蓄電池組地面充電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星電源領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于大容量鋰離子蓄電池組的地面充電管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在衛(wèi)星電源中，鋰離子蓄電池由于其體積小、質(zhì)量輕、比能量高、循環(huán)次數(shù)多、自放電率小等一系列優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航天系統(tǒng)中。
[0003]目前，對于星上電源管理電路研究比較多，主要充電方法有恒流充電、恒壓充電、變流充電、脈沖充電、間歇充電、和恒流-限壓(TAPER)型充電。
[0004]從鋰離子蓄電池的發(fā)展應(yīng)用來看，TAPER型充電控制是最普遍和最適合采用的充電控制方式。充電電源首先對鋰離子蓄電池進(jìn)行恒定電流充電，這時(shí)電池電壓逐漸升高，當(dāng)電池電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，充電電流開始逐級減小。恒流充電是因?yàn)殚_始充電時(shí)充電電流大，且穩(wěn)定，電池電壓增長快，電流減檔充電是為了使電池得到滿充。
[0005]但是對于地面充電方法則主要使用恒定電流充電方式，即使用某一恒定大電流對電池進(jìn)行充電，當(dāng)檢測到電池組中任何一個單體電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，停止地面充電。這樣鋰離子電池在達(dá)到充電終止電壓后，只完成了 75%?80%的電池容量，仍需要補(bǔ)充25%?30%的電量，而這部分能量的補(bǔ)給交由星上管理軟件來完成。
[0006]但是，對于大容量鋰離子蓄電池，星上電源管理軟件充電耗時(shí)巨大，不宜作為補(bǔ)充充電方案。鋰離子蓄電池組作為星上貯能裝置，其中一個功能就是在衛(wèi)星發(fā)射前為衛(wèi)星提供所需能量。所以要求衛(wèi)星發(fā)射前，電池處于滿電荷態(tài)，這就需要在地面將電池組充電到滿電荷態(tài)。
[0007]為使得電池達(dá)到滿充，急需一種與星上一致的電源管理模式，能夠使用地面充電軟件實(shí)現(xiàn)TAPER型充電方式控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決目前地面充電方式只能使鋰離子蓄電池組中某一個單體達(dá)到設(shè)定值，而不能使整組電池達(dá)到滿電荷的問題，本發(fā)明提供了一種地面充電方法，能夠使得電池達(dá)到滿充。
[0009]在本發(fā)明中，使用Labview工具,設(shè)計(jì)一套地面充電軟件,適時(shí)監(jiān)視星上蓄電池單體電壓值，單體電壓之間的差值，合理設(shè)置充電電流值，實(shí)現(xiàn)恒流恒壓充電模式。
[0010]本發(fā)明提供了一種蓄電池組地面充電方法，包括:步驟一，采用大電流輪流對蓄電池組進(jìn)行輪流充電；步驟二，當(dāng)蓄電池組中的任一個單體的電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，對蓄電池組進(jìn)行連續(xù)充電；以及步驟三，逐漸減小充電電流，從而對蓄電池組進(jìn)行充電。
[0011 ] 在本發(fā)明中，蓄電池組為大容量鋰離子的南/北蓄電池組。
[0012]具體地，在步驟一中執(zhí)行:以C / 10的大電流輪流對南/北蓄電池組進(jìn)行充電，其中，C為蓄電池組的額定容量。
[0013]在步驟三中執(zhí)行:S302，從0.09C開始，將充電電流逐漸減小0.01C，對南/北蓄電池組進(jìn)行恒流-限壓充電；以及S304，當(dāng)南/北蓄電池組的電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，通過地面軟件對北/南蓄電池組進(jìn)行連續(xù)充電。
[0014]優(yōu)選地，在S302中執(zhí)行:每當(dāng)南/北蓄電池組中的電壓最高的一節(jié)電池的電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，將充電電流減小0.0lC ;以及當(dāng)充電電流減小到0.0lC時(shí)，對南/北蓄電池組連續(xù)充電，以使南/北蓄電池組的電壓達(dá)到設(shè)定值。
[0015]在S304中包括:將充電電流的起始電流設(shè)置為大電流，對北/南蓄電池組進(jìn)行充電；當(dāng)北/南蓄電池組中電壓最高的一節(jié)電池的電壓第一次達(dá)到設(shè)定值時(shí)，將充電電流減小至0.09C，對北/南蓄電池組進(jìn)行恒流-限壓充電；每當(dāng)北/南蓄電池組中的電壓最高的一節(jié)電池的電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，將充電電流減小0.0lC ;以及當(dāng)充電電流減小到0.0lC時(shí)，對北/南蓄電池組連續(xù)充電，以使北/南蓄電池組的電壓達(dá)到設(shè)定值。
[0016]在北/南蓄電池組的電壓達(dá)到設(shè)定值后，設(shè)置充電電流為O以停止充電。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的蓄電池組地面充電方法還包括:設(shè)計(jì)地面充電軟件，以適時(shí)監(jiān)視在衛(wèi)星上的蓄電池組中的任一個單體的電壓值以及各個單體的電壓之間的差值，從而合理設(shè)置充電電流值以實(shí)現(xiàn)恒流恒壓充電。
[0018]優(yōu)選地，在步驟二中，將根據(jù)蓄電池組的性能確定的充電閾值作為設(shè)定值，并且在地面充電軟件中將設(shè)定值設(shè)為固定值。
[0019]因此，通過本發(fā)明的充電方法，采集蓄電池組單體電壓、小組及整組電壓值，根據(jù)南/北蓄電池組單體電壓分別設(shè)置和調(diào)整南/北電池的充電電流，完成鋰離子蓄電池恒流-恒壓充電控制，可以使得電池達(dá)到滿充。
【附圖說明】
[0020]圖1是根據(jù)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的地面充電方式的示意圖；
[0021]圖2是根據(jù)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的地面充電方式的邏輯流圖；以及
[0022]圖3是根據(jù)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的地面充電控制軟件的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的地面充電方式的示意圖。如圖1所示，在本發(fā)明中，使用Labview工具，設(shè)計(jì)一套地面充電軟件，適時(shí)監(jiān)視星上蓄電池單體電壓值，單體電壓之間的差值，合理設(shè)置充電電流值，實(shí)現(xiàn)恒流恒壓充電模式。
[0025]圖2是根據(jù)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的地面充電方式的邏輯流圖。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的地面充電過程如下:
[0026]一、蓄電池N / S (恒流輪充)
[0027]首先，以C / 10電流給北(南)蓄電池組持續(xù)充電，然后判斷北(南)電池組單體電壓是否達(dá)到閾值，如果未達(dá)到閾值，則返回繼續(xù)進(jìn)行持續(xù)充電，否則執(zhí)行下一步。
[0028]二、蓄電池N / S (電流遞減連續(xù)充電)
[0029]首先，北(南)電池組充電電流減檔進(jìn)行連續(xù)充電，然后判斷北(南)電池組充電電流是為零，如果不為零，則返回繼續(xù)減檔充電，否則執(zhí)行下一步。
[0030]三、蓄電池S / N(電流遞減連續(xù)充電)
[0031]對南(北)電池組充電電流減檔，從而進(jìn)行連續(xù)充電。
[0032]圖3是根據(jù)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的地面充電控制軟件的工作流程圖。如圖3所示，具體充電工作流程如下:
[0033]首先，以C / 10 (C為電池額定容量)的大電流