[00137014]高安全性航空锂离子蓄电池系统的研究与应用

随着航空技术的不断发展,飞机用电设备剧增,对电源系统容量和供电品质提出更高的要求,特别对长航时无人机,由于应急供电时间要求加长,对应急电源的容量需求大幅度增加,作为影响飞行安全的应急电源系统,其安全性的要求也日益提高。同时,为提高飞机的有效载荷,对飞机电源系统重量和体积的要求也越来越苛刻。所以体积小、重量轻、大容量、高安全性是对航空电源系统尤其是应急电源系统的新要求。 为适应新型航空电源系统尤其是对应急电源的新要求,本项目研究高安全性航空锂离子蓄电池系统并在型号飞机上成功应用,其主要研究内容包括：确立航空锂离子蓄电池安全性指标、安全性设计准则和安全性评估方法;航空锂离子蓄电池材料体系对比及选择;单体电池筛选配对控制技术、基于小容量并联成大容量锂离子蓄电池的并联增容技术和一致性控制技术等安全控制技术;实现对航空锂离子蓄电池进行充电、均衡、加热、状态监控、故障检测及容量估算等智能管理;大功率隔离保护与控制等安全性综合设计以满足飞机应急电源的使用要求。 自2006年开始高安全性航空锂离子蓄电池系统研究,2009年将锂离子蓄电池系统的原理样机应用于某演示样机供电系统,并在2011年完成了演示飞行任务。2010年开始将锂离子蓄电池系统作为某无人机供电系统的应急电源,并在2012年3月随飞机完成了所有鉴定试验项目,达到了技术协议要求的所有技术指标,通过了设计鉴定,是国内首个应用于军用无人机并通过技术鉴定的航空锂离子蓄电池系统,与传统使用的镉镍蓄电池组相比,减轻约60%的重量,具有高功率输出能力优异、重量轻等特性。 高安全性航空锂离子蓄电池系统的研究与应用成果在我国属于原创性成果,该成果涉及多学科、多领域、高度复杂的系统工程,除航空技术领域外,还涉及电化学、材料、制造、军用电子、自动控制、电子信息等多个领域。该成果涉及领域广,技术难度大,研究成果创新性强,总体技术水平国内领先,部分指标达到国际先进水平。 高安全性航空锂离子蓄电池系统在某无人机的成功应用,搭建了高安全性航空锂离子蓄电池系统的设计制造技术平台、安全性设计准则及验收评估技术平台,形成的技术标准及相关技术文件,可以在后续新型歼击机、直升机、运输机等装备用航空锂离子蓄电池系统的研制中推广使用。研制过程中取得的技术成果已经被应用于多个型号使用,同时推动了我国航空锂离子蓄电池技术的发展,产生巨大经济、军事及社会效益。