导读:本文包含了空间充放电论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:太阳能电池,表面充电,一次放电,空间等离子体环境
空间充放电论文文献综述
武明志[1]（2018）在《空间等离子体诱发太阳能电池表面充放电效应的仿真分析》一文中研究指出航天器在轨运行期间会与空间等离子体相互作用,引发表面充放电效应。当太阳能电池发生表面充放电效应时,会产生一次放电和二次放电现象,导致表面材料损伤和放电脉冲干扰,严重时导致太阳能电池烧毁,使航天器电源功率大幅下降甚至报废。因此对太阳能电池表面充放电的深入研究不仅关系着空间电源系统安全,也是我国长寿命和高可靠航天器的发展要求。本文基于粒子输运方程,采用有限元方法建立全新表面充电叁维仿真模型,对航天器及太阳电池在不同轨道环境下的表面充电情况进行仿真计算,得到其表面充电电位分布情况。计算过程中采用粒子输运方程,考虑了材料二次电子系数和背散射电流的影响,对航天器及太阳能电池网格进行优化并选用PARDISO数值计算方法进行计算。论文在表面充电计算结果基础上,对太阳能电池的一次放电特征进行了建模分析。对航天器整体充电情况的计算结果表明:随等离子体温度升高,航天器表面充电电位上升,太阳能电池表面与互连片间电位差也随之增大,在GEO等离子体中电势差最高可达3400 V,具有高放电风险;表面充电时间随空间等离子体密度不同,变化范围从0.12 ms到5000 s。本文计算结果与SPIS分析结果进行比较,两者基本一致,误差低于8%。在上述计算基础上,本文分析了结构变化对太阳能电池表面充电的影响,计算结果表明:在电位差不变的前提下,当玻璃盖片厚度由0.12 mm增加到0.2 mm时,太阳能电池表面与互连片间电位差增加18%;盖片胶厚度由0.08 mm增加到0.1 mm时,太阳能电池表面与互连片间电位差增加12%;太阳能电池串联间隙宽度由1.0 mm增大到1.5 mm时,太阳能电池表面与互连片间电位差减小20%。减小玻璃盖片和盖片胶厚度,增加串联间隙宽度,有利于降低太阳能电池表面与互连片间电位差,降低放电风险。根据叁联点放电模型,对不同轨道环境中太阳能电池的一次放电特征进行研究。计算结果表明:不同轨道的一次放电脉冲强度不同,在GEO环境中最高可达100 A量级;增加串联间隙宽度可以提高一次放电阈值;在电位差不变的基础上,增加玻璃盖片和盖片胶厚度能有效降低一次放电脉冲强度,减小放电对表面材料的造成的损伤。因此玻璃盖片和盖片胶厚度设计必须根据轨道实际充电情况进行综合考虑。综上所述,本文基于粒子输运方程建立的叁维表面充电分析模型,同时可对具有复杂、精细结构的小尺寸航天器部件,如太阳能电池等结构进行表面充电仿真分析,进而对其表面放电风险进行评估。本文构建的叁维仿真模型基于第叁方通用软件,便于表面充放电现象的计算分析,可为我国表面充放电仿真分析提供新的技术方法,具有重要的工程应用价值和研究意义。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2018-03-01）
王子凤[2]（2017）在《航天器电介质材料在空间环境下的内部充放电特征》一文中研究指出内部充放电效应是诱发航天器运行故障的主要原因之一。为使航天器安全可靠地运行,掌握电介质材料在空间环境下的内部充放电规律尤为重要。GEO与MEO是内部充放电风险较高的两个轨道,国内外对电介质材料在GEO的充电特征研究较深入。MEO轨道不同于GEO,卫星运行时不断进出辐射带,内部充电环境变化大,由于MEO充放电风险高且相关文献较少,因此对该轨道上的充电特征研究就有必要性。此外,卫星运行过程中,由于碎片撞击、发动机出气等影响,某些封闭区域或材料表面局部真空度发生变化,从而对内部充放电产生影响。本文利用FLUMIC模型以MEO的典型卫星为例得到了电介质材料在变化轨道环境下的充电特征,后又通过地面模拟试验加以验证。仿真及试验结果表明材料的充电电位随着轨道周期有很明显的波动,对于时间常数较小的材料,波动很大,其充电电位只有在卫星处于辐射带内的时候,才会达到较高水平。对于时间常数较大的材料,波动相对较小,由于电荷长期积累,充电电位仍然会达到很高的值,充电效果和持续处于辐照区相近,只是达到最大电位或者放电的时间有所延迟。随后进行了电介质材料在稳定真空度下充放电的试验,并采用在样品表面喷氮气的方法来改变局部真空度,研究喷气时样品的电位改变及放电特征。结果表明,随真空度增高,电位上升速度加快,放电频率增多,材料损伤概率增大。当样品局部真空度短时间内大幅变化时,材料就会有放电的风险,当气体流量较小,喷气时间较长时,电荷缓慢泄放不会出现剧烈的放电现象。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)》期刊2017-06-01）
