CN113422422A - 一种卫星能源*** - Google Patents
一种卫星能源*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN113422422A CN113422422A CN202110978476.2A CN202110978476A CN113422422A CN 113422422 A CN113422422 A CN 113422422A CN 202110978476 A CN202110978476 A CN 202110978476A CN 113422422 A CN113422422 A CN 113422422A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solar cell
- energy
- cell array
- satellite
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 110
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 49
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 76
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 40
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 24
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 19
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 8
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 6
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 12
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 11
- 238000011161 development Methods 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010001267 Protein Subunits Proteins 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/00047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with provisions for charging different types of batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
- H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
- H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种卫星能源***，其包括用于产生电能的若干产能单元，用于储存及释放电能的若干储能单元，用于对若干产能单元和/或储能单元进行异常故障监测的诊断单元，其中，产能单元包括太阳电池阵和太阳电池管理模块，储能单元包括蓄电池组和蓄电池管理模块，诊断单元能够通过分压电路监测每个产能单元对应的太阳电池阵以获取电路输出电压和/或温度的监测数据，以此在任一监测数据出现异常时诊断单元能够确定出现异常的太阳电池阵所属的产能单元位置，其中，诊断单元能够根据异常数据和标准数据之间的差值与预设阈值之间的关系，驱动太阳电池管理模块进行异常调节或驱动冗余设置的产能单元进行故障替换。
Description
技术领域
本发明涉及航天器电源***技术领域，尤其涉及一种卫星能源***。
背景技术
卫星是指在围绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天然天体，人造卫星一般亦可称为卫星。人造卫星以太空飞行载具如火箭、航天飞机等发射到太空中，像天然卫星一样环绕地球或其它行星的装置。目前卫星以很强的快速响应能力，越来越受到各国的重视。
随着商业航天的发展，对商业卫星提出了更严苛的要求，商业卫星的核心诉求就是：研制成本低、研制周期短，即商业航天的业务模式决定卫星需要从单个定制转向产品化，从而要求商业卫星的设计和研制具有良好的适应性和可扩展性。卫星能源***作为卫星***的一大组成部分，其要求同样如此，高效性、普适性、低成本是商业卫星能源***的设计核心。
CN107579587 B公开了一种适用于LEO卫星的能源***及其控制方法，包含太阳电池阵、MPPT电路单元、蓄电池组、电容阵、卫星平台负载和遥测遥控单元；其中，MPPT电路单元采用三个并联的DC-DC转换模块对太阳电池阵按照三冗余热备份方式进行峰值功率跟踪，MPPT电路单元采用多数表决控制电路进行闭环控制，每一个控制电路根据太阳电池阵模块的输出电压信号和输出电流信号以及蓄电池组的电压信号和电流信号，生成驱动信号对与其对应的MPPT电路进行闭环控制，以实现对太阳电池阵模块的最大功率跟踪以及对蓄电池组的充电管理。该发明的太阳电池阵利用率高、可靠性高、***开销小。
CN111181238 A公开了一种卫星的DET电源***，用于提高卫星初期DET电源***的太阳电池阵的输出功率。电源***包括太阳电池阵、电源控制与配电单元以及蓄电池组，电源控制与配电单元包括有S3R分流调节器、MEA以及基准电压模块；太阳电池阵用于将获取到的太阳能转化为电能；S3R分流调节器用于根据差分信号进行分流分流控制；MEA用于根据基准电压以及S3R分流调节器控制得到的母线电压两者之间的差值进行放大以及积分，得到差分信号并向S3R分流控制器输出；基准电压模块用于生成基准电压；蓄电池组连接母线，用于根据分流控制进行充、放电；基准电压模块具体用于生成不同的目标基准电压，S3R分流控制器具体用于根据目标差分信号控制得到不同的目标母线电压。
现有技术中公开的能源***都是定制型，每个卫星一种设计，研制周期较长，研制成本较高，且设计研制完成后其适应性、可扩展性较差，所以不适应多种商业卫星需求，也不便于进行批量化生产。同时，由于不科学的单元模块划分方式，使得卫星能源装置不能很好地完成异常故障监测及处理，既可能影响卫星上负载的正常工作，也可能大大增加了维护处理成本。
