伺服动力电源技术发展概述

近年来，机电伺服系统在航空、航天领域得到了广泛应用，逐渐形成了新的推力矢量控制和舵面控制实现方式，并推动了伺服动力电源的多样性发展。研究了国外运载火箭、导弹及飞机伺服动力电源技术的发展现状，梳理了各类场景中伺服动力电源的应用特点及未来需求，对比了常见的热电池、锌银电池、锂离子电池及涡轮发电等各类伺服动力电源的技术特点，并提出了高电压、高比功率、高比容量（新型电池，涡轮发电）、一体化/智能化/高可靠等伺服动力电源技术的未来发展方向。     

星上二次电源的故障分析

星上二次电源—蓄电池是限制卫星、特别是通信卫星工作寿命的主要因素之一。众所周知,星上蓄电池的工作寿命取决于工作循环类型和蓄电池的种类。在过去二十年里,实际用作空间能源贮存设备的是氧化镍-镉蓄电池,银-氢、镍-氢以及燃料电池也起到了重大的作用。表1列出了各种空间     

动态参数测量系统的电源可靠性设计

描述了具有热电池和带有低温加热电路的锂电池双备份的系统电源设计。介绍了当供电电源出现过压、欠压和中断情况时,系统的保护设计。提供了防护措施以保障热电池的安全性,并给出了系统总体设计框图。     

国际通信卫星-V的镍氢蓄电池

目前,绝大多数通信卫星星上二次电源系统采用的都是镍镉蓄电池。镍镉蓄电池与其它早期空间应用的银锌蓄电池相比,能量密度低一些、重量大一些。但其循环次数高,即轨道工作寿命较长,可达十年左右。从目前通信卫星的工作情况来看,镍镉蓄电池的故障率高,这是影响卫星寿命的主要因素之一。据有关资料分析表明:造成镍镉蓄电池故障的原因不外乎以下三点:1.镉负极分子的迁移,2.负极极板的膨胀,3.隔膜材料的分解。为了解决限制卫星寿命的主要因素—蓄电池的问题,福特公司按照国际通信卫星组织的合同要求,研制了镍氢蓄电     

热离子辐射型空间核电源的在轨试验飞行

空间核电源的产生不是偶然的 ,它是发展航天技术的需要。在航天技术发展的初期 ,几乎所有国家的第 1颗人造地球卫星均采用了原导弹武器使用的电源——银锌电池。银锌电池的主要优点是它的性能稳定、可靠性高。然而它有不足之处 ,即存在比能量低、一次性使用等问题。随后发展了太阳能电池 ,研制了各种各样的太阳电池系统 ,它已成为空间技术中的支撑性电源。但是 ,太阳电池系统的主要缺点是 :随着所需功率的增大 ,其布片面积将成正比地直线上升 ;脱离开阳光无法工作 ,在非日照区不得不再次求助于化学蓄电池 ,以保障航天器的不间断工作 ,而储能…     

碱性体系锌—镍合金电沉积的研究

本文介绍了一种新型的碱性体系锌-镍合金电镀工艺。本工艺镀层光亮、镀液稳定、组成简单及维护方便,能在很宽的工艺范围下能镀出含镍量为11～15％的锌-镍合金。镀层具有高耐蚀性及低氢脆性。对电沉积机理也作了必要叙述。     

空间同位素热/电源安全性技术指标体系框架研究

基于我国空间同位素热/电源使用环境特点,借鉴国外空间同热/电源安全认证的研究成果,通过对空间同位素热/电源应用环境剖面的分析,开展了空间同位素热/电源安全技术指标体系框架研究,建立了覆盖同位素热/电源产品研制、地面贮存/运输、发射准备、发射、在轨运行及废弃处置等全生命周期的正常和事故环境下的安全性技术指标体系,提出四大类型29项可考核技术指标,可作为空间同位素热/电源研制和安全性使用评价工作的主要依据,为解决我国使用空间同位素热/电源缺乏安全认证体系和安全性验证技术指标问题提供参考。     

基于改进相关向量机的锂电池寿命预测方法

锂电池具有轻便安全、循环寿命长和安全性能好等优点,作为一个被广泛应用的储能电源,锂电池健康管理和寿命预测是国内外研究的热点。建立锂电池寿命预测方法和模型,基于实验历史数据,建立电池衰减模型从而对整个电池的工作状态进行评估,及时对设备进行维护和替换,以确保电池工作的稳定。对相关向量机（RVM）的核函数进行了组合改进,优化了RVM的性能,减小了锂电池寿命预测的偏差度,提高了预测精度。      

