DE19841687A1 - Verfahren zum Betreiben einer Batterie - Google Patents
Verfahren zum Betreiben einer BatterieInfo
- Publication number
- DE19841687A1 DE19841687A1 DE19841687A DE19841687A DE19841687A1 DE 19841687 A1 DE19841687 A1 DE 19841687A1 DE 19841687 A DE19841687 A DE 19841687A DE 19841687 A DE19841687 A DE 19841687A DE 19841687 A1 DE19841687 A1 DE 19841687A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- battery
- spacecraft
- charge
- energy
- maintaining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 claims description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 3
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018871 CoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 CoO 2 Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/42—Arrangements or adaptations of power supply systems
- B64G1/425—Power storage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/42—Arrangements or adaptations of power supply systems
- B64G1/428—Power distribution and management
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/0071—Regulation of charging or discharging current or voltage with a programmable schedule
-
- 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
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S136/00—Batteries: thermoelectric and photoelectric
- Y10S136/291—Applications
- Y10S136/292—Space - satellite
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
Die Erfindung ist allgemein mit dem Betreiben von Batterien befaßt, und
sie betrifft insbesondere die Art der Aufladung von Batterien, wie zum Bei
spiel von denen, die auf dem Gebiet der Raumfahrt Verwendung finden.
Die Erfindung zielt darauf ab, die Lebensdauer von Batterien im allge
meinen und insbesondere die derjenigen Batterien zu verlängern, die für die
Stromversorgung von Raumfahrzeugen in langlebigen Erdumlaufbahnen oder in
anderen Fällen dienen, in denen sich der Betrieb der Batterie in hohem Maße
vorhersagen läßt.
Lithiumbatterien, die für die Verwendung zur Stromversorgung von vielen
Raumfahrzeugsystemen begehrt sind, werden typischerweise auf Spannungen zwi
schen 3,0 und 4,5 Volt aufgeladen. Die Batteriespannung steigt, wenn der
Ladezustand der Batterie gesteigert wird. Je mehr Ladung in der Batterie
gespeichert ist, desto höher wird daher ihre Ladespannung. Hohe Spannungen
können zu parasitären Reaktionen sowohl an den positiven als auch an den
negativen Elektroden führen. Typische Materialien für positive Elektroden in
Lithiumbatterien sind Metalloxide wie CoO2, NiO2 und MnO2. Wenn die Spannung
an diesen Metalloxiden gesteigert wird, nimmt ihre thermodynamische Stabili
tät gegenüber Sauerstoffzerfall zum Beispiel nach der Formel
MxOy → MxOy-2 + O2 (1)
ab. Zusätzlich steigert die Aufladung der positiven Elektrode auf höhere
Spannungen ihre Wirkung als Oxidationsmittel. Der mit der positiven Elek
trode in Berührung kommende Elektrolyt wird daher mit höherer Wahrschein
lichkeit durch Oxidation an der positiven Elektrode zerstört. Ein Beispiel
für eine solche Reaktion in Batterien mit wäßrigem Elektrolyten ist die
Elektrolyse von Wasser an einer Nickelelektrode während der Aufladung. Im
Falle von Wasser ist die Reaktion reversibel und wird die Lebensdauer der
Batterie nicht stärker beeinträchtigen. Bei einer Batterie mit einem nicht
wäßrigen Elektrolyten, beispielsweise einem organischen Elektrolyten ist die
analoge Reaktion irreversibel und verkürzt die Lebensdauer der Batterie.
Analog wird die negative Elektrode während der Aufladung ein stärkeres
Reduktionsmittel, wenn ihr Ladezustand erhöht wird. Da sie ebenfalls mit dem
nicht wäßrigen Elektrolyten in Berührung steht, nimmt die Tendenz des Elek
trolyten zu nicht reversibler Reduktion an der negativen Elektrode zu. Die
ses Problem wird weiter verschärft bei Lithiumbatterien, wo die negative
Kohlenstoff- oder Graphit/Lithium-Elektrode mit zunehmendem Ladezustand dem
Potential von metallischem Lithium nahekommen kann. In diesem Falle kann es
auf der Oberfläche der Elektrode auf Kohlenstoffbasis während der Aufladung
zur Abscheidung von metallischem Lithium kommen, was wiederum zu einer
direkten und irreversiblen Reaktion zwischen metallischem Lithium und dem
nicht wäßrigen Elektrolyten führt.
