CN111293765A - 一种卫星电源系统及其配置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种卫星电源系统及其配置方法，所述卫星电源系统至少包括太阳能电池阵列、储能模块以及管理模块，所述管理模块配置为在所述储能模块内的多个所述超级电容供电的过程中出现放电压差超过第一阈值的情况下至少以在所述太阳能电池阵列向所述超级电容充电的过程中获取的参考参数预期所述超级电容的放电时间并基于所述放电时间依次切断多个所述超级电容之间的连接。本发明通过在超级电容充电过程中采集的参考参数来预期超级电容的放电时间，基于放电时间的长短依次切断多个超级电容之间的连接，能够避免超级电容被过放或反复充电，从而提高卫星电源系统的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及卫星在轨供电技术领域，尤其涉及一种超长寿命的卫星电源系统。
背景技术
目前绝大多数人造卫星均使用太阳能作为能源的输入，而太阳能光伏应用属于间歇能源利用，很多情况下需要与之配套的蓄电系统。现有卫星的蓄电系统一般采用锂电池（Li-ion），锂电池的能量密度高达150 Wh/kg，但是其功率密度小于75 W/kg，而且为了延长卫星在轨工作寿命，电池放电深度一般要求不高于20%。目前高功耗负载的在轨应用越来越普遍，通过增加蓄电池数量来达到设计要求，增加了系统重量和体积，也无法有效提高系统性能，这将限制微纳卫星的应用。
超级电容（Electrical Double Layer Capacitor，EDLC）具有很高的功率密度（大于1400 W/kg），放电深度可到100%，并且充放电循环次数可超过万次，充放电循环寿命远高于锂电池。而且文献[1] Alkali, Muhammad &Edries, Mohamed & Khan, Arifur&H.Masui, & Cho, Minkwon. Preliminary Study of Electric Double Layer Capacitoras an Energy Storage of Simple Nanosatellite Power System.[C]//65thInternational Astronautic Congress (IAC), 29th September -4th October 2014表明超级电容的操作温度范围在-40~+65℃，符合卫星在轨工作的温度要求，并且真空环境对超级电容基本没有影响，震动测试结果满足要求。但是超级电容的能量密度远远低于锂电池的能量密度。
例如，公开号为CN106602694A的中国专利文献公开了基于超级电容的微纳卫星电源系统，包括超级电容、能量输入模块；所述能量输入模块包括太阳能电池阵，向超级电容充电，超级电容通过母线和星上载荷电连接；还包括管理单元，管理单元基于最大功率跟踪算法控制能量输入模块储能单元充电；所述电源系统包括蓄电池组；所述蓄电池组和超级电容分别通过不调节一次母线与能量输入模块连接；所述管理单元控制蓄电池组和超级电容的充电状态，并切换超级电容或蓄电池组向星上载荷和平台供电。该发明通过超级电容与蓄电池的组合实现高功率密度和高能量密度的星上电源系统。超级电容-蓄电池构成的复合电源，能够将超级电容的高功率密度特点和蓄电池的高能量密度特点结合，既能提高电源系统的短时高功率输出能力，也具备持久的动力输出能力，并且超级电容的循环寿命高，寿命不受放电深度的影响，能够极大的提高电源系统的寿命。但是，单个的超级电容工作电压普遍偏低（大多数情况下不超过3V），因此在星上使用场景下，为了匹配卫星平台内不同用电设备的功率要求，常常串联多个超级电容来使用，以匹配蓄电池和负载的供电电压。但是由于制造工艺的差别，不同超级电容的内阻、电容量、漏电流等参数差异较大，尤其是在串联充放电的过程中，单体超级电容的参数不同会造成某些超级电容在充电的过程中过充或者是在放电的过程中过放，不仅损害单个超级电容的寿命，而且影响串联超级电容的能量利用率。特别是在超级电容组与蓄电池组结合使用的模式下，超级电容组需要通过功率变换器与蓄电池组并联，来控制蓄电池的放电电流和对蓄电池进行充电，如果超级电容的电压不稳定势必会对卫星电源系统的可靠性和稳定性带来影响。
关于超级电容组之间的电压均衡，文献[2]弓天奇. 基于主动均衡技术的超级电容电压管理系统[D]. 电子科技大学.公开了一种采用电压采样、AD转换、功率开关驱动以及开关网络的电压均衡系统，其工作原理为电压采样实时监测各单体超级电容电压并将测量的数据传输给核心处理单元FPGA，FPGA通过判断后，选出某一个时刻电压最大和最小的个体，并调节开关网络做出相应的断或通，使电压最大和最小的超级电容个体直接相连，能量直接从高转移到低。若在此期间检测到存在新的电压最大或最小个体时，开关网络重新动作，确保任何时刻都是将电压最大和最小的超级电容相连，能量由高向低转移，并不断执行此步骤，直至所有超级电容的电压都相同。但是采用电压最大和最小的超级电容相连，需要多次实施电压均衡才可能使得所有超级电容的电压均衡，不仅均衡时间长，还需要电压采样模块、AD转换、开关网络等模块处于高速工作的状态，需要极大的硬件开销以及软件开销。而且该文献采用电压一致性的方式对超级电容的放电过程进行控制，即在超级电容放电的过程中动态均衡电压，避免部分超级电容过放。然而，放电速度快的超级电容电压较低，如果采用电压一致的方式对电压均衡，会导致放电较快的超级电容被电压较高的超级电容反复充电，造成放电较快的超级电容的容值进一步减小，即该超级电容的健康值进一步降低，从而严重地缩短电源系统的寿命。
此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
发明内容
由于单个超级电容的电压较低，因此在星上使用场景下需要多个超级电容串联以匹配卫星平台内不同用电设备的功率要求。由于每个超级电容的参数不可能完全一致，导致充放电的过程中电压不一致，使得充电快的超级电容被过充，而放电过快的超级电容被过放，因此现有技术使用电压一致的方式对超级电容进行均衡。但是采用电压最大和最小的超级电容相连，需要多次实施电压均衡才可能使得所有超级电容的电压均衡，不仅均衡时间长，还需要电压采样模块、AD转换、开关网络等模块处于高速工作的状态，需要极大的硬件开销以及软件开销。而且采用电压一致性的方式对超级电容的放电过程进行管理，需要在超级电容放电的过程中动态均衡电压，避免部分超级电容过放。然而，放电速度快的超级电容电压较低，如果采用电压一致的方式对电压均衡，会导致放电较快的超级电容被电压较高的超级电容反复充电，造成放电较快的超级电容的容值进一步减小，即该超级电容的健康值进一步降低，从而严重地缩短电源系统的寿命。
针对现有技术之不足，本发明提供一种超长寿命的卫星电源系统，至少包括太阳能电池阵列、储能模块以及管理模块，太阳能电池阵列在卫星位于光照区的情况下将太阳能转换为电能并对储能模块充电，所述储能模块至少包括与所述太阳能电池阵列连接且彼此串并联的多个超级电容以及分别与所述超级电容和所述太阳能电池阵列连接的蓄电池组，所述管理模块在所述太阳能电池阵列向所述储能模块充电之后通过差分的方式分别同时采集多个所述超级电容的电压从而至少以能量转移的方式分别实现多个超级电容之间的电压均衡，
在所述卫星平台处于姿态轨道变更导致母线瞬时功率需求较高的情况下，所述管理模块配置为在所述储能模块内的多个所述超级电容独立于所述蓄电池组向所述母线供电的过程中出现放电电压之差超过第一阈值的情况下至少以在所述太阳能电池阵列向所述超级电容充电的过程中获取的参考参数的方式预期每个所述超级电容的放电时间并基于所述放电时间的长短顺序以吸收所述母线和所述超级电容上反馈的能量的方式依次切断多个所述超级电容之间的连接。针对在多个超级电容串联放电的过程中由于单个超级电容放电速度不均衡导致个别超级电容过放的问题，本发明通过在太阳能电池阵列向超级电容供电过程中采集的参考参数来获取超级电容的健康度，即超级电容的容值和等效内阻，从而能够预期超级电容的放电时间，因此通过放电时间的长短依次切断多个超级电容之间的连接，不仅能够避免超级电容在放电时间结束之后持续向母线放电导致超级电容过放，而且相对于过电压保护均衡策略不会使得单个超级电容的电压保持在额定值附近的较高电压，而超级电容保持较高的电压其寿命衰减速度会加快；其次，相对于电压一致的均衡方式导致放电较快的超级电容被电压较高的超级电容反复充电从而缩短超级电容的寿命，本发明根据预期的放电时间依次切断连接的方式能够避免放电过快的超级电容被反复充电；相对于基于荷电状态（State of Charge，SOC）一致性的均衡策略，由于健康状态值较小的超级电容的容值较小，从而在SOC一致的情况下电压较高，但电压较高会进一步加剧健康状态值的进一步减小，从而严重影响超级电容的使用寿命，而本发明基于预期供电过程中的参考参数预期的放电时间来切断超级电容的放电，从而不会进一步加剧超级电容的健康状态值的减小，显著提高了超级电容的寿命，使得卫星蓄电系统具有超长的使用寿命。进一步地，本发明利用太阳能电池阵列向超级电容充电过程中采集超级电容的参考参数，例如不同时刻的电压，从而能够获取超级电容的容值和等效内阻，而且超级电容在静置期间变化极小，因此能够预期超级电容的放电时间。而且在母线瞬时功率较高的情况下，需要超级电容直接供电并接收母线反馈的能量来稳定母线，而管理模块内设置的储能部件和开关能够存储部分母线反馈的能量以及部分超级电容断开连接后其他未断开连接的超级电容反馈的能量，避免断开连接的超级电容被反复充电。
根据一个优选实施方式，所述管理模块配置为构建不同时刻下所述超级电容的电压与电流的关系模型并在所述太阳能电池阵列向所述超级电容充电的过程中和/或所述超级电容向所述蓄电池组和/或所述母线放电过程中采集至少两个时刻下每个所述超级电容的参考参数，其中，
所述管理模块配置为基于所述关系模型以及参考参数计算所述超级电容的容值和内阻从而能够在所述超级电容处于放电的过程中预期所述超级电容的放电时间；
或者是所述管理模块配置为在所述超级电容处于静置的状态下再次采集所述超级电容供电过程中采集的参考参数并基于该参考参数再次预期所述超级电容的放电时间。
根据一个优选实施方式，在多个所述超级电容彼此断开连接的情况下，所述管理模块配置为在基于所述放电时间的长短顺序依次控制至少一个储能部件释放能量过程中所述超级电容和所述母线反馈的能源至放电结束的所述超级电容，其中，
至少一个所述储能部件位于任意两个超级电容之间，并且所述储能部件分别与多个所述超级电容的首部和尾部相连构成至少两个回路，其中，
所述两个回路中设置有至少一个能够在所述管理模块的控制下实现两个超级电容之间能量的双向流动的开关。
根据一个优选实施方式，所述管理模块配置为在所述太阳能电池阵列向所述超级电容供电前采集至少两个时刻下多个相邻的所述超级电容之间的参考参数并基于所述关系模型计算放电后的所述超级电容的容值和内阻，其中，
所述管理模块配置为基于至少两个时刻下多个相邻的所述超级电容计算得到的容值之间的差值和/或内阻之间的差值进行识别，其中，
在所述容值之间的差值和/或内阻之间的差值小于各自对应的第二阈值的情况下，所述管理模块判定识别的所述容值正确并更新所述超级电容的容值和内阻。
根据一种优选实施方式，所述管理模块配置为同一时刻至少采集三个所述超级电容的电压，并且在多个超级电容向所述蓄电池组或母线供电的过程中放电电压之差超过第一阈值的情况下，
所述管理模块配置为以电压较低的所述超级电容为基准电压并与其他所述超级电容的电压进行对比，其中，
在其他所述超级电容的电压小于基准电压情况下，所述管理模块配置以小于基准电压的电压作为新的基准电压并与其他未进行对比的超级电容的电压进行对比，从而生成当前时刻采集的所有超级电容的识别值。
根据一个优选实施方式，在所述管理模块以所述参考参数预期每个所述超级电容的放电时间的过程中，
在同一时刻电压最低的所述超级电容的预期的放电时间大于所述电压最大的超级电容的预期的放电时间且还大于至少一个其他超级电容的预期的放电时间的情况下，所述管理模块配置为基于所述超级电容电压的大小的顺序依次切断多个所述超级电容与所述母线以及彼此之间的连接。
根据一个优选实施方式，在同一时刻电压最低的所述超级电容的预期的放电时间小于所述电压最大的超级电容的预期的放电时间的情况下，
所述管理模块配置为基于所述识别值修正所述超级电容的预期的放电时间，其中，
在同一时刻电压最低的所述超级电容的预期的放电时间大于至少两个其他所述超级电容的预期的放电时间且预期的放电时间之间的差值不超过第三阈值的情况下，所述管理模块配置为基于由所述识别值构建的线性模型修正所述超级电容的预期的放电时间。
根据一个优选实施方式，所述管理模块配置为按照以下步骤构建所述线性模型：
基于同一时刻中满足放电电压与预期的放电时间成正比的超级电容的识别值的均值作为线性模型的增益，并以该识别值的均值和方差作为线性模型的偏置。
本发明还提供一种超长寿命的卫星电源配置方法，所述方法包括：
管理模块在太阳能电池阵列向储能模块充电之后通过差分的方式分别同时采集多个所述超级电容的电压从而至少以能量转移的方式分别实现所述储能模块内的多个超级电容之间的电压均衡，
在所述卫星平台处于姿态轨道变更导致母线瞬时功率需求较高的情况下，所述管理模块配置为在所述储能模块内的多个所述超级电容独立于所述储能模块内的蓄电池组向所述母线供电的过程中放电电压之差超过第一阈值的情况下至少以在所述太阳能电池阵列向所述超级电容充电的过程中获取的参考参数的方式预期每个所述超级电容的放电时间并基于所述放电时间的长短顺序以吸收所述母线和所述超级电容上反馈的能量的方式依次切断多个所述超级电容之间的连接。
根据一个优选实施方式，所述管理模块构建不同时刻下所述超级电容的电压与电流的关系模型并在所述太阳能电池阵列向所述超级电容充电的过程中和/或所述超级电容向所述蓄电池组和/或所述母线放电过程中采集至少两个时刻下每个所述超级电容的参考参数，其中，
所述管理模块在所述超级电容处于静置的状态下基于所述关系模型以及参考参数计算所述超级电容的容值从而能够在所述超级电容处于放电的过程中预期所述超级电容的放电时间。
附图说明
图1是本发明的一个优选实施方式的简化模块示意图；和
图2是本发明的方法的一个优选实施方式的流程示意图。
附图标记列表
1：太阳能电池阵列 2：储能模块
3：管理模块 201：超级电容
202：蓄电池组 301：储能部件
302：开关 303：电压采集装置
304：控制处理器。
具体实施方式
下面结合附图1至2进行详细说明。
如附图1所示，本发明的管理模块3至少包括电压采集装置303、储能部件301、开关302以及控制处理器304。电压采集装置303可以是电流传感器，通过电流传感器可以采集超级电容201单体的电压。电流传感器可以是型号为BJHCS-PS3.3-15A的霍尔电流传感器，利用霍尔电流传感器可以在开环以及闭环的情况下检测元件的电流，一般开环适用于大电流监测，闭环适用于小电流检测，同时可以检测直流或者交流，甚至可以检测瞬态峰值。电流传感器的供电电压为3.3 V，采用电流范围为-50~+50 A，根据线性关系和供电电压可知，当采样电流为0 A时，传感器输出电压为1.65 V。待测电流从传感器穿过，即可以在输出端测得电压的大小。
。输出电压保持在0~3.3 V，从而满足控制处理器304的A/D单元对输入电压的要求。控制处理器304可以是型号为dsPIC33FJ64GS606的数字信号处理器，其输入电流为15A，在电流传感器输出电压为3.3 V的情况下，经过A/D模块转化后对应的数字值为1024，即传感器电流为2 A的情况下，A/D模块输出的值可用以下公式计算：
其中，x为A/D模块输出的值。
优选地，控制处理器304还可以是中央处理器（Central Processing Unit，CPU），通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（Application-Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（FieldProgrammable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。存储介质可以是只读存储器（Read Only Memory，ROM）、随机存储器（RandomAccess Memory，RAM）、磁盘或光盘等。
管理模块3的电子元件的供电系统至少包括+12 V的电压转换电路、+5 V的电压转换电路以及+3.3 V的电压转换电路。
为了提高系统的抗干扰能力，管理模块3内控制处理器304与主电路之间采取光隔离措施。光电隔离的电子元件可以采用型号为A3120的MOSFET驱动芯片。
储能模块2包括超级电容201和蓄电池。多个超级电容201可以并联之后再串联形成超级电容组。多个蓄电池构成蓄电池组202。多个超级电容201构成的超级电容组与蓄电池组202并联，如图1所示。本领域的技术人员可以根据所设计卫星平台的具体规格和用途采用不同规格的超级电容201和蓄电池组202。
太阳能电池阵列1用于把太阳能转换为电能，并将电能存储在超级电容01和蓄电池组202内。本领域技术人员同样可以根据具体的设计采用不同规格的太阳能电池阵列1。
实施例1
如图1所示，本实施例公开了一种超长寿命的卫星电源系统，至少包括太阳能电池阵列1、储能模块2以及管理模块3。太阳能电池阵列1将太阳能转化为电能，并对储能模块2充电。优选地，在卫星位于光照区的情况下，太阳能电池阵列1将太阳能转换为电能。储能模块2至少包括超级电容201和蓄电池组202。超级电容201与太阳能电池阵列1连接。优选地，多个超级电容201彼此串并联。多个超级电容201可以彼此串联以获取更大的电压。优选地，多个超级电容201还可以并联之后串联。优选地，蓄电池组202可以分别与超级电容201和太阳能电池阵列1连接。优选地，管理模块3至少包括电压采集装置303、储能部件301、开关302以及控制处理器304。管理模块3可以分别同时采集多个超级电容201之间的电压。在太阳能电池阵列1向储能模块2充电之后，管理模块3可以通过差分的方式分别同时采集多个超级电容201的电压。在管理模块3通过差分的方式采集多个超级电容201的电压之后，管理模块3可以至少以能量转移的方式分别实现多个超级电容201之间的电压均衡。以能量转移的方式可以是通过储能部件301吸收电压较大的超级电容201的电流并存储，然后将该能量转移至电压较低的超级电容201。储能部件301可以是电感、电容或者是DC-DC功率变换器等。
