CN116054377A - 一种全分布式卫星电源分***及控制方法 - Google Patents

一种全分布式卫星电源分***及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116054377A
CN116054377A CN202310076481.3A CN202310076481A CN116054377A CN 116054377 A CN116054377 A CN 116054377A CN 202310076481 A CN202310076481 A CN 202310076481A CN 116054377 A CN116054377 A CN 116054377A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
power supply
power
bus
modules
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.)
Pending
Application number
CN202310076481.3A
Other languages
English (en)
Inventor
陈雪芹
冯田雨
陈健
李化义
吴凡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN202310076481.3A priority Critical patent/CN116054377A/zh
Publication of CN116054377A publication Critical patent/CN116054377A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明实施例公开了一种全分布式卫星电源分***及控制方法;所述全分布式卫星电源分***包括:太阳能帆板输入转换装置,所述太阳能帆板输入转换装置用于向供电母线提供设定母线电压的电源,并且通过所述供电母线将所述设定母线电压的电源供给至对应的星上单机;蓄电池充放电控制装置,所述蓄电池充放电控制装置利用所述供电母线上的电源为对应的蓄电池组进行充电,并在无光照时利用所述蓄电池组存储的电源通过所述供电母线向对应的所述星上单机供给电源;多个供电模块,所述供电模块用于将所述太阳能帆板输入转换装置或所述蓄电池充放电控制装置输出至所述供电母线的电源经电压转换后供给至对应的所述星上单机。

Description

一种全分布式卫星电源分***及控制方法
技术领域
本发明实施例涉及卫星电源控制技术领域,尤其涉及一种全分布式卫星电源分***及控制方法。
背景技术
目前,现有的卫星电源***通常包括太阳能帆板,蓄电池,电源控制器等部分,通常电源控制器包括太阳能输入控制,蓄电池充电或放电控制,电压转换,配电以及温度采集等功能,有些卫星将配电和热控作为独立单机。上述卫星中,以电源控制器集成配电和热控功能为例来说,当电源控制器作为一个独立设备实现卫星电源输入转换、温度采集、配电控制等功能时,在电源控制器中将太阳能帆板的输入电压和蓄电池的输入电压转换为不同星上单机需要的目标电压,然后经供电导线传输至对应的星上单机。需要说明的是,此种电源控制方式根据卫星的大小,供电导线的长度通常在几十厘米~几米,较长的供电导线造成的线损较大,造成与电源控制器距离不同的星上单机端得到的供电电压不同,因此给星上单机的设计带来了难度。此外,电源控制器中电压转换模块在不同负载情况下转换效率不同,为考虑可靠性,通常在设计时需按轻~中等负载设计,且工作条件随星上单机功耗需求而变化,导致电源转换效率较低;另一方面,配电数量需要根据卫星需求一般设置在几十路至上百路,导致星内电缆数量多,供电电缆与通信电缆相互交错,给卫星的装配以及测试带来很大难度。
除此之外,目前微纳卫星常用的电源的供电母线电压多是28V或者42V,需要太阳能帆板中太阳能电池片的串联数量一般在20片~30片,以及,蓄电池组中蓄电池的串联数量一般为7串或11串,这些串联的太阳能电池片或者蓄电池由于性能存在差异,在使用过程中会产生输出电压或者储存能量不同的情况,随着时间增加差异逐渐变大,将影响卫星的正常工作。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例期望提供一种全分布式卫星电源分***及控制方法;能够优化卫星电源分***设计,解决太阳能电池片与蓄电池串联数量多影响整星可靠性的问题,同时降低了卫星整星对电源分***部件设计限制大的影响。
