RU2483400C2 - Method to operate nickel-hydrogen accumulator batteries of spacecraft power supply system (versions) - Google Patents
Method to operate nickel-hydrogen accumulator batteries of spacecraft power supply system (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2483400C2 RU2483400C2 RU2011125005/07A RU2011125005A RU2483400C2 RU 2483400 C2 RU2483400 C2 RU 2483400C2 RU 2011125005/07 A RU2011125005/07 A RU 2011125005/07A RU 2011125005 A RU2011125005 A RU 2011125005A RU 2483400 C2 RU2483400 C2 RU 2483400C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- battery
- batteries
- discharge
- charge
- power supply
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ) в автономных системах электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), функционирующих на низкой околоземной орбите.The present invention relates to the electrical industry and can be used in the operation of nickel-hydrogen storage batteries (AB) in autonomous power supply systems (BES) of spacecraft (SC), operating in low Earth orbit.
В процессе всего активного срока существования современных КА на низкой околоземной орбите производится 10000 и более зарядно-разрядных циклов АБ и подобный режим работы СЭП лучше всего обеспечивают никель-водородные аккумуляторные батареи (НВАБ).During the entire active life of modern spacecraft in low Earth orbit, 10,000 or more charge-discharge AB cycles are performed and a similar mode of operation of the solar cells is best provided by nickel-hydrogen storage batteries (NVAB).
Особенностью НВАБ является то, что все последовательно соединенные аккумуляторы заряжаются и разряжаются одним и тем же количеством электрического заряда (А·ч). В идеальном случае, если начальное состояние аккумуляторов одинаково, не должно быть никаких изменений в их относительных степенях заряженности.A feature of NVAB is that all series-connected batteries are charged and discharged with the same amount of electric charge (Ah). In the ideal case, if the initial state of the batteries is the same, there should be no change in their relative degrees of charge.
Однако вследствие разницы в скорости саморазряда, последовательно соединенные аккумуляторы приобретают различное состояние заряженности. Любое отклонение, вызванное дисперсией начальных характеристик саморазряда, градиентом температур внутри НВАБ и процессом старения, может увеличить разброс в степенях заряженности аккумуляторов, что приводит к деградации характеристик НВАБ, и более того, при отсутствии систем балансировки состояния заряда, может привести к снижению надежности работы НВАБ. Существует еще так называемый «эффект памяти», связанный с уменьшением емкости НВАБ при длительном цитировании на небольшую глубину - (10-20)%. Причиной уменьшения емкости НВАБ является кристаллизация некоторой части материала электродов аккумуляторов в силу отчуждения ее на длительное время от токообразующей химической реакции. Именно такая глубина цитирования выбирается при эксплуатации АБ на низких околоземных орбитах (B.C.Багоцкий, A.M.Скундин. Химические источники тока. М.: Энергоиздат, 1981). Поэтому для выравнивания аккумуляторов по емкости, устранения так называемого «эффекта памяти» и оценки состояния АБ необходимо периодически проводить восстановительные (формовочные) циклы, которые представляют собой практически полный разряд и заряд АБ.However, due to the difference in the rate of self-discharge, series-connected batteries acquire a different state of charge. Any deviation caused by the dispersion of the initial characteristics of the self-discharge, the temperature gradient inside the NVAB and the aging process can increase the spread in the degrees of charge of the batteries, which leads to the degradation of the characteristics of the NVAB, and moreover, in the absence of systems for balancing the state of charge, it can lead to a decrease in the reliability of the operation of the NVAB . There is also the so-called “memory effect” associated with a decrease in the capacity of NVAB with prolonged citation to a shallow depth of (10-20)%. The reason for the decrease in the capacity of NVAB is the crystallization of a certain part of the material of the electrodes of the batteries due to its alienation for a long time from the current-forming chemical reaction. It is such a citation depth that is chosen when operating AB in low Earth orbits (B.C. Bagotsky, A.M. Skundin. Chemical current sources. M: Energoizdat, 1981). Therefore, in order to equalize the batteries in terms of capacity, eliminate the so-called “memory effect” and evaluate the state of the battery, it is necessary to periodically conduct recovery (molding) cycles, which represent an almost complete discharge and charge of the battery.
Известен способ эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей по патенту RU №2084055, МПК Н01М 10/44, согласно которому заряд НВАБ ограничивают исходя из плотности водорода, рассчитанной на основании измеренных давления и температуры аккумуляторов. При этом обеспечивается заряд аккумуляторной батареи до уровня (60-80)% от номинальной емкости.There is a known method of operating nickel-hydrogen storage batteries according to patent RU No. 2084055, IPC Н01М 10/44, according to which the charge of the NAB is limited based on the density of hydrogen calculated on the basis of the measured pressure and temperature of the batteries. This ensures that the battery is charged to a level of (60-80)% of the nominal capacity.
Недостатком этого способа является низкая надежность эксплуатации системы электропитания, так как для АБ не предусмотрены формовочные циклы, а из-за разбаланса аккумуляторов по емкости реальная емкость АБ определяется аккумулятором с наименьшей емкостью, что в конечном итоге и снижает надежность эксплуатации АБ.The disadvantage of this method is the low reliability of the operation of the power supply system, since molding cycles are not provided for the battery, and due to the imbalance of the batteries in terms of capacity, the actual battery capacity is determined by the battery with the lowest capacity, which ultimately reduces the reliability of the battery.
Близким техническим решением является способ эксплуатации аккумуляторной батареи по патенту RU №2289178 (аналог), заключающийся в том, что проводят заряд-разрядные циклы, осуществляют контроль напряжения каждого аккумулятора и батареи в целом, определяют текущую разрядную и зарядную емкости, а также ток заряда; заряд АБ проводят постоянным током до величины (0,6-0,8) номинальной емкости. Перед началом теневых участков геостационарной орбиты выполняют восстановительный разряд-зарядный цикл АБ, при этом АБ разряжают на разрядное сопротивление в течение 40-50 часов, причем заряд прекращают после снижения напряжения АБ до заданной величины, затем АБ заряжают, подключая ее в штатную схему СЭП.A close technical solution is the method of operating the battery according to patent RU No. 2289178 (analogue), namely, that they conduct charge-discharge cycles, monitor the voltage of each battery and the battery as a whole, determine the current discharge and charging capacities, as well as the charge current; the battery charge is carried out by direct current to a value (0.6-0.8) of the nominal capacity. Before the start of the shadow sections of the geostationary orbit, a recovery discharge-charge cycle of the batteries is performed, while the batteries are discharged to discharge resistance for 40-50 hours, and the charge is stopped after the battery voltage drops to a predetermined value, then the batteries are charged by connecting it to the standard BOT circuit.
