商業(yè)航天-太空能源系統(tǒng)行業(yè)核心觀點(diǎn)

1、衛(wèi)星儲(chǔ)能電池核心功能與軌道需求

·儲(chǔ)能電池四大核心功能：衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計(jì)以保障整星安全和姿態(tài)穩(wěn)定為核心原則，太陽(yáng)能電池陣加儲(chǔ)能是航天領(lǐng)域最穩(wěn)定可靠的能源方案，儲(chǔ)能系統(tǒng)的化學(xué)電池承擔(dān)四大核心功能：a. 入軌初期供電：火箭分離后太陽(yáng)能翻板未展開(kāi)或無(wú)法獲得穩(wěn)定陽(yáng)照時(shí)，依靠?jī)?chǔ)能支撐衛(wèi)星消除火箭分離帶來(lái)的角速度及旋轉(zhuǎn)影響，穩(wěn)定展開(kāi)翻板并調(diào)整至合適陽(yáng)照角度，直至獲取太陽(yáng)能能源；b. 地影區(qū)持續(xù)供電：因軌道特殊性進(jìn)入無(wú)陽(yáng)照的地影區(qū)時(shí)，保障關(guān)鍵系統(tǒng)甚至任務(wù)運(yùn)行，地影區(qū)時(shí)長(zhǎng)可達(dá)數(shù)十分鐘；c. 峰值功耗瞬間響應(yīng)：應(yīng)對(duì)遙感星等高功率載荷短時(shí)工作場(chǎng)景，這類(lèi)任務(wù)時(shí)長(zhǎng)約3~4分鐘，需儲(chǔ)能與太陽(yáng)能電池陣聯(lián)合供電；d. 系統(tǒng)冗余安全設(shè)計(jì)：當(dāng)太陽(yáng)能電池陣失效或無(wú)法滿(mǎn)功率工作時(shí)，作為應(yīng)急能源保障運(yùn)行。除地影區(qū)供電與軌道位置高度相關(guān)外，其余三個(gè)功能均與衛(wèi)星整體工作模式、任務(wù)頂層設(shè)計(jì)相關(guān)，因此幾乎所有衛(wèi)星都需配置儲(chǔ)能，僅配置規(guī)模因衛(wèi)星特性和任務(wù)要求有所差異。

·不同軌道電池需求差異：不同軌道特性決定了對(duì)儲(chǔ)能電池的需求差異，按軌道高度可分為低軌、中軌、高軌：a. 中高軌：運(yùn)行周期長(zhǎng)，中軌周期為2~12小時(shí)，地影穿越頻率低，高軌會(huì)出現(xiàn)季節(jié)性地影期，時(shí)長(zhǎng)可達(dá)數(shù)十分鐘；b. 低軌：周期多為90~120分鐘，高頻次穿越晝夜循環(huán)，其中太陽(yáng)同步軌道是低軌的特殊類(lèi)型，一天約有15~16次軌道循環(huán)，陽(yáng)照條件相對(duì)穩(wěn)定；晨昏線(xiàn)軌道是太陽(yáng)同步軌道的特殊類(lèi)型，陽(yáng)照變化極小，可通過(guò)姿態(tài)控制實(shí)現(xiàn)24小時(shí)一面陽(yáng)照一面陰影，適合追求穩(wěn)定能源的算力衛(wèi)星，但成像效果不佳，僅適用于特殊場(chǎng)景。整體來(lái)看，軌道高度、傾角不同，衛(wèi)星陽(yáng)照變化和地影進(jìn)出規(guī)律存在差異，低軌對(duì)地影反應(yīng)更強(qiáng)烈，中高軌相對(duì)穩(wěn)定。

·馬斯克相關(guān)言論行業(yè)解讀：針對(duì)馬斯克提出的太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星無(wú)需儲(chǔ)能的言論，行業(yè)普遍認(rèn)為其宣發(fā)意義大于實(shí)際。從衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計(jì)邏輯看，保障安全和姿態(tài)穩(wěn)定是核心原則，幾乎所有衛(wèi)星都需配置儲(chǔ)能，因此該言論更可能是指降低儲(chǔ)能占比。目前其提及的軌道類(lèi)型存在模糊性，無(wú)法確定是晨昏線(xiàn)軌道還是廣泛意義上的太陽(yáng)同步軌道：晨昏線(xiàn)軌道僅適合算力衛(wèi)星等特殊場(chǎng)景，適用性有限；太陽(yáng)同步軌道仍會(huì)穿越地影，無(wú)法完全脫離儲(chǔ)能。此外，軌道容納衛(wèi)星數(shù)量存在物理上限，難以承載100萬(wàn)顆衛(wèi)星，其披露的軌道分布、衛(wèi)星數(shù)量等技術(shù)信息模糊，無(wú)需儲(chǔ)能的說(shuō)法存在較大商榷空間。

