RU2637585C2

RU2637585C2 - Method of operation of lithium-ion secondary battery as part of non-sealed space vehicle

Info

Publication number: RU2637585C2
Application number: RU2016101708A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Сергеевич Карплюк; Николай Васильевич Стадухин; Евгений Григорьевич Печенежский
Original assignee: Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2017-12-05
Also published as: RU2016101708A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: method includes charging-discharging and storing batteries in a charged state. Analog sensors and local heaters are mounted on the batteries. In the process of operation, current value of temperature of storage batteries is determined. If the temperature of one of the sensors has reached the limit cutoff threshold, the heater is switched off. If the temperature of one of the sensors has reached the minimum switching threshold, the heater is switched on. At that, in case the temperature of one sensor reaches the cutoff threshold, in this case, at the same time, the other sensor has reached the switch-on threshold, the priority is made for switching off the heater. The analog temperature sensors are connected via the battery control device to the information exchange channel between said voltage converter, the thermal control system and the on-board computer.

EFFECT: increased usage efficiency of lithium-ion batteries and improved service life characteristics of the space vehicle.

2 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при разработке и эксплуатации литий-ионных аккумуляторных батарей преимущественно в автономных системах электропитания искусственных спутников Земли (ИСЗ).The claimed invention relates to the electrical industry and can be used in the development and operation of lithium-ion batteries mainly in stand-alone power systems for artificial Earth satellites (AES).

К числу систем современных космических аппаратов (КА), по сути определяющих срок активного существования КА, относится в первую очередь система электропитания, у которой наиболее критичным звеном являются аккумуляторные батареи (АБ).Among the systems of modern spacecraft (SC), which essentially determine the period of active existence of a SC, is primarily the power supply system, in which the most critical link is rechargeable batteries (AB).

Для обеспечения длительного срока службы (ресурса) АБ очень важно обеспечивать, в процессе их эксплуатации комфортные температурные режимы, при этом особенно важно поддерживать температуру в сравнительно узком диапазоне. Оптимальный диапазон рабочих температур для никель-водородных АБ, предназначенных для установки на связных КА и характеризующихся сравнительно высокими токами заряда и разряда, составляет (5-15)°С (см. S.W. Donley and D.C. Verrier. Study of Nickel-Hydrogen Battery discharge Performance after charge and stand at warm temperatyre. TRW Space and Technology Groyp. Proc. 27-th Intersoc. Energy Convers. Eng. Conf. "Technol. Energy. Effic. 21-st Century", San Diego, Calif., aug. 3-7, 1992. (С.В. Донли, Д.С. Верьер. Исследование разрядных характеристик никель-водородной батареи после заряда и выдержки при повышенной температуре).To ensure a long battery life (resource), it is very important to ensure comfortable temperature conditions during their operation, and it is especially important to maintain the temperature in a relatively narrow range. The optimal operating temperature range for nickel-hydrogen batteries intended for installation on connected spacecraft and characterized by relatively high charge and discharge currents is (5-15) ° С (see SW Donley and DC Verrier. Study of Nickel-Hydrogen Battery discharge Performance after charge and stand at warm temperature. TRW Space and Technology Groyp. Proc. 27th Intersoc. Energy Convers. Eng. Conf. "Technol. Energy. Effic. 21-st Century", San Diego, Calif., aug. 3 -7, 1992. (S.V. Donley, D.S. Verrier. Study of the discharge characteristics of a nickel-hydrogen battery after charging and holding at elevated temperature).

