一种空间用电路电缆互联结构及方法技术

技术编号：41146508 阅读：3 留言：0更新日期：2024-04-30 18:14

本发明专利技术提供了一种空间用电路电缆互联结构及方法。该结构特征在于，其包括第一电路电缆(1)、第二电路电缆(2)，所述第一电路电缆(1)和第二电路电缆(2)十字交叉放置，厚度均小于0.2mm，宽度均小于4mm，所述第一电路电缆(1)、第二电路电缆(2)分别由多股金属丝编织而成，每股金属丝线直径小于0.1mm，编织的方式为首先由多股金属丝线缠绕形成多根金属线，然后由多根金属线进行编织，形成“鱼网型”图案，在该图案中，纵向相邻节点间距3mm～5mm，横向相邻节点间距0.1mm～0.5mm。本发明专利技术能够实现机械连接、电阻焊接相结合，实现更可靠、强度更高的焊接，将为空间用电路电缆互联连接提供解决方案，提升产品可靠性，提高我国电路电缆的应用水平。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空间太阳电池阵用电缆供电传输，尤其涉及空间用电路电缆互联结构及方法。

技术介绍

1、太阳电池阵是一种利用光生伏特效应将光能直接转换为电能的半导体器件，是航天器在轨最主要的能量来源之一。随着我国航天事业发展，航天器的功能在不断的扩展，对太阳电池阵的输出功率要求越来越高，如低轨观测卫星、高轨卫星、深空探测、我国空间站等功率需求达数十千瓦甚至更高，其对太阳电池电路以及电路电缆互联传输技术可靠性提出更高的要求。如某航天器在轨温度范围达-200℃～200℃，甚至更宽广的温度范围，比传统航天器温度范围-100℃～+100℃扩大1倍以上。太阳电池阵基板应变达10000με应变以上，比传统基板应变3000με提高2倍以上。同时，对电缆重量提出苛刻要求，在同样载流能力下电缆重量降低30％以上。这些宽温阈、大应变、轻量化以及高可靠等要求，传统导线电缆结构、金属箔电缆在新的应用方面存在一定的局限性，业界亟需一种新的电路电缆及其连接技术。

2、经调研，蔡祥轩在cn208061704u中公开了一种抗拉伸编织电缆，提供了具有良好的抗拉力强度和柔韧性，同时也比较轻巧，使用时不容易拉伸断裂或弯曲折断的编织电缆，与本技术方案不同。该技术cn208061704u提供的抗拉伸编织电缆采用了pvc编织带缠绕绝缘层，然而pvc材料耐温范围窄，特别是熔点较低，一般低于100℃，原子氧防护性能差，低于1×1026ao/m2，同时在尺寸、重量等方面没有优势，无法满足在轨使用环境和新的技术要求。

技术实现思路

1、为了解决电路电缆连接强度、表面防护以及连接可靠性问题，提高电路电缆电连接可靠性，提升产品质量，开展了电路电缆互联技术研究，确定了机械连接、电连接方法等，实现宽温阈范围，高柔韧性，高可靠连接，实现单焊点抗拉强度80n以上，解决了电路电缆互联技术难题。

2、本专利技术所采用的技术方案是：

3、一种空间用电路电缆互联结构，其特征在于，其包括第一电路电缆(1)、第二电路电缆(2)，所述第一电路电缆(1)和第二电路电缆(2)十字交叉放置，厚度均小于0.2mm，宽度均小于4mm，所述第一电路电缆(1)、第二电路电缆(2)分别由多股金属丝编织而成，每股金属丝线直径小于0.1mm，编织的方式为首先由多股金属丝线缠绕形成多根金属线，然后由多根金属线进行编织，形成“鱼网型”图案，在该图案中，纵向相邻节点间距3mm～5mm，横向相邻节点间距0.1mm～0.5mm。

4、进一步的是，每股用于编织的金属丝线为退火软态材料，每股丝0°～180°弯曲疲劳强度高于1000次，所述第一电路电缆1和第二电路电缆2断裂延伸率大于80％。

5、进一步的是，所述第一电路电缆1和第二电路电缆2分别由60股以上的金属丝线编织而成，每股金属丝线直径为0.03mm～0.09mm，每3～6股金属丝线组成1根金属线。