2、晨昏軌道衛(wèi)星承載量與安全距離

·晨昏軌道承載量測(cè)算邏輯：晨昏軌道作為太陽(yáng)同步軌道（SSO）的一種，理論上可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)光照，但仍需配套一定量電池滿(mǎn)足任務(wù)需求；非晨昏軌道的其他太陽(yáng)同步軌道因存在陰影問(wèn)題，所需電芯配套量更大。晨昏軌道承載量測(cè)算需從多維度開(kāi)展：一是高度層劃分，其高度范圍為500-2000公里，按5公里或10公里間隔逐層迭代高度層；二是相位分布規(guī)劃，每根軌道按0.5或0.25的相位間隔布局衛(wèi)星；三是安全余量設(shè)置，按10公里、30公里甚至150公里標(biāo)準(zhǔn)預(yù)留衛(wèi)星間安全距離，按高度層逐層迭代可推算軌道滿(mǎn)負(fù)荷最大容納量。當(dāng)前承載量測(cè)算存在核心約束：衛(wèi)星安全距離標(biāo)準(zhǔn)與微波通信頻譜干擾閾值尚未定性，比如安全距離合理區(qū)間從300公里、100多公里到公里以?xún)?nèi)甚至幾十米仍無(wú)統(tǒng)一認(rèn)知，頻譜干擾角度控制閾值也未明確，導(dǎo)致行業(yè)對(duì)總承載量缺乏統(tǒng)一判斷。從理論規(guī)模看，當(dāng)前粗算可容納數(shù)萬(wàn)到十幾萬(wàn)顆衛(wèi)星，若實(shí)現(xiàn)類(lèi)似馬斯克提及的密集編隊(duì)模式，承載量有望提升至數(shù)十萬(wàn)顆，但馬斯克提出的一年發(fā)射100萬(wàn)顆衛(wèi)星計(jì)劃仍處于早期構(gòu)想階段，需技術(shù)突破支撐。

·衛(wèi)星安全距離現(xiàn)狀與技術(shù)瓶頸：當(dāng)前衛(wèi)星安全距離設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，實(shí)際執(zhí)行多以幾十公里為常規(guī)間距，也有觀點(diǎn)提出按5公里以上、50公里甚至150公里設(shè)置；從技術(shù)極限看，衛(wèi)星間距需留到兩三百米（0.5公里）以上才能避免碰撞，因當(dāng)前衛(wèi)星測(cè)定軌精度僅為幾十米，且該高精度僅能維持幾小時(shí)，時(shí)間越久誤差越大。衛(wèi)星避障存在技術(shù)瓶頸：衛(wèi)星變軌通常選在軌道最頂點(diǎn)及兩個(gè)最遠(yuǎn)端，此時(shí)推進(jìn)效率最高，隨時(shí)隨地變軌會(huì)大幅浪費(fèi)星上燃料及運(yùn)行能力；當(dāng)前衛(wèi)星避障預(yù)警多為提前幾小時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)，之后需緊急計(jì)算調(diào)整軌道策略，這對(duì)星上智能處理、網(wǎng)絡(luò)預(yù)告及精準(zhǔn)控制水平要求極高。未來(lái)若建立天地融合的衛(wèi)星交通管理系統(tǒng)，讓衛(wèi)星實(shí)時(shí)廣播位置，有望形成密集航道，安全距離可能縮小至十位數(shù)公里級(jí)甚至公里、亞公里級(jí)，但現(xiàn)階段技術(shù)尚未成熟，無(wú)法支撐近距離密集編隊(duì)，安全距離仍需維持在幾十公里級(jí)別。

