银杉航空蓄电池范文

航空蓄电池 第1篇 要害词：航空,蓄电池,运转参数,监测体系 机载航空蓄电池广泛装配于现有的通用机型,是飞机适航的必备设备,为飞机发动、照明、通讯、导航及随航应急供给电源,保证飞机的安全飞翔。 航空蓄电池的功用高于一般蓄电池,机载后随航运转,地上适航修理组按CMM手册规矩的规范对其按时检测。可是,在飞机起飞后的整个在空过程中,机电设备负荷不断改变,电池的温度、电流等参数也在改变,为了防止其在飞翔过程中出现毛病,同时为例行保护供给参考,很有必要监测并记载其运转参数,供给飞翔安全保证。 1 体系剖析 1.1 作业原理 航空蓄电池运转参数监测体系首要是对蓄电池执行测温、测流、测压及检测电解液状况等操作,主动按格局记载丈量数据,并依据丈量数据进行决议计划与呼应。 体系的作业首要包含丈量、操控、决议计划等三部分内容。丈量部分详细担任A/D转化,量化蓄电池的运转状况;操控部分首要是在丈量部分检测到蓄电池状况反常时,操控声、光电路给出预警信号,紧急情况下能够通过动作开关封闭电源;决议计划部分即中央处理单元部分,担任依据剖析采样数据或外界恳求,依据决议计划条件做出判断,然后操控体系其他各部分的运转状况[1]。 1.2 硬件体系结构 体系的硬件结构分为两大部分:中心操控单元及CPLD扩展操控单元,组成结构如图1所示。 从功用上剖析,硬件体系包含MCU操控器、A/D采样模块、时钟体系、存储单元、键盘、通讯接口、CPLD扩展电路以及电源模块。中心部分是MCU操控器,由其操控其他功用单元的运转。 CPLD扩展电路通过“三线”衔接MCU操控器,担任操控状况指示灯、液晶屏及动作开关[2]。 1.3 软件处理流程 体系上电后,首要进行自检与初始化。航空蓄电池的安装与运用都有严厉的要求与限制,体系要求供给经历追溯功用。因而,体系上电后,读取并校验授权码、电池编号、传感器ID是否与体系的设置值一致,假如匹配,则初始化板载指示灯为正常状况,同时,衔接(RS232/485)航空仪表盘的显现体系。 然后,映射EEPROM到内存空间。EEPROM的时钟线速率低,每次存取的数据量比较大,会占用过多的CPU时钟周期,影响其他部件的作业。RAM时钟线的速率高,将EEPROM映射到独立开辟的内存空间,能够快速地存取丈量数据,等到CPU空闲时将数据复制到EEPROM中,方便优化程序流程。 最后,开端循环检测并记载电池的累计机载时刻(U.Time)、温度、电流、电压、电解液等参数数据。若是检测到飞机点火发动,则开端记载蓄电池累计的运转时刻(W.Time),并且在飞机运转时,每5 min检测一遍运转参数;若是检测到飞机停机,停止记载电池的运转时刻,并且在飞机停飞后,每30 min检测一遍运转参数。 上位机通过中止恳求接收监测体系传送的蓄电池运转数据;数据在仪表盘中以图形方式显现。 相关的反常由对应的中止服务程序进行处理。体系的软件结构及程序流程图如图2所示。 2 详细规划 详细的体系软硬件规划需求考虑航空设备对环境、制备规范及实时呼应条件的要求,这儿首要给出体系要害的硬件电路与特别的软件测算的处理办法。 2.1 硬件电路 2.1.1 中心操控电路 中心操控器选用STC12C5A16AD微操控器,内置8路高速A/D通道,能够满意体系对模拟信号的采样要求,如图3所示。为了完成体系的实时呼应,外扩CPLD操控电路,担任LCD的图形界面显现、LED指示灯组显现、蜂鸣器警报声及继电器模块的开关动作,这样缩短了MCU主程序中操控部分的代码量,经测验,体系正常的一次参数巡检仅耗时166 ms。 为了记载运转时刻及存储运转参数,体系中分别外扩了时钟芯片DS1302及EEPROM存储芯片AT24C1024。 2.1.2 电源电路 这儿不能运用常用的双极型线性稳压芯片,这类芯片运用过程中散热效果差,并且飞机上有专用的辅热设备,长时刻持续运转会影响体系的稳定性。实际电路中选用了开关稳压芯片LM2596s,如图4所示,最大承载1.5 A的电流,还能够通过外加三极管扩流,能够满意体系要求。 