一种高发热量空间装置的主动控温装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于卫星热控的技术领域，具体涉及一种高发热量空间装置的主动控温装置，包括半导体致冷控温模组、集热传热模组和电源控制模组，半导体致冷控温模组设置有多个依次连接的半导体致冷器，集热传热模组设置有集热板和辐射器，电源控制模组设置有温度采集单元和电源调控单元，温度采集单元和各个半导体致冷器分别电连接于电源调控单元，在电源控制模组的调控下，使半导体致冷器、集热板和辐射器共同调节空间装置的温度。本发明专利技术能够实现宽温域空间环境下对高发热量空间装置的主动加热和致冷调控，并实现对空间装置的实时精确控温。此外，本发明专利技术还提供一种高发热量空间装置的主动控温方法。温方法。温方法。

【技术实现步骤摘要】
一种高发热量空间装置的主动控温装置及方法


[0001]本专利技术属于卫星热控的
，具体涉及一种高发热量空间装置的主动控温装置及方法。

技术介绍

[0002]目前，由于空间环境温度波动很大，而高发热量空间装置的锂离子蓄电池组的最佳工作温度范围为17℃～25℃，可接受的工作温度区间为10℃～35℃，所以，当空间环境温度波动使得电池温度过高时，会导致电池液发生分解，甚至出现电池爆裂的安全性风险；当空间环境温度波动使得电池温度过低时，电池性能下降，并且可能发生锂枝晶刺穿隔膜，引起电池短路的情况。因此，为保障高发热量空间装置高效率、长寿命工作，亟需一种新型的技术方案以解决上述的问题，以对空间装置进行有效控温，使其在适宜的温度下安全运行。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种高发热量空间装置的主动控温装置，其能够实现宽温域空间环境下对高发热量空间装置的主动加热和致冷调控。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种高发热量空间装置的主动控温装置，包括：
[0006]半导体致冷控温模组、集热传热模组和电源控制模组；
[0007]所述半导体致冷控温模组包括隔热组件及多个控温单元，所述隔热组件具有多个间隔设置的阻隔部，各个所述阻隔部之间形成容纳腔，各个所述控温单元分别设置于各个所述容纳腔；
[0008]所述集热传热模组包括集热板和连通于所述集热板的辐射器，所述隔热组件设置于所述集热板，各个所述控温单元沿所述容纳腔的腔壁抵接于所述集热板；
[0009]各个所述控温单元包括依次叠置的导热块、柔性绝缘导热垫和半导体致冷器，所述导热块设置于所述集热板和所述柔性绝缘导热垫之间，各个所述半导体致冷器依次连接；
[0010]所述电源控制模组设置有温度采集单元和电源调控单元，所述温度采集单元和各个所述半导体致冷器分别电连接于所述电源调控单元。
[0011]作为本专利技术的所述主动控温装置的一种改进，所述电源调控单元设置有第一处理器、正向直流输出器和反向直流输出器，所述温度采集单元、所述正向直流输出器和反向直流输出器分别电连接于所述第一处理器，所述正向直流输出器和反向直流输出器分别电连接于各个所述半导体致冷器。
[0012]作为本专利技术的所述主动控温装置的一种改进，所述集热传热模组还包括热管和开关，所述开关设置于所述热管，所述集热板通过所述热管连通于所述辐射器。
[0013]作为本专利技术的所述主动控温装置的一种改进，所述开关电连接于所述第一处理器。
[0014]作为本专利技术的所述主动控温装置的一种改进，所述半导体致冷控温模组包括多组呈阵列排布的所述半导体致冷器，各个所述半导体致冷器设置于同一水平高度。
[0015]作为本专利技术的所述主动控温装置的一种改进，所述导热块与所述集热板的接触面之间填充有导热绝缘材料，所述导热绝缘材料的导热系数为1W/m
·
k～15W/m
·
k。
[0016]作为本专利技术的所述主动控温装置的一种改进，所述隔热组件的导热系数为0.015W/m
·
k～0.04W/m
·
k，密度为0.15g/cm3～0.35g/cm3，耐受温度为1000℃～1450℃。
[0017]作为本专利技术的所述主动控温装置的一种改进，所述导热块、所述柔性绝缘导热垫和所述集热板的导热系数分别为3W/m
·
k～300W/m
·
k，耐受温度分别为1500℃～3500℃。
[0018]本专利技术的目的之二在于：提供一种高发热量空间装置的主动控温方法，包括如下步骤：
[0019]检测空间装置的温度，当温度高于正常范围时，向各个半导体致冷器正向供直流电，使得各个半导体致冷器工作致冷，空间装置的热量依次转移到柔性绝缘导热垫、导热块、集热板和辐射器，辐射器向外界环境散出热量并降低空间装置的温度；
