本发明属于航空供电设备技术领域，特别是涉及一种适用于波音787飞机航空锂电池的故障检测方法。
背景技术：
航空电瓶属于飞机电源系统的一部分，可作为飞机的应急电源。按照适航要求，在紧急情况下航空电瓶应至少向飞机重要设备供电30分钟。目前，传统飞机上仍然以酸性和碱性电瓶为主。随着航空新技术的发展，具有诸多优势的锂电池也开始在新型飞机上得到了应用，相比于普通碱性电瓶和酸性电瓶，锂电池性能优异，备受欢迎。但是，锂电池的安全性问题一直是影响锂电池稳定工作的重要因素，当锂电池被过度充电或过度放电时，都会对锂电池的内部结构造成不可逆的损害，甚至发生爆炸。如波音787飞机在使用过程中发生的多起事故都是由航空锂电池造成的，并且直接导致了波音787飞机在全球范围内的停飞。航空锂电池事故多发的主要原因是未能有效检测到锂电池内部的多种故障信号从而未能对航空锂电池采取必要的维护措施。航空锂电池价格昂贵，对维护环境要求较高，维护操作繁琐且电池替换性差，国内航空公司针对航空锂电池的维护设备全部依赖进口。目前，我国已拥有多架波音787飞机，且以后还会引进更多的波音787飞机，随着这些机型的大量使用，航空锂电池的正确使用和维护就变得更为迫切。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于波音787飞机航空锂电池的故障检测方法。
为了达到上述目的，本发明提供的适用于波音787飞机航空锂电池的故障检测方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)构建航空锂电池的故障检测系统，所述的航空锂电池上设有接触器和电池监控单元；所述的故障检测系统包括单片机系统、环境温度检测电路、电池信号接口和故障检测电路、电池电压检测电路、充放电电流检测电路和报警显示器；其中环境温度检测电路安装在航空锂电池设置处；电池信号接口和故障检测电路与电池监控单元相连接；电池电压检测电路与航空锂电池的正负极相连接；充放电电流检测电路与航空锂电池的正负极相连接；单片机系统同时与环境温度检测电路、电池信号接口和故障检测电路、电池电压检测电路、充放电电流检测电路和报警显示器相连接；
2)利用上述故障检测系统对处于静止状态的航空锂电池进行初始故障检测；
3)在初始故障检测过程中未发现航空锂电池出现故障的情况下，利用上述故障检测系统在对航空锂电池执行充电操作前先进行充电部分故障检测；在对航空锂电池执行放电操作前先进行放电部分故障检测；在对航空锂电池进行充电或放电操作过程中进行实时故障检测。
在步骤2)中，所述的对处于静止状态的航空锂电池进行初始故障检测的方法包括按顺序进行的下列步骤：
2.1)利用环境温度检测电路对环境温度进行检测，然后传送给单片机系统，由单片机系统判断环境温度是否处于18℃-28℃的范围内，若超出范围，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则进入步骤2.2)；
2.2)将上述环境温度与电池信号接口和故障检测电路检测的航空锂电池的内部温度进行比较，若两者的温度差超过5℃，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则进入步骤2.3)；
2.3)对电池信号接口和故障检测电路接收的bmu离散信号进行检测，bmu离散信号包括：充电禁止1、放电禁止1、禁止1校验、充电禁止2、禁止2校验、电池失效、低压故障和过流故障，若检测到故障，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警并显示出故障代码；否则进入步骤2.4)；
2.4)输入bmu使能信号；
2.5)对上述bmu离散信号进行检测，若检测到故障，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警并显示出故障代码；否则进入步骤2.6)；
2.6)输入电池充电信号；
2.7)检测航空锂电池上的接触器是否断开，若接触器没有断开，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则进入步骤2.8)；
2.8)对上述bmu离散信号进行检测，若检测到故障，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警并输出故障代码；否则进入步骤2.9)；
2.9)切断电池充电信号并检测接触器是否闭合，若接触器没有闭合，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则进入步骤2.10)；
2.10)对上述bmu离散信号进行检测，若检测到故障，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警并输出故障代码；否则进入步骤2.11)；
2.11)将电池监控单元输出的电池电压值与电池电压检测电路检测到的电压值进行比较，若电压值的差值大于0.03v，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则进入步骤2.12)；
2.12)将电池监控单元输出的电池电流值与充放电电流检测电路检测的电流值进行比较，若电流值的差值大于3a，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则初始故障检测完成。
在步骤3)中，所述的利用上述故障检测系统在对航空锂电池执行充电操作前先进行充电部分故障检测的方法包括按顺序进行的下列步骤：
3.1)利用环境温度检测电路7对环境温度进行检测，然后传送给单片机系统，由单片机系统判断环境温度是否处于0-40℃的范围内，若超出范围，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则进入步骤3.2)；