2.1.3 电压检测电路 电压检测电路如图5所示。Ra为传感器输入电阻、Rb为线路电阻、Rc为传感器输出电阻。需求丈量蓄电池电压时,由操控器发送信号给CPLD,由CPLD操控继电器切换电路到电源端,将蓄电池模拟电压Vi输入到电压传感器,输出信号Vo经滤波电路送主操控器的A/D接口进行采样。 电压传感器的比例系数K=0.104 1,线性化目标小于±0.8%,参考电压为规范参考电压芯片供给的+2.5 V电压。 2.1.4 电流检测电路 这儿运用霍尔传感器检测蓄电池电流,如图6所示。线圈选用线绕线圈,其磁导率与匝数的常量能够通过变阻器调定。其数值量化及补偿在后面“软件测算”部分介绍。 为了完成快速修理,在现场也能够运用瑞士LEM公司的LA28-NP电流传感器替换线圈与霍尔传感器组成的采样电路。 2.1.5 测温电路 测温电路包含供电电路(如图7所示)与丈量电路(如图8所示)。 这儿选用PTC热敏电阻测温,测温电路需求+14 V～+16 V电源供电,测温电路功耗比较低,因而运用双极型线性稳压电源,输出电压Vout通过变阻器线性可调。 为了改善PTC热敏电阻的线性化,需求运用补偿电阻与热敏电阻构建线性网络,然后对丈量数据进行线性化补偿,图8中的RT部分即是热敏电阻线性化模块。RT检测到的信号经反应回路,输出电压即对应了RT的阻值,直接丈量或通过扩大电路后丈量该点电压,可换算出测温数值。 补偿算法在后面“软件测算”部分介绍。 2.2 软件规划 软件规划首要包含数据编码格局规划、CPLD时序信号测验、霍尔传感器电流测算、热敏电阻的线性化与测算[3]。 2.2.1 编码格局 体系的授权码、电池编号及传感器ID寄存在主操控器内部的ROM中。实时丈量的数据寄存在外部的EEPROM芯片AT24C1024中,占10 B,编码格局如图9所示。 AT24C1024按块存取,每块为256 B,共512块,因而,只能在每块中寄存250个记载,其他的6个字节寄存年份及操作员编号。这样,体系最多能够寄存2 666天的待机记载数据,还能够最多寄存445天的飞翔记载数据,能够满意运用需求。 2.2.2 CPLD操控时序 CPLD的程序功用分为逻辑比较功用与操控功用。当体系运转时,在每个时钟下降沿发动比较功用,得到输入数据,依据操控指令给出驱动信号,完成操控功用。CPLD选用顶层原理图界说模块的输入输出管脚功用,并以VHDL语言描述模块的实体。依据体系结构图,绘制CPLD的电路原理图并规划相应的程序模块,然后,直接在Altium Designer 6中编写TestBench程序对逻辑功用进行在电路仿真(ICS),通过时序波形调试程序,直到满意要求。LCD操控信号的仿真时序如图10所示。 2.2.3 电流及热敏电阻线性化测算 (1)电流值的测算 运用霍尔元件与磁线圈构成的霍尔电流检测电路,检测信号为输出的电压信号,因而,需求树立待测电流与丈量电压值间的转化联系。 磁线圈中电流与磁场的联系式为: 式中,B为磁感应强度,单位为T;μ为磁导率,单位为H/m;n为线圈匝数;I为待测电流,单位为A。 AN3503霍尔传感器电压输出联系式为: 从式(1)、式(2)能够得出: 很明显,待测电流与丈量电压间的联系为: 这儿,μn作为常量,值取4.8。 在程序规划时,按式(4)将丈量电压值转化为电流值即可。 (2)热敏电阻的线性化及测算 热敏电阻RT支路串接一个补偿电阻RS后,支路两头再并接一个补偿电阻RP,组成温度丈量线性网络。 实测多点温度对应的电压值,运用拟合直线K=CT+D迫临最佳值,其间K=Vout/Vmax,Vmax是丈量的最大输出值。这是一个多变量无约束问题,选用共轭梯度法求得以下成果: 在0℃～100℃温度规模内,补偿电阻RS=1.545 7 kΩ,C=0.878 291×10-2,D=0.143 13。这样,在程序规划时通过丈量的电压值Vout来核算对应的电阻即可。 3 体系测验 体系板载的LCD液晶屏及仪表盘中的WinCE.NET体系都供给参数显现界面[4]。 