1、项目所属科学技术领域及项目背景 本项目属于航天电源技术领域，航天电源多采用太阳电池阵-蓄电池组联合供电系统，光照期利用太阳电池的光伏效应，将太阳能直接转换成电能，为航天器供电并为蓄电池组充电，阴影期由蓄电池组为航天器供电。本项目来源于探月工程二期嫦娥三号巡视器。嫦娥三号探测器于2008年2月工程立项。本项目承担嫦娥三号巡视器能量的产生、储存、输送、控制管理及休眠唤醒任务。嫦娥三号电源分系统与以往卫星研制有较大差别： 1）能量平衡分析复杂：巡视器月面行走使得太阳电池阵接受的光照出现随机不确定性，太阳电池阵受巡视器本身的遮挡以及太阳光线大光照角的照射都使电源分系统的输入变得复杂。巡视器行走中的避障，勘测又使电源分系统输出的功率随机变化。这都给能量平衡分析带来困难。 2）电源分系统应保障巡视器在月夜时可靠休眠，月昼时自主唤醒巡视器。 3）月面温差大，太阳阵温度范围-190℃~145℃，蓄电池组工作温度-20℃~55℃、储存温度-50℃~70℃；传统的设计和工艺不能满足恶劣的环境要求。 2、主要内容 本项目研制了适应月面工作的轻型化、集成化电源分系统，设计了极端低温、高比能锂离子蓄电池组以及宽温度范围、高效率高效太阳电池阵，设计并成功实现了休眠唤醒功能，解决了巡视器能源供应、月夜生存等恶劣月面环境适应性及轻量化的难题。 3、主要技术创新内容 本项目的创新点如下： 1）首次提出适应月面移动探测器的地面实时能量应用规划系统，保障了巡视器月面任务的执行；2）国际上首次提出并成功实现适应巡视器在月面地形地貌及复杂光照条件下的自主恢复策略，实现了地面受控休眠、自主唤醒的功能，解决了巡视器月夜生存的难题；3）提出适应月面超低温环境的电解液体系，解决了月夜超低温储存后恢复供电的难题；攻克了宽温度范围使用的极柱密封、全密封薄壁铝合金焊接工艺，提高了锂离子蓄电池重量比能量； 4）提出了适用于月面复杂工况下的高效锂离子蓄电池组管理技术，解决了低热导率镁合金外壳的高效散热难题，实现了电源控制系统的轻型化、集成化； 5）提出适应极端月面环境的三结砷化镓高温锡焊工艺、外延工艺、结构设计，实现了减应力汇流技术，解决了月面环境适应性难题、提高了太阳电池阵效率。 4、论文、著作等知识产权及水平 本项目研制过程中申请专利18项，其中已获得12项授权，发表论文4篇，并获得8项软件著作权。 5、推广应用及经济、社会效益情况 本项目成功应用于嫦娥三号巡视器，并经历了多个月昼月夜考核。该项目的高效、轻量化、多功能集成电源控制技术及高比能锂离子蓄电池组技术、高效率高效太阳电池阵技术适应未来卫星或探测器的发展方向；两器间的联合供电技术也适用于飞行器组合体间的联合供电，已在嫦娥五号及火星探测应用；月面移动探测器的地面实时能量应用规划技术及过长月夜的自主恢复技术则适用于深空探测任务，已在火星车上进行了应用。本项目是我国首次实现月面巡视勘测及月面休眠唤醒任务，具有显著的军事、社会、经济效益。