基于感应耦合式无线能量传输的微纳聚合体航天器电源系统设计与验证

作     者：张龙龙 杨志 张严 赵晓静 张勤荣 ZHANG Longlong;YANG Zhi;ZHANG Yan;ZHAO Xiaojing;ZHANG Qinrong

作者机构：中国石油大学(华东)青岛266555 航天东方红卫星有限公司北京100094 

出 版 物：《空间电子技术》 (Space Electronic Technology)

年 卷 期：2024年第21卷第3期

页      面：79-85页

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家预先研究课题项目(编号:30508020304) 泰山学者青年专家项目(编号:ZX20230241) 中国空间技术研究院杰出青年基金项目(编号:2021399) 

主　　题：微纳聚合体航天器 电源系统 近场无线能量传输 设计验证 

摘      要：微纳聚合体航天器是一种以机械或电磁锁紧机构实现各模块化基本单元航天器连接的新型航天器架构,可以灵活实现在轨组装与自重构以满足不同任务需求。但是,基于传统电连接器的电气互联方式无法适应模块化航天器间灵活交汇对接与快速分离需求。针对上述问题,文章建立了基于感应耦合式双向无线能量传输的微纳聚合体航天器电源系统架构,根据地面演示验证需求分别设计了能源核航天器和载荷任务航天器电源系统参数,然后根据各模块化航天器间非接触供电需求,设计了双向无线能量传输单元参数,最后通过地面演示试验验证了基于双向无线能量传输的微纳聚合体航天器电源系统架构可行性,单级无线能量传输功率在20W~30W时传输效率稳定在75.8%以上,通过效率优化提升至95%以上,将可实现四个基本单元航天器的多级功率传输。