本發(fā)明涉及蓄電池發(fā)熱量測(cè)試領(lǐng)域，特別涉及一種空間用蓄電池發(fā)熱量的測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
空間用蓄電池作為空間飛行器貯能電源，主要功能是在航天器起飛前轉(zhuǎn)內(nèi)電、主動(dòng)段飛行、軌道工作壽命地影期間提供衛(wèi)星所需的能量，并在光照期有峰值功率需求時(shí)補(bǔ)充供電，是衛(wèi)星在主動(dòng)飛行段、地影期的唯一能量源泉，是決定飛行器在軌工作壽命的核心因素。
適宜的工作溫度是保證空間用蓄電池循環(huán)壽命重要因素，工作溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致蓄電池性能發(fā)生異常衰減，出現(xiàn)熱失控，隔膜降解等問(wèn)題，使蓄電池壽命降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)爆炸起火，給飛行器帶來(lái)安全性危害；溫度過(guò)低，蓄電池電極極化增大，內(nèi)阻增加，電解液凝固，電性能下降等問(wèn)題。為了保證蓄電池在軌工作溫度，需要獲得蓄電池工作時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)熱量，來(lái)作為飛行器熱控實(shí)施的輸入條件。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種空間用蓄電池發(fā)熱量的測(cè)量方法，以解決現(xiàn)有真空絕熱法測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高、程序復(fù)雜的問(wèn)題。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供一種空間用蓄電池發(fā)熱量的測(cè)量方法，包括以下步驟：
S1、在蓄電池表面充放電時(shí)發(fā)熱部位粘貼模擬電加熱器；
S2、在蓄電池表面粘貼溫度傳感器，所述溫度傳感器對(duì)稱且均勻分布于蓄電池表面；
S3、對(duì)蓄電池進(jìn)行隔熱處理；
S4、將蓄電池放入高低溫箱內(nèi)，將模擬電加熱器的導(dǎo)線、溫度傳感器的采樣線路和蓄電池的充放電功率電纜均從高低溫箱的出口引出，并對(duì)出口進(jìn)行封閉；
S5、將模擬電加熱器的導(dǎo)線接入穩(wěn)壓電源；將溫度傳感器的采樣線路接入溫度采集系統(tǒng)；將蓄電池的充放電功率電纜接入充放電電路；
S6、按照不同工況條件對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電，通過(guò)溫度采集系統(tǒng)采集不同工況下蓄電池充放電過(guò)程中的溫升曲線；
S7、用模擬電加熱器對(duì)蓄電池進(jìn)行加熱；
S8、用集總參數(shù)法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和曲線擬合，即可得出不同工況下蓄電池的發(fā)熱量q電池：
q電池＝S電池×q加熱器/S加熱器；
其中q加熱器為加熱器加熱功耗；S加熱器為加熱器加熱時(shí)溫升曲線積分面積；S電池為相同時(shí)間下蓄電池恒流充電或放電時(shí)蓄電池溫升曲線積分面積。
進(jìn)一步地，所述步驟S1中，模擬電加熱器的阻值以及其接入的穩(wěn)壓電源能夠模擬的加熱功率范圍為2～50W。
進(jìn)一步地，所述穩(wěn)壓電源輸出電壓為0～100V，輸出電流為0～3A，輸出電壓的精度與穩(wěn)定度高于優(yōu)于0.1V，輸出電流的精度與穩(wěn)定度高于0.001A，并可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)。
進(jìn)一步地，所述步驟S3中，隔熱處理為：用隔熱材料將蓄電池全部包裹。
進(jìn)一步地，所述隔熱材料為羊毛氈。
進(jìn)一步地，所述溫升曲線積分面積為所有測(cè)點(diǎn)的平均溫升曲線積分面積。