本发明实施例的技术方案是这样实现的:
第一方面,本发明实施例提供了一种全分布式卫星电源分***,其特征在于,所述全分布式卫星电源分***包括:
太阳能帆板输入转换装置,所述太阳能帆板输入转换装置用于向供电母线提供设定母线电压的电源,并且通过所述供电母线将所述设定母线电压的电源供给至对应的星上单机;
蓄电池充放电控制装置,所述蓄电池充放电控制装置利用所述供电母线上的电源为对应的蓄电池组进行充电,并在无光照时利用所述蓄电池组存储的电源通过所述供电母线向对应的所述星上单机供给电源;
多个供电模块,所述供电模块用于将所述太阳能帆板输入转换装置或所述蓄电池充放电控制装置输出至所述供电母线的电源经电压转换后供给至对应的所述星上单机。
第二方面,本发明实施例提供了一种全分布式卫星电源分***的控制方法,其特征在于,所述控制方法能够应用于第一方面所述的全分布式卫星电源分***,所述控制方法包括:
当接收到整星上电的指令时,同一功能的各模块读取默认参数以确认是否存在主模块;
当不存在所述主模块时,所述同一功能的各模块之间自协商确定所述主模块;若存在所述主模块,则进行下一步骤;
所述同一功能的各模块保存所述主模块的地址,各模块按照整星需求、设定的工作模式及自身优先级确定是否工作和工作参数;
处于备份状态的模块进入低功耗模式,能够接收指令,发送自身状态,但不对外输出功率,工作模块按照设定的参数进入工作模式;
对于星上计算机下发的指令,所有模块均可接收,只有处于工作模式的模块执行,处于备份状态的模块接收指令,设置相应参数,不对外输出功率;
所有模块将对应的模块回报的遥测及状态信息均发送给所述主模块;
所述主模块将自身及其余所有模块的数据打包后发送给所述星上计算机;同时,所述主模块定时广播心跳包;
若其余所有模块超时仍未收到心跳包,则所述备份模块按照设定顺序进入工作状态,并重新自主协商确定所述主模块;若其余所有模块在超时前收到心跳包,则跳转至步骤:所述同一功能的各模块保存所述主模块地址,各模块按照整星需求、设定的工作模式及自身优先级确定是否工作和工作参数。
本发明实施例提供了一种全分布式卫星电源分***及控制方法;对于本发明实施例提供的全分布式卫星电源分***,按照卫星电源分***的不同功能划分功能模块,将现有卫星电源控制***中的电源控制器拆分成多个单一功能模块,具体地,上述全分布式卫星电源分***包括的太阳能帆板输入转换装置多个蓄电池充放电控制装置以及多个供电模块均独立分布设置,优化了卫星电源分***设计,解决了太阳能电池片、蓄电池组串联数量多影响整星可靠性的问题,同时也降低了卫星整星对电源分***部件设计限制的影响。
附图说明
图1为本发明实施例提供的常规的卫星电源控制***的组成示意图;
图2为本发明实施例提供的一种全分布式卫星电源分***组成示意图;
图3为本发明实施例提供的一种全分布式卫星电源分***的控制方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1,其示出了常规的卫星电源控制***1A的组成。如图1所示,卫星电源控制***1A包括:多个太阳能帆板101,多组蓄电池组102以及电源控制器103;其中,
电源控制器103中设置了与太阳能帆板101相对应连接的太阳能输入控制模块1031(MPPT(Maximum Power Point Tracking)控制器,或分流控制器),以及,与蓄电池组102相对应连接的蓄电池充放电控制模块1032以及电压转换模块1033,配电开关1034以及热控开关1035。需要说明的是,太阳能输入控制模块1031可根据实际设计需要选用。
需要说明的是,在图1中仅示出了卫星电源控制***1A包括2个太阳能帆板101和对应的2个太阳能输入控制模块1031,以及,2组蓄电池组102和对应的2个蓄电池充放电控制模块1032,在具体实施过程中上述组件的具体数量以具体的实际电源需求情况为准,在本发明实施例中对此不作具体限定。
