Состояние и перспективы систем электроснабжения КА

[lemon]

На работу в компанию СПУТНИКС (www.sputnix.ru) требуется аккумуляторщик и специалист по системам управления энергопитанием для космического применения. Готовы сформулировать список задач и условия работы конкретнее, пишите в личку или на karpenko at sputnix.ru

А дистанционно ?

Можно, пока дело не дошло до железа.

[Юрий Шепетов]

Три года на низкой орбите - это около 15000 циклов заряд-разряд.

Добрый день, уважаемый коллега!
На самом деле циклы на орбите это не совсем те циклы, которые указывает производитель в качестве ресурсной характеристики аккумулятора. В паспорте идет речь о т.н. лабораторных циклах - на всю глубину располагаемой емкости АК до уровня датчика минимального напряжения. В реальной работе глубина циклирования гораздо меньше.
У того же, доброй памяти, КС5 МФ-2 глубина разряда недеградиовавшей БХ 22НКГ4СК при штатной циклограмме нагрузки и при максимальной длительности тени была порядка 4%. Но это редкий случай. У Египтсата было, порядка, 10%. Вот для таких режимов работы производитель и указывает примерный срок службы в годах.

Глубина циклирования и срок службы АБ примерно связаны обратной логарифмической зависимостью

[expert1]

Три года на низкой орбите - это около 15000 циклов заряд-разряд.

Добрый день, уважаемый коллега!
На самом деле циклы на орбите это не совсем те циклы, которые указывает производитель в качестве ресурсной характеристики аккумулятора. В паспорте идет речь о т.н. лабораторных циклах - на всю глубину располагаемой емкости АК до уровня датчика минимального напряжения. В реальной работе глубина циклирования гораздо меньше.
У того же, доброй памяти, КС5 МФ-2 глубина разряда недеградиовавшей БХ 22НКГ4СК при штатной циклограмме нагрузки и при максимальной длительности тени была порядка 4%. Но это редкий случай. У Египтсата было, порядка, 10%. Вот для таких режимов работы производитель и указывает примерный срок службы в годах.

Глубина циклирования и срок службы АБ примерно связаны обратной логарифмической зависимостью

Реальная глубина циклирования АБ как правило меньше проектной(запасы). Но если глубина циклирования 4%, то 96% массы АБ выведено на орбиту зря. Такие глубины циклирования - это либо ошибочный проект, либо непрвильно выбран тип АБ . Принятые во всем мире глубины циклирования - на НОО от 20 до 40%, на ГСО до 80%. Иначе удельные характеристики СЭП ниже плинтуса.

[Юрий Шепетов]

...96% массы АБ выведено на орбиту зря.

Не совсем так, хотя в данном случае, насколько помню, не нашлось у НИАИ меньшего подходящего типоразмера. Располагаемая емкость БХ  в течении срока эксплуатации снижается примерно по экспоненте + ниспдающая линейная функция. Причем, говорить с какой-то приемлемой достоверностью можно лишь о каком-то "коридоре", ограниченном оптимистическим и пессимистическим прогнозом деградации емкости. Искусство проектировщика СЭС состоит, в том числе, и в выборе как раз такого номинала емкости БХ, чтобы к концу ресурса обеспечить надежность электроснабжения КА с приемлемым риском при возможно минимальной массе БХ.

А с остальным согласен.

[expert1]

Конечно. при расчете энергобаланса берут в расчет пессимистический прогноз ресурса АБ. Этим в т.ч. и обусловлены пректные запасы.
Но вот SAFT, например, на свою продукцию дает в виде рекламы 8% деградации емкости при 15 летнем ресурсе и 70% глубине циклирования на ГСО. Это кажется фантастическим.

[Юрий Шепетов]

Но вот SAFT, например, на свою продукцию дает в виде рекламы 8% деградации емкости при 15 летнем ресурсе и 70% глубине циклирования на ГСО. Это кажется фантастическим.

Меня тоже в своё время смутили эти их обещания. Слишком уж это выглядит шикарно, чтобы сразу в это поверить. Кто бы еще это подтвердил по результатам летной эксплуатации?

Здесь есть еще такой нюанс - вполне может быть, что они обещают такую деградацию для отдельного элемента. Может быть. Но в последовательной АБ есть свои собственные механизмы деградации.