[0020]当温度低于正常范围时，向各个半导体致冷器反向供直流电，使得各个半导体致冷器工作制热，外界环境和集热板中的热量依次流经导热块、柔性绝缘导热垫和空间装置，使空间装置升温。
[0021]作为本专利技术的所述主动控温方法的一种改进，还包括：当温度高于正常范围或低于正常范围时，按预设条件启动半导体致冷控温模组的其中一部分或全部的半导体致冷器进行工作。
[0022]本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术可以通过电源控制模组改变半导体致冷器中的电流从而快速改变热量转移方向，当机体温度低时，半导体致冷器将热量从环境转移到空间装置，使其快速升温，当机体温度高时，半导体致冷器将热量从空间装置转移到环境中，使其快速降温；2)多个半导体致冷器配合下使得装置的致冷能力明显提高，能满足高发热量目标设备的控温需求；3)本专利技术的控温调节能力强，热响应速度快，各部件组装稳定可靠，实现了宽温域空间环境下高发热量空间装置的主动加热和致冷调控。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的结构示意图之一。
[0024]图2为本专利技术的结构示意图之二。
[0025]其中：1、隔热组件；2、导热块；3、柔性绝缘导热垫；4、半导体致冷器；5、集热板；6、热管；7、开关。
具体实施方式
[0026]如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件，本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
[0027]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0028]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0029]为了保障空间装置工作时机体温度保持在安全范围，专利技术人发现，传统热控系统采用整星开散热窗散热降温或采用贴装加热片加热的方式提升空间装置的温度，然而，当环境温度过高时，通过热管将空间装置产生的热量转移到卫星表面，再利用舱外所贴的OSR片向空间辐射散热，但机体温度始终高于环境温度，即传统方式无法实现可控式降温。此外，专利技术人还发现，传统的被动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高发热量空间装置的主动控温装置，其特征在于，包括：半导体致冷控温模组、集热传热模组和电源控制模组；所述半导体致冷控温模组包括隔热组件及多个控温单元，所述隔热组件具有多个间隔设置的阻隔部，各个所述阻隔部之间形成容纳腔，各个所述控温单元分别设置于各个所述容纳腔；所述集热传热模组包括集热板和连通于所述集热板的辐射器，所述隔热组件设置于所述集热板，各个所述控温单元沿所述容纳腔的腔壁抵接于所述集热板；各个所述控温单元包括依次叠置的导热块、柔性绝缘导热垫和半导体致冷器，所述导热块设置于所述集热板和所述柔性绝缘导热垫之间，各个所述半导体致冷器依次连接；所述电源控制模组设置有温度采集单元和电源调控单元，所述温度采集单元和各个所述半导体致冷器分别电连接于所述电源调控单元。2.如权利要求1所述的高发热量空间装置的主动控温装置，其特征在于：所述电源调控单元设置有第一处理器、正向直流输出器和反向直流输出器，所述温度采集单元、所述正向直流输出器和反向直流输出器分别电连接于所述第一处理器，所述正向直流输出器和反向直流输出器分别电连接于各个所述半导体致冷器。3.如权利要求2所述的高发热量空间装置的主动控温装置，其特征在于：所述集热传热模组还包括热管和开关，所述开关设置于所述热管，所述集热板通过所述热管连通于所述辐射器。4.如权利要求3所述的高发热量空间装置的主动控温装置，其特征在于：所述开关电连接于所述第一处理器。5.如权利要求1或2所述的高发热量空间装置的主动控温装置，其特征在于：所述半导体致冷控温模组包括多组呈阵列排布的所述半导体致冷器，各个所述半导体致冷器设置于同一水平高度。6.如权利要求1所述的高发热量空间装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯旭峰，李轩，吕冬翔，刘晓伟，陈媛媛，阎勇，周天，吴博涵，陈建国，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：