[发明专利]一种航天器蓄电池组在轨实时容量的评估方法及评估系统

说明书

一种航天器蓄电池组在轨实时容量的评估方法及评估系统，使用与正样锂离子蓄电池组同批次的锂离子蓄电池组在不同温度、不同充放电倍率下开展摸底试验，建立同批次锂离子蓄电池组的参考容量矩阵，通过遥测读取正样锂离子蓄电池组在轨状态的实时温度、组电压、充放电流遥测数据，根据正样锂离子蓄电池组的不同在轨状态，分别根据正样锂离子蓄电池组在轨实时温度、组电压、充放电流遥测数据查询同批次锂离子蓄电池组的参考容量矩阵，获得正样锂离子蓄电池组在轨实时容量。本发明能够根据锂离子蓄电池组的工作温度和充放电流状态，实时确定锂离子蓄电池组的在轨可用容量，为制定后续任务阶段的锂离子蓄电池组充放电控制策略提供有效的参考和依据。

技术领域

本发明涉及一种航天器锂离子蓄电池组在轨实时容量的地面评估方法及评估系统。

背景技术

随着航天器在轨飞行任务的日趋复杂，尤其是针对深空探测器，其往往具有能源裕度紧张、在轨放电深度大的特点，作为常用的关键储能设备，对锂离子蓄电池组的实时充放电量管理精度相应也提出了较高的要求。

目前常用的锂离子蓄电池组在轨实时容量评估方法主要包括电流积分法和电压法。电流积分法在锂离子蓄电池组多圈未充满的状态下将会产生明显的累积误差。电压法则由于未将温度、充放电流等因素纳入量化统筹考虑，因此无法实现对锂离子蓄电池组在固定温度和充放电倍率下剩余可用容量的准确评估。

发明内容

本发明提供一种航天器锂离子蓄电池组在轨实时容量的地面评估方法及评估系统，能够根据锂离子蓄电池组的工作温度和充放电流状态，实时确定锂离子蓄电池组的在轨可用容量，为制定后续任务阶段的锂离子蓄电池组充放电控制策略提供有效的参考和依据。

为了达到上述目的，本发明提供一种航天器蓄电池组在轨实时容量的评估方法，包含以下步骤：

步骤S1、使用与正样锂离子蓄电池组同批次的锂离子蓄电池组在不同温度、不同充放电倍率下开展充放电摸底试验，建立同批次锂离子蓄电池组的参考容量矩阵；

步骤S2、通过遥测读取正样锂离子蓄电池组在轨状态的实时温度、组电压、充放电流遥测数据；

步骤S3、根据正样锂离子蓄电池组的不同在轨状态，分别根据正样锂离子蓄电池组在轨实时温度、组电压、充放电流遥测数据查询同批次锂离子蓄电池组的参考容量矩阵，获得正样锂离子蓄电池组在轨实时容量。

所述的建立同批次锂离子蓄电池组的参考容量矩阵的方法包含：

步骤S1.1、确定航天器锂离子蓄电池组在轨过程的温度范围[T_min，T_max]和充放电流范围[I_min，I_max]；

步骤S1.2、在锂离子蓄电池组在轨温度范围和充放电流范围内，按照均匀步长间隔选取典型温度值m个，选取典型充放电流值n个，m个温度典型温度值和n个典型充放电流值通过排列组合，形成m×n个充电工况组合和m×n个放电工况组合，m为大于2的自然数，n为大于2的自然数；

步骤S1.3、使用与正样锂离子蓄电池组同批次的锂离子蓄电池组针对m×n个充电工况和m×n个放电工况进行充放电摸底试验，获得参考容量矩阵，所述的参考容量矩阵中包含不同温度和不同充放电倍率下的锂离子蓄电池组电压与容量的对应数据，或锂离子电池组电流与容量的对应数据。

所述的对同批次锂离子蓄电池组进行充放电摸底试验的方法包含：

恒流充电试验阶段：将同批次锂离子蓄电池组从荷电态开始充电，以固定的时间步长采集记录同批次锂离子蓄电池组的电压数据，同时将恒流充电电流对时间积分获得恒流充电电量数据；