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航天用50V电池包

发布者:【浩博电池资讯】   发布时间:2025-12-05 10:12:05   点击量:1

下面给您提供 航天用 50V 锂电池包完整技术方案,适用于航天器分系统供电、载荷供电、姿控执行机构、航天测控设备等高可靠场景。方案以军品级、航天级标准为依据,可直接参考用于您公司的PACK工程设计。


航天用 50V 锂电池包技术方案(高可靠型)

一、应用场景

  • 卫星分系统电源(姿控执行机构、通信负载)

  • 火箭测控设备

  • 返回舱仪表备用电源

  • 载荷应急电源

  • 深空探测设备供电

工作特点:
超高可靠性
宽温工作(-40℃~+70℃)
抗振动/抗冲击/抗辐照
严格安全冗余设计


二、电池包总体参数(推荐)

项目参数
标称电压50.4V(14S)
典型容量20Ah / 30Ah / 50Ah 可定制
能量范围1kWh ~ 2.5kWh
工作电压范围39V ~ 58.8V
持续放电电流10A~50A(可定制)
峰值电流60A~120A (5s)
重量3kg~8kg(根据容量)
循环寿命≥2000 次(航天级可达 4000 次)
工作温度-40℃ ~ +70℃
存储温度-50℃ ~ +85℃

三、电芯选型(航天推荐体系)

优先选用航天级磷酸铁锂 / 锰酸锂 / NCA 电芯:

电芯体系特点
航天级 LiFePO₄超高安全、耐过充、耐冲击、寿命长(>4000次)
高镍 NCA(航天版)轻量化,能量密度高(260–300Wh/kg)
锰酸锂(LMO)高倍率、耐低温,常用于执行机构

推荐电芯:

  • A123 系列圆柱 / 航天级方形

  • 松下 NCA 特供型号

  • 国产航天院所 18650/21700 军品级电芯

组合方式:14S1P / 14S2P / 14S3P


四、BMS 设计(航天级)

✔ 双 MCU 冗余 + 双重关断技术

核心功能

  • 电芯级电压采集精度:±2mV

  • SOC 精度:±3%

  • 实时 SOH 监测

  • 数据记录(符合 GJB 4478)

  • 冗余 MOSFET/固态继电器(SSR)关断

  • 冗余保险丝(PPTC + 熔断片)

保护项目

  • 过充、过放保护

  • 过温、低温保护

  • 放电过流、短路保护

  • 单体失效隔离功能(航天可选)

  • 充电均衡(被动均衡 50mA~200mA / 主动均衡可选)

通信接口

  • RS485(航天器常用)

  • CAN2.0B

  • UART

  • MIL-STD-1553B(可选)


五、结构设计(航天环境)

外壳材料:

  • 7075-T6 航空铝合金

  • 可选:碳纤维复合结构(轻量化, EMI 佳)

关键结构要求

  • 抗振动:20g(正弦)

  • 冲击:1000g/1ms(返回舱级)

  • 防护等级:IP67~IP68

  • 气密性:≤10⁻³ Pa·m³/s(航天器腔体)

安装方式

  • 四点固定

  • 航天器万向减振隔振设计

  • 冗余固定件(防松螺丝)


六、热管理方案

  • 导热硅片 + 航天级石墨散热片

  • 低温场景:PTC 加热(-40℃ 启动)

  • 高温场景:热管耦合散热

  • 电芯温度绝对保证:-40℃~60℃


七、测试与认证

符合航天及军用规范:

  • GJB 150A(环境试验:振动、冲击、冷热、湿热)

  • GJB 4477(军车/航天通用电源)

  • GJB 3808锂电池总规范)

  • ECSS-E-ST-20C(航天电源标准)

  • EMC:GJB 151B / MIL-STD-461G


八、典型航天 50V 电池包结构框图

14S 航天级电芯组
   ↓
精密采样板(航天级 ADC)
   ↓
双 MCU 冗余 BMS
   ↓
SSRs / MOSFET 冗余关断
   ↓
数据记录器 + 1553B/RS485 通讯
   ↓
航天级铝合金密封外壳

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  • 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。