Способ эксплуатации системы аккумуляторных батарей

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИДЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 19 у (11) 0503 А Н 01 М 10 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВ он,юта(54) (57) 1.ТЕМЫ АККУИУЛмер, на косчающийся втора тока ифотличацелью обеспрических ха лектропитания искусст- частносации та" л цииметеОЕ 8. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Обзор источников питания для метеорологических спутников 808 и СОЕ 8Фирмы Ротй Аеговрасе апй Сопамп 1 сайоп Сотрогайхоп, 08 А (СОЕ 8 Се 11 е апйВаСегу Пойа Апа 1 уз 1 з Керогаз, К)ЬТКЕ, 529),Теньковцев В.В. Разработка герметичных никель-кадмиевых аккумуляторовс газовым адсорбционным электродом иих применение в народном хозяйстве икосмической технике, дис.дт.нВНИИТ, ИЭТП СССР, НТБ, 532 С, 1976,СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ, наприическом аппарате, заклю" аряде батарей от генераразряде их на нагрузку, ю щ и й с я тем, цто, с ечения стабильности электактеристик батарей и увеИзобретение относится ктехнике, а именно к системапостоянным током аппаратурывенных спутников Земли, и вти касается способа эксплуаких систем.Известен способ эксплуатмических источников питаниялогических спутников 8 Г 18 и лицения их срока службы, систему аккумуляторных батарей разделяют на рабочую и резервную группы, при этом часть рабочей группы батарей, обеспечивающую энергопитание постоянно подключенной нагрузки, включают на на-грузку параллельно с генератором тока, другую часть рабочей группы батарей полностью заряжают и затем непрерывно подзаряжают малым током, а резервную группу батарей содержат в полностью разряженном до 0 В состоянии с подключенным к каждому аккумулятору резисторов и к началу режима- максимального энергопотреблений производят полный заряд этих батарей, причем подключение групп батарей к нагрузке осуществляют последовательно по мере разряда этих групп.2. Способ по п.1, о т л и ч а щ и й с я тем, что, с целью восс новления и выравнивания емкости отдельных аккумуляторов в составе дежурных рабочих батарей, их меняют местами с предварительно заряженными резервными батареями и переводят в режим хранения до начала режима максимального энергопотребления. Известная система энергопитания спутника состоит из основного гене ратора тока " солнечной батареи и вторичных источников тока - аккуму торных батарей, работа которых кон ролируется блоком управления, Пара лельно включенные аккумуляторные б тареи обеспечивают энергией аппара ру спутника на теневых участках орбиты и в режимах максимального энергопотребления, когда превышается мощ-,ность солнецной батареи. Заряд батареи осуществляется на освещенных уча" 5стках орбиты от основного генератора,когда его мощность превышает мощность, потребляемую нагрузкой. Приэтом максимальная глубина разряда батареи не. превышает 60 от номинальной 10емкостиНедостатком такого способа эксплуатации. является то, что аккумуля. торные батареи постоянно заряжаютсядо верхнего уровня при отсутствии 15глубоких разрядов, что ведет к частичной пассивации активных масс электродов, снижает электрические. характеристики и сокращает срок службыодновременно всех батарей, щ 0Подобный способ эксплуатации аккумуляторных батарей использован, например, на орбитальной космическойстанции "Салют", где режим эксплуатации характеризуется наличием. про"должительных циклов с малым. энергопотреблением в режиме автоматического полета, когда используется 5-73емкости, а в периоды работы на станции космонавтов уровень емкости, снимаемой с батарей, составляет 70-90от атактической. В таком режиме эксплуатации аккумуляторные батареи за1,5 года теряют до 703 от первонацальной емкости, что требует перио- З 5дицеской замены батарей, доставляемых с Земли.Целью изобретения является стаби-.лизация электрических характеристикбатарей и увеличение их срока службы.