高轨卫星锂离子蓄电池组自主管理系统设计.pdf

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1、第26卷第1期航天器工程v01．26No．12017年2月sPACECRAFTENGINEERING65=================================================一：=：：=：=：=：：高轨卫星锂离子蓄电池组自主管理系统设计崔波陈世杰李旭丽朱立颖(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要针对高轨卫星锂离子蓄电池组在轨管理问题，文章在分析锂离子蓄电池组特性及在轨使用需求的基础上，提出了锂离子蓄电池组自主管理系统的设计，并在某高轨卫星上进行了验证。根据在轨数据，从工作模式转换、充放电管理、均衡管理、搁置管理等方面对管

2、理系统的验证情况进行总结。提出的自主管理系统可为后续高轨卫星锂离子蓄电池纽自主管理系统的设计提供参考。关键词锂离子蓄电池组；自主管理设计；在轨验证中图分类号：423．44文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2017．01．010Self-managementSystemBatteryinHighCUIBoCHENShijie(BeijingInstituteofSpacecraftSystemDesignforLithium—ionOrbitSatelliteLIXuliZHULiyingEngineering，Beijin

3、g100094，China)Abstract：Thepaperinvestigatestheproblemsofmanagementoflithium—ionbatteriesinChina．Furthermore，thecharacteristicsof1ithium—ionbatteryandon—orbitrequirementsareanalyzed．Theself——managementsystemoflithium——ionbatteryisdesignedandtheverificationisgivenonahigh—orbitsatellit

4、e．AccordingtOthein—orbitdata，theverificationofthemanagementsystemisobtained，andtheconcludedsituationarebasedontheworkmodeconversion，chargeanddis—chargemanagement，balancedmanagementandshelvingmanagement．Theself-managementsys—ternproposedinthepapercanprovidethereferenceforthedesignoft

5、heself-managementsystemofthelithium～ionbatteryofthehigh～orbitsatellite．Keywords：lithium—ionbatteries；self—managementdesign；flightvalidation1引言锂离子蓄电池作为新一代的空间储能装置，相比于传统的镉镍蓄电池组和氢镍蓄电池组，具有比能量高、自放电小、充放电效率高等优点nJ，在国外的高轨卫星上已经得到了广泛应用[2]，仅以法国SAFT公司为例，截至目前，发射人轨的卫星安装锂离子蓄电池组已有350组，总瓦时数超过200万。锂离子蓄

6、电池组在充放电管理、长光照期搁置管理等方面，相对于以往蓄电池组存在很多的不同[3]，特别是在高轨航天器上的应用更是如此。国外在这方面已经累积了大量的工程经验，相应的控制策略、计算分析模型等都已经相当成熟E4；。国内高轨卫星应用的锂离子蓄电池组目前处于起步阶段[5]，陆续有采用锂离子蓄电池组的卫星发射，但蓄电池组在轨管理系统方面研究还较少，相应的在轨验证数据也还比较缺乏。本文在充分考虑锂离子蓄收稿日期：2016-12—28；修回日期：2017—01—09基金项目：国家自然科学基金(51407008)作者简介：崔波，男，硕士，高级工程师，从事航天器供配电系统设计工

7、作。Email：tritonl2@gmail．corfl。66航天器工程26卷电池组特性及在轨使用要求的基础上，提出高轨卫星锂离子蓄电池组自主管理系统，介绍了该管理系统设计中重点考虑的因素及在设计中采取的应对措施，并结合实际的在轨数据对具体的验证情况进行了说明。2高轨卫星锂离子蓄电池组管理系统需求分析在进行高轨卫星上的锂离子蓄电池组管理系统设计时，要结合锂离子蓄电池组的特点，充分考虑高轨相关的环境因素对电池的影响，在保障航天器稳定安全运行的同时尽量减小电池组的衰降。2。1地影时间及次数对蓄电池组的影响高轨卫星由于其轨道特点，地影时间较长，但整个寿命期内的地影次

8、数较少。以地球同步轨道(GEO)为例，