[发明专利]一种非姿态稳定型航天器系统能源获取方法

说明书

本发明公开了一种非姿态稳定型航天器系统能源获取方法，包括：当太阳电池阵的输出功率大于非姿态稳定型航天器系统的总需求，但小于或等于非姿态稳定型航天器系统的总需求加蓄电池组充电功率需求，则太阳电池阵为系统供电，同时将多余的功率为蓄电池组充电；当太阳电池阵的输出功率大于非姿态稳定型航天器系统的总需求和蓄电池组充电功率需求，则太阳电池阵分流后通过MPPT充电单元为系统供电、同时为蓄电池组充电；当太阳电池阵的输出功率小于非姿态稳定型航天器系统的总需求，关闭太阳电池阵的输入，并控制蓄电池组为系统供电。本发明利用最大功率点跟踪技术，实现了不同充电模式的切换，有效提升了非姿态稳定型航天器系统的能源供给能力。

技术领域

本发明涉及航天器电源系统设计领域，尤其涉及一种非姿态稳定型航天器系统能源获取方法。

背景技术

近半个世纪以来，航天技术在世界范围内取得了突飞猛进的发展，已经广泛应用到国民经济、军事活动、科学研究和社会生活的众多部门。随着我国航天飞行器研制技术不断提高，对航天器的可靠性、高适应性、小型化不断提出新的要求。

以往各国每一次火箭发射后，随着一级火箭、二级火箭以及整流罩的脱落并返回地面，火箭末子级会随它的有效载荷一同进入轨道，并长期在太空中占据宝贵的轨道资源，对在轨空间飞行器造成安全威胁，是目前体量最大的太空垃圾。利用运载火箭末子级留轨阶段搭载测量系统，将原本的火箭末子级改造成低成本的科学实验和通信平台，实现变废为宝，这在国内外均有成功的案例。

传统的航天器，姿态可控，通过控制航天器太阳能帆板对日定向稳定地获取能源。然而对于火箭末子级来说，在空间中其姿态是在不断自旋并伴随一定章动，能源系统面临着巨大的考验。为了适应翻转姿态，需要研究非姿态稳定型航天器系统能源获取方法，设计具有容错技术的能源系统，满足末子级能源使用需求。

最大功率点跟踪(MPPT,Maximum Power Point Tracking)技术通过控制太阳电池阵的输出电压使其工作在最大功率点附近，实现太阳电池阵的最大功率输出，可以使太阳电池阵在不同寿命阶段及各种环境条件下都能输出最大功率，满足航天器的灵活机动、频繁大电流充电等方面需求，可以减小太阳电池阵的面积和蓄电池组的放电深度，减轻电源的结构重量，延长蓄电池组的使用寿命。

研究一种非姿态稳定型航天器系统能源获取方法，同时应用提高转换效率的MPPT技术，提高太阳能电池阵所产生的能量的利用率，应用于火箭末子级，以确保火箭末子级在姿态不稳定、光照无法保证情况下的能源供给，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非姿态稳定型航天器系统能源获取方法，以解决上述技术背景中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种非姿态稳定型航天器系统能源获取方法，包括：

判断太阳电池阵的电压条件，是否符合条件1)太阳电池阵的输出功率大于非姿态稳定型航天器系统的总需求，但小于或等于所述非姿态稳定型航天器系统的总需求加蓄电池组充电功率需求；或是否符合条件2)太阳电池阵的输出功率大于所述非姿态稳定型航天器系统的总需求和蓄电池组充电功率需求；或是否符合条件3)太阳电池阵的输出功率小于所述非姿态稳定型航天器系统的总需求；

当符合条件1)，则电源控制器通过对MPPT充电单元的控制来驱动所述太阳电池阵为所述非姿态稳定型航天器系统供电，同时，将多余的功率为所述蓄电池组充电；

当符合条件2)，则所述电源控制器控制所述太阳电池阵通过充电分流调节模块进行分流，然后再通过MPPT充电单元为所述非姿态稳定型航天器系统供电、同时为所述蓄电池组充电；

当符合条件3)，所述电源控制器关闭所述太阳电池阵的输入，并控制所述蓄电池组为所述非姿态稳定型航天器系统供电；