《商业卫星太阳电池阵通用规范》.docx

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1、ICSCCS团体标准T/CASMESXXX2024商业卫星太阳电池阵通用规范GeneraIspecificationforcommerciaIsateIIitesoIararrayxxx-x-xx发布xxx-x-xx实施中国中小企业协会发布商业卫星太阳电池阵通用规范1范围本文件规定了商业卫星太阳电池阵的技术要求及检验规范。本文件适用于商业卫星太阳电池阵的设计、生产和检验。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。QJ2850A2011航天

2、产品多余物预防和控制GJB/Z35-93元器件降额准则GJB299897卫星产品标志3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1太阳电池Solarcells太阳电池，是利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能芯片”或“光电池二3.2ClC电池CovergIassinterconnectedcells粘贴抗辐照玻璃盖片的太阳电池。3.3太阳电池阵SoIararray以串、并联方式组合的太阳电池组及其结构等所组成的发电装置。4技术要求4.1总则商业卫星太阳电池阵应符合本文件和专用技术文件规定的所有要求。本文件的要求与型号专用技术文件不一致时，应以型号专用技术文件为准。4.2一般要求4.

3、2.1组成太阳电池阵由基板和太阳电池电路组成。太阳电池应粘贴或者以其他方式固定在基板上，按要求组成电路。4.2.2材料商业卫星太阳电池阵材料选用应遵循以下一般原则：a) 优先选用飞行验证(使用)、性能稳定、成熟可靠、易于获取的材料，选用的材料应有严格、合理的质量保证措施；b) 选用非磁性材料；c) 选用满足耐空间环境要求的材料(如：耐太阳紫外辐照、耐粒子辐照、耐真空温度交变等)；d) 对于低轨道航天器的太阳电池阵，选用防原子氧的材料；e) 选用的非金属材料在真空环境下的总质量损失(TMI)应小于1%,收集的可凝挥发物(CVCin)应小于0.1%；f) 优先选用用户规定目录内的材料。4.2.3功

4、能在一定的光照条件下，太阳电池阵应具备将太阳光能转化为电能，为航天器提供电源的功能。4.2.4重量太阳电池阵重量应满足型号专用技术文件要求。4.2.5尺寸与精度太阳电池阵的构造、外形尺寸、压紧点位置和形位精度应与航天器本体、电源系统需求相协调；太阳电池阵与展开机构等的安装孔位与形位精度应满足型号专用技术文件要求。4.2.6标志与代号在太阳电池阵侧边应用聚酰亚胺胶带粘贴产品标志。标志应包含以下内容：产品名称、型号和编号代码、生产批号与制造日期、生产厂名，并符合GJB2998-97的规定。4.2.8安全性要求太阳电池阵安全性要求如下：a)太阳电池阵单片生产及贴片过程中严格控制现场多余物，操作人员进

5、入现场应穿戴防静电服和口罩、手套；且先通过风淋间进行清洁处理；b)禁止操作人员直接用手触摸单片电池，禁止使用任何物体在电池表面划动；c)单片电池严禁使用两只手指以单边夹起方式拿起；d)太阳电池阵搬运过程中禁止出现磕碰。4.3性能结构要求4.3.1强度太阳电池阵的强度应满足以下要求：a）在所有压紧点固支的状态下，太阳电池阵应满足正弦振动、随机振动、噪声、准静载荷试验条件下的强度要求，且安全系数不应小于L5,强度裕度不应小于0.3；b）在展开机构连接点单端固支的状态下，太阳电池阵应能承受太阳翼展开锁定的冲击载荷和航天器变轨的机动载荷，且展开机构连接处的强度安全系数不应小于1.5：c）在各种力学工况

6、下，太阳电池片不应发生碎裂，电缆和接插件不应松弛和脱开。4.3.2刚度太阳电池阵的刚度应满足以下要求：a）在所有压紧点固支的状态下，太阳电池阵的模态频率应满足型号专用技术文件要求；b）在展开机构连接点单端固支的状态下，太阳电池阵的模态频率应满足型号专用技术文件要求；c）太阳电池阵在规定的各种环境试验条件下的最大变形量应满足型号专用技术文件要求；在规定的太阳电池阵最大变形量下，太阳电池片的许用弯曲变形应满足型号专用技术文件要求，不发生碎裂。4.3.3热性能太阳电池阵的热性能应满足以下要求：a）在满足使用要求的前提下，优先选用太阳吸收率与发射率之比尽量小的太阳电池，降低太阳电池的工作温度；b）光照

