一種鎘鎳蓄電池在軌深度放電方法技術(shù)

一種鎘鎳蓄電池在軌深度放電方法，在控制鎘鎳蓄電池的充放電時(shí)，通過設(shè)置條件使得鎘鎳蓄電池在未充滿的情況下停止充電(虧欠ΔQ)，鎘鎳蓄電池在轉(zhuǎn)入放電模式后，由于放電量不變，因此鎘鎳蓄電池的放電深度增加，在下一個(gè)充電過程中，再設(shè)置條件使鎘鎳蓄電池多充ΔQ，補(bǔ)回虧欠的電量，深度放電操作結(jié)束。本發(fā)明專利技術(shù)方法克服了現(xiàn)有V-T曲線控制方法難以實(shí)現(xiàn)對(duì)航天器鎘鎳蓄電池采用深度放電進(jìn)行在軌活化的問題，且放電深度可調(diào)節(jié)，適用于采用電量計(jì)控制的各種航天器用鎘鎳蓄電池，有效提高鎘鎳蓄電池的在軌使用壽命。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種鎘鎳蓄電池的放電方法，可以有效提高鎘鎳蓄電池在壽命末期的輸出能力，從而延長(zhǎng)其在航天器上的使用壽命。
技術(shù)介紹
深度放電是對(duì)航天器鎘鎳蓄電池進(jìn)行在軌活化處理，提高鎘鎳蓄電池壽命末期輸出能力，延長(zhǎng)使用壽命的有效方法。但是其操作具有一定難度，同時(shí)也具有一定風(fēng)險(xiǎn)。目前在對(duì)鎘鎳蓄電池進(jìn)行充放電控制時(shí)主要采用V-T曲線控制方法，在采用這種方式進(jìn)行充放電控制時(shí)，只能由地面人員對(duì)充放電電量進(jìn)行計(jì)算。由于電流遙測(cè)的頻率較低且負(fù)載工作電流變化 模式多，而且境外的參數(shù)無法實(shí)時(shí)獲取，因此無法通過遙測(cè)數(shù)據(jù)獲取準(zhǔn)確的充放電電量，因此在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，很難通過深放電實(shí)現(xiàn)對(duì)鎘鎳蓄電池的在軌活化處理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有V-T曲線控制方法難以實(shí)現(xiàn)對(duì)航天器鎘鎳蓄電池采用深度放電進(jìn)行在軌活化的問題，提供了一種基于電量計(jì)控制的鎘鎳蓄電池在軌深度放電方法，放電深度可調(diào)節(jié)，適用于采用電量計(jì)控制的各種航天器用鎘鎳蓄電池，有效提高鎘鎳蓄電池的在軌使用壽命。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是:，步驟如下:(I)設(shè)置充電電量參數(shù)Q充，用于記錄截止當(dāng)前時(shí)刻鎘鎳蓄電池的累積充電電量；設(shè)置放電電量參數(shù)Q放，用于記錄截止當(dāng)前時(shí)刻鎘鎳蓄電池的累積放電電量；設(shè)置深度放電的電量控制參數(shù)AQ，AQ有AQ1、0、Δ Q2三種取值，Λ Ql < O < Λ Q2且Λ Ql和Λ Q2的絕對(duì)值相等，Q充、Q放、Λ Q的初值均為O ;(2)當(dāng)需要進(jìn)行在軌深度放電處理時(shí)，對(duì)鎘鎳蓄電池的充放電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)且僅當(dāng)鎘鎳蓄電池處于放電狀態(tài)時(shí)，通過遙控指令將AQl和AQ2注入并設(shè)置AQ= AQl ；(3)等待鎘鎳蓄電池由放電狀態(tài)轉(zhuǎn)為大電流充電狀態(tài)，當(dāng)條件11。0充> (Q放+ △Q)第一次滿足時(shí)，鎘鎳蓄電池由大電流充電狀態(tài)轉(zhuǎn)為涓流充電狀態(tài)，將充電電量參數(shù)Q充和放電電量參數(shù)Q放清零，同時(shí)設(shè)置AQ= AQ2;其中Π。為充電效率；(4)當(dāng)條件11。0充> (Q放+AQ)第二次滿足時(shí)，設(shè)置AQ = 0，鎘鎳蓄電池在軌單次深度放電操作結(jié)束。