Недостатком этого способа является также низкая надежность эксплуатации СЭП в частности и недостаточная живучесть КА в целом. Это связано с тем, что процесс проведения восстановительного разряд-заряда (формовочного цикла) занимает длительное время, и на это время аккумуляторная батарея выводится из штатной эксплуатации. Для геостационарных орбит это приемлемо, т.к. теневые орбиты занимают 90 суток в году, все остальное время КА находится на освещенном участке орбиты, электропитание осуществляется от солнечных батарей и вывод из эксплуатации одной АБ на длительное время практически не сказывается на живучести и надежности эксплуатации КА. Для низкоорбитальных космических аппаратов вывод из эксплуатации одной из батарей на длительное время может существенно снизить живучесть и надежность эксплуатации АБ, в частности и КА в целом, т.к. теневые участки орбиты возникают каждые полтора часа.The disadvantage of this method is also the low reliability of the operation of the BOT in particular and the insufficient survivability of the spacecraft as a whole. This is due to the fact that the process of conducting a recovery discharge charge (molding cycle) takes a long time, and at this time the battery is taken out of normal operation. For geostationary orbits, this is acceptable because shadow orbits take 90 days a year, the rest of the spacecraft’s time is in the illuminated portion of the orbit, the power is supplied from solar panels and the decommissioning of one battery for a long time practically does not affect the survivability and reliability of the spacecraft. For low-orbit spacecraft, the decommissioning of one of the batteries for a long time can significantly reduce the survivability and reliability of the AB operation, in particular, the spacecraft as a whole, because shadow portions of the orbit occur every hour and a half.
Известен способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи системы электропитания космического аппарата по патенту RU №2399122 (прототип), заключающийся в том, что две или более аккумуляторные батареи циклируют в режиме заряда-разряда, задаваемом бортовой автоматикой системы электропитания, степень заряда аккумуляторных батарей ограничивают по уровню срабатывания сигнальных датчиков давления, размещенных в отдельных аккумуляторах каждой аккумуляторной батареи, контролируют параметры каждой аккумуляторной батареи, например текущую электрическую емкость, напряжение, температуру, периодически проводят формовочные циклы АБ путем глубокого их разряда, оценивают состояние АБ, периодически, например, один раз в 6-9 месяцев, вводят запрет заряда для одной из АБ, в качестве разрядной нагрузки используют бортовую аппаратуру космического аппарата, критерием ограничения глубины разряда выбирают величину напряжения АБ, причем значение граничного уровня напряжения устанавливают в вольтах, равным числу n, либо (n+1) аккумуляторов в аккумуляторной батарее, при достижении которого снимают запрет заряда АБ, включая тем самым ее в штатную работу, значения зарядной емкости срабатывания сигнального датчика давления и максимального напряжения АБ при заряде, определяемые в процессе завершения формовочного цикла, используют для оценки состояния аккумуляторной батареи и прогнозирования ее деградации, аналогичную последовательность операций повторяют для последующей АБ, при этом промежуток времени от завершения формовочного цикла одной АБ до начала формовочного цикла другой АБ выбирают, исходя из температурного режима отформованной АБ.A known method of operating a nickel-hydrogen storage battery of the spacecraft’s power supply system according to patent RU No. 2399122 (prototype), which consists in the fact that two or more batteries are cycled in a charge-discharge mode defined by the on-board automation of the power supply system, the degree of charge of the batteries is limited by the level of response of the pressure signal sensors located in the individual batteries of each battery, control the parameters of each battery, for example current electric capacity, voltage, temperature, periodically carry out AB molding cycles by deep discharge, evaluate the state of the AB, periodically, for example, once every 6-9 months, charge prohibition for one of the ABs is introduced, space-borne onboard equipment is used as a discharge load apparatus, the criterion for limiting the depth of the discharge is selected AB voltage value, and the value of the boundary voltage level is set in volts equal to the number n, or (n + 1) batteries in the battery, upon reaching which removes the ban on the charge of the battery, thereby including it in its normal operation, the values of the charging capacity of the alarm pressure sensor and the maximum voltage of the battery when charging, determined during the completion of the molding cycle, are used to assess the state of the battery and predict its degradation, repeat the same sequence of operations for the subsequent AB, while the time interval from the completion of the molding cycle of one AB to the start of the molding cycle of another AB is selected based on temperature th mode molded AB.
Недостатком прототипа является относительно низкая надежность системы электропитания, в частности и живучесть КА в целом, в случае возникновения нештатных ситуаций, связанных с аномальной работой одного ЗРУ, поскольку известный способ не предусматривает проведение формовочных циклов всех АБ.The disadvantage of the prototype is the relatively low reliability of the power supply system, in particular, the survivability of the spacecraft as a whole, in case of emergency situations associated with the abnormal operation of one indoor switchgear, since the known method does not provide for the molding cycles of all ABs.
К аномальной работе ЗРУ относятся следующие режимы его функционирования (не функционировании): отказ только разрядного устройства; отказ только зарядного устройства; отказ разрядного и зарядного устройств одновременно.The following modes of its functioning (non-functioning) include the abnormal operation of the indoor switchgear: failure of only the discharge device; failure of the charger only; failure of the discharge and charger at the same time.
Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи и живучести КА целом.The aim of the invention is to increase the reliability of the Nickel-hydrogen storage battery and the survivability of the spacecraft as a whole.
1. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата, заключающемся в цитировании двух или более аккумуляторных батарей в режиме заряда-разряда, задаваемом бортовой автоматикой системы электропитания, ограничении степени заряда аккумуляторных батарей по уровню срабатывания сигнальных датчиков давления, размещенных в отдельных аккумуляторах каждой аккумуляторной батареи, контроле параметров каждой аккумуляторной батареи, например, текущей электрической емкости, напряжения, температуры, введении периодически один раз в каждые 6-9 месяцев запрета заряда для одной из АБ для выполнения формовочного цикла, использовании в качестве разрядной нагрузки бортовой аппаратуры космического аппарата, выборе критерия ограничения глубины разряда величины напряжения АБ, использовании значений зарядной емкости срабатывания сигнального датчика давления и максимального напряжения АБ при заряде, определяемых в процессе завершения формовочного цикла, для оценки состояния аккумуляторной батареи и прогнозирования ее деградации, повторении аналогичной последовательности операций для последующей АБ, отличающемся тем, что при аномальной работе зарядно-разрядного устройства, связанной с отказом только зарядного устройства, для проведения формовочного цикла АБ используют аварийную шину со специальной коммутационной аппаратурой, управляемой по разовым командам из наземного комплекса управления, а заряд формуемой АБ проводят путем подключения ее к любому зарядному устройству работоспособного ЗРУ, образующего с «собственной» АБ подсистему, при этом отключают от данной подсистемы «собственную» АБ с переводом ее в режим «саморазряда» на время восполнения формуемой АБ до срабатывания сигнального датчика давления, а после восполнения формуемую АБ подсоединяют коммутационной аппаратурой аварийной шины к одному из работоспособных ЗРУ параллельно АБ этой подсистемы для дальнейшего функционирования системы электропитания.1. The goal is achieved by the fact that in the known method of operating nickel-hydrogen storage batteries of the spacecraft’s power supply system, which consists in quoting two or more batteries in a charge-discharge mode, set by the on-board automation of the power supply system, limiting the degree of charge of the batteries by the level of response pressure signal sensors located in separate batteries of each battery, monitoring the parameters of each battery, n example, current electric capacity, voltage, temperature, periodically introducing a charge prohibition periodically once every 6-9 months for one of the batteries to perform the molding cycle, using spacecraft as the discharge load, choosing the criteria for limiting the depth of discharge for the voltage of the batteries, using the values of the charging capacity of the response of the signal pressure sensor and the maximum voltage of the battery when charging, determined during the completion of the molding cycle, to assess the condition the accumulator battery and predicting its degradation, repeating a similar sequence of operations for the next battery, characterized in that during an abnormal operation of the charge-discharge device associated with the failure of only the charging device, an emergency bus with special switching equipment controlled by a one-time device is used to carry out the molding cycle of the battery commands from the ground control complex, and the charge is formed by AB by connecting it to any charger of a functioning switchgear, forming go with the “own” AB subsystem, at the same time disconnect from the subsystem the “own” AB with its transfer to the “self-discharge” mode for the time it takes to replenish the moldable battery until the alarm pressure sensor is triggered, and after replenishment the moldable battery is connected to emergency bus switching equipment to one of efficient switchgear parallel to the AB of this subsystem for the further functioning of the power supply system.