3、衛(wèi)星單星功率與算力水平評(píng)估

·當(dāng)前衛(wèi)星功率與算力現(xiàn)狀：當(dāng)前全球衛(wèi)星整體功率規(guī)模有限，經(jīng)中美蘇俄多年衛(wèi)星發(fā)射與建設(shè)，天上衛(wèi)星的整體功率總和剛超過(guò)20兆瓦，單星功率整體處于偏低水平。從單星功率上限來(lái)看，假設(shè)將星鏈衛(wèi)星太陽(yáng)能翻板面積擴(kuò)大到500平，按每平米300-350瓦的極限理論功耗輸入計(jì)算，單星功率約為100KVA（100千瓦），滿(mǎn)打滿(mǎn)算僅能帶動(dòng)幾十張算力卡。結(jié)合星艦發(fā)射能力與星鏈衛(wèi)星制造能力，現(xiàn)階段及未來(lái)一年以?xún)?nèi)單星功率封頂約為150千瓦，按地面單張算力卡1.5千瓦的功率輸入換算，理論可承載150張卡，但衛(wèi)星平臺(tái)需預(yù)留約一半功率自用，實(shí)際可分配給算力卡的功率僅能支持75張卡以下，再考慮衛(wèi)星屏蔽及改造帶來(lái)的算力與功率比降低，最終單星實(shí)際算力僅約30-50張卡。當(dāng)前衛(wèi)星算力相較于地面算力系統(tǒng)仍十分微弱，暫無(wú)法承擔(dān)AI模型上天運(yùn)行及替代地面算力的任務(wù)，更多承擔(dān)邊緣節(jié)點(diǎn)計(jì)算、分布式算力調(diào)度、數(shù)據(jù)傳遞加速，以及天樞天算基礎(chǔ)場(chǎng)景價(jià)值釋放、天地?cái)?shù)據(jù)融合效能提升等功能。

·兆瓦級(jí)衛(wèi)星算力前景展望：對(duì)于兆瓦級(jí)衛(wèi)星的發(fā)展前景，從技術(shù)要求來(lái)看，兆瓦級(jí)衛(wèi)星需要400平以上的光伏翻版面積，散熱板面積需接近3000平，以此推算其可攜帶約500張算力卡，但馬斯克設(shè)想的100G瓦級(jí)衛(wèi)星總重量將達(dá)十幾萬(wàn)噸，當(dāng)前行業(yè)各環(huán)節(jié)技術(shù)均未實(shí)現(xiàn)突破，距離該目標(biāo)仍有較大差距。不過(guò)從實(shí)現(xiàn)周期來(lái)看，業(yè)內(nèi)認(rèn)為通過(guò)地面規(guī)模化光伏技術(shù)、大尺寸翻板技術(shù)及在軌模塊化組裝等技術(shù)手段，3-5年內(nèi)兆瓦級(jí)衛(wèi)星或空間數(shù)據(jù)中心有望實(shí)現(xiàn)0-1突破，屆時(shí)單星可承載300-500張算力卡，以三年左右為周期判斷，天上兆瓦級(jí)衛(wèi)星數(shù)據(jù)中心大概率能完成從無(wú)到有的突破。

4、衛(wèi)星配套電池量測(cè)算邏輯

·電池量測(cè)算核心影響因素：衛(wèi)星電池量測(cè)算需綜合多核心因素均衡確定，無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單線(xiàn)性方法推導(dǎo)。從核心邏輯來(lái)看，根據(jù)地影時(shí)長(zhǎng)可反推電池基礎(chǔ)需求，以100千瓦衛(wèi)星為例，若地影區(qū)時(shí)長(zhǎng)為30分鐘，按滿(mǎn)負(fù)荷工作狀態(tài)計(jì)算需配備50千瓦時(shí)電池，但實(shí)際衛(wèi)星在陰影區(qū)難以持續(xù)保持滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，因此一般按30%的放電深度進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，電池配置還需結(jié)合衛(wèi)星全壽命周期內(nèi)的充放電次數(shù)、電池末期容量以及放電最低限制等關(guān)鍵指標(biāo)，需在這些因素間進(jìn)行復(fù)雜的均衡考量。由于涉及的影響變量眾多且相互制約，目前不存在公認(rèn)的線(xiàn)性測(cè)算系數(shù)來(lái)直接對(duì)應(yīng)衛(wèi)星功率與電池量的關(guān)系，無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單對(duì)等計(jì)算得出結(jié)果。

·不同功率衛(wèi)星電池配置：不同功率級(jí)別的衛(wèi)星電池配置邏輯各有側(cè)重，均需結(jié)合自身特性綜合確定。對(duì)于小功率衛(wèi)星，以載荷工作最高功率約500多瓦、載荷加數(shù)傳總功率約600多瓦的衛(wèi)星為例，其電池配置并非僅根據(jù)地影區(qū)放電需求計(jì)算，而是需要綜合電池充放電電流、太陽(yáng)能翻板面積等多方面因素進(jìn)行協(xié)同測(cè)算，因此實(shí)際攜帶的電池量并不大。對(duì)于大功率衛(wèi)星，如100千瓦級(jí)別，需在放電深度、壽命周期充放電次數(shù)、末期容量等因素間進(jìn)行全面均衡，無(wú)法直接按照功率比例線(xiàn)性配置電池。整體而言，衛(wèi)星電池配置與功率之間不存在對(duì)稱(chēng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，最終的電池?cái)y帶量是結(jié)合衛(wèi)星整體功能定位、任務(wù)需求等多維度因素均衡后的結(jié)果，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)配置系數(shù)。

