一种太阳电池卫星搭载设备及电池测试方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳电池卫星搭载设备及电池测试方法，属于航天电源技术领域，其特征在于，包括与卫星连接用的安装件；安装于安装件上表面的搭载太阳电池片；安装于安装件上表面，用于测试太阳电池片在轨温度的温度传感器；安装于安装件上，用于监测太阳电池片在轨光照角度数据的光照传感器；用于接收温度传感器、光照传感器、太阳电池片电流和电压数据，并对数据进行存储、处理的太阳电池测试系统；与卫星进行数据交互的通信模块；搭载太阳电池片、温度传感器、光照传感器与太阳电池测试系统进行数据通信。该发明专利技术具备多路子电池数据独立、同时采集功能，能实现一个周期内采集完整I

【技术实现步骤摘要】
一种太阳电池卫星搭载设备及电池测试方法


[0001]本专利技术属于航天电源
，具体涉及一种太阳电池卫星搭载设备及电池测试方法。

技术介绍

[0002]随着人类对宇宙世界的探索，航空航天技术在不断地发展，对卫星长期在轨高精度、高可靠性和高稳定性的运行也提出了新的挑战。太阳电池是各卫星主要发电单元，为卫星在轨运行时提供太阳能向电能的转换，其技术水平直接决定空间任务开展的可行与否，其中多结砷化镓薄膜太阳电池是目前卫星供电最广泛使用的电池，同时其他种类的新型空间太阳电池也在开发和研制中。
[0003]由于太空环境的复杂性，如空间粒子辐射、原子氧、地磁亚暴等，以及卫星飞行轨道、太阳光入射角、温度交变等因素都会影响太阳电池的最终在轨输出功率。但是地面试验环境无法完全模拟电池在轨空间光照条件，因此电池在地面的电学性能测试结果与在轨输出数据存在一定的偏差。
[0004]然而太阳电池在轨测试结果的精度至关重要，为精确研制和设计太阳电池阵提供可靠的数据支持。因此，为了保证卫星在轨安全运行以及成功执行空间任务，需要得到准确的太阳电池在轨性能数据。
[0005]现有的卫星搭载电池安装在太阳翼内板处，与太阳翼板处于相同的光照条件，通过太阳电池工作点控制电路、电压电流采样电路和温度采样电路分别获取电池短路电流工作点、开路电压工作点、最大功率输出点附近的若干个工作点以及温度数据，然后将所有测试数据通过遥控遥测模块进行模数转换，由星地通信单元传输至地面，地面人员通过遥测数据进行计算，得出太阳电池在轨性能参数，并且各个采样电路依次开启，无法现实多路测试电路的同时采集。
[0006]综上所述，现有的在轨测试系统只能得到I
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V曲线上有限的采样数据点，无法得到完整的太阳电池I
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V曲线，即从短路电流到开路电压之间所有的数据点，更加无法直观、全面反映电池在轨温变损失、功率衰减等重要数据，采样效率低。除此以外，由于卫星上的在轨测试电路与搭载电池分别独立位于卫星系统不同的模块中，增加了搭载装置的复杂性和安装难度。在卫星完成空间任务之后，该搭载设备也无法在不同卫星上重复使用。

