一种可在轨维护与替换的模块化能源系统技术方案

本发明专利技术提供一种可在轨维护与替换的模块化能源系统，包括电能转换模块以及储能及分配模块。其中，电能转换模块通过标准接口连接至卫星的主体，用于将太阳能转化为电能。储能及分配模块用于存储电能转换模块转化得到的电能，并分配给卫星的其他功能模块。储能及分配模块包括壳体、设置于所述壳体内部蓄电池组以及电源管理模块，且壳体表面包括至少一个标准接口，储能及分配模块通过标准接口连接至卫星的其他功能模块。的其他功能模块。的其他功能模块。

【技术实现步骤摘要】
一种可在轨维护与替换的模块化能源系统


[0001]本专利技术涉及航空航天
，特别涉及一种可在轨维护与替换的模块化能源系统。

技术介绍

[0002]在卫星中，能源系统用于整星的能源供应，是卫星的核心功能模块之一。所述能源系统一旦出现故障，将直接导致整星无法正常工作，因此，卫星的使用寿命与所述能源系统的稳定性及使用寿命息息相关。
[0003]现有的卫星系统中，能源系统通常根据卫星的初始任务需求配置，一旦发射入轨，则难以进行维修或扩展，极大地限制了卫星的在轨维修及延寿能力。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的部分或全部问题，本专利技术提供一种可在轨维护与替换的模块化能源系统，包括：
[0005]电能转换模块，用于将太阳能转化为电能，其通过标准接口连接至卫星的主体；以及
[0006]储能及分配模块，用于存储所述电能转换模块转化的电能并分配给卫星的其他功能模块，所述储能及分配模块包括：
[0007]壳体，其表面包括至少一个标准接口，所述储能及分配模块通过所述标准接口连接至卫星的其他功能模块；
[0008]蓄电池组，设置于所述壳体内部，电连接至所述标准接口，包括至少一个电池；以及
[0009]电源管理模块，设置于所述壳体内部，与所述蓄电池组可通信地连接，用于实现供配电管理。
[0010]进一步地，所述标准接口包括：
[0011]通电接口，用于供电传输；
[0012]通信模块，用于数据交互及通信；以及
[0013]磁吸模块，用于实现所述电能转换模块、储能及分配模块与卫星其他功能模块的物理连接。
[0014]进一步地，所述电源管理模块为板卡形式。
[0015]进一步地，所述电能转换模块包括太阳翼。
[0016]进一步地，所述太阳翼包括：
[0017]标准接口，设置于所述太阳翼的末端；以及
[0018]可折叠帆板，连接至所述标准接口。
[0019]进一步地，所述电能转换模块包括贴片太阳能模块。
[0020]进一步地，所述贴片太阳能模块为板式结构，且包括：
[0021]标准接口，设置于所述贴片太阳能模块的第二面；以及
[0022]太阳能片，设置于所述贴片太阳能模块的第一面。
[0023]本专利技术提供的一种可在轨维护与替换的模块化能源系统，通过标准接口与卫星的其他功能模块连接，具体而言，是通过电磁吸附的形式实现与卫星其他功能模块的物理连接，安装方便，因此，配合相应的操作机器人，可实现在轨扩展或更换，通过定期更换组成模块，能够提高卫星能源系统的在轨寿命。
附图说明
[0024]为进一步阐明本专利技术的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
[0025]图1a
‑
1d示出本专利技术一个实施例的一种可在轨模块化组装与重构的细胞卫星；
[0026]图2示出本专利技术一个实施例的一种用于细胞卫星的细胞单元的结构示意图；
[0027]图3示出本专利技术一个实施例的能源单元的结构示意图；
[0028]图4示出本专利技术一个实施例的太阳翼与细胞单元的连接示意图；
[0029]图5示出本专利技术一个实施例的三轴旋转单元的结构示意图；
[0030]图6a
‑
6c示出本专利技术一个实施例的贴片太阳能模块的示意图；
[0031]图7示出本专利技术一个实施例的贴片太阳能模块与细胞单元的连接示意图；以及
[0032]图8示出本专利技术一个实施例中的操作机器人安装细胞单元的示意图。
具体实施方式