此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种卫星能源***。
本发明公开了一种卫星能源***，其包括用于产生电能的若干产能单元，用于储存及释放电能的若干储能单元，用于对若干产能单元和/或储能单元进行异常故障监测的诊断单元。产能单元包括太阳电池阵和太阳电池管理模块，诊断单元能够通过分压电路监测每个产能单元对应的太阳电池阵的电路输出电压和温度，并将转换后的监测数据传输至数据处理机构以获取各个太阳电池阵对应的电路输出电压和温度，并判断出数据异常的太阳电池阵所属的产能单元。诊断单元能够根据异常数据和标准数据之间的差值与预设阈值之间的关系，驱动太阳电池管理模块进行异常调节或驱动冗余设置的产能单元进行故障替换。分压电路可通过串联电阻进行分压，在获取太阳电池阵电路输出电压和温度的同时，还可以将太阳电池阵输出的较高压转换成与传输模块接口相匹配的低压。在各产能单元设计时，太阳电池诊断模块可先将与太阳电池阵数量相对应的负温度系数热敏电阻贴于对应的太阳电池阵背面，并将热敏电阻两端的正、负引线通过电连接器接入传输机构以监测太阳电池阵的电路工作温度；再将太阳电池阵的两端分别通过正、负引线接入传输机构以监测太阳电池阵的电路输出电压；然后传输机构将采集的电压和温度信号转换为总线信号，通过电连接器将转换后的总线信号输出至驱动机构滑环；最后总线信号通过驱动机构滑环传输至数据处理机构转换为模拟信号，经过数传最终得到太阳电池阵的电路输出电压和太阳电池阵的温度数值，并在太阳电池阵的电路输出电压和太阳电池阵的温度数值出现异常时发出警告。诊断单元还可与传感器连接，以通过传感器判断是否为展开机构故障和/或对日定向驱动机构故障等机械故障引起的太阳电池阵异常，并可驱动展开机构和/或对日定向驱动机构进行二次运行，以判断并解决故障问题。储能单元包括蓄电池组和蓄电池管理模块。蓄电池组由若干蓄电池单体以串联和/或并联的方式连接而成。诊断单元设置的蓄电池诊断模块根据蓄电池单体的组成材质而选择不同的监测参数。
该技术方案的优点在于：在卫星能源***的产能构架中设置有若干产能单元，以使得卫星能源***的产能任务将由若干产能单元共同完成。相比于常规设置的卫星能源***的产能构架中将所有太阳电池定义为一个功能模块，而将所有太阳能电池的输入控制管理定义为另外一个功能模块的固有架构设计思维，本发明的产能构架可由若干采用标准模块化的产能单元构成，每个产能单元都可包括太阳电池阵和对应的太阳电池管理模块，太阳电池管理模块可直接控制调节对应的太阳电池阵输出电压，以实现分单元的独立控制，从而在简化卫星能源***的产能构架的同时还可因独立控制而提升卫星能源***的可靠性。此外，产能单元采用标准模块化设置能够更便于设置冗余产能单元，由于冗余产能单元可与产能单元采用相同或相似的结构设计，以使得冗余产能单元能够在任一产能单元出现故障时进行替换，从而保证卫星能源***的正常供电。在卫星能源***中还可设置有至少能够对若干产能单元进行异常故障监测的诊断单元，由于产能构架由若干产能单元构成，诊断单元能够针对于每个产能单元进行分别监测，以获取产能单元的监测值，当监测值中出现异常值时即可判断出异常或故障的产能单元对应的点位，并可根据异常值与正常值之间的差值来完成不同的异常调节或故障隔离。当差值小于设定阈值时可通过异常太阳电池阵对应的太阳电池管理模块进行调节；当差值大于设定阈值时可通过冗余产能单元对异常产能太阳电池阵对应的产能单元进行替换。此外，诊断单元还可通过传感器来判断是否为机械故障而引起的电路异常，以此来判断和确定解决方法，从而保证卫星能源***的正常运行。在卫星能源***的产能构架中设置有若干储能单元，以使得卫星能源***的储能释放任务将由若干储能单元共同完成。诊断单元也可根据蓄电池单体的材质而选择不同的监测参数，从而能够对不同类型的蓄电池组都可以进行更加准确地监测。卫星能源***的产能架构和储能架构各自由对应的标准模块化的产能单元和储能单元构成，使得仅通过调节参数或改变排列方式、数量就可灵活地满足不同卫星的产能、储能需求，使得卫星能源***更具适应性和可扩展性，也更便于实现批量化生产，大幅度降低成本的同时也缩短了研制周期。
诊断单元通过太阳电池诊断模块对各产能单元进行异常故障监测。太阳电池诊断模块至少能够在第一光照期、第二光照期和地影期中任意两者的交替点时刻处于工作状态。蓄电池诊断模块能够在监测到异常值时驱动蓄电池管理模块进行异常调节或驱动额外设置的冗余储能单元进行故障替换。蓄电池诊断模块至少能够在第一光照期、第二光照期和地影期中任意两者的交替点时刻处于工作状态。根据太阳、地球、卫星三者之间的相对位置关系和卫星能源***中的电能供需关系，可将卫星环绕运行过程至少分为第一光照期、第二光照期和地影期，其中，第一光照期为可接收到太阳能的各产能单元所转换的电能能够满足卫星上负载的需求；第二光照期为可接收到太阳能的各产能单元提供的电能不能满足卫星上负载的需求，可由蓄电池组释放储存的电能进行补充；地影期为各产能单元无法接受到太阳能，以使得负载的需求全由蓄电池组释放电能得以满足。
该技术方案的优点在于：卫星在环绕运行过程中，可在第一光照期、第二光照期和地影期之间进行不断轮替，以使得太阳电池阵不断在工作状态和非工作状态之间切换，蓄电池组不断在充电状态、放电状态和非工作状态之间切换，由于运行状态的不断切换可能导致太阳电池阵和/或蓄电池组更易发生故障，因此至少在第一光照期、第二光照期和地影期中的任意两者轮替时是诊断单元处于工作状态以使得对太阳电池阵和/或蓄电池组状态切换时的运行情况进行重点监控，从而避免运行状态的切换而引起的故障。进一步地，太阳电池阵的状态切换多发生于第二光照期和地影期的交替时刻，其中，不同产能单元对应的太阳电池阵由于设置在不同位置，在交替时刻存在部分太阳电池阵能够接收到太阳能且另一部分太阳电池阵无法接收到太阳能，使得各太阳电池阵运行状态的切换存在先后顺序，以便于诊断单元对各太阳电池阵依次完成监控，从而避免数据冲突和干扰；蓄电池组的状态切换多发生于第一光照期和第二光照期的交替时刻，其中，在交替时刻往往不需要所有蓄电池组均处于工作状态，使得各蓄电池组运行状态的切换存在先后顺序，以便于诊断单元对各蓄电池组依次完成监控，从而避免数据冲突和干扰。
太阳电池诊断模块设置有传输机构，传输机构能够通过导线与对应的各太阳电池阵和/或贴附于太阳电池阵一侧的热敏电阻连接，以采集太阳电池阵的电路输出电压和温度。传输机构采集的任一太阳电池阵的电路输出电压能够作为第一电压与对应的卫星内部电路的第二电压进行对比，以准确定位出在产能单元中异常或故障发生的具体点位。传输机构采集的任一太阳电池阵的温度作为第一温度，并将第一温度在至少两个维度上进行对比，以判断对应产能单元的异常或故障情况。第一电压为位于卫星主体外部的太阳电池阵电路上的电压，第二电压为位于卫星主体内部的与太阳电池阵电路相连的内部链路上的电压。第一温度为通过贴于太阳电池阵上的热敏电阻测得的对应太阳电池阵的温度，用于第一温度进行对比的至少两个维度可包括同一太阳电池阵在轨运行过程中的历史第一温度和不同太阳电池阵在同一时刻或相邻时刻下的第一温度。