5、衛(wèi)星電池應(yīng)用現(xiàn)狀與國(guó)產(chǎn)替代

·當(dāng)前18650電池使用流程：當(dāng)前商業(yè)小衛(wèi)星及商用衛(wèi)星多采用松下18650鋰電池，電池篩選需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的批次性測(cè)試：首先進(jìn)行10度和30度之間的反復(fù)溫度循環(huán)測(cè)試，同時(shí)開(kāi)展5度或10度的拉偏測(cè)試，重點(diǎn)考核充放電電流穩(wěn)定度以及低溫拉偏下的衰減程度，從中選取性能均衡性達(dá)標(biāo)的單體電池。單體電池并非直接投入使用，需先組成電池包并進(jìn)行多維度防護(hù)設(shè)計(jì)：?jiǎn)误w電池需做好絕緣、導(dǎo)電設(shè)計(jì)，電極間需有效隔離，采用PCR膜包裹以防止泄漏和碰撞損傷；電池表面需貼導(dǎo)熱片實(shí)現(xiàn)熱均衡，每組電池配備獨(dú)立供電電路；電池包還需進(jìn)行殼體穩(wěn)定性隔離及抗力學(xué)穩(wěn)定設(shè)計(jì)，外部設(shè)置框架與包裹結(jié)構(gòu)后放置在減震板上，開(kāi)展力學(xué)、隨機(jī)干擾、正弦沖擊等實(shí)驗(yàn)，完成輻射、力學(xué)等綜合性考核。航天場(chǎng)景下電池使用具有顯著特點(diǎn)：為適應(yīng)太空惡劣環(huán)境，電池采用層層包裹、層層防護(hù)的設(shè)計(jì)思路，不單獨(dú)對(duì)單體電池進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間輻射等指標(biāo)考核，而是以電池包為單位統(tǒng)一驗(yàn)證；電池性能需接近同類(lèi)衛(wèi)星要求的七折或八折水平，以保障整星在末期壽命衰減、放電深度及陰影長(zhǎng)度影響下具備長(zhǎng)時(shí)間工作能力。

·國(guó)產(chǎn)電池與固態(tài)電池進(jìn)展：當(dāng)前國(guó)產(chǎn)電池未在商業(yè)航天衛(wèi)星中大規(guī)模應(yīng)用的核心原因是行業(yè)需求量較小，進(jìn)口松下18650電池可完全滿(mǎn)足需求，且國(guó)產(chǎn)電池缺乏規(guī)模化驗(yàn)證及公開(kāi)可信的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。國(guó)內(nèi)固態(tài)電池已有相關(guān)研發(fā)及驗(yàn)證嘗試：中電科藍(lán)天的固態(tài)電池曾計(jì)劃在五院東方紅衛(wèi)星平臺(tái)搭載測(cè)試，中科院的全固態(tài)電池?cái)M在鴻雁星座上進(jìn)行規(guī)模化、批量化驗(yàn)證，但鴻雁星座項(xiàng)目終止后，相關(guān)商業(yè)化應(yīng)用推進(jìn)無(wú)后續(xù)公開(kāi)消息。現(xiàn)階段商業(yè)航天領(lǐng)域的能源設(shè)計(jì)師仍?xún)A向于選用技術(shù)成熟的18650電池方案，因包括固態(tài)電池在內(nèi)的新電池技術(shù)尚未積累足夠的關(guān)鍵型號(hào)信息及長(zhǎng)時(shí)間驗(yàn)證的公開(kāi)數(shù)據(jù)，部分廠(chǎng)商宣稱(chēng)的航天搭載驗(yàn)證成果缺乏可溯源的公開(kāi)數(shù)據(jù)及型號(hào)應(yīng)用記錄，可信度不足。從驗(yàn)證周期來(lái)看，電池在航天場(chǎng)景的驗(yàn)證周期約為1-2年，若在軌完成幾十次至上百次軌道循環(huán)、寬溫環(huán)境下的循環(huán)測(cè)試及深度充放電循環(huán)，半年到一年的數(shù)據(jù)積累即可形成較高說(shuō)服力；電池性能衰減曲線(xiàn)可通過(guò)地面模擬實(shí)驗(yàn)擬合，驗(yàn)證周期相對(duì)光伏電池片等更快。未來(lái)當(dāng)商業(yè)航天領(lǐng)域出現(xiàn)大規(guī)模儲(chǔ)能缺口時(shí)，具備寬溫性、高能量密度、高安全性的國(guó)產(chǎn)電池或固態(tài)電池有望成為替代選擇。