技术实现思路

[0007]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种太阳电池卫星搭载设备及电池测试方法，解决现有卫星搭载电池测试数据不完整直观、采样效率低、搭载设备结构复杂、无法通用使用的问题，该设备具备多路子电池数据独立、同时采集功能，能实现一个周期内采集完整I
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V曲线上的电流电压及电池温度、光照角度、测试时间多种采样点数据，同时对多路采样数据进行储存、处理和传输，直观评估在轨太阳电池性能，并保证其采样精度，采样时间短、效率高，同时该设备结构简单，搭载电池与在轨测试电路集成一体，在不同
卫星上使用时具有通用性。
[0008]本专利技术的第一目的是提供一种太阳电池卫星搭载设备，至少包括：
[0009]与卫星连接用的安装件；
[0010]安装于安装件上表面的M块搭载太阳电池片(5)；M为大于1的自然数；
[0011]安装于安装件上表面，用于测试每块搭载太阳电池片(5)在轨实时温度的温度传感器；
[0012]安装于安装件上，用于监测搭载太阳电池片(5)在轨实时光照角度数据的光照传感器；
[0013]安装于安装件上的接地柱(7)；
[0014]用于接收温度传感器、光照传感器、每块搭载太阳电池片(5)电流和电压数据，并对数据进行存储、分析处理的太阳电池测试系统；
[0015]与卫星进行数据交互的通信模块；其中：
[0016]所述搭载太阳电池片(5)、温度传感器、光照传感器与太阳电池测试系统进行数据通信。
[0017]优选地，所述安装件包括铝合金框架(1)和上盖板(2)。
[0018]优选地，所述铝合金上盖板(1)与搭载太阳电池片(5)的接触面上粘贴一层聚酰亚胺薄膜，搭载太阳电池片(5)通过底片胶粘贴在聚酰亚胺薄膜上。
[0019]优选地，所述光照传感器安装于上盖板(2)的下表面，在光照传感器上方的上盖板(2)开设有通光孔。
[0020]优选地，所述温度传感器为热敏电阻模块(4)，所述光照传感器为光敏电阻模块(3)。
[0021]优选地，所述太阳电池测试系统包括测试电路板(8)和安装在测试电路板(8)上的测试模块。
[0022]优选地，每块搭载太阳电池片(5)引出一对正负电极引脚，并通过导线及电子学部分与太阳电池测试系统相连接。
[0023]优选地，M＝6。
[0024]优选地，所述太阳电池测试系统包括电池I
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V测试电路、测温电路、光照角度测试电路、电连接器；其中：
[0025]电池I
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V测试电路由M路完全相同的容性负载采样电路组成，所述容性负载采样电路包括电流采样电路、电压采样电路，用于搭载太阳电池在轨I
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V曲线测试，当I
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V测试电路接收到测试指令后，通过卫星搭载设备实时采集太阳电池完整电压电流、温度、光照角度、测试时间在轨数据，通过电连接器传输给卫星信息处理单元并存储，由卫星信息处理单元处理后星地通信单元将该数据下传，绘制完整的太阳电池I
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V特性曲线，地面人员获取实时在轨采样数据，调取某一时间点的采样数据；
[0026]测温电路与热敏电阻通过导线及电子学部分相连接，处理实时温度信号，通过电连接器传输给卫星信息处理单元，由卫星信息处理单元处理后通过星地通信单元将该数据下传，得到电池在轨实时温度数据；光照角度测试电路与光敏电阻通过导线及电子学部分相连接，处理实时太阳电池片光照角度与测试时间信号,通过电连接器传输给卫星信息处理单元，由卫星信息处理单元处理后通过星地通信单元将该数据下传，得到电池在对应时
间点的在轨光照角度与测试时间数据。
[0027]本专利技术的第二目的是提供一种电池测试方法，基于上述太阳电池卫星搭载设备而完成如下功能：
[0028]S1、当通信模块收到来自卫星发送的I
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V测试指令时，测试系统开始采样；
[0029]S2、测试电路可实现多路控制电路同时开始遥控遥测；
[0030]S3、所述容性负载采样电路可实时获取太阳电池完整电压电流、温度、光照角度、测试时间在轨数据，通过电连接器传输给卫星信息处理单元存储，由卫星信息处理单元处理后星地通信单元将该数据下传，绘制完整的太阳电池I
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V特性曲线；地面人员可获取实时在轨采样数据，也可调取某一时间点的采样数据；
[0031]所述测温电路与热敏电阻处理实时温度信号，通过电连接器传输给卫星信息处理单元，由卫星信息处理单元处理后通过星地通信单元将该数据下传，得到电池在轨实时温度数据；
[0032]所述光照角度测试电路与光敏电阻处理实时太阳电池片光照角度与测试时间信号,通过电连接器传输给卫星信息处理单元，由卫星信息处理单元处理后通过星本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳电池卫星搭载设备，其特征在于，至少包括：与卫星连接用的安装件；安装于安装件上表面的M块搭载太阳电池片(5)；M为大于1的自然数；安装于安装件上表面，用于测试每块搭载太阳电池片(5)在轨实时温度的温度传感器；安装于安装件上，用于监测搭载太阳电池片(5)在轨实时光照角度数据的光照传感器；安装于安装件上的接地柱(7)；用于接收温度传感器、光照传感器、每块搭载太阳电池片(5)电流和电压数据，并对数据进行存储、分析处理的太阳电池测试系统；与卫星进行数据交互的通信模块；其中：所述搭载太阳电池片(5)、温度传感器、光照传感器与太阳电池测试系统进行数据通信。2.根据权利要求1所述的太阳电池卫星搭载设备，其特征在于，所述安装件包括铝合金框架(1)和上盖板(2)。3.根据权利要求2所述的太阳电池卫星搭载设备，其特征在于，所述铝合金上盖板(1)与搭载太阳电池片(5)的接触面上粘贴一层聚酰亚胺薄膜，搭载太阳电池片(5)通过底片胶粘贴在聚酰亚胺薄膜上。4.根据权利要求2所述的太阳电池卫星搭载设备，其特征在于，所述光照传感器安装于上盖板(2)的下表面，在光照传感器上方的上盖板(2)开设有通光孔。5.根据权利要求1所述的太阳电池卫星搭载设备，其特征在于，所述温度传感器为热敏电阻模块(4)，所述光照传感器为光敏电阻模块(3)。6.根据权利要求1所述的太阳电池卫星搭载设备，其特征在于，所述太阳电池测试系统包括测试电路板(8)和安装在测试电路板(8)上的测试模块。7.根据权利要求1所述的太阳电池卫星搭载设备，其特征在于，每块搭载太阳电池片(5)引出一对正负电极引脚，并通过导线及电子学部分与太阳电池测试系统相连接。8.根据权利要求1所述的太阳电池卫星搭载设备，其特征在于，M＝6。9.根据权利要求1
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8任一项所述的太阳电池卫星搭载设备，其特征在于，所述太阳电池测试系统包括电池I
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V测试电路、测温电路、光照角度测试电路、电连接器；其中：电池I
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V测试电路由M路完全相同的容性负载采样电路组成，所述容性负载采样电...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊元，冯洋，张超，黄洪昌，
申请(专利权)人：中电科能源有限公司，
类型：发明
国别省市：