2. Поставленная цель достигается также тем, что в известном способе эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата, заключающемся в цитировании двух или более аккумуляторных батарей в режиме заряда-разряда, задаваемом бортовой автоматикой системы электропитания, ограничении степени заряда аккумуляторных батарей по уровню срабатывания сигнальных датчиков давления, размещенных в отдельных аккумуляторах каждой аккумуляторной батареи, контроле параметров каждой аккумуляторной батареи, например, текущей электрической емкости, напряжения, температуры, введении периодически один раз в каждые 6-9 месяцев запрета заряда для одной из АБ для выполнения формовочного цикла, использовании в качестве разрядной нагрузки бортовой аппаратуры космического аппарата, выборе критерия ограничения глубины разряда величины напряжения АБ, использовании значений зарядной емкости срабатывания сигнального датчика давления и максимального напряжения АБ при заряде, определяемых в процессе завершения формовочного цикла, для оценки состояния аккумуляторной батареи и прогнозирования ее деградации, повторении аналогичной последовательности операций для последующей АБ, отличающемся тем, что при аномальной работе зарядно-разрядного устройства, связанной с отказом только разрядного устройства, для проведения формовочного цикла АБ используют аварийную шину со специальной коммутационной аппаратурой, управляемой по разовым командам из наземного комплекса управления, а формуемую АБ разряжают разрядным устройством любого работоспособного ЗРУ, образующим с «собственной» АБ подсистему, при этом отключают от данной подсистемы «собственную» АБ с переводом ее в режим «саморазряда» на время разряда формуемой АБ, после завершения режима «разряда» формуемую АБ подключают к «собственному» ЗРУ на время ее восполнения до срабатывания сигнального датчика давления, а после восполнения формуемую АБ подсоединяют коммутационной аппаратурой аварийной шины к одному из работоспособных ЗРУ параллельно АБ этой подсистемы для дальнейшего штатного функционирования системы электропитания.2. The goal is also achieved by the fact that in the known method of operating nickel-hydrogen storage batteries of the spacecraft’s power supply system, which consists in quoting two or more batteries in a charge-discharge mode, set by the on-board automation of the power supply system, limiting the degree of charge of the batteries by level triggering alarm pressure sensors located in separate batteries of each battery, monitoring the parameters of each battery For example, current electric capacitance, voltage, temperature, periodically introducing a charge prohibition periodically once every 6-9 months for one of the batteries to perform the molding cycle, use spacecraft as the discharge load, select a criterion for limiting the discharge depth AB, using the values of the charging capacitance of operation of the signal pressure sensor and the maximum voltage of the AB when charging, determined during the completion of the molding cycle, to assess the condition the battery and predicting its degradation, repeating a similar sequence of operations for the subsequent battery, characterized in that during the abnormal operation of the charge-discharge device associated with the failure of only the discharge device, an emergency bus with special switching equipment controlled by one-time commands from the ground-based control complex, and the formable battery is discharged with a discharge device of any operational switchgear, forming with “own” A B subsystem, while disconnecting from this subsystem the “own” AB with its transfer to the “self-discharge” mode for the duration of the formable AB discharge, after the completion of the “discharge” mode, the formed AB is connected to the “own” indoor switchgear for the time of its completion before the alarm pressure sensor is triggered and after replenishment, the formable AB is connected by emergency bus switching equipment to one of the operational switchgear parallel to the AB of this subsystem for further regular operation of the power supply system.
3. Поставленная цель достигается также тем, что в известном способе эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата, заключающемся в циклировании двух или более аккумуляторных батарей в режиме заряда-разряда, задаваемом бортовой автоматикой системы электропитания, ограничении степени заряда аккумуляторных батарей по уровню срабатывания сигнальных датчиков давления, размещенных в отдельных аккумуляторах каждой аккумуляторной батареи, контроле параметров каждой аккумуляторной батареи, например, текущей электрической емкости, напряжения, температуры, введении периодически один раз в каждые 6-9 месяцев запрета заряда для одной из АБ для выполнения формовочного цикла, использовании в качестве разрядной нагрузки бортовой аппаратуры космического аппарата, выборе критерия ограничения глубины разряда величины напряжения АБ, использовании значений зарядной емкости срабатывания сигнального датчика давления и максимального напряжения АБ при заряде, определяемых в процессе завершения формовочного цикла, для оценки состояния аккумуляторной батареи и прогнозирования ее деградации, повторении аналогичной последовательности операций для последующей АБ, отличающемся тем, что при аномальной работе зарядно-разрядного устройства, связанной с отказом всего ЗРУ, для проведения формовочного цикла АБ используют аварийную шину со специальной коммутационной аппаратурой, управляемой по разовым командам из наземного комплекса управления, а формуемую АБ разряжают и заряжают, используя разрядное и зарядное устройства любого работоспособного ЗРУ, образующим с «собственной» АБ подсистему, при этом отключают от данной подсистемы «собственную» АБ с переводом ее в режим «саморазряда» на время разряда формуемой АБ и последующего восполнения формуемой АБ до срабатывания сигнального датчика давления, после восполнения формуемую АБ подсоединяют коммутационной аппаратурой аварийной шины к одному из работоспособных ЗРУ параллельно АБ этой подсистемы для дальнейшего штатного функционирования системы электропитания.3. The goal is also achieved by the fact that in the known method of operating nickel-hydrogen storage batteries of the power supply system of the spacecraft, which consists in cycling two or more batteries in a charge-discharge mode, set by the on-board automation of the power supply system, limiting the degree of charge of the batteries by level triggering alarm pressure sensors located in separate batteries of each battery, monitoring the parameters of each battery Areas, for example, of the current electric capacity, voltage, temperature, periodically introducing a charge prohibition periodically once every 6-9 months for one of the batteries to perform the molding cycle, using spacecraft as the discharge load, choosing a criterion for limiting the discharge depth AB, using the values of the charging capacitance of the alarm pressure sensor and the maximum voltage of the AB during a charge, determined during the completion of the molding cycle, to assess the Battery life and prediction of its degradation, repetition of a similar sequence of operations for a subsequent battery backup, characterized in that during abnormal operation of the charge-discharge device associated with the failure of the entire switchgear, an emergency bus with special switching equipment controlled by a one-time device is used to conduct the molding cycle of the battery commands from the ground control complex, and the formable battery is discharged and charged using a discharge and charger of any operational switchgear, forming with the intrinsic ”AB subsystem, while disconnecting the“ own ”AB from this subsystem, transferring it to the" self-discharge "mode for the duration of the discharge of the formable AB and subsequent replenishment of the formable AB before the alarm pressure sensor is triggered, after replenishing the formable AB is connected to emergency bus switching equipment to one from operable switchgear in parallel with the AB of this subsystem for further regular functioning of the power supply system.
