一种适用飞行器不断电维修的空间电源供电系统及方法与流程

1.本发明涉及一种适用飞行器不断电维修的空间电源供电系统及方法，属于空间飞行器在轨维修技术领域。


背景技术：

2.随着航天技术的发展以及对空间探索任务要求的提升，航天器规模越来越大，系统功能越来越复杂。中国空间站作为我国最复杂飞行器的同时，还需要满足长寿命使用需求。供电设备在维修性设计中都具备在轨可更换能力，在实现各设备的可更换的功能同时，供电系统的稳定供电需求依然需要保证，因此在维修的空间电源供电设备的同时保证飞行器不断电供给提供了新的技术需求。
3.现有的飞行器供电系统中还未有一种技术方法在满足设备更换维修的同时保证供电系统不断电供给。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，缺少能够满足设备更换维修的同时保证供电系统不断电供给的系统技术的问题，提出了一种适用飞行器不断电维修的空间电源供电系统及方法。
5.本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：
6.一种适用飞行器不断电维修的空间电源供电系统，包括供电机组、机组切换单元、正负母线，所述正负母线通过机组切换单元与供电机组连接形成供电系统，供电机组数量为n组，根据飞行器供电需求确定，所述正负母线根据供电机组进行电压供给，所述供电机组通过机组切换单元进行滤波并同时进行供电通路切换，将切换后的供电机组独立于供电系统外，对不进行供电的供电机组，在供电系统不断电模式下进行供电系统安全更换维修。
7.所述机组切换单元包括继电器k1-kn，通过供电机组对应的继电器的切换，将对应的供电机组独立于供电系统外，进行供电机组对应更换维修，其中，所述机组切换单元通过继电器k1-kn实现正负母线与供电机组间的对应接口连接。
8.机组切换单元还包括滤波模块，机组切换单元通过连接正负母线与供电机组的供电通路上的滤波模块进行电压滤波。
9.供电系统还包括电源管理设备，机组切换单元通过供电系统内的电源管理设备进行信号控制。
10.所述供电机组包括充放电设备、电池组一、电池组二，充放电设备连接电池组一、电池组二的供电模块，并控制电池组一、电池组二的供电能力。
11.一种适用飞行器不断电维修的空间电源供电方法，包括：
12.搭建供电系统；
13.确认飞行器不断电维修供电需求，确定供电机组数量n及对应的继电器数量；
14.正常闭合机组切换单元中的所有继电器，通过各供电机组中的充放电设备为正负
母线稳定供电；
15.对任意一组供电机组进行维修更换时，将对应的机组切换单元的继电器断开，将该供电机组独立于供电系统外，将其余供电机组均通过充放电设备稳定运行，为正负母线供电，并进行独立的供电机组的设备更换。
16.所述供电系统包括供电机组、机组切换单元、正负母线，所述正负母线通过机组切换单元与供电机组连接形成供电系统，根据飞行器供电需求确定，所述正负母线根据供电机组进行电压供给，所述供电机组通过机组切换单元进行滤波并同时进行供电通路切换，将切换后的供电机组独立于供电系统外，对不进行供电的供电机组，在供电系统不断电模式下进行供电系统安全更换维修。
17.所述机组切换单元包括继电器k1-kn，通过供电机组对应的继电器的切换，将对应的供电机组独立于供电系统外，进行供电机组对应更换维修，其中，所述机组切换单元通过继电器k1-kn实现正负母线与供电机组间的对应接口连接。
18.所述供电机组中，当任一电池组需要进行维修更换时，将对应的机组切换单元的继电器断开，将该供电机组独立于供电系统外，并通过其余供电机组，经由充放电设备控制稳定为正负母线供电，对该供电机组的电池组进行更换。
19.所述供电机组数量与继电器数量一一对应。
20.本发明与现有技术相比的优点在于：
21.本发明提供的一种适用飞行器不断电维修的空间电源供电系统及方法，针对空间飞行器在轨维修工况，通过机组分布供电的方法实现空间飞行器在轨维修时，可以在不断开电源供电模式下进行电源供电设备的更换维修，提高了空间飞行器供电系统的供电稳定能力，通过设备更换电源供电设备可延长飞行器长寿命，降低飞行器整体的使用成本，增强了供电系统抗故障能力，解决了飞行器电源供电系统故障无法再修复问题，在设备更换维修过程中同时为操作人员提供了安全保证，提高了飞行器在轨开展更换维修飞行的安全能力。
附图说明
22.图1为发明提供的供电系统原理框图；
23.图2为发明提供的供电系统实例图；
24.图3为发明提供的供电系统充放电设备更换实例图；
25.图4为发明提供的供电系统电池组更换实例图；
具体实施方式