Известен способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в составе КА (патент №2164881, B64G 1/00, B64G 1/22, B64G 1/42, 2001), содержащий отсек с целевой аппаратурой, герметичный приборный отсек, агрегатный отсек с комплексной двигательной установкой, систему терморегулирования с гидравлическими контурами и приборами для отбора, подвода и сброса тепла, в том числе выполненными в виде термоплат со штатными и технологическими гидравлическими каналами, систему электропитания, состоящую из солнечной батареи, установленного в приборном отсеке комплекса автоматики и стабилизации напряжения, размещенных в агрегатном отсеке никель-водородных аккумуляторных батарей, установленных внутри каждой батареи датчиков давления, чувствительных к изменению текущей электрической емкости батарей, а также бортовой комплекс управления с бортовой вычислительной машиной, причем указанные датчики давления через устройства преобразования сигнала включены в канал обмена информацией между указанными комплексом автоматики и стабилизации напряжения и бортовой вычислительной машиной, которая снабжена программой, корректирующей режим работы аппарата в зависимости от глубины разряда аккумуляторных батарей и определяющей суммарную глубину разряда.A known method of operating a nickel-hydrogen storage battery in a spacecraft (patent No. 2164881, B64G 1/00, B64G 1/22, B64G 1/42, 2001), comprising a compartment with target equipment, a sealed instrument compartment, an aggregate compartment with an integrated propulsion system , a temperature control system with hydraulic circuits and devices for the selection, supply and discharge of heat, including those made in the form of thermal plates with standard and technological hydraulic channels, an electrical power system consisting of a solar panel installed in the instrument compartment to automation and voltage stabilization complex located in the aggregate compartment of nickel-hydrogen storage batteries installed inside each battery of pressure sensors sensitive to changes in the current electric capacity of the batteries, as well as an on-board control complex with an on-board computer, and these pressure sensors through signal conversion devices are included to the information exchange channel between the indicated automation and voltage stabilization complex and the on-board computer, which Placed with a program that corrects the operating mode of the device depending on the depth of discharge of the batteries and determines the total depth of the discharge.

Недостатком известного способа и КА является то, что в нем не учитывается текущее тепловыделение аккумуляторных батарей, а теплосъем с них не регулируется, что приводит к расширению температурного диапазона эксплуатации и соответственно не обеспечивается эффективное использование аккумуляторных батарей.The disadvantage of this method and the spacecraft is that it does not take into account the current heat generation of the batteries, and the heat removal from them is not regulated, which leads to an expansion of the temperature range of operation and, accordingly, the efficient use of batteries is not ensured.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому КА является КА (патент №2371361, B64G 1/42, B64G 1/50, 2006). Так поставленная задача достигается тем, что определяют текущее тепловыделение аккумуляторной батареи, а тепловыделение нагревателей регулируют исходя из соотношения:Closest to the technical nature of the claimed spacecraft is a spacecraft (patent No. 2371361, B64G 1/42, B64G 1/50, 2006). So the task is achieved by determining the current heat dissipation of the battery, and the heat dissipation of the heaters is regulated based on the ratio:

,

где Qнaгр - текущее интегральное тепловыделение нагревателей;where Qnagr is the current integral heat release of heaters;

Qaб - текущее тепловыделение аккумуляторной батареи;Qab - the current heat of the battery;

Qpo - теплоотдача посредством радиационного охлаждения;Qpo - heat transfer through radiation cooling;

Const - установленное значение разницы расчетного тепловыделения и теплоотдачи.Const - the set value of the difference between the calculated heat release and heat transfer.

При этом при запуске космического аппарата величина Const равна нулю, а в процессе эксплуатации космического аппарата (автоматически либо по командам с Земли) ее корректируют в большую или меньшую сторону исходя из условия нахождения температуры аккумуляторной батареи в пределах установленных граничных значений.In this case, when the spacecraft is launched, the value of Const is zero, and during the operation of the spacecraft (automatically or by commands from the Earth), it is corrected up or down based on the condition that the battery temperature is within the established boundary values.

Этот способ принят за прототип заявляемому изобретению.This method is adopted as a prototype of the claimed invention.