На фиг.1 показаны идеализированные циклограммы изменения текущей емкости для формуемой АБ и АБ, функционирующей штатно. Формуемая АБ циклично разряжается, достигая в конечном итоге состояния глубокого разряда; затем она заряжается в зависимости от освещенности солнечной батареи и потребляемой бортовой аппаратурой нагрузки. Функционирующая штатно АБ имеет периодически изменяющуюся циклограмму.Figure 1 shows idealized cyclograms of changes in current capacity for moldable AB and AB, functioning normally. The formed AB discharges cyclically, eventually reaching the state of deep discharge; then it is charged depending on the illumination of the solar battery and the load consumed by the on-board equipment. A properly functioning battery has a periodically changing cyclogram.
На фиг.2 показана упрощенная блок-схема работы СЭП, в том числе и в процессе проведения формовочного цикла АБ.Figure 2 shows a simplified block diagram of the operation of the EPA, including during the molding cycle AB.
Система электропитания состоит из аккумуляторных батарей АБ (АБ1, АБ2, АБ3) 1, оснащенных сигнальными датчиками давления для отключения АБ от заряда, батареи фотоэлектрической (БФ) 2, комплекса автоматики и регулирования напряжения (КАС), включающего в себя разрядные устройства РУ (РУ1, РУ2, РУ3) 3, зарядные устройства ЗУ (ЗУ1, ЗУ2, ЗУ3) 4, стабилизатора напряжения и автоматики (СНА) 5. Бортовая аппаратура (БА) 6 может быть запитана от РУ (РУ1, РУ2, РУ3) 3 или СНА 5, а также в процессе испытаний от наземного источника питания Еназ через дистанционный переключатель 7. Аккумуляторные батареи АБ (АБ1, АБ2, АБ3) 1 перед стартом КА заряжаются вспомогательным зарядным устройством Езар.The power supply system consists of AB batteries (AB1, AB2, AB3) 1, equipped with alarm pressure sensors to disconnect the AB from the charge, a photoelectric (BF) 2 battery, a complex of automation and voltage regulation (CAS), which includes RU (RU1) discharge devices , РУ2, РУ3) 3, chargers ЗУ (ЗУ1, ЗУ2, ЗУ3) 4, voltage stabilizer and automatics (СНА) 5. On-board equipment (БА) 6 can be powered from the РУ (РУ1, РУ2, РУ3) 3 or СНА 5 , as well as in the process of testing from a ground power source E naz through remote switching tel 7. Battery batteries AB (AB1, AB2, AB3) 1 before starting the spacecraft are charged with an auxiliary charger E charge .
В отдельных режимах работы СЭП РУ (РУ1, РУ2, РУ3) 3 и СНА 5 могут питать электрической энергией совместно нагрузку, каковой является БА 6. При аномальной работе РУ (РУ1, РУ2, РУ3) 3 или ЗУ (ЗУ1, ЗУ2, ЗУ3) 4 для изменения конфигурации СЭП может быть использована аварийная шина с коммутационной аппаратурой 8. Из бортового комплекса управления (БКУ) 9 можно при необходимости выдавать разовые команды (РК) для изменения режимов работы СЭП, в том числе такие РК, как «Запрет заряда АБi», «Восстановление КАС», «Отключение АБi», «Выключение ЗРУi от аварийной шины». При штатной работе СЭП аккумуляторные батареи АБ (АБ1, АБ2, АБ3) 1 заряжаются на световом участке орбиты КА, а на теневом участке АБ (АБ1, АБ2, АБ3) 1 питают БА 6 стабилизированным РУ (РУ1, РУ2, РУ3) 3 напряжением. Батарея фотоэлектрическая 3 на световом участке обеспечивает стабилизированным СНА 5 напряжением БА 6 и одновременно заряжает АБ (АБ1, АБ2, АБ3) 1. Номинальное напряжение на выходе СЭП составляет 28,5 В. Из фиг.2 видно, что «минусовые» шины АБ не коммутируются и гальванически связаны между собой, поэтому коммутационная аппаратура 8 аварийной шины обеспечивает изменение конфигурации СЭП только по «плюсовой» шине.In separate operating modes, the SEP RU (RU1, RU2, RU3) 3 and SNA 5 can supply electrical energy together with the load, which is BA 6. During abnormal operation of RU (RU1, RU2, RU3) 3 or charger (ЗУ1, ЗУ2, ЗУ3) 4 to change the configuration of the BOT, an emergency bus with switching equipment can be used 8. From the on-board control complex (BCC) 9, if necessary, one-time commands (RK) can be issued to change the operating modes of the BOT, including such RK as “Battery Charge Lock ABi” , "CAS Recovery", "Disabling ABi", "Shutting Down ZRUi from the Emergency Bus." During the normal operation of the solar cells, the batteries (AB1, AB2, AB3) 1 are charged in the light portion of the orbit of the spacecraft, and in the shadow portion of the batteries (AB1, AB2, AB3) 1 they feed the BA 6 with stabilized RU (RU1, RU2, RU3) 3 voltage. Photovoltaic battery 3 in the light section provides stabilized SNA 5 with voltage of BA 6 and at the same time charges the battery (AB1, AB2, AB3) 1. The nominal voltage at the output of the BOT is 28.5 V. From figure 2 it can be seen that the "negative" buses AB are switched and galvanically coupled to each other, therefore, the emergency bus switching equipment 8 provides for the change of the SES configuration only on the "plus" bus.
Так как существенная разбежка параметров аккумуляторов АБ (АБ1, АБ2, АБ3) 1 происходит через 6-9 месяцев, то периодичность проведения формовочных циклов выбирается один раз в 6-9 месяцев. При этом конкретный срок их проведения в пределах 6-9 месяцев может быть установлен исходя из других требований, например, в период минимальных длительностей теневых участков орбиты КА и т.д.Since a significant variation in the parameters of AB batteries (AB1, AB2, AB3) 1 occurs after 6–9 months, the frequency of molding cycles is selected once every 6–9 months. At the same time, the specific period of their holding within 6–9 months can be established on the basis of other requirements, for example, during the period of minimum durations of shadow sections of the spacecraft’s orbit, etc.