Ausgehend von diesem Wissensstand ist die vorliegende Erfindung konzi
piert und in die Praxis umgesetzt worden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer
Batterie, zum Beispiel in einem Raumfahrzeug auf einer stationären und mit
der Erdumdrehung synchronen Erdumlaufbahn, in solcher Weise, daß ihre
Lebensdauer ein Maximum erreicht. Gemäß diesem Verfahren wird der von der
Batterie zu deckende Bedarf an elektrischer Energie bestimmt; speziell wird
der von der Batterie zu befriedigende Energiebedarf bestimmt an einer Mehr
zahl von Inkrementalereignissen über eine vorbestimmte Betriebsperiode hin
weg, zum Beispiel, wenn sich das Raumfahrzeug im Erdschatten befindet. Dann
wird die Batterie auf einem Ladezustand erhalten, der mindestens ausreicht,
um die Summe aus (i) den Energieanforderungen an die Batterie für jedes der
Mehrzahl von Inkrementalereignissen und (ii) einer Energiereserve für die
Batterie für den Fall einer Fehlfunktion des Raumfahrzeugs abzudecken. Die
Ladungskapazität der Batterie wird vorzugsweise stufenweise gemäß den vorbe
stimmten Energieanforderungen eingestellt.
In Anwendung der Erfindung wird die Batterie auf vollem Ladezustand
gehalten über weniger als etwa die Hälfte der vorerwähnten vorbestimmten
Betriebsperiode, so daß die Lebensdauer der Batterie verbessert wird.
Nach der bisherigen Praxis wird allgemein eine volle Aufladung der
Batterien nach ihrem Einsatz verlangt. Die vorliegende Erfindung geht von
der Erkenntnis aus, daß beispielsweise bei einem Einsatz auf einer erddre
hungssynchronen Umlaufbahn die künftig verlangte Entladekapazität bekannt
ist. Durch ein Aufladen nur bis zur Deckung dieses künftigen Entladebedarfs
werden parasitäre Aufladereaktionen vermindert. Die Erfindung verlängert die
Lebensdauer der Batterie, indem sie die Einwirkung hoher Ladespannungen auf
die Batteriekomponenten auf einem Minimum hält, da ganz allgemein gilt, daß
zerstörerische Nebenreaktionen durch Betrieb bei hoher Batteriespannung ge
fördert werden.
Ein erstes Merkmal der Erfindung liegt so darin, daß sie ein Verfahren
für den Betrieb von Batterien in einer Weise an die Hand gibt, die deren
Lebensdauer steigert.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in einem Verfahren zum Betrei
ben von Batterien, für deren Betrieb ein hoher Grad von Voraussagbarkeit
gegeben ist.
Noch ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Angabe eines Betriebs
verfahrens für Batterien, die in Raumfahrtanwendungen zum Einsatz kommen.
Noch ein Merkmal der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben von
Batterien zu schaffen, die zur Stromversorgung in langlebigen erdsynchron
umlaufenden Raumfahrzeugen benutzt werden.
Noch ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Be
treiben von Lithiumbatterien, beispielsweise bei deren erdumlaufsynchronem
Einsatz zu schaffen, das ihre Lebensdauer erhöht, indem die Batterie während
Solstitienperioden, in denen ihre Energiespeicherfunktion nicht routinemäßig
gefordert ist, statt in voll aufgeladenem Zustand in einem teilweise aufge
ladenem Zustand gehalten wird, wobei der aktuelle Ladezustand der Batterie
durch die Erfordernisse einer im Falle eines Versagens des Steuersystems für
die Lage des Raumfahrzeugs benötigten Energiereserve bestimmt wird.
Wieder ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, ein Verfahren zum
Betreiben einer Batterie zu schaffen, um deren Lebensdauer in den Fällen zu
steigern, wo der künftige Bedarf an Speicherkapazität bekannt ist, indem die
Batterie nur bis zu der Kapazität aufgeladen wird, die in dem künftigen
Entladezyklus benötigt wird.
Noch ein Merkmal der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben
einer Batterie zu schaffen, das die Aufladung einer Batterie in einem erd
drehungssynchron umlaufenden Raumfahrzeug nur bis zu dem Ausmaß vorsieht,
das benötigt wird, um die Entladung während der nächsten Eklipse plus einer
Reserve für ein Versagen der Lagekontrolle abzudecken.
Andere und weitere Merkmale, Vorteile und Vorzüge der Erfindung gehen
aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung hervor.
