يصف معيار " SMC-S-018 بطارية الليثيوم أيون لتطبيقات مركبات الإطلاق"، الذي نشره مركز أنظمة الفضاء والصواريخ (SMC) التابع لقيادة الفضاء التابعة للقوات الجوية الأمريكية، المتطلبات والإرشادات الخاصة بتطوير واختبار وتخزين ومعالجة واستخدام خلايا وبطاريات الليثيوم أيون لتطبيقات مركبات الإطلاق، بما في ذلك المعززات والمراحل العليا.
يهدف الالتزام بهذا المعيار إلى ضمان منتج يتمتع بموثوقية عالية لتحقيق الأداء المناسب للبطارية أثناء المهمة. تُعد البطاريات المعتمدة على أيونات الليثيوم تقنية ناشئة لم يكن لها استخدام كبير في المركبات الفضائية حتى الآن. إنها جذابة مقارنة بالبطاريات الأولية الأكثر استخدامًا لأن الأداء الكهربائي الكامل، بما في ذلك تنظيم الجهد والسعة، يمكن التحقق منه مباشرة في أجهزة الطيران قبل الاستخدام. ومن المتوقع أن يتم تحديث هذه المعايير مع استخدام هذه البطاريات واستخلاص الدروس المتعلقة بالتحديات التي تواجهها تكنولوجيا أيونات الليثيوم.
تهدف هذه المعايير، إلى جانب الاستشهادات المرتبطة بها، إلى استخدامها كمرجع في مواصفات مركبة الإطلاق المعمول بها أو غيرها من المستندات لتشمل المتطلبات والممارسات المشتركة اللازمة لضمان التشغيل الناجح للبطارية أثناء عمليات الإطلاق في الفضاء.
تهدف المتطلبات هنا إلى تعزيز وتوضيح ما هو منصوص عليه في المعيار العسكري MIL STD 1540E فيما يتعلق باستخدام بطاريات الليثيوم أيون في مركبات الإطلاق. بالإضافة إلى ذلك، تم إعداد موقع الإطلاق بطريقة لا تتعارض مع متطلبات سلامة النظام أو متطلبات سلامة المدى لاستخدام بطاريات الليثيوم أيون في أنظمة إنهاء الرحلة. ومع ذلك، يجب الرجوع إلى وثائق النطاق المناسبة لأي استخدام مقصود لبطاريات الليثيوم أيون في موقع الإطلاق أو أنظمة إنهاء الرحلة.
إن إضافة الإلكتروليت إلى خلية البطارية يشكل تنشيط الخلية، وأول خلية يتم تنشيطها تحدد بداية عمر الخدمة للخلية أو الوحدة أو البطارية. يتم تنشيط خلايا أيون الليثيوم في منشأة التصنيع أثناء إنتاج الخلايا. بعد التنشيط، تمر خلايا أيون الليثيوم عادة بدورات شحن/تفريغ متعددة لتجهيز سطح الأقطاب الكهربائية وتثبيت السعة.
البطارية عبارة عن مجموعة من خلايا البطارية أو وحداتها المتصلة كهربائيًا على التوالي لتوفير الجهد والسعة المطلوبة. عادةً ما يتم دمج الخلايا فعليًا في مجموعة واحدة (أو بطارية) أو في عدة مجموعات منفصلة (أو وحدات) متصلة على التوالي. قد تشمل البطارية أيضًا مكونات مثل إلكترونيات التحكم في الشحن، والصمامات، والمرشحات، ومقاومات العزل، وأجهزة التجاوز الكهربائي، والسخانات، وأجهزة استشعار درجة الحرارة، ومنظمات الحرارة، والمفاتيح الحرارية، وأجهزة التحكم الحرارية، وأجهزة تخفيف الضغط. تُستخدم هذه الأجهزة لمراقبة صحة البطارية ومنع التشغيل غير الآمن للبطارية والذي قد يضر بالأفراد أو يتلف أداء البطارية.
العمر الافتراضي للخلية أو البطارية هو الحد الأقصى للفترة الزمنية التي يُسمح باستخدام الخلية أو البطارية خلالها، ويتم تحديده من تاريخ تصنيع أقدم خلية في البطارية.
يتم قياس سعة البطارية بوحدات أمبير-ساعة ووات-ساعة. إن سعة الأمبير الساعي الفعلية لحالة معينة تساوي تكامل تيار التفريغ من بداية تفريغ بطارية مشحونة بالكامل (أي مشحونة إلى أقصى حد أقصى للجهد العلوي المسموح به بموجب معدل الشحن ودرجة الحرارة المقدرة) حتى يتم الوصول إلى أدنى حد للجهد القابل للاستخدام. إن سعة الواط الساعي الفعلية لحالة معينة تساوي تكامل حاصل تيار التفريغ والجهد من بداية تفريغ بطارية مشحونة بالكامل حتى الوصول إلى أدنى حد للجهد القابل للاستخدام.
