CN112285588A - 一种锂电池在轨管理模拟试验方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锂电池在轨管理模拟试验方法及装置。包括：将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对，确定装订值与预期值是否一致；在确定装订值与预期值一致的情况下，对锂离子蓄电池组管理软件执行预设控制指令，以验证锂离子蓄电池组管理软件对应的软件逻辑的准确程度；在确定准确程度符合预设条件的情况下，通过调整电源控制器的参数，实现对锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的模拟；根据模拟结果，验证锂离子蓄电池组管理软件和锂离子蓄电池组的电池性能是否满足在轨使用需求。本发明实现了锂离子蓄电池组在充电期间对单体间压差的控制，测试过程可全程使用自动化软件进行编程，提高了测试的效率和自动化水平。
Description
技术领域
本发明涉及航天器地面测试技术领域，特别是一种锂电池在轨管理模拟试验方法及装置。
背景技术
东三B平台首次采用锂离子蓄电池组作为储能电源。卫星服务期间的不同轨道阶段，蓄电池组需要进行充电、放电、均衡处理等以满足卫星能源需求。
在轨道光照期，太阳电池阵通过电源控制器给锂离子电池组充电，锂离子电池将电能转换为化学能储存起来；地影期由锂离子电池组通过控制器为星上负载供电，将化学能转换为电能。锂离子蓄电池组具有重量轻、比能大等特点。但是，锂离子蓄电池组充放电时，对充、放电电流、环境温度、电池电压、充放电容量等都有较高要求。为此，在轨期间，卫星设计了一套用于管理蓄电池组充放电的软件-电源管理软件，专门负责蓄电池组的在轨管理。它采用TAPER型充电方法，即恒流+恒压模式为蓄电池组充电。起始阶段，蓄电池组电压较低时，充电模式为恒流模式，当电压达到控制值时，充电电流逐档减小，直至停止充电。同时，蓄电池组单体电压压差必须控制在一定范围内，电源控制软件必须通过蓄电池组接口管理单元完成锂离子蓄电池电压测量及电池均衡处理功能；且软件具备故障检测、过压保护等众多功能，软件逻辑极具复杂。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种锂电池在轨管理模拟试验方法及装置。
本发明的技术解决方案是：
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种锂电池在轨管理模拟试验方法，包括：
将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对，确定所述装订值与所述预期值是否一致；
在确定所述装订值与所述预期值一致的情况下，对所述锂离子蓄电池组管理软件执行预设控制指令，以验证所述锂离子蓄电池组管理软件对应的软件逻辑的准确程度；
在确定所述准确程度符合预设条件的情况下，通过调整电源控制器的参数，实现对所述锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的模拟；
根据模拟结果，验证所述锂离子蓄电池组管理软件和锂离子蓄电池组的电池性能是否满足在轨使用需求。
可选地，所述将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对，确定所述装订值与所述预期值是否一致，包括：
将所述锂离子蓄电池组管理软件连接模拟卫星；
通过所述模拟卫星为所述锂离子蓄电池组管理软件进行供电，并将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对；
根据比对结果，确定所述装订值与所述预期值是否一致。
可选地，所述对所述锂离子蓄电池组管理软件执行预设控制指令，以验证所述锂离子蓄电池组管理软件对应的软件逻辑的准确程度，包括：
对所述锂离子蓄电池组执行使能控制指令和禁止控制指令，确定所述使能控制指令和所述禁止控制指令的执行结果与第一预期结果是否一致；
在所述使能控制指令和所述禁止控制指令的执行结果与所述第一预期结果一致的情况下，对所述锂离子蓄电池组管理软件执行处理参数修改指令，确定所述处理参数修改指令的执行结果与第二预期结果是否一致；
在确定所述处理参数修改指令的执行结果与所述第二预期结果一致的情况下，控制所述模拟卫星断电，并将锂电池在轨模拟***接入卫星***；
对所述锂电池在轨模拟***进行初始化设置，确定锂离子蓄电池组对应的初始参数；
通过所述模拟卫星供电，使能所述锂离子蓄电池组管理软件；
通过控制所述电源控制器的参数，验证所述锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的运行逻辑的准确程度。
可选地，所述通过控制所述电源控制器的参数，验证所述锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的运行逻辑的准确程度，包括：
将所述电源控制器的参数调整为第一参数，控制所述锂电池在轨模拟***处于地影期模式；
将所述电源控制器的参数调整为第二参数，控制所述锂电池在轨模拟***处于光照期模式；
设置所述锂离子蓄电池组中的整组电压和单体电压满足蓄电池组充满依据，并控制所述锂离子蓄电池组管理软件是否从充电模式转换为暂停模式；
重复执行所述将所述电源控制器的参数调整为第一参数，至所述控制所述锂电池在轨模拟***处于光照期模式的步骤，在所述锂离子蓄电池组管理软件处于充电模式下，检查所述锂离子蓄电池组管理软件的均衡状态；
重复执行所述设置所述锂离子蓄电池组中的整组电压和单体电压满足蓄电池组充满依据，并控制所述锂离子蓄电池组管理软件是否从充电模式转换为暂停模式的步骤，检查所述锂离子蓄电池组管理软件的有效性检查报警情况；
在不同工况下，重复执行上述步骤，验证所述锂离子蓄电池组管理软件的运行逻辑的准确程度。