Dabei versteht es sich, daß diese detaillierte Beschreibung ebenso wie die
vorangehende allgemeine Beschreibung lediglich als beispielshalber und die
Erfindung erläuternd, nicht aber einschränkend zu werten sind. Die beige
fügten Zeichnungen veranschaulichen eine Ausführungsform für die Erfindung
und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erklärung des Prinzips der
Erfindung in den Grundzügen; im einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine graphische Darstellung, die den Ladezustand und die Größe
der Ladungserfordernisse während des Eklipsenbetriebs einer
Batterie gemäß der Erfindung
und
Fig. 2 eine graphische Darstellung der theoretischen Kapazität von
Batterien über der Zeit, die auf unterschiedliche Spannungen
bzw. auf unterschiedliche Anfangskapazität aufgeladen sind.
Wie oben bereits erörtert wird erwartet, daß die Zyklenzahl und Lebens
dauer einer Batterie wie beispielsweise einer Lithiumbatterie durch Vermin
derung ihres Ladezustandes erhöht werden. Dies wiederum reduziert jedoch die
Energiespeicherung in der Batterie und wäre im allgemeinen eine nicht akzep
table Lösung. Der Betrieb eines erddrehungssynchron umlaufenden Raumfahr
zeugs ist ein Anwendungsfall, wo (a) die Batterie die volle Kapazität nur
während eines begrenzten Bruchteils ihrer Arbeitszyklen abgeben muß und (b)
Zeitpunkt und Ausmaß der benötigten Kapazität für jeden Arbeitszyklus der
Batterie bekannt sind.
Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt eine typische Eklipsensaison 44 Entlade- oder
Arbeitszyklen 20 mit einer typischen Entladetiefe (DOD) der Batterie zwi
schen ca. 40 und ca. 80%. Diese Entlade- oder Arbeitszyklen treten zweimal
jährlich bei der Tagundnachtgleiche im Frühjahr und im Herbst auf. Während
dieser Äquinoktialperioden werden die stromerzeugenden Solarzellen des Raum
fahrzeugs auf einer täglichen Basis durch die Erde abgeschattet. Die Batte
rie übernimmt die Stromversorgung für das Raumfahrzeug, während die primäre
Solarenergie nicht verfügbar ist. Es besteht eine geradezu himmlische Vor
aussehbarkeit oder Vorhersagbarkeit für Zeitpunkt und Ausmaß der Batterie
entladung.
Diese Voraussagbarkeit bietet die Möglichkeit, den Ladezustand der
Batterie auf der Basis des kommenden Bedarfs an Entladung der gespeicherten
Energie. In Fig. 1 ist dies veranschaulicht durch die Ladezustandslinie
(SOC) 22, wo die Ladekapazität der Batterie stufenweise erhöht wird, wenn
die benötigte gespeicherte Energie zunimmt.
In der Praxis, bei einer Lithiumbatterie, wird dieser Betrieb bewerk
stelligt mit einem Batterielademonitor. Während Nichteinsatzperioden würde
die Batterie in einem Ladezustand gehalten, der ausreicht, um die jeweils
vom Raumfahrzeug benötigte Notfall-Energiereserve zu liefern. Derartige
Reserven werden für den Fall benötigt, daß das Lagekontrollsystem des
Raumfahrzeugs fehlerhaft arbeitet und die Solareinrichtung nicht auf die
Sonne ausgerichtet wird. Bei modernen Hochleistungsraumfahrzeugen ist dieser
Notfallenergiereservebedarf viel geringer als die maximale Energiespeicher
kapazität der Batterie, da das kritische Eigengewicht des Raumfahrzeugs nicht
linear mit der Nutzlast zunimmt und bei einem Ausfall der Lagesteuerung die
Nutzlast abgeworfen wird.
Während der Arbeitsperioden, also zum Beispiel während des Eklipsenbe
triebs, wird der Ladezustand der Batterie wie in Fig. 1 gezeigt erhöht, um
dem bevorstehenden Bedarf an Entladung gespeicherter Energie Rechnung zu
tragen. Das Beispielsmuster in Fig. 1 stellt sicher, daß in der Batterie
stets eine konstante Reservekapazität für den Fall beispielsweise eines
Lagesteuerungsausfalls vorhanden ist. Statt jedoch während Perioden mit
flacher Entladung eine übermäßig große Reservekapazität bereitzustellen,
wird bei einer gemäß der Erfindung betriebenen Batterie zusätzliche
Lebensdauer geschaffen, indem die Batterie nicht voll aufgeladen wird.
