海洋智能无人系统技术：节能量储存解决方案

为微型卫星提供电能的能量储存解决方案是一种最简单并且投入应用成本较低的一种方案。该方法的缺点就是需要任务持续时间相对较短。让我们查看一下设计只用能量储存装置为微型卫星提供电能的电源系统性能。

设计一个能量储存电源系统的第一步就是电池的选择。电源系统所要提示的具体信息是由电子设备来显示的，该电子设备充当了电池和负载之间的交互界面。选择一个特定的电池给微型卫星供电需要考虑如下几点：

（1）放电电压特性。

（2）在规定放电率的额定容量。

（3）最大额定输出电流。

（4）短路电流。

（5）短路保护。

（6）存储损失（每年名义上损失百分比）。

（7）体积能量密度。

（8）航天历史。

（9）工作温度范围。

（10）电池的工作压力。

（11）电池压力管道爆裂的压力大小（测试）。

（12）电池压力管道材料。

（13）电池泄露。(www.xing528.com)

一旦特定的电池选定，它必须执行条件测试合格后才能应用于航天。条件测试必须多样化，这样电池才能正常工作并且经受其生命周期内遇到的不利情况，测试周期结束时电池的性能。条件测试的执行应该依据TR-2004（8583）-1标准，它代替了Mil-Std-1540标准。

除了刚才指定的热性能和机械环境试验，电池条件测试至少应包括以下测试：

（1）电池容量测试。

（2）放点电压性能测试。

（3）最大放电电流测试。

（4）短路测试。

（5）密封泄漏测试。

（6）生存温度测试。

能量储存解决方案中的供电系统的平衡应该在电池的负极腿部分包含一根保险丝，以此来保护电池，并防止宇宙飞船布线短路和二极管阻塞，确保电流流动是从电池到负载。各个负载将被连接到一个配电母线，如图17.1所示。

图17.1　利用储能解决方案的微型卫星电源系统示意图

为储能解决方案提供的总线电压为电池电压。电池电压应该选择输入电压在航天器上只有一个最大负载时的工作电压范围。对大多数微型卫星而言，这个负载就是用于与地面通信的无线电。

剩下的各个负载要求工作在电池提供的母线电压上。要做到这一点，各个宇宙飞船负载应当包括电源处理电子设备，其能将电池电压转换成由特定负载所必需的电压。例如，如果电池电压选择30 V直流电压和一个需要严格调节到5 V工作的特定电子设备，则负载元件就需要提供一个30 V转5 V的DC-DC转换器。