航空电源电池管理系统及其方法

航空电源电池管理系统及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电池管理技术领域，具体涉及航空电源电池管理系统及其方法。
【背景技术】
[0002] 随着航天事业的不断发展，其机载用电设备日益增多，航空电源电池管理系统的 设计成为了关键。航空电源电池管理系统不仅是功能系统，也是重要的安全保障系统。由于 全电飞机的不断发展，航空电源电池系统的重要性也将提升到一个新的高度。一个好的电 源电池管理系统不仅要对电池组的电压电流进行检测，电池荷电状态及健康状态的估计， 电池的充放电均衡问题也成为研宄的重点与难点。
[0003]目前，市场上主流的电源电池管理系统较之模拟电子式电池管理系统有了质的飞 跃，但仍有种种不足，比如：测量的精确度和实时性还有待改善，测量的数据类型不够完善， 有待与上位机界面连接，实现电池管理系统可视化。

【发明内容】

[0004] 针对现有技术的不足，本发明提出航空电源电池管理系统及其方法。
[0005] 本发明技术方案如下：
[0006] 航空电源电池管理系统，包括主控制单元、监控子单元和上位机；
[0007] 所述的主控制单元，包括主控制器模块、充放电电压测量模块、充放电电流测量模 块、过压过流保护模块、A/D转换模块、接触器模块、气压采集模块和isoSPI转换模块；
[0008] 所述的监控子单元有多个，各监控子单元均包括子板控制模块和温度测量模块；
[0009] 所述的充放电电压测量模块的输入端连接航空电源的整体电池组两端，充放电电 流测量模块的输入端连接航空电源的整体电池组的负载，充放电电压测量模块的输出端和 充放电电流测量模块的输出端连接A/D转换模块的输入端，A/D转换模块的输出端通过IIC 总线连接主控制器模块的第一输入端；所述的气压采集模块的输出端通过IIC总线连接主 控制器模块的第二输入端；所述的主控制器模块的第一输出端连接过压过流保护模块的输 入端，过压过流保护模块的输出端连接接触器模块的输入端，接触器模块的输出端连接航 空电源的整体电池组；所述的主控制器模块通过CAN总线连接上位机；所述的各温度测量 模块的输出端分别连接对应的子板控制模块的第一输入端，各子板控制模块的第二输入端 连接对应的单电池组两端；所述的各子板控制模块通过SPI总线连接isoSPI转换模块， isoSPI转换模块通过SPI总线连接主控制器模块。
[0010] 该系统还包括电源单元，电源单元的输入端连接航空电源的整体电池组，电源单 元的输出端连接主控制器模块的电源端；
[0011] 所述的电源单元，采用电压隔离转换器，用于将航空电源电池的电压转换为主控 制单元各模块和监控子单元各模块所需电压，为主控制单元各模块和监控子单元各模块供 电。
[0012] 主控制器模块，采用单片机，用于根据采集的航空电源的整体电池组的充电总电 压值、整体电池组的放电总电压值、整体电池组的充电总电流值、整体电池组的放电总电流 值和单电池组的单体电池电压值进行电压、电流检测，并发送控制信号至过压过流保护模 块；根据单电池组的单体电池的电压值计算单电池组的单体电池的电压偏差，并发送控制 信号至子板控制模块；根据实时采集的航空电源的整体电池组的充电总电压、整体电池组 的放电总电压、整体电池组的充电总电流、整体电池组的放电总电流和整体电池组温度值 进行航空电源电池的SOC值和航空电源电池SOH值估算；将航空电源的整体电池组的充电 总电压值、整体电池组的放电总电压值、整体电池组的充电总电流值、整体电池组的放电总 电流值、整体电池组的外界大气压力值、各单电池组的温度值、单电池组的单体电池的电压 值、航空电源的SOC值和航空电源电池SOH值发送至上位机；
[0013] 所述的充放电电压测量模块，用于采集航空电源的整体电池组的充电总电压和整 体电池组的放电总电压，并传送至A/D转换模块；充放电电压测量模块，包括放电电压测量 电路和充电电压测量电路；
[0014] 所述的放电电压测量电路包括第一运算放大器、第一隔离器和第二运算放大器； 所述的第一运算放大器的输入端连接航空电源的整体电池组两端，第一运算放大器的输出 端连接第一隔离器的输入端，第一隔离器的输出端连接第二运算放大器的输入端，第二运 算放大器的输出端连接A/D转换模块的输入端；
[0015] 所述的充电电压测量电路包括第三运算放大器、第二隔离器和第四运算放大器； 所述的第三运算放大器的输入端连接航空电源的整体电池组两端，第三运算放大器的输出 端连接第二隔离器的输入端，第二隔离器的输出端连接第四运算放大器的输入端，第四运 算放大器的输出端连接A/D转换模块的输入端。
[0016] 所述的充放电电流测量模块，用于采集航空电源的整体电池组的充电总电流和整 体电池组的放电总电流，并传送至A/D转换模块；充放电电流测量模块，包括放电电流测量 电路和充电电流测量电路；
[0017] 所述的放电电流测量电路包括第五运算放大器和第六运算放大器；所述的第五运 算放大器的输入端连接航空电源的整体电池组负载，第五运算放大器的输出端连接第六运 算放大器的输入端，第六运算放大器的输出端连接A/D转换模块的输入端；
[0018] 所述的充电电流测量电路包括第七运算放大器和第八运算放大器；所述的第七运 算放大器的输入端连接航空电源的整体电池组负载，第七运算放大器的输出端连接第八运 算放大器的输入端，第八运算放大器的输出端连接A/D转换模块的输入端。
[0019]所述的A/D转换模块，采用A/D转换器，用于将采集的航空电源的整体电池组的充 电总电压、放电总电压、充电总电流和放电总电流进行模数转换，并将转换的航空电源的整 体电池组的充电总电压值、放电总电压值、充电总电流值和放电总电流值通过IIC总线传 送至主控制器模块；
[0020] 所述的过压过流保护模块，用于根据接收主控制器模块的控制信号，在航空电源 的整体电池组或单电池组的单体电池出现过压、过流时，控制接触器模块的通断，实现过压 过流保护；过压过流保护模块，包括光电耦合器、第一三极管和第二三极管；