6、进一步的是，所述金属丝线为铜丝或者铜镀银丝。

7、进一步的是，所述第二电路电缆2在金属线中分出部分股金属丝与第一电路电缆1进行机械绑扎以实现机械连接。

8、进一步的是，所述第二电路电缆2在多根金属线中分别分出多股金属丝线，形成多条分叉金属线，所述多条分叉金属线包括沿着第二电路电缆2中轴左右对称分布的一条或多条第一线2-1、一条或多条第二线2-2和一条或多条第三线2-3、一条或多条第四线2-4、以及在第二电路电缆2与第一电路电缆1十字交叉区域的边界处分叉的一组分叉金属线即第五线2-5，多股金属丝以第一线2-1、第二线2-2、第三线2-3、第四线2-4为指和以第五线2-5为掌整体轴对称分布，呈现“掌型”分布。

9、进一步的是，所述第一线2-1、第二线2-2、第三线2-3、第四线2-4占比15％～25％，自第一电路电缆1和第二电路电缆2十字交叉区域从第二电路电缆2两侧伸向第一电路电缆1，在与第一电路电缆1交叉缠绕后与第一电路电缆1形成一个整体，所述第五线2-5金属丝占比8％～13％，自第二电路电缆2与第一电路电缆1十字交叉区域的边界处伸出，伸出起点均匀分布在边界线上。

10、进一步的是，在第二电路电缆2与第一电路电缆1十字交叉区域的两侧边界均设置第五线2-5或者仅在一侧边界设置第五线2-5，所述第五线2-5的金属丝在绑扎后端部分布于第一电路电缆1和第二电路电缆2十字交叉的中心焊接区域。

11、进一步的是，所述第一电路电缆1和第二电路电缆2采用了电阻熔焊焊接，焊接位置在十字交叉位置中点，有效焊接面积不小于5mm2，并利用封胶材料在第一电路电缆1和第二电路电缆2焊点边缘区域进行封胶，从而形成有边缘保护结构4。

12、本专利技术还提供了一种空间用电路电缆互联方法，其特征在于，包括下述步骤：

13、步骤1、准备工作，根据实际需要，选择第一电路电缆1、第二电路电缆2，十字交叉放置；

14、步骤2、在所述第二电路电缆2分出第一线2-1、第二线2-2、第三线2-3、第四线2-4和第五线2-5，分别与第一电路电缆1交叉缠绕，形成机械绑扎连接，多第一线2-1、第二线2-2、第三线2-3、第四线2-4和第五线2-5整体轴对称分布，呈现“掌型”分布；

15、步骤3、选择焊接参数进行焊接，在第一电路电缆1和第二电路电缆2十字交叉位置形成电阻焊点；

16、步骤4、选择空间级硅橡胶，在第一电路电缆1和第二电路电缆2十字交叉位置、焊点区域进行封胶形成边缘保护结构4。

17、本专利技术的一种空间用电路电缆互联结构能够实现机械连接、电阻焊接相结合，实现更可靠、强度更高的焊接，将为空间用电路电缆互联连接提供解决方案，提升产品可靠性，提高我国电路电缆的应用水平。

18、本专利技术与现有技术相比的优点是：

19、1本专利技术可以解决电路电缆机械连接、电连接双重连接方式，具有较高的连接强度，通常可达80n以上，远高于传统电路连接强度15n。

20、2本专利技术机械绑扎连接具有较高的柔韧性和强度，其抗形变能力达15000με应变以上，远高于传统电路结构5000με应变值，。

21、3本专利技术电路电缆连接结构整体厚度达0.5mm以下，远小于传统导线电缆连接结构厚度1.5mm。

22、4本专利技术所提供的电路电缆互联技术，将为电路电缆高可靠性传输应用提供保障，将为低轨观测卫星、高轨卫星、我国空间站等一系列的飞行器提供广阔的应用市场，提高我国太阳电池阵供电传输的应用水平。