Das Nettoergebnis der Erfindung ist, daß bei einem zwanzig Jahre in
Betrieb befindlichen Raumfahrzeug, dessen Batterie mehr als 1 700 Entlade
zyklen durchläuft, weniger als die Hälfte der Zyklen bis zu voll geladenem
Zustand führt. Dieser Umstand zusammen mit teilweiser Ladungsspeicherung
ergibt wesentlich weniger Belastung für die Batterie und verlängert die
Lebensdauer der Batterie, indem die Batterie im Endeffekt nicht überbelastet
wird.
Eine typisches Beispiel für ein Szenario nach dem Stande der Technik
ist in Fig. 2 dargestellt, wo die theoretische Kapazität von Batterien mit
unterschiedlicher Spannung in geladenem Zustand bzw. mit unterschiedlichem
Anfangsladezustand über der Zeit aufgetragen ist. Die 4,1 V-Batterie wurde
anfänglich bis auf etwa 83% ihrer Kapazität aufgeladen, behält aber nach
200 Betriebszyklen nur etwa 50% ihrer Kapazität. Die 4,2 V-Batterie wurde
anfänglich auf angenähert 90% ihrer Kapazität aufgeladen, behält aber nach
200 Betriebszyklen nur etwa 43% ihrer Kapazität. Die 4,3 V-Batterie wurde
anfänglich auf fast 100% ihrer Kapazität aufgeladen, behält aber nach 200
Betriebszyklen nur angenähert 36% ihrer Kapazität. Wenn jemand eine Aus
gangsspannung von 4,3 V benötigte, aber die Ladekapazität nach vielen Zyklen
maximal zu halten suchte, würde er herkömmlicherweise genötigt sein, die
Größe der Batterie um angenähert 30% zu steigern, um den Erhalt von ange
nähert 50% der Kapazität nach 200 Zyklen zu gewährleisten. Alternativ dazu
müßte er eine Ausgangsspannung von 4,1 V akzeptieren, um den Erhalt von an
genähert 50% der Kapazität nach 200 Zyklen zu sichern.
Im Gegensatz dazu sieht die Erfindung vor, eine 4,3 V-Batterie um 15%
größer zu bauen, sie aber nur bis zu der zur Befriedigung der Summe aus dem
Energiebedarf aus der Batterie bei jedem einer Mehrzahl von Inkrementaler
eignissen während des Entladezyklus tatsächlich benötigten Kapazität aufzu
laden und gleichzeitig eine Energiereserve für die Batterie vorzusehen. Auf
diese Weise kann durch Aufladen der Batterie auf eine höhere Spannung nur
dann wenn nötig eine höhere Nettokapazität nach ausgedehntem Einsatz erhal
ten werden als bei ständiger Aufladung bis zur Maximalspannung.
Die Erfindung ist verkörpert in einem Verfahren zum Betreiben einer
Batterie zum Beispiel in einem erddrehungssynchron umlaufenden Raumfahrzeug
und zielt darauf ab, die Lebensdauer dieser Batterie auf ein Maximum zu
bringen. Gemäß diesem Verfahren werden die Energieanforderungen an die
Batterie und speziell diejenigen bestimmt, die von der Batterie bei einer
Mehrzahl von Inkrementalereignissen über eine vorgegebene Betriebsperiöde zu
befriedigen sind, wenn sich das Raumfahrzeug etwa im Erdschatten befindet.
Sodann wird die Batterie in einem Ladezustand erhalten, der zumindest aus
reicht, um die Summe aus (i) den Energieanforderungen an die Batterie bei
jedem der Mehrzahl von Inkrementalereignissen und (ii) einer Energiereserve
für die Batterie für den Fall einer Fehlfunktion des Raumfahrzeugs abzu
decken. Die Ladekapazität der Batterie wird vorzugsweise stufenweise gemäß
den vorbestimmten Energieerfordernissen eingestellt. Bei Anwendung der
Erfindung wird die Batterie über weniger als angenähert die Hälfte der
vorbestimmten Betriebsperiode in einem vollen Ladezustand gehalten, so daß
die Lebensdauer der Batterie verbessert wird.