[0021] 所述的光电親合器的输入端连接主控制器模块的第一输出端，光电親合器的第一 输出端连接第一三极管的输入端，光电耦合器的第二输出端连接第二三级管的输入端；第 一三极管的输出端和第二三极管的输出端分别连接接触器模块的输入端。
[0022] 所述的气压采集模块，采用气压传感器，用于采集航空电源的整体电池组的外界 大气压力值，并传送至主控制器模块；
[0023] 所述的isoSPI转换模块，用于实现四线制的标准SPI和两线制的标准SPI的相互 转化，实现主控制器模块与多个子板控制模块之间的通信；isoSPI转换模块，包括isoSPI 隔离式通信接口和以太网隔离变压器；
[0024] 所述的isoSPI隔离式通信接口的输入端通过SPI总线连接主控制器模块，isoSPI 隔离式通信接口的输出端连接隔离变压器的输入端，隔离变压器的输出端通过SPI总线连 接各个子板控制模块。
[0025] 所述的子板控制模块，采用电池组监视器，用于采集航空电源的单电池组的单体 电池电压值，将航空电源的单电池组的单体电池电压值和航空电源的单电池组的温度值传 送至主控制器模块；根据主控制器模块控制信号对单电池组的单体电池进行能量均衡控 制；
[0026] 所述的温度测量模块，采用热敏电阻，用于采集航空电源的单电池组的温度值，并 传送至子板控制模块；
[0027] 所述的接触器模块，用于控制航空电源电池与电池充电器的通断和航空电源电池 与负载的通断；接触器模块，包括两个直流接触器：充电直流接触器和放电直流接触器；
[0028] 所述的充电直流接触器的输入端和放电直流接触器的输入端连接过压过流保护 模块的输出端，充电直流接触器的输出端连接航空电源电池的电池充电器，放电直流接触 器的输出端连接航空电源电池的负载。
[0029] 所述的上位机，用于显示航空电源的整体电池组的充电总电压值、整体电池组的 放电总电压值、整体电池组的充电总电流值、整体电池组的放电总电流值、整体电池组的外 界大气压力值、各单电池组的温度值、单电池组的单体电池的电压值、航空电源电池的S0C 值和航空电源电池S0H值。
[0030] 采用航空电源电池管理系统进行航空电源电池管理的方法，包括以下步骤：
[0031] 步骤1 :在航空电源电池工作过程中，充放电电压测量模块实时采集航空电源的 整体电池组的充电总电压和放电总电压，充放电电流测量模块采集航空电源的整体电池组 的充电总电流和放电总电流，A/D转换模块将整体电池组的充电总电压、放电总电压、充电 总电流和放电总电流进行模数转换，并将转换的航空电源的整体电池组的充电总电压值、 放电总电压值、充电总电流值和放电总电流值传送至主控制器模块；
[0032] 步骤2:气压采集模块实时采集航空电源的整体电池组的外界大气压力值，并传 送至主控制器模块；
[0033] 步骤3:各温度测量模块采集航空电源的各单电池组的温度值，并传送至子板控 制丰吴块；
[0034] 步骤4:各子板控制模块采集对应的航空电源的单电池组的单体电池电压值，将 航空电源的单电池组的单体电池电压值和航空电源的单电池组的温度值传送至主控制器 丰吴块；
[0035] 步骤5:主控制器模块根据采集的航空电源的整体电池组的充电总电压值、整体 电池组的放电总电压值、整体电池组的充电总电流值、整体电池组的放电总电流值和单电 池组的单体电池电压值进行电压、电流检测，并发送控制信号至过压过流保护模块控制接 触器模块的通断，实现航空电源电池的过压过流保护；
[0036] 步骤5. 1 :设定单电池组的单体电池的电压上限阈值、单电池组的单体电池的电 压下限阈值、整体电池组充放电总电压上限阈值、整体电池组充放电总电压下限阈值、整体 电池组充放电总电流上限阈值和整体电池组充放电总电流下限阈值；
[0037] 步骤5. 2:当单电池组 的单体电池电压值大于单电池组的单体电池的电压上限阈 值或整体电池组的充电总电压值大于整体电池组充放电总电压上限阈值时，主控制器模块 发送控制信号至过压过流保护模块，控制接触器模块断开航空电源电池的电池充电器；
[0038] 步骤5. 3:当单电池组的单体电池电压值小于单电池组的单体电池的电压下限阈 值或整体电池组的放电总电压值小于整体电池组充放电总电压下限阈值时，主控制器模块 发送控制信号至过压过流保护模块，控制接触器模块断开航空电源电池的负载；
[0039] 步骤5. 4:当整体电池组的充电总电流值大于整体电池组充放电总电流上限阈值 时，主控制器模块发送控制信号至过压过流保护模块，控制接触器模块断开航空电源电池 的电池充电器；
[0040] 步骤5. 5:当整体电池组的放电总电流值小于整体电池组充放电总电流下限阈值 时，主控制器模块发送控制信号至过压过流保护模块，控制接触器模块断开航空电源电池 的负载；
[0041] 步骤6 :主控制器模块根据单电池组的单体电池的电压值计算单电池组的单体电 池的电压偏差，送控制信号至子板控制模块，子板控制模块对单电池组的单体电池进行能 量均衡控制；
[0042] 步骤6. 1 :设定单电池组的单体电池偏差上限阈值；
[0043] 步骤6.2 :当单电池组的单体电池的电压偏差大于单电池组的单体电池偏差上限 阈值时，主控制器模块发送控制信号至子板控制模块，子板控制模块对电压过大的单电池 组的单体电池进行放电；
[0044] 步骤7:主控制器模块根据实时采集的航空电源的整体电池组的充电总电压、整 体电池组的放电总电压、整体电池组的充电总电流、整体电池组的放电总电流和整体电池 组温度值进行航空电源电池的S0C值和航空电源电池S0H值估算；
[0045] 步骤7. 1 :采用randies模型对航空电源电池进行建模，得到航空电源电池 randies模型；
[0046] 步骤7.2 :将采集的整体电池组的充电总电压或放电总电压作为充放电总电压， 将整体电池组的充电总电流或放电总电流作为充放电总电流，将单电池组的单体电池温度 值的平均值作为整体电池组的温度值；
[0047] 步骤7. 3 :根据航空电源电池的randies模型，采用扩展卡尔曼滤波的方法，利用 实时采集的航空电源的整体电池组的充放电总电压、整体电池组的充放电总电流和整体电 池组的温度值估算出航空电源电池的S0C值和航空电源电池的S0H值；