6、新型電池應(yīng)用與航天成本分析

·半固態(tài)電池應(yīng)用模式探討：航天領(lǐng)域選電池核心看在軌使用經(jīng)驗(yàn)，無(wú)該經(jīng)驗(yàn)的電池會(huì)被降等級(jí)使用，不會(huì)直接替代成熟商用電池。針對(duì)半固態(tài)電池，若無(wú)在軌驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)，僅會(huì)作為備份儲(chǔ)能系統(tǒng)加入電源系統(tǒng)，或在開(kāi)放合作驗(yàn)證中承擔(dān)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)角色，不會(huì)被定義為核心供電系統(tǒng)。合作驗(yàn)證需通過(guò)成本分?jǐn)偦蚧ダＪ酵七M(jìn)，如收取搭載費(fèi)或由電池方免除產(chǎn)品采購(gòu)費(fèi)，共同開(kāi)展驗(yàn)證與開(kāi)發(fā)。航天新技術(shù)應(yīng)用需遵循嚴(yán)謹(jǐn)流程：先經(jīng)地面反復(fù)驗(yàn)證，再以備份或次要系統(tǒng)形式開(kāi)展在軌驗(yàn)證，驗(yàn)證周期為半年至1年，待獲取穩(wěn)定數(shù)據(jù)與可靠驗(yàn)證結(jié)果后，才會(huì)考慮逐步滲透。目前商業(yè)航天因發(fā)射成本高昂、驗(yàn)證機(jī)會(huì)稀缺，對(duì)新技術(shù)應(yīng)用極度謹(jǐn)慎，僅在面臨降本、規(guī)模化需求或技術(shù)卡脖子時(shí)，才會(huì)嘗試新技術(shù)，且需平衡成本、可靠性與任務(wù)壽命。例如太陽(yáng)能電池陣升級(jí)時(shí)，曾因單晶硅翻版面積需求超出衛(wèi)星制造與控制能力，退回三結(jié)砷化鎵技術(shù)并優(yōu)化為柔性設(shè)計(jì)，新型技術(shù)從進(jìn)入到普及替代通常需兩三年周期。

·航天與地面電池成本差異：航天用18650電池單節(jié)價(jià)格為小幾十元，是地面普通18650電池（單節(jié)不到10元）的數(shù)倍，但在航天領(lǐng)域看來(lái)已屬低廉。其成本偏高核心原因并非單體電池本身，而是篩選與系統(tǒng)整合成本高昂：需采購(gòu)幾十甚至上百節(jié)電池，通過(guò)嚴(yán)格篩選選取指標(biāo)一致性好的產(chǎn)品組成串聯(lián)系統(tǒng)，過(guò)程中的篩選工作量與投入成本顯著推高整體成本。航天領(lǐng)域?qū)︿囯姵厝萑潭容^高，核心在于其普及度高、價(jià)格低廉且無(wú)卡脖子問(wèn)題，因此當(dāng)前對(duì)18650電池的替代需求并不迫切，但若出現(xiàn)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)降本與性能提升的產(chǎn)品，則會(huì)持歡迎態(tài)度。航天領(lǐng)域?qū)Τ杀镜慕邮芏扰c地面存在本質(zhì)差異，這源于國(guó)內(nèi)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈仍在加速完善中，尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，仍處于航天工程階段而非航天工業(yè)階段，而電源分系統(tǒng)是衛(wèi)星熱真空實(shí)驗(yàn)的核心關(guān)注對(duì)象，一旦出現(xiàn)問(wèn)題將導(dǎo)致整星報(bào)廢，因此對(duì)電池等組件的篩選與驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)極高，進(jìn)一步推高了系統(tǒng)成本，航天領(lǐng)域?qū)Υ祟?lèi)成本具備一定接受度。

Q&A

Q: 晨昏軌道面的容載量應(yīng)如何理解？

A: 晨昏軌道面容載量計(jì)算難度較大，實(shí)際密集程度低于預(yù)期。其軌道高度覆蓋500-2000區(qū)間，按5公里或10公里劃分高度層，每根軌道按0.25-0.5的相位分布，或按10-150公里安全余量分布，從500開(kāi)始逐層迭代至2000即為滿(mǎn)負(fù)荷最大容載量。

