一种太阳能电池阵智能测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种太阳能电池阵智能测试装置，包括通过导线与太阳能电池板连接并用于改变太阳能电池阵电路模型的继电器组、与继电器组连接并用于测量太阳能电池阵伏安特性的伏安特性测量设备、用于对继电器组中的继电器开关状态进行控制的控制单元、用于向控制单元发送控制信号并接收控制单元数据的工控机以及分别与继电器组、控制单元以及工控机连接并向其供电的电源模块。使用本实用新型专利技术公开的太阳能电池阵智能测试装置，可以自由变换太阳能电池阵的电路模型，可以高效率地测量出不同串并联电路结构以及不同损伤效应的数据和结果，大大降低了太阳电池阵的测试成本。大大降低了太阳电池阵的测试成本。大大降低了太阳电池阵的测试成本。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池阵智能测试装置


[0001]本技术属于太阳能电池阵测试
，具体涉及一种太阳能电池阵智能测试装置。

技术介绍

[0002]空间航天器主要依靠太阳能电池来获取能源，即航天器在光照期间通过太阳能电池吸收太阳光，利用电池材料的光电特性，将光能转换为电能，一部分直接供给航天器内部设备正常运行用电，另一部分给航天器内部蓄电池充电；当航天器进入阴影期时，再转变成蓄电池供电。一般而言，航天器对能源的需求较大，而目前最先进的砷化镓太阳能电池其光电转换效率也只有30%左右，单片电池产生的电能约为1W，远低于航天器在轨正常运行需求。因此，在航天器能源分系统设计时，一般对一次电源太阳能电池进行电路设计，通过串并联结构组成一定规模的阵列，从而满足航天器运行电压和功率要求。通常而言，航天器太阳电池阵是面板结构形式，在轨展开面积较大，容易受到空间碎片以及外热流的影响，导致太阳电池阵受损甚至毁伤，从而影响其供电能力。
[0003]为评估太阳电池阵受损后，其供电能力变化情况，需要在地面开展等效试验研究，但由于太阳电池阵电路模型设计种类较多、成本较高，通过开展大量试验获取效应数据的代价较高。因此，需要针对太阳电池阵设计一种可变换太阳能电池阵电路模型的太阳能电池阵智能测试装置，通过单次试验就可以测量出不同串并联电路结构以及不同损伤效应的数据和结果，为太阳电池阵性能下降评估奠定基础。

