[发明专利]一种蓄电池两阶段电流充电的星载软件限流控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄电池两阶段电流充电的星载软件限流控制方法。 

背景技术

卫星电源分系统包括太阳电池阵、蓄电池组和电源控制器三个部分，如图1所示。在阴影期蓄电池放电为整星供电，在光照期太阳电池阵除了满足负载优先供电外，剩余的能量为蓄电池组充电。电源分系统采用S4R拓扑结构，太阳电池阵采用大并联方式，其中1、2阵为负载供电，不参与蓄电池组充电，3～8阵既可以给负载充电，又可以为蓄电池组充电，但是满足负载优先原则，3～8的功率电路和控制拓扑结构见如图2所示。 

在蓄电池的充电阵中，第六到第八充电阵采用限流控制，可以调整第六到第八充电阵的导通和关断状态，使得蓄电池组充电电流在设定的电流门限范围内。当蓄电池充满时，触发充电终止信号，停止大电流充电。 

卫星电源分系统的充电终止控制是采用硬件V/T曲线控制和安时计控制互为热备份的方式来实现的。硬件V-T曲线充电控制是利用镉镍电池化学体系的充电终止电压与温度的关系，通过在不同温度下进行地面试验，根据试验数据拟合出电池温度与电压的关系曲线，用硬件模拟电路实现对蓄电池组的过充保护控制。安时计工作原理是对蓄电池组的充放电电流进行积分，累计蓄电池组的充放电的安时数，实时计算蓄电池的当前电量。当蓄电池的当前电量达到蓄电池的额定容量时，终止充电，安时计一般由电源下位机软件实现。 

硬件限流控制是由硬件模拟电路来实现，主要存在如下问题： 

(1)如何简化硬件限流的控制及接口设计；(2)如何从卫星不可返修的特点出发，通过异构备份的方式提高限流的可靠性；(3)如何实现两阶段充电电流控制，提高蓄电池充电效率，减小负载变化对V/T曲线控制的影响；(4)如 何系统地设计两阶段限流控制规律；(5)如何选取开关时序，保证充电电流控制与系统的匹配性；(6)如何选取充电电流的限流开启关闭门限，保证控制有效性；(7)如何保证数据采集的有效性和准确性，提高控制精度。 

发明内容

本发明的技术解决问题是：针对现有技术的不足，提供了一种蓄电池两阶段电流充电的软件限流控制方法，该方法解决了在实际充电控制中硬件限流控制与负载电流变化匹配性较差的问题，提高了卫星蓄电池充电控制的准确性和灵活性，改善了蓄电池的充电质量，延长了蓄电池的使用寿命。 

本发明的技术解决方案是： 

一种蓄电池两阶段电流充电的星载软件限流控制方法，用于对卫星蓄电池的充电阵进行充放电管理，卫星蓄电池的充电阵包括8组充电阵，包括以下步骤： 

周期性监测卫星蓄电池组的当前电量，若卫星蓄电池组的当前电量小于转阶段门限时，则转入一阶段软件限流控制步骤；若卫星蓄电池组的当前电量大于转阶段门限时，则转入二阶段软件限流控制步骤；所述转阶段门限用于标定卫星蓄电池的充电阶段； 

一阶段软件限流控制步骤中： 

若充电电流大于一阶段软件限流关闭门限，则关闭第八充电阵；若关闭第八充电阵后，充电电流仍大于一阶段软件限流关闭门限，则关闭第七充电阵；若关闭第八充电阵和第七充电阵后，充电电流仍大于一阶段软件限流关闭门限，则关闭第六充电阵；所述一阶段软件限流关闭门限为0.3C+1，C为卫星蓄电池电池额定容量； 

若充电电流小于一阶段软件限流开启门限，则开启第六充电阵；若开启第六充电阵后，充电电流仍小于一阶段软件限流开启门限，则开启第七充电阵；若开启第六充电阵和第七充电阵后，充电电流仍小于一阶段软件限流开启门限，则开启第八充电阵；所述一阶段软件限流开启门限为一阶段软件限流关闭门限 值-单个充电阵最大输出电流值； 

二阶段软件限流控制步骤中： 

当充电电流大于二阶段软件限流关闭门限时，则关闭第八充电阵；若关闭第八充电阵后，充电电流仍大于二阶段软件限流关闭门限，则关闭第七充电阵；若关闭第八充电阵和第七充电阵后，充电电流仍大于二阶段软件限流关闭门限，则关闭第六充电阵；所述二阶段软件限流关闭门限为3＊单个充电阵最大输出电流 

若充电电流小于二阶段软件限流开启门限，则开启第六充电阵；若开启第六充电阵后，充电电流仍小于二阶段软件限流开启门限，则开启第七充电阵；若开启第六充电阵和第七充电阵后，充电电流仍小于二阶段软件限流开启门限，则开启第八充电阵；所述二阶段软件限流开启门限为0.1C。 

进一步的，所述卫星蓄电池组的当前电量和所述充电电流通过读取卫星的遥测参数获得。 

本发明与现有技术相比具有如下优点：