[发明专利]一种中高轨卫星锂离子蓄电池组在轨管理方法

说明书

本发明公开了一种中高轨卫星锂离子蓄电池组在轨管理方法，蓄电池组是由多个单体串并联构成的，包括以下步骤：步骤1：当中高轨卫星进入长光照期时，使蓄电池组单体在第一预设温度范围和预设荷电态SOC₁下储存；步骤2：当中高轨卫星进入进影期前N天时，提高蓄电池组单体温度至第二预设温度范围内，然后将蓄电池组充电至蓄电池组地影期充电终压；步骤3：当中高轨卫星进入地影期时，维持蓄电池组单体温度在第二预设温度范围内；出影后执行步骤1。本发明锂离子蓄电池组在长光照期采用低温低荷电态储存，地影期期间逐步提升蓄电池组充电终压，减小了蓄电池组的容量衰减，延长了蓄电池组使用寿命。

技术领域

本发明涉及空间储能电源技术领域，具体涉及一种中高轨卫星锂离子蓄电池组在轨管理方法。

背景技术

锂离子蓄电池是指以锂离子嵌入化合物作为正、负极活性物质的二次电池。与传统的铅酸电池、镉镍电池和氢镍电池相比，锂离子蓄电池具有比能量高、工作电压高、应用范围宽和自放电率低等诸多优点，因此已成为继镉镍电池、氢镍电池之后的第三代空间储能电源。如果用锂离子电池取代目前卫星等航天器所用的储能电源，可将储能电源在电源分系统中所占的质量由30％～40％降低至10％～15％，大大降低发射成本，增加有效载荷。

正确合理地使用锂离子蓄电池组，可以有效延长锂离子蓄电池的使用寿命。与低轨道(LEO)轨道飞行器锂离子蓄电池组每年5000多周的充放电循环不同，中高轨卫星锂离子蓄电池每年春秋分前后共有92次或192次充放电循环，最长放电时间约1h；其余260天蓄电池组处于在轨储存状态；且中高轨卫星寿命一般为10年以上。因此，必须根据中高轨卫星轨道特点，制定与LEO不同的锂离子蓄电池组在轨管理方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种中高轨卫星锂离子蓄电池组在轨管理方法，以延长了蓄电池组的使用寿命。

为达到上述目的，本发明提供了一种中高轨卫星锂离子蓄电池组在轨管理方法，蓄电池组是由多个单体串并联构成的，包括以下步骤：

步骤1：当中高轨卫星进入长光照期时，使蓄电池组单体在第一预设温度范围和预设荷电态SOC₁下储存；

步骤2：当中高轨卫星进入进影期前N天时，提高蓄电池组单体温度至第二预设温度范围内，然后将蓄电池组充电至蓄电池组地影期充电终压；

步骤3：当中高轨卫星进入地影期时，维持蓄电池组单体温度在第二预设温度范围内；出影后执行步骤1。

上述的中高轨卫星锂离子蓄电池组在轨管理方法，其中，在步骤1中，当蓄电池组单体电压下降至预设电压U₁时，对蓄电池组单体补充充电至所述预设荷电态SOC₁。

上述的中高轨卫星锂离子蓄电池组在轨管理方法，其中，所述预设荷电态SOC₁为60％～80％。

上述的中高轨卫星锂离子蓄电池组在轨管理方法，其中，在步骤2中，还包括对蓄电池组单体均衡使能。

上述的中高轨卫星锂离子蓄电池组在轨管理方法，其中，所述蓄电池组单体均衡使能具体为：当蓄电池组中单体之间最高电压和最低电压之差大于预设电压差ΔU₁时，对高电压单体进行均衡；当均衡单体电压与单体最低电压之差小于预设电压差ΔU₂时，完成均衡。

上述的中高轨卫星锂离子蓄电池组在轨管理方法，其中，在步骤3中，当在出影前M个地影期蓄电池组充放电循环时，将蓄电池组地影期充电终压调整至长光照期预设荷电态SOC₁下储存时的充电终压。