7、面与背光面之间应有良好的导热性，背光面应有较高的热辐射系数。4.3.4电性能太阳电池阵的电气性能应满足电源分系统要求，并符合QJ20328-2014中第7章及以下要求：a）在航天器空间环境条件下，在寿命期间太阳电池阵在规定工作电压下的输出功率应符合型号专用技术文件要求。b）太阳电池阵的剩磁矩应小于规定的指标要求，应考虑太阳电池电路布局时的电流走向，使整个太阳电池阵通过电流时所产生的磁场最大限度地相互抵消，以减小剩磁矩。c）功率线缆的电阻值应符合型号专用技术文件要求。d）太阳电池类型应符合航天器寿命、功率、轨道粒子辐照等要求，在标准测试条件下的平均光电转换效率满足型号专用技术文件要求。e）太阳电

8、池阵电路模块输出端应串联二极管与母线隔离;隔离二极管的反向电阻不应小于IOMQ,最低反向耐压不小于母线电压的2倍，正向压降不大于IV；二极管的降额使用应符合GJB/Z35要求。f）功率线缆应采用双点双线。板间电缆规格、长度及安装形式应使板间电缆对太阳翼展开的影响尽量小。电连接器和导线的降额使用应符合GJB/Z35-93中5.12和5.13的要求。g）互连片与汇流条应选择满足设计寿命要求的材料，有低的膨胀系数和高的导电率；每片太阳电池应使用至少两个互连片，或一片具有备份互连结构的整的互连片，保证备份连接；互连片与太阳电池片间单个焊点强度应大于0.83Nmm2,最小强度作用下焊点应无松动和脱开；互

9、连片应有减应力环。h）电缆走向、屏蔽和接地应进行电磁兼容性分析，以满足航天器电磁兼容要求。4.3.5绝缘隔离二极管、电连接器、电缆各接点与基板之间的绝缘电阻在250V直流电压下不应小于IOMQ。电缆、电连接器的各接点或导线间的绝缘电阻在250V直流电压下不应小于IOMQ。温度传感器、太阳敏感器对基板及相邻太阳电池电路间的绝缘电阻在IoOY直流电压下不应小于IOMQ。4. 3.6导通和搭接太阳电池阵的导通和搭接应满足以下要求：a）太阳电池阵的主要导电部件应与卫星本体主结构统一接地，基板结构不应作为主接地通道；b）应提供IOkQ90kQ接地电阻，用于与卫星本体的高电阻接地；c）太阳电池阵应至少有两

10、个接地极；d）采用铝蜂窝夹层结构的刚性板，其蜂窝芯应有良好的导电性，任意两点间电阻不应大于5Qm04.3.7防静电放电当太阳电池阵采用高压母线时，应采取措施防止二次放电，提高静电放电阈值电压和抗静电能力。4.3.8机械接口机械接口要求包括连接形式、表面状态、尺寸公差、形位公差、界面载荷等。太阳电池阵设计应满足型号专用技术文件中规定的以下要求：a）压紧点数量、位置及外形尺寸要求；b）展开机构安装位置精度及安装要求；c）电缆的安装位置及安装要求；d）其他机构（如：闭索环导向支架）的安装位置及安装要求；e）转运、储存、热真空试验、组装和航天器总装时的地面支持设备的接口要求，包括太阳电池阵搬运工装、展

11、开试验用的太阳电池阵吊挂或气浮装置的安装接口等的要求。4.3.9电接口太阳电池阵的功率电连接器和信号电连接器的代号、规格和接点分配及热敏电阻阻值应符合型号专用技术文件要求。4.3.10热接口太阳电池阵应满足热设计要求的热导率、热容、表面吸收率、表面发射率以及热控实施等要求。4.3.11寿命寿命要求由航天器总体提出，一般包括储存寿命要求及使用寿命要求。航天器太阳电池阵应在全寿命期内承受所遇到的各种载荷（包括环境），满足功能及性能要求。4.3.12可靠性太阳电池阵的基板可靠性一般由安全裕度来保证,且产品应通过鉴定试验或分析验证来保证可靠度。电池电路的可靠性一般通过末期功率冗余，增加电路的并联数，降

