[发明专利]机载锂电池组投退电网控制方法及控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及电源系统设计技术领域，特别涉及机载锂电池组投退电网控制方法及控制装置。

背景技术

机载蓄电池，作为不间断电源、应急起动发动机、应急供电以及调整供电品质使用。飞行中，蓄电池通常一直接通直流应急电网，与其他直流电源并联，保证供电系统进入应急状态下应急供电转换的可靠性和转换时间尽可能短。

随着蓄电池技术发展，锂离子蓄电池系统近十年来已逐步取代传统镉镍蓄电池应用于机载供电系统中，作为应急电源、辅助电源使用。锂离子蓄电池主要优势是体积小、重量轻，比能量大。同等容量的锂电池系统体积、重量只有镉镍蓄电池组的三分之一。

然而，锂电池系统虽然技术优势明显，但其也存在固有的两项弱点：

1、安全性——同等容量下锂电池比其他电池体积、重量小很多，说明锂电池内部化学材料活性大。相对的，其安全性自然也相较其他电池要差一些，近年波音787和空客380出现的锂电池烧毁事故已表明此点；

2、不能进行“浮”充电——即不能将高于锂电池输出端电压的直流电源直接并联到锂电池的正极输出端，否则会导致锂电池的热失控，由于锂离子蓄电池不能“浮充电”的特点，造成其不能直接与其他直流电源系统并联使用，而在飞机设计中，需要锂离子蓄电池组与两台整流装置、一台冲压空气涡轮驱动的应急直流发电机并联工作。为此，需要研究锂离子蓄电池组与其他直流电源系统并联工作的控制技术方案。

发明内容

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本发明提供了一种机载锂电池组投退电网控制方法，其中锂电池和直流电网的整流装置并联，该控制方法的步骤如下：

整流装置在直流电源系统中带满载电流时，使整流装置的输出电压高于锂电池组充满电的空载电压；

通过串联在整流装置和锂电池之间的电气隔离件对整流装置和锂电池之间进行电气隔离，防止整流装置向锂电池进行浮充电；

通过锂电池控制器实时监测并判断上述电气隔离是否有效，具体判断方式为：检测电气隔离件两端压降及锂电池是否有反向灌电流，若压降小于电气隔离件导通压降且反向灌电流大于锂电池反向浮充电安全电流，则判断电气隔离失效，若电气隔离失效导致整流装置向锂电池进行浮充电，则锂电池控制器断开整流装置和锂电池之间的连接；

当整流装置和锂电池之间的连接断开且整流装置故障时，切断整流装置和直流应急汇流条的连接，锂电池控制器接收到该切断信号后接通锂电池与直流应急汇流条。

本发明还提供了一种机载锂电池组投退电网控制装置，包括锂电池控制器、接通接触器和电气隔离件，电气隔离件为大功率隔离二极管，其正极和锂电池正极连接，负极和接通接触器一端连接，接通接触器另一端和直流电网的整流装置的正极连接，锂电池控制器和接通接触器连接，用于检测电气隔离件两端压降及锂电池是否有反向灌电流，以及控制接通接触器的通断。

本发明提供的机载锂电池组投退电网控制方法及控制装置，解决了锂离子蓄电池组不能直接并联在直流汇流条上工作的技术难题，使大容量高功率锂电池技术应用在飞行器上成为可行，并从系统设计上为锂电池的安全使用提供了技术解决途径，同时对于飞行器及其以外的其他设备需要使用锂离子蓄电池组与其他直流电源并联工作的情况也具有较高的使用、借鉴、参考价值。

附图说明

图1是直流电网整流装置的外特性曲线图；

图2是机载锂电池组投退电网控制装置的连接关系示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

需要说明的是：下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。