[0033]以下的描述中，参考各实施例对本专利技术进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免模糊本专利技术的专利技术点。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本专利技术的实施例的全面理解。然而，本专利技术并不限于这些特定细节。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按正确比例绘制。
[0034]在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。
[0035]需要说明的是，本专利技术的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了阐述该具体实施例，而不是限定各步骤的先后顺序。相反，在本专利技术的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。
[0036]为实现卫星的长期在轨维护和持续升级能力，可考虑从卫星各功能模块的在轨维护及持续升级着手。基于此，本专利技术提供一种可在轨维护与替换的模块化能源系统，其通过标准的细胞单元实现，例如可包括能源单元以及太阳翼等，其可应用于细胞卫星系统中。所述细胞卫星系统包括细胞卫星以及操作机器人，其中，所述细胞卫星由若干个细胞单元及太阳翼装配形成，所述操作机器人可安装于所述细胞单元表面，以进行细胞卫星的装配。所
述细胞单元也可称为模块单元。所述细胞单元具备统一的形态及相应标准接口，在其上通过配置不同的器件或模块，使得任一所述细胞单元能够独立执行卫星平台的一个或多个功能，例如任务规划、能源分配、姿控、卫星推进等，不同功能的细胞单元可形成卫星产品库，在设计卫星时，根据任务及需求选择不同的细胞单元进行装配。借助所述操作机器人，所述卫星的装配可在地面进行，也可在太空中进行，同时还可实现在轨进化扩展。具体而言，在卫星装配或在轨过程中，均可根据最新的任务及需求，对所述卫星包含的细胞单元进行增加、删减或替换，并可根据细胞单元的数量及功能，对各细胞单元进行排列，进而装配形成不同的卫星形态，例如，各细胞单元可以排成一列；又例如，各细胞单元可以排成多列，且每列包含的细胞单元数量可以相同或不同；再例如，各细胞单元可以组合为多层结构，且任意一层所包含的细胞单元数量可以相同或不同，图1a
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1d分别示出本专利技术各实施例的细胞卫星的结构示意图，应当理解的是，在实际应用中，所述细胞卫星包含的细胞单元数量，以及装配方式可以与图1a
‑
1d中所示实施例不同。下面结合实施例附图，对本专利技术的方案做进一步描述。
[0037]在本专利技术中，所述“第一表面”是指细胞单元壳体的外表面，以及所述“第二表面”是指细胞单元壳体的内表面。
[0038]图2示出本专利技术一个实施例的一种用于细胞卫星的细胞单元的结构示意图。如图2所示，所述细胞单元为立方体结构，包括壳体、至少一个标准接口以及管理模块，其中，所述标准接口可设置于所述壳体的任意一侧的第一表面，所述标准接口用于承担机械连接、通信连接、供电等作用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可在轨维护与替换的模块化能源系统，其特征在于，包括：电能转换模块，其通过标准接口连接至卫星的主体，且被配置为能够将太阳能转化为电能；以及储能及分配模块，其被配置为能够存储所述电能转换模块转化的电能，并分配给卫星的其他功能模块，所述储能及分配模块包括：壳体，其表面包括至少一个标准接口，所述储能及分配模块通过所述标准接口连接至卫星的其他功能模块；蓄电池组，设置于所述壳体内部，电连接至所述标准接口，包括至少一个电池；以及电源管理模块，设置于所述壳体内部，与所述蓄电池组可通信地连接，其被配置为能够管理卫星各功能模块的供配电。2.如权利要求1所述的模块化能源系统，其特征在于，所述标准接口包括：通电接口，其被配置为能够进行供电传输；通信模块，其被配置为能够进行数据交互及通信；以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭崇滨，郭素婕，张如意，尹增山，
申请(专利权)人：上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：