该技术方案的优点在于：在产能单元正常运行过程中，由于电路输出回路阻抗较小，使得同一太阳电池阵的第一电压和第二电压差值较小。当第一电压和/或第二电压数值异常时，可根据异常数值及其所处位于判断异常故障点位。同时，由于太阳电池阵发电的热特性，借助于温度与电压之间的相对关系，通过电压与温度的共同诊断，以获得更准确的异常故障诊断结果。由于供电架构有若干产能单元构成，使得数值出现异常时可快速判断出异常产能单元的所处位置。
蓄电池管理模块能够在对应蓄电池组出现数据异常时，通过旁路调节实现蓄电池组内各蓄电池单体的均衡均流。旁路调节可以通过在蓄电池单体旁路并联调节电路，以通过调节电路对任一蓄电池组进行补充充电或补充放电，以使得在蓄电池组内的各蓄电池单体电量均衡。优选地，调节电路可包括调节开关和调节电阻。蓄电池管理模块包括充电控制调节器和放电控制调节器以控制蓄电池组的充/放电。充电控制调节器和放电控制调节器至少能够在第一光照期和第二光照期之间的交替点时刻完成启闭状态的切换。充电控制调节器通过充电控制部件连接于太阳电池管理模块，以使得至少在第一光照期时，充电控制部件能够在监测到对应的蓄电池组处于充满状态时切断充电控制调节器的连通，并驱动太阳电池管理模块消耗掉来自太阳电池阵转换的多余电能。
该技术方案的优点在于：卫星能源***的储能构架有若干储能单元构成，储能单元包括蓄电池组和对应的蓄电池管理模块。蓄电池管理模块能够针对性控制对应的蓄电池组的充/放电，并保证蓄电池组中各蓄电池单体的均衡均流，以提高蓄电池组的工作效率，延长蓄电池组的工作寿命。蓄电池管理模块设置有充电控制调节器和放电控制调节器，以实现对应蓄电池组在充/放电过程中的调节，完成独立地分单元控制。
附图说明
图1是卫星能源***的结构示意图；
图2是太阳电池阵在一种优选实施例中的示意图。
附图标记列表
100：产能单元 101：冗余产能单元
110：太阳电池阵 110a：第一太阳电池阵
110b：第二太阳电池阵 110c：第三太阳电池阵
120：太阳电池管理模块 200：储能单元
201：冗余储能单元 210：蓄电池组
220：蓄电池管理模块 221：充电控制调节器
222：放电控制调节器 300：诊断单元
310：太阳电池诊断模块 320：蓄电池诊断模块。
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
如图1所示为卫星能源***的结构示意图。
本发明公开了一种卫星能源***，其包括至少一个产能单元100和至少一个储能单元200，其中，产能单元100包括太阳电池阵110和太阳电池管理模块120，储能单元200包括蓄电池组210和蓄电池管理模块220。卫星能源***能够与设置于卫星上的负载连接，以使得卫星能源***能够通过产能单元100和/或储能单元200为负载提供电能。
根据一种优选实施例，每个产能单元100都可设置有能够将太阳能转换为电能的太阳电池阵110，以通过太阳电池阵110将转换而成的电能提供给卫星上的各用电设备，从而保证卫星的正常工作。太阳电池阵110可由若干太阳电池单体根据产能需求以串联和/或并联的方式组合而成，其中，太阳电池单体可通过叠瓦式或平铺式组成太阳电池阵110，并将太阳电池阵110敷设于结构基板上。可选地，太阳电池阵110的太阳电池单体可选择转换效率为12%~12.5%的常规硅电池、转换效率为16.7%的低阻背场的绒面硅电池、转换效率约为19%的大面积单结GaAs/Ge电池及转换效率可达28.5%的三结GaInP2/GaAs/Ge电池等。由于太阳电池单体的转换效率能够衡量太阳电池的功率输出水平，因此转换效率越高，电池的性能越好。优选地，太阳电池阵110的太阳电池单体采用转换效率更高的三结GaInP2/GaAs/Ge电池。太阳电池阵110安装在结构基板上并能够通过压紧锁紧机构和释放展开机构分别实现太阳电池阵110在卫星上的缩紧与释放。当太阳电池阵110处于非工作状态时，压紧锁紧机构可以将太阳电池阵110以多层折叠的方式可拆卸地固定在卫星上；当太阳电池阵110由非工作状态切换为工作状态，释放展开机构可以将处于折叠状态的太阳电池阵110解除锁紧以达到展开状态。
根据一种优选实施例，能够将太阳能转换为电能的太阳电池阵110可以与对应的太阳电池管理模块120连接，以使得太阳电池管理模块120能够对与其连接的太阳电池阵110所输出的电能进行控制调节。太阳电池管理模块120可包括串联开关调节器和峰值功率***，其中，串联开关调节器可设置有MPPT电路，峰值功率***可设置有控制电路，控制电路能够对MPPT电路实现闭环控制。MPPT电路一端与太阳电池阵110连接，另一端与一次母线连接，以使得太阳电池阵110经过调节后的输出电能能够经一次母线传输至下游，其中，MPPT电路包含若干并联连接的DC-DC转换部件，任一DC-DC转换部件是其它DC-DC转换部件的热备份。可选地，DC-DC转换模块可采用升压变换器、降压变换器或者升降压变换器。控制电路包括驱动控制部件，其中，驱动控制部件可与若干并联连接的监测控制部件连接，以通过监测控制部件对与其连接的太阳电池阵110的输出电压信号和输出电流信号进行采集而获得MPPT控制信号，并将MPPT控制信号传输至驱动控制模块，从而使得接收到MPPT控制信号的驱动控制模块能够根据太阳电池阵110的输出电量对MPPT电路进行调节，以输出适宜的电量至一次母线。
根据一种优选实施例，在卫星的负载上并联有若干储能单元200，以通过储能单元200实现电能的储存与释放，其中，储能单元200可包括蓄电池组210和蓄电池管理模块220。进一步地，卫星在绕地球的环绕运行过程中，由于太阳、地球和卫星三者的相对位置时刻都在发生变化，卫星的运行过程可至少分为能够接收到太阳光的光照期和不能接收到太阳光的地影期，以使得产能单元100的太阳电池阵110不能时刻为负载提供电能，从而需要储能单元200的蓄电池组210将产能单元100提供的多余电能暂时性地储存并在产能单元100无法满足负载需求时将储存的电能释放。进一步地，根据太阳、地球和卫星三者相对位置关系而确定卫星上太阳电池阵110是否能够接收到太阳能，可将卫星运行过程分为光照期和地影期，其中，再根据卫星上太阳电池阵110接收到太阳能的量与负载所需求的量之间的关系，可将光照期分为第一光照期和第二光照期。卫星在处于第一光照期时，太阳电池阵110可接收到足量的太阳能并将其转换为能够满足负载消耗的电能，同时多余的电能可根据蓄电池组210的剩余电量情况选择性地为蓄电池组210进行充电或由太阳电池管理模块120所消耗，此时蓄电池组210处于充电状态或非工作状态；卫星在处于第二光照期时，太阳电池阵110所转换的电能不能满足负载的消耗，缺少的电能可由蓄电池组210将于第一光照期储存的电能释放而得以补足，此时蓄电池组210处于放电状态；卫星在处于地影期时，太阳电池阵110不能接收到太阳能而无法提供电能，以使得负载的电能需求只能通过蓄电池组210将储存的电能释放来满足，此时蓄电池组210处于放电状态。蓄电池组210可由若干蓄电池单体根据储能需求以串联和/或并联的方式组合而成，以通过不同的连接方式获得不同电压不同容量的蓄电池组210，从而满足设计的储能需求。可选地，蓄电池组210的蓄电池单体类型可选择镉镍蓄电池或氢镍蓄电池或锂离子蓄电池等。