[0048] 步骤8 :上位机显示航空电源的整体电池组的充电总电压值、整体电池组的放电 总电压值、整体电池组的充电总电流值、整体电池组的放电总电流值、整体电池组的外界大 气压力值、各单电池组的温度值、单电池组的单体电池的电压值、航空电源电池的S0C值和 航空电源电池的S0H值。
[0049] 本发明的有益效果：
[0050] 本发明提出航空电源电池管理系统及其方法，准确测量各单电池组的单体电池电 压、航空电源充放电总电压、航空电源充放电总电流、航空电源电池的温度及航空电源电池 的气压等信息，同时具有均衡单体电池电压，控制电池充放电，电池过流过压控制的功能。 并且采用基于扩展卡尔曼滤波（EKF)的锂电池荷电状态（S0C)和健康状态（S0H)估计方 法，可使该航空电源电池管理系统准确掌握锂电池组的工作状态，构成了一个集成度高、功 能完善、性能优良的实用系统。
【附图说明】
[0051] 图1为本发明【具体实施方式】的航空电源电池管理系统结构示意图；
[0052] 图2为本发明【具体实施方式】的充放电电压测量模块的放电电压测量电路的电路 图；
[0053] 图3为本发明【具体实施方式】的充放电电压测量模块的充电电压测量电路的电路 图；
[0054] 图4为本发明【具体实施方式】的充放电电流测量模块的放电电流测量电路的电路 图；
[0055] 图5为本发明【具体实施方式】的充放电电流测量模块的充电电流测量电路的电路 图；
[0056] 图6为本发明【具体实施方式】的A/D转换模块的电路图；
[0057] 图7为本发明【具体实施方式】的过压过流保护模块的电路图；
[0058] 图8为本发明【具体实施方式】的CAN总线的电路图；
[0059] 图9为本发明【具体实施方式】的isoSPI转换模块的电路图；
[0060] 图10为本发明【具体实施方式】的电源单元的电路图；
[0061]图11为本发明【具体实施方式】的航空电源电池管理方法的流程图；
[0062] 图12为本发明【具体实施方式】的航空电源电池randies模型。
【具体实施方式】
[0063] 下面结合附图对本发明【具体实施方式】加以详细的说明。
[0064] 本实施方式中，航空电源电池有8个单电池组，各单电池组有12节单体电池。航 空电源电池管理系统，如图1所示，包括主控制单元、监控子单元和上位机。
[0065] 主控制单元，包括主控制器模块、充放电电压测量模块、充放电电流测量模块、过 压过流保护模块、A/D转换模块、接触器模块、气压采集模块和isoSPI转换模块。
[0066] 监控子单元有8个，各监控子单元均包括子板控制模块和温度测量模块。
[0067] 充放电电压测量模块的输入端连接航空电源的整体电池组两端，充放电电流测量 模块的输入端连接航空电源的整体电池组的负载，充放电电压测量模块的输出端和充放电 电流测量模块的输出端连接A/D转换模块的输入端，A/D转换模块的输出端通过IIC总线连 接主控制器模块的第一输入端；所述的气压采集模块的输出端通过IIC总线连接主控制器 模块的第二输入端；所述的主控制器模块的第一输出端连接过压过流保护模块的输入端， 过压过流保护模块的输出端连接接触器模块的输入端，接触器模块的输出端连接航空电源 的整体电池组；所述的主控制器模块通过CAN总线连接上位机；所述的各温度测量模块的 输出端分别连接对应的子板控制模块的第一输入端，各子板控制模块的第二输入端连接对 应的单电池组两端；所述的各子板控制模块通过SPI总线连接isoSPI转换模块，isoSPI转 换模块通过SPI总线连接主控制器模块。
[0068] 本实施方式中，主控制器模块采用型号为飞思卡尔MC9S12XET256单片机，用于根 据采集的航空电源的整体电池组的充电总电压值、整体电池组的放电总电压值、整体电池 组的充电总电流值、整体电池组的放电总电流值和单电池组的单体电池电压值进行电压、 电流检测，并发送控制信号至过压过流保护模块；根据单电池组的单体电池的电压值计算 单电池组的单体电池的电压偏差，并发送控制信号至子板控制模块；根据实时采集的航空 电源的整体电池组的充电总电压、整体电池组的放电总电压、整体电池组的充电总电流、整 体电池组的放电总电流和整体电池组温度值进行航空电源电池的S0C值和航空电源电池 S0H值估算；将航空电源的整体电池组的充电总电压值、整体电池组的放电总电压值、整体 电池组的充电总电流值、整体电池组的放电总电流值、整体电池组的外界大气压力值、各单 电池组的温度值、单电池组的单体电池的电压值、航空电源的S0C值和航空电源电池S0H值 发送至上位机。
[0069] 充放电电压测量模块，用于采集航空电源的整体电池组的充电总电压和整体电池 组的放电总电压，并传送至A/D转换模块。
[0070] 充放电电压测量模块，包括放电电压测量电路和充电电压测量电路。
[0071] 本实施方式中，放电电压测量电路如图2所示，包括第一运算放大器U24B、第一隔 离器U23和第二运算放大器U24A。第一运算放大器U24B的正输入端通过BAT+引脚连接航 空电源的整体电池组两端，第一运算放大器U24B的输出端连接第一隔离器U23的FD_AI_1 引脚，第一隔离器U23的FD_AI_2引脚连接第二运算放大器U24A的正输入端，第二运算放 大器U24A的输出端连接AD转换芯片U25的FD_V引脚。
[0072] 本实施方式中，充电电压测量电路如图3所示，包括第三运算放大器U14B、第二隔 离器U23和第四运算放大器U14A。第三运算放大器U14B的正输入端通过C+引脚连接航空 电源的整体电池组两端，第三运算放大器U14B的输出端连接第二隔离器U23的CD_AI_1引 脚，第二隔离器U23的CD_AI_2引脚连接第四运算放大器U14A的正输入端，第四运算放大 器U14A的输出端连接AD转换芯片U25的CD_V引脚。
[0073] 本实施方式中，第一隔离器U23和第二隔离器U13均采用型号为IS0124隔离器， 第一运算放大器U24B、第二运算放大器U24A、第三运算放大器U14B和第四运算放大器U14A 均采用信号为型号为0PA2340运算放大器。