26.一种适用飞行器不断电维修的空间电源供电系统及方法，供电机组、机组切换单元、正负母线共同组成供电系统，正负母线通过机组切换单元与供电机组连接形成供电系统，供电机组数量为n组，根据飞行器供电需求确定，正负母线根据供电机组进行电压供给，供电机组通过机组切换单元进行滤波并同时进行供电通路切换，将切换后的供电机组独立于供电系统外，对不进行供电的供电机组，在供电系统不断电模式下进行供电系统安全更换维修。
27.具体的，机组切换单元包括继电器k1-kn，通过供电机组对应的继电器的切换，将
对应的供电机组独立于供电系统外，进行供电机组对应更换维修，其中，机组切换单元通过继电器k1-kn实现正负母线与供电机组间的对应接口连接；
28.机组切换单元还包括滤波模块，机组切换单元通过连接正负母线与供电机组的供电通路上的滤波模块进行电压滤波；
29.供电系统还包括电源管理设备，机组切换单元通过供电系统内的电源管理设备进行信号控制；
30.供电机组包括充放电设备、电池组一、电池组二，充放电设备连接电池组一、电池组二的供电模块，并控制电池组一、电池组二的供电能力；
31.基于上述供电系统，提出适用飞行器不断电维修的空间电源供电方法，具体步骤包括：
32.(1)搭建供电系统；
33.(2)确认飞行器不断电维修供电需求，确定供电机组数量n及对应的继电器数量；
34.(3)正常闭合机组切换单元中的所有继电器，通过各机组切换单元中的充放电设备为正负母线稳定供电；
35.(4)对任意一组供电机组进行维修更换时，将对应的机组切换单元的继电器断开，将该供电机组独立于供电系统外，将其余供电机组均通过充放电设备稳定运行，为正负母线供电，并进行独立的供电机组的设备更换。
36.供电系统包括供电机组、机组切换单元、正负母线，所述正负母线通过机组切换单元与供电机组连接形成供电系统，根据飞行器供电需求确定，所述正负母线根据供电机组进行电压供给，所述供电机组通过机组切换单元进行滤波并同时进行供电通路切换，将切换后的供电机组独立于供电系统外，对不进行供电的供电机组，在供电系统不断电模式下进行供电系统安全更换维修；
37.供电机组中，当任一电池组需要进行维修更换时，将对应的机组切换单元的继电器断开，将该供电机组独立于供电系统外，并通过其余供电机组，经由充放电设备控制稳定为正负母线供电，对该供电机组的电池组进行更换；
38.供电机组数量与继电器数量一一对应。
39.下面根据具体实施例进行进一步分析：
40.当前实施例中，如图1所示，为了达到上述的目的，设定一种供电系统，包含n组供电机组1、机组切换单元2和正负母线3组成供电系统给下游负载设备供电。母线由n组供电机组1同时供给，保证母线电压稳定和功率输出。
41.如图2所示，机组切换单元内继电器k1～k4正常闭合，各机组电池通过充放电设备稳定给母线供电。
42.如图3所示，当需要对d机组的充放电设备开展维修更换时，将机组切换单元内的继电器k4断开，将d机组独立在供电系统外。此时由a、b、c机组通过充放电设备稳定给母线供电，d机组充放电设备开展设备更换操作；
43.如图4所示，当需要对c机组的电池组一需要开展维修更换时，将机组切换单元内的继电器k3断开，将c机组独立在供电系统外。此时由a、b、d机组通过充放电设备稳定给母线供电，c机组电池组一开展设备更换操作。
44.其中，供电系统用于解决飞行器电源供电系统故障无法在修复问题，构型包含n组
供电机组1、机组切换单元2和正负母线3组成供电系统给下游负载设备供电。母线由n组供电机组1同时供给，保证母线电压稳定和功率输出。
45.供电机组1由充放电设备4、电池组一5、电池组二6组成，机组通过充放电设备4控制电池组一5和电池组二6组成整体实现机组供电；
46.机组切换单元2内主要由多组继电器kn7组成，通过系统内电源管理设备进行信号控制对应继电器kn7的切换，将该机组独立出供电系统，在供电系统不断电模式下，该机组内设备可进行安全的更换维修。
47.当前实施例通过设立“机组供电”概念，通过机组分布供电的方法实现空间飞行器在轨维修时，可以在不断开电源供电模式下进行电源供电设备的更换维修，提高了空间飞行器供电系统的供电稳定能力，通过设备更换电源供电设备可延长飞行器长寿命，降低飞行器整体的使用成本，增强了供电系统抗故障能力，解决了飞行器电源供电系统故障无法再修复问题。在设备更换维修过程中同时为操作人员提供了安全保证，提高了飞行器在轨开展更换维修飞行的安全能力。
48.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
49.本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。