Эффективность такого метода терморегулирования недостаточно высока. Так в современных КА широко применяются литий-ионные аккумуляторные батареи, которые очень чувствительны к температуре. Так же в современном спутникостроении наметилась тенденция на увеличения мощности полезной нагрузки, что позволяет создавать более функциональные спутники. При этом остро встает вопрос по эффективному использованию источников энергии КА. АБ - это вторичный источник питания, который осуществляет питание КА на теневых участках от Земли и Луны, а также в нештатных и аварийных режимах в момент потери ориентации на Солнце. Проведенный анализ разработчиками АБ показал, что увеличивать мощность АБ за счет ее конструкции не целесообразно, так как повлечет за собой необходимость дополнительной квалификации, усложнит производство, тем самым увеличит ее конечную стоимость, а также снизит ее мобильность при сборочных работах на заводе- изготовителе КА. Кроме того, в настоящий момент с целью снижения затрат и сроков изготовление КА предпочтение отдается преемственности оборудования, что позволяет существенно сократить объем квалификационных испытаний и, как следствие, существенно ускорить процесс изготовления КА. Поэтому принято решение использовать существующие блоки АБ, имеющие наземную и летную наработку, и соединять их между собой электрически с помощью кабельной сети, что позволяет получить АБ необходимой мощности. Это обеспечивает преемственность с предыдущих проектов, что исключает затраты на ее квалификацию. Для обсечения центра масс КА блоки АБ располагаются по разным сторонам днища КА. Опыт эксплуатации ранее созданных КА показал, что температуры разных блоков АБ, находящихся на значительном расстоянии друг от друга, разнятся между собой. Это связано с тем что, солнечные лучи в процессе прохождения орбиты по-разному освещают КА, тем самым оказывает влияние на температуру отдельных блоков АБ. Это в конченом счете приводит к тому, что температура разных блоков одной АБ будет отличаться между собой, а это приведет к неэффективному использованию АБ и нарушению требований эксплуатационной документации АБ. С учетом вышеизложенного можно сделать вывод, что представленная выше формула не решает поставленную задачу.The effectiveness of this method of thermoregulation is not high enough. So in modern spacecraft lithium-ion batteries are widely used, which are very sensitive to temperature. Also in modern satellite industry, there has been a tendency to increase payload power, which allows the creation of more functional satellites. At the same time, the question arises of the efficient use of spacecraft energy sources. AB is a secondary power source that supplies spacecraft in the shadow areas of the Earth and the Moon, as well as in abnormal and emergency conditions at the time of loss of orientation to the Sun. The analysis by AB developers showed that it is not advisable to increase the power of the AB due to its design, since it will entail the need for additional qualifications, complicate the production, thereby increase its final cost, and also reduce its mobility during assembly work at the spacecraft manufacturer. In addition, at the moment, in order to reduce costs and lead time, the production of spacecraft is given precedence to equipment continuity, which significantly reduces the amount of qualification tests and, as a result, significantly speeds up the spacecraft manufacturing process. Therefore, it was decided to use the existing AB units with ground and flight operating hours, and to connect them together electrically using a cable network, which allows to obtain the AB with the required power. This ensures continuity from previous projects, which eliminates the cost of its qualifications. To cut off the center of mass of the spacecraft, AB units are located on different sides of the spacecraft bottom. The operating experience of previously created spacecraft showed that the temperatures of different AB units located at a considerable distance from each other differ from each other. This is due to the fact that the sun's rays during the passage of the orbit illuminate the spacecraft differently, thereby affecting the temperature of individual AB units. In the end, this leads to the fact that the temperature of different blocks of the same battery will differ from each other, and this will lead to inefficient use of the battery and violation of the requirements of the operational documentation of the battery. Based on the foregoing, we can conclude that the above formula does not solve the problem.