首要,设置体系为在空飞翔状况,调查LCD显现的蓄电池实时运转参数,如图11所示。屏幕上依次显现实时丈量到的电压、电流、实温、运转时刻、机载时刻、开机次数、设备状况、通讯状况、充电状况、运转状况等参数信息。从调查成果看,参数收集模块作业正常。通过键盘能够挑选调查上一屏或下一屏的显现信息。 然后,调查操纵室仪表盘中同步显现的丈量信息。丈量项目通过“操作选项”下拉框挑选,每一页都供给实温、机载时刻、运转时刻的数值显现。 本文研讨规划的航空蓄电池运转参数监测体系是一种修理预警体系[5],它能够主意向修理人员提示各种信息,能快速、准确地显现电池的相关资料,协助航空公司更敏捷、准确地替换有问题的部件,便于及时有用地开展保护,节约很多查询保护日志的时刻与人力,然后下降飞机修理过错的危险。 参考文献 [1]赵成.DSP原理及运用技能[M].北京:国防工业出版社,2012. [2]TOOLY M.Aircraft electrical and electronics system:prin-ciples,maintenance and operation[M].Oxford Taylor&Fra-ncis Group,2009. [3]MOIR I.Aircraft systems:mechanical,electrical and avi-onics subsystems integration(3rd Edition)[M].HobokenJohn Wiley&Sons,2008. [4]MOIR I.Design and development of aircraft systems(2ndEdition)[M].Hoboken John Wiley&Sons,2012. 锂电池航空运送规矩研讨论文 第2篇 为保证锂电池的运送安全和运用安全,进步锂电池出产质量是当务之急。我国于2014年拟定了国家规范《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》,作为重视锂电池安全要求的规范,该规范关于进步锂电池的安全水平具有必定的积极作用。工信部正在积极推动《锂离子电池行业规范条件》的落地作业,以淘汰不符合要求的锂电池厂家。保证锂电池的航空运送安全离不开各部门的通力合作,在锂电池的加工过程中,要更多考虑锂电池航空运送的特别运送条件,留意锂电池的航空运送要求,切实进步锂电池的出产质量,只有锂电池使质量进步了,不合格的锂电池才不会进入航空运送,才能下降锂电池起火、爆炸的几率。 3.2改善锂电池运送规矩 锂电池产品日新月异,为了确保锂电池的航空运送安全,应该持续重视锂电池及锂电池产品的技能改变,及时发现新特点,并拟定相应的航空运送规矩。针对旅客带着电子产品种类多、产品凌乱、质量良莠不齐、真伪查验困难等特点,拟定更为灵敏牢靠的检查办法,推动实行锂电池铭牌标识等办法,加大旅客带着锂电池登机的宣扬,然后确保锂电池航空运送安全。 3.3严厉执行运送规矩 《技能细则》和《危险品规矩》中规矩的锂电池航空运送要求具有必定的科学根底,是通过实践查验过的,严厉遵守这些规矩,能够有用减少锂电池航空运送不安全事情的产生。依照航空运送规矩,制止运送召回等存在安全缺点的锂电池,因而,三星GalaxyNote7召回事情产生后,各航空公司纷繁发表声明,制止运送召回的Note7手机。除了航空公司,各航空运送主体也应该增强规矩执行意识,多方合力保证锂电池航空运送安全。跟着社会的进步和人民生活水平的进步,锂电池及锂电池电子产品的航空运送量将持续保持较快添加,在飞机本身对锂电池的消防灭火技能取得打破之前,锂电池航空运送必将持续威胁航空运送安全。要解决现在锂电池航空运送安全的难题,在进步锂电池出产质量的前提下,应结合锂电池及锂电池电子产品的特点,拟定更有针对性和操作性的运送规矩,在实际作业中严厉遵守这些规矩,保证锂电池航空运送的长治久安。 参考文献: [1]杨强.锂离子电池国家规范GB31241与UN38.3的比较[J].