Claims (11)
1. Verfahren zum Betreiben einer Batterie zwecks Maximalisierung von deren
Lebensdauer mit den Schritten
- (a) Bestimmen des von der Batterie zu befriedigenden Energiebedarfs bei einer Mehrzahl von Inkrementalereignissen über eine vorbestimmte Betriebsperiode und
- (b) Erhalten der Batterie in einem zur Befriedigung wenigstens des Ener giebedarfs aus der Batterie bei jedem der Mehrzahl von Inkremental ereignissen ausreichenden Ladezustand.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (b) den Schritt
- (c) Erhalten der Batterie in einem Ladezustand, der wenigstens ausreicht, um die Summe aus (i) den Energieanforderungen aus der Batterie für jedes der Mehrzahl von Inkrementalereignissen und (ii) einer Energie reserve in der Batterie zu decken, einschließt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt (b) den Schritt
- (d) Einstellen der Ladekapazität der Batterie gemäß den vorbestimmten Energieerfordernissen an die Batterie in Stufen einschließt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt (c) oder
(d) den Schritt
- (e) Erhalten der Batterie auf einem vollen Ladezustand während weniger als angenähert der Hälfte der vorbestimmten Betriebsperiode von Schritt (a) einschließt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schritt (b) den
Schritt
- (f) Erhalten einer Energiereserve in der Batterie für den Fall einer Fehlfunktion eines Raumfahrzeugs während Nichteinsatz-Perioden, in denen das Raumfahrzeug der Sonne ausgesetzt ist, einschließt.
6. Verfahren zum Betreiben einer Batterie, deren beabsichtigter Betrieb
vorhersagbar ist, zwecks Maximalisierung ihrer Lebensdauer mit den
Schritten
- (a) Bestimmen des von der Batterie zu befriedigenden Energiebedarfs bei einer Mehrzahl von von Inkrementalereignissen über eine vorbestimmte Betriebsperiode, wenn sich ein Raumfahrzeug im Erdschatten befindet und
- (b) Erhalten der Batterie in einem Ladezustand, der ausreicht, um wenig stens den Energiebedarf aus der Batterie bei jedem der Mehrzahl von Inkrementalereignissen zu decken, während Nichteinatz-Perioden, in denen das Raumfahrzeug der Sonne ausgesetzt ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt (b) den Schritt
- (c) Erhalten der Batterie in einem Ladezustand, der wenigstens ausreicht, um die Summe aus (i) den Energieanforderungen aus der Batterie bei jedem der Mehrzahl von Inkrementalereignissen und (ii) einer Energie reserve in der Batterie für den Fall einer Fehlfunktion des Raumfahrzeugs zu decken, einschließt.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Schritt (b) den Schritt
- (d) Einstellen der Ladekapazität der Batterie gemäß den vorbestimmten Energieerfordernissen an die Batterie in Stufen einschließt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Schritt (c) oder,
(d) den Schritt
- (e) Erhalten der Batterie auf einem vollen Ladezustand während weniger als angenähert der Hälfte der vorbestimmten Betriebsperiode von Schritt (a) einschließt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der Schritt (b) den
Schritt
- (f) Erhalten einer Minimum-Energiereserve in der Batterie für den Fall einer Fehlfunktion des Raumfahrzeugs während Nichteinatz-Perioden, in denen das Raumfahrzeug der Sonne ausgesetzt ist, einschließt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Batterie zur Ver
wendung in einem erddrehungssynchron umlaufenden Raumfahrzeug bestimmt
ist.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/927,750 US5886499A (en) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | Life extending operational regime for battery |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19841687A1 true DE19841687A1 (de) | 1999-04-01 |
Family
ID=25455195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19841687A Withdrawn DE19841687A1 (de) | 1997-09-11 | 1998-09-11 | Verfahren zum Betreiben einer Batterie |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5886499A (de) |
| JP (1) | JPH11168838A (de) |
| DE (1) | DE19841687A1 (de) |
| FR (1) | FR2770933A1 (de) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3432989B2 (ja) | 1996-03-05 | 2003-08-04 | 三洋電機株式会社 | 金属水素化物蓄電池の製造方法 |
| US5993993A (en) * | 1997-10-22 | 1999-11-30 | Space Systems/Loral, Inc. | Unregulated spacecraft electrical bus |