[0074] 充放电电流测量模块，用于采集航空电源的整体电池组的充电总电流和放电总电 流，并传送至A/D转换模块。
[0075] 充放电电流测量模块，包括放电电流测量电路和充电电流测量电路。
[0076] 本实施方式中，放电电流测量电路如图4所示，包括第五运算放大器U1OT和第六 运算放大器U15C。第五运算放大器U1?的正输入端通过霍尔传感器连接航空电源的整体 电池组负载，第五运算放大器U1?的输出端连接第六运算放大器U15C的正输入端，第六运 算放大器U15C的输出端连接AD转换芯片U25的FD_C引脚。
[0077] 本实施方式中，充电电流测量电路如图5所示，包括第七运算放大器U15B和第八 运算放大器U15A。第七运算放大器U15B的正输入端通过霍尔传感器连接航空电源的整体 电池组负载，第七运算放大器U15B的输出端连接第八运算放大器U15A的正输入端，第八运 算放大器U15A的输出端连接AD转换芯片U25的CD_C引脚。
[0078] 本实施方式中，选取型号为HTA2020的霍尔传感器，第五运算放大器U15D、第六运 算放大器U15C、第七运算放大器U15B和第八运算放 大器U15A的型号均为0PA4227运算放 大器。
[0079]A/D转换模块如图6所示，采用型号为ADS1115的16位高精度AD转换芯片U25， 用于将采集的航空电源的整体电池组的充电总电压、放电总电压、充电总电流和放电总电 流进行模数转换，并将转换的航空电源的整体电池组的充电总电压值、放电总电压值、充电 总电流值和放电总电流值通过IIC总线传送至主控制器模块。
[0080]AD转换芯片ADS1115的FD_V引脚连接放电电压测量电路的第二运算放大器U24A 的输出端，AD转换芯片ADS1115的CD_V引脚连接充电电压测量电路的第四运算放大器 U14A的输出端，AD转换芯片ADS1115的FD_C引脚连接放电电流测量电路的第六运算放大 器U15C的输出端，AD转换芯片ADS1115的CD_V引脚连接充电电流测量电路的第八运算放 大器U15A的输出端，AD转换芯片ADS1115的AD_SCL引脚、AD_SDA引脚和AD_STATE引脚分 别连接主控制器模块的输入端。
[0081] 16位高精度AD转换芯片ADS1115,执行转换速率高达每秒860个样本具有一个片 上可编程增益放大器（PGA)，能够以高分辨率来测量大信号和小信号，ADS1115还具有一个 输入多路复用器（MUX)，可提供2个差分输入或4个单端输入。本实施方式采用单端输入方 式分四路分别测量充电总电压、放电总电压、充电总电流和放电总电流，电压与电流的准确 性为航空电源电池组S0C和S0H的估算提供了精度保证。经过实验测量，电池组总电流的 测量精度达到< 3%，电池组总电压的测量精度达到< 2%。
[0082] 过压过流保护模块如图7所示，用于根据主控制器模块的控制信号，在航空电源 的整体电池组或单电池组的单体电池出现过压、过流时，控制接触器模块的通断，实现过压 过流保护。
[0083] 过压过流保护模块，包括光电耦合器U22、第一三极管Q5和第二三极管Q4,还包括 第一二极管D9和第二二极管D4。
[0084] 本实施方式中，光电耦合器U22的型号为TLP521_2，第一三极管Q5和第二三极管 Q4的型号均为TIP41C，第一二极管D9和第二二极管D4的型号为IN4148。
[0085] 光电耦合器U22的FD_D0_1引脚和FD_D0-2引脚连接主控制器模块，光电耦合器 U22的FD_1引脚连接第一三极管Q5的基极，第一三极管Q5的集电极连接第一二极管D9的 正极，第一三极管Q5的集电极与第一二极管D9的正极的连接点连接接触器模块的放电直 流接触器的FD_JK1引脚，第一三极管Q5的发射极接地，第一二极管D9的负极接+24V输入 电源，光电耦合器U22的CD_1引脚连接第二三极管Q4的基极，第二三极管Q4的集电极连 接第二二极管D4的正极，第二三极管Q4的集电极与第二二极管D4的正极的连接点连接接 触器模块的充电直流接触器的CD_JK1引脚，第二三极管Q4的发射极接地，第二二极管D4 的负极接+24V输入电源。
[0086]CAN总线如图8所示，采用型号为CTM1050T的高速CAN隔离收发器U2,用于实现主 控制器模块与上位机的通信。高速CAN隔离收发器U2的CAN_T1引脚和CAN_R引脚连接主 控制器模块，高速CAN隔离收发器U2的CAN_GND引脚接地，高速CAN隔离收发器U2的CANH 和CANL引脚通过USB-CAN收发器连接上位机。
[0087] 本实施方式中，选用两块高速CAN隔离收发器CTM1050T，一块用于正常通信，另一 块备用。
[0088] 气压采集模块，采用型号为BMP085的气压传感器，用于采集航空电源的整体电池 组的外界大气压力值，并传送至主控制器模块。气压传感器BMP085的精度高、耗能低，通过 IIC总线与主控制器模块相连，将采集的整体电池组的外界大气压力直接传送给主控制器 模块进行处理。
[0089]isoSPI转换模块如图9所示，用于实现四线制的标准SPI和两线制的标准SPI的 相互转化，实现主控制器模块与多个子板控制模块之间的通信。
[0090]isoSPI转换模块，包括isoSPI隔离式通信接口U11和以太网隔离变压器U12。
[0091] 本实施方式中，isoSPI隔离式通信接口U11的型号为LTC6820FA，功能为将四线制 的标准SPI转化为两线制的标准SPI，以太网隔离变压器U12的型号为HX1188,功能为增强 信号强度提高传输距离，使芯片端隔离防止外界干扰与信号窜扰。
[0092]isoSPI隔离式通信接口U11的iso_M0SI引脚、iso_MIS0引脚、iso_SCK引脚和 iso_/CS引脚连接主控制器模块，isoSPI隔离式通信接口U11的IP引脚和頂引脚分别连 接以太网隔离变压器U12的IP引脚和頂引脚，以太网隔离变压器U12的iso_IP和isoJM 引脚与子板控制模块的iso_IP和isoJM相连。
