RU2305349C2 - Operating process of nickel-hydrogen storage battery incorporated in geostationary artificial earth satellite - Google Patents
Operating process of nickel-hydrogen storage battery incorporated in geostationary artificial earth satellite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2305349C2 RU2305349C2 RU2005132149/09A RU2005132149A RU2305349C2 RU 2305349 C2 RU2305349 C2 RU 2305349C2 RU 2005132149/09 A RU2005132149/09 A RU 2005132149/09A RU 2005132149 A RU2005132149 A RU 2005132149A RU 2305349 C2 RU2305349 C2 RU 2305349C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- battery
- charge
- discharge
- steady
- self
- 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
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей преимущественно в автономных системах электропитания геостационарных искусственных спутников Земли (ИСЗ).The present invention relates to the electrical industry and can be used in the operation of nickel-hydrogen storage batteries mainly in stand-alone power supply systems for geostationary artificial Earth satellites (AES).
При эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей в составе геостационарных ИСЗ основная работа приходится на период теневых орбит (2 раза в год по 45 суток, максимальная длительность «тени» - 70 минут). В остальное время аккумуляторная батарея, в основном, работает в режиме хранения с периодическими дозарядами, для компенсации саморазряда на солнечных орбитах.When using nickel-hydrogen storage batteries as part of a geostationary satellite, the main work falls on the period of shadow orbits (2 times a year for 45 days, the maximum duration of the “shadow” is 70 minutes). The rest of the time, the battery mainly works in storage mode with periodic charges, to compensate for self-discharge in solar orbits.
Отличительной особенностью эксплуатации таких батарей является сочетание интенсивных заряд-разрядных циклов в течение 45 суток (период теневых орбит) с последующим длительным, 4,5 месяца, хранением в заряженном состоянии на солнечных орбитах.A distinctive feature of the operation of such batteries is the combination of intense charge-discharge cycles for 45 days (the period of shadow orbits), followed by a long, 4.5 months, storage in a charged state in solar orbits.
Опыт эксплуатации геостационарных ИСЗ показал, что при использовании известных способов эксплуатации аккумуляторных батарей могут иметь место такие негативные моменты как: температурный градиент аккумуляторов, «тепловой разгон» и разбаланс аккумуляторов по емкости, которые существенно ограничивают энергетические возможности и ресурс никель-водородных аккумуляторных батарей, что снижает эффективность использования последних.The operating experience of geostationary satellites showed that when using known methods of operating batteries, negative moments such as the temperature gradient of the batteries, “thermal acceleration” and the imbalance of the batteries in capacity can occur, which significantly limit the energy capabilities and resource of nickel-hydrogen batteries, which reduces the effectiveness of the use of the latter.
Известен способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи (патент №2084055, Н01М 10/44) согласно которому заряд аккумуляторной батареи ограничивают исходя из плотности водорода, рассчитанного на основании измеренных давления и температуры аккумуляторов, который обеспечивает заряд аккумуляторной батареи до уровня (60-80)% номинальной емкости.A known method of operating a nickel-hydrogen storage battery (patent No. 2084055,
Известен способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи (авт. св. №1746443, Н01М 10/44, 12/06), в котором управление заряд-разрядными циклами проводят по двухуставочному датчику давления с разницей уставок давления ΔР и температуре, а разряд оканчивают по минимальному напряжению, при достижении на разряде аккумуляторов минимального значения напряжения, периодически повышают уставки датчика давления, причем нижнюю уставку повышают до уровня верхней, а верхнюю - на величину ΔР.A known method of operating a Nickel-hydrogen battery (ed. St. No. 1746443,
При практическом применении известных способов эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей были выявлены следующие особенности поведения аккумуляторов.In the practical application of the known methods of operating nickel-hydrogen storage batteries, the following features of the behavior of the batteries were revealed.