Q: 按照城軌軌道500~2000米高度層、按5公里或10公里迭代及安全余量的計(jì)算邏輯，軌道能承載多少顆衛(wèi)星？

A: 粗算可容納數(shù)萬(wàn)顆甚至十幾萬(wàn)顆，若衛(wèi)星形成穩(wěn)定密集編隊(duì)可能承載數(shù)十萬(wàn)顆，但受安全距離及頻譜干擾約束，目前對(duì)衛(wèi)星總量無(wú)統(tǒng)一認(rèn)知，彈性較大，具體取決于技術(shù)進(jìn)展；馬斯克提到的天基與地基融合的交通管理系統(tǒng)計(jì)劃可能實(shí)現(xiàn)密集航道，但其100萬(wàn)顆星等說(shuō)法仍處于早期階段。

Q: 當(dāng)前技術(shù)水平下，衛(wèi)星的安全間距大概是多少？

A: 當(dāng)前一般認(rèn)為衛(wèi)星安全間距需留兩三百米以上，此為極限，因再近易因波動(dòng)碰撞；衛(wèi)星測(cè)定軌精度為幾十米，更遠(yuǎn)則不準(zhǔn)。目前行業(yè)多按公里級(jí)別設(shè)計(jì)，如5公里以上，甚至有提50或150公里。未來(lái)隨高頻次機(jī)動(dòng)及智能管理，安全距離或縮小至十位數(shù)公里級(jí)、公里或亞公里級(jí)，但現(xiàn)階段暫無(wú)法實(shí)現(xiàn)，當(dāng)前以公里為單位較合理。

Q: 結(jié)合太陽(yáng)能發(fā)電情況，單星的功率及算力承載量如何判斷？

A: 行業(yè)統(tǒng)計(jì)中美蘇俄衛(wèi)星總功率超20兆瓦，單星功率整體偏低。以馬斯克星鏈升級(jí)為例，若太陽(yáng)能翻板500平、每平300-350瓦，理論功率約100千瓦，但平臺(tái)需留半功率給系統(tǒng)，地面單卡約1.5千瓦，折算僅約75張卡，再因屏蔽改造等因素，單星算力進(jìn)一步縮水至30-50卡，僅能承擔(dān)邊緣節(jié)點(diǎn)計(jì)算、分布式算力調(diào)度、數(shù)據(jù)傳遞加速及天地?cái)?shù)據(jù)融合等基礎(chǔ)場(chǎng)景。兆瓦級(jí)衛(wèi)星需400平以上翻板、3000平散熱面，約500張卡，3-5年內(nèi)或?qū)崿F(xiàn)兆瓦級(jí)衛(wèi)星0-1突破。現(xiàn)階段大型商用衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座單星功率僅小幾十千瓦，受衛(wèi)星制造及火箭發(fā)射水平限制。

Q: 晨昏軌道上衛(wèi)星間距是否有國(guó)際公認(rèn)的黃色預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)？

A: 國(guó)際上存在25千米的衛(wèi)星間距黃色預(yù)警閾值說(shuō)法，衛(wèi)星公司會(huì)收到國(guó)際預(yù)警郵件提示衛(wèi)星接近25公里限度內(nèi)。25公里是現(xiàn)階段公認(rèn)的預(yù)警閾值，但執(zhí)行情況因衛(wèi)星類(lèi)型而異：面對(duì)國(guó)家重大項(xiàng)目衛(wèi)星需配合調(diào)整，商業(yè)衛(wèi)星需協(xié)商評(píng)估，多數(shù)公司會(huì)忽略或做特定處理；進(jìn)入25公里會(huì)觸發(fā)密集型預(yù)報(bào)。

Q: 25公里的衛(wèi)星預(yù)警閾值是否為國(guó)際慣例數(shù)字？

A: 是的，25公里的衛(wèi)星預(yù)警閾值為國(guó)際慣例數(shù)字；實(shí)際中衛(wèi)星間接近距離通常比25公里更近。

Q: 當(dāng)前衛(wèi)星軌道是否已比參考距離更近20公里？

A: 是的，當(dāng)前衛(wèi)星軌道已比參考距離更近，且很多時(shí)候會(huì)突然靠近，主要因軌道特性及近地軌道的氣動(dòng)干擾對(duì)衛(wèi)星整體軌道變化影響較大。

