1999年11月 20日，神舟一号飞船成功发射，吹响了中国载人航天飞行试验的号角。载人航天工程是我国迄今为止技术难度最大、工程最庞大、管理最复杂的航天工程，是几代数十万科技工作人员辛劳奋斗的结晶。多年来，研制人员凭着坚强的信念，跨越艰难，攻克了一个个技术难关，创造出以一个个奇迹，承担飞船电源分系统研制任务的上海空间电源研究所正是其中一个典型的缩影。

      在世界航天技术飞速发展的历程中，我国航天人经过几代人的努力已经站在世界前列，特别是近二十六年来，我国的载人航天工程更是取得了数次历史性的突破，至今已经完成了十多次成功飞行，先后将11名宇航员送入太空，中华民族的飞天梦在我们手中实现。载人航天工程是我国迄今为止技术难度最大，工程最庞大、管理最复杂的航天工程，是几代数十万科技工作人员辛劳奋斗的结晶。在这载人航天工程研制波澜壮阔的二十六年中，研制人员凭着坚强的信念，跨越艰难，攻克了一个个技术难关，创造出一个个奇迹，承担飞船电源分系统研制任务的上海空间电源研究所正是其中一个典型的缩影。

      载人飞船系统是工程的核心，关系工程的成败和进度，电源分系统更是飞船系统成败的关键之一。对飞船来说，电源分系统如同人体的心脏和血液一般重要，需要为其源源不断地提供电能，它的工作稳定与否直接关系到航天器所有设备的运行，也是航天员最重要生命保障。上海空间电源研究所自上世纪90年代初起开始承担神舟飞船电源分系统的论证任务，在二十六年的研制过程中，电源分系统三代设计人员突破重重险阻，以全部的心血为神舟一号至十一号飞船、天宫一号和天宫二号目标飞行器以及天舟一号飞船铸就了持续健康稳定的电能，从而确保了每一次飞行任务的成功。

• 二十六年漫漫征程路，摘取空间电源最耀眼的明珠
  

      上海空间电源研究所自上世纪90年代初起开始承担神舟飞船电源分系统的论证任务。飞船电源分系统需要采用多种电源同时向三个舱段供电，工作模式多，是当时国内最为复杂、庞大的电源系统。系统研制起步时仅有6人，其中4人还是刚毕业的大学生。凭着“人生能有几回搏”的豪气和从事载人航天事业的光荣感，电源分系统于1994年4月在飞船各系统中首批通过方案评审，并成为飞船第一个转入初样研制的分系统。

      1997年11月，为了尽快使载人飞船升空，工程领导决定用初样电性船改造为试验飞船，进行“飞船返回技术试验”和“参试系统试验”从而实现“上得去”“回得来”的目标。为此，工程领导专程到上海进行调研，正是电源分系统和推进分系统坚定有力的回答，为工程领导决策试验飞船提供了关键性的支持。随着神舟二号、三号和四号飞船的上天，电源分系统攻克了主电源与留轨电源并网、发射窗口扩大等关键性技术，为神舟五号载人飞船的发射奠定了最坚实的基础。

      2003年10月15日，神舟五号在酒泉发射升空，太阳帆板已展开的那一刻，电源人十多年的梦想终在此刻实现。接下来的四年里，神舟六号和七号的发射成功标志着电源分系统在不同类型的电源并网，扩大发射窗口，故障模拟仿真，可靠性安全性设计等领域达到了国内空间电源领域的最高水平。

      2007年随着载人航天工程二期任务的全面开展，电源分系统进行了专业整合，上海空间电源研究所迎来了新的发展契机。在总装、集团和八院的大力支持下，电源分系统历经近10年的拼搏，终于攻克了神舟八号三机组并网技术和天宫一号低轨高压电源系统技术两项技术难题，而其中天宫一号的低轨高压电源系统技术更是一个世界性的工程难题，它的攻克标志着中国成为继美国之后第二个掌握该项技术的国家。

      2016年10月，作为拥有当今组成最复杂、电源种类最多的型号，神舟十一号载人飞船电源分系统攻克难点，使得神舟十一号的太阳电池翼在元器件上达到了90%以上国产化，成为了目前国内所有卫星型号中国产化最彻底的型号。

      2017年4月，随着天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成自动交会对接，载人航天工程进入第三阶段。电源分系统首次使用低轨高压锂电，中国载人航天电源在经历了镉镍电池时代、氢镍电池时代，正式迈向“锂电时代”。

      过去的二十六年是电源分系统的自主创新、勇攀高峰的二十六年。从载人飞船的论证开始到飞船每一艘地改进和创新，从天宫一号的关键技术攻关再到当前开展的如火如荼的空间站关键技术攻关，电源分系统每一次都在引领空间电源技术的进步。从不同种类的电源并网技术到低轨高压电源系统技术再到长寿命可维修的空间站电源系统技术，电源分系统经历了载人航天工程一期、二期和三期全部三次技术革新。其中神舟一号镉镍蓄电池组、天宫一号的低轨高压电源系统技术、神舟八号的多机组电源并网技术和天舟一号的锂电技术则更是凝聚着二十六年来电源分系统设计人员无数个夜以继日的奋战成果，是我国空间电源技术最璀璨的几颗明珠。