锂电池相变材料/风冷综合热管理系统温升特性

锂电池在高倍率充放电过程中会产生大量热量,此热量不及时散出会导致电池超温进而影响电池的使用寿命,甚至导致安全事故。本文设计了一种新型相变材料/风冷综合热管理系统(TMS),并对综合热管理方式下的电池温升特性进行了实验和理论研究。基于集总参数法,结合电池生热及散热机理,建立了电池发热功率计算模型以及相变材料/风冷综合TMS电池温度场数学模型,计算了电池单体发热功率,分析了环境温度、电池充放电循环初始温度、相变温度、对流热阻以及电池和相变材料之间的导热热阻对电池综合TMS性能的影响。结果表明:综合TMS的冷却性能优于纯风冷热管理系统;电池充放电过程为非稳态传热过程,因此较高的初始温度带来超温风险;电池温度场数学模型能准确反映电池升温行为;较高的环境温度下,电池最大温升幅度降低,但可能导致电池最高温度超过安全温度;相变材料的相变温度越低,电池最大温升越低;减小导热热阻及对流热阻能显著提高TMS性能。     

同步轨道卫星蓄电池的发展

最近几年,在镍-镉蓄电池技术发展的同时,镍-氢蓄电池也出现了新的可喜进展。镍-镉蓄电池是目前正在使用的蓄电池系列,镍-氢是未来的蓄电池系列。让我们列表对这两种蓄电池的性能作一比较。     

地球观测卫星太阳电池阵的定向控制

<正> 一、电池阵定向控制的必要性及控制方法的概述随着大型地球观测卫星的观测手段多样化,旋转执行机构的采用以及轨道观测寿命的增长,对星载电源容量的要求越来越大,传统的银锌电池已很难满足卫星供电要求.于是,不但通信卫星,而且长寿命地球观测卫星也出现了采用太阳电池供电的趋势.为充分发挥供电效率,须考虑电池阵对日定向控制问题.对地球观测卫星来说,大致有两种可供选择的定向     

解析韩国《第二次航天开发振兴基本计划（2012-2016）》

2011年12月29日，韩国国家航天政策的最高决策机构韩国国家航天委员会召开会议，审议并通过了韩国《第二次航天开发振兴基本计划（2012-2016）》（以下简称《二次计划》）。该计划在总结2007-2011年间韩国政府推进航天开发取得的成果，分析主要航天国家发展动向，并基于韩国国内航天发展现状与差距分析的基础上，提出了今后5年间韩国航天发展的方向、愿景、政府推进本国航天发展的四大目标、五大战略及其实施途径（14项课题）、航天开发路线图、以及相关政府主管部门职责分工和预算测算等。     

国际通信卫星-Ⅴ将采用镍-氢蓄电池

国际通信卫星组织已决定在国际通信卫星-Ⅴ系列的第五颗、第六颗和第七颗卫星上采用镍氢蓄电池取代目前使用的镍镉蓄电池。镍氢蓄电池的优点是可以节省重量、提高效率、不易变质。通信卫星实验室根据同国际通信卫星组织签订的合同发展了镍氧蓄电池技术,并在美国海军的导航技术试验卫星NTS-2卫星上成功地进行了试验。自1977年NTS-2卫星发射以来,这第一个镍氢蓄电池电源系统工作正常。国际通信卫星-Ⅴ主承包商福特公司将在国际通信卫星组织的许可下用Eagle-     

商业航天电源系统发展现状和展望

<正>自国务院发布《2016中国的航天》白皮书以后，我国商业航天领域开始呈现蓬勃发展的态势，以商业遥感卫星星座、商业微小SAR卫星星座、低轨互联网卫星、商业运载火箭等为代表的商业航天各领域迅速发展，推动我国航天产业呈现新的发展态势。在航天技术进步的驱动下，商业航天规模化生产成为可能，发展商业航天产业，提升航天技术水平，对支撑我国成为航天强国具有重要意义。商业卫星产业是现代航天产业发展的时代所需，引领了一种全新的卫星研制生产和运营模式：(1)卫星研制周期短；(2)多星组网运行，快速部署，需求量大；(3)成本可控。电源系统是航天器的主要系统之一，为航天器的工作提供能量，是航天器的“心脏”，随着商业卫星有效载荷能力不断提升，电源分系统技术发展和生产更要适应新模式[1-3]。     

LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)正极材料的磷酸表面改性

针对新一代空间型号产品对储能电源提出的更高需求,提出采用表面改性的方法提升LiNi0.8Co0.15Al0.05O2（NCA）正极材料在锂离子电池中的循环稳定性。通过采用磷酸（H3PO4）对NCA正极材料进行表面处理,H3PO4会与NCA颗粒表面的含锂碱性物质发生反应,从而在NCA颗粒表面生成稳定且导电性良好的Li3PO4界面层。循环以及阻抗测试结果表明,经H3PO4表面处理的NCA材料组装电池循环50次后电池容量为170.5mA·h/g,容量保持率达到94%以上,界面阻抗得到抑制。H3PO4表面处理有效抑制了NCA颗粒表面碱性残留对电化学性能的不良影响,提升了界面稳定性,获得了更好的循环性能。     

卫星工程用镉-镍电池热性能研究

对卫星工程用镍-镉蓄电池的热性能进行了实验研究。介绍了测定电池热容量和发热量的装置,该装置具有简单可靠的特点。给出了测试结果,并与国外数据进行了比较。     

锂离子动力电池系统多尺度热安全研究

锂离子动力电池系统作为电动汽车最重要的核心部件，其动力性能和安全可靠性的提升是中国电动汽车进一步规模化发展的重大需求。锂离子动力电池的热安全问题贯穿于电池系统的整个生命周期，且在单体-模组-系统不同空间尺度下的表现形式不同。针对锂离子动力电池系统多空间尺度热安全问题，分别从单体电池生热、模组温度均一性、电池系统安全可靠性3个方面归纳总结了目前动力电池热安全设计的最新进展，并对一些重要研究成果进行了着重介绍，总结了锂离子动力电池系统热安全设计亟待解决的关键问题，提出了可行的解决方案，对今后的研究方向进行了展望，旨在为电池系统动力性能和安全可靠性提升提供有益的借鉴和参考。     

DC／DC变换器在航天器二次电源中的应用

DC／DC变换器以其可靠性好、集成度高、体积小、效率高等特点,在航天工程二次电源系统中得到广泛应用．但是在DC／DC直流变换过程中容易引入或形成各种干扰噪声,不仅直接影响供电质量,而且影响航天器的技术性能及指标．为解决干扰问题,提高二次电源的可靠性,结合航天器实际任务,讨论分析了DC／DC变换器设计应用中的关键技术,主要包括软启动设计、滤波设计、EMC设计、可靠性设计、抗辐照设计等．综合采取上述措施后,二次电源的可靠性大大提高,浪涌电流减少至原来的1／20,输出纹波减少至原来的1／4．通过对二次电源输出电压线的传导发射测试（CE）和二次电源机箱的辐射发射测试（RE）,发现其测量值均低于标准中规定的极限值．实验结果及工程实际应用结果表叽所提出的设计方案具有良好的效果．     

交变流下回热器性能对比研究

回热器是空间斯特林发电机的核心部件之一,根据Mo Bai提出的泡沫金属球心十四面体单元体结构,建立了泡沫镍单元模型并定量分析了孔密度、孔径及孔隙率之间的具体等量关系。通过建立回热器二维计算模型,采用ANSYS-Fluent软件对孔隙率在0.62~0.83的不锈钢丝网与孔隙率在0.94~0.98的泡沫镍两种填料中工质的流动过程进行数值模拟,对比分析了两种填料的传热及阻力特性,得到了不同孔隙率下填料的阻力系数、传热系数以及流动压降的变化情况。结果显示,泡沫镍型回热器进出口压力降幅值约为不锈钢丝网型回热器的1/400,而其传热系数约为不锈钢丝网的1/5。最后提出以参数Nu/Cf1/3作为综合衡量填料性能的指标,对比结果表明泡沫镍综合性能优于不锈钢丝网,能够用来作为空间斯特林发电机回热器的填料。     

空间核反应堆电源技术概览

空间核反应堆电源具有环境适应性好、功率覆盖范围广、结构紧凑以及大功率条件下质量功率比小等突出优点,在军民航天任务中具有广阔的应用前景,是改变未来航天动力格局的颠覆性技术之一。对空间核反应堆电源的原理、特点、适用范围、应用前景、历史发展情况及现状、典型方案、应用安全等进行了系统介绍,对技术发展趋势进行了分析总结,并就我国该技术发展给出一些见解。