Поставленная задача достигается тем, что на каждый блок АБ устанавливают два и более датчика температуры, по которым определяется текущее значение температуры АБ. В программно-вычислительном контуре устанавливается диапазон, в котором должна эксплуатироваться АБ, согласно эксплуатационной документации на АБ, после чего управление обогревателями блоков АБ осуществляется по следующему принципу: если температура одного из датчиков любого из блоков одной электрически соединенной АБ достигла нижней границы температуры (порог включения), происходит включение обогревателей всех блоков АБ, после достижения верхней границы диапазона (порог отключения) любого из блоков одной АБ происходит отключение обогревателей на этом блоке, при этом на других блоках обогреватели не отключаются, после чего температура блока, на котором отключился обогреватель, начинает снижаться и очевидно, что через некоторое время его температура сравняется с температурой другого блока, на которых обогреватели остаются включенными, после этого на блоке с выключенным обогревателем происходит его включение, таким способом обеспечивается выравнивание температур разных блоков одной электрически соединенной АБ и этот процесс продолжается до того момента, пока температуры всех блоков не достигнет верхней границы диапазона (порог отключения), после чего происходит отключение обогревателей на всех блоках, при этом в случае одновременного достижения порогов отключения и включения разных датчиков приоритет отдается на отключение обогревателя АБ.The task is achieved by the fact that on each block of the battery two or more temperature sensors are installed, which determines the current value of the temperature of the battery. In the software and computer circuit, the range in which the battery is to be operated is set, according to the operational documentation for the battery, after which the heater control of the battery blocks is carried out according to the following principle: if the temperature of one of the sensors of any of the blocks of one electrically connected battery reaches the lower temperature limit (threshold ), the heaters of all AB blocks are turned on, after reaching the upper limit of the range (cut-off threshold) of any of the blocks of one AB, heaters on this unit, while on other units the heaters do not turn off, after which the temperature of the unit on which the heater is turned off begins to decrease and it is obvious that after a while its temperature will be equal to the temperature of the other unit on which the heaters remain on, after which the unit with the heater turned off, it turns on, in this way the temperature is equalized for different units of one electrically connected battery and this process continues until the temperature of all the units does not reach the upper limit of the range (cut-off threshold), after which the heaters on all the units turn off, and in case of simultaneous achievement of the shutdown thresholds and the inclusion of different sensors, priority is given to turning off the AB heater.

Описанный выше способ вырывание температуры между разными блоками одной АБ, разберем на следующем примере. Так, например, установим температурный диапазон АБ (5-13)°С. В случае достижении температуры любого из блоков значение меньше 5°С происходит включение нагревателя соответствующего блока АБ. В этот момент температура другого блока может и не достигнуть минимального порога включения обогревателя, а быть на уровне допустим 8°С, соответственно она будет продолжать понижаться. При этом температура другого блока АБ, на котором включился обогреватель, будет, наоборот, повышаться. Естественно, что на каком-то этапе температуры первого и второго блока сравняются, например, на значении 6,5°С. В этот момент на втором блоке включится обогреватель, несмотря на то, что порог включения должен был произойти на уровне ниже 5°С. После чего начнется нагрев двух разных блоков АБ при равных температурах, после достижения 13°С происходит отключение обогревателей по верхнему порогу. Таким образом, обеспечивается выравнивание температуры разных блоков одной электрически соединенной АБ. Это обеспечивает надежность работы АБ и повышает ее эксплуатационные и энергетические характеристики.The method described above for pulling out the temperature between different blocks of the same battery, we will analyze with the following example. So, for example, we set the temperature range of AB (5-13) ° С. If the temperature of any of the blocks is reached, the value is less than 5 ° С, the heater of the corresponding AB block is turned on. At this moment, the temperature of another unit may not reach the minimum threshold for turning on the heater, but be at a level of 8 ° C, respectively, and accordingly it will continue to decrease. In this case, the temperature of the other AB unit, on which the heater is switched on, will, on the contrary, increase. Naturally, at some stage, the temperatures of the first and second blocks become equal, for example, at a value of 6.5 ° C. At this moment, the heater will turn on at the second unit, despite the fact that the switching threshold should have occurred at a level below 5 ° C. After that, heating of two different AB blocks will begin at equal temperatures, after reaching 13 ° C, the heaters turn off at the upper threshold. Thus, equalization of the temperature of different blocks of one electrically connected battery is ensured. This ensures the reliability of the battery and improves its operational and energy characteristics.