3.2)对电池信号接口和故障检测电路接收的bmu离散信号进行检测，bmu离散信号包括：充电禁止1、放电禁止1、禁止1校验、充电禁止2、禁止2校验、电池失效、低压故障和过流故障，若检测到故障，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警并显示出故障代码；否则进入步骤3.3)；
3.3)输入bmu使能信号；
3.4)对上述bmu离散信号进行检测，若检测到故障，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警并显示出故障代码；否则进入步骤3.5)；
3.5)输入电池充电信号；
3.6)检测航空锂电池上的接触器是否断开，若接触器没有断开，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则进入步骤3.7)；
3.7)对上述bmu离散信号进行检测，若检测到故障，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警并输出故障代码；否则进入步骤3.8)。
3.8)切断电池充电信号并检测接触器是否闭合，若接触器没有闭合，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则进入步骤3.9)。
3.9)对上述bmu离散信号进行检测，若检测到故障，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警并输出故障代码；否则进入步骤3.10)。
3.10)将电池监控单元输出的电池电压值与电池电压检测电路检测的电压值进行比较，若电压值的差值大于0.03v，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则进入步骤3.11)。
3.11)将电池监控单元输出的电池电流值与充放电电流检测电路检测的电流值进行比较，若电流值的差值大于3a，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则充电部分故障检测完成，可以进行充电操作。
在步骤3)中，所述的利用上述故障检测系统在对航空锂电池执行放电操作前先进行放电部分故障检测的方法包括按顺序进行的下列步骤：
4.1)由单片机系统对对电池信号接口和故障检测电路接收的bmu离散信号进行检测，bmu离散信号包括：充电禁止1、放电禁止1、禁止1校验、充电禁止2、禁止2校验、电池失效、低压故障和过流故障，若检测到故障，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警并显示出故障代码；否则进入步骤4.2)；
4.2)输入bmu使能信号；
4.3)对上述bmu离散信号进行检测，若检测到故障，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警并显示出故障代码；否则进入步骤4.4)；
4.4)将电池监控单元输出的电池电压值与电池电压检测电路检测的电压值进行比较，若电压值的差值大于0.03v，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则进入步骤4.5)；
4.5)将电池监控单元输出的电池电流值与充放电电流检测电路检测的电流值进行比较，若电流值的差值大于3a，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则进入步骤4.6)；
4.6)利用环境温度检测电路对环境温度进行检测，然后传送给单片机系统，由单片机系统判断环境温度是否处于0-40℃的范围内，若超出范围，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则进入步骤4.7)；
4.7)对电池soc进行检测，若电池最小soc信号产生，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则进入步骤4.8)；
4.8)对电池电压进行检测，若电池电压低于31.75v，在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则放电部分故障检测完成，可以进行放电操作。
在步骤3)中，所述的在对航空锂电池进行充电或放电操作过程中进行实时故障检测的方法包括按顺序进行的下列步骤：
5.1)在航空锂电池进行充电或放电操作过程中，由单片机系统实时对电池信号接口和故障检测电路接收的bmu离散信号进行检测，bmu离散信号包括：充电禁止1、放电禁止1、禁止1校验、充电禁止2、禁止2校验、电池失效、低压故障和过流故障，若检测到故障，中断航空锂电池的充电或放电操作，同时在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警并显示出故障代码；否则继续进行充电或放电；
5.2)将电池监控单元输出的电池电流值与充放电电流检测电路检测的电流值进行比较，若电流值的差值大于3a，中断航空锂电池的充电或放电操作，同时在单片机系统的控制下利用报警显示器进行报警和故障显示；否则继续进行充电或放电。
本发明提供的适用于波音787飞机航空锂电池故障检测方法有如下有益效果：本发明根据锂电池的原理特性和航空锂电池内部故障信号产生原理，可实现对航空锂电池处于静止和充放电状态下的故障检测，满足日常维护要求，可保障航空锂电池能够安全可靠运行，延长其使用寿命，保证飞行安全。该故障检测方法具有简单易行，检测可靠性高等优点。
