[发明专利]一种锂电池多节同步快速检测平台及其应用过程

说明书

技术领域

本发明一种锂电池多节同步快速检测平台及其应用过程，属于航空航天器能源系统技术领域。

背景技术

平流层作为现有航空与航天领域的结合部，已受到众多航空航天大国研究的重点和热点。平流层飞艇作为平流层浮空器的典型代表，由于具有飞行高度高、使用时间长、可区域驻留、对环境污染小等优点，更是受到了美国的高度关注。NASA研究中心早在2003年就对高空长航时飞艇进行了深入的可行性研究，确定了高效太阳能电池阵、先进能源存储与管理系统、新型高空螺旋桨与电动推进系统以及轻质高强度囊体材料是实现高空长航时飞艇的几项主要关键技术，并一直为攻克上述技术做着不懈的努力。

针对平流层飞艇的整个能源循环系统方案的研究是其能够获得成功的极为关键因素。平流层飞艇中的循环能源系统主要由太阳能电池阵和储能锂电池堆构成，锂电池堆性能的优劣将直接影响循环能源系统的长时、可靠运行。然而锂电池堆在进行串并联应用时必须选择电性能一致的单体进行配组，才能使锂电池的性能达到最佳化。

为此，为有效地开发平流层飞艇循环能源系统。本发明提出一种锂电池多节同步快速检测平台，可以在地面条件下进行平流层飞艇循环能源系统所需的锂电池筛选，以获得电性能一致的锂电池单体进行锂电池堆的串并联，保证平流层飞艇的循环能源系统的长时、可靠运行，增加平流层飞艇的滞空时间，有利于进一步拓展平流层飞艇的应用范围。

发明内容

（1）目的：本发明的目的在于提供一种锂电池多节同步快速检测平台，该平台可通过快速接插的方式实现一次性对多个锂电池单体的电性能进行检测，能有效保证所检测的锂电池单体的电性能的一致性，进而保证平流层飞艇循环能源系统的长时、可靠运行。

（2）技术方案：本发明的一种锂电池多节同步快速检测平台是由待测单体（多个）锂电池、锂电池电性能采集模块、多通道可编程电源、多通道电子负载、可进行实时监控的工控机及相应的通信线缆、输电电缆组成。

上述方案既能够有效地实现一次性对多个锂电池单体的电性能进行检测，又能够对平流层飞艇循环能源系统锂电池堆的整体性能进行评估，大大改善循环能源系统的性能；另一方面，通过该平台的辅助开发，极大地提高了所研制的平流层飞艇能源系统长时运行的安全性与可靠性，充分体现了科研与工程中的经济性原则。此外，该平台还可以作为多种能源系统所需锂电池的测试与研制平台，具有良好的通用性。

所述的待测单体锂电池为平流层飞艇所用储能电池，需有良好的环境适用性和高比能量的优点；

所述锂电池电性能采集模块主要是由多组电压传感器、电流传感器构成的多通道电信号采集模块；

其中电压传感器、电流传感器可以是普通的霍尔电压传感器和霍尔电流传感器，但需保证其满足锂电池单体测试时所需的精度要求；

所述多通道可编程电源为可提供多条通道的并可以由计算机软件编程控制的电源；

所述多通道电子负载为可提供多条通道的并可以由计算机软件编程控制的负载；

所述工控机需携带充放电控制程序，具有数据记录和处理能力，并能适时给出充放电控制信号；

所述通信线及输电电缆可以是普通常用种类，但需安全连接可靠，为整个平台的运作提供信息传递和电能传输。

本发明一种锂电池多节同步快速检测平台，其基本的应用流程如下：

1)平台所需模块的采购、性能测试，包括锂电池电性能采集模块、多通道可编程电源、多通道电子负载、可进行实时监控的工控机及相应的通信线缆、输电电缆，主要是各部件需满足稳定性和可靠性等方面的要求；

2)通信协议的确定，根据工控机和其他各部分组件的具体型号以及整体的平台方案，确定工控机与各组件之间数据交换的通信协议，经通信线缆连接后，通过测试要求；

3)将锂电池单体的正负极设计成压扣孔或螺纹孔的形式，并为每个待测锂电池单体编号；

4)将输电电缆设计成分支型压扣形式或分支型带螺栓头的形式，便于与锂电池单体相连，连接时务必注意，同一单体的正负极不能同时操作；

5)通过输电电缆将锂电池电性能采集模块、多通道可编程电源、多通道电子负载按设计顺序串接起来，通过确定的通信协议将锂电池电性能采集模块、多通道可编程电源、多通道电子负载与可进行实时监控的工控机建立通信联系；并保持每个待测锂电池单体的充电、放电电路连接编号一致；

6)工控机所携带的充放电程序的设计，根据工控机和待测锂电池单体的具体型号，确定锂电池测试的充放电程序，通过输电电缆与各部件连接后，制定充放电测试要求；