Космический аппарат для реализации заявляемого способа содержит приборный блок, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, устройства и приборы, установленные на внутренних сторонах параллелепипеда приборного блока, в том числе система терморегулирования для подвода и сброса тепла, содержащая локальные нагреватели и радиаторы-излучатели, система электропитания, состоящая из солнечной батареи, стабилизированного преобразователя напряжения, литий-ионных аккумуляторных батарей, с установленными на аккумуляторах аналоговыми датчиками температуры, устройства контроля аккумуляторных батарей, а также бортовой комплекс управления с бортовой вычислительной машиной. При этом указанные аналоговые датчики давления и температуры через устройство контроля аккумуляторных батарей включены в канал обмена информацией между указанными стабилизированным преобразователем напряжения, системой терморегулирования и бортовой вычислительной машиной, которая снабжена программой, корректирующей работу локальных нагревателей аккумуляторных батарей системы терморегулирования, в зависимости от степени заряженности и режима работы аккумуляторных батарей и их температуры.A spacecraft for implementing the inventive method comprises an instrument block made in the form of a rectangular parallelepiped, devices and devices mounted on the inside of the instrument box parallelepiped, including a temperature control system for supplying and discharging heat, containing local heaters and radiators, radiators, an electrical power system, consisting of a solar battery, a stabilized voltage converter, lithium-ion batteries, with analogue batteries installed temperature sensors, battery monitoring devices, as well as an onboard control system with an onboard computer. Moreover, these analogue pressure and temperature sensors through the battery monitoring device are included in the information exchange channel between the stabilized voltage converter, the temperature control system and the on-board computer, which is equipped with a program that corrects the operation of the local battery heaters of the temperature control system, depending on the degree of charge and operating mode of batteries and their temperature.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство КА для работы на геостационарной орбите.In FIG. 1 shows the proposed spacecraft device for operation in a geostationary orbit.

При этом введены нижеследующие обозначения:The following notation is introduced:

1 - приборный блок КА,1 - instrument unit KA,

2 - солнечные батареи КА,2 - spacecraft solar panels,

3 - радиатор-излучатель.3 - radiator-emitter.

Приборный блок КА 1 выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда, состоящего из "южной" и "северной" сотопанелей радиаторов и «восточной» и «западной», а также нижних и верхних торцевых панелей упрощенной конструкции.The instrumentation block KA 1 is made in the form of a rectangular parallelepiped, consisting of “southern” and “northern” honeycomb panels of radiators and “eastern” and “western”, as well as lower and upper end panels of a simplified design.

Внутри приборного блока (на внутренней стороне сотопанелей и панелей упрощенной конструкции) установлены устройства и приборы КА, в том числе система терморегулирования для подвода и сброса тепла, выполненная в виде локальных нагревателей (локальные нагреватели могут устанавливаться непосредственно в какой-либо аппаратуре), и термоплат с тепловыми трубами и радиаторами-излучателями, система электропитания, состоящая из солнечной батареи, стабилизированного преобразователя напряжения, устройств контроля аккумуляторных батарей и литий-ионных аккумуляторных батарей, с установленными аналоговыми датчиками температуры аккумуляторов, а также бортовой комплекс управления с бортовой вычислительной машиной, при этом указанные аналоговые температуры через устройства контроля аккумуляторных батарей включены в канал обмена информацией между указанными стабилизированным преобразователем напряжения, литий-ионными аккумуляторными батареями, системой терморегулирования и бортовой вычислительной машиной, которая снабжена программой, корректирующей работу локальных нагревателей аккумуляторных батарей системы терморегулирования, в зависимости от степени заряженности и режима работы аккумуляторных батарей и их температуры.Inside the instrument block (on the inner side of honeycomb panels and panels of a simplified design), spacecraft devices and devices are installed, including a temperature control system for supplying and discharging heat, made in the form of local heaters (local heaters can be installed directly in any equipment), and a thermal plate with heat pipes and radiators, radiators, power supply system consisting of a solar battery, a stabilized voltage converter, battery monitoring devices and lithium i-ion batteries, with installed analog temperature sensors for the batteries, as well as an on-board control complex with an on-board computer, while the indicated analog temperatures are connected through the battery monitoring devices to the communication channel between the indicated stabilized voltage converter, lithium-ion batteries, thermal control system and on-board computer, which is equipped with a program that corrects the operation of local loads evateley batteries thermal control system, depending on the state of charge and operating modes batteries and temperature.

Солнечные батареи 2 установлены вдоль продольной оси Z КА, перпендикулярной плоскости орбиты КА, со стороны "южной" и "северной" сотопанелей радиаторов.Solar panels 2 are installed along the longitudinal axis Z of the spacecraft, perpendicular to the plane of the orbit of the spacecraft, from the "southern" and "northern" cell panels of radiators.

Радиатор-излучатель 3 установлен в плоскости "северной" или "южной" сотопанели радиатора.The radiator-emitter 3 is installed in the plane of the "northern" or "southern" sotopaneli radiator.

Основная тепловыделяющая аппаратура размещается на "северных" и "южных" сотопанелях. При этом тепловыделяющая аппаратура имеет, как правило, обогреватели для подвода тепла к отдельным узлам и агрегатам для исключения их переохлаждения.The main heat-generating equipment is located on the "northern" and "southern" honeycomb panels. In this case, the heat-generating equipment has, as a rule, heaters for supplying heat to individual units and assemblies to prevent their overcooling.

Корпуса наиболее тепловыделяющей аппаратуры теплоизолированы от окружающих приборов и элементов конструкции при помощи многослойной экранно-вакуумной теплоизоляции. Это позволяет исключить взаимовлияние и повысить точность поддержания нужного температурного режима.The cases of the most heat-generating equipment are thermally insulated from surrounding devices and structural elements using multilayer screen-vacuum thermal insulation. This eliminates the mutual influence and improves the accuracy of maintaining the desired temperature.

Выделение отдельных теплонагруженных узлов и приборов из всей аппаратуры КА и помещение их специальным образом с теплоизоляцией от соседних приборов позволяет создать для них "особые условия" работы, обеспечивающие повышенный теплоотвод, увеличить локально хладопроизводительность системы обеспечения теплового режима.Separation of individual heat-loaded components and devices from all the spacecraft equipment and their special placement with heat insulation from neighboring devices allows them to create “special conditions” of work, providing increased heat dissipation, and to increase the local cooling capacity of the thermal regime support system.

Заявляемое изобретение не касается конструкции теплоотводящих элементов (тепловых труб), поэтому пример конкретной реализации в этой части, подробно описанный в прототипе, в материалах настоящей заявки не рассматривается.The claimed invention does not relate to the design of heat-removing elements (heat pipes), therefore, an example of a specific implementation in this part, described in detail in the prototype, is not considered in the materials of this application.

В заявляемом изобретении наибольший интерес представляет обеспечение теплового режима литий-ионных аккумуляторных батарей.In the claimed invention, the greatest interest is the provision of thermal conditions of lithium-ion batteries.

На фиг. 2 приведен пример функциональной схемы электрических и интерфейсных связей для реализации конкретной задачи заявляемого изобретения.In FIG. 2 shows an example of a functional diagram of electrical and interface connections for implementing the specific task of the claimed invention.

При этом дополнительно введены нижеследующие обозначения:In addition, the following notation is introduced:

4 - стабилизированный преобразователь напряжения;4 - stabilized voltage converter;

5 - устройства и приборы КА;5 - spacecraft devices and devices;

6 - система терморегулирования;6 - thermal control system;

7 - бортовой комплекс управления с бортовой вычислительной машиной;7 - on-board control system with on-board computer;

8 - устройство контроля аккумуляторной батареи;8 - battery control device;

9₁, 9₂ - литий-ионная аккумуляторная батарея;9 ₁ , 9 ₂ - lithium-ion battery;

10₁, 10₂ - аккумуляторы;10 ₁ , 10 ₂ - batteries;

11₁, 11₂ - аналоговые датчики температуры;11 ₁ , 11 ₂ - analog temperature sensors;

12₁, 12₂ - локальный (встроенный) нагреватель.12 ₁ , 12 ₂ - local (built-in) heater.

Для управления КА и выполнения других функций служит бортовой комплекс управления с бортовой вычислительной машиной 7. В качестве аккумуляторной батареи использованы литий-ионные АБ, которые состоит из двух последовательно соединенных блоков 9₁ и 9₂. Каждый блок состоит из последовательно соединенных аккумуляторов 10₁ и 10₂, которые оснащены датчиками температуры: первый блок 11₁, 11₂, второй блок 11₃, 11₄.To control the spacecraft and perform other functions, the on-board control system with the on-board computer 7 is used. Lithium-ion batteries are used as the battery, which consists of two blocks 9 ₁ and 9 ₂ connected in series. Each block consists of series-connected batteries 10 ₁ and 10 ₂ , which are equipped with temperature sensors: the first block 11 ₁ , 11 ₂ , the second block 11 ₃ , 11 ₄ .

Датчики температуры запитаны от устройства контроля аккумуляторной батареи 8, содержащего устройства контроля аккумуляторных батарей для передачи в бортовой комплекс управления с бортовой вычислительной машиной 7, в который поступает также информация о режиме работы блоков аккумуляторной батареи 9₁ и 9₂ (заряд, разряд, хранение, величина токов заряда-разряда) из стабилизированного преобразователя напряжения 4. Бортовая вычислительная машина оснащена программой, формирующей управляющие команды в систему терморегулирования 6, и стабилизированный преобразователь напряжения 4.The temperature sensors are powered from the battery control device 8, which contains battery control devices for transmission to the on-board control complex with the on-board computer 7, which also receives information about the operating mode of the battery blocks 9 ₁ and 9 ₂ (charge, discharge, storage, the magnitude of charge-discharge currents) from a stabilized voltage converter 4. The on-board computer is equipped with a program that generates control commands in the temperature control system 6, and the stabilizer voltage converter 4.

Таким образом, использование предлагаемого устройства космического аппарата позволяет повысить эффективность использования аккумуляторных батарей и улучшить ресурсные характеристики СЭП и КА в целом при его штатной эксплуатации.Thus, the use of the proposed device of the spacecraft allows to increase the efficiency of the use of rechargeable batteries and improve the resource characteristics of the solar cells and the spacecraft as a whole during its normal operation.

Claims

A method of operating a multi-unit lithium-ion battery as a part of an unpressurized spacecraft with radiation cooling, including carrying out charges and discharges, storage in a charged state, monitoring the temperature of the batteries and ensuring the temperature of the battery (AB), characterized in that in software and computing the circuit sets the range in which the battery should be operated according to the operational documentation for the battery, after which the control of the heaters and AB blocks is carried out according to the following principle: if the temperature of one of the sensors of any of the blocks of one electrically connected AB reaches the lower temperature limit (threshold), the heaters of all AB blocks turn on, after reaching the upper limit of the range (threshold) of any of the blocks of one AB the heaters turn off on this unit, while the heaters on the other units do not turn off, after which the temperature of the unit on which the heater is turned off begins to decrease and after a while while its temperature is equal to the temperature of another block, on which the heaters remain on, then on the block with the heaters turned off, they turn on and the batteries of different blocks continue to heat up, thereby equalizing the temperatures of different blocks of one electrically connected battery and this process continues until that moment until the temperatures of all the units have reached the upper limit of the range (cut-off threshold), after which the heaters are switched off on all units, while in the case of one temporary thresholds achieve opening and closing various sensors priority is given to turn off the heater AB.