[发明专利]一种深空探测器太阳电池系统设计方法

摘要

一种深空探测器太阳电池系统设计方法，步骤如下：一、初步确定太阳电池单体的选型，明确太阳电池系统的设计目标；二、计算太阳电池阵列的总面积S；三、确定太阳电池阵列功率调节范围；四、对太阳电池分阵的功率输出情况进行估算，按照太阳电池分阵工作顺序获得每一个太阳电池分阵的面积；五、确定太阳电池分阵工作时序及各太阳电池分阵的接入时机；六、将太阳电池阵列随飞行过程的功率输出P计算为随时间变化的函数；七，判断输出功率P是否在飞行过程中均满足PL≤P≤PH；步骤八，确定太阳电池单体串并联关系、相应功率控制模块的接口指标和电源控制设备的开关程序。本发明可以适用但不局限于距离太阳5.5AU范围以内的、可以采用太阳能的深空探测中。

主权项

1.一种深空探测器太阳电池系统设计方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤一、初步确定太阳电池单体的选型，明确太阳电池系统的设计目标；太阳电池系统的设计目标包括探测目标附近的空间环境、探测器的功率需求和寿命；步骤二、计算太阳电池阵列的总面积S；步骤三、确定太阳电池阵列功率调节范围，要求太阳电池阵列的输出功率P满足P_L≤P≤P_H；其中，P_H为太阳电池阵列输出的最高功率；P_L为太阳电池阵列输出的最低功率；步骤四、对太阳电池阵列工作距离范围进行初步确定，将探测器的飞行过程划分为d₀、d₁、……、d_n多个分界点，d₀为探测器起飞时刻的对日距离，d_n为探测器探测目标的对日距离；并对太阳电池分阵的功率输出情况进行逐一估算，按照太阳电池分阵工作顺序获得每一个太阳电池分阵的面积；n为正整数；步骤五、根据步骤四得到太阳电池分阵数量n；将第1至n个太阳电池分阵通过功率控制模块依次与功率母线连接，确定太阳电池分阵工作时序及各太阳电池分阵的接入时机；步骤六、根据步骤四和步骤五得到的太阳电池分阵以及太阳电池分阵的工作时序、飞行距离随时间的变化情况，建立函数d＝g(t)，其中，d为飞行时间t时刻对应的探测器对日距离；将太阳电池阵列随飞行过程的功率输出P计算为随时间变化的函数；步骤七，判断输出功率P是否在飞行过程中均满足P_L≤P≤P_H的要求：如果输出功率P满足P_L≤P≤P_H，则进入步骤八；如果输出功率P在任意阶段或时刻不满足P_L≤P≤P_H，进入步骤九；步骤八，记录和保存太阳电池分阵的参数和工作时序，确定太阳电池分阵的太阳电池单体串并联关系、相应功率控制模块的接口指标和电源控制设备的开关程序；步骤九，根据计算的输出功率P随时间的变化情况，返回步骤四重新估算太阳电池分阵的设计参数。