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航天用 28V 锂电池包技术方案

发布者:【浩博电池资讯】   发布时间:2025-12-05 10:12:33   点击量:1

下面给你一份航天用 28V 锂电池包技术方案(工程级),适用于航天器平台、载荷电源、卫星姿控、火箭分系统、返回舱、探测器等高可靠性应用。


航天用 28V 锂电池包技术方案(高可靠度)

一、系统参数(可按任务定制)

项目建议规格
标称电压28.8V(8S 配置)
额定容量20Ah / 30Ah / 40Ah / 50Ah(可定制)
能量密度180–230 Wh/kg(取决于电芯)
工作电压范围22.4V – 33.6V
循环寿命≥ 1000 次(轨道任务),短期任务可优化至 ≥ 300 次
任务寿命3–15 年(根据轨道环境设计)

航天应用通常使用 8S 配置(标称 28.8V),也可采用 7S(25.9V)视负载电压要求确定。


二、电芯选型(航天专用)

✔ 推荐电芯体系

电芯类型特点适用任务
航天级 LCO(钴酸锂)超高能量密度卫星、深空探测器
航天级 NCA高比能、稳定性强中长期轨道任务
LiFePO₄(高一致性)极高安全性返回舱、载人航天、返回式卫星
航天级固态/半固态锂电极低泄漏、抗輻射特殊载荷、极端辐射环境

航天任务最关键的是:一致性、高可靠性、极低自放电、抗辐射。


三、结构与材料(航天专用)

✔ 电池结构

  • 铝镁合金外壳(航天铝 7075/7050)

  • 内部抗震泡棉 + 蜂窝结构固定

  • 抗振动设计满足:

    • 10 Hz–2000 Hz 振动

    • 30g 冲击

    • 火箭发射环境

✔ 防火防爆

  • 单体电芯独立热隔离

  • 陶瓷防火纸 + 气凝胶隔热

  • 设定 单体热失控隔离设计


四、BMS(航天级)

✔ 功能要求

  • 单体电压采样精度:≤ ±5mV

  • 单体温度采样精度:≤ ±1℃

  • 主备份双 MCU 架构

  • 多冗余保护链路

  • 事件记录(重要事件 ≥ 2000 条)

✔ 必备保护

  • 过压 / 欠压

  • 过充 / 过放

  • 过温 / 低温

  • 放电限流 / 短路保护

  • SOH/ SOC 精准预测(Kalman + 模型法)

✔ 通讯

  • RS422 / CAN2.0B(航天常用)

  • 可选 1553B(航天平台)


五、环境适应性(按 GJB + 航天标准)

  • 工作温度:-30℃ ~ +55℃(深空任务可至 -40℃)

  • 贮存温度:-40℃ ~ +70℃

  • 低气压模拟:10^-5 Pa

  • 辐射剂量耐受:≥ 10 krad(用航天级 IC)

  • 电磁兼容 EMC:满足航天器系统要求


六、可靠性与冗余

  • 电池包可设计 主/备 冗余

  • 可做 单体旁路功能

  • 对于关键任务(如返回舱),可采用双向隔离 MOS + 冗余采样链路


七、应用场景示例

  • 卫星姿控系统 28V 电源

  • 天线驱动机构

  • 小型卫星 / CubeSat 电源

  • 火箭二级仪器电源

  • 返回舱应急电源

  • 探月 / 探火 / 探测器机载电源

  • 航空航天实验载荷供电


八、推荐典型配置示例(工程应用)

28V 40Ah(1.15kWh)航天电池包示例

  • 结构:8S10P(圆柱或软包电芯)

  • 尺寸:约 350 × 180 × 120 mm(按需求调整)

  • 重量:4–6 kg

  • BMS:航天级双 MCU

  • 外壳:航天铝 + 表面阳极氧化

  • 通讯:RS422

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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。