可以理解地,在图1所示的卫星电源控制***1A中,太阳能帆板101与蓄电池组102提供的电源分别传输至电源控制器103中对应的太阳能输入控制模块1031及蓄电池充放电控制模块1032,以通过太阳能输入控制模块1031及蓄电池充放电控制模块1032的控制后经供电母线传输至电压转换模块1033。可以理解地,在电压转换模块1033中可以设置有母线电压输出单元10331,以使得电源会利用母线电压输出单元10331通过配电开关1034或者热控开关1035供给至对应的星上单机104或者对应的星上单机104中的热控设备105;当然,在电压转换模块1033中也会设置有电压转换单元10332,以使得电源会利用电压转换单元10332进行电压转换后通过配电开关1034供给至对应的星上单机104。需要说明的是,电压转换单元10332可能为5V电源转换单元或者12V电压转换单元。
当然,在现有的卫星电源控制***1A中还设置有电源下位机106,通过通信总线与星上计算机107电连接,用于星上计算机107对卫星电源控制***1A的供电状态或温度状态进行遥控遥测。除此之外,在卫星电源控制***1A中通常还会设置有数据采集模块108,以对相关的模拟数据,例如温度,进行采集。
由图1可以看出,现有的卫星电源控制***1A中电源控制器103需要根据负载情况设置母线电压输出单元10331或者多种不同类型的电压转换单元10332,且需要根据星上单机104的需求设置更多路配电开关1034或者热控开关1035,导致星内电缆数量多,供电导线与通信导线相互交错,给卫星的装配以及测试带来很大难度。
另一方面,在具体实施过程中,太阳能帆板101通常由多片太阳能电池片串联组成,蓄电池组102通常由多个蓄电池串联组成,这些串联的太阳能电池片中若一串太阳能电池片中的其中一片太阳能电池片出现故障,会影响整串太阳能电池片的输出功率;同样地,这些串联的蓄电池中若一串蓄电池中其中一节蓄电池出现问题,会造成整个蓄电池组容量降低,进而影响卫星的可靠性。此外,太阳能帆板101、蓄电池组102以及串并联设计时需考虑结构因素,这会导致太阳能帆板101有效面积占总面积比例较小,蓄电池组102安装位置、重量以及外形尺寸等需考虑整星质心与空间等因素,对卫星电源分***各部件的限制较大。
基于上述阐述,参见图2,其示出了本发明实施例提供的一种全分布式卫星电源分***2的组成,该全分布式卫星电源分***2包括:
太阳能帆板输入转换装置10,所述太阳能帆板输入转换装置10用于向供电母线20提供设定母线电压的电源,并且通过所述供电母线20将所述设定母线电压的电源供给至对应的星上单机104;
蓄电池充放电控制装置30,所述蓄电池充放电控制装置30利用所述供电母线20上的电源为对应的蓄电池组102进行充电,并在无光照时利用所述蓄电池组102存储的电源通过所述供电母线20向对应的所述星上单机104供给电源;
多个供电模块40,所述供电模块40用于将所述太阳能帆板输入转换装置10或所述蓄电池充放电控制装置30输出至所述供电母线20的电源经电压转换后供给至对应的所述星上单机104。
对于图2所述的全分布式卫星电源分***2,按照卫星电源分***的不同功能划分功能模块,将现有卫星电源控制***1A中的电源控制器103拆分成多个单一功能模块,具体地,上述全分布式卫星电源分***2包括的太阳能帆板输入转换装置10、蓄电池充放电控制装置30以及多个供电模块40均独立分布设置,优化了卫星电源分***设计,解决了太阳能电池片、蓄电池组串联数量多影响整星可靠性的问题,同时也降低了卫星整星对电源分***部件设计的限制。
对于图2所示的全分布式卫星电源分***2,在一些可能的实现方式中,所述太阳能帆板输入转换装置10包括多个微太阳能模块11,每个所述微太阳能模块11包括:太阳能帆板101及太阳能输入控制模块1031;其中,所述太阳能输入控制模块1031通过所述供电母线20与对应的所述供电模块40连接;以及,所述太阳能输入控制模块1031通过通信总线50实现与星上计算机107的交互通信。
需要说明的是,在具体实施过程中,太阳能输入控制模块1031可以设计在太阳能帆板101上,或者卫星本体内部,为减少电缆损耗,较优的方式是太阳能输入控制模块1031设计在太阳能帆板上,与太阳能帆板101尽量接近。此外,太阳能帆板101可以根据实际需要设计若干个串并联太阳能电池片组合,其串联数量可以根据实际需要设计,一般少于现有卫星中太阳能电池片串联数量,最低可为1片或2片。
