[發明專利]一種基于超級電容的衛星電源系統

有效

• 申請號: 202211050712.5
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115117993B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 張勇平;任維佳;熊淑杰;何建國
• 申請（專利權）人: 長沙天儀空間科技研究院有限公司
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34;H02J7/35;H02J7/00
• 代理公司: 北京之于行知識產權代理有限公司 11767
• 代理人: 羅延紅

1.一種基于超級電容的衛星電源系統，其特征在于，所述衛星電源系統至少包括以彼此相對獨立的方式設置的第一母線子系統(7)和至少一個第二母線子系統(8)，

所述第一母線子系統(7)與至少一個所述第二母線子系統(8)之間設置有至少一個匯流控制器(10)，和/或兩個所述第二母線子系統(8)之間設置有至少一個匯流控制器(10)，從而所述第一母線子系統(7)與至少一個所述第二母線子系統(8)建立拓撲結構，

響應于所述第一母線子系統(7)或所述第二母線子系統(8)供電異常的指令信息，與處于供電異常狀態的所述第一母線子系統(7)或所述第二母線子系統(8)關聯的所述匯流控制器(10)由關閉狀態轉換為導通狀態，從而使得處于供電異常狀態的所述第一母線子系統(7)或所述第二母線子系統(8)通過所述匯流控制器(10)與處于供電正常狀態的所述第二母線子系統(8)或所述第一母線子系統(7)導通以實現正常供電，

所述第一母線子系統(7)與平臺單機(6)連接；所述第二母線子系統(8)與載荷天線(9)連接，

在所述第一母線子系統(7)或至少一個第二母線子系統(8)處于供電正常狀態的情況下，與所述第一母線子系統(7)或至少一個第二母線子系統(8)關聯的所述匯流控制器(10)處于關閉狀態，使得所述第一母線子系統(7)與所述第二母線子系統(8)以互不干擾的方式獨立供電，

所述第一母線子系統至少包括太陽能電池陣(1)和蓄電控制單元(5)，所述蓄電控制單元(5)以第一母線連接的方式設置在太陽能電池陣(1)與所述平臺單機(6)之間，用于調節所述平臺單機(6)的平衡供電，

所述第二母線子系統至少包括太陽能電池陣(1)和超級電容控制單元(11)，所述超級電容控制單元(11)以第二母線連接的方式設置在太陽能電池陣(1)與所述載荷天線(9)之間，用于調節所述載荷天線(9)的供電狀態，

還包括控制單元，所述控制單元基于第一母線子系統(7)或第二母線子系統(8)的供電情況的變化選擇并改變所述匯流控制器(10)的工作狀態，以調節所述第一母線子系統(7)或第二母線子系統(8)的電能供應的拓撲結構，維持平臺單機(6)和載荷天線(9)的供電穩定，

控制單元基于預設的控制策略來實時調節衛星電源系統的母線拓撲結構，控制單元基于蓄電控制單元(5)和超級電容控制單元(11)發送的供電參數監測各個母線子系統的供電參數的變化，從而基于供電參數的變化來選擇匯流控制器(10)以及導通的路徑；

第一母線的供電閾值為第一閾值，第二母線的供電參數與第一閾值的差值為第一差值，第二母線的供電閾值為第二閾值，供電參數與第二閾值的差值為第二差值，優選地，第一閾值和第二閾值優先選擇電壓參數作為電壓閾值，

在第一母線子系統(7)的第一供電參數小于第一閾值的情況下，控制單元選擇第二供電參數大于第二閾值的第二母線子系統(8)與第一母線子系統(7)之間的匯流控制器(10)從關閉狀態轉變為導通狀態，使得供電充足的第二母線子系統(8)為第一母線子系統(7)進行部分供電，

隨著衛星在軌姿態的變化，在第一母線子系統(7)的第一供電參數逐漸增大至不小于第一閾值的情況下，控制單元控制為第一母線子系統(7)提供供電路徑的匯流控制器(10)轉換為關閉狀態，以切斷第一母線子系統(7)的供電路徑，消除第二母線子系統(8)的脈沖供電對第一母線的影響；

在第二母線子系統(8)的超級電容控制單元(11)為第一母線子系統(7)供電的情況下，控制單元監測第二母線子系統(8)的第二供電參數并且在第二供電參數小于第二閾值時，以更換匯流控制器(10)的方式更換為第一母線子系統(7)供電的第二母線子系統(8)，從而在保證載荷天線(9)正常供電的情況下來維持平臺電機(6)的正常運行，

在載荷天線(9)正常工作的第二母線子系統(8)中，控制單元對第二母線子系統(8)的超級電容控制單元(11)的第二供電參數與第二閾值的第二差值進行排序，

在其中一個第二母線子系統(8)的第二供電參數小于對應的第二閾值的情況下，控制單元基于第二差值的排序有線選擇改變至少一個匯流控制器(10)的狀態使得排序為前三的至少一個正常運行的第二母線子系統(8)與異常的第二母線子系統(8)導通，從而使得異常的第二母線子系統(8)中的載荷天線(9)得到足夠的電能以正常工作。