Так на одном из действующих геостационарных ИСЗ для управления зарядом никель-водородной аккумуляторной батареи с номинальной емкостью аккумуляторов 70 Ач были применены два аккумулятора с двухуставочными датчиками давления, верхняя уставка которых была настроена в интервале (60-80)% номинальной емкости, а нижняя на 4 Ач меньше. Для компенсации ресурсных изменений НВ АБ в составе батареи предусмотрено еще два аккумулятора с двухуставочными датчиками давления, верхняя уставка которых повышена на ΔР≈4 Ач, а нижняя поднята до уровня предшествующей верхней. Для контроля уровня давления водорода все четыре аккумулятора были снабжены аналоговыми датчиками давления (АДД).So, on one of the existing geostationary satellites, to control the charge of a nickel-hydrogen storage battery with a nominal capacity of 70 Ah, two batteries with two-set pressure sensors were used, the upper set point of which was set in the interval (60-80)% of the nominal capacity, and the lower one by 4 Ah less. To compensate for the resource changes of the AB battery, the battery contains two more batteries with two-set pressure sensors, the upper set point of which is increased by ΔР≈4 Ah, and the lower one is raised to the level of the previous upper one. To control the hydrogen pressure level, all four accumulators were equipped with analog pressure sensors (ADD).
В процессе эксплуатации аккумуляторной батареи в отдельных аккумуляторах наблюдалось постепенное снижение давления водорода. Учитывая, что давление водорода пропорционально степени заряженности никель-водородного аккумулятора, констатируем, что в батарее возник постепенно нарастающий разбаланс аккумуляторов. Более тщательный анализ напряжения аккумуляторов показал, что имеется некоторое количество аккумуляторов, имеющих тенденцию к снижению емкости. Под разбалансом емкости понимается разница в степени заряженности управляющих аккумуляторов и аккумуляторов без датчиков давления.During operation of the battery, a gradual decrease in hydrogen pressure was observed in individual batteries. Considering that the hydrogen pressure is proportional to the degree of charge of the nickel-hydrogen battery, we note that a gradually increasing imbalance of the batteries appeared in the battery. A more thorough analysis of the battery voltage showed that there is a certain number of batteries that tend to decrease in capacity. Under the imbalance of capacity refers to the difference in the degree of charge control batteries and batteries without pressure sensors.
После перехода на управление зарядом от двух других аккумуляторов с повышенными на ΔР уставками снижение емкости прекратилось при сохранении величины разбаланса.After switching to charge control from two other batteries with settings increased by ΔР, the decrease in capacity stopped while maintaining the unbalance value.
Однако при прохождении теневых участков орбиты в процессе заряд-разрядных циклов процесс нарастания разбаланса возобновился и с окончанием теневых участков величина разбаланса вновь стабилизировалась.However, during the passage of the shadow portions of the orbit during the charge-discharge cycles, the process of increasing imbalance resumed and with the end of the shadow portions, the imbalance stabilized again.
Появление в составе батареи ряда аккумуляторов с пониженной емкостью резко сокращает энергетические возможности и ресурс батареи и ИСЗ в целом.The appearance of a number of batteries with a reduced capacity in the battery dramatically reduces the energy capabilities and resource of the battery and the satellite as a whole.
Для повышения емкости аккумуляторов, имеющих разбаланс по емкости, было произведено очередное повышение уставок управления зарядом. Процесс разбалансирования аккумуляторов по емкости был полностью остановлен, однако на очередных теневых орбитах было зафиксировано несколько аккумуляторов, разрядное напряжение которых составило порядка 1-1,05 В, в то время как остальные имели напряжение примерно 1,25 В.To increase the capacity of batteries with an imbalance in capacity, another increase in the charge control settings was made. The process of unbalancing the batteries by capacity was completely stopped, however, several batteries were detected in the next shadow orbits, the discharge voltage of which was about 1-1.05 V, while the rest had a voltage of about 1.25 V.