电池,2016(1):46-48. [2]马颖培.锂电池航空运送中的安全问题[J].化工办理,2014(8):66. 航空蓄电池 第3篇 跟着锂电池航空运送量的增大, 国内外对锂电池的的研讨也越来越多。现在对锂电池的研讨大多是关于其功用及材料方面[1,2], 这些研讨对锂电池的出产规划安全有很好的参考价值, 如杜珺、梁晓瑜[3]结合“人-机-环-管”理论树立目标体系, 利用权值因子判断法得出了锂电池航空运送各目标危险性大小, 并提出了详细办法, 关于锂电池航空运送危险办理有很大的含义。可是对锂电池运送过程中外部环境及人为原因引发的锂电池热失控、起火、冒烟等事端的定量剖析研讨较少。 笔者研讨剖析了国内外有记载的100多起锂电池航空运送事端中的起火事端, 依照起火原因对事端进行分类, 通过剖析编制了事端树, 结合三角含糊数的理论通过对事端树进行剖析, 有利于操控锂电池航空运送火灾事端。 1 锂电池航空运送事端剖析 1.1 锂电池的危险性 锂电池的电极材料、电解质均是易燃物, 其隔离膜很薄, 简略损坏, 导致电池内短路。工艺本身的疏忽导致电芯极耳过长, 易与极片或壳体触摸形成内短路, 或极耳压迫卷芯导致正负极短路, 或在两极之间留下金属粉末、铜箔、铝箔碎片, 这些也会添加锂电池短路或许爆炸的危险性[4]。另外, 虽然锂电池航空运送有专门的法律法规和规矩, 外部因素如过充电、外短路、高温及转移、包装、储存不妥等都或许直接或许直接形成锂电池短路。 当锂电池短路时, 其产生的火花会在瞬间点着电解液, 这是因为电解液由易燃液体构成, 焚烧的电解液会跟着点燃塑料机身, 导致电池焚烧, 假如未及时发现并且周围有易燃物则会形成火灾事端[5]。文献[6]锂电池的火灾危险首要来自其结构, 尤其是较高的能量密度和不妥充电时高温形成的电解液气化。同时, 电池规划缺点, 以及原材料瑕疵形成的短路、过度充电和水渍等, 都或许引发火灾。 1.2 锂电池航空运送事端 FAA收录的自1991年3月20日~2013年6月3日的锂电池航空运送事端中, 有记载的共有135起, 其间客机55起, 货机78起, 机型不详的有2起, 135起事端中除了10起事端 (2起融化, 2起走漏, 5起发热但未着火, 1起电池凸起) 没有冒烟起火外, 其他均不同程度的着火, 如阴燃、冒火星、冒烟起火、灼烧等, 见表1。 由表1可见, 锂电池航空运送事端中90%以上的事端都是锂电池冒烟起火事端。 自2006年~2013年6月, 国内有记载的锂电池不安全事情共28起, 见表2。其间2006年1起, 2008年1起, 2009年2起, 2010年10起, 2011年7起, 2012年5起, 2013年上半年2起。 通过剖析并结合航空飞翔事端时刻分布规则发现[7], 2010年为转折点, 有记载的锂电池事端开端增多。2010年国内有记载的危险品事情有10起与锂电池有关, 其间9起为未申报或假造MSDS数据运送锂电池的事情, 1起是UPS货机坠毁事情, 该起UPS事端起火点首要是装载锂电池及相关货品的仓板, 机上申报单显现无危险品, 可是事端后检查货品单据, 发现至少有3票锂电池货品应申报为危险品, 经检查, 机上载运的货品很多与电池、锂电池有关。2006年UPS航班失火事情也是锂电池引起的, 由2起锂电池航空运送火灾事端可见未申报、违规收运及假造文件极有或许形成锂电池火灾事端, 事端后果非常严峻。 2 事端树理论 事端树剖析是1种图形演绎推理法, 能够通过事端树的定性与定量剖析, 找出事端产生的首要原因, 为确认安全对策供给牢靠依据, 达到预测防备事端产生的目的[8]。事端树剖析办法还能够与贝叶斯、含糊数学等结合达到准确核算的目的。 事端树能够明晰的阐明事端的原因, 在火灾事端剖析中也得到了广泛运用, 可是事端树只考虑了产生与不产生2种状况的事情, 对不确认性事情 (如锂电池航空运送火灾根本事情的产生概率) 很难剖析, 并且对人的失误等也很难量化。