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1、2015年6月宇航计测技术Jun.,2015第35卷第3期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.35,No.3文章编号:1000-7202(2015)03-0044-04中图分类号:V57文献标识码:A飞行器太阳能源计算方法1,21111梁君李海伟欧连军杨友超徐海运(1.中国运载火箭技术研究院研究发展中心,北京100076;2.上海交通大学,上海200240)摘要介绍了空间飞行器典型电源系统组成,通过对影响太阳能源输出的各项参数因素分析,提出了空间飞行器太阳能源计算方法,该方法包括由功率计算所需太阳阵面积的公式和由太阳阵面积计算输出功
2、率的公式,达到了准确计算太阳能源的效果,解决了以往空间飞行器太阳能源估算误差大,在总体回路设计中电源参数难以闭环的问题。关键词太阳能源计算方法飞行器电源系统TheMethodofCalculatingSolarEnergyontheAerocraft1,21111LIANGJunLIHai-weiOULian-junYANGYou-chaoXUHai-yun(1.ChinaAcademeofLaunchVehicleTechnologyR&DCenter,Beijing100076;2.ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240)AbstractTh
3、erepresentativepowersystemofaerocraftwasintroduced.Allkindsofparameters,whichimpactedproductionofsoalrenergy,wereanalyzed.Themethodofcalculatingsolarenergyontheaerocraftwasprovided,whichincludedfromthepowertotheareaofthesolararrayandfromareaofthesolararraytotheproducingpower.Theeffectofaccuratelyc
4、alculatingsolarenergywasachieved.Theproblem,whichthepowerparametersfortheaerocraftweredifficulttorealizeduetoerrorofestimateinmacroloopdesign,wassolved.KeywordsSolarenergyCalculationmethodPowersystemofaerocraft1引言2空间飞行器典型电源系统及原理太阳能源是整个飞行器的供电源泉,可靠准确2.1系统组成的太阳能源计算方法是保证总体设计回路闭环的重空间飞行器典型电源系统组成一般包括太阳电要
5、工作。本文从太阳能源的各项参数分析入手,给池阵、蓄电池组、电源控制器(简称PCU)等部分,如出一种空间太阳能源计算方法,为总体小回路设计图1所示。太阳电池阵考虑到电压和功率、可靠性提供参考。因素,大多采用多串多并方式。电源控制器采用全调节母线调节方式,由分流模块、充电分流模块、放收稿日期:2015-02-05,修回日期:2015-05-11作者简介:梁君(1980-),男,高级工程师,主要研究方向:电气综合技术。第3期飞行器太阳能源计算方法·45·电调节模块、电容阵模块和电池管理模块等组成。者在电源控制器的控制调节下联合完成为整个飞行[1]太阳能帆板基板和滑环一般由机构系统控制。器不间断供
6、电的功能。太阳电池是发电电源,蓄电池组是储能电源,两图1空间飞行器典型电源系统组成图2.2工作原理表1多结砷化镓单体太阳电池技术参数电源系统工作原理如下:参数名称参数代号1)当负载功率较轻时,太阳电池阵提供全调节吸收率αs母线负载功率,充电电路工作提供蓄电池组充电功半球向辐射率εH率,当蓄电池组充满后分流电路工作,多余功率对地开路电压(mV)Voc分流;22)当负载功率增加或光照条件恶劣,太阳电池短路电流密度(mA/cm)Jsc阵输出功率不足时,充电电路减少蓄电池组充电功最大功率点电压(mV)Vmp率用以补充全调节母线,若仍不满足负载功率需求,最大功率点电流(mA/cm2)Imp则蓄电池组
7、通过放电电路放电,蓄电池组与太阳电填充因子FF池阵共同为负载联合供电;转换效率η3)在阴影期,蓄电池组通过放电电路为负载供电。寿命末期最大功率点单体电池输出电压如式(1)3空间能源计算主要考虑因素(V)=V+V+β×(T-T)(1)mpEOLmpψs＇vpopo式中:V———盖片太阳电池在1MeV能量,电子3.1太阳电池阵输出特性mpψ-2辐照通量为ψe·cm后,在标准温度T(25℃)时太阳电池阵输出特性主要由太阳电池单