• 神舟一号镉镍电池组：填补国内大容量贮能电源的空白

      刚开始时，上海空间电源研究所研制的镉镍电池只有四种规格，其中只有12Ah的电源经过飞行试验考验，其余规格均处于研制阶段。而即使在国外，实际应用的航天镉镍电池最大容量也未超过50Ah。1994年5月方案确定，电池容量需提升到65Ah，这意味着需要研制一种新规格的镉镍电池，填补当时国内大容量贮能电源的空白。经过深入分析讨论，为满足要求，上海空间电源研究所将研制方针确定为：瞄准国内外先进水平制定设计方案，力争达到国内领先、国际一流，而不仅仅是在原有设计基础上作简单放大。

      但当时的上海空间电源研究所，软硬件薄弱、厂区狭小局促，生产场地拥挤简陋。在这样的情况下，研制一个全新规格、兼具国内领先、国际一流的大容量镉镍电池谈何容易。镉镍电池极片制造的混粉、轧制、烧结的工作场地，冬天北风不断地往里灌，穿着棉大衣还觉着冷；夏天低矮狭小的空间充斥着控制在一千度左右的烧结炉和制氢炉散发的热浪，进去一会儿就汗流浃背。活性物质浸渍也在临时搭建的棚屋里进行，雨天水哗哗地漏，冬天更是阴冷难忍，场景不亚于居里夫人炼镭的情状。

      模样阶段开始的时候，没有足够的设计数据和经验，国外靠湿法拉浆出来的薄极片我们用干法能不能制造出来？大电流深充放电性能到底行不行？充电倍率的增加到底对寿命有多大的影响？选择哪几条充电终压温度补偿曲线，才能保证飞船高可靠高功率的用电需求？要解决这些问题，没有现成答案，只有靠制定多套设计方案和工艺路线，然后大量反复地试验，不断地修改完善。每种配比、每个参数往往要经过多次试验，不断调整，获得稳定结果才能最终确定，研制人员常常是加班到晚上十一、二点。那时到底进行了多少次试验，失败了几次，实在是难以统计。初样阶段更是遇到了交付产品的极片制造与迁址独立建所整体搬迁的冲突，即使在这样的困难条件下，大家齐心协力，继续奋战，最终电池产品完美地通过鉴定考核，技术性能全面超越任务要求，圆满完成了神舟一号飞行试验。

• 天宫一号电源分系统：国内首个、国际先进的低轨高压母线电源分系统

        电源系统被称为航天器的心脏，在天宫一号之前，这颗“心脏”的动力并不算强大，神舟六号上的航天员为了节省电能，在天上吃的是冷饭冷菜。为了给航天员提供一个舒适的工作生活环境，必须在天宫一号的供电模式上实现重大突破。

      面对这个在当时我国功率最大，寿命最长的飞行器，电源分系统面临着一个前所未有的挑战。为了适应这一需求，电源分系统经充分论证认为必须要解决高压母线体制、低轨高倍率循环次数氢镍蓄电池组、半刚性太阳基板、大面积三结砷化镓太阳电池片、低轨太阳电池翼高压防护、高压充放电控制设备等技术难点。而这些技术难点不仅仅是对电源分系统，对全国来说都是全新的课题，国内没有任何相关的研制基础。记得那是在2003年的冬季，天宫一号低轨高压电源系统关键技术攻关正式通过立项评审，通过前些年一些调研及准备工作，我们认为低轨高压电源系统的一些关键技术和关键材料是可以通过国际市场购买或借鉴的。可谁知仅仅过了一个春节，一个又一个的问题便接踵而至。首先是俄罗斯的技术合作项目出现了中断，接着是日本将半刚性太阳帆板的关键材料、美国将氢镍蓄电池的关键材料、欧洲将高压元器件相继对我国实施了出口封锁。此时怎么办？是期待形势好转还是自己搞？五年时间电源分系统这个关攻得下来吗？

      国外的技术封锁是航天人面临必修课，这只能更加激励上海空间电源研究所通过自主创新来完成攻关工作。在短短的五年中，除系统内单位外，电源分系统还牵头电子科技集团、兵器集团、中科院、上海交大、东华大学等国内相关领域最优秀的50多家单位，开展了100多项技术攻关。攻关项目涵盖电子、机械、化学、材料等多个领域。经过艰苦攻关，终于研制出了比国外还要好的玻璃纤维网、离子交换膜、固体润滑剂、高压继电器等近百项新材料、新器件、新技术。

      首次交会对接任务的完成，标志着我国继美国之后，成为第二个掌握低轨高压电源系统核心技术的国家，天宫一号低轨高压电源系统技术更是交会对接任务中四项具有国际先进水平的技术之一。

