[发明专利]空间锂电池自供电均衡调节系统

说明书

本发明公开了一种空间锂电池自供电均衡调节系统，属于空间电源技术领域，其特征在于：所述空间锂电池自供电均衡调节系统至少还包括：与第一NPN三极管的基极电连接的电压比较电路A；与第二NPN三极管的基极电连接的电压比较电路B；与电压比较电路A、电压比较电路B电连接的分压电路；与电压比较电路A电连接的基准门限电路A；与电压比较电路B电连接的基准门限电路B；以及恒流反馈电路；所述恒流反馈电路分别与锂电池的负极、第二NPN三极管的发射极电连接；所述第二NPN三极管的发射极与基准门限电路B电连接。通过本发明所示电路调整后的蓄电池组内部，各单体间不一致性小于15mV，满足空间应用的需求。

技术领域

本发明属于空间电源技术领域，尤其涉及一种空间锂电池自供电均衡调节系统。

背景技术

随着航天技术的发展，卫星星座日益增多，应用范围日益广泛。卫星星座模式的发展要 求电源系统在其研发和生产过程中多套并行生产，快速组装、快速测试及快速交付。为了满 足上述需求，电源系统需要采用通用化、系列化、模块化设计并提高可扩展性。

锂离子蓄电池组是卫星电源系统的重要储能单机，其由多节锂电池串并联组成。面对低 轨星座数百颗卫星的需求量，亟需适合军用和民用的商业化星座平台电池产品。为此，本申 请人研制了中容量、低成本、具有安全断开阀和泄压保护阀的5Ah锂离子蓄电池单体。为了 提升低轨星座电源系统可靠度，同时降低电池组的配置成本，该型蓄电池单体创新性地采用 了先串联后并联的拓扑结构。相应的，锂电池均衡电路虽然有多种解决方案，但针对的蓄电 池拓扑结构都是单体电池先并联后串联。这就要求电池管理方案也必须进行相应的创新设计， 以适应该型电池全新拓扑结构的需求。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种空间锂电池自供电均衡调节系统，该空间锂电池 自供电均衡调节系统通过简洁可靠的硬件均衡电路，使数百只单体电池均保持在相互平衡的 状态，保证蓄电池在轨寿命。经试验验证，按本发明所示电路调整后的蓄电池组内部，各单 体间不一致性小于15mV，满足空间应用的需求。

本发明所采用的具体技术方案为：

本专利的发明目的是提供一种空间锂电池自供电均衡调节系统，包括自主均衡电路；所 述自主均衡电路包括第一NPN三极管和第二NPN三极管；锂电池的正极通过分流电阻与第一 NPN三极管的集电极电连接，所述第一NPN三极管的发射极与第二NPN三极管的集电极电 连接；所述第二NPN三极管的发射极通过反馈电阻与锂电池的负极电连接；所述空间锂电池 自供电均衡调节系统至少还包括：

与第一NPN三极管的基极电连接的电压比较电路A；

与第二NPN三极管的基极电连接的电压比较电路B；

与电压比较电路A、电压比较电路B电连接的分压电路；

与电压比较电路A电连接的基准门限电路A；

与电压比较电路B电连接的基准门限电路B；

以及恒流反馈电路；所述恒流反馈电路分别与锂电池的负极、第二NPN三极管的发射极 电连接；所述第二NPN三极管的发射极与基准门限电路B电连接。

进一步：上述分压电路包括与第七电阻和第八电阻，上述空间锂电池的正极通过第七电 阻与分压电路的输出端子VM电连接，上述空间锂电池的负极通过第八电阻与分压电路的输 出端子VM电连接。

更进一步：电压比较电路A的基准端子与上述输出端子VM电连接；上述电压比较电路 A的比较端子上电连接有参考电压产生电路A；上述参考电压产生电路A包括第一电阻、第 二电阻、第三电阻和第一稳压管；空间锂电池依次通过第一电阻、第二电阻与上述比较端子 电连接；空间锂电池依次通过第一电阻、第二电阻、第三电阻接地；空间锂电池依次通过第 一电阻、第一稳压管接地。