[0093] 子板控制模块，采用Linear公司的Linear6804_2多节电池组监视器，用于采集航 空电源的单电池组的单体电池电压值，将航空电源的单电池组的单体电池电压值和接收的 航空电源的单电池组的温度值传送至主控制器模块；根据主控制器模块控制信号对单电池 组的单体电池进行能量均衡控制。
[0094] 电池组监视器Linear6804-2可测量多达12个串接电池的电压并具有低于1. 2mV 的总测量误差，可在290ys之内完成系统中所有电池的测量，采用一种多地址配置的方式 将主控制器模块同8块子板控制模块相连，可采集共96节单体电池电压，并且可对各单体 电池进行能量均衡控制。当主控制器模块检测到子板控制模块传回的单体电池电压过高， 主控制器模块就会对子板控制模块发出放电信号，子板控制模块通过驱动芯片驱动放电 管，对相应的单体电池进行放电实现电池能量均衡。
[0095] 温度测量模块，采用型号为NTC-MF52AT的热敏电阻，用于采集航空电源的单电池 组的温度值，并传送至子板控制模块。
[0096] 接触器模块，用于控制航空电源电池与电池充电器的通断和航空电源电池与负载 的通断。
[0097] 接触器模块，包括两个直流接触器：充电直流接触器和放电直流接触器，充电直流 接触器和放电直流接触器均为型号为SZJ100A的直流接触器。
[0098] 充电直流接触器的输入端和放电直流接触器的输入端连接过压过流保护模块的 输出端，充电直流接触器的输出端连接航空电源电池的电池充电器，放电直流接触器的输 出端连接航空电源电池的负载。
[0099] 上位机，选用计算机，用于显示航空电源的整体电池组的充电总电压值、整体电池 组的放电总电压值、整体电池组的充电总电流值、整体电池组的放电总电流值、整体电池组 的外界大气压力值、各单电池组的温度值、单电池组的单体电池的电压值、航空电源电池的 SOC值和航空电源电池SOH值。
[0100] 该系统还包括电源单元如图10所示，采用型号为PV10-27B24的电压隔离转换器 U16,用于将航空电源电池的电压转换为24V电压，再由24V电压转换为主控制单元各模块 和监控子单元各模块所需电压，为主控制单元各模块和监控子单元各模块供电。电压隔离 转换器U16的+VIN引脚和-VIN引脚连接航空电源的整体电池组，电压隔离转换器U16的 +V0引脚提供+24V电压连接至主控制器模块的电源端。
[0101] 采用航空电源电池管理系统进行航空电源电池管理的方法，如图11所示，包括以 下步骤：
[0102] 步骤1 :在航空电源电池工作过程中，充放电电压测量模块实时采集航空电源的 整体电池组的充电总电压和放电总电压，充放电电流测量模块采集航空电源的整体电池组 的充电总电流和放电总电流，A/D转换模块将整体电池组的充电总电压、放电总电压、充电 总电流和放电总电流进行模数转换，并将转换的航空电源的整体电池组的充电总电压值、 放电总电压值、充电总电流值和放电总电流值传送至主控制器模块。
[0103] 步骤2:气压采集模块实时采集航空电源的整体电池组的外界大气压力值，并传 送至主控制器模块。
[0104] 步骤3 :各温度测量模块采集航空电源的各单电池组的温度值，并传送至子板控 制模块。
[0105] 步骤4 :各子板控制模块采集对应的航空电源的单电池组的单体电池电压值，将 航空电源的单电池组的单体电池电压值和航空电源的单电池组的温度值传送至主控制器 丰旲块。
[0106] 步骤5 :主控制器模块根据采集的航空电源的整体电池组的充电总电压值、整体 电池组的放电总电压值、整体电池组的充电总电流值、整体电池组的放电总电流值和单电 池组的单体电池电压值进行电压、电流检测，并发送控制信号至过压过流保护模块控制接 触器模块的通断，实现航空电源电池的过压过流保护。
[0107] 步骤5. 1 :设定单电池组的单体电池的电压上限阈值、单电池组的单体电池的电 压下限阈值、整体电池组充放电总电压上限阈值、整体电池组充放电总电压下限阈值、整体 电池组充放电总电流上限阈值和整体电池组充放电总电流下限阈值。
[0108] 本实施方式中，设定的单电池组的单体电池的电压上限阈值为4. 25V，单电池组的 单体电池的电压下限阈值为2. 5V，整体电池组充放电总电压上限阈值为411V，整体电池组 充放电总电压下限阈值为239V，整体电池组充放电总电流上限阈值为125A，整体电池组充 放电总电流下限阈值为12. 5A。
[0109] 步骤5. 2 :当单电池组的单体电池电压值大于单电池组的单体电池的电压上限阈 值或整体电池组的充电总电压值大于整体电池组充放电总电压上限阈值时，主控制器模块 发送控制信号至过压过流保护模块，控制接触器模块断开航空电源电池的电池充电器。
[0110] 步骤5. 3 :当单电池组的单体电池电压值小于单电池组的单体电池的电压下限阈 值或整体电池组的放电总电压值小于整体电池组充放电总电压下限阈值时，主控制器模块 发送控制信号至过压过流保护模块， 控制接触器模块断开航空电源电池的负载。
[0111] 步骤5. 4 :当整体电池组的充电总电流值大于整体电池组充放电总电流上限阈值 时，主控制器模块发送控制信号至过压过流保护模块，控制接触器模块断开航空电源电池 的电池充电器。
[0112] 步骤5. 5 :当整体电池组的放电总电流值小于整体电池组充放电总电流下限阈值 时，主控制器模块发送控制信号至过压过流保护模块，控制接触器模块断开航空电源电池 的负载。
[0113] 步骤6 :主控制器模块根据单电池组的单体电池的电压值计算单电池组的单体电 池的电压偏差，送控制信号至子板控制模块，子板控制模块对单电池组的单体电池进行能 量均衡控制。
[0114] 步骤6. 1 :设定单电池组的单体电池偏差上限阈值。
[0115] 本实施方式中，设定的单电池组的单体电池偏差上限阈值为0. 005V。
[0116] 步骤6.2 :当单电池组的单体电池的电压偏差大于单电池组的单体电池偏差上限 阈值时，主控制器模块发送控制信号至子板控制模块，子板控制模块对电压过大的单电池 组的单体电池进行放电。
[0117] 步骤7 :主控制器模块根据实时采集的航空电源的整体电池组的充电总电压、整 体电池组的放电总电压、整体电池组的充电总电流、整体电池组的放电总电流和整体电池 组温度值进行航空电源电池的S0C值和航空电源电池S0H值估算。