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:(I)本專利技術(shù)方法引入了電量計(jì)控制這種新的充放電控制手段，使得蓄電池的充放電不再以電壓或溫度作為判據(jù)，而是以充電電量、放電電量和電量調(diào)整參數(shù)AQ作為判據(jù)，而且電量調(diào)整參數(shù)AQ可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)蓄電池在未充滿的情況下(虧欠了 AQ)停止充電，轉(zhuǎn)入放電模式，使得鎘鎳蓄電池的在軌深度放電可實(shí)現(xiàn)，提高了鎘鎳蓄電池的在軌使用壽命；(2)本專利技術(shù)方法中，電量調(diào)整參數(shù)AQ包括虧欠電量參數(shù)AQl和補(bǔ)充電量參數(shù)Δ Q2，可在軌通過遙控注入的方式實(shí)時(shí)改變，使得深度放電的程度可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)；(3)本專利技術(shù)方法中，深度放電的下一個(gè)周期自動(dòng)補(bǔ)充電量，即上一次充電過程中虧欠AQ1，造成深度放電后，下一個(gè)充電過程在原來充滿的條件下再補(bǔ)充充電AQ2，使得深度放電實(shí)現(xiàn)的周期較短；(4)本專利技術(shù)方法中，對(duì)電量調(diào)整參數(shù)Λ Q設(shè)置了安全閾值，即該參數(shù)必須在一個(gè)安全的范圍之內(nèi)，以防止電池在虧欠太多的情況下停止充電而轉(zhuǎn)入放電，放電深度太深而造成電量不足的風(fēng)險(xiǎn)，也可防止由于補(bǔ)充充電時(shí)充的過滿導(dǎo)致電池的損傷。附圖說明圖1為本專利技術(shù)方法的流程框圖。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)中，在控制鎘鎳蓄電池的充放電時(shí)，通過設(shè)置條件使得鎘鎳蓄電池在未充滿的情況下停止充電(虧欠AQ),鎘鎳蓄電池在轉(zhuǎn)入放電模式后，由于放電量不變，因此鎘鎳蓄電池的放電深度增加，在下一個(gè)充電過程中，再設(shè)置條件使鎘鎳蓄電池多充AQ，補(bǔ)回虧欠的電量，深度放電操作結(jié)束。如圖1所示，本專利技術(shù)方法主要包括下列步驟:(I)將深度放電的電量設(shè)計(jì)成一個(gè)參數(shù)(用Λ Q表示)，嵌入到蓄電池工作模式轉(zhuǎn)換條件(即大電流充電模式轉(zhuǎn)為涓流充電模式的條件)中，如下:ncQ 充〉(Q 放+ AQ)，其中Q充為充電電量，Q放為放電電量，η。為充電效率,可通過遙控注入修改,初始默認(rèn)值為1，AQ默認(rèn)為零。(2)當(dāng)需要進(jìn)行在軌深度放電處理時(shí)，在放電過程中(例如設(shè)置判別條件為放電電流不小于1Α)通過遙控注入AQ，包括AQl和AQ2，其中AQl為負(fù)數(shù)，Δ Q2為正數(shù)且與AQl的絕對(duì)值相等。(3)遙控注入后立即更新AQ，使AQ = Λ Ql (AQl為設(shè)定的安全閾值，安全閾值應(yīng)小于地影期長(zhǎng)期負(fù)載下的放電安時(shí)數(shù)，超過安全閾值，認(rèn)為數(shù)據(jù)無效，不予更新)。(4)當(dāng)滿足大電流模式轉(zhuǎn)涓流模式的條件后，再次更新Λ Q，使Λ Q = Δ Q2 ( Δ Q2為設(shè)定的安全閾值，安全閾值應(yīng)小于光照期最大充電安時(shí)數(shù)，超過安全閾值，認(rèn)為數(shù)據(jù)無效，不予更新)。這樣，即可以在下一循環(huán)將鎘鎳蓄電池虧欠的電量充滿。(5)當(dāng)再次滿足大電流充電模式轉(zhuǎn)涓流充電模式的條件時(shí)，再次更新AQ，使AQ恢復(fù)為0，深度放電操作結(jié)束。實(shí)施例將本專利技術(shù)方法由星載中心計(jì)算機(jī)的兩個(gè)子模塊分別實(shí)現(xiàn)，子模塊I位于電量計(jì)遙控指令接收模塊中，用于實(shí)現(xiàn)將AQ賦值為將AQl ;子模塊2位于計(jì)算電量并判斷輸出轉(zhuǎn)充電模式指令模塊中，用于實(shí)現(xiàn)將AQ賦值為將AQ2和恢復(fù)為O。此處處理對(duì)象包括蓄電池A和蓄電池B，需要說明的是，子模塊2即適用于蓄電池Α，也適用于蓄電池B。對(duì)子模塊I的步驟說明如下:(I)在電量計(jì)遙控指令接收模塊中，當(dāng)判斷指令類型為注入AQ時(shí)進(jìn)入步驟(2)，當(dāng)不為該類型時(shí)繼續(xù)其他指令類型的判斷；(2)進(jìn)一步判斷，當(dāng)該指令為針對(duì)A蓄電池組的注入Λ Q指令時(shí)進(jìn)入步驟(3)，否則進(jìn)入步驟(6)；(3)當(dāng)A蓄電池組當(dāng)前的AQ為0(確保上一次的深度放電操作已結(jié)束或從未發(fā)生過深度放電操作)，且當(dāng)前的放電電流不小于IA (當(dāng)前正處于放電模式)，且AQl的絕對(duì)值小于4Ah(4Ah為安全閾值，確保注入了錯(cuò)誤的放電深度值時(shí)不予執(zhí)行，以不對(duì)系統(tǒng)安全產(chǎn)生影響，可根據(jù)蓄電池容量和正常情況下的放電電量值確定)時(shí)，進(jìn)入步驟(4)，否則進(jìn)入步驟(5)；(4)將指令數(shù)據(jù)中的AQl賦值給A蓄電池組的ql_delta變量，將指令數(shù)據(jù)中的AQ2賦值給A蓄電池組的q2_delta變量，將指令數(shù)據(jù)中的AQl賦值給A蓄電池組的AQ變量；(5)將指針指向下一條指令繼續(xù)處理，結(jié)束；(6)進(jìn)一步判斷，當(dāng)該指令為針對(duì)B蓄電池組的注入Λ Q指令時(shí)進(jìn)入步驟(7)，否則進(jìn)入步驟(9)；(7)當(dāng)B蓄電池組當(dāng)前的AQ為0(確保上一次的深度放電操作已結(jié)束或從未發(fā)生過深度放電操作)，且當(dāng)前的放電電流不小于IA (當(dāng)前正處于放電模式)，且AQl的絕對(duì)值小于4Ah(4Ah為安全閾值，確保注入了錯(cuò)誤的放電深度值時(shí)不予執(zhí)行，以不對(duì)系統(tǒng)安全產(chǎn)生影響，可根據(jù)蓄電池容量和正常情況下的放電電量值確定)時(shí)，進(jìn)入步驟(8)，否則進(jìn)入步驟(9)；(8)將指令數(shù)據(jù)中的AQl賦值給B蓄電池組的ql_delta變量，將指令數(shù)據(jù)中的AQ2賦值給B蓄電池組的q2_delta變量，將指令數(shù)據(jù)中的AQl賦值給B蓄電池組的AQ變量，跳到第(5)步；(9)在遙測(cè)參數(shù)中置錯(cuò)誤標(biāo)志，跳到第(5)步。對(duì)子模塊2的步驟說明如下:(I)根據(jù)充電電流、與上一次計(jì)算充電電量的間隔時(shí)間(即充電時(shí)間)，以及蓄電池的充電系數(shù)(為一固定值)，計(jì)算充電電量Q充；根據(jù)放電電流、與上一次計(jì)算放電電量的間隔時(shí)間(即放電時(shí)間)，以及蓄電池的放電系數(shù)(為一固定值)，計(jì)算出放電電量Q放；(2)當(dāng)處于大電流充電模式下(本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鎘鎳蓄電池在軌深度放電方法，其特征在于步驟如下：(1)設(shè)置充電電量參數(shù)Q充，用于記錄截止當(dāng)前時(shí)刻鎘鎳蓄電池的累積充電電量；設(shè)置放電電量參數(shù)Q放，用于記錄截止當(dāng)前時(shí)刻鎘鎳蓄電池的累積放電電量；設(shè)置深度放電的電量控制參數(shù)ΔQ，ΔQ有ΔQ1、0、ΔQ2三種取值，ΔQ1＜0＜ΔQ2且ΔQ1和ΔQ2的絕對(duì)值相等，Q充、Q放、ΔQ的初值均為0；(2)當(dāng)需要進(jìn)行在軌深度放電處理時(shí)，對(duì)鎘鎳蓄電池的充放電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)且僅當(dāng)鎘鎳蓄電池處于放電狀態(tài)時(shí)，通過遙控指令將ΔQ1和ΔQ2注入并設(shè)置ΔQ＝ΔQ1；(3)等待鎘鎳蓄電池由放電狀態(tài)轉(zhuǎn)為大電流充電狀態(tài)，當(dāng)條件ηcQ充＞(Q放+ΔQ)第一次滿足時(shí)，鎘鎳蓄電池由大電流充電狀態(tài)轉(zhuǎn)為涓流充電狀態(tài)，將充電電量參數(shù)Q充和放電電量參數(shù)Q放清零，同時(shí)設(shè)置ΔQ＝ΔQ2；其中ηc為充電效率；(4)當(dāng)條件ηcQ充＞(Q放+ΔQ)第二次滿足時(shí)，設(shè)置ΔQ＝0，鎘鎳蓄電池在軌單次深度放電操作結(jié)束。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種鎘鎳蓄電池在軌深度放電方法，其特征在于步驟如下: (1)設(shè)置充電電量參數(shù)Q充，用于記錄截止當(dāng)前時(shí)刻鎘鎳蓄電池的累積充電電量；設(shè)置放電電量參數(shù)Q放，用于記錄截止當(dāng)前時(shí)刻鎘鎳蓄電池的累積放電電量；設(shè)置深度放電的電量控制參數(shù)AQ，AQ有AQ1、0、Λ Q2三種取值，Λ Ql < O < Λ Q2且Λ Ql和Λ Q2的絕對(duì)值相等，Q充、Q放、Λ Q的初值均為O ; (2)當(dāng)需要進(jìn)行在軌深度放電處理時(shí)，對(duì)鎘鎳蓄電池的充放電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭堅(jiān)，陳燕，高升，穆強(qiáng)，張紅軍，付連芳，范大亮，閆春香，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：