RU2549831C1 - Аккумуляторная батарея космического аппарата - Google Patents
Аккумуляторная батарея космического аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2549831C1 RU2549831C1 RU2013147350/07A RU2013147350A RU2549831C1 RU 2549831 C1 RU2549831 C1 RU 2549831C1 RU 2013147350/07 A RU2013147350/07 A RU 2013147350/07A RU 2013147350 A RU2013147350 A RU 2013147350A RU 2549831 C1 RU2549831 C1 RU 2549831C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- accumulators
- transfer devices
- battery
- accumulator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при разработке и последующей эксплуатации аккумуляторов и аккумуляторных батарей (АБ) различных типов в автономных системах электроснабжения космических аппаратов (КА), в частности искусственных спутников земли (ИСЗ). Технический результат заключается в уменьшении расхождения отдельных аккумуляторов по емкости. Поставленная задача решается тем, что в аккумуляторной батарее космического аппарата, состоящей из n аккумуляторов, соединенных последовательно, и теплопередающих устройств типа «тепловая труба», в центральные области электродных блоков аккумуляторов встроена испарительная часть теплопередающих устройств, а конденсаторные части теплопередающих устройств находятся в тепловом контакте с корпусом аккумуляторов. Заявляемая конструкция аккумуляторной батареи космического аппарата позволяет снизить разницу температур внутри аккумулятора (так называемый «температурный градиент»), что ведет к уменьшению расхождения отдельных аккумуляторов по емкости. В результате увеличивается разрешенная безопасная глубина циклирования, что равнозначно уменьшению деградации удельной энергии батареи. 6 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при разработке и последующей эксплуатации аккумуляторов и аккумуляторных батарей (АБ) различных типов в автономных системах электроснабжения космических аппаратов (КА), в частности искусственных спутников земли (ИСЗ).
Известны аккумуляторные батареи, описанные в «Химические источники тока», авторы B.C. Багоцкий, A.M. Скундин, Москва: Энергоиздат, 1981 г.
Известны никель-водородные аккумуляторные батареи, описанные в "Металл-водородные электрические системы", авторы Б.И. Центер, Н.Ю. Лызлов, Ленинград "Химия" Ленинградское отделение, 1989 г.
Известны литий-ионные аккумуляторные батареи, описанные в «Аккумуляторы», автор Д.А. Хрусталев, Москва: Изумруд, 2003 г.
Известные материалы не содержат прогрессивных способов термостатирования с использованием теплопередающих устройств типа «тепловая труба».
Известно теплопередающее устройство «гипертеплопроводящая пластина» (см. патент RU 2408919), которое (устройство) представляет собой пористую структуру с микроканалами и является по сути плоской «тепловой трубой».
Недостатками известных решений является то, что обеспечивается тепловой режим только той посадочной поверхности, которая контактирует с устройством.
Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким к заявленному по своей технической сущности является АБ (см. патент RU 2390885), принятая за прототип, которая состоит из n аккумуляторов, соединенных последовательно, установленных в отверстиях по количеству аккумуляторов теплопроводной плиты, выполненной в виде неэлектропроводных пластин и неэлектропроводного энергоемкого вещества между ними, оси аккумуляторов перпендикулярны поверхностям пластин, в которых аккумуляторы закреплены через мембраны так, что боковые цилиндрические поверхности электродных блоков аккумуляторов расположены напротив слоя неэлектропроводного энергоемкого вещества для обеспечения теплового контакта с внешними поверхностями корпусов аккумуляторов, которые находятся в тепловом электрическом контакте с электродами одной полярности электродных блоков. Через центральные области электродных блоков проходят испарительные концы тепловых труб, которые находятся в тепловом и электрическом контакте с электродами другой полярности электродных блоков. Электрически изолированные от корпусов аккумуляторов корпусы тепловых труб являются одновременно борнами.
К недостаткам прототипа следует отнести сложность конструкции АБ, необходимость наличия радиационного теплообменника и электрический контакт теплопередающего устройства с электродным блоком аккумулятора.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в уменьшении расхождения отдельных аккумуляторов по емкости.
