[發明專利]一種應用于航天電源的儲能型超級電容篩選方法

有效

• 申請號: 202010190380.5
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111381124B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 王兆魁;何云瀚;韓大鵬
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/40;G01M7/02;G01M7/08;G01M13/00
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 席小東

本發明提供一種應用于航天電源的儲能型超級電容篩選方法，包括：航天電源由多個超級電容單體通過串并聯連接后封裝組成；采用步驟2，對超級電容單體進行篩選；采用步驟3，對封裝完成后的航天電源整機進行篩選；從而最終得到滿足航天電源使用要求的航天電源。因此，本發明通過制定篩選試驗，包括超級電容單體篩選試驗和航天電源整機篩選試驗，可以有效地從普通的工業級電容器中篩選出滿足航天電源要求的儲能型電容器，從而將基于超級電容的電源應用于航天器。

技術領域

本發明屬于航天電源技術領域，具體涉及一種應用于航天電源的儲能型超級電容篩選方法。

背景技術

航天電源系統的工作環境具有以下特殊性：真空，環境溫度變化范圍極大，宇宙電磁輻射強度遠大于地面，在從地面進入太空的過程中過載、振動、沖擊等力學可靠性要求高，同時，由于航天發射能力的限制，因此，對航天電源系統的質量需要嚴格控制。

現有航天電源系統的主要儲能器件一般采用鋰離子電池，鋰離子電池的主要優勢在于能量密度高，但存在以下關鍵問題：1.鋰離子電池的充放電有安全性隱患；2.鋰離子電池不能瞬間釋放較大的電流；3.鋰離子電池的放電能力受到環境溫度影響嚴重，在低溫下放電能力嚴重衰減；4.鋰離子電池在放電深度較大時會影響其壽命，因此通常使用其設計電源時會嚴格約束放電深度；5.鋰離子電池循環壽命有限，一般在1000次的量級。而相較于鋰離子電池，采用儲能型超級電容可以克服上述問題。但是，目前無法確定何種性能的儲能型超級電容能夠安全的作為航天電源使用。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種應用于航天電源的儲能型超級電容篩選方法，可有效解決上述問題。

本發明采用的技術方案如下：

本發明提供一種應用于航天電源的儲能型超級電容篩選方法，包括以下步驟：

步驟1，航天電源由多個超級電容單體通過串并聯連接后封裝組成；采用步驟2，對超級電容單體進行篩選；采用步驟3，對封裝完成后的航天電源整機進行篩選；其中，步驟2和步驟3的篩選環境條件為：a)溫度：25℃±5℃；b)相對濕度：25％～85％；c)大氣壓力：86kPa～106kPa；d)無強電磁場干擾；e)測試場所整潔無雜物，滿足防靜電要求；

步驟2，對于超級電容單體，進行例行試驗和型式試驗；具體的，對于待篩選的超級電容單體，均進行例行試驗，如果存在一項或一項以上例行試驗項目不合格，則判定超級電容單體不合格；對于通過例行試驗的同一批次多個待篩選的超級電容單體，隨機抽樣一定數量的超級電容單體，進行型式試驗，如果型式試驗合格，則判定同一批次的各個超級電容單體的型式試驗合格，否則不合格；

其中，所述例行試驗包括外觀檢查試驗、外形測量試驗、電容測量試驗、存儲容量測量試驗、內阻測量試驗、電壓保持能力試驗和真空漏液試驗；所述型式試驗包括短路放電試驗、高溫特性試驗、低溫特性試驗、過放電試驗、過充電試驗和跌落試驗；

步驟3，對于航天電源整機，進行力學試驗、熱真空試驗和低溫放電試驗；其中，所述力學試驗包括加速度試驗、正弦振動試驗和隨機振動試驗；

步驟4，通過步驟2首先篩選得到例行試驗和型式試驗均合格的超級電容單體；然后，將步驟2篩選到的超級電容單體封裝形成航天電源整機，再采用步驟3的方式對航天電源整機進行力學試驗、熱真空試驗和低溫放電試驗，如果力學試驗、熱真空試驗和低溫放電試驗均合格，則證明被試驗的航天電源整機滿足航天電源的使用要求，為最終篩選得到的航天電源整機。

優選的，所述外觀檢查試驗具體為：在良好的光線條件下，采用目測法檢查超級電容單體的外觀，滿足以下要求，即為外觀檢查試驗合格：外殼無變形和裂紋；表面平整、干燥并且無電解液溢痕；標志清晰完整、準確無誤；

所述外形測量試驗具體為：采用游標卡尺測量超級電容單體的尺寸，包括超級電容單體的高度和直徑；采用電子秤測量超級電容單體的重量；滿足要求，即為外形測量試驗合格：