对于可能的实现方式,在一些示例中,所述太阳能输入控制模块1031采用升压方式以将对应的所述太阳能帆板101产生的电源电压升高至所述设定母线电压。可以理解地,当供电母线20对应的母线电压较高时,在相同功率下需要的电流小,可以减少线损,提高电压转换效率。
此外,需要说明的是,在具体实施过程中,多个微太阳能模块11共同分担整星功率,在需要增加功率或冗余时只需增加微太阳能模块11的数量即可,操作简单可靠。另一方面,不同微太阳能模块11之间可以自动通过通信总线50交互通信以设置工作模式,例如,X+y冷备/热备模式(X个微太阳能模块11提供整星需要功率,y个微太阳能模块11于冷备/热备状态),均流模式等,当然不同微太阳能模块11也可以通过星上计算机107设置工作模式。
对于图2所示的全分布式卫星电源分***2,在一些可能的实现方式中,所述蓄电池充放电控制装置30包括多个微蓄电池模块31,每个所述微蓄电池模块31包括:蓄电池组102及蓄电池充放电控制模块1032;其中,所述蓄电池充放电控制模块1032通过所述供电母线20与对应的所述供电模块40连接;以及,所述蓄电池充放电控制模块1032通过通信总线50实现与星上计算机107的交互通信。
需要说明的是,在本发明实施例中蓄电池充放电控制模块1032和对应的蓄电池组102组成为一个微蓄电池模块21,蓄电池充放电控制模块1032利用供电母线20的电能为蓄电池充电,并在没有光照时将蓄电池组102中存储的电能转换为母线电压经供电模块40电压转换后为星上单机104供电。蓄电池组102中蓄电池的串联数量可根据需要设计,最低可为单节或2节串联,在具体实施过程中多个微蓄电池模块21共同为整星供电。
对于可能的实现方式,在一些示例中,在充电模式下,所述蓄电池充放电控制模块1032将所述供电母线20上的所述设定母线电压降压转换为所述蓄电池组102的充电电压以对所述蓄电池组102进行充电;在放电模式下,所述蓄电池充放电控制模块1032将所述蓄电池组102的电压升压至所述设定母线电压并供给至所述供电母线20,进而通过所述供电母线20传输至对应的所述供电模块40。可以理解地,当供电母线20对应的母线电压较高时,在相同功率下需要的电流小,可以减少线损,提高电压转换效率。
此外,不同微蓄电池模块31可以根据自身蓄电池电量、蓄电池寿命、充放电电流等参数设置自身工作模式及参数,例如充电,放电或待机。同样地,不同微蓄电池模块31之间可以自动通过通信总线50交互通信以设置工作模式,也可以通过星上计算机107设置工作模式。
需要说明的是,在本发明实施例中,太阳能帆板输入转换装置10和蓄电池充放电控制装置30可以安装在卫星不同的位置。
对于图2所示的全分布式卫星电源分***2,在一些可能的实现方式中,每个所述供电模块40包括电压转换模块1033、配电开关1034与供电控制单元41;其中,所述供电控制单元41用于控制所述电压转换模块1033以将所述供电母线20的所述设定母线电压转换为供给至所述星上单机104的目标电压。
对于上述实现方式,在一些示例中,所述供电控制单元41还用于控制所述配电开关1034的打开或闭合,以使得当所述配电开关1034闭合时,将经所述电压转换模块1033转换后的电源能够传输至对应的所述星上单机104。
需要说明的是,供配电模块40将供电母线20上较高的母线电压降压转换为星上单机104所需的目标电压以为星上单机104供电。若星上单机104能够直接使用上述设定的母线电压,在具体实施过程中供电控制单元41可以将图2中的电压转换模块1033切换为母线电压输出单元10331以将供电母线20上电压未经转换即输出至对应的星上单机104,也就是说供配电模块40只起到短路保护和电源开关作用,不调节电压;或者,根据星上单机104的电压需求,供电控制单元41将图2中的电压转换模块1033切换为电压转换单元10332以将供电母线20上的电压转化为设定电压后输出至对应的星上单机104,例如转换后的电压为5V或12V。除此之外,若星上单机对供电要求较高,也可多个供配电模块40为一个星上单机104供电,多个供电模块40之间共同提供星上单机104所需电流,或X+y冷备/热备工作模式。
对于图2所示的全分布式卫星电源分***2,在一些可能的实现方式中,如图2所述,所述全分布式卫星电源分***2还包括多个热控模块60,每个所述热控模块60包括:热控控制单元601、热敏电阻602和加热带603;其中,