В середине 90-хх в НИАИ "Источник" был проведен эксперимент, в ходе которого выполнялось длительное циклирование БХ  18НКГ-110КА (17МО59). Циклирование на полную глубину разряда БХ производилось в течении почти трех лет (2 года и 9 месяцев). После окончания ресурсных испытаний разрядная емкость БХ составила 27 А•ч. Батарея была разобрана и все составляющие ее аккумуляторы были подвергнуты контрольным циклам. По результатам контрольных циклов емкость наихудшего аккумулятора составила 78 А•ч, а значения емкостей всех других аккумуляторов находились в диапазоне 100...110 А•ч. Результаты эксперимента показали,  что основной причиной снижения емкости БХ при длительной эксплуатации явился разбаланс емкостей составляющих ее аккумуляторов.

[expert1]

Юрий Шепетов пишет:
 

expert1 пишет:
 
Здесь есть еще такой нюанс - вполне может быть, что они обещают такую деградацию для отдельного элемента. Может быть. Но в последовательной АБ есть свои собственные механизмы деградации.

Такую деградацию, как мне известно, дают на емкость АБ

[Дем]

В современных литиевых батареях при последовательном соединении - поэлементный контроль скорей норма, чем редкость.

[Юрий Шепетов]

...Такую деградацию, как мне известно, дают на емкость АБ

Ну что тут сказать? Молодцы! Ни НИАИ, ни Сатурн таких характеристик пока обещать не могут. КБЮ сейчас больше на SAFT и ориентируется.

[Юрий Шепетов]

В современных литиевых батареях при последовательном соединении - поэлементный контроль скорей норма, чем редкость.

С середины девяностых это норма таже и для НКГ и НВ АБ космического назначения (кроме уж совсем небольших). Но поэлементный контроль не устраняет разбаланс емкостей, а только позволяет избежать его неприятных последствий - это когда отдельные аккумуляторы могут выйти на переполюсовку еще до того, как вся батарея разрядится до уровня датчика минимального напряжения.

[expert1]

Кстати, кто интересуется состоянием развития литий-ионных аккумуляторов в нашей стране, ответы здесь: http://www.li-conf.kuban.ru

[expert1]

Украинский спутник ДЗЗ Сич-2 вывели из эксплуатации из-за проблем системы энергопитания. Кто знает какие там аккумуляторы использовались?

[PIN]

Никель-Кадмиевые
А при чем тут батарея? Где-то слили, что именно в ней была проблема? Чаще PCDU мрут.
Египтсат-1, покойничек, на той же платформе, кстати.

[roodme Буков]

Может кого-то различные тумблеры и переключатели интересуют? По ссылке: http://nkk.su/products/ можно ознакомиться с полным каталогом продукции, реализацией которой занимается компания под названием 

NKK. Как-то обращался к ним сам, может и вам интересно будет.

[PIN]

Не относятся эти "тумблеры и переключатели" к теме ветки.
Спам это. Удалите сами, пожалуйста.

[Ded]

Юрий Шепетов пишет:

В современных литиевых батареях при последовательном соединении - поэлементный контроль скорей норма, чем редкость.

С середины девяностых это норма таже и для НКГ и НВ АБ космического назначения (кроме уж совсем небольших). Но поэлементный контроль не устраняет разбаланс емкостей, а только позволяет избежать его неприятных последствий - это когда отдельные аккумуляторы могут выйти на переполюсовку еще до того, как вся батарея разрядится до уровня датчика минимального напряжения.

Кроме того, используется "выравнивание" ячеек. По-моему меняют режим заряда.

[expert1]

Страховой случай произошел в результате нештатной работы химической батареи, которая привела к полной потере энергообеспечения космического аппарата и невозможности его дальнейшей эксплуатации на орбите, сообщает "Новый регион".

[Старый]

expert1 пишет:
 Страховой случай произошел в результате нештатной работы химической батареи, которая привела к полной потере энергообеспечения космического аппарата и невозможности его дальнейшей эксплуатации на орбите, сообщает "Новый регион".

Это про какой аппарат?

[Вал]

Старый пишет:

expert1 пишет:
 Страховой случай произошел в результате нештатной работы химической батареи, которая привела к полной потере энергообеспечения космического аппарата и невозможности его дальнейшей эксплуатации на орбите, сообщает "Новый регион".

Это про какой аппарат?

КФ, наверное имеют в виду.

[Старый]

"КФ" это кто?