一种航天器双母线能量平衡分析方法与流程

技术特征：

1.一种航天器双母线能量平衡分析方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步：通过测量太阳入射角和太阳电池阵遮挡面积，计算太阳翼输出功率；

第二步：通过测量线缆损耗功率与用电设备总功率的百分比，计算负载需求功率；

第三步：通过计算太阳翼输出功率与负载需求功率的差值，确定蓄电池的工作状态；

第四步：判断蓄电池的充电形式，通过计算充电电流和放电电流，确定蓄电池当前容量；

第五步：根据蓄电池初始容量、蓄电池当前容量和蓄电池总容量，评估蓄电池能量平衡状态。

2.根据权利要求1所述的一种航天器双母线能量平衡分析方法，其特征在于：所述评估蓄电池能量平衡状态的判据为：若C₀-C_d+C_c≥C，则能量平衡；若C₀-C_d+C_c＜C，则能量不平衡；

其中：C₀为蓄电池初始状态容量；C_d为蓄电池放电容量；C_c为蓄电池充电容量；C为蓄电池总容量。

3.根据权利要求1或2所述的一种航天器双母线能量平衡分析方法，其特征在于：所述太阳翼输出功率包括全调节太阳翼输出功率P_QS和不调节太阳翼输出功率P_BS。

4.根据权利要求3所述的一种航天器双母线能量平衡分析方法，其特征在于：所述负载需求功率包括全调节母线负载需求功率和不调节母线负载需求功率；

全调节母线负载需求功率计算公式为P_QL＝(1-η_QL)P_Q0；

其中：P_QL为全调节母线负载需求功率，η_QL为全调节母线线缆损耗功率比，P_Q0为全调节母线用电设备总功率；

不调节母线负载需求功率计算公式为P_BL＝(1-η_BL)P_B0；

其中：P_BL为不调节母线负载需求功率，η_BL为不调节母线线缆损耗功率比，P_B0为不调节母线用电设备总功率。

5.根据权利要求4所述的一种航天器双母线能量平衡分析方法，其特征在于：所述蓄电池的工作状态包括充电状态和放电状态，在双母线系统中，全调节母线与不调节母线交叉供电；

当P_QS－P_QL≥0时，蓄电池的工作状态由下式确定：

若(P_QS-P_QL)+P_BS-P_BL≥0，则蓄电池处于充电状态；

若(P_QS-P_QL)+P_BS-P_BL<0，则蓄电池处于放电状态；

当P_QS－P_QL＜0时，蓄电池的工作状态由下式确定：

若则蓄电池处于充电状态；

若则蓄电池处于放电状态；

式中：η_d为放电调节器工作效率。

6.根据权利要求4所述的一种航天器双母线能量平衡分析方法，其特征在于：所述蓄电池当前容量包括蓄电池充电容量C_c和蓄电池放电容量C_d；

当P_QS-P_QL≥0，P_QS-P_QL+P_BS-P_BL≥0时，

$C_c=\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{I}_{ci}\&CenterDot;{\mathrm{\&eta;}}_c\&CenterDot;T_i=\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}\min \left(\frac{P_{QS}-P_{QL}}{V_{BUS}}+\frac{P_{BS}-P_{BL}}{V_{BAT}},\frac{V_{BAT0}-V_{BAT}}{R_{BAT}}\right)\&CenterDot;{\mathrm{\&eta;}}_c\&CenterDot;T_i;$

当时，

$C_c=\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{I}_{ci}\&CenterDot;{\mathrm{\&eta;}}_c\&CenterDot;T_i=\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}\min \left(\frac{P_{QS}-P_{QL}}{V_{BUS}{\mathrm{\&eta;}}_d}+\frac{P_{BS}-P_{BL}}{V_{BAT}},\frac{V_{BAT0}-V_{BAT}}{R_{BAT}}\right)\&CenterDot;{\mathrm{\&eta;}}_c\&CenterDot;T_i;$

其中，可用于判断是否涓流充电，当时，蓄电池采用涓流充电形式，此时蓄电池充电电流则为

其中，I_ci为第i时刻的充电电流；η_c为充电效率；T_i为第i时刻的充电时间；n为充电总时段数；V_BUS为全调节母线电压；V_BAT为蓄电池电压，即不调节母线电压；V_BAT0为蓄电池标称电压；R_BAT为蓄电池等效内阻。

7.根据权利要求6所述的一种航天器双母线能量平衡分析方法，其特征在于：所述蓄电池放电容量C_d由放电电流和电池组的放电效率决定：

当P_QS-P_QL≥0，P_QS-P_QL+P_BS-P_BL＜0时，

$C_d=\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{I}_{fi}/{\mathrm{\&eta;}}_d\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}T=\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}|\frac{P_{QS}-P_{QL}}{V_{BUS}}+\frac{P_{BS}-P_{BL}}{V_{BAT}}|/{\mathrm{\&eta;}}_d\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}T;$

当时，

$C_d=\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{I}_{fi}/{\mathrm{\&eta;}}_d\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}T=\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}|\frac{P_{QS}-P_{QL}}{V_{BUS}}+\frac{P_{BS}-P_{BL}}{V_{BAT}}|/{\mathrm{\&eta;}}_d\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}T;$

其中，I_fi为第i时刻的放电电流；η_d为放电效率；ΔT为蓄电池放电时间。