Формовочные циклы проводят по очереди на одной из АБ (АБ1, АБ2, АБ3) 1 в произвольном порядке, используя зарядно-разрядное устройство (ЗРУ) 10, состоящее из РУ (РУ1, РУ2, РУ3) 3 и ЗУ (ЗУ1, ЗУ2, ЗУ3) 4, и аварийную шину с коммутационной аппаратурой 8 при необходимости. За сутки до проведения формовочного цикла при штатной работе системы электропитания осуществляют съем информации (на фиг.2 система телеметрического контроля КА не показана) о работе формуемой АБ (максимальное напряжение на заряде, минимальное напряжение при разряде, максимальную текущую емкость при срабатывании датчика давления, максимальную температуру).Molding cycles are carried out in turn on one of the AB (AB1, AB2, AB3) 1 in an arbitrary order, using a charge-discharge device (ZRU) 10, consisting of RU (RU1, RU2, RU3) 3 and ZU (ZU1, ZU2, ZU3 ) 4, and the emergency bus with switching equipment 8, if necessary. A day before the molding cycle, during normal operation of the power supply system, information is collected (the spacecraft telemetry control system is not shown in FIG. 2) about the operation of the formable battery (maximum charge voltage, minimum discharge voltage, maximum current capacity when the pressure sensor is triggered, maximum temperature).
Запрет заряда формуемой АБ вводят путем выдачи из наземного комплекса управления (НКУ) через БКУ 8 РК «Запрет заряда АБ». В этом случае происходит разряд формуемой АБ на нагрузку (на бортовую аппаратуру 6) на теневых участках орбиты. Таким образом, запасенную в АБ энергию используют по прямому назначению. Разряд формуемой АБ происходит циклично (фиг.1), так как действие РК «Запрет заряда АБ» не снимается до достижения напряжения на АБ, равного n либо (n+1) В, где n - количество аккумуляторов в АБ. В этом случае происходит полное выравнивание характеристик аккумуляторов формуемой АБ. Так для современных низкоорбитальных КА применяют никель-водородные АБ типа 28НВ-70, в которых количество аккумуляторов составляет 28 штук, поэтому на практике эти АБ разряжают при проведении формовочных циклов до 29 В.Prohibition of charge by AB formable is introduced by issuing from the ground control complex (GCC) through BKU 8 of the Republic of Kazakhstan "Prohibition of AB charge". In this case, there is a discharge of the formable AB to the load (on-board equipment 6) in the shadow areas of the orbit. Thus, the energy stored in the battery is used for its intended purpose. The discharge of the formable battery occurs cyclically (Fig. 1), since the action of the RK “Battery Charge Prohibition" is not removed until the voltage on the battery is equal to n or (n + 1) V, where n is the number of batteries in the battery. In this case, there is a complete alignment of the characteristics of the batteries formed AB. So, for modern low-orbit spacecraft, nickel-hydrogen batteries of the 28NV-70 type are used, in which the number of batteries is 28, therefore, in practice, these batteries are discharged during molding cycles up to 29 V.
После выполнения необходимого глубокого разряда запрет заряда АБ снимают путем выдачи РК «Восстановление КАС» и формуемую АБ заряжают на фоне штатного функционирования СЭП на солнечных участках орбиты. Формовочный цикл считают завершенным, если формуемая АБ будет заряжена полностью до срабатывания сигнального датчика давления (на фиг.2 сигнальный датчик давления не показан).After the necessary deep discharge has been performed, the AB charge ban is lifted by issuing the “CAS Recovery” RK and the molded AB is charged against the background of the regular operation of the solar cells in the solar orbit. The molding cycle is considered completed if the moldable AB is fully charged before the alarm pressure sensor is triggered (the signal pressure sensor is not shown in FIG. 2).
Эффективность формовочного цикла оценивают путем сравнения характеристик АБ, полученных до и после проведения формовочных циклов. Формовочные циклы считают эффективными, если после их проведения значения максимального напряжения при заряде, минимального напряжения при разряде и текущей емкости, при которой происходит срабатывание сигнального датчика давления, увеличились при прочих равных условиях. Изменение указанных параметров в сторону их увеличения свидетельствует о выравнивании напряжений аккумуляторов и, как следствие, увеличение величины текущей емкости, при которой срабатывает сигнальный датчик давления. Снижение уровня срабатывания сигнального датчика давления по сравнению с аналогичным параметром предыдущего формовочного цикла указывает о деградации электродвижущей силы (ЭДС) отдельных аккумуляторов и АБ в целом.The effectiveness of the molding cycle is assessed by comparing the characteristics of AB obtained before and after molding cycles. Forming cycles are considered effective if, after they have been carried out, the values of the maximum voltage during charging, the minimum voltage during discharge and the current capacitance at which the alarm pressure sensor is triggered increase, all other things being equal. A change in these parameters in the direction of their increase indicates the equalization of the voltage of the batteries and, as a result, an increase in the value of the current capacity at which the alarm pressure sensor is triggered. A decrease in the level of response of the signal pressure sensor compared to the same parameter of the previous molding cycle indicates the degradation of the electromotive force (EMF) of individual batteries and the battery as a whole.
Подобная методика оценки состояния АБ весьма эффективна и направлена на определение степени разбаланса аккумуляторов количественно. Своевременное определение степени разбаланса аккумуляторов и проведение очередного формовочного цикла АБ в целом позволяет надежно их эксплуатировать в длительное время.Such a technique for assessing the state of AB is very effective and is aimed at determining the degree of unbalance of batteries quantitatively. Timely determination of the degree of imbalance of the batteries and the next AB molding cycle as a whole allows them to be used reliably for a long time.
Повышение надежности эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей также достигается за счет проведения формовочного цикла через каждые 6-9 месяцев и доведения глубины разряда до такого уровня, когда разрядное напряжение АБ станет равным n или (n+1) В. Кроме того, надежность эксплуатации АБ достигается путем обеспечения необходимой для стабилизации температурного режима отформованной АБ паузы между двумя формовочными циклами. Действительно, как показывает опыт эксплуатации АБ, после проведения ФЦ она подвержена повышенному нагреву, а следовательно, и повышенной деградации. При переходе к проведению ФЦ очередной АБ, при прочих равных условиях, удельная нагрузка (токовая) на остальные АБ увеличивается, и как следствие, степень нагрева АБ, в том числе отформованной АБ, увеличивается. Температурный режим отформованной АБ практически стабилизируется, если продолжительность паузы между моментом завершения ФЦ данной АБ и до момента начала ФЦ очередной АБ составляет примерно 32-72 часов в зависимости от конкретных параметров отформованной АБ.Improving the reliability of operation of nickel-hydrogen batteries is also achieved by conducting a molding cycle every 6–9 months and bringing the discharge depth to such a level that the discharge voltage of the battery becomes equal to n or (n + 1) V. In addition, the reliability of operation of the battery This is achieved by providing a pause between two molding cycles necessary to stabilize the temperature condition of the formed AB. Indeed, as the operating experience of AB shows, after conducting the FC, it is subject to increased heating, and consequently, increased degradation. Upon transition to the conduct of the FC of the next battery, ceteris paribus, the specific load (current) on the remaining batteries increases, and as a result, the degree of heating of the battery, including the molded battery, increases. The temperature regime of the formed AB is practically stabilized if the length of the pause between the moment of completion of the FC of the given AB and until the beginning of the FC of the next AB is approximately 32-72 hours, depending on the specific parameters of the formed AB.
Живучесть системы электропитания и КА в целом увеличивается за счет использования бортовой аппаратуры в качестве нагрузки для формуемой АБ, поскольку только в этом случае формуемая АБ не выводится из состава системы электропитания и поддерживает заданный уровень надежности системы электропитания.The survivability of the power supply system and the spacecraft as a whole increases due to the use of on-board equipment as a load for the molded battery, since only in this case the molded battery is not removed from the power supply system and maintains the specified level of reliability of the power supply system.
