RU2313160C1 - Способ подготовки никель-водородной аккумуляторной батареи к штатной эксплуатации в системе электропитания искусственного спутника земли - Google Patents
Способ подготовки никель-водородной аккумуляторной батареи к штатной эксплуатации в системе электропитания искусственного спутника земли Download PDFInfo
- Publication number
- RU2313160C1 RU2313160C1 RU2006109094/09A RU2006109094A RU2313160C1 RU 2313160 C1 RU2313160 C1 RU 2313160C1 RU 2006109094/09 A RU2006109094/09 A RU 2006109094/09A RU 2006109094 A RU2006109094 A RU 2006109094A RU 2313160 C1 RU2313160 C1 RU 2313160C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- battery
- full
- time service
- power supply
- artificial earth
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей в системах электропитания преимущественно геостационарных искусственных спутников Земли (ИСЗ). Согласно изобретению способ подготовки никель-водородной аккумуляторной батареи к штатной эксплуатации в автономной системе электропитания заключается в ее термостатировании в диапазоне температуры (5÷25)°С, при проведении стартового заряда. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности. При этом при проведении стартового заряда аккумуляторную батарею термостатируют на нижнем уровне температур (5÷8)°С, а перед началом штатной эксплуатации - на верхнем уровне (15÷25)°С. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных (НВ) аккумуляторных батарей (АБ) в системах электропитания преимущественно геостационарных искусственных спутников Земли (ИСЗ).
Как известно, вывод ИСЗ на геостационарную орбиту связан с длительным нахождением аппарата на переходной орбите в течение 7-10 часов, когда основной источник электроэнергии - солнечная батарея (БС) - находится в сложенном состоянии, а электропитание аппаратуры обеспечивается только от аккумуляторной батареи. Энергия аккумуляторной батареи требуется и тогда, когда происходит раскрытие панелей БС, поиск Солнца и ориентация панелей, что занимает дополнительно еще 3 часа. Возможные задержки в ориентации также приводят к увеличению времени работы бортовой аппаратуры только от аккумуляторной батареи.
Таким образом, на участке выведения ИСЗ на геостационарную орбиту, проведения ориентации панелей БС на Солнце предъявляются очень высокие требования к энергии аккумуляторной батареи, которые в свою очередь обеспечиваются как типом электрохимической системы аккумулятора (например никель-водородный), так и эффективностью ее стартового заряда.
Известен способ эксплуатации герметичного аккумулятора путем проведения заряд-разрядных циклов с отключением от заряда по заданному конечному напряжению и периодическому подзаряду (Авторское свидетельство СССР №260714, кл. Н01М 10/44, 1968). Однако зарядная кривая герметичных никель-водородных аккумуляторов не имеет резко выраженного напряжения соответствующего полной заряженности. Кроме того, величина зарядного напряжения меняется в зависимости от температуры, при которой происходит заряд. Это не дает возможности надежно контролировать степень заряженности аккумулятора.
Известен способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи, согласно которому заряд аккумуляторной батареи ограничивают, исходя из плотности водорода, рассчитанного на основании измеренных давления и температуры аккумуляторов (патент №2084055, Н01М 10/44), который выбран в качестве прототипа.
Недостатком известного способа является то, что он обеспечивает заряд аккумуляторной батареи только до уровня (60-80)% номинальной емкости. Попытки установить уровень заряженности более 80% номинальной емкости приводят к повышению тепловыделения и повышению температуры аккумуляторов.
При превышении температуры аккумуляторов выше расчетной величины, для данной конструкции аккумуляторной батареи, может развиваться явление так называемого "теплового разгона", состоящего в том, что дальнейшее повышение температуры при перезаряде вызывает более интенсивное выделение кислорода из положительного электрода и увеличивает активность отрицательного электрода, что увеличивает, в свою очередь, скорость рекомбинации кислорода с водородом и интенсифицирует тепловыделение. В итоге процесс развивается с положительной обратной связью. В этом случае заданный уровень плотности водорода в аккумуляторах (согласно патенту №2084055, Н01М 10/44) не достигается, что снижает эффективность и надежность эксплуатации аккумуляторной батареи.
Экспериментально установлено, что зона риска выхода НВ батареи на тепловой разгон находится выше 25°С температуры окружающей среды или посадочного места корпуса батареи.
Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности использования никель-водородной аккумуляторной батареи, на участке выведения геостационарного ИСЗ.
Поставленная цель достигается тем, что при проведении стартового заряда АБ термостатирование производят на нижнем уровне заданного диапазона температур, а перед началом штатной эксплуатации - на верхнем уровне. Кроме того, нижний уровень температуры устанавливают в диапазоне (5÷8)°С, а верхний - в диапазоне (15÷25)°С.