Проведенные исследования показали, что причиной пониженного разрядного напряжения этих аккумуляторов явилось возникновение в них температурного радиального градиента. В результате этого из электролита, в центральной области активной массы, «уходит» вода (в более холодные граничные области) и, как следствие, повышается внутреннее сопротивление аккумулятора с соответствующим понижением разрядного напряжения.Studies have shown that the cause of the low discharge voltage of these batteries was the occurrence of a temperature radial gradient in them. As a result of this, water “leaves” the electrolyte in the central region of the active mass (to the colder boundary regions) and, as a result, the internal resistance of the battery increases with a corresponding decrease in the discharge voltage.
Кроме того, при повышении температуры аккумуляторов выше расчетной величины, для данной конструкции аккумуляторной батареи, может развиваться явление так называемого "теплового разгона", состоящее 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.In addition, when the temperature of the batteries rises above the calculated value, for this design of the battery, the phenomenon of the so-called “thermal acceleration” may develop, consisting in the fact that a further increase in temperature during recharging causes a more intense oxygen evolution from the positive electrode and increases the activity of the negative electrode , which, in turn, increases the rate of recombination of oxygen with hydrogen and intensifies heat release. As a result, the process develops with positive feedback.
Наиболее близким по технической сущности является способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в составе геостационарного искусственного спутника Земли (заявка №2005122357 от 14.07.05 г.), заключающийся в контроле установившегося тока саморазряда и степени заряженности аккумуляторной батареи по аналоговым датчикам давления, хранении в заряженном состоянии с проведением периодических дозарядов, для компенсации саморазряда, аккумуляторной батареи на солнечных орбитах и в проведении заряд-разрядных циклов на теневых орбитах, причем установившийся ток саморазряда аккумуляторной батареи поддерживают в интервале (0,003-0,006) ее номинальной емкости с прекращением дозаряда по среднеарифметическому показанию аналоговых датчиков давления, величина которого обеспечивает требуемый установившийся ток саморазряда в режиме проведения дозарядов и в интервале (0,01-0,012) номинальной емкости аккумуляторной батареи в режиме проведения заряд-разрядных циклов. Этот способ принят за прототип.The closest in technical essence is the method of operating a nickel-hydrogen storage battery as part of a geostationary artificial Earth satellite (application No. 2005122357 dated July 14, 05), which consists in monitoring the steady state self-discharge current and the state of charge of the battery using analog pressure sensors, stored in a charged the state with periodic recharges to compensate for self-discharge of the battery in solar orbits and in charge-discharge cycles in shadow orbits, moreover, the steady-state self-discharge current of the battery is maintained in the range (0.003-0.006) of its nominal capacity with the termination of the charge according to the arithmetic mean of the analog pressure sensors, the value of which provides the required steady-state self-discharge current in the mode of recharging and in the range (0.01-0.012) of the nominal capacity battery in charge-discharge cycles. This method is adopted as a prototype.
Недостатком способа (заявка №2005122357) является то, что он не учитывает температурные условия эксплуатации аккумуляторной батареи. В результате, при эксплуатации аккумуляторной батареи при температуре ниже (10-12)°С заряд, при проведении заряд-разрядных циклов на теневых орбитах, проводят до достижения установившегося тока саморазряда величины (0,01-0,012) номинальной емкости аккумуляторной батареи, в то время как уже при установившемся токе саморазряда величиной (0,003-0,006) номинальной емкости аккумуляторная батарея имеет емкость порядка (0,8-0,9)Сн и дальнейший ее заряд приведет к неоправданному повышению температуры.The disadvantage of this method (application No. 2005122357) is that it does not take into account the temperature operating conditions of the battery. As a result, when the battery is operated at a temperature below (10-12) ° С, the charge, when conducting charge-discharge cycles in shadow orbits, is carried out until the steady-state self-discharge current reaches the value (0.01-0.012) of the nominal battery capacity, while while, even with a steady-state self-discharge current of (0.003-0.006) nominal capacity, the battery has a capacity of the order of (0.8-0.9) Sn and its further charge will lead to an unjustified increase in temperature.
Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности использования и надежности эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи.The aim of the invention is to increase the efficiency and reliability of the Nickel-hydrogen battery.
Поставленная цель достигается тем, что дополнительно контролируют температуру посадочного места аккумуляторной батареи, а установившийся ток саморазряда аккумуляторной батареи в интервале (0,003-0,006) от номинальной емкости поддерживают при температуре посадочного места аккумуляторной батареи ниже (10-12)°С, как в режиме дозарядов, так и при проведении заряд-разрядных циклов, а при температуре посадочного места батареи выше (12-14)°С, после прекращения заряда на теневых орбитах в режиме проведения заряд-разрядных циклов, по среднеарифметическому показанию аналоговых датчиков давления, величина которого обеспечивает установившийся ток саморазряда в интервале (0,01-0,012) номинальной емкости аккумуляторной батареи, проводят дополнительно импульсный заряд, параметры которого (период и скважность зарядного тока) выбирают из условия обеспечения среднего зарядного тока по величине больше установившегося тока саморазряда аккумуляторов в 2-3 раза.This goal is achieved by the fact that they additionally control the temperature of the battery’s seat, and the steady-state self-discharge current of the battery in the range (0.003-0.006) of the nominal capacity is maintained at a battery seat temperature below (10-12) ° C, as in the recharge mode , and when carrying out charge-discharge cycles, and at a battery seat temperature above (12-14) ° C, after the charge ceases in shadow orbits in the mode of conducting charge-discharge cycles, according to the arithmetic mean An analogue pressure sensor, the value of which provides a steady-state self-discharge current in the range (0.01-0.012) of the nominal capacity of the battery, carries out an additional pulse charge, the parameters of which (period and duty cycle of the charging current) are selected from the condition of providing an average charging current of a value greater than steady-state self-discharge current of batteries 2-3 times.
Суть предлагаемого способа поясняется чертежами, где на фиг.1 представлены графики зависимости токов саморазряда аккумуляторов от степени их заряженности, а на фиг.2 - функциональная схема автономной системы электропитания, поясняющая работу по предлагаемому способу.The essence of the proposed method is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows graphs of the dependence of the self-discharge currents of the batteries on the degree of their charge, and Fig. 2 is a functional diagram of an autonomous power supply system explaining the operation of the proposed method.
На чертеже, фиг.1, представлены усредненные графики зависимости токов саморазряда аккумуляторов НВ-70 (разработка ОАО "Сатурн", г.Краснодар) от степени их заряженности относительно номиналов емкости (Сн), которые выбраны в качестве управляющих зарядом никель-водородной аккумуляторнойIn the drawing, FIG. 1, the averaged graphs of the dependence of the self-discharge currents of the NV-70 batteries (developed by Saturn OJSC, Krasnodar) on the degree of their charge relative to the capacitance ratings (SN), which are selected as the charge control nickel-hydrogen battery
При этом график 1 соответствует аккумуляторам аккумуляторной батареи с температурой посадочного места ниже (10-12)°С, а график 2 соответствует аккумуляторам аккумуляторной батареи с температурой посадочного места выше (12-14)°С. График 3 условно показывает момент начала проведения импульсного заряда.In this case,
С точки зрения длительного хранения в заряженном состоянии необходимо обеспечивать минимальное тепловыделение аккумуляторов, что исключает возможность теплового разгона и возникновения температурного градиента. Этому условию удовлетворяет эксплуатация аккумуляторов на пологой ветви графика тока саморазряда и нахождение установившегося тока саморазряда в интервале (0,003÷0,006) Сн. При этом рабочая емкость батареи может быть меньше требуемой для прохождения теневого участка Земли.From the point of view of long-term storage in a charged state, it is necessary to ensure minimal heat dissipation of the batteries, which eliminates the possibility of thermal acceleration and the emergence of a temperature gradient. This condition is satisfied by the operation of the batteries on a gentle branch of the self-discharge current graph and by finding the steady-state self-discharge current in the interval (0.003 ÷ 0.006) Sn. In this case, the working capacity of the battery may be less than that required for the passage of the shadowed portion of the Earth.