优选地，管理模块3配置为在储能模块2内的多个超级电容201供电的过程中预期超级电容201的放电时间。管理模块3配置为基于放电时间的长短顺序依次切断多个超级电容201之间的连接。优选地，在超级电容201切断与其他超级电容201的连接后也切断与母线的连接。如图1所示，由于超级电容201与蓄电池组202是并联连接，因此该超级电容201切断与其他超级电容201的连接后也切断与蓄电池组202的连接。优选地，在卫星平台处于姿态轨道变更导致母线瞬时功率需求较高的情况下，储能模块2内的多个超级电容201通过蓄电池组202向母线供电。在多个超级电容201向母线供电的过程中出现放电电压之差超过第一阈值的情况下，管理模块3配置为以在太阳能电池阵列1向超级电容201充电的过程中获取的参考参数的方式预期每个超级电容201的放电时间。优选地，管理模块3还配置为基于放电时间的长短顺序以吸收母线和超级电容201上反馈的能量的方式依次切断多个超级电容201之间的连接。优选地，第一阈值可以是根据选用的超级电容201的输出电压设计的，例如本实施例选用超级电容201的输出电压在3.3 V，因此第一阈值可以设计为0.5 V。
优选地，管理模块3配置为控制至少一个储能部件301释放能量至超级电容201。如图1所示，在超级电容201放电的过程中，母线反馈的部分能量是先进入储能部件301。优选地，超级电容20断开与母线或者蓄电池组202的情况下，管理模块3配置为通过其控制处理器304接通与超级电容201连接的开关302。如图1所示，当电路中上排中的其中一个开关302导通的情况下，超级电容201、开关302以及一个储能部件301构成一个连通的回路，超级电容201流出的电流由流向蓄电池组202改为流向开关302和储能部件301。而且与该超级电容201相邻的超级电容201的电流流向该储能部件301，即该储能部件301能够存储部分其他相邻的超级电容201提供的能量。在母线反馈能量的情况下，母线反馈的能量沿开关302流入储能部件301。通过该设置方式，现有技术在超级电容201的充放电的过程中，均是通过电压一致的方式进行均衡，但是在超级电容201放电的过程中电压一致可能导致放电较快的超级电容201被其他的超级电容201反复充电，影响超级电容201的寿命，因此通过控制处理器304导通开关302，使得放电较快的超级电容201与母线或者蓄电池组202断开，避免该超级电容201被过度放电，而且由于储能部件301还与相邻的超级电容201以及母线连接，从而储能部件301不仅能够吸收相邻超级电容201的能量，还能够吸收母线反馈的能量，避免该超级电容201被反复充电，进而提高卫星蓄电系统的寿命。
优选地，在彼此超级电容201断开连接的情况下，管理模块3配置为基于放电时间的长短顺序依次控制至少一个储能部件301释放能量至超级电容201。优选地，储能部件301释放的能量可以是母线反馈的能量。储能部件301释放的能量也可以是其他相邻超级电容201反馈的能量。优选地，储能部件301释放的能量也可以是母线和其他相邻超级电容201反馈的能量。通过该设置方式能够保护放电较快的超级电容201，在避免被过放的同时至少能够回收部分能量，从而在节约能量的同时避免能量被消耗使得相应电子元件过热减少寿命。
优选地，至少一个储能部件301位于任意两个超级电容201之间。储能部件301分别与多个超级电容201的首部和尾部相连构成至少两个回路，如图1所示。优选地，两个回路中设置有至少一个开关302。开关302能够在管理模块3的控制下实现两个超级电容201之间能量的双向流动。优选地，开关302至少包括MOSFET管和二极管。二极管与MOSFET管并联连接。该二极管可以是续流二极管，可以与储能部件301构成放电回路。通过该设置方式，通过储能部件来存储能量以及完成能量之间的流动，而不是消耗能量。由于开关302中的续流二极管的存在，其可以与相邻的电容组构成充放电回路，因此能量不只是单向流动，还可以双向流动。
通过以上设置方式，针对在多个超级电容201串联放电的过程中由于单个超级电容201放电速度不均衡导致个别超级电容过放的问题，本实施例通过在太阳能电池阵列1向超级电容201供电过程中采集的参考参数来获取超级电容201的健康度，即超级电容的容值和等效内阻，从而能够预期超级电容201的放电时间，因此通过放电时间的长短依次切断多个超级电容201之间的连接，不仅能够避免超级电容201在放电时间结束之后持续向母线放电导致超级电容201过放，而且相对于过电压保护均衡策略不会使得单个超级电容201的电压保持在额定值附近的较高电压，而超级电容201保持较高的电压其寿命衰减速度会加快；其次，相对于电压一致的均衡方式导致放电较快的超级电容被电压较高的超级电容反复充电从而缩短超级电容201的寿命，本发明的预期的放电时间依次切断连接的方式能够避免放电过快的超级电容201被反复充电；相对于基于荷电状态（State of Charge，SOC）一致性的均衡策略，由于健康状态值较小的超级电容201的容值较小，从而在SOC一致的情况下电压较高，但电压较高会进一步加剧健康状态值的进一步减小，从而严重影响超级电容的使用寿命，而本发明基于预期供电过程中的参考参数预期的放电时间来切断超级电容201的放电，从而不会进一步加剧超级电容201的健康状态值的减小，显著提高了超级电容201的寿命，使得卫星蓄电系统具有超长的使用寿命。进一步地，本发明利用太阳能电池阵列1向超级电容201充电过程中采集超级电容201的参考参数，例如不同时刻的电压，从而能够获取超级电容201的容值和等效内阻，而且超级电容201在静置期间变化极小，因此能够预期超级电容201的放电时间。而且在母线瞬时功率较高的情况下，需要超级电容201直接供电并接收母线反馈的能量来稳定母线，而管理模块3内设置的储能部件301和开关302能够存储部分母线反馈的能量以及超级电容201断开连接后其他超级电容反馈的能量，避免断开连接的超级电容201被反复充电。
优选地，管理模块3配置为构建不同时刻下超级电容201的电压与电流的关系模型。关系模型如下所示：
其中，
和
是不同时刻采集的电压。
和
是对应时刻采集的电流。
是超级电容201的容值。
是对应采集电压
的时刻。
是对应采集电压
的时刻。优选地，管理模块3配置为采集至少两个时刻下每个超级电容201的参考参数。优选地，参考参数可以是通过电压采集装置303采集得到的电流值和电压值。优选地，管理模块3可以配置为在太阳能电池阵列1向超级电容201充电的过程中采集电压。或者是在超级电容201向蓄电池组202和/或母线放电过程中采集电压。优选地，管理模块3还可以配置为分别在太阳能电池阵列1向超级电容201充电的过程中以及超级电容201向蓄电池组202和/或母线放电过程中采集电压。
优选地，管理模块3配置为基于关系模型以及参考参数计算超级电容201的容值和内阻。管理模块3可以配置为通过容值和内阻预期超级电容201的放电时间。优选地，通过容值和内阻以及超级电容201的电压就可以计算得到超级电容201的放电时间。优选地，管理模块3可以在超级电容201处于放电的过程中预期超级电容201的放电时间。优选地，管理模块3可以配置为至少在超级电容201处于静置的状态下预期放电时间。优选地，管理模块3配置为在所述超级电容201处于静置的状态下再次采集所述超级电容201供电过程中采集的参考参数。优选地，管理模块3配置为基于该参考参数再次预期所述超级电容201的放电时间。通过以上设置方式，在超级电容201处于静置的状态再次采集数据能够获取超级电容201在充电结束后其自身健康状态的变化，从而能够获取超级电容201经过依次充电之后的损耗，使得预期的放电时间更加准确。
优选地，在太阳能电池阵列1向超级电容201供电前，管理模块3配置为采集至少两个时刻下多个相邻的超级电容201之间的参考参数。管理模块3基于关系模型计算放电后的超级电容201的容值和内阻。在管理模块3基于至少两个时刻下多个相邻的超级电容201计算得到的容值之间的差值和/或内阻之间的差值。管理模块3基于容值之间的差值和/或内阻之间的差值进行识别。优选地，本领域技术人员可以根据现有技术进行识别，例如可以采用以下容值辨识公式进行识别：
其中，
和
是在超级电容201供电后采集的新的电压值和电流值。优选地，内阻辨识公式如下所示：
优选地，在容值之间的差值和/或内阻之间的差值小于各自对应的第二阈值的情况下，管理模块3判定识别的容值正确并更新超级电容201的容值和内阻。优选地，第二阈值可以是本领域人员根据其采用的超级电容201的具体规格和材质设置。例如，在利用容值之间的差值进行判定识别的情况下，第二阈值可以是通过上式重新计算的新的容值与原容值之差不超过原容值的5%。优选地，在利用内阻之间的差值进行判定识别的情况下，第二阈值可以是通过上式重新计算的新的内阻与原内阻之差不超过5%。优选地，在利用容值之间的差值以及内阻之间的差值进行判定识别的情况下，第二阈值可以是新容值加新内阻的新和值与原容值加原内阻的原和值之间的差值不超过原和值的10%。
优选地，管理模块3配置为同一时刻至少采集三个超级电容201的电压。优选地，在多个超级电容201向蓄电池组202或母线供电的过程中放电电压之差超过第一阈值的情况下，管理模块3配置为以电压较低的超级电容201为基准电压并与其他超级电容201的电压进行对比。优选地，在其他超级电容201的电压小于基准电压情况下，管理模块3配置为以小于基准电压的电压作为新的基准电压。管理模块3配置为以此新的基准电压与其他未进行对比的超级电容201的电压进行对比，从而生成当前时刻采集的所有超级电容201的识别值。优选地，识别值可以是权值。具有基准电压的超级电容201的识别值是1.0，那么大于基准电压的超级电容201的识别值可以按顺序等差递增。例如，一共采集了四个超级电容201的电压，那么基准电压的识别值是最低的，可以设置为1.0，大于基准电压且小于其他电压的超级电容201的识别值可以是3.0，其他识别值依次设置为5.0和7.0。本领域技术人员还可以按照其他方式设置识别值。优选地，可以以非线性变化的方式设置识别值，例如以指数曲线的方式设置识别值。
优选地，在管理模块3以参考参数预期每个超级电容201的放电时间的过程中，如果在同一时刻电压最低的超级电容201的预期的放电时间大于电压最大的超级电容201的预期的放电时间且还大于至少一个其他超级电容201的预期的放电时间的情况下，管理模块3配置为基于超级电容201电压的大小的顺序依次切断多个超级电容201与母线以及彼此之间的连接。优选地，如果同一时刻电压最低的超级电容201的预期的放电时间大于电压最大的超级电容201的预期的放电时间且还大于至少一个其他超级电容201的预期的放电时间，表示放电电压与预期的放电时间之间的关系正确。优选地，超级电容201放电时电压较低，表示其放电时间较快，因此放电电压越大那么其预期的放电时间就越长，即超级电容的识别值与预期的放电时间成正比。
优选地，在同一时刻电压最低的超级电容201的预期的放电时间小于电压最大的超级电容201的预期的放电时间的情况下，管理模块3配置为基于识别值修正超级电容201的预期的放电时间。优选地，如果电压低的超级电容201的方式时间预期的放电时间反而比电压大的超级电容201的预期的放电时间长，表示可能此刻采集的电压值出现错误，或者是预期的放电时间计算错误。优选地，如果出现至少两组电压较低的超级电容201的预期的放电时间大于电压较高的超级电容201的预期的放电时间，管理模块3配置为基于采集得到的电压值的大小顺序依次切断多个所述超级电容201之间的连接。通过该设置方式，基于管理模块3对预期的放电时间与放电电压关系之间的比较，能够判断出预期的放电时间失效的问题，从而直接通过采集的放电电压生成的识别值来依次切断超级电容201的放电。优选地，管理模块3可以利用先验知识来获取现有的电压值与放电时间的关系，从而计算出放电时间。管理模块3可以根据该放电时间依次切断超级电容201的放电。通过这种冗余的判别预期时间是否正确的方式符合卫星蓄电系统的冗余设计，显著地提高卫星蓄电系统的稳定性。而且，这种判别方式简单快捷，不需要增加额外的电子元件就能够快速地实现判别。尽管后续利用先验知识得到的放电时间不够准确，但是可以通过神经网络算法不断训练提高其准确性。
优选地，管理模块3配置为基于识别值修正超级电容201的预期的放电时间包括以下两种情况。第一种情况是在同一时刻电压最低的超级电容201的预期的放电时间大于至少两个其他超级电容201的预期的放电时间且预期的放电时间之间的差值不超过第三阈值的情况下，管理模块3配置为基于由识别值构建的线性模型修正超级电容201的预期的放电时间。优选地，同一时刻电压最低的超级电容201的预期的放电时间大于至少两个其他超级电容201的预期的放电时间且预期的放电时间之间的差值不超过第三阈值的情况，表示的是只有部分超级电容201的预期的放电时间有错误，只需要通过线性模型进行修正。优选地，第三阈值指的是电压较低的超级电容201的预期的放电时间与该电压值对应的实际放电时间的差值不超过15%，即可认为该误差为线性误差，通过线性模型就能够修正。优选地，线性模型至少包括增益和偏置。线性模型的输出为放电时间，输入为电压值。优选地，管理模块3配置为按照以下步骤构建线性模型：
A、基于同一时刻中满足放电电压与预期的放电时间成正比的超级电容201的识别值的均值作为线性模型的增益；
B、以识别值的均值和方差作为线性模型的偏置。
实施例2
本实施例公开了一种超长寿命的卫星电源配置方法，方法包括：管理模块3在太阳能电池阵列1向储能模块2充电之后通过差分的方式分别同时采集多个超级电容201的电压从而至少以能量转移的方式分别实现储能模块2内的多个超级电容201之间的电压均衡。
优选地，如图2所示，方法还包括以下步骤：
S100：在太阳能电池阵列1向储能模块2内的超级电容201进行充电的过程中采集电压，并进行均衡。优选地，管理模块3配置为构建不同时刻下超级电容201的电压与电流的关系模型。关系模型如下所示：
其中，
和
是不同时刻采集的电压。
和
是对应时刻采集的电流。
是超级电容201的容值。
是对应采集电压
的时刻。
是对应采集电压
的时刻。优选地，管理模块3配置为采集至少两个时刻下每个超级电容201的参考参数。优选地，参考参数可以是通过电压采集装置303采集得到的电流值和电压值。优选地，管理模块3可以配置为在太阳能电池阵列1向超级电容201充电的过程中采集电压。或者是在超级电容201向蓄电池组202和/或母线放电过程中采集电压。优选地，管理模块3还可以配置为分别在太阳能电池阵列1向超级电容201充电的过程中以及超级电容201向蓄电池组202和/或母线放电过程中采集电压。
优选地，管理模块3配置为基于关系模型以及参考参数计算超级电容201的容值和内阻。管理模块3可以配置为通过容值和内阻预期超级电容201的放电时间。优选地，通过容值和内阻以及超级电容201的电压就可以计算得到超级电容201的放电时间。优选地，管理模块3可以在超级电容201处于放电的过程中预期超级电容201的放电时间。优选地，管理模块3可以配置为至少在超级电容201处于静置的状态下预期放电时间。优选地，管理模块3配置为在所述超级电容201处于静置的状态下再次采集所述超级电容201供电过程中采集的参考参数。优选地，管理模块3配置为基于该参考参数再次预期所述超级电容201的放电时间。通过以上设置方式，在超级电容201处于静置的状态再次采集数据能够获取超级电容201在充电结束后其自身健康状态的变化，从而能够获取超级电容201经过依次充电之后的损耗，使得预期的放电时间更加准确。
优选地，在太阳能电池阵列1向超级电容201供电前，管理模块3配置为采集至少两个时刻下多个相邻的超级电容201之间的参考参数。管理模块3基于关系模型计算放电后的超级电容201的容值和内阻。在管理模块3基于至少两个时刻下多个相邻的超级电容201计算得到的容值之间的差值和/或内阻之间的差值。管理模块3基于容值之间的差值和/或内阻之间的差值进行识别。优选地，本领域技术人员可以根据现有技术进行识别，例如可以采用以下容值辨识公式进行识别：
其中，
和
是在超级电容201供电后采集的新的电压值和电流值。优选地，内阻辨识公式如下所示：
优选地，在容值之间的差值和/或内阻之间的差值小于第二阈值的情况下，管理模块3判定识别的容值正确并更新超级电容201的容值和内阻。优选地，第二阈值可以是本领域人员根据其采用的超级电容201的具体规格和材质设置。例如，第二阈值可以是通过上式重新计算的新的容值与原容值之差不超过原容值的5%，或者是内阻与原内阻之差不超过原内阻的5%。即第二阈值是5%。
优选地，管理模块3配置为同一时刻至少采集三个超级电容201的电压。优选地，在多个超级电容201向蓄电池组202或母线供电的过程中放电电压之差超过第一阈值的情况下，管理模块3配置为以电压较低的超级电容201为基准电压并与其他超级电容201的电压进行对比。优选地，在其他超级电容201的电压小于基准电压情况下，管理模块3配置为以小于基准电压的电压作为新的基准电压。管理模块3配置为以此新的基准电压与其他未进行对比的超级电容201的电压进行对比，从而生成当前时刻采集的所有超级电容201的识别值。优选地，识别值可以是权值。具有基准电压的超级电容201的识别值是1.0，那么大于基准电压的超级电容201的识别值可以按顺序等差递增。例如，一共采集了四个超级电容201的电压，那么基准电压的识别值是最低的，可以设置为1.0，大于基准电压且小于其他电压的超级电容201的识别值可以是3.0，其他识别值依次设置为5.0和7.0。本领域技术人员还可以按照其他方式设置识别值。优选地，可以以非线性变化的方式设置识别值，例如以指数曲线的方式设置识别值。
S200：优选地，管理模块3配置为在储能模块2内的多个超级电容201供电的过程中预期超级电容201的放电时间。管理模块3配置为基于放电时间的长短顺序依次切断多个超级电容201之间的连接。优选地，在超级电容201切断与其他超级电容201的连接后也切断与母线的连接。如图1所示，由于超级电容201与蓄电池组202是并联连接，因此该超级电容201切断与其他超级电容201的连接后也切断与蓄电池组202的连接。优选地，在卫星平台处于姿态轨道变更导致母线瞬时功率需求较高的情况下，储能模块2内的多个超级电容201通过蓄电池组202向母线供电。在多个超级电容201向母线供电的过程中出现放电电压之差超过第一阈值的情况下，管理模块3配置为以在太阳能电池阵列1向超级电容201充电的过程中获取的参考参数的方式预期每个超级电容201的放电时间。优选地，管理模块3还配置为基于放电时间的长短顺序以吸收母线和超级电容201上反馈的能量的方式依次切断多个超级电容201之间的连接。优选地，第一阈值可以是根据选用的超级电容201的输出电压设计的，例如本实施例选用超级电容201的输出电压在3.3 V，因此第一阈值可以设计为0.5 V。
优选地，管理模块3配置为控制至少一个储能部件301释放能量至超级电容201。如图1所示，在超级电容201放电的过程中，母线反馈的部分能量是先进入储能部件301。优选地，超级电容20断开与母线或者蓄电池组202的情况下，管理模块3配置为通过其控制处理器304接通与超级电容201连接的开关302。如图1所示，当电路中上排中的其中一个开关302导通的情况下，超级电容201、开关302以及一个储能部件301构成一个连通的回路，超级电容201流出的电流由流向蓄电池组202改为流向开关302和储能部件301。而且与该超级电容201相邻的超级电容201的电流流向该储能部件301，即该储能部件301能够存储部分其他相邻的超级电容201提供的能量。在母线反馈能量的情况下，母线反馈的能量沿开关302流入储能部件301。通过该设置方式，现有技术在超级电容201的充放电的过程中，均是通过电压一致的方式进行均衡，但是在超级电容201放电的过程中电压一致可能导致放电较快的超级电容201被其他的超级电容201反复充电，影响超级电容201的寿命，因此通过控制处理器304导通开关302，使得放电较快的超级电容201与母线或者蓄电池组202断开，避免该超级电容201被过度放电，而且由于储能部件301还与相邻的超级电容201以及母线连接，从而储能部件301不仅能够吸收相邻超级电容201的能量，还能够吸收母线反馈的能量，避免该超级电容201被反复充电，进而提高卫星蓄电系统的寿命。
S300：优选地，在彼此超级电容201断开连接的情况下，管理模块3配置为基于放电时间的长短顺序依次控制至少一个储能部件301释放能量至超级电容201。优选地，储能部件301释放的能量可以是母线反馈的能量。储能部件301释放的能量也可以是其他相邻超级电容201反馈的能量。优选地，储能部件301释放的能量也可以是母线和其他相邻超级电容201反馈的能量。通过该设置方式能够保护放电较快的超级电容201，在避免被过放的同时至少能够回收部分能量，从而在节约能量的同时避免能量被消耗使得相应电子元件过热减少寿命。
优选地，至少一个储能部件301位于任意两个超级电容201之间。储能部件301分别与多个超级电容201的首部和尾部相连构成至少两个回路，如图1所示。优选地，两个回路中设置有至少一个开关302。开关302能够在管理模块3的控制下实现两个超级电容201之间能量的双向流动。优选地，开关302至少包括MOSFET管和二极管。二极管与MOSFET管并联连接。该二极管可以是续流二极管，可以与储能部件301构成放电回路。通过该设置方式，通过储能部件来存储能量以及完成能量之间的流动，而不是消耗能量。由于开关302中的续流二极管的存在，其可以与相邻的电容组构成充放电回路，因此能量不只是单向流动，还可以双向流动。
通过以上设置方式，针对在多个超级电容201串联放电的过程中由于单个超级电容201放电速度不均衡导致个别超级电容过放的问题，本实施例通过在太阳能电池阵列1向超级电容201供电过程中采集的参考参数来获取超级电容201的健康度，即超级电容的容值和等效内阻，从而能够预期超级电容201的放电时间，因此通过放电时间的长短依次切断多个超级电容201之间的连接，不仅能够避免超级电容201在放电时间结束之后持续向母线放电导致超级电容201过放，而且相对于过电压保护均衡策略不会使得单个超级电容201的电压保持在额定值附近的较高电压，而超级电容201保持较高的电压其寿命衰减速度会加快；其次，相对于电压一致的均衡方式导致放电较快的超级电容被电压较高的超级电容反复充电从而缩短超级电容201的寿命，本发明的预期的放电时间依次切断连接的方式能够避免放电过快的超级电容201被反复充电；相对于基于荷电状态（State of Charge，SOC）一致性的均衡策略，由于健康状态值较小的超级电容201的容值较小，从而在SOC一致的情况下电压较高，但电压较高会进一步加剧健康状态值的进一步减小，从而严重影响超级电容的使用寿命，而本发明基于预期供电过程中的参考参数预期的放电时间来切断超级电容201的放电，从而不会进一步加剧超级电容201的健康状态值的减小，显著提高了超级电容201的寿命，使得卫星蓄电系统具有超长的使用寿命。进一步地，本发明利用太阳能电池阵列1向超级电容201充电过程中采集超级电容201的参考参数，例如不同时刻的电压，从而能够获取超级电容201的容值和等效内阻，而且超级电容201在静置期间变化极小，因此能够预期超级电容201的放电时间。而且在母线瞬时功率较高的情况下，需要超级电容201直接供电并接收母线反馈的能量来稳定母线，而管理模块3内设置的储能部件301和开关302能够存储部分母线反馈的能量以及超级电容201断开连接后其他超级电容反馈的能量，避免断开连接的超级电容201被反复充电。
S400：优选地，在管理模块3以参考参数预期每个超级电容201的放电时间的过程中，如果在同一时刻电压最低的超级电容201的预期的放电时间大于电压最大的超级电容201的预期的放电时间且还大于至少一个其他超级电容201的预期的放电时间的情况下，管理模块3配置为基于超级电容201电压的大小的顺序依次切断多个超级电容201与母线以及彼此之间的连接。优选地，如果同一时刻电压最低的超级电容201的预期的放电时间大于电压最大的超级电容201的预期的放电时间且还大于至少一个其他超级电容201的预期的放电时间，表示放电电压与预期的放电时间之间的关系正确。优选地，超级电容201放电时电压较低，表示其放电时间较快，因此放电电压越大那么其预期的放电时间就越长，即超级电容的识别值与预期的放电时间成正比。
优选地，在同一时刻电压最低的超级电容201的预期的放电时间小于电压最大的超级电容201的预期的放电时间的情况下，管理模块3配置为基于识别值修正超级电容201的预期的放电时间。优选地，如果电压低的超级电容201的方式时间预期的放电时间反而比电压大的超级电容201的预期的放电时间长，表示可能此刻采集的电压值出现错误，或者是预期的放电时间计算错误。优选地，如果出现至少两组电压较低的超级电容201的预期的放电时间大于电压较高的超级电容201的预期的放电时间，管理模块3配置为基于采集得到的电压值的大小顺序依次切断多个所述超级电容201之间的连接。通过该设置方式，基于管理模块3对预期的放电时间与放电电压关系之间的比较，能够判断出预期的放电时间失效的问题，从而直接通过采集的放电电压生成的识别值来依次切断超级电容201的放电。优选地，管理模块3可以利用先验知识来获取现有的电压值与放电时间的关系，从而计算出放电时间。管理模块3可以根据该放电时间依次切断超级电容201的放电。通过这种冗余的判别预期时间是否正确的方式符合卫星蓄电系统的冗余设计，显著地提高卫星蓄电系统的稳定性。而且，这种判别方式简单快捷，不需要增加额外的电子元件就能够快速地实现判别。尽管后续利用先验知识得到的放电时间不够准确，但是可以通过神经网络算法不断训练提高其准确性。
优选地，管理模块3配置为基于识别值修正超级电容201的预期的放电时间包括以下两种情况。第一种情况是在同一时刻电压最低的超级电容201的预期的放电时间大于至少两个其他超级电容201的预期的放电时间且预期的放电时间之间的差值不超过第三阈值的情况下，管理模块3配置为基于由识别值构建的线性模型修正超级电容201的预期的放电时间。优选地，同一时刻电压最低的超级电容201的预期的放电时间大于至少两个其他超级电容201的预期的放电时间且预期的放电时间之间的差值不超过第三阈值的情况，表示的是只有部分超级电容201的预期的放电时间有错误，只需要通过线性模型进行修正。优选地，第三阈值指的是电压较低的超级电容201的预期的放电时间与该电压值对应的实际放电时间的差值不超过15%，即可认为该误差为线性误差，通过线性模型就能够修正。优选地，线性模型至少包括增益和偏置。线性模型的输出为放电时间，输入为电压值。优选地，管理模块3配置为按照以下步骤构建线性模型：
A、基于同一时刻中满足放电电压与预期的放电时间成正比的超级电容201的识别值的均值作为线性模型的增益；
B、以识别值的均值和方差作为线性模型的偏置。
如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种卫星电源系统，至少包括太阳能电池阵列（1）、储能模块（2）以及管理模块（3），
其特征在于，
所述管理模块（3）配置为：在所述储能模块（2）内的多个超级电容（201）供电的过程中出现放电压差超过第一阈值的情况下，至少以在所述太阳能电池阵列（1）向所述超级电容（201）充电的过程中获取的参考参数预期所述超级电容（201）的放电时间，并基于所述放电时间依次切断多个所述超级电容（201）之间的连接。
2.根据权利要求1所述的卫星电源系统，其特征在于，所述管理模块（3）配置为：构建计算所述超级电容（201）的电压与电流的关系模型，并在所述太阳能电池阵列（1）向所述超级电容（201）充电的过程中和/或所述超级电容（201）向蓄电池组（202）和母线放电过程中采集所述超级电容（201）的参考参数。
3.根据权利要求2所述的卫星电源系统，其特征在于，所述管理模块（3）配置为：基于所述关系模型以及参考参数计算所述超级电容（201）的容值和内阻，从而预期所述超级电容（201）的放电时间；
或者，所述管理模块（3）配置为：在所述超级电容（201）处于静置的情况下再次采集所述超级电容（201）供电过程中采集的参考参数并基于该参考参数再次预期所述超级电容（201）的放电时间。
4.根据权利要求3所述的卫星电源系统，其特征在于，在多个所述超级电容（201）彼此断开连接的情况下，所述管理模块（3）配置为在基于所述放电时间的长短顺序依次控制至少一个储能部件（301）释放所述母线反馈的能源至所述超级电容（201）。
5.根据权利要求4所述的卫星电源系统，其特征在于，至少一个所述储能部件（301）位于任意两个超级电容（201）之间，并且所述储能部件（301）分别与多个所述超级电容（201）的首部和尾部相连构成至少两个回路，其中，
所述两个回路中设置有至少一个能够在所述管理模块（3）的控制下实现两个超级电容（201）之间能量的双向流动的开关（302）。
6.根据权利要求5所述的卫星电源系统，其特征在于，所述管理模块（3）配置为：在所述太阳能电池阵列（1）向所述超级电容（201）供电前采集至少两个时刻下多个相邻的所述超级电容（201）之间的参考参数，并且基于至少两个时刻下多个相邻的所述超级电容（201）计算得到的容值之间的差值和/或内阻之间的差值进行识别，其中，
在所述容值之间的差值和/或内阻之间的差值小于各自对应的第二阈值的情况下，所述管理模块（3）判定识别的所述容值正确并更新所述超级电容（201）的容值和内阻。
7.根据权利要求6所述的卫星电源系统，其特征在于，所述管理模块（3）配置为：同一时刻至少采集三个所述超级电容（201）的电压，并且在所述超级电容（201）供电的过程中放电电压之差超过第一阈值的情况下，
所述管理模块（3）配置为以电压较低的所述超级电容（201）的电压为基准电压并与其他所述超级电容（201）的电压进行对比，其中，
在其他所述超级电容（201）的电压小于基准电压情况下，所述管理模块（3）配置以小于基准电压的电压作为新的基准电压并与其他未进行对比的超级电容（201）的电压进行对比，从而生成当前时刻采集的所有超级电容（201）的识别值。
8.根据权利要求7所述的卫星电源系统，其特征在于，在所述管理模块（3）以所述参考参数预期每个所述超级电容（201）的放电时间的过程中，
在同一时刻电压最低的所述超级电容（201）的预期的放电时间大于所述电压最大的超级电容（201）的预期的放电时间且还大于至少一个其他超级电容（201）的预期的放电时间的情况下，所述管理模块（3）配置为基于所述超级电容（201）电压的大小的顺序依次切断多个所述超级电容（201）与所述母线以及彼此之间的连接。
9.根据权利要求8所述的卫星电源系统，其特征在于，在同一时刻电压最低的所述超级电容（201）的预期的放电时间小于所述电压最大的超级电容（201）的预期的放电时间的情况下，
所述管理模块（3）配置为基于所述识别值修正所述超级电容（201）的预期的放电时间，其中，
在同一时刻电压最低的所述超级电容（201）的预期的放电时间大于至少两个其他所述超级电容（201）的预期的放电时间且预期的放电时间之间的差值不超过第三阈值的情况下，所述管理模块（3）配置为基于由所述识别值构建的线性模型修正所述超级电容（201）的预期的放电时间。
10.一种卫星电源系统配置方法，其特征在于，所述方法包括：
在储能模块（2）内的多个超级电容（201）供电的过程中出现放电压差超过第一阈值的情况下，管理模块（3）至少以在太阳能电池阵列（1）向所述超级电容（201）充电的过程中获取的参考参数的方式预期所述超级电容（201）的放电时间，并基于所述放电时间依次切断多个所述超级电容（201）之间的连接。
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