Суть предлагаемого решения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена зависимость разрядной емкости НВ батареи от рабочей температуры, на фиг.2 представлены кривые саморазряда НВ-70 для различных температур, а на фиг.3 изображена схема термостатирования космической головной части на стартовом комплексе при проведении стартового заряда.
Известна зависимость (фиг.1) разрядной емкости НВ батареи от температуры окружающей среды, в соответствии с которой пик отдаваемой емкости приходится на диапазон температур (15÷25)°С (см. НПК "САТУРН" Отчет о НИР "Создание никель-водородных аккумуляторов емкостного ряда 40...60 и 80...130 А·ч для систем электропитания объектов общей техники" 1991 г., стр.68).
В то же время проведенные исследования поведения НВ аккумуляторов и батарей при заряде показали, что оно может быть полностью описано кривой саморазряда НВ аккумулятора. Кривая саморазряда является абсолютным индикатором величины емкости, которую можно сообщить батарее в разных температурных условиях.
На фиг.2 приведены кривые саморазряда широко применяемого на отечественных геостационарных ИСЗ аккумулятора НВ-70 для двух температур: 5°С и 20°С.
Кривая саморазряда при заряде при температуре 20°С показывает, что добиться 100% степени заряженности без значительного тепловыделения невозможно. Однако уже при температуре 5°С, что является нижним пределом, обусловленным требованиями к тепловому режиму внутри КГЧ, тепловыделение аккумулятора практически отсутствует, что позволяет достичь 100% заряженности аккумулятора (батареи). Это правомерно и для всего диапазона (5÷8)°С.
Сочетая эти два приема - стартовый заряд при низких температурах (5÷8)°С, обеспечивающий 100% степень заряженности, и разряд в оптимальном диапазоне температур (15÷25)°С, можно добиться максимальной эффективности НВ АБ на участке выведения.
На фиг.3 приведена схема термостатирования космической головной части (КГЧ) на стартовом комплексе (СК) при проведении стартового заряда.
Заряд АБ осуществляется от наземного зарядно-разрядного комплекса 1. Термостатирование аккумуляторной батареи спутника проводится продувкой полости обтекателя воздухом в указанном направлении 2 с включением системы терморегулирования космического аппарата (КА) 3. Регулирование температуры внутри КГЧ осуществляется изменением температуры подаваемого воздуха и управлением его расходом.
Температура газа на входе в полость обтекателя поддерживается на заданном уровне с точностью ±2%. Контроль температуры осуществляется по датчикам 4.
Поддержание температуры батареи на КА осуществляется путем контактной передачи тепла между корпусом батареи и жидкостным коллектором и обеспечивается системой терморегулирования КА, которая поддерживает необходимую температуру в любом режиме эксплуатации.
При этом термостатирование КА происходит по следующей схеме:
- на этапе стартового заряда температуру воздуха в КГЧ поддерживают на уровне (5÷8)°С;
- после проведения заряда, непосредственно перед стартом, температуру воздуха в КГЧ поддерживают на уровне (15÷25)°С.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить от аккумуляторной батареи большую разрядную емкость, что повышает эффективность ее использования в системе электропитания ИСЗ.
Действенность данного способа подтверждена экспериментально и его предполагается использовать при подготовке никель-водородных аккумуляторных батарей к штатной эксплуатации в системе электропитания космических аппаратов предприятия.
