SMC-S-018 Литиум-јонска батерија за апликации во лансирни летала

Стандардот „ SMC-S-018 Литиум-јонска батерија за примена во лансирни летала“, објавен од Центарот за вселенски и ракетни системи (SMC) на Командата на воздухопловните сили на САД, ги опишува барањата и упатствата за развој, тестирање, складирање, обработка и употреба на литиум-јонски ќелии и батерии за примена во лансирни летала, вклучувајќи засилувачи и горни фази.

Усогласеноста со овој стандард има за цел да обезбеди производ со висока сигурност за да се постигнат соодветни перформанси на батеријата за време на мисијата. Литиум-јонските батерии се нова технологија која досега имала мала употреба кај лансирните летала. Тие се попривлечни во однос на почесто користените примарни батерии бидејќи целокупните електрични перформанси, вклучувајќи ја регулацијата на напонот и капацитетот, можат да се проверат директно во хардверот за летање пред употреба. Се очекува овие стандарди да се ажурираат како што ќе се користат овие батерии и ќе се учат лекции специфични за предизвиците на литиум-јонската технологија.

Овој стандард, заедно со придружните цитати, е наменет да се користи преку референца во применливите спецификации на лансирните возила или други документи за да се вклучат општите барања и практики потребни за да се обезбеди успешно работење на батеријата за време на лансирањата во вселената.

Барањата овде имаат за цел да го дополнат и разјаснат она што е наведено во MIL STD 1540E во врска со употребата на литиум-јонски батерии во лансирни возила. Дополнително, местото за лансирање е подготвено на начин што не е во спротивност со безбедносните барања на системот или барањата за безбедност на далечината за употреба на литиум-јонски батерии во системите за завршување на летот. Сепак, мора да се консултира соодветна документација за дострел за секоја наменета употреба на литиум-јонски батерии на местото за лансирање или системите за завршување на летот.

Додавањето електролит во ќелијата на батеријата претставува активирање на ќелијата, а најраната активација на ќелијата го одредува почетокот на работниот век на ќелијата, модулот или батеријата. Литиум-јонските ќелии се активираат во производствениот погон за време на производството на ќелии. По активирањето, литиум-јонските ќелии обично поминуваат низ неколку циклуси на полнење/празнење за да ја кондиционираат површината на електродите и да го стабилизираат капацитетот.

Батеријата е склоп од батериски ќелии или модули електрично поврзани сериски за да се обезбеди посакуваниот напон и капацитет. Типично, ќелиите се физички интегрирани во еден склоп (или батерија) или во неколку одделни склопови (или модули) поврзани сериски. Батеријата може да вклучува и компоненти како што се електроника за контрола на полнење, осигурувачи, филтри, отпорници за изолација, електрични бајпас уреди, грејачи, сензори за температура, термостати, термички прекинувачи, термички контролери и уреди за ослободување на притисок. Овие уреди се користат за следење на здравјето на батеријата и спречување на небезбедно работење на батеријата што може да им наштети на персоналот или да ги оштети перформансите на батеријата.

Календарскиот век на траење на ќелијата или батеријата е максималниот временски период во кој ќелијата или батеријата е дозволена да се користи, дефиниран од датумот на производство на најстарата ќелија во батеријата.

Капацитетот на батеријата се мери во единици ампер-часови и ват-часови. Вистинскиот капацитет на ампер-часови за дадена состојба е еднаков на интегралот на струјата на празнење од почетокот на празнењето на целосно наполнета батерија (т.е. наполнета до максималната горна граница на напон дозволена под номиналната брзина на полнење и температура) сè додека не се достигне најниската употреблива граница на напон. Вистинскиот ват-час капацитет за дадена состојба е еднаков на интегралот од производот на струјата на празнење и напонот од почетокот на празнењето на целосно наполнета батерија додека не се достигне најниската граница на употреблив напон.

