一种空间用蓄电池管理系统单机的制作方法

本发明涉及单机的结构设计，具体涉及一种空间用蓄电池管理系统单机。

背景技术：

因执行飞行任务需要，航天器上安装有多种单机，蓄电池管理系统(bms)是其中一种，为确保航天器飞行任务成功，要求单机具有高可靠性。航天器单机设计作为单机可靠性设计的重要一环，其力学强度、重量、对大功率、大体积元器件的容纳能力、散热能力都有较高要求。

现有蓄电池管理系统(bms)单机在满足力学强度的前提下，普遍存在结构本身重量较重、内部空间较小的问题，该问题直接影响到单机元器件的选用以及元器件布局；另外，现有蓄电池管理系统(bms)单机因空间环境所限，单机内的大功率元器件主要通过传导散热，通常采用的单机设计还存在散热面不够、导致单机热设计困难等缺点。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种空间用蓄电池管理系统单机，以克服上述现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明提供了一种空间用蓄电池管理系统单机，包括：

两个侧模块；

设置在两个侧模块之间的两个中间模块；

贯穿侧模块和中间模块后被固定的四根拉杆，其用于紧固所述侧模块和中间模块；

设置在侧模块和中间模块内的固定架；

设置在固定架上的印制板，其用于安装元器件；

设置在侧模块两侧的耳片，其用于安装单机；

设置在侧模块内侧的凸台，其用于安装元器件；

所述侧模块为一侧面开仓式的长方体框架；

所述中间模块为两侧面开仓式的长方体框架；

所述侧模块与中间模块通过四根拉杆紧固后形成闭合的单机壳体。

上述的空间用蓄电池管理系统单机，其中，所述侧模块和中间模块的材料为铝板。

上述的空间用蓄电池管理系统单机，其中，所述拉杆的材料为钛棒。

上述的空间用蓄电池管理系统单机，其中，所述固定架的材料为铝合金。

上述的空间用蓄电池管理系统单机，其中，所述印制板采用直立式安装结构。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明所提供的蓄电池管理系统单机采用模块化设计，在保证单机主体强度的同时，尽量通过紧凑结构设计，减轻了其余部位的重量，并且尽可能地保证大功率元器件散热面积，内部印制板采用直立式独立安装结构，增加了单机内部空间的利用率，具有体积小，强度高、重量轻、元器件容纳率高、散热面较大、安装占面小的特点，特别适用于空间飞行器上。

附图说明

图1为本发明空间用蓄电池管理系统单机的沿a-a线的侧面剖面图；

图2为本发明空间用蓄电池管理系统单机的侧模块外侧示意图；

图3为本发明空间用蓄电池管理系统单机的侧模块内侧示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本发明，并不是对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明提供了一种空间用蓄电池管理系统单机，包括：

两个侧模块1；设置在两个侧模块1之间的两个中间模块2；贯穿侧模块1和中间模块2后被螺母6固定的四根拉杆3，其用于紧固所述侧模块1和中间模块2；设置在每个侧模块1和中间模块2内的三个铝合金固定架4，其为圆柱形；通过螺钉7设置在固定架4上的印制板5，其用于安装元器件；设置在侧模块1两侧的耳片8，其用于安装单机；设置在侧模块1内侧的凸台9，其用于安装元器件；所述侧模块1为一侧面开仓式的长方体框架；所述中间模块2为两侧面开仓式的长方体框架；所述侧模块1与中间模块2通过四根拉杆3紧固后形成闭合的单机壳体；所述侧模块1和中间模块2和拉杆3构建了单机的框架主体，结构的力学强度由这三者的组合安装实现。

所述侧模块1和中间模块2均由较厚的整块铝板，比如2a12铝板铣成，厚度较厚，有承重承压能力，用来安装质量较大的电连接器、大功率元器件等，侧模块1和中间模块2的最薄处厚度为3mm。所述拉杆3的材料为钛棒，比如tc10r钛棒，在单机内部需要对拉杆3进行绝缘防护时，可在其外套上绝缘套管，绝缘套管可选用聚酰亚胺材质等，重量轻、强度高，不仅可以对拉杆3进行绝缘防护，也可起到加强支撑作用，提高可靠性。

如图2所示，侧模块1两侧的耳片8与侧模块1一次性铣成，用来安装单机，可保证安装强度。单机内大功率元器件需通过侧模块1将热传导至飞行器结构上，因此侧模块1也是单机的散热面，侧模块1主要用于单机内发热量大的元器件的安装。侧模块1和中间模块2顶面用来安装对外接口用的电连接器等，也可用于低功率、高质量的元器件安装。

如图3所示，单机的散热功能主要通过侧模块1实现。为减轻重量及增加散热接触面，侧模块1根据要安装的大功率元器件进行凸台9设计。发热量特别大的元器件可通过凸台9安装在侧模块1内侧，在空间飞行时，有利于元器件通过侧模块1传导充分进行散热，其他功率元器件根据大小及体积，通过侧模块1内侧铣出的凸台9进行安装，既便于器件安装，也可减轻结构重量，并可贴合元器件外形，保证散热面积和散热效果。

单机内部的印制板5采用直立式独立安装结构，主要用来承载单机元器件，使单机可以容纳更多的元器件。印制板5通过四边安装位螺栓连接在模块上，并通过中间三个固定架4加固以保证印制板5力学强度，印制板5的厚度可以通过对其承载的元器件数量、体积、重量进行分析后确定。

综上所述，本发明提供的空间用蓄电池管理系统采用模块化设计，因而单机具有体积小、重量轻、力学强度高的特点，并且其内部的直立式独立印制板安装设计可容纳较多元器件，其侧模块的贴合性、凸台设计也提供了较大的散热面，便于大功率元器件的安装及热传导，解决了现有蓄电池管理系统单机设计存在的问题，为蓄电池管理系统单机设计提供了一种新方法。

本发明所提供的蓄电池管理系统单机已安装在高轨道卫星型号内，并随该卫星在轨飞行，该结构经火箭发射时震动、摇摆等实际力学工况验证，强度符合空间飞行器要求，并且该单机在轨运行良好，功能正常，单机工作温度正常，可验证单机中各元器件完好，结构导热性良好，证明了单机的可靠性和安全性。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种空间用蓄电池管理系统单机，包括：两个侧模块；设置在两个侧模块之间的两个中间模块；贯穿侧模块和中间模块后被固定的四根拉杆，其用于紧固所述侧模块和中间模块；设置在侧模块和中间模块内的固定架；设置在固定架上的印制板，其用于安装元器件；设置在侧模块两侧的耳片，其用于安装单机；设置在侧模块内侧的凸台，其用于安装元器件；所述侧模块为一侧面开仓式的长方体框架；所述中间模块为两侧面开仓式的长方体框架；本发明采用模块化设计，在保证单机主体强度的同时，尽量通过紧凑结构设计，并且尽可能地保证大功率元器件散热面积，具有体积小，强度高、重量轻、元器件容纳率高、散热面较大、安装占面小的特点。

技术研发人员：武腾;余宁;徐慧栋;李旭评
受保护的技术使用者：上海空间电源研究所
技术研发日：2017.06.26
技术公布日：2017.09.29