При переходе к заряд-разрядным циклам на теневых участках орбиты для повышения рабочей емкости, достаточной для прохождения теневых участков Земли, среднеарифметические значения уставок поднимают до уровня, при которых установившийся ток саморазряда батареи находится в интервале (0,01÷0,012) Сн, что соответствует эксплуатации аккумуляторов на вертикальном участке графика зависимости тока саморазряда от степени заряженности, а сама степень заряженности соответствует величине (0,8 -0,9) Сн.When switching to charge-discharge cycles in the shadow areas of the orbit to increase the working capacity sufficient to pass the shadow areas of the Earth, the arithmetic mean values of the settings are raised to the level at which the steady-state self-discharge current of the battery is in the range (0.01 ÷ 0.012) Sn, which corresponds to battery operation in the vertical section of the graph of the dependence of the self-discharge current on the degree of charge, and the degree of charge corresponds to the value of (0.8 -0.9) Sn.
При этом после достижения установившегося тока саморазряда батареи (0,01÷0,012) Сн, включают режим импульсного заряда, параметры которого (период и скважность зарядного тока) выбирают из условия обеспечения среднего зарядного тока по величине больше установившегося тока саморазряда аккумуляторов в 2-3 раза.In this case, after reaching the steady state self-discharge current of the battery (0.01 ÷ 0.012) Cn, the pulse charge mode is switched on, the parameters of which (period and duty cycle of the charging current) are selected from the condition of ensuring the average charging current by a value 2-3 times greater than the steady-state self-discharge current of the batteries .
Для примера, токи саморазряда аккумуляторов НВ-70 в этом режиме работы составляют (0,7-0,84) А. Следовательно, средний зарядный ток импульсного заряда необходимо выбрать в диапазоне (1,4-2,52) А.For example, the self-discharge currents of the NV-70 batteries in this operating mode are (0.7-0.84) A. Therefore, the average charging current of the pulse charge must be selected in the range (1.4-2.52) A.
Экспериментально установлено, что такой режим дозаряда не приводит к дальнейшему разогреву аккумуляторов и способствует сообщению аккумуляторной батарее дополнительной емкости для достижения степени заряженности близкой к 0,9 Сн (и более).It was experimentally established that such a mode of recharging does not lead to further heating of the batteries and promotes the message of the battery to an additional capacity to achieve a charge level close to 0.9 Sn (or more).
При температуре посадочного места аккумуляторной батареи ниже (10-12)°С переход на установившийся ток саморазряда в интервале (0,01÷0,012) Сн не требуется, так как при этой температуре емкость аккумуляторной батареи входит в диапазон (0,8-0,9) Сн при токах саморазряда в интервале (0,003÷0,006) Сн.At a battery seat temperature below (10-12) ° С, a transition to a steady-state self-discharge current in the interval (0.01 ÷ 0.012) Cn is not required, since at this temperature the battery capacity falls into the range (0.8-0, 9) Sn at self-discharge currents in the interval (0.003 ÷ 0.006) Sn.