[0118] 步骤7. 1 :采用randies模型对航空电源电池进行建模，如图12所示，得到航空电 源电池randies模型。
[0119] 图12中，Uocv(SOC)为航空电源电池组的开路电压，&为航空电源电池组欧姆内 阻，札为放电环节惯性电阻，R2为放电环节惯性电阻，q为极化电容，C2为极化电容，R&、 R2C2两个RC环节为了描述航空电源电池组极化效应，L的电压为1，R2的电压SU2，充放 电总电流为I，定义时间常数、=!?&，t2=R2C2，根据图12的电路图可得S0C的函数 Uocv(SOC)公式如式（1)、式（2)和式（3)如下：
[0120] Uocv(SOC) =IRo+U^^ (1)
[0121]
[0122]
[0123] 其中，％ 为电压U丨的初值，U2为电压U2的初值，t为时间。
[0124] 对S0C的函数UQCT(S0C)公式进行0CV-S0C拟合，引入自然指数函数并用6项多项 式拟合，得到拟合的S0C的函数Ua^SOC)公式如式（4)所示：
[0125]
(4)
[0126] 其中，apai、a2. . .a6、Ivh为航空电源电池组本身特性相关的参数，根据设计实 验：首先，将航空电源电池组涓流充满，断电；其次，充分静置约3小时，记录S0C= 100%时 航空电源电池组的开路电压UaJSOC);随后，使用小电流阶段放电的方法，步进式地将航空 电源电池组的S0C调整至90%、80%、70% . . .、20%等，并在每一次调整完毕后充分静置以 获取准确的航空电源电池组的开路电压UmJSOC)，从而得到航空电源电池组的0CV-S0C曲 线，然后用最小二乘法拟合即可估计出参数. .aplvlv
[0127]忽略温度、循环次数等因素的影响，进行混合脉冲功率试验（HPPC)，即对航空电源 电池组以恒流放电l〇s，静置40s，恒流充电10s，静置40s，记录航空电源电池组电流和端电 压，根据参数辨识计算得到航空电源电池randies模型中的航空电源电池组内阻&、放电环 节惯性电阻&、放电环节惯性电阻R2、极化电容Q、极化电容C2、&的电压Ui、R2的电压U2和 充放电总电流I。
[0128] 在考虑航空电源电池组温度和放电倍率对航空电源电池模型的影响，对拟合的 S0C的函数UQCT(S0C)公式（4)进行修正，得到修正的S0C的函数UQCT(S0C)公式如式（5)所 示：
[0129]
(5)
[0130] 其中，Cl、c2、c3、屯、d2、d3为航空电源电池组实验曲线标定参数，T为整体电池组温 度值，C为航空电源电池组当前放电倍率。
[0131] 步骤7.2 :将采集的整体电池组的充电总电压或放电总电压作为充放电总电压， 将整体电池组的充电总电流或放电总电流作为充放电总电流，将单电池组的单体电池温度 值的平均值作为整体电池组的温度值。
[0132] 本实施方式中，当航空电源电池在充电过程中将整体电池组的充电总电流作为充 放电总电流，将整体电池组的充电总电压作为充放电总电压，当航空电源电池在放电过程 中将整体电池组的放电总电流作为充放电总电流，将整体电池组的放电总电压作为充放电 总电压。
[0133] 步骤7. 3 :根据航空电源电池的randies模型，采用扩展卡尔曼滤波的方法，利用 实时采集的航空电源的整体电池组的充放电总电压、整体电池组的充放电总电流和整体电 池组的温度值估算出航空电源电池的S0C值和航空电源电池的S0H值。
[0134] 根据航空电源电池的randies模型采用扩展卡尔曼滤波的方法估算航空电源电 池的S0C值和S0H值方法如下：
[0135] 设采样时间为At，航空电源电池组总电量为％，则航空电源电池的S0C与充放电 总电流I、航空电源电池组电量Q之间的关系如式（6)所示：
[0136]
(6)
[0137] 其中，k为采样序列的序号，建立航空电源电池组状态方程如式（7)和式（8)所 示：
[0138]
[0139] UL (k) =Uovc(SOC(k)) +1 (k)Ro+Ui(k) +U2 (k) +u(k) (8)
[0140] 其中，队为充放电总电压、《 (k)为估算SOC时的驱动噪声，u(k)为估算SOC时 的量测噪声。
[0141] 设定系统状态变量为X(k) = [SOC(k)，Ui(k)，U2(k)]T，输入信号U(k) =I(k)，量 CN 104882931 A IXm -fJ 12/12页 测输出为Z(k)=队(k)，矩阵
3其中，n为充 放电倍率。[0142] 则系统量测-状态转换矩阵C(k)的计算方法如式（9)所示：
[0143] (9)
[0144] 采用上述参数，按照EKF的递推公式进行迭代，即可实时对航空电源电池的S0C值 进行估计。
[0145] 将航空电源电池组内阻IU乍为系统状态，得到航空电源电池组内阻的状态方程如 式（10)和式（11)所示：
[0146]R0k+1=R0k+rk (10)
[0147] UL (k) =Uocv(SOC(k)) +1 (k)Ro+Ui(k) +U2 (k)+n(k) (11)
[0148] 其中，rk为估算SOH时的驱动噪声，n(k)为估算SOH时的量测噪声。
[0149] 根据航空电源电池组内阻&估算出航空电源电池的SOH值，如式（12)所示：
[0150]
[0151] 其中，REa为航空电源电池组寿命终结时的电池内阻，Rn6W为航空电源电池组出厂 时的初始内阻。
[0152] 步骤8:上位机显示航空电源的整体电池组的充电总电压值、整体电池组的放电 总电压值、整体电池组的充电总电流值、整体电池组的放电总电流值、整体电池组的外界大 气压力值、各单电池组的温度值、单电池组的单体电池的电压值、航空电源电池的S0C值和 航空电源电池的S0H值。
【主权项】
1. 一种航空电源电池管理系统，其特征在于，包括主控制单元、监控子单元和上位机； 所述的主控制单元，包括主控制器模块、充放电电压测量模块、充放电电流测量模块、 过压过流保护模块、A/D转换模块、接触器模块、气压采集模块和isoSPI转换模块； 所述的监控子单元有多个，各监控子单元均包括子板控制模块和温度测量模块； 所述的充放电电压测量模块的输入端连接航空电源的整体电池组两端，充放电电流测 量模块的输入端连接航空电源的整体电池组的负载，充放电电压测量模块的输出端和充放 电电流测量模块的输出端连接A/D转换模块的输入端，A/D转换模块的输出端通过IIC总 线连接主控制器模块的第一输入端；所述的气压采集模块的输出端通过IIC总线连接主控 制器模块的第二输入端；所述的主控制器模块的第一输出端连接过压过流保护模块的输 入端，过压过流保护模块的输出端连接接触器模块的输入端，接触器模块的输出端连接航 空电源的整体电池组；所述的主控制器模块通过CAN总线连接上位机；所述的各温度测量 模块的输出端分别连接对应的子板控制模块的第一输入端，各子板控制模块的第二输入端 连接对应的单电池组两端；所述的各子板控制模块通过SPI总线连接isoSPI转换模块， isoSPI转换模块通过SPI总线连接主控制器模块。2. 根据权利要求1所述的航空电源电池管理系统，其特征在于，该系统还包括电源单 元，电源单元的输入端连接航空电源的整体电池组，电源单元的输出端连接主控制器模块 的电源端； 所述的电源单元，采用电压隔离转换器，用于将航空电源电池的电压转换为主控制单 元各模块和监控子单元各模块所需电压，为主控制单元各模块和监控子单元各模块供电。3. 根据权利要求1所述的航空电源电池管理系统，其特征在于，所述的主控制器模块， 采用单片机，用于根据采集的航空电源的整体电池组的充电总电压值、整体电池组的放电 总电压值、整体电池组的充电总电流值、整体电池组的放电总电流值和单电池组的单体电 池电压值进行电压、电流检测，并发送控制信号至过压过流保护模块；根据单电池组的单体 电池的电压值计算单电池组的单体电池的电压偏差，并发送控制信号至子板控制模块；根 据实时采集的航空电源的整体电池组的充电总电压、整体电池组的放电总电压、整体电池 组的充电总电流、整体电池组的放电总电流和整体电池组温度值进行航空电源电池的SOC 值和航空电源电池SOH值估算；将航空电源的整体电池组的充电总电压值、整体电池组的 放电总电压值、整体 电池组的充电总电流值、整体电池组的放电总电流值、整体电池组的外 界大气压力值、各单电池组的温度值、单电池组的单体电池的电压值、航空电源的SOC值和 航空电源电池SOH值发送至上位机； 所述的充放电电压测量模块，用于采集航空电源的整体电池组的充电总电压和整体电 池组的放电总电压，并传送至A/D转换模块； 所述的充放电电流测量模块，用于采集航空电源的整体电池组的充电总电流和整体电 池组的放电总电流，并传送至A/D转换模块； 所述的A/D转换模块，采用A/D转换器，用于将采集的航空电源的整体电池组的充电总 电压、放电总电压、充电总电流和放电总电流进行模数转换，并将转换的航空电源的整体电 池组的充电总电压值、放电总电压值、充电总电流值和放电总电流值通过IIC总线传送至 主控制器模块； 所述的过压过流保护模块，用于根据主控制器模块的控制信号，在航空电源的整体电 池组或单电池组的单体电池出现过压、过流时，控制接触器模块的通断，实现过压过流保 护； 所述的气压采集模块，采用气压传感器，用于采集航空电源的整体电池组的外界大气 压力值，并传送至主控制器模块； 所述的isoSPI转换模块，用于实现四线制的标准SPI和两线制的标准SPI的相互转 化，实现主控制器模块与多个子板控制模块之间的通信； 所述的子板控制模块，采用电池组监视器，用于采集航空电源的单电池组的单体电池 电压值，将航空电源的单电池组的单体电池电压值和航空电源的单电池组的温度值传送至 主控制器模块；根据主控制器模块控制信号对单电池组的单体电池进行能量均衡控制； 所述的温度测量模块，采用热敏电阻，用于采集航空电源的单电池组的温度值，并传送 至子板控制模块； 所述的接触器模块，用于控制航空电源电池与电池充电器的通断和航空电源电池与负 载的通断； 所述的上位机，用于显示航空电源的整体电池组的充电总电压值、整体电池组的放电 总电压值、整体电池组的充电总电流值、整体电池组的放电总电流值、整体电池组的外界大 气压力值、各单电池组的温度值、单电池组的单体电池的电压值、航空电源电池的SOC值和 航空电源电池SOH值。4. 根据权利要求1所述的航空电源电池管理系统，其特征在于，所述的充放电电压测 量模块，包括放电电压测量电路和充电电压测量电路； 所述的放电电压测量电路包括第一运算放大器、第一隔离器和第二运算放大器；所述 的第一运算放大器的输入端连接航空电源的整体电池组两端，第一运算放大器的输出端连 接第一隔离器的输入端，第一隔离器的输出端连接第二运算放大器的输入端，第二运算放 大器的输出端连接A/D转换模块的输入端； 所述的充电电压测量电路包括第三运算放大器、第二隔离器和第四运算放大器；所述 的第三运算放大器的输入端连接航空电源的整体电池组两端，第三运算放大器的输出端连 接第二隔离器的输入端，第二隔离器的输出端连接第四运算放大器的输入端，第四运算放 大器的输出端连接A/D转换模块的输入端。5. 根据权利要求1所述的航空电源电池管理系统，其特征在于，所述的充放电电流测 量模块，包括放电电流测量电路和充电电流测量电路； 所述的放电电流测量电路包括第五运算放大器和第六运算放大器；所述的第五运算放 大器的输入端连接航空电源的整体电池组负载，第五运算放大器的输出端连接第六运算放 大器的输入端，第六运算放大器的输出端连接A/D转换模块的输入端； 所述的充电电流测量电路包括第七运算放大器和第八运算放大器；所述的第七运算放 大器的输入端连接航空电源的整体电池组负载，第七运算放大器的输出端连接第八运算放 大器的输入端，第八运算放大器的输出端连接A/D转换模块的输入端。6. 根据权利要求1所述的航空电源电池管理系统，其特征在于，所述的isoSPI转换模 块，包括isoSPI隔离式通信接口和以太网隔离变压器； 所述的isoSPI隔离式通信接口的输入端通过SPI总线连接主控制器模块，isoSPI隔 离式通信接口的输出端连接隔离变压器的输入端，隔离变压器的输出端通过SPI总线连接 各个子板控制模块。7. 根据权利要求1所述的航空电源电池管理系统，其特征在于，所述的过压过流保护 模块，包括光电耦合器、第一三极管和第二三极管； 所述的光电耦合器的输入端连接主控制器模块的第一输出端，光电耦合器的第一输出 端连接第一三极管的输入端，光电耦合器的第二输出端连接第二三级管的输入端；第一三 极管的输出端和第二三极管的输出端分别连接接触器模块的输入端。8. 根据权利要求1所述的航空电源电池管理系统，其特征在于，所述的接触器模块，包 括两个直流接触器：充电直流接触器和放电直流接触器； 所述的充电直流接触器的输入端和放电直流接触器的输入端连接过压过流保护模块 的输出端，充电直流接触器的输出端连接航空电源电池的电池充电器，放电直流接触器的 输出端连接航空电源电池的负载。9. 采用权利要求1所述的航空电源电池管理系统进行航空电源电池管理的方法，其特 征在于，包括以下步骤： 步骤1 :在航空电源电池工作过程中，充放电电压测量模块实时采集航空电源的整体 电池组的充电总电压和放电总电压，充放电电流测量模块采集航空电源的整体电池组的充 电总电流和放电总电流，A/D转换模块将整体电池组的充电总电压、放电总电压、充电总电 流和放电总电流进行模数转换，并将转换的航空电源的整体电池组的充电总电压值、放电 总电压值、充电总电流值和放电总电流值传送至主控制器模块； 步骤2 :气压采集模块实时采集航空电源的整体电池组的外界大气压力值，并传送至 主控制器模块； 步骤3 :各温度测量模块采集航空电源的各单电池组的温度值，并传送至子板控制模 块； 步骤4:各子板控制模块采集对应的航空电源的单电池组的单体电池电压值，将航空 电源的单电池组的单体电池电压值和航空电源的单电池组的温度值传送至主控制器模 块； 步骤5 :主控制器模块根据采集的航空电源的整体电池组的充电总电压值、整体电池 组的放电总电压值、整体电池组的充电总电流值、整体电池组的放电总电流值和单电池组 的单体电池电压值进行电压、电流检测，并发送控制信号至过压过流保护模块控制接触器 模块的通断，实现航空电源电池的过压过流保护； 步骤5. 1 :设定单电池组的单体电池的电压上限阈值、单电池组的单体电池的电压下 限阈值、整体电池组充放电总电压上限阈值、整体电池组充放电总电压下限阈值、整体电池 组充放电总电流上限阈值和整体电池组充放电总电流下限阈值； 步骤5. 2 :当单电池组的单体电池电压值大于单电池组的单体电池的电压上限阈值或 整体电池组的充电总电压值大于整体电池组充放电总电压上限阈值时，主控制器模块发送 控制信号至过压过流保护模块，控制接触器模块断开航空电源电池的电池充电器； 步骤5. 3 :当单电池组的单体电池电压值小于单电池组的单体电池的电压下限阈值或 整体电池组的放电总电压值小于整体电池组充放电总电压下限阈值时，主控制器模块发送 控制信号至过压过流保护模块，控制接触器模块断开航空电源电池的负载； 步骤5. 4 :当整体电池组的充电总电流值大于整体电池组充放电总电流上限阈值时， 主控制器模块发送控制信号至过压过流保护模块，控制接触器模块断开航空电源电池的电 池充电器； 步骤5. 5 :当整体电池组的放电总电流值小于整体电池组充放电总电流下限阈值时， 主控制器模块发送控制信号至过压过流保护模块，控制接触器模块断开航空电源电池的负 载； 步骤6 :主控制器模块根据单电池组的单体电池的电压值计算单电池组的单体电池的 电压偏差，送控制信号至子板控制模块，子板控制模块对单电池组的单体电池进行能量均 衡控制； 步骤6. 1 :设定单电池组的单体电池偏差上限阈值； 步骤6.2 :当单电池组的单体电池的电压偏差大于单电池组的单体电池偏差上限阈值 时，主控制器模块发送控制信号至子板控制模块，子板控制模块对电压过大的单电池组的 单体电池进行放电； 步骤7 :主控制器模块根据实时采集的航空电源的整体电池组的充电总电压、整体电 池组的放电总电压、整体电池组的充电总电流、整体电池组的放电总电流和整体电池组温 度值进行航空电源电池的SOC值和航空电源电池SOH值估算； 步骤7. 1 :采用randies模型对航空电源电池进行建模，得到航空电源电池randies模 型； 步骤7. 2 :将采集的整体电池组的充电总电压或放电总电压作为充放电总电压，将整 体电池组的充电总电流或放电总电流作为充放电总电流，将单电池组的单体电池温度值的 平均值作为整体电池组的温度值； 步骤7. 3 :根据航空电源电池的randies模型，采用扩展卡尔曼滤波的方法，利用实时 采集的航空电源的整体电池组的充放电总电压、整体电池组的充放电总电流和整体电池组 的温度值估算出航空电源电池的SOC值和航空电源电池的SOH值； 步骤8 :上位机显示航空电源的整体电池组的充电总电压值、整体电池组的放电总电 压值、整体电池组的充电总电流值、整体电池组的放电总电流值、整体电池组的外界大气压 力值、各单电池组的温度值、单电池组的单体电池的电压值、航空电源电池的SOC值和航空 电源电池的SOH值。
【专利摘要】航空电源电池管理系统及其方法，该系统包括主控制单元、监控子单元和上位机；主控制单元，包括主控制器模块、充放电电压测量模块、充放电电流测量模块、过压过流保护模块、A/D转换模块、接触器模块、气压采集模块和isoSPI转换模块；监控子单元有多个，监控子单元包括子板控制模块和温度测量模块；充放电电压测量模块采集充放电总电压，充放电电流测量模块采集充放电总电流，气压采集模块实时采集外界大气压力值，各温度测量模块各单电池组的温度值，各子板控制模块采集对应的单电池组的单体电池电压值，控制器模块根据采集信号实现过压过流保护，并估算航空电源电池的SOC值和SOH值，子板控制模块对单体电池进行能量均衡控制。
【IPC分类】H02H7/18, H02J7/00, G01R31/36
【公开号】CN104882931
【申请号】CN201510278056
【发明人】孙延鹏, 鲍喜荣, 张石, 闫鑫, 杜奕兴, 吴庆源
【申请人】沈阳航空航天大学, 东北大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月27日