专利名称：微纳卫星用一体化电源系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电源领域，特别地，涉及一种微纳卫星用一体化电源系统。
背景技术：
电源系统是卫星重要的分系统，用于为整星的其它分系统和有效载荷供电。电源系统主要包括星内的电源控制器和蓄电池组，星外的太阳电池阵，以及连接各个单元的线缆。电源系统的重量一般占到整星30%左右，为了达到微纳卫星体积小、质量轻的设计要求，减小电源系统体积和质量是实现卫星小型化设计的关键。目前卫星的电源控制器和蓄电池组都采用独立设计、独立封装、电缆连接，系统体积大、质量重，不能满足微纳卫星设计要求。每个单元都有一个独立机箱、电气接插件和热控系统，单元之间通过较长的电缆连接，这样就多余的接插件和较长的电缆，降低系统可靠性；也增加了很多无用的重量，造成系统质量重、体积大。另外，电源控制器控制电路和蓄电池组充、放电控制电路独立设计，系统复杂，导致系统可靠性低。
发明内容
本发明目的在于提供一种线缆少、体积小、集成度高及可靠性好的微纳卫星用一体化电源系统，以解决现有微纳卫星用一体化电源系统体积大、质量重且电缆连接不可靠的技术问题。为实现上述目的，本发明提供了 一种微纳卫星用一体化电源系统，包括太阳电池阵，用于将太阳能转化为电能后为蓄电池组充电或输出供负载用电；所述蓄电池组，与所述太阳电池阵并联；用于存储所述太阳电池阵转化的电能或者输出电能为负载供电；电源控制器，用于调节及稳定所述太阳电池阵、蓄电池组和负载之间的电流或电压传输；所述蓄电池组和所述电源控制器之间直接通过电连接器连接。作为本发明的进一步改进所述蓄电池组装设于蓄电池单板上；所述电源控制器装设于电源控制单板上；所述蓄电池单板和所述电源控制单板叠加装设并通过针孔式电连接器对接。每个所述蓄电池组包括二个蓄电池并装设于一块蓄电池单板上；二个相邻的所述蓄电池单板叠加装设并通过针孔式电连接器对接。所述蓄电池组装设于所述蓄电池单板的正面上，所述蓄电池单板的背面装设有用于对所述蓄电池组进行充放电管理的控制电路。所述太阳电池阵的数量为多个；多个所述太阳电池阵通过设于所述电源控制单板上的电池阵插座与所述电源控制器和所述蓄电池组相连。所述蓄电池单板和所述电源控制单板为大小相等的矩形；所述蓄电池单板和所述电源控制单板的矩形的四角处开设有安装孔；所述蓄电池单板和所述电源控制单板通过穿过所述安装孔的四个螺柱安装固定。所述电源控制单板装设于所述蓄电池单板的下方，所述四个螺柱固定于底板上。本发明具有以下有益效果本发明的微纳卫星用一体化电源系统，蓄电池组和电源控制器直接通过电连接器连接，减少了电缆数量，使得电源系统的体积和重量均大大减小，安装维修更快捷方便，同时可靠性更好，更能满足卫星小型化设计的要求。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是本发明优选实施例的原理示意图；图2是本发明优选实施例的蓄电池单板和电源控制单板安装结构示意图；图3是本发明优选实施例的蓄电池单板的正面结构示意图；图4是本发明优选实施例的电源控制单板的结构示意图；图5是本发明优选实施例的示意图。图例说明1、蓄电池组；101、蓄电池；2、电源控制器；3、太阳电池阵；4、针孔式电连接器；5、螺柱；6、蓄电池单板；7、电源控制单板；8、控制电路；9、安装孔；10、电池阵插座；11、底板。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图1、图2，本发明的一种微纳卫星用一体化电源系统，包括若干个太阳电池阵3、蓄电池组I以及电源控制器2。太阳电池阵3用于将太阳能转化为电能后为蓄电池组I充电或输出供负载用电；蓄电池组I用于存储太阳电池阵3转化的电能或者输出电能为负载供电；电源控制器2用于调节及稳定太阳电池阵3、蓄电池组I和负载之间的电流或电压传输(还可配合控制电路8对蓄电池进行监测、保护和控制)。其中，蓄电池组I与太阳电池阵3并联，蓄电池组I和电源控制器2之间直接通过电连接器连接。可减少电缆数量，使得电源系统的体积和重量均大大减小，安装维修更快捷方便，同时可靠性更好，更能满足卫星小型化设计的要求。本实施例中，如图2所示，蓄电池组I装设于蓄电池单板6上；电源控制器2装设于电源控制单板7上；蓄电池单板6和电源控制单板7叠加装设并通过针孔式电连接器4对接。针孔式电连接器4针脚数需根据具体应用确定，可以采用104针、96针等各种类型。本实施例中，蓄电池单板6和电源控制单板7的正面(上面)为孔，背面(下面)为针。