[发明专利]航空锂电池组充电管理系统

说明书

本发明涉及蓄电池充电技术领域，公开一种航空锂电池组充电管理系统，用于提高航空锂电池组充电安全性并确保装机长航时能力。本发明包括锂电池组、连接器、充电单元、数据采集单元、中央处理器以及总线通讯单元；其中，充电单元与连接器相连接，锂电池组与连接器相连接，连接器与数据采集单元相连接，数据采集单元与中央处理器相连接，总线通讯单元与中央处理器相连接，系统采用恒流限压充电模式，配合充电控制保护策略，充电快速高效，热耗低，自然散热。本发明适用于航空锂电池组充电管理。

技术领域

本发明涉及蓄电池充电技术领域，特别涉及航空锂电池组充电管理系统。

背景技术

目前航空领域蓄电池系统急需延长蓄电池维护周期，减少拆装次数，同时延长蓄电池应急供电时间，提升长航时能力。锂电池具有能量密度高、循环寿命长、重量轻、无重金属污染等优点，非常符合当前人类可持续发展的绿色要求，尤其在重量及环境适应性要求高的航空领域备受关注。

随着锂电池充电管理相关技术的创新步伐正在日益加快，航空机载产品特别是航空锂电池产业也进入了快速发展期,但是总有一些关键技术困扰锂电池在航空领域的发展，特别是锂电池充电安全性、长航时能力及使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种航空锂电池组充电管理系统，用于提高航空锂电池组充电安全性并确保装机长航时能力。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：航空锂电池组充电管理系统，包括锂电池组、连接器、充电单元、数据采集单元、中央处理器以及总线通讯单元；其中，充电单元与连接器相连接，锂电池组与连接器相连接，连接器与数据采集单元相连接，数据采集单元与中央处理器相连接，总线通讯单元与中央处理器相连接；

航空锂电池组充电时，本发明的系统将执行以下程序：

步骤一：将充电单元接入充电电源，当充电单元接入充电电源后，数据采集单元实时采集输入的充电电源的电压，并将采集到的电压与系统设置的充电电压相比较；

步骤二：当采集到充电输入电源电压不低于设定的电压值时，中央处理器输出PWM电平信号，控制充电电源接入充电单元的DC/DC模块，使得DC/DC模块能通过连接器为锂电池组进行充电；

步骤三：当DC/DC模块接入到锂电池组后，中央处理器通过数据采集单元实时采集锂电池组的总电压、单体电压和温度，并将采集到的电压及温度与系统设置的充电控制条件相比较；中央处理器同时还将当前时刻的充电电压、电流、温度及工作状态信息通过总线通讯单元发送到外部交联系统；

步骤四：当采集到锂电池组的总电压、单体电压和温度满足设定范围时，中央处理器输出PWM电平信号，控制开启DC/DC模块，限制最高输出电压，设置大电流充电标志，以大电流对锂电池组充电；当采集到任意一只单体电压到达设定电压值时，中央处理器停止输出PWM电平信号，关闭DC/DC模块，停止大电流充电；停止大电流充电之后，中央处理器输出控制信号，接通充电单元的电流控制电路，搁置一端时间后，输出PWM电平信号，开启DC/DC模块，转入小电流充电，设置小电流充电标志，以小电流对锂电池组充电，当采集到任意一只单体电压到达设定电压值时，停止小电流充电，清除小电流充电标志，设置锂电池组充电完成标志；

在充电过程中，当采集到充电DC/DC模块温度大于设定温度一时，中央处理器关闭DC/DC模块，停止充电，当采集到充电DC/DC模块温度降至设定温度二时，中央处理器开启DC/DC模块，重启充电；

步骤六：锂电池组充电完成后，当中央处理器通过数据采集单元采集到任意一只单体电压小于设定的电压值时，返回步骤一重新启动充电。

进一步的，降低系统启动冲击电流，充电电源接入充电电源的DC/DC模块之后，中央处理器延时1s以上再控制DC/DC模块开启。

进一步的，步骤四在停止大电流充电之后，可搁置30s后转入小电流充电。