李盛涛,李国倡[3]（2017）在《空间介质充放电研究现状及展望》一文中研究指出空间环境与航天器介质材料相互作用引起的介质充放电现象是威胁航天器安全运行的重要因素之一.尤其是随着航天器工作电压的提高,该问题尤为突出,严重制约了高电压、大功率航天器的发展.本文综述了国内外空间介质充放电领域的研究现状、存在的问题及未来发展.首先,介绍了空间介质充放电现象及其危害,当前我国航天器发展对空间介质的工程需求;分析了空间介质充放电发展历程及新时期深空探测、国际空间站的发展对空间介质的新要求和挑战.其次,从介质充放电机理、放电抑制措施、数值计算和计算机仿真等方面,总结了介质表面充放电和介质深层充放电的研究现状和存在问题.再次,介绍了空间介质充放电试验与材料特性的研究热点问题.包括:电子辐射下表面电位衰减与材料特性;电子辐射下介质内部空间电荷原位测量与材料特性;电子辐射下介质真空沿面闪络特性.最后,结合当前研究中存在的问题,展望了空间介质带电领域亟需解决的科学问题.(本文来源于《科学通报》期刊2017年10期）
夏启蒙,谢侃,武志文,刘向阳,王宁飞[4]（2016）在《等离子体接触器对空间站充放电的影响》一文中研究指出针对采用100 V高压电池阵的空间站结构体带电现象,提出采用等离子体接触器进行主动电位控制方案,根据此方案建立包含接触器的空间站充放电等效电路模型,研究等离子体接触器对空间站充放电过程的影响及空间站结构因素对接触器钳位效果的影响,从而了解等离子体接触器与空间站悬浮电位的耦合特性。结果表明,无论空间站处于"快速充电"还是"正常充电"情况,等离子体接触器均能有效将空间站悬浮电位钳制在合理范围内。空间站结构因素中,电池阵暴露导体面积对接触器钳位过程影响较大,结构体暴露导体面积和结构体等效电容的影响可忽略。(本文来源于《宇航学报》期刊2016年11期）
谢鹏敏[5]（2016）在《基于空间充放电效应的航天器功率传输结构电场特性研究》一文中研究指出航天器运行于空间环境中,将遭遇多种空间环境因素的影响,其中具有重要影响的是空间带电粒子,由此产生的空间充放电效应是造成卫星故障的重要原因之一。功率传输结构作为卫星能源系统重要部件,极易成为充放电效应侵害的对象,其一旦故障,则整星失效。近年来,随着高电压大功率航天器能源系统的广泛应用,对能源系统的设计、制造及防护要求也日益提高。本文针对功率传输结构的充放电效应问题,采用数值模拟及实验研究相结合的方法,从材料级和结构件级两个方面展开研究,并在设计制造及防护方面提出优化措施。空间充放电效应的本质是空间带电粒子与航天器材料之间的相互作用。本文基于带电粒子衰减机理及蒙特卡罗统计方法,针对功率传输结构常用材料-铝和聚酰亚胺,采用GEANT4等粒子输运模拟软件,对带电粒子在材料中的输运特性、沉积特性及能量衰减情况等进行了模拟分析,并基于深层充电模型及辐射诱导电导率模型等经验公式,对材料内辐射诱导电导率特性及电场分布特性进行了理论分析。航天器功率传输结构复杂,包括高功率导电环组件及绝缘介质材料,存在较大充放电效应风险。本文针对功率传输通道简化结构,采用基于GEANT4的二次开发软件,模拟了电子束辐射下结构内电场特性分布,并分析了入射粒子能量、结构件自身几何参数等因素对充电结果的影响；后搭建深层充电实验平台,采用电子束辐射功率传输结构表面,在接地、接高压及悬浮等叁种不同工况下对绝缘材料表面充电电位进行测量,分析表面充电电位随辐射时间的变化规律,并验证几何参数对充电结果的影响。研究结果表明,绝缘材料电导率是决定材料是否发生放电的重要因素；空间粒子能量大小、结构件自身几何参数等因素对于功率传输结构充电结果影响明显；功率传输结构自身工作电压对充电电位起到抵销作用;尽量使功率传输结构内绝缘材料接地,这有助于减小充放电效应风险。(本文来源于《北京交通大学》期刊2016-03-01）
蔡晓东,何小斌,张明,林文立[6]（2014）在《一种新型的充放电及分流一体化空间电源控制技术》一文中研究指出为满足卫星轻量化需求,本文对一体化的空间电源调节技术进行了研究。采用一种新型的集蓄电池充放电与并联分流一体化功率拓扑结构和功率调节控制策略,可实现使用单一电路完成太阳阵分流、电池充电控制、电池放电调节叁种功能。介绍了新型拓扑的工作模式、功率调节控制策略及其实现方法,通过Pspice软件进行了电路建模与原理仿真,结果证明此方法有效。(本文来源于《航天器工程》期刊2014年01期）
熊脶成[7]（2013）在《基于多尺度空间层次聚类的电动汽车充放电优化调度》一文中研究指出近年来，化石能源逐步枯竭、全球气候变暖、环境污染等问题给社会的可持续发展带来了巨大的压力。电动汽车（EVs）以电能作为原始动力，具有零排放、无污染和不依赖传统能源的特点，发展电动汽车并逐渐取代传统的汽车成为未来主要的交通工具是解决上述问题的有效途径。对于配电系统，电动汽车既是电源又是负荷，大规模电动汽车的自主充放电行为将会增加配电系统负荷曲线的峰谷差；而电动汽车充放电行为的可调特性，又为配电系统负荷曲线的削峰填谷提供了新的方法。为此，研究大规模电动汽车自主充放电行为对配电系统负荷曲线的影响及调控电动汽车的充放电行为来实现配电系统的削峰填谷具有非常重要的意义。为了研究配电系统中电动汽车的充放电特性，建立了包括电池模型和逆变模型的电动汽车接入配电系统模型。其中，电池模型用来刻画开路电压、电池荷电状态和电池电流之间的关系；逆变模型用来刻画电池注入配电系统的有功、无功和电池电压、电流之间的关系。然后，根据电动汽车日行驶里程、最后返回时刻分别服从对数正态分布和正态分布的特性，采用蒙特卡罗抽样法，分析了配电系统中电动汽车的充电负荷、放电容量、综合特性及其对配电系统日负荷曲线的影响。算例分析表明了大规模电动汽车自主充放电行为会增加配电系统的峰谷差。由于接入配电系统的电动汽车具有数量规模大、单台可调度容量小、接入位置分散的特点，设计了以类为单位的电动汽车充放电调度框架；不但可以减少决策变量，显着降低调度问题的求解规模和难度，还可以避免传统调度方式对通信条件要求高的问题。基于此，以电动汽车的可调度容量为聚类指标，借助多尺度空间的层次聚类算法（SSHC）提出了电动汽车聚类方法，以实现属性相似的电动汽车的汇聚。算例分析表明了多尺度空间的聚类算法能够有效实现电动汽车的聚类。进一步，为了最大程度地缩小配电系统负荷的峰谷差，以系统总负荷水平方差最小为目标函数，构建了基于电动汽车聚类的充放电调度模型。并采用基于ELM的改进遗传算法求解。以69节点系统为例，分析结果表明了基于ELM的改进遗传算法收敛速度快，能够快速求解模型；且基于电动汽车聚类的充放电调度模型能有效平抑峰谷负荷。最后，为了解决电动汽车参与配电系统调度的充放电控制、计量和结算问题，开发了电动汽车充放电控制装置和充放电计量装置。其中，电动汽车充放电控制装置根据实时电价和车主意愿控制电动汽车的充、放电行为；电动汽车充放电计量装置根据实时电价和充放电时段分别计算充电费用和放电容量，实现了电动汽车参与配电系统调度的精确控制和计量。为大规模电动汽车顺利参与配电系统调度提供了技术保障。(本文来源于《长沙理工大学》期刊2013-04-01）
冯宇波,王世金,关燚炳[8]（2013）在《空间等离子体对飞船对接过程的充放电影响》一文中研究指出基于低地球轨道空间等离子体对航天器的充电机理,根据电子、离子运动性质分析了飞船绝对电位与表面导电材料分布间的关系,讨论了对接放电过程中航天器与空间等离子体的交互作用,给出了其计算方法和相关试验结果。从空间环境角度为工程实现提供了理论依据和参考。(本文来源于《上海航天》期刊2013年01期）
张建琴[9]（2012）在《空间锂离子蓄电池充放电一体化供电技术研究》一文中研究指出锂离子蓄电池作为一种20世纪90年代初期发展的先进蓄电池，具有高比能量、高电压、良好的低温性能、低的自放电率和无记忆效应等一系列优点，目前已经成为继镉镍蓄电池、氢镍蓄电池之后的第叁代空间蓄电池。本文主要研究了基于空间应用的锂离子蓄电池充放电一体化技术，目的是通过应用充放电一体化的功率拓扑结构和相关控制技术，实现使用单一电路完成太阳阵分流、锂离子蓄电池充电控制和锂离子蓄电池放电调节叁种功能，从而实现电源系统的高效、轻量化、模块化的设计。本课题设计了一种新型的基于空间锂离子蓄电池的充放电一体化供电系统，该系统具有集成度高、模块化结构、智能化管理等特点，为电源系统的集成化模块化设计提供了一条全新的思路，也为空间锂离子蓄电池的应用奠定了一定的技术基础。首先，本文对BCDSR充放电一体化功率拓扑结构和功率调节控制策略进行了研究，该技术实现了单一模块完成太阳阵分流、锂电充电控制和锂电放电调节叁种功能，工作模式确定，可扩展性好，重量和成本降低。同时研究了锂离子电池组充电控制策略，并设计了锂离子电池组均衡管理系统和单体电池的防开路保护电路，通过相关试验也验证了该设计的有效性。最后，在上述工作的基础上，对所设计的BCDSR充放电一体化电源系统进行了测试，结果表明，所设计的电源系统能够实现分流、充电放电等功能，动态响应性能良好。(本文来源于《上海交通大学》期刊2012-09-30）
[10]（2011）在《国家空间中心内部充放电研究取得突破进展》一文中研究指出内部充放电效应是严重威胁中高轨卫星的重要空间环境效应。近期,国家空间中心空间环境特殊效应实验室(以下简称"效应室")在相应的地面模拟试验和计算机仿真方面取得突破性进展,研究成果为国家重大航天任务提供了积极的应用。在中科院创新工程和民用航天预研项目等的支持下,效应室研制成功(本文来源于《今日电子》期刊2011年09期）
空间充放电论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
内部充放电效应是诱发航天器运行故障的主要原因之一。为使航天器安全可靠地运行,掌握电介质材料在空间环境下的内部充放电规律尤为重要。GEO与MEO是内部充放电风险较高的两个轨道,国内外对电介质材料在GEO的充电特征研究较深入。MEO轨道不同于GEO,卫星运行时不断进出辐射带,内部充电环境变化大,由于MEO充放电风险高且相关文献较少,因此对该轨道上的充电特征研究就有必要性。此外,卫星运行过程中,由于碎片撞击、发动机出气等影响,某些封闭区域或材料表面局部真空度发生变化,从而对内部充放电产生影响。本文利用FLUMIC模型以MEO的典型卫星为例得到了电介质材料在变化轨道环境下的充电特征,后又通过地面模拟试验加以验证。仿真及试验结果表明材料的充电电位随着轨道周期有很明显的波动,对于时间常数较小的材料,波动很大,其充电电位只有在卫星处于辐射带内的时候,才会达到较高水平。对于时间常数较大的材料,波动相对较小,由于电荷长期积累,充电电位仍然会达到很高的值,充电效果和持续处于辐照区相近,只是达到最大电位或者放电的时间有所延迟。随后进行了电介质材料在稳定真空度下充放电的试验,并采用在样品表面喷氮气的方法来改变局部真空度,研究喷气时样品的电位改变及放电特征。结果表明,随真空度增高,电位上升速度加快,放电频率增多,材料损伤概率增大。当样品局部真空度短时间内大幅变化时,材料就会有放电的风险,当气体流量较小,喷气时间较长时,电荷缓慢泄放不会出现剧烈的放电现象。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
空间充放电论文参考文献
[1].武明志.空间等离子体诱发太阳能电池表面充放电效应的仿真分析[D].南京航空航天大学.2018
[2].王子凤.航天器电介质材料在空间环境下的内部充放电特征[D].中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心).2017
[3].李盛涛,李国倡.空间介质充放电研究现状及展望[J].科学通报.2017
[4].夏启蒙,谢侃,武志文,刘向阳,王宁飞.等离子体接触器对空间站充放电的影响[J].宇航学报.2016
[5].谢鹏敏.基于空间充放电效应的航天器功率传输结构电场特性研究[D].北京交通大学.2016
[6].蔡晓东,何小斌,张明,林文立.一种新型的充放电及分流一体化空间电源控制技术[J].航天器工程.2014
[7].熊脶成.基于多尺度空间层次聚类的电动汽车充放电优化调度[D].长沙理工大学.2013
[8].冯宇波,王世金,关燚炳.空间等离子体对飞船对接过程的充放电影响[J].上海航天.2013
[9].张建琴.空间锂离子蓄电池充放电一体化供电技术研究[D].上海交通大学.2012
[10]..国家空间中心内部充放电研究取得突破进展[J].今日电子.2011