Отличительным признаком такого управления является то, что закон управления зарядом носит не дискретный, а непрерывный (аналоговый) характер, что позволяет учитывать любые нюансы поведения аккумуляторов, что невозможно при дискретном характере изменения уставок. При этом, несмотря на более высокое тепловыделение, риск теплового разгона и возникновения температурного градиента исключаются за счет того, что сам заряд-разрядный цикл никель-водородных батарей есть чередование экзотермических реакций с выделением тепла на разряде и эндотермических - с поглощением тепла в первой фазе заряда до достижения напряжения, соответствующего термонейтральному. Таким образом, в режиме заряд-разрядных циклов обеспечиваются условия для более высокого заряда без возникновения температурного градиента.A distinctive feature of such control is that the charge control law is not discrete, but continuous (analog) in nature, which allows you to take into account any nuances of battery behavior, which is impossible with the discrete nature of the settings. At the same time, despite higher heat generation, the risk of thermal acceleration and the appearance of a temperature gradient are eliminated due to the fact that the charge-discharge cycle of nickel-hydrogen batteries is an alternation of exothermic reactions with heat generation at the discharge and endothermic ones with heat absorption in the first phase of the charge to achieve a voltage corresponding to thermoneutral. Thus, in the regime of charge-discharge cycles, conditions are provided for a higher charge without the occurrence of a temperature gradient.
На чертеже, фиг.2, приведена функциональная схема автономной системы электропитания, поясняющая работу по предлагаемому способу.In the drawing, figure 2, shows a functional diagram of an autonomous power supply system, explaining the work of the proposed method.
Устройство содержит солнечную батарею 1, подключенную к нагрузке 2 через преобразователь напряжения 3, аккумуляторную батарею 4, подключенную через зарядный преобразователь 5 к солнечной батарее 1, а через разрядный преобразователь 6 к входу выходного фильтра преобразователя напряжения 3.The device contains a
При этом нагрузка 2 в своем составе содержит бортовую ЭВМ, систему телеметрии и командно-измерительную радиолинию.At the same time,
Параллельно аккумуляторной батарее 4 подключено устройство контроля аккумуляторов 7 (в частности, давления аккумуляторов, которое определяет их текущую емкость и температуры посадочного места аккумуляторной батареи) аккумуляторной батареи, связанное входом с аккумуляторной батареей 4, а выходом - с нагрузкой 2 (с бортовой ЭВМ).In parallel with the battery 4, a battery monitoring device 7 (in particular, the pressure of the batteries, which determines their current capacity and the temperature of the battery’s seat) is connected to the battery, connected to the input with the battery 4, and the output to the load 2 (with the on-board computer).
В цепи заряда-разряда аккумуляторной батареи установлен измерительный шунт 8.A measuring shunt 8 is installed in the charge-discharge circuit of the battery.
Зарядный преобразователь 5 состоит из регулирующего ключа 9, управляемого схемой управления 10, вольтодобавочного узла, выполненного на трансформаторе Тр, транзисторах Т1 и Т2 и выпрямителя на диодах D1 и D2.The
Разрядный преобразователь 6 состоит из регулирующего ключа 11, управляемого схемой управления 12.Bit Converter 6 consists of a control key 11, controlled by a
Преобразователь напряжения 3 состоит из регулирующего ключа 13, управляемого схемой управления 14, входного фильтра С1 и выходного фильтра на диоде D, дросселе L и конденсаторе С.The
Схемы управления преобразователями 10, 12, 14 выполнены в виде широтно-импульсных модуляторов, входом подключенных к шинам стабилизируемого напряжения. Схема управления 10 зарядного преобразователя 5 дополнительно связана с измерительным шунтом 8 и нагрузкой 2.The control circuits of the
Устройство работает следующим образом. В процессе эксплуатации аккумуляторная батарея 4 работает в основном (98% ресурса) в режиме хранения и периодических дозарядов от солнечной батареи 1 через зарядный преобразователь 5. Такой режим работы позволяет содержать ее в постоянной готовности на случай аварийных ситуаций (потеря ориентации ИСЗ на Солнце).The device operates as follows. During operation, the battery 4 operates mainly (98% of the resource) in the storage mode and periodic recharges from the
Питание нагрузки 2 осуществляется от солнечной батареи 1 через преобразователь напряжения 3.The
При прохождении теневых участков орбиты либо при нарушении ориентации нагрузка 2 питается от аккумуляторной батареи 4 через разрядный преобразователь 6.When passing shadow portions of the orbit or in violation of the orientation, the
Устройство контроля аккумуляторов 7 контролирует давление в аккумуляторах и передает информацию об их состоянии в нагрузку (бортовую ЭВМ).The battery monitoring device 7 monitors the pressure in the batteries and transmits information about their condition to the load (on-board computer).