附图说明
图1为本发明提供的适用于波音787飞机航空锂电池的故障检测方法中采用的故障检测系统构成示意图。
图2为本发明提供的适用于波音787飞机航空锂电池初始故障检测流程图。
图3为本发明提供的适用于波音787飞机航空锂电池充电部分故障检测流程图。
图4为本发明提供的适用于波音787飞机航空锂电池放电部分故障检测流程图。
图5为本发明提供的适用于波音787飞机航空锂电池实时故障检测流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的适用于波音787飞机航空锂电池的故障检测方法进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的适用于波音787飞机航空锂电池的故障检测方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)构建航空锂电池1的故障检测系统，所述的航空锂电池1上设有接触器2和电池监控单元(bmu)3；所述的故障检测系统包括单片机系统6、环境温度检测电路7、电池信号接口和故障检测电路8、电池电压检测电路9、充放电电流检测电路10和报警显示器11；其中环境温度检测电路7安装在航空锂电池1设置处，用于对航空锂电池1的环境温度进行检测；电池信号接口和故障检测电路8与电池监控单元3相连接，用于下列输入输出信号的发送、接收和检测，包括：充电禁止1、放电禁止1、禁止1校验、充电禁止2、禁止2校验、电池失效、低压故障、过流故障共8个bmu离散故障信号，电池电压+信号、电池电压-信号、电流信号、电池内部温度信号、电池最小soc信号，直流+15v信号、gnd信号、直流-15v信号、电池充电信号和bmu使能信号；电池电压检测电路9与航空锂电池1的正负极相连接，用于检测航空锂电池1的电压；充放电电流检测电路10与航空锂电池1的正负极相连接，用于检测航空锂电池1充放电时的电流；单片机系统6同时与环境温度检测电路7、电池信号接口和故障检测电路8、电池电压检测电路9、充放电电流检测电路10和报警显示器11相连接，用于完成环境温度检测电路7、电池信号接口和故障检测电路8、电池电压检测电路9和充放电电流检测电路10上传的各种检测信号的分析和处理，并在发现故障时控制报警显示器11进行报警和故障显示。
2)利用上述故障检测系统对处于静止状态的航空锂电池1进行初始故障检测；
3)在初始故障检测过程中未发现航空锂电池1出现故障的情况下，利用上述故障检测系统在对航空锂电池1执行充电操作前先进行充电部分故障检测；在对航空锂电池1执行放电操作前先进行放电部分故障检测；在对航空锂电池1进行充电或放电操作过程中进行实时故障检测。
如图2所示，在步骤2)中，所述的对处于静止状态的航空锂电池1进行初始故障检测的方法包括按顺序进行的下列步骤：
2.1)利用环境温度检测电路7对环境温度进行检测，然后传送给单片机系统6，由单片机系统6判断环境温度是否处于18℃-28℃的范围内，若超出范围，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则进入步骤2.2)；
2.2)将上述环境温度与电池信号接口和故障检测电路8检测的航空锂电池1的内部温度进行比较，若两者的温度差超过5℃，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则进入步骤2.3)；
2.3)对电池信号接口和故障检测电路8接收的bmu离散信号进行检测，bmu离散信号包括：充电禁止1、放电禁止1、禁止1校验、充电禁止2、禁止2校验、电池失效、低压故障和过流故障，若检测到故障，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警并显示出故障代码；否则进入步骤2.4)；
2.4)输入bmu使能信号；
2.5)对上述bmu离散信号进行检测，若检测到故障，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警并显示出故障代码；否则进入步骤2.6)；
2.6)输入电池充电信号；
2.7)检测航空锂电池1上的接触器2是否断开，若接触器2没有断开，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则进入步骤2.8)；
2.8)对上述bmu离散信号进行检测，若检测到故障，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警并输出故障代码；否则进入步骤2.9)；
2.9)切断电池充电信号并检测接触器2是否闭合，若接触器2没有闭合，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则进入步骤2.10)；
2.10)对上述bmu离散信号进行检测，若检测到故障，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警并输出故障代码；否则进入步骤2.11)；
2.11)将电池监控单元3输出的电池电压值与电池电压检测电路9检测到的电压值进行比较，若电压值的差值大于0.03v，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则进入步骤2.12)；
2.12)将电池监控单元3输出的电池电流值与充放电电流检测电路10检测的电流值进行比较，若电流值的差值大于3a，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则初始故障检测完成。
如图3所示，在步骤3)中，所述的利用上述故障检测系统在对航空锂电池1执行充电操作前先进行充电部分故障检测的方法包括按顺序进行的下列步骤：