Q: 假設(shè)一顆衛(wèi)星當(dāng)前功率為100千瓦，配套多少電芯相對(duì)合適？

A: 100千瓦功率衛(wèi)星的配套電池計(jì)算需結(jié)合陰影區(qū)放電情況，若按30分鐘陰影區(qū)滿(mǎn)負(fù)荷工作反推需50千瓦時(shí)，但衛(wèi)星實(shí)際不會(huì)滿(mǎn)載，通常按陰影區(qū)放電30%設(shè)計(jì)。衛(wèi)星電池配置需綜合考慮充放電次數(shù)、末期容量、放電深度限制，以及衛(wèi)星功能、任務(wù)需求、電池充放電電流、太陽(yáng)能翻板面積等因素，并非線(xiàn)性計(jì)算，目前沒(méi)有公認(rèn)的線(xiàn)性系數(shù)或固定數(shù)字，最終是根據(jù)任務(wù)需求均衡后的結(jié)果。

Q: 100千瓦功率的衛(wèi)星帶電量是否能達(dá)到1:1的關(guān)系，及小衛(wèi)星的類(lèi)似功率與帶電量對(duì)應(yīng)關(guān)系如何？

A: 100千瓦功率的衛(wèi)星帶電量可接近1:1關(guān)系，若衛(wèi)星整體要求能力強(qiáng)，可達(dá)到八折或七折水平，以覆蓋末期壽命衰減、放電深度及陰影長(zhǎng)度下整星長(zhǎng)時(shí)間工作需求，一般可簡(jiǎn)單按此關(guān)系設(shè)定。

Q: 衛(wèi)星里的電芯應(yīng)用狀況及狀態(tài)如何？

A: 小衛(wèi)星或商用衛(wèi)星通常采用18650鋰電池，選用松下單體電池，通過(guò)批次溫度循環(huán)及拉偏5-10度的能力極限探索進(jìn)行篩選，選取充放電電流穩(wěn)定、低溫拉偏下衰減穩(wěn)定且均衡的電池；之后將電池設(shè)計(jì)為電池包，開(kāi)展輻射、力學(xué)等考核，電池包需做單體絕緣導(dǎo)電設(shè)計(jì)、電極隔離、防泄漏碰撞、溫度控制、電池組獨(dú)立電路、殼體穩(wěn)定隔離及抗力學(xué)設(shè)計(jì)。現(xiàn)階段商業(yè)航天電池使用為層層包裹防護(hù)的設(shè)計(jì)，考核聚焦電池包而非單體，固態(tài)電池需滿(mǎn)足包裹后電池包的能力要求方可具備可用性。

Q: 衛(wèi)星當(dāng)前使用小圓珠電芯的情況下，是否會(huì)考慮使用國(guó)內(nèi)擅長(zhǎng)的方形電芯及國(guó)內(nèi)電芯？

A: 現(xiàn)階段未大規(guī)模使用國(guó)內(nèi)電芯的主要原因是需求量小，進(jìn)口產(chǎn)品可滿(mǎn)足需求，當(dāng)前更多投入在系統(tǒng)篩選與保護(hù)的成本，如電池包結(jié)構(gòu)力學(xué)設(shè)計(jì)、熱敏電阻及加熱器散熱等資源配置。當(dāng)整星功率達(dá)到千瓦級(jí)、上百千瓦甚至兆瓦級(jí)時(shí)，會(huì)傾向于選擇國(guó)產(chǎn)替代及能量密度更高、更接近固態(tài)、防護(hù)性及寬溫設(shè)計(jì)更好的產(chǎn)品。現(xiàn)階段未大規(guī)模使用國(guó)產(chǎn)及固態(tài)電池的原因還包括重量、成本未通過(guò)航天驗(yàn)證，未規(guī)模化配置及無(wú)大量?jī)?chǔ)能缺口；當(dāng)儲(chǔ)能缺口出現(xiàn)時(shí)，會(huì)關(guān)注寬溫性、能量密度、安全性更好的新電池或國(guó)產(chǎn)電極方向。

Q: 公司是否接觸到國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商相關(guān)產(chǎn)品在測(cè)試的情況？

