专利名称：空间用氢镍蓄电池充电控制方法
技术领域：
本发明属于空间电源-充电控制领域，具体涉及一种空间用氢镍蓄电池充电控制 方法。
背景技术：
氢镍蓄电池经过多年发展，已经在航天飞行领域得到了大量的应用。目前国外航 天器用的氢镍蓄电池充电控制方式主要是压力控制，即利用电池内氢气压力与电池容量呈 线性的关系，根据电池壳内氢气压力大小来判断电池的荷电状态。通过内置的压力传感器 或粘贴在电池壳体上的压力应变片测量出电池内部的压力，再根据设定的压力点进行蓄电 池充电的终止和恢复控制。我国国内的氢镍蓄电池充电控制与国际水平还有较大差距。我国氢镍电池仅在高 轨道型号中使用过，且控制方式为V-T曲线或安时计算方式。
发明内容
本发明旨在提出一种利用对氢镍电池壳内氢气压力的测量来对电池容量进行精 确控制方法。为了解决上述技术问题，本发明提供的空间用氢镍蓄电池充电控制方法包括如下 步骤首先，采集、转换、储存氢镍蓄电池组所有电压、温度、压力信号，对数据进行处理， 剔除错误数据；然后，进入过电压保护，判断氢镍蓄电池组电压是否高于设定保护值，若是则发出 充电终止指令，若否，则进入过温度保护；判断氢镍蓄电池组在充电末期温度是否高于设定保护值，若是则发出充电终止指 令，若否则进入充电终止判断；检测氢镍蓄电池压力是否高于设定上限，若是则发出充电终止指令，若否则进入 充电解锁判断；检测氢镍蓄电池压力是否低于设定下限，若是发出充电解锁指令。相对于现有技术，本发明氢镍蓄电池充电控制方法是通过氢镍电池壳内氢气压力 的测量来对电池容量进行精确控制，适用于对蓄电池性能、控制要求高的低轨道卫星型号， 填补了我国低轨道卫星氢镍蓄电池充电控制的空白，有着广泛的应用前景。
图1为本发明控制流程框图。图2为本发明具体实施的软件流程框图。图中T 蓄电池组温度测量值；P 蓄电池组压力测量值；Ubatt 蓄电池组电压； Uset 电压保护设定值；Tset 温度保护设定值；Ρ。Ν 压力控制下限；P。FF 压力控制上限。
具体实施例方式如图1所示，本发明优选实施例提供的空间用氢镍蓄电池充电控制方法包括如下 步骤首先，采集、转换、储存氢镍蓄电池组所有蓄电池组温度测量值T、蓄电池组压力测 量值P和蓄电池组电压Ubatt，对数据进行处理，剔除错误数据；然后，进入过电压保护，判断氢镍蓄电池组电压是否高于设定保护值Usrt，若是则 发出充电终止指令，若否，则进入过温度保护；判断氢镍蓄电池组在充电末期温度是否高于设定保护值Tsrt，若是则发出充电终 止指令，若否则进入充电终止判断；检测氢镍蓄电池压力是否高于设定上限Ptw，若是则发出充电终止指令，若否则进 入充电解锁判断；检测氢镍蓄电池压力是否低于设定下限Pw，若是发出充电解锁指令。如图2所述，本发明空间用氢镍蓄电池充电控制方法可通过微处理器系统采用软 件编程方式实现。具体软件流程如下(设蓄电池组有2个电压测量点、4个温度测量点、4 个压力测量点)首先，采集、转换、储存当前蓄电池组所有温度点、当前蓄电池组所有压力点、蓄电 池组充电状态信号以及当前蓄电池组电压，设置充电状态标志。求取当前蓄电池组所有温度点0个)的数学平均值，各个温度值分别与此数学 平均值比较，取出其中误差绝对值最小的3个温度值(即舍去1个误差绝对值最大的温度 值)，分别记为当前蓄电池温度1 3。查取压力的上下限值，当前蓄电池压力1 4分别与压力的上限值求差值，选出各 个差的绝对值中最大的，其所代表的当前蓄电池压力剔除，余下3个蓄电池压力分别记为 当前蓄电池压力1 3。每组蓄电池的2个当前蓄电池组电压先剔除超出范围的值，然后如未剔除则2个 电压值取平均值，记为当前该组蓄电池组电压；如剔除1个电压值，则剩下1个电压值记为 当前该组蓄电池组电压；如剔除2个电压值，则当前该组蓄电池组电压记为0V。接着，进入各个判断程序与操作a)判断充电状态标志和蓄电池组过压保护状态标志均为“0”时，则进入过压保护 的判断程序如果当前蓄电池组电压过高时，软件进入过压保护操作1)发送充电终止指令；2)将蓄电池组过压保护状态标志置为“1” ；3)退出当次压力控制判断程序。不满足上述条件时进行b)操作。b)判断蓄电池组过压保护状态标志为“0”时，进行C)操作；蓄电池组过压保护状 态标志为“ 1”时，则进入以下过压保护恢复的判断程序如果当前蓄电池组放电电流> 2. OOA且蓄电池组电压较低，软件进入保护解除操 作
