[發明專利]一種在軌航天器用無源持續供電裝置

在審

• 申請號: 202011395657.4
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112491300A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 何大龍;焦方坤;楊忠凱;高賀;歐東斌
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 李斌

本發明提供了一種在軌航天器用無源持續供電裝置，包括：導熱板、隔熱罩、熱電器件，以及通過相變材料吸熱和放熱的儲能溫控組件；所述導熱板和所述隔熱罩構成溫控空間；所述熱電器件和所述儲能溫控組件設置在溫控空間內；所述熱電器件一側與導熱板相貼合，相對應的另一側與儲能溫控組件相貼合。本發明提供的在軌航天器用無源持續供電裝置，解決了供電裝置無法實現電能持續供應的同時保持供電結構的安全可靠性的問題。

技術領域

本發明涉及在軌航天器技術領域，尤其是涉及利用在軌航天器周期性冷熱交變服役環境的持續供電裝置。

背景技術

航天器如衛星和飛船等在軌長時間運行期間，其內部各種電子設備消耗的大量電能主要依靠太陽能電池提供，而這種供電方式也存在較多不足之處：例如，多數航天器在軌道飛行期間，會周期性進出日照區和陰影區，當外懸展開狀態的太陽能電池板處于陰影區時無法進行發電，這將限制部分機載電子設備的全負荷運行；再有，航天器在軌運行期間，受到太陽和地球等空間熱輻射以及地球陰影的作用，太陽能電池板經受較大幅度的周期性的高低溫變化，這種冷熱交變的空間熱環境在太陽能電池板結構中產生時變的溫度場和溫度梯度，導致結構發生屈曲、變形，甚至熱誘發振動，從而對電池板結構產生破壞。

如何有效利用在軌航天器冷熱交變的服役環境，實現電能持續供應的同時保持供電結構的安全可靠性是一個值得研究的問題。

發明內容

本發明提供一種在軌航天器用無源持續供電裝置，旨在解決現有的供電裝置無法實現電能持續供應的同時保持供電結構的安全可靠性的問題。

本發明提供一種在軌航天器用無源持續供電裝置，包括：導熱板、隔熱罩、熱電器件，以及通過相變材料吸熱和放熱的儲能溫控組件；所述導熱板和所述隔熱罩構成溫控空間；所述熱電器件和所述儲能溫控組件設置在溫控空間內；所述熱電器件一側與導熱板相貼合，相對應的另一側與儲能溫控組件相貼合。

進一步地，所述儲能溫控組件包括固定框、散熱器、相變材料層以及蓋板；所述散熱器與所述相變材料層均設置在所述固定框的內部；所述固定框的頂部蓋設有蓋板；所述散熱器上設置有若干均勻分布的翅片，所述相變材料層上開設有與所述翅片對應的翅片孔，所述散熱器與所述相變材料層之間通過翅片和翅片孔緊密貼合；所述相變材料層內部填充的材料為膨脹石墨/石蠟復合材料。

進一步地，所述導熱板與所述隔熱墊相貼合；所述隔熱墊上開設有第一方孔，所述固定框的底面開設有第二方孔，所述熱電器件置于所述第一方孔內與所述第二方孔內，并且所述熱電器件的底面與導熱板的頂面相貼合，所述熱電器件的頂面與散熱器的底面相貼合；所述熱電器件與所述導熱板的連接部位上涂抹有導熱硅脂，所述熱電器件與所述散熱器的連接部位上也涂抹有導熱硅脂。

進一步地，所述隔熱墊與所述保護罩之間構成電壓轉變空間，所述電壓轉變空間內設置有電壓轉變裝置，所述電壓轉變裝置與熱電器件連接；所述電壓轉變裝置包括蓄電池、電壓反相器和穩壓充電器以及電路集成板，所述蓄電池、電壓反相器和穩壓充電器設置在所述電路集成板上。

進一步地，所述熱電器件與所述電壓反相器電連接，所述電壓反相器與所述穩壓充電器電連接，所述穩壓充電器與所述蓄電池電連接。

進一步地，所述保護罩通過固化橡膠粘接在所述隔熱板上，所述保護罩表面開設有用于電路散熱的圓孔。

進一步地，所述蓄電池、電壓反相器和穩壓充電器均通過螺釘連接固定在所述電路集成板上。

進一步地，所述散熱器與所述固定框通過固化橡膠粘接。

進一步地，所述導熱板與所述隔熱墊通過固化橡膠粘接。

進一步地，所述導熱板與所述隔熱墊的邊角處均開設有螺紋孔，所述導熱板與所述隔熱墊通過螺釘與艙體內壁面固定。