可选地，所述通过调整电源控制器的参数，实现对所述锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的模拟，包括：
将所述锂离子蓄电池组管理软件与真实卫星建立通信连接；
通过所述真实卫星为所述锂离子蓄电池组管理软件提供电能；
基于太阳电池阵模拟锂离子蓄电池组在不同模式下的工作状态。
可选地，所述基于太阳电池阵模拟锂离子蓄电池组在不同模式下的工作状态，包括：
设置所述太阳电池阵曲线为0，并对锂离子蓄电池组进行放电，以模拟地影期模式下的所述锂离子蓄电池组的工作状态；
在放电至所述锂离子蓄电池组内的单体电压满足补充充电条件的情况下，检查所述锂离子蓄电池组的工作状态；
设置所述太阳电池阵曲线为大电流曲线，以模拟光照期模式下的所述锂离子蓄电池组的工作状态；
对所述锂离子蓄电池组进行充电至所述锂离子蓄电池组管理软件转换为暂停状态，并在该充电过程中检查所述锂离子蓄电池组的工作状态；
向所述锂离子蓄电池组管理软件发送搁置模式转换指令，检查所述锂离子蓄电池组管理软件是否由暂停模式转换为搁置模式后转为补充充电模式；
对所述锂离子蓄电池组进行充电至所述锂离子蓄电池组管理软件转换为搁置模式，检查在该充电过程中所述锂离子蓄电池组的工作状态；
通过设置所述锂离子蓄电池组管理软件的阈值，以在不同在轨模式下重复执行上述步骤，检查所述锂离子蓄电池组管理软件在不同在轨模式下的工作状态。
为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种锂电池在轨管理模拟试验装置，包括：
装订值确定模块，用于将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对，确定所述装订值与所述预期值是否一致；
准确程度验证模块，用于在确定所述装订值与所述预期值一致的情况下，对所述锂离子蓄电池组管理软件执行预设控制指令，以验证所述锂离子蓄电池组管理软件对应的软件逻辑的准确程度；
管理软件模拟模块，用于在确定所述准确程度符合预设条件的情况下，通过调整电源控制器的参数，实现对所述锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的模拟；
电池性能验证模块，用于根据模拟结果，验证所述锂离子蓄电池组管理软件和锂离子蓄电池组的电池性能是否满足在轨使用需求。
可选地，所述装订值确定模块包括：
管理软件连接单元，用于将所述锂离子蓄电池组管理软件连接模拟卫星；
装订值比对单元，用于通过所述模拟卫星为所述锂离子蓄电池组管理软件进行供电，并将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对；
装订值确定单元，用于根据比对结果，确定所述装订值与所述预期值是否一致。
可选地，所述准确程度验证模块包括：
第一执行结果确定单元，用于对所述锂离子蓄电池组执行使能控制指令和禁止控制指令，确定所述使能控制指令和所述禁止控制指令的执行结果与第一预期结果是否一致；
第二执行结果确定单元，用于在所述使能控制指令和所述禁止控制指令的执行结果与所述第一预期结果一致的情况下，对所述锂离子蓄电池组管理软件执行处理参数修改指令，确定所述处理参数修改指令的执行结果与第二预期结果是否一致；
卫星***接入单元，用于在确定所述处理参数修改指令的执行结果与所述第二预期结果一致的情况下，控制所述模拟卫星断电，并将锂电池在轨模拟***接入卫星***；
初始参数确定单元，用于对所述锂电池在轨模拟***进行初始化设置，确定锂离子蓄电池组对应的初始参数；
管理软件使能单元，用于通过所述模拟卫星供电，使能所述锂离子蓄电池组管理软件；
准确程度验证单元，用于通过控制所述电源控制器的参数，验证所述锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的运行逻辑的准确程度。
可选地，所述准确程度验证单元包括：
地影期模式控制子单元，用于将所述电源控制器的参数调整为第一参数，控制所述锂电池在轨模拟***处于地影期模式；
光照期模式控制子单元，用于将所述电源控制器的参数调整为第二参数，控制所述锂电池在轨模拟***处于光照期模式；
暂停模式转换子单元，用于设置所述锂离子蓄电池组中的整组电压和单体电压满足蓄电池组充满依据，并控制所述锂离子蓄电池组管理软件是否从充电模式转换为暂停模式；
单元重复执行子单元，用户重复执行地影期模式控制子单元和所述光照期模式控制子单元，在所述锂离子蓄电池组管理软件处于充电模式下，检查所述锂离子蓄电池组管理软件的均衡状态；
报警情况检查子单元，用于重复执行所述暂停模式转换子单元，检查所述锂离子蓄电池组管理软件的有效性检查报警情况；
准确程度验证子单元，用于在不同工况下，重复执行上述步骤，验证所述锂离子蓄电池组管理软件的运行逻辑的准确程度。
可选地，所述管理软件模拟模块包括：
通信连接建立单元，用于将所述锂离子蓄电池组管理软件与真实卫星建立通信连接；
电能提供单元，用于通过所述真实卫星为所述锂离子蓄电池组管理软件提供电能；
工作状态模拟单元，用于基于太阳电池阵模拟锂离子蓄电池组在不同模式下的工作状态。
可选地，所述工作状态模拟单元包括：
第一状态模拟子单元，用于设置所述太阳电池阵曲线为0，并对锂离子蓄电池组进行放电，以模拟地影期模式下的所述锂离子蓄电池组的工作状态；
第二状态模拟子单元，用于在放电至所述锂离子蓄电池组内的单体电压满足补充充电条件的情况下，检查所述锂离子蓄电池组的工作状态；
第三状态模拟子单元，用于设置所述太阳电池阵曲线为大电流曲线，以模拟光照期模式下的所述锂离子蓄电池组的工作状态；
第四状态模拟子单元，用于对所述锂离子蓄电池组进行充电至所述锂离子蓄电池组管理软件转换为暂停状态，并在该充电过程中检查所述锂离子蓄电池组的工作状态；
充电模式检查子单元，用于向所述锂离子蓄电池组管理软件发送搁置模式转换指令，检查所述锂离子蓄电池组管理软件是否由暂停模式转换为搁置模式后转为补充充电模式；
第五状态模拟子单元，用于对所述锂离子蓄电池组进行充电至所述锂离子蓄电池组管理软件转换为搁置模式，检查在该充电过程中所述锂离子蓄电池组的工作状态；
第六状态模拟子单元，用于通过设置所述锂离子蓄电池组管理软件的阈值，以在不同在轨模式下重复执行上述步骤，检查所述锂离子蓄电池组管理软件在不同在轨模式下的工作状态。
本发明与现有技术相比的优点在于：
本发明实施例通过对锂离子蓄电池组管理软件装订值进行验证，确保软件初始状态与预期值一致。然后，通过连接锂电池在轨模拟***，根据需求改***件逻辑中的判断条件，使锂离子蓄电池组管理软件按照指定方式运行，验证软件逻辑的正确性。最后，待软件逻辑验证无误后，通过使用锂离子蓄电池组管理软件为蓄电池组进行充放电，检验锂电池性能是否符合在轨使用要求，并绘出电池性能曲线，作为锂电池在轨使用的试验依据。本发明实施例解决了地面测试阶段，锂离子蓄电池组对TAPER型充电方式的需求问题，降低了蓄电池组充电风险；相较于以往的恒流充电模式，蓄电池组电压更能真实的反应当前蓄电池组荷电态情况，尤其是在蓄电池组接近满荷态时，防止过充电对蓄电池组造成的损伤；充分验证了电源管理软件逻辑，又对蓄电池组性能进行了验证；实现了锂离子蓄电池组地面测试过程中充电期间对单体间压差的控制；测试过程可全程使用自动化软件进行编程，提高了测试的效率和自动化水平。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种锂电池在轨管理模拟试验方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例提供的一种锂离子蓄电池组TAPER型充电方式的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种锂离子蓄电池组充电电流的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种锂离子蓄电池组单体电压与容量关系的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种锂离子蓄电池组整组电压与容量关系的示意图；
图6为本发明实施例提供的一种锂电池在轨管理模拟试验装置的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，示出了本发明实施例提供的一种锂电池在轨管理模拟试验方法的步骤流程图，如图1所示，该锂电池在轨管理模拟试验方法具体可以包括如下步骤：
步骤101：将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对，确定所述装订值与所述预期值是否一致。
在本实施例中，装订值是指锂离子蓄电池组管理软件在上电后的初始参数，即软件上电后的初始值。
在进行地面综合测试阶段，全面的锂电池性能验证以及锂离子蓄电池组管理软件逻辑验证是保证电池在轨使用寿命与卫星安全的关键。
在需要进行地面综合测试时，首先需要进行在轨***的接入，在轨模拟***的接入必须在卫星断电的条件下进行，且将轨模拟***设置成期望状态。需要对锂离子蓄电池组管理软件的装订值进行验证，确定装订值与预期值一致，具体地，可以将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对，以确定装订值是否与预期值一致。具体地比对过程可以结合下述具体实现方式进行详细描述。
在本发明的一种具体实现方式中，上述步骤101可以包括：
子步骤A1：将所述锂离子蓄电池组管理软件连接模拟卫星。
在本发明实施例中，在需要进行地面综合测试时，可以将锂离子蓄电池组管理软件与模拟卫星连接，进而，执行子步骤A2。
子步骤A2：通过所述模拟卫星为所述锂离子蓄电池组管理软件进行供电，并将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对。
在将锂离子蓄电池组管理软件与模拟卫星连接之后，可以由模拟卫星为锂离子蓄电池组管理软件进行供电，并将锂离子蓄电池组管理软件的装订值与预期值进行比对。
子步骤A3：根据比对结果，确定所述装订值与所述预期值是否一致。
在将锂离子蓄电池组管理软件的装订值与预期值进行比对之后，可以获得比对结果，进而根据比对结果确定装订值与预期值是否一致。
锂离子蓄电池组管理软件装订阈值的检查：卫星初始上电，首先需要确认OBC(On-Board Controller，机载控制器)未进行过切机，软件当前的参数状态为软件上电后的初始值，未进行过修改。首先，对软件的初始参数一一进行比对确认，比对的依据为软件设计需求；然后，再进行指令执行效果的检查，尤其要注意的是，每条指令检查后，要注意将软件恢复为初始状态，才可进行下一条指令的检查，指令发送有前提条件的，要先进行前提条件的设置。
在将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对，确定装订值与预期值是否一致之后，执行步骤102。
步骤102：在确定所述装订值与所述预期值一致的情况下，对所述锂离子蓄电池组管理软件执行预设控制指令，以验证所述锂离子蓄电池组管理软件对应的软件逻辑的准确程度。
在确定装订值与预期值一致的情况下，可以对锂离子蓄电池组管理软件执行预设控制指令，以验证锂离子蓄电池组管理软件的软件逻辑的准确程度。具体地，可以结合下述具体实现方式进行详细描述。
在本发明的一种具体实现方式中，上述步骤102可以包括：
子步骤B1：对所述锂离子蓄电池组执行使能控制指令和禁止控制指令，确定所述使能控制指令和所述禁止控制指令的执行结果与第一预期结果是否一致。
在本发明实施例中，可以对锂离子蓄电池组的使能控制指令和禁止控制指令进行验证，具体地，可以发送锂离子蓄电池组管理软件使能、禁止等控制指令，确认指令的执行效果与第一预期效果是否一致。
在确认指令的执行效果与第一预期效果一致时，执行子步骤B2。
子步骤B2：在所述使能控制指令和所述禁止控制指令的执行结果与所述第一预期结果一致的情况下，对所述锂离子蓄电池组管理软件执行处理参数修改指令，确定所述处理参数修改指令的执行结果与第二预期结果是否一致。
在使能控制指令和禁止控制指令的执行结果与第一预期结果一致的情况下，可以对锂离子蓄电池组管理软件的处理参数修改指令进行验证。
此时，可以发送锂离子蓄电池组管理软件的处理参数修改指令，以确认锂离子蓄电池组管理软件执行处理参数修改指令的执行结果与第二预期结果是否一致。
在确认锂离子蓄电池组管理软件执行处理参数修改指令的执行结果与第二预期结果一致的情况下，执行子步骤B3。
子步骤B3：在确定所述处理参数修改指令的执行结果与所述第二预期结果一致的情况下，控制所述模拟卫星断电，并将锂电池在轨模拟***接入卫星***。
在确定处理参数修改指令的执行结果与第二预期结果一致的情况下，可以将阈值修改后装订阈值，进而控制模拟卫星断电，并将锂电池在轨模拟***接入卫星***，进而执行子步骤B4。
子步骤B4：对所述锂电池在轨模拟***进行初始化设置，确定锂离子蓄电池组对应的初始参数。
在将锂电池在轨模拟***接入卫星***之后，可以对锂电池在轨模拟***进行初始化设置，以确定锂离子蓄电池组对应的初始参数，具体地，可以设置蓄电池组整组电压和单体电压为蓄电池组半荷电状态时的电压，电池电压满足有效性判据；设置电源控制器参数为在轨正常运行时的参数值(且可以使锂离子蓄电池组管理软件处于暂停态)；设置蓄电池组温度为20℃左右；设置锂电池在轨模拟***可以响应星上指令。
在确定锂离子蓄电池组管理软件对应的初始参数之后，执行子步骤B5。
子步骤B5：通过所述模拟卫星供电，使能所述锂离子蓄电池组管理软件。
在设置锂离子蓄电池组管理软件的初始参数之后，可以通过模拟卫星供电，在所有设备正常工作后，使能锂离子蓄电池组管理软件，进而，执行子步骤B6。
子步骤B6：通过控制所述电源控制器的参数，验证所述锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的运行逻辑的准确程度。
在使能锂离子蓄电池组管理软件之后，首先需要确认软件工作状态是否处于暂停模式，即锂离子蓄电池组既不进行充电也不进行放电，然后验证锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的运行逻辑的准确程度，具体地，可以结合下述具体实现方式进行详细描述。
在本发明的一种具体实现方式中，上述子步骤B6可以包括：
子步骤C1：将所述电源控制器的参数调整为第一参数，控制所述锂电池在轨模拟***处于地影期模式；
子步骤C2：将所述电源控制器的参数调整为第二参数，控制所述锂电池在轨模拟***处于光照期模式；
子步骤C3：设置所述锂离子蓄电池组中的整组电压和单体电压满足蓄电池组充满依据，并控制所述锂离子蓄电池组管理软件是否从充电模式转换为暂停模式；
子步骤C4：重复执行所述将所述电源控制器的参数调整为第一参数，至所述控制所述锂电池在轨模拟***处于光照期模式的步骤，在所述锂离子蓄电池组管理软件处于充电模式下，检查所述锂离子蓄电池组管理软件的均衡状态；
子步骤C5：重复执行所述设置所述锂离子蓄电池组中的整组电压和单体电压满足蓄电池组充满依据，并控制所述锂离子蓄电池组管理软件是否从充电模式转换为暂停模式的步骤，检查所述锂离子蓄电池组管理软件的有效性检查报警情况；
子步骤C6：在不同工况下，重复执行上述步骤，验证所述锂离子蓄电池组管理软件的运行逻辑的准确程度。
在本发明实施例中，通过设置电源控制器参数实现光照期-地影期变化模拟。
首先进行地影期模拟，设置电源控制器参数处于地影期(包括参考电压、充放电电流等参数设置)，此时，检查锂离子蓄电池组管理软件由暂停模式转换为放电模式。
地影期设置：将根据是设置方式方式的不同，将地影期设置分为方式1和方式2。方式1，通过设置在轨模拟***中的电源控制模拟***来实现，将电源控制模拟***中的地影期判断参数设置为相应地影状态，以此模拟地影期，需要注意的是，地影期可能有多个判读参数，各个参数之间又存在联系，必须根据几个参数间的关系同时进行设置，切不可使几个参数相互矛盾。方式2，通过在轨模拟***中的卫星太阳电池阵模拟***进行地影期的模式。卫星加电，首先要进行卫星硬件状态设置及锂离子蓄电池组管理软件的初始化设置。初始化后，锂离子蓄电池组管理软件处于暂停模式(既不对蓄电池组进行充电，也不进行蓄电池组放电)。然后，通过设置太阳电池阵曲线清零，卫星自动转为内电模式(即蓄电池组放电为卫星供电)，锂离子蓄电池组管理自主对放电容量进行累计。并且，锂离子蓄电池组管理自主设置BCR工作状态为轮流充电模式，为转光照后的充电做好准备。
然后进行光照期的模拟，设置电源控制器参数处于光照期(包括参考电压、充放电电流等参数设置)，此时，检查锂离子蓄电池组管理软件由放电模式转换为充电模式。
然后，设置锂离子蓄电池组整组电压和单体电压满足蓄电池组充满判据，检查锂离子蓄电池组管理软件由充电模式转换为暂停模式。
进而，重复执行将电源控制器的参数调整为第一参数，至控制所述锂电池在轨模拟***处于光照期模式的步骤，在锂离子蓄电池组管理软件处于充电模式下，检查锂离子蓄电池组管理软件的均衡状态。如图2所示锂离子蓄电池组TAPER型充电模式。锂离子蓄电池组锂离子蓄电池组充电电流可以如图3所示。
重复执行设置锂离子蓄电池组中的整组电压和单体电压满足蓄电池组充满依据，并控制锂离子蓄电池组管理软件是否从充电模式转换为暂停模式的步骤，检查锂离子蓄电池组管理软件的有效性检查报警情况。此时，可以分别对蓄电池组单体电压(如图4所示锂离子蓄电池组单体电压与容量关系图)、整组电压(如图5所示锂离子蓄电池组整组电压与容量关系图)、小组电压进行设置，使其不满足有效性判据，检查有效性检查报警情况；设置需覆盖验证所有有效性判据；检查完毕后，恢复为初始状态，设置锂离子蓄电池组温度在0℃以下，发送软件搁置模式转换指令，检查锂离子蓄电池组管理软件由暂停模式转换为搁置模式，并设置蓄电池组温度在0℃以上。
