首页>新闻动态>行业资讯

电磁发射系统,超高倍率锂电+超级电容混合供能系统完整方案

发布者:【浩博电池资讯】   发布时间:2025-05-07 14:05:42   点击量:183

针对电磁发射系统(如电磁炮、电磁弹射器、电磁脉冲枪等)对电池系统的瞬时高功率输出要求,以下是一个超高倍率锂电+超级电容混合供能系统完整方案,重点满足:

  • 冲击放电倍率 > 10C;

  • 支持毫秒/秒级高功率脉冲释放;

  • 具备高可靠性和安全熔断保护机制;

  • 电压稳定、响应速度快。


一、应用特点与系统需求

指标要求说明
瞬时功率输出≥10C(如100Ah电池瞬间输出≥1000A)
能量释放方式脉冲放电(μsmss级)
重复冲击次数高频(≥数十次/小时)
电压平台高压输出支持(48V、72V、96V、120V、>200V可选)
安全保护熔断+高压互锁+电容钝化+冗余限流
响应速度ms级,支持IGBT或MOS全桥触发负载


二、电源系统结构框图

markdown复制编辑【锂电池模组】──┐                  ├──【高倍率双向DC/DC】──【母线电容组】──【IGBT开关】──【负载】
【超级电容组】──┘

三、电源核心组成模块

1. 锂电池模块(高倍率型)

参数推荐配置
类型三元锂/NMC高倍率电芯(INR21700-40T/比克/力神)
额定电压48V / 96V / 120V(可多组串联)
容量20Ah–100Ah(按能量需求定)
放电倍率支持10C持续,20C脉冲
重量能量比≥180Wh/kg

可选择圆柱电芯(21700)或方壳大倍率电芯


2. 超级电容模块(缓冲/脉冲功率支撑)

参数推荐配置
类型石墨烯超级电容 or 2.7V/3.0V 模块
单体容量3000F~6000F(常用如2.7V 3000F)
结构多只串并联组成(如18串3并:48V)
功能提供μs~ms瞬时放电能力(>1000A),吸收回馈能量
寿命≥100万次充放,支持高频应用


3. DC-DC 升/降压变换器(双向)

| 类型 | 高效率LLC/DC-DC 双向高功率模块 |
| 功率 | ≥5~50kW(按系统负载定) |
| 功能 | 电池与电容间能量调节,恒压输出/脉冲驱动匹配 |


4. 电池管理系统(BMS)

功能描述
保护功能过流、过温、过压、欠压、短路、冲击延迟保护
特殊功能快速电压采样,支持脉冲数据记录
通信CAN/RS485/UART
支持熔断控制控制主回路高压熔断器或接触器动作


5. 熔断保护系统

类别说明
主熔断器高速熔断器(如Ferraz Shawmut、Littelfuse系列),>1500A瞬断
接触器高压DC接触器(如TE EV200)
互锁系统软件延时启动+物理互锁,防误触高能输出


四、电源性能指标参考(示例系统)

参数项示例值(120V系统)
电池模块容量120V 50Ah(6kWh)
超级电容模块120V 3000F(>21kJ)
峰值电流输出≥1500A(脉冲)
连续输出功率≥10kW(视热设计)
响应时间≤1ms(电容主力)
冲击次数>10,000 次寿命周期
系统尺寸可集成于1U/2U铝合金电源箱中
整体重量30–60kg(依系统能量)


五、散热与环境适应设计

  • 主动风冷+铝壳导热结构

  • 温控范围:-20℃ ~ 55℃;

  • 电容散热需加独立风道;

  • 电池与电容物理隔热 + 绝缘支架设计;

  • 高温区防火毯或凝胶包覆(军用版本);


六、扩展功能模块(可选)

模块功能
远程监控模块4G/NB-IoT上传充放电记录、故障日志
高速示波记录采集μs级波形数据
多电容簇管理动态并联或切换,支持放电曲线优化
电磁干扰屏蔽铜网/铝箔电磁封装,防EMI干扰系统主控


七、典型应用场景

  • 电磁轨道发射装置 / 电磁炮原理样机

  • 工业级高速电磁推进器

  • 脉冲功率实验设备

  • EMP测试设备

  • 武器级能量蓄放控制系统(军警用)


八、推荐关键器件品牌(选型参考)

模块品牌推荐型号
高倍率锂电芯三星、比克、力神、EVE21700-40T, INR18650-25R
超级电容Maxwell、LS Mtron、Vina、博纯2.7V/3.0V 3000F/6000F
熔断器Littelfuse、Ferraz Shawmut170M/170H 系列
DC接触器TE Connectivity、GigavacEV200、GV241
BMSJBD、力神、欣旺达支持高倍率/大电流保护
DC-DC模组Vicor、Delong、Delta≥10kW模块化DC变换器


如果你愿意,我可以为你绘制一张完整的系统结构图(含电池、电容、DC/DC、输出端),或者提供一份实用级BOM+成本估算表,方便你进一步打样或评估。是否需要?

声明: 本网站所发布文章,均来自于互联网,不代表本站观点,如有侵权,请联系删除。

相关推荐

#
  • 安全
  • 可靠
  • 环保
  • 高效
  • 高性能

    能量密度:125-160Wh/kg
    充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
    温度范围:-40℃—65℃
    自耗电:≤3%/月

  • 高安全

    过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
    撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。

  • 高可靠

    动力电池循环寿命不低于2000次,
    80%容量保持率;
    电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
    符合国军标要求。