| US6027076A (en) * | 1998-07-09 | 2000-02-22 | Hughes Electronics Corporation | Method for powering a spacecraft with extended-life battery operation |
| US6181109B1 (en) * | 1998-10-01 | 2001-01-30 | Alliedsignal Inc. | Method and apparatus for monitoring and maintaining a plurality of batteries |
| US6337560B1 (en) * | 2000-11-28 | 2002-01-08 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Life cycle charging for batteries |
| JP2002218668A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Fujitsu Ltd | 携帯型情報処理装置、充電装置及び方法 |
| RU2016105767A (ru) | 2013-07-23 | 2017-08-29 | Конинклейке Филипс Н.В. | Системы, работающие от солнечной энергии и от аккумулятора, и способы управления ими |
| US11198524B2 (en) | 2015-03-02 | 2021-12-14 | Technion Research & Development Foundation Limited | Terrestrially observable displays from space |
| US10239477B1 (en) | 2015-12-17 | 2019-03-26 | Space Systems/Loral, Llc | Battery charge management for geosynchronous spacecraft |
| FR3046706B1 (fr) * | 2016-01-07 | 2018-02-16 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procede et dispositif de charge d'une batterie |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4820597A (en) * | 1987-12-11 | 1989-04-11 | Hughes Aircraft Company | Extended life nickel-hydrogen storage cell |
| US5698964A (en) * | 1995-10-20 | 1997-12-16 | Dell Usa, L.P. | Adaptive power battery charging apparatus |
| US5617006A (en) * | 1996-04-24 | 1997-04-01 | Space Systems/Loral, Inc. | Recharge profile for spacecraft NI/H2 batteries |
-
1997
- 1997-09-11 US US08/927,750 patent/US5886499A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-09-09 FR FR9811267A patent/FR2770933A1/fr not_active Withdrawn
- 1998-09-11 JP JP10257884A patent/JPH11168838A/ja active Pending
- 1998-09-11 DE DE19841687A patent/DE19841687A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5886499A (en) | 1999-03-23 |
| JPH11168838A (ja) | 1999-06-22 |
| FR2770933A1 (fr) | 1999-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3706238C2 (de) | Vorrichtung zur elektrischen Energiespeicherung | |
| DE2940556C2 (de) | ||
| DE3879934T2 (de) | Nickel-wasserstoff-akkumulatorzelle mit verlängerter lebensdauer. | |
| DE4422999A1 (de) | Leistungsversorgung für ein elektrisches Gerät mit einem elektrischen Zweischicht-Kondensator | |
| DE19841687A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Batterie | |
| DE2738386C3 (de) | Gepreßte Nickelelektrode für galvanische Elemente | |
| DE2808433C3 (de) | Wiederaufladbare, gegen die umgebende Atmosphäre verschlossene elektrochemische Zelle und Verfahren zu deren Herstellung | |
| DE102013211764A1 (de) | Ladevorrichtung | |
| DE1671775C3 (de) | Gasdichter Akkumulator | |
| DE102017215295A1 (de) | Vorrichtung zum Elektropolieren eines zumindest eine Lithium-Ionen-Zelle aufweisenden Energiespeichers, Ladegerät, Verfahren zum Betreiben des Ladegeräts | |
| DE102015215430A1 (de) | Luftfahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines Luftfahrzeuges | |
| DE102009054078A1 (de) | Batterieproduktionseinrichtung | |
| DE69922044T2 (de) | Hochspannungsstromversorgungseinrichtung unter verwendung dünner metallfilmbatterien | |
| DE2546972A1 (de) | Bleiakkumulator | |
| DE1496344B2 (de) | Akkumulatorenzelle, die neben positiven und negativen Hauptelektroden eine Steuerelektrode enthält | |
| DE2614773C2 (de) | Elektrischer Akkumulator mit positiven Nickeloxidelektroden und negativen Eisenelektroden und Verfahren zur Herstellung einer Eisenelektrode | |
| DE1175303B (de) | Alkalischer Akkumulator, bei dem unter Sauerstoffverzehr die Entwicklung von Wasserstoff verhindert ist | |
| DE2008007A1 (de) | Verbesserungen an elektrochemischen Gleiehstromtransformatoren | |
| DE1696563A1 (de) | Alkalische Akkumulatorenzelle | |
| DE4128719C1 (de) | ||
| DE102010048983A1 (de) | Akkumulatoreinheit mit einem galvanischen Element zur Bereitstellung einer elektrischen Spannung | |
| DE2750596A1 (de) | Akkumulatorzelle | |
| DE102022127871A1 (de) | Brennstoffzellensystem mit DC-DC-Wandler und Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems | |
| DE102008020004A1 (de) | Verfahren zur Stromentnahme aus elektrochemischen Zellen mittels Frequenzimpulsen und seine Anwendung in einer Stromquelle | |
| DE1160909B (de) | Alkalischer Akkumulator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |