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【航天質(zhì)量故事集】空間站艙外服電池成功確保航天員太空漫步
發(fā)布時(shí)間:2024-05-27 信息來源: 中國航天科工

  2022年6月16日,接到航天員科研訓(xùn)練中心反饋,航天員在軌對(duì)艙外航天服電池進(jìn)行狀態(tài)檢查時(shí),發(fā)現(xiàn)2只單體電池開壓異常下降,其余15只單體電池開壓正常。

  接到反饋后,大家十分詫異,我們所研制鋅銀電池滿足了各種苛刻環(huán)境下的使用,為什么這次會(huì)出現(xiàn)這種故障?我們組織對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行了分析,但是在軌工況復(fù)雜,電池處于微重力環(huán)境,地面無法模擬,并且電池遠(yuǎn)在太空,無法進(jìn)行檢測,只有根據(jù)在軌現(xiàn)象和少量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,故障研究困難重重。

  出艙工作在即,任務(wù)迫在眉睫。為了快速解決好故障問題,公司鋅銀電池資深專家們帶領(lǐng)大家開展了深入細(xì)致的排查,根據(jù)電池地面履歷和在軌使用工況,建立了不同的故障模型,研究了三型故障樹排查14項(xiàng)底事件,開展了大量故障復(fù)現(xiàn)試驗(yàn)。通過對(duì)比地面和在軌的數(shù)據(jù)和狀態(tài),采用結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真分析各項(xiàng)機(jī)理。

  夜半時(shí)分,燈火通明,技術(shù)人員爭分奪秒進(jìn)行各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)、分析、試驗(yàn),質(zhì)量人員有條不紊協(xié)調(diào)各項(xiàng)試驗(yàn)順利開展,電化學(xué)的真相也逐漸呈現(xiàn)。在大家夜以繼日的努力下,對(duì)鋅溶解析氫機(jī)理、正極板電極電位變化機(jī)理、電池充電電壓爬升快的機(jī)理進(jìn)行了試驗(yàn)和論證,發(fā)現(xiàn)故障的原因在于電池以放電態(tài)上行時(shí),會(huì)因內(nèi)部所剩余容量過低而導(dǎo)致負(fù)極緩蝕劑失效,電極析氫,正極被氫氣還原,造成電池開路電壓下降,這一故障機(jī)理是以往所沒有認(rèn)識(shí)到的。

  問題的原因找到了,我們也稍舒了一口氣。短暫休整之后,針對(duì)故障原因展開了糾正措施的研究工作,技術(shù)人員通過自研地面試驗(yàn)裝置復(fù)現(xiàn)了故障現(xiàn)象。同時(shí),開展了單體不同剩余容量貯存試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果制定了針對(duì)性的改進(jìn)措施,確定后續(xù)電池上行狀態(tài)為滿電態(tài)并提高了電池放電截止電壓,確保了電池在太空中穩(wěn)定運(yùn)行。時(shí)至今日,電池已經(jīng)可以在軌使用多周次,滿足了在軌使用需求,梅嶺電源在鋅銀電池的探索上有了質(zhì)的飛躍的同時(shí),空間站艙外服電池也為航天員太空漫步做出了保障。

  回想故障發(fā)生時(shí)的惶恐忐忑,梅嶺電源憑借著過硬的專業(yè)技術(shù),頂住壓力,合力攻堅(jiān),最終克服了困難,也受益匪淺。反思本次故障的發(fā)生,其原因在于對(duì)電池特性的認(rèn)知不到位,工程研究還有差距,通過對(duì)該問題的探究,技術(shù)人員對(duì)電池的特性認(rèn)識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)隱患識(shí)別能力進(jìn)一步得到加強(qiáng)。

  方寸之間顯功力,細(xì)微之處見真章。在載人航天工程領(lǐng)域,作為航天科研工作者,要敬畏質(zhì)量,秉承品質(zhì)至上的態(tài)度,吃透關(guān)鍵技術(shù),提升技術(shù)認(rèn)知。梅嶺電源將不斷創(chuàng)造電池的奇跡,為實(shí)現(xiàn)中國夢(mèng)、航天夢(mèng)再立新功。(文/航天江南梅嶺電源)