Сроки активного существования современных КА составляют несколько лет и имеется определенная вероятность отказа или только РУ, или только ЗУ, или ЗРУ в целом. При этом все работоспособные АБ целесообразно использовать в составе СЭП. Для этой цели может быть использована аварийная шина с коммутационной аппаратурой 8. Наличие аварийной шины с коммутационной аппаратурой 8 позволяет проводить формовочный цикл АБ из состава подсистемы, содержащей аномально работающее ЗРУ, тем самым повышать надежность СЭП и живучесть КА в целом.The active life of modern spacecraft is several years, and there is a certain likelihood of failure, or only switchgear, or only memory, or switchgear as a whole. At the same time, it is advisable to use all operable batteries in the BOT. For this purpose, an emergency bus with switching equipment 8 can be used. The presence of an emergency bus with switching equipment 8 allows the AB molding cycle to be carried out from a subsystem containing an abnormally operating switchgear, thereby increasing the reliability of the EPA and the survivability of the spacecraft as a whole.
Примеры реализации способа эксплуатации никель-водородных АБ при аномальной работе одного ЗРУ СЭП КА.Examples of the implementation of the method of operation of nickel-hydrogen AB during the abnormal operation of one ZRU SEP KA.
1. Допустим произошел отказ ЗУ ЗРУ подсистемы 1 (ЗРУ1+АБ1). После идентификации отказа ЗУ1 ЗРУ1 аккумуляторная батарея АБ1 подключается, например, параллельно АБ2 к ЗРУ2. В такой конфигурации СЭП функционирует штатно. Для проведения формовочного цикла АБ1 выдают РК «Восстановление КАС», так как РУ1 ЗРУ1 работоспособно. При этом конфигурация СЭП имеет вид, показанный на фиг.2, т.е. АБ1 подключается к ЗРУ1 и функционирует только в режиме разряда, так как имеется отказ ЗУ1 ЗРУ1. После завершения глубокого разряда АБ1 (до снижения напряжения АБ1 до 29 В) выдают последовательно РК: «Отключение АБ1», РК «Выключение ЗРУ1 от аварийной шины», РК «Отключение АБ2». Так как при выдаче любой РК выполняются два переключения силовых контактов, то по РК «Отключение АБ1» происходит отключение АБ1 от ЗРУ1 (размыкание контакта S1-1) и подключение ЗРУ1 к аварийной шине (замыкание контакта S1-2); по РК «Выключение ЗРУ1 от аварийной шины» ЗРУ1 отключается от аварийной шины (размыкается контакт S1-3), а АБ1 подключается к аварийной шине (замыкается контакт S1-4); по РК «Отключение АБ2» к аварийной шине подключается ЗРУ2 (замыкается контакт S2-2), а АБ2 отключается от ЗРУ2 (размыкается контакт S2-1). Получается конфигурация СЭП, когда АБ2 переведена в режим «саморазряда», а АБ1 подключена к ЗРУ2 для штатного функционирования. В этом режиме происходит восполнение АБ1 до срабатывания сигнального датчика АБ1. Последовательность РК «Восстановление КАС», РК «Отключение АБ1», РК «Выключение ЗРУ1 от аварийной шины» и РК «Выключение ЗРУ2 от аварийной шины» приводит к подключению АБ1 к ЗРУ2 параллельно АБ2 для дальнейшей штатной работы. При выдаче РК «Выключение ЗРУ2 от аварийной шины» контакт S2-3 размыкается, а контакт S2-4 замыкается.1. Suppose a failure of the memory of the ZRU of the subsystem 1 (ZRU1 + AB1) has occurred. After identifying the failure of ZU1 ZRU1, the battery AB1 is connected, for example, in parallel with AB2 to ZRU2. In this configuration, the EPA operates normally. To conduct the molding cycle AB1 issue RK "UAN recovery", since RU1 ZRU1 is operational. In this case, the configuration of the BOT has the form shown in figure 2, i.e. AB1 is connected to ZRU1 and operates only in the discharge mode, since there is a failure of ZU1 ZRU1. After the deep discharge AB1 has been completed (until the voltage of AB1 drops to 29 V), the RK is successively issued: “Disconnect AB1”, RK “Disconnect ZRU1 from the emergency bus”, RK “Disconnect AB2”. Since when switching on any RC, there are two switching of power contacts, according to the RC “Disabling AB1”, AB1 is disconnected from ZRU1 (opening S1-1) and connecting the ZRU1 to the emergency bus (closing S1-2); according to the Republic of Kazakhstan “Switching off ZRU1 from the emergency bus”, ZRU1 is disconnected from the emergency bus (contact S1-3 opens), and AB1 is connected to the emergency bus (contact S1-4 closes); according to the Republic of Kazakhstan “Disabling AB2”, ZRU2 is connected to the emergency bus (contact S2-2 closes), and AB2 is disconnected from ZRU2 (contact S2-1 opens). The SES configuration is obtained when AB2 is switched to the “self-discharge” mode, and AB1 is connected to ZRU2 for normal operation. In this mode, AB1 is replenished before the alarm sensor AB1 is triggered. The sequence of RK “CAS Recovery”, RK “Disconnect AB1”, RK “Disconnect ZRU1 from the emergency bus” and RK “Disconnect ZRU2 from the emergency bus” leads to the connection of AB1 to ZRU2 in parallel with AB2 for further regular operation. When issuing the RK "Shutdown ZRU2 from the emergency bus", contact S2-3 opens, and contact S2-4 closes.
