发展概况

电源分系统是航天器的“心脏”，可为航天器中的用电设备提供电能，目前绝大部分航天器及临近空间飞行器的自主活动都需要宇航电源系统的支持，例如卫星变轨、通讯等。

卫星主要由平台和载荷两部分构成，不同卫星因功能不同成本结构差异较大。

卫星平台又包括姿控系统、电源系统、结构系统、星务系统、测控系统、热控系统。平台的核心作用是为卫星提供机动能力和电力，因此姿控系统和电源系统的成本占比也最大，姿控系统和电源系统的成本之和约占全卫星平台的60%以上。

随着我国载人航天工程、探月工程等重大航天工程的深入推进，以及商业航天市场的快速兴起，我国航天产业迎来高速发展期，宇航电源产业将随之受益。

未来发展态势

随着航天器功能、性能和可靠性等多方面要求的提高，宇航电源技术及产品的重要性越来越突出，一次电源系统逐渐向大功率、模块化、智能化、轻质高效方向发展，总体电路系统逐步从集中供电向分布式供电、智能配电管理、故障诊断与故障隔离等方向发展；同时，随着微电子技术、电子装联技术、计算机集成制造、电源模块系列化设计制造、机电一体化技术、检测技术等多项技术的发展，宇航电源设备向系统集成化方向发展，按照单元化、组合化的思路，形成集成度高、具有多种功能的综合电子设备，可以有效缩减电源设备的体积和质量，优化系统配置，提高航天器系统整体可靠性和可维护性。

高压大功率

为适应未来航天器任务需求，电源系统主要面临高压、大功率、高效智能、轻量化、高集成、长寿命、高可靠等关键难题，未来新一代卫星平台的需求推动了电源系统向大功率、智能化和高可靠自主管理的方向发展。航天器的功率需求在稳步提高，随着功率需求的不断增加，为提高系统效率并降低平台质量，航天器高压供电系统已经成为必然的选择。

当前通信卫星、高分辨率 SAR、空间太阳能电站、空间新型航天器、大型在轨服务站等大功率航天器对能源系统需求不断增强，例如，静止轨道大功率高分辨率 SAR 载荷卫星预计短期功率需求为 50～80kW；空间新型航天器输出电功率为 100kW；大功率电推进系统使用功率为 20～50kW；超大型可重构综合卫星平台总功率不低于 60kW；太空发电站演示验证系统功率为 MW 级。因此，50～100kW 级超大功率电源系统成为未来 5～10 年大功率航天器电源系统的发展趋势。

智能自主管理

宇航电源系统的功能是为有效载荷和各服务系统提供、配送电能。可靠、充裕的能源供给直接决定着航天器运行期间各设备的正常工作和飞行任务的顺利实施。航天技术的发展、载荷多样化和任务复杂化，对宇航电源系统提出了自主管理功能需求，智能自主管理成为未来航天器电源系统发展的重要方向。

随着入轨航天器数量的增多，地面测控人员的工作量和压力越来越大，从降低地面测控压力、减少人为失误考虑，航天器应具备供配电智能管理能力。尤其对于深空探测领域的探测器，由于通信延时长，如“伽利略”号探测器的测控链路往返时延达一个多小时，要求航天器具备自主进行故障管理、故障隔离和故障恢复的能力。

此外，为适应卫星组网的发展需要，特定任务的完成通常需要通过多星联合实现，这也需要卫星具备任务规划及自主管理能力，促使卫星向智能化卫星转变。电源系统自主管理及能源平衡分析是卫星任务规划及自主管理的重要部分，是任务完成的保障。

复杂任务及环境适应能力

随着航天活动的发展与深入，航天任务更加多样化，对宇航电源系统的各个环节提出了新的要求。除通信、导航等传统航天器用电需求及方式外，随着深空探测、空间太阳能电站、空间在轨服务与维护、空间多器并联组网等新任务的出现，对空间能源综合利用及航天器能源新型提供方式提出了新需求，并促使空间电源系统从发电、存电、传电、变电、用电等各个环节，催生出无线能量传输、电推进、柔性太阳电池等新型航天器电源技术。

向小型化、模块化、集约化发展

近年来，微小卫星是航天领域的热点，由于技术的进步及商业航天的蓬勃发展，使微小卫星功能越来越全面，性能得到极大提高，微小卫星应用越来越广泛。根据 BryceTech《2025 版小卫星数据年报》，2024 年全球发射小卫星 2790 颗（质量≤1200kg），占全年发射航天器总数的 97%，占全年发射总质量的 81%。为与微小卫星体积、质量及特点相适应，相应电源系统呈现小型化、模块化、集约化发展特点，关键功能及设备模块化设计更加标准化。

更具可扩展性和可维护性

未来发展的大型航天器，由于规模大、成本高，要求有较长的在轨工作寿命，在其寿命周期内，往往需要根据技术的进步和任务要求的变化，在轨进行扩展和维护，宇航电源作为航天器的重要分系统，需要具备组合连接及在轨维护能力，即电源系统需要具备可扩展性及可维护性。

这与当前传统宇航电源系统有较大的不同，在电源系统设计的各个方面都具有很大的挑战，必须通过创新设计实现，具体涉及分布式空间电源系统设计、大功率模块化电源系统设计等，对电源系统发电、存电、变电、用电等各个环节都会产生较大影响，是未来宇航电源系统发展的重要方向。

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