海洋智能无人系统技术能量平衡计算

为了一个特定的微型卫星任务制定一个能量平衡模型之前，必须定义微型卫星的飞行特性和规格的主要组成部分，该组成部分将用来弥补电源系统。总线的配置也必须用各个主要部件的运行效率来进行定义。因此，为了让读者理解，在一个能量平衡模型中必须包含哪些东西，我们将对一个假设的航天器、任务和电源系统进行剖析。

该微型卫星动力系统将有环形总线配置的SGES架构。该微型卫星将有四个1.5AH锂离子可充电电池（锂离子18650）和四个体搭载太阳能电池阵列（安放在10×5 in的微型卫星体的每一边）。当充满电后，在制造商规定的工作温度下，电池包给每个3.6 V电池单元提供18 W·h。每个微型卫星太阳能电池阵列由四个高级三结太阳能电池组成，其中有两个串联串，两个并联。太阳能阵列在充满阳光AM0C的条件下，提供5.1 Vvoc、0.86 AIsc和3.7 WPmax。

(www.xing528.com)

图17.5　PSSC试验台太阳能阵列调节板的示意图

这个例子中的特定轨道参数如下：低地球轨道和围绕轨道的微型卫星方向，任何时候太阳能电池最低点都指向该方向。能量平衡模型由两个独立的部分组成。第一部分是宇航公司的卫星轨道分析程序（SOAP），计算在15 s时间间隔内微型卫星与太阳的夹角。模型的第二部分是使用太阳角度数据的电子表格，这些数据是从SOAP和任务功率要求数据作为输入的情况下得到的。能量平衡模型假定宇宙飞船以0.25 r／min围绕垂直于太阳的轴旋转，并计算可用能量来给任务负载的电池充电，计算的电量还需考虑到每一个被用于电源系统中的DC-DC转换器的损失。