[发明专利]一种监视航天器蓄电池的在轨性能衰减的方法

说明书

本发明涉及一种监视航天器蓄电池的在轨性能衰减的方法，包括下列步骤：确定蓄电池组的放电电流I_Bat‑Out；确定蓄电池组在轨阴影期放电工况下的电压变化量d[U(t)]；根据放电电流I_Bat‑Out和电压变化量d[U(t)]确定蓄电池的欧姆内阻r；确定蓄电池组在多次充电结束后的电压V_Bat‑max(t)；确定蓄电池组的充电过程的充电速率Rate(t)；以及根据欧姆内阻r、电压V_Bat‑max(t)和充电速率Rate(t)确定蓄电池组的在轨性能衰减。通过该方法，可以有效、可靠地监视蓄电池的在轨性能衰减，从而提高航天器的能源安全性和能源经济性。

技术领域

本发明总体上涉及航天能源管理技术领域，具体而言涉及一种监视航天器蓄电池的在轨性能衰减的方法。

背景技术

锂离子蓄电池作为新一代的空间储能装置，相比于传统的镉镍蓄电池组和氢镍蓄电池组，具有比能量高、自放电小、充放电效率高等优点，因此非常适合作为卫星的储能电源。

锂离子蓄电池组在地影期充放电、长光照搁置管理等方面，无论是低轨还是高轨，相对于以往蓄电池组均具有不同之处，而国内目前积累的长期在轨数据十分有限。国外在这方面已经积累了大量工程经验，相应的控制策略、计算分析模型比较成熟。为实现锂离子蓄电池组在轨管理以及地面研制技术迭代的自主可控，着力挖掘锂离子蓄电池组在轨数据具有重要意义。

目前，锂离子蓄电池组在轨监测方法单一，通常通过监测蓄电池充电截止电压对蓄电池衰减情况进行估算，但蓄电池充电截止电压与充电电压电流档位设置相关，体现的蓄电池在轨性能信息单一。

发明内容

本发明的任务是提供一种监视航天器蓄电池的在轨性能衰减的方法，通过该方法，可以有效、可靠地监视蓄电池的在轨性能衰减，从而提高航天器的能源安全性和能源经济性。

根据本发明，该任务通过一种监视航天器蓄电池的在轨性能衰减的方法来解决，该方法包括下列步骤：

确定蓄电池组的放电电流I_Bat-Out；

确定蓄电池组在轨阴影期放电工况下的电压变化量d[U(t)]；

根据放电电流I_Bat-Out和电压变化量d[U(t)]确定蓄电池的欧姆内阻r；

确定蓄电池组在多次充电结束后的电压V_Bat-max(t)；

确定蓄电池组的充电过程的充电速率Rate(t)；以及

根据欧姆内阻r、电压V_Bat-max(t)和充电速率Rate(t)确定蓄电池组的在轨性能衰减。

在本发明的一个优选方案中规定，确定蓄电池组的放电电流I_Bat-Out包括下列步骤：

实时采集航天器的蓄电池组的不调节直供负载电流I_load1、I_load2、…、I_loadn和BDR模块放电电流I_BDR1、I_BDR2、…、I_BDRn，其中n为母线的数目；以及

根据下列公式确定蓄电池组的放电电流I_Bat-Out；

在本发明的另一优选方案中规定，确定蓄电池组的电压变化量d[U(t)]包括下列步骤：

实时采集航天器在轨阴影期放电工况下的蓄电池组电压U_Bat，其中U_Bat＝f(t)；

根据下列公式对蓄电池组电压U_Bat进行差分运算；