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重新配置电池系统的方法以及可重新配置的电池系统


技术摘要:
本公开涉及重新配置电池系统的方法以及可重新配置的电池系统。该可重新配置的电池系统包括多个可切换电池模块、电池监控电路和电池组控制器,其中多个可切换电池模块串联电布置以限定限定输出电压的电池串。电池组控制器可操作地连接到电池监控电路,以针对多个可切换  全部
背景技术:
许多航空器研究项目已经证明了高空、长寿命、太阳能飞机的概念。太阳能系统通 常依赖于太阳能面板阵列,太阳能面板阵列通过诸如最大功率点(MPP)跟踪器的控制电路 与电池输电网(或类似的电池系统)相接。 MPP跟踪器提供了一种电路组件,该组件在运行时调节提供给太阳能面板阵列的 负载阻抗,以实现太阳能阵列的最大功率输出。然后将从太阳能阵列中收集的电能存储到 电池输电网的电池组/组件中。但是,最大功率点(MPP)跟踪器和其他电池供电系统给整个 系统带来了额外的重量和复杂性。 需要能够克服现有技术的缺陷的太阳能和电池供电系统和方法。这种轻质、高效 的电池组和电池组组装件可用于超轻型飞机应用,例如长寿命太阳能飞机。
技术实现要素:
本公开涉及诸如适用于飞机的那些的电池供电系统和方法。 根据第一方面,提供了一种用于重新配置电池系统的方法,该电池系统具有电池 组控制器,该电池组控制器可操作地连接至多个可切换电池模块,该多个可切换电池模块 串联电布置以限定电池串,该电池串限定输出电压,多个可切换电池模块中的每一个包括 电池和与其相关联的电池开关,每个电池开关被配置成在处于第一位置时选择性地将其电 池连接至电池串,而在处于第二位置时将其电池旁路,该方法包括:针对多个可切换电池模 块中的每一个,经由电池监控电路监测所述电池的一个或多个参数;以及针对多个可切换 电池模块中的每一个,根据电池的一个或多个参数并按照预定的切换程序,经由电池组控 制器选择性地在第一位置和第二位置之间切换电池开关,使得输出电压大致等于预定的目 标输出电压。 在某些方面,一个或多个参数包括多个可切换电池模块中的每一个的电池的电 压。 在某些方面,电池组控制器被配置为至少部分地基于从太阳能阵列合并和切换单 元(ACSU)接收到的指令来控制所述多个可切换电池模块。 在某些方面,该方法还包括以下步骤:当发生开路电池端子状况时,经由辅助隔离 电源将所述电池开关保持在所述第二位置。 在某些方面,该方法还包括以下步骤:防止电流经由阻流二极管反向馈入到所述 辅助隔离电源。 在某些方面,该方法还包括以下步骤:使用比较器为所述多个可切换电池模块中 的每一个提供对所述电池的电压保护。 在某些方面,该方法还包括以下步骤:使用所述比较器为所述多个可切换电池模 4 CN 111614133 A 说 明 书 2/21 页 块中的每一个提供对所述电池的过电压保护和欠电压保护。 在某些方面,该方法还包括以下步骤:在欠电压情况下,使来自所述电池组控制器 的电池开关信号超驰。 根据第二方面,一种可重新配置的电池系统,包括:多个可切换电池模块,串联电 布置以限定电池串,该电池串限定输出电压,所述多个可切换电池模块中的每一个包括电 池和电池开关,其中,在第一位置将所述电池开关配置为将所述电池与所述电池串电串联 放置以增加所述输出电压,并且其中,在第二位置将所述电池开关配置为将所述电池从所 述电池串电旁路;电池监控电路,可操作地连接到所述多个可切换电池模块的每一个,其 中,所述电池监控电路被配置为针对所述多个可切换电池模块的每一个监测所述电池的一 个或多个参数;和电池组控制器,可操作地连接到所述电池监控电路,以便针对所述多个可 切换电池模块中的每一个,至少部分地基于所述电池的一个或多个参数并按照预定的切换 程序,选择性地在所述第一位置和所述第二位置之间切换所述电池开关,使得所述输出电 压大致等于预定的目标输出电压。 在某些方面,所述一个或多个参数包括每个电池的电压。 在某些方面,所述一个或多个参数还包括流过所述电池串的测量电流。 在某些方面,所述多个可切换电池模块被布置成电池组,所述电池组与第二电池 组串联电布置以限定电池组组装件。 在某些方面,所述电池组组装件以并联电布置的方式可操作地连接至第二电池组 组装件,以限定电池库。 在某些方面,所述电池组控制器被配置为至少部分地基于从太阳能阵列合并和切 换单元(ACSU)接收的指令来控制所述多个可切换电池模块。 在某些方面,所述多个可切换电池模块中的每一个还包括辅助隔离电源,以便当 发生开路电池端子状况时,将所述电池开关保持在所述第二位置。 在某些方面,所述辅助隔离电源经由阻流二极管可操作地连接至所述电池开关, 以防止反向馈入到所述辅助隔离电源。 在某些方面,可重新配置的电池系统还包括针对所述多个可切换电池模块中的每 一个的比较器,以提供对所述电池的电压保护。 在某些方面,所述比较器被配置为针对所述多个可切换电池模块中的每一个提供 对所述电池的过电压和欠电压保护。 在某些方面,所述可重新配置的电池系统被配置为在欠电压情况下,使来自所述 电池组控制器的电池开关信号超驰。 在某些方面,针对所述多个可切换电池模块中的每一个,在所述电池开关与所述 电池组控制器之间定位有隔离器。 附图说明 根据以下附图所示的其
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