技术实现思路

[0004]本技术所解决的技术问题是：提供一种太阳能电池阵智能测试装置，通过变换太阳能电池阵电路模型，从而通过单次试验就可以测量出不同串并联电路结构以及不同损伤效应的数据和结果。
[0005]本技术的技术方案如下：
[0006]本技术公开了一种太阳能电池阵智能测试装置，包括通过导线与太阳能电池板连接并用于改变太阳能电池阵电路模型的继电器组、与继电器组连接并用于测量太阳能电池阵伏安特性的伏安特性测量设备、用于对继电器组中的继电器开关状态进行控制的控制单元、用于向控制单元发送控制信号并接收控制单元数据的工控机以及分别与继电器组、控制单元以及工控机连接并向其供电的电源模块，控制单元的控制信号输出端连接至继电器组中每个继电器的控制端，控制单元通过通讯线路连接至工控机。
[0007]进一步地，继电器组包括用于将太阳能电池阵的相邻最小子阵单元的正极之间或者负极之间进行连接的第一继电器组、用于将太阳能电池阵的相邻最小子阵单元的侧线相连的第二继电器组、用于将最小子阵单元的正极和负极分别连接至伏安特性测量设备正极输入端子和负极输入端子的第三继电器组。
[0008]进一步地，控制单元为单片机组，所述单片机组中的每个单片机的I/O口均与工控
机的相应I/O口连接。
[0009]进一步地，伏安特性测量设备为伏安特性仪。
[0010]进一步地，控制单元与工控机之间通过工业以太网现场总线连接。
[0011]进一步地，继电器组包含的所有继电器均为程控继电器。
[0012]本技术的有益效果为：通过工控机和控制单元控制继电器组中继电器的动作，可以自由变换太阳能电池阵的电路模型，可以高效率地测量出不同串并联电路结构以及不同损伤效应的数据和结果，大大降低了太阳电池阵的测试成本。
附图说明
[0013]图1为本技术的结构示意图；
[0014]图2为太阳能电池阵靶目标电路设计示意图；
[0015]图3为太阳能电池阵的最小子阵电路连接示意图；
[0016]图4为18串单并电路连接示意图；
[0017]图5为18串4并电路连接示意图。
具体实施方式
[0018]如图1图2所示，本技术所公开的太阳能电池阵智能测试装置包括继电器组、伏安特性测量设备、控制单元、工控机以及电源模块，其中电源模块分别连接至工控机、控制单元以及继电器组并为其供电；继电器组的触点通过导线连接至太阳能电池板并从继电器组引出两条正极输出线和两条负极输出线连接至伏安特性测量设备，继电器组的控制端连接至控制单元；控制单元为多个单片机组成的单片机组，集成在一个电路板上；电源模块包括24V和5V工作电源，控制单元的I/O口通过工业以太网现场总线连接至工控机，工控机与控制单元进行数据交换，采集继电器状态并控制继电器通断；控制单元的信号输出端连接至继电器组的控制端；伏安特性测量设备可选用伏安特性仪。继电器组包括用于连接相邻的最小子阵单元的正极或相邻的最小子阵单元的负极的第一继电器组、用于连接相邻的最小子阵单元的侧线的第二继电器组、用于将最小子阵单元的正极和负极分别连接至伏安特性测量设备正极输入端子和负极输入端子的第三继电器组，所有继电器均使用程控继电器。如图3所示，太阳能电池阵的最小子阵单元有4个正线，4个负线和2个侧面接线；继电器组和控制单元所组成的电路集成在一个控制柜内部，控制柜外表面设置有用于连接正线的正极线接线端子和用于连接负线的负极线接线端子以及用于连接侧线的侧线接线端子；控制柜外表面还设置有用于连接伏安特性仪的2个正极输出端子和2个负极输出端子。测试时将所有正线、负线和侧线一一接入控制柜上的接线端子，将2个正极输出端子和2个负极输出端子连接至伏安特性测量设备的2个正极输入端子与2个负极输入端子。
[0019]如图2，图3所示，以18串12并太阳电池阵靶目标设计为例，根据航天相关规范要求对电池片进行基本布局设计，将共计216片电池单体按照设计好的间距粘接固定在基板上，同时将所有串内的电池单体通过互联片和汇流条进行串联连接，而相邻串之间的并联电路暂不进行连接，最终形成18串12并的整体布片电路模型；2串2并的电池电路作为最小子阵单元，每个最小单元拥有4个正线，4个负线和2个侧面接线。横向相邻的单片电池的正极之间、负极之间分别接有一对继电器的触点，横向相邻的任意两个最小子阵单元的侧面接线
之间分别接有一对继电器的触点，测试时，通过工控机向控制单元发送控制信号，通过控制程控继电器，可以实现以单片电池为基础单元的18串任意并以及以最小子阵单元为基础单元的任意串的不同测试模式，伏安特性仪实时显示所接入的太阳电池阵的伏安特性曲线。
[0020]如图3所示，测量最小子阵单元的伏安特性时，只需控制第一继电器组动作，使横向相邻的两个单片电池的正线之间以及负线之间接入的继电器触点闭合，控制第三继电器组动作，使其余两个正线接入伏安特性仪的正极输入端子，其余两个负线接入伏安特性仪的负极输入端子。
[0021]如图4所示，测量18串单并的电池阵伏安特性时，只需控制第三继电器组动作，将最上端的单片电池的两个正线接入伏安特性仪的正极输入端子，将最下端的单片电池的两个负线接入伏安特性仪的负极输入端子。
[0022]如图5所示，测量18串4并的电池阵伏安特性时，控制第三继电器组动作，将位于18串4并电池阵最上端依次相邻的4个单片电池组成的电池组最左端和最右端的正线接入伏安特性仪的正极输入端子，将位于18串4并电池阵最下端依次相邻的4个单片电池组成的电池组最左端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池阵智能测试装置，其特征在于，包括通过导线与太阳能电池板连接并用于改变太阳能电池阵电路模型的继电器组、与继电器组连接并用于测量太阳能电池阵伏安特性的伏安特性测量设备、用于对继电器组中的继电器开关状态进行控制的控制单元、用于向控制单元发送控制信号并接收控制单元数据的工控机以及分别与继电器组、控制单元以及工控机连接并向其供电的电源模块，控制单元的控制信号输出端连接至继电器组中每个继电器的控制端，控制单元通过通讯线路连接至工控机。2.如权利要求1所述的太阳能电池阵智能测试装置，其特征在于，所述继电器组包括用于将太阳能电池阵的相邻最小子阵单元的正极之间或者负极之间进行连接的第一继电器组、用于将太阳能电...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬志华，贺敏波，付怀龙，徐天恒，杨雨川，黄禄明，丁雅菲，胡月宏，
申请(专利权)人：中国人民解放军三二零二七部队，
类型：新型
国别省市：