3.1)利用环境温度检测电路7对环境温度进行检测，然后传送给单片机系统6，由单片机系统6判断环境温度是否处于0-40℃的范围内，若超出范围，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则进入步骤3.2)；
3.2)对电池信号接口和故障检测电路8接收的bmu离散信号进行检测，bmu离散信号包括：充电禁止1、放电禁止1、禁止1校验、充电禁止2、禁止2校验、电池失效、低压故障和过流故障，若检测到故障，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警并显示出故障代码；否则进入步骤3.3)；
3.3)输入bmu使能信号；
3.4)对上述bmu离散信号进行检测，若检测到故障，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警并显示出故障代码；否则进入步骤3.5)；
3.5)输入电池充电信号；
3.6)检测航空锂电池1上的接触器2是否断开，若接触器2没有断开，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则进入步骤3.7)；
3.7)对上述bmu离散信号进行检测，若检测到故障，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警并输出故障代码；否则进入步骤3.8)。
3.8)切断电池充电信号并检测接触器2是否闭合，若接触器2没有闭合，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则进入步骤3.9)。
3.9)对上述bmu离散信号进行检测，若检测到故障，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警并输出故障代码；否则进入步骤3.10)。
3.10)将电池监控单元3输出的电池电压值与电池电压检测电路9检测的电压值进行比较，若电压值的差值大于0.03v，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则进入步骤3.11)。
3.11)将电池监控单元3输出的电池电流值与充放电电流检测电路10检测的电流值进行比较，若电流值的差值大于3a，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则充电部分故障检测完成，可以进行充电操作。
如图4所示，在步骤3)中，所述的利用上述故障检测系统在对航空锂电池1执行放电操作前先进行放电部分故障检测的方法包括按顺序进行的下列步骤：
4.1)由单片机系统6对对电池信号接口和故障检测电路8接收的bmu离散信号进行检测，bmu离散信号包括：充电禁止1、放电禁止1、禁止1校验、充电禁止2、禁止2校验、电池失效、低压故障和过流故障，若检测到故障，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警并显示出故障代码；否则进入步骤4.2)；
4.2)输入bmu使能信号；
4.3)对上述bmu离散信号进行检测，若检测到故障，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警并显示出故障代码；否则进入步骤4.4)；
4.4)将电池监控单元3输出的电池电压值与电池电压检测电路9检测的电压值进行比较，若电压值的差值大于0.03v，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则进入步骤4.5)；
4.5)将电池监控单元3输出的电池电流值与充放电电流检测电路10检测的电流值进行比较，若电流值的差值大于3a，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则进入步骤4.6)；
4.6)利用环境温度检测电路7对环境温度进行检测，然后传送给单片机系统6，由单片机系统6判断环境温度是否处于0-40℃的范围内，若超出范围，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则进入步骤4.7)；
4.7)对电池soc进行检测，若电池最小soc信号产生，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则进入步骤4.8)；
4.8)对电池电压进行检测，若电池电压低于31.75v，在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则放电部分故障检测完成，可以进行放电操作。
如图5所示，在步骤3)中，所述的在对航空锂电池1进行充电或放电操作过程中进行实时故障检测的方法包括按顺序进行的下列步骤：
5.1)在航空锂电池1进行充电或放电操作过程中，由单片机系统6实时对电池信号接口和故障检测电路8接收的bmu离散信号进行检测，bmu离散信号包括：充电禁止1、放电禁止1、禁止1校验、充电禁止2、禁止2校验、电池失效、低压故障和过流故障，若检测到故障，中断航空锂电池1的充电或放电操作，同时在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警并显示出故障代码；否则继续进行充电或放电；
5.2)将电池监控单元3输出的电池电流值与充放电电流检测电路10检测的电流值进行比较，若电流值的差值大于3a，中断航空锂电池1的充电或放电操作，同时在单片机系统6的控制下利用报警显示器11进行报警和故障显示；否则继续进行充电或放电。