因而笔者引入了含糊数学理论的概念。 3 三角含糊数理论 3.1 三角含糊数 因为锂电池航空运送火灾事端的产生极为复杂, 各根本事情产生概率的准确值又很难确认, 运用含糊理论则能够将它们表明为一些含糊数据。因为三角形分布函数作为事情的从属函数愈加清楚简略, 三角含糊数的数学含义相对梯形、抛物线形等愈加简略理解, 故挑选三角含糊数来表征锂电池航空运送火灾事端的产生概率。 因为锂电池航空运送火灾事端各根本事情并没有准确计算值, 故挑选从事危险品运送或锂电池鉴定作业5年以上的10人专家组进行评分, 从中挑选了3组数据。该3组数据中专家估量的根本事情概率值遵守正态分布规则, 依据3σ规矩, 它的值落在区间[u-3σ, u+3σ]的概率为99.7%, 故设l=u=3σ, 将各根本事情的概率值表征为 (3σ, m, 3σ) [9,10]。 关于离散型随机变量, 其数学方差为 式中:xk为第k项概率值;E (x) 为均值m;Pk=1/n。 4 三角含糊事端树剖析理论及其运用 4.1 事端树含糊处理公式 依据传统的事端树逻辑算子[10], 得出了含糊处理的事端对与门及或门算子公式分别为 式中:qi为i事情产生的准确概率值。 4.2 事端树编制 在研讨了100多起事端之后, 结合危险品航空运送流程, 由顶事情动身, 寻觅每一层事情产生的所有或许原因, 参考前人对事端树的研讨[10,11,12], 凭借事端事例剖析、整理, 编制了锂电池航空运送火灾事端的事端树, 见图1。 将“锂电池航空运送火灾事端”作为事端树的顶事情, 该事端树的中间事情有11个, 该事端树的底事情共24个, 该事端树有1个与门, 11个或门。 4.3 事端树剖析 事端树一般简略剖析核算过程运用核算机辅佐事端树剖析体系[13], 核算得出最小割集有共77个, 最小割集很多, 表明在锂电池航空运送时或许导致火灾事端的毛病模式比较多, 说明体系很危险。 最小径集有:{X3, X5, X8, X11, X16, X6, X7, X9, X10, X12, X13, X14, X15, X17, X1, X2, X4};{X18, X23, X21, X22, X19, X20, X24}共2个, 表明使体系安全的方案很少, 体系很危险。 因为锂电池航空运送火灾事端的各个根本事情的产生概率没有准确的数据计算和记载, 依据专家打分法得出打分成果见表3。依据3σ规矩并结合式 (2) , (3) 及式 (4) , 对各根本事情进行含糊处理, 利用公式及核算机辅佐式算得M1-M12及顶上事情的产生概率。含糊处理今后的事情产生概率见表4。 利用3σ法则将三角含糊数处理为左右对称的图形, 且顶事情含糊数中位数为定值, 则Si越大, 对顶事情的产生影响越小;反之, 表明其对顶事情产生影响程度越大。各根本事情排序:X8=X15>X3=X6>X14>X20>X9>X2=X10=X11=X12=X13=X24>X1=X17=X7>X4>X5>X21>X16=X18=X19=X22=X23。得出顶事情的产生概率为0.023, 波动规模为 (0.012, 0.034) 。 5 结束语 首要, 根本事情X8, X15, X3, X6, X14, X20和X9对顶上事情产生的影响程度最大, 这些根本事情是导致锂电池航空运送中出现火灾事端的最重要因素, 事实证明这些因素与笔者剖析的全球锂电池航空运送火灾事端事例的首要原因是一致的, 尤其是在我国近几年的锂电池航空运送事端中, 未申报导致的不安全事情占据了90%左右。其次, 对顶事情影响程度大的是根本事情X2, X10, X11, X12, X13和X24, 这些根本事情对锂电池航空运送火灾事端的影响次之, 对这些危险因素进行操控和办理将会很有用的防备锂电池航空运送火灾事端的产生。最后, 出产规划存在缺点、锂电池航空运送环境、旅客在飞翔中运用时刻长、消防探测器或指示灯失效、灭火器失效及事端超出可控规模等这些根本事情的产生概率极小, 对锂电池航空运送产生火灾事端的影响也相对小。