Claims (2)
1. Способ подготовки никель-водородной аккумуляторной батареи к штатной эксплуатации в системе электропитания геостационарного искусственного спутника Земли, заключающийся в ее термостатировании в диапазоне температуры 5÷25°С при проведении стартового заряда, отличающийся тем, что при проведении стартового заряда аккумуляторной батареи термостатирование производят на нижнем уровне температур, а перед началом штатной эксплуатации - на верхнем уровне.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нижний уровень температуры устанавливают в диапазоне 5÷8°С, а верхний - в диапазоне 15÷25°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006109094/09A RU2313160C1 (ru) | 2006-03-22 | 2006-03-22 | Способ подготовки никель-водородной аккумуляторной батареи к штатной эксплуатации в системе электропитания искусственного спутника земли |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006109094/09A RU2313160C1 (ru) | 2006-03-22 | 2006-03-22 | Способ подготовки никель-водородной аккумуляторной батареи к штатной эксплуатации в системе электропитания искусственного спутника земли |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2313160C1 true RU2313160C1 (ru) | 2007-12-20 |
Family
ID=38917346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006109094/09A RU2313160C1 (ru) | 2006-03-22 | 2006-03-22 | Способ подготовки никель-водородной аккумуляторной батареи к штатной эксплуатации в системе электропитания искусственного спутника земли |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2313160C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526854C2 (ru) * | 2010-05-24 | 2014-08-27 | Чун-Чьех ЧАНГ | Усовершенствованная система аккумуляторных батарей |
RU2528411C2 (ru) * | 2012-12-04 | 2014-09-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в автономной системе электропитания космического аппарата и автономная система электропитания для его реализации |
RU2529011C2 (ru) * | 2012-06-22 | 2014-09-27 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в автономной системе электропитания космического аппарата и автономная система электропитания для его реализации |
RU2534748C2 (ru) * | 2012-11-06 | 2014-12-10 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решётнева" | Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в автономной системе электропитания космического аппарата и автономная система электропитания для его реализации |
RU2541512C2 (ru) * | 2013-03-26 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решётнева" | Способ управления автономной системой электроснабжения космического аппарата |
RU2543487C2 (ru) * | 2013-04-23 | 2015-03-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Способ эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата |
RU2554105C2 (ru) * | 2013-03-26 | 2015-06-27 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Способ эскплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата, эксплуатирующегося на низкой околоземной орбите |
-
2006
- 2006-03-22 RU RU2006109094/09A patent/RU2313160C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526854C2 (ru) * | 2010-05-24 | 2014-08-27 | Чун-Чьех ЧАНГ | Усовершенствованная система аккумуляторных батарей |
RU2529011C2 (ru) * | 2012-06-22 | 2014-09-27 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в автономной системе электропитания космического аппарата и автономная система электропитания для его реализации |
RU2534748C2 (ru) * | 2012-11-06 | 2014-12-10 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решётнева" | Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в автономной системе электропитания космического аппарата и автономная система электропитания для его реализации |
RU2528411C2 (ru) * | 2012-12-04 | 2014-09-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в автономной системе электропитания космического аппарата и автономная система электропитания для его реализации |
RU2541512C2 (ru) * | 2013-03-26 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решётнева" | Способ управления автономной системой электроснабжения космического аппарата |
RU2554105C2 (ru) * | 2013-03-26 | 2015-06-27 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Способ эскплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата, эксплуатирующегося на низкой околоземной орбите |
RU2543487C2 (ru) * | 2013-04-23 | 2015-03-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Способ эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2313160C1 (ru) | Способ подготовки никель-водородной аккумуляторной батареи к штатной эксплуатации в системе электропитания искусственного спутника земли | |
US8183818B2 (en) | Switching time control multiplexer system | |
CN106208223B (zh) | 电池充电方法及装置 | |
CN107611504B (zh) | 一种中高轨卫星锂离子蓄电池组在轨管理方法 | |
JP2008283853A (ja) | 自律システムのバッテリを充電する方法 | |
CN202308227U (zh) | 一种适应低温环境的电池组合 | |
KR102176567B1 (ko) | 에너지 저장 시스템의 셀 밸런싱 방법 | |
RU2430860C1 (ru) | Способ эксплуатации литий-ионной аккумуляторной батареи в составе космического аппарата негерметичного исполнения с радиационным охлаждением и космический аппарат для его реализации | |
Smith et al. | Development and analysis of a lithium carbon monofluoride battery-lithium ion capacitor hybrid system for high pulse-power applications | |
CN102570557A (zh) | 一种风光互补发电***蓄电池的充放电管理控制方法 | |
RU2543487C2 (ru) | Способ эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата | |
CN108695926B (zh) | 一种高轨卫星锂离子蓄电池组控制方法 | |
CN102144345A (zh) | 互联***的控制方法 | |
KR20150033126A (ko) | 배터리 팩 온도 조절 장치 | |
Calinao et al. | Battery management system with temperature monitoring through fuzzy logic control | |
Oman | Aerospace and military battery applications | |
CN101841164A (zh) | 并网型发电*** | |
RU2401485C1 (ru) | Способ подготовки никель-водородной аккумуляторной батареи к штатной эксплуатации в составе искусственного спутника земли | |
Dongsheng et al. | An electrical power system of Mars rover | |
Alaoui et al. | Experiments in fast charging lead acid electric vehicle batteries | |
RU2390477C1 (ru) | Способ проведения ресурсных испытаний аккумуляторов космического назначения и устройство для его реализации | |
KR102449646B1 (ko) | 무인항공기용 하이브리드 전력 공급 시스템 | |
RU2401484C2 (ru) | Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи | |
JP7285608B1 (ja) | 複合電池、およびそれを備えた複合電池システム | |
RU2723302C1 (ru) | Способ эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130323 |