习成献 孔陈杰 李锐

(中国科学院微小卫星创新研究院，上海 201203)

能源系统作为卫星的重要组成部分，承担着整星的供配电任务，能源系统的安全可靠运行是卫星正常运行的重要保障，对提高卫星性能、增强卫星在轨运行寿命起着决定作用[1-2]。锂离子蓄电池是能源系统的重要组成部分，为卫星的储能电源，担负着在卫星发射主动段、地影期间以及光照期太阳电池阵供电不足时为星上负载供电的任务。镍钴铝酸锂(NCA)体系锂离子蓄电池为新一代高比能量锂电，采用高容量石墨材料，储存特性和循环寿命相比于第一代钴酸锂(LCO)体系锂离子蓄电池更加优异，因此对NCA体系锂离子蓄电池的在轨管理以及在轨特性进行分析就显得尤为重要[3-7]。

本文针对中高轨道卫星所处空间电磁环境较复杂[8]，地影季持续时间长，并且不可测控弧段时间较长的特点，提出了NCA锂离子蓄电池组在轨自主管理技术[9-10]，并在北斗导航卫星上进行了验证，通过详细的在轨数据特性分析，验证了所设计系统的正确性和有效性，为NCA体系锂离子蓄电池进一步改进设计以及后续其它型号锂离子蓄电池的在轨自主运行提供经验[11]。

1 NCA蓄电池组在轨自主管理设计

卫星采用两组蓄电池组并联供电，单体电池采用25 Ah的NCA锂离子蓄电池，采用3并9串的结构形式，形成75 Ah锂离子蓄电池组。蓄电池组设计主备两路加热回路，每个蓄电池组内设置3个温度测量点，根据测量温度对电池组实施主动控温，以保证蓄电池组温度满足热设计要求。……