本实施例中，如图3所示，蓄电池组I的数量为二个；每个蓄电池组I由二个串联的蓄电池101组成并装设于一块蓄电池单板6上；二个蓄电池单板6叠加装设并通过针孔式电连接器4对接。采用这种结构设置，蓄电池组I可以根据系统容量需求增加或减少，不需要改变电源控制器2结构。如图3所示，蓄电池组I装设于蓄电池单板6的正面上，如图4所示，蓄电池单板6的背面装设有用于对蓄电池组I进行充放电管理的控制电路8。控制电路8由电源控制器2供电。本实施例中，如图5所示，太阳电池阵3的数量为多个；多个太阳电池阵3通过设于电源控制单板7上的电池阵插座10与电源控制器2和蓄电池组I相连。电源控制器2的每个电池阵插座10对应一个太阳电池阵3分阵，每个分阵对应独立的MPPT(最大功率点跟踪)电路。因此，电源控制器2可根据电池阵数量配置MPPT电路和电池阵插座10数量。本实施例中，如图2、图3、图4、图5所示，蓄电池单板6和电源控制单板7为大小相等的矩形；蓄电池单板6和电源控制单板7的矩形的四角处开设有安装孔9 ;蓄电池单板6和电源控制单板7通过穿过安装孔9的四个螺柱5安装固定。电源控制单板7装设于蓄电池单板6的下方，四个螺柱5固定于底板11上，实现机械连接。电源控制器2通过焊盘焊接在底板11上，不需电缆就可实现电气连接。实际应用时，电源控制器2和蓄电池组I都通过总线与星务管理系统进行通讯，执行控制指令，上传遥测数据。本发明的微纳卫星用一体化电源系统，电源控制器2与蓄电池组I都采用相同的单板式结构设计，便于系统集成，便于电池模块的增减。电源系统与底板11采用插针式连接，螺柱5固定，没有额外的连接、故障装置，不需要电缆和接插件，体积小、质量轻，连接可靠。在蓄电池组I背板设置控制电路8的电路板，与单体电池的安装固定板集成，减少了电池的连接和固定装置，使得电池组容量配置更加灵活。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种微纳卫星用一体化电源系统，其特征在于，包括 太阳电池阵，用于将太阳能转化为电能后为蓄电池组充电或输出供负载用电； 所述蓄电池组，与所述太阳电池阵并联；用于存储所述太阳电池阵转化的电能或者输出电能为负载供电； 电源控制器，用于调节及稳定所述太阳电池阵、蓄电池组和负载之间的电流或电压传输; 所述蓄电池组和所述电源控制器之间直接通过电连接器连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于， 所述蓄电池组装设于蓄电池单板上；所述电源控制器装设于电源控制单板上； 所述蓄电池单板和所述电源控制单板叠加装设并通过针孔式电连接器对接。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，每个所述蓄电池组包括二个蓄电池并装设于一块蓄电池单板上； 二个相邻的所述蓄电池单板叠加装设并通过针孔式电连接器对接。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述蓄电池组装设于所述蓄电池单板的正面上，所述蓄电池单板的背面装设有用于对所述蓄电池组进行充放电管理的控制电路。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述太阳电池阵的数量为多个； 多个所述太阳电池阵通过设于所述电源控制单板上的电池阵插座与所述电源控制器和所述蓄电池组相连。
6.根据权利要求5中任一项所述的系统，其特征在于，所述蓄电池单板和所述电源控制单板为大小相等的矩形；所述蓄电池单板和所述电源控制单板的矩形的四角处开设有安装孔；所述蓄电池单板和所述电源控制单板通过穿过所述安装孔的四个螺柱安装固定。
7.根据权利要求6中任一项所述的系统，其特征在于，所述电源控制单板装设于所述蓄电池单板的下方，所述四个螺柱固定于底板上。
全文摘要
本发明公开了一种微纳卫星用一体化电源系统，包括太阳电池阵，用于将太阳能转化为电能后为蓄电池组充电或输出供负载用电；蓄电池组，与太阳电池阵并联；用于存储太阳电池阵转化的电能或者输出电能为负载供电；电源控制器，用于调节及稳定太阳电池阵、蓄电池组和负载之间的电流或电压传输；蓄电池组和电源控制器之间直接通过电连接器连接。本发明具有线缆少、体积小、集成度高及可靠性好的特点。
文档编号H02J7/00GK103023102SQ20121048741
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者绳涛, 杨磊, 赵勇, 曹璐, 姚雯 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学