[发明专利]空间动力能源生保一体化系统及方法

权利要求书

1.一种空间动力能源生保一体化系统，其特征在于：

包括水贮箱、气氢贮箱、气氧贮箱、光解水单元、氢氧-水转换单元以及电源管理单元；

所述光解水单元的进水口与水贮箱连接，其氢气出口与气氢贮箱连接，其氧气出口与气氧贮箱连接；

所述氢氧-水转换单元为分体式的氢氧燃料电池和电解水装置，或者一体化可再生燃料电池；

所述氢氧燃料电池的氢气进口与气氢贮箱连接，其氧气进口与气氧贮箱连接，其出水口与水贮箱连接，其电能输出端与电源管理单元连接；所述电解水装置的电能输入端与电源管理单元连接，其进水口与水贮箱连接，其氢气出口与气氢贮箱连接，其氧气出口与气氧贮箱连接；

所述一体化可再生燃料电池的氢气进出口与气氢贮箱连接，其氧气进出口与气氧贮箱连接，其进出水口与水贮箱连接，其电能输入输出端与电源管理单元连接。

2.根据权利要求1所述的空间动力能源生保一体化系统，其特征在于：

还包括太阳能光伏发电单元；

所述太阳能光伏发电单元的电能输出端与电源管理单元连接。

3.根据权利要求1或2所述的空间动力能源生保一体化系统，其特征在于：

还包括液氢贮箱和液氧贮箱；

所述液氢贮箱与气氢贮箱连接，用于将氢气加压冷却成液氢后贮存；

所述液氧贮箱与气氧贮箱连接，用于将氧气加压冷却成液氧后贮存。

4.根据权利要求3所述的空间动力能源生保一体化系统，其特征在于：

还包括化学推进单元和/或电推进单元；

所述化学推进单元的氢气燃料进口与气氢贮箱连接，其氧气燃料进口与气氧贮箱连接；

所述电推进单元的电能输入端与电源管理单元连接。

5.根据权利要求4所述的空间动力能源生保一体化系统，其特征在于：

还包括设置在光解水单元和水贮箱之间的加热器。

6.一种空间动力能源生保一体化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：利用光照和水贮箱中贮存的水进行光解水反应，产生氢气和氧气，并分别贮存在气氢贮箱和气氧贮箱中；

S2：利用电源管理单元的电能和水贮箱内贮存的水进行电解水反应，产生氢气和氧气，并分别贮存在气氢贮箱和气氧贮箱中；

S3：利用气氢贮箱和气氧贮箱内贮存的氢气和氧气，通过氢氧燃料电池或者一体化可再生燃料电池的氢氧质子交换膜燃料电池反应，产生电能和水，并分别贮存在电源管理单元和水贮箱中；

步骤S1、S2、S3之间无先后顺序，可以同时进行，也可以先后进行。

7.根据权利要求6所述的空间动力能源生保一体化方法，其特征在于：

还包括S4：利用太阳能光伏发电单元产生电能，并贮存在电源管理单元中；

步骤S4可以在任何有光照的时刻进行。

8.根据权利要求6或7所述的空间动力能源生保一体化方法，其特征在于：

还包括S5：将氢气和氧气加压冷却成液氢和液氧，并分别贮存在液氢贮箱和液氧贮箱中；

步骤S5在步骤S1、S2之后进行或者同时进行。

9.根据权利要求8所述的空间动力能源生保一体化方法，其特征在于：

还包括S6：利用氢气和氧气经化学推进单元产生化学推进力和/或利用电源管理单元的电能经电推进单元产生电推进力的步骤；

步骤S6在需要的任意时刻进行。

10.根据权利要求9所述的空间动力能源生保一体化方法，其特征在于：

还包括S7：利用电源管理单元的电能、化学推进单元的热能、电解水反应的热能和/或太阳能光伏发电的热能对加热器中的水进行加热并输送至光解水单元的步骤；

步骤S7与步骤S1同时进行。