• 神舟八号电源分系统：八个月完成两年半的技术颠覆性改变

      2009年6月，神舟八号飞船电源分系统已完成了初样研制任务，各单机产品的鉴定试验已经完成，可这时北京总体却发现了原有总体方案的风险。为了解决这一风险，总体要求我们将供电能力设计值提升40%。不要小看这40%，这对电源分系统来说却是近乎颠覆性的改变。系统总体要重新构架，单机产品要重新设计，测试设备也要重新研制。按照之前走过的初样正常程序至少需要两年半时间，但总体要求电源分系统于2010年3月交付正样产品，即短短的八个月后。怎么办？是接受还是拒绝？一周之内，总体在等待着电源分系统的回答，总装备部领导也在等待着电源分系统的表态。

      那是一次紧急的决策会，会议从中午12点开到了第二天凌晨5点，房间里烟雾腾腾，每个人都在思考：在这么大的技术状态变化情况下，需要完成电性、鉴定和正样三个批次产品研制，再加上测试设备的研制，八个月的时间能行吗？如果电源分系统说不行，那么就意味着总体要承担影响我国于2011年进行首次交会对接任务的责任。这个千斤重担，电源分系统扛还是不扛？回忆当时的会议情景，参与其中的每一个电源人至今仍能深深的体会到做决定时那种压力和煎熬。

      为了总体方案的可行和不突破最后的节点，经过对技术的充分评估和对进度的反复测算，电源分系统最后决定：拼了命也要干成！于是，项目管理人员按时间节点倒排计划，计划安排精确到了小时。当拿到计划表时，有的设计人员不禁感叹道：这简直不是给人排的任务！在全所一盘棋的协调指挥下，电源分系统集中了所内最优秀的各类资源，全所专家参与论证把关，在这攻坚的八个月的时间内，除了过春节休息两天，所有设计师都吃住在所里，每天工作14个小时以上。为了进一步压缩时间，把原本串行的电性和鉴定产品研制优化为一定程度的并行研制，同时安排生产工人生产24小时三班倒……就这样，八个月后电源分系统终于攻坚克难，正样产品提前十几天交付总体，上海空间电源研究所用实际行动履行了自己的诺言。

• 天舟一号电源分系统：中国空间电源迈向“锂电时代”

      中国载人航天电源先后经历了镉镍电池时代、氢镍电池时代。神舟七号伴随卫星曾开创载人航天首次使用锂电的历史，但在低轨高压大容量锂电领域，拥有2700W功率的天舟一号是中国航天史上的第一次。

      据中国载人航天工程货运飞船系统副总设计师陈启忠介绍，首次使用低轨高压锂电，也是为日后空间站打基础。但作为我国在轨飞行最大的载人航天器，这个首次，让研制人员尝尽了攻关中的酸甜苦辣。

      因为采用了全新的低轨高压大容量锂电，其充电方式和控制策略相对以往的氢镍电池均发生了根本性变化。天舟一号电源分系统拥有66个电池单体，电路较以往型号复杂许多，电路板面积有限，高密度的排布，在设计人员模拟电路设计时容易出现电磁兼容问题。从型号初样到正样，1台单机30次试验，电源分系统55台单机，几百次的试验，研制人员通过一步步改进、一步步验证，硬是将这块硬骨头给啃了下来。

      型号发射成功是光荣的，光荣的背后是你所想不到的坚韧地付出。参与天舟一号电源分系统的研制人员都是身兼多个型号，他们承担了天宫二号、天舟一号和天舟二号的研制工作，三个飞行器的工作时常交叉。2016年，当神舟十一号与天宫二号交会成功交会对接后，试验队员立马赶往了北京的飞行控制中心，所有人员轮流24小时值班，实时关注航天器用电数据。从进发射基地到完成飞控，整整四个半月。然而在这四个半月中，连北京飞控的人手都不够，天舟一号面临出厂、天舟二号还在生产中，每个型号都不能停。没办法，部门只能实施北京和上海两地联动，将负责空间站和神舟飞船的每个人都发动起来，才算渡过了难关。从2015年忙着天宫二号出厂、进厂和飞控，到天舟一号出厂、进场，再到天舟一号发射和飞控，1年中9个月的连轴出差，巨大的工作量、高强度的工作，电源分系统这一支团队扛下来了。

      星空无限，探索无尽。载人航天事业二十六年的辉煌已为我们打开了眺望未来的窗口，太空深处，中国空间站的坐标更加清晰。由于空间站要求功率大、寿命长，而且在轨运行时各舱体的帆板光照条件变化、遮挡情况变化复杂，对空间站电源系统总体架构、舱段间能量调配、组合体运行应对各种故障的能力提出了较高的需求，上海空间电源研究所电源分系统也将继续以迎难而上、百折不回的态度，精益求精、勇挑重担的行动，顾全大局、无私奉献的责任及志存高远、舍我其谁的豪气，向着目标与梦想迈进自己每一步坚实的脚步。