根据一种优选实施例，蓄电池组210与一次母线之间能够设置有蓄电池管理模块220，以通过蓄电池管理模块220实现对蓄电池充/放电进行控制，其中，蓄电池管理模块220可包括充电控制调节器221和放电控制调节器222。当卫星处于第一光照期时，蓄电池组210处于充电状态，充电控制调节器221启动以保证蓄电池组210充满时切断充电电流，以防止蓄电池组210的过充。进一步地，蓄电池组210还可通过若干并联的充电控制部件连接于驱动控制部件，以通过充电控制部件对与其连接的蓄电池组210的电压信号和电流信号进行采集来获取充电控制信号，并将充电控制信号传输至驱动控制部件，从而使得接收到充电控制信号的驱动控制模块能够根据蓄电池组210的电量而对MPPT电路进行调节，以使得输出至一次母线的电量能够满足负载的消耗需求及蓄电池组210的充电需求的同时，剩余的电量能够由MPPT电路自行消耗以避免过多的电能传输至一次母线中。当卫星处于第二光照期和地影期时，蓄电池组210处于放电阶段，放电控制调节器222启动以防止蓄电池组210的过放。蓄电池组210管理模块中可通过并联的热备份方式设置至少一个放电调节器以降压、升压和/或降升压的放电调节方式对输出电能进行调节，以实现放电控制调节器222的均流控制。
根据一种优选实施例，卫星能源***由若干并联而成的产能单元100和若干并联而成的储能单元200连接而成，以通过多个产能单元100/储能单元200的组合达到预期的产能/储能能力。可选地，各产能单元100之间或各储能单元200之间可设置为相同或不同的性能参数。优选地，设置为相同的产能单元100和相同的储能单元200更有利于管理模块的调控，也便于进行批量化生产。以产能单元100为例，当各产能单元100中构成太阳电池阵110的太阳电池单体数量、连接方式和/或材料等影响因素不同时，就可引起各太阳电池阵110转换电能的量存在差异，但由于在太阳电池阵110下游设置的太阳电池管理模块120可对电能的输出进行调控，就可保证所有并联的产能单元100在接入一次母线时可输出相同参数的电能。而当各产能单元100中构成太阳电池阵110的太阳电池单体数量、连接方式和/或材料等影响因素相同时，接收到等量的太阳能就可输出基本等量的电能，从而节省了太阳电池管理模块120的消耗，同时相同性能参数的产能单元100可设计为相同结构以便于批量化生产，通过多个产能单元100地简单堆叠就可达到不同的产能需求，从而可以快捷完成不同卫星能源***的组装。优选地，相同设计的产能单元100还可便于设置产能冗余单元，以使得处于正常运行过程中的任一产能单元100失效时可采用相同结构的产能冗余单元进行替换。进一步地，产能单元100可根据不同性能参数将其中若干种产能单元100规定为产能标准单元，以使得通过不同产能标准单元地叠加来满足更多的产能需求。
根据一种优选实施例，卫星在第一光照期、第二光照期和地影期的轮替除了受限于太阳、地球和卫星三者之间的相对位置关系及电能的供需关系之外，还可能会受到产能单元100和/或储能单元200的运行状态的影响而提前或延后更替。例如，处于第一光照期中的卫星在太阳电池阵110中的任一太阳电池单体出现失效或故障而引起太阳电池阵110产能能力降低时，该太阳电池单体所对应的产能单元100向一次母线提供的电能减少并影响其他产能单元100的输出功率，导致可能不能够满足负载的消耗需求，则将提前由第一光照期进入至第二光照期，从而在降低其他产能单元100的能量转换利用率的同时，使得蓄电池组210内储存的电能被提前使用，并可能随着卫星的持续运行最终引起卫星能源***不能满足负载的需求而使得负载无法完成既定工作。因此需要对卫星能源***中可能存在的各类故障进行诊断、隔离，以保证卫星内负载的正常运行。卫星能源***中太阳电池阵110和蓄电池组210保证了电能的产生、储存和释放，一旦太阳电池阵110和/或蓄电池组210出现故障，很有可能引起卫星能源***供电过程的不正常运行。由于卫星能源***中采用了若干太阳电池阵110和若干蓄电池组210的组合，以使得任一太阳电池单体/任一蓄电池单体出现故障时都可仅针对其所在的太阳电池阵110/蓄电池组210进行故障隔离。
根据一种优选实施例，在太阳电池阵110中，电路故障、展开机构故障和对日定向驱动机构故障都可能影响太阳电池阵110的性能，其中，电路故障为直接影响能，展开机构故障和对日定向驱动机构故障为间接影响。电路故障主要是由于空间环境，例如高低温度的交替会使得太阳电池阵110的连接片、电子器件和/或导线等因频繁的膨胀收缩而产生机械损坏，从而导致所在部位太阳电池阵110的电路故障，电路故障可包括短路故障、开路故障和性能提前衰退故障等，其中，短路故障和开路故障可以导致太阳电池阵110输出功率的下降甚至影响蓄电池组210的充电；性能提前衰退故障会减小太阳电池阵110的使用寿命，从而降低卫星完成任务的能力。展开机构故障和对日定向驱动机构故障均是由于机械结构故障导致太阳电池阵110不能移动至预定位置，从而影响了其对太阳能的接收和转换。由于展开力矩不够而造成的展开机构故障可包括部分未展开故障和完全未展开故障，其中，部分未展开故障使得存在至少部分太阳电池阵110无法展开且未展开的部分太阳电池阵110无功率输出，导致总功率值小于设计值，从而引起产能单元100产能能力的降低；完全未展开故障使得全部的太阳电池阵110均无法张开且该太阳电池阵110无功率输出，导致整个产能单元100丧失产能能力。对日定向驱动机构故障可能由于润滑剂选择不当、温差过大、太阳电池阵110的自振频率与电气脉冲频率耦合等缘由而造成机构卡死，以使得太阳电池阵110不能完成对日定向，从而会使得太阳电池阵110的电流和功率输出严重下降，并导致供电能力的下降。