Вистинскиот капацитет на батеријата треба да биде наведен во обете единици за да се олеснат проценките на енергетскиот биланс, термичките проценки и споредбата на различните типови батерии. За литиум-јонските ќелии, измерениот капацитет може силно да зависи од напонот на крајот од полнењето, границата на напонот на празнење, температурата за време на полнењето и празнењето и струјата што се користи за време на полнењето и празнењето. Затоа, важно е да се одржуваат овие променливи кога се споредуваат промените на капацитетот во текот на животниот циклус и да се изберат вредности врз основа на најлошата употреба за време на копнените операции (за полнење) и работа (за празнење).

Работниот капацитет на батеријата се мери во единици ампер-часови и ват-часови. Тоа е еднакво на истиот интеграл на вредностите од почетокот на празнењето на целосно наполнета батерија додека не се достигне најниската употреблива граница на напон за контрола на полнењето и условите на оптоварување. Сепак, за да се одржи животниот циклус и да се исполнат минималните ограничувања на напонот на магистралата, горните и долните ограничувања на напонот може да бидат поконзервативни од оние дозволени од дизајнот на ќелијата. Затоа, работниот капацитет е секогаш помал или еднаков на вистинскиот капацитет на ќелијата или батеријата.

Номиналниот капацитет на батеријата се мери во единици ампер-часови и ват-часови. Номиналниот капацитет на батеријата го обезбедува продавачот на батерии или ќелии и обично е помал од вистинскиот капацитет. Производителите често обезбедуваат вишок капацитет над номиналната вредност за да компензираат за варијабилноста на серијата и очекуваните загуби на капацитет во текот на животниот век на батеријата.

Батериска ќелија е еден уред во куќиште на една ќелија што ја претвора хемиската енергија во електрична енергија при карактеристичен напон кога се празнат со номинална брзина. Батериските ќелии обично се електрично поврзани сериски за да се создаде батерија со посакуваниот напон. Батериските ќелии можат да се поврзат сериски или паралелно за да се создаде модул за зголемување на капацитетот, напонот и струјниот капацитет надвор од границите на ќелијата. Во такви случаи, модулите се поврзани сериски за да формираат батерија.

Дизајнот на ќелиите ги зема предвид факторите што резултираат со уникатни перформанси на ќелијата, вклучувајќи ја големината и бројот на електроди, видот и порозноста на сепараторите, составот и волуменот на електролитот, видот на активен материјал во позитивните и негативните електроди, легурата на колекторот на струја, структурата на терминалите на ќелијата и безбедносните уреди и уредите за пренос на топлина во ќелиите. Литиум-јонските ќелии обично користат намотана структура која се состои од една, долга, позитивна и негативна електрода или призматична структура која се состои од наизменични плочи со позитивни и негативни електроди.

Циклус на полнење е дефиниран како празнење на значителен дел од номиналниот капацитет на ќелијата или батеријата, проследено со повторно полнење до почетната состојба на полнење. Празнењето може да биде резултат на електрично полнење или самопразнење на ќелијата или батеријата.

Времетраењето на полнењето на батеријата е времето од моментот кога е целосно полнење на батеријата до моментот кога е потребно повторно полнење за да се компензираат загубите на капацитет поради самопразнење.

Животниот век на една ќелија или батерија е максималниот број циклуси на полнење што ќелијата или батеријата може да ги испорача пред да се појават неповратни загуби на перформанси. Животниот циклус може да варира во зависност од примената и треба да се потврди со квалификациско тестирање.

Нашата организација, која со години се обидува да ги поддржи бизнисите од секој сектор со широк спектар на студии за тестирање, мерење, анализа и евалуација што ги спроведува, има силен персонал кој внимателно ги следи случувањата во светот во областа на науката и технологијата и постојано се подобрува. Во овој контекст, услугите за тестирање се обезбедуваат и за бизнисите во согласност со стандардот „SMC-S-018 Литиум-јонска батерија за апликации за лансирни летала“.