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      “梦幻五环”背后的航天科技

      来源:科技日报

      时间:2022-02-22

      北京时间2月20日晚8点整,为期17天的北京冬奥会在国家体育场(鸟巢)圆满落下帷幕。与开幕式形成“一脉相承”的上下篇叙事模式,闭幕式上的“梦幻五环”点亮夜空,举世瞩目,再次为观众带来惊喜,令人感动和铭记,呈现中国式浪漫和“双奥”情怀,立足全世界的角度展望美好未来。

      从开幕式升腾的“冰晶五环”到闭幕式璀璨的“梦幻五环”,这背后自始至终来自强大航天科技的支撑。即按照航天科技集团整体工作部署,北京良辰光启数字技术有限公司(以下简称良辰光启)的团队在助力冬奥会项目中,抛洒激情和汗水,用中国光影科技点亮冬奥夜空。据介绍,由良辰光启联合四川长虹电源有限责任公司联合研发供电系统,在圆满完成开幕式“冰晶五环”供电系统保障工作后,前后呼应,又再次为闭幕式“梦幻五环”提供供电系统,实现一次次技术创新和突破。

      对于奥运五环异型结构,产品的适配性是首当其冲的难题?!案菸寤饭┑缧枨?需要配置30kWh的蓄电池系统,且蓄电池系统需要安装在五环骨架内部有限空间内。项目组创新提出??榛杓扑悸?将蓄电池系统设计成多个小的子蓄电池???解决了蓄电池系统在五环异型空间内的适配性?!?月20日,良辰光启总裁王哲在接受科技日报记者采访时表示。

      紧接着,又出现了新的难题——重量超重。据介绍,整个五环在初步设计时重量超过3.5吨,供配电系统重量超过550kg?!拔颐峭ü嗦纸峁骨慷确抡?在保证结构强度安全的前提下进一步优化结构设计,降低结构件的重量;通过对供、配电线缆压降、线损等的精细计算,优化供、配电线缆的选型及布线方案,降低线缆的重量。最终实现供、配电系统减重超过100kg,减重比例接近20%?!蓖跽艽鸬?。

      据了解,整个五环系统设备是完全靠电池系统供电支撑全场演出的,那么,如何保证供电可靠性,确保表演时万无一失?“经过反复研讨,最终项目组制定了??榛?、冗余供电的方案。由多个子蓄电池并联供电,即便任何1个子蓄电池有故障,系统都能够快速隔离故障蓄电池,而不影响整个供电系统正常工作,项目组通过设计多级过流?;?优化布线设计等方案解决了问题?!蓖跽芙樯芩?。

      据介绍,为确保出厂产品的可靠性,良辰光启团队参照航空、航天产品标准,制定20余项测试方案,覆盖产品功能性能,高、低温性能,耐振动性能,安全性等,对产品进行全方面检验。为了验证系统在低温下工作可靠性,科研人员进行了-20℃的极端环境系统测试;为了验证产品结构强度以及电连接可靠性,还对每台产品进行1600公里运输振动试验。

      为了保障系统的安全性,科研人员借鉴公司在航空、航天领域用锂离子电池系统安全性设计的技术经验,从设计、维护、使用、保障等方面进行全面的安全性设计。从能量单元??榛杓?、安全隔离设计、智能BMS设计等方面保证产品的安全性。针对锂离子电池可能发生热失控排放可燃性气体可能导致爆炸、燃烧的安全性风险,蓄电池系统热失控排气量及爆炸极限计算、分析,并优化电池??樵谖寤纺诘牟季?保证即便有一台电池??榉⑸仁Э?产生的可燃性气体浓度也低于爆炸下限。


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