根据一种优选实施例，在蓄电池组210中，蓄电池单体短路、蓄电池单体开路和性能衰退都可能影响蓄电池组210的性能。蓄电池单体容器破裂、电解液流失或机械故障等因素都可能引起蓄电池单体的短路或开路，其中，可在各蓄电池组210中各蓄电池单体的旁路并联二极管以避免蓄电池单体发生故障时对整个蓄电池组210造成的影响，同时可以通过提高蓄电池组210的冗余性来降低故障的危害程度。蓄电池单体长期使用内阻增大、蓄电池单体反极性、蓄电池单体不一致、自放电大、活性物质脱落、电解液泄露和隔板损坏等因素都可能造成蓄电池组210性能衰退，其中，可在设计蓄电池组210中选用性能更高的蓄电池单体以尽量延缓蓄电池单体的性能衰退。
卫星在绕地球环绕运行过程中，受相对位置关系因素和电能供求关系因素的影响，至少可将运行时期分为第一光照期、第二光照期和地影期，其中，卫星能源***可设置有计时单元，以通过计时单元经过校准后的时钟数据来预测光照期和地影期，并借助太阳电池阵110的发电数据来校验，以准确地获得光照期和地影期的交替时刻，而在光照期内通过监测太阳电池阵110产能与负载耗能之间的关系来获取第一光照期与第二光照期的交替时刻。
卫星处于第一光照期时，卫星上负载所需的电能全部由处于工作状态的太阳电池阵110提供，蓄电池组210可根据剩余电量多少而处于充电状态或非工作状态；卫星在处于第二光照期时，处于工作状态的太阳电池阵110所提供的电能不能完全满足负载的消耗，不足的电能可由处于放电状态的蓄电池组210将储存的电能释放得以补充；卫星在处于地影期时，卫星上负载所需的电能全部由处于放电状态的蓄电池组210提供，太阳能电池处于非工作状态。进一步地，卫星在运行过程中可在第一光照期、第二光照期和地影期三者间来回交替，以使得在上述任意两个时期进行交替时，卫星上的各太阳电池阵110和/或蓄电池组210的运行状态也随之变化。优选地，卫星能源***可设置有诊断单元300，以通过诊断单元300在第一光照期、第二光照期和地影期中任意两者的交替时间段内对太阳电池阵110和/或蓄电池组210的性能状态进行监测，从而避免因运行状态的频繁切换而无法及时监测到太阳电池阵110和/或蓄电池组210性能降低甚至失效的情况发生，以保证卫星能源***的正常运行。
根据一种优选实施例，诊断单元300可设置专用于监测太阳电池阵110的太阳电池诊断模块310，其中，太阳电池诊断模块310可针对每一个产能单元100的太阳电池阵110采用电阻分压电路采集太阳电池阵110的电路输出电压和太阳电池阵110的温度数据，传输机构可将所采集的数据转换为总线信号通过驱动机构滑环传递至数据处理机构以转换成模拟信号，并经过数传最终获取太阳电池阵110的电路输出电压和太阳电池阵110的温度数值，以此监测太阳电池阵110的电路工作状态。进一步地，在各产能单元100设计时，太阳电池诊断模块310可先将与太阳电池阵110数量相对应的负温度系数热敏电阻贴于对应的太阳电池阵110背面，并将热敏电阻两端的正、负引线通过电连接器接入传输机构以监测太阳电池阵110的电路工作温度；再将太阳电池阵110的两端分别通过正、负引线接入传输机构以监测太阳电池阵110的电路输出电压；然后传输机构将采集的电压和温度信号转换为总线信号，通过电连接器将转换后的总线信号输出至驱动机构滑环；最后总线信号通过驱动机构滑环传输至数据处理机构转换为模拟信号，经过数传最终得到太阳电池阵110的电路输出电压和太阳电池阵110的温度数值，并在太阳电池阵110的电路输出电压和太阳电池阵110的温度数值出现异常时发出警告。根据太阳电池的发电热特性，太阳电池阵110的温度会随着电流的变化而变化，当贴于太阳电池阵110背面的热敏电阻监测到的温度值异常时，可配合电路输出电压值以更加准确地判断出发生何种故障。
根据一种优选实施例，对于安装在太阳能帆板上的若干太阳电池阵110，根据是否能够接收到太阳光可将太阳能帆板分为受光区域和非受光区域，其中，随着卫星的环绕运行，受光区域和非受光区域的面积呈相对变化趋势。当卫星由第一光照期向第二光照期运行或第二光照期向第一光照期运行时，可能是由于负载功率提高或太阳电池阵110性能降低甚至失效导致的，以此可通过太阳电池诊断模块310来对各太阳电池阵110性能状态进行监测，以判断是否为任一太阳电池阵110出现故障而引起运行时期的切换，从而便于及时确定解决方案。当卫星由第一光照期或第二光照期向地影期运行时，太阳能帆板上的非受光区域逐渐增大，受光区域逐渐减小，使得能够接收到太阳光的太阳电池阵110数量逐渐减小且能够提供的总电能呈骤减趋势，可通过太阳电池诊断模块310对即将由工作状态切换为非工作状态的太阳电池阵110进行依次监测，以获取该太阳电池阵110的性能状态并作为历史性能数据进行储存。当卫星由地影期向第一光照期或第二光照期运行时，太阳能帆板上的非受光区域逐渐减小，受光区域逐渐增大，使得能够接收到太阳光的太阳电池阵110数量逐渐增多且能够提供的总电能呈激增趋势，可通过太阳电池诊断模块310对已由非工作状态切换为工作状态的太阳电池阵110进行依次监测并可与历史性能数据进行对比，以判断太阳电池阵110运行状态的恢复程度，从而在保证各太阳电池阵110运行状态的顺利切换的同时，还可避免同时监测时可能出现的数据干扰等问题。例如，如图2所示为在一种优选实施例中卫星由地影期向第一光照期或第二光照期运行过程中某一时刻下的示意图，在该时刻下，第一太阳电池阵110a完全处于受光区域，第三太阳电池阵110c完全处于非受光区域，第二太阳电池阵110b的部分结构处于受光区域且剩余部分结构处于非受光区域，以此使得太阳电池诊断模块310能够对第一太阳电池阵110a、第二太阳电池阵110b和第三太阳电池阵110c进行依次监测，并将监测结果与历史性能数据进行对比后确认对应太阳电池阵110的性能状态是否异常。
根据一种优选实施例，诊断单元300可设置有蓄电池诊断模块320，其中，蓄电池诊断模块320可根据蓄电池组210所选用的蓄电池单体类型而采用不同的诊断方法。例如，当蓄电池组210由镍氢蓄电池单体组成时，可通过监测蓄电池组210的氢压值来判断蓄电池组210的工作状态，其中，当蓄电池组210处于正常工作状态时，其氢压值可在一个稳定值附***稳波动，且波动的统计特性是稳定的；当蓄电池组210处于异常工作状态时，其氢压值波动的统计特性发生变化。进一步地，采用过程控制理论中的累积和控制图对受监测值进行检验，将小偏离叠加就能够识别出偏离，当前计算的偏离值是在上一时刻偏离值的叠加，以使得能够实现对卫星能源***的异常检测、微小故障的早期预警。