Поставленная задача решается тем, что в аккумуляторной батарее космического аппарата, состоящей из n аккумуляторов, соединенных последовательно, и теплопередающих устройств типа «тепловая труба», в центральные области электродных блоков аккумуляторов встроена испарительная часть теплопередающих устройств, а конденсаторные части теплопередающих устройств находятся в тепловом контакте с корпусом аккумуляторов.
Физическая осуществимость обеспечивается такой тепловой схемой, при которой температуры электродных блоков всех аккумуляторов стабилизируются в окрестности энергетического максимума аккумуляторов, что достигается заявляемой конструкцией аккумуляторной батареи и осуществляется за счет испарительной зоны теплопередающего устройства, что обеспечивает постоянную оптимальную температуру при фазовых переходах «жидкое-газообразное-жидкое» в теплопередающем устройстве. Это достигается за счет того, что в аккумуляторной батарее, состоящей из n аккумуляторов, соединенных последовательно, через электродные блоки проходят испарительные зоны теплопередающих устройств, которые находятся в тепловом контакте с электродным блоком аккумуляторов. Корпусы теплопередающих устройств электрически изолированы от корпусов и электродных блоков аккумуляторов, а конденсаторные зоны теплопередающих устройств находятся в тепловом контакте с корпусом аккумуляторов.
Суть предлагаемого способа поясняется чертежами, где:
- фиг.1 - аккумуляторная батарея с цилиндрическими аккумуляторами;
- фиг.2 - аккумуляторная батарея с призматическими аккумуляторами;
- фиг.3 - цилиндрический аккумулятор с одним теплопередающим устройством, которое представляет собой трубку;
- фиг.4 - цилиндрический аккумулятор с четырьмя теплопередающими устройствами, которые представляют собой трубку и имеют по одной конденсаторной зоне;
- фиг.5 - цилиндрический аккумулятор с четырьмя теплопередающими устройствами, которые представляют собой трубку и имеют по две конденсаторные зоны;
- фиг.6 - призматический аккумулятор с двумя теплопередающими устройствами, которые представляют собой пластину.
Описываемая аккумуляторная батарея состоит из n цилиндрических (см. фиг.1) или призматических (фиг.2) аккумуляторов 1, соединенных последовательно. Через электродные блоки 2 проходят испарительные зоны 3 теплопередающих устройств 5, которые находятся в тепловом контакте с электродными блоками 2. Конденсаторные зоны 4 теплопередающих устройств 5 находятся в тепловом контакте с корпусами аккумуляторов 1. На фиг.3 показан цилиндрический аккумулятор с одним теплопередающим устройством, которое представляет собой трубку. На фиг.4 показан цилиндрический аккумулятор с четырьмя теплопередающим устройствами, которые представляют собой трубку и имеют по одной конденсаторной зоне. На фиг.5 показан цилиндрический аккумулятор с четырьмя теплопередающими устройствами, которые представляют собой трубку и имеют по две конденсаторные зоны. На фиг.6 показан призматический аккумулятор с двумя теплопередающими устройствами. При этом теплопередающие устройства представляет собой пластину.
По сравнению с аналогами заявляемая аккумуляторная батарея имеет то преимущество, что обладает более простой конструкцией, не требует радиационного теплообменника и не имеет электрического контакта теплопередающего устройства с электродным блоком аккумулятора.
Таким образом, заявляемая конструкция аккумуляторной батареи космического аппарата позволяет снизить разницу температур внутри аккумулятора (так называемый «температурный градиент»), что ведет к уменьшению расхождения отдельных аккумуляторов по емкости. В результате увеличивается разрешенная безопасная глубина циклирования, что равнозначно уменьшению деградации удельной энергии батареи.
Claims (1)
- Аккумуляторная батарея космического аппарата, состоящая из n аккумуляторов, соединенных последовательно, и теплопередающих устройств типа «тепловая труба», отличающаяся тем, что в центральные области электродных блоков аккумуляторов встроена испарительная часть теплопередающих устройств, а конденсаторные части теплопередающих устройств находятся в тепловом контакте с корпусом аккумуляторов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013147350/07A RU2549831C1 (ru) | 2013-10-23 | 2013-10-23 | Аккумуляторная батарея космического аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013147350/07A RU2549831C1 (ru) | 2013-10-23 | 2013-10-23 | Аккумуляторная батарея космического аппарата |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013147350A RU2013147350A (ru) | 2015-04-27 |
RU2549831C1 true RU2549831C1 (ru) | 2015-04-27 |
Family
ID=53283108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013147350/07A RU2549831C1 (ru) | 2013-10-23 | 2013-10-23 | Аккумуляторная батарея космического аппарата |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2549831C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU210595U1 (ru) * | 2021-12-06 | 2022-04-21 | Николай Джемалович Кикнадзе | Электрическая аккумуляторная батарея |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4880050A (en) * | 1988-06-20 | 1989-11-14 | The Boeing Company | Thermal management system |
US5036905A (en) * | 1989-10-26 | 1991-08-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | High efficiency heat exchanger |
RU2210842C2 (ru) * | 2001-09-20 | 2003-08-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Способ эксплуатации герметичной металл-водородной аккумуляторной батареи космического аппарата в процессе полета и система для его осуществления |
RU2371361C2 (ru) * | 2007-06-13 | 2009-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" | Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в составе космического аппарата негерметичного исполнения с радиационным охлаждением и космический аппарат для его реализации |
RU2399122C1 (ru) * | 2009-05-12 | 2010-09-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" (ФГУП "ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") | Способ эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата |
-
2013
- 2013-10-23 RU RU2013147350/07A patent/RU2549831C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4880050A (en) * | 1988-06-20 | 1989-11-14 | The Boeing Company | Thermal management system |
US5036905A (en) * | 1989-10-26 | 1991-08-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | High efficiency heat exchanger |
RU2210842C2 (ru) * | 2001-09-20 | 2003-08-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Способ эксплуатации герметичной металл-водородной аккумуляторной батареи космического аппарата в процессе полета и система для его осуществления |
RU2371361C2 (ru) * | 2007-06-13 | 2009-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" | Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в составе космического аппарата негерметичного исполнения с радиационным охлаждением и космический аппарат для его реализации |
RU2399122C1 (ru) * | 2009-05-12 | 2010-09-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" (ФГУП "ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") | Способ эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU210595U1 (ru) * | 2021-12-06 | 2022-04-21 | Николай Джемалович Кикнадзе | Электрическая аккумуляторная батарея |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013147350A (ru) | 2015-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10818987B2 (en) | Battery cell with integrated vapor chamber | |
JP2019519883A5 (ru) | ||
US9433128B2 (en) | System and method of operating an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device, during charge or discharge using microchannels and high thermal conductivity materials | |
US11769919B2 (en) | Multi-functional high temperature structure for thermal management and prevention of explosion propagation | |
EP2337112A1 (en) | Battery pack and vehicle including the battery pack | |
CN108140915A (zh) | 电池模块、包括电池模块的电池组以及包括电池组的车辆 | |
US20100304192A1 (en) | System for altering temperature of an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using high thermal conductivity materials based on states of the device | |
US11482744B2 (en) | Multi-functional structure for thermal management and prevention of failure propagation | |
CN108352468B (zh) | 用于热管理和防止爆炸传播的多功能耐高温结构 | |
KR20140027900A (ko) | 리튬 축전지 | |
KR20160118061A (ko) | 전지 모듈 | |
US20220006136A1 (en) | Integrated battery unit | |
JP2014220982A (ja) | 熱交換器を含むアルカリ金属熱電変換器 | |
KR20160049713A (ko) | 2차 전지 및 그 2차 전지의 제작 방법 | |
RU2549831C1 (ru) | Аккумуляторная батарея космического аппарата | |
US20150030900A1 (en) | Cell Delta-Temperature Optimized Battery Module Configuration | |
US10193196B1 (en) | Internal battery cell cooling with heat pipe | |
JP2014002907A (ja) | 組電池 | |
KR20160107608A (ko) | 격자형 흐름전극구조체 | |
US20100304259A1 (en) | Method of operating an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using high thermal conductivity materials during charge and discharge | |
GB2589845A (en) | Method and apparatus | |
US10396391B2 (en) | Ionized gas metal core battery | |
US11462785B2 (en) | Immersion cooling of battery device | |
US20100304258A1 (en) | System and method of altering temperature of an electrical energy storage device or an electrochemical energy generation device using high thermal conductivity materials | |
RU2543433C2 (ru) | Космический аппарат |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201024 |