所述热控控制单元601与通信总线50电连接,以基于所述通信总线50接收对应的星上单机104的温度控制范围;以及,通过所述热敏电阻602采集对应所述星上单机104的温度值;以及,当所述星上单机104的温度值不处于所述温度控制范围时,控制所述加热带603的开关状态。
需要说明的是,热控模块60采集星上单机104温度,以根据星上单机104实际温度和温度需求控制加热带603开关。热敏电阻602和加热带603可以根据实际需要各设置1个或多个,也可以同时存在于一个热控模块60中,也可以只有加热带603或热敏电阻602。当然,在具体实施过程中多个热控模块60能够同时控制一个星上单机104的温度。当然,在具体实施过程中也可以根据星上单机104的实际需要安装热控模块60。
对于图2所示的全分布式卫星电源分***2,在一些可能的实现方式中,每个微太阳能模块11、每个微蓄电池模块31、每个所述供电模块40以及每个热控模块60均对应一通信地址以通过所述通信总线相互通信并通过所述通信总线接收星上计算机107下发的指令。
可以理解地,在全分布式卫星电源分***2中,所有的功能模块均具有唯一通信地址,以通过通信总线50相互通信,并可通过通信总线50向星上计算机107发送状态遥测信息,并同时接收星上计算机107指令。
在图2所示的全分布式卫星电源分***2中,较少数量的太阳能电池片和蓄电池组分别组成了最小的功能模块,避免了蓄电池组102或太阳能帆板101中的单个蓄电池或太阳能电池片损坏所导致的整串失效的情况;同时减少了不同太阳能电池片或蓄电池单体性能差异对电源***所造成的影响。在具体实施过程中,多个微太阳能模块11或多个微蓄电池模块31共同提供整星所需要的功率,降低了每个功能模块的要求,提高了电源***可靠性,方便扩展功率。此外,升压式的太阳能输入控制模块1031和升降压式蓄电池充放电控制模块1032能够向供电母线20提供较高的母线电压,以减少电缆上的功率损耗;另一方面,在本发明实施例中将蓄电池、配电、热控单独分成多个小模块,减少对卫星本体内部空间的要求,可以充分利用空间,降低结构设计难度;最后,在本发明实施例中采用供电母线20和通信总线50的连接方式,各功能模块就近安装在对应的星上单机附近,减少了星内电缆数量,降低了电缆连接复杂程度。
鉴于全分布式卫星电源分***2中的功能模块数量较多,若星上计算机107分别与所有功能模块通信,则对星上计算机的要求较高,因此如图3所示,各功能模块与星上计算机107之间的交互通信可以采用以下方式:
S301、当接收到整星上电的指令时,同一功能的各模块读取默认参数以确认是否存在主模块;
S302、当不存在所述主模块时,所述同一功能的各模块之间自协商确定所述主模块;若存在所述主模块,则进行步骤S303;
S303、所述同一功能的各模块保存所述主模块的地址,各模块按照整星需求、设定的工作模式及自身优先级确定是否工作和工作参数;需要说明的是,各模块的自身优先级可根据指令设定,或根据各模块地址等确定;
S304、处于备份状态的模块进入低功耗模式,能够接收指令,发送自身状态,但不对外输出功率,工作模块按照设定的参数进入工作模式;
S305、对于星上计算机下发的指令,所有模块均可接收,只有处于工作模式的模块执行,处于备份状态的模块接收指令,设置相应参数,不对外输出功率;
S306、所有模块将对应的模块回报的遥测及状态信息均发送给所述主模块;
S307、所述主模块将自身及其余所有模块的数据打包后发送给所述星上计算机;同时,所述主模块定时广播心跳包;
S308、若其余所有模块超时仍未收到心跳包,则所述备份模块按照设定顺序进入工作状态,并重新自主协商确定所述主模块;若其余所有模块在超时前收到心跳包,则跳转至步骤S303。
对于微太阳能模块11或微蓄电池模块31,可设置为处于工作状态的模块数量大于实际需要模块数量,以保证在主模块超时后工作连续性。对于需连续工作的星上单机104,其供电模块40可设置为始终有一个或多个模块处于热备状态,以保证工作连续性。
需要说明的是:本发明实施例所记载的技术方案之间,在不冲突的情况下,可以任意组合。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种全分布式卫星电源分***,其特征在于,所述全分布式卫星电源分***包括:
太阳能帆板输入转换装置,所述太阳能帆板输入转换装置用于向供电母线提供设定母线电压的电源,并且通过所述供电母线将所述设定母线电压的电源供给至对应的星上单机;
蓄电池充放电控制装置,所述蓄电池充放电控制装置利用所述供电母线上的电源为对应的蓄电池组进行充电,并在无光照时利用所述蓄电池组存储的电源通过所述供电母线向对应的所述星上单机供给电源;
多个供电模块,所述供电模块用于将所述太阳能帆板输入转换装置或所述蓄电池充放电控制装置输出至所述供电母线的电源经电压转换后供给至对应的所述星上单机。
2.根据权利要求1所述的全分布式卫星电源分***,其特征在于,所述太阳能帆板输入转换装置包括多个微太阳能模块,每个所述微太阳能模块包括:太阳能帆板及太阳能输入控制模块;其中,所述太阳能输入控制模块通过所述供电母线与对应的所述供电模块连接;以及,所述太阳能输入控制模块通过通信总线实现与星上计算机的交互通信。
3.根据权利要求2所述的全分布式卫星电源分***,其特征在于,所述太阳能输入控制模块采用升压方式以将对应的所述太阳能帆板产生的电源电压升高至所述设定母线电压。
4.根据权利要求1所述的全分布式卫星电源分***,其特征在于,所述蓄电池充放电控制装置包括多个微蓄电池模块,每个所述微蓄电池模块包括:蓄电池组及蓄电池充放电控制模块;其中,所述蓄电池充放电控制模块通过所述供电母线与对应的所述供电模块连接;以及,所述蓄电池充放电控制模块通过通信总线实现与星上计算机的交互通信。
5.根据权利要求4所述的全分布式卫星电源分***,其特征在于,在充电模式下,所述蓄电池充放电控制模块将所述供电母线上的所述设定母线电压降压转换为所述蓄电池组的充电电压以对所述蓄电池组进行充电;在放电模式下,所述蓄电池充放电控制模块将所述蓄电池组的电压升压至所述设定母线电压并供给至所述供电母线,进而通过所述供电母线传输至对应的所述供电模块。
6.根据权利要求1所述的全分布式卫星电源分***,其特征在于,每个所述供电模块包括电压转换模块、配电开关与供电控制单元;其中,所述供电控制单元用于控制所述电压转换模块以将所述供电母线的所述设定母线电压转换为供给至所述星上单机的目标电压。
7.根据权利要求6所述的全分布式卫星电源分***,其特征在于,所述供电控制单元还用于控制所述配电开关的打开或闭合,以使得当所述配电开关闭合时,将经所述电压转换模块转换后的电源能够传输至对应的所述星上单机。
8.根据权利要求1所述的全分布式卫星电源分***,其特征在于,所述全分布式卫星电源分***还包括多个热控模块,每个所述热控模块包括:热控控制单元、热敏电阻和加热带;其中,
所述热控控制单元与通信总线电连接,以基于所述通信总线接收对应的星上单机的温度控制范围;以及,通过所述热敏电阻采集对应所述星上单机的温度值;以及,当所述星上单机的温度值不处于所述温度控制范围时,控制所述加热带的开关状态。
9.根据权利要求8所述的全分布式卫星电源分***,其特征在于,每个微太阳能模块、每个微蓄电池模块、每个所述供电模块以及每个所述热控模块均对应一通信地址以通过所述通信总线相互通信并通过所述通信总线接接收星上计算机下发的指令。
10.一种全分布式卫星电源分***的控制方法,其特征在于,所述控制方法能够应用于权利要求1至9任一项所述的全分布式卫星电源分***,所述控制方法包括:
当接收到整星上电的指令时,同一功能的各模块读取默认参数以确认是否存在主模块;
当不存在所述主模块时,所述同一功能的各模块之间自协商确定所述主模块;若存在所述主模块,则进行下一步骤;
所述同一功能的各模块保存所述主模块的地址,各模块按照整星需求、设定的工作模式及自身优先级确定是否工作和工作参数;
处于备份状态的模块进入低功耗模式,能够接收指令,发送自身状态,但不对外输出功率,工作模块按照设定的参数进入工作模式;
对于星上计算机下发的指令,所有模块均可接收,只有处于工作模式的模块执行,处于备份状态的模块接收指令,设置相应参数,不对外输出功率;
所有模块将对应的模块回报的遥测及状态信息均发送给所述主模块;
所述主模块将自身及其余所有模块的数据打包后发送给所述星上计算机;同时,所述主模块定时广播心跳包;
若其余所有模块超时仍未收到心跳包,则所述备份模块按照设定顺序进入工作状态,并重新自主协商确定所述主模块;若其余所有模块在超时前收到心跳包,则跳转至步骤:所述同一功能的各模块保存所述主模块地址,各模块按照整星需求、设定的工作模式及自身优先级确定是否工作和工作参数。
CN202310076481.3A 2023-01-28 2023-01-28 一种全分布式卫星电源分***及控制方法 Pending CN116054377A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310076481.3A CN116054377A (zh) 2023-01-28 2023-01-28 一种全分布式卫星电源分***及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310076481.3A CN116054377A (zh) 2023-01-28 2023-01-28 一种全分布式卫星电源分***及控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116054377A true CN116054377A (zh) 2023-05-02

Family

ID=86127732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310076481.3A Pending CN116054377A (zh) 2023-01-28 2023-01-28 一种全分布式卫星电源分***及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116054377A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10857897B2 (en) Energy generation and storage system with electric vehicle charging capability
CN111181238B (zh) 一种卫星的det电源***
US6353304B1 (en) Optimal management of batteries in electric systems
US10976369B2 (en) Load test system
US6043629A (en) Modular control electronics for batteries
CN102422242A (zh) 控制设备和控制方法
CN109921496B (zh) 一种储能充电***
CN113422422B (zh) 一种卫星能源***
JP2015195674A (ja) 蓄電池集合体制御システム
CN106067692A (zh) 飞机电气***及其供电方法
Li et al. Power electronics integration on battery cells
WO2019147156A1 (ru) Модульная система энергообеспечения
CN113675934A (zh) 一种模块化卫星电源***
CN106130151A (zh) 一种飞机电气***及其供电方法
CN107994669A (zh) 一种弹载微小卫星能源控制***
CN114228562A (zh) 动力电池充放电管理***及其方法
CN117458556A (zh) 新能源微网电站运行***及方法
CN116054377A (zh) 一种全分布式卫星电源分***及控制方法
EP4106140A1 (en) Charging system utilizing energy storage multiplication
CN113725987A (zh) 一种新型商业卫星供电***
CN114884168A (zh) 基于磷酸铁锂蓄电池的变电站直流***
CN109274149B (zh) 电能量交换设备、电池装置及电池维护***
CN113410902A (zh) 一种高能量重量比、低成本的传媒微纳卫星电源***
JP2003289630A (ja) 蓄電装置の電圧均等化装置及び該装置を備えた電力貯蔵システム
CN116247793A (zh) 一种分布式的卫星电源控制***

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