根据一种优选实施例，对于安装在蓄电池箱内的若干蓄电池组210，根据其运行状态可分为充电状态、放电状态和非工作状态，其中，在第一光照期时蓄电池组210可处于充电状态或非工作状态，在第二光照期和地影期时处于放电状态。蓄电池组210至少在第一光照期与第二光照期或第一光照期与地影期交替时运行状态会发生切换，且在第二光照期与地影期的交替过程中，为负载提供电能的形式也会发生变化，因此在第一光照期、第二光照期和地影期中任意两者的交替时刻可通过蓄电池诊断模块320对各蓄电池组210进行监测，以确保蓄电池组210运行状态的正确切换，并保证储能单元能够完成储存及释放足够能量的功能。在卫星由第一光照期向第二光照期或地影期切换时，太阳电池阵110所能够提供的电能减少，至少部分蓄电池组210能够被优先切换为放电状态以满足负载的消耗，直至所有的蓄电池组210均切换为放电状态以大量释放所储存的电能，以使得蓄电池诊断模块320可对各蓄电池组210在运行状态切换前后的性能状态进行依次监测，以保证各蓄电池组210的运行状态正确切换，同时避免监测过程中的数据干扰。在卫星由第二光照期或地影期向第一光照期切换时，太阳电池阵110所能够提供的电能增加，直至能够完全满足负载的电能需求，蓄电池组210可由放电状态切换为非工作状态，并通过蓄电池诊断模块320对各蓄电池组210的性能状态的监测，以判断蓄电池组210是否需要切换为充电状态以进行电能储存。当卫星在第二光照期与地影期之间切换时，蓄电池组210一直处于放电状态，但由于不同的供电组成形式使得蓄电池组210在两种运行时期的性能状态存在差异，通过蓄电池诊断模块320确保各蓄电池组210的正常运行，以使得太阳电池阵110在无法满足负载需求时能够通过蓄电池组210释放电能得以完全补充。
诊断单元300在监测到任一太阳电池阵110和/或蓄电池组210出现异常数据时，可将异常数据与标准数据和/或历史性能数据进行比较后，根据对比差值与预设阈值之间的关系而选择适当的处理方式。当对比差值小于预设阈值时，表明太阳电池阵110和/或蓄电池组210可能出现了性能降低的异常，可通过驱动对应的太阳电池管理模块120和/或蓄电池管理模块220进行异常调节，以保证各产能单元100和/或储能单元200的均衡；当对比差值大于预设阈值时，表明太阳电池阵110和/或蓄电池组210可能出现了性能失效的故障，可通过驱动额外设置的冗余产能单元101和/或冗余储能单元201进行故障隔离及替换，以使得冗余产能单元101和/或冗余储能单元201能够代替故障的产能单元100和/或储能单元200以保证卫星能源***的正常运行。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种卫星能源***，其包括：
若干产能单元（100），用于产生电能，包括太阳电池阵（110）和太阳电池管理模块（120），
若干储能单元（200），用于储存及释放电能，包括蓄电池组（210）和蓄电池管理模块（220），
诊断单元（300），用于对若干所述产能单元（100）和/或所述储能单元（200）进行异常故障监测，
其特征在于，
所述诊断单元（300）通过分压电路监测每个所述产能单元（100）对应的所述太阳电池阵（110）以获取电路输出电压和/或温度的监测数据，以此在任一所述监测数据出现异常时，所述诊断单元（300）能够确定出现异常的所述太阳电池阵（110）所属的所述产能单元（100）位置，其中，
所述诊断单元（300）能够根据异常数据和标准数据之间的差值与预设阈值之间的关系，驱动所述太阳电池管理模块（120）进行异常调节或驱动额外设置的冗余产能单元（101）进行故障替换。
2.根据权利要求1所述的卫星能源***，其特征在于，所述诊断单元（300）通过太阳电池诊断模块（310）对各所述产能单元进行异常故障监测，其中，所述太阳电池诊断模块（310）在第一光照期、第二光照期和地影期中任意两者的交替时刻处于工作状态。
3.根据权利要求2所述的卫星能源***，其特征在于，所述太阳电池诊断模块（310）设置有传输机构，所述传输机构能够通过导线与对应的各所述太阳电池阵（110）和/或贴附于所述太阳电池阵（110）一侧的热敏电阻连接，以采集所述太阳电池阵（110）的电路输出电压和温度。
4.根据权利要求3所述的卫星能源***，其特征在于，所述传输机构采集的任一所述太阳电池阵（110）的电路输出电压能够作为第一电压与对应的卫星内部电路的第二电压进行对比，以准确定位出在所述产能单元（100）中异常或故障发生的具体点位。
5.根据权利要求4所述的卫星能源***，其特征在于，所述传输机构采集的任一所述太阳电池阵（110）的温度作为第一温度，并将所述第一温度在至少两个维度上进行对比，以判断对应所述产能单元（100）的异常或故障情况。
6.根据权利要求5所述的卫星能源***，其特征在于，所述储能单元（200）包括蓄电池组（210）和蓄电池管理模块（220），所述蓄电池组（210）由若干蓄电池单体以串联和/或并联的方式连接而成，其中，所述诊断单元（300）设置的蓄电池诊断模块（320）根据所述蓄电池单体的组成材质而选择不同的监测参数。
7.根据权利要求6所述的卫星能源***，其特征在于，所述蓄电池诊断模块（320）能够在监测到异常值时驱动所述蓄电池管理模块（220）进行异常调节或驱动额外设置的冗余储能单元（201）进行故障替换，其中，所述蓄电池诊断模块（320）至少能够在第一光照期、第二光照期和地影期中任意两者的交替点时刻处于工作状态。
8.根据权利要求7所述的卫星能源***，其特征在于，所述蓄电池管理模块（220）能够在对应所述蓄电池组（210）出现数据异常时，通过旁路调节实现所述蓄电池组（210）内各所述蓄电池单体的均衡均流。
9.根据权利要求8所述的卫星能源***，其特征在于，所述蓄电池管理模块（220）包括充电控制调节器（221）和放电控制调节器（222）以控制所述蓄电池组（210）的充/放电，其中，所述充电控制调节器（221）和所述放电控制调节器（222）至少能够在所述第一光照期和所述第二光照期之间的交替时刻完成启闭状态的切换。
10.根据权利要求9所述的卫星能源***，其特征在于，所述充电控制调节器（221）通过充电控制部件连接于所述太阳电池管理模块（120），以使得至少在所述第一光照期时，所述充电控制部件能够在监测到对应的所述蓄电池组（210）处于充满状态时切断所述充电控制调节器（221）的连通，并驱动所述太阳电池管理模块（120）消耗掉来自所述太阳电池阵（110）转换的多余电能。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110978476.2A CN113422422B (zh) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | 一种卫星能源*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110978476.2A CN113422422B (zh) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | 一种卫星能源*** |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113422422A true CN113422422A (zh) | 2021-09-21 |