A: 公司有聽(tīng)說(shuō)相關(guān)情況但無(wú)確定性信息，中電科藍(lán)天固態(tài)電池曾號(hào)稱(chēng)將在五院東方紅衛(wèi)星平臺(tái)搭載，中科院全固態(tài)電池曾報(bào)道擬在鴻雁星座規(guī)模化驗(yàn)證但后續(xù)無(wú)消息。現(xiàn)階段未關(guān)注的原因是相關(guān)產(chǎn)品尚早，廠(chǎng)商未提供商業(yè)化驗(yàn)證效果，信息不準(zhǔn)確且無(wú)關(guān)鍵型號(hào)及公開(kāi)數(shù)據(jù)；商業(yè)航天衛(wèi)星能源設(shè)計(jì)師仍習(xí)慣選用更可靠的18650方案，因新方案規(guī)模化驗(yàn)證少、可信數(shù)據(jù)不足，核心方案需經(jīng)多次搭載驗(yàn)證并有大量數(shù)據(jù)支撐才會(huì)選用。

Q: 新電池方案的驗(yàn)證周期一般是多久？

A: 新電池方案若有一年到兩年的數(shù)據(jù)積累可說(shuō)明問(wèn)題，因其可通過(guò)地面驗(yàn)證等效擬合天上數(shù)據(jù)；若在軌完成幾十次甚至上百次軌道循環(huán)、寬溫循環(huán)及深度充放電循環(huán)，半年到一年的數(shù)據(jù)積累便有很大說(shuō)服度。電池性能在天上較穩(wěn)定，衰減曲線(xiàn)可通過(guò)地面模擬擬合，驗(yàn)證要求及時(shí)間周期比光伏片更快。

Q: 國(guó)內(nèi)若有半固態(tài)電池，是否考慮使用？

A: 選取電池的邏輯主要看在軌使用經(jīng)驗(yàn)，若無(wú)在軌經(jīng)驗(yàn)則降等級(jí)使用，比如作為備份儲(chǔ)能系統(tǒng)加入電源系統(tǒng)；可持開(kāi)放性態(tài)度合作驗(yàn)證，但不會(huì)直接替代現(xiàn)階段成熟商用電池。該過(guò)程需成本分?jǐn)偦蚧ダセ荩热缡杖〈钶d費(fèi)用或免產(chǎn)品成本共同驗(yàn)證開(kāi)發(fā)。航天系統(tǒng)使用新產(chǎn)品均需此過(guò)程，需先看地面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性能，無(wú)在軌經(jīng)驗(yàn)則降低系統(tǒng)重要程度使用，大規(guī)模使用需穩(wěn)定數(shù)據(jù)及可靠驗(yàn)證后逐步滲透。

Q: 衛(wèi)星電池選取是否以穩(wěn)定性為核心原則？

A: 衛(wèi)星電池選取以穩(wěn)定性為核心，因電池并非卡脖子環(huán)節(jié)。以太陽(yáng)能電池陣為例，單晶硅方案因需60-80平面積超出衛(wèi)星制造及在軌控制能力，最終退回柔性設(shè)計(jì)。航天新產(chǎn)品進(jìn)入需滿(mǎn)足迫切需求，且需分步驟驗(yàn)證，先以冗余備份、次要程度等形式進(jìn)行在軌迭代。試錯(cuò)成本高，某衛(wèi)星公司采用鈣鈦礦主供電的衛(wèi)星發(fā)射失敗，目前無(wú)該技術(shù)主供電的衛(wèi)星在軌。電源系統(tǒng)是熱真空實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)關(guān)注環(huán)節(jié)，故障會(huì)導(dǎo)致整星報(bào)廢。新型技術(shù)進(jìn)入商業(yè)航天需2-3年周期，與光伏產(chǎn)業(yè)同頻。

Q: 太空用18650電芯的單顆價(jià)格情況如何？

A: 太空用18650電芯單體價(jià)格約20元/節(jié)，屬于小幾十塊錢(qián)、不到100元/節(jié)的水平；但需采購(gòu)幾十節(jié)或上百節(jié)篩選指標(biāo)一致性好的進(jìn)行串并聯(lián)，篩選過(guò)程成本較高。鋰電池因普及、便宜且無(wú)卡脖子問(wèn)題，衛(wèi)星系統(tǒng)對(duì)其容忍度高，雖衛(wèi)星或能源系統(tǒng)工作量大、投入成本高，但現(xiàn)階段替代18650的迫切性不強(qiáng)，若能從單體電池到系統(tǒng)解決方案實(shí)現(xiàn)降本及性能提升則歡迎替代。

Q: 航天用的產(chǎn)品價(jià)格相比地球上使用的1860是否更貴？

A: 航天用的產(chǎn)品價(jià)格比地球上使用的1860貴，但在航天領(lǐng)域已屬于便宜的水平。

Q: 該產(chǎn)品的價(jià)格是否為普通1860的幾倍？

A: 是的，該產(chǎn)品價(jià)格為普通1860的幾倍。