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tt首页登陆:迈入空间站时代 “天舟二号”如何在太空“聪明用电”?

2021-05-30 09:33:19 中国新闻网

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  中新网上海5月30日电  题:迈入空间站时代 “天舟二号”如何在太空“聪明用电”?

  作者 郭超凯 郑莹莹

  在中国空间站天和核心舱与天舟二号货运飞船成功对接后,在组合体飞行模式下,为确保各舱段及货运飞船自身的发电能力,核心舱与货运飞船将实现并网供电。空间站时代,刚踏足太空的“快递小哥”天舟二号有何用电高招?承担其电源分系统的中国航天科技集团八院的专家一一揭晓。

资料图 吴佳栋 摄

  “电少情意重”:礼尚往来

  核心舱可以为货运飞船提供最高2000瓦的供电。虽然与核心舱这位“大户”相比,货运飞船供电能力仅有它(核心舱)的三分之一,但中国人自古“礼尚往来”,在关键时刻,货运飞船也能为核心舱提供1000瓦左右的供电。

  “核心舱给货运飞船供电,主要是考虑到货运飞船安装在核心舱的尾部,且货运飞船太阳电池翼体积较小,容易受到空间站其他组合体的遮挡。货运飞船给核心舱供电,则是为了应对未来空间站可能出现的极个别特殊情况,这也彰显了整个空间站组合体供电的灵活性和可靠性。”货运飞船电源分系统主任设计师王振绪介绍说。

  为了接受来自核心舱2000瓦的电力馈赠,货运飞船自身需要经历一个高压并网适应过程。针对以上问题,研制人员开展了一系列的验证实验,确保满足货运飞船正常运行要求。

  “智能化管理”:节能环保

  天舟二号货运飞船在与中国空间站天和核心舱并网供电的时候,多余的电怎么处理?研制人员自有办法。王振绪介绍,在“天舟二号”舱内,安装有分流调节器,通过分流调节器,可以将太阳电池翼多余的电分流,“后续还会有多个组合体联合供电的挑战,但电源分系统总能适应。这就是‘空间站时代’电源分系统的智能化管理。”

  “应对有高招”:七种充电控制方式

  锂离子蓄电池的使命,从货运飞船发射前1小时就开始;之后的发射、飞行、入轨,在太阳帆板展开前,电量都是由锂离子蓄电池提供。而在交会对接时,为减少对接冲击力对太阳帆板的影响,会将太阳帆板置于水平归零状态,这个时候,大部分的电量仍需要锂离子蓄电池来提供。

  货运飞船独有的“七种充电控制方式”发挥了作用。据货运飞船电源分系统副主任设计师朱超介绍,根据锂离子蓄电池在轨寿命周期,研制人员设置了七种充电控制方式,分别对应正常模式、故障模式和柔性模式,“为适应快速对接状态,‘天舟二号’采用了与‘天舟一号’不同的充电控制方式,将锂离子蓄电池组的容量提高约10安时,有效保证了电池电量可供货运飞船使用。”

  “升级充电技能”:战胜信号误区

  朱超介绍,“之前给锂离子蓄电池充电,需要采集太阳帆板的信号。但是在太阳电池翼被大面积遮挡的‘假阴影区’,这个信号并不能反映太阳帆板实际在轨状态,将会产生蓄电池过充或欠充的问题。为此,团队优化升级了蓄电池的充电控制方式。”

  朱超说,新的充电控制方式,增加了一个策略,能够全周期监测锂离子蓄电池单体和电池组电压,“不再受太阳帆板被遮挡情况的影响,相当于将蓄电池的充电控制器从1.0版本升级至2.0版本,有效解决了未来空间站复杂组合体情况下,锂离子蓄电池充电控制技术难题,提高了货运飞船的可靠性和安全性。”(完)

(编辑:吴晓薇)
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