2. Допустим произошел отказ РУ ЗРУ подсистемы 1 (ЗРУ1+АБ1). После идентификации отказа РУ1 ЗРУ1 аккумуляторная батарея АБ1 подключается, например, параллельно АБ2 к ЗРУ2. В такой конфигурации СЭП функционирует штатно. Для проведения формовочного цикла АБ1 выдают РК «Восстановление КАС», так как РУ1 ЗРУ1 неработоспособно. При этом АБ1 подключается к ЗРУ1 и функционирует только в режиме заряда, так как имеется отказ РУ1 ЗРУ1. Затем выдают последовательно РК: «Отключение АБ1», РК «Выключение ЗРУ1 от аварийной шины», РК «Отключение АБ2». По РК «Отключение АБ1» происходит отключение АБ1 от ЗРУ1 (размыкание контакта S1-1) и подключение ЗРУ1 к аварийной шине (замыкание контакта S1-2), по РК «Выключение ЗРУ1 от аварийной шины» ЗРУ1 отключается от аварийной шины (размыкается контакт S1-3), а АБ1 подключается к аварийной шине (замыкается контакт S1-4), по РК «Отключение АБ2» к аварийной шине подключается ЗРУ2 (замыкается контакт S2-2), а АБ2 отключается от ЗРУ2 (размыкается контакт S2-1). Получается конфигурация СЭП, когда АБ2 переведена в режим «саморазряда», а АБ1 подключена к ЗРУ2 для штатного функционирования. Затем выдают РК «Запрет заряда АБ2» (размыкается контакт S2-3, замыкается контакт S2-4). При этом АБ1 через ЗРУ2 разряжается до напряжения 29 В, т.е. происходит формовочный цикл АБ1. После завершения глубокого разряда выдают РК «Восстановление КАС». При этом происходит только заряд АБ1, так как РУ1 неработоспособно, а АБ2 подключается к ЗРУ2 и функционирует штатно. После восполнения АБ1 до срабатывания сигнального датчика выдают последовательно РК «Отключение АБ1», РК «Выключение ЗРУ1 от аварийной шины» и РК «Выключение ЗРУ2 от аварийной шины», что приводит к подключению АБ1 к ЗРУ2 параллельно АБ2 для дальнейшей штатной работы.2. Suppose that there was a failure of the switchgear switchgear of the switchgear subsystem 1 (ZRU1 + AB1). After identifying the failure of RU1 ZRU1, the battery AB1 is connected, for example, in parallel with AB2 to ZRU2. In this configuration, the EPA operates normally. To conduct the molding cycle AB1 issue RK "Recovery of UAS", since RU1 ZRU1 is inoperative. In this case, AB1 is connected to ZRU1 and operates only in the charge mode, since there is a failure of RU1 of ZRU1. Then, the RK is successively issued: “Disconnect AB1”, RK “Disconnect ZRU1 from the emergency bus”, RK “Disconnect AB2”. According to RK “Disconnecting AB1”, AB1 is disconnected from ZRU1 (opening S1-1 contact) and ZRU1 is connected to the emergency bus (closing S1-2), according to RK “Disconnecting ZRU1 from the emergency bus” ZRU1 is disconnected from the emergency bus (contact S1 opens -3), and AB1 is connected to the emergency bus (contact S1-4 closes), according to the RK “Disabling AB2”, ZRU2 is connected to the emergency bus (contact S2-2 closes), and AB2 is disconnected from ZRU2 (contact S2-1 opens). The SES configuration is obtained when AB2 is switched to the “self-discharge” mode, and AB1 is connected to ZRU2 for normal operation. Then give RK “Prohibition of charge AB2" (contact S2-3 opens, contact S2-4 closes). In this case, AB1 is discharged through ZRU2 to a voltage of 29 V, i.e. molding cycle AB1 takes place. After completion of the deep discharge, the RK “UAN Recovery” is issued. In this case, only AB1 charge occurs, since RU1 is inoperative, and AB2 is connected to the switchgear and operates normally. After replenishing the AB1 before the alarm sensor is triggered, the RK “Disconnect AB1”, the RK “Disconnect ZRU1 from the emergency bus” and the RK “Disconnect ZRU2 from the emergency bus” in series are issued sequentially, which leads to the connection of AB1 to the ZRU2 in parallel with AB2 for further regular operation.
3. Допустим произошел отказ ЗРУ в целом подсистемы 1 (ЗРУ1+АБ1). После идентификации отказа ЗРУ1 аккумуляторная батарея АБ1 подключается, например, параллельно АБ2 к ЗРУ2. В такой конфигурации СЭП функционирует штатно. Для проведения формовочного цикла АБ1 выдают РК «Восстановление КАС», так как ЗРУ1 неработоспособно. При этом АБ1 подключается к ЗРУ1 и не разряжается и не заряжается, так как имеется отказ ЗРУ1. Затем выдают последовательно РК: «Отключение АБ1», РК «Выключение ЗРУ1 от аварийной шины», РК «Отключение АБ2». По РК «Отключение АБ1» происходит отключение АБ1 от ЗРУ1 (размыкание контакта S1-1) и подключение ЗРУ1 к аварийной шине (замыкание контакта S1-2), по РК «Выключение ЗРУ1 от аварийной шины» ЗРУ1 отключается от аварийной шины (размыкается контакт S1-3), а АБ1 подключается к аварийной шине (замыкается контакт S1-4), по РК «Отключение АБ2» к аварийной шине подключается ЗРУ2 (замыкается контакт S2-2), а АБ2 отключается от ЗРУ2 (размыкается контакт S2-1). Получается конфигурация СЭП, когда АБ2 переведена в режим «саморазряда», а АБ1 подключена к ЗРУ2 для штатного функционирования. Затем выдают РК «Запрет заряда АБ2». При этом ЗРУ2 разряжает АБ1 до напряжения 29 В, т.е. происходит формовочный цикл АБ1. После завершения глубокого разряда выдают последовательно РК «Восстановление КАС», РК «Отключение АБ1», РК «Выключение ЗРУ1 от аварийной шины», РК «Отключение АБ2». В этой конфигурации СЭП АБ1 заряжается от ЗРУ2 в режиме «заряда-разряда». После восполнения АБ1 до срабатывания сигнального датчика верхнего уровня выдают последовательно РК «Отключение АБ1», РК «Выключение ЗРУ1 от аварийной шины» и РК «Выключение ЗРУ2 от аварийной шины», в результате чего АБ1 подсоединяется к ЗРУ2 параллельно АБ2 для дальнейшей штатной работы.3. Suppose there was a failure of the switchgear as a whole of subsystem 1 (ZRU1 + AB1). After identifying the failure of ZRU1, the battery AB1 is connected, for example, in parallel with AB2 to ZRU2. In this configuration, the EPA operates normally. To conduct the molding cycle AB1 issue RK "Recovery of CAS", since ZRU1 is inoperative. In this case, AB1 is connected to ZRU1 and does not discharge and does not charge, since there is a failure of ZRU1. Then, the RK is successively issued: “Disconnect AB1”, RK “Disconnect ZRU1 from the emergency bus”, RK “Disconnect AB2”. According to RK “Disconnecting AB1”, AB1 is disconnected from ZRU1 (opening S1-1 contact) and ZRU1 is connected to the emergency bus (closing S1-2), according to RK “Disconnecting ZRU1 from the emergency bus” ZRU1 is disconnected from the emergency bus (contact S1 opens -3), and AB1 is connected to the emergency bus (contact S1-4 closes), according to the RK “Disabling AB2”, ZRU2 is connected to the emergency bus (contact S2-2 closes), and AB2 is disconnected from ZRU2 (contact S2-1 opens). The SES configuration is obtained when AB2 is switched to the “self-discharge” mode, and AB1 is connected to ZRU2 for normal operation. Then give RK "Prohibition of charge AB2". At the same time, ZRU2 discharges AB1 to a voltage of 29 V, i.e. molding cycle AB1 takes place. After completion of the deep discharge, the RK “UAS Recovery”, RK “Disconnect AB1”, RK “Disconnect ZRU1 from the emergency bus”, RK “Disconnect AB2” are issued sequentially. In this configuration, the SES AB1 is charged from the ZRU2 in the "charge-discharge" mode. After replenishing the AB1 before the alarm of the upper level sensor is triggered, the RK “Disconnect AB1”, the RK “Disconnect ZRU1 from the emergency bus” and the RK “Disable ZRU2 from the emergency bus” are sequentially issued, as a result of which AB1 is connected to ZRU2 in parallel with AB2 for further regular operation.
Таким образом, применение предлагаемого способа эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата позволит повысить надежность эксплуатации АБ в частности и живучесть КА в целом, как при штатной работе всех ЗРУ, так и аномальной работе одного зарядно-разрядного устройства системы электропитания.Thus, the application of the proposed method of operating nickel-hydrogen storage batteries of the spacecraft’s power supply system will improve the reliability of the battery’s operation in particular and the survivability of the spacecraft as a whole, both during the normal operation of all switchgear and the abnormal operation of one charge-discharge device of the power supply system.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011125005/07A RU2483400C2 (en) | 2011-06-17 | 2011-06-17 | Method to operate nickel-hydrogen accumulator batteries of spacecraft power supply system (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011125005/07A RU2483400C2 (en) | 2011-06-17 | 2011-06-17 | Method to operate nickel-hydrogen accumulator batteries of spacecraft power supply system (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011125005A RU2011125005A (en) | 2012-12-27 |
| RU2483400C2 true RU2483400C2 (en) | 2013-05-27 |
Family
ID=48792154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011125005/07A RU2483400C2 (en) | 2011-06-17 | 2011-06-17 | Method to operate nickel-hydrogen accumulator batteries of spacecraft power supply system (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2483400C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2586172C2 (en) * | 2014-08-13 | 2016-06-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное космическое агентство | Method of controlling parameters of nickel-hydrogen accumulator batteries in power supply system of spacecraft (versions) |
| RU2586171C2 (en) * | 2014-08-13 | 2016-06-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное космическое агентство | Method of controlling parameters of nickel-hydrogen accumulator batteries in power supply system of spacecraft |
| RU2611568C1 (en) * | 2016-01-12 | 2017-02-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное космическое агентство | Method of nickel-hydrogen accumulator batteries operation in power supply system of spacecraft with large service life |
| RU2621694C2 (en) * | 2015-07-01 | 2017-06-07 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Method for operating nickel-hydrogen accumulator batteries of aircraft electric power system |
| CN107703353A (en) * | 2017-09-11 | 2018-02-16 | 北京空间飞行器总体设计部 | The in-orbit life cycle management power output predicting method of spacecraft solar wing and system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6581880B2 (en) * | 2001-10-15 | 2003-06-24 | Space Systems/Loral, Inc. | Energy managed electric propulsion methods and systems for stationkeeping satellites |
| JP2003178807A (en) * | 2001-09-10 | 2003-06-27 | Space Syst Loral Inc | Charge derived from battery temperature |
| GB2413861A (en) * | 2004-05-06 | 2005-11-09 | Vega Group Plc | Controlling power to satellite electric propulsion system during eclipses. |
| RU2289178C2 (en) * | 2005-03-03 | 2006-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" | Method for servicing nickel-hydrogen storage battery of artificial earth satellite |
| RU2399122C1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-09-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" (ФГУП "ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") | Method for operation of nickel-hydrogen accumulator batteries of spacecraft power supply system |
-
2011
- 2011-06-17 RU RU2011125005/07A patent/RU2483400C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003178807A (en) * | 2001-09-10 | 2003-06-27 | Space Syst Loral Inc | Charge derived from battery temperature |
| US6581880B2 (en) * | 2001-10-15 | 2003-06-24 | Space Systems/Loral, Inc. | Energy managed electric propulsion methods and systems for stationkeeping satellites |
| GB2413861A (en) * | 2004-05-06 | 2005-11-09 | Vega Group Plc | Controlling power to satellite electric propulsion system during eclipses. |
| RU2289178C2 (en) * | 2005-03-03 | 2006-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" | Method for servicing nickel-hydrogen storage battery of artificial earth satellite |
| RU2399122C1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-09-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" (ФГУП "ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") | Method for operation of nickel-hydrogen accumulator batteries of spacecraft power supply system |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2586172C2 (en) * | 2014-08-13 | 2016-06-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное космическое агентство | Method of controlling parameters of nickel-hydrogen accumulator batteries in power supply system of spacecraft (versions) |
| RU2586171C2 (en) * | 2014-08-13 | 2016-06-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное космическое агентство | Method of controlling parameters of nickel-hydrogen accumulator batteries in power supply system of spacecraft |
| RU2621694C2 (en) * | 2015-07-01 | 2017-06-07 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Method for operating nickel-hydrogen accumulator batteries of aircraft electric power system |
| RU2621694C9 (en) * | 2015-07-01 | 2017-11-09 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Method for operating nickel-hydrogen accumulator batteries of aircraft electric power system |
| RU2611568C1 (en) * | 2016-01-12 | 2017-02-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное космическое агентство | Method of nickel-hydrogen accumulator batteries operation in power supply system of spacecraft with large service life |
| CN107703353A (en) * | 2017-09-11 | 2018-02-16 | 北京空间飞行器总体设计部 | The in-orbit life cycle management power output predicting method of spacecraft solar wing and system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011125005A (en) | 2012-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2399122C1 (en) | Method for operation of nickel-hydrogen accumulator batteries of spacecraft power supply system | |
| US11855250B2 (en) | Systems and methods for series battery charging | |
| US8183818B2 (en) | Switching time control multiplexer system | |
| RU2483400C2 (en) | Method to operate nickel-hydrogen accumulator batteries of spacecraft power supply system (versions) | |
| RU2611568C1 (en) | Method of nickel-hydrogen accumulator batteries operation in power supply system of spacecraft with large service life | |
| RU2461102C1 (en) | Method for operation of lithium-ion accumulator battery in autonomous power supply system | |
| US20120313437A1 (en) | Data center battery enhancement method and system | |
| CN111164824B (en) | Battery pack management device and battery pack system | |
| JP2012186877A (en) | Battery state detector for photovoltaic generation battery system | |
| RU2585171C1 (en) | Method for operating nickel-hydrogen batteries of modular power supply system (versions) | |
| RU2621694C2 (en) | Method for operating nickel-hydrogen accumulator batteries of aircraft electric power system | |
| RU2543487C2 (en) | Operating method for nickel-hydrogen batteries in power supply system of spacecraft | |
| JP2010104117A (en) | Power supply apparatus using solar cell and charging method thereof | |
| RU2586172C2 (en) | Method of controlling parameters of nickel-hydrogen accumulator batteries in power supply system of spacecraft (versions) | |
| US6246217B1 (en) | Non-aqueous electrolytic battery module for artificial satellite | |
| JP5409163B2 (en) | Lithium-ion battery management device, management method, and lithium-ion battery system | |
| RU2661340C1 (en) | Method of operation of nickel-hydrogen accumulatory batteries of spacecraft power supply system | |
| CN108695926B (en) | High-orbit satellite lithium ion storage battery pack control method | |
| WO2016205079A1 (en) | Apparatus and method for charging valve regulated lead acid batteries | |
| RU2314602C1 (en) | Method for servicing nickel-hydrogen storage battery | |
| WO2011098970A1 (en) | Cell charge management system | |
| WO2016029202A1 (en) | Method and apparatus for performing string-level dynamic reconfiguration in an energy system | |
| RU2554105C2 (en) | Method to operate nickel-hydrogen accumulator batteries in power supply system of space vehicle operated in low earth orbit | |
| RU2586171C2 (en) | Method of controlling parameters of nickel-hydrogen accumulator batteries in power supply system of spacecraft | |
| RU2723302C1 (en) | Method of operation of nickel-hydrogen accumulator batteries of spacecraft power supply system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20150202 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |