Стандартът „ SMC-S-018 Литиево-йонна батерия за приложения в ракети-носители“, публикуван от Центъра за космически и ракетни системи (SMC) на Космическото командване на ВВС на САЩ, описва изискванията и насоките за разработване, тестване, съхранение, обработка и употреба на литиево-йонни клетки и батерии за приложения в ракети-носители, включително ускорители и горни степени.
Съответствието с този стандарт има за цел да осигури високонадежден продукт за постигане на правилна производителност на батерията по време на мисията. Литиево-йонните батерии са нововъзникваща технология, която досега е имала малко приложение в ракетите-носители. Те са привлекателни пред по-често използваните първични батерии, защото пълната електрическа производителност, включително регулиране на напрежението и капацитет, може да бъде проверена директно в хардуера на полета преди употреба. Очаква се тези стандарти да бъдат актуализирани с употребата на тези батерии и с извличането на поуки, специфични за предизвикателствата на литиево-йонната технология.
Този стандарт, заедно със свързаните с него цитати, е предназначен да се използва чрез препратка в приложимите спецификации на ракети-носители или други документи, за да включва общи изисквания и практики, необходими за осигуряване на успешна работа на батериите по време на космически изстрелвания.
Изискванията тук са предназначени да допълнят и изяснят посоченото в MIL STD 1540E относно използването на литиево-йонни батерии в ракети-носители. Освен това, площадката за изстрелване е подготвена по начин, който не противоречи на изискванията за безопасност на системата или изискванията за безопасност на полигона за използване на литиево-йонни батерии в системи за прекратяване на полети. Въпреки това, за всяко предвидено използване на литиево-йонни батерии в площадки за изстрелване или системи за прекратяване на полети е необходимо да се направи консултация с подходяща документация за обхвата.
Добавянето на електролит към батерия представлява активиране на клетката, а най-ранно активираната клетка определя началото на експлоатационния живот на клетката, модула или батерията. Литиево-йонните клетки се активират в производственото съоръжение по време на производството им. След активирането, литиево-йонните клетки обикновено преминават през няколко цикъла на зареждане/разреждане, за да кондиционират повърхността на електродите и да стабилизират капацитета.
Батерията е съвкупност от батерийни клетки или модули, електрически свързани последователно, за да осигурят желаното напрежение и капацитет. Обикновено клетките са физически интегрирани в един единствен възел (или батерия) или в няколко отделни възела (или модула), свързани последователно. Батерията може също да включва компоненти като електроника за контрол на заряда, предпазители, филтри, изолационни резистори, електрически байпасни устройства, нагреватели, температурни сензори, термостати, термични превключватели, термични контролери и устройства за освобождаване на налягането. Тези устройства се използват за наблюдение на състоянието на батерията и предотвратяване на опасна работа с нея, която би могла да навреди на персонала или да повреди нейните характеристики.
Календарният живот на клетка или батерия е максималният период от време, през който клетката или батерията може да се използва, определен от датата на производство на най-старата клетка в батерията.
Капацитетът на батерията се измерва в единици ампер-часове и ват-часове. Действителният капацитет в ампери в час за дадено условие е равен на интеграла от тока на разреждане от началото на разреждане на напълно заредена батерия (т.е. заредена до максималната горна граница на напрежение, разрешена при номиналната скорост на зареждане и температура) до достигане на най-ниската използваема граница на напрежение. Действителният капацитет във ватчас за дадено условие е равен на интеграла от произведението на разрядния ток и напрежението от началото на разреждането на напълно заредена батерия до достигане на най-ниската използваема граница на напрежение.
Действителният капацитет на батерията трябва да бъде посочен и в двата уреда, за да се улеснят оценките на енергийния баланс, топлинните оценки и сравнението на различните типове батерии. За литиево-йонните клетки измереният капацитет може да бъде силно зависим от напрежението в края на зареждането, ограничението на напрежението на разреждане, температурата по време на зареждане и разреждане и тока, използван по време на зареждане и разреждане. Следователно е важно да се поддържат тези променливи, когато се сравняват промените в капацитета през целия цикъл на експлоатация и да се избират стойности въз основа на най-лошия случай на използване по време на наземни операции (за зареждане) и работа (за разреждане).
Работният капацитет на батерията се измерва в ампер-часове и ват-часове. Той е равен на същия интеграл от стойностите от началото на разреждането на напълно заредена батерия до достигане на най-ниската използваема граница на напрежение за контрол на зареждането и условията на натоварване. Въпреки това, за да се поддържа животът на цикъла и да се спазят минималните ограничения за напрежение на шината, горните и долните граници на напрежението може да са по-консервативни от тези, разрешени от дизайна на клетката. Следователно, работният капацитет винаги е по-малък или равен на действителния капацитет на клетката или батерията.
Номиналният капацитет на батерията се измерва в ампер-часове и ват-часове. Номиналният капацитет на батерията се предоставя от производителя на батерията или клетката и обикновено е по-малък от действителния капацитет. Производителите често осигуряват излишен капацитет над номиналната стойност, за да компенсират променливостта на партидите и очакваните загуби на капацитет през целия живот на батерията.
Батерийната клетка е единично устройство в корпус от една клетка, което преобразува химическата енергия в електрическа енергия с характерно напрежение, когато се разрежда с номинална скорост. Батерийните клетки обикновено са електрически свързани последователно, за да създадат батерия с желаното напрежение. Клетките на батериите могат да бъдат свързани последователно или паралелно, за да се създаде модул за увеличаване на капацитета, напрежението и тока извън рамките на клетката. В такива случаи модулите се свързват последователно, за да образуват батерия.
Дизайнът на клетката отчита фактори, които водят до уникална производителност на клетката, включително размера и броя на електродите, вида и порьозността на сепараторите, състава и обема на електролита, вида на активния материал в положителните и отрицателните електроди, сплавта на токоприемника, структурата на клемите на клетката и устройствата за безопасност и пренос на топлина в клетките. Литиево-йонните клетки обикновено използват навита структура, състояща се от един, дълъг, положителен и отрицателен електрод, или призматична структура, състояща се от редуващи се положителни и отрицателни електродни пластини.
Цикъл на зареждане се определя като разреждане на значителна част от номиналния капацитет на клетката или батерията, последвано от повторно зареждане до първоначалното състояние на зареждане. Разреждането може да е резултат от електрически заряд или саморазреждане на клетката или батерията.
Животът на батерията е времето от момента, в който зареждането ѝ е завършено, до момента, в който е необходимо презареждане, за да се компенсират загубите на капацитет, дължащи се на саморазреждане.
Животът на клетка или батерия е максималният брой цикли на зареждане, които клетката или батерията може да издържи, преди да настъпят необратими загуби на производителност. Цикълът на живот може да варира в зависимост от приложението и трябва да бъде проверен чрез квалификационни тестове.
Нашата организация, която от години се стреми да подкрепя бизнеса от всеки сектор с широк спектър от тестове, измервания, анализи и оценки, разполага със силен екип, който следи отблизо развитието в света в областта на науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенства. В този контекст, на предприятията се предоставят и услуги за тестване в съответствие със стандарта „SMC-S-018 Литиево-йонна батерия за приложения в ракети-носители“.
Можете да ни помолите да попълним формуляра, за да получим среща, да получим по-подробна информация или да поискаме оценка.