В бортовую ЭВМ «закладывается» программа по обработке аналоговых датчиков давления и температуры и управления зарядом:A program for processing analog pressure and temperature sensors and charge control is “laid in” the on-board computer:
1. Обрабатываются данные аналоговых датчиков давления в «m» аккумуляторах с вычислением среднеарифметического значения давления (или степени заряженности).1. The data of analog pressure sensors in “m” accumulators are processed with calculation of the arithmetic mean value of pressure (or degree of charge).
2. Среднеарифметическое значение давления «m» аккумуляторов (или степени заряженности) сравнивается со значениями верхней и нижней уставок давления, заложенными в логику управления зарядом. При превышении верхней уставки зарядный преобразователь выключают, при уменьшении ниже нижней уставки - снова включают.2. The arithmetic mean pressure “m” of the batteries (or degree of charge) is compared with the values of the upper and lower pressure settings embedded in the charge control logic. If the upper set point is exceeded, the charging converter is turned off; if it decreases below the lower set point, it is turned on again.
3. Рассчитывается установившееся значение тока саморазряда батареи по формуле: Jc=ΔPi/Δt, где3. The steady-state value of the self-discharge current of the battery is calculated by the formula: Jc = ΔP i / Δt, where
ΔРi - разница между уставками в Ач;ΔP i is the difference between the settings in Ah;
Δt - время саморазряда в часах.Δt is the self-discharge time in hours.
4. Обрабатываются данные аналоговых датчиков теипературы посадочного места аккумуляторной батареи.4. The data of the analog temperature sensors of the battery seat are processed.
5. При хранении аккумуляторной батареи с периодическими дозарядами уставки (верхняя и нижняя) устанавливаются таким образом, чтобы установившееся значение тока саморазряда, аккумуляторов с аналоговыми датчиками давления, находилось в интервале (0,003-0,006) номинальной емкости аккумуляторной батареи, а при проведении заряд-разрядных циклов уставки корректируют до уровня, обеспечивающего нахождение величины установившегося тока саморазряда в интервале (0,01-0,012) номинальной емкости аккумуляторной батареи, при условии, что температура посадочного места аккумуляторной батареи выше (12-14)°С.5. When storing a battery with periodic additional charges, the settings (upper and lower) are set so that the steady-state value of the self-discharge current of batteries with analog pressure sensors is in the range (0.003-0.006) of the nominal capacity of the battery, and when carrying out charge-discharge setting cycles are adjusted to a level that ensures that the value of the steady-state self-discharge current is in the range (0.01-0.012) of the nominal capacity of the battery, provided that the landing temperature battery space above (12-14) ° C.
6. После отключения заряда аккумуляторной батареи, при температуре посадочного места аккумуляторной батареи выше (12-14)°С, включают режим импульсного заряда, обеспечивающий компенсацию текущего саморазряда и эффективное (без разогрева) сообщение дополнительной емкости.6. After the battery charge is turned off, at a battery seat temperature above (12-14) ° C, the pulse charge mode is activated, which compensates for the current self-discharge and provides an effective (without heating) message of additional capacity.