12、低元器件失效率并降额使用等措施，保证寿命末期输出功率的可靠性。可靠度不低于0.99（置信度=0.6）。4.3.13环境适应性太阳电池阵在全寿命周期内各种环境条件下的性能及功能应满足要求,环境条件由航天器总体提出,具体环境包括：a）力学环境，如：准稳态载荷、振动环境（包括随机或正弦）、噪声等；b）热环境，如：真空高低温循环等；c）空间环境，如：原子氯、紫外辐照、真空、粒子辐射、微（低）重力等；d）其他环境，如：腐蚀环境（对于沿海发射）、着陆环境、深空光照环境等。4.4外观质量要求4.4.1外观与多余物产品外观应满足以下要求：a）产品内外无锡渣、阻焊剂、油污、油渍、多余导体、零部件、胶带以及其它与

13、产品不相关的杂物，且表面应洁净无污染。太阳电池阵多余物控制应满足QJ2850A-2011的规定；b）太阳电池阵的标识应清晰可见，电连接器的代号标识齐全；c）太阳电池阵除穿线孔外应无破损；d）互连片、汇流条、旁路二级管、玻璃盖片、芯片等器件应无机械损伤；e）导线、电连接器、隔离二极管、接地电阻等元器件应无机械损伤或锈蚀，固定应牢靠，无松动或脱胶；f）电缆的绑扎或粘接应牢固，两个绑扎或胶点间的导线可通过中5mm圆棒或存在减应力弯；g）连接器外观良好，插针应无弯曲、变形、锈蚀。4.4.2基板基板表面（粘贴太阳电池的面）应满足以下要求：a）基板正面：粘贴单层0.05mm厚度的聚酰亚胺膜，膜与蒙皮无气泡

14、，聚酰亚胺膜无破损，基板表面无残胶。聚酰亚胺膜表面应无制造缺陷、机械损伤和污染。碳纤维蒙皮表面无断丝、脱粘。蒙皮与埋件、蒙皮与胶膜、聚酰亚胺膜与碳纤维层压板之间无脱粘现象；b）基板背面：碳纤维表面应光滑、平整、无尖锐毛刺；c）平面度：整板的平面度优于0.8mm,任意20OnlmX20Omnl范围内的平面度应优于0.1mm,只允许轻微下凹，不允许上凸；d）绝缘性：聚酰亚胺膜表面与基板绝缘电阻210MC/250VDC；背面埋件间导通电阻W200Q（测钢丝螺套，无钢丝螺套则直接测量埋件本体）；e）尺寸：基板全尺寸应符合图纸及接口数据单要求。螺纹孔螺纹止规不允许进入2牙，若螺纹小于3牙，止规不允许进入

15、螺牙；f）应有合适的内部出气通道，在真空高低温环境下不应因气体体积聚或热应力造成结构损伤；g）对于易吸湿的零部件应进行防潮处理。4.4.3CIC电池CIC电池应满足以下要求。a）破损变形限值如下：1）电池芯片无裂纹，无2mmImm以上或斜边超过Imm的崩边，电池裂片数一般不多于电池总数的l%o电池芯片不允许有横向（电池芯片长度方向）超过3mm,竖向（电池芯片宽度方向）超过5mm的暗裂。无电致不发光现象，单片电池片内细栅线累计断裂或失效累计长度不超过2根长细栅线的长度；2）玻璃盖片无裂纹，无InlmXO.5mm以上的崩边及斜边大于L5mm的缺角，在崩边和缺角处应用盖片胶覆盖；无镀膜脱落现象；玻璃盖片裂片数不应超过盖片总数的2%；3）旁路二极管无裂纹、缺损、银层缺失等现象，无斜边超过0.1mm的缺角，旁路二极管无累计长度超过20三的划痕或漏出衬底的划痕；4）互连片无肉眼可见的歪斜、变形，无超过30的翘曲、弯折现象，减应力弯无机械损伤。b）焊点：焊点大小合适且未超出互连片焊接区域，无脱焊、漏焊等焊接不良，无焊接裂纹。焊点印记应均匀且清晰可见，单侧焊点面积应不低于单侧电极头的60%oc）位置度：互连片减应力弯不得