本發(fā)明提供的空間用蓄電池發(fā)熱量的測(cè)量方法取得的有益效果是：
裝置簡(jiǎn)便，無(wú)需真空罐、熱防護(hù)筒等復(fù)雜設(shè)備；在常壓條件下測(cè)試，大大降低了成本，縮短了試驗(yàn)時(shí)間
附圖說(shuō)明
下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：
圖1為采用本發(fā)明測(cè)量方法測(cè)試40Ah氫鎳蓄電池單體在20A，30A，40A放電電流下發(fā)熱量(圖中菱形點(diǎn))與相同電流下真空絕熱法測(cè)試發(fā)熱量(圖中正方點(diǎn))對(duì)比曲線圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的空間用蓄電池發(fā)熱量的測(cè)量方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
本發(fā)明方法包括如下步驟：
步驟1在蓄電池表面粘貼模擬電加熱器，模擬電加熱器粘貼在蓄電池充放電時(shí)發(fā)熱部位，加熱器阻值和穩(wěn)壓電源應(yīng)能模擬加熱功率為2～50W。
步驟2蓄電池表面粘貼溫度傳感器，加熱器數(shù)量依據(jù)蓄電池大小而定，粘貼位置應(yīng)對(duì)稱且均勻分布蓄電池表面。
步驟3用羊毛氈等隔熱材料將整個(gè)蓄電池包裹，進(jìn)行簡(jiǎn)單隔熱處理，盡量減少蓄電池漏熱。
步驟4蓄電池單體放入高低溫箱內(nèi)，將加熱器，溫度傳感器，充放電功率電纜從高低溫箱出口引出，并對(duì)引出口進(jìn)行封閉。
步驟5將蓄電池充放電功率電纜接入充放電電路。
步驟6將模擬電加熱器接入穩(wěn)壓電源。
步驟7將溫度傳感器采樣線路接入溫度采集系統(tǒng)。
步驟8按照不同試驗(yàn)工況對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電，通過(guò)溫度采集系統(tǒng)采集不同工況下蓄電池充放電過(guò)程中的溫升曲線。
步驟9用加熱系統(tǒng)對(duì)蓄電池進(jìn)行加熱，模擬蓄電池充放電過(guò)程中的溫升曲線。
步驟10用集總參數(shù)法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和曲線擬合，得出不同工況及時(shí)間段下的蓄電池發(fā)熱量q電池、加熱器加熱功耗q加熱器、加熱器加熱時(shí)溫升曲線積分面積S加熱器和相同時(shí)間下蓄電池恒流充電或放電時(shí)蓄電池溫升曲線積分面積S電池關(guān)系式:
q電池＝S電池電×q加熱器/S加熱器。通過(guò)加熱器加熱功耗q加熱器、加熱器加熱時(shí)溫升曲線積分面積S加熱器和蓄電池恒流充電或放電時(shí)蓄電池溫升曲線積分面積S電池關(guān)系式能得出不同充放電條件下蓄電池發(fā)熱量。
圖1為采用本發(fā)明測(cè)量方法測(cè)試40Ah氫鎳蓄電池單體在20A，30A，40A放電電流下發(fā)熱量(圖中菱形點(diǎn))與相同電流下真空絕熱法測(cè)試發(fā)熱量(圖中正方點(diǎn))對(duì)比曲線圖。
下面對(duì)本發(fā)明的機(jī)理進(jìn)行描述。
如果蓄電池充放電時(shí)的溫升曲線與電加熱器加熱時(shí)的溫升曲線(擬合曲線)一致或很接近，則說(shuō)明蓄電池充放電和被加熱時(shí)的漏熱一致或很接近，此時(shí)可以認(rèn)為蓄電池充放電時(shí)所產(chǎn)生的熱量等于加熱器加熱時(shí)所產(chǎn)生的熱量。
電池放電時(shí)：
加熱器加熱時(shí)：Q＝I2R·t0 (2)
由式(1)、(2)可以得出，電池充放電過(guò)程中的平均發(fā)熱量為I2R。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變形而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。