1)将蓄电池组过压保护状态标志置为“0” ；2)退出当次压力控制判断程序。不满足上述两个条件时退出当次压力控制判断程序。c)判断充电状态标志和蓄电池组过温保护状态标志均为“0”时，则进入过温保护 的判断程序如果同时满足以下两个条件 当前蓄电池组温度1 3中的两个温度>温度设定值； 余下的3个当前蓄电池组压力中的2个>各自压力上限与“压力比”的乘积；软件进入过温保护操作1)发送充电终止指令(三个充电终止指令通道各发一次)；2)将蓄电池组过温保护状态标志置为“ 1 ” ；3)退出当次压力控制判断程序。不满足上述条件时进行d)操作。d)判断蓄电池组过温保护状态标志为“0”时，进行e)操作；蓄电池组过温保护状 态标志为“ 1”时，则进入过温保护恢复的判断程序如果满足以下两个条件之一 当前蓄电池组温度1 3中的两个温度< (温度设定值_1°C)； 余下的3个当前蓄电池组压力中的2个<各自压力下限与“压力比”的乘积；则进行保护解除操作1)将蓄电池组过温保护状态标志置为“0” ；2)退出当次压力控制判断程序。不满足上述两个条件时退出当次压力控制判断程序。e)判断充电状态标志为“1”时，进行f)操作；充电状态标志为“0”时，进入充电 终止的判断程序如果在连续2个压力控制运行周期内余下的3个当前蓄电池组压力中的2个>各 自压力上限，软件进入以下操作1)发送充电终止指令(三个充电终止指令通道各发一次)；2)退出当次压力控制判断程序。f)判断充电状态标志为“1”时，进入充电解锁的判断程序如果余下的3个当前蓄电池组压力中的2个<各自压力下限，软件进入以下操 作 1)发送充解锁电指令(三个充电终止指令通道各发一次)；
2)退出当次压力控制判断程序。
权利要求
1.一种空间用氢镍蓄电池充电控制方法，其特征是，该方法包括如下步骤首先，采集、转换、储存氢镍蓄电池组所有电压、温度、压力信号，对数据进行处理，剔除 错误数据；然后，进入过电压保护，判断氢镍蓄电池组电压是否高于设定保护值，若是则发出充电 终止指令，若否，则进入过温度保护；判断氢镍蓄电池组在充电末期温度是否高于设定保护值，若是则发出充电终止指令， 若否则进入充电终止判断；检测氢镍蓄电池压力是否高于设定上限，若是则发出充电终止指令，若否则进入充电 解锁判断；检测氢镍蓄电池压力是否低于设定下限，若是发出充电解锁指令。
2.根据权利要求1所述的空间用氢镍蓄电池充电控制方法，其特征是，还包括过电压 保护恢复判断和过温度保护恢复判断两个步骤。
全文摘要
本发明属于空间电源-充电控制领域，具体涉及一种空间用氢镍蓄电池充电控制方法。本发明方法利用对氢镍电池壳内氢气压力的测量来对电池容量进行精确控制的氢镍蓄电池充电控制，主要包括氢镍电池电压、温度、压力数据采集处理、充电终止判断、充电解锁判断、过电压保护和过温度保护等步骤。本发明适用于对蓄电池性能、控制要求高的低轨道卫星型号，填补了我国低轨道卫星氢镍蓄电池充电控制的空白，有着广泛的应用前景。
文档编号H01M10/42GK102074747SQ20091019903
公开日2011年5月25日 申请日期2009年11月19日 优先权日2009年11月19日
发明者俞伟, 张利群, 杨华, 许祺峰, 黄硕 申请人:上海空间电源研究所