔离电路，可以实现在该母线处于断电或不断电的工况下，对该组蓄电池的拆卸和更换。本实施例提供的大功率长寿命电源系统可以满足负载功率10kW，寿命15年在轨运行。
[0021]本发明专利设计的系统安装到飞行器上之前，应与外部设备的模拟设备相连接，完成分流调节、充电调节、放电调节、单体均衡、维修更换等功能检查。在安装到飞行器上后，在蓄电池组充电过程中，应全程开通放电均衡和单体均衡功能。在飞行器发射之前，应将蓄电池充满电。在轨运行过程中，应及时监控蓄电池组电压、电流参数，判别容量衰降情况，低于预先设定值时，需要及时更换。
[0022]本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.大功率长寿命电源系统，其特征在于，包括:n路太阳电池电路、η路分流调节电路、1组第一维修隔离电路、m组蓄电池组、m个充电调节电路、m个放电调节电路、m个第二维修隔离电路、m套单体均衡电路、1个功率汇集及母线采样误差放大电路、1个控制及管理电路、1套总线。2.依据权利要求1所述的大功率长寿命电源系统，其特征在于，所述η路太阳电池电路连接于第一维修隔离电路，第一维修隔离电路的另一端与η路分流调节电路分别连接；η路分流调节电路的另一端连接于功率汇集及母线采样误差放大电路。3.依据权利要求1所述的大功率长寿命电源系统，其特征在于，蓄电池组一端连接第二维修隔离电路、第二维修隔离电路的另一端与充电调节电路、放电调节电路分别连接，充电调节电路、放电调节电路的另外一端连接于功率汇集及母线采样误差放大电路；外部设备连接于所述功率汇集及母线采样误差放大电路。4.依据权利要求3所述的大功率长寿命电源系统，其特征在于，还包括控制及管理电路，所述控制及管理电路连接于总线。5.依据权利要求3所述的大功率长寿命电源系统，其特征在于，所述充电调节电路、放电调节电路、外部设备均连接于总线。6.依据权利要求1所述的大功率长寿命电源系统，其特征在于，所述功率汇集及母线采样误差放大电路实现在轨光照期太阳电池供电和阴影期蓄电池功能时母线电压稳定，保证光照期为蓄电池组充电。
【专利摘要】本发明公开了大功率长寿命电源系统，包括：n路太阳电池电路、n路分流调节电路、1组第一维修隔离电路、m组蓄电池组、m个充电调节电路、m个放电调节电路、m个第二维修隔离电路、m套单体均衡电路、1个功率汇集及母线采样误差放大电路、1个控制及管理电路、1套总线。本发明提供的大功率长寿命电源系统功率为10kW，可以在轨运行15年以上。
【IPC分类】H02J7/00, H02J7/35
【公开号】CN105429220
【申请号】CN201510921442
【发明人】乔卫新, 周妍, 陈波, 涂浡, 毕雨雯, 马季军, 刘必海, 金磊, 邢路, 王强, 谢朋儒, 孔雷星, 冷学敏, 丁伟
【申请人】上海空间电源研究所
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月14日