锂电池还能推火箭!长征宗族用上了高压锂电
3月29日,长征六号改运载火箭成功发射,“长征宗族”再添新成员。这其间,少不了中国航天科技集团八院811所研发的箭上电池的助力。
高压锂电初次“亮箭”
作为我国首型固体绑缚火箭,长征六号改的4个固体助推器上,装备有8台电动伺服机构。这8个在火箭飞翔时履行运载火箭姿势和轨迹操控使命的“大块头”,其能量需求不是一般的高,“瞬时输出功率达80多千瓦,而在这之前,咱们研发的箭上电池最大输出功率仅有10多千瓦。”中国航天科技集团有限公司八院811所运载火箭电池技能负责人王冠介绍。
运载火箭上惯例选用的28伏低压锂电不能满意要求,811所研发人员为这8个电动伺服量身打造了270伏高压锂电,让“大块头”有“大能量”。而270伏的高压锂电,在国内运载范畴是初次运用。
为了完成这个初次,811所研发人员走出了一条集产学研一体的路途。从思路提出,到工程执行,他们靠不断的调研学习和一遍一遍的实验确认计划。2014年,在单体电池规划满意高倍率输出要求之后,一系列关于飞翔环境习惯性的检测又来了。
长征六号改箭上电池规划师王舒丹介绍,关于箭上电池来说,长征六号改的运用环境是现在运载火箭里边最为严苛的。高压锂电安装在助推器尾端,飞翔时刻约为2分钟,在这短短的2分钟内,电池组需求接受130℃的高温,而锂电池单体安全可靠运用的最高环境温度约为60℃,原先的电池组保温资料仅可接受90℃的高温。与此一起,电池组还需阅历高强度的振荡和冲击,振荡量级是之前的1.5倍。
为了保证高压锂电初次“亮箭”马到成功,研发人员从细节着手,从内到外,加固减震,选用抗力学性更高、耐高温性更好的电池组保温减震资料,通过一轮又一轮的高温实验、振荡与冲击实验,让高压锂电顺畅通过了“高温+高量级振荡”的两层检测。一起,通过更改电池组结构规划,处理了高压锂电在低气压空间环境中的电晕问题。
270伏的高压锂电,于操作人员也是生疏的场景。研发人员选用了分布式高压电池技能,将其拆分红3个电池组模块串联组成,有用减少了高压带来的操作危险。
通过屡次系统级实验查核,高压锂电池组的功率输出功能体现优异,开始“1组高压锂电为1台伺服机构供电”的规划计划,也因而改为“1组高压锂电为2台电动伺服机构供电”,“相当于由‘1对1服务’变为‘1对2服务’,满意火箭规划目标的一起,也达到了减重的作用。”王冠说道。
为后续类型箭上电池运用奠定根底
作为国内首个全箭选用锂电计划的新式运载火箭,长征六号改运用的锂电数量高达20块,为运载火箭“前史之最”。新电池系统的运用,也为后续类型箭上电池的运用奠定了产品化根底。
据811所运载电源事业部副部长吕士银介绍,在展开这20块为长征六号改量身定制的箭上电池研发过程中,811所同步启动了箭上锂电池的产品化工程,形成了以长征六号改为主线,同步结合在役火箭箭上电池换代的需求,按要求、分容量孵化出了箭上电池的产品系列,形成了八院运载火箭箭上电池的产品化型谱。
“从原先的锌银电池,到现在的锂离子蓄电池,产品化工程的展开让箭上电池产品品种紧缩了40%以上,习惯高密度发射的一起,进一步提高了箭上电池产品的质量管理水平缓本钱操控水平。”吕士银泄漏,跟着811所箭上电池的升级换代,结合类型的需求,后续将进一步将箭上电池产品品种紧缩20%以上。
新火箭上新电池的一些操作方法也发生了改动。长征六号改的箭上电池加温控温作业,从箭上搬运到了地上,提高了箭上电池的发射可靠性,避免了由于加温不能断开而导致推延发射的状况。一起改动的,还有这20块电池的充电方法,“从原先繁琐的下箭充电改为便携式的设备箭上充电,优化操作流程的一起,节省了操作时刻”,吕士银说道。
来历:北京日报
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