Таким образом, предлагаемый способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи позволяют поддерживать последнюю на высоком уровне заряженности (до 0,9 Сн и выше) при прохождении теневых орбит и обеспечивать хранение в заряженном состоянии на солнечных орбитах без ухудшения эксплуатационных характеристик и, следовательно, повышает эффективность использования и надежность эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи, а также надежность автономной системы электропитания и ИСЗ в целом.Thus, the proposed method of operating a nickel-hydrogen storage battery allows the latter to be maintained at a high level of charge (up to 0.9 Sn and higher) during the passage of shadow orbits and to provide storage in a charged state in solar orbits without compromising performance and, therefore, increasing efficiency the use and reliability of operation of a nickel-hydrogen storage battery, as well as the reliability of an autonomous power supply system and a satellite as a whole.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005132149/09A RU2305349C2 (en) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | Operating process of nickel-hydrogen storage battery incorporated in geostationary artificial earth satellite |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005132149/09A RU2305349C2 (en) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | Operating process of nickel-hydrogen storage battery incorporated in geostationary artificial earth satellite |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005132149A RU2005132149A (en) | 2007-04-27 |
RU2305349C2 true RU2305349C2 (en) | 2007-08-27 |
Family
ID=38106604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005132149/09A RU2305349C2 (en) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | Operating process of nickel-hydrogen storage battery incorporated in geostationary artificial earth satellite |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2305349C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660471C1 (en) * | 2017-10-05 | 2018-07-06 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Method of nickel-hydrogen battery operation in artificial earth satellite stand-by power supply system |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8552588B2 (en) * | 2009-11-05 | 2013-10-08 | Tai-Her Yang | Battery charging coaction and output system with current limit supply |
-
2005
- 2005-10-17 RU RU2005132149/09A patent/RU2305349C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2660471C1 (en) * | 2017-10-05 | 2018-07-06 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Method of nickel-hydrogen battery operation in artificial earth satellite stand-by power supply system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005132149A (en) | 2007-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3148037B1 (en) | Energy storage system | |
US7982434B2 (en) | Apparatus and method for controlling a power supply | |
US6674263B2 (en) | Control system for a renewable energy system | |
US8866465B2 (en) | Nanosatellite photovoltaic regulator | |
US7230352B2 (en) | Compact power supply | |
US6194793B1 (en) | Apparatus and method for charging an energy storage source | |
JP5184202B2 (en) | Method for charging storage elements of an autonomous system | |
JP3529660B2 (en) | Independent photovoltaic power generation system and power generation method | |
JP2002171674A (en) | Solar power generator system with power storage | |
RU2289178C2 (en) | Method for servicing nickel-hydrogen storage battery of artificial earth satellite | |
US6541940B1 (en) | Load follower using batteries exhibiting memory | |
RU2334337C1 (en) | Method of feeding of load by direct current in autonomous electric power supply system of man-made sattelite | |
JP3609963B2 (en) | Independent solar power generation method | |
RU2305349C2 (en) | Operating process of nickel-hydrogen storage battery incorporated in geostationary artificial earth satellite | |
RU2535301C2 (en) | Method to control autonomous system of spacecraft power supply | |
RU2510105C2 (en) | Method to charge set of accumulator batteries within autonomous system of spacecraft power supply | |
RU2314602C1 (en) | Method for servicing nickel-hydrogen storage battery | |
RU2401487C1 (en) | Operation of nickel-hydrogen storage battery on artificial earth satellite | |
RU2294580C1 (en) | Method for exploiting nickel-hydrogen accumulator battery in autonomous electric power system of geostationary earth satellite and accumulator battery for realization of said method | |
JPS6290984A (en) | Solar photovoltaic generation control system | |
RU2320055C1 (en) | Method for servicing nickel-hydrogen storage battery incorporated in artificial earth satellite | |
RU2331954C1 (en) | Method of nickel-hydrogen battery operation in artificial earth satellite stand-by power supply system | |
CN113422378A (en) | Comprehensive energy system of energy hub | |
RU2554105C2 (en) | Method to operate nickel-hydrogen accumulator batteries in power supply system of space vehicle operated in low earth orbit | |
RU2313169C2 (en) | Off-line power supply system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131018 |