均衡器热学力学要求和材料.pdf

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1、 名称 第 2 页 内容摘要：本文件描述了电源分系统均衡管理器热学、力学分析的要求和材料。主 题 词 力学热学均衡管理器 材料 更 改 栏 更改单号 更改日期 更改人 更改标记 第3页 热学、力学分析要求和材料 1 概述 均衡管理器是电源分系统的重要单机之一，主要任务是负责在各飞行阶段，提供锂离子蓄电池组及单体的遥测信号及蓄电池组的在轨均衡控制管理。通过均 衡处理电路保证锂离子蓄电池组在充电过程中及进地影前蓄电池单体的一致性，防止单体电池过充电或过放电。本文提供了均衡管理器热学、力学分析的要求、状态和相应数据，具体包括：均衡管理器状态说明 均衡管理器力学试验项目及要求 各状态下均衡管理器内发热

2、器件的功耗 均衡管理器各模块位置 各模块内发热器件位号及所在结构位置 器件及材料参数 2 结构 均衡管理器按功能进行模块化设计，主要由单体电压遥测模块 2 块，旁路均 衡控制模块1块，自主均衡控制模块1块，TM/TC接口模块2块组成。均衡管理器结构，可详见压缩文件中“均衡控制器 Proe”文件夹。3 力学分析 均衡管理器共有 4中力学试验，分别为加速度试验、冲击试验、正弦振动试 验和随机振动试验，具体试验要求见 3.1，3.2，3.3，3.4 3.1 加速度试验 加速度：Z 向 10g，X、Y 向 2g；试验时间：达到最大加速度后保持 2min；加载速率：不大于 0.5g/s。第4页 3.2冲

3、击试验 均衡管理器冲击试验条件（冲击响应谱）频率范围（Hz）100 800 8004000 冲击谱值+8dB/oct 600g 试验持续时间 不大于20ms 冲击方向:、Y、也 冲击次数 每方向一次 3.3正弦振动 均衡管理器正弦振动试验条件 方向 频率范围（Hz）515 15 100 X、Y、Z 鉴定级 9.94mm(O-P)p 9g n 准鉴定级 8.28mm(O-P)7.5g 验收级 6.63mm(O-P)6g 扫描速率：鉴定级：2 oct/min;准鉴定 级：4 oct/mi n;验收级（含减半）：4oct/mi n 3.4随机振动 均衡管理器随机振动试验条件 鉴 疋 级 频率范围（H

4、z）加速度功率 谱密度 总均方 根 加速度（grms）试验 时间 振动方 向 20 100+3dB/oct 12.82 2 min X、Y、Z 二轴向 100 600 0.2g2/Hz 6002000 9dB/oct 3.5模态分析 分析出均衡管理器基频（Hz）4 热学分析 均衡管理器的两个电池单体遥测模块将对蓄电池组串联的单体电压进行变 换，得到04.5V的单体电压遥测值，变换后的单体电压模拟信号传于 TM/TC 模块，转换为数字量，然后输出给综合电子分系统，由综合电子将单体电压进行 比较，当锂离子蓄电池组中各单体电池电压相对于其中最低单体电池电压差值大 于设定值时，综合电子将对应的发出该单

5、体电池均衡接通的指令，则该单体电池 通过底板上的均衡电阻进行放电均衡，旁路均衡电流不小于 300mA均衡管理器 按照有5路单体进行均衡的工作模式进行热学分析。均衡管理器工作温度-1055C 第5页 4.1发热器件分布 均衡管理器的主要发热器件放置于均衡管理器底板和与底板相连的结构上。均衡管理器底板各发热元器件位号及分布，详见文件“均衡器底板布局”和“均衡控制器Proe”文件夹。4.2热耗 5路均衡工作模式：1）每个均衡电阻通过300mA电流，阻值300 Q 2）每个均衡电阻功耗：1.357W 3）预接通电阻功耗：4.76W 4）DC/DC 功耗：4.5W 5）滤波模块功耗：1W 序号 名称 位

6、号 功耗（W）热阻（C/W）结温（C）1.功率电阻 R1 1.357/2.功率电阻 R2 1.357/3.功率电阻 R3 1.357/4.功率电阻 R4 1.357/5.功率电阻 R5 1.357/6.功率电阻 R6 1.357/7.功率电阻 R7 1.357/8.功率电阻 R8 1.357/9.功率电阻 R9 1.357/10.功率电阻 R10 4.76/11.DC/DC N2 4.5/85 12.DC/DC N4 4.5/85 13.滤波模块 N1 1/85 14.滤波模块 N2 1/85 15.二极管 D1 3.5 0.83 175 1 级降额：100 16.二极管 D2 3.5 0.83 175 1 级降额：100 5 器件及材料参数 均衡管理器中所用NMOS管为2N7225,理论热阻为0.83C/W;PMOS管为 2N7236,理论热阻为 1C/W;二极管为1N7039,理论热阻为0.83C/W。最高 175C,I 级降第6页 额 100C。绝缘导热材料为 SilPad2000:2.02(0.33C-in2/W)6 分析要求 根据上述材料对均衡管理器进行力学分析和热学分析，并得出分析及计算结 果报告。在热分析过程中若发现问题，双方可相互沟通、协商，共同处理。