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帆板|迈入空间站时代 “天舟二号”如何在太空“聪明用电”？

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中新社上海5月29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 。
“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 ， 但中国人自古讲究“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 。 ”
【帆板|迈入空间站时代 “天舟二号”如何在太空“聪明用电”？】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)

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