RU2331955C1

RU2331955C1 - Method of leak-tight nickel and hydrogen battery operation in artificial earth satellite stand-by power supply system

Info

Publication number: RU2331955C1
Application number: RU2007111228/09A
Authority: RU
Inventors: Виктор Владимирович Коротких (RU); Виктор Владимирович Коротких
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2008-08-20

Abstract

FIELD: electricity; physics.

SUBSTANCE: method of nickel-hydrogen battery operation in artificial earth satellite stand-by power supply system includes charge-discharge cycles, control of charge level by pressure and hydrogen density, control of battery voltage and temperature, disconnection when minimum controllable charge level is achieved, communication of preset value to additional capacity with limitation by maximum battery temperature, correction of additional capacity value communicated from low controllable charge level during battery operation based on battery temperature achieved at the end of charging. Value of low controllable charge level of batteries is periodically corrected upward to 0.5 of the communicated additional capacity with equivalent reduction of the latter, low charge level being corrected if voltage is decreased at either of batteries during battery discharge until low controllable value.

EFFECT: improvement of functional reliability of nickel-hydrogen battery operation method.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации герметичных никель-водородных аккумуляторных батарей преимущественно в автономных системах электропитания ИСЗ.The present invention relates to the electrical industry and can be used in the operation of sealed nickel-hydrogen rechargeable batteries mainly in autonomous satellite power supply systems.

Известен способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи (см. "Металл-водородные электрохимические системы". Б.И.Центер, Н.Ю.Лызлов. Л.: Химия, Ленинградское отделение, 1989 г., стр.262).A known method of operating a Nickel-hydrogen battery (see. "Metal-hydrogen electrochemical systems". B.I. Center, N.Yu. Lyzlov. L .: Chemistry, Leningrad Branch, 1989, p. 262).

Способ эксплуатации заключается в следующем. При снижении за счет саморазряда или разряда давления в аккумуляторах батареи до установленного в алгоритме управления уровня по показаниям аналоговых датчиков давления подключают зарядное устройство к батарее. При повышении в процессе заряда давления в аккумуляторах батареи до установленного в алгоритме управления уровня по показаниям аналоговых датчиков давления отключают зарядное устройство от аккумуляторной батареи.The method of operation is as follows. When the pressure in the battery decreases due to self-discharge or discharge, the battery is connected to the battery according to the readings of the analog pressure sensors due to the level set in the control algorithm. If the pressure in the battery increases during the charge to the level set in the control algorithm according to the readings of the analog pressure sensors, the charger is disconnected from the battery.

Заряд отключается также при срабатывании контактов дискретного датчика давления, настроенного на предельно допустимое давление.The charge is also switched off when the contacts of the discrete pressure sensor are activated, which is set to the maximum allowable pressure.

Описанный способ позволяет эксплуатировать батарею не на предельных уровнях давления, гибко управлять уровнем заряженности батареи в зависимости от требуемой для питания нагрузки разрядной энергии, т.е. эксплуатировать батарею на минимально необходимом уровне заряженности.The described method allows the battery to be operated at extreme pressure levels, to flexibly control the battery charge level depending on the discharge energy required to power the load, i.e. operate the battery at the minimum required charge level.

Однако этот способ не позволяет эффективно осуществлять управление зарядом при изменениях температуры аккумуляторной батареи. Этот способ можно применять только при какой-то определенной температуре (узком диапазоне температур), так как давление водорода, как и любого газа, зависит от температуры. Кроме того, этот способ неизбежно ведет к разбалансу аккумуляторов в аккумуляторной батарее по емкости, что снижает эффективность использования аккумуляторной батареи.However, this method does not allow efficient charge control when the temperature of the battery changes. This method can be used only at a certain temperature (a narrow temperature range), since the pressure of hydrogen, like any gas, depends on temperature. In addition, this method inevitably leads to an imbalance of the batteries in the battery in capacity, which reduces the efficiency of use of the battery.

Известен способ эксплуатации герметичной никель-водородной батареи, включающий измерение давления водорода в батарее и проведение заряд-разрядных циклов при отклонении величины измеряемого параметра от заданного значения, отличающийся тем, что дополнительно измеряют температуру батареи и на основании полученных данных вычисляют плотность водорода, сравнивают полученное значение плотности с заданным, отключают заряд батареи при равенстве или превышении плотности заданной величины и включают заряд батареи при снижении плотности на 5-10% ниже заданного уровня (см. патент РФ 2084055, кл. Н01М 10/44, 1995 г.).A known method of operating a sealed nickel-hydrogen battery, including measuring the pressure of hydrogen in the battery and conducting charge-discharge cycles when the measured parameter deviates from the set value, characterized in that the battery temperature is additionally measured and the hydrogen density is calculated based on the obtained data, compares the obtained value density with a given, turn off the battery when the density is equal to or exceeds the specified value and turn on the battery when the density decreases 5-10% below the specified level (see RF patent 2084055, CL HM 10/44, 1995).

Недостатком известного способа является его низкая функциональная надежность при обеспечении эффективного использования (обеспечение максимальной разрядной емкости) аккумуляторной батареи.The disadvantage of this method is its low functional reliability while ensuring efficient use (ensuring maximum discharge capacity) of the battery.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является способ эксплуатации герметичной никель-водородной аккумуляторной батареи в автономной системе электропитания искусственного спутника Земли путем проведения заряд-разрядных циклов, с отключением заряда по заданному уровню измеряемых степени заряженности и температуре аккумуляторов и включением заряда батареи при снижении давления водорода в аккумуляторах до контролируемого нижнего уровня заряженности, при этом отключают заряд после сообщения, от контролируемого нижнего уровня заряженности аккумуляторов, емкости заранее заданной величины, с ограничением ее по предельно допустимой температуре аккумуляторов, причем величину емкости, сообщаемой от контролируемого нижнего уровня заряженности аккумуляторов, корректируют в процессе эксплуатации аккумуляторной батареи исходя из уровня достигаемой на конец заряда температуры аккумуляторов, принятый за прототип (см. патент РФ №2294581, кл. Н01М 10/44, 2007 г.).The closest to the invention in technical essence and the achieved results is a method of operating a sealed nickel-hydrogen storage battery in a stand-alone power supply system of an artificial Earth satellite by conducting charge-discharge cycles, with the charge turned off at a given level of measured degree of charge and battery temperature and the battery charge is turned on when reducing the pressure of hydrogen in the batteries to a controlled lower charge level, while the charge is turned off after reporting from a controlled lower level of battery charge, a predetermined capacity, limiting it to the maximum permissible temperature of the batteries, and the capacity reported from the controlled lower battery charge is adjusted during operation of the battery based on the level reached at the end of the battery temperature adopted for the prototype (see RF patent No. 2294581, CL HM 10/44, 2007).

Недостатком известного способа является его низкая функциональная надежность при обеспечении длительной (10 лет и более) эксплуатации аккумуляторной батареи.The disadvantage of this method is its low functional reliability while ensuring long-term (10 years or more) battery operation.

Это обусловлено тем, что известный способ не учитывает ресурсные изменения характеристик аккумуляторов в процессе длительной эксплуатации, таких как накопление балластного водорода в результате коррозии активной массы ("Металл-водородные электрохимические системы". Б.И.Центер, Н.Ю.Лызлов. Л.: Химия, Ленинградское отделение, 1989 г., стр.268).This is due to the fact that the known method does not take into account the resource changes in the characteristics of the batteries during long-term operation, such as the accumulation of ballast hydrogen as a result of corrosion of the active mass ("Metal-hydrogen electrochemical systems". B.I. Tsenter, N.Yu. Lyzlov. L .: Chemistry, Leningrad Branch, 1989, p. 268).

Целью предлагаемого изобретения является повышение функциональной надежности способа эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи.The aim of the invention is to increase the functional reliability of the method of operation of a Nickel-hydrogen battery.

Поставленная цель достигается тем, что величину контролируемого нижнего уровня заряженности аккумуляторов периодически корректируют в сторону увеличения в пределах до 0,5 сообщаемой дополнительной емкости с равнозначным уменьшением последней, причем корректировку нижнего уровня заряженности проводят в случае снижения напряжения на каком-либо аккумуляторе в процессе разряда аккумуляторной батареи до нижнего контрольного значения.This goal is achieved in that the value of the controlled lower charge level of the batteries is periodically adjusted upward to within 0.5 of the reported additional capacity with an equivalent decrease in the latter, and the lower charge level is adjusted if the voltage on any battery decreases during the discharge of the battery batteries to the lower control value.

Действительно, при эксплуатации аккумуляторной батареи в составе ИСЗ более важным параметром является нижний уровень давления (плотности водорода) в аккумуляторах, иначе говоря, уровень заряженности аккумуляторов (в сравнении с верхним уровнем), определяющий энергетические возможности автономной системы электропитания, который берется в расчет организацией, эксплуатирующей ИСЗ, для обеспечения гарантированной связи потребителей.Indeed, when operating a battery in a satellite, the lower pressure (hydrogen density) in the batteries is a more important parameter, in other words, the level of charge of the batteries (compared to the upper level), which determines the energy capabilities of an autonomous power supply system, which is taken into account by the organization, operating satellite, to ensure guaranteed communication of consumers.

Поэтому важнейшей задачей является сохранение именно нижнего уровня заряженности всех аккумуляторов, а это достигается зарядом аккумуляторной батареи до верхнего уровня заряженности, при котором «лучшие» (имеющие меньший саморазряд) аккумуляторы подвергаются перезаряду, но при этом «худшие» (имеющие больший саморазряд) аккумуляторы достигают верхнего уровня их заряженности, что положительно сказывается на емкостных характеристиках аккумуляторной батареи в целом.Therefore, the most important task is to preserve exactly the lower charge level of all batteries, and this is achieved by charging the battery to the upper charge level, in which the “best” (having less self-discharge) batteries are recharged, but the “worst” (having more self-discharge) batteries reach the upper level of their charge, which positively affects the capacitive characteristics of the battery as a whole.

Следует отметить, что выбор контрольной точки давления или плотности водорода, соответствующих верхнему уровню заряженности, является очень непростой задачей. Ошибка в расчете может привести к тому, что установленный уровень не будет достигнут из-за так называемого явления «теплового разгона».It should be noted that the choice of a control point of pressure or hydrogen density corresponding to the upper level of charge is a very difficult task. An error in the calculation can lead to the fact that the set level will not be achieved due to the so-called phenomenon of "thermal acceleration".

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 заданного уровня давления или плотности водорода в аккумуляторах можно не достигнуть, что приведет к выводу аккумуляторной батареи из строя. Это снижает эффективность и надежность эксплуатации аккумуляторной батареи.When the temperature of the batteries exceeds 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 release of oxygen from the positive electrode and increases the activity of the negative electrode, which increases in turn, the rate of oxygen and hydrogen recombination intensifies the heat release. As a result, the process develops with positive feedback. In this case, the specified level of pressure or hydrogen density in the batteries can not be reached, which will lead to the failure of the battery. This reduces the efficiency and reliability of the battery.

При этом контролируемый нижний уровень заряженности заранее известен и надежен.At the same time, the controlled lower level of charge is known and reliable in advance.

Известны также емкостные характеристики аккумуляторной батареи.The capacitive characteristics of a battery are also known.

Поэтому заряд выше контролируемого нижнего уровня на величину заранее заданной емкости с ограничением ее по предельно допустимой температуре аккумуляторов эффективен и функционально высоконадежен, так как не может привести к критичному перезаряду аккумуляторной батареи (тепловому разгону).Therefore, the charge is higher than the controlled lower level by the value of a predetermined capacity with its limitation by the maximum permissible temperature of the batteries, it is efficient and functionally highly reliable, since it cannot lead to critical overcharging of the battery (thermal acceleration).

Величину заранее заданной емкости в процессе эксплуатации аккумуляторной батареи корректируют исходя из уровня достигаемой на конец заряда температуры аккумуляторов.The value of a predetermined capacity during operation of the battery is adjusted based on the level reached at the end of the charge temperature of the batteries.

В то же время нельзя относиться и к нижнему уровню заряженности как к догме, так как уровень заряженности, определяемый по давлению (или плотности) водорода, деградирует в процессе длительной эксплуатации аккумуляторной батареи по отношению к ее истинной емкости вследствие коррозии активной массы ("Металл-водородные электрохимические системы". Б.И.Центер, Н.Ю.Лызлов. Л.: Химия, Ленинградское отделение, 1989 г., стр.262).At the same time, it is impossible to treat the lower level of charge as a dogma, since the level of charge, determined by the pressure (or density) of hydrogen, degrades during the long-term operation of the battery in relation to its true capacity due to corrosion of the active mass ("Metal- hydrogen electrochemical systems ". B.I. Tsenter, N.Yu. Lyzlov. L .: Chemistry, Leningrad Branch, 1989, p. 262).

Проводя мониторинг аккумуляторной батареи в процессе длительной эксплуатации ИСЗ будут фиксироваться факты снижения напряжения отдельных аккумуляторов до нижнего контрольного значения 0,8-0,9 В ("Металл-водородные электрохимические системы". Б.И.Центер, Н.Ю.Лызлов. Л.: Химия, Ленинградское отделение, 1989 г., стр.255), особенно в случаях, когда разряд аккумуляторной батареи начался после длительного перерыва от момента последнего окончания заряда. Наихудший случай - когда время включения очередного заряда для компенсации саморазряда совпадает со входом ИСЗ на «теневой» участок орбиты.By monitoring the battery during the long-term operation of the satellite, the facts of reducing the voltage of individual batteries to the lower control value of 0.8-0.9 V ("Metal-hydrogen electrochemical systems". B.I. Tsenter, N.Yu. Lyzlov. L .: Chemistry, Leningrad Branch, 1989, p. 255), especially in cases where the discharge of the battery began after a long break from the moment of the last charge completion. The worst case is when the turn-on time of the next charge to compensate for self-discharge coincides with the satellite input to the “shadow” part of the orbit.

В таких случаях для исключения возможного срыва сеанса связи ИСЗ по причине недостаточной емкости аккумуляторной батареи необходимо изменить нижний уровень заряженности аккумуляторов в сторону увеличения для создания «запаса» емкости на «наихудший случай». Наиболее рационально и безопасно сделать это в пределах до 0,5 сообщаемой на текущий момент дополнительной емкости с равнозначным уменьшением последней. Увеличение нижнего уровня заряженности выше 0,5 дополнительной емкости приведет к необоснованно частым переключениям автоматики системы электропитания ИСЗ управляющей зарядом (в пределе - до «дребезга» в работе зарядного преобразователя), что нежелательно.In such cases, in order to exclude the possible disruption of the satellite communication session due to insufficient battery capacity, it is necessary to change the lower level of battery charge upwards to create a “reserve” capacity for the “worst case”. It is most rational and safe to do this up to 0.5 of the additional capacity currently reported with an equivalent decrease in the latter. An increase in the lower charge level above 0.5 of the additional capacity will lead to unreasonably frequent switching of the automation of the power supply system of the satellite controlling the charge (in the limit, to “rattle” in the operation of the charging converter), which is undesirable.

На чертеже приведена функциональная схема автономной системы электропитания, поясняющая работу по предлагаемому способу.The drawing 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 solar battery 1 connected to the load 2 through a voltage converter 3, a battery 4 connected via a charging converter 5 to the solar battery 1, and through a discharge converter 6 to the input of the output filter of the voltage converter 3.

При этом нагрузка 2 в своем составе содержит бортовую ЭВМ, систему телеметрии и командно-измерительную радиолинию.At the same time, load 2 in its composition contains an on-board computer, a telemetry system and a command-measuring radio line.

Параллельно аккумуляторной батарее 4 подключено устройство контроля аккумуляторов 7 (в частности, напряжения, давления и температуры аккумуляторов) 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, voltage, pressure and temperature of the batteries) of the battery is connected, connected to the input with the battery 4, and the output with a load of 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 charging converter 5 consists of a control key 9 controlled by a control circuit 10, a boost booster made on a transformer Tr, transistors T1 and T2 and a rectifier on diodes D1 and D2.

Разрядный преобразователь 6 состоит из регулирующего ключа 11, управляемого схемой управления 12.Bit Converter 6 consists of a control key 11, controlled by a control circuit 12.

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 voltage converter 3 consists of a control key 13, controlled by a control circuit 14, an input filter C1 and an output filter on a diode D, inductor L and capacitor C.

Схемы управления: 10-зарядного преобразователя 5, 12 - разрядного преобразователя 6, 14 - преобразователя напряжения 3, 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.Control schemes: 10-charge converter 5, 12-bit converter 6, 14 - voltage converter 3, are made in the form of pulse-width modulators, connected to stabilized voltage buses by an input. The control circuit 10 of the charging Converter 5 is additionally associated with the measuring shunt 8 and the load 2.

Устройство работает следующим образом. В процессе эксплуатации аккумуляторная батарея 4 работает в основном (на геостационарных ИС3-98% 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) или на прохождение штатных теневых участков орбиты.The device operates as follows. During operation, the rechargeable battery 4 works mainly (on geostationary IS3-98% of the resource) in the storage mode and periodic recharges from the solar battery 1 through the charging converter 5. This operating mode allows you to keep it in constant readiness in case of emergencies (loss of orientation of the satellite on the Sun) or on the passage of regular shadow areas of the orbit.

Питание нагрузки 2 осуществляется при этом от солнечной батареи 1 через преобразователь напряжения 3.Power supply load 2 is provided from the solar battery 1 through the voltage Converter 3.

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 load 2 is powered by the battery 4 through the discharge converter 6.

Устройство контроля аккумуляторов 7 контролирует напряжение, давление и температуру аккумуляторов и передает информацию об их состоянии в нагрузку 2, в которой реализуют программу, состоящую из следующих операций:The battery monitoring device 7 monitors the voltage, pressure and temperature of the batteries and transmits information about their condition to load 2, in which a program consisting of the following operations is implemented:

1. Обрабатываются данные по текущему значению давления, напряжения и температуры аккумуляторов, при необходимости рассчитывается текущая плотность водорода в аккумуляторах.1. Data on the current value of pressure, voltage and temperature of the batteries are processed, if necessary, the current density of hydrogen in the batteries is calculated.

2. При достижении контролируемого нижнего уровня заряженности аккумуляторов, запускается контроль сообщаемой зарядной емкости заранее заданной величины. После сообщения аккумуляторной батарее дополнительной емкости заранее заданной величины либо достижения предельно допустимой температуры аккумуляторов формируется команда на выключение зарядного преобразователя.2. When a controlled lower charge level of the batteries is reached, monitoring of the reported charging capacity of a predetermined value is started. After the storage battery informs the additional capacity of a predetermined value or the maximum permissible temperature of the batteries is reached, a command is formed to turn off the charging converter.

3. При снижении уровня заряженности аккумуляторов до нижнего контролируемого уровня формируется команда на включение зарядного преобразователя и начинается очередной отсчет сообщаемой аккумуляторной батарее емкости с последующим отключением зарядного преобразователя и так далее.3. When the charge level of the batteries decreases to the lower controlled level, a command is formed to turn on the charging converter and the next countdown of the capacity reported by the battery begins, followed by a shutdown of the charging converter and so on.

4. Если снижение уровня заряженности аккумуляторов до нижнего контролируемого уровня произошло в режиме разряда аккумуляторной батареи (например, на «теневом» участке орбиты ИСЗ), то отсчет сообщаемой емкости начинается после появления зарядного тока (выход ИСЗ на освещенный участок орбиты) и достижения уровня заряженности аккумуляторов нижнего контролируемого значения.4. If the decrease in the battery charge level to the lower controlled level occurred in the discharge mode of the battery (for example, in the “shadow” part of the satellite’s orbit), then the reported capacity starts counting after the appearance of the charging current (satellite’s exit to the illuminated part of the orbit) and the charge level is reached batteries of lower controlled value.

5. В процессе эксплуатации аккумуляторной батареи по результатам анализа телеметрических данных о величине достигаемой на конец заряда температуры аккумуляторов, периодически, по командам с Земли через командно-измерительную радиолинию, корректируют величину емкости, сообщаемой от контролируемого нижнего уровня заряженности аккумуляторов, а по результатам анализа телеметрических данных о величине напряжения аккумуляторов в конце разряда корректируют величину контролируемого нижнего уровня заряженности аккумуляторов в сторону увеличения в пределах до 0,5 сообщаемой на текущий период дополнительной емкости с равнозначным уменьшением величины сообщаемой дополнительной емкости.5. During operation of the battery, according to the results of the analysis of telemetric data on the temperature reached at the end of the charge of the batteries, periodically, by commands from the Earth through the command and measurement radio line, the value of the capacity reported from the controlled lower level of charge of the batteries is adjusted, and according to the results of the analysis of telemetric data on the value of the voltage of the batteries at the end of the discharge adjust the value of the controlled lower level of charge of the batteries in the direction of u lichenie within imparted to 0.5 for the current period with the additional capacitance imparted equivalent decrease in the additional tank.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет поддерживать высокую степень заряженности аккумуляторной батареи и при этом повышает функциональную надежность эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи и, следовательно, надежность автономной системы электропитания и ИСЗ в целом.Thus, the proposed method allows you to maintain a high degree of charge of the battery and at the same time increases the functional reliability of the Nickel-hydrogen battery and, therefore, the reliability of the autonomous power supply system and satellite as a whole.

Claims

A method of operating a sealed nickel-hydrogen storage battery in an autonomous power supply system of an artificial Earth satellite by conducting charge-discharge cycles, monitoring the charge level by pressure or hydrogen density in the batteries, monitoring the voltage and temperature of the batteries, disconnecting the charge after reaching a controlled lower charge level of the batteries and messages additional capacity of a predetermined value with its restriction on the maximum permissible temperature of the battery c, adjusting the value of the additional capacity reported from the controlled lower level of charge of the batteries during operation of the battery, based on the level reached at the end of the charge of the battery temperature, characterized in that the value of the controlled lower level of charge of the batteries is periodically adjusted upwards up to 0, 5 reported additional capacity with an equivalent decrease in the latter, and the lower charge level is adjusted in the case of reducing the voltage across any battery during battery discharge to the lower reference value.