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【技术保护点】

1.一种空间用电路电缆互联结构，其特征在于，其包括第一电路电缆(1)、第二电路电缆(2)，所述第一电路电缆(1)和第二电路电缆(2)十字交叉放置，厚度均小于0.2mm，宽度均小于4mm，所述第一电路电缆(1)、第二电路电缆(2)分别由多股金属丝编织而成，每股金属丝线直径小于0.1mm，编织的方式为首先由多股金属丝线缠绕形成多根金属线，然后由多根金属线进行编织，形成“鱼网型”图案，在该图案中，纵向相邻节点间距3mm～5mm，横向相邻节点间距0.1mm～0.5mm。

2.根据权利要求1所述的空间用电路电缆互联结构，其特征在于，每股用于编织的金属丝线为退火软态材料，每股丝0°～180°弯曲疲劳强度高于1000次，所述第一电路电缆(1)和第二电路电缆(2)断裂延伸率大于80％。

3.根据权利要求1所述的空间用电路电缆互联结构，其特征在于，所述第一电路电缆(1)和第二电路电缆(2)分别由60股以上的金属丝线编织而成，每股金属丝线直径为0.03mm～0.09mm，每3～6股金属丝线组成1根金属线。

4.根据权利要求1所述的空间用电路电缆互联结构，其特征在于

5.根据权利要求1所述的空间用电路电缆互联结构，其特征在于，所述第二电路电缆(2)在金属线中分出部分股金属丝与第一电路电缆(1)进行机械绑扎以实现机械连接。

6.根据权利要求1所述的空间用电路电缆互联结构，其特征在于，所述第二电路电缆(2)在多根金属线中分别分出多股金属丝线，形成多条分叉金属线，所述多条分叉金属线包括沿着第二电路电缆(2)中轴左右对称分布的一条或多条第一线(2-1)、一条或多条第二线(2-2)和一条或多条第三线(2-3)、一条或多条第四线(2-4)、以及在第二电路电缆(2)与第一电路电缆(1)十字交叉区域的边界处分叉的一组分叉金属线即第五线(2-5)，多股金属丝以第一线(2-1)、第二线(2-2)、第三线(2-3)、第四线(2-4)为指和以第五线(2-5)为掌整体轴对称分布，呈现“掌型”分布。

7.根据权利要求6所述的空间用电路电缆互联结构，其特征在于，所述第一线(2-1)、第二线(2-2)、第三线(2-3)、第四线(2-4)占比15％～25％，自第一电路电缆(1)和第二电路电缆(2)十字交叉区域从第二电路电缆(2)两侧伸向第一电路电缆(1)，在与第一电路电缆(1)交叉缠绕后与第一电路电缆(1)形成一个整体，所述第五线(2-5)金属丝占比8％～13％，自第二电路电缆(2)与第一电路电缆(1)十字交叉区域的边界处伸出，伸出起点均匀分布在边界线上。

8.根据权利要求7所述的空间用电路电缆互联结构，其特征在于，在第二电路电缆(2)与第一电路电缆(1)十字交叉区域的两侧边界均设置第五线(2-5)或者仅在一侧边界设置第五线(2-5)，所述第五线(2-5)的金属丝在绑扎后端部分布于第一电路电缆(1)和第二电路电缆(2)十字交叉的中心焊接区域。

9.根据权利要求1所述的空间用电路电缆互联结构，其特征在于，所述第一电路电缆(1)和第二电路电缆(2)采用了电阻熔焊焊接，焊接位置在十字交叉位置中点，有效焊接面积不小于5mm2，并利用封胶材料在第一电路电缆(1)和第二电路电缆(2)焊点边缘区域进行封胶，从而形成有边缘保护结构(4)。

10.一种空间用电路电缆互联方法，其特征在于，包括下述步骤：

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【技术特征摘要】

4.根据权利要求1所述的空间用电路电缆互联结构，其特征在于，所述金属丝线为铜丝或者铜镀银丝。

6.根据权利要求1所述的空间用电路电缆互联结构，其特征在于，所述第二电路电缆(2)在多根金属线中分别分出多股金属丝线，形成多条分叉金属线，所述多条分叉金属线包括沿着第二电路电缆(2)中轴左右对称分布的一条或多条第一线(2-1)、一条或多条第二线(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志彬，方良超，葛圣胤，韩文佳，童炯，杨华，潘文钦，谢斐，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：

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