ينبغي ذكر سعة البطارية الفعلية في كلتا الوحدتين لتسهيل تقييمات توازن الطاقة والتقييمات الحرارية ومقارنة أنواع البطاريات المختلفة. بالنسبة لخلايا أيون الليثيوم، يمكن أن تعتمد السعة المقاسة بشكل كبير على جهد نهاية الشحن، وحد جهد التفريغ، ودرجة الحرارة أثناء الشحن والتفريغ، والتيار المستخدم أثناء الشحن والتفريغ. لذلك، من المهم الحفاظ على هذه المتغيرات عند مقارنة تغييرات السعة على مدى دورة الحياة واختيار القيم بناءً على أسوأ حالة استخدام أثناء العمليات الأرضية (للشحن) والواجب (للتفريغ).
يتم قياس سعة البطارية التشغيلية بوحدات أمبير-ساعة ووات-ساعة. وهو يساوي نفس تكامل القيم من بداية تفريغ البطارية المشحونة بالكامل حتى الوصول إلى أدنى حد للجهد القابل للاستخدام للتحكم في شحنة الخدمة وظروف الحمل. ومع ذلك، للحفاظ على عمر الدورة وتلبية الحد الأدنى لحدود جهد الناقل، قد تكون حدود الجهد العلوي والسفلي أكثر تحفظًا من تلك المسموح بها بواسطة تصميم الخلية. لذلك، تكون القدرة التشغيلية دائمًا أقل من أو تساوي القدرة الفعلية للخلية أو البطارية.
يتم قياس سعة البطارية المقدرة بوحدات أمبير/ساعة ووات/ساعة. يتم توفير سعة البطارية المقدرة من قبل بائع البطارية أو الخلية وعادةً ما تكون أقل من السعة الفعلية. غالبًا ما يوفر المصنعون سعة زائدة أعلى من القيمة المقدرة للتعويض عن تغير الدفعة وخسائر السعة المتوقعة طوال عمر البطارية.
خلية البطارية عبارة عن جهاز واحد داخل غلاف خلية واحدة يقوم بتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية بجهد مميز عند تفريغها بمعدل اسمي. عادة ما يتم توصيل خلايا البطارية كهربائيًا على التوالي لإنشاء بطارية ذات الجهد المطلوب. يمكن توصيل خلايا البطارية على التوالي أو بالتوازي لإنشاء وحدة لزيادة السعة والجهد وسعة التيار بما يتجاوز حدود الخلية. في مثل هذه الحالات، يتم توصيل الوحدات على التوالي لتشكيل بطارية.
يأخذ تصميم الخلية في الاعتبار العوامل التي تؤدي إلى أداء فريد للخلية، بما في ذلك حجم وعدد الأقطاب الكهربائية، ونوع ومسامية الفواصل، وتركيب وحجم الإلكتروليت، ونوع المادة النشطة في الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة، وسبائك جامع التيار، وبنية طرف الخلية، وأجهزة السلامة ونقل الحرارة داخل الخلايا. تستخدم خلايا أيون الليثيوم عادةً بنية جرح تتكون من قطب كهربائي واحد طويل موجب وسالب أو بنية منشورية تتكون من صفائح أقطاب كهربائية موجبة وسالبة متناوبة.
يتم تعريف دورة الشحن على أنها تفريغ جزء كبير من السعة الاسمية للخلية أو البطارية، متبوعًا بإعادة الشحن إلى الحالة الأولية للشحن. يمكن أن يكون التفريغ نتيجة لشحنة كهربائية أو تفريغ ذاتي للخلية أو البطارية.
عمر شحن البطارية هو الوقت من لحظة اكتمال شحن البطارية حتى الحاجة إلى إعادة الشحن للتعويض عن خسائر السعة بسبب التفريغ الذاتي.
عمر دورة الخلية أو البطارية هو الحد الأقصى لعدد دورات الشحن التي يمكن للخلية أو البطارية تقديمها قبل حدوث خسائر غير قابلة للإصلاح في الأداء. قد يختلف عمر الدورة حسب التطبيق ويجب التحقق منه عن طريق اختبار التأهيل.
تتمتع مؤسستنا، التي تحاول دعم الشركات من كل القطاعات بمجموعة واسعة من دراسات الاختبار والقياس والتحليل والتقييم التي أجرتها لسنوات، بطاقم عمل قوي يتابع عن كثب التطورات في العالم في مجال العلوم والتكنولوجيا ويحسن نفسه باستمرار. وفي هذا السياق، يتم أيضًا تقديم خدمات الاختبار للشركات وفقًا للمعيار "بطارية ليثيوم أيون SMC-S-018 لتطبيقات مركبات الإطلاق".
يمكنك أن تطلب منا ملء النموذج الخاص بنا للحصول على موعد ، أو للحصول على معلومات أكثر تفصيلاً أو لطلب تقييم.
