在設(shè)計(jì)“神舟”號(hào)載人飛船電源分系統(tǒng)時(shí),對(duì)裕量、功能冗余、系統(tǒng)重構(gòu)和熱設(shè)計(jì)等進(jìn)行了大量的論證,同時(shí)在地面完成了許多驗(yàn)證試驗(yàn),這極大地提高了該分系統(tǒng)的可*性和安全性。

4. 1 　裕量
   a) 太陽(yáng)電池方陣壽命末期的輸出功率、充電電流裕量均不低于10 %;
  b) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的凈輸出力矩不低于總阻力矩的3倍,防止方陣和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)因固有頻率耦合而產(chǎn)生堵轉(zhuǎn);
  c) 在真空高低溫環(huán)境中,太陽(yáng)電池翼的展開力矩不低于總阻力矩的3 倍,鉸鏈副的剛度應(yīng)能承受飛船變軌制動(dòng)時(shí)的極限沖擊而不發(fā)生塑性變形;
  d) 放電調(diào)節(jié)器實(shí)際輸出功率為額定平均功率的2 倍。

4. 2 　冗余
a) 放電調(diào)節(jié)器的2 個(gè)升壓器模塊并聯(lián)工作;
b) 電源系統(tǒng)自身使用的±12 V 電源并聯(lián)冗余;
c) 分流、升壓控制信號(hào)采用三取二表決電路,并采用雙機(jī)組冗余;
d) 貯能電池及一次性蓄電池均允許有1 個(gè)單體短路;
e) 火工品電源的蓄電池組采用2 組并聯(lián);
f) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電功率、信號(hào)傳輸滑環(huán)采用多刷接觸;
g) 充電自動(dòng)接通信號(hào)采用2 個(gè)機(jī)組并聯(lián)冗余;
h) 驅(qū)動(dòng)器采用2 個(gè)相同的驅(qū)動(dòng)線路分別對(duì)應(yīng)電機(jī)的主、備份繞組,組成冷備份;
i) 重要指令均采用程控、遙控或程控、遙控、航天員手控的冗余;
j) 貯能蓄電池的充滿信號(hào)采用V2T 曲線為主、安時(shí)計(jì)為輔的冗余。

4. 3 　系統(tǒng)重構(gòu)
a) 主電源一個(gè)機(jī)組故障失效時(shí)可切斷,存活機(jī)組可與應(yīng)急電源并網(wǎng)供電;

  b) 主電源與方陣不對(duì)日定向的留軌電源并網(wǎng),可彌補(bǔ)主電源因局部故障引起的輸出功率不足;
c) 雙機(jī)組中,升壓、分流控制信號(hào)可互為冗余;
d) 作為輔助的均衡電路,一旦發(fā)生故障可切斷均衡功能,對(duì)系統(tǒng)性能僅略有影響。

4. 4 　過(guò)熱、漏液和易爆混合氣體泄漏的預(yù)防

   在選擇密封艙內(nèi)蓄電池組的電池類型和結(jié)構(gòu)時(shí),考慮了有效防止有害易爆氣體和腐蝕性電解液泄漏、并網(wǎng)時(shí)對(duì)鋅銀蓄電池組的充電放氣等因素。在裸露的貯能鎘鎳蓄電池組單體外殼和極柱上涂覆
牢固的絕緣漆,防止漂浮金屬體導(dǎo)致短路。對(duì)有包覆層的供電導(dǎo)線,需充分考慮在真空中工作時(shí)的散
熱性和包敷材料對(duì)其熱輻射的影響,防止因絕緣層過(guò)熱而導(dǎo)致絕緣性能下降,以及摩擦引起絕緣層破
損而造成短路。

4. 5 　充分的地面試驗(yàn)
   在研制中,對(duì)“神舟”號(hào)載人飛船電源分系統(tǒng)進(jìn)行了大量的地面試驗(yàn),主要有: (a) 太陽(yáng)電池翼陣的
高低溫及溫差狀態(tài)下的展開可*性試驗(yàn); (b) 太陽(yáng)電池方陣安裝在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)軸上的壓緊與展開狀態(tài)的模態(tài)試驗(yàn),以驗(yàn)證計(jì)算模型,獲得失重與真空狀態(tài)下方陣的各階基頻,為姿控系統(tǒng)提供有效的設(shè)計(jì)依據(jù);
(c) 壓緊釋放機(jī)構(gòu)中主要部件的可*性試驗(yàn):通過(guò)最大熵可*性試驗(yàn)和不同溫度環(huán)境條件的動(dòng)、阻力矩
測(cè)試等,驗(yàn)證了工作可*性和工作裕度; (d) 溫差條件下驅(qū)動(dòng)力矩和加速壽命等試驗(yàn); (e) 電源分系統(tǒng)模擬在軌高低溫條件下進(jìn)出影工作幾百圈次的可*性試驗(yàn); (f) 貯能鎘鎳蓄電池在模擬運(yùn)行條件下(充放電電流、工作溫度、充電控制制式) 5 000 周次的可*性試驗(yàn); (g) 艙外方陣電池電路互連片、互流條焊點(diǎn)、電連接器等3 000 周次高低溫沖擊熱疲勞試驗(yàn);(h) 電源系統(tǒng)故障判斷和對(duì)策驗(yàn)證試驗(yàn)。