| CN113422422B CN113422422B (zh) | 2021-11-30 |
Family
ID=77719384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110978476.2A Active CN113422422B (zh) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | 一种卫星能源*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113422422B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113725987A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-30 | 绵阳天仪空间科技有限公司 | 一种新型商业卫星供电*** |
| CN116002082A (zh) * | 2023-02-07 | 2023-04-25 | 银河航天(北京)网络技术有限公司 | 一种太阳能帆板的对日定向***及对日定向方法 |
| CN117439220A (zh) * | 2023-10-25 | 2024-01-23 | 济南宇正电子科技有限公司 | 一种便携储能电源及便携储能电源柜 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07147740A (ja) * | 1993-11-24 | 1995-06-06 | Nec Corp | 人工衛星の電源装置 |
| CN202513848U (zh) * | 2012-03-16 | 2012-10-31 | 苏州本控电子科技有限公司 | 太阳能发电阵列监控*** |
| CN103175527A (zh) * | 2013-03-08 | 2013-06-26 | 浙江大学 | 一种应用于微小卫星的大视场低功耗的地球敏感器*** |
| TW201328099A (zh) * | 2011-12-16 | 2013-07-01 | Ind Tech Res Inst | 供電控制系統及其方法 |
| CN103219749A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-07-24 | 东方日立(成都)电控设备有限公司 | 一种动态切换逆变单元的光伏并网发电***及其切换方法 |
| CN103414236A (zh) * | 2013-07-26 | 2013-11-27 | 西北工业大学 | 基于低功耗mcu的皮卫星星载电源*** |
| CN106602694A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-04-26 | 上海微小卫星工程中心 | 基于超级电容的微纳卫星电源*** |
| CN107395118A (zh) * | 2017-08-01 | 2017-11-24 | 孙睿超 | 一种智能光伏电池***监测及故障排除方法设计 |
| CN107579587A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-01-12 | 上海空间电源研究所 | 适用于leo卫星的能源***及其控制方法 |
| CN107891997A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-04-10 | 北京控制工程研究所 | 锥形布局电推进卫星故障模式位置保持最优推力分配方法 |
| CN207543025U (zh) * | 2017-11-13 | 2018-06-26 | 丰郅(上海)新能源科技有限公司 | 可控制光伏组件被接入或旁路的串联式光伏发电*** |
| CN110224390A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-09-10 | 上海空间电源研究所 | 一种适用于多母线电压可扩展微纳卫星电源控制器及方法 |
| CN112803572A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-05-14 | 中国科学院电工研究所 | 具备故障重构功能的卫星电源*** |
-
2021
- 2021-08-25 CN CN202110978476.2A patent/CN113422422B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07147740A (ja) * | 1993-11-24 | 1995-06-06 | Nec Corp | 人工衛星の電源装置 |
| TW201328099A (zh) * | 2011-12-16 | 2013-07-01 | Ind Tech Res Inst | 供電控制系統及其方法 |
| CN202513848U (zh) * | 2012-03-16 | 2012-10-31 | 苏州本控电子科技有限公司 | 太阳能发电阵列监控*** |
| CN103219749A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-07-24 | 东方日立(成都)电控设备有限公司 | 一种动态切换逆变单元的光伏并网发电***及其切换方法 |
| CN103175527A (zh) * | 2013-03-08 | 2013-06-26 | 浙江大学 | 一种应用于微小卫星的大视场低功耗的地球敏感器*** |
| CN103414236A (zh) * | 2013-07-26 | 2013-11-27 | 西北工业大学 | 基于低功耗mcu的皮卫星星载电源*** |
| CN106602694A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-04-26 | 上海微小卫星工程中心 | 基于超级电容的微纳卫星电源*** |