С этой целью в известном способеэксплуатации системы аккумуляторныхбатарей, заключающемся в заряде батарей от генератора тока и разряде их 4на нагрузку, систему батарей разде"ляют на рабочую и резервную группы,при этом часть рабочей группы батарей, обеспечивающую энергопитаниепостоянно подключенной нагрузки,включают на нагрузку параллельно сгенератором тока, другую часть рабочей группы батарей полностью заряжа"ют и затем непрерывно подзаряжаютмалым током, а резервную группу батарей содержат в полностью разряженномдо 0 В состоянии с подключенным к, каждому аккумулятору резйсторою и кначалу режима максимального энерго" потребления производят полный заряд этих батарей, причем подключение групп батарей к нагрузке осуществляют последовательно по мере разряда этих групп.Кроме того, с целью восстановления и выравнивания емкости отдельных аккумуляторов в составе дежурных ра" бочих батарей, эти батареи меняют местами с предварительно заряженными резервными батареями и переводят в режим хранения до начала режима максимального энергопотребления.Таким образом, система батарей эксплуатируется в режимах чередования глубоких разрядов и полных зарядов, длительного подзаряда малым током, хранения аккумуляторов в разря" женном до 0 В состоянииЭксплуатация батарей в этих режимах позволяет существенно снизить деградацию емкостных характеристик ак" кумуляторов и стабилизировать их в процессе длительного срока службы.Сочетание указанных режимов достигается путем разделения батарей на рабочие и резервные.Одна часть батарей рабочей группы, называемая в дальнейшем дежурной, подключается к нагрузке параллельно с генератором тока, емкость дежурных рабочих батарей выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить энергопитание постоянно подключенной (дежурной) аппаратуры объекта и глубокий разряд батарей в течение теневого участка орбиты, а на освещенной цас" ти орбиты полностью зарядить эти,ба- . тареи. Другая часть батарей рабочей группы полностью заряжена и находится в режиме длительного подзаряда малым током, емкость этой части рабочих батарей выбирается из условия энергопитания аппаратуры объекта в аварийных ситуациях.Резервная группа батарей находится в разряженном до 0 В состоянии с подключенным к каждому аккумулятору резистором, емкость этой группы батарей выбирается так, цтобы в сочетании с батареями рабочей группы обеспечить работу аппаратуры объекта в,режимах максимального энергопотреб" ления в конце срока службы.П р и и е р. В состав системыэнергопитания космического объектационирующеи аппаратуры, вторая рабочая батарея полностью заряжена и находится в режиме подзаряда, третьярезервная батарея хранится в разря"женном до 0 В состоянии. В периодымалого энергопотребления работа ап" Способ эксплуатации Показатель извест- предлагаеный мый 10 паратуры на теневых участках обеспечивается одной дежурной рабочей бата" реей., а в случае увеличения энерго потребления и глубокого разряда этой . батареи до нижнего значения напряже- . ния к нагрузке подключается вторая заряженная рабочая батарея, при этом третью резервную батарею полностью , заряжают и подключают к нагрузке, если обе рабочие батареи разрядятся, это происходит в режимах максимального энергопотребления, по окончании которого все батареи переводятся в первоначальный режим работы.1Для восстановления емкостных характеристик батарей,и выравнивания емкости отдельных аккумуляторов в схеме предусмотрена возможность переключения рабочей батареи на место резервной, поэлементный разряд акку.муляторов рабочей батареи до 0 В и перевод,. их в режим хранения, после которого производится полный заряд этой батареи. Экспериментально уста" новлено, что восстановленная емкость Емкостьр Ф в нд чалесрока служ-,бы100 100 через 0,5 года экс- плуатации 20 90 70 через 1,5 года эксплуатации через 3 года экс" плуатации 80 30 70 Предлагаемый способ эксплуатацииимеет следующие преимущества:снижение деградации емкостных ха"рактеристик аккумуляторных батарей (до 3 5 раз. за 1,5 года эксплуатации)35 . увеличение срока службы аккумуляторных батарей до 2-5 лет без увели. чения их веса и габаритов. 5 1050503 6 входят три аккумуляторные батареи, батареи может достигнуть 70 от перДежурная рабочая батарея подключена воначальной.к нагрузке параллельно с генератором: Изменение суммарной емкости всех тока - солнечной батареей и обеспе-батарей при эксплуатации приведеноцивает энергопитание постоянно функ- в таблице.ч. Редактор Т.Иарганова Техред И.Моргентал Корректор,С.Юскоеаеевввеееее а ееч евее ааваев еаееевв е аеаЗаказ 1085 Тираж. .Подписное,ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям приГКНТ СССР