最后，在不同工况下，重复执行上述步骤，以验证锂离子蓄电池组管理软件的运行逻辑的准确程度。
步骤103：在确定所述准确程度符合预设条件的情况下，通过调整电源控制器的参数，实现对所述锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的模拟。
预设条件是指由业务人员预先设置的用于判定锂离子蓄电池组管理软件的运行逻辑是否符合地面测试的条件。
在验证锂离子蓄电池组管理软件的运行逻辑的准确程度之后，可以将该准确程度与预设条件进行比对，以确定准确程度是否符合预设条件。
在确定准确程度符合预设条件的情况下，可以通过调整电源控制器的参数，实现对锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的模拟，具体地，可以结合下述具体实现方式进行详细描述。
在本发明的另一种具体实现方式中，上述步骤103可以包括：
子步骤D1：将所述锂离子蓄电池组管理软件与真实卫星建立通信连接。
子步骤D2：通过所述真实卫星为所述锂离子蓄电池组管理软件提供电能。
子步骤D3：基于太阳电池阵模拟锂离子蓄电池组在不同模式下的工作状态。
在本发明实施例中，在锂离子蓄电池组管理软件的运行逻辑得到充分验证之后，可以控制模拟卫星断电，断开锂电池在轨模拟***与卫星的连接，仅保留太阳电池阵模拟***，然后卫星设备电源控制器与锂离子蓄电池组接入真实卫星，通过真实卫星为锂离子蓄电池组管理软件提供电能。
继而采用太阳电池阵模拟***实现光照期-地影期变化模拟。具体地，可以结合下述具体实现方式对模拟过程进行详细描述。
在本发明的另一种具体实现方式中，上述子步骤D3可以包括：
子步骤E1：设置所述太阳电池阵曲线为0，并对锂离子蓄电池组进行放电，以模拟地影期模式下的所述锂离子蓄电池组的工作状态；
子步骤E2：在放电至所述锂离子蓄电池组内的单体电压满足补充充电条件的情况下，检查所述锂离子蓄电池组的工作状态；
子步骤E3：设置所述太阳电池阵曲线为大电流曲线，以模拟光照期模式下的所述锂离子蓄电池组的工作状态；
子步骤E4：对所述锂离子蓄电池组进行充电至所述锂离子蓄电池组管理软件转换为暂停状态，并在该充电过程中检查所述锂离子蓄电池组的工作状态；
子步骤E5：向所述锂离子蓄电池组管理软件发送搁置模式转换指令，检查所述锂离子蓄电池组管理软件是否由暂停模式转换为搁置模式后转为补充充电模式；
子步骤E6：对所述锂离子蓄电池组进行充电至所述锂离子蓄电池组管理软件转换为搁置模式，检查在该充电过程中所述锂离子蓄电池组的工作状态；
子步骤E7：通过设置所述锂离子蓄电池组管理软件的阈值，以在不同在轨模式下重复执行上述步骤，检查所述锂离子蓄电池组管理软件在不同在轨模式下的工作状态。
在本发明实施例中，首先可以模拟地影期，设置太阳电池阵曲线清零。卫星供电转为内电方式，蓄电池组放电；然后模拟光照期，设置太阳电池阵曲线为大电流曲线，即既满足整星负载测试需求，又满足蓄电池组充电需求；
充电至锂离子蓄电池组管理软件自动转为暂停态；检查充电过程中蓄电池组工作情况；
重复模拟地影期的步骤，对蓄电池组进行放电，放电至蓄电池组单体电压满足补充充电条件；检查放电过程中蓄电池组工作情况；然后发送软件搁置模式转换指令，检查锂离子蓄电池组管理软件由暂停模式转换为搁置模式后迅速转为补充充电模式。
在补充充电至锂离子蓄电池组管理软件自动转为搁置模式；检查补充充电过程中蓄电池组工作情况；通过太阳电池阵模拟***不断重复执行上述步骤，期间可通过设置锂离子蓄电池组管理软件阈值的方式，覆盖蓄电池组所有在轨工作模式。
在以地影期方式2和光照期方式2模拟地影-光照转换过程中，锂离子蓄电池组将进行真实的充放电，在此进行锂离子蓄电池组性能的检查，此过程中，需要对锂离子蓄电池组的整组电压、单体电压、温度、单体间压差情况等做好监视。①利用地面测试软件，对蓄电池组的当前状态进行判定。同时，由于地面测试阶段对锂离子蓄电池组的满容量无特别需求，故一般情况下，锂离子蓄电池组无需充满。②充电测试时，可根据实际需求情况，对控制阈值进行修改，切勿使控制阈值超出锂离子蓄电池组的安全使用范围，以保证锂离子蓄电池组容量控制在一定范围内，从而保障锂离子蓄电池组安全及性能不受影响。③锂离子蓄电池组的温度主要有环境因素决定，故一定要做好环境温度控制，防止在不适宜的温度下进行充放电，对锂离子蓄电池组造成不可逆的损伤。④锂离子蓄电池组充电功率实际由地面太阳电池阵模拟***提供，测试时，需保证其功率输出既满组充电需求，又不能超过卫星地面测试阶段功率输入的允许范围，且要保证其做好故障预案及备份，防止发生意外，对卫星及测试造成影响。⑤逻辑测试过程中，软件的均衡功能是否开启，根据实际情况决定(默认为禁止状态)，若锂离子蓄电池组单体电压间压差较大，则选择使能均衡，若单体电压较为一致，则可禁止均衡功能。
全光照期设置：卫星发射后进入转移轨道定点后(通过设置轨道状态实现)，进入全光照期，太阳电池阵(模拟器替代)对卫星正常供电，发送地面遥控指令将蓄电池组由暂停模式切换为搁置模式。此时，通过设置热控模拟***设置北或南蓄电池组10个温度，其实中间值不低于0℃，根据软件逻辑，此时若锂离子蓄电池组单体电压低于设定阈值，则进入补充充电模式。正常情况下，补充充电模式分轮流充电、北或南蓄电池组连续充电两个阶段。轮流充电模式下，若南蓄电池组电压达到设定阈值则进入北连续充电，若北蓄电池组电压达到设定阈值则进入南连续充电，蓄电池组补充充电减低方式与轮流充电减档方式一致。当两边都达到设定阈值后停止充电。光照期间，锂离子蓄电池组也可开启自主均衡功能，与地影期间开启方式一致，但阈值不同。任何阶段均可通过设置太阳电池阵模拟***或电源控制模拟***，使其进入放电模式。
在全光照期间补充充电测试，尤其要注意其对温度的要求，模拟环境温度必须在0℃以下和0℃以上分别进行测试，实际环境温度必须在0℃以上进行测试。
步骤104：根据模拟结果，验证所述锂离子蓄电池组管理软件和锂离子蓄电池组的电池性能是否满足在轨使用需求。
在进行地面测试模拟之后，可以根据模拟结果验证锂离子蓄电池组管理软件和锂离子蓄电池组的电池性能是否满足在轨使用需求。具体地，在充放电测试过程中，锂离子蓄电池组管理软件的故障检测、隔离与恢复功能必须禁止，否则，可能造成在非预期情况下故障模式启动的后果。同时，必须时时对蓄电池组状态进行监视，防止过充放电。
锂离子蓄电池组管理软件模式覆盖性测试：在以上述方式为测试手段的基础上，进行软件锂离子蓄电池组管理软件模式测试覆盖性的检查，通过不断改变并设置软件的判读参数，使软件进入不同的分支，直至软件模式被全部覆盖。在覆盖软件分支的同时，还可同时进行软件故障的测试，包括电池电压有效性，电池OVP检查等。
本发明实施例提供的锂电池在轨管理模拟试验方法，通过对锂离子蓄电池组管理软件装订值进行验证，确保软件初始状态与预期值一致。然后，通过连接锂电池在轨模拟***，根据需求改***件逻辑中的判断条件，使锂离子蓄电池组管理软件按照指定方式运行，验证软件逻辑的正确性。最后，待软件逻辑验证无误后，通过使用锂离子蓄电池组管理软件为蓄电池组进行充放电，检验锂电池性能是否符合在轨使用要求，并绘出电池性能曲线，作为锂电池在轨使用的试验依据。本发明实施例解决了地面测试阶段，锂离子蓄电池组对TAPER型充电方式的需求问题，降低了蓄电池组充电风险；相较于以往的恒流充电模式，蓄电池组电压更能真实的反应当前蓄电池组荷电态情况，尤其是在蓄电池组接近满荷态时，防止过充电对蓄电池组造成的损伤；充分验证了电源管理软件逻辑，又对蓄电池组性能进行了验证；实现了锂离子蓄电池组地面测试过程中充电期间对单体间压差的控制；测试过程可全程使用自动化软件进行编程，提高了测试的效率和自动化水平。
参照图6，示出了本发明实施例提供的一种锂电池在轨管理模拟试验装置的结构示意图，如图6所示，该锂电池在轨管理模拟试验装置具体可以包括如下模块：
装订值确定模块610，用于将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对，确定所述装订值与所述预期值是否一致；
准确程度验证模块620，用于在确定所述装订值与所述预期值一致的情况下，对所述锂离子蓄电池组管理软件执行预设控制指令，以验证所述锂离子蓄电池组管理软件对应的软件逻辑的准确程度；
管理软件模拟模块630，用于在确定所述准确程度符合预设条件的情况下，通过调整电源控制器的参数，实现对所述锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的模拟；
电池性能验证模块640，用于根据模拟结果，验证所述锂离子蓄电池组管理软件和锂离子蓄电池组的电池性能是否满足在轨使用需求。
可选地，所述装订值确定模块610包括：
管理软件连接单元，用于将所述锂离子蓄电池组管理软件连接模拟卫星；
装订值比对单元，用于通过所述模拟卫星为所述锂离子蓄电池组管理软件进行供电，并将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对；
装订值确定单元，用于根据比对结果，确定所述装订值与所述预期值是否一致。
可选地，所述准确程度验证模块620包括：
第一执行结果确定单元，用于对所述锂离子蓄电池组执行使能控制指令和禁止控制指令，确定所述使能控制指令和所述禁止控制指令的执行结果与第一预期结果是否一致；
第二执行结果确定单元，用于在所述使能控制指令和所述禁止控制指令的执行结果与所述第一预期结果一致的情况下，对所述锂离子蓄电池组管理软件执行处理参数修改指令，确定所述处理参数修改指令的执行结果与第二预期结果是否一致；
卫星***接入单元，用于在确定所述处理参数修改指令的执行结果与所述第二预期结果一致的情况下，控制所述模拟卫星断电，并将锂电池在轨模拟***接入卫星***；
初始参数确定单元，用于对所述锂电池在轨模拟***进行初始化设置，确定锂离子蓄电池组对应的初始参数；
管理软件使能单元，用于通过所述模拟卫星供电，使能所述锂离子蓄电池组管理软件；
准确程度验证单元，用于通过控制所述电源控制器的参数，验证所述锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的运行逻辑的准确程度。
可选地，所述准确程度验证单元包括：
地影期模式控制子单元，用于将所述电源控制器的参数调整为第一参数，控制所述锂电池在轨模拟***处于地影期模式；
光照期模式控制子单元，用于将所述电源控制器的参数调整为第二参数，控制所述锂电池在轨模拟***处于光照期模式；
暂停模式转换子单元，用于设置所述锂离子蓄电池组中的整组电压和单体电压满足蓄电池组充满依据，并控制所述锂离子蓄电池组管理软件是否从充电模式转换为暂停模式；
单元重复执行子单元，用户重复执行地影期模式控制子单元和所述光照期模式控制子单元，在所述锂离子蓄电池组管理软件处于充电模式下，检查所述锂离子蓄电池组管理软件的均衡状态；
报警情况检查子单元，用于重复执行所述暂停模式转换子单元，检查所述锂离子蓄电池组管理软件的有效性检查报警情况；
准确程度验证子单元，用于在不同工况下，重复执行上述步骤，验证所述锂离子蓄电池组管理软件的运行逻辑的准确程度。
可选地，所述管理软件模拟模块630包括：
通信连接建立单元，用于将所述锂离子蓄电池组管理软件与真实卫星建立通信连接；
电能提供单元，用于通过所述真实卫星为所述锂离子蓄电池组管理软件提供电能；
工作状态模拟单元，用于基于太阳电池阵模拟锂离子蓄电池组在不同模式下的工作状态。
可选地，所述工作状态模拟单元包括：
第一状态模拟子单元，用于设置所述太阳电池阵曲线为0，并对锂离子蓄电池组进行放电，以模拟地影期模式下的所述锂离子蓄电池组的工作状态；
第二状态模拟子单元，用于在放电至所述锂离子蓄电池组内的单体电压满足补充充电条件的情况下，检查所述锂离子蓄电池组的工作状态；
第三状态模拟子单元，用于设置所述太阳电池阵曲线为大电流曲线，以模拟光照期模式下的所述锂离子蓄电池组的工作状态；
第四状态模拟子单元，用于对所述锂离子蓄电池组进行充电至所述锂离子蓄电池组管理软件转换为暂停状态，并在该充电过程中检查所述锂离子蓄电池组的工作状态；
充电模式检查子单元，用于向所述锂离子蓄电池组管理软件发送搁置模式转换指令，检查所述锂离子蓄电池组管理软件是否由暂停模式转换为搁置模式后转为补充充电模式；
第五状态模拟子单元，用于对所述锂离子蓄电池组进行充电至所述锂离子蓄电池组管理软件转换为搁置模式，检查在该充电过程中所述锂离子蓄电池组的工作状态；
第六状态模拟子单元，用于通过设置所述锂离子蓄电池组管理软件的阈值，以在不同在轨模式下重复执行上述步骤，检查所述锂离子蓄电池组管理软件在不同在轨模式下的工作状态。
本发明实施例提供的锂电池在轨管理模拟试验装置，通过对锂离子蓄电池组管理软件装订值进行验证，确保软件初始状态与预期值一致。然后，通过连接锂电池在轨模拟***，根据需求改***件逻辑中的判断条件，使锂离子蓄电池组管理软件按照指定方式运行，验证软件逻辑的正确性。最后，待软件逻辑验证无误后，通过使用锂离子蓄电池组管理软件为蓄电池组进行充放电，检验锂电池性能是否符合在轨使用要求，并绘出电池性能曲线，作为锂电池在轨使用的试验依据。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (12)
1.一种锂电池在轨管理模拟试验方法，其特征在于，包括：
将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对，确定所述装订值与所述预期值是否一致；
在确定所述装订值与所述预期值一致的情况下，对所述锂离子蓄电池组管理软件执行预设控制指令，以验证所述锂离子蓄电池组管理软件对应的软件逻辑的准确程度；
在确定所述准确程度符合预设条件的情况下，通过调整电源控制器的参数，实现对所述锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的模拟；
根据模拟结果，验证所述锂离子蓄电池组管理软件和锂离子蓄电池组的电池性能是否满足在轨使用需求。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对，确定所述装订值与所述预期值是否一致，包括：
将所述锂离子蓄电池组管理软件连接模拟卫星；
通过所述模拟卫星为所述锂离子蓄电池组管理软件进行供电，并将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对；
根据比对结果，确定所述装订值与所述预期值是否一致。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述锂离子蓄电池组管理软件执行预设控制指令，以验证所述锂离子蓄电池组管理软件对应的软件逻辑的准确程度，包括：
对所述锂离子蓄电池组执行使能控制指令和禁止控制指令，确定所述使能控制指令和所述禁止控制指令的执行结果与第一预期结果是否一致；
在所述使能控制指令和所述禁止控制指令的执行结果与所述第一预期结果一致的情况下，对所述锂离子蓄电池组管理软件执行处理参数修改指令，确定所述处理参数修改指令的执行结果与第二预期结果是否一致；
在确定所述处理参数修改指令的执行结果与所述第二预期结果一致的情况下，控制所述模拟卫星断电，并将锂电池在轨模拟***接入卫星***；
对所述锂电池在轨模拟***进行初始化设置，确定锂离子蓄电池组对应的初始参数；
通过所述模拟卫星供电，使能所述锂离子蓄电池组管理软件；
通过控制所述电源控制器的参数，验证所述锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的运行逻辑的准确程度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过控制所述电源控制器的参数，验证所述锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的运行逻辑的准确程度，包括：
将所述电源控制器的参数调整为第一参数，控制所述锂电池在轨模拟***处于地影期模式；
将所述电源控制器的参数调整为第二参数，控制所述锂电池在轨模拟***处于光照期模式；
设置所述锂离子蓄电池组中的整组电压和单体电压满足蓄电池组充满依据，并控制所述锂离子蓄电池组管理软件是否从充电模式转换为暂停模式；
重复执行所述将所述电源控制器的参数调整为第一参数，至所述控制所述锂电池在轨模拟***处于光照期模式的步骤，在所述锂离子蓄电池组管理软件处于充电模式下，检查所述锂离子蓄电池组管理软件的均衡状态；
重复执行所述设置所述锂离子蓄电池组中的整组电压和单体电压满足蓄电池组充满依据，并控制所述锂离子蓄电池组管理软件是否从充电模式转换为暂停模式的步骤，检查所述锂离子蓄电池组管理软件的有效性检查报警情况；
在不同工况下，重复执行上述步骤，验证所述锂离子蓄电池组管理软件的运行逻辑的准确程度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过调整电源控制器的参数，实现对所述锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的模拟，包括：
将所述锂离子蓄电池组管理软件与真实卫星建立通信连接；
通过所述真实卫星为所述锂离子蓄电池组管理软件提供电能；
基于太阳电池阵模拟锂离子蓄电池组在不同模式下的工作状态。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于太阳电池阵模拟锂离子蓄电池组在不同模式下的工作状态，包括：
设置所述太阳电池阵曲线为0，并对锂离子蓄电池组进行放电，以模拟地影期模式下的所述锂离子蓄电池组的工作状态；
在放电至所述锂离子蓄电池组内的单体电压满足补充充电条件的情况下，检查所述锂离子蓄电池组的工作状态；
设置所述太阳电池阵曲线为大电流曲线，以模拟光照期模式下的所述锂离子蓄电池组的工作状态；
对所述锂离子蓄电池组进行充电至所述锂离子蓄电池组管理软件转换为暂停状态，并在该充电过程中检查所述锂离子蓄电池组的工作状态；
向所述锂离子蓄电池组管理软件发送搁置模式转换指令，检查所述锂离子蓄电池组管理软件是否由暂停模式转换为搁置模式后转为补充充电模式；
对所述锂离子蓄电池组进行充电至所述锂离子蓄电池组管理软件转换为搁置模式，检查在该充电过程中所述锂离子蓄电池组的工作状态；
通过设置所述锂离子蓄电池组管理软件的阈值，以在不同在轨模式下重复执行上述步骤，检查所述锂离子蓄电池组管理软件在不同在轨模式下的工作状态。
7.一种锂电池在轨管理模拟试验装置，其特征在于，包括：
装订值确定模块，用于将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对，确定所述装订值与所述预期值是否一致；
准确程度验证模块，用于在确定所述装订值与所述预期值一致的情况下，对所述锂离子蓄电池组管理软件执行预设控制指令，以验证所述锂离子蓄电池组管理软件对应的软件逻辑的准确程度；
管理软件模拟模块，用于在确定所述准确程度符合预设条件的情况下，通过调整电源控制器的参数，实现对所述锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的模拟；
电池性能验证模块，用于根据模拟结果，验证所述锂离子蓄电池组管理软件和锂离子蓄电池组的电池性能是否满足在轨使用需求。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装订值确定模块包括：
管理软件连接单元，用于将所述锂离子蓄电池组管理软件连接模拟卫星；
装订值比对单元，用于通过所述模拟卫星为所述锂离子蓄电池组管理软件进行供电，并将锂离子蓄电池组管理软件对应的装订值与预期值进行比对；
装订值确定单元，用于根据比对结果，确定所述装订值与所述预期值是否一致。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述准确程度验证模块包括：
第一执行结果确定单元，用于对所述锂离子蓄电池组执行使能控制指令和禁止控制指令，确定所述使能控制指令和所述禁止控制指令的执行结果与第一预期结果是否一致；
第二执行结果确定单元，用于在所述使能控制指令和所述禁止控制指令的执行结果与所述第一预期结果一致的情况下，对所述锂离子蓄电池组管理软件执行处理参数修改指令，确定所述处理参数修改指令的执行结果与第二预期结果是否一致；
卫星***接入单元，用于在确定所述处理参数修改指令的执行结果与所述第二预期结果一致的情况下，控制所述模拟卫星断电，并将锂电池在轨模拟***接入卫星***；
初始参数确定单元，用于对所述锂电池在轨模拟***进行初始化设置，确定锂离子蓄电池组对应的初始参数；
管理软件使能单元，用于通过所述模拟卫星供电，使能所述锂离子蓄电池组管理软件；
准确程度验证单元，用于通过控制所述电源控制器的参数，验证所述锂离子蓄电池组管理软件在不同模式下的运行逻辑的准确程度。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述准确程度验证单元包括：
地影期模式控制子单元，用于将所述电源控制器的参数调整为第一参数，控制所述锂电池在轨模拟***处于地影期模式；
光照期模式控制子单元，用于将所述电源控制器的参数调整为第二参数，控制所述锂电池在轨模拟***处于光照期模式；
暂停模式转换子单元，用于设置所述锂离子蓄电池组中的整组电压和单体电压满足蓄电池组充满依据，并控制所述锂离子蓄电池组管理软件是否从充电模式转换为暂停模式；
单元重复执行子单元，用户重复执行地影期模式控制子单元和所述光照期模式控制子单元，在所述锂离子蓄电池组管理软件处于充电模式下，检查所述锂离子蓄电池组管理软件的均衡状态；
报警情况检查子单元，用于重复执行所述暂停模式转换子单元，检查所述锂离子蓄电池组管理软件的有效性检查报警情况；
准确程度验证子单元，用于在不同工况下，重复执行上述步骤，验证所述锂离子蓄电池组管理软件的运行逻辑的准确程度。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述管理软件模拟模块包括：
通信连接建立单元，用于将所述锂离子蓄电池组管理软件与真实卫星建立通信连接；
电能提供单元，用于通过所述真实卫星为所述锂离子蓄电池组管理软件提供电能；
工作状态模拟单元，用于基于太阳电池阵模拟锂离子蓄电池组在不同模式下的工作状态。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述工作状态模拟单元包括：
第一状态模拟子单元，用于设置所述太阳电池阵曲线为0，并对锂离子蓄电池组进行放电，以模拟地影期模式下的所述锂离子蓄电池组的工作状态；
第二状态模拟子单元，用于在放电至所述锂离子蓄电池组内的单体电压满足补充充电条件的情况下，检查所述锂离子蓄电池组的工作状态；
第三状态模拟子单元，用于设置所述太阳电池阵曲线为大电流曲线，以模拟光照期模式下的所述锂离子蓄电池组的工作状态；
第四状态模拟子单元，用于对所述锂离子蓄电池组进行充电至所述锂离子蓄电池组管理软件转换为暂停状态，并在该充电过程中检查所述锂离子蓄电池组的工作状态；
充电模式检查子单元，用于向所述锂离子蓄电池组管理软件发送搁置模式转换指令，检查所述锂离子蓄电池组管理软件是否由暂停模式转换为搁置模式后转为补充充电模式；
第五状态模拟子单元，用于对所述锂离子蓄电池组进行充电至所述锂离子蓄电池组管理软件转换为搁置模式，检查在该充电过程中所述锂离子蓄电池组的工作状态；
第六状态模拟子单元，用于通过设置所述锂离子蓄电池组管理软件的阈值，以在不同在轨模式下重复执行上述步骤，检查所述锂离子蓄电池组管理软件在不同在轨模式下的工作状态。
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