
استاندارد « باتری لیتیوم-یون SMC-S-017 برای کاربردهای فضاپیما» که توسط مرکز سیستمهای فضایی و موشکی (SMC) فرماندهی فضایی نیروی هوایی ایالات متحده منتشر شده است ، رویههای توسعه، آزمایش، ذخیرهسازی، پردازش و استفاده از باتریهای لیتیوم-یون برای فضاپیماهای نظامی را شرح میدهد. رعایت این استاندارد به منظور تضمین عملکرد صحیح باتریها و محافظت در برابر تخریب پیش از پرواز و خرابی زودرس در حین استفاده عملیاتی در فضا، پرتاب و وسایل نقلیه مرحله بالایی طراحی شده است.

این استاندارد به منظور هماهنگسازی خرید و توسعه فضاپیماهای نظامی فعلی طراحی شده است تا الزامات و رویههای مشترک لازم برای اطمینان از عملکرد موفقیتآمیز باتری لیتیوم-یون در طول ماموریتهای فضایی را در بر بگیرد. انتظار میرود اجزای باتری مانند باتری، ماژول باتری، قطعات الکترونیکی کنترل شارژ، سوئیچ بایپس، گرمکنها و حسگرهای دما به اسناد صلاحیت سطح پایینتر که طراحی، فرآیند و کنترل کیفیت و الزامات آزمایش صلاحیت و پذیرش را تعریف میکنند، ارائه شوند.
در صورت وجود هرگونه تضاد بین این استاندارد و استاندارد سیستمهای برق الکتریکی AIAA برای وسایل نقلیه فضایی بدون سرنشین یا استاندارد باتری فضایی، این استاندارد بر هرگونه تعریف یا الزامات مربوط به باتری اولویت دارد.
باتری مجموعهای از سلولها یا ماژولهای باتری است که به صورت الکتریکی (معمولاً به صورت سری) به هم متصل شدهاند تا ولتاژ و جریان مورد نظر را از یک دسته تک سلولی فراهم کنند. معمولاً سلولها از نظر فیزیکی در یک مجموعه یا باتری واحد یا در چندین مجموعه یا ماژول جداگانه ادغام میشوند. باتری همچنین ممکن است شامل یک یا چند قطعه اضافی مانند دستگاههای بایپس الکتریکی، قطعات الکترونیکی کنترل شارژ، گرمکنها، حسگرهای دما، کلیدهای حرارتی و عناصر کنترل حرارتی باشد.
عمق دشارژ باتری، نسبت تعداد وات-ساعتهای استخراجشده از باتری به انرژی اسمی باتری برای یک پروفیل ولتاژ-جریان شارژ، پروفیل بار دشارژ و پروفیل دمای تعریفشده است که در ۱۰۰ ضرب میشود. برای یک باتری لیتیوم-یون، عمق دشارژ باتری باید در یک فرآیند حالت شارژ یا ولتاژ مرتبط با آن فرآیند مشخص شود. برای باتریهایی که زیر شارژ هستند، یعنی کاملاً شارژ نشدهاند، عمق دشارژ، درصد انرژی مصرف شده در دشارژ از نقطه زیر شارژ است.
الزامات پرتاب، انتقال مداری و انرژی باتری و ذخیره انرژی در مدار، در کل طول عمر ماموریت از مشخصات زیرسیستم توان الکتریکی پایینتر میآیند. انرژی باتری برابر است با انتگرال حاصلضرب جریان و ولتاژ دشارژ. محدودیتهای ادغام از ابتدای تخلیه تا نقطهای است که حداقل حد ولتاژ باتری زیرسیستم قدرت یا اولین سلول به حد ولتاژ زیرسلول میرسد یا دوره زمانی تعریف شده فرا میرسد. این یک مقدار انرژی در نقطهای از زمان است که بر روی یک پروفیل ولتاژ-جریان شارژ، پروفیل بار دشارژ و پروفیل دما اندازهگیری میشود. تخلیه باتری را میتوان با تخلیه جریان ثابت انجام داد، اما تخلیه با توان ثابت اگر به طور دقیقتری توان فضاپیما را شبیهسازی کند، روش ارجح است.
وضعیت شارژ باتری، مقداری است که با ضرب نسبت مقدار موجود در باتری به انرژی اسمی باتری در ۱۰۰ برای یک پروفیل ولتاژ-جریان شارژ، پروفیل بار دشارژ و پروفیل دما مشخص، به دست میآید.
ظرفیت باتری با واحد آمپر ساعت اندازهگیری میشود. ظرفیت باتری برابر با انتگرال جریان تخلیه است، که در آن جریان تخلیه مقداری مثبت است. محدودیتهای ادغام از ابتدای تخلیه تا حداقل حد ولتاژ باتری زیرسیستم قدرت یا نقطهای که در آن اولین سلول به حد ولتاژ زیرسلول میرسد یا دوره زمانی تعریف شده فرا میرسد، میباشد. این یک مقدار ظرفیت در نقطهای از زمان است که بر روی یک پروفیل ولتاژ-جریان شارژ، پروفیل بار دشارژ و پروفیل دما اندازهگیری میشود.
اضافه کردن الکترولیت به سلول باتری باعث فعال شدن سلول شده و باعث افزایش طول عمر سلول، ماژول و باتری میشود. برای تعریف شروع عمر مفید باتری استفاده میشود.
یک سلول، یک دستگاه تک واحدی درون یک محفظه سلولی است که هنگام تخلیه، انرژی شیمیایی را در ولتاژهای مشخص به انرژی الکتریکی تبدیل میکند. سلولهای باتری به طور مستقیم (معمولاً به صورت سری) به هم متصل میشوند تا یک باتری تشکیل دهند. سلولهای باتری به صورت سری یا موازی به هم متصل میشوند تا یک ماژول را تشکیل دهند، در چنین مواردی، ماژولها (معمولاً به صورت سری) به هم متصل میشوند تا یک باتری تشکیل دهند.
طراحی سلول بر اساس مجموعهای از اسناد کنترل تولید ایجاد میشود که ترکیب مواد، ابعاد، مقدار، فرآیند و کنترلهای فرآیند را برای هر جزء در سلول تعریف میکند. تغییر در طراحی سلول، به عنوان یک طراحی سلول متفاوت در نظر گرفته میشود که نیاز به بررسی جداگانه دارد. تغییر در طراحی سلول شامل موارد زیر است، اما محدود به آنها نیست:
روشهای اصلی آزمون تعریفشده در این استاندارد برای باتریهای لیتیوم-یون عبارتند از:
سازمان ما که سالهاست با طیف گستردهای از مطالعات آزمایش، اندازهگیری، تحلیل و ارزیابی که انجام میدهد، سعی در حمایت از کسبوکارها از هر بخشی دارد، دارای کارکنانی قوی است که از نزدیک تحولات جهان در زمینه علم و فناوری را دنبال میکنند و دائماً خود را بهبود میبخشند. در این زمینه، خدمات تست نیز مطابق با استاندارد «باتری لیتیوم-یونی SMC-S-017 برای کاربردهای فضاپیما» به مشاغل ارائه میشود.