| CN107395118A (zh) * | 2017-08-01 | 2017-11-24 | 孙睿超 | 一种智能光伏电池***监测及故障排除方法设计 |
| CN107891997A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-04-10 | 北京控制工程研究所 | 锥形布局电推进卫星故障模式位置保持最优推力分配方法 |
| CN107579587A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-01-12 | 上海空间电源研究所 | 适用于leo卫星的能源***及其控制方法 |
| CN207543025U (zh) * | 2017-11-13 | 2018-06-26 | 丰郅(上海)新能源科技有限公司 | 可控制光伏组件被接入或旁路的串联式光伏发电*** |
| CN110224390A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-09-10 | 上海空间电源研究所 | 一种适用于多母线电压可扩展微纳卫星电源控制器及方法 |
| CN112803572A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-05-14 | 中国科学院电工研究所 | 具备故障重构功能的卫星电源*** |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 付明: "柔性可扩展全电推卫星平台PCPU的研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士) 工程科技Ⅱ辑(月刊)》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113725987A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-30 | 绵阳天仪空间科技有限公司 | 一种新型商业卫星供电*** |
| CN116002082A (zh) * | 2023-02-07 | 2023-04-25 | 银河航天(北京)网络技术有限公司 | 一种太阳能帆板的对日定向***及对日定向方法 |
| CN116002082B (zh) * | 2023-02-07 | 2024-01-26 | 银河航天(北京)网络技术有限公司 | 一种太阳能帆板的对日定向***及对日定向方法 |
| CN117439220A (zh) * | 2023-10-25 | 2024-01-23 | 济南宇正电子科技有限公司 | 一种便携储能电源及便携储能电源柜 |
| CN117439220B (zh) * | 2023-10-25 | 2024-04-19 | 济南宇正电子科技有限公司 | 一种便携储能电源及便携储能电源柜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113422422B (zh) | 2021-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113422422B (zh) | 一种卫星能源*** | |
| US11575146B2 (en) | Systems and methods for series battery charging | |
| KR101412742B1 (ko) | 독립형 마이크로그리드 제어 시스템 및 그 제어방법 | |
| EP1058367B1 (en) | Battery accumulating apparatus | |
| CN113675934A (zh) | 一种模块化卫星电源*** | |
| US20160204480A1 (en) | Method and device for storing electrical energy in electrochemical energy accumulators | |
| KR20110055389A (ko) | 전력 관리 시스템 및 이를 포함한 계통 연계형 전력 저장 시스템 | |
| CN113422423B (zh) | 一种卫星蓄电池*** | |
| JP2024511382A (ja) | エネルギ貯蔵システム及びバッテリ管理システムの電力供給方法 | |
| CN113708449A (zh) | 一种卫星蓄电池模块*** | |
| CN113725987A (zh) | 一种新型商业卫星供电*** | |
| CN216489879U (zh) | 一种可灵活扩展的卫星能源装置 | |
| CN216056447U (zh) | 一种模块化卫星电源 | |
| CN215733629U (zh) | 一种新型商业卫星供电架构 | |
| CN113422424B (zh) | 一种卫星供电*** | |
| CN116054377A (zh) | 一种全分布式卫星电源分***及控制方法 | |
| CN115117993B (zh) | 一种基于超级电容的卫星电源*** | |
| CN216056445U (zh) | 一种卫星蓄电池标准模组 | |
| CN215733484U (zh) | 一种卫星太阳能电源模块 | |
| CN216056335U (zh) | 一种扩展性强的卫星太阳能电源标准模组 | |
| CZ32721U1 (cs) | Zařízení pro ochranu elektrického spotřebiče před výpadkem nebo poklesem napětí v elektrické rozvodné síti | |
| Honglin et al. | Lithium-Ion battery flight experience return on China large GEO communication satellite | |
| Cohen et al. | Update on international space station nickel-hydrogen battery on-orbit performance | |
| CN113676132A (zh) | 一种卫星太阳能电源模块*** | |
| CN113258663A (zh) | 一种基于mppt方式下的全调节电源*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |