1.1 航天器电源系统简介
2025年09月20日
1.1 航天器电源系统简介
航天器电源系统是航天器上产生、储存、调节、变换和分配电能的系统,简称电源系统。电源系统的基本功能是通过某种物理变化或化学变化,将光能、核能或化学能转换成电能,根据需要进行储存、调节和变换,在航天器各个飞行阶段,包括主动段、转移轨道及工作轨道寿命期间给航天器各单机提供和分配电能。
电源系统是航天器极其重要的组成部分。电源系统的作用好比人的“心脏”,发出的电能好比人的“血液”流过全身,从不中断,一时一刻也不能停歇。对任何一个航天器而言,电源系统的好坏直接影响到整个飞行任务的成败。电源系统如不能正常工作,对整个航天器的损害将是致命的。
随着空间技术的迅猛发展,电源系统技术也获得了高速发展。反过来,空间电源系统技术水平的提高,对提高航天器性能、延长航天器工作寿命也起着决定性的作用。早期的航天器多采用单一化学电池供电。目前,锌银蓄电池、太阳电池阵(硅、砷化镓、三结砷化镓太阳电池)-蓄电池组(镉镍、氢镍、锂离子蓄电池)电源系统、氢氧燃料电池、放射性同位素温差发电器、核反应堆温差发电器和热离子反应堆等多种电源已用于各类航天器。直接为国民经济和国防建设服务的各种应用卫星,正向着高性能、多用途、长寿命方向发展,因此,对电源系统的功率、寿命、可靠性、性能质量比和性能价格比等指标也提出了越来越高的要求。
目前世界上90%以上的航天器都采用太阳能电池阵-蓄电池组构成的光伏电源系统。太阳电池阵在光照区给负载供电并给蓄电池组进行充电,阴影区由蓄电池组供电。因此,太阳电池阵-蓄电池组电源系统主要由太阳电池阵、可充电电池组和调节各种元件功率流以控制母线电压的功率调节器组成。