天舟升空 我国空间电源迈向“锂电年代”

锂电世界网讯 4月20日，我国第一艘货运飞船天舟一号发射升空。电源分体系作为天舟一号最主要的分体系之一，被誉为“天舟之心”，我国航天科技集团公司上海航天技能研究院的研发人员揭秘了其迈向“锂电年代”的含义。

载人航天的锂电年代

我国载人航天电源先后经历了镉镍电池年代、氢镍电池年代。神舟七号随同卫星曾开创载人航天初次运用锂电的历史，但在低轨高压大容量锂电范畴，具有2700W功率的天舟一号是我国航天史上的初次。“初次运用低轨高压锂电，也是为日后空间站打根底”。我国载人航天工程货运飞船体系副总规划师陈启忠介绍。

天舟一号电源分体系选用3机组锂离子蓄电池组，每组由22个单体串联构成，共运用单体66个，它的使命从天舟一号待发段转内电开端，一起在飞船进入阴影区时供给整船所需的全部电能，在光照区贮存电能，并通过电池放电弥补负载的峰值功耗。

锂电池的安全性向来是咱们重视的焦点。天舟一号电源分体系主任规划师王娜奉告，环绕锂电池本身的可靠性和安全性，研发人员做了很多的实验和验证作业，包括不一样温度下的特性实验、寿数实验和充电战略的验证等。

为了保证飞船的用电可靠性和安全性，在毛病形式下，规划人员使每个机组能承受电池单体的短路或开路失效，而不影响其供电才能和充放电循环寿数。

“作为载人航天在海南发射场的初次发射，咱们还对于锂电池做了专门的发射场适应性验证作业，为的即是保证满有把握。”天舟一号锂电主管规划师白羽说。

为后续空间站缔造打根底

上海航天技能研究院电源分体系项目管理人员吴彦妮奉告，天舟一号电源分体系大多数仍是继承第二代技能，但也为后续空间站缔造做准备，一是减重，二是从空间上为飞行器做贡献，“假如是用第二代氢镍电池，将来的空间站要专门做个舱来放电池。所以咱们展开了锂电的使用，并初次在货船上首飞，也是为后续空间站使命奠定根底。”

她介绍，现在单舱只需完成飞行器内部的供电，对接时要完成两舱之间的能量平衡；到了空间站，多个飞行器组合要联合供电，更需求多舱段间的平衡，这对电源体系智能化管理提出更大应战。

别的，上海航天空间电源专家涂浡泄漏，天宫一号曾经的电源体系是不替换的。神舟飞船系列种，神舟十一号飞的最久，在轨飞了一个月，天宫一号规划寿数两年，在轨飞行了四年半，“但空间站以后是10年到15年，锂电正常寿数5年到8年，包括单机商品也就10年左右，那怎样办？修。”

他介绍，这个“修”并非简单拆了，而是从地上判断，电池何时衰变严重，再安排货运飞船将新的电池送上去。“替换时断哪些电不影响宇航员生存？怎样保证新换的电池是好的？这一系列作业，都是现在仍在探索的课题”，涂浡说。

最强电源操控大脑

“因为天舟一号电源分体系选用全新的锂离子电池，其充电方式和操控战略相对以往的氢镍电池均发生了根本性改变，一起还增加了均衡操控电路和电池单体等收集电路，充电操控器作为新研商品恰是为了适应全新的技能状况而研发的。”天舟一号充电操控器主管规划师朱超说。

66个电池单体，每个都要参加到充电操控中。朱超说，为保证电池单体参加充电操控的可靠性，规划的毛病诊断功用能自动阻隔有毛病的电池单体，一起规划人员为每个单体都设置了写入指令，假如某单体呈现毛病，也可通过发送对应指令使该单体不参加操控，“66个单体，相当于有了66道防护墙”。

天舟一号充电操控器的复杂性不仅表现在对电池单体的管理上，更表现在作业形式上。它既要满意各机组在独立作业形式下正常作业，又要满意各机组重构穿插作业形式下正常作业。朱超介绍说，仅充电操控器一台单机的软件行数达近30000行，分量超过了16kg，咱们都形象地称它为“胖子”单机。巨大的电池单体数量和多条充电曲线条件下各机